JPS5834702A - 刃先位置補正装置を備えた刃物台 - 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】 本発明は工作機械の刃物台に関し、特に切削工具の刃先
位置を精度よく補正できる補正装置を備えた刃物台に関
する。

旋盤等でワークの外形を切削加工する場合、寸法精度よ
く加工するためには刃物台に取付けられた切削工具の刃
先位置をワークに対してできるだけ正確に設定すること
が必要となる。上記刃先位置は、切削工具の交換時に生
じる取付は誤差のみならず、刃先の摩耗、或いは工作機
械各部の温度変化に伴なう膨張、収縮（寸法変化）等に
よっても微妙に変動する、。

従って、そのような変動が生じても刃先位置がワークに
対して一定となるように、刃先位置を補正できることが
望まれる。特に、加工後の製品に均−かつ厳しい寸法精
度が要求される場合には、仕上げ加工において刃先位置
の微妙な変動をいかに補正して、高い加工精度を安定的
に維持するかが極めて重要視されてくるのである。

本発明はこのような事情を背景として、切削工具の刃先
位置を簡易かつ正確に補正できる補正装置を備えた刃物
台を提供することを目的としてなされたものであり、そ
の要旨とするところは、工作機械の刃物台取付部に固定
されるべき刃物台本体に、主スライダを摺動可能かつ回
転不能に嵌合し、主スライダの、刃物台本体から突出し
た外端部に切削工具の保持部を設け、また内端部には軸
方向に平行な第１ねじ部を形成し、一方、刃物台本体な
いしそれに固定の部材に、第１ねじ部と同心に、そのね
じ部と異なるピッチで第２ねじ部を形成して、それら二
つのねじ部に調整シャフトを螺合し、そしてこの調整シ
ャフトに少なくとも１個のラチェットホイールを固定す
るとともに、そのラチェットホイールに係合するラチェ
ツト爪を備えた駆動スライダを前記刃物台本体に挿通し
、その駆動スライダを上記ラチェットホイールの接線に
平行な方向に移動させることによって、前記調整シャフ
トを一方向へ回動させ、前記第１ねじ部と第２ねじ部と
のピッチ差によって前記主スライダを軸方向に移動させ
て切削工具の刃先位置を補正するようにした点にある。

このようにすれば、主スライダの軸心に平行な方向に刃
先位置を補正することが可能となり、特にワークの外形
加工における加工寸法精度を高め、且つそれを安定させ
るために好適に用いることができる。また切削工具ない
し刃部の交換時における刃先位置調整（補正）も容易で
ある。

しかもその補正量を、調整シャフトの回動角度゛つまり
駆動スライダの移動回数等を適宜に選択することで確実
かつ簡単に制御することができ、複雑な装置を必要とし
ないで安価に目的を達成できるＯ また、この刃物台は手動による刃先位置の補正はもちろ
んのこと、ワークの加工寸法検測装置等と接続してその
情報をフィードバックすることによって自動補正するこ
とも可能であり、さらに新設の工作機械はもとより、既
存のそれにも取付けることができる等、その応用範囲は
広い。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において２は刃物台本体であり、主スライダ４を
保持する保持熱本体６と、そのスライダ４を微小移動さ
せる駆動機構部を収容する駆動部本体８とを備えている
。保持熱本体６と駆動部本体８とはアダプタリング１０
およびボルト等適宜の締結手段により一体化され、保持
熱本体６において工作機械の刃物台取付部、例えば旋盤
の上部送り台等に適数個のポルト１２によって固定され
る０ 保持熱本体６の中央部を貫通して断面円形の段付穴が形
成され、その内側の穴ｓ１４にはほぼ有底円筒形状をな
すスリーブ１６が精度よく嵌合・固定されている。スリ
ーブ１６はその固定用フランジ１８が穴部１４の段付面
に当接した状態で中心靭と平行な方向に適数個のボルト
２０によって締付けられており、固定用７ランジ１８の
端面には上記アダプタリングｌＯが接している。なおア
ダプタリングｌＯは、堡持部本体６と駆動部本体８との
結合部に嵌合され、両者の位置決めを行い、組付けを容
易にする。

