特許 6592479 面取ツール、ツール支持セット及び面取システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6592479

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16日

(54)【発明の名称】面取ツール、ツール支持セット及び面取システム

(51)【国際特許分類】

   B23D 79/00 20060101AFI20191007BHJP

【ＦＩ】

   B23D79/00 A

【請求項の数】13

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-144177(P2017-144177)

(22)【出願日】2017年7月26日

(65)【公開番号】特開2019-25554(P2019-25554A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2018年4月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】595031063

【氏名又は名称】株式会社クロイツ

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】中田 周一

【審査官】 村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−１２４０２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４０３２２５１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０２４６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１９０２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７４３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１２２２４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｄ ７９／００

Ｂ２３Ｂ ５１／１０

Ｂ２３Ｃ ３／１２

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、
支持シャフトと、
前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、
前記刃部は、前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、
前記刃筋が、前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜し、
先端側に前記支持シャフトを有し、前記支持シャフトに対して偏心したベースシャフトを有する面取ツール。

【請求項2】

面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、
支持シャフトと、
前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、
前記刃部は、前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、
前記刃筋は、前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜していると共に、ベルヌイ螺旋である面取ツール。

【請求項3】

面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、
支持シャフトと、
前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、
前記刃部は、前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、
前記刃筋は、前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜していると共に、均一半径の円弧螺旋である面取ツール。

【請求項4】

面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、
支持シャフトと、
前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、
前記刃部は、前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、
前記刃筋は、前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜していると共に、アルキメデス螺旋である面取ツール。

【請求項5】

面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、
支持シャフトと、
前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、
前記刃部は、前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、
前記刃筋が、前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜し、
前記段差突部は、前記支持シャフトの軸方向の途中位置に配置され、
前記支持シャフトの先端には、テーパー部が備えられている面取ツール。

【請求項6】

前記すくい面と前記逃げ面との交差角が鈍角である請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載の面取ツール。

【請求項7】

前記すくい面は、凹状に傾斜している請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載の面取ツール。

【請求項8】

１対の前記刃部が、共通の前記段差突部における前記支持シャフトの軸方向の両側に備えられている請求項１乃至７の何れか１の請求項に記載の面取ツール。

【請求項9】

前記段差突部は、前記支持シャフトの軸方向に離れた２箇所に対をなして配置され、前記刃部は、１対の前記段差突部の互いの対向位置に配置されている請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載の面取ツール。

【請求項10】

１対の前記刃部が、共通の前記段差突部における前記支持シャフトの周方向の２箇所に配置されている請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載の面取ツール。

【請求項11】

回転可能に支持されるホルダ支持部と、
面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、支持シャフトと、前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、前記支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、前記刃部は前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、前記刃筋が前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜している面取ツールと、
前記面取ツールを保持しかつ、前記ホルダ支持部の回転中心軸に対して前記支持シャフトの中心軸がオフセットした配置となるように前記ホルダ支持部に支持されるツールホルダと、
前記ホルダ支持部に対して前記ツールホルダを傾動可能又は移動可能に支持するホルダ支持機構と、
前記支持シャフトの中心軸が前記ホルダ支持部の回転中心軸から遠ざかる側に前記ツールホルダを付勢する付勢手段と、
前記ホルダ支持部に設けられ、前記付勢手段の付勢により前記ツールホルダと当接し、前記ホルダ支持部の回転中心軸と前記支持シャフトの中心軸とが平行になる原点位置に前記ツールホルダを位置決めする位置決め部と、備えるツール支持セット。

【請求項12】

回転可能に支持されるホルダ支持部と、
請求項１乃至１０の何れか１の請求項に記載の面取ツールを保持しかつ、前記ホルダ支持部の回転中心軸に対して前記支持シャフトの中心軸がオフセットした配置となるように前記ホルダ支持部に支持されるツールホルダと、
前記ホルダ支持部に対して前記ツールホルダを傾動可能又は移動可能に支持するホルダ支持機構と、
前記支持シャフトの中心軸が前記ホルダ支持部の回転中心軸から遠ざかる側に前記ツールホルダを付勢する付勢手段と、
前記ホルダ支持部に設けられ、前記付勢手段の付勢により前記ツールホルダと当接し、前記ホルダ支持部の回転中心軸と前記支持シャフトの中心軸とが平行になる原点位置に前記ツールホルダを位置決めする位置決め部と、備えるツール支持セット。

【請求項13】

請求項１１又は１２に記載のツール支持セットの前記ホルダ支持部を回転可能に支持し、その回転中心軸を前記面取対象孔の中心軸に一致させて、その回転中心軸方向に直動させるツール駆動機構と、を備える面取システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークに形成される面取対象孔の開口縁のエッジを面取する面取ツール、ツール支持セットおよび面取システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の面取ツールとして、高速回転した状態で使用されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−２１９３４７号公報（図４，段落［００１６］）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した従来の面取ツールは、高速回転させるための回転駆動源も面取ツールと一緒に支持して取り廻す必要があり、取り廻しが困難であった。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、取り廻しが容易な面取ツールと、面取ツールを容易に取り廻すことができるツール支持セット及び面取システムとの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、支持シャフトと、前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し前記刃部は、前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、前記刃筋が、前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜し、先端側に前記支持シャフトを有し、前記支持シャフトに対して偏心したベースシャフトを有する面取ツールである。

