JP2005205565A - コンタリング加工機の半径変更機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 切刃を備えた切削工具を自転させると同時に、その切削工具を被削材（被加工材）を中心に公転させるコンタリング加工装置において、公転半径にガタがなく、スムーズな駆動を行うとともに、加工装置を簡便な構成により実現し、部品点数を減少させることを課題とする。
【解決手段】 コンタリング加工装置が、前記公転軸８と前記偏心軸１０との間に介在した中心軸線方向に移動自在な中間材６２と、中間材６２を中心軸線方向に移動させる手段とからなり、前記中間材６２は公転軸８とは一体回転し、偏心軸１０の多条ネジ溝に係合するボール６７とで構成されるボールカップリングを介して接続し、ボール６７を中間材６２の外側より装着される保持器８１の先端に配設保持しているコンタリング加工機の半径変更機構を構成する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、工具と被加工材との相対回転によって加工を行う機械加工装置に関し、特に工具もしくは被加工材を自転かつ公転させると共に、その公転軸に対する偏心量を調製することを可能とした機械加工装置に関する。

図１２は従来のコンタリング加工装置を示す図であり、図１３は公転半径変更機構を示す図である。
機械加工方法の一種であるコンタリング加工と称される加工方法は、切刃を備えた切削工具を自転させると同時に、その切削工具を被削材（被加工材）を中心に公転させる加工方法であり、その典型的な例はエンドミル加工である。特許文献１には、改良されたコンクリング加工のための機械加工装置が記載されており、この装置は、図１２に示すように、中心軸線と平行な軸線を中心に自転するように保持された公転軸８と、その公転軸８の中心軸線に対して偏心しかつその公転軸８の中心軸線に対して平行な軸線を中心に自転し、さらに先端部に工具１が装着される主軸４と、これら公転軸８と主軸４とをそれぞれ異なる回転数で回転させる回転駆動機構とを備えている。

主軸４を回転駆動する機構は、公転軸８の後端側に軸心を中心として形成した貫通孔の内部に軸受１５を介して回転自在に保持されている入力軸１４と、入力軸１４を回転駆動する主軸用モータＭｌと、入力軸１４のトルクを主軸４側に伝えるトルク伝達機構とからなる。トルク伝達機構は、入力軸１４の端部と主軸４の対向する端部にわたって配置された円筒体１８と、入力軸１４および主軸４の外周面と前記円筒体１８の内周面との間に圧入された外径の異なる複数のローラ１６、１９とからなり、主軸用モータＭｌによって入力軸１４を回転させると入力軸１４のトルクがローラ１６の自転により円筒体１８に伝達され、円筒体１８のトルクがローラ１９の自転によって主軸４に伝達され、それにより主軸４が自転する。

公転軸８を回転駆動する機構は、入力軸１４の外周側に位置する公転軸８の外周部に固定された公転軸歯車２７と、公転軸歯車２７にトルクを伝達する入力歯車３０と、入力歯車３０に歯車３７を介して回転を伝える公転用モータＭ３を備えており、公転用モータＭ３を回転駆動すると、その回転数に応じて公転軸８が自転する。主軸４は公転軸８に対して偏心しており、基台部に固定してモータＭｌおよびＭ３を回転駆動すると、主軸４はモータＭｌの回転数に応じて自転すると共に、モータＭ３による公転軸８の自転により、主軸４は同時に公転する。それにより、主軸４の先端部に取り付けた工具１を自転かつ公転させることができ、加工速度における公転による速度割合すなわち工具と被加工材との相対送り速度や送り量を大きくすることができる。さらに、運転中にモータＭｌ・Ｍ３は基台部に固定してあり、主軸４を公転させるのに伴って旋回運動させるときの質量が小さくなる。そのために、主軸の公転速度を高速化することができるメリットがある。

上記特許文献１に記載の機械加工装置は、さらに、前記公転軸８の内部に該公転軸８の中心軸線に対して偏心した軸線を中心にして自転する偏心軸１０が配置され、前記主軸４は該偏心軸１０の中心軸線に対して偏心した位置に自転自在に保持されている。そして、前記偏心軸１０を前記公転軸８と一体となって回転させると共に公転軸８に対して相対回転させる公転半径変更機構が設けられており、該公転半径変更機構を操作することにより、主軸４に取り付けた工具１を自転かつ公転させつつ、その公転半径を変更できるようになっている。そのため、テーパ加工やリセス加工などの加工対象形状の径が変化する加工を容易に行うことができるメリットがある。

