JP3820365B2 - バリ取り装置及びバリ取り方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物に形成された貫通孔のエッジ面に発生するバリを取るためのバリ取り装置及びバリ取り方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、小径孔の高精度加工が必要とされる部品が増加している。例えば、ハードディスクのスリーブや内燃機関の燃料噴出バルブなどである。
【０００３】
同時に、これらの部品の小径孔の高精度加工に加えて、加工後の小径孔の仕上げ処理も重要性が増している。仮に、これらの部品の小径孔が高精度に加工できたとしても、その小径孔の両端のエッジ面にバリが残っていると、高精度に加工した意味がなくなるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、部品に形成された小径孔の仕上げ処理を行う装置が多数提案されている。
【０００５】
例えば、小径孔のエッジ面に高圧ジェット流体を噴射し、高圧ジェット流体の圧力により小径孔のエッジ面に残っているバリを吹き飛ばす装置が提案されている。
【０００６】
また、小径孔のエッジ面に高熱を与え、エッジ面に残っているバリを熱で溶融する装置も提案されている。
【０００７】
あるいは、小径孔のエッジ面において小規模の爆発を起こさせ、その爆風でエッジ面に残っているバリを吹き飛ばす装置も提案されている。
【０００８】
しかしながら、これらの装置はいずれも大型化することを避けられず、さらには、高圧ジェット、高熱または爆発に対する安全策を施さなければならず、構造が複雑にならざるを得ず、ひいては、高価なものになることが避けられない。
【０００９】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、部品、特に、小部品に形成された小径孔のエッジ面に残るバリを除去することができるバリ取り装置及びバリ取り方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、第１の発明として、対象物に形成された貫通孔のエッジ面のバリを取るバリ取り装置であって、前記貫通孔に挿通される可撓性の線状体と、前記対象物の両側において前記線状体を保持する線状体保持手段と、前記対象物を回転中心軸を中心として回転させる回転手段と、からなり、前記貫通孔の中心軸と前記回転中心軸とは相互に偏心しているバリ取り装置を提供する。
【００１１】
例えば、回転中心軸は対象物の回転軸と一致するものとする。この場合、貫通孔は対象物の回転軸から偏心しているため、貫通孔に挿通されている可撓性の線状体（例えば、金属製ワイヤ）の軸線は対象物の回転軸とは相互に偏心している。この状態の下に、対象物を回転させると、偏心した貫通孔は回転中心軸の回りに回転運動を行う。貫通孔に挿通された線状体も貫通孔の回転運動に伴って回転中心軸の回りに回転運動を行うが、線状体は剛体ではないため、この回転運動により、線状体には振動が励起され、その結果として、貫通孔の回転数と励起された線状体の回転数との間には差が生じる。この回転数の差に起因して、線状体は貫通孔のエッジ面に沿って円運動を行う。このように、線状体が貫通孔のエッジ面に沿って円運動を行うことにより、貫通孔の周壁のエッジ面（周壁の上面及び下面の何れか一方）に残っているバリが線状体によりそぎ落とされる。対象物を回転させ、線状体を振動させている間に、例えば、適量の水を対象物に対して上から流すことにより、そぎ落とされたバリを除去することができる。
【００１２】
また、本発明は、第２の発明として、対象物に形成された貫通孔のエッジ面のバリを取るバリ取り装置であって、前記貫通孔に挿通される可撓性の線状体と、前記対象物の両側において前記線状体を保持する線状体保持手段と、前記対象物を回転中心軸を中心として回転させる回転手段と、前記回転中心軸が前記対象物の回転軸と偏心するように前記対象物を保持する偏心コレットと、を備えるバリ取り装置を提供する。
【００１３】
先に述べた第１の発明においては、対象物の貫通孔の中心軸が対象物の回転軸と偏心しているものとしたが、貫通孔をその中心軸が対象物の回転軸と一致するように形成することも可能である。この場合には、偏心コレットにより対象物を保持する。偏心コレットを用いることにより、回転中心軸が対象物の回転軸と偏心することとなり、第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１４】
本バリ取り装置は、前記対象物と前記線状体保持手段との間の距離を相対的に変化させる距離変化手段を備えることが好ましい。この距離変化手段は、例えば、前記対象物を前記線状体に沿って上下動させる装置として構成することができ、前記線状体により前記対象物のバリ取りを行っている間、前記対象物を前記線状体に沿って上下動させ続けることが好ましい。
【００１５】
仮に、振動している前記線状体と回転している前記対象物とが共振関係に陥ると、前記線状体は回転を停止する。このため、理論的には、前記線状体と前記対象物とが共振するような位置に前記対象物を配置させなければ、前記線状体と前記対象物との間の共振は防止することができる。しかしながら、前記線状体と前記対象物との間の共振は前記線状体の振動数、前記線状体の長さ、前記対象物の回転数などの複数のパラメータに応じて起こる現象であり、共振が生じるような前記対象物の位置を算出することは困難であり、また、仮に、ある瞬間における共振の位置を算出したとしても、次の瞬間には変わっていることがあるため、共振位置をそのつど算出することは現実的ではない。
【００１６】
前記線状体の振動数は前記線状体の長さに応じて変化する。このため、前記線状体により前記対象物のバリ取りを行っている間、例えば、前記対象物を前記線状体に沿って上下動させ続けることにより、前記対象物が共振を生じるような位置を瞬間的に通過することはあっても、前記対象物が共振位置に配置され、そのままその位置に静止してしまうような事態を防止することができる。
【００１７】
なお、対象物を静止させておき、線状体を対象物に対して上下動させることにより、対象物と線状体保持手段との間の距離を相対的に変化させることも可能である。
【００１８】
なお、線状体の材質としては、可撓性であり、かつ、バリをそぎ落とすことができる程度の硬度を有する材質であれば、どのような材質を用いることもできる。例えば、線状体を金属製のワイヤとして構成することができる。あるいは、線状体として、より線、棒状体、金属製の糸を選択することも可能である。
【００１９】
また、本バリ取り装置は、少なくとも一個の前記線状体を保持し、その線状体を前記線状体保持手段に供給し、または、前記線状体保持手段から排出された線状体を受け取る線状体供給排出手段をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
上述のバリ取り装置により得られる効果は以下に述べるバリ取り方法によっても得ることが可能である。
【００２１】
すなわち、本発明は、対象物に形成された貫通孔のエッジ面のバリを取るバリ取り方法であって、前記対象物に貫通孔を形成する際に、前記貫通孔の中心軸と前記対象物の回転中心軸とが相互に偏心するように、前記貫通孔を形成する第１の過程と、前記貫通孔に挿通された可撓性の線状体を前記対象物の上方及び下方において保持した状態において、前記対象物を前記回転中心軸を中心として回転させる第２の過程と、を備えることを特徴とするバリ取り方法を提供する。
【００２２】
本バリ取り方法は、前記対象物と前記線状体の保持位置との間の距離を相対的に変化させる第３の過程をさらに備えることが好ましい。
【００２３】
この第３の過程においては、例えば、前記対象物を前記線状体に沿って上下動させることにより、対象物と線状体の保持位置との間の相対的距離を変えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るバリ取り装置１１０の原理を示す概略図であり、図２は、本発明に係るバリ取り装置によるバリ取りの対象となるワーク１２０を上方から見たときの平面図、図３は、ワーク１２０の回転とワーク１２０の貫通孔１２１に挿通されたワイヤ１１１の回転と相互関係を示す平面図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、ワーク１２０は円筒形をなしており、ワーク１２０にはその軸線と平行に貫通孔１２１が形成されている。また、図２に示すように、貫通孔１２１は、その軸線がワーク１２０の中心軸１２０ａとは偏心しているように、形成されている。後述するように、貫通孔１２１には、バリ取り装置１１０のワイヤ１１１が挿通される。
【００２６】
