JP2020082297A - ブローチ盤 - Google Patents

Abstract

【課題】ブローチの傾きおよび全体の振動を防いで加工精度のさらなる向上を図ったブローチ盤を提供する【解決手段】ブローチ１０２の直線運動によって所定の工作物を削るブローチ盤１００において、工作物を載置するテーブル１０６と、ブローチ１０２を中心にその両脇に対称に設けられている一対の支柱部１０８ａ、１０８ｂと、ブローチ１０２を中心に対称の形状に形成されテーブル１０６を囲った状態で一対の支柱部１０８ａ、１０８ｂに摺動可能に支えられている箱枠型のラム１０４と、ブローチ１０２をラム１０４の中央に固定する複数のブローチ固定具１１６ａ、１１６ｂと、一対の支柱部１０８ａ、１０８ｂそれぞれに設けられていてラム１０４を上下に駆動させる一対の駆動部１２０ａ、１２０ｂと、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ブローチの直線運動によって所定の工作物を削るブローチ盤に関する。

ブローチ盤は、ブローチと呼ばれる工具を使って工作物の表面や穴の内面などを削る工作機械である。ブローチは、長手の棒状の工具で、表面に多数の切刃が並んだ構造になっている。特に、ブローチは、直線運動するときにすべての切刃が工作物に触れるよう、先端側の切刃（荒刃）から末端側の切刃（仕上刃）に向かって次第に寸法が大きくなっている。このようなブローチを使用するブローチ盤は、ブローチを直線方向に一度駆動させるだけで工作物の荒削りから仕上げ削りまでを完了させることができ、今日の大量生産の現場において大いに活用されている。

一般に、ブローチは、数十センチから数メートルと長尺であり、加工時には極めて大きな切削抵抗が生じる。したがって、ブローチ盤は、加工精度の維持のために、ブローチを安定した姿勢で円滑に送る必要がある。例えば、特許文献１のブローチ盤１０では、偏荷重を低減して加工精度を向上させるために、ブローチカッタ３４の上端を固定する天板部材１４と下端を固定するベッド１２とが、互いの四隅を対角線に沿って２本のボールねじ軸１６と、同じく２本のガイドロッド１８とによって支えられた構成になっている。

特開２０１４−２２３７０９号公報

しかし、特許文献１の構成では、ボールねじ軸１６とガイドロッド１８とが天板部材１４とベッド１２とを支える柱の役割を担っていて、ガイドロッド１８はこれら天板部材１４等に固定されているものの、ボールねじ軸１６は天板部材１４に対しては回転可能に接続されている。すなわち、ボールねじ軸１６とガイドロッド１８とには、柱としての安定性に差がある。したがって、特許文献１の構成は、加工時における工作物に対するブローチの傾きを防ぐという点、およびブローチ盤自体の振動を防ぐという点においては、改良の余地を残している。

本発明は、このような課題に鑑み、ブローチの傾きおよび全体の振動を防いで加工精度のさらなる向上を図ったブローチ盤を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかるブローチ盤の代表的な構成は、ブローチの直線運動によって所定の工作物を削るブローチ盤において、工作物を載置するテーブルと、ブローチを中心にその両脇に対称に設けられている一対の支柱部と、ブローチを中心に対称の形状に形成されテーブルを囲った状態で一対の支柱部に摺動可能に支えられている箱枠型のラムと、ブローチをラムの中央に固定し、ブローチに上下方向の引張力を加える複数のブローチ固定具と、一対の支柱部それぞれに設けられていてラムを上下に駆動させる一対の駆動部と、を備えることを特徴とする。

上記のラムは、堅牢な箱枠型であり、ブローチを中心に対称の形状に形成されているため、ブローチを囲って固定することで、駆動時におけるブローチの傾きを十全に防ぐことができる。さらに、複数のブローチ固定具によってブローチに上下方向の引張力を加えることで、ブローチ盤全体の振動も防ぐことができる。したがって、上記構成であれば、工作物を高い精度で加工することが可能である。

上記の一対の駆動部それぞれは、支柱部に沿って上下方向に延びているレールと、レールに移動可能に設置されていてラムに接続されるスライダと、ラムを上下駆動させるモータと、を含み、一対の駆動部は、レール、スライダおよびモータがブローチを中心にして互いに点対称に配置されているとよい。

上記構成によれば、一対の駆動部を点対称に配置することで、これら一対の駆動部からの駆動力をラムに対して均等に与えることができ、またブローチ盤の小型化にもつながる。

本発明によれば、ブローチの傾きおよび全体の振動を防いで加工精度のさらなる向上を図ったブローチ盤を提供することが可能となる。

本発明の実施形態にかかるブローチ盤の概要を示した斜視図である。 ブローチ盤を前面側の斜め上方から見た斜視図である。 ブローチ盤を背面側からラムが上昇している状態で示した模式図である。 ブローチ盤を側方から示した模式図である。 ブローチ盤を背面側からラムが下降した状態で示した模式図である。 ブローチ盤を上方から示した模式図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態にかかるブローチ盤１００の概要を示した斜視図である。図１は、ブローチ盤１００を背面側の斜め上方から見て示している。ブローチ盤１００は、長尺なブローチ１０２の直線運動によって所定の工作物を削る工作機械である。ブローチ加工には、大きく分けて、工作物に対して、内径加工を施すためのインターナルブローチ加工と、外形加工を施すためのサーフェスブローチ加工とが存在する。本実施形態のブローチ盤１００は、インターナルブローチ加工を行う場合を想定した構成となっている。

