JPH04210306A - 振動切削装置 - 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】

〔産業上の利用分野〕 この発明はドリルやミルなどの回転する切削刃物に切削
に有効な振動を与えるようにした切削装置に関するもの
である。 〔従来の技術〕 第７図は一般の切削工具の刃先による切削状態を示すも
のであり、ａは金属材料からなるワーク、ｂは図の左方
に移動している刃先、Ｃは切削により生した切屑である
。 上記切屑Ｃは刃先すにより圧縮剪断されたブロックＣ′
で構成されており、圧縮と剪断を繰返す毎に刃先すは矢
印のように断続的に前進後退を繰返しながら移動してい
る。 この前進後退運動により生ずる振動が切削による自動振
動であり、−船釣にはきわめて微小な振動であるが、広
義の振動切削ともいえる。しかし、その振幅がある大き
さになるとびびり振動となる。 第８図の１は上記の一般的な従来の切削工具による切削
状態の波形を示すものであり、きわめて不規則であり、
小さい波形の部分は発熱し易く、大きい波形の部分はワ
ークに大きな掻傷を残し、面粗度が悪（なる。 従来ではこの有害なびびり振動を滅しるために、できる
だけ剛性の大きい工具数イ］構造をとっていた。 また、一方切削刃物を強制的に振動させ、第８図のＨに
示すような均一な波形の振動を強制的に刃物に与えて切
削する振動切削装置がある。 〔発明が解決しようとする課題］ 上記第８図Ｈのような強制的振動切削製置は、公知の１
ｌＩＩ９切削性において優れた特徴を有している。 しかし、起振装置としで、発振機よりの周波数で励振さ
れた電わい型や侑わい型の振動子が多く用いられており
、その他にも電磁振動型、電気−油圧型、機械〜油圧型
などが桿案されているが、これらは複雑な電気回路が必
要なものや油圧シリンダなどの大型で？ＭＭな機能の高
価な装置を必要とする点で問題がある。 この発明の課題は上記第８図Ｉのような刃先の不規則な
振動を、上記第８図■のような複雑で高価な強制的振動
装置を用いないで、主としてボールのような可動子とば
ねからなる簡単な構造であるにかかわらず第８図ｍｌに
示すように均一な波形の振動に変換して優れた切削性を
発揮することができる切削装置を提供することである。 また、ボールのような可動子やばねからなる振動ユニッ
トを回転軸と平行な軸方向に設け、この振動ユニット部
が遠心力による影響を受けないようにしたものである。 （課題を解決するための手段〕 上記の課題を解決するために、この発明は工作機械の主
軸により駆動される入力軸と、切削工具取付部を有する
出力軸との間に、切削刃物の刃先に生しる微小振動を受
けて、刃先の振動を均一にするための振動ユニットを設
けた振動切削装置において、上記振動ユニットを回転軸
芯と平行する軸方向に移動可能な可動子と、この可動子
を受ける凹部と、上記可動子を上記凹部に押し付けるば
ねにより構成したことを特徴とする振動切削装置および
上記入力軸または出力軸の何れか一方に複数の凹部を回
転中心と同心の円周上に等間隔で設け、他方には上記各
凹部に対向する複数の軸方向の貫通孔を設け、この各貫
通孔にばねにより前記各凹部に押し付けられる可動子を
はめて振動ユニットを構成した振動切削装置ならびに上
記可動子を装着した入力軸または出力軸の何れかには、
上記可動子を上記凹部に押し付けるばねを受ける進退自
在のトルクリングと、このトルクリングの前側にあって
、同トルクリングの前後位置を調整するトルクアジャス
トリングを設けた振動切削装置、さらに上記可動子をは
めた一部の貫通孔には可動子の変位を一定範囲内に制限
するための止めねしを装着した上記各振動切削装置と同
様の振動切削装置を提供する。 （作用］ この発明は上記の構成であり、入力軸を工作機械の回転
主軸に固定し、この回転主軸とともに入力軸を回転し、
かつ前進さゼで刃物取付軸に固定した切削刃物をワーク
に押し付けて切削を開始する。 上記の切削作用において、切削応力の変動により切削刃
物の刃先に不規則な微小振動を発住するが、この微小振
動が出力軸に伝達される。 上記の刃先に発住する振動は、従来の切削装置では第８
