JPH0890312A

JPH0890312A - 刃物装置

Info

Publication number: JPH0890312A
Application number: JP25733694A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Hirano; 秀和平野; Koichi Komuro; 浩一小室
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1994-09-28
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】半径方向に刃物が変位自在である刃物装置の
アンバランス振動の抑制向上。【構成】刃物装置は、先端面側に直径方向の案内部が
形成されていると共に、中空部が形成され、後端側にシ
ャンク部を備えたケーシング本体；案内部で案内されて
移動自在な移動部材から軸線方向に突出し、刃物が取り
付けられている刃物保持体；ケーシング本体の全周面に
亘って形成されたバランスウエイト収納凹部に滑動部材
の滑動方向に平行に滑動自在に嵌装された略環状のバラ
ンスウエイト；軸線方向に作動する工具変位作動部材；
及び中空部内に収納され、移動部材とバランスウエイト
とに対し工具変位作動部材の軸線方向の作動を互に反対
の半径方向の相関関係量変位作動に変換伝達する作動変
換部；から構成されおり、回転軸線に関し、刃物の回転
半径が最小の中立基準位置の場合のバランスウエイトの
重心と刃物の回転半径が最大の偏心位置の場合のバラン
スウエイトの重心とが刃物装置の回転軸線に関し互に反
対側にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、バイトチップを回転
軸線から半径方向に変位させ得ると共にその変位に対応
可能なバランス装置を具備した刃物装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術における刃物を半径方向に変
位させる面削り用や中ぐり用の刃物装置には、例えば図
６及び図７に示されているよう刃物変位装置とバランス
装置を具備したものがある。

【０００３】具体的に述べると、刃物装置のケーシング
本体１は、中空部が形成されていると共に、後端に筒状
のシャンク部１ｃが形成されている。ケーシング本体１
の先端面には、案内部材２，２が開口両側に跨って設け
られ、両側にあり溝３が形成された滑動部材４がケーシ
ング本体１の半径方向に滑動自在に案内部材２，２に嵌
合している。

【０００４】フランジ状の基部５ａをもつクイル５は、
基部５ａが滑動部材４の表面に固着され、刃物装置の軸
線方向に突出しており、クイル５の先端部には、バイト
チップ６が半径方向に突出して取り付けられている。バ
イトチップ６の取付けの半径方向は、滑動部材４がケー
シング本体１の外周面方向に変位する半径方向と同一方
向である。

【０００５】又、ケーシング本体１の外周面に形成され
たバランスウエイト収納凹部７には、そのバランスウエ
イト収納凹部７を丁度埋めるようなヘビーメタルのバラ
ンスウエイト８が嵌装されており、バランスウエイト８
は、滑動部材４がケーシング本体１の外周面方向に変位
する半径方向と逆の半径方向にバランスウエイト収納凹
部７内で滑動自在である。又、ケーシング本体１のバラ
ンスウエイト８と逆側の外側面とは、バランスウエイト
８によって生じる遠心力を相殺するための固定ウエイト
８´（図７参照）が設けられている。

【０００６】中空部１ｅ内には、中空部１ｅの断面短軸
線方向で中央略１／３の厚さ寸法で、中心軸線方向で中
空部１ｅの中心軸線方向の長さより短かい板状のカム溝
部材９が中空部１ｅの断面長軸線方向の両側を転がり直
線軸受１０，１０を介して支持され、中心軸線方向に滑
動自在に嵌装されている。カム溝部材９の両側面には、
斜行カム溝が中心軸線方向に対して傾いた軸線方向に形
成されており、一側面の斜行カム溝と他側面の斜行カム
溝９ｂとの傾きは傾き角度が同じで、且つ傾き方向は逆
であり、所謂Ｘ字状となっている。

【０００７】カム溝部材９の後端面からは、ケーシング
本体１の中心軸線上にある作動棒１７が突出して、ケー
シング本体１の隔壁１ｄを貫通してシャンク部１ｃの中
空部内に伸びている。中空部１ｅの両側面とカム溝部材
９の両側面との間には、夫々中空部１ｅの断面長軸線方
向の長さより短い従動部材１１，１２が案内に転がり軸
受１５を介して図示の上下方向に滑動自在に嵌装されて
いる。又、従動部材１１，１２は、斜行カム溝９ａ，９
ｂに直線軸受１６を介して嵌装されている。

