JP2020175457A

JP2020175457A - バリ除去装置

Info

Publication number: JP2020175457A
Application number: JP2019077676A
Authority: JP
Inventors: 健太福井; Kenta Fukui
Original assignee: Shiga Yamashita Co Ltd
Current assignee: Shiga Yamashita Co Ltd
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-10-29
Anticipated expiration: 2039-04-16
Also published as: JP7253238B2

Abstract

【課題】駆動性能を維持し、小型化することができるバリ除去装置を提供する。【解決手段】第１ベース部１４ａと、第１ベース部１４ａの端部から第１ベース部１４ａの延在方向に対して直交する方向に延在する第２ベース部１４ｂと、第２ベース部１４ｂの端部から第２ベース部１４ｂの延在方向に対して直交する方向かつ第１ベース部１４ａの延在方向とは反対方向に延在する第３ベース部１４ｃと、軸部２０の軸方向に移動可能に設けられ刃２４を回転駆動する回転駆動部材１２と、第３ベース部１４ｃに配置され回転駆動部材１２を移動させるための駆動源２６と、駆動源２６の駆動力を回転駆動部材１２に伝達して回転駆動部材１２の移動を可能にする駆動力伝達部材３０と、第１ベース部１４ａと第３ベース部１４ｂの高低差を利用して形成されたデッドスペース１６に配置され、駆動源２６の回転数を減速して駆動力伝達部材３０に伝達する減速機構２８と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば機械部品の粗材（ワーク）に付着しているバリを除去するためのバリ除去装置に関する。

機械部品の粗材（ワーク）を鋳型等で加工する際、ワークにはバリが付着する。この種のワークのバリ除去技術として、例えば、加工すべきワーク形状を測定するワーク形状センサーと加工すべきワークを把持し、必要な位置と姿勢に保持する４軸の多関節機構で構成されたワーク保持ユニットと、バリ取り加工するための工具であるフライスカッターを任意に動作させる２軸多関節機構と、フライスカッターを前後方向スライドさせる１軸で構成されたカッター駆動ユニットと、ワーク形状センサーのデータから加工プログラムに変換し、各ユニットをプログラムされた動作をさせるＮＣコントローラと、で構成された、アルミ粗材のバリ取り設備が知られている（下記特許文献１）。

カッター駆動ユニットは、フライスカッターを前後方向に移動させるために、ボールねじを用いていた。ボールねじの周囲にはねじ溝が形成されているため、ねじ軸等に工作物から除去したバリ等がねじ溝に付着し、駆動性能に悪影響を及ぼすことを防止するため、ボールねじの周囲を覆うようにカバー等の被覆部材が被せられている。当該被覆部材は、フライスカッターの前後方向の移動を許容するために、１軸方向に開閉（伸縮）可能な蛇腹部を有するものが使用されている。

特開２０１１−２３５３６８号公報

ところで、フライスカッターの前後方向の移動の際に、蛇腹状に形成された被覆部材の蛇腹部が開閉（伸縮）することになるが、フライスカッターの前後方向の移動回数の増加等に伴い、やがて被覆部材が早めに経年劣化する。被覆部材が経年劣化したときには、経年劣化した被覆部材を新しいものに交換することになるが、当該被覆部材の交換作業時にカッター駆動ユニットの一部を分解しなければならず、工場現場における被覆部材の交換作業が極めて困難であった。また、被覆部材の蛇腹部が開閉（伸縮）することにより、蛇腹部にバリ等が入り込み、当該蛇腹部が破損する原因にもなっていた。

上記諸問題を解決するために、ボールねじに替えて別の駆動力伝達部材を採用することでフライスカッターの前後方向の移動を実現しようとしたが、別の駆動力伝達部材を採用したときにバリ除去装置が大型化する問題があった。

そこで、本発明は、上記技術的問題を解決するために、駆動性能を維持するとともに、小型化することができるバリ除去装置を提供することを目的とする。

本発明は、加工対象物のバリを除去するためのバリ除去装置であって、所定の方向に延在する第１ベース部と、前記第１ベース部の端部から前記第１ベース部の延在方向に対して直交する方向に延在する第２ベース部と、前記第２ベース部の端部から前記第２ベース部の延在方向に対して直交する方向かつ前記第１ベース部の延在方向とは反対方向に延在する第３ベース部と、前記第１ベース部の上方に配置される軸部と、前記軸部の軸方向に移動可能に設けられ、刃を回転駆動する回転駆動部材と、前記第３ベース部に配置され、前記回転駆動部材を移動させるための駆動源と、前記駆動源の駆動力を前記回転駆動部材に伝達して前記回転駆動部材の移動を可能にする駆動力伝達部材と、前記第１ベース部と前記第３ベース部の高低差を利用して形成されたデッドスペースに配置され、前記駆動源の回転数を減速して前記駆動力伝達部材に伝達する減速機構と、を有することを特徴とする。

