(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バリ取り荷重が一つの軸方向に作用するように設けられたバリ取り工具を有するバリ取り装置のバリ取り荷重調整装置であって、ワークを上記軸方向に平行な方向に移動自在に保持するワーク保持装置と、このワーク保持装置に係合され該ワーク保持装置に保持されたワークを上記バリ取り工具の方向に付勢するように設けられた定荷重ばねを備え、上記ワーク保持装置は、上記ワークを支持するワーク支持部材と、このワーク支持部材に固定されたシャフトと、このシャフトを上記軸方向に平行な方向に移動自在に支持するフレーム部材を備えてなり、上記定荷重ばねは上記フレーム部材に固定されて、そのばねの外端部は、上記シャフトに固定された接続部材に固定されていることを特徴とするバリ取り荷重調整装置。
【請求項２】
上記定荷重ばねを上記シャフトのまわりに対称的に複数設けたことを特徴とする請求項１に記載のバリ取り荷重調整装置。
【請求項３】
上記バリ取り装置は、マシニングセンタの主軸の工具ホルダにバリ取りディスクからなる上記バリ取り工具が装着されたものからなり、上記ワーク保持装置は、マシニングセンタのステージの上面に固定されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバリ取り荷重調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばマシニングセンタなどの加工機に取り付けて使用されるバリ取り荷重調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からマシニングセンタなどの加工機にバリ取り用のブラシやディスクを取り付け、製品のバリ取りが行われている。従来の技術として、バリ取りに伴う切り込み量の変化に対応するために、例えば工具ホルダに取り付けられた圧縮ばねのばね力によってバリ取り荷重を調整するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１６４２９３号公報（第２−３頁、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来のバリ取り装置のバリ取り荷重調整装置にあっては、圧縮ばねを用いてバリ取り荷重を制御しているため、バリ取り工具の取り付けのばらつきや工具の摩耗によって切込量が変化するとばね力が変化し、バリ取り荷重が変化することから加工後のエッジ形状が安定しないという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、バリ取り加工において切込量が変化しても一定のばね力が得られバリ取り荷重を安定化することにより、常に安定したバリ取り加工の品質が得られる荷重調整装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るバリ取り荷重調整装置は、バリ取り荷重が一つの軸方向に作用するように設けられたバリ取り工具を有するバリ取り装置のバリ取り荷重調整装置であって、ワークを上記軸方向に平行な方向に移動自在に保持するワーク保持装置と、このワーク保持装置に係合され該ワーク保持装置に保持されたワークを上記バリ取り工具の方向に付勢するように設けられた定荷重ばねを備え、上記ワーク保持装置は、上記ワークを支持するワーク支持部材と、このワーク支持部材に固定されたシャフトと、このシャフトを上記軸方向に平行な方向に移動自在に支持するフレーム部材を備えてなり、上記定荷重ばねは上記フレーム部材に固定されて、そのばねの外端部は、上記シャフトに固定された接続部材に固定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ワーク支持部材に固定されたシャフトをバリ取り荷重が作用する軸方向に平行な方向に移動自在に支持するフレーム部材を備えたワーク保持装置に保持されたワークを上記バリ取り工具の方向に付勢するように設けられた定荷重ばねが上記フレーム部材に固定されて、そのばねの外端部は、上記シャフトに固定された接続部材に固定されるようにし、ワークを定荷重ばねの駆動力によってバリ取り工具の方向に付勢するようにしてバリ取り荷重を制御しているため、バリ取り時の切込量が変化しても一定のバリ取り荷重となり、例えばバリ取り工具交換後の取り付け誤差や摩耗などによる工具厚みの変化に影響されず、常に安定したバリ取り加工の品質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１によるバリ取り荷重調整装置を用いた加工装置を概略的に示す全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるバリ取り荷重調整装置を示す断面図である。
【図３】図２に示されたバリ取り荷重調整装置を軸方向から見た断面図である。
