JP5348727B2 - フライス盤用の側面加工用アタッチメント - Google Patents

Description

本発明は、フライス盤に使用される側面加工用のアタッチメントに関する。

フライス盤は、回転する切削具によって金属等の加工対象物（ワーク）の表面を削ることにより、当該ワークの表面に平面や溝等を設ける工作機械である。図１は、本発明のフライス盤用の側面加工用アタッチメントが適用されるフライス盤の一例を模式的に示す斜視図である。ワーク（図示せず）は、左右方向（Ｘ方向）、前後方向（Ｙ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に移動自在であるベッド９３の上に固定され、回転する主軸スピンドル９５に結合された切削具９４と接触することにより表面が切削される。このとき、切削具９４が回転した状態で、ベッド９３をＸ、Ｙ及び／又はＺ方向に移動させることにより、ワーク（図示せず）の表面に所望の形状を設けることが可能である。一般に、ベッド９３は、ハンドル９６、９７等の操作により、マイクロメートル単位でＸ、Ｙ及びＺ方向への移動制御が可能である。そのため、フライス盤９を使用して加工を行うことにより、数十マイクロメートルの精度を有する微細加工を行うことが可能である。また、フライス盤９のベッド９３は、このような微細加工を精度良く行うために、主軸スピンドル９５を備えたヘッド部９１に対して高い水平性、すなわち精度を保持している。

フライス盤９に使用される切削具９４は、ワーク（図示せず）の材質や、所望する加工形状にあわせて交換可能であり、各種形状及び材質のものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。フライス盤９による加工は、フライス盤９が備える高い精度と、上記のように多様な切削具９４を使い分けることのできる柔軟性とが相まって、ワーク（図示せず）の表面を自在な形状とすることができる自由度を備えている。

また、フライス盤によっては、図１に示すフライス盤９のように、主軸スピンドル９５を備えたヘッド部９１の下方部分にホゾ９１１を備えるとともに、ヘッド部９１を載置するコラム９２の上方部分に、ホゾ９１１を前後方向に摺動可能に収容するアリ溝９２１を備えるものがある。このように、ホゾ９１１及びアリ溝９２１を備えたフライス盤９は、ワーク（図示せず）の大きさやベッド９３の位置に応じてヘッド部９１を前後方向に移動させることが可能である。このようなフライス盤９において、ホゾ９１１及びそれを収容するアリ溝９２１は、一般に、底角部分が６０°である略台形形状であることが多い。

特開２０１０−１４９２１８号公報

上記のように、フライス盤９を使用することにより、ワークの表面を自在に精密加工することが可能である。しかしながら、フライス盤９の加工対象はあくまでもワークの表面であり、もしワークの側面に切削加工を行う必要があるならば、ワークの側面が上方となるようにワークをベッド９３上で転倒させなければならない。このとき、ワークがベッド９３と切削具９４との間の空間に収まるならば問題はないが、大型の板状物のように、側面を上方に向けたときにワークがベッド９３と切削具９４との間の空間に収まらない場合には、フライス盤９での加工を断念して、ガンドリル等といった他の工作機械による加工を行わなければならない。フライス盤９は、上記のように高い精度を有する工作機械であり、他の工作機械ではそのような高い精度を期待できない場合も多々ある。この場合、ワークの側面にボルト締結用の穿孔を設けることを例とすれば、ワークの側面に設けた穿孔の位置が設計に比べてごく僅かにずれてしまうことになり、加工された複数のワークを組み上げて製品化する際にボルトを所定の穴に収容できないといった問題を生じることになる。

また、仮に、他の工作機械によって十分な加工精度が得られたとしても、側面を加工するためにワークをフライス盤から他の工作機械へと移動するのでは作業効率が悪い。

本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、フライス盤の備える高い精度をそのまま利用することができ、かつ、ワークをフライス盤のベッドに置いたままでワークの側面に切削加工を行うことのできる、フライス盤用の側面加工用アタッチメントを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、フライス盤９のヘッド部９１の下方部分に存在するホゾ９１１とベッド９３との間では水平性が高い精度で維持されている（いわゆる「垂直が出ている」状態である）ことに着目し、切削具を備えた適切なアタッチメントをホゾ９１１に連結させることにより、ベッド９３の備える高い精度をそのまま利用しながら、ワークの側面に切削加工を行うことが可能であることを見出した。本発明は、以上の知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下のものを提供する。