【０００８】一方の従動部材１１は、中心軸線方向に伸
び、滑動部材４の裏面に固着されている。他方の従動部
材１２は、ケーシング本体１の半形方向に伸び、ケーシ
ング本体１の外周面のバランスウエイト収納凹部７の底
面から突出し、バランスウエイト８に固着されている。

【０００９】上記のカム溝部材９とそれに係合する従動
部材１１，１２との関係は、作動棒１７が後方に引張ら
れることによりカム溝部材９が前記中立基準位置からケ
ーシング本体１の隔壁１ｄに最も近接した終端位置に変
位すると、クイル５とバランスウエイト８とは、中心軸
線から互に反対の半径方向に最も離れた位置に変位する
ようになっている。

【００１０】バイトチップ６の回転半径が最も小さい位
置にある中立基準位置におけるバランスウエイト８の重
心は、図７のモデル図に示すようにバランスウエイト８
の変位方向に回転中心から適宜偏位（ｒ₁）している。
その中立基準位置の状態での滑動部材４、クイル５、バ
イトチップ６及び従動部材等並びバランスウエイト８の
合成重心は、実質的に回転中心から偏心していない、即
ちアンバランスがない状態になっている。

【００１１】そして、クイル５のバイトチップ６が中立
基準位置から回転半径を増大するように滑動部材４が変
位された場合に、バランスウエイト８の重心も中立基準
位置からバイトチップ６と反対の半径方向に同量（Δ
ｒ）変位し、回転半径がｒ₂（＝ｒ₁＋Δｒ）となる。
滑動部材４、クイル５、バイトチップ６及び従動部材等
の合成重心の半径方変位とバランスウエイト８の重心の
反対の半径方向の変位により、主軸の回転の際の主軸全
体の合成偏心重量、即ちアンバランスがなくなるように
なっている。

【００１２】上記の刃物装置は、シャンク部１ｃが主軸
に嵌着され、主軸に装着される。そこで、作動棒１７
は、引張られて所望位置にまで軸線方向に後退する。即
ち、斜行カム溝部材９は、ケーシング本体１の中空部１
ｅにおいて直線軸受１０，１０に案内されて所望の位置
にまで中心軸線方向に変位して位置決めされる。する
と、カム溝部材９、即ち斜行カム溝９ａ，９ｂの変位に
より、転がり直線軸受１６，１６を介して係合する従動
部材１１，１２は、互に反対の半径方向に等量だけ変位
し、中心軸線に関し対称位置になる。

【００１３】バイトチップ６とバランスウエイト８と
は、夫々従動部材１１，１２と一体的になって互に反対
の半径方向に等量だけ変位して、中心軸線から夫々所望
量偏心した位置に位置決めされる。そして主軸が回転駆
動されて、バイトチップ６は、中心軸線から所望量偏心
した位置で回転して、工作物に対する所望の加工径で切
削加工が行われる。バイトチップ６付きのクイル５は中
心軸線から偏心した位置で回転するが、対称的に偏心し
たバランスウエイト８によつてアンバランスが相殺され
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術にお
ける刃物装置のバランス装置は、中立基準位置において
バランスウエイト８（質量ｍ）が既に刃物の変位方向と
は逆の半径方向に主軸中心軸線から偏心（偏心量ｒ₁）
して設けられているので、主軸の回転（角速度ω）にお
いて遠心力（ｍｒ₁ω²）が生じ、遠心力は、バランス
ウエイト８の変位がクイル５の半径方向の変位（変位量
Δｒ；バランスウエイト８の偏心量ｒ₂＝ｒ₁＋Δｒ）
により増大すると、更に増大する（ｍｒ₂ω²）（図７
参照）。