前記第１ベース部と前記駆動力伝達部材は、同一平面上に設けられていることを特徴とする。

前記回転駆動部材は、複数設けられ、前記各回転駆動部材には、形状の異なる刃がそれぞれ設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、第１ベース部と第３ベース部の高低差を利用して形成されたデッドスペースに、駆動源の回転数を減速して駆動力伝達部材に伝達する減速機構を配置することにより、バリ除去装置の小型化を実現することができる。また、第２ベース部と第３ベース部が減速機構を囲む壁として機能するため、加工対象物から除去されたバリ等が第２ベース部と第３ベース部に遮られて減速機構に衝突することを防止できる。

また、第１ベース部と前記駆動力伝達部材は、同一平面上に設けられているため、バリ除去装置の小型化を実現することができる。

また、各回転駆動部材には形状の異なる刃がそれぞれ設けられているため、加工対象物の複数の加工部位及び異なる加工要求精度に対応することができる。

本発明の第１実施形態に係るバリ除去装置の斜め上方から見た斜視図である。本発明の第１実施形態に係るバリ除去装置の平面図である。本発明の第１実施形態に係るバリ除去装置の側面図である。本発明の第１実施形態に係るバリ除去装置の正面図である。本発明の第２実施形態に係るバリ除去装置の斜め上方から見た斜視図である。本発明の第２実施形態に係るバリ除去装置の平面図である。本発明の第２実施形態に係るバリ除去装置の側面図である。本発明の第２実施形態に係るバリ除去装置の正面図である。

本発明の第１実施形態に係るバリ除去装置について、図面を参照して説明する。

図１乃至図４に示すように、バリ除去装置１０は、１基の回転駆動部材１２を備えた構成の加工対象物（ワーク）のバリを除去するための装置である。

バリ除去装置１０は、ベース部材１４を備えている。ベース部材１４は、水平方向（図３中矢印Ｘ方向）に延在する第１ベース部１４ａと、第１ベース部１４ａの後方側端部から垂直方向（図３中矢印Ｙ方向）に立ち上がって延在する第２ベース部１４ｂと、第２ベース部１４ｂの上端部から第１ベース部１４ａとは反対側となる水平方向（図３中矢印Ｘ方向）に延在する第３ベース部１４ｃと、を有している。

第３ベース部１４ｃの下方には、第１ベース部１４ａと第３ベース部１４ｃとの高低差を利用して形成されたデッドスペース１６が設けられている。

第１ベース部１４ａ、第２ベース部１４ｂ及び第３ベース部１４ｃは、一体形成された部材を折り曲げ加工して形成された構成でもよく、別個独立した部品が固着具等により連結固定されて組み立てられた構成でもよい。

第１ベース部１４ａの前方側端部には、支持部１８が取り付けられている。支持部１８と第２ベース部１４ｂには軸受（図示省略）が設けられ、２本の軸部（シャフト）２０が各軸受部に掛け渡されて配置されている。各軸部２０は、軸方向（例えば水平方向）に延びたシャフトである。

軸部２０は、２本に限定されるものではなく、１本又は３本以上設けられていてもよい。

第２ベース部１４ｂは、デッドスペース１６を形成するための手段と、軸部２０の軸受と、を兼ねている。

軸部２０には、当該軸部２０の軸方向に沿って移動可能な保持部材２２が取り付けられている。保持部材２２は、軸部２０の軸方向に沿って移動可能となるように軸部２０の周囲に取り付けられた基底部２２ａと、基底部２２ａに接続した台部２２ｂと、を有している。

台部２２ｂには、回転駆動部材１２が固定されている。回転駆動部材１２は、高速回転可能な動力軸１２ａを有している。動力軸１２ａの先端部には、加工対象物に形成されたバリに接触して当該バリを除去するための刃２４が設けられている。刃２４は、動力軸１２ａの回転と共に軸回りに回転する。

回転駆動部材１２として、スピンドルモータが好ましい。

第３ベース部１４ｃには、駆動源２６が取り付けられている。駆動源２６は、当該駆動源２６の長手方向が軸部２０の軸方向に対して直交する方向となるように配置されている。換言すれば、駆動源２６は、長手方向である軸方向が垂直方向となるように設けられている。このため、第３ベース部１４ｃの上面から上方向に所定の長さの領域（有効スペース３２という）に駆動源２６が位置している。

駆動源２６は、駆動モータであり、例えばサーボモータが好ましい。この場合、駆動源２６の駆動軸（図示省略）は、例えば、所定の円弧長にわたり正回転及び逆回転を行い、円弧運動を実現する。