【0007】

請求項６の発明は、前記すくい面と前記逃げ面との交差角が鈍角である請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載の面取ツールである。

【0008】

請求項７の発明は、前記すくい面は、凹状に傾斜している請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載の面取ツールである。

【0010】

請求項２の発明は、面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、支持シャフトと、前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、前記刃部は、前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、前記刃筋は、前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜していると共に、ベルヌイ螺旋である面取ツールである。

【0011】

請求項３の発明は、面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、支持シャフトと、前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、前記刃部は、前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、前記刃筋は、前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜していると共に、均一半径の円弧螺旋である面取ツールである。

【0012】

請求項４の発明は、面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、支持シャフトと、前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、前記刃部は、前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、前記刃筋は、前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜していると共に、アルキメデス螺旋である面取ツールである。

【0013】

請求項８の発明は、１対の前記刃部が、共通の前記段差突部における前記支持シャフトの軸方向の両側に備えられている請求項１乃至７の何れか１の請求項に記載の面取ツールである。

【0014】

請求項９の発明は、前記段差突部は、前記支持シャフトの軸方向に離れた２箇所に対をなして配置され、前記刃部は、１対の前記段差突部の互いの対向位置に配置されている請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載の面取ツールである。

【0015】

請求項１０の発明は、１対の前記刃部が、共通の前記段差突部における前記支持シャフトの周方向の２箇所に配置されている請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載の面取ツールである。

【0016】

請求項５の発明は、面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、支持シャフトと、前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、前記刃部は、前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、前記刃筋が、前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜し、前記段差突部は、前記支持シャフトの軸方向の途中位置に配置され、前記支持シャフトの先端には、テーパー部が備えられている面取ツールである。

【0017】

請求項１１の発明は、回転可能に支持されるホルダ支持部と、面取対象孔の開口縁を面取する面取ツールであって、支持シャフトと、前記支持シャフトの端面又は前記支持シャフトから側方に突出する段差突部の段差面をすくい面とし、前記支持シャフトの側面又は前記段差突部の側面と前記すくい面とを連絡する傾斜面を逃げ面とする刃部と、を有し、前記刃部は前記支持シャフトの中心軸から離れる側に膨らんだ湾曲形状の刃筋を有し、前記刃筋が前記支持シャフトの軸方向に対して傾斜している面取ツールと、前記面取ツールを保持しかつ、前記ホルダ支持部の回転中心軸に対して前記支持シャフトの中心軸がオフセットした配置となるように前記ホルダ支持部に支持されるツールホルダと、前記ホルダ支持部に対して前記ツールホルダを傾動可能又は移動可能に支持するホルダ支持機構と、前記支持シャフトの中心軸が前記ホルダ支持部の回転中心軸から遠ざかる側に前記ツールホルダを付勢する付勢手段と、前記ホルダ支持部に設けられ、前記付勢手段の付勢により前記ツールホルダと当接し、前記ホルダ支持部の回転中心軸と前記支持シャフトの中心軸とが平行になる原点位置に前記ツールホルダを位置決めする位置決め部と、備えるツール支持セットである。
請求項１２の発明は、回転可能に支持されるホルダ支持部と、請求項１乃至１０の何れか１の請求項に記載の面取ツールを保持しかつ、前記ホルダ支持部の回転中心軸に対して前記支持シャフトの中心軸がオフセットした配置となるように前記ホルダ支持部に支持されるツールホルダと、前記ホルダ支持部に対して前記ツールホルダを傾動可能又は移動可能に支持するホルダ支持機構と、前記支持シャフトの中心軸が前記ホルダ支持部の回転中心軸から遠ざかる側に前記ツールホルダを付勢する付勢手段と、前記ホルダ支持部に設けられ、前記付勢手段の付勢により前記ツールホルダと当接し、前記ホルダ支持部の回転中心軸と前記支持シャフトの中心軸とが平行になる原点位置に前記ツールホルダを位置決めする位置決め部と、備えるツール支持セットである。

【0018】

請求項１３の発明は、請求項１１又は１２に記載のツール支持セットの前記ホルダ支持部を回転可能に支持し、その回転中心軸を前記面取対象孔の中心軸に一致させて、その回転中心軸方向に直動させるツール駆動機構と、を備える面取システムである。