ブローチ盤１００の大きな特徴として、ブローチ１０２を中心にした対称な形状の箱枠型のラム１０４で囲い、このラム１０４を上下に駆動させることでブローチ１０２に直線運動を生じさせる。そして、ラム１０４の駆動機構として、モータ１２２ａ、１２２ｂ等を備えた一対の支柱部１０８ａ、１０８ｂが備わっている。

ラム１０４は、ブローチ１０２の全体を内包する寸法に構成された、四角柱を模した箱枠型の構造物であり、ブローチ１０２を中心に対称の形状（前後左右両方に対称）に形成されている。ラム１０４は、テーブル１０６を囲った状態で、両脇の一対の支柱部１０８ａ、１０８ｂに対して上下方向に摺動可能に支えられている。ラム１０４の内側には、ブローチ１０２をラム１０４の中央に固定する複数のブローチ固定具１１６ａ、１１６ｂ（図３参照）が設けられている。ブローチ固定具１１６ａ、１１６ｂは、ブローチ１０２に上下方向の引張力を加えることで、振動の抑制も図っている。

テーブル１０６は、工作物１０７（図３参照）を載置する部位であり、ラム１０４に囲われた状態で設置されている。テーブル１０６には、工作物１０７を把持する治具１１０が備えられている。また、当該ブローチ盤１００はインターナルブローチ加工を想定しているため、工作物１０７にはあらかじめ下穴が加工されると共に、テーブル１０６にはブローチ１０２が通る貫通孔（図示省略）が設けられている。テーブル１０６の下方には、切りくずの回収を行うコンベヤ１１２やチップボックス１１４（図４参照）なども設置される。

一対の支柱部１０８ａ、１０８ｂは、ブローチ１０２を中心に（加工位置を中心に）、その両脇に対称に設けられている。これら一対の支柱部１０８ａ、１０８ｂは、ラム１０４を支えるだけでなく、一対の駆動部１２０ａ、１２０ｂの設置箇所にもなっている。そのため、支柱部１０８ａ、１０８ｂには、モータ１２２ａ、１２２ｂの他、内部には後述するボールねじ１２４ａ、１２４ｂ（図３参照）等が設けられている。

図２は、ブローチ盤１００を前面側の斜め上方から見た斜視図である。本実施形態のブローチ盤１００は、ブローチ１０２を中心に支柱部１０８ａ、１０８ｂが対称に配置されているが、前後方向においても対称な構成となっている。そのため、例えばラム１０４は前後方向に空間が開いていて、作業者はテーブル１０６の上の工作物１０７をブローチ盤１００の前面側からも背面側からも載置したり取り出したりすることが可能になっている。この構成は、作業現場において各機械を効率的に配置するうえでも役に立つ。

図３は、ブローチ盤１００を背面側からラム１０４が上昇している状態で示した模式図である。ブローチ１０２は、複数のブローチ固定具１１６ａ、１１６ｂによって、ラム１０４の内側の中央に固定されつつ、上下方向に引張力を加えられている。上側のブローチ固定具１１６ａは、ブローチ１０２の上端側を固定する部位であり、ラム１０４の外側上部のシリンダ１１８とつながっていて、ブローチ１０２の寸法に合わせて上下に移動することができる。下側のブローチ固定具１１６ｂは、工作物１０７およびテーブル１０６を貫通したブローチ１０２の下端側を固定する。

一対の駆動部１２０ａ、１２０ｂは、駆動源であるモータ１２２ａ、１２２ｂに加え、ボールねじ１２４ａ、１２４ｂ、レール１２６ａ、１２６ｂおよびスライダ１２８ａ、１２８ｂを含んで構成されている。なお、駆動部１２０ａ、１２０ｂは、機能の面では互いに同じ構成であるため、特に断らない限り、以下において一方側の駆動部を挙げて行った説明は他方側の駆動部にも当てはまるものとする。

駆動部１２０ａ側を例に挙げて説明する。ボールねじ１２４ａは、モータ１２２ａに接続され、支柱部１０８ａに沿って上下方向に延びている。ボールねじ１２４ａには、ボールねじ１２４ａの回転によって軸方向に移動するナット部材１３０ａが設けられている。ナット部材１３０ａには、ラム１０４の側部に設けられた連結部１３２ａが連結されている。したがって、ナット部材１３０ａが上下に動くと、ラム１０４も上下に駆動する。