公転半径変更機構は、基本的に従来、Ｓ（太陽歯車）−Ｃ（キャリア）−Ｐ（遊星歯車）型と呼ばれる遊星歯車機構の一形態を差動機構２９として利用している。すなわち、Ｓ−Ｃ−Ｐ形は、太陽歯車、遊星歯車、キャリアの軸を基本構成としており、図１３に示すよう、ウェーブジェネレータ１０４によって、弾性歯車１０３を押し付けた部分で内歯車１０１とかみ合いが行われ、その際に、弾性歯車１０３と内歯車１０１の歯数に差があれば、その歯数差だけ相対的な移動が生じる。ここでは、ウェーブジェネレータ１０４の軸がキャリア軸、弾性歯車１０３が遊星歯車の役割をしている。

すなわち、図１２で、３２・３３は内歯車１０１に相当する一対のサーキュラースプライン、３４はこれらに噛合する弾性歯車１０３に相当するフレクスプライン、３５はその内周側に嵌合させられたウェーブジェネレータであり、一方のサーキュラースプライン３２が前記入力歯車３０の内周側に嵌合固定され、他方のサーキュラースプライン３３が出力歯車３１の内周側に嵌合固定されている。そしてそのウェーブジェネレータ３５に調整軸（キャリア軸）３６が嵌合固定され、かつその調整軸３６が半径変更モータＭ２に連結されている。

前記円筒体１８は、主軸４の後端部の外周を覆っており、その主軸４の外周面と円筒体１８の内周面との間に、前記ローラ１９が圧入されている。そのローラ１９を回転自在に取り付けてある支持ピン２０が、前記主軸４の外周側に軸受を介して回転自在に配置したリング状歯車２１に連結され、このリング状歯車２１が偏心軸１０の後端部にピンによって連結されている。そして、公転軸８の前記リング状歯車２１の外周側の部分には、内外周面に貫通した複数の切欠き部が形成され、前記リング状歯車２１に噛合した中間歯車２２が各切欠き部に配置されている。これらの中間歯車２２はその最も外周側の部分を結んだ円が、公転軸８の軸心を中心とした円となるように構成されている。また各中間歯車２２が、内歯歯車である公転半径変更歯車２４に噛合している。

前記のように、入力軸１４の外周側に位置する公転軸８の外周部に公転軸歯車２７が固定され、またこの公転軸歯車２７に隣接して配置された中間軸歯車２８が前記公転半径変更歯車２４に円筒軸２５を介して一体化している。その公転軸歯車２７が、差動機構２９における入力歯車３０に噛合し、また中間軸歯車２８が差動機構２９における出力歯車３１に噛合している。

従って、上記の差動機構２９では、ウェーブジェネレータ３５すなわち調整軸３６を固定した状態で入力歯車３０を回転させると、入力歯車３０と出力歯車３１とに回転数の差が生じるが、入力歯車３０と公転軸歯車２７との歯数比および一出力歯車３１と中間軸歯車２８との歯数比を適宜設定することにより、公転軸８の回転数と円筒軸２５との回転数とを等しくすることができ、これにより、円筒軸２５に形成した公転半径変更歯車２４とこれに噛合している中間歯車２２とこれに噛合しているリング状歯車２１とが一体となって回転するので、各ローラ１６、１９の公転方向の位相が一定に維持される。一方、調整軸３６と共にフレクスプライン３４を回転させると、入力歯車３０と出力歯車３１との相対回転運動を生じさせることができる。この相対回転は、公転軸８とリング状歯車２１との相対回転すなわち各ローラ１６、１９の相対的な公転速度として現れ、各ローラ１６・１９の相対的な公転によって主軸４の入力軸１４に対する偏心量すなわち公転半径が変化する。それにより、公転半径変更モータＭ２を駆動して調整軸３６を適宜回転することにより、主軸４の公転半径の微調整を容易に行うことができる。