主スライダ４はほぼ段付軸状をなし、その外端ｓ２２が
保持熱本体６の外側の穴８Ｓ２４に摺動可能に嵌合され
る一方、外端部２２に続く平取りの回り止めｓ２６が、
スリーブ１６の固定用７ランジ１８とは反対側の端に直
径方向に形成された矩形断面の回り止め溝２８に、相対
回転不能な状態で高精度に嵌合されることによって、軸
方向に摺動可能かつ回転不能に保持されている。主スラ
イダ４の回り止め手段としては、その他にも例えばスプ
ライン、セレーションあるいはキーなど種々選択できる
。

主スライダ４の外端部２２には切削工具保持部８０が形
成され、バイト名２が前記刃物台本体２から突出した状
態で保持さｄている。外端￥ｔ１’、２２の軸心方向に
形成されだ有底穴の開口部側には、小スリーブ３４が嵌
合・固定され、小スリーブ３４の一端部に形成された角
穴３６には、バイト３２のシャンク部４０が軸方向の摺
動のみ可能に挿通されており、シャンク部４０の外端部
に形成されたねじ部と、小スリーブ３４との間にはねじ
カラー４２が配設され、ねじカラー４２はシャンク！［
Ｓ４０とは螺合、小スリーブ３４とはすべり嵌合され、
小スリーブ３４及び刃物台本体２から突出した部分は六
角のナラ）ｓ４４とされるとともに、小スリーブ３４の
外端面に当接している。ねじカラー４２とシャンク部４
０との螺合部におけるパツクラツシを除くために、シャ
ンクｓ４０の内端部に固定の予圧リング４６と小スリー
ブ３４との間にはサラバネ４８が予荷重をもって配設さ
れている。シャンク部４０の頭部にはスローアウエ・イ
チツプ４９が、図示を省略する通常のクランプ金具とボ
ルトとにより固定されている。従って、ねじカラー４２
のナツト部４４をスパナ等で回すことによって、シャン
ク部４０が主スライダ４の軸方向に移動させられ、チッ
プ４９の刃先位置の粗調整ができる。尚、バイト３２を
バイト保持具とし、これにバイトを固定するようにして
もよいことは勿論である。

一方、主スライダ４の前記回り止め部２６に続く小径な
軸部５０の内端部には、所定のピッチでおねじ部５２が
形成されている。このおねじ部５２の半径方向に隔って
、前記スリーブ１６の固定用７ランジ１８近傍の内周向
にはめねじ部５４が形成されており、両ねじ８５２．５
４はねじれ方向およびねじの軸線が同一である反面、め
ねじ部５４のピッチａの方がおねじ部５２のピッチｂよ
り僅かに大きくされている。

二つのねじ＠５２．５４には、調整シャフト５６の円筒
状の頭部５８が螺合されている。もちろん調整シャフト
頭部５８には、双方のねじ都５２．５４に精度よく螺合
可能なねじ部が内周面及び外周面に夫々形成されている
。これらの螺合ｍｓのバツクラツシを除去するために、
主スライダ４の上記おねじ部５２に深くねじ込まれた予
圧ナツト６０と、スリーブ１６の段付面に着座するシー
トプレート６２との間にはサラバネ６４が予荷重を与え
られて配設されている。その結果、主スライダ４は第１
図において右方向の力を付与され、調整シャフト頭部５
８と、主スライダ４およびスリーブ１６との螺合部のね
じ山面間に摩擦力が作用し、調整シャフト５６が自由に
回転することが防止されている。なお、主スライダ４の
おねじ部５２がかなり長く形成されているのは、上記予
圧ナツト６０の締込み用のねじ部も兼ねるためである。

調整シャフト５６は主スライダ４と同心に配設され、そ
の頭部５８において上記のようにねじ都５２．５４に螺
合される一方、前記駆動部本体８の端板ｓ６６を貫通し
て外側に突出するとともに、端板部６６において回転可
能かつ軸方向に摺動可能に保持されている。