【００１５】そして、バランスウエイト８により生じる
遠心力は、バランス装置に関連する刃物変位装置（例え
ば溝カム機構や転がり直線軸受等）に影響を与えるた
め、故障を防ぐために主軸の回転速度を大きくすること
ができない。他方、バランスウエイトのバランス性能
は、遠心力の変化量（ｍΔｒω²＝ｍｒ₂ω²−ｍｒ₁
ω²）による。

【００１６】しかし、ｒ₂は遠心力による上記の影響に
より大きくすることは好ましくなく、ｒ₁は、構造上、
小さくすることは困難である。即ち、変位量Δｒを余り
大きくすることはできない。そこで、遠心力の変化量を
大きくするためには、バランスウエイトの質量ｍを大き
くする必要が生じるが、刃物装置、即ちバランス装置の
構造上、バランスウエイトを大きくすることは困難であ
る。

【００１７】従って、バランスウエイトを大きくしない
で、その質量ｍを大きくするために、バランスウエイト
にヘビーメタルを用いる手段もあるが、それはコスト高
という問題が生じる。又、この様なバランスウエイトの
質量を大きくする手段では、上記した偏心量ｒ₁が大き
いために、結局、遠心力（ｍｒ₁ω²），（ｍｒ
₂ω²）が大きくなってしまうこととなり、適切な方法
がなかった。

【００１８】上述したようにバランスウエイトのバラン
ス性能が低いと、主軸の回転数を大きくできないだけで
なく、刃物の変位によるアンバランス振動が発生し、加
工精度が低下するのであるが、それを解決するべく、バ
ランスウエイトのバランス性能を高めることは、上記の
理由で困難となる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の刃物装置は、
先端面側に直径方向の案内部が形成されていると共に、
中空部が形成されたケーシング本体；案内部で案内され
て移動自在な滑動部材から軸線方向に突出し、刃物が取
り付けられている刃物保持体；前記ケーシング本体の全
周面に嵌装され、前記滑動部材の滑動方向に平行に滑動
自在に取り付けられた略環状のバランスウエイト；軸線
方向に作動する工具変位作動部材；及び中空部内に収納
され、前記滑動部材と前記バランスウエイトとに対し前
記工具変位作動部材の軸線方向の作動を互に反対の半径
方向の相関関係量変位作動に変換伝達する作動変換部；
から構成されている。

【００２０】そして、刃物装置の回転軸線に関し刃物の
回転半径が最小の中立基準位置の場合の前記バランスウ
エイトの重心と刃物装置の回転軸線に関し刃物の回転半
径が最大の偏心位置の場合の前記バランスウエイトの重
心とが刃物装置の回転軸線に関し互に反対側にあること
が好ましい。

【００２１】

【作用】上記の刃物装置においては、初期状態におい
て、刃物変位作動部材は中立基準位置にある。そこで、
刃物変位作動部材が中立位置から所望量だけ軸線方向に
作動すると、工具変位作動部材の軸線方向の作動は、作
動変換部により前記滑動部材と前記バランスウエイトと
に対し工具変位作動部材の軸線方向の作動を互に反対の
半径方向の相関関係量変位作動に変換伝達される。

【００２２】すると、刃物は、滑動部材と一体的になっ
て半径方向に変位して、中心軸線から所望量偏心した位
置になる。それと共に、バランスウエイトは、刃物と逆
の半径方向に刃物の変位量と関連した量を変位する。そ
して、主軸が回転駆動されて、バイトは、中心軸線から
所望量偏心した位置で回転して、工作物に対する所望の
加工径で切削加工が行われる。

【００２３】その際、相反する半径方向の変位により刃
物・刃物保持体・滑動部材の合成重心が回転軸線から偏
心し、又、バランスウエイトの重心も回転軸線から相関
関係量だけ偏心する。夫々の重心の偏心による回転のア
ンバランスは、相殺される。従って、工具装置の回転に
おいて、アンバランス振動は生じないで、安定した回転
が行われる。その結果、加工精度は維持される。

