JP2010284771A

JP2010284771A - 深孔加工機の長尺ドリル支持構造

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Publication number: JP2010284771A
Application number: JP2009141990A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Matsui; 俊哉松井
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2010-12-24
Anticipated expiration: 2029-06-15
Also published as: JP5305022B2

Abstract

【課題】複数のブシュ取付体の進退にシリンダ装置を用いない、小型で簡単な構造であり、衝突による破損を防止できる深孔加工機のガンドリル支持構造を提供する。
【解決手段】主軸６の進退により複数のブシュ取付体１４、１５を進退するので、主軸６を駆動する駆動源１つだけで済むので構造が簡単で安価になると共に小型にできる。また、１つの駆動源でも、ブシュ取付体１４、１５の後退時に解除部材３６、３７に係合部材１７、１９が当接することで、ブシュ取付体１４、１５と係合部材１７、１９との係合が解除され、加工開始時の元の位置に夫々のブシュ取付体１４、１５を戻すことができる。また、係合部材１７、１９に移動可能に備えたシャフト２１、２７を付勢部材２６、３４により軸線方向へ付勢したことにより、干渉による機械の破損を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、長尺ドリルの振れ止めのための中間ブシュを備えたブシュ取付体を主軸の軸線方向に移動可能に設けた深孔加工機の長尺ドリル支持構造に関する。

従来の長尺ドリルにより深孔加工を行う際に、長尺ドリルが撓んで振れるのを防止するために、長尺ドリルの振れ止めのための中間ブシュ（振れ止めブッシュ）を備えたブシュ取付体を備えた深孔加工機（ガンドリルマシン）の長尺ドリル支持構造が知られている。特許文献１に記載された構造のものでは、切粉を排出するチップボックスの上部開口部から挿通された１つの振れ止めアーム（ブシュ取付体）の先端部に嵌入された中間ブシュによってドリル中間位置が支持されている。振れ止めアームは、バーを介して主軸台に一体に接続されており、主軸台の動きに合わせて位置を変える構造となっている。

また、より深い深孔加工を行う場合には、その加工に合わせて長尺の長尺ドリルを使うことになるが、その場合、特許文献１のように１つの中間ブシュだけで長尺ドリルを支持するだけでは十分に振れるのを防止することができない。そのため、複数の中間ブシュを設ける必要がある。そのような複数の中間ブシュを夫々備えた複数のブシュ取付体を備えた深孔加工機として、特許文献２に記載された構造のものが知られている。各中間ブシュは、下方の支持台（ブシュ取付体）に夫々設けられ、各支持台は夫々に設けたシリンダ装置の作動により主軸台軸線方向に往復動する。ドリルを回転させながら主軸台を前進させると、主軸台の当接部が１つ目の支持台の当接板に当接し、この支持台は主軸台と共に前進する。そして前述と同様に、１つ目の支持台が２つ目の支持台に当接すると２つ目の支持台が前進し、２つ目の支持台が３つ目の支持台に当接すると３つ目の支持台が前進し、ワークをドリル加工する。加工が終了したら、主軸台を後退させ、支持台は各々のシリンダ装置をストロークエンドまで収縮させて後退させる構造となっている。

特開２００５−１２５４５０号公報特許第２９９５３０５号公報

特許文献２に記載のものでは、ブシュ取付体を元の位置に後退する時に夫々に備えられたシリンダ装置により後退しているので、駆動源が複数必要となる問題がある。また、複数のシリンダ装置を備えていることで配管等により構造が複雑になるため高価となる。また、シリンダ装置を備えていることで場所をとり、深孔加工機を大きくする問題がある。さらには、複数のシリンダ装置を備えていることにより、ワークの長さに対応してドリル長を変更したとき、ドリル長によってブシュによるドリルの支持位置を調整するため各シリンダ装置のシリンダストロークを調整しなければならないため、ブシュによる支持位置の調整の段取りに時間がかかる問題がある。また、そのシリンダストロークやドリル長の変更による主軸台の移動距離の調整忘れや誤りによって、治具とブシュ取付体主軸台との干渉による機械の破損の恐れがある。

