JP2005211991A

JP2005211991A - ブローチクリーニング装置

Info

Publication number: JP2005211991A
Application number: JP2004017851A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Tanaami; 重昭田名網
Original assignee: Fujinon Sano Corp
Current assignee: Fujinon Sano Corp
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2005-08-11
Also published as: CN1647892A

Abstract

【課題】ブローチをブラシでより強力に擦動することによって、切屑のクリーニング機能を向上させ、かつその長寿命化を図る。
【解決手段】ブラシユニット１０はブローチ１の中心Ｃに対して同心円を形成するように３箇所設けられており、駆動シリンダ１５によって、ブローチ１の中心Ｃに対して近接・離間する方向に往復移動可能に支持されており、ブラシ１２を作動位置とした状態で、ターンテーブル１４を１８０°水平方向に往復回動させることによって、ブローチ１の切刃部５に沿って円周方向に擦動させて、ブローチ１における切刃部５を構成する切刃５ａの刃先部５ｂから内面部５ｃにかけての部位に付着している切屑を払い落とすようにして除去する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ブローチ盤のブローチから切屑を除去するブローチクリーニング装置に関するものである。

円環状のワークの内面に軸線方向の溝を形成する等の加工を行なう工作機械としてのブローチ盤は、透孔を有するテーブルに、この透孔の周囲にワークが載置される取付座を設けて、外周部に切刃部が軸線方向に向けて多数形成されているブローチをこの透孔を介して上下に移動可能に装着する構成としている。ブローチはワークを切削加工するものであるから、その加工時に切屑が発生することになる。従って、加工終了後にこの切屑を除去しなければ、次の加工時に、正確な溝を形成することができず、また切屑により溝を含めたワークの内面を損傷させたり、バリを発生させたりするおそれがある等の不都合が生じることから、ブローチを頻繁に、好ましくは１回の加工終了毎に切刃をクリーニングしなければならない。

ブローチの切刃部をクリーニングする方式としては、その加工時に潤滑剤を供給する場合に、この潤滑剤を用いて切屑を押し流すようにして除去するようにしたものや、加圧空気をブローチに吹付けて、この空気の流れによって、ブローチの切刃部から切屑等の異物を除去する構成としたものもある。ただし、このような流体を用いたブローチの切刃部のクリーニングは必ずしも完全に異物を除去することができないものであり、ブラシにより摺擦する方が切屑等の異物除去をより効率的に除去することができる。

ブローチに対してブラシを擦動させてクリーニングする構成としたものは、例えば特許文献１に示されている。このクリーニング装置は、外周面に歯車を形成したリングギアの内面に半径方向内向きのブラシを円周状に多数植設したブラシユニットとして構成し、このブラシユニットの歯車を回転駆動手段に連結して設けたものであり、ブローチをこのリングギアの内部に挿通させた状態で軸線方向に移動させると共に、ブラシユニットを一方向に回転させることにより、ブローチの切刃部をブラシで擦動させることにより、クリーニングするようにしている。
特開昭５４−３５４８８号公報

ところで、ブラシを一方向に回転させるようにしてブローチの切刃部を擦動させた場合には、切屑は一方向に寄せられることになって、回転するブラシから一部の切屑がすり抜けて切刃に付着したまま残存する可能性があり、また切刃等にこびりついた切屑が完全に除去できないこともある。また、クリーニング中は、ブラシが常に一方向に曲げられるようになるので、曲げ癖が付くことになり、またブラシが磨耗することになる等に起因して、ブラシによるブローチからの切屑除去能力が低下することになる。要するに、前述した従来技術の構成にあっては、クリーニング機能の点で、またブラシの寿命の点で、なお改善の余地がある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするとことは、ブローチをブラシでより強力に擦動することによって、切屑のクリーニング機能を向上させ、かつその長寿命化を図ることにある。

前述した課題を解決するために、本発明が採用した構成は、外周に切刃部が設けられ、軸線方向に移動する間にワークを加工するブローチと、このブローチが通過する透孔が形成され、前記ブローチにより加工されるワークが載置される取付座を形成した支持台板とを備えたブローチ盤に付設され、ブローチ加工時に前記切刃部に付着する切屑をクリーニングするための装置であって、前記ブローチと同心円となるようにして円周方向に等間隔に配置され、前記ブローチを擦動するブラシを備えた複数のブラシユニットと、前記取付座にワークが設置されたときには、前記ブラシをこのワークの外側の位置となる退避位置に、また前記ワークを取り外した状態では、前記ブラシを前記ブローチの切刃部と摺接させて、この切刃部をクリーニングする作動位置とに往復移動させるためのブラシ接離手段と、前記各ブラシユニットを前記ブローチの周囲において円周方向に往復回動させるブラシ回動手段とを備え、前記ブラシ回動手段は、前記ブラシユニットを、その配置間隔に相当する角度分以上の回動ストロークを有するものであることをその特徴としている。