【００２４】

【実施例】この発明の実施例における刃物装置を図面に
従って説明する。図１において、刃物装置のケーシング
本体１は、先端側の大径部１ａ、中間の小径部１ｂ及び
後端のシャンク部１ｃから構成されている。ケーシング
本体１には、小径部１ｂとシャンク部１ｃとの境界位置
の隔壁１ｄを隔てて、大径部１ａの先端面に開口し、大
径部１ａと小径部１ｂとを通した断面略長方形の中空部
１ｅと、シャンク部１ｃの後端面に開口した円形穴１ｆ
とが形成されている。

【００２５】小径部１ｂの外周面には、自動工具交換装
置の交換ハンドが係合する環状溝１ｈが形成されてい
る。シャンク部１ｃは、小径部１ｂより小径のテーパシ
ャンクであり、円筒状中空部が形成された中空円筒状と
なり、外周周壁には、周斜面をもつクランプボール孔１
ｇが穿設されており、シャンク部１ｃと小径部１ｂとの
段部は、刃物装置が主軸５０に装着された時、主軸５０
の先端面に当接する。

【００２６】大径部１ａの開口端面には、同形断面の案
内部材２が固着され、案内部材２の前端面には、中空部
１ｅの断面長軸線方向（図１における上下方向）のあり
溝３が開口両側に跨って形成されており、あり溝３に
は、中空部１ｅを蔽う滑動部材４がケーシング本体１の
半径方向に滑動自在に嵌合している。

【００２７】フランジ状の基部５ａをもつクイル５は、
基部５ａが滑動部材４の表面に固着され、刃物装置の軸
線方向に突出しており、クイル５の先端部には、バイト
チップ６が半径方向に突出して取り付けられている。バ
イトチップ６の取付けの半径方向は、滑動部材４がケー
シング本体１の外周面方向に変位する半径方向と同一方
向である。

【００２８】又、ケーシング本体１の大径部１ａの全周
面に亘って形成されたバランスウエイト収納凹部７に
は、略環状のバランスウエイト８が嵌装されている。バ
ランスウエイト収納凹部７の底面及びバランスウエイト
８の内周面は、夫々図３に示すように滑動部材４の滑動
方向に平行な面、即ち案内面７１，７１；滑動面８１，
８１をもつ八辺形をなし、バランスウエイト８の内周面
の八辺形は、バランスウエイト収納凹部７の底面の八辺
形より滑動部材４の滑動方向にのみ伸長している。

【００２９】即ち、滑動面８１は案内面７１より長い。
従って、バランスウエイト８は、滑動面７１，７１が案
内面８１，８１上滑動して図１及び図３の上下方向に滑
動自在である。そしてバランスウエイト８は、図３に示
すように案内面８１，８１を形成する側辺部８ａ，８ａ
とそれらに両端が止めねじで結合された錘部８ｂ及び接
続部８ｃとの４部分から構成されている。

【００３０】刃物変位装置としては、次のような構造と
なっている。（図１、図２、図３及び図４参照）中空部１ｅ内には、中空部１ｅの断面短軸線方向で中央
略１／３の厚さ寸法で、中心軸線方向で中空部１ｅの中
心軸線方向の長さより短かい板状のカム溝部材９が中空
部１ｅの断面長軸線方向の両側を予圧が加えられた転が
り直線軸受１０，１０を介して支持され、中心軸線方向
に滑動自在に嵌装されている。

【００３１】カム溝部材９の両側面には、斜行カム溝９
ａ，９ｂが中心軸線方向に対して傾いた軸線方向に形成
されており、傾き方向は逆であり、所謂Ｘ字状となって
いる。斜行カム溝９ａと斜行カム溝９ｂとの傾き角度
は、夫々適宜定められているが、実施例では、両者の傾
き角度が同じである。

【００３２】中空部１ｅの両側面とカム溝部材９の両側
面との間には、夫々中空部１ｅの断面長軸線方向の長さ
より短い従動部材１１，１２が嵌装されている。中空部
１ｅの両側面に対向する従動部材１１，１２の側面に
は、夫々案内溝１１ａ，１２ａが中空部１ｅの断面長軸
線方向（あり溝３と同方向）に形成され、中空部１ｅの
両側面に同方向に設けられた案内１３，１４に予圧が加
えられた転がり直線軸受１５，１５を介して係合されて
いる。