【発明の効果】

【0019】

［請求項１〜５の発明］
請求項１〜５の面取ツールを、支持シャフトの中心軸が面取対象孔に対して偏心した配置になるようにツールホルダに保持して面取対象孔の中心軸方向に移動し、刃筋を面取対象孔のエッジに当接させると、そのエッジに対して刃筋が面取対象孔の中心軸方向から見ても径方向から見ても斜めに交差した状態になる。この状態でツールホルダを面取対象孔の中心軸方向に移動して刃部を面取対象孔のエッジに押し付けると、エッジが切削されていく。また、切削された面に逃げ面が乗り上がることで、面取ツールが面取対象孔の径方向に傾動又は移動し、刃筋のうちエッジに切れ込む部分が移動すると共に、エッジのうち刃部が切れ込んでいる位置も移動していく。そして、面取ツールを面取対象孔の中心軸方向に移動しながらその中心軸回りに回転させるか、又は、面取ツールを面取対象孔の中心軸方向で面取対象孔の開口縁に接近及び離間させる動作を繰り返しかつ、離間している間に面取ツールを面取対象孔の中心軸回りに回転させる動作を行って、面取対象孔の全周のエッジを面取りすることができる。このように、本発明の面取ツールでは、面取ツールを高速回転させる駆動源を使わずに、面取対象孔の開口縁のエッジを面取りすることができる。即ち、面取ツールの取り廻しが容易になる。

【0020】

［請求項６の発明］
請求項６の面取りツールは、すくい面と逃げ面との交差角が鈍角であるため、強度を確保することができる。

【0021】

［請求項７の発明］
請求項７の面取りツールは、すくい面が凹状に傾斜しているので、すくい角の確保が容易となる。

【0022】

［請求項１の発明］
請求項１の面取りツールは、支持シャフトに対して偏心したベースシャフトを有する構成となっているので、支持シャフトをエッジに宛がった状態で、ベースシャフトの中心軸を軸に回転するだけでエッジ全体を切削することができる。

【0023】

［請求項２〜４の発明］
刃筋の形状としては、ベルヌイ螺旋（請求項２の発明）、円弧螺旋（請求項３の発明）、アルキメデス螺旋（請求項４の発明）、インボリュート螺旋が挙げられる。

【0024】

［請求項８の発明］
請求項８の面取ツールは、１対の刃部を共通の段差突部における支持シャフトの軸方向の両側に備えているので、面取対象孔の外部から支持シャフトを面取対象孔に接近させてその開口縁のエッジを面取りすることもできるし、面取対象孔の内部に支持シャフトを通して面取対象孔の開口縁のエッジを面取りすることもできる。

【0025】

［請求項９の発明］
請求項９の面取ツールでは、段差突部を支持シャフトの離れた２箇所に備え、１対の刃部が１対の段差突部の互いの対向位置に配置されているので、ワークを貫通する面取対象孔の両端部の開口縁のエッジを効率良く面取りすることができる。

【0026】

［請求項１０の発明］
請求項１０の面取ツールの構造によれば、面取対象孔の軸方向に対してワークの外面が傾斜していても、効率良く面取りを行うことができる。

【0027】

［請求項５の発明］
請求項５の面取ツールは、支持シャフトのテーパー部の案内により、支持シャフトの先端部を面取対象孔に容易に挿入することができる。

【0028】

［請求項１１〜１３の発明］
請求項１１〜１３のツール支持セット及び面取システムによれば、面取ツールを高速回転させる駆動源を使わずに、面取対象孔の開口縁のエッジを面取りすることができる。即ち、面取ツールの取り廻しが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1A】本発明の第１実施形態に係る面取ツールの斜視図

【図1B】段差突部の拡大断面図

【図1C】段差突部の拡大断面図

【図2】面取対象孔の一端部の面取りを行っている面取ツールの先端部の斜視図

【図3】図２におけるＡ−Ａ切断面における面取ツールの平断面図

【図4】面取システムの概念図

【図5】面取ツールとワークの平断面図

【図6】面取ツールとワークの平断面図

【図7】面取対象孔の他端部の面取りを行っている面取ツールの先端部の斜視図

【図8】第２実施形態の面取ツールの平面図

【図9】第３実施形態の面取ツールの斜視図

【図10】図９におけるＢ−Ｂ切断面における面取ツールの平断面図

【図11】面取ツールの先端部の側面図

【図12】面取ツールの先端部の側面図

【図13】ワーク及び面取ツールの斜視図

【図14】変形例に係る面取ツールの先端部の平面図

【図15】変形例に係る面取ツールの先端部の平面図

【発明を実施するための形態】

【0030】

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１Ａ〜図７に基づいて説明する。図１Ａに示すように、本実施形態の面取ツール１０は、ベース軸部１１（本発明の「ベースシャフト」に相当する）の先端同軸上に中間シャフト１２が延び、その中間シャフト１２の先端の偏心した位置から支持シャフト１３が延びた構造をなしている。ベース軸部１１、中間シャフト１２及び支持シャフト１３は何れも断面円形の丸棒状をなし、ベース軸部１１、中間シャフト１２、支持シャフト１３の順で段階的に縮径している。