調整シャフト５６にはその軸心に直角にラチェットホイ
ール６８．７０が固定され、それらは駆動部本体８にシ
ャフト５６と同心的に形成された円形の収容穴７２内に
収容されている。ラチェットホイール６８はバイト３２
の刃先位置を刃物台本体から遠ざけるプラス補正用に、
ラチェツト爪。

イールア０はその逆のマイナス補正用に用いられ、各々
外周等分割の爪を備えている。各ホイール６８．７０の
軸穴には２組づつのテーバリング７４が装着されシャフ
ト５６に嵌装されたカラー７６．７８で位置決めされて
おり、両ホイール６８．７０の外周部を貫通して締付プ
レート８０に螺合された適数個の六角穴付ポルト８２が
、シャフト５６の軸心と平行な方向に締込ま屯ることに
よって、夫々のテーバリング７４が軸穴及び調整シャフ
ト５６に密着させられ、その摩擦力によって各ホイール
６８．７０はシャフト５６に固定されている。

ラチェットホイール６８．７０は駆動スライダ８４．８
６によって夫々一方向に所定角度づつ回動させられる。

駆動スライダ８４及び８６は各ホイール６８．７０に係
合する各々のラチェツト爪８８及び９０を備えているの
である。

第２図に示すように、駆動部本体８には、ラチェットホ
イール６Ｂの接線に平行な方向に貫通する案内穴９２が
形成され、案内穴９２には軸状の上記駆動スライダ８４
が摺動可能に挿通されている。案内穴９２はラチェット
ホイール６８が収容された前記収容穴７２にやや食い込
んで設けられ、ラチェットホイール６８の一部は案内穴
９２側に露出した状態となっている。

案内穴９２の一方の開口部にはそこを閉塞してストッパ
７ランジ９４が固定され、その７ランジ９４にはストッ
パボルト９６が駆動スライダ８４と同心に螺合さね、ナ
ツト９８で固定されている。

スライダ８４の前端面１０２とストッパ７ランジ９４と
の間には、コイルスプリング１０４が圧縮荷重を付与さ
れて配設され、スライダ８４を後退端位置（第２図にお
いて右方）に向って付勢している。スプリング１０４は
ストッパ９６に一部が嵌装されて位置決めされている。

案内穴９２の他方の開口部は、駆動部本体８の側端に固
定された端板１０６によって閉塞され、スライダ８４の
後端側の段付面１０８が端板１０６に当接することでそ
の後退が阻止される。またスライダ８４の入力部１１０
はミ摺動可能に端板１０６を貫通させられ、外部に突出
している。スライダ８４は非作動状態においては第２図
に示す後退端位置にあり、このときその前端面１０２と
ストッパボルト９６との間には一定の距離が保たれてい
る。

駆動スライダ８４の外周面にはその細心に平行に且つ軸
方向に所定の長さをもって平面部１１２が形成され、こ
の平面部１１２に回り止めブロック１１４が面当りさせ
られることによって、スライダ８４が回転を阻止された
状態で摺動できるようになっている。回り止めブロック
１１４は駆動部本体８の矩形溝１１６に嵌入させられ、
第１図にも示すようにボルト１１８によってスライダ８
４と直角に固定されている。

スライダ８４の平面５１１２とは反対側の外周向にも、
それとほぼ同様な平面部１２０が形成され、スライダ８
４とラチェットホイール６８との干渉が回避されている
。平面部１２０に形成された溝１２２には前記ラチェツ
ト爪８８が嵌入させられ、スライダ８４に固定のピン１
２４によって、ラチェットホイール６８を含む平面内で
回動可能に支持されている。ラチェツト爪８８はその頭
部（作用部）が、溝１２２底部の穴に一端が着座する圧
縮フィルバネ１２６によってホイール６８側に付勢され
る一方、ビン１２４をはさんで反対側の端部が、溝１２
２の底部から突出する調整ポル）１２８　（ストッパ）
に当接させられている。調整ボルト１２８は、ラチェツ
ト爪８８がスライダ平面部１２０から適度に突出するよ
うに、言い換ればラチェットホイール６８と最適な状態
で係合できるように調整されている。スライダ８４が後
退端位置にあれば、ラチェットホイール６８とラチェツ
ト爪８８とは離間している。

