JPS61241007A - ファインボ−リング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はファインボーリング装置に係り、特にその刃先
位置を自動的に補正する機能を備えたファインボーリン
グ装置に関するものである。

従来技術 マシニングセンタや中ぐり盤等の工作機械によってファ
インボーリング加工を行う際には、ボーリング用刃具の
交換時や刃先の摩耗時等に、その刃先位置を調整する必
要がある。このため、従来から、（ａ）工作機械の主軸
に相対回転不能に取り付けられるホルダと、（ｂ）その
ホルダの中心線上に相対回転可能に配設され、且つその
中心線に対して偏心した偏心嵌合部を有する偏心部材と
、（ｃ）基端部が前記偏心嵌合部に相対回転可能に嵌合
されるとともに、先端部にボーリング用刃具が取り付け
られて、前記ホルダに対して相対回転不能に配設される
刃具保持部材とを備え、前記偏心部材を前記ホルダに対
して相対回転させることにより、そのホルダの中心線に
対する前記刃具の刃先位置を補正し得るファインボーリ
ング装置が使用されている。

ところで、従来のこの種の装置は、刃先位置を自動的に
補正する機能すなわち下穴の大きさに合わせて偏心部材
を自動的に回転させる機能を備えておらず、作業者が試
削りをしながら手作業で偏心部材を回転させ、刃先位置
を補正するという面倒な作業が必要であった。

なお、工作機械に取り付けられて所定の刃具を保持する
刃物台としては、例えば特開昭５７−２０５００４号公
報に開示されているように、（ｉ）刃物台本体と、（ｉ
ｉ　）その刃物台本体に相対回転可能に配設される偏心
部材と、（ｉｉｉ　）その偏心部材に対しては相対回転
可能で且つ刃物台本体に対しては相対回転不能な刃具保
持部材と、（ｉｖ）偏心部材に固定されたラチェットホ
イールと、（■）そのラチェットホイールに係合する移
動部材と、（ｖｉ）その移動部材を移動させるピストン
を含むシリンダを備えて偏心部材を正逆両方向に回転さ
せる駆動装置とを備え、駆動装置によってラチェットホ
イールが回転させられることにより、刃先位置が自動的
に補正されるようにした刃物台がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明者等は、このような刃物台と同様な機構を前述し
たファインボーリング装置に採用することを検討したが
、前記ファインボーリング装置は刃物台と異なり工作機
械の主軸と共に回転するものであるため、上記駆動装置
の内蔵によって大形化することは好ましくなく、また駆
動装置と液圧源、空圧源等の動力源との接続が困難であ
る問題があった。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために為されたものであ
り、前記（ａ）ホルダと、（ｂ）偏心部材と、（Ｃ）刃
具保持部材とを備えたファインボーリング装置において
、前記ホルダを常に一定の回転位相において停止する主
軸に予め定められた相対位相で固定可能なものとすると
ともに、前記偏心部材にラチェットホイールを設ける一
方、それぞれそのラチェットホイールと一方向において
噛み合うことによりラチェットホイールを正逆両方向に
回転させ且つ常には付勢手段によって他方向に付勢され
る一対の移動部材を前記ホルダに往復移動可能に配設し
、さらにそのホルダに対する相対移動によって前記移動
部材の各々に当接させられ、それら移動部材を前記一方
向に移動させる当接部材を前記主軸の近傍に位置する非
回転部材に設けたものである。

上記当接部材を設ける非回転部材には、例えば工作物を
取り付けるための移動テーブルや工作機械本体などがあ
り、その当接部材と移動部材とを当接させるためには、
移動テーブルの移動やシリンダ等によって当接部材を移
動させたり、ホルダを主軸台と共にその中心線に対して
直角な平面内を移動させたりすれば良い。