【0031】

以下、ベース軸部１１及び中間シャフト１２の中心軸を「第１中心軸Ｊ１」といい、支持シャフト１３の中心軸を「第２中心軸Ｊ２」ということとする。

【0032】

支持シャフト１３の先端部には、テーパー部１３Ｔが備えられ、先端寄り位置には、段差突部２０が設けられている。図２に示すように、段差突部２０は、支持シャフト１３の側面から段付き状に突出している。

【0033】

図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、段差突部２０は、側面２０Ｓと、段差面２０Ｄ、２０Ｄとを備えている。段差面２０Ｄ，２０Ｄと、支持シャフト１３の側面１３Ｍとの交差角θ１は鋭角になっていて、段差面２０Ｄ，２０Ｄは、支持シャフト１３の第２中心軸Ｊ２に対して凹状に傾斜している。段差突部２０の側面２０Ｓは、第１側面２０Ａ及び一対の第２側面２０Ｂ，２０Ｂから構成される。第１側面２０Ａは、支持シャフト１３の軸方向（即ち、第２中心軸Ｊ２の軸方向）と平行になっている。第２側面２０Ｂは、第１側面２０Ａの上下の両端から、支持シャフト１３に近づくように傾斜している。第１側面２０Ａと第２側面２０Ｂとの交差角θ２は鈍角になっている。

【0034】

本実施形態の面取ツール１０は、段差突部２０のうち、段差面２０Ｄ，２０Ｄと、第２側面２０Ｂ，２０Ｂと、が交差する稜線２０Ｒ，２０Ｒの一部を刃筋２１Ｓ，２１Ｓとする刃部２１，２１（図２）を備えている。また、段差面２０Ｄ，２０Ｄと、第２側面２０Ｂ，２０Ｂとの交差角θ３は、鈍角になっている。

【0035】

なお、以下では、刃部２１，２１を区別する場合には、段差突部２０のうち支持シャフト１３の先端側の刃部２１を第１の刃部２１といい、その反対側の刃部２１を、第２の刃部２１という。また、図２に示すように、これら第１と第２の刃部２１，２１は、対称形状をなしている。

【0036】

詳細には、図３に示すように、第１中心軸Ｊ１と第２中心軸Ｊ２とに直交する第１基準線Ｌ１と側面２０Ｓとの交点のうち第１中心軸Ｊ１に近い側を第１交点Ｐ１、遠い側を第２交点Ｐ３とすると、第２中心軸Ｊ２から段差突部２０の側面２０Ｓまでの距離は、第１交点Ｐ１に対して第１基準線Ｌ１より図３の左側に僅かにずれた第１位置Ｐ２で最も小さく、第２交点Ｐ３に対して第１基準線Ｌ１より図３の左側に僅かにずれた第２位置Ｐ４で最も大きくなっている。そして、第１位置Ｐ２から第２位置Ｐ４に向かう図３における右側の段差突部２０の側面２０Ｓも、その反対側の左側の段差突部２０の側面２０Ｓも、共に外側に膨らみかつ、第２位置Ｐ４に近づくに従って第１中心軸Ｊ１からの距離が大きくなるように湾曲している。

【0037】

ここで、本実施形態の面取ツール１０は、稜線２０Ｒ，２０Ｒの一部がベルヌイ螺旋になっている。具体的には、稜線２０Ｒ，２０Ｒは、稜線２０Ｒを第２中心軸Ｊ２の軸方向からみたときに、図３の前記右側のうち第１位置Ｐ２から第２交点Ｐ３の手前の中間位置Ｐ５までがベルヌイ曲線になっている。そして、稜線２０Ｒ，２０Ｒは、第１中心軸Ｊ１に近い位置（即ち、第１位置Ｐ２に近づくほど）ほど第１中心軸Ｊ１の軸方向で互いに離れ、第１中心軸Ｊ１から遠ざかるほど（即ち、第２位置Ｐ４に近づくほど）、第１中心軸Ｊ１の軸方向で互いに近づいていて、第２中心軸Ｊ２に対して傾斜して延びている（図１）。即ち、稜線２０Ｒ，２０Ｒの一部は、ベルヌイ曲線が第２中心軸Ｊ２に対して傾斜して螺旋状に延びるベルヌイ螺旋となっている。なお、中間位置Ｐ５から第２位置Ｐ４までがベルヌイ曲線より第２中心軸Ｊ２側に接近した曲線になって中間位置Ｐ５までのベルヌイ曲線に連続している。また、前述の右側の側面２０Ｓと左側の側面２０Ｓは第２位置Ｐ４で滑らかに連続している。

【0038】

これら両稜線２０Ｒ，２０Ｒのうち上述した図３の右側の部分における中間位置Ｐ６から第２位置Ｐ４までの間が、刃部２１，２１の刃筋２１Ｓ，２１Ｓになっている。また、図２に示すように、段差面２０Ｄのうち刃筋２１Ｓに対応する部分が、各刃部２１のすくい面２３をなす一方、側面２０Ｓを構成する第２側面２０Ｂのうち刃筋２１Ｓに対応する部分が、刃部２１の逃げ面２４になっている。なお、図３に示すように、前記中間位置Ｐ６は、例えば、第１基準線Ｌ１と第２中心軸Ｊ２とに直交する第２基準線Ｌ２を図３における反時計回り方向に傾けて稜線２０Ｒと交差する位置となっている。

