(57)【要約】【課題】面取り加工を迅速に行うことができる面取り装置を提供する。【解決手段】装置基台１０には、ワークＷを支持して回転駆動するワーク回転台１１と、コラム１６とが設けられ、コラム１６には工具支持台１８が移動自在に装着されている。工具支持台１８に揺動自在に装着された支持軸２１には加工工具２７を回転駆動する加工ヘッド２６が装着され、支持軸２１に取り付けられた揺動レバー３４を介して引っ張りコイルばね３６のばね力が加工工具２７に加えられ、ワークＷに対して揺動方向の押し付け力が付勢される。ワークＷの被加工部位Ｅに倣って加工工具２７は加工ヘッド２６の首振り移動によりワークＷを面取り加工する。【選択図】図２
2008119799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置基台に設けられ、ワークを支持して回転駆動するワーク回転台と、
前記装置基台に設けられ、工具支持台が前記ワークの回転中心軸に沿う方向に移動自在に装着されたコラムと、
前記回転中心軸に対して直角方向の揺動中心軸回りに前記工具支持台に揺動自在に装着された支持軸に取り付けられ、前記ワークの周面に当接する加工工具を回転駆動する加工ヘッドと、
前記支持軸に取り付けられた揺動レバーと前記工具支持台との間に装着され、前記揺動レバーを介して前記加工工具に前記ワークに対して揺動方向の押し付け力を付勢するばね部材とを有し、
前記支持軸を中心とする首振り移動軌跡により前記加工工具が前記ワークの被加工部位に倣って加工することを特徴とする面取り装置。
【請求項２】
請求項１記載の面取り装置において、前記揺動レバーを介して前記加工ヘッドを前記加工工具が前記ワークと接触する加工位置と、前記ワークから離れる待機位置とに駆動する工具位置決め手段を有することを特徴とする面取り装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の面取り装置において、前記加工ヘッドを前記支持軸に固定された工具支持ブラケットに対して軸方向に移動自在に装着するとともに、前記加工ヘッドに前記ワークに向かう軸方向のばね力を付勢するばね部材を前記工具保持ブラケットに設けることを特徴とする面取り装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の面取り装置において、前記加工ヘッドは前記加工工具を圧縮空気により回転駆動するエアーグラインダーであることを特徴とする面取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯車取付孔の内周面等のような回転部材の周面を面取り加工する面取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造や鍛造等により製造されたワークの外周面や内周面の端部を仕上げ加工やバリ取り加工を行う場合には、面取り装置により端部を加工している。例えば、シャフトのスプラインに嵌合される取付孔としてのスプライン孔を有する外歯車を鍛造加工した後には、スプライン孔とこれよりも大径のストレート孔との境界部の内周面を面取り装置により仕上げ加工している。この内周面は湾曲面となっており、従来では、湾曲面等のような立体面を加工するには、特許文献１に記載されるような倣い装置が使用されている。
【０００３】
倣い装置は、ワークの被加工部位に対応した輪郭面を有するモデルにスタイラスを押し当て、スタイラスを輪郭面になぞらせてスタイラスに連結された加工工具を移動させるようにしている。
【特許文献１】特開平１０−２４９６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
倣い装置はモデルを交換することによって多種類のワークの加工を行うことができ、汎用性があるという利点があるが、装置が複雑になるとともに、ワークの種類が変更される毎に、ワークの被加工部位に対応した輪郭面を有するモデルを準備して装着する必要があり、倣い装置の製造コストが高くなって加工コストも高くなるという問題点がある。また、倣い装置における加工工具はスタイラスを含めて慣性質量が大きくなるので、加工工具の移動速度を高めることができず、加工速度を高めるには限界があった。
【０００５】