本発明は、加工対象であるワークを載置するためのベッド、前記ワークに対する切削具を結合するための主軸スピンドルを有するヘッド部、及び前記ヘッド部を載置するコラムを備え、作業者が正対したときの奥行の方向を前後方向とし、幅方向を左右方向としたときに、前記ヘッド部の下方部分にホゾを備えるとともに、前記コラムの上方部分に前記ホゾを前後方向へ摺動可能に収容するアリ溝を備えることにより、前記ヘッド部が前記ワーク又は前記ベッドの位置に応じて前後方向に移動可能であるフライス盤に対して使用され、前記ホゾを挟み込むことにより自身を前記フライス盤に固定させるクランプ部と、前記ベッドの側方に設けられ、前記ワークの側面に切削加工を行うための切削加工部と、前記クランプ部と前記切削加工部とを結合させることにより、前記切削加工部を前記フライス盤と一体化させる結合部と、を備えたフライス盤用の側面加工用アタッチメントである。

本発明の側面加工用アタッチメントは、上記クランプ部を介してフライス盤９のホゾ９１１に連結されることによりフライス盤の有する高い精度を継承し、また、ベッド９３の側方に、ワークの側面に切削加工を行うための切削加工部を備える。このため、本発明の側面加工用アタッチメントを使用することにより、ワークをベッド９３から移動することなく、ワークの側面の所望の位置に、高い精度で切削加工を行うことができる。

前記結合部は、前記切削加工部と結合される端部に、前記切削加工部を左右又は前後方向へ自在に移動させる切削加工部繰出手段を備えることが好ましい。

本発明の側面加工用アタッチメントが上記の手段を備えることにより、ベッド９３をＸ、Ｙ及びＺ方向に移動してワークの位置合わせを行っている際には、切削加工部をワークから離れた位置に待機させておき、ワークの位置合わせが完了した後に、当該切削加工部をワークの側面へ移動させて切削加工を行うことができる。また、このように切削加工部を移動できることにより、ワークの側面に切削加工を行う際に発生する切削屑を排出しながら加工を行うことができるので、スムースに切削加工を行うことができる。

本発明によれば、フライス盤の備える高い精度をそのまま利用することができ、かつ、ワークをフライス盤のベッドに置いたままでワークの側面に切削加工を行うことのできる、フライス盤用の側面加工用アタッチメントが提供される。

図１は、本発明のフライス盤用の側面加工用アタッチメントが適用されるフライス盤の一例を模式的に示す斜視図である。 図２は、本発明のフライス盤用の側面加工用アタッチメントの一実施形態のクランプ部を拡大した斜視図である。 図３は、本発明のフライス盤用の側面加工用アタッチメントの一実施形態を示す正面図である。 図４は、本発明のフライス盤用の側面加工用アタッチメントの一実施形態を上方から観た斜視図である

以下、本発明のフライス盤用の側面加工用アタッチメントの一実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではない。なお、本明細書では、作業者がフライス盤９に正対したときのフライス盤９の奥行方向（図１のＹ方向）を前後方向と呼び、幅方向（図１のＸ方向）を左右方向と呼び、高さ方向（図１のＺ方向）を上下方向と呼ぶ。

本実施形態のフライス盤用の側面加工用アタッチメント１（以下、省略して「側面加工用アタッチメント１」とも呼ぶ。）を説明するに際して、図１を参照しながら、側面加工用アタッチメント１が適用されるフライス盤９について簡単に説明する。図１は、本発明のフライス盤用の側面加工用アタッチメントが適用されるフライス盤９の一例を模式的に示す斜視図である。フライス盤９は、加工対象であるワーク（図示せず）の表面を切削加工するための工作機械であり、加工対象であるワーク（図示せず）を載置するためのベッド９３、当該ワークに対する切削具９４を結合するための主軸スピンドル９５を有するヘッド部９１、及びヘッド部９１を載置するためのコラム９２を備える。主軸スピンドル９５が回転するのに伴って切削具９４が回転し、回転する切削具９４と接触したワーク（図示せず）の表面が切削加工を受ける。フライス盤９によれば、ハンドル９６、９７等の調節によってベッド９３及びその上に載置されたワーク（図示せず）が左右方向（Ｘ方向）・前後方向（Ｙ方向）及び／又は上下方向（Ｚ方向）へ任意に移動し、ワーク（図示せず）の表面に所望の加工を施すことが可能である。