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、複数のブシュ取付体の進退にシリンダ装置を用いない、小型で簡単な構造でドリルが撓んで振れるのを防止でき、複数のブシュの位置決め段取り時間を短くでき、衝突による破損を防止できる深孔加工機のガンドリル支持構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の課題解決手段は、長尺ドリルが装着された主軸を支承する主軸台と主軸の前方に配設したワークを保持する治具との間に、長尺ドリルの振れ止めのための中間ブシュを備えた複数のブシュ取付体を主軸の軸線方向に移動可能に設け、主軸と治具との間で主軸台の前進により隣り合うブシュ取付体同士を当接して順次ワークに向けて前進させ、加工終了後にブシュ取付体と主軸台を加工開始時の元の位置に後退するように構成した深孔加工機の長尺ドリル支持構造において、主軸台の前進により主軸台と前方のブシュ取付体とを係合し、更に主軸台が前進することにより順次前方のブシュ取付体を係合して複数のブシュ取付体を一体に前進し、主軸台の後退により前方のブシュ取付体が加工開始時の元の位置に位置したとき、順次後方のブシュ取付体との係合を解除して前方のブシュ取付体を元の位置に位置させ、更に主軸台の後退により主軸台とブシュ取付体との係合を解除するように構成したことである。

また、第２の課題解決手段は、前記主軸台と前記ブシュ取付体とに、隣り合う前側のブシュ取付体と係合して前側のブシュ取付体を進退する係合部材を夫々設け、各ブシュ取付体の加工開始時の元の位置にブシュ取付体と係合部材との係合を解除する解除部材を夫々設け、主軸台の前進により係合部材とブシュ取付体を係合してワークに向けて前進し、主軸台の後退により係合部材と係合したブシュ取付体をブシュ取付体が加工開始時の元の位置に位置したとき、解除部材によりブシュ取付体と係合部材との係合を解除するように構成したことである。

また、第３の課題解決手段は、前記係合部材は、主軸台及びブシュ取付体に主軸の軸線方向に移動可能に設けられたシャフトと、シャフトを主軸の軸線方向前方に付勢する付勢部材とを備えていることである。

また、第４の課題解決手段は、前記各解除部材を主軸の軸線方向に移動可能に設け、前記治具を主軸台側から配置した右ワーク保持台と左ワーク保持台から構成し、主軸台側の右ワーク保持台を主軸の軸線方向に移動可能に設け、ワーク長に合わせて左、右ワーク保持台間距離を調整可能とし、右ワーク保持台に各解除部材を連結部材により連結し、右ワーク保持台の移動と共に各解除部材が移動するように構成したことである。

