JPH08197370A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切削油の飛散に起因する周囲の汚損、並びに
加工屑の飛散に起因する駆動部分の不具合を可及的に防
止すること。 【構成】 本発明は、ドリル２４を貫挿させる基端開口
５２ｄおよび先端開口５２ｃを有して構成されており、
少なくとも加工時において前記先端開口５２ｃの周縁部
をクランクシャフトＷにおけるバランスウェイトＢの周
面に圧接させる態様で前記ドリル２４の周囲を囲繞する
収容部５２を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドリル等の回転工具を
用いてワークに加工を施す加工装置の改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ドリル、リーマ、フライス、
エンドミル等々の回転工具を用いてワークに穿孔、切
削、研削等の加工を施す加工装置では、これら加工の際
に切削油を用いている。

【０００３】切削油は、回転工具における刃先部の冷却
および潤滑を図ることによって当該回転工具の寿命を長
くし、かつワークの仕上げ面を美しくするために使用す
るもので、通常、回転工具の周囲から吹き付けたり、回
転工具の内部から刃先部に供給するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の加
工装置にあっては、加工時において回転工具が高速で回
転しているため、該回転工具に供給した切削油および加
工によって生じた切り粉等の加工屑がそれぞれ周囲に飛
散することになり、切削油によって周囲の汚損が招来さ
れるとともに、加工屑によって回転部分や摺動部分等の
駆動部分に不具合が発生する虞れがある。

【０００５】本発明の目的は、上記実情に鑑みて、切削
油の飛散に起因する周囲の汚損、並びに加工屑の飛散に
起因する駆動部分の不具合を可及的に防止することので
きる加工装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転工具を貫
挿させる基端開口および先端開口を有して構成されてお
り、少なくとも加工時において前記先端開口の周縁部を
ワークに圧接させる態様で前記回転工具の周囲を囲繞す
る室体を備えている。

【０００７】前記室体は、前記回転工具が取り付けられ
たヘッドユニットに保持され、かつ該回転工具に対して
その軸心方向に沿って進退可能に配設されていることが
好ましい。

【０００８】また、前記室体の底部に排出口を設けると
ともに、少なくとも加工時における前記排出口の下方に
位置する部位に排出通路の基端を開口させ、室体の内部
の切削油や加工屑を排出通路を介して外部に排出するこ
とが好ましい。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、回転工具に供給した切削油
および加工によって生じた加工屑が室体の内部に捕捉さ
れる。

【００１０】

【実施例】以下、一実施例を示す図面に基づいて本発明
を詳細に説明する。図５乃至図７は、本発明に係る加工
装置を適用したワーク加工設備を概念的に示したもので
ある。ここで例示するワーク加工設備は、直列４気筒エ
ンジン用クランクシャフトおよびＶ型６気筒エンジン用
クランクシャフトのバランス修正加工ラインにおいて、
これらクランクシャフトＷのアンバランスを修正すべく
バランスウェイトＢの周面適宜位置に穿孔加工を施すた
めのもので、設備本体１の一側部にワーク割り出し手段
１０を備えている。

【００１１】ワーク割り出し手段１０は、図５および図
６に示すように、上述した直列４気筒エンジン用および
Ｖ型６気筒エンジン用の各クランクシャフトＷで共通と
なるクランクジャーナルＪを複数箇所で挟持し、これら
クランクシャフトＷをそれぞれ水平軸回りに回動可能に
支持するワーククランパ１１と、このワーククランパ１
１に支持させたクランクシャフトＷの一方端部に駆動軸
１２を介して係合接続すべく当該ワーククランパ１１の
一方端延長域に配置されており、駆動した場合に上記ク
ランクシャフトＷを任意の方向に回動させる一方、停止
した場合に上記クランクシャフトＷの回動を阻止して任
意の位相に保持させる割り出しモータ１３と、この割り
出しモータ１３の駆動軸１２延長上に該駆動軸１２に対
して近接離反する態様で移動可能に配設されており、上
記ワーククランパ１１に保持させたクランクシャフトＷ
の他方端部に係合する心押し軸１４とを備えて構成され
るもので、上記ワーククランパ１１に支持させたクラン
クシャフトＷにおけるバランスウェイトＢのアンバラン
ス位置、つまりバランスウェイトＢの周面における穿孔
加工予定位置に対応する部位をそれぞれ設備本体１の中
央部側（図５および図６においてそれぞれ右方側）に向
けて水平に配置する作用を成す。