フライス盤９は、主軸スピンドル９５を備えたヘッド部９１の下方部分にホゾ９１１を備えるとともに、ヘッド部９１を載置するコラム９２の上方部分に、ホゾ９１１を前後方向に摺動可能に収容するアリ溝９２１を備える。これにより、フライス盤９では、ワーク（図示せず）の大きさやベッド９３の位置に応じてヘッド部９１を前後方向に移動させることが可能である。ホゾ９１１は、底角部分が６０°である略台形形状であり、フライス盤９を使用する際にはコラム９２よりも手前側に突き出た状態となるのが一般的である。

本実施形態の側面加工用アタッチメント１は、図２に示すように、この手前に突き出たホゾ９１１をクランプ部２で挟み込むことにより、フライス盤９に固定される。これにより、側面加工用アタッチメント１は、フライス盤９と一体化されてフライス盤９の有する高い精度をそのまま継承し、ワーク（図示せず）の側面加工における高い位置精度を備えることになる。次に、本実施形態の側面加工用アタッチメント１の詳細について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施形態の側面加工用アタッチメント１のクランプ部２を拡大した斜視図である。図３は、本実施形態の側面加工用アタッチメント１を示す正面図である。図４は、本実施形態の側面加工用アタッチメント１を上方から観た斜視図である。

本実施形態の側面加工用アタッチメント１は、クランプ部２と、左右方向延出部材３、前後方向延出部材４及び切削加工部繰出手段５からなる結合部と、切削加工部７と、を備える。側面加工用アタッチメント１では、クランプ部２にてフライス盤９のホゾ９１１に固定されるとともに、切削加工部７が、クランプ部２から延出した結合部により、ベッド９３上にあるワーク（図示せず）の左方に左右方向へ移動可能なように結合されている。このため、側面加工用アタッチメント１では、切削加工部７に取り付けられた切削具（図示せず）により、ベッド９３上にあるワーク（図示せず）の左側面を切削加工することが可能である。このとき、ハンドル９６、９７等を使用してベッド９３を移動させることにより、ワーク（図示せず）の左側面のうちの任意の位置に切削加工を施すことが可能である。なお、切削加工部に取り付けられる切削具としては、ドリル刃、エンドミル、カッター等が例示されるが、特に限定されない。

クランプ部２は、右固定部２１及び左固定部２２を備え、右固定部２１及び左固定部２２によりフライス盤９のホゾ９１１を左右から挟み込んで、ホゾ９１１に固定される。これにより、側面加工用アタッチメント１は、フライス盤９に連結され固定される。

左固定部２２の右側面及び左側面には、手前側から奥側に向かって並んだ３本の案内孔２６、２６、２６が貫通して設けられており、これらのうち中央に位置する案内孔２６の内面には、後述するボルト２３のネジ山に対応したネジ溝が設けられている。

右固定部２１の右側面及び左側面には、手前側から奥側に向かって並んだ３本の貫通孔２５、２５、２５が貫通して設けられており、これらのうち中央に位置するものでない貫通孔２５、２５（すなわち、手前側及び奥側の貫通孔２５、２５）には、それぞれ案内棒２４が右固定部２１の左側面から突出した状態で嵌合される。中央に位置する貫通孔２５には、右固定部２１の右側面からボルト２３が挿入される。

２本の案内棒２４、２４は、右固定部２１の左側面から突出しており、この突出した部分が左固定部２２の手前側及び奥側の案内孔２６、２６に挿通される。ボルト２３は、右固定部２１の左側面から突出しており、この突出した部分が、内面にネジ溝が設けられた案内孔２６に挿入され螺合される。これにより、右固定部２１及び左固定部２２は、ボルト２３を締めたり緩めたりすることによって間隔の調節が可能なように、対向配置される。

右固定部２１及び左固定部２２の対向面には、底角が６０°である台形の一部であり対となる切り欠き２７、２７がそれぞれ設けられる。この対となった切り欠き２７、２７によりホゾ９１１を挟み込んだ状態でボルト２３を締めることにより、クランプ部２は、ホゾ９１１に固定される。