本願の請求項１の発明では、主軸台の前進により主軸台と前方のブシュ取付体とを係合し、更に主軸台が前進することにより順次前方のブシュ取付体を係合して複数のブシュ取付体を一体に前進し、主軸台の後退により前方のブシュ取付体が加工開始時の元の位置に位置したとき、順次後方のブシュ取付体との係合を解除して前方のブシュ取付体を元の位置に位置させ、更に主軸台の後退により主軸台とブシュ取付体との係合を解除するように構成した。これらによれば、主軸の進退により複数のブシュ取付体を進退するので、従来のような、複数のブシュ取付体に夫々に備えられたシリンダ装置が不要となり、ブシュ取付体を進退する駆動源が主軸を駆動する駆動源１つだけで済み、配管等も不要となって構造が簡単で安価になると共に小型にできる。また、本願の請求項２の発明では、前記主軸台と前記ブシュ取付体とに、隣り合う前側のブシュ取付体と係合して前側のブシュ取付体を進退する係合部材を夫々設け、各ブシュ取付体の加工開始時の元の位置にブシュ取付体と係合部材との係合を解除する解除部材を夫々設け、主軸台の前進により係合部材とブシュ取付体を係合してワークに向けて前進し、主軸台の後退により係合部材と係合したブシュ取付体をブシュ取付体が加工開始時の元の位置に位置したとき、解除部材によりブシュ取付体と係合部材との係合を解除するように構成した。これらによれば、１つの駆動源でも、ブシュ取付体の後退時に解除部材に係合部材が当接することで、ブシュ取付体と係合部材との係合が解除され、加工開始時の元の位置に夫々のブシュ取付体を戻すことができる。また、本願の請求項３の発明では、前記係合部材は、主軸台及びブシュ取付体に主軸の軸線方向に移動可能に設けられたシャフトと、シャフトを主軸の軸線方向前方に付勢する付勢部材とを備えているようにした。これらによれば、係合部材に移動可能に備えたシャフトを付勢部材により軸線方向へ付勢したことにより、ワーク長の変更に対応して主軸台の移動距離を調整し忘れて衝突したとしても付勢部材に抗してシャフトが後退するので、干渉による機械の破損を防止することができる。また、本願の請求項４の発明では、前記各解除部材を主軸の軸線方向に移動可能に設け、前記治具を主軸台側から配置した右ワーク保持台と左ワーク保持台から構成し、主軸台側の右ワーク保持台を主軸の軸線方向に移動可能に設け、ワーク長に合わせて左、右ワーク保持台間距離を調整可能とし、右ワーク保持台に各解除部材を連結部材により連結し、右ワーク保持台の移動と共に各解除部材が移動するように構成した。これらによれば、右ワーク保持台に各解除部材を連結し、右ワーク保持台の移動と共に各解除部材が一体に移動するようにしたことにより、解除部材のワーク長毎に合わせた位置決め調整が右ワーク保持台と連動して行われる。これにより、ワーク長が変更されたとき、ブシュ取付体を適宜解除部材の近傍に位置させ、ワーク加工後主軸台の後退により、ブシュ取付体の位置決めが行われるので、ブシュの位置決めの段取り時間が極めて短くなる。

本発明の深孔加工機を示す全体図である。図１のＩＩ視図である。第１係合部材の拡大図である。第２係合部材の拡大図である。（ａ）は加工開始時の元の位置にある状態を示し、（ｂ）は第１係合部材が第１ブシュ取付体に係合した状態を示す図である。（ｃ）は第２係合部材が第２ブシュ取付体に係合した状態を示し、（ｄ）は加工終了時の位置にある状態を示す図である。

本願発明の実施の形態について、図１〜図６により説明する。図１および図２に示す本実施形態の深孔加工機１は、長尺ドリルによりワークＷを左右方向（スピンドル軸線方向）に深孔加工する工作機械であり、ガンドリルマシンとも称されるものである。深孔加工機１のベッド２上には、ガイドレール３が左右方向に設けられ、ガイドレール３上を主軸台４が左右方向に摺動可能にガイドされている。ガイドレール３の右端にはサーボモータ５が配置され、このサーボモータ５に直結されたボールねじ（図示せず）によって、主軸台４は摺動可能に往復動する。主軸台４には、スピンドル（主軸）６がプーリ７、７とベルト８を介して主軸台４上部の主軸用モータ９によって回転可能に設けられている。ベッド２上には、ワークを保持する治具である左右ワーク保持台１０、１１が配置され、左右クランプ部１０ａ、１１ａにて左右両側からワークＷをクランプする。左ワーク保持台１０はベッド２に固定され、右ワーク保持台１１はワークＷのワーク長に合わせてベッド２上を左右方向に移動可能に設けられている。主軸台４のスピンドル６の先端には、長尺ドリル１２が装着されている。この長尺ドリル１２の先端側は右ワーク保持台１１に設けられたガイドブシュ１３で支持され、長尺ドリル１２は右ワーク保持台１１内を挿通してワークＷを深孔加工可能となっている。