図１に示すように、バリ取り装置１１０は、貫通孔１２１に挿通されるワイヤ１１１と、ワーク１２０の上方においてワイヤ１１１を保持する上方ワイヤ保持手段１１２と、ワーク１２０の下方においてワイヤ１１１を保持する下方ワイヤ保持手段１１３と、ワーク１２０を中心軸１２０ａを中心として回転させるワーク回転装置１１４と、からなっている。
【００２７】
ワーク回転装置１１４は、後述する実施例において示すように、例えば、ワーク１２０を保持するホルダーと、そのホルダーの周囲に掛け渡されたベルトと、ベルトを回転駆動するモーターと、から構成することができる。
【００２８】
貫通孔１２１はワーク１２０の中心軸１２０ａから偏心しているため、貫通孔１２１に挿通されているワイヤ１１１の軸線もワーク１２０の回転中心軸である中心軸１２０ａとは相互に偏心している。
【００２９】
この状態の下に、ワーク１２０をワーク回転装置１１４により回転させると、ワーク１２０の中心軸１２０ａから偏心している貫通孔１２１は中心軸１２０ａの回りに回転運動を行う。貫通孔１２１に挿通されたワイヤ１１１も貫通孔１２１の回転運動に伴って中心軸１２０ａの回りに回転運動を行うが、ワイヤ１１１は剛体ではないため、この回転運動により、ワイヤ１１１はワーク１２０と上方ワイヤ保持手段１１２との間及びワーク１２０と下方ワイヤ保持手段１１３との間においてそれぞれ振動する。ワイヤ１１１の振動の軌跡を点線１１１ａにより図１に示す。
【００３０】
この結果、貫通孔１２１の回転数とワイヤ１１１の回転数との間には差が生じる。この回転数の差に起因して、図３の矢印Ａに示すように、ワイヤ１１１は貫通孔１２１のエッジ面１２１ａに沿って円運動を行う。
【００３１】
ここで、貫通孔１２１のエッジ面１２１ａとは、図４に示すように、貫通孔１２１の上端及び下端における貫通孔１２１の周壁の角部分を指す。
【００３２】
ワイヤ１１１のエッジ面１２１ａに沿った円運動はワーク１２０の上面及び下面の双方において行われるが、ワイヤ１１１の円運動に起因するバリ取りの程度はワーク１２０の上面と下面とで異なる。
【００３３】
具体的には、図１に示すように、ワーク１２０の上面と上方ワイヤ保持手段１１２との間の距離をＤ１、ワーク１２０の下面と下方ワイヤ保持手段１１３との間の距離をＤ２とすると、Ｄ１＞Ｄ２の場合には、ワイヤ１１１はワーク１２０の上面におけるエッジ面１２１ａ及び下面におけるエッジ面１２１ａの双方に沿って円運動を行うが、ワーク１２０の上面におけるエッジ面１２１ａにおいて、より多くのバリを取ることができる。同様に、Ｄ２＞Ｄ１の場合には、ワイヤ１１１はワーク１２０の上面におけるエッジ面１２１ａ及び下面におけるエッジ面１２１ａの双方に沿って円運動を行うが、ワーク１２０の下面におけるエッジ面１２１ａにおいて、より多くのバリを取ることができる。また、Ｄ１＝Ｄ２の場合には、ワイヤ１１１はワーク１２０の上面におけるエッジ面１２１ａ及び下面におけるエッジ面１２１ａの双方に沿って円運動を行うが、ワーク１２０の上面におけるエッジ面１２１ａ及び下面におけるエッジ面１２１ａにおいて同量のバリを取ることができる。
【００３４】
このように、ワイヤ１１１が貫通孔１２１のエッジ面１２１ａに沿って円運動を行うことにより、貫通孔１２１のエッジ面１２１ａに残っているバリがワイヤ１１１によりそぎ落とされる。
【００３５】
この場合、例えば、ワーク１２０の上方から、水、油、スラリーなどの流体状物質を流しておくことにより、そぎ落とされたバリを除去することができる。
【００３６】
以上のように、本発明に係るバリ取り装置１１０によれば、従来のバリ取り装置とは異なり、装置の大型化及び複雑化を招来することなく、ワーク１２０の貫通孔１２１のエッジ面１２１ａに生じたバリを除去することができる。
【００３７】
上述のバリ取り装置１１０は、貫通孔１２１がワーク１２０の中心軸１２０ａから偏心して形成されている場合におけるワーク１２０のバリ取りを行うものであったが、バリ取り装置１１０は、貫通孔１２１の軸線がワーク１２０の中心軸１２０ａと一致するように貫通孔１２１が形成されているワークに対しても適用することが可能である。この場合には、以下に述べるように、偏心コレット１３０を使用する。
【００３８】
図５は、バリ取り装置１１０において偏心コレット１３０を使用した場合のワーク１２０の保持状態を示す平面図である。
【００３９】
ワーク１２０には、ワーク１２０の中心軸１２０ａと軸線が一致するように貫通孔１２２が形成されている。
【００４０】
偏心コレット１３０は円形の横断面を有しており、偏心コレット１３０には、ワーク１２０の中心軸１２０ａと同一の軸を中心とする円形の貫通孔１３０ａが形成されている。貫通孔１３０ａはワーク１２０の外径に等しい内径を有しており、ワーク１２０は貫通孔１３０ａに嵌め込まれた状態で固定されている。また、貫通孔１３０ａの中心軸は偏心コレット１３０の中心軸１３０ｂとは偏心した状態にある。従って、ワーク１２０の中心軸１２０ａも偏心コレット１３０の中心軸１３０ｂとは偏心した状態にある。
【００４１】
偏心コレット１３０の周囲には、ベルト１３１が掛け渡されており、ベルト１３１はモーター（図示せず）により駆動される。
【００４２】
ベルト１３１を介してモーターにより偏心コレット１３０を回転させると、偏心コレット１３０は中心軸１３０ｂを中心として回転する。ワーク１２０は偏心コレット１３０の中心軸１３０ｂを中心として回転することになるため、貫通孔１２２もコレット１３０の中心軸１３０ｂの周囲に回転することとなる。
【００４３】
従って、図１乃至図３に示した例と同様の状態となり、偏心コレット１３０の回転に伴い、ワイヤ１１１が振動し、貫通孔１２２のエッジ面に沿って円運動を行う。この結果、貫通孔１２２のエッジ面に生じたバリがワイヤ１１１によりそぎ落とされる。
【００４４】
また、本バリ取り装置１１０は、図１に示すように、ワーク１２０をワイヤ１１１に対して上下動させるワーク上下動装置１１５を備えることができる。
【００４５】
ワーク上下動装置１１５により、ワーク１２０を上下動させると、ワーク１２０の上面と上方ワイヤ保持手段１１２との間の距離Ｄ１と、ワーク１２０の下面と下方ワイヤ保持手段１１３との間の距離Ｄ２とを所望の値に変えることができる。
【００４６】
仮に、振動しているワイヤ１１１と回転しているワーク１２０とが共振関係に陥ると、ワイヤ１１１は回転を停止する。このため、理論的には、ワイヤ１１１とワーク１２０とが共振するような位置にワーク１２０を配置させなければよいが、共振点の位置を算出することは困難であり、また、仮に、ある瞬間における共振点の位置を算出したとしても、次の瞬間には変わっていることがあるため、共振点の位置をそのつど算出することは現実的ではない。このため、ワイヤ１１１によりワーク１２０のバリ取りを行っている間、ワーク１２０をワイヤ１１１に沿って上下動させ続けることにより、ワーク１２０が共振点の位置を瞬間的に通過することはあっても、ワーク１２０が共振点の位置に配置され続けてしまうことを防止することができるので、ワイヤ１１１とワーク１２０との間の共振を効果的に防止することが可能である。
【００４７】
なお、ワーク１２０を上下動させる代わりに、ワーク１２０を静止させておき、ワイヤ１１１をワーク１２０に対して上下動させるようにすることも可能である。
【００４８】
なお、本バリ取り装置１１０における主要寸法の一例を以下に挙げる。
【００４９】
貫通孔１２１の直径：３ｍｍ
ワーク１２０の直径：１６ｍｍ
貫通孔１２１とワーク１２０との偏心量：２ｍｍ
ワイヤ１１１の直径：２．７ｍｍ
ワイヤ１１１の直径は貫通孔１２１の直径の６０％乃至９５％の範囲内にあることが望ましい。
【００５０】
なお、上述の実施形態においては、ワイヤ１１１を上下方向に配置したが、ワイヤ１１１を配置する方向は上下方向に限定されるものではなく、水平方向に配置してもよい。
【００５１】
また、上述の実施形態に係るバリ取り装置１１０は円筒形のワーク１２０を対象としたが、ワーク１２０の形状は円筒形に限られるものではなく、断面が多角形その他の定形形状あるいは不定形形状をなすようなものであってもよい。
【００５２】
以下、本発明に係るバリ取り装置の一実施例を図６乃至図１４を用いて説明する。本実施例は上述のワイヤ１１１を上下方向に配置した場合の例である。
【００５３】
図６は本実施例に係るバリ取り装置１を正面から見たときの全体正面図、図７は同装置１を上方側から見たときの平面図、図８は同装置１をバリ取り処理装置５側から見た一部省略する側面図である。
【００５４】
本実施例に係るバリ取り装置１は、バリ取り処理の対象物である円筒形状のワークＷが挿通されている複数本の加工用ワイヤ２ａを垂直方向に保持するワイヤ保持装置３と、加工用ワイヤ２ａをワイヤ保持装置３から受け取って移送するワイヤ供給排出装置４と、このワイヤ供給排出装置４から移送されてきた一本の加工用ワイヤ２ａを垂直方向に保持して、ワークＷのバリ取り処理を行うバリ取り処理装置５と、を備えている。