【図４】図２に示されたバリ取り荷重調整装置の定荷重ばねの接続図である。
【図５】定荷重ばねと接続部材の位置関係の別の例を説明する参考図である。
【図６】図５に示された位置関係の場合の好ましい接続図であり、図４の変形例に相当する。
【図７】図２に示されたバリ取り荷重調整装置の他の使用例を示す断面図である。
【図８】図２に示されたバリ取り荷重調整装置によるバリ取り荷重と切り込み量の関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるバリ取り荷重調整装置を用いた加工装置を概略的に示す全体構成図、図２は本発明の実施の形態１によるバリ取り荷重調整装置を示す断面図、図３は図２に示されたバリ取り荷重調整装置を軸方向から見た断面図、図４は図２に示されたバリ取り荷重調整装置の定荷重ばねの接続図である。図において、バリ取り工具としてのバリ取りディスク１は加工装置としてのマシニングセンタ２の主軸２１に工具ホルダ２２を介して取り付けられている。また、実施の形態１によるバリ取り荷重調整装置３はマシニングセンタ２におけるステージ２３の上に取り付けられている。模式的に示しているワーク６はバリ取り荷重調整装置３の上部に設けられたワーク支持部材４１上に設置される。
【００１０】
バリ取り荷重調整装置３は、図２に示すように、上記ワーク支持部材４１、このワーク支持部材４１の中心部背面側に固定されたシャフト４２、このシャフト４２を同軸に設けられた一対のリニアブッシュ４３を介して図の上下方向に移動自在に支持する上部プレート部材４４Ａと下部プレート部材４４Ｂと４本の支柱部材４４Ｃからなるフレーム部材４４によって構成されているワーク保持装置４と、上部プレート部材４４Ａの背面側に定荷重ばね取付部材４５によって固定された定荷重ばね５からなっている。定荷重ばね５の出力部である密着巻された帯状ばね５１の外端部５１ａは、上記シャフト４２の外周部に設けられた接続部材４６の側面に固定されている。
【００１１】
なお、定荷重ばね５は、この例では図３に示すように、シャフト４２のまわりに等角度で３つ設置されている。上記ワーク支持部材４１は、ワーク６を設置するスペースを確保するためにシャフト４２よりも径が大きく形成されている。また、接続部材４６はシャフト４２に対して締結部材４６ａによって固定されている。定荷重ばね５は、ユニット内部に設けられたドラム（図示省略）に帯状ばね５１が巻き取られ、または引き出されるように帯状ばね５１の外端部５１ａが直線運動する以外の動きが拘束されている。
【００１２】
その帯状ばね５１の外端部５１ａは、図４に示すようにシャフト４２の軸Ａ方向に平行に引き出されるように接続され、シャフト４２を図の上方向へ常時引き上げる力Ｂが働くように設けられている。なお、上部プレート部材４４Ａと下部プレート部材４４Ｂは４本の支柱部材４４Ｃによって所定間隔で互いに平行に固定されている。一対のリニアブッシュ４３は上部プレート部材４４Ａと下部プレート部材４４Ｂの中心部に１つずつ同軸に設けられ、シャフト４２を円滑に直線案内する役割を果たしている。
【００１３】
次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について、更に図５〜図８を適宜参照して説明する。なお、図５は定荷重ばねと接続部材の位置関係の別の例を説明する参考図、図６は図５に示された位置関係の場合の好ましい接続図であり、図４の変形例に相当する。図７は図２に示されたバリ取り荷重調整装置の他の使用例を示す断面図、図８は図２に示されたバリ取り荷重調整装置によるバリ取り荷重と切り込み量の関係を説明する図である。なお、動作の基本としては、一般的な手法に基づいて予めプログラムされたシーケンスにより、マシニングセンタ２の主軸２１が回転することによりバリ取りディスク１が回転し、マシニングセンタ２の主軸２１とマシニングセンタ２のステージ２３がワーク６のバリが発生している部分の形状に沿って移動することによってバリ取りが行われる。
【００１４】
上記の構成においては、上部プレート部材４４Ａと下部プレート部材４４Ｂに同軸上に取り付けられている２個のリニアブッシュ４３によって、シャフト４２は軸Ａ方向のみに動き、他の方向への動作は拘束されている。また、シャフト４２を駆動する定荷重ばね５はシャフト４２の軸Ａを中心とする同一円周上に等間隔に取り付けられているため、軸Ａまわりの力とモーメントの釣り合いから、軸Ａ方向以外の力が打ち消され、軸Ａ方向のみに駆動される。なお、この実施の形態１では、定荷重ばね５が３個の場合を示しているが、２個以上の定荷重ばねを同一円周上に等間隔に取り付ければ、同様に軸方向のみに駆動されるようになる。
【００１５】