スピンドル６とガイドブシュ１３との間には、第１ブシュ取付体１４、第２ブシュ取付体１５がガイドレール３上を左右方向に摺動可能に設けられている。第１、第２ブシュ取付体１４、１５の上部には、長尺ドリル１２の振れ止めのための中間ブシュ１６が夫々設けられ、長尺ドリル１２の中間部を摺動可能に支持している。

主軸台４の側面４ａには、第１係合部材１７が設けられている。第１ブシュ取付体１４の側面１４ａには、第１係合ピン１８および第２係合部材１９が設けられている。第２ブシュ取付体１５の側面１５ａには、第２係合ピン２０が設けられている。

第１係合部材１７は、図３に示すように、シャフト２１が主軸台４に固定されたシャフトホルダ２２にて左右方向に摺動可能に支持され、シャフト２１の左側先端にはリンク２３が設けられている。リンク２３には、図３に二点鎖線で示すように、フック部材２４が上下方向に揺動可能に、ピン２５で支持されている。フック部材２４は、先端側から右下がりの傾斜面２４ａと、凹形状のフック部２４ｄと、右下がりの傾斜面２４ｂと、右上がりの傾斜面２４ｃとが形成されている。シャフト２１のリンク２３とシャフトホルダ２２との間にはコイルばね２６が設けられ、コイルばね２６により、シャフト２１が図３において左方向（軸線方向前方）へ付勢されている。シャフト２１の図３において右側にはストッパ２１ａが設けられ、シャフト２１の左方向への抜け防止および回り止めとなっている。

第２係合部材１９は、シャフト２７が第１ブシュ取付体１４に固定されたシャフトホルダ２８にて左右方向に摺動可能に支持され、シャフト２７の左側先端にはリンク２９が設けられている。リンク２９には、図４に二点鎖線で示すように、フック部材３０が上下方向に揺動可能に、ピン３１で支持されている。フック部材３０は、先端側から右下がりの傾斜面３０ａと、凹形状のフック部３０ｄと、右下がりの傾斜面３０ｂと、右上がりの傾斜面３０ｃとが形成されている。また、ロッド３２がシャフトホルダ２８にて左右方向に摺動可能に支持され、ロッド３２の図４において左側の先端にはブロック３３が設けられ、ブロック３３はリンク２９に固定されている。このロッド３２のブロック３３とシャフトホルダ２８との間にはコイルばね３４が設けられ、コイルばね３４により、シャフト２７が図４において左方向へ付勢されている。シャフト２７の図４において右端にはストッパ２７ａが設けられ、シャフト２７の左方向への抜け防止となっている。また、シャフトホルダ２８とロッド３２によりシャフト２７の回り止めとなっている。

深孔加工機１のベッド２上には、図１において紙面に対して垂直方向手前側に、ガイドレール３５が左右方向に設けられ、ガイドレール３５上を第１位置決めローラー３６、第２位置決めローラー３７、および後進端検知スイッチ３８が左右方向に摺動可能にガイドされている。また、第１位置決めローラー３６、第２位置決めローラー３７、および後進端検知スイッチ３８は、右ワーク保持台１１から伸びる連結部材３９に連結され、右ワーク保持台１１と連動して左右に移動する。第１位置決めローラー３６、第２位置決めローラー３７は夫々上端にローラー３６ａ、３７ａを回転可能に備えている。また、第１位置決めローラー３６は、フック部材２４の移動軌跡の下側に位置し、第２位置決めローラー３７は、フック部材３０の移動軌跡の下側に位置している。第１、第２位置決めローラー３６、３７は後述のように第１、第２ブシュ取付体１４、１５と第１、第２係合部材１７、１９との係合を解除する解除部材となっている。尚、主軸台４の側面４ａには、後進端検知用ブロック４０が設けられている。後進端検知スイッチ３８が後進端検知用ブロック４０を検知したところがスピンドル６の後進端となる。