この他に、回転軸の位相を調節する装置として特許文献２に記載されたものが知られている。これは、筒状の第１円筒内に回転軸を同軸上に配設し、第１の円筒と回転軸との間に第２円筒を配設するものである。第１円筒内周面と第２円筒外周面との間にスプライン溝がそれぞれ設けられており、スプライン溝間には保持器に保持されたボールを介装している。さらに、第２円筒内面と回転軸外面との間に多条のネジ溝を形成しこのネジ溝間に保持器に保持された多数のボールを介装して第２円筒を軸方向に変位させて適所で保持するものである。

特開２０００−３０８９３８号公報 特開平８−２００４７１号公報

上記した構成の機械加工装置は、いわゆるコンタリング加工を行うに際しての多くの利点を備えている。特に、偏心軸を自転させることにより、工具の公転軸に対する偏心量を変化させることができるので、工具の送り量や加工半径を任意に変化させることができるうえに、加工途中で偏心軸を自転させることにより、テーパ形状の加工やリセス加工などを行うことが可能になる。さらに、主軸を回転させるための機構と、主軸を公転させるための機構と、その公転半径を変更する機構とが互いに独立した構成となり、またモータなどの重量の大きい部材を円運動させることがないので、主軸の公転速度を高速化することができ、それに伴って主軸の自転速度と公転速度との比率を自由に設定でき、さらには主軸の公転中にその公転半径を任意に変更することができるなど、多くの利点を備える。しかし、動力伝達系をすべて歯車伝導によっていることから、部品数が多くなり構成がやや複雑化している。

特許文献２に記載された位相調節装置においては、円筒と軸間に保持器を配設する構成となるため、円筒と軸間の予圧調整が困難である。そして、予圧の変更を行う際には位相調節装置をすべて分解して径のことなるボールを有する保持器を組み付ける必要がある。このため、組み立てにかかる時間およびコストが大きくなり、高い精度を得るには多くの労力を必要とするものである。

本発明はそのような事情に鑑みてなされたものであり、上記の機械加工装置における動力伝達系のうち、主軸の公転半径を変更する機構における動力伝達系を歯車伝導ではなくボールとスプラインによる動力伝達系とすることによって、機械加工装置としての機能は上記した装置と同様に奏しながら、部品数を低減して構成をより簡素化した改良された機械加工装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載のごとく、被加工材と工具とを相対回転させて被加工材の加工を行う機械加工装置において、中心軸線と平行な軸線を中心に自転するように保持された公転軸と、その公転軸の中心軸線に対して偏心し、かつその公転軸の中心軸線に対して平行な軸線を中心に自転し、さらに先端部に前記被加工材と工具とのいずれか一方が装着される主軸と、これら公転軸と主軸とをそれぞれ異なる回転数で回転させる回転駆動機構とを備えており、前記公転軸の内部に該公転軸の中心軸線に対して偏心した軸線を中心にして自転する偏心軸が配置され、その偏心軸の中心軸線に対して偏心した位置に前記主軸が自転自在に保持されており、前記偏心軸を、前記公転軸と一体となって回転させるとともに公転軸に対して相対回転させる公転半径変更機構が設けられているコンタリング加工機の半径変更機構であって、前記公転半径変更機構は、前記公転軸と前記偏心軸との間に介在した中心軸線方向に移動自在な中間材と、中間材を中心軸線方向に移動させる手段とからなり、前記中間材は公転軸とは一体回転し、偏心軸の多条ネジ溝に係合するボールとで構成されるボールカップリングを介して接続し、偏心軸とは対向する多条ネジ溝とその間に介要されるボールを中間材の外側より装着される保持器の先端に配設保持しているコンタリング加工機の半径変更機構を構成する。

請求項２に記載のごとく、前記保持器と該保持器を装着する中間材との間に予圧調節部材を配設する。

切刃を備えた切削工具を自転させると同時に、その切削工具を被削材（被加工材）を中心に公転させるコンタリング加工において、公転半径にガタがなく、スムーズな駆動を低コストかつ容易な構成により実現することができる。保持器に保持されたボールを用いるので、ボールの取付けが容易であり取付時にボール位置の微調整を行うことが可能であり高精度の加工装置を構成することができる。また、部品点数を少なくできる。
そして、加工径が任意に高精度に変更できるので、例えばボア加工であれば多種ワークに対応でき、混流ラインの製作が可能となるものである。また、面取り加工・テーパ加工・ネジ加工を高精度に行うことができる。また、公転回転数と公転半径を同期制御することにより、公転軌道を楕円にすることも可能となる。
また、シムなどの予圧調節部材を用いることにより、確実かつ高精度の調節を容易に行うことができる。