【0039】

図４には、面取ツール１０を備えた面取システム４１が一部概念化して示されている。この面取システム４１は、本発明に係る「ツール駆動機構」として６軸垂直多関節のロボット４０を備える。ロボット４０の先端フランジ４０Ｆには、ツール保持セット３０Ｓが取り付けられている。ツール支持セット３０Ｓは、ロボット４０の先端フランジ４０Ｆに取り付けられるホルダ支持部３３と、そのホルダ支持部３３に支持されて、面取りツール１０が嵌合固定される本発明に係るツールホルダ３０と、を有している。ホルダ支持部３３は、ロボット４０の先端フランジ４０Ｆに回転中心軸Ｊ０を中心に回転可能に取り付けれ、そのホルダ支持部３３にツールホルダ３０が傾動可能に取り付けられている。

【0040】

ツールホルダ３０は、例えば、一端有底の円筒体３１の一端面から連結突片３２が張り出した構造をなしている。円筒体３１の内側はツール嵌合孔３１Ａになっていて、そこに面取ツール１０のベース軸部１１が嵌合固定される。また、連結突片３２の先端部は半円状をなし、その半円状の円弧の中心部に、ピン孔３２Ａが貫通形成されている。

【0041】

ホルダ支持部３３は、例えば、円板状の取付フランジ３３Ｆの表側面の中央に直方体状の支持部本体３３Ｓを備える。そして、ホルダ支持部３３がロボット４０の先端フランジ４０Ｆに取付フランジ３３Ｆの裏側面が重ねられかつ、心出しされた状態で取り付けられる。

【0042】

支持部本体３３Ｓには、取付フランジ３３Ｆと反対側に開放する内部空間３３Ｋが備えられている。支持部本体３３Ｓのうち内部空間３３Ｋを挟んで図４の紙面と直交する方向に対向する１対の第１側壁３３Ａ，３３Ａ（図４には、一方の第１側壁３３Ａが示されている）の間隔は、前述の連結突片３２の厚さと略同一になっている。一方、内部空間３３Ｋを挟んで図４の左右方向で対向する第２側壁３３Ｂ，３３Ｂの間隔は、前述の連結突片３２の横幅より大きくなっている。

【0043】

１対の第１側壁３３Ａ，３３Ａには、内部空間３３Ｋの開口より奥側位置に、取付フランジ３３Ｆの中心軸と直交する図示しない支持孔が形成されている。そして、ツールホルダ３０の連結突片３２が内部空間３３Ｋに受容され、支持孔と連結突片３２のピン孔３２Ａとに支持ピン３９が挿通され、これによりツールホルダ３０がホルダ支持部３３に傾動可能に支持されている。なお、各第１側壁３３Ａに形成された図示しない支持孔と連結突片３２のピン孔３２Ａと支持ピン３９とによって、本発明の「ホルダ支持機構」が構成されている。

【0044】

また、一方の第２側壁３３Ｂの内面には、内部空間３３Ｋの開口近傍にストッパ突部３４（本発明の「位置決め部」に相当する）が形成され、連結突片３２がストッパ突部３４に当接することで、ツール嵌合孔３１Ａの中心軸と取付フランジ３３Ｆの中心軸（即ち、回転中心軸Ｊ０）とが一致した原点位置にツールホルダ３０が位置決めされる。

【0045】

さらに、他方の第２側壁３３Ｂには、ストッパ突部３４と対向する位置にプランジャ支持孔３５が形成され、そこにプランジャ３６が直動可能に収容されている。また、プランジャ支持孔３５におけるホルダ支持部３３の外面側端部は蓋体３８によって閉塞され、蓋体３８とプランジャ３６との間には圧縮コイルばね３７（本発明の「付勢手段」に相当する）が収容されている。これにより、プランジャ３６が連結突片３２に押し付けられ、ツールホルダ３０が原点位置に保持されるように付勢されていると共に、プランジャ３６側への傾動を許容されている。

【0046】

なお、面取ツール１０をツールホルダ３０に取り付ける際には、ツールホルダ３０の傾動中心軸（即ち、支持ピン３９の中心軸）と前述した第２基準線Ｌ２とを平行に配置し、第２中心軸Ｊ２を第１中心軸Ｊ１に対してストッパ突部３４側に配置する。

【0047】

本実施形態の面取ツール１０、ツール支持セット３０Ｓ及び面取システム４１の構成に関する説明は、以上である。次に、面取システム４１を使用して、ロボット４０のティーチングプレイバックによりワーク９０に形成された面取対象孔９１の両開口縁を面取りする場合について説明する。なお、その面取対象孔９１は、ワーク９０の外面と直交した状態でワーク９０を貫通している。また、面取対象孔９１は、その中心軸に本実施形態の面取ツール１０の第１中心軸Ｊ１を重ねた状態で丁度面取りを行うことができる大きさになっている。