【００３３】又、カム溝部材９の両側面に対向する従動
部材１１，１２の側面には、夫々斜行カム溝９ａ，９ｂ
に予圧が加えられた転がり直線軸受１６，１６を介して
係合する突条部１１ｂ，１２ｂ（係合部）が形成されて
いる。一方の従動部材１１は、中心軸線方向に伸び、案
内部材２の開口部に突出し、突出端が滑動部材４の裏面
に固着されている。他方の従動部材１２は、ケーシング
本体１の半形方向に伸び、ケーシング本体１の外周面の
バランスウエイト収納凹部７の底面から突出し、バラン
スウエイト８の錘部８ｂに止めねじで固着されている
（図３参照）。

【００３４】上記のカム溝部材９とそれに係合する従動
部材１１，１２との関係は、カム溝部材９が中立基準位
置から後記の引張棒６１によりケーシング本体１の隔壁
１ｄに最も近接した終端位置に変位すると、クイル５と
バランスウエイト８とは、中心軸線から互に反対の半径
方向に最も離れた位置に変位するようになっている。カ
ム溝部材９の後端面からは、ケーシング本体１の中心軸
線上にある作動棒１７が突出して、ケーシング本体１の
隔壁１ｄを貫通してシャンク部１ｃの中空部内に伸びて
いる。作動棒１７の端部は、通常のプルスタッドと同様
の形状である。

【００３５】バイトチップ６の回転半径が最も小さい位
置にある中立基準位置におけるバランスウエイト８の重
心Ｇは、図５のモデル図に示すようにバランスウエイト
８の変位方向と反対方向に回転中心Ｏから適宜偏位（ｒ
₁）していることが好ましい。その中立基準位置の状態
での滑動部材４、クイル５、バイトチップ６及び従動部
材１１等並びバランスウエイト８及び従動部材１２等の
合成重心は、実質的に回転中心Ｏから偏心していない、
即ちアンバランスがない状態になっている。

【００３６】そして、クイル５のバイトチップ６が中立
基準位置から回転半径を増大するように滑動部材４が変
位された場合に、バランスウエイト８も従動部材１２共
々、中立基準位置からバイトチップ６と反対の半径方向
に変位する。この重心Ｇが最も移動したときの重心Ｇ´
は、回転中心Ｏより偏位距離ｒ₂離れた位置となる。

【００３７】滑動部材４、クイル５、バイトチップ６及
び従動部材１１等の合成重心の半径方向変位とバランス
ウエイト８及び従動部材１２等の合成重心の反対の半径
方向の変位により、主軸の回転の際の主軸全体の合成偏
心重量、即ちアンバランスがなくなるようになってい
る。

【００３８】図１に示すように主軸５０には、先端部が
刃物装置のシャンク部１ｃが嵌着される環状穴５１と中
心孔５２が同軸線関係に形成され、環状穴５１内側周面
と中心孔５２の内周面との間で形成される円筒部には、
刃物装置装着時におけるシャンク部１ｃのクランプボー
ル孔１ｇに対応するクランプボール孔５３が貫通してい
る。

【００３９】中心孔５２には、図示しない駆動源で進退
する作動スリーブ５４が挿通され、作動スリーブ５４の
先端部の外周面には、縁部斜面をもつクランプボール作
動用凹部５５が形成され、クランプボール作動用凹部５
５とクランプボール孔５３とに跨ってクランプボール５
６が納められている。

【００４０】又、主軸５０には、環状穴５１の内周面に
開口した仮クランプボール孔５７が半径方向に穿設さ
れ、仮クランプボール孔５７に納められた仮クランプボ
ール５８は、外側から仮クランプボール孔５７に挿入さ
れねじ止めされた圧縮コイルばね５９の付勢力で押圧さ
れ、仮クランプボール孔５７の先端の絞り開口部から環
状穴５１の内周面に一部突出している。