【００５５】
ワイヤ保持装置３、ワイヤ供給排出装置４及びバリ取り処理装置５はケーシングＣ内に垂直に立設されたベース部材６（図７及び図８参照）上に配設されている。
【００５６】
ワイヤ保持装置３は、ワークＷが挿通された複数本の加工用ワイヤ２ａを、着脱自在な係止状態で保持し、ワイヤ供給排出装置４側に順次搬送する。
【００５７】
ワイヤ供給排出装置４は、ワイヤ保持装置３によって所定位置にまで搬送されてきた加工用ワイヤ２ａをハンド部材４１及び４２で把持し、図６の向かって右側に配置されたバリ取り処理装置５側に移送する。
【００５８】
バリ取り処理装置５は、ワイヤ供給排出装置４から移送されてきた一本の加工用ワイヤ２ａに挿着されたワークＷをワークホルダー５３で捕捉して把持し、ワークＷに形成されている貫通孔に生じたバリを除去する。
【００５９】
なお、装着されたワークＷについてバリ取り処理が完了した状態のバリ取り完了ワイヤ２ｂは、再びワイヤ供給排出装置４のハンド部材４１及び４２で把持されて、ワイヤ保持装置３側に回転移送され、このワイヤ保持装置３に係止状態で再び保持されることになる。
【００６０】
以下、ワイヤ保持装置３の構成及び機能を詳説する。
【００６１】
このワイヤ保持装置３は、ケーシングＣ内の上方位置に配置された円盤部材からなる上方ワイヤホルダ３１と、この上方ワイヤホルダ３１と所定距離離れた下方位置に、この上方ワイヤホルダ３１と同口径に形成され、その中心位置が上方ワイヤホルダ３１の中心位置と一致するように、上方ワイヤホルダ３１と対向配置された下方ワイヤホルダ３２と、備えている。
【００６２】
上方ワイヤホルダ３１の上方には、モータ３４（図７及び図８参照）が配置され、上方ワイヤホルダ３１には、このモータ３４から下方に延びる回転軸３５（図８参照）が固定されている。即ち、上方ワイヤホルダ３１は、モータ３４の作動によって、定められた位置に回転または停止する。モータ３４としては、ステッピングモータまたはサーボモータを用いることができる。
【００６３】
一方、下方ワイヤホルダ３２は、上方ワイヤホルダ３１を貫通して垂下する回転軸３５が貫通固定され、上方ワイヤホルダ３１と一体的に回転または停止する。なお、回転軸３５の下端は、軸受け３６に回転自在に支持されている。
【００６４】
上記の構成により、上方ワイヤホルダ３１と下方ワイヤホルダ３２とは、一体的に回転及び停止を行い、下記の構成で保持された複数の加工用ワイヤ２ａをワイヤ供給排出装置４のハンド部材４１及び４２が待機する所定位置へ順次搬送する。
【００６５】
続いて、図９及び図１０を参照して、上方ワイヤホルダ３１及び下方ワイヤホルダ３２が加工用ワイヤ２ａを保持する構造について説明する。
【００６６】
まず、上方ワイヤホルダ３１と下方ワイヤホルダ３２のそれぞれの周壁３１ａ，３２ａには、半径方向内側に向けて凹設された係止凹部３１ｂ，３２ｂが、それぞれ周方向等間隔に複数設けられている。
【００６７】
ここで、図９（Ａ）は、上方ワイヤホルダ３１の係止凹部３１ｂの一つに、加工用ワイヤ２ａ（又は、バリ取り完了ワイヤ２ｂ、以下同様）の上端部に設けられた円筒状の係止用端部２１が係止され、加工用ワイヤ２ａが垂直方向に保持されている様子を示す部分拡大側面図であり、図９（Ｂ）は、係止された同係止用端部２１部分を上方（図９（Ａ）の矢印Ｕ1方向）から見たときの部分拡大平面図である。
【００６８】
これらの図９（Ａ）及び（Ｂ）に示されているように、加工用ワイヤ２ａの上端に設けられた係止用端部２１は、該係止用端部２１の下端部２１ａが係止凹部３１ｂに設けられた段差部３１ｃの上面に当接している。加工用ワイヤ２ａは、この段差部３１ｃに加工用ワイヤ２ａの自重によって着座し、係止される。
【００６９】
一方、図１０（Ａ）は、下方ワイヤホルダ３２の係止凹部３２ｂの一つに、加工用ワイヤ２ａの下端部に設けられた円筒状の係止用端部２２が係止されて、加工用ワイヤ２ａが垂直方向に保持されている様子を示す部分拡大側面図であり、図１０（Ｂ）は、同係止用端部２２部分を上方（図１０（Ａ）の矢印Ｕ2方向）から見たときの部分拡大平面図である。
【００７０】
これらの図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示されているように、加工用ワイヤ２ａの係止用端部２２は、下方ワイヤホルダ３２の周壁３２ａに半径方向内側に向けて半円筒状に凹設された係止凹部３２ｂに対して、略半分入り込んだ状態で係止されている。
【００７１】
上記の構成により、加工用ワイヤ２ａは、上方ワイヤホルダ３１と下方ワイヤホルダ３２の両方に係止され、垂直方向に保持されることになる。即ち、上方ワイヤホルダ３１と下方ワイヤホルダ３２は、加工用ワイヤ２ａのストック部材として機能する。
【００７２】
ここで、加工用ワイヤ２ａの係止用端部２２が、加工用ワイヤ２ａを搬送する過程の遠心力等により、下方ワイヤホルダ３２に設けられた係止凹部３２ｂから外れてしまう場合も想定される。このため、係止用端部２２の係止凹部３２ｂからの外れを迅速に検知するため、下方ワイヤホルダ３２の近傍にはセンサＳが配置されている。
【００７３】
図１１は、加工用ワイヤ２ａの係止用端部２２が、係止凹部３２ｂから外れた状態を表す部分拡大側面図である。この図１１に示すように、垂直方向に保持されたときの係止用端部２２の下端位置Ｐ1と、係止用端部２２が係止凹部３２ｂから外れたときの下端位置Ｐ2とでは、図１１において符号Ｈで示す程度に高さが異なってくる。
【００７４】
従って、下端位置Ｐ1よりも上方に係止用端部２２の下端があることをセンサＳで検知することによって、係止用端部２２が係止凹部３２ｂから外れて、加工用ワイヤ２ａが垂直方向に保持されていない状態（斜めになった状態）にあることを容易に判定することができる。
【００７５】
なお、センサＳは、係止用端部２２の下端位置を検知できる光センサその他のセンサを適宜選択可能である。
【００７６】
ここで、本実施例においては、一対のワイヤホルダ３１及び３２の間において加工用ワイヤ２ａを係止させて、搬送時の加工用ワイヤ２ａの揺動（振れ）を防止する機能を発揮する円盤状又は円筒状の中間係止部材３３を設けることができる（図６参照）。
【００７７】
図１２は中間係止部材３３の一実施形態の構成を表す拡大側面図である。
【００７８】
図１２に示すように、上方ワイヤホルダ３１及び下方ワイヤホルダ３２と同口径の略円筒形状に形成されている中間係止部材３３の周壁３３ａには、上下のワイヤホルダ３１，３２の周壁３１ａ，３２ａのそれぞれに設けられた係止凹部３１ｂ，３２ｂと周方向同位置に係止凹部３３ｂが複数設けられている。
【００７９】
この中間係止部材３３を設けることによって、搬送の際に加工用ワイヤ２ａが揺動する（振れる）ことがなくなるため、ワイヤホルダ３１，３２（特に、下方ワイヤホルダ３２）から脱落するおそれがなくなる。また、加工用ワイヤ２ａのワイヤ供給排出装置４への搬送過程において、加工用ワイヤ２ａが外れたり、ずれたりすることがなくなるので、加工用ワイヤ２ａを確実に垂直方向に保持し、確実にワイヤ供給排出装置４へ渡すことが可能となる。
【００８０】
次に、ワイヤ供給排出装置４の構成及び機能について、詳説する。
【００８１】
ワイヤ供給排出装置４は、図６に示されているように、ワイヤ保持装置３とバリ取り処理装置５（後に詳説）との間に、上下方向に設置されている。ワイヤ供給排出装置４は、加工用ワイヤ２ａを把持して図７に示す矢印Ｙ方向に移動し、矢印Ｚ方向（図７参照）に回転するハンド部材４１，４２と、このハンド部材４１，４２を一体に上下方向（図６の矢印Ｘ方向）にスライド移動させるスライド機構４３と、を備えている。
【００８２】
この構成により、ワイヤ供給排出装置４は、ワイヤ保持装置３に係止されて所定位置に搬送されてきた加工用ワイヤ２ａを把持し、続いて上方へ（図６の矢印Ｘ方向へ）スライドした後、ワイヤ供給排出装置４全体がガイド４４に沿ってバリ取り処理装置５の方向へ（図７の矢印Ｙ方向へ）スライド移動する。
【００８３】
次いで、把持している加工用ワイヤ２ａをバリ取り処理装置５側へ（図７の矢印Ｚ方向へ）回転させ、バリ取り処理装置５に配設された一対のプーリ５１，５２に係着させる。なお、プーリ５１，５２への加工用ワイヤ２ａの係着は、プーリ５１，５２に設けられた切り欠き部５１ａ，５２ａ（図６参照）に係止用端部２１，２２を係止させることにより行われる。
【００８４】
また、ワイヤ供給排出装置４は、バリ取り処理装置５からバリ取り処理が終了したワークＷが挿通されているバリ取り完了ワイヤ２ｂをハンド部材４１，４２で把持して受け取る。
【００８５】
続いて、ワイヤ供給排出装置４全体はガイド４４（図６及び図７参照）に沿ってワイヤ保持装置３の方向にスライド移動する（図７の矢印Ｙ方向参照）。