図の１の波形のようにきわめて不規則なものであるが、
この発明の場合は出力軸の振動が、これに接している振
動ユニットにより調整されて均一化される。 すなわち、切削応力の振動中が小さい場合は振動ユニッ
トの連動量の変動＋ｊ＋も小さく、ばねの圧縮量も小さ
いうえに、このとき働く振動ユニ、］、部の回転力伝達
のばね定数は小さく、刃先の振動はあまり制限されない
ので、従来の切削装置に比較して振動は拡大される。 ここで、振動ユニットとは第６図および第１０図、第１
）１）ｉｌに示す構成部分をいい、具体的には後記する
入力軸１のフランジ４の球状凹部１５と、出力軸２の大
径部１６の貫通孔２１およびねし孔２２と、これらの間
に介在させた可動子２３と、ばね２６および止めねし２
７．３０からなっている。 また、刃先の切削応力の振動中が大となり、これに伴い
ばねの圧縮量が大きくなると第１０図、第１）図に示す
ように、介在する可動子２３の位置が八からＢに変り、
これによって入力軸１と出力軸２の応力伝達の関係が変
化する。このため振動ユニット部の総合的な回転伝達の
ばね定数が犬となり、刃先の振巾を制限するので、刃先
の振ｌｊ目よ第８図■のように小さい振動は比較的大き
く、太きい振動は比較的小さくなって全体的に均一化し
て切削性能が向上する。 〔実施例］ 第１図ないし第６同に示す実施例において、１は入力軸
、２は出力軸であり、入力軸１の後部はス）・レートシ
ャンク３のとなり、その前部にフうンジ４が一体に形成
しである。 前記入力軸１の中心孔５には前記出力軸２の後部の小径
軸部６が回転自在にはまっているが、その後端外周に小
径段部７が形成しである。 ９は中心孔５の中間部内周に形成した突部で、この突部
９の後側にスラストヘアリング１０を取付け、ストップ
ボルト１）の後端の大径頭部をスラストへフランジ１０
にて支承させ、同ボルト１）は突部９内を回動自在に貫
通せしめて上記小径軸部６の中心後部の小径ねし孔１２
にねじ込む。 また、上記小径段部７と突部９の前側間に多数のスチー
ルボール１３を入れる。 上記フランジ４の前面には第１図ないし第３図のように
多数の凹部１５を人力軸１の中心と同芯の円周上に等間
隔に設ける。 また、フランジ４の前面の内側に全周に亘る凹部１７を
形成し、この凹部１７と、出力軸４の大径部１６の後面
内周寄りの全周に亘る凸部１９の間に多数のスチールボ
ール２０をはめる。 上記出力軸２の大径部１６には第１図ないし第４図に示
すように、前後方向に貫通ずる多数の貫通孔２１とねし
孔２２を出力軸２の中心と同心の円周上に等間隔で設け
であるが、この各貫通孔２１とねし孔２２は前記フラン
ジ４の凹部１５に一致する位置となる。 上記ねし孔２２は複数の貫通孔２１毎に１個の割合で設
けである。 上記の各貫通孔２１およびねじ孔２２にそれぞれスチー
ルボールからなる可動子２３を可動的にはめ込みフラン
ジ４の凹部１５にはまるようにする。 前記答礼２１にはそれぞればね２６をはめ、ねし孔２２
には止めねし２７をねじ込んで、その端面と可動子２３
の間に若干の隙間を設け、さらにその前側には前端にロ
ーラピン２９を有する止めねし３０をねし込んでピン２
９を大径部１６の前面に突出せしめる。 ３１はトルクリングで、出力軸２の大径部１６の前側に
摺動自在にはまり、かっ各ローラビン２９がはまる孔３
２を有している。 上記トルクリング３１の前面には第５図のように、リン
グの中心と同心の複数の円弧状溝３３を設けである。こ
の溝３３は、第６図に示すように一端から他端へと次第
に深くなるように傾斜しかつ円弧状の横断面となってい
る。 ３４はトルクアジャストリングで、その後面にスチール
ボール３５がはまる複数の凹孔３６を設けて、ボール３
５が前記溝３３にはまるようにし、さらに、リング３４
の外周後部には、リング３１の外側にはまる周壁３７を
一体に設け、前記大径部１６の前面外周に周壁３７の後
端がはまる凹入段部３９を設ける。 上記アジャストリング３４には半径方向の複数のねし孔
４０を設けて、このねじ孔４０にねし込んだ止めねし４
１の内端を出力軸２の外周の複数の保合凹部４２の何れ
かに係合させてリング３４を出力軸２に固定する。 上記出力軸２の前端の刃物取付部４６の外周には雄ねじ