【００１２】一方、上記ワーク加工設備は、水平方向に
沿って任意の位置に移動可能に配設されたスライドテー
ブル２の上面にヘッドユニット２０を備えている。ヘッ
ドユニット２０は、上記ワーク割り出し手段１０に近接
する側の端部が幅広に形成された略Ｔ字状を成すもの
で、図２に示すように、その内部中央に主軸２１を回動
可能に支承している。主軸２１は、その軸心の延長線が
上記ワーククランパ１１に支持されたクランクシャフト
Ｗの軸心延長線に直交する態様で上記ヘッドユニット２
０に水平に貫通配置されており、上記ワーク割り出し手
段１０から離反した突出端部にドリブンプーリ２２を保
持しているとともに、他方の端部にスタブホルダ２３を
介してドリル２４を保持している。ドリブンプーリ２２
は、タイミングベルト２５およびドライブプーリ２６を
介して上記スライドテーブル２に保持されたインバータ
モータ２７の駆動軸２８に接続されており、該インバー
タモータ２７が駆動された場合にその駆動力をこれらド
ライブプーリ２６およびタイミングベルト２５を介して
上記主軸２１に伝達する作用を成す。ドリル２４は、高
剛性で、中心部にオイルホール（図示せず）を有した超
硬タイプのもので、当該オイルホールを上記スタブホル
ダ２３のオイル接続通路２３ａに連通させ、かつ該スタ
ブホルダ２３からの突出長さを比較的短くした状態で上
記主軸２１の軸心上に配設されている。同図に示すよう
に、上記スタブホルダ２３のオイル接続通路２３ａは、
その基端部が該スタブホルダ２３の基端面に開口してお
り、上記主軸２１のメインオイル通路２１ａ並びにロー
タリジョイント２９を介して図示していない切削油の供
給手段に接続されている。

【００１３】また、上記ヘッドユニット２０は、図３お
よび図４に示すように、上記主軸２１の両側に位置する
部位にそれぞれストッパロッド３０およびガイドロッド
４０を備えている。

【００１４】ストッパロッド３０は、上記ヘッドユニッ
ト２０における幅広部分の上方部に上記主軸２１と平行
となる態様で軸心回りに回動可能、かつ軸心方向に移動
不可能に貫挿されており、それぞれ上記ワーク割り出し
手段１０から離反した突出端部にストッパレバー３１を
保持しているとともに、他方の突出端部に操作レバー３
２を保持している。ストッパレバー３１は、揺動部３１
ａと作用部３１ｂとが互いに直角に結合した略Ｌ字状を
成すもので、上記揺動部３１ａを介して各ストッパロッ
ド３０に固着され、かつ上記作用部３１ｂがそれぞれ各
ストッパロッド３０の端部から該ストッパロッド３０の
軸心方向に沿って延在されている。操作レバー３２は、
上記ストッパロッド３０を個々の軸心回りに回動させる
ためのもので、各ストッパロッド３０からそれぞれ径外
方向に向けて延在されている。

【００１５】ガイドロッド４０は、上記ヘッドユニット
２０における各ストッパロッド３０の下方に位置する部
位に配設されたブッシュ４１を介して当該ヘッドユニッ
ト２０に貫挿され、上記主軸２１の軸心方向に沿って移
動可能に配設されたもので、それぞれ上記ワーク割り出
し手段１０から離反した突出端部に位置決めドグ４２を
保持しているとともに、他方の突出端部間にそれぞれコ
イルスプリング４３を介して移動体５０を保持してい
る。

【００１６】位置決めドグ４２は、各ガイドロッド４０
から径外方向に向けて突出したもので、上述した各スト
ッパロッド３０におけるストッパレバー３１の揺動部３
１ａが鉛直下方に占位された場合に該ストッパレバー３
１における作用部３１ｂの先端面に干渉する一方、上記
ストッパレバー３１の揺動部３１ａが水平方向に占位さ
れた場合に該ストッパレバー３１における作用部３１ｂ
の先端面に干渉しない態様で設けられている。

