JP2019181609A - バリ取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 工具の交換が不要であって品質を安定させることが可能なバリ取り装置を提供する。【解決手段】 ワーク１が有する孔に形成されているバリを取ることが可能なバリ取り装置１０が備える切削加工具台座３０は、孔に挿通可能であってバリを切削可能な切削加工具３１を有し、回転力発生部１５が発生する回転力によって回転可能な第１回転体２０の回転力によって回転可能であって第１回転体２０の回転軸ｃに沿って移動可能である。第１回転体２０には、切削加工具台座３０を保持可能な凹部２１および凸部２２が設けられている。第２回転体４０は、回転力発生部１５が発生する回転力とは独立して第１回転体２０とともに回転可能である。第２回転体４０が第２回転体４０自身の慣性力によって回転力発生部１５が発生する回転力の回転方向とは反対の方向に回転するとき、切削加工具３１が孔に挿通される。【選択図】 図４

Description

本発明は、加工対象となるワークが有する孔に形成されているバリを取ることが可能なバリ取り装置に関する。

従来から、加工対象となるワークが有する孔の開口端縁に生じているバリを取り除く技術が提案されている。例えば特許文献１には、バリが生じた孔に、溝が形成された挿入部を挿入し、その挿入部を回転させることで、溝がバリに摺接あるいは衝打を付与し、バリを除去するバリ取り装置が提案されている。

特開２０１１−０６７８９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のバリ取り装置は、バリ取りのみの装置であるため、他の加工を行う場合には加工具を交換する必要がある。
また、内径が比較的小さい孔に形成されているバリを手作業で取る場合、複数の加工具を使用する場合もあるため時間がかかるだけでなく、バリ以外の部位に傷を付けるおそれがあり、品質が低下する。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、工具の交換が不要であって品質を安定させることが可能なバリ取り装置を提供することである。

本発明は、加工対象となるワーク（１）が有する孔（６）の縁部（８）に当該孔の径内方向に突出するよう形成されているバリ（９ａ，９ｂ）を取ることが可能なバリ取り装置であって、回転力発生部（１５）、第１回転体（２０）、切削加工具台座（３０）、凹部（２１）および凸部（２２）、並びに、第２回転体（４０）を備える。
回転力発生部は、回転力を発生する。
第１回転体は、回転力発生部が発生する回転力によって回転可能である。
切削加工具台座は、孔に挿通可能であってワークを切削可能な切削加工具（３１）を有する。切削加工具台座は、第１回転体の回転力によって回転可能であって第１回転体の回転軸に沿って移動可能である。
凹部および凸部は、第１回転体に設けられ、切削加工具台座を保持可能である。
第２回転体は、第１回転体と同じ回転軸において回転可能に設けられている。第２回転体は、回転力発生部が発生する回転力とは独立して第１回転体とともに回転可能である。
本発明のバリ取り装置では、第２回転体が第２回転体自身の慣性力によって回転力発生部が発生する回転力の回転方向とは反対の方向に回転するとき、凹部で切削加工具台座を保持する状態から凸部で切削加工具台座を保持する状態となるよう第１回転体と切削加工具台座との位置関係が変更することによって切削加工具が孔に挿通される。

本発明のバリ取り装置では、第２回転体が第２回転体自身の慣性力によって回転力発生部が発生する回転力の回転方向とは反対の方向に回転するとき、第１回転体と切削加工具台座との位置関係が変更することによって切削加工具が孔に挿通される。これにより、孔に挿通される切削加工具によってバリを確実に取ることができる。したがって、本発明のバリ取り装置は、一種類の切削加工具によってバリを確実に取ることができるため工具の交換が必要な手作業でのバリ取り作業に比べるとバリ取り作業にかかる時間を短くすることができるだけでなく、切削加工具を一定の動きとすることができるためワークの品質を安定させることができる。