作用および発明の効果 このようなファインボーリング装置においては、ホルダ
が一定の回転位相で停止している状態においてそのホル
ダと当接部材との少なくとも一方が移動させられ、いず
れかの移動部材がラチェットホイールと噛み合う方向に
移動させられることによって、偏心部材はそのラチェッ
トホイールと共に一定角度回転させられ、その偏心部材
の偏心嵌合部に嵌合されている刃具保持部材がホルダの
中心線に対して直角な方向に移動することにより、刃具
の刃先位置が自動的に補正される。

しかも、上記ファインボーリング装置は、ラチェットホ
イールを回転させるための移動部材が非回転部材に設け
られた当接部材との当接によって移動させられるように
なっているため、駆動装置をホルダ内部に設けることも
、また、主軸と共に回転する駆動装置を回転しない動力
源に接続することも必要でなくなり、装置が小形かつ単
純となるとともにＮＣ装置等による補正量の制御が容易
となる。また、このようなことから工作機械本体を大幅
に改造する必要はなく、既存のものを殆どそのまま使用
し得る利点を有する。なお、マシニングセンタ等最近の
自動工作機械においてはその主軸が元々一定の回転位相
において停止するようになっているため、ホルダを一定
の回転位相で停止させるための新たな機構を設ける必要
はない。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図および第２図は、それぞれマシニングセンタ用フ
ァインボーリング装置の要部を示す縦断面図および横断
面図であるが、これらの図において１０は第３図のマシ
ニングセンタ６の主軸８に取り付けられるホルダである
。マシニングセンタ６の主軸８は常に一定の回転位相に
おいて停止するようになっており、ホルダ１０はその切
欠１２が主軸側の係合突起と係合する一定の相対位相で
主軸８に対して相対回転不能に取り付けられるようにな
っている。ホルダｌＯにはその先端側から中心線に沿っ
て円穴１４が形成されており、その円穴１４の内部には
ボールベアリング１６を介して偏心リング１８が相対回
転可能に配設されている。この偏心リング１８は偏心部
材を成すもので有底円筒形状をなし、偏心嵌合部を構成
する内周面２０と外周面とが互いに偏心させられること
により、内周面２０の中心線がホルダ１０の中心線から
僅かに偏心させられている。偏心リング１８の内部には
更にアダプタ２２の基端部２４がボールベアリング２６
を介して相対回転可能に嵌合されており、このアダプタ
２２はホルダ１０の先端から突き出すピン２８と長穴状
の係合穴３０との係合によりホルダ１０に対して相対回
転不能かつホルダ１０の中心線に対して直角な方向に僅
かな相対移動が可能とされている。アダプタ２２は刃具
保持部材を成すもので、その先端部には図示しない手動
式の操作装置例えば実公昭５９−１４１１７号公報に記
載のものによって軸方向に移動させられるクランパ３１
が設けられ、第３図に示すボーリング用刃具３２がテー
パ嵌合突起３３に嵌合されるとともに、クランパ３１に
よってアダプタ２２側へ引き付けられることによって取
り付けられるようになっている。そして、これら偏心リ
ング１８およびアダプタ２２は、偏心リング１８゜スペ
ーサ３４．ホルダ１０および皿ばね３６，３８を貫通し
たボルト４０がアダプタ２２の基端部２４に螺合される
ことにより、ホルダ１０に取り付けられている。皿ばね
３６の弾性力は皿ばね３８の弾性力より大きくされてお
り、アダプタ２２のフランジが皿ばね３６の弾性力によ
ってホルダ１０の先端面に密着させられるとともに、偏
心リング１８が皿ばね３８の弾性力によってアダプタ２
２の後端面に押し付けられている。その結果、偏心リン
グ１８とアダプタ２２との間に生ずる摩擦力によって、
偏心リング１８に適正な回転抵抗が与えられ、その偏心
リング１８の自由な回転が防止される。