駆動スライダ８４の入力部１１０に、手動あるいはシリ
ンダ等の作動によって駆動力が及ぼされると、スライダ
８４はスプリング１０４の付勢力に抗して前進（第２図
において左方移動）させられ、ストッパボルト９６に当
接するまでの前進過程で、ラチェツト爪８８がラチェッ
トホイール６８に係合してそのホイール６８を第２図に
おいて時計回りに微小角度回動させる。スライダ８４の
１回の前進でラチェットホイール６８を１ピツチ分回動
させるのが好適であるが、１ピツチを超えて回動させる
場合には、ストッパボルト９６の突出量を小さく調整す
ればよい。

ｎ個の外周等分割の爪を備えたラチェットホイール６８
が１ピツチ回動させられれば、前記調整シャフト５６は
当然１／ｎ回転させらる。従って第１図において、調整
シャ７）５６　（頭部５８）が前記スリーブ１６に抗し
てそのめねじ部５４のピッチａのｌ／ｎだけ螺進する。

同時に主スライダ４は調整シャフト５６に対して自身の
おねじ部５２のピッチｂのｌ／ｎだけ後退する。つまり
主スライダ４は、調整シャフト５６の螺進距離と自身の
後退距離との差だけスリーブ１６に対して移動すること
となるが、前述のようにめねじ部５４のピッチａの方が
おねじ［５２のピッチｂより長く設定しであるため、主
スライダ４は両ねじ部のピッチ差ａ　−ｂのｌ／ｎだけ
前進させられ、その結果、バイト８２の刃先位置は刃物
台本体２から主スライダ４の細心と平行な方向に同じ距
離突出させられる。つまりプラス補正となる。例えば、
めねじ部５４のピッチａが２．７１１．おねじ８５２の
ピッチｂが２．５ｆｉ、またラチェットホイール６８の
重数ｎが４０であるとすれば、ホイール６８が１ピッチ
回動させられることによって主スライダ４およびバイト
３２の刃先は、（２，７−２，５）　Ｘ　１／４０１す
なわち０．００５＋ｕだけ前進させられることとなる。

第２図に示すラチェットホイール６８を１ピッチ回動さ
せてストッパボルト９６に当接した駆動スライダ８４は
、入力部１１０への入力が解除されるとコイルスプリン
グ１０４の付勢力によって後退させられる。その際ラチ
ェツト爪８８は、ラチェットホイール６８の次に係合す
ることとなる爪を乗り越えるために、コイルバネ１２６
のバネ力に抗してビン１２４回りに回動してそのホイー
ル６８から離間し、駆動スライダ８４はその段付面１０
８が端板１０６に当接するまで、つまり後退端位置まで
後退させられ、その位置に待機する。

このスライダ８４の後退時において、ラチェットホイー
ル６８及び調整シャフト５６は調整シャフト螺合部の摩
擦力によって回動することを防止され、そのままの回動
位相を保つ。

一方、バイト８２の刃先位置をマイナス補正するための
第１図に示すラチェットホイール７０、その駆動スライ
ダ８６及びラチェツト爪９０等は、上記したプラス補正
用の夫々と同様の構成である。

ただラチェットホイール７０が前記ホイール６８とは反
対方向（第２図において反時計回り）に回動させられる
ものであるためホイール７０の爪の向きが異なり、また
第２図に示すように各々の駆動スライ、ダ８４．８６の
入力部１１０．１３０を同じ側に平行に突出させる場合
には、マイナス補正用のスライダ８６及びそれに付属す
る部材は、プラス補正用のそれとは調整シャフト５６の
軸心に対して反対側に配設される。第２図において１８
２は回り止めブロックであり、１８４．１８６は各々ス
トッパ７ランジおよびストッパボルトである。

駆動スライダ８６の入力５１３０を押せば、ラチェット
ホイール６８の１／ｎ回転によって、主スライダ４が前
述とは逆に微小距離後退し、バイト３２の刃先は刃物台
本体２＠にそれだけ引込んでマイナス補正となる。