【００１７】移動体５０は、図２乃至図４に示すよう
に、上記ドリル２４におけるスタブホルダ２３からの突
出長さよりも短い厚さを有した中空の矩形箱状を成し、
その上下両壁に取入口５２ａおよび排出口５２ｂが形成
されているとともに、その左右両壁にそれぞれ外方に向
けて突出する支持アーム５１が形成された収容部５２
と、これら取入口５２ａおよび排出口５２ｂを介して上
記収容部５２に連通された切削油通路５３とを備えてお
り、上記ガイドロッド４０の延在方向に沿う態様で上記
ヘッドユニット２０に対して近接離反移動可能に配設さ
れている。

【００１８】収容部５２は、図１および図４からも明ら
かなように、上記ドリル２４の軸心延長上に位置する部
位の前後両壁に、それぞれドリル２４の外径よりも僅か
に太径、実施例ではドリル２４の外径＋０．１ｍｍの大
きさに形成された先端開口５２ｃおよび基端開口５２ｄ
を有しており、上記ヘッドユニット２０に対して最も近
接移動した場合にこれら基端開口５２ｄ、並びに先端開
口５２ｃを介して上記ドリル２４が貫通配置される。こ
の収容部５２において先端開口５２ｃおよび基端開口５
２ｄが形成された前後両壁は、それぞれ鋼材、たとえば
前壁がＳＫＳ３（合金工具鋼鋼材）、後壁がＳ４５Ｃ
（機械構造用炭素鋼鋼材）によって成形されており、先
端開口５２ｃの外部周囲に環状の突部５２ｅを有してい
るとともに、基端開口５２ｄの外部周囲に環状の凹部５
２ｆを有している。また、収容部５２の前後両壁は、そ
れぞれネジ等の締結手段によって容易に着脱可能に構成
され、かつ上述した各開口５２ｃ，５２ｄの内径の異な
るものがそれぞれ複数種類ずつ用意されており、加工に
適用するドリル２４の外径に応じて段取替え時に適宜交
換し、上記各開口５２ｃ，５２ｄが常にドリル２４の外
径＋０．１ｍｍの内径を確保できるようになっている。

【００１９】切削油通路５３は、図２および図４に明示
するように、断面が矩形状に形成されたもので、上記収
容部５２の取入口５２ａからは一旦鉛直上方に向けて延
在した後、略直角に屈曲して上記ヘッドユニット２０の
上方部まで延在され、さらに該ヘッドユニット２０のほ
ぼ中央に位置する部位から略直角に屈曲して再び鉛直上
方に向けて延在されており、その上端部を介して上述し
た図示していない切削油の供給手段に接続されている一
方、上記収容部５２の排出口５２ｂからは鉛直下方に向
けて延在されている。なお、図中の符号５４は、上記ヘ
ッドユニット２０の上面に取り付けられたガイドローラ
であり、上記切削油通路５３におけるヘッドユニット２
０の上方部に延在する部分の移動を案内する作用を成
す。

【００２０】さらに、上記ワーク加工設備には、図５乃
至図７に示すように、上記ワーク割り出し手段１０と上
記スライドテーブル２との間に位置する部位に上下方向
に向けて排出ガイド通路６０が延在されているととも
に、該排出ガイド通路６０の下方に位置する部位に回収
溝６１が配設されている。排出ガイド通路６０は、その
上端部開口６０ａが上記ワーク割り出し手段１０に支持
させたクランクシャフトＷの全長にほぼ等しい長さを有
し、かつ上記移動体５０における切削油通路５３の下端
開口５３ａよりも十分な幅を有して構成されており、上
記収容部５２の前壁を上記ワーク割り出し手段１０に支
持させたクランクシャフトＷにおけるバランスウエイト
の周面に当接させた際に、当該上端部開口６０ａの延長
域が常時切削油通路５３の下端開口５３ａを含む位置に
配設されている。回収溝６１は、上記ワーク割り出し手
段１０が配設された設備本体１の一側部から他側部に向
けて漸次低くなる態様で傾斜配置されており、図には示
していないが、その下端部に接続された返却通路および
オイルフィルタを介して上述した図示していない切削油
の供給手段に接続されている。なお、図中の符号６３
は、上記回収溝６１の上端部に配設された洗浄ノズルで
あり、該回収溝６１の上面に下方に向けて切削油を噴射
する作用を成す。また、図中の符号６２は、回収溝６１
の両側に配設されたガイドプレートであり、該回収溝６
１に向けて漸次低くなる態様で傾斜配置されている。