ブローチを作動させて、ワークを加工したときには、その切刃に切屑が付着することになり、この切屑は切刃部の内側に回り込むようになる。しかも、切削時に生じる熱の作用等で切屑はかなり高い固着力で付着していることもある。従って、切刃を損傷させない程度において、ブラシはある程度の剛性を有する素材、例えばナイロン等で線径の太いものを用いるのが望ましい。ブラシを構成する各毛幹の断面形状としては、円形であっても良いが、四角形，三角形等の角を有するものを用いる方がより優れたクリーニング効果を発揮する。ドライ状態でクリーニングすることもできるが、切削時に潤滑剤を流すようにしている場合には、クリーニング時も潤滑剤をブラシの内部から噴射させながらクリーニングすると、切屑を潤滑剤で押し流すことができるので、より効果的にクリーニングすることができる場合がある。

ブローチの周囲に配置されるブラシは、少なくとも２箇所、好ましくは３箇所乃至４箇所配置する。例えば、各ブラシを１２０°毎に３箇所設けるようになし、ブラシ回動手段は各ブラシを概略１８０°往復回動させる構成としたり、また９０°毎に４箇所設けて、各ブラシを１２０°往復回動させたりすることもできる。ただし、あまり数多くのブラシを設けると、構造が複雑になるだけでなく、取付座へのワークの着脱に支障を来たす可能性もある。そして、各ブラシはブラシ接離手段によりブローチの切刃部に対して近接・離間する方向に変位させるが、ブラシのブローチへの進入量を調整可能とすれば、ブラシの寿命を長くすることができる。

さらに、複数箇所設けたブラシは所定角度分だけ往復回動するようになっており、これら各ブラシを独立に回動させても良いが、ブラシ回動手段の構成を簡略化するために、全てのブラシを単一のブラシ回動手段によって同時に回動動作させるように構成するのが望ましい。このためには、ワークがセットされる取付部を囲繞するようにターンテーブルを設置して、このターンテーブルにブラシ接離手段に装着したブラシユニットの全てを装着して、ターンテーブルを回動させるように構成する。ターンテーブルを回動させる手段としては、例えばシリンダ等で構成することもできるが、正逆回転可能なモータを用いることができる。そして、ターンテーブルの往復回動ストローク端位置を規制するために、ストローク端規制機構を設けるようにする。このストローク端規制機構の具体的な構成としては、例えばターンテーブル側に衝当部材を設け、またターンテーブルの外側において、衝当板が当接して、ターンテーブルがそれ以上回動しないように規制する部材を設け、しかもこの部材は、より好ましくは、ターンテーブルが回動ストローク端位置まで回動変位したときの慣性力吸収機能を持たせるためにクッション部材で構成する。

本発明によれば、ブローチをブラシで強力に擦動して、効率的に切屑を除去することができて、切屑のクリーニング機能が向上することになり、またブラシの長寿命化を図ることができる等といった効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。まず、図１及び図２にブローチ盤の要部構成を示す。図中において、１はブローチ、２は支持台板、３は取付座であり、このブローチ盤では、例えば、図３に示したように、円筒形状のワーク４の内面に軸線方向に向けた溝４ａを形成するために用いられるものである。

ブローチ１は図示を省略するが、上下につかみ部を有し、両つかみ部間に切刃部５を設けたもので構成され、支持台板２に形成した透孔２ａを貫通するように配設されている。切刃部５は、図４に示したように、ブローチ１の軸線方向に向けて所定のピッチ間隔にして設けた円環状の切刃５ａを有するものである。切刃５ａには、その一部にワーク４の溝４ａを形成するための溝加工部（図示省略）が形成されており、かつその最下端部の外径が最小で、最上端部の外径が最大のものとなり、最下端部側から最上端部側に向けて連続的若しくは段階的に外径寸法を増大させるようにしている。