次に、前記深孔加工機１の動作について図３〜図６で説明する。図５（ａ）に示すように、予めワークＷが左右ワーク保持台１０、１１の左右クランプ部１０ａ、１１ａにクランプされ、長尺ドリル１２がスピンドル６に装着されている。主軸台４が左方向に前進すると、主軸台４の側面４ａに設けられた第１係合部材１７も同時に前進する。第１係合部材１７が前進すると、フック部材２４の傾斜面２４ａが第１係合ピン１８に当たり、フック部材２４が上方に持ち上がる。そして、フック部材２４の傾斜面２４ａが第１係合ピン１８を乗り越えて、図５（ｂ）に示すように、フック部２４ｄに第１係合ピン１８が入り込んで、第１係合部材１７と第１ブシュ取付体１４が係合され、主軸台４と第１ブシュ取付体１４とが当接した状態となる。さらに、主軸台４が左方向に前進すると、第１係合部材１７と一体に第１ブシュ取付体１４が前進し、第２係合部材１９のフック部材３０の傾斜面３０ａが第２係合ピン２０に当たり、フック部材３０が上方に持ち上がる。そして、フック部材３０の傾斜面３０ａが第２係合ピン２０を乗り越えて、図６（ｃ）に示すように、フック部３０ｄに第２係合ピン２０が入り込んで、第２係合部材１９と第２ブシュ取付体１５が係合され、第１ブシュ取付体１４と第２ブシュ取付体１５とが当接した状態となる。第１、第２ブシュ取付体１４、１５と係合して一体となった主軸台４を左方向にさらに前進させてワークＷを深孔加工していくと、図６（ｄ）に示すように、第１、第２ブシュ取付体１４、１５は右ワーク保持台１１に当接して前進しきったブシュ前進位置となる。このとき、シャフト２１、２７は、コイルばね２６、３４により主軸台４に対して移動できるので、当接しても破損することがない。尚、図６（ｄ）に示すように、第１、第２ブシュ取付体１４、１５が前進しきったブシュ前進位置において、コイルばね２６および３４の付勢に抗して主軸台４はさらに前進して深孔加工できる。

深孔加工後、主軸台４を右方向に後退させると、係合して一体となっている第１、第２ブシュ取付体１４、１５も一緒に後退する。図６（ｃ）の第２ブシュ取付体１５の加工開始時の元の位置であるブシュ後退位置まで後退すると、フック部材３０の傾斜面３０ｃが第２位置決めローラー３７先端のローラー３７ａに当たってフック部材３０が上方に持ち上がり、フック部３０ｄから第２係合ピン２０が外れる。つまり、第１ブシュ取付体１４の第２係合部材１９と第２ブシュ取付体１５との係合が解除され、第２ブシュ取付体１５は後退する主軸台４および第１ブシュ取付体１４から切り離される。よって、第２ブシュ取付体１５は加工開始時の元の位置に停止する。さらに、主軸台４を右方向に後退させると、図５（ｂ）の第１ブシュ取付体１４の加工開始時の元の位置であるブシュ後退位置で、フック部材２４の傾斜面２４ｃが第１位置決めローラー３６先端のローラー３６ａに当たってフック部材２４が上方に持ち上がり、フック部２４ｄから第１係合ピン１８が外れる。つまり、主軸台４の第１係合部材１７と第１ブシュ取付体１４との係合が解除され、第１ブシュ取付体１４は後退する主軸台４から切り離される。よって、第１ブシュ取付体１４は加工開始時の元の位置に停止する。主軸台４をさらに右方向に後退させると、図５（ａ）に示すように、後進端検知スイッチ３８が後進端検知用ブロック４０を検知した位置で主軸台４が停止する。