第一実施形態における加工対象となるワークの斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 溝形成加工後の孔およびその周辺の状態を示す図である。 第一実施形態によるバリ取り装置の断面図である。 第一実施形態によるバリ取り装置の動作のフロー図である。 第一実施形態による第１回転体を正転させた状態のバリ取り装置の断面図である。 第一実施形態による第１回転体を正転させた状態の第１回転体と切削加工具台座との位置関係を示す模式図である。 第一実施形態による第１回転体を逆転させた状態のバリ取り装置の断面図である。 第一実施形態による第１回転体を逆転させた状態の第１回転体と切削加工具台座との位置関係を示す模式図である。 第二実施形態による第１回転体を正転させた状態のバリ取り装置の断面図である。 第二実施形態による第１回転体を逆転させた状態のバリ取り装置の断面図である。

以下、複数のバリ取り装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、他の実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

（第一実施形態）
図１は、加工対象となるワークの斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。ワーク１は、例えば、ディーゼルエンジンのインジェクションの部品である。ワーク１は、扁平な円柱部２、および、円柱部２と中心軸ａを共通にする円柱の棒状部３を有する。

本実施形態では、ワーク１に対し、中心軸ａから等距離離れた円柱部２の８つの位置に、円柱部２の上面４から下面５へと貫通する複数の孔６を形成する孔開け加工を行う（図２参照）。なお、隣り合う孔６は、全て周方向に等間隔に形成される。その後、隣り合う孔６を連結する溝７を形成する溝形成加工を行う

図３は、溝形成加工後の孔６とその周辺の状態を示す図である。溝形成加工は、孔開け加工後に円柱部２の上面４に対し、矢印ｂに沿った方向に応力を加え、円柱部２の表面を削り取る加工である。その応力は、孔６の縁部８に引っかかりながら円柱部２に加えられるため、孔６の縁部８には、溝形成加工をした領域にバリ９ａ，９ｂが生成する。バリ９ａ，９ｂは、孔６の一部を塞ぐように生成する。バリ９ｂがバリ９ａよりも大きいのは、溝７を形成する際に削った物質が方向ｂに逃げて、バリ９ｂとなり易いのに対し、バリ９ａは方向ｂとは逆側に発生するものだからである。このように、応力を加える方向によって、発生するバリの大きさが変わる。

図４は、第一実施形態によるバリ取り装置の断面図である。バリ取り装置１０は、回転力発生部１５、第１回転体２０、切削加工具台座３０、凹部２１および凸部２２、並びに、第２回転体４０を備える。
回転力発生部１５は、回転力を発生する。
第１回転体２０は、回転力発生部１５が発生する回転力によって回転可能である。
切削加工具台座３０は、孔６に挿通可能であってワーク１を切削可能な切削加工具３１を有する。切削加工具台座３０は、第１回転体２０の回転力により回転可能、かつ、第１回転体２０の回転軸に沿って移動可能である。
凹部２１および凸部２２は、第１回転体２０に設けられ、切削加工具台座３０を保持可能である。
第２回転体４０は、回転力発生部１５が発生する回転力によって、第１回転体２０と同じ回転軸において回転可能に設けられている。第２回転体４０は、回転力発生部１５が発生する回転力とは独立して第１回転体２０とともに回転可能である。

また、バリ取り装置１０は、ワーク固定具５０、固定具固定部材６０、台座固定具７０、第１ベアリング８０、および、ボルト９０を備える。ワーク固定具５０は、ワーク１の棒状部３を掴んで固定する。固定具固定部材６０は、ワーク固定具５０の回転周面に接してワーク固定具５０を固定する。台座固定具７０は、切削加工具台座３０の回転周面に接して固定する。第１ベアリング８０は、第１回転体２０の回転周面に接して第１回転体２０の回転をスムーズにする。ボルト９０は、第１回転体２０と第２回転体４０との回転軸を形成する。