上記のように、力が拘束されていない向きと力が駆動される向きが同一の方向になるため、シャフト４２とリニアブッシュ４３との摩擦を最小とすることができ、安定した出力を得ることができるようになる。また、図４に示すようにシャフト４２の軸Ａ方向に定荷重ばね５を取り付けることで、バリ取り時の切り込み量によらず出力は一定になる。なお、図５のように、軸Ａに対して定荷重ばね５が斜めに取り付けられた場合、軸Ａ方向に働く力は、シャフト４２の軸Ａ方向と定荷重ばね５の引き出す方向のなす角をθとするとｃｏｓθ倍になる。この角度θは切り込み量によって変化するため、バリ取り荷重が変化する。
【００１６】
図５のように、斜め方向にしかばねを引き出せない位置関係となる場合には、図６に示すようにプーリ４７を設け、軸Ａと同じ方向に接続部材４６を駆動できるようにすればよい。また、定荷重ばね５のばね力が大きすぎて、ワーク６のエッジ部のダレが大きくなるような場合や、機種変更等によってワーク６の質量が軽いものに変更された場合などには、図７に示すように締結部材４６ａの上に、例えば１つまたは複数のばね力調整用のおもり４８を設置することにより、装置を大きくすること無しにバリ取り荷重を調整することができる。
【００１７】
バリ取り加工時にはマシニングセンタ２の主軸２１が移動し、ワーク６に接触するとシャフト４２が軸Ａ方向の下向に移動する。シャフト４２はその中心軸が鉛直方向に設けられて、接続部材４６によって定荷重ばね５に接続されており、リニアブッシュ４３との摩擦はほぼ無視できるほど小さいため、バリ取り荷重はばね力からワーク６、ワーク支持部材４１、締結部材４６ａ、接続部材４６、及びシャフト４２の重量を減じたものに相当する。定荷重ばね５のばね力はストロークが変化しても一定であるためバリ取り荷重はばねのストロークが変化し、つまり切込量が変化しても一定に保たれ一定のバリ取り荷重で加工できる。
【００１８】
上記のようにバリ取りを行った際の切り込み量とバリ取り荷重の関係は、図８の曲線Ｉに示すように変化する。即ち、バリ取りディスク１の先端部がワーク６に当接後、さらに切り込み量が増加すると工具が変形し、ばね力とつり合う切り込み量からばねの変形が始まる。ばねの変形領域を超えた後、さらに切り込み量が大きくなると、曲線ＩＩで示す圧縮コイルばねを用いている従来の技術では、切り込み量とともにバリ取り荷重が増加するが、実施の形態１の方式を用いると、バリ取り荷重は曲線Ｉのように一定のまま保たれる。このため、バリ取り加工面が常に安定する。
【００１９】
上記のように、実施の形態１によれば、一方向のみに力が作用するように設置された定荷重ばね５を駆動力としてバリ取り荷重を制御しているため、ワーク６のバリ取り時に切込量が変化しても一定のバリ取り荷重となり、例えばバリ取り工具交換後の取り付け誤差や摩耗などによる工具厚みの変化に影響されず、常に安定したバリ取り加工の品質が得られるという効果が得られる。また、その結果として、加工工程における歩留まりも向上できる。
【００２０】
なお、上記実施の形態１ではマシニングセンタ２の主軸２１にバリ取りディスク１を取り付け、マシニングセンタ２のステージ２３の上にバリ取り荷重調整装置３を設置してバリ取り加工を行う例を示したが、マシニングセンタ２上での使用に限定されるものではなく、例えば、作業机の上にバリ取り荷重調整装置３を設置し、作業者が手工具でバリ取りを行う際にもシャフト４２の軸方向のみに一定のバリ取り荷重で加工でき、同様の効果が得られる。また、例えばフライス盤など他の加工機にバリ取りディスク１を取り付け、上記バリ取り荷重調整装置３を用いてバリ取り加工を行うようにしても差し支えない。
【００２１】
また、上記実施の形態１では、ワーク保持装置４は、ワーク支持部材４１を１本のシャフト４２で支持する場合について説明したが、例えばワーク６のサイズが大きい場合などにおいてシャフト４２を２本以上用いて構成することもできる。シャフト４２を複数用いた場合には、ワーク支持部材４１が軸Ａのまわりに回動するのを規制する手段が不要となる。その他、この発明の範囲内で種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１  バリ取りディスク、  ２  マシニングセンタ、  ２１  主軸、  ２２  工具ホルダ、  ２３  ステージ、  ３  バリ取り荷重調整装置、  ４  ワーク保持装置、  ４１  ワーク支持部材、  ４２  シャフト、  ４３  リニアブッシュ、  ４４  フレーム部材、  ４４Ａ  上部プレート部材、  ４４Ｂ  下部プレート部材、  ４４Ｃ  支柱部材、  ４５  定荷重ばね取付部材、  ４６  接続部材、  ４６ａ  締結部材、  ４７  プーリ、  ４８  おもり、  ５  定荷重ばね、  ５１  帯状ばね、  ５１ａ  外端部、  ６  ワーク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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