【００４１】作動スリーブ５４内には、先端開口から適
宜だけ奥に位置するコレットチャック６０を先端に備え
た引張棒６１が挿通されている。引張棒６１の後端は、
主軸５０後部で、図示しないサーボモータにより回転駆
動されるボールねじ機構に結合され、引張棒６１は、制
御装置で制御されるサーボモータの回転駆動で所望量の
軸線方向の変位がされるようになつている。又、コレッ
トチャック６０は、作動スリーブ６０ａの前後動で開閉
するようになっている。

【００４２】上記の刃物装置の操作・作用について説明
する。先ず刃物装置を工作機械の主軸５０に装着するの
に際しては、ケーシング本体１の小径部１ｂの環状溝１
ｈが自動工具交換装置の交換ハンドで把持され、シャン
ク部１ｃが主軸５０の環状穴５１に挿入される。その
際、圧縮コイルばね５９の付勢力で環状穴５１内に突出
している仮クランプボール５８がクランプボール孔１ｇ
に係合し、シャンク部１ｃは主軸５０に仮クランプされ
る。

【００４３】それから駆動源で作動スリーブ５４が後退
されると、クランプボール５６は、クランプボール作動
用凹部５５の縁部斜面によりクランプボール孔５３から
押上げられ、シャンク部１ｃのクランプボール孔１ｇに
突出してクランプボール孔１ｇの周斜面に係合し、シャ
ンク部１ｃは、シャンク部１ｃと小径部１ｂとの段部が
主軸５０の先端面に当接するように引込まれて、主軸５
０に固締される。即ち刃物装置は、主軸５０に装着され
る。

【００４４】そのとき、図略の制御装置で制御されるサ
ーボモータでボールねじ機構を介して変位する作動スリ
ーブ５４内の引張棒６１の先端面は、作動棒１７の後端
面に当接した中立基準位置にあり、作動棒１７の後端の
プルスタッド部は、引張棒６１の先端のコレットチャッ
ク６０に挿入された位置にある。そして引張棒６１の先
端のコレットチャック６０は、作動棒１７のプルスタッ
ド部を把持する。

【００４５】そこで、作動スリーブ５４内の引張棒６１
が制御装置で制御されるサーボモータの回転駆動で中立
基準位置から所望量だけ軸線方向に後退すると、作動棒
１７は、引張棒６１と共に所望位置にまで軸線方向に後
退する。即ち、斜行カム溝部材９は、ケーシング本体１
の中空部１ｅにおいてバックラッシュなく転がり直線軸
受１０，１０に案内されて所望の位置にまで中心軸線方
向に変位して位置決めされる。

【００４６】すると、カム溝部材９、即ち斜行カム溝９
ａ，９ｂの変位により、それに予圧が加えられた転がり
直線軸受１６，１６を介して係合する従動部材１１，１
２は、予圧が加えられた転がり直線軸受１５，１５を介
してバックラッシュなく案内１３，１４に案内されて互
に反対の半径方向に変位し、所定位置になる。

【００４７】従動部材１１の変位と共に滑動部材４、ク
イル５、バイトチップ６が一体的に半径方向に変位し、
バイトチップ６は、所定位置に位置決めされる。それと
共にバランスウエイト８も従動部材１２と一体的に反対
の半径方向に変位して所定位置に位置決めされる。そし
て主軸５０が回転駆動されて、バイトチップ６は、中心
軸線から所望量偏心した位置で回転して、工作物に対す
る所望の加工径で切削加工が行われる。

【００４８】バイトチップ６は、中立基準位置から中心
軸線に関し更に偏心した位置で回転するが、そのときの
滑動部材４、クイル５、バイトチップ６及び従動部材１
１等の合成重心の偏心により生じるアンバランスは、中
立基準位置からバイトチップ６付きのクイル５とは反対
の半径方向に変位したバランスウエイト８及び従動部材
１２等の合成重心によつて相殺され、アンバランス振動
は生じないで、刃物装置の安定した回転が行われる。そ
の結果、加工精度は維持される。