回転力発生部１５には、いわゆる、電動モータが用いられている。回転力発生部１５は、図４に示すように、台座固定具７０に連結している。電動モータは、円柱状の第１回転体２０の中心軸であるボルト９０の中心軸である回転軸ｃを回転中心として台座固定具７０を回転可能である。台座固定具７０の回転は、各部材を回転させる。

第１回転体２０は、回転力発生部１５が発生する回転力によって、正回転、逆回転または回転停止のいずれかの動作をする。第１回転体２０は、円柱状をしている。第１回転体２０の一方の端面には、複数の凹部２１および複数の凸部２２を有している。

凹部２１および凸部２２は、切削加工具台座３０を保持可能である。凹部２１と凸部２２との組み合わせは、第１回転体２０の一方の端面の外周部に、周方向に等間隔に４つ形成されている。凹部２１は、その外周部の一部を切り欠いた形状である。凸部２２は、凹部２１を切り欠いた一部以外の部位である。凸部２２は、凹部２１からなだらかな傾斜面２３を経由して位置する。

切削加工具台座３０は、図１に示した８つの孔６のそれぞれに挿通可能な８本の円柱の棒状の切削加工具３１を有する。８本の切削加工具３１は、第１回転体２０の回転軸を中心として等間隔に回転駆動部３２に設けられている。切削加工具台座３０は、第１回転体２０側に突出するよう形成され先端が丸みを帯びた４つの突起部３３が周方向に等間隔に設けられている。突起部３３が突出している、切削加工具台座３０の、第１回転体２０側とは反対側の面であり、切削加工具３１が配置されている以外の面を加工具配置面３４とする。切削加工具台座３０は、ばね３５によって第１回転体２０に押し付けられている。

８本の切削加工具３１は、ワーク固定具５０によって、一本ずつ掴むように８箇所の孔５１によって固定可能とされている。ただし、切削加工具３１が実際に切削加工をするときは、その固定を解いて、回転駆動部３２による回転を可能とするとともに、切削加工の位置ズレを起こし難い程度の隙間が孔５１に形成される。

切削加工具台座３０は、第１回転体２０に従って回転せず、第２回転体４０とともに回転する。切削加工具台座３０は、第１回転体が正転、すなわち矢印ｄ方向の回転をすると、凹部２１が突起部３３を保持する状態となる。このように、第１回転体２０に従って切削加工具台座３０が回転するときは、その回転力を受けて第２回転体４０も回転する。すなわち、第２回転体４０の回転力は、切削加工具台座３０の回転のみである。

第２回転体４０は、回転力発生部１５の回転力を直接受けて回転しないが、上述のように切削加工具台座３０が回転すればそれに従って回転する。第２回転体４０は、「重量物」としてのウェイト４１を有している。ウェイト４１は、第２回転体４０の回転に慣性力を与える。第２回転体４０は、後述する第１ベアリング固定部７６、第１ベアリング８０、並びに、第１回転体２０の周面および底面２５に摺接するように配置されている。第１回転体２０の底面２５および第２回転体４０の底面４２には、ボルト９０が嵌め込まれており、ボルト９０が第１回転体２０と第２回転体４０との回転軸ｃを形成している。

ワーク固定具５０は、ワーク１側になるほど径が小さくなる円錐台状の部材である。ワーク固定具５０の外周面５２は、固定具固定部材６０の内周面６１によって押さえつけられている。

固定具固定部材６０は、ワーク１側が開口している開口部６２となっている。固定具固定部材６０は、開口部６２を除くワーク１側である平面部６３と、斜面部６４と、平面部６３とは垂直な外周面部６５とを有する。固定具固定部材６０は、台座固定具７０の周面凹部７１と周面凸部７２との境目の凸部７２に、係合するようにかしめた形状となっている、かしめ形状部６６を有する。固定具固定部材６０は、凸部７２と接触する広い内周面部６７、および、前述した内周面６１と隣接する狭い内周面部６８を有する。