前記偏心リング１８にはギヤ４４が相対回転不能に設け
られていて、そのギヤ４４は前記ピン２８および図示し
ない２本の埋込みピンにそれぞれ回転可能に取り付けら
れた３個のアイドルギヤ４６に噛み合わされている。ま
た、前記ホルダ１０には内歯を有する目盛付きの補正リ
ング４８が回転可能に取り付けられ、アイドルギヤ４６
と噛み合わされている。したがって、この補正リング４
８を回動させれば、前記偏心リング１８はホルダ１０に
対して相対回転させられることとなり、その偏心リング
１８に対して相対回転可能かつホルダ１０に対して相対
回転不能に設けられたアダプタ２２は、ホルダ１０の中
心線に対して直角な方向、すなわち第１図において左右
方向に移動させられ、これにより、アダプタ２２に取り
付けられる刃具の刃先位置をホルダ１０の中心線に対し
て手動で補正することができる。なお、アダプタ２２に
螺合された前記ボルト４０とホルダ１０および偏心リン
グ１日との間には所定の遊びが設けられ、アダプタ２２
の移動に伴ってボルト４０が相対移動し得るようになっ
ているとともに、ホルダ１０の先端には、端面に４ぶつ
化エチレン樹脂膜を有するライナ５０が設けられ、アダ
プタ２２との間の摩擦が小さくされてい゛る。

また、偏心リング１８にはラチェットホイール５２がボ
ルト５４によって固定されており、偏心リング１８はこ
のラチェットホイール５２によっても回転させられるよ
うになっている。ラチェットホイール５２はその外周部
の中心線に対して対称的な三部分にそれぞれ噛合歯５６
．５Ｂを備えているが、それらの噛合歯５６．５８は、
第２図から明らかなように円周方向に対して互いに反対
方向に傾斜した状態で約６０°の角度範囲に亘って形成
されている。一方、ホルダ１０の上記噛合歯５６，５Ｂ
が位置する部分には、それぞれラチェットホイール５２
の接線方向に嵌合穴６０．６２が穿設され、噛合歯５６
，５８と噛み合ってラチェットホイール５２を正逆両方
向に回転させる移動部材としてのスライダ６４．６６が
往復移動可能に嵌合されている。

これらのスライダ６４および６６は全く同じ構成であり
、以下、スライダ６４についてのみ詳しく説明し、スラ
イダ６６については同一の符号を付して詳しい説明を省
略する。スライダ６４は、その先端面に設けられた穴６
Ｂ内に収容されている付勢手段としてのスプリング７０
によって常には嵌合穴６０から突き出す後退方向に付勢
されているが、中間部に長手方向に沿って形成された切
欠７２の一端がホルダ１０に固定されたス）　−／バフ
４に当接することによって一定量以上の後退を阻止され
ている。切欠７２内には、スライダ６４が嵌合穴６０の
底部に向かう前進方向に移動する際には前記噛合歯５６
との噛合いが可能なラチェツト爪７６が、ピン７８まわ
りの回動可能に取り付けられている。このラチェツト爪
７６はスプリング８０によって噛合歯５６と噛み合う方
向に付勢されているが、スライダ６４がストッパ７４に
当接する後退位置から所定量だけ前進させられるまでは
、そのストッパ７４の先端に形成された傾斜面８２との
係合により、スプリング８０の付勢力に抗して噛合歯５
６との噛合いが阻止されている。そして、スライダ６４
がさらに前進させられることによりラチェツト爪７６は
スプリング８０の付勢力に従って噛合歯５６と噛み合い
、スライダ６４が嵌合穴６０の底部に当接する前進位置
まで移動させられる間に、ラチェットホイール５２は噛
合歯５６の一ピッチ分だけ第２図において左回り方向に
回転させられるようになっている。これにより、そのラ
チェットホイール５２が固定された偏心リング１８も噛
合歯５６の一ピッチ分だけ回転させられることとなり、
前記アダプタ２２はその一ピッチ分の回転量に対応する
量だけ半径方向に移動させられる。なお、第２図におい
ては、スライダ６４は前進位置に保持された状態が、ま
た、スライダ６６は後退位置に保持された状態が示され
ている。