４３を同心に設け、内周には前部が拡大したテーパ孔４
４を同心に設ける。 ５１は前記テーパ孔４４にはめたコレットで、５４は前
記雄ねじ４３にねし込んだ締め旬けねしである。 第９図は他の実施例を示すもので、止めねし２７の先端
をねしのない軸部とし、ねし部を出力軸２に固定した受
リング２８のねし孔にねし込んだもので、作用は第１図
の実施例と同様であるから同一の符号をつけて詳細な説
明は省略する。 上記実施例の作用を説明すると、ストレートシャンク３
を利用して工作機械の主軸に入力軸１を固定し、出力軸
２の刃物取付部４６には、コレ・ノド５１などを利用し
てドリルなどの切削刃物５５を固定する。 最初は各ばね２６の弾力あるいは止めねし２７によって
各可動子２３はフランジ４の各凹部１５に係合して入力
軸１と出力軸２を結合しでいるから、入力軸１のトルク
が出力軸２に伝わって切削加工が始まる。 こうして切削刃物５５の刃先がワークに切り込むと、第
７図に基づいて説明したように切削刀物５５の刃先に不
規則な微小振動が発生し、この振動が切削刃物５５を介
して出力軸２に伝達される。 すなわち、第６図および第１０図、第１）１）ｍに示１
振動ユニントにおいて、入力軸と一体のフランジ４が矢
印方向に回転している場合、可動子２３がばね２６で凹
部１５に押し付けられていることにより出力軸２に回転
が伝わる。 一方、切削刃物５５の刃先で発生ずる自１）ｊｌ振動は
出力軸２から可動子２３に伝わり、可動子２３から凹部
１５の周面に伝達される。 可動子２３はスチールボールのような剛体であるため、
可動子２３は円面部に衝突後攻１８シて出力軸２の貫通
孔２１の内面に衝突して衝撃を与える。 この場合の可動子２３の振動は、極めて小さな回転振動
が主体であって、可動子２３の中心位置の移動振巾はた
かだか数十μｍの値であり、可動子２３とばね２６が数
ｍｍも跳躍するような振動は生じない。 上記のように可動子２３が貫通孔２１を押すとき、ばね
２６が若干圧縮されるが、切削応力の振動中が小さいと
きは振動ユニットの運動量の変化は小さく、ばね２６の
圧縮量も小さいうえに、このとき働く振動ユニット部の
回転力伝達のばね定数は小さく、出力軸に固定した刃物
の刃先の振動はあまり制限されないので、刃先の振動は
切削効果の大きくなる範囲で従来の場合よりも拡大され
る。 また、刃先の切削応力の振動中が大きくなり、これに伴
いばね２６の圧縮量が大きくなると、第１０図Ｂおよび
第１）図Ｂに示すように、介在する可動子２３の相対位
置が変って、入力軸１と出力軸２の応力伝達の関係が変
化する。すなわち、可動子２３と貫通孔２１の内面、止
めねじ２７の先端とが当接する。このため、振動ユニッ
ト部の総合的な回転力伝達のばね定数が大きくなり、刃
先の振動を制限するので、刃物の振巾を切削効果の大き
い範囲に制限する。 上記の作用により刃先のびびり振動に近い大きな振動が
抑制され、一方、振ＩＪの小さい振動は助長されていく
分大きくなって、第８図■のような均一化された振動と
なる。 なお、上記トルクアジャストリング３４の各止めねじ４
１を弛め、リング３４を出力軸２に対して回動すると、
リング３４と共に回動するボール３５が溝３３内を移動
してトルクリング３１を第２図のように軸方向に移動さ
セ、ばね２Ｅｄこよる可動子２３の押圧力を変化さセる
ことかできる。 こうしてばねの強さを加減したのち、止めねし４１をね
し込んで所定の凹部４２に係合させることにより、切削
応力の振動ＩＪの小さいときの伝達トルクを調節できる
。 〔発明の効果〕 この発明は上記のように入力軸を工作機械の回転主軸に
固定し、回転主軸とともに入力軸を回転させ、かつ前進
さセて出力軸の工具取付部に固定した切削刃物をワーク
に押し付けて、切削加工を行うが、この切削加工状態で
切削刃物の刃先に不規則な微小振動が発生する。この微
小振動が出力軸に伝達され、これにより振動ユニットを
振動させてばねの圧縮量を変化させるので、振動が振動
ユニットにより調整されるものである。すなわち、切削
応力の振動中の小さいときは振動ユニントの運動量の変
動１）も小さく、従ってばねの圧縮量も小さいうえに、
このとき働く振動ユニット部の回転力伝達のばね定数は