【００８６】
続いて、バリ取り完了ワイヤ２ｂをワイヤ保持装置３側へ回転させて（図７の矢印Ｚ方向へ）、そのまま下降し（図６の矢印Ｘ方向参照）、バリ取り完了ワイヤ２ｂを再びワイヤ保持装置３に渡す。
【００８７】
続いて、バリ取り処理装置５の構成及び機能について説明する。
【００８８】
バリ取り処理装置５は、プーリ５１，５２に係着されて垂直方向に保持されている加工用ワイヤ２ａに挿通されているワークＷを、下方側に待機するワークホルダー５３をガイド５４に沿って上方へ（図６及び図８の矢印Ｔ方向へ）スライド移動させることによって、捕捉し把持する。
【００８９】
なお、ワークホルダ５３のワーク把持手段としては、ワークＷを確実に保持することができるものであれば適宜選択可能であり、例えば、チャック方式を用いることができる。
【００９０】
ここで、図１３は、ワークＷがワークホルダー５３によって保持される状態を示す断面図である。
【００９１】
図１３に示すように、ワークＷがワークホルダー５３のホルダー孔５３ａに捕捉固定されると、ワークホルダー５３がモータ５５（図６参照）の駆動を伝えるベルト５６（図６参照）を介して回転し、ワーク１２０を回転させる。その結果、上述したように、ワイヤ１１１が振動し、ワーク１２０の貫通孔１２１に生じたバリが叩き落とされる。
【００９２】
バリ取り処理が終了すると、ワークホルダー５３はワークＷの保持を解除する。この結果、ワークＷはワイヤ１１１に沿って下方に落下する。
【００９３】
バリ取り処理装置５においては、上下に配設された一対のプーリ５１、５２に垂直方向に加工用ワイヤ２ａを懸吊し、加工用ワイヤ２ａの端部に錘５８ａ、５８ｂを取り付けることにより、加工用ワイヤ２ａの引っ張り圧力は一定している。なお、図６に示されている符号５７ａ、５７ｂはプーリ５１、５２の回転を調整するためのシリンダ、図７及び図８に示された符号Ｅはプーリ５１，５２の負荷を検知するためのエンコーダである。
【００９４】
図１４は、本実施例に係るバリ取り装置１によるバリ取り工程のフローを示す図である。この図１４（Ａ）乃至（Ｉ）に従って、バリ取り装置１によって行われる一連のバリ取り工程全体を簡略に説明する。
【００９５】
図１４（Ａ）に示すように、まず、ワイヤ供給排出装置４のハンド部材４１がワイヤ保持装置３から加工用ワイヤ２ａを把持して受け取る。なお、下方側のハンド部材４２は開放状態になっている。
【００９６】
次いで、図１４（Ｂ）に示すように、ワイヤ供給排出装置４が、ハンド部材４１で加工用ワイヤ２ａを把持しながら、上方へスライド移動する。
【００９７】
次いで、図１４（Ｃ）に示すように、ワイヤ供給排出装置４がハンド部材４１、４２で加工用ワイヤ２ａを把持しながら、バリ取り処理装置５側へスライド移動し、その後、ハンド部材４１，４２をバリ取り処理装置５側に回転させる。
【００９８】
次いで、図１４（Ｄ）に示すように、ワイヤ供給排出装置４が下降し、下方側のハンド部材４２を開放して、加工用ワイヤ２ａを、その下端側からワークホルダ５３に自動挿通する。
【００９９】
次いで、図１４（Ｅ）に示すように、ワイヤ供給排出装置４がワイヤ保持装置３側にスライドして後退し、加工用ワイヤ２ａはプーリ５１，５２に係着される。
【０１００】
次いで、図１４（Ｆ）に示すように、バリ取り処理装置５のワークホルダー５３が上昇して、加工用ワイヤ２ａに装着されたワークＷを捕捉して、ワークＷのバリ取り処理を開始する。バリ取り処理が完了したワークＷは、加工用ワイヤ２ａを伝わって自重で下方に滑落し、ワークホルダー５３の下方に集積される。
【０１０１】
さらに、図１４（Ｈ）に示すように、バリ取り完了ワイヤ２ｂを、ワークホルダ５３へ加工用ワイヤ２ａを供給するときとは逆の動作手順で、ワイヤ供給排出装置４のハンド部材４１，４２で受け取り、ワイヤ保持装置３に設けられた一対のワイヤホルダ３１，３２の空いている係止凹部３１ｂ，３２ｂに係止させる。
【０１０２】
以上のように、本実施例に係るバリ取り装置１では、図１５に示すように、ワイヤ供給排出装置４を介して、ワイヤ保持装置３から加工用ワイヤ２ａがバリ取り処理装置５に順次移送されていくとともに、バリ取り処理が完了したワークＷを挿通している研削完了ワイヤ２ｂが戻ってきて、ワイヤ保持装置３に順次ストックされていくことになる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るバリ取り装置によれば、従来のバリ取り装置とは異なり、装置の大型化及び複雑化を招来することなく、対象物の貫通孔に生じたバリを十分に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバリ取り装置の概略図である。
【図２】図１に示した本発明に係るバリ取り装置によりバリ取りを行う対象物の上面図である。
【図３】バリ取りを行う対象物の回転方向とワイヤの回転方向を示す上面図である。
【図４】対象物に形成された貫通孔のエッジ面を示す断面図である。
【図５】図１に示した本発明に係るバリ取り装置によりバリ取りを行う、他の形態の対象物の上面図である。
【図６】本発明に係るバリ取り装置の一実施例の正面図である。
【図７】図６に示したバリ取り装置１を上方側から見たときの平面図である。
【図８】図６に示したバリ取り装置１の側面図である。
【図９】（Ａ）は加工用ワイヤが垂直方向に保持されている上方ワイヤホルダの係止凹部部分の拡大側面図であり、（Ｂ）は係止された同係止用端部部分を上方（図９（Ａ）の矢印Ｕ1方向）から見たときの部分拡大平面図である。
【図１０】（Ａ）は加工用ワイヤが垂直方向に保持されている下方ワイヤホルダの係止凹部部分の拡大側面図であり、（Ｂ）は同係止用端部部分を上方（図１０（Ａ）の矢印Ｘ2方向）から見たときの部分拡大平面図である。
【図１１】加工用ワイヤの係止用端部が係止凹部から外れた状態を表す部分拡大側面図である。
【図１２】中間係止部材の一実施形態の構成を表す拡大側面図である。
【図１３】バリ取り対象物が保持されている状態を示す拡大断面図である。
【図１４】（Ａ）は、ワイヤ供給排出装置がワイヤ保持装置から加工用ワイヤを受け取る様子を示す図、（Ｂ）はワイヤ供給排出装置が上方へスライド移動した様子を示す図、（Ｃ）はワイヤ供給排出装置が加工用ワイヤをバリ取り処理装置に渡す様子を示す図、（Ｄ）は加工用ワイヤをプーリに係着する途中の様子を示す図、（Ｅ）は加工用ワイヤがプーリに係着された様子を示す図、（Ｆ）はバリ取り処理装置のワークホルダーが上昇してワークＷを捕捉してバリ取り処理を開始する様子を示す図、（Ｇ）ワークホルダーが下降してバリ取り処理が終了した様子を示す図、（Ｈ）はバリ取り処理が完了したワークＷがワークホルダー下方に集積した様子を示す図、（Ｉ）はバリ取り処理完了ワイヤをワイヤ保持装置に係止させた様子を示す図である。
【符号の説明】
１ バリ取り装置
２ａ 加工用ワイヤ
２ｂ バリ取り処理完了ワイヤ
３ ワイヤ保持装置
４ ワイヤ供給排出装置
５ バリ取り処理装置
３１ 上方ワイヤホルダ
３１ａ （ワイヤホルダ３１の）周壁
３２ 下方ワイヤホルダ
３２ａ （ワイヤホルダ３２の）周壁
３３ 中間係止部材
１１０ バリ取り装置
１１１ ワイヤ
１１２ 上方ワイヤ保持手段
１１３ 下方ワイヤ保持手段
１１４ ワーク回転装置
１１５ ワーク上下動装置
１２０ ワーク
１２１ 貫通孔
１３０ 偏心コレット
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物に形成された貫通孔のエッジ面に発生するバリを取るためのバリ取り装置及びバリ取り方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、小径孔の高精度加工が必要とされる部品が増加している。例えば、ハードディスクのスリーブや内燃機関の燃料噴出バルブなどである。
【０００３】
同時に、これらの部品の小径孔の高精度加工に加えて、加工後の小径孔の仕上げ処理も重要性が増している。仮に、これらの部品の小径孔が高精度に加工できたとしても、その小径孔の両端のエッジ面にバリが残っていると、高精度に加工した意味がなくなるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、部品に形成された小径孔の仕上げ処理を行う装置が多数提案されている。
【０００５】
例えば、小径孔のエッジ面に高圧ジェット流体を噴射し、高圧ジェット流体の圧力により小径孔のエッジ面に残っているバリを吹き飛ばす装置が提案されている。
【０００６】
また、小径孔のエッジ面に高熱を与え、エッジ面に残っているバリを熱で溶融する装置も提案されている。
【０００７】
あるいは、小径孔のエッジ面において小規模の爆発を起こさせ、その爆風でエッジ面に残っているバリを吹き飛ばす装置も提案されている。