【００２１】上記のように構成されたワーク加工設備で
は、上記一対の操作レバー３２を介して各ストッパロッ
ド３０を適宜軸心回りに回動し、上記ストッパレバー３
１の揺動部３１ａをそれぞれ鉛直下方に占位させると、
図３に示すように、該ストッパレバー３１における作用
部３１ｂの先端面がそれぞれ対応するガイドロッド４０
の位置決めドグ４２と干渉する位置に配置されるため、
これら作用部３１ｂの先端面および位置決めドグ４２が
互いに当接することによってヘッドユニット２０からの
移動体５０の離隔位置が規制され、当該移動体５０がヘ
ッドユニット２０から最も離隔した場合に上記ドリル２
４の先端部が基端開口５２ｄを介して収容部５２に収容
配置された状態となる。このとき、各ガイドロッド４０
における上記収容部５２の支持アーム５１および上記ブ
ッシュ４１間に介在されたコイルスプリング４３は、そ
れぞれ圧縮された状態にあり、個々の押圧力によって上
記移動体５０を常時ヘッドユニット２０から最も離隔し
た位置に保持している。また、上記移動体５０がヘッド
ユニット２０から最も離隔配置された場合、該ヘッドユ
ニット２０に設けられたマイクロスイッチ７０は、その
レバー７１が一方のガイドロッド４０における位置決め
ドグ４２の先端面に当接し、かつ図示していない接点が
開成状態に保持されている。因に、このワーク加工設備
では、ヘッドユニット２０に設けられた一対の操作レバ
ー３２を介して各ストッパロッド３０を適宜回動し、上
記ストッパレバー３１の揺動部３１ａをそれぞれ水平方
向に占位させると、該ストッパレバー３１における作用
部３１ｂの先端面が対応するガイドロッド４０の位置決
めドグ４２と干渉しない位置に退避され、上記移動体５
０をヘッドユニット２０からさらに離隔移動させること
ができるため、ドリル２４の掃除や交換作業を容易に行
うことが可能となる。

【００２２】今、上記ストッパレバー３１における作用
部３１ｂの先端面とガイドロッド４０の位置決めドグ４
２とが互いに当接し、かつヘッドユニット２０とワーク
割り出し手段１０との間が最も離隔した初期状態から図
示していない起動スイッチをＯＮすると、予めアンバラ
ンス量とその位置とが検出されたクランクシャフトＷが
搬送ローダ８０によって図示していないアンバランス検
出設備からワーク加工設備に搬入され、そのクランクジ
ャーナルＪを介して当該クランクシャフトＷがワーク割
り出し手段１０のワーククランパ１１に支持される。

【００２３】クランクシャフトＷがワーククランパ１１
に支持されると、上記割り出しモータ１３の駆動軸１２
および心押し軸１４がそれぞれクランクシャフトＷの端
部に係合された後、検出されたアンバランスの位置を示
すデータに基づいて割り出しモータ１３が適宜駆動さ
れ、バランスウェイトＢの周面における穿孔加工予定位
置が設備本体１の中央部側に向けて水平に配置される。

【００２４】クランクシャフトＷの割り出しが完了する
と、次いでスライドテーブル２が該クランクシャフトＷ
の軸心方向に適宜移動することによって上記バランスウ
ェイトＢにおける穿孔加工予定位置の延長上にドリル２
４が配置され、この状態から上記インバータモータ２７
の駆動によってドリル２４の回転が開始されるととも
に、上記スライドテーブル２がクランクシャフトＷに対
して近接移動される。