小さく、刃先の振動はあまり制限されないので、従来の
切削装置に比べて振動は拡大される。また、刃先の切削
応力の振動中が大きくなり、これに伴いばねの圧縮量が
大きくなると介在する可動子の位置が変り、入力軸と出
力軸の応力伝達の関係が変化する。このため振動ユニッ
トの総合的な回転伝達のばね定数が大となり、刃先の振
巾を制限する。 従って刃物の刃先の振動周波数の如何にかかわらず微細
振Ｖ〕は）広大され、過大振動は小さく（…えられて全
体として均一化されびびり振動がなくなる。 このため、第８図Ｈに示したような強制振動方式に比較
して、第８図ｍに示す如く刃先の振巾は若干大きく、振
動周波数は若干低いが振巾や振動周波数がほぼ均一とな
り（例えば、第８図Ｈの強制振動方式の振１）１８μ巾
、周波数２０ＫＨｚとした場合、第８図ｍの本発明方式
の場合、振巾１２μｍ、周波数３〜１０ＫＨｚ程度の値
となる。）、切削刃物の刃先の振動が有効に利用されて
切削速度を速くできる。 また、仕」−げ面のＩｎ度が小さくなり、へ１法精度が
向上する。さらに、強制振動方式の場合のように、複雑
で高価な起振装置が不要であるので、装置自体が安価で
小型化でき、取扱いが容品であるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の切削装置の一実施例を示す縦断側面
図、第２図は同上のトルク低減状態の要部縦断側面図、
第３図は第１図Δ−Ａ線の横断面図、第４図は第１図の
Ｂ−Ｂ線の横断面図、第５図はトルクリングの正面図、
第６図は可動子の作用を示す展開拡大断面図、第７図は
刃先による切削状態を示す拡大断面図、第８図Ｉ、■、
■は各刃先の振動状態を示す波形図、第９図はこの発明
の他の実施例を示す一部縦断側面図、第１Ｏ図Ａ、Ｂお
よび第１）図Ａ、Ｂは振動ユニット部の各実施例の作用
を示す拡大断面図である。 １・・・・・・入力軸、　　　２・・・・・・出力軸、
４・・・・・・フランジ、　　　１５・・・・・・凹部
、１６・・・・・・大径部、　　２１・・・・・・貫通
孔、２３・・・・・・可動子、　　２６・・・・・・ば
ね、３１・・・・・・トルクリング、 ３４・・・・・・トルクアジャストリング、４６・・・
・・・刃物取付部、５５・・・・・・切削刃物。 特許出願人　　　　日本ニューマチック工業株式会社 同　代理人　　　　鎌　　　１）　文　　二手続補正書
（自動 平成　３年　９月１９日 平成２年特許願第３３９１４４号 ２、発明の名称 振動切削装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 １第１０図Ｊ及びＩ第１）図」を別紙の埋り情止しょ］
。 明　　　　　細　　　　　書 】１発明の名称 振動切削装置 ２、特許請求の範囲 （１）工作ｉ械の主軸により駆動される入力軸と刃物取
付部を有する出力軸とを少パーとＡ幻可−力］ＬＭＪ３
動切削装置。 （２）前記可動子を上記凹部に押し付けるばねを受ける
進退自在の□１受二外と、この里！ノーの前側にあって
、Ｕ去２ノーの前後位置を調整するヱ込土ス上１４久を
設けたことを特徴とする請求項（１）記載の振動切削装
置。 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明はドリルやエンドミル、タップなどの回転する
切削刃物に、切削に有効な振動を与えるようにした切削
装置に関する。 〔従来の技術〕 第７図は一般の切削工具の刃先による切削状態を示すも
のであり、ａは金属材料からなるワーク、ｂは平均的に
図の左方に移動している刃先、Ｃは切削により生じた切
屑である。 上記切屑Ｃは刃先すにより圧縮剪断された微少ブロック
Ｃ′で構成されており、圧縮と剪断を繰返す毎に刃先す
は矢印のように断続的に前進後退を繰返しながら移動し
ている。 この前進後退運動により生ずる振動が切削による自動振
動であり、−船釣にはきわめて微小な振動であるが、広
義の振動切削ともいえる。しかし、その振幅が、何らか
の切削条件の変化によって、ある大きさになるとびびり
振動となる。 第８図の夏は上記の一般的な従来の切削工具による切削
状態の振幅波形を示すもので、きわめて不規則であり、