【０００８】
しかしながら、これらの装置はいずれも大型化することを避けられず、さらには、高圧ジェット、高熱または爆発に対する安全策を施さなければならず、構造が複雑にならざるを得ず、ひいては、高価なものになることが避けられない。
【０００９】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、部品、特に、小部品に形成された小径孔のエッジ面に残るバリを除去することができるバリ取り装置及びバリ取り方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、第１の発明として、対象物に形成された貫通孔のエッジ面のバリを取るバリ取り装置であって、前記貫通孔に挿通される可撓性の線状体と、前記対象物の両側において前記線状体を保持する線状体保持手段と、前記対象物を回転中心軸を中心として回転させる回転手段と、からなり、前記貫通孔の中心軸と前記回転中心軸とは相互に偏心しているバリ取り装置を提供する。
【００１１】
例えば、回転中心軸は対象物の回転軸と一致するものとする。この場合、貫通孔は対象物の回転軸から偏心しているため、貫通孔に挿通されている可撓性の線状体（例えば、金属製ワイヤ）の軸線は対象物の回転軸とは相互に偏心している。この状態の下に、対象物を回転させると、偏心した貫通孔は回転中心軸の回りに回転運動を行う。貫通孔に挿通された線状体も貫通孔の回転運動に伴って回転中心軸の回りに回転運動を行うが、線状体は剛体ではないため、この回転運動により、線状体には振動が励起され、その結果として、貫通孔の回転数と励起された線状体の回転数との間には差が生じる。この回転数の差に起因して、線状体は貫通孔のエッジ面に沿って円運動を行う。このように、線状体が貫通孔のエッジ面に沿って円運動を行うことにより、貫通孔の周壁のエッジ面（周壁の上面及び下面の何れか一方）に残っているバリが線状体によりそぎ落とされる。対象物を回転させ、線状体を振動させている間に、例えば、適量の水を対象物に対して上から流すことにより、そぎ落とされたバリを除去することができる。
【００１２】
また、本発明は、第２の発明として、対象物に形成された貫通孔のエッジ面のバリを取るバリ取り装置であって、前記貫通孔に挿通される可撓性の線状体と、前記対象物の両側において前記線状体を保持する線状体保持手段と、前記対象物を回転中心軸を中心として回転させる回転手段と、前記回転中心軸が前記対象物の回転軸と偏心するように前記対象物を保持する偏心コレットと、を備えるバリ取り装置を提供する。
【００１３】
先に述べた第１の発明においては、対象物の貫通孔の中心軸が対象物の回転軸と偏心しているものとしたが、貫通孔をその中心軸が対象物の回転軸と一致するように形成することも可能である。この場合には、偏心コレットにより対象物を保持する。偏心コレットを用いることにより、回転中心軸が対象物の回転軸と偏心することとなり、第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１４】
本バリ取り装置は、前記対象物と前記線状体保持手段との間の距離を相対的に変化させる距離変化手段を備えることが好ましい。この距離変化手段は、例えば、前記対象物を前記線状体に沿って上下動させる装置として構成することができ、前記線状体により前記対象物のバリ取りを行っている間、前記対象物を前記線状体に沿って上下動させ続けることが好ましい。
【００１５】
仮に、振動している前記線状体と回転している前記対象物とが共振関係に陥ると、前記線状体は回転を停止する。このため、理論的には、前記線状体と前記対象物とが共振するような位置に前記対象物を配置させなければ、前記線状体と前記対象物との間の共振は防止することができる。しかしながら、前記線状体と前記対象物との間の共振は前記線状体の振動数、前記線状体の長さ、前記対象物の回転数などの複数のパラメータに応じて起こる現象であり、共振が生じるような前記対象物の位置を算出することは困難であり、また、仮に、ある瞬間における共振の位置を算出したとしても、次の瞬間には変わっていることがあるため、共振位置をそのつど算出することは現実的ではない。
【００１６】
前記線状体の振動数は前記線状体の長さに応じて変化する。このため、前記線状体により前記対象物のバリ取りを行っている間、例えば、前記対象物を前記線状体に沿って上下動させ続けることにより、前記対象物が共振を生じるような位置を瞬間的に通過することはあっても、前記対象物が共振位置に配置され、そのままその位置に静止してしまうような事態を防止することができる。
【００１７】
なお、対象物を静止させておき、線状体を対象物に対して上下動させることにより、対象物と線状体保持手段との間の距離を相対的に変化させることも可能である。
【００１８】
なお、線状体の材質としては、可撓性であり、かつ、バリをそぎ落とすことができる程度の硬度を有する材質であれば、どのような材質を用いることもできる。例えば、線状体を金属製のワイヤとして構成することができる。あるいは、線状体として、より線、棒状体、金属製の糸を選択することも可能である。
【００１９】
また、本バリ取り装置は、少なくとも一個の前記線状体を保持し、その線状体を前記線状体保持手段に供給し、または、前記線状体保持手段から排出された線状体を受け取る線状体供給排出手段をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
上述のバリ取り装置により得られる効果は以下に述べるバリ取り方法によっても得ることが可能である。
【００２１】
すなわち、本発明は、対象物に形成された貫通孔のエッジ面のバリを取るバリ取り方法であって、前記対象物に貫通孔を形成する際に、前記貫通孔の中心軸と前記対象物の回転中心軸とが相互に偏心するように、前記貫通孔を形成する第１の過程と、前記貫通孔に挿通された可撓性の線状体を前記対象物の上方及び下方において保持した状態において、前記対象物を前記回転中心軸を中心として回転させる第２の過程と、を備えることを特徴とするバリ取り方法を提供する。
【００２２】
本バリ取り方法は、前記対象物と前記線状体の保持位置との間の距離を相対的に変化させる第３の過程をさらに備えることが好ましい。
【００２３】
この第３の過程においては、例えば、前記対象物を前記線状体に沿って上下動させることにより、対象物と線状体の保持位置との間の相対的距離を変えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るバリ取り装置１１０の原理を示す概略図であり、図２は、本発明に係るバリ取り装置によるバリ取りの対象となるワーク１２０を上方から見たときの平面図、図３は、ワーク１２０の回転とワーク１２０の貫通孔１２１に挿通されたワイヤ１１１の回転と相互関係を示す平面図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、ワーク１２０は円筒形をなしており、ワーク１２０にはその軸線と平行に貫通孔１２１が形成されている。また、図２に示すように、貫通孔１２１は、その軸線がワーク１２０の中心軸１２０ａとは偏心しているように、形成されている。後述するように、貫通孔１２１には、バリ取り装置１１０のワイヤ１１１が挿通される。
【００２６】
図１に示すように、バリ取り装置１１０は、貫通孔１２１に挿通されるワイヤ１１１と、ワーク１２０の上方においてワイヤ１１１を保持する上方ワイヤ保持手段１１２と、ワーク１２０の下方においてワイヤ１１１を保持する下方ワイヤ保持手段１１３と、ワーク１２０を中心軸１２０ａを中心として回転させるワーク回転装置１１４と、からなっている。
【００２７】
ワーク回転装置１１４は、後述する実施例において示すように、例えば、ワーク１２０を保持するホルダーと、そのホルダーの周囲に掛け渡されたベルトと、ベルトを回転駆動するモーターと、から構成することができる。
【００２８】
貫通孔１２１はワーク１２０の中心軸１２０ａから偏心しているため、貫通孔１２１に挿通されているワイヤ１１１の軸線もワーク１２０の回転中心軸である中心軸１２０ａとは相互に偏心している。
【００２９】
この状態の下に、ワーク１２０をワーク回転装置１１４により回転させると、ワーク１２０の中心軸１２０ａから偏心している貫通孔１２１は中心軸１２０ａの回りに回転運動を行う。貫通孔１２１に挿通されたワイヤ１１１も貫通孔１２１の回転運動に伴って中心軸１２０ａの回りに回転運動を行うが、ワイヤ１１１は剛体ではないため、この回転運動により、ワイヤ１１１はワーク１２０と上方ワイヤ保持手段１１２との間及びワーク１２０と下方ワイヤ保持手段１１３との間においてそれぞれ振動する。ワイヤ１１１の振動の軌跡を点線１１１ａにより図１に示す。
【００３０】
