JP2011194491A - ブラシ繰り出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシを適切な押圧力で確実に繰り出すことができ、良好な仕上げ加工が実現可能なブラシ繰り出し装置を提供する。
【解決手段】工作機械の回転軸体である工具ホルダＨに装着してワークＷにブラシＢＲを接触させながら回転させて表面仕上げを行うブラシ繰り出し装置１であって、工具ホルダＨの軸方向に移動自在に装着されブラシＢＲを固定する本体部２と、ブラシＢＲがワークＷから離間する方向に本体部２を付勢する付勢手段８と、工具ホルダＨの回転による遠心力が作用する方向に出没自在に工具ホルダＨの凹部３に保持された移動係合体である球体４と、球体４に当接するように本体部２に形成されたテーパ部５と、を備え、工具ホルダＨが回転すると遠心力により球体４が移動してテーパ部５を押圧しながらブラシＢＲを繰り出してワークＷに接触させる。
【選択図】図４

Description

本発明は工作機械に使用されるブラシ繰り出し装置に関し、特に、遠心力を利用してブラシを繰り出すブラシ繰り出し装置に関する。

従来、マシニングセンタ等の工作機械によりフライスで切削加工を行なう場合には、切削面のバリを除去するためにフライスにブラシを取付けブラシで切削面を磨いて仕上げる技術が知られている（例えば、特許文献１）。かかる技術は、ブラシをワークの表面に押圧するために圧縮コイルばねで付勢しながらブラシを回転させて切削面のバリを除去する。

特開平８−１０８３１１号公報

しかしながら、圧縮コイルばねでブラシを押圧するとブラシが磨耗するにしたがって押圧力が変化してしまうため、押圧力が減少してバリを除去できなかったり、押圧力が過大になりブラシの磨耗を促進してしまったりするという問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ブラシを適切な押圧力で確実に繰り出すことができ、良好な仕上げ加工が実現可能なブラシ繰り出し装置を提供することを課題とする。

工作機械の回転軸体に装着してワークにブラシを接触させながら回転させて表面仕上げを行うブラシ繰り出し装置であって、前記回転軸体の軸方向に移動自在に装着され前記ブラシを固定する本体部と、前記ブラシが前記ワークから離間する方向に前記本体部を付勢する付勢手段と、前記回転軸体の回転による遠心力が作用する方向に出没自在に当該回転軸体の凹部に収容された移動係合体と、この移動係合体に当接するように前記本体部に形成されたテーパ部と、を備え、前記回転軸体が回転すると遠心力により前記移動係合体が移動して前記テーパ部を押圧しながら前記ブラシを繰り出して前記ワークに接触させることを特徴とする。

このように、本発明に係るブラシ繰り出し装置は、前記回転軸体の遠心力を利用してブラシを繰り出すことで、確実に安定してブラシを繰り出すことができるため、前記回転軸体の回転に基づく適切な押圧力を設定してブラシをワークに接触させながらバリ取り等の表面仕上げを行なうことができる。
また、付勢手段により前記ブラシを前記ワークから離間する方向に付勢することで、非加工時にはフライスを円滑に移動し、加工時には付勢手段による付勢力に抗する適切な押圧力を設定することができる。
このため、本発明に係るブラシ繰り出し装置は、ブラシによる良好な仕上げ加工を実現することができる。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載のブラシ繰り出し装置であって、前記移動係合体は、球体であることを特徴とする。
かかる構成によれば、前記移動係合体を球体とすることで、前記回転軸体の遠心力を利用して前記移動係合体を円滑に移動することができる。

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のブラシ繰り出し装置であって、前記回転軸体は、フライスを保持する工具ホルダであり、前記ブラシは、前記フライスの全周を囲むように環状に形成されていること、を特徴とする。

かかる構成によれば、フライスにブラシ繰り出し装置を装着することで、フライスによる切削加工をしながらバリ取り加工を行なうことができる。また、前記ブラシを前記フライスの全周を囲むように環状に形成することで、フライスによる切削加工による切り粉の飛散を防止して切粉の排出を円滑に行なうことができる。

本発明に係るブラシ繰り出し装置は、ブラシを適切な押圧力で確実に繰り出すことができるため、良好な仕上げ加工を実現することができる。

本発明の実施形態に係るブラシ繰り出し装置の停止時の状態を説明するための正面図であり、一部を図２のＸ−Ｘ断面で示す。 図１のＹ−Ｙ断面の平面図である。 本体部のハウジングとブラシを示す部分半斜視図である。 本発明の実施形態に係るブラシ繰り出し装置の動作を説明するための正面断面図であり、回転時におけるブラシを繰り出した状態を示す。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の実施形態に係るブラシ繰り出し装置１は、図１に示すように、工作機械の主軸（不図示）に装着される回転軸体である工具ホルダＨに装着して、ワークＷにブラシＢＲを接触させながら回転させて表面仕上げを行なうものである。工具ホルダＨには、フライスＦＭが装着され、フライスＦＭでワークＷの表面を切削加工しながら、環状に形成されたブラシＢＲにより切削加工によって発生した切り粉の飛散を防止するとともに、ワークＷの表面に生じたバリを除去する（図４参照）。