【0048】

以下の動作をティーチングによりロボット４０に憶えさせる。まず、面取対象孔９１の中心軸に面取ツール１０の第１中心軸Ｊ１を重ねた状態で、面取ツール１０を第１中心軸Ｊ１の軸方向に前進させる。すると、図５（Ａ）に示すように、第１の刃部２１の中間位置Ｐ６の近傍に面取対象孔９１の一端側のエッジ９３が当接するので、そこを初期位置にして面取ツール１０を第１中心軸Ｊ１を中心にして３６５度回転させると共に、第１中心軸Ｊ１と平行に面取対象孔９１側に前進させる。その際の面取ツール１０の回転方向は、第１の刃部２１においてエッジ９３に最初に当接した初期当接位置から、第２位置Ｐ４へと向かう側に設定する。また、第１中心軸Ｊ１の軸方向の移動量は、第１の刃部２１の刃筋２１Ｓに沿って、初期当接位置から第２位置Ｐ４まで移動したときの第１中心軸Ｊ１の方向における距離に設定する。

【0049】

次いで、段差突部２０が面取対象孔９１の内面から離れるように面取ツール１０を平行移動し、図７に示すように、段差突部２０が面取対象孔９１を通過する位置まで面取ツール１０を前進させる。そして、面取対象孔９１の中心軸に面取ツール１０の第１中心軸Ｊ１を重ねた状態で、面取ツール１０を第１中心軸Ｊ１の軸方向に後退させて、第２の刃部２１を面取対象孔９１の他端側のエッジ９３に当接させる。以下、面取対象孔９１の一端側のエッジ９３に対するティーチングと同様に、面取ツール１０を第１中心軸Ｊ１を中心にして面取ツール１０を３６５度回転させながら、第１中心軸Ｊ１と平行に面取対象孔９１側に後退させる。そして、段差突部２０が面取対象孔９１の内面から離れるように面取ツール１０を平行移動してから、面取ツール１０を面取対象孔９１から離脱させる。

【0050】

上述の如くティーチングした動作をプレイバックすると、面取ツール１０が第１中心軸Ｊ１の軸方向に移動して第１の刃部２１の刃筋２１Ｓが面取対象孔９１の一端側のエッジ９３に当接する。このとき、刃筋２１Ｓは、第１中心軸Ｊ１の軸方向から見ても（図５（Ａ）参照）、第１中心軸Ｊ１と直交する回転半径方向から見ても（図２参照）、エッジ９３に対して斜めに交差した状態になる。

【0051】

この状態で面取ツール１０が第１中心軸Ｊ１の軸方向に移動することで、第１の刃部２１が面取対象孔９１のエッジ９３に押し付けられ、エッジ９３が切削されていく。このとき、第１の刃部２１のうち第１段差面２０Ｄがすくい面２３となり、第２側面２０Ｂが面が逃げ面２４となってエッジ９３が切削される。

【0052】

そして、切削された面に第１の刃部２１の逃げ面２４が乗り上がることで、面取ツール１０が回転半方向に傾動して刃筋２１Ｓのうちエッジ９３に切れ込む部分が移動すると共に、エッジ９３のうち第１の刃部２１が切れ込む部分も移動していく。また、このとき、面取ツール１０は、第１中心軸Ｊ１の軸方向に移動しながら第１中心軸Ｊ１回りに回転もするので、これによってもエッジ９３のうち第１の刃部２１が切れ込んだ部分が移動していく。

【0053】

そして、図５（Ａ）〜図５（Ｅ）に示すように、面取対象孔９１の全周に亘ってエッジ９３が面取りされ、最終的に段差突部２０の側面２０Ｓが面取対象孔９１の内側面にした状態になる。図６には、図５（Ａ）〜図５（Ｅ）が重ねて示されている。なお、図５及び図６は、面取りツール１０の動きをわかりやすくするために、図１に示される第１中心軸Ｊ１と、第２中心軸Ｊ２との距離を大きくしている。

【0054】

次いで、面取ツール１０が前進して図７に示すように、段差突部２０が面取対象孔９１を通過してから後退し、第２の刃部２１の刃筋２１Ｓが面取対象孔９１の他端側のエッジ９３に当接する。そして、一端側のエッジ９３を第１の刃部２１が面取りする場合と同様にして、他端側のエッジ９３が第２の刃部２１によって面取りされてから、面取ツール１０が面取対象孔９１から離脱する。