駆動源２６の駆動軸は、正回転又は逆回転の回転運動を行うように制御することも可能である。

駆動源２６には、当該駆動源２６の駆動軸の回転数を減速するための減速機構２８が接続されている。減速機構２８を設けることによりトルクの増大が図られる。

減速機構２８は、例えば、減速ギヤ群から構成されている。

減速機構２８は、第３ベース部１４ｃの下面側に形成されたデッドスペース１６に配置されている。第２ベース部１４ｂが垂直方向（図３中矢印Ｙ方向）に沿って延在するため、第３ベース部１４ｃの下面側には、第２ベース部１４ｂの延在長さと第３ベース部１４ｃの延在長さで大きさが規定される所定のデッドスペース１６が形成されている。減速機構２８の配置部位として当該デッドスペース１６を有効に活用することこそが、バリ除去装置１０のデザイン設計の特徴でもある。

減速機構２８には、駆動力伝達部材３０の後方側端部が第１連結部３８において機械的に接続されている。駆動力伝達部材３０は、駆動源２６の駆動力を回転駆動部材１２に伝達して回転駆動部材１２が軸部２０の軸方向に移動することを実現する。詳細には、駆動力伝達部材３０は、駆動源２６の円弧運動を直線運動に変換することで、駆動源２６の駆動力が保持部材２２を介して回転駆動部材１２に伝達される。これにより、回転駆動部材１２は、軸部２０の軸方向に沿った直線運動が可能になる。

なお、本明細書において「直線運動」には、所定の軸方向の運動の他に、往復直線運動も含まれる。

駆動力伝達部材３０は、例えばリンク機構３１で構成されている。リンク機構３１は、例えば、アーム部材を有している。

駆動力伝達部材３０の前方側端部は、第２連結部４０において保持部材２２の基底部２２ａに対して機械的に接続されている。このため、駆動力伝達部材３０は、駆動源２６と回転駆動部材１２とが機械的に接続する機能を有する。

ここで、駆動力伝達部材３０の下面が、第１ベース部１４ａの下面と一致するように設定されている。すなわち、第１ベース部１４ａと駆動力伝達部材３０が同一平面上に位置するように設計されている。これにより、駆動力伝達部材３０が第１ベース部１４ａに対して下方側に出っ張ることがなく、バリ除去装置１０の小型化に寄与することができる。また、第１ベース部１４ａが駆動力伝達部材３０の動作をガイドする機能も兼ねている。

駆動力伝達部材３０の周囲は、カバー等の被覆部材で覆われていない。駆動力伝達部材３０の表面には、ボールねじのねじ軸のように、ねじ溝が形成されておらず、ねじ溝にバリ等が入り込み、駆動性能に悪影響を及ぼすことがない。このため、駆動力伝達部材３０の周囲をカバー等の被覆部材で覆う必要がなくなり、部品点数を削減できる。

次に、第１実施形態に係るバリ除去装置１０の作用及び効果について説明する。

図１乃至図４に示すように、駆動源２６が駆動すると、駆動源２６の駆動軸が円弧運動を行うとともに、駆動軸の回転数が減速機構２８により減速されて、駆動源２６の駆動力が駆動力伝達部材３０に伝達される。駆動力伝達部材３０は、駆動源２６の駆動力を受けて、駆動源２６の駆動軸の円弧運動を直線運動に変換する。これにより、駆動力伝達部材３０に機械的に接続している保持部材２２が軸部２０の軸方向に沿って直線運動を行う。同時に、保持部材２２に位置決め固定されている回転駆動部材１２も軸部２０の軸方向に沿って直線運動を行う。これにより、回転駆動部材１２の動力軸１２ａに設けられた刃２４が加工対象物に近接し、バリ取り作業が可能になる。

駆動力伝達部材３０が駆動源２６の駆動力を回転駆動部材１２に伝達して回転駆動部材３０の直線方向の移動を可能にするリンク機構３１で構成したことにより、リンク機構３１にはねじ溝が形成される部位ないし箇所がなく、リンク機構３１のねじ溝にバリが付着することがない。このため、リンク機構３１の周囲をカバー等の被覆部材で覆う必要がなく、回転駆動部材１２の駆動性能の維持を図るとともに、バリ除去装置１０の部品点数を削減できる。また、リンク機構３１の周囲を被覆部材で覆う必要がないことから、当然ながら被覆部材の交換作業が不要になるため、工場現場において作業効率が向上する。

駆動源２６の駆動軸が円弧運動を行うことにより、駆動力伝達部材３０の移動に要する領域を小さくすることができ、バリ除去装置１０の小型化を実現できる。

駆動源２６は、軸方向が垂直方向（図３中矢印Ｙ方向）となるようにして第３ベース部１４ｃに配置されている。駆動源２６の水平方向の前方側には回転駆動部材１２が対向するように配置されており、保持部材２２の台部２２ｂに回転駆動部材１２が載置されるため、台部２２ｂの上方側には有効スペース３２が形成されるが、当該有効スペース３２の一部に軸方向が垂直方向となるように駆動源２６を配置することによって、有効スペース３２の活用が可能になる。これにより、バリ除去装置１０の小型化に寄与することができる。