工具ホルダＨは、上部には工作機械の主軸（不図示）に装着されるシャンクＨ１が形成され、下部にボルトＨ２でフライスＦＭが取付けられている。
なお、本実施形態においては、フライスＦＭを例として説明するが、エンドミルやボーリング加工に適用することもできる。

ブラシ繰り出し装置１は、工具ホルダＨの軸方向に移動自在に装着された本体部２と、工具ホルダＨの凹部３に収容された移動係合体である球体４と、球体４に当接するように本体部に形成されたテーパ部５と、本体部２を工具ホルダＨに対して上方に付勢して保持する付勢手段である圧縮コイルばね８と、を備えている。かかる構成により、本体部２を圧縮コイルばね８と球体４で挟持するようにして工具ホルダＨに保持している。

凹部３は、円柱形状の途中止めの穴であり、球体４が円滑に移動しながら保持できる直径を有し、球体４が収容された状態で球体４とテーパ部５が係合する深さであって、工具ホルダＨの回転軸Ｌに直交する径方向に穿孔された円柱形状の穴である。

本体部２は、図１に示すように、概略円筒形状をなしたハウジング２１と、ハウジング２１にボルト等（不図示）により取り外し自在に固定されたキャップ２２と、を備え、ハウジング２１の内周面２１ａおよびキャップ２２の内周面２２ａが工具ホルダＨの外周面Ｈａに移動自在に外嵌されている。このようにして、本体部２は、工具ホルダＨの軸方向に移動自在に装着されている。

なお、本実施形態においては、本体部２を円筒形状として工具ホルダＨの全周に外嵌されるようにしたが、これに限定されるものではなく、工具ホルダＨの回転軸Ｌの方向に移動自在に装着したものであれば、本体部２を全周の円筒形状ではなく円弧状形状にして工具ホルダＨの外周部Ｈａの軸方向に形成されたガイド溝等により回転軸Ｌの方向に移動自在に構成したものであってもよい。

ハウジング２１の上部には、内周部から外周部に行くにしたがって、図１の下方から上方に（工具ホルダＨの回転軸Ｌに沿ってワークＷから離間する方向に拡径するように形成された）勾配を有するテーパ部５が円周方向に環状に形成されている（図３（ａ）参照）。
そして、ハウジング２１の下部外周面２１ｂには、環状のブラシＢＲ（図３（ｂ）参照）の上端部が支持具２１ｃを介して固定されている。

キャップ２２は、断面がＬ形形状で環状をなした部材であり、下面２２ｂをハウジング２１に接合させ、内側下面２２ｃがテーパ部５に対面するようにハウジング２１に固定されている。かかる構成により、内側下面２２ｃとテーパ部５との間に隙間２３が形成され球体４がテーパ部５に当接しながら径方向に移動できるように構成されている。

なお、本実施形態においては、本体部２をハウジング２１と断面がＬ形形状のキャップ２２の分割構造としたが、これに限定されるものではなく、一体構造としてもよい。

球体４は、図１に示すように、鋼球のボールであり、一例として周方向で３等配になるように配設され（図２参照）、工具ホルダＨの回転による遠心力が作用する方向（工具ホルダＨの回転軸Ｌに直交する方向）に出没自在に当該回転軸体の凹部３に保持されている。
そして、球体４は、工具ホルダＨの回転数に応じて所定の遠心力が作用するような質量に設定されている。

球体４は、凹部３に没入して収容された状態で球体４がテーパ部５に当接するように凹部３から突出するようにして保持されているため、非回転時における本体部２の上昇端を規制している。

なお、本実施形態においては、このように非回転時における本体部２の上昇端を球体４にテーパ部５が当接するようにして規制したが、これに限定されるものではなく工具ホルダＨに本体部２の上昇端を規制するストッパ部材を設けてもよい。

一方、球体４は、工具ホルダＨの回転時においては、図４に示すように、球体４に遠心力が作用し工具ホルダＨの回転軸Ｌに直交する径方向外側へ移動して突出した状態となる。この径方向外側へ突出した状態では、球体４を凹部３および本体部２で保持してもよいが、キャップ２２に形成された内側下面２２ｃでも保持されるようになっている。

なお、本実施形態においては、移動係合体は、円滑に移動できるように球体４としたが、これに限定されるものではなく、先端部が球状になった円柱形状でもよく、ばねを併用したプランジャ体であってもよい。
また、円柱形状の移動係合体は、先端部が球状になったものではなく、テーパ部５の勾配に適合するようなテーパ形状の平坦面を有し、この平坦面とテーパ部５とを摺動させるものであってもよい。

圧縮コイルばね８は、図１に示すように、球体４と同様に、一例として周方向で３等配になるように（図２参照）、工具ホルダＨのフランジ部Ｈ３に配設され、本体部２に形成されたガイド穴２１ｄに嵌挿されている。
そして、圧縮コイルばね８のばね力は、工具ホルダＨの回転数に応じて作用する遠心力によって所定の押圧力が生じるように設定されている。