なお、調整、シャフト５６の、駆動部本体８から外側に
突出した部分には、ボスリング１３８が固定され、その
リング１３８にはカラー１４０を介して原位置復帰レバ
ー１４２が螺合されており、ボスリング１３８の内側表
面に形成された原位置指示溝１４４には駆動部本体８に
配設された節度機構１４６の鋼球が嵌入させられるよう
になっている。上記溝１４４と節度機構１４６とが合致
する位置が、補正量がゼロであることを示す原位置なの
である。

本実施例における刃物台を手動にて使用する場合には、
調整シャフト５６が原位置にある状態で加工中ないし加
工後のワークの仕上り寸法を実測して所望の寸法が達成
されているかどうかを調べ、バイト３２の刃先の摩耗な
どに起因して切削量が過小である場合には、プラス補正
用の駆動スライダ８４の入力部１１０を１回ないし複数
回押し込んで刃先位置をワークの側に最適距離だけ微小
移動させてプラス補正する。他方、例えば工作機械や切
削工具の温度変化に伴う膨張、収縮等によって、刃先位
置がワーク側へ寄り過ぎで仕上り寸法が所期より小さく
なった場合はマイナス補正用の駆動スライダ８６の入力
部１３０を適数間押し込んで刃先を刃物台本体２側に引
込める。駆動スライダ８４．８６の押込み（移動）は人
の手によって行なうことはもちろん、エヤシリンダ等で
行なってもよい。また、上記補正量は夫々の駆動スライ
ダ８４．８６の移動回数で知ることができるが、例えば
前記ボスリング１８８の近傍に目盛付リングを設けて読
みとれるようにすればより便利である。

状況に応じてプラス又はマイナスの補正を行なってチッ
プ４９をその耐用限度まで使用し、寿命となれば新しい
チップと交換する。交換後には原位置復帰レバー１４２
を回動させて、調整シャフト５６およびラチェットホイ
ール６８．７０等を原位置に戻し、再び加工を開始する
。なお、レバー１４２を所望角度回動させることによっ
ても刃先位置の補正は可能である。

本実施例における刃物台を自動補正刃物台として使用す
る場合の、構成の一例を示せば以下のようである。

駆動スライダ８４．８６の入力部１１０．１３０は夫々
の駆動装置に接続され、駆動装置として例えばエヤシリ
ンダが用いられるとすれば、入力部１１０はプラス補正
用シリンダに、また入力部１３０はマイナス補正用シリ
ンダに各々接続される。各シリンダは刃物台本体２の外
部に配設されるため、メンテナンス等も容易に行なうこ
とができる。一方、ワークの切削加工後の寸法（例えば
外径寸法）を検測するために自動寸法検測装置が設けら
れ、゛この検測装置が制御装置（コントローラ）に接続
され、さらに制御装置とプラスおよびもマイナス補正用
シリンダとが夫々接続される。

自動寸法検測装置によって加工中または加工後のワーク
の寸法が検測され、その情報（実測結果）が制御装置に
送られる。制御装置には、加工後のワークに要求される
寸法設定値、並びに許容公差などが記憶させられており
、そこで、実測結果と設定値との比較がなされて、刃先
位置の補正の必要性の有無、および何れの補正をどれだ
けすればよいかが判断される。そこでグラス補正と判断
されれば、その補正信号に基いてプラス補正用シリンダ
に圧縮空気が送られることによってそのシリンダが作動
させられ駆動スライダ８４が移動して、プラス補正がな
される。シリンダの作動回数つまり駆動スライダ８４の
移動回数をどれだけにすべきかについても、制御装置で
演算されて、必要な回数だけシリンダが作動させられる
。マイナス補正と判断された場合についても同様に、マ
イナス補正用シリンダが作動させられる。

なお、第１図に示すように、調整シャフト５６の、７駆
動部本体８から突出した外端部には、プラス補正限界ド
ッグ１４８、原位置用ドッグ１５０、およびマイナス補
正限界ドッグ１５２が取付けられており、各ドッグの外
周面に夫々リミットスイッチが対向させられている。そ
して調整シャフト５６が所定の角度回動させられた際に
は、ドッグ１４８あるいは１５２がそれら外周面に形成
された突起あるいは溝によって各リミットスイッチを作
動させ、また原位置用ドッグ１５０はシャフト５６が原
位置となった時にそのリミットスイッチを作動させるよ
うになっている。