本発明の目的は、面取り加工を迅速に行うことができる面取り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の面取り装置は、装置基台に設けられ、ワークを支持して回転駆動するワーク回転台と、前記装置基台に設けられ、工具支持台が前記ワークの回転中心軸に沿う方向に移動自在に装着されたコラムと、前記回転中心軸に対して直角方向の揺動中心軸回りに前記工具支持台に揺動自在に装着された支持軸に取り付けられ、前記ワークの周面に当接する加工工具を回転駆動する加工ヘッドと、前記支持軸に取り付けられた揺動レバーと前記工具支持台との間に装着され、前記揺動レバーを介して前記加工工具に前記ワークに対して揺動方向の押し付け力を付勢するばね部材とを有し、前記支持軸を中心とする首振り移動軌跡により前記加工工具が前記ワークの被加工部位に倣って加工することを特徴とする。
【０００７】
本発明の面取り装置は、前記揺動レバーを介して前記加工ヘッドを前記加工工具が前記ワークと接触する加工位置と、前記ワークから離れる待機位置とに駆動する工具位置決め手段を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の面取り装置は、前記加工ヘッドを前記支持軸に固定された工具支持ブラケットに対して軸方向に移動自在に装着するとともに、前記加工ヘッドに前記ワークに向かう軸方向のばね力を付勢するばね部材を前記工具支持ブラケットに設けることを特徴とする。
【０００９】
本発明の面取り装置は、前記加工ヘッドは前記加工工具を圧縮空気により回転駆動するエアーグラインダーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、先端に加工工具が設けられた加工ヘッドに揺動レバーを介してばね力を加えて加工ヘッドを首振り移動させるようにしたので、加工工具をワークの被加工部位に高い追随性で移動させることができ、面取り加工を迅速に行うことができる。これにより、面取り加工効率を向上させることができる。
【００１１】
加工工具に被加工部位に対する押し付け力をばね力により加えるようにしたので、簡単な構造で確実に押し付け力を加えることができ、製造コストを高めることなく、面取り装置を製造することができる。ワークの内周面や外周面等の周面に加工工具を押し付けるだけで、ワークの回転によりワークの形状に倣って自動的にワークの被加工部位の軌跡に加工工具を移動させることができる。
【００１２】
首振り移動する加工ヘッドに設けられた加工工具によってワークを加工するようにしたので、ワークの内面にワーク回転台の回転軸を嵌合させてワークを回転駆動させつつ、ワークの内周面における面取りを行うことができる。
【００１３】
加工工具を回転駆動させる加工ヘッドとしてエアーグラインダーを使用すると、加工ヘッドを軽量化することができ、より迅速に加工ヘッドを首振り移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である面取り装置の正面図であり、図２は図１の要部を示す拡大正面図であり、図３は図２における右側面図であり、図４は図２の平面図であり、図５は図３の矢印５方向における側面図である。
【００１５】
図２に示すようにワークＷは外歯歯車であり、鍛造加工や鋳造加工によりボスの内周面にはスプライン孔Ｈ１が形成されるとともに、ボス部の一端にはスプライン孔Ｈ１に連なってこれよりも大径のストレート孔Ｈ２が形成されている。これらの孔Ｈ１，Ｈ２は歯車をシャフトに取り付けるための取付孔となっており、スプライン孔Ｈ１とストレート孔Ｈ２との境界には段差部である湾曲面が内周面に形成されている。各図においては、ボス部の内周面を被加工部位Ｅとしてこの部分を円弧状の凹面に仕上げ加工するために面取り装置を使用している状態が示されている。
【００１６】
この面取り装置は図１に示すように装置基台１０を有し、装置基台１０の上面にはワークＷを支持して回転駆動するワーク回転台１１が設けられている。ワーク回転台１１は図２および図３に示すように回転中心軸Ｓを中心に回転駆動される回転軸１２を有し、この回転軸１２は図１に示すように装置基台１０の下面側に取り付けられた電動モータ１３により回転駆動されるようになっており、電動モータ１３の回転は減速機１４を介して回転軸１２に伝達される。ワークＷは回転軸１２に嵌合されて回転軸１２に装着されるようになっており、回転軸１２にはその外周面から突出してワークＷのスプライン孔Ｈ１に係合するピン１５が径方向に移動自在に組み込まれている。
【００１７】