第１ベース部１４ａには第２ベース部１４ｂが接続されているが、第２ベース部１２ｂの垂直方向（図３中矢印Ｙ方向）に沿う長さによって形成されたデッドスペース１６、換言すれば第１ベース部１４ａと第３ベース部１４ｃの高低差を利用して形成されたデッドスペース１６に、減速機構２８を配置することにより、バリ除去装置１０の小型化を実現している。

同時に、第２ベース部１４ｂと第３ベース部１４ｃが減速機構２８を囲む壁として機能するため、加工対象物から除去されたバリ等が第２ベース部１４ｂと第３ベース部１４ｃに遮られて減速機構２８に衝突することを防止できる。この結果、減速機構２８の破損を防止できる。

以上のように、駆動源２６、減速機構２８、駆動力伝達部材３０及び回転駆動部材１２が有機的な機械的接続の関係を維持しながら、各構成部材の配置部位に工夫を施したことにより、回転駆動部材１２の駆動性能の維持とバリ除去装置１０の小型化を同時に実現することができるのである。

次に、本発明の第２実施形態に係るバリ除去装置について、図面を参照して説明する。なお、第１実施形態に係るバリ除去装置の構成と重複する構成には同符号を付し、説明を適宜省略する。

図５乃至図８に示すように、バリ除去装置１０は、２基の回転駆動部材１２を備え、加工対象物（ワーク）のバリを除去するための装置である。

２基の回転駆動部材１２は、刃２４の形状が相互に異なるのみで、他の構成は同じである。これにより、異なる形状の２つの刃２４を同時に備えることができるため、加工対象物の複数の加工部位及び異なる加工要求精度に対応することができる。

２基の回転駆動部材１２を駆動させるための駆動源２６、減速機構２８及び駆動力伝達部材３０も２基の回転駆動部材１２に対応するように搭載されている。

ここで、駆動源２６、減速機構２８及び駆動力伝達部材３０は、ガード部材３４により覆われた構造となっている。これにより、加工対象物から除去したバリが駆動源２６、減速機構８及び駆動力伝達部材３０に衝突して駆動性能に悪影響を及ぼすことを防止できる。

また、束ねた電気配線等が配線カバー３６に挿通されることにより、電気配線等を纏めることができる。さらに、加工対象物から除去したバリが飛び出しても、配線カバー３６によって遮られるため、当該バリが電気配線等に衝突して破損することを防止できる。

２基の回転駆動部材１２に限定されるものではなく、３基以上の複数基の回転駆動部材１２を設けてもよい。ただし、この場合、回転駆動部材１２が軸部２０の軸方向に沿って移動することを可能にするための駆動源、減速機構、駆動力伝達部材を別途設ける必要がある。

なお、ガード部材３４及び配線カバー３６は、第１実施形態のバリ除去装置１０に設けてもよい。

以上で説明した各実施形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることが可能である。

１０バリ除去装置
１２回転駆動部材
１２ａ動力軸
１４ベース部材
１４ａ第１ベース部
１４ｂ第２ベース部
１４ｃ第３ベース部
１６デッドスペース
１８支持部
２０軸部
２２保持部材
２２ａ基底部
２２ｂ台部
２４刃
２６駆動源
２８減速機構
３０駆動力伝達機構
３１リンク機構
３２有効スペース
３４ガード部材
３６配線カバー
３８第１連結部
４０第２連結部

Claims

加工対象物のバリを除去するためのバリ除去装置であって、
所定の方向に延在する第１ベース部と、
前記第１ベース部の端部から前記第１ベース部の延在方向に対して直交する方向に延在する第２ベース部と、
前記第２ベース部の端部から前記第２ベース部の延在方向に対して直交する方向かつ前記第１ベース部の延在方向とは反対方向に延在する第３ベース部と、
前記第１ベース部の上方に配置される軸部と、
前記軸部の軸方向に移動可能に設けられ、刃を回転駆動する回転駆動部材と、
前記第３ベース部に配置され、前記回転駆動部材を移動させるための駆動源と、
前記駆動源の駆動力を前記回転駆動部材に伝達して前記回転駆動部材の移動を可能にする駆動力伝達部材と、
前記第１ベース部と前記第３ベース部の高低差を利用して形成されたデッドスペースに配置され、前記駆動源の回転数を減速して前記駆動力伝達部材に伝達する減速機構と、
を有することを特徴とするバリ除去装置。
前記第１ベース部と前記駆動力伝達部材は、同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバリ除去装置。
前記回転駆動部材は、複数設けられ、
前記各回転駆動部材には、形状の異なる刃がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバリ除去装置。