【0055】

このようにして本実施形態の面取ツール１０、ツール支持セット３０Ｓ及び面取システム４１によれば、面取ツール１０を高速回転させる駆動源を使わずに、面取対象孔９１の開口縁９２のエッジ９３を面取りすることができる。即ち、面取ツール１０を容易に取り廻すことができ、従来より少ないエネルギーで面取対象孔９１のエッジ９３の面取り加工を行うことができる。また、刃筋２１Ｓの形状の大部分がベルヌイ螺旋になっているので、そのベルヌイ螺旋の範囲では、刃筋２１Ｓのどの位置が面取対象孔９１のエッジ９３に当接しても、面取対象孔９１のエッジ９３に対する刃筋２１Ｓの角度が一定になる。これにより、面取対象孔９１の周方向における面取り形状の均一化が図られる。

【0056】

さらには、面取ツール１０は、刃部２１を共通の段差突部２０における第１中心軸Ｊ１の軸方向の両側に備えているので、上述したように面取対象孔９１の外部から支持シャフト１３を面取対象孔９１に接近させてその開口縁９２のエッジ９３を面取りすることもできるし、面取対象孔９１の内部に支持シャフト１３を通して面取対象孔９１の開口縁９２のエッジ９３を面取りすることもできる。また、逃げ面２４を傾斜面としたので、加工後のエッジ９３に逃げ面２４が乗り上がり易くすることができる。

【0057】

本実施形態の面取ツール１０は、支持シャフト１３のテーパー部１３Ｔの案内により、支持シャフト１３の先端部を面取対象孔９１に容易に挿入することができる。また、すくい面２３と逃げ面２４との交差角を鈍角としたので、刃部２１の強度を確保することができる。さらに、すくい面２３を凹状に傾斜させたので、すくい角の確保が容易となる。

【0058】

さらに、本実施形態の面取ツール１０は、支持シャフト１３から側方に突出する段差突部２０に刃部２１を備えた構造になっているので、支持シャフト１３の側面を面取対象孔９１の内側面に当接させて、刃筋２１Ｓと面取対象孔９１のエッジ９３とが当接する位置に容易に決めすることができる。しかも、支持シャフト１３のテーパー部１３Ｔの案内により、支持シャフト１３の先端部を面取対象孔９１に容易に挿入することができる。

【0059】

なお、面取対象孔９１の中心軸に面取ツール１０における第１中心軸Ｊ１を重ねた状態で、面取ツール１０を第１中心軸Ｊ１の軸方向に直進させたときに、第１の刃部２１と面取対象孔９１のエッジ９３とが当接しない場合には、以下のようにティーチングすればよい。即ち、支持シャフト１３の先端部を面取対象孔９１に突入させてから、面取ツール１０を第１基準線Ｌ１の方向に移動して図５の右上に示すように支持シャフト１３の側面を面取対象孔９１の内周面に当接させる。そして、第１中心軸Ｊ１の軸方向に移動して第１の刃部２１を面取対象孔９１の一端側のエッジ９３に当接させる。この状態で、面取対象孔９１の中心軸を回転中心軸として面取ツール１０を回転させながら直進させればよい。これにより、前述の場合と同様に、面取対象孔９１のエッジ９３を面取りすることができる。

【0060】

［第２実施形態］
本実施形態の面取ツール１０Ｖは、図８に示されており、前記第１実施形態の面取ツール１０に比べ、支持シャフト１３が長くなっていて、その支持シャフト１３の基端位置と先端寄り位置の２箇所に段差突部５０，５１を備えている。そして、それら段差突部５０，５１の互いの対向位置に刃部２１，２１を備えている。本実施形態の面取ツール１０Ｖの構成によっても、ワーク９０を貫通する面取対象孔９１の両端部のエッジ９３を効率良く面取りすることができる。

【0061】

［第３実施形態］
本実施形態の面取ツール１０Ｗは、図９〜図１３に示されている。図９に示すように、本実施形態の面取ツール１０Ｗは、ベース軸部１１の先端同軸上に支持シャフト５９を備え、その支持シャフト５９の先端寄り位置から段差突部６０が突出した構造をなしている。ベース軸部１１及び支持シャフト５９の中心軸である第１中心軸Ｊ３の軸方向から見ると、図１０に示すように、段差突部６０は、第１中心軸Ｊ３に対してオフセットした第２中心軸Ｊ４を中心とする円形状をなしている。そして、段差突部６０の側面６０Ｓである円に対して支持シャフト５９の側面５９Ｓである円が内接している。

【0062】

ここで、支持シャフト５９の側面５９Ｓのうち上記内接位置から１８０度離れた位置を第１基準位置Ｐ８とすると、図１１に示すように段差突部６０の両稜線６０Ｒ，６０Ｒは、第１基準位置Ｐ８から離れるに従って互いに離れ、第１基準位置Ｐ８から左右にそれぞれ９０度離れた位置からは、図１２に示すように互いに平行になっている。また、段差突部６０は、図１０に示すように、前記内接位置と第１基準位置Ｐ８とに直交する第３基準線Ｌ３に対して対称であると共に、図１１に示すように、軸方向においても対称な形状となっている。そして、稜線６０Ｒのうち段差突部６０の周方向と軸方向との両方向で対称配置された４つの螺旋曲線部分を刃筋６１Ｓとする４つの刃部６１が段差突部６０に備えられている。