従って、支持台板２の透孔２ａを形成した部位の上部位置に配設した取付座３にワーク４が載置されるようにしてセットされる。この状態で、このブローチ１を、図１に矢印で示したように下降する方向に変位させると、ブローチ１はワーク４の内部を進行することになる結果、切刃部５でワーク４の内面が切削されて、このワーク４の内面に溝４ａが形成され、かつワーク４の内面が平滑化される。そして、この間に加工領域の斜め上方に複数設けた潤滑剤供給ノズル６から潤滑剤がブローチ１とワーク４との間に供給されるようになっている。

前述のようにしてワーク４の内面の切削加工を行なうと、ブローチ１の切刃部５に切屑が付着したまま残存することがある。このために、ワーク４の加工が終了した後に、切刃部５から切削による切屑を除去するためのクリーニングが行われる。このために、ブローチ１のクリーニング装置が設けられるが、図１及び図２では、ワーク４の加工状態を示しているが、図５及び図６にクリーニング装置の作動状態を示す。これらの図から明らかなように、１０はブラシユニットであり、このブラシユニット１０は、クランプ部材１１にブラシ１２を着脱可能に挟持するようにして固定されるものである。ブラシ１２はナイロン等のように、ある程度の剛性を有する毛幹を高さ方向及び幅方向に多数植設したもので構成され、このブラシ１２により切刃部５を擦動するようにして切刃５ａに付着している切屑を除去するためのものである。

ブラシユニット１０は、ブローチ１の中心Ｃ（図２参照）に対して同心円を形成するように、複数箇所、具体的には３箇所設けられており、これら各ブラシユニット１０は前述した同心円において相互に１２０°の角度離間した位置に配置されている。各クランプ部材１１には、それぞれのブラシ１２を設けた側とは反対側に向けてスライドロッド１３が延在されている。このスライドロッド１３は、支持台板２の上部において、取付座３を囲繞するように設けたターンテーブル１４に取り付けたブラシ接離手段としての駆動シリンダ１５に連結されており、これによってブラシユニット１０はスライドロッド１３の軸線方向に、つまりブローチ１の中心Ｃに対して近接・離間する方向に往復移動可能となる。そして、図１に示したように、ワーク４が取付座３にセットされて加工が行われている間は、各ブラシ１２の先端がワーク４の外周部より外側に位置するようになっており、ブラシ１２のこの位置が退避位置である。また、駆動シリンダ１５によりブラシ１２をブローチ１に近接する方向に移動させると、このブラシ１２の先端がブローチ１に当接するようになり、図５に示したようにブラシ１２が切刃部５に対して所定量進入した位置が作動位置である。

ここで、切刃部５の切刃５ａは斜め下方に向けた刃先部５ｂから内向きに凹状に湾曲する形状となっており、切屑はこの湾曲した内面部５ｃに溜まることになるので、ブラシ１２は切刃５ａの内面部５ｃの奥まで届く位置まで進入させなければならない。しかも、ブラシ１２は磨耗することから、切刃部５への進入量を調整する必要がある。このために、スライドロッド１３はターンテーブル１４に固定して設けた規制部材１６を貫通して延在されており、このスライドロッド１３の端部近傍であって、規制部材１６を超えた位置にストッパ部材１７が挿通されている。そして、スライドロッド１３の端部側にはねじ部１３ａとなっており、このねじ部１３ａにストッパ部材１７をスライドロッド１３に沿ってその軸線方向の位置を調整するためのナット１８が設けられている。従って、このナット１８をスライドロッド１３に沿って移動させて、所定の位置となるように調整すると、ブラシ１２が作動位置に移動したときにおける切刃部５への進入量が変化する。

ブラシユニット１０におけるブラシ１２を作動位置とした状態で、ブローチ１の切刃部５に沿って円周方向に擦動することによって、このブローチ１における切刃部５を構成する切刃５ａの刃先部５ｂから内面部５ｃにかけての部位に付着している切屑を払い落とすようにして除去するが、このためにブラシ１２は水平方向に回動する構成となっている。即ち、ブラシユニット１０を構成する駆動シリンダ１５及びストッパ部材１７はターンテーブル１４に取り付けられており、このターンテーブル１４は、ブラシ回動駆動手段２０によって、所定角度往復回動させられるようになっている。このブラシ回動駆動手段２０の一例は、図１，図５等に示されている。