【００２５】上記スライドテーブル２がクランクシャフ
トＷに対して近接移動すると、まず、上記移動体５０に
おける収容部５２の前壁、より正確には先端開口５２ｃ
の外部周囲に形成された環状の突部５２ｅがクランクシ
ャフトＷにおけるバランスウェイトＢの周面に当接さ
れ、当該バランスウェイトＢの周面によって先端開口５
２ｃが閉塞される。

【００２６】この状態からさらにスライドテーブル２の
移動が進行すると、上記一対のコイルスプリング４３を
撓めながら上記移動体５０に対してヘッドユニット２０
が近接移動することになり、これらコイルスプリング４
３の押圧力によって上記収容部５２の突部５２ｅがバラ
ンスウェイトＢの周面に圧接された状態となる。

【００２７】このとき、上記移動体５０と上記ヘッドユ
ニット２０との相対移動に伴い、ガイドロッド４０の位
置決めドグ４２によって上記マイクロスイッチ７０のレ
バー７１が傾動され、上述した図示していない接点が閉
成することになり、当該マイクロスイッチ７０からの出
力信号に基づいて上述した図示していない切削油の供給
手段が駆動することにより、ロータリジョイント２９、
メインオイル通路２１ａおよびスタブホルダ２３のオイ
ル接続通路２３ａを介してドリル２４の刃先に切削油が
供給されるとともに、切削油通路５３の上端部からその
内部に切削油が供給される。ここで、上記の状態におい
ては、上述したように収容部５２の先端開口５２ｃがク
ランクシャフトＷにおけるバランスウェイトＢの周面に
よって閉塞され、かつ基端開口５２ｄがドリル２４によ
って塞がれた状態にあるため、回転状態にあるドリル２
４の刃先から噴射された切削油、並びに切削油通路５３
の内部を通過する切削油のいずれもが当該切削油通路５
３および収容部５２の内部に捕捉され、下端開口５３ａ
を介して排出ガイド通路６０の内部に排出されることに
なり、切削油の飛散に起因するワーク加工設備の周囲の
汚損が招来されることはない。

【００２８】さらに、上記スライドテーブル２の移動が
進行すると、やがてドリル２４の刃先がクランクシャフ
トＷにおけるバランスウェイトＢの周面に到達し、該ド
リル２４による穿孔加工が開始されることになる。

【００２９】このとき、ドリル２４の刃先部およびその
周面には、上述した図示していないオイルホール並びに
切削油通路５３から十分な切削油が供給されるているた
め、該刃先部の冷却および潤滑が図られるとともに、穿
孔加工の仕上げ面が美しくなる。しかも、上述した状態
と同様に、収容部５２の先端開口５２ｃがクランクシャ
フトＷにおけるバランスウェイトＢの周面によって閉塞
され、かつ基端開口５２ｄがドリル２４によって塞がれ
た状態にあるため、回転状態にあるドリル２４の刃先か
ら噴射された切削油、並びに切削油通路５３の内部を通
過する切削油、さらには穿孔加工によって発生する切り
粉のいずれもが当該切削油通路５３および収容部５２の
内部に捕捉され、さらにこの切削油通路５３を通過する
切削油の勢いによって下方に導かれ、下端開口５３ａを
介して排出ガイド通路６０の内部に確実に排出されるこ
とになり、切削油の飛散に起因するワーク加工設備の汚
損が招来されたり、切り粉の飛散に起因する回転部分や
摺動部分等の駆動部分に不具合が発生する虞れが全くな
い。

【００３０】なお、排出ガイド通路６０に排出された切
り粉を含む切削油は、回収溝６１に収集された後、上記
洗浄ノズル６３から噴射された切削油と共に返却通路
（図示せず）を通過し、この間オイルフィルタ（図示せ
ず）によって切り粉を除去した状態で上述した図示して
いない切削油の供給手段に返却されることになる。