位相調節を行う機構において、筒体間および筒体と軸間に配設するボールを筒体の外側より装着することにより、簡便かつ調節作業容易な位相調節機構を構成した。

本発明を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する装置は、図１２に基づき説明した切削加工装置と実質的に同じ機能を奏する切削加工装置であり、以下の説明では、図１２に基づき説明した装置における各部材と同じ機能を奏する部材に対しては同じ符号を付している。

図１は機械加工装置の全体構成を示す側面一部断面図である。
図１に示すように、本発明による機械加工装置でも、工具１を先端部に装着する主軸４が保持軸５の内部に配置されている。この保持軸５は切削加工装置Ａ全体のハウジング（すなわち基台部）７に一体化されている。さらに、保持軸５の内部には、公転軸８が軸受９によって自転自在に保持されている。

この公転軸８にはその軸心に対して偏心しており、軸線方向に延びた孔が形成され、該孔の内部に偏心軸１０が軸受１１によって自転自在に保持されている。したがってこの偏心軸１０は、公転軸８が自転することにより、公転軸８の軸心を中心にして公転する。この偏心軸１０は、前記主軸４の公転半径を変更するためのものであって、その軸心に対して偏心させるとともに細線方向に貫通した貫通孔が形成され、その貫通孔の内部に前記主軸４が軸受１２によって自転自在に保持されている。

公転軸８には内外周面に貫通した複数（図示の例では４個）の切欠き部８ａが軸線方向に形成され、さらに外周面には複数本（図示の例では３×４個）のストレートスプライン５２が形成されている。一方、偏心軸１０の外周面における、前記公転軸８の外周面に形成されたストレートスプライン５２に対向する領域に、複数条のネジ溝５３が形成されている。これらストレートスプライン５２およびネジ溝５３は、後記する２重壁構造の中間材６０とともに、公転軸８に対して偏心軸１０に相対的な回転を生じさせる機能を果たす。

図２は各軸の半径方向での相対位置を模式図であり、図３は公転半径の変更機構を示す模式図であり、図３（ａ）は公転半径の大きい状態を示す図であり、図３（ｂ）は公転半径の小さい場合の図である。保持軸５は公転軸８を回動自在に保持するものである。公転軸８は保持軸５に対して同軸上に配置されており、内部に偏心軸１０を配置している。偏心軸１０は、この公転軸８の軸心Ｏ８に対して、偏心した位置に軸心Ｏ１０を持っている。この偏心軸１０の内部には主軸４が自転自在に配置されおり、主軸４は偏心軸１０の軸心Ｏ１０に対して偏心している。

したがって偏心軸１０を自転させると、図１２に示した装置と同様に、その軸心Ｏ１０から外れた位置にある主軸４が、その軸心Ｏ１０を中心とした円周Ｃ１０上を移動する。その公転軸８に対する偏心軸１０の偏心量と、偏心軸１０に対する主軸４の偏心量とが等しい場合には、主軸４の軸心Ｏ４が公転軸８の軸心Ｏ８に一致して公転軸８に対する主軸４の偏心量がゼロとなることがある。すなわち、偏心軸１０を自転させることにより、その内部に配置した主軸４の公転軸８に対する偏心量が変化する。そして、公転軸８に対する偏心軸１０の偏心量と、偏心軸１０に対する主軸４の偏心量とが等しい場合には、その偏心量の２倍を限度として、公転軸８に対する主軸４の偏心量が、ゼロからそれ以上に変化する。