小さい振幅の部分は発熱し易く、大きい振幅の部分はワ
ークに大きな掻傷を残し、面粗度が悪くなる。 従来では、この存置な大きい振幅の部分の振動を滅しる
ために、できるだけ剛性の大きい工具取付構造を採用し
ていた。 しかし、剛性を大きくすればする程、逆に振幅の小さい
前者の部分は、ますます振幅が小さくなって、切屑及び
刃先の温度が高くなり、構成刃先の成長等によって切削
性が悪化する。 したがって有効な切削性を得るためには、大きい振幅は
比較的小さく、反対に小さい振幅は比較的大きくして、
全体に第８図■に示すような均一化された振動を作り出
す必要がある。 この目的のために、切削刃物を外部振動源によって強制
的に振動させ、第８図のＨに示すような均一な波形の振
動を強制的に刃物に与えて切削を行なう振動切削装置が
ある。 〔発明が解決しようとする課題〕 上記のような強制的振動切削装置は、公知の通り切削性
において傍れた特徴を有している。 しかし、起振装置として、発振器で励磁された電わい型
や磁わい型の振動子が多く用いられており、その他にも
電磁振動型、電気−油圧型、機械−油圧型などが提案さ
れているが、これらは複雑な電気回路、機構が必要なも
のや、工作物取付台を振動させる油圧シリンダ形式のも
のなどの人形で高価な装置を必要とし、かつ適当な刃先
の振幅を得るために共振作用を利用しているので、一定
の周波数でのみ使用可能であって、切削途中の条件変化
に対応することができない問題がある。 そこでこの発明の課題は、上記第８図１のような刃先の
不規則な振動を、上記のように複雑で高価な上に適用範
囲の狭い強制的振動装置を使用しないで、例えばボール
のような可動子とばねのような抵抗と止めねしのような
振幅調整部材からなる簡単な構造の振動ユニットにより
、切削条件の変化にもかかわらず、第８回口に示すよう
に均一な振幅を安定して得ることができる切削装置を捉
供することである。 （課題の解決手段〕 上記の課題を解決するため、この発明においては、工作
機械の主軸により駆動される入力軸と刃物取付部を有す
る出力軸とを少くとも周方向に移動可能に連結する機構
と、前記入力軸と出力軸のいずれか一方に設けられた凹
部と、これに対応して他方に設りられた孔と、前記凹部
もしくは孔の周面との間に一定の間隙を有し、かつ前記
凹部と孔との間にまたがって取り付けられ前記凹部にば
ねで押圧され、前記間隙によって周方向の移動が制限さ
れた可動子と、この可動子の前記ばねを圧縮する方向の
移動を制限するストッパとによって振動切削装置を構成
したのである。 また、前記ばねの押圧力を調整するアジャストリングを
設けることができる。 〔作用〕 この発明は上記の構成であり、入力軸を工作機械の回転
主軸に固定し、この回転主軸とともに入力軸を回転し、
かつ前進させて刃物取付軸に固定した切削刃物をワーク
に押し付けて切削を開始する。 」二記の切削プロセスにおいて、切削力の変動により切
削刃物の刃先に不規則な微小振動が発生ずる。 上記の刃先に発生する振動は、従来の入力軸と出力軸が
一体となった切削装置では、第８図のＩの振幅変動のよ
うにきわめて不規則なものであるが、入力軸と出力軸の
移動が許されていて、がっ一定の変動範囲に制限される
この発明の場合には、第８［ＮＩＩのように振ゆＪが均
一化される。なお、第８図において、横軸は時間、縦軸
は振幅を示している。 いま、刃先がワークに切り込むと、入力軸から出力軸へ
、凹部と孔にまたがって配置されがっ凹部にばねで押し
付けられた可動子を介して回転力が伝達される。 このとき、切削力の変動幅が小さい場合は、回転力伝達
のねじり剛性は、主として前記ばねによって決定される
ので小さく、刃先の振動はあまり制限されないので、従
来の一体型切削装置に比較して振動の振幅は大きい。 また、刃先の切削力の変動幅が大となり、これにともな
って前記ばねの圧縮量が大きくなると可動子の位置が変
化し、ストッパに当接する。これによって、入力軸は、
前記ばねには無関係ｔこ出力軸を直接的に回転駆動する
ので、入力軸と出力軸とのねしり剛性は、従来の一体型
切削装置の場合に近い大きな値となり、刃先の振幅を制