図示したブラシ回動駆動手段２０は、駆動モータ２１を有し、この駆動モータ２１は、正逆回転可能なものであって、支持台板２に固定して設けた第１の支持フレーム２ｂに取り付けられており、その出力軸には駆動プーリ２２が連結して設けられている。また、支持台板２には第２の支持フレーム２ｃが固定して設けられており、この第２の支持フレーム２ｃと支持台板２との間には伝達軸２３が回転自在に取り付けられている。この伝達軸２３には、上下に伝達プーリ２４，２５が設けられている。さらに、ターンテーブル１４にはドラム部１４ａが連結して設けられており、このドラム部１４ａは取付座３を囲繞しており、かつドラム部１４ａと取付座３との間には軸受２６が介装されており、この軸受２６によって、ターンテーブル１４に連結して設けたドラム部１４ａは取付座３に対して回動可能となっている。このドラム部１４ａには、従動プーリ２７が設けられている。そして、駆動モータ２１に直結した駆動プーリ２２と伝達プーリ２４との間に駆動側タイミングベルト２８が巻回して設けられており、また伝達プーリ２５と従動プーリ２７との間には、従動側タイミングベルト２９が巻回して設けられている。

ターンテーブル１４は駆動モータ２１により水平方向に回動されるものであって、その回動ストロークは限られた範囲であり、かつ駆動モータ２１は、ターンテーブル１４を右回り方向と左回り方向に向けて所望の角度往復させるようになっている。ブラシユニット１０は３箇所設けられ、これら各ブラシユニット１０は相互に回動方向に１２０°の間隔をもって配置されているので、ターンテーブル１４は、ブラシユニット１０の間隔である１２０°以上、好ましくは１８０°程度回動させるようにしている。これによって、ブラシ１２による切刃部５に対する擦動範囲は、所定角度分、つまり６０°分だけオーバーラップすることになる。従って、ターンテーブル１４の回動ストローク端位置を規制するために、ストローク端規制機構を備えている。

ストローク端規制機構は回動側と固定側との間に設けたストッパ手段からなり、回動側及び固定側のいずれかには１箇所、他方側には２箇所設けられる。回動側のストッパ手段としては、ターンテーブル１４に設けた衝当板３０で構成され、また固定側のストッパ手段は、支持台板２の上部に固定的に取り付けられて、ターンテーブル１４を囲繞する天板部３１に２箇所設けたクッション部材３２で構成されている。クッション部材３２は、流体圧を利用したものや弾性部材から構成したものが用いられ、ターンテーブル１４が回動ストローク端位置に至ると、このターンテーブル１４に作用する慣性力を吸収することによって、回動ストローク端での衝撃吸収機能を発揮するようにしている。

以上のように構成することによって、ブローチ１が上昇ストロークエンドに位置させた状態で、ワーク４を取付座３上の所定の位置にセットして、ブローチ１を下降させることによりワーク４の内面の加工が行われる。そして、ブローチ１が下降ストロークエンドにまで移動すると、ワーク４に溝４ａの加工が施される。この状態で、取付座３からワーク４を取り外して、ブローチ１を上昇ストロークエンドまで上昇させることによって、次のワーク４の加工を行なうことができる状態になる。

そして、このブローチ１の上昇動作の間に、ブローチ１のクリーニングが行われる。このために、ブローチ１が上昇する前に、３箇所設けた駆動シリンダ１５により各ブラシユニット１０を作動位置に移動させる。これによって、ブラシ１２はブローチ１における切刃部５に当接し、かつ切刃５ａの内面にまで進入する。この状態で、ブローチ１を引き上げると共に、ブラシ回動駆動手段２０を構成する駆動モータ２１を作動させる。これによって、駆動モータ２１の回動がターンテーブル１４に伝達されて、ターンテーブル１４に連結されているブラシ１２が切刃部５に沿って円弧運動を行なう。その結果、凹状に形成した内面部を含む切刃５ａ全体がブラシ１２により擦動することになり、切刃５ａに付着している切屑が除去される。