図３に示すように、公転軸８に対して偏心軸１０を回動させることにより、カップリング５１に接続した主軸４とモータＭ１の軸心との距離ｒを調節可能とするものである。距離ｒは軸心Ｏ８と軸心Ｏ４との間の距離であり、主軸４の公転半径である。すなわち、偏心軸１０を公転軸８に対して回転し、偏心軸１０の偏心位置に保持される主軸４の位置を調節し、主軸４の公転半径を調節するものである。
そして、主軸４に取り付けられた工具１は、主軸４と共に自転する一方、主軸４が公転軸８の内部に保持されているので、公転軸８が自転することにより、主軸４すなわち工具１が、公転軸８の軸心Ｏ８を中心に公転する。その場合の公転半径が、前記偏心軸１０を回転させて設定される公転軸８に対する主軸４の偏心量となる。

公転軸８の図１における右側の端部は、ハウジング７の後端部側まで延びており、その外周に嵌合させた軸受１３を介してハウジング７によって回転自在に支持されている。この公転軸８における後端側の部分には、軸心を中心とした貫通孔が形成されており、その貫通孔の内部に入力軸１４が軸受１５を介して回転自在に保持されている．この入力軸１４は前記主軸４を自転させるためのものであって、主軸用モータＭｌに連結されている。なお、この主軸用モータＭｌは、基台部であるハウジング７に固定されている。この入力軸１４における図１での左側端部と主軸４の右側端部との間には、偏心した軸心間でのトルク伝達可能な従来知られた適宜のカップリング５１により接続されており、主軸用モータＭｌにより入力軸１４が回転すると、カップリング５１を介して主軸４にトルクが伝達され、主軸４が自転する。

公転軸８を回転駆動する機構は、入力軸１４の外周側に位置する公転軸８の外周部に固定された公転軸歯車２７と、基台部７に固定された公転用モータＭ３と、モータＭ３の主軸に取り付けた歯車３７と、公転軸歯車２７と歯車３７との間に巻装したタイミングベルト３０Ａとからなり、公転用モータＭ３を回転駆動すると、その回転数に応じて公転軸８が自転する。

次に、偏心軸１０の回動機構について説明する。
図４は図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、図５は偏心軸と公転軸の摺動機構を示す断面図であり、図６は機械加工装置の動力伝達系を示す模式図であり、図７は中間材と公転軸および偏心軸の係合構成を示す側面断面図であり、図８は偏心軸の構成を示す斜視図であり、図９は内円筒部材を示す斜視図である。
まず、公転軸８および偏心軸１０に係合する中間材６０について説明する。中間材６０は２重壁構造となっており、公転軸８に外嵌合する外円筒部材６１と、偏心軸１０に外嵌合する内円筒部材６２とを備えている。外円筒部材６１と偏心軸１０は公転軸８に形成した切欠き部８ａ内を通過する連結プレート６３により一体化されている。そして、外円筒部材６１の内周面には公転軸８の外周面に形成したストレートスプライン５２に対向するようにして、回動自在に保持されたボール６７が配設されている。ボール６７はストレートスプライン５２に遊びのない状態で配置されている。
そして、内円筒部材６２の内周面には偏心軸１０の外周面に形成した複数条のネジ溝５３に対向するようにして、回動自在に保持されたボール６５が配設されている。ボール６５はネジ溝５３に遊びのない状態で配置されている。なお、それぞれのボール６５・６７は、潤滑性保持器より回動自在に保持されているものである。そして、中間材６０が軸方向のどの位置にあってもボール６５・６７が抜けることなく、常にボール６５・６７がそれぞれ、内筒６２と偏心軸１０との間、公転軸８と外円筒部材６１との間に配置される。

従って、２重壁中間材６０は、ストレートスプライン５２とボール６５とからなる第１のボールカップリングを介して、公転軸８の外表面に沿って軸心線方向に（図１で左右方向に）自由に移動することができる。
そして、２重壁中間材６０が公転軸８の外表面のストレートスプライン５２に沿って移動すると、その内円筒部材６２の内周面に配設されたボール６７と偏心軸１０の外周面に形成したネジ溝５３とからなる第２のボールカップリングを介して、偏心軸１０には公転軸８に対して相対的に回転が与えられる。
偏心軸１０の公転軸８に対する回動量は、２重壁中間材６０の公転軸８に対する移動量に比例する。例えば、２重壁中間材６０が、図１での右側端である実線の位置から２点鎖線である仮想線で示す左側端にまで移動するときに、偏心軸１０が１８０度回転できるように、第２のボールカップリングを構成するネジ溝５３の巻き角度を設定しておくことにより、公転軸８に対する偏心軸１０の偏心量、すなわち、公転軸８に対する主軸４の偏心量をゼロから最大値までの間で変化させることができる。