ブラシＢＲは、細いワイヤを上下方向に並べて環状である円筒状になるように支持具２１ｃで束ねたものであり（図３（ｂ）参照）、フライスＦＭの外周面の外側全周を囲むようにハウジング２１の下部外周面２１ｃにビスで止めて固定されている。
ブラシＢＲは、フライスＦＭが回転しない非加工時には、ブラシＢＲの先端がワークＷの表面から離間するように圧縮コイルばね８で本体部２が支持されている。

続いて、以上のように構成した本発明の実施形態に係るブラシ繰り出し装置１の作用について主として図１と図４を参照しながら説明する。
ブラシ繰り出し装置１は、フライスＦＭが回転しない停止時においては、図１に示すように、圧縮コイルばね８により、本体部２がフライスＦＭの軸方向であって、ワークＷからブラシＢＲが離間する方向（図１の上方向）に付勢されている。このため、球体４は、テーパ部５を介してフライスＦＭの回転軸Ｌに直交する方向（径方向の内側に向かう方向）
凹部３に押し込められるようにして収容されている。

一方、工具ホルダＨの回転時においては、図４に示すように、球体４には遠心力が作用するため、工具ホルダＨの回転軸Ｌに直交する径方向外側へ移動して、凹部３から突出した状態となる。このため、テーパ部５は、球体４の移動に伴い図４の下方へ移動しブラシＢＲが繰り出されてワークＷに当接して押圧する状態となる。

このようにして、本発明の実施形態に係るブラシ繰り出し装置１は、工具ホルダＨが回転するときの遠心力を利用してブラシＢＲを繰り出すことで、確実に安定してブラシＢＲを繰り出すことができるため、工具ホルダＨの回転に基づく適切な押圧力を設定してブラシＢＲをワークＷに接触させながらバリ取り等の表面仕上げを行なうことができる。このため、ブラシ繰り出し装置１は、ブラシにＢＲよる良好な仕上げ加工を実現することができる。

また、ブラシ繰り出し装置１は、フライスＦＭに装着することで、フライスＦＭによる切削加工をしながらバリ取り加工を行なうことができ、環状に形成されたブラシＢＲの内側に切り粉を収容するようにして切り粉の飛散を防止することができる。そして、ブラシＢＲの内側に切り粉を収容した状態で工作機械の所定の回収スペースまでブラシＢＲ移動させることで、切粉の排出を円滑に行なうことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した各実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、フライスＦＭの工具ホルダＨを利用してワークＷの表面を切削加工しながらブラシＢＲを回転させてバリ取り加工を行なうようにしたが、これに限定されるものではなく、フライスＦＭに直接装着してもよいし、フライスＦＭ等の工具を利用することなくブラシＢＲ単独のホルダを工作機械の主軸に装着するようにしてバリ取り加工のみを行なってもよい。
また、ブラシＢＲは、本実施形態のように環状全域に形成する以外に、周方向に間隔をあけて配設するようにしてもよい。

本実施形態においては、球体４や圧縮コイルばね８を周方向で３等配としたが、これに限定されるものではなく、本体部２やブラシＢＲ等の重量、使用される工作機械の回転数等を考慮して適宜設定されるものであり、重量バランスを考慮して等配に配設しなくてもよいし、３等配ではなく４等配以上であってもよい。

１ ブラシ繰り出し装置
２ 本体部
３ 凹部
４ 球体（移動係合体）
５ テーパ部
２１ ハウジング（本体部）
２１ａ 内周面
２１ｂ 下部外周面
２２ キャップ（本体部）
２２ａ 内周面
２２ｂ 下面
２２ｃ 内側下面
２３ 隙間
ＢＲ ブラシ
ＦＭ フライス
Ｈ 工具ホルダ（回転軸体）
Ｌ 回転軸
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. 工作機械の回転軸体に装着してワークにブラシを接触させながら回転させて表面仕上げを行うブラシ繰り出し装置であって、
   前記回転軸体の軸方向に移動自在に装着され前記ブラシを固定する本体部と、
   前記ブラシが前記ワークから離間する方向に前記本体部を付勢する付勢手段と、
   前記回転軸体の回転による遠心力が作用する方向に出没自在に当該回転軸体の凹部に保持された移動係合体と、
   この移動係合体に当接するように前記本体部に形成されたテーパ部と、を備え、
   前記回転軸体が回転すると遠心力により前記移動係合体が移動して前記テーパ部を押圧しながら前記ブラシを繰り出して前記ワークに接触させることを特徴とするブラシ繰り出し装置。
2. 前記移動係合体は、球体であることを特徴とする請求項１に記載のブラシ繰り出し装置。
3. 前記回転軸体は、フライスを保持する工具ホルダであり、
   前記ブラシは、前記フライスの全周を囲むように環状に形成されていること、
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のブラシ繰り出し装置。
   

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