【００４９】刃物装置を主軸５０より取り外す際は、作
動スリーブ５４内の引張棒６１が制御装置で制御される
サーボモータの回転駆動で所望量だけ軸線方向に前進す
ると、作動棒１７は引張棒６１に押されて中立基準位置
にまで軸線方向に前進する。即ち、カム溝部材９は、ケ
ーシング本体１の中空部１ｅにおいて転がり直線軸受１
０，１０に案内されて中立基準位置にまで軸線方向に変
位し、斜行カム溝９ａ，９ｂの変位により、それに係合
する従動部材１１，１２は、案内１３，１４に案内され
て互に対向したの半径方向に変位し、中立基準位置に復
位する。

【００５０】そして、引張棒６１の先端のコレットチャ
ック６０は、作動スリーブ６０ａの後退により開いて作
動棒１７のプルスタッド部を解放する。次いで、駆動源
で作動スリーブ５４が前進すると、クランプボール５６
は、クランプボール作動用凹部５５に落ち込み、クラン
プボール孔５３内へ没入し、シャンク部１ｃのクランプ
ボール孔１ｇから外れ、刃物装置は、仮クランプボール
５８とクランプボール孔１ｇとの係合で、シャンク部１
ｃは、主軸５０に仮保持状態になる。

【００５１】それから、ケーシング本体１の小径部１ｂ
の環状溝１ｈが自動工具交換装置の交換ハンドで把持さ
れ、シャンク部１ｃが主軸５０の環状穴５１から引き抜
かれる。その際、圧縮コイルばね５９の付勢力に抗し
て、クランプボール孔１ｇの縁部で仮クランプボール５
８がクランプボール孔１ｇから押出される。次に図５の
モデル図に基づいて、この実施例のアンバランス相殺作
用について説明する。バランスウエイト８は、八辺形の
略環状をしているため、その重心位置Ｇは、略環状の中
心位置となる。

【００５２】従って、重心位置Ｇは、刃物装置の回転中
心Ｏに接近し、バイトチップ６の回転半径が最も小さい
ときの重心位置Ｇと回転中心Ｏとの距離ｒ₁を小さくす
ることができる。又、バイトチップ６の回転半径が最も
大きいときの重心位置Ｇ´は、初期の重心位置Ｇとは反
対方向に回転中心Ｏからｒ₂の距離となり、距離ｒ₂も
従来に比べ小さくなる。

【００５３】このため、刃物装置に作用する遠心力（ｍ
ｒ₁ω²，ｍｒ₂ω²（ｍ：バランスウエイト８の質量
ω：主軸５０の回転角速度））は、小さくなる。従っ
て、刃物装置内部のカム溝部材９、従来部材１１，１２
及び転がり直線軸受１０，１５，１６等の機構に作用す
る遠心力は小さくなるため、刃物装置の故障を防止する
ことができる。即ち、主軸５０の回転速度を高速にする
ことができる。

【００５４】又、バランスウエイト８の移動距離Δｒ
は、Δｒ＝ｒ₁＋ｒ₂となり、クイル５の移動に伴うア
ンバランス相殺作用に寄与する遠心力の変化量ｍΔｒω
²となり、従来に比較して大きくすることができる。即
ち、故障の原因となる遠心力を小さく保ったまま、遠心
力の変化量を大きくすることができる。従って、故障す
ることなく、主軸の回転速度を大きくすることができる
と共に、刃物装置のバランス性能を向上させ、刃物に発
生する振動を抑え、加工精度を向上させることができ
る。

【００５５】以上述べた実施例では、刃物装置は、主軸
に着脱可能なものであるが、この発明は、そのような着
脱式の刃物装置のみに適用可能なものでなく、主軸自体
に一体的に刃物が取り付けられたものにも適用すること
ができる。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、バランス
ウエイトの形状を略環状形状としたために、以下の効果
を奏する。即ち、バランスウエイトの重心位置が刃物装
置の回転中心位置に接近するため、重心位置と回転中心
との距離が小さくなり、刃物装置に作用する遠心力が小
さくなる。このために、刃物装置内部の作動変換部等を
構成する部材（例えば転がり直線軸受）に作用する力小
さくなり、刃物装置の故障を減少させることができる。
即ち、主軸の回転を高速化することができる。