この結果、貫通孔１２１の回転数とワイヤ１１１の回転数との間には差が生じる。この回転数の差に起因して、図３の矢印Ａに示すように、ワイヤ１１１は貫通孔１２１のエッジ面１２１ａに沿って円運動を行う。
【００３１】
ここで、貫通孔１２１のエッジ面１２１ａとは、図４に示すように、貫通孔１２１の上端及び下端における貫通孔１２１の周壁の角部分を指す。
【００３２】
ワイヤ１１１のエッジ面１２１ａに沿った円運動はワーク１２０の上面及び下面の双方において行われるが、ワイヤ１１１の円運動に起因するバリ取りの程度はワーク１２０の上面と下面とで異なる。
【００３３】
具体的には、図１に示すように、ワーク１２０の上面と上方ワイヤ保持手段１１２との間の距離をＤ１、ワーク１２０の下面と下方ワイヤ保持手段１１３との間の距離をＤ２とすると、Ｄ１＞Ｄ２の場合には、ワイヤ１１１はワーク１２０の上面におけるエッジ面１２１ａ及び下面におけるエッジ面１２１ａの双方に沿って円運動を行うが、ワーク１２０の上面におけるエッジ面１２１ａにおいて、より多くのバリを取ることができる。同様に、Ｄ２＞Ｄ１の場合には、ワイヤ１１１はワーク１２０の上面におけるエッジ面１２１ａ及び下面におけるエッジ面１２１ａの双方に沿って円運動を行うが、ワーク１２０の下面におけるエッジ面１２１ａにおいて、より多くのバリを取ることができる。また、Ｄ１＝Ｄ２の場合には、ワイヤ１１１はワーク１２０の上面におけるエッジ面１２１ａ及び下面におけるエッジ面１２１ａの双方に沿って円運動を行うが、ワーク１２０の上面におけるエッジ面１２１ａ及び下面におけるエッジ面１２１ａにおいて同量のバリを取ることができる。
【００３４】
このように、ワイヤ１１１が貫通孔１２１のエッジ面１２１ａに沿って円運動を行うことにより、貫通孔１２１のエッジ面１２１ａに残っているバリがワイヤ１１１によりそぎ落とされる。
【００３５】
この場合、例えば、ワーク１２０の上方から、水、油、スラリーなどの流体状物質を流しておくことにより、そぎ落とされたバリを除去することができる。
【００３６】
以上のように、本発明に係るバリ取り装置１１０によれば、従来のバリ取り装置とは異なり、装置の大型化及び複雑化を招来することなく、ワーク１２０の貫通孔１２１のエッジ面１２１ａに生じたバリを除去することができる。
【００３７】
上述のバリ取り装置１１０は、貫通孔１２１がワーク１２０の中心軸１２０ａから偏心して形成されている場合におけるワーク１２０のバリ取りを行うものであったが、バリ取り装置１１０は、貫通孔１２１の軸線がワーク１２０の中心軸１２０ａと一致するように貫通孔１２１が形成されているワークに対しても適用することが可能である。この場合には、以下に述べるように、偏心コレット１３０を使用する。
【００３８】
図５は、バリ取り装置１１０において偏心コレット１３０を使用した場合のワーク１２０の保持状態を示す平面図である。
【００３９】
ワーク１２０には、ワーク１２０の中心軸１２０ａと軸線が一致するように貫通孔１２２が形成されている。
【００４０】
偏心コレット１３０は円形の横断面を有しており、偏心コレット１３０には、ワーク１２０の中心軸１２０ａと同一の軸を中心とする円形の貫通孔１３０ａが形成されている。貫通孔１３０ａはワーク１２０の外径に等しい内径を有しており、ワーク１２０は貫通孔１３０ａに嵌め込まれた状態で固定されている。また、貫通孔１３０ａの中心軸は偏心コレット１３０の中心軸１３０ｂとは偏心した状態にある。従って、ワーク１２０の中心軸１２０ａも偏心コレット１３０の中心軸１３０ｂとは偏心した状態にある。
【００４１】
偏心コレット１３０の周囲には、ベルト１３１が掛け渡されており、ベルト１３１はモーター（図示せず）により駆動される。
【００４２】
ベルト１３１を介してモーターにより偏心コレット１３０を回転させると、偏心コレット１３０は中心軸１３０ｂを中心として回転する。ワーク１２０は偏心コレット１３０の中心軸１３０ｂを中心として回転することになるため、貫通孔１２２もコレット１３０の中心軸１３０ｂの周囲に回転することとなる。
【００４３】
従って、図１乃至図３に示した例と同様の状態となり、偏心コレット１３０の回転に伴い、ワイヤ１１１が振動し、貫通孔１２２のエッジ面に沿って円運動を行う。この結果、貫通孔１２２のエッジ面に生じたバリがワイヤ１１１によりそぎ落とされる。
【００４４】
また、本バリ取り装置１１０は、図１に示すように、ワーク１２０をワイヤ１１１に対して上下動させるワーク上下動装置１１５を備えることができる。
【００４５】
ワーク上下動装置１１５により、ワーク１２０を上下動させると、ワーク１２０の上面と上方ワイヤ保持手段１１２との間の距離Ｄ１と、ワーク１２０の下面と下方ワイヤ保持手段１１３との間の距離Ｄ２とを所望の値に変えることができる。
【００４６】
仮に、振動しているワイヤ１１１と回転しているワーク１２０とが共振関係に陥ると、ワイヤ１１１は回転を停止する。このため、理論的には、ワイヤ１１１とワーク１２０とが共振するような位置にワーク１２０を配置させなければよいが、共振点の位置を算出することは困難であり、また、仮に、ある瞬間における共振点の位置を算出したとしても、次の瞬間には変わっていることがあるため、共振点の位置をそのつど算出することは現実的ではない。このため、ワイヤ１１１によりワーク１２０のバリ取りを行っている間、ワーク１２０をワイヤ１１１に沿って上下動させ続けることにより、ワーク１２０が共振点の位置を瞬間的に通過することはあっても、ワーク１２０が共振点の位置に配置され続けてしまうことを防止することができるので、ワイヤ１１１とワーク１２０との間の共振を効果的に防止することが可能である。
【００４７】
なお、ワーク１２０を上下動させる代わりに、ワーク１２０を静止させておき、ワイヤ１１１をワーク１２０に対して上下動させるようにすることも可能である。
【００４８】
なお、本バリ取り装置１１０における主要寸法の一例を以下に挙げる。
【００４９】
貫通孔１２１の直径：３ｍｍ
ワーク１２０の直径：１６ｍｍ
貫通孔１２１とワーク１２０との偏心量：２ｍｍ
ワイヤ１１１の直径：２．７ｍｍ
ワイヤ１１１の直径は貫通孔１２１の直径の６０％乃至９５％の範囲内にあることが望ましい。
【００５０】
なお、上述の実施形態においては、ワイヤ１１１を上下方向に配置したが、ワイヤ１１１を配置する方向は上下方向に限定されるものではなく、水平方向に配置してもよい。
【００５１】
また、上述の実施形態に係るバリ取り装置１１０は円筒形のワーク１２０を対象としたが、ワーク１２０の形状は円筒形に限られるものではなく、断面が多角形その他の定形形状あるいは不定形形状をなすようなものであってもよい。
【００５２】
以下、本発明に係るバリ取り装置の一実施例を図６乃至図１４を用いて説明する。本実施例は上述のワイヤ１１１を上下方向に配置した場合の例である。
【００５３】
図６は本実施例に係るバリ取り装置１を正面から見たときの全体正面図、図７は同装置１を上方側から見たときの平面図、図８は同装置１をバリ取り処理装置５側から見た一部省略する側面図である。
【００５４】
本実施例に係るバリ取り装置１は、バリ取り処理の対象物である円筒形状のワークＷが挿通されている複数本の加工用ワイヤ２ａを垂直方向に保持するワイヤ保持装置３と、加工用ワイヤ２ａをワイヤ保持装置３から受け取って移送するワイヤ供給排出装置４と、このワイヤ供給排出装置４から移送されてきた一本の加工用ワイヤ２ａを垂直方向に保持して、ワークＷのバリ取り処理を行うバリ取り処理装置５と、を備えている。
【００５５】
ワイヤ保持装置３、ワイヤ供給排出装置４及びバリ取り処理装置５はケーシングＣ内に垂直に立設されたベース部材６（図７及び図８参照）上に配設されている。
【００５６】
ワイヤ保持装置３は、ワークＷが挿通された複数本の加工用ワイヤ２ａを、着脱自在な係止状態で保持し、ワイヤ供給排出装置４側に順次搬送する。
【００５７】
ワイヤ供給排出装置４は、ワイヤ保持装置３によって所定位置にまで搬送されてきた加工用ワイヤ２ａをハンド部材４１及び４２で把持し、図６の向かって右側に配置されたバリ取り処理装置５側に移送する。
【００５８】
バリ取り処理装置５は、ワイヤ供給排出装置４から移送されてきた一本の加工用ワイヤ２ａに挿着されたワークＷをワークホルダー５３で捕捉して把持し、ワークＷに形成されている貫通孔に生じたバリを除去する。
【００５９】
なお、装着されたワークＷについてバリ取り処理が完了した状態のバリ取り完了ワイヤ２ｂは、再びワイヤ供給排出装置４のハンド部材４１及び４２で把持されて、ワイヤ保持装置３側に回転移送され、このワイヤ保持装置３に係止状態で再び保持されることになる。
【００６０】
以下、ワイヤ保持装置３の構成及び機能を詳説する。
【００６１】