そして、ターンテーブル１４が回動ストローク端位置に到達すると、ターンテーブル１４に設けた衝当板３０がクッション部材３２に当接することになる結果、慣性力が吸収されて、円滑かつ緩衝的に停止することになる。そこで、駆動モータ２１を逆回転させることにより、ターンテーブル１４が反転することになり、ブラシ１２は切刃５ａに対して反対方向に擦動することになる。そして、回動ストローク端位置では、ブラシ１２に付着している切屑が切刃５ａに付着したまま残る可能性があるが、切刃５ａにおける切屑が残存した部位は隣接位置に設けたブラシ１２で再び反対方向に向けて擦動される。このようにして、同じ部位を複数回往復擦動することによって、切屑は確実に払い落とされる。つまり、ブローチ１の引き上げ速度と、ターンテーブル１４の回動速度とを調整して、切刃５ａにおける同じ位置をブラシ１２が複数回往復することによって、刃先部５ｂから内面部５ｃを含めた全体に付着している切屑を確実に除去することができる。また、この場合、ブラシ１２による擦動と共に、潤滑剤供給ノズル６から潤滑剤を切刃５ａに供給することにより、切屑が潤滑剤で押し流されることになるので、さらにクリーニング効果が良好となる。そして、ブローチ１が最上昇位置にまで移動すると、駆動シリンダ１５を作動させて、ブラシ１２を退避位置に変位させることによって、新たに加工すべきワーク４を取付座３上にセットすることができる。

ブラシ１２により切刃５ａを擦動する際には、その毛先が切刃５に押し付けられて、曲げられた状態で移動することになるが、回動ストローク端位置に至ると、移動方向が反転して、ブラシ１２の毛先の部分は反対方向に曲げられることになることから、曲げ癖が付くのを抑制できるようになる。また、ブラシ１２により切刃５ａを擦動して毛先が磨耗すると、スライドロッド１３のねじ部１３ａに螺合させたナット１８の位置を調整することによって、ブラシ１２の退避位置から作動位置への移動ストロークを延ばすことによって、ブラシ１２の切刃５ａへの進入量を調整できるので、ブラシ１２による擦動条件を良好に保つことができる。従って、ブラシ１２の長寿命化が図られ、常に良好な条件下でブローチ１をクリーニングすることができる。

本発明の実施の形態におけるクリーニング装置を具備したブローチ盤のワークの加工状態を示す要部断面図である。図１の平面図である。ワークの加工状態の一例を示す外観図である。切刃部の要部拡大断面図である。本発明の実施の形態におけるクリーニング装置を具備したブローチ盤のワークのクリーニング状態を示す要部断面図である。図５の平面図である。

符号の説明

１ブローチ２支持台板
３取付座４ワーク
５切刃部５ａ切刃
１０ブラシユニット１１クランプ部材
１２ブラシ１３スライドロッド
１４ターンテーブル１５駆動シリンダ
１６規制部材１７ストッパ部材
２０ブラシ回動駆動手段２１駆動モータ
３０衝当板

Claims

外周に切刃部が設けられ、軸線方向に移動する間にワークを加工するブローチと、このブローチが通過する透孔が形成され、前記ブローチにより加工されるワークが載置される取付座を形成した支持台板とを備えたブローチ盤に付設され、ブローチ加工時に前記切刃部に付着する切屑をクリーニングするための装置において、
前記ブローチと同心円となるようにして円周方向に等間隔に配置され、前記ブローチを擦動するブラシを備えた複数のブラシユニットと、
前記取付座にワークが設置されたときには、前記ブラシをこのワークの外側の位置となる退避位置に、また前記ワークを取り外した状態では、前記ブラシを前記ブローチの切刃部と摺接させて、この切刃部をクリーニングする作動位置とに往復移動させるためのブラシ接離手段と、
前記各ブラシユニットを前記ブローチの周囲において円周方向に往復回動させるブラシ回動手段とを備え、
前記ブラシ回動手段は、前記ブラシユニットを、その配置間隔に相当する角度分以上の回動ストロークを有するものである
ことを特徴とするブローチクリーニング装置。
前記各ブラシユニットは１２０°毎に３箇所設けられており、前記ブラシ回動手段はこれら各ブラシユニットを概略１８０°往復回動させる構成としたことを特徴とする請求項１記載のブローチクリーニング装置。
前記ブラシ接離手段は、前記ブラシの作動位置において、その前記ブローチの切刃部への進入量を調整可能な構成としたことを特徴とする請求項１記載のブローチクリーニング装置。
前記ブラシユニットは前記取付座を囲繞するように配設したターンテーブルに装着されており、前記ブラシ回動手段はこのターンテーブルを回動させる正逆回転可能なモータと、前記ターンテーブルの回動ストローク端位置を規制するストローク端規制機構とから構成したことを特徴とする請求項１記載のブローチクリーニング装置。
前記ストローク端規制機構は、前記ターンテーブルに設けた衝当板と、このターンテーブルの外に配置され、このターンテーブルのストローク端位置で前記衝当板と当接して、前記ターンテーブルの慣性力を吸収するクッション部材とから構成したことを特徴とする請求項４記載のブローチクリーニング装置。