【００５７】そして、重心位置と回転中心との距離が小
さいため、バランスウエイトが移動した後の重心位置と
回転中心との距離も従来に比して小さくすることができ
る。このため、バランスウエイトが移動距離を大きくで
きるため、バランス性能が向上する。又、この発明のバ
ランスウエイトは、略環状形状であるため、実質的に従
来よりも断面面積が大きくなり、延いてはバランスウエ
イトの質量は大きくなり、バランス性能が向上する。従
って、従来用いられたヘビイメタル等の高価なものを用
いる必要がないため、コストが低減される。

【００５８】更に、バがケーシング本体の全周面に嵌装
された略環状形状であることによって、刃物装置が回転
した時のバランスが良くなる。即ち、従来のようなケー
シング本体の一端側にバを設け、他端側に固定ウを用い
たときに比し、略環状形状のバは、それ自体でのバが良
く、構造的にも強度がある。そのため、刃物装置内部の
空間を形成し易く、装置全体を構成し易い。以上述べた
ようにこの発明の刃物装置では、バランスウエイトのバ
ランス性能が向上するので、刃物に発生する振動も小さ
くなり、加工精度も向上する。

【００５９】又、請求項２に記載の刃物装置では、特
に、バランスウエイトの重心位置の初期位置と最大移動
後の位置が回転軸線に対して反対方向にあるため、更に
以下の効果を奏することができる。即ち、バランスウエ
イトの移動距離を大きくしても、回転中心を介している
ため、バランスウエイトによって発生する遠心力は移動
後も小さくなる。しかし、バランスウエイトの実際の移
動量は大きいために、刃物の移動に対するバランスウエ
イトの遠心力の変化量は大きくなり、バランス性能は更
に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例における刃物装置の断面図で
ある。

【図２】図１のII−II線における断面図である。

【図３】図１のIII −III 線における断面図である。

【図４】図３の IＶ− IＶ線における断面概略図であ
る。

【図５】この発明の実施例の刃物装置におけるバランス
装置のバランスウエイトの重心変位の説明図である。

【図６】従来の技術の刃物装置の破砕斜視図である。

【図７】従来の技術の刃物装置におけるバランス装置の
バランスウエイトの重心変位の説明図である。

【符号の説明】

１ケーシング本体１ａ大径部１ｂ小径部１ｃシャンク
部１ｄ隔壁１ｅ中空部１ｆ円形穴１ｈ環状溝１ｇクランプボール孔２案内部材３あり溝４滑動部材５クイル（刃物保持体）５ａ基部６バイトチップ７バランス
ウエイト収納凹部７１案内面８バランス
ウエイト８ａ側辺部８ｂ錘部８ｃ接続部８１滑動面９カム溝部材９ａ，９ｂ斜
行カム溝１０，１５，１６転がり直線軸受１１，１２従
動部材１１ａ，１２ａ案内溝１１ｂ，１１ｂ
突条部１３，１４案内１７作動棒５０主軸５１環状穴５２中心孔５３クランプ
ボール孔５４，６０ａ作動スリーブ５５クランプ
ボール作動用凹部５６クランプボール５７仮クラン
プボール孔５８仮クランプボール５９圧縮コイ
ルばね６０コレットチャック６１引張棒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端面側に直径方向の案内部が形成され
ていると共に、中空部が形成されたケーシング本体；案
内部で案内されて移動自在な滑動部材から軸線方向に突
出し、刃物が取り付けられている刃物保持体；前記ケー
シング本体の全周面に嵌装され、前記滑動部材の滑動方
向に平行に滑動自在に取り付けられた略環状のバランス
ウエイト；軸線方向に作動する工具変位作動部材；及び
中空部内に収納され、前記滑動部材と前記バランスウエ
イトとに対し前記工具変位作動部材の軸線方向の作動を
互に反対の半径方向の相関関係量変位作動に変換伝達す
る作動変換部；から構成された刃物装置。
【請求項２】刃物装置の回転軸線に関し刃物の回転半
径が最小の中立基準位置の場合のバランスウエイトの重
心と刃物装置の回転軸線に関し刃物の回転半径が最大の
偏心位置の場合の前記バランスウエイトの重心とが刃物
装置の回転軸線に関し互に反対側にある請求項１に記載
の刃物装置。