左固定部２２の底面には、左右方向延出部材３が取り付けられる。左右方向延出部材３は、クランプ部２から左方向に延出して設けられ、後述する切削加工部７の左右方向の取り付け位置を調節するための部材である。このため、左右方向延出部材３における左右方向の長さは、フライス盤９の大きさにあわせて適宜決定される。

左右方向延出部材３の左方底面には、前後方向延出部材４が設けられる。前後方向延出部材４は補強板４１と前後方向延出板４２とからなり、左右方向延出部材３から手前方向に延出して設けられ、後述する切削加工部７の前後方向の取り付け位置を調節するための部材である。このため、前後方向延出部材４における前後方向の長さは、フライス盤９の大きさにあわせて適宜決定される。

前後方向延出板４２の底面には、切削加工部繰出手段５が取り付けられる。切削加工部繰出手段５は、後述する切削加工部７を左右方向に移動させるための部材であり、固定部５１及び可動部５２からなる。切削加工部繰出手段５は、左右方向延出部材３、前後方向延出部材４及び切削加工部繰出手段５からなる結合部の端部に位置することになる。

固定部５１は、前後方向延出部材４の下部に固定されており、フライス盤９に対する相対位置の変化しない部材である。固定部５１は、第一桁部材５１１、案内溝５１２、歯車ユニット５１３、回転軸５１５及びハンドル５１４を備える。

第一桁部材５１１は、前後方向延出板４２を介して前後方向延出部材４の下方に結合された、左右方向に延びる部材である。第一桁部材５１１は、前後方向延出部材４に固定されており、不可動部材である。第一桁部材５１１の正面の下方には、左右方向に延びる溝である案内溝５１２が設けられる。案内溝５１２は、後述する可動部５２が左右方向へ移動する際の案内となる。第一桁部材５１１の正面の左方には、歯車ユニット５１３が固定されている。歯車ユニット５１３の内部には歯車（図示せず）が設けられ、この歯車が回転することにより後述するラックギア５２２が左右方向に移動する。歯車ユニット５１３の内部にある歯車（図示せず）は、ハンドル５１４に連結された回転軸５１５に結合されており、ハンドル５１４の回転に伴って回転する。

可動部５２は、ハンドル５１４の回転に伴って、固定部５１に含まれる案内溝５１２に案内されて左右方向に可動する部材であり、フライス盤９のベッド９３に対する左右方向の相対位置が変化する部材である。可動部５２が左右方向に移動することに伴い、後述する切削加工部７は、左右方向に移動し、フライス盤９のベッド９３に対する相対位置を変化させる。可動部５２は、第二桁部材５２１、ラックギア５２２及びガイド５２４を備える。

第二桁部材５２１は、その上面に設けられたガイド５２４が案内溝５１２に係合することにより、左右方向移動可能に固定部５１に結合された、左右方向に延びる部材である。よって、第二桁部材５２１は、固定部５１に対して左右方向への移動が可能であるが、上下方向には移動しない。ラックギア５２２は、第二桁部材５２１の上面に固定して設けられた、上面に複数の凹凸を有する部材である。これらの凹凸は歯車ユニット５１３の内部に存在する歯車（図示せず）に噛み合っており、歯車ユニット５１３の内部に存在する歯車（図示せず）が回転することにより、ラックギア５２２は左右方向に繰り出される。ガイド５２４は、第二桁部材５２１の上面に固定して設けられ、奥側の面に突出部（図示せず）を備えた部材である。この突出部（図示せず）は、案内溝５１２に係合し、第二桁部材５２１を左右方向移動可能に固定部５１に結合させる。

第二桁部材５２１の底面には、切削加工部７が取り付けられる。切削加工部７は、ベッド９３上に載置されたワーク（図示せず）の側面に切削加工を行うための切削具（図示せず）を取り付けるための部材であり、チャック７１、モータ７２及び回転伝達手段７３を備える。切削具（図示せず）は、チャック７１に取り付けられる。