一方、図示しない工作物を位置決めして支持するマシニ
ングセンタ６の移動テーブル８４にはブラケット８６に
よって駆動ロフト８８が取り付けられており、前記ホル
ダ１０が刃先補正位置に停止させられた状態における移
動テーブル８４の移動に伴ってスライダ６４または６６
の後端面に対向する位置へ移動し得るようになっている
。この位置において移動テーブル８４が駆動ロフト８８
の軸方向に小距離往復移動させられることによって駆動
ロフト８８がスライダ６４または６６に当接してこれを
駆動するのであるが、この往復移動は図示しない内径測
定装置によって測定された加工穴（試削りされた穴）の
内径寸法と目標寸法とから補正量を算出し、その補正量
に対応した数の駆動信号を出力する制御装置によって制
御される。

そして、スライダ６４または６６が駆動ロフト８８の当
接回数だけ往復移動させられることにより、前記偏心リ
ング１８はラチェットホイール５２と共に所定角度だけ
正方向または逆方向に回転させられ、アダプタ２２に取
り付けられた刃具の刃先位置が自動的にしかも精度良く
補正される。本実施例においては、駆動ロフト８８がス
ライダ６４゜６６に当接してそれを移動させる当接部材
を成し、それを支持する移動テーブル８４が非回転部材
を成しているのである。なお、駆動ロッド８８をブラケ
ット８６に対して軸方向に相対移動可能とするとともに
、スプリング７０の弾性力および偏心リング１８の回転
抵抗に打ち勝ち得るスプリングで突出位置へ付勢して、
通常は駆動ロフド８８があたかもブラケット８６に固定
であるかのように作用するが、万一、ブラケット８６が
ホルダ１゜に接近し過ぎた場合には駆動ロフド８８がブ
ラケット８６内へ引込み得るようにすれば、装置の破損
を防止することができる。

上記のように、本実施例のファインボーリング装置にお
いては、ホルダ１０が刃先補正位置に停止させられた状
態において駆動ロッド８８が移動テーブル８４によって
移動させられることにより、ボーリング用刃具３２の刃
先位置が自動的に補正されるため、刃具３２の交換時や
刃先摩耗時等に作業者が手作業で刃先位置を補正すると
いう煩わしい作業が不要となるとともに、常に高精度の
ファインボーリング加工を行うことができる。また、こ
のファインボーリング装置には手動補正用の補正リング
４８が設けられているため、作業者が手作業で刃先位置
を補正することも可能である。なお、このようにして回
転させられた偏心リング１８を元の回転位相まで復帰さ
せる際には、上記補正リング４８を手動で回転操作する
か、或いは駆動ロフド８８に繰り返し補正動作を行わせ
れば良い。

また、かかるファインボーリング装置は、ラチェットホ
イール５２を回転させるためのスライダ６４．６６がホ
ルダ１０とは別体の移動テーブル８４に配設された駆動
ロフド８８によって駆動されるようになっているため、
ホルダ１０にシリンダ等の駆動装置を設けてそれに空圧
、液圧等を供給する場合に比較して、装置が小形かつ単
純になる。しかも、移動テーブル８４には単にブラケッ
ト８６および駆動ロフド８８を配設するだけで良いため
、既存のものをそのまま使用し得る利点を有する。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本発明はその他の態様においても実施できる。

例えば、上記実施例では本発明がマシニングセンタ用の
ファインボーリング装置に適用された場合について説明
したが、本発明は中ぐり盤など他の工作機械であっても
、主軸が常に一定の回転位相で停止するものであれば肉
様に適用できる。