このワイヤ保持装置３は、ケーシングＣ内の上方位置に配置された円盤部材からなる上方ワイヤホルダ３１と、この上方ワイヤホルダ３１と所定距離離れた下方位置に、この上方ワイヤホルダ３１と同口径に形成され、その中心位置が上方ワイヤホルダ３１の中心位置と一致するように、上方ワイヤホルダ３１と対向配置された下方ワイヤホルダ３２と、備えている。
【００６２】
上方ワイヤホルダ３１の上方には、モータ３４（図７及び図８参照）が配置され、上方ワイヤホルダ３１には、このモータ３４から下方に延びる回転軸３５（図８参照）が固定されている。即ち、上方ワイヤホルダ３１は、モータ３４の作動によって、定められた位置に回転または停止する。モータ３４としては、ステッピングモータまたはサーボモータを用いることができる。
【００６３】
一方、下方ワイヤホルダ３２は、上方ワイヤホルダ３１を貫通して垂下する回転軸３５が貫通固定され、上方ワイヤホルダ３１と一体的に回転または停止する。なお、回転軸３５の下端は、軸受け３６に回転自在に支持されている。
【００６４】
上記の構成により、上方ワイヤホルダ３１と下方ワイヤホルダ３２とは、一体的に回転及び停止を行い、下記の構成で保持された複数の加工用ワイヤ２ａをワイヤ供給排出装置４のハンド部材４１及び４２が待機する所定位置へ順次搬送する。
【００６５】
続いて、図９及び図１０を参照して、上方ワイヤホルダ３１及び下方ワイヤホルダ３２が加工用ワイヤ２ａを保持する構造について説明する。
【００６６】
まず、上方ワイヤホルダ３１と下方ワイヤホルダ３２のそれぞれの周壁３１ａ，３２ａには、半径方向内側に向けて凹設された係止凹部３１ｂ，３２ｂが、それぞれ周方向等間隔に複数設けられている。
【００６７】
ここで、図９（Ａ）は、上方ワイヤホルダ３１の係止凹部３１ｂの一つに、加工用ワイヤ２ａ（又は、バリ取り完了ワイヤ２ｂ、以下同様）の上端部に設けられた円筒状の係止用端部２１が係止され、加工用ワイヤ２ａが垂直方向に保持されている様子を示す部分拡大側面図であり、図９（Ｂ）は、係止された同係止用端部２１部分を上方（図９（Ａ）の矢印Ｕ1方向）から見たときの部分拡大平面図である。
【００６８】
これらの図９（Ａ）及び（Ｂ）に示されているように、加工用ワイヤ２ａの上端に設けられた係止用端部２１は、該係止用端部２１の下端部２１ａが係止凹部３１ｂに設けられた段差部３１ｃの上面に当接している。加工用ワイヤ２ａは、この段差部３１ｃに加工用ワイヤ２ａの自重によって着座し、係止される。
【００６９】
一方、図１０（Ａ）は、下方ワイヤホルダ３２の係止凹部３２ｂの一つに、加工用ワイヤ２ａの下端部に設けられた円筒状の係止用端部２２が係止されて、加工用ワイヤ２ａが垂直方向に保持されている様子を示す部分拡大側面図であり、図１０（Ｂ）は、同係止用端部２２部分を上方（図１０（Ａ）の矢印Ｕ2方向）から見たときの部分拡大平面図である。
【００７０】
これらの図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示されているように、加工用ワイヤ２ａの係止用端部２２は、下方ワイヤホルダ３２の周壁３２ａに半径方向内側に向けて半円筒状に凹設された係止凹部３２ｂに対して、略半分入り込んだ状態で係止されている。
【００７１】
上記の構成により、加工用ワイヤ２ａは、上方ワイヤホルダ３１と下方ワイヤホルダ３２の両方に係止され、垂直方向に保持されることになる。即ち、上方ワイヤホルダ３１と下方ワイヤホルダ３２は、加工用ワイヤ２ａのストック部材として機能する。
【００７２】
ここで、加工用ワイヤ２ａの係止用端部２２が、加工用ワイヤ２ａを搬送する過程の遠心力等により、下方ワイヤホルダ３２に設けられた係止凹部３２ｂから外れてしまう場合も想定される。このため、係止用端部２２の係止凹部３２ｂからの外れを迅速に検知するため、下方ワイヤホルダ３２の近傍にはセンサＳが配置されている。
【００７３】
図１１は、加工用ワイヤ２ａの係止用端部２２が、係止凹部３２ｂから外れた状態を表す部分拡大側面図である。この図１１に示すように、垂直方向に保持されたときの係止用端部２２の下端位置Ｐ1と、係止用端部２２が係止凹部３２ｂから外れたときの下端位置Ｐ2とでは、図１１において符号Ｈで示す程度に高さが異なってくる。
【００７４】
従って、下端位置Ｐ1よりも上方に係止用端部２２の下端があることをセンサＳで検知することによって、係止用端部２２が係止凹部３２ｂから外れて、加工用ワイヤ２ａが垂直方向に保持されていない状態（斜めになった状態）にあることを容易に判定することができる。
【００７５】
なお、センサＳは、係止用端部２２の下端位置を検知できる光センサその他のセンサを適宜選択可能である。
【００７６】
ここで、本実施例においては、一対のワイヤホルダ３１及び３２の間において加工用ワイヤ２ａを係止させて、搬送時の加工用ワイヤ２ａの揺動（振れ）を防止する機能を発揮する円盤状又は円筒状の中間係止部材３３を設けることができる（図６参照）。
【００７７】
図１２は中間係止部材３３の一実施形態の構成を表す拡大側面図である。
【００７８】
図１２に示すように、上方ワイヤホルダ３１及び下方ワイヤホルダ３２と同口径の略円筒形状に形成されている中間係止部材３３の周壁３３ａには、上下のワイヤホルダ３１，３２の周壁３１ａ，３２ａのそれぞれに設けられた係止凹部３１ｂ，３２ｂと周方向同位置に係止凹部３３ｂが複数設けられている。
【００７９】
この中間係止部材３３を設けることによって、搬送の際に加工用ワイヤ２ａが揺動する（振れる）ことがなくなるため、ワイヤホルダ３１，３２（特に、下方ワイヤホルダ３２）から脱落するおそれがなくなる。また、加工用ワイヤ２ａのワイヤ供給排出装置４への搬送過程において、加工用ワイヤ２ａが外れたり、ずれたりすることがなくなるので、加工用ワイヤ２ａを確実に垂直方向に保持し、確実にワイヤ供給排出装置４へ渡すことが可能となる。
【００８０】
次に、ワイヤ供給排出装置４の構成及び機能について、詳説する。
【００８１】
ワイヤ供給排出装置４は、図６に示されているように、ワイヤ保持装置３とバリ取り処理装置５（後に詳説）との間に、上下方向に設置されている。ワイヤ供給排出装置４は、加工用ワイヤ２ａを把持して図７に示す矢印Ｙ方向に移動し、矢印Ｚ方向（図７参照）に回転するハンド部材４１，４２と、このハンド部材４１，４２を一体に上下方向（図６の矢印Ｘ方向）にスライド移動させるスライド機構４３と、を備えている。
【００８２】
この構成により、ワイヤ供給排出装置４は、ワイヤ保持装置３に係止されて所定位置に搬送されてきた加工用ワイヤ２ａを把持し、続いて上方へ（図６の矢印Ｘ方向へ）スライドした後、ワイヤ供給排出装置４全体がガイド４４に沿ってバリ取り処理装置５の方向へ（図７の矢印Ｙ方向へ）スライド移動する。
【００８３】
次いで、把持している加工用ワイヤ２ａをバリ取り処理装置５側へ（図７の矢印Ｚ方向へ）回転させ、バリ取り処理装置５に配設された一対のプーリ５１，５２に係着させる。なお、プーリ５１，５２への加工用ワイヤ２ａの係着は、プーリ５１，５２に設けられた切り欠き部５１ａ，５２ａ（図６参照）に係止用端部２１，２２を係止させることにより行われる。
【００８４】
また、ワイヤ供給排出装置４は、バリ取り処理装置５からバリ取り処理が終了したワークＷが挿通されているバリ取り完了ワイヤ２ｂをハンド部材４１，４２で把持して受け取る。
【００８５】
続いて、ワイヤ供給排出装置４全体はガイド４４（図６及び図７参照）に沿ってワイヤ保持装置３の方向にスライド移動する（図７の矢印Ｙ方向参照）。
【００８６】
続いて、バリ取り完了ワイヤ２ｂをワイヤ保持装置３側へ回転させて（図７の矢印Ｚ方向へ）、そのまま下降し（図６の矢印Ｘ方向参照）、バリ取り完了ワイヤ２ｂを再びワイヤ保持装置３に渡す。
【００８７】
続いて、バリ取り処理装置５の構成及び機能について説明する。
【００８８】
バリ取り処理装置５は、プーリ５１，５２に係着されて垂直方向に保持されている加工用ワイヤ２ａに挿通されているワークＷを、下方側に待機するワークホルダー５３をガイド５４に沿って上方へ（図６及び図８の矢印Ｔ方向へ）スライド移動させることによって、捕捉し把持する。
【００８９】
なお、ワークホルダ５３のワーク把持手段としては、ワークＷを確実に保持することができるものであれば適宜選択可能であり、例えば、チャック方式を用いることができる。
【００９０】
ここで、図１３は、ワークＷがワークホルダー５３によって保持される状態を示す断面図である。
【００９１】
図１３に示すように、ワークＷがワークホルダー５３のホルダー孔５３ａに捕捉固定されると、ワークホルダー５３がモータ５５（図６参照）の駆動を伝えるベルト５６（図６参照）を介して回転し、ワーク１２０を回転させる。その結果、上述したように、ワイヤ１１１が振動し、ワーク１２０の貫通孔１２１に生じたバリが叩き落とされる。
【００９２】
バリ取り処理が終了すると、ワークホルダー５３はワークＷの保持を解除する。この結果、ワークＷはワイヤ１１１に沿って下方に落下する。