チャック７１及びモータ７２は、第二桁部材５２１の下部に固定されており、可動部５２の左右方向への移動に伴い、左右方向に移動する。そのため、チャック７１に取り付けられた切削具（図示せず）は、ハンドル５１４の回転操作によって左右方向に移動でき、ワーク（図示せず）の側面に切削加工を行う際に発生する切削屑を排出しながら加工を行うことができるので、スムースに切削加工を行うことができる。回転伝達手段７３は、モータ７２の回転軸とチャック７１との間の連結具であり、モータ７２の回転力をチャック７１に伝達させる。

上記のように、左右方向延出部材３、前後方向延出部材４及び切削加工部繰出手段５からなる結合部は、クランプ部２と切削加工部７とを結合し、切削加工部７とフライス盤９とを一体化させる。

第一桁部材５１１の上面の左方には、スイッチボックス８が載置されている。スイッチボックス８の正面には、各種スイッチやボリュームが設けられ、モータ７２の回転のオン／オフの切り替えや回転速度の調節が可能である。

なお、側面加工用アタッチメント１を構成する各部材同士を結合させる手段は、特に限定されない。このような手段としては、ネジによる螺合や溶接等を例示することができる。また、鋳造により、上記で述べた一部又は全部の部材が結合されたものを一体的に形成させることも可能である。鋳造によって一体的に形成された部材を使用した側面加工用アタッチメントも、当然、本発明の範囲に含まれる。側面加工用アタッチメントを構成する材質としては、特に限定されないが、強度や剛性等を考慮すると金属が好ましく例示され、中でも、軽量であることからアルミニウム等が好ましく例示される。

以上、具体的な実施形態を示すことにより本発明のフライス盤用の側面加工用アタッチメントを具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものでなく、本発明の範囲において適宜変更を加えて実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、側面加工用アタッチメント１がベッド９３の左方に配置されたが、これをベッド９３の右方、後方又は前方に配置してもよい。側面加工用アタッチメントがベッド９３の後方又は前方に配置された場合には、切削加工部が切削加工部操出手段により前後方向へ移動されることになる。また、上記実施形態では、右固定部２１及び左固定部２２の対向面に、底角が６０°である台形の一部であり対となる切り欠き２７、２７がそれぞれ設けられたが、切り欠きの形状はホゾ９１１の形状に合わせて適宜変更してもよい。また、上記実施形態では、結合部が左右方向延出部材３、前後方向延出部材４及び切削加工部繰出手段５の順に結合して構成されたが、左右方向延出部材３と前後方向延出部材４との順番を入れ替えてもよい。

また、上記実施形態では、ラックギア５２２が剥き出しの状態だったが、外観や作業性等を考慮して、これに適切なカバーを設けてもよい。このようなカバーとして、第一桁部材５１１の正面部分のうち歯車ユニット５１３の右方に固定され、第二桁部材５２１の上面を覆う長尺の箱状のものが挙げられるが、特に限定されない。

１ フライス盤用の側面加工用アタッチメント
２ クランプ部
３ 左右方向延出部材
４ 前後方向延出部材
５ 切削加工部繰出手段
７ 切削加工部
９ フライス盤
９１ ヘッド部
９１１ ホゾ
９２ コラム
９２１ アリ溝
９３ ベッド
９４ 切削具
９５ 主軸スピンドル

Claims (2)

1. 加工対象であるワークを載置するためのベッド、前記ワークに対する切削具を結合するための主軸スピンドルを有するヘッド部、及び前記ヘッド部を載置するコラムを備え、作業者が正対したときの奥行の方向を前後方向とし、幅方向を左右方向としたときに、前記ヘッド部の下方部分にホゾを備えるとともに、前記コラムの上方部分に前記ホゾを前後方向へ摺動可能に収容するアリ溝を備えることにより、前記ヘッド部が前記ワーク又は前記ベッドの位置に応じて前後方向に移動可能であるフライス盤に対して使用され、
   前記ホゾを挟み込むことにより自身を前記フライス盤に固定させるクランプ部と、
   前記ベッドの側方に設けられ、前記ワークの側面に切削加工を行うための切削加工部と、
   前記クランプ部と前記切削加工部とを結合させることにより、前記切削加工部を前記フライス盤と一体化させる結合部と、を備えたフライス盤用の側面加工用アタッチメント。
2. 前記結合部が、前記切削加工部と結合される端部に、前記切削加工部を左右又は前後方向へ自在に移動させる切削加工部繰出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のフライス盤用の側面加工用アタッチメント。

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