台座固定具７０は、凸部７２の外周面とは垂直に形成される平面部７３を有する。平面部７３の中央には、開口部７４を有する。開口部７４は、複数の切削加工具３１を通すためのものである。台座固定具７０は、内壁に切削加工具台座３０の外周面と摺接する摺接部７５を有する。

摺接部７５から第１回転体２０および第２回転体４０側に延在するのが、第１ベアリング８０を外側から固定する第１ベアリング固定部７６である。第１ベアリング８０のベアリング受けが、ベアリング受け８１となる。ベアリング受け８１は、円環状の形状をして、第１ベアリング８０と摺接している。

第１ベアリング固定部７６の周面には、等間隔に形成されている４つのボルト用穴７７、および、ボルト用穴７７のそれぞれにはめられる４つのボルト７８を有する。ボルト７８は、ベアリング受け８１に形成されている有底の固定穴８２に入り込み、ベアリング受け８１を固定している。

図５は、バリ取り装置１０の動作のフロー図である。
最初に、第１回転体２０を正転させる（Ｓ１）ことによって、切削加工具台座３０の４つの突起部３３を４つの凹部２１にそれぞれ保持される。

図６は、第１回転体２０を正転させた状態のバリ取り装置１０の断面図である。図７は、第１回転体２０を正転させた状態の第１回転体２０と切削加工具台座３０との位置関係を示す模式図である。突起部３３は、それぞれ凹部２１に保持されている。このとき、ワーク１は、棒状部３を掴んで固定するワーク１のワーク固定具５０に固定されている。また、８つの切削加工具３１は、それぞれの回転の妨げにならない程度に、ワーク固定具５０に支えられている。

次に、凹部２１で突起部３３を保持する状態で正転を継続しつつ、溝７を形成する溝形成加工を行う（Ｓ２）。溝形成加工は、先端の径が溝幅寸法の突起物である図示しない溝形成工具の先端をワーク１の円柱部２の上面４に押し当てる。このとき、ワーク固定具５０に固定されたままのワーク１は、方向ｄに正転している。これにより、溝形成工具がワーク１の円柱部２の上面４を削り、複数の孔６を連通するよう溝７を形成する。

溝形成加工が終了すると、溝形成工具を除去し、バリ取り装置１０の第１回転体２０を、正転とは逆方向の回転、すなわち、後述する図８の矢印ｅの方向の回転に逆転させる（Ｓ３）。このとき、ワーク１は、溝形成加工時にワーク固定具５０に固定されたままの状態である。

図８は、第１回転体２０を逆転させた状態のバリ取り装置１０の断面図である。図９は、第１回転体２０を逆転させた状態の第１回転体２０と切削加工具台座３０との位置関係を示す模式図である。
バリ取り装置１０の第１回転体２０を逆転させる（Ｓ３）と、突起部３３が凹部２１からなだらかな傾斜面２３を経由して凸部２２に移動し、凹部２１で突起部３３を保持する状態から凸部２２で突起部３３を保持する状態となる。これは、第２回転体４０およびウェイト４１の慣性力によって第２回転体４０が第１回転体２０とは独立して回転し、突起部３３に対して凹部２１および凸部２２が動くためである。凸部２２で突起部３３を支持するようになると、切削加工具台座３０がワーク１側に移動する。切削加工具台座３０がワーク１側に移動すると、図９に示すように、切削加工具３１が孔６に挿通される。

切削加工具台座３０のワーク１側への移動の限界は、台座固定具７０の平面部７３とは反対側の内部平面部７９に切削加工具台座３０の加工具配置面３４がぶつかるまでである（図８参照）。

切削加工具３１が孔６に挿通されると、溝形成加工の際に生成した図３に示すバリ９ａ，９ｂが除去される。これは、バリ９ａ，９ｂが孔６の一部を塞ぐように生成されているため、切削加工具３１が孔６に挿通される際、切削加工具３１がバリ９ａ，９ｂに当たるためである。