限する。 このように、刃先の振幅は、第８図の１に示すような従
来の一体型切削装置に比べて、小さい振幅は比較的大き
く、大きい振幅は比較的小さくなって、全体的に第８図
■のように均一化する。 〔実施例〕 第１図ないし第６図に示す実施例において、１は入力軸
、２は出力軸であり、入力軸１の後部はストレートシャ
ンク３となり、その前部にフランジ４が一体に形成され
ている。 前記入力軸１の中心孔５には、前記出力軸２の後部の小
径軸部６が回転自在にはまっており、その後端外周に小
径段部７が形成されている。 前記中心ｒＬ５の中間部内周には、突部９が形成されて
おり、この突部９の外側には、スラストヘアリング１０
が取付けられ、ストップボルト１）の後端の大径頭部が
スラストへフランジ１０に支承され、同ボルト１）は、
突部９内を回動自在乙こ貫通して、上記小径軸部６の後
部の小径ねし孔１２にねし込まれている。 また、上記小径段部７と突部９の前側間ムこ、多数のス
チールボール１３がはめられている。 上記フランジ４の前面には、第１図ないし第３図のよう
に、多数の凹部１５が入力軸１の中心と同芯の円周上に
設けられている。 また、フランジ４の前面の内側には、全周にわたって凹
部１７が形成され、この凹部１７と、出力軸４の大径部
１６の後面内周寄に全周にわたって設けられた凸部１９
０間に、多数のスチールボール２０がはめられている。 上記出力軸２の大径部１６には、第１図ないし第４図に
示すように、前後方向に貫通する多数の貫通孔２１とね
し孔２２が、出力軸２の中心と同心の円周上に設けられ
ている。この各貫通孔２１とねし孔２２は、前記フラン
ジ４の凹部１５に対応している。そして、−］−記ねし
孔２２は、複数の貫通孔２１毎に１個の割合で設けであ
る。 上記の各貫通孔２１およびねし孔２２には、それぞれス
チールボールからなる可動子２３が、可動的にはめ込ま
れ、かつフランジ４の凹部１５にも可動子２３の一部が
はまり込んでいる。 前記番孔２１には、それぞればね２６がはめ込まれ、ね
し孔２２には止めねし２７がねし込まれて、その先端面
と可動子２３の間に微少間隙が設けられている。さらに
、その前側には前端には、ローラビン２９を有する止め
ねし３０がねし込まれている。そしてピン２９は、大径
部１６の前面に突出している。 前記出力軸２の大径部１６の前側には、リング３１が摺
動自在に嵌合している。このリング３１は、各ローラピ
ン２９がはまる孔３２を有している。 上記リング３１の前面には、第５図のように、リングの
中心と同心の複数の円弧状溝３３が設けられている。こ
の溝３３は、第６図に示すように、一端から他端へと次
第に深くなるように傾斜しかつ円弧状の横断面となって
いる。 前記リング３１の前面には、アジャストリング３４が取
り付けられている。このリング３４の後面には、スチー
ルボール３５がはまる複数の（ぼみ部３６が設けられ、
このボール３５は前記溝３３にはまるようになっており
、さらに、リング３４の外周後部には、リング３１の外
側にはまるスカート部３７が一体に設けられ、前記大径
部１６の前面外周には、前記スカート部３７の先端がは
まる段部３９が設けられている。 上記アジャストリング３４には、半径方向の複数のねじ
孔４０が設けられ、このねし孔４０にねじ込んだ止めね
し４１の内端を、出力軸２の外周の複数の係合凹部４２
の何れかに係合させて、リング３４を出力軸２に固定す
るようになっている。 上記出力軸２の前端の刃物取付部４６の外周には、雄ね
じ４３が設けられ、内周には、前部が拡大したテーパ孔
４４が同心に設けられている。 前記テーパ孔４４には、コレット５１がはめ込まれ、前
記雄ねし４３にねし込んだ締め付けねし５４によって締
結するようになっている。 第９図は他の実施例を示す。図示のように、止めねし２
７の先端をねしのない軸部とし、ねし部を出力軸２に固
定した受リング２８のねし孔にねし込んである。また凹
部１５は円錐状になっている。その他の構造及び機能は
、第１図の実施例と同様であるから、同一の符号をつけ
て詳細な説明は省略する。 ここで、この発明の特徴をなす振動ユニットとは、第１
図、第６図、第９図、第１Ｏ図、第１）図に示す構成部