以上のように、主軸台４の進退により、第１、第２ブシュ取付体１４、１５がブシュ前進位置まで前進し、第１、第２位置決めローラー３６、３７により第１、第２ブシュ取付体１４、１５と第１、第２係合部材１７、１９との係合が解除されて第１、第２ブシュ取付体１４、１５が夫々加工開始時の元の位置で停止するようにしたことで、第１、第２ブシュ取付体１４、１５を駆動させる専用の駆動源が不要となり、安価で簡単な構造となると共に、深孔加工機を小型化することができる。また、第１、第２係合部材１７、１９において各コイルばね２６、３４を備え、各シャフト２１、２７が左右方向に夫々摺動可能な構造にしたことによって、ワーク長が変わっても各コイルばね２６、３４の付勢と各シャフト２１、２７が摺動することで、ブシュ１６を夫々備えた第１、第２ブシュ取付体のワーク長毎に合わせた位置決め調整が不要となり、干渉による機械の破損防止の効果もある。さらに、第１、第２位置決めローラー３６、３７および後進端検知スイッチ３８を右ワーク保持台１１に連結させたことにより、右ワーク保持台１１と連動して左右に移動するので、ワークＷのワーク長が変わっても第１、第２位置決めローラー３６、３７および後進端検知スイッチ３８の位置を個別に調整することが不要である。よって、ワークＷのワーク長が一定の範囲内であれば、段取の調整時間を極めて短くできる。

１深孔加工機
４主軸台
６スピンドル（主軸）
１０左ワーク保持台（治具）
１１右ワーク保持台（治具）
１２長尺ドリル
１４第１ブシュ取付体
１５第２ブシュ取付体
１６中間ブシュ
１７第１係合部材
１８第１係合ピン
１９第２係合部材
２０第２係合ピン
２１シャフト
２６コイルばね（付勢部材）
２７シャフト
３４コイルばね（付勢部材）
３６第１位置決めローラー（解除部材）
３７第２位置決めローラー（解除部材）
３９連結部材
Ｗワーク

Claims

長尺ドリルが装着された主軸を支承する主軸台と主軸の前方に配設したワークを保持する治具との間に、長尺ドリルの振れ止めのための中間ブシュを備えた複数のブシュ取付体を主軸の軸線方向に移動可能に設け、主軸と治具との間で主軸台の前進により隣り合うブシュ取付体同士を当接して順次ワークに向けて前進させ、加工終了後にブシュ取付体と主軸台を加工開始時の元の位置に後退するように構成した深孔加工機の長尺ドリル支持構造において、主軸台の前進により主軸台と前方のブシュ取付体とを係合し、更に主軸台が前進することにより順次前方のブシュ取付体を係合して複数のブシュ取付体を一体に前進し、主軸台の後退により前方のブシュ取付体が加工開始時の元の位置に位置したとき、順次後方のブシュ取付体との係合を解除して前方のブシュ取付体を元の位置に位置させ、更に主軸台の後退により主軸台とブシュ取付体との係合を解除するように構成したことを特徴とする深孔加工機の長尺ドリル支持構造。
前記主軸台と前記ブシュ取付体とに、隣り合う前側のブシュ取付体と係合して前側のブシュ取付体を進退する係合部材を夫々設け、各ブシュ取付体の加工開始時の元の位置にブシュ取付体と係合部材との係合を解除する解除部材を夫々設け、主軸台の前進により係合部材とブシュ取付体を係合してワークに向けて前進し、主軸台の後退により係合部材と係合したブシュ取付体をブシュ取付体が加工開始時の元の位置に位置したとき、解除部材によりブシュ取付体と係合部材との係合を解除するように構成したことを特徴とする請求項１記載の深孔加工機の長尺ドリル支持構造。
前記係合部材は、主軸台及びブシュ取付体に主軸の軸線方向に移動可能に設けられたシャフトと、シャフトを主軸の軸線方向前方に付勢する付勢部材とを備えていることを特徴とする請求項２記載の深孔加工機の長尺ドリル支持構造。
前記各解除部材を主軸の軸線方向に移動可能に設け、前記治具を主軸台側から配置した右ワーク保持台と左ワーク保持台から構成し、主軸台側の右ワーク保持台を主軸の軸線方向に移動可能に設け、ワーク長に合わせて左、右ワーク保持台間距離を調整可能とし、右ワーク保持台に各解除部材を連結部材により連結し、右ワーク保持台の移動と共に各解除部材が移動するように構成したことを特徴とする請求項２または３記載の深孔加工機の長尺ドリル支持構造。