第一実施形態によるバリ取り装置１０では、第２回転体４０は、第２回転体４０自身の慣性力によって回転力発生部１５が発生する回転力の回転方向とは反対の方向に回転可能である。このとき、第１回転体２０と切削加工具台座３０との位置関係が変更される。具体的には、凹部２１で突起部３３を保持する状態から凸部２２で突起部３３を保持する状態となるよう第１回転体２０と切削加工具台座３０との位置関係が変更される。これにより、切削加工具３１が孔６に挿通されるため、バリ９ａ，９ｂを確実に取ることができる。したがって、第一実施形態によるバリ取り装置１０は、一種類の切削加工具３１によってバリ９ａ，９ｂを確実に取ることができるため手作業でのバリ取り作業に比べるとバリ取り作業にかかる時間を短くすることができる。また、第一実施形態によるバリ取り装置１０は、切削加工具３１を一定の動きとすることが可能なため切削加工具３１によってバリ９ａ，９ｂが形成されている部位以外を傷つけることを防止できるためワーク１の品質を安定させることができる。

また、バリ９ａ，９ｂを取ることが可能な切削加工具３１を第２回転体４０の回転のみによって移動させることができるため、バリ取り作業を自動で行うことができる。これにより、バリ取り作業にかかる時間を短縮することができる。具体的には、本願の発明者らによる試験では、手作業によるバリ取り作業に一つのワーク１当たり２９４秒かかっていた。しかしながら、第一実施形態によるバリ取り装置１０を用いることによって、一つのワーク１当たり２４秒に短縮することができることが明らかとなっている。

第一実施形態によるバリ取り装置１０では、切削加工具台座３０の第１回転体２０の回転軸ｃに沿った移動は、第２回転体４０自身の慣性力によって行われる。すなわち、切削加工具３１によるバリ９ａ，９ｂを取るための別の駆動源を不要とすることができる。

また、第一実施形態によるバリ取り装置１０では、切削加工具３１によるバリ９ａ，９ｂの切除のための駆動源が不要となるため、体格を小さくすることができる。

第一実施形態によるバリ取り装置１０では、凹部２１と凸部２２との組み合わせは、第１回転体２０の一方の端面の外周部に、周方向に等間隔に４つ形成されている。これにより、突起部３３は、切削加工具台座３０は、第１回転体２０に対して３点以上の４点で支持されるため回転が安定する。したがって、切削加工具３１を所望の孔６に確実にかつ高精度に挿通させることができる。

（第二実施形態）
第二実施形態によるバリ取り装置は、第一実施形態のバリ取り装置１０と比べて、第２回転体４０の形状、ボルト９０の形状、および第２回転体４０の回転を促進する第２ベアリングの存在の点で異なる。図１０は、第二実施形態による第１回転体２０を正転させた状態のバリ取り装置１１の断面図である。図１１は、第二実施形態による第１回転体２０を逆転させた状態のバリ取り装置の断面図である。

第二実施形態によるバリ取り装置１１を用い、第１回転体２０を図５に示すように正転または逆転させて、バリ９ａ，９ｂを切除するしくみは第一実施形態と同様である。バリ取り装置１１は、第２回転体４５の径内方向に「回転支持部材」としての第２ベアリング４６を備える。

また、第二実施形態によるバリ取り装置１１の第１回転体２０の底面２５および第２回転体４５の底面４８には、ボルト９５が嵌め込まれており、ボルト９５が第１回転体２０と第２回転体４５との回転軸ｃを形成している。

第二実施形態によるバリ取り装置１１は、第２回転体４０が第２回転体４０自身の慣性力によって回転力発生部１５が発生する回転力の回転方向とは反対の方向に回転するとき、第１回転体２０は切削加工具台座３０との位置関係を変更し、切削加工具３１が孔６に挿通される。これにより、第二実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏する。

また、第２ベアリング４６は、第２回転体４５のウェイト４７による回転の慣性力を長時間維持させる効果がある。これにより、切削加工具３１を孔６に確実に挿通することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、回転力発生部には、電動モータを用いているとした。しかしながら、「回転力発生部」は、これに限定されない。また、回転力を発生するのであれば手回しであってもよい。

上述の実施形態では、加工対象となるワークは、ディーゼルエンジンのインジェクションに用いられる部品であるとした。しかしながら、ワークはこれに限定されない。ワークが有する孔にバリが形成されるものであれば、上述の実施形態によるバリ取り装置の加工対象となり得る。

上述の実施形態では、第２回転体は、「重量物」としてのウェイトを有しているとした。しかしながら、「重量物」はなくてもよい。第２回転体が自身の慣性力によって第１回転体の回転方向とは反対の方向に回転できればよい。

上述の実施形態では、凹部と凸部との組み合わせは、４つ形成されるとした。しかしながら、凹部と凸部との組み合わせは４つでなくてもよい。一つであってもよい。

上述の実施形態では、第１回転体を逆転させることで、突起部が凹部に保持される状態から突起部と凸部に保持される状態になるとした。しかし、第１回転体の回転状態を変えること、たとえば、それまで回転していた第１回転体の回転を停止する、または、第１回転体の回転速度を変えることで、突起部が凹部に保持される状態から突起部が凸部に保持される状態にするようにしても良い。

上述の実施形態では、第１回転体を逆転させることで、突起部が凹部に保持される状態から突起部が凸部に保持される状態になるとした。しかし、突起部が凸部に保持される状態から突起部が凹部に保持される状態にするようにしても良い。

上述の実施形態では、第２回転体の回転力は、切削加工具台座の回転のみである。しかし、第２回転体の回転力には、他の駆動力が加わっても良い。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１・・・ワーク
１０，１１・・・バリ取り装置
２０・・・第１回転体
２１・・・凹部
２２・・・凸部
３０・・・切削加工具台座
３１・・・切削加工具
４０・・・第２回転体
４１・・・ウェイト（重量物）

Claims (4)

1. 加工対象となるワーク（１）が有する孔（６）の縁部（８）に当該孔の径内方向に突出するよう形成されているバリ（９ａ，９ｂ）を取ることが可能なバリ取り装置であって、
   回転力を発生する回転力発生部（１５）と、
   前記回転力発生部が発生する回転力によって回転可能な第１回転体（２０）と、
   前記孔に挿通可能であって前記バリを切削可能な切削加工具（３１）を有し、前記第１回転体の回転力によって回転可能であって前記第１回転体の回転軸（ｃ）に沿って移動可能な切削加工具台座（３０）と、
   前記第１回転体に設けられ、前記切削加工具台座を保持可能な凹部（２１）および凸部（２２）と、
   前記第１回転体と同じ回転軸において回転可能に設けられ、前記回転力発生部が発生する回転力とは独立して前記第１回転体とともに回転可能な第２回転体（４０）と、
   を備え、
   前記第２回転体が前記第２回転体自身の慣性力によって前記回転力発生部が発生する回転力の回転方向とは反対の方向に回転するとき、前記凹部で前記切削加工具台座を保持する状態から前記凸部で前記切削加工具台座を保持する状態となるよう前記第１回転体と前記切削加工具台座との位置関係が変更することによって前記切削加工具が前記孔に挿通されるバリ取り装置。
2. 前記第２回転体は、重量物（４１）を有する請求項１に記載のバリ取り装置。
3. 前記第２回転体を前記第１回転体に対して回転可能に支持する回転支持部材（４６）をさらに備える請求項１または２に記載のバリ取り装置。
4. 前記凹部と前記凸部との組み合わせを三つ以上有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のバリ取り装置。

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