上記のようにプラス補正を行なったりマイナス補正を行
なったりして刃先が寿命となるまで使用されることとな
るが、工作機械の線動中にプラス（あるいはマイナス）
補正限界となった場合には、ドッグ１４８あるいはドッ
グ１５２がリミットスイッチを作動させ、その信号によ
って工作機械の駆動装置が停止させられる。同時にチッ
プ交換表示を行なわせるようにしてもよい。

そこで、前記制御装置からの信号に基づいてプラスまた
はマイナス補正用シリンダを作動させ、原位置ドッグ１
５０がそのリミットスイッチを作動させるまで調整シャ
フト５６等を回動させて原位置に戻す。作業者が前記原
位置復帰レバー１４機械を駆動させるようにする。この
ようにすれば、不注意による補正限界の看過を回避する
ことができる。バイト交換時の刃先位＠調整もマイナス
補正（またはプラス補正）によって速やかに行なわれる
。

なお、プラス又はマイナス補正が限界となった場合、常
にチップ交換を行なう必要は必ずしもなく、刃物台自体
のワークに対する位置変更、または第１図に示す切削工
具保持部３０のねじカラー４２を回すことによる刃先位
置の粗調整等で対処することも可能である。後者で対処
すれば、一つの刃物台で粗調整と微調整の二段階補正が
達成される。

以上の説明から明らかなように、本刃物台は手動補正刃
物台としても自動補正刃物台としても用いることができ
、利用範囲が広い。また、刃物台の中にはそれ自体移動
可能なタイプもあるが、そのような刃物台にも好適であ
る。

なお、先の説明では調整シャフトを螺進、蝉退させる第
１ねじ部と、調整シャフトに螺合されるでもよく、また
おねじあるいはめねじにするか、さらにどちらのねじ部
のピッチを大きくするか等については、製作の都合、使
用形態等に応じて適宜選択できる。

またラチェットホイールについて、それをひとつだけ設
けて、例えばプラス補正のみを行なう簡便な装置とする
こともできるが、−個のラチェットホイールを両方向に
回動させることも可能である。

その他特許請求の範囲を逸脱することなく種々の変更を
加えた態様で本発明を実施し得ることはもちろんである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である刃物台の正面断面図で
あり、第２図はその側面図（半断面）である。 ２：刃物台本体　　　　４：主スライダ６：保持部本体
　　　　８：駆動部本体１６：スリーブ　　　　３０：
切削工具保持部３２：バイト　（切削工具） ５２：おねじ部（第２ねじ部） ５４：めねじ部（第１ねじ部） ５６：調整シャフト ６８．７０：ラチェットホイール ８８．９０：ラチェツト爪 ８４．８６：駆動スライダ ９２：案内穴 ９６．１３６：ストッパボルト １０４：コイルスプリング １１０．１８０：入力部　１２４：ビン出願人　　トヨ
タ自動車工業株式会社 同　　富士精工株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 工作機械の刃物台取付部に固定されるべき刃物台本体と
   、 該刃物台本体に軸方向に摺動可能かつ回転不能に保持さ
   れ、該刃物台本体から突出した外端部に切削工具保持部
   を備え、内端部に軸方向に平行な第１ねじ部を備えた主
   スライダと、 前記刃物台本体又は該本体に固定の部材に、前記第１ね
   じ部と同心に、該ねじ部と異なるピッチで形成された第
   ２ねじ部と、 ２個のねじ部において夫々前記第１ねじ部及び第２ねじ
   部に螺合させられた調整シャフトと、該調整シャフトに
   固定された少なくとも１個のラチェットホイールと、 該ラチェットホイールと係合するラチェツト爪を備えて
   前記刃物台本体に挿通され、該ラチェットホイールの接
   線に平行な方向の移動によって前記調整シャフトを一方
   向へ回動させ、前記第１ねじ部と第２ねじ部とのピッチ
   差に、よって前記主スライダを軸方向に移動させる駆動
   スライダとを含むことを特徴とする刃先位置補正装置を
   備えた刃物台。