２重壁中間材６０の外円筒部材６１は、図６に示すごとく、ベアリング９と同じ中心軸を持つベアリング６８により保持されており、該ベアリング６８を保持しているハウジング６９は装置の軸心線と平行方向に配置されたボールネジ７０と螺合している。そして、該ボールネジ７０は半径変更モータＭ２に接続している。これにより、半径変更モータＭ２を駆動するとボールネジ７０が回転し、その回転量に比例してハウジング６９と共に２重壁中間材６０がボールネジ７０の軸心線方向に移動する。すなわち、公転軸８の外表面に沿って軸心線方向に移動することとなる。このように、中間材６０が移動することにより、公転軸８に対して偏心軸１０が相対回転することとなる。

公転軸８に対する偏心軸１０の相対回転移動を、ボールネジに挿嵌された部材の移動により行うので、歯車伝導の場合に回避することが困難なバックラッシュ等による微細な作動誤差を回避できる。さらに、歯車伝導機構と比較して、部品数も少なくなり構造的にも簡素化される。また、このような相対回転はボールネジ７０に嵌合したハウジング６９を介して生じるので、公転半径の調整精度を向上させるとともに、微調整を容易に行うことができる。

また、上記の例では、偏心軸１０の自転によって主軸４の公転軸８に対する偏心量を変更できるので、図１２に基づき説明した装置と同様に、公転中にその半径を変更することができる。さらに、詳細な説明は省略するが、必要な場合に、主軸４、公転軸８および偏心軸１０を自転あるいは公転させた場合の振動を防止するために、動的バランス調整を行うことが望ましいことも、前記特開２０００−３０８９３８号公報に示される機械加工装置の場合と同様である。また、工具の自転回転数と公転回転数との最適な比率Ｋを設定する手法なども前記公報に記載される従来装置の場合と同様である。さらに、本発明は、工具を回転させる代わりに、被加工材を回転させる機械加工装置にも適用することができることも当然である。

次に、公転軸８に係合するボール６５および偏心軸１０に係合するボール６７の保持構成について説明する。
公転軸８のストレートスプライン５２に係合するボール６５は保持器８０に、偏心軸１０のネジ溝５３に係合するボール６７は保持器８１にそれぞれ保持されるものである。保持器８０・８１はボール６５・６７に対して潤滑性をもって保持するものであり、固体潤滑材や含油材あるいはボールへの潤滑油供給経路を有するものを用いることができる。
保持器８０は公転軸８のストレートスプライン５２に対向する位置において、外円筒６１に配設されるものである。すなわち、ストレートスプライン５２に沿って、公転軸８の軸心方向に並べて配設されるものである。保持器８０は外円筒６１の外側より内側に向けて配設されるものであり、先端部のボール６５をストレートスプラン５２に向けて装着されるものである。

保持器８１は、偏心軸１０のネジ溝５３に対向する位置において、内円筒６２に配設されるものである。保持器８１は、図８に示すように偏心軸１０の外周面に螺旋状に構成されたネジ溝５３に沿って、偏心軸１０の外周面に向けて螺旋状に配設されるものである。すなわち、図９に示すごとく、保持器８１は内円筒６２の外側より内側に向けて配設されるものであり、先端部のボール６７をネジ溝５３に向けて装着されるものである。内円筒６２には、予めネジ溝５３にそって保持器８１を取付けるためのネジ孔が刻設されている。内円筒６２の外周面より一定間隔でネジ溝５３に一致するように孔をあけて行き、この孔に保持着８１を螺装することにより、保持器８１を装着できるものである。孔は偏心軸１０の軸心に向けてあけられるものであり、この保持器８１を装着することにより、保持器８１の先端部に保持されるボール６７が偏心軸１０のネジ溝５３に確実に係合するものである。
このように、保持器８０・８１は外円筒６１、内円筒６２の外側より装着するので、装着作業が容易であり、締め付け量の調節やメンテナンス時に良好な作業性を獲得できるものである。