【００３１】バランスウェイトＢへの穿孔加工が終了す
ると、上記スライドテーブル２がクランクシャフトＷに
対して離隔移動され、ドリル２４がバランスウェイトＢ
から除去された後、収容部５２の前壁がバランスウェイ
トＢの周面から離隔され、上記ヘッドユニット２０が再
びワーク割り出し手段１０から最も離隔した初期状態に
復帰する。その際、移動体５０がヘッドユニット２０か
ら最も離隔配置された時点でマイクロスイッチ７０がＯ
ＦＦされ、直ちに上述した図示していない切削油の供給
手段が停止して切削油の供給がストップすることになる
ため、排出ガイド通路６０の上端開口延長域から切削油
通路５３の下端開口５３ａが外れた場合に切削油が外部
に流出することはない。

【００３２】ヘッドユニット２０が初期状態に復帰する
と、上記ドリル２４の回転が停止した状態で割り出しモ
ータ１３が適宜駆動され、バランスウェイトＢの周面に
おける次の穿孔加工予定位置が設備本体１の中央部側に
向けて水平に配置される。

【００３３】以下、上述した作用が繰り返し行われ、ク
ランクシャフトＷにおけるバランスウェイトＢの周面に
順次所望の穿孔加工が施されることになる。

【００３４】なお、上記実施例では、クランクシャフト
におけるバランスウェイトの周面にドリルを用いて穿孔
加工を施す加工装置を例示しているが、その他の回転工
具、たとえばリーマ、フライス、エンドミル等々を用い
てその他のワークに加工を施すものにももちろん適用す
ることが可能である。この場合、加工は必ずしも穿孔加
工に限定されず、切削や研削等の加工を施すものでもよ
い。

【００３５】また、上記実施例では、室体を移動させる
ことによって先端開口の周縁部をワークに圧接させるよ
うにしているが、ワークを移動させることによって該ワ
ークを先端開口の周縁部に圧接させるように構成しても
よい。なお、この場合においては、室体を移動可能に配
設する必要がないため、該室体に直接排出通路を接続す
ることも可能である。また室体は、実施例の如くヘッド
ユニットに保持させることが好ましいものの、該ヘッド
ユニットから独立して設けるようにしても構わない。

【００３６】さらに、上記実施例では、回転工具のオイ
ルホールを介して刃先部に切削油を供給するとともに、
切削油通路を介して外部からも切削油を供給するように
しているが、本発明はこれに限定されず、たとえばこれ
らのうちの一方から回転工具の刃先部に切削油を供給す
るようにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る加工
装置によれば、回転工具に供給した切削油および加工に
よって生じた加工屑がそれぞれ室体の内部に捕捉される
ため、周囲の汚損、並びに駆動部分の不具合が防止され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加工装置の一実施例を示す要部拡
大図である。

【図２】図１に示した実施例装置を概念的に示す断面側
面図である。

【図３】図２における矢視 III で示す一部展開断面図
である。

【図４】図２における矢視 IV 図である。

【図５】図１に示した実施例装置を適用するワーク加工
設備の全体を概念的に示した側面図である。

【図６】図５における矢視 VI 図である。

【図７】図５における VII−VII 線断面図である。

【符号の説明】 ２０…ヘッドユニット ２４…ドリル ４３…コイルスプリング ５０…移動体 ５２…収容部 ５２ｂ…排出口 ５２ｃ…先端開口 ５２ｄ…基端開口 ５３…切削油通路 ５３ａ…下端開口 ６０…排出ガイド通路 ６０ａ…上端部開口 Ｂ…バランスウェイト Ｗ…クランクシャフト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転工具を用いてワークに加工を施す加
   工装置において、 前記回転工具を貫挿させる基端開口および先端開口を有
   して構成されており、少なくとも加工時において前記先
   端開口の周縁部を前記ワークに圧接させる態様で前記回
   転工具の周囲を囲繞する室体を備えたことを特徴とする
   加工装置。
2. 【請求項２】 前記室体は、前記回転工具が取り付けら
   れたヘッドユニットに保持され、かつ該回転工具に対し
   てその軸心方向に沿って進退可能に配設されていること
   を特徴とする請求項１記載の加工装置。
3. 【請求項３】 前記室体の底部に排出口を設けるととも
   に、少なくとも加工時における前記排出口の下方に位置
   する部位に排出通路の基端を開口させたことを特徴とす
   る請求項１記載の加工装置。