分で、入力軸１のフランジ４の凹部１５と、出力軸２の
大径部１６の貫ｉ１！ｌ孔２１及びねし孔２２と、前記
凹部１５と貫通孔２１又はねし孔２２の先端部に遊嵌さ
れた可動子２３と、ばね２６と、止めねし２７．３０よ
り成るものである。 次に、上記実施例の作用を説明すると、ストレ−トシャ
ンク３を利用して工作機械の玉軸に入力軸１を固定し、
出力軸２の刃物取イイ部４６には、コレツト５１などを
利用してドリルなどの切削刃物５５を固定する。 最初は、第１０図Ａ１第１）図八に示すように各ばね２
６の弾性によって、各可動子２３はフランジ４の各凹部
１５に押圧され入力軸１と出力軸２を結合しているから
、入力軸１の回転が出力軸２に伝わって切削加工が始ま
る。 切削加工が始まると、第１θ図、第１）図に示す振動ユ
ニットにおいて、入力軸１と一体のフランジ４が矢印方
向に回転している場合、ばね２６で押圧れた可動子２３
が同図Ｂ、Ｃに示すようムこ、凹部１５と貫通孔２１の
先端部内周面を結合しているため出力軸２にトルクが伝
達される。 こうして切削刃物５５の刃先がワークに切り込むと、切
削刃物５５の刃先に不規則な微小振動が発注し、この切
削振動は、出力軸２を通して振動ユニ、トに伝達され、
第１０図、第１）図に示す可動子２３には、微小な繰り
返し変位が生じる。この場合の繰り返し変位即ち振動は
、極めて小さな転がり振動が主体であって、常に可動子
２３は凹ｎ１；１５の曲面に接しており、可動子２３の
中心位置の移動振幅は、たかだか数１０μｍの値であっ
て、可動子２３とばね２６が凹部１５から離れて数篩も
反発、跳躍するような振動は生じない。勿論ストッパで
ある止めねし２７がそれを許容しない。 上記のように、可動子２３が貫通孔２１の先端部内周面
を押すとき、ばね２６が圧縮されるが、切削力の変動幅
が小さいときは、第１０図、第１）図のＢに示すように
、振動ユニットの回転力伝達のねしり剛性は、主として
ばね２６によって決定されるので比較的小さく、従って
刃先の振動はあまり制限されないので、刃先の振幅は、
切削効果の大きくなる範囲で、従来の一体型切削装置の
場合に比較して大きくなる。 また、刃先の切削力の変動幅が大きくなり、これにとも
なってばね２６の圧縮量が太き（なると、第１０図、第
１）図のＣに示すように、介在する可動子２３の相対位
置が変って、入力軸１と出力軸２との回転力伝達の関係
も変化する。即ち、可動子２３と貫通孔２１の内周面及
び止めねし２７の先端面が当接するため、出力軸２は、
ばね２６とは無関係に、可動子２３を介して入力軸１と
直接的に結合され、駆動されるので、振動ユニットの総
合的なねしり剛性は、従来の一体型切削装置に近い大き
な値となる。このため、刃先の拡幅は、切削効果の大き
い範囲で縮少、制限される。 上記の作用によって、刃先の過大な振幅は抑制され、反
対に振幅の小さい振動は、従来の一体型切削装置より大
きくなって、第８図のＨに示すような均一化された振幅
となる。 なお、上記アジャストリング３４の各止めねし４１を弛
め、リング３４を出力軸２に対して回転すると、リング
３４と共に転勤するボール３５が満３３内を移動して、
リング３１を第２図のように軸方向に移動させ、ばね２
６による可動子２３の押圧力を変化させることができる
。 こうして止めねじ２７の位置とばね２６の強さを調整し
たのち、止めねじ４１をねし込んで所定の凹部４２に係
合させることにより、切削刃物の振幅幅及び振動数を切
削に有効な値に調節することができる。 なお、前記実施例においては、振動ユニットを軸方向に
設けた例、即ち入力軸１の端面に凹部１５を設け、可動
子２３を出力軸２の軸方向ｔこ設４Ｊた貫通孔２１に挿
入したばね２６で押圧し、止めねし２７もこの貫通孔２
１内に挿入した例を示したが、振動ユニットを半径方向
に設けても同様の作用効果が得られる。例えば、前記凹
部１５を出力軸２の外周に設け、これに対応して入力軸
１に半径方向の貫通孔２１を形成して、この貫通孔２１
内に挿入したばね２６で可動子２３を凹部１５に押圧す
るのである。勿論止めねし２７もこの半径方向貫通孔２
１内に挿入する。 さらに、凹部１５とばね２６とを前記第１図の実施例と