装置基台１０の上にはワーク回転台１１に隣接してコラム１６が回転中心軸Ｓに沿う方向に上下方向に立設されおり、このコラム１６に取り付けられたガイドレール１７にはガイドレール１７に沿って上下方向つまり回転中心軸Ｓに沿う方向に往復移動自在に工具支持台１８が装着されている。図１に示すように、コラム１６には工具支持台１８を上下方向に往復動するために空気圧シリンダ１９が取り付けられ、この空気圧シリンダ１９のピストンロッド２０の先端は工具支持台１８に固定されている。この空気圧シリンダ１９によって工具支持台１８は下降限位置と上昇限位置との間で上下方向に往復動される。
【００１８】
工具支持台１８は水平方向に延びており、その先端部はワーク回転台１１の上方にまで達している。図３および図４に示すように、工具支持台１８の先端部には支持軸２１が軸受２２により揺動自在に装着されており、この支持軸２１の揺動中心軸Ｒは図３に示されるように回転軸１２の回転中心軸Ｓに対して直角方向となっている。支持軸２１の一端部には図３および図４に示されるように工具支持ブラケット２３が揺動中心軸Ｒに対して直角方向に延びて固定されている。この工具支持ブラケット２３に設けられたガイドレール２４にはホルダー２５が移動自在に装着されており、ホルダー２５には加工ヘッド２６が取り付けられている。
【００１９】
加工ヘッド２６は先端部に切刃が設けられた棒状の加工工具２７を有し、この加工工具２７は給気ホース２８から供給される圧縮空気により図２に示すように工具回転中心軸Ｔを中心に回転駆動されるようになっており、加工ヘッド２６としてはエアーグラインダーが用いられている。ただし、加工ヘッド２６としては、加工工具２７を電動モータにより回転駆動するようにしたタイプのものを使用するようにしても良い。
【００２０】
ホルダー２５には、図５に示すように、突起２９が固定され、この突起２９を軸方向両側から挟むようにして工具支持ブラケット２３には前進側と後退側のストッパボルト３０ａ，３０ｂが固定されており、加工ヘッド２６は両方のストッパボルト３０ａ，３０ｂの間で軸方向の移動限位置が規制される。加工ヘッド２６に対してワークＷに向かう方向のばね力を付勢するために、工具支持ブラケット２３に固定されたケース３１内に組み込まれたばね部材としての圧縮コイルばね３２がホルダー２５に固定されたばね受け３３に当接している。なお、このばね部材としては、加工ヘッド２６に対してワークＷに向かう方向のばね力を付勢するのであれば、引っ張りコイルばね等の他のばね部材を用いるようにしても良い。
【００２１】
図２および図４に示すように、支持軸２１には揺動レバー３４がその基端部で取り付けられており、工具支持台１８に固定されたばね受け３５と揺動レバー３４との間には引っ張りコイルばね３６が装着されている。この引っ張りコイルばね３６のばね力により揺動レバー３４を介して支持軸２１には図２において時計方向のばね力が付勢されており、このばね力により加工ヘッド２６には時計方向の首振り回転力が加えられている。加工ヘッド２６が首振り回転すると、加工ヘッド２６に設けられた加工工具２７の先端は揺動中心軸Ｒを中心とした円弧状の軌跡で移動することになり、この円弧状の軌跡はワークＷの内周面に加工すべき被加工部位Ｅの円弧状面に対応している。なお、このばね部材としては、揺動レバー３４に対して図２において時計方向のばね力を付勢するのであれば、圧縮コイルばね等の他のばね部材を用いるようにしても良い。
【００２２】
加工ヘッド２６を加工工具２７がワークＷに接触する位置とワークＷから離れる待機位置との間で揺動させるために、図４に示すように工具支持台１８に固定されたガイドレール３７には位置決めボックス３８が上下方向に移動自在に装着され、図２に示すように、この位置決めボックス３８内に形成されたガイド溝３９内には揺動レバー３４の先端に設けられたローラ４１が入り込んでいる。位置決めボックス３８に取り付けられた突起４２には工具支持台１８に取り付けられた工具位置決め手段としての空気圧シリンダ４３のピストンロッド４４が当接するようになっており、空気圧シリンダ４３のピストンロッド４４を突出移動させると、突起４２を介して位置決めボックス３８が下降移動され、揺動レバー３４を介して加工ヘッド２６は待機位置に駆動される。一方、空気圧シリンダ４３のピストンロッド４４を後退移動させると、位置決めボックス３８の移動規制が解除されて、引っ張りコイルばね３６のばね力により加工ヘッド２６は図２において時計方向に回転駆動される。図２において角度θは加工ヘッド２６の揺動角度を示している。
【００２３】
なお、加工ヘッド２６をワークＷに接触する位置とワークＷから離れる待機位置との間で揺動させるための位置決めボックス３８を空気圧シリンダ４３により位置決め移動させるようにしているが、電動モータ等の他の駆動手段により工具位置決め手段を構成するようにしても良い。