【００９３】
バリ取り処理装置５においては、上下に配設された一対のプーリ５１、５２に垂直方向に加工用ワイヤ２ａを懸吊し、加工用ワイヤ２ａの端部に錘５８ａ、５８ｂを取り付けることにより、加工用ワイヤ２ａの引っ張り圧力は一定している。なお、図６に示されている符号５７ａ、５７ｂはプーリ５１、５２の回転を調整するためのシリンダ、図７及び図８に示された符号Ｅはプーリ５１，５２の負荷を検知するためのエンコーダである。
【００９４】
図１４は、本実施例に係るバリ取り装置１によるバリ取り工程のフローを示す図である。この図１４（Ａ）乃至（Ｉ）に従って、バリ取り装置１によって行われる一連のバリ取り工程全体を簡略に説明する。
【００９５】
図１４（Ａ）に示すように、まず、ワイヤ供給排出装置４のハンド部材４１がワイヤ保持装置３から加工用ワイヤ２ａを把持して受け取る。なお、下方側のハンド部材４２は開放状態になっている。
【００９６】
次いで、図１４（Ｂ）に示すように、ワイヤ供給排出装置４が、ハンド部材４１で加工用ワイヤ２ａを把持しながら、上方へスライド移動する。
【００９７】
次いで、図１４（Ｃ）に示すように、ワイヤ供給排出装置４がハンド部材４１、４２で加工用ワイヤ２ａを把持しながら、バリ取り処理装置５側へスライド移動し、その後、ハンド部材４１，４２をバリ取り処理装置５側に回転させる。
【００９８】
次いで、図１４（Ｄ）に示すように、ワイヤ供給排出装置４が下降し、下方側のハンド部材４２を開放して、加工用ワイヤ２ａを、その下端側からワークホルダ５３に自動挿通する。
【００９９】
次いで、図１４（Ｅ）に示すように、ワイヤ供給排出装置４がワイヤ保持装置３側にスライドして後退し、加工用ワイヤ２ａはプーリ５１，５２に係着される。
【０１００】
次いで、図１４（Ｆ）に示すように、バリ取り処理装置５のワークホルダー５３が上昇して、加工用ワイヤ２ａに装着されたワークＷを捕捉して、ワークＷのバリ取り処理を開始する。バリ取り処理が完了したワークＷは、加工用ワイヤ２ａを伝わって自重で下方に滑落し、ワークホルダー５３の下方に集積される。
【０１０１】
さらに、図１４（Ｈ）に示すように、バリ取り完了ワイヤ２ｂを、ワークホルダ５３へ加工用ワイヤ２ａを供給するときとは逆の動作手順で、ワイヤ供給排出装置４のハンド部材４１，４２で受け取り、ワイヤ保持装置３に設けられた一対のワイヤホルダ３１，３２の空いている係止凹部３１ｂ，３２ｂに係止させる。
【０１０２】
以上のように、本実施例に係るバリ取り装置１では、図１５に示すように、ワイヤ供給排出装置４を介して、ワイヤ保持装置３から加工用ワイヤ２ａがバリ取り処理装置５に順次移送されていくとともに、バリ取り処理が完了したワークＷを挿通している研削完了ワイヤ２ｂが戻ってきて、ワイヤ保持装置３に順次ストックされていくことになる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るバリ取り装置によれば、従来のバリ取り装置とは異なり、装置の大型化及び複雑化を招来することなく、対象物の貫通孔に生じたバリを十分に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバリ取り装置の概略図である。
【図２】図１に示した本発明に係るバリ取り装置によりバリ取りを行う対象物の上面図である。
【図３】バリ取りを行う対象物の回転方向とワイヤの回転方向を示す上面図である。
【図４】対象物に形成された貫通孔のエッジ面を示す断面図である。
【図５】図１に示した本発明に係るバリ取り装置によりバリ取りを行う、他の形態の対象物の上面図である。
【図６】本発明に係るバリ取り装置の一実施例の正面図である。
【図７】図６に示したバリ取り装置１を上方側から見たときの平面図である。
【図８】図６に示したバリ取り装置１の側面図である。
【図９】（Ａ）は加工用ワイヤが垂直方向に保持されている上方ワイヤホルダの係止凹部部分の拡大側面図であり、（Ｂ）は係止された同係止用端部部分を上方（図９（Ａ）の矢印Ｕ1方向）から見たときの部分拡大平面図である。
【図１０】（Ａ）は加工用ワイヤが垂直方向に保持されている下方ワイヤホルダの係止凹部部分の拡大側面図であり、（Ｂ）は同係止用端部部分を上方（図１０（Ａ）の矢印Ｘ2方向）から見たときの部分拡大平面図である。
【図１１】加工用ワイヤの係止用端部が係止凹部から外れた状態を表す部分拡大側面図である。
【図１２】中間係止部材の一実施形態の構成を表す拡大側面図である。
【図１３】バリ取り対象物が保持されている状態を示す拡大断面図である。
【図１４】（Ａ）は、ワイヤ供給排出装置がワイヤ保持装置から加工用ワイヤを受け取る様子を示す図、（Ｂ）はワイヤ供給排出装置が上方へスライド移動した様子を示す図、（Ｃ）はワイヤ供給排出装置が加工用ワイヤをバリ取り処理装置に渡す様子を示す図、（Ｄ）は加工用ワイヤをプーリに係着する途中の様子を示す図、（Ｅ）は加工用ワイヤがプーリに係着された様子を示す図、（Ｆ）はバリ取り処理装置のワークホルダーが上昇してワークＷを捕捉してバリ取り処理を開始する様子を示す図、（Ｇ）ワークホルダーが下降してバリ取り処理が終了した様子を示す図、（Ｈ）はバリ取り処理が完了したワークＷがワークホルダー下方に集積した様子を示す図、（Ｉ）はバリ取り処理完了ワイヤをワイヤ保持装置に係止させた様子を示す図である。
【符号の説明】
１ バリ取り装置
２ａ 加工用ワイヤ
２ｂ バリ取り処理完了ワイヤ
３ ワイヤ保持装置
４ ワイヤ供給排出装置
５ バリ取り処理装置
３１ 上方ワイヤホルダ
３１ａ （ワイヤホルダ３１の）周壁
３２ 下方ワイヤホルダ
３２ａ （ワイヤホルダ３２の）周壁
３３ 中間係止部材
１１０ バリ取り装置
１１１ ワイヤ
１１２ 上方ワイヤ保持手段
１１３ 下方ワイヤ保持手段
１１４ ワーク回転装置
１１５ ワーク上下動装置
１２０ ワーク
１２１ 貫通孔
１３０ 偏心コレット
Claims (11)
- 対象物に形成された貫通孔のエッジ面のバリを取るバリ取り装置であって、
前記貫通孔に挿通される可撓性の線状体と、
前記対象物の両側において前記線状体を保持する線状体保持手段と、
前記対象物を回転中心軸を中心として回転させる回転手段と、
からなり、
前記貫通孔の中心軸と前記回転中心軸とは相互に偏心しているバリ取り装置。 - 前記回転中心軸は前記対象物の回転軸と一致することを特徴とする請求項１に記載のバリ取り装置。
- 対象物に形成された貫通孔のエッジ面のバリを取るバリ取り装置であって、
前記貫通孔に挿通される可撓性の線状体と、
前記対象物の両側において前記線状体を保持する線状体保持手段と、
前記対象物を回転中心軸を中心として回転させる回転手段と、
前記回転中心軸が前記対象物の回転軸と偏心するように前記対象物を保持する偏心コレットと、
を備えるバリ取り装置。 - 前記対象物と前記線状体保持手段との間の距離を相対的に変化させる距離変化手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のバリ取り装置。
- 前記距離変化手段は前記対象物を前記線状体に沿って移動させるものであることを特徴とする請求項４に記載のバリ取り装置。
- 前記線状体は金属製ワイヤからなるものであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のバリ取り装置。
- 少なくとも一個の前記線状体を保持し、その線状体を前記線状体保持手段に供給し、または、前記線状体保持手段から排出された線状体を受け取る線状体供給排出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のバリ取り装置。
- 前記線状体に対して流体物を流す手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のバリ取り装置。
- 対象物に形成された貫通孔のエッジ面のバリを取るバリ取り方法であって、
前記対象物に貫通孔を形成する際に、前記貫通孔の中心軸と前記対象物の回転中心軸とが相互に偏心するように、前記貫通孔を形成する第１の過程と、
前記貫通孔に挿通された可撓性の線状体を前記対象物の両側において保持した状態において、前記対象物を前記回転中心軸を中心として回転させる第２の過程と、
を備えることを特徴とするバリ取り方法。 - 前記対象物と前記線状体の保持位置との間の距離を相対的に変化させる第３の過程をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のバリ取り方法。
- 前記第３の過程においては、前記対象物を前記線状体に沿って移動させるものであることを特徴とする請求項１０に記載のバリ取り方法。
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