は逆にそれぞれ出力軸２と入力軸１に設けてもよい。 〔効果〕 この発明によれば、以上のように、入力軸と出刃軸を互
いに周方向に移動可能に連結し、入出力軸の一方に設け
た凹部と他方に設けた孔との間に可動子を取り付け、こ
れを凹部にばねで押し付けることによって回転力を伝達
するようＬこし、かつ可動子の移動を周方向とばねを圧
縮する方向に一定範囲に制限したので、従来の一体型切
削装置の場合に生ずる不規則な刃先の振動のうち、小さ
い振幅の部分は、入力軸と出力軸の回転力伝達のねしり
剛性が、主として前記ばねによって決定されるので小さ
いため、刃先の振動はあまり制限をうけないので大きく
なり、大きい振幅の部分は、前記可動子の移動が制限さ
れて入出力軸間のねしり剛性が大きくなるため、刃先の
振幅が小さくなり、全体的に刃先の振幅が均一化され、
結果的に切削力の変動幅そのものも均一化する。 その上、切削条件の変化に対しても、振幅の均一化の効
果は変らない。 これによって、従来の一体型切削装置に比較して、切削
送り速度や回転数を速くすることができるので生産性が
向上し、切削後の工作物の仕上げ面粗度が向上し、工只
刃先寿命が長くなる。 さらに、強制振動切削装置に比較して、複雑で大形かつ
高価な装置が必要でなく、外観形状は従来の一体型の切
削装置とほとんど変らないので、調整、取扱いが簡単で
ある。 そのほか、振動周波数の広い範囲で、適用が可能である
等の数々の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の切削装置の一実施例を示す縦断側面
図、第２図は同上のトルク低減状態の要部縦断側面図、
第３回は第１図Ａ−Ａ線の横断面図、第４図は第１図の
Ｂ−Ｂ線の横断面図、第５図はリングの正面図、第６図
は可動子の作用を示す展開拡大断面図、第７図は刃先に
よる切削状態を示す拡大断面図、第８図Ｉ、■は各刃先
の振動状態を示す波形図、第９図はこの発明の他の実施
例を示す一部縦断側面図、第１０図Ａ、Ｂ、Ｃおよび第
１）図Ａ、Ｂ、Ｃは振動ユニット部の各実施例の作用を
示す拡大断面図である。 １・・・・・・人力軸、　　　　２・・・・・出力軸、
４・・・・・・フランジ、　　　　１５・・川・凹部、
１６・・・・・・大径部、　　　２１・・・・・・貫通
孔、２３・・・・可動子、　　　２６・・・・・・ばね
、３１・・・・・リング、 ３４・・・・・・アジャストリング、 ４６・・・・・・刃物取付部、　５５・・・・・切削刃
物。 特許出願人　　　　　日本ニューマチノク工業株式会社 同　代理人　　　　　鎌　　　１）　　文　　　二第９
図 第１０図　　　　　　　第１）図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械の主軸により駆動される入力軸と、刃物
   取付部を有する出力軸との間に、切削刃物の刃先の微小
   振動を受けて、刃先の振動を均一にするための振動ユニ
   ットを設けた振動切削装置において、上記振動ユニット
   を回転軸芯と平行する軸方向に移動可能な可動子と、こ
   の可動子を受ける凹部と、上記可動子を上記凹部に押し
   付けるばねにより構成したことを特徴とする振動切削装
   置。
2. （２）上記入力軸または出力軸の何れか一方に複数の凹
   部を回転中心と同心の円周上に等間隔で設け、他方には
   上記各凹部に対向する複数の軸方向の貫通孔を設け、こ
   の各貫通孔にばねにより前記各凹部に押し付けられる可
   動子をはめて振動ユニットを構成したことを特徴とする
   請求項（１）記載の振動切削装置。
3. （３）上記可動子を装着した入力軸または出力軸の何れ
   かには、上記可動子を上記凹部に押し付けるばねを受け
   る進退自在のトルクリングと、このトルクリングの前側
   にあって、同トルクリングの前後位置を調整するトルク
   アジャストリングを設けたことを特徴とする請求項（１
   ）または（２）記載の振動切削装置。
4. （４）上記可動子をはめた一部の貫通孔には可動子の変
   位を一定範囲内に制限するための止めねじを装着したこ
   とを特徴とする請求項（１）ないし（３）の何れかに記
   載の振動切削装置。