【0063】

本実施形態の面取ツール１０Ｗによれば、面取ツール１０Ｗを時計回りに回転させながら前進又は後退させる動作と、面取ツール１０Ｗを反時計回りに回転させながら前進及び後退させる動作との何れによっても面取りを行うことができる。これにより、例えば、面取対象孔９１の軸方向に対してワーク９０の外面が傾斜しているような場合や、図１３に示すように、ワーク９０の角部に跨がって面取対象孔９１の開口が形成されている場合であっても、それら面取対象孔９１のエッジ９３を容易に面取りすることができる。その場合、面取ツール１０Ｗを回転中心軸方向で面取対象孔９１の開口縁９２に接近及び離間させる動作を繰り返しかつ、離間している間に面取ツール１０Ｗを回転中心軸回りに回転させる動作を行って、面取対象孔９１の全周のエッジ９３を面取りすればよい。

【0064】

［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

【0065】

（１）上記実施形態の面取りツール１０，１０Ｖ，１０Ｗは、ベース軸部１１及び中間シャフト１３の第１中心軸Ｊ１と、支持シャフト１３の第２中心軸Ｊ２とがズレるように配置されていたが、第１中心軸Ｊ１と第２中心軸Ｊ２とが同軸上にあってもよい。この場合、第２中心軸Ｊ２が回転軸に対して偏心するように配置されていればよく、例えば、取付フランジ３３Ｆの中心軸に対してツール嵌合孔３１Ａの中心軸が偏心した位置に配置してもよい。

【0066】

（２）面取りツール１０，１０Ｖ，１０Ｗを第１中心軸Ｊ１側に向けて傾斜可能な構成であれば上記実施形態に限らず、他の構成であってもよい。例えば、特許５５５０１８７号公報に開示されているツールホルダを用いてもよい。

【0067】

（３）上記実施形態では、支持シャフト１３の先端（テーパー部１３Ｔ）の形状は、先端側に向かうにつれて窄まるテーパー状に形成されていたが、先端の形状が半球状に形成されてもよいし、支持シャフト１３と同径の円柱状に形成されてもよい。

【0068】

（４）図１４（Ａ）に示すように、支持シャフト１３Ｘの先端にテーパー部１３Ｔを設けない構成としてもよい。また、図１４（Ｂ）に示すように、支持シャフト１３Ｓ段差突部２０を設けない構成とし、支持シャフト１３Ｓの先端に刃筋２１Ｓが形成されてもよい。

【0069】

（５）上記実施形態では、テーパー部１３Ｔが支持シャフト１３の中心を先端とする円錐形状となっていたが、図１５に示すように、テーパー部１３Ｔの先端が、ベース軸部１１の中心を先端とする偏心円錐形状であってもよい。

【0070】

（６）上記実施形態では、段差突部２０の第２側面２０Ｂと段差突部２０の段差面２０Ｄ，２０Ｄとの交差角が、鈍角になっていたが、鋭角であってもよい。

【0071】

（７）上記実施形態では、段差突部２０の側面２０Ｓが第１側面２０Ａと第２側面２０Ｂ，２０Ｂとから構成されていたが、側面２０Ｓが第２側面２０Ｂ，２０Ｂを有さない構成であってもよい。このとき、第１側面２０Ａと段差面２０Ｄとが交差する稜線が刃筋となる。また、その際、段差突部２０の第１側面２０Ａと段差面２０Ｄとの交差角は、鈍角であってもよいし、鋭角であってもよい。

【0072】

（８）上記実施形態では、図１Ｂに示すように、段差突部２０の第１側面２０Ａは支持シャフト１３の第２中心軸と平行に延びていたが、段差突部２０の第１側面２０Ａが第２中心軸Ｊ２に対して傾斜又は湾曲するように延びていてもよい。なお、第２側面２０Ａが傾斜又は湾曲して延びる場合には、第１側面２０Ａが第２中心軸Ｊ２の軸方向において段差突部２０の端部に近づくほど、支持シャフト１３に近づく構成であることが好ましい。

【0073】

（９）上記実施形態では、刃筋２１Ｓの形状としてベルヌイ螺旋を例示したが、例えば、円弧螺旋、アルキメデス螺旋、インボリュート螺旋であってもよい。

【符号の説明】

【0074】

１０，１０Ｖ，１０Ｗ 面取ツール
１３，５９ 支持シャフト
１３Ｔ テーパー部
２０，５０，５１，６０ 段差突部
２０Ｒ，６０Ｒ 稜線
２１，６１ 刃部
２１Ｓ，６１Ｓ 刃筋
２３ すくい面
２４ 逃げ面
３０ ツールホルダ
３３ ホルダ支持部
３４ ストッパ突部（位置決め部）
３７ 圧縮コイルばね（付勢手段）
４０ ロボット（ツール駆動機構）
４１ 面取システム
９０ ワーク
９１ 面取対象孔
９２ 開口縁
９３ エッジ

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】