また、前記実施例では移動テーブル８４に取り付けられ
た１個の駆動ロフド８８によって、スライダ６４．６６
が駆動されるようになっているが、主軸８を備えた主軸
ヘッド自体が移動可能なものである場合には主軸ヘッド
の移動に伴って駆動ロフド８８がスライダ６４．６６を
駆動するようにすることも可能である。さらに、工作機
械の本体フレームに２個の流体圧シリンダを取り付け、
各流体圧シリンダのピストンロフド等の当接部材により
スライダ６４．６６を駆動するようにすることも、また
、移動テーブル８４に１個の流体圧シリンダを取り付け
てそのピストンロフド等をスライダ６４および６６に対
して択一的に当接させるようにすることも可能である。

さらに、前記実施例ではスライダ６４．６６の一往復に
よってラチェットホイール５２が噛合歯５６．５８の一
ピッチ分だけ回転させられるようになっているが、−往
復でニビッチ分あるいはそれ以上回転させられるように
することも可能であり、その場合に駆動ロッド８８．ピ
ストンロフド等の突出量を補正量に応じて調整し得るよ
うにすることも可能である。

また、前記実施例では偏心部材として内周面２０が偏心
嵌合部とされた偏心リング１８が用いられているが、外
周面が偏心嵌合部とされている偏心部材を採用すること
も可能である。

また、前記実施例ではスライダ６４および６６のラチェ
ツト爪７６が一つのラチェットホイール５２に噛み合う
ようになっているが、スライダ６４のラチェツト爪７６
が噛み合うラチェットホイールとスライダ６６のラチェ
ツト爪７６が噛み合うラチェットホイールとを別々に設
けても差支えない。

さらに、前記実施例においてはアダプタ２２が偏心リン
グ１８に嵌合され、それにボーリング用刃具３２が取り
付けられるようになっているが、ボーリング用刃具３２
の基端部自体を偏心リング１８に嵌合することも可能で
あり、この場合にはその基端部が刃具保持部材として機
能することとなる。

その他−々例示はしないが、本発明はその精神を逸脱す
ることなく当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を
施した態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるマシニングセンタ用フ
ァインボーリング装置の要部を示す縦断面図である。第
２図は第１図における■−■断面図である。第３図は第
１図のファインボーリング装置がマシニングセンタに取
り付けられた状態を示す正面図である。 ６：マシニングセンタ（工作機械） ８：主軸　　　　　　１０：ホルダ １８：偏心リング（偏心部材） ２０：内周面（偏心嵌合部） ２２：アダプタ（刃具保持部材） ２４：基端部　　　　３２：ボーリング用刃具５２：ラ
チェットホイール ６４．６６７スライダ（移動部材） ７０ニスプリング（付勢手段） ８４：移動テーブル（非回転部材） ８８：駆動ロフド（当接部材）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 工作機械の主軸に相対回転不能に取り付けられるホルダ
   と、 そのホルダの中心線上に相対回転可能に配設され、且つ
   その中心線に対して偏心した偏心嵌合部を有する偏心部
   材と、 基端部が前記偏心嵌合部に相対回転可能に嵌合されると
   ともに、先端部にボーリング用刃具が取り付けられて、
   前記ホルダに対して相対回転不能に配設される刃具保持
   部材と を備え、前記偏心部材が前記ホルダに対して相対回転さ
   せられることにより、そのホルダの中心線に対する前記
   刃具の刃先位置が補正されるファインボーリング装置に
   おいて、 前記ホルダを常に一定の回転位相において停止する主軸
   に予め定められた相対位相で固定可能なものとするとと
   もに、前記偏心部材にラチェットホイールを設ける一方
   、それぞれそのラチェットホイールと一方向において噛
   み合うことによりラチェットホイールを正逆両方向に回
   転させ且つ常には付勢手段によって他方向に付勢される
   一対の移動部材を前記ホルダに往復移動可能に配設し、
   さらにそのホルダに対する相対移動によって前記移動部
   材の各々に当接させられ、それら移動部材を前記一方向
   に移動させる当接部材を前記主軸の近傍に位置する非回
   転部材に設けたことを特徴とするファインボーリング装
   置。