次に、保持器８０・８１の構成について説明する。
図１０は保持器の構成を示す側面断面図であり、図１１は保持器の斜視図である。
保持器８０と保持器８１とは同一の構成となっている。このため、保持器８１を例にとって説明する。
保持器８１は円盤状に構成された基部８１ｂと、基部８１ｂより垂直方向に突出したネジ部８１ｃとにより構成されており、ネジ部８１ｃの先端にボール６７を回動自在に保持しているものである。ネジ部８１ｃにはネジ山が設けられており、内円筒６２の偏心軸１０に向けた孔内のネジ山に螺合して、保持器８１を内円筒６２に装着可能に構成している。
内円筒６２の偏心軸１０に向けた孔は、段付形状になっており、外周面側の孔の径は大きく、内周面側の孔の径は小さくネジ山を設けているものである。

このように、内円筒６２の外周面には座ぐりが設けらており、保持器８１の装着状態において、この座ぐり部に基部８１ｂが位置し、径の小さい孔にネジ部８１ｃが螺装されるものである。座ぐり部において、基部８１ｂと内円筒６２の座ぐり面との間には予圧調整シム８２が配設されている。予圧調整シム８２により、内円筒６２に対する偏心軸１０の軸心位置の調整を容易に行うことができるとともに、内円筒６２とボール６７との予圧の設定が容易になるものである。なお、この構成は、保持器８０と外円筒６１とにおいて同様である。
これにより、公転半径にガタがなく、スムーズな駆動を低コストかつ容易な構成により実現することができる。
加工径が任意に高精度に変更できるので、例えばボア加工であれば多種ワークに対応でき、混流ラインの製作が可能となるものである。また、面取り加工・テーパ加工・ネジ加工を高精度に行うことができる。そして、公転回転数と公転半径を同期制御することにより、主軸４の公転軌道を楕円にすることも可能となる。

機械加工装置の全体構成を示す側面一部断面図。 各軸の半径方向での相対位置を模式図。 公転半径の変更機構を示す模式図。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 偏心軸と公転軸の摺動機構を示す断面図。 機械加工装置の動力伝達系を示す模式図。 中間材と公転軸および偏心軸の係合構成を示す側面断面図。 偏心軸の構成を示す斜視図。 内円筒部材を示す斜視図。 保持器の構成を示す側面断面図。 保持器の斜視図。 従来のコンタリング加工装置を示す図。 公転半径変更機構を示す図。

符号の説明

１ 工具
４ 主軸
８ 公転軸
１０ 偏心軸
１４ 入力軸
５２ ストレートスプライン
５３ ネジ溝
６０ 中間材
６１ 外円筒
６２ 内円筒
６５・６７ ボール
８０・８１ 保持器

Claims (2)

1. 被加工材と工具とを相対回転させて被加工材の加工を行う機械加工装置において、中心軸線と平行な軸線を中心に自転するように保持された公転軸と、
   その公転軸の中心軸線に対して偏心し、かつその公転軸の中心軸線に対して平行な軸線を中心に自転し、さらに先端部に前記被加工材と工具とのいずれか一方が装着される主軸と、
   これら公転軸と主軸とをそれぞれ異なる回転数で回転させる回転駆動機構とを備えており、
   前記公転軸の内部に該公転軸の中心軸線に対して偏心した軸線を中心にして自転する偏心軸が配置され、その偏心軸の中心軸線に対して偏心した位置に前記主軸が自転自在に保持されており、前記偏心軸を、前記公転軸と一体となって回転させるとともに公転軸に対して相対回転させる公転半径変更機構が設けられているコンタリング加工機の半径変更機構であって、
   前記公転半径変更機構は、前記公転軸と前記偏心軸との間に介在した中心軸線方向に移動自在な中間材と、中間材を中心軸線方向に移動させる手段とからなり、前記中間材は公転軸とは一体回転し、偏心軸の多条ネジ溝に係合するボールとで構成されるボールカップリングを介して接続し、
   偏心軸とは対向する多条ネジ溝とその間に介要されるボールを中間材の外側より装着される保持器の先端に配設保持していることを特徴とするコンタリング加工機の半径変更機構。
2. 前記保持器と該保持器を装着する中間材との間に予圧調節部材を配設することを特徴とする請求項１に記載のコンタリング加工機の半径変更機構。
   

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