【００２４】
上述した面取り装置によってワークＷの被加工部位に面取り加工を行う手順について説明すると、ワークＷの径に応じてコラム１６のワーク回転台１１に対する距離が調整移動される。コラム１６の位置が設定された後には、図１に示すボルト４５によりコラム１６は装置基台１０に固定される。ワークＷをワーク回転台１１の回転軸１２に装着することによりワーク回転台１１にワークＷがセットされ、回転軸１２に設けられたピン１５がワークＷのスプライン孔Ｈ１に係合し、回転軸１２の回転がピン１５を介してワークＷに伝達される。
【００２５】
このようにしてワークＷが回転軸１２に装着された状態のもとで、空気圧シリンダ１９を作動させて工具支持台１８を下降限位置まで下降移動させる。下降移動させるときには、空気圧シリンダ４３により揺動レバー３４を介して加工ヘッド２６は待機位置に設定されている。工具支持台１８の下降限位置を設定するために、コラム１６に固定されたブラケット４６には調整ボルト４７が取り付けられており、調整ボルト４７によりワークＷに対応させて予め工具支持台１８の下降限位置が調整されている。
【００２６】
図２は加工ヘッド２６が待機位置となった状態のもとで、工具支持台１８によりワークＷに接近した状態を示す。この状態のもとで、加工ヘッド２６に圧縮空気を供給して加工工具２７を回転駆動させるとともに、電動モータ１３によりワーク回転台１１の回転軸１２を回転駆動させ、さらに空気圧シリンダ４３による揺動レバー３４の拘束を解除すると、引っ張りコイルばね３６のばね力により加工ヘッド２６は首振り移動して加工工具２７がワークＷの被加工部位Ｅに接触する。
【００２７】
加工工具２７がワークＷに接触すると、引っ張りコイルばね３６により加工ヘッド２６に加えられる揺動方向のばね力と、圧縮コイルばね３２により加工ヘッド２６に軸方向に加えられるばね力とにより加工工具２７にはワークＷに向かう押し付け力が加えられる。このようにして、加工工具２７を回転させながらワークＷを回転させると、加工工具２７は揺動中心軸Ｒを中心に首振り移動するのでワークＷの被加工部位Ｅには円弧状の内周面が仕上げられる。この加工時には、ワークＷの内周面における被加工部位Ｅに加工工具２７を押し付けるだけで、ワークＷの回転により被加工部位Ｅに倣って自動的に被加工部位Ｅの軌跡に加工工具２７を移動させることができる。
【００２８】
図示するようにワークＷの内周面に形成された被加工部位Ｅを加工する場合でも、ワークＷの内周面に回転軸１２を嵌合させても、首振り移動する加工ヘッド２６がワークＷと干渉することなく、加工ヘッド２６に設けられた加工工具２７によって被加工部位Ｅを加工することができる。
【００２９】
このように、上述した面取り装置においては、先端に加工工具２７が設けられた加工ヘッド２６に揺動レバー３４を介してばね力を加えて加工ヘッド２６を首振り移動させて面取り加工を行うようにしたので、加工工具２７をワークＷの被加工部位Ｅに迅速に追随させて加工を行うことができる。被加工部位Ｅには加工工具２７から引っ張りコイルばね３６による首振り方向の押し付け力と、圧縮コイルばね３２による軸方向の押し付け力とが加えられるので、簡単な構造で確実に被加工部位Ｅに対して押し付け力を加えることができる。
【００３０】
図示する面取り装置を用いて円筒部材の外周面を加工することもでき、その場合にはコラム１６とワーク回転台１１との間の距離を調整して加工工具２７の先端がワークの外周面に接触するようにすることになる。このように、面取り装置によってワークの内周面のみならず外周面をも面取り加工や仕上げ加工を行うことができる。
【００３１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示するワークＷは歯車であるが、回転部材であって、その内周面や外周面に回転工具で加工する場合であれば、どのような形状のワークについても加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態である面取り装置の正面図である。
【図２】図１の要部を示す拡大正面図である。
【図３】図２の右側面図である。
【図４】図２の平面図である。
【図５】図３の矢印５方向における側面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０      装置基台
１１      ワーク回転台
１６      コラム
１８      工具支持台
２１      支持