図４は、ブローチ盤１００を側方から示した模式図である。図４では、駆動部１２０ｂ側を例に挙げて説明するために、紙面手前側の支柱部１０８ａおよびラム１０４の記載を省略している。レール１２６ｂは、支柱部１０８ｂの内側の壁面に沿って、上下方向に延びるように設けられている。ラム１０４には複数のスライダ１２８ｂが取り付けられていて、ラム１０４はレール１２６ｂと移動可能に噛み合っている。これらレール１２６ｂおよびスライダ１２８ｂによって、上述したモータ１２２ａ、１２２ｂによる駆動力を受けたラム１０４は上下方向に案内され、安定して駆動することが可能になっている。

図５は、ブローチ盤１００を背面側からラム１０４が下降した状態で示した模式図である。上記左右一対の駆動部１２０ａ、１２０ｂからの駆動力を受け、ラム１０４は主に下方へ駆動する。このとき、ブローチ１０２は、工作物１０７の下穴を基準軌道として下方に送られる。

上述したように、当該ブローチ盤１００は、ラム１０４や駆動部１２０ａ、１２０ｂなど、全体の構成要素をブローチ１０２を中心として対称になるよう配置している。ブローチ１０２は、数十ｃｍ〜数ｍの長尺な形状であることに加え、複数の切れ刃が同時に工作物１０７に喰い込むため、極めて大きな切削抵抗が生じる。しかしながら、当該ブローチ盤１００によれば、ブローチ１０２の全体を堅牢な箱枠型のラム１０４で囲って、ラム１０４にブローチ１０２の上下端を固定し、このラム１０４に対して左右対称の駆動部１２０ａ、１２０ｂから均等に駆動力を与えるため、駆動時におけるブローチ１０２の傾きを十全に防ぐことができる。さらに、ブローチ固定具１１６ａ、１１６ｂによってブローチ１０２に上下方向の引張力を加えていて、これによってブローチ盤１００の全体の振動も防いでいる。したがって、本実施形態であれば、工作物１０７を高い精度で加工することが可能である。

図６は、ブローチ盤１００を上方から示した模式図である。当該ブローチ盤１００では、一対の駆動部１２０ａ、１２０ｂは、レール１２６ａ、１２６ｂ、スライダ１２８ａ、１２８ｂおよびモータ１２２ａ、１２２ｂが、ブローチ１０２を中心にして互いに点対称になるよう配置している。具体的には、図６の右側を装置背面として、左側のレール１２６ａは前面側にあり、モータ１２２ａは背面側にある。そして、右側のレール１２６ｂは背面側にあり、モータ１２２ｂは前面側にある。

上記構成によれば、レール１２６ａ、１２６ｂを避けてモータ１２２ａ、１２２ｂをラム１０４に近づけることができるため、装置の小型化を図ることができる。このように各レールと各モータとをずらしつつ、これらがブローチ１０２を中心にして点対称に配置されているため、駆動部１２０ａ、１２０ｂからの駆動力をラム１０４に対して均等に与えることができ、ラム１０４およびブローチ１０２の傾きを防いで加工精度の向上に資することができる。

以上のように、本実施形態のブローチ盤１００は、高い精度での切削加工が可能になっている。当該ブローチ盤１００であれば、従来ではより高価な複合加工機が必要であった工作物１０７に対しても加工を施すことが可能になり、ブローチ加工の特長である高能率でばらつきが少なく、作業も簡易であるという利点をより広い分野で活かすことが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、ブローチの傾きおよび全体の振動を防いで加工精度のさらなる向上を図ったブローチ盤として利用することができる。

１００…ブローチ盤、１０２…ブローチ、１０４…ラム、１０６…テーブル、１０７…工作物、１０８ａ、１０８ｂ…支柱部、１１０…治具、１１２…コンベヤ、１１４…チップボックス、１１６ａ、１１６ｂ…ブローチ固定具、１１８…シリンダ、１２０ａ、１２０ｂ…駆動部、１２２ａ、１２２ｂ…モータ、１２６ａ、１２６ｂ…レール、１２８ａ、１２８ｂ…スライダ、１３０ａ、１３０ｂ…ナット部材、１３２ａ、１３２ｂ…連結部

Claims (2)

1. ブローチの直線運動によって所定の工作物を削るブローチ盤において、
   前記工作物を載置するテーブルと、
   前記ブローチを中心にその両脇に対称に設けられている一対の支柱部と、
   前記ブローチを中心に対称の形状に形成され前記テーブルを囲った状態で前記一対の支柱部に摺動可能に支えられている箱枠型のラムと、
   前記ブローチを前記ラムの中央に固定し、該ブローチに上下方向の引張力を加える複数のブローチ固定具と、
   前記一対の支柱部それぞれに設けられていて前記ラムを上下に駆動させる一対の駆動部と、
   を備えることを特徴とするブローチ盤。
2. 前記一対の駆動部それぞれは、
   前記支柱部に沿って上下方向に延びているレールと、
   前記レールに移動可能に設置されていて前記ラムに接続されるスライダと、
   前記ラムを上下駆動させるモータと、
   を含み、
   前記一対の駆動部は、前記レール、前記スライダおよび前記モータが前記ブローチを中心にして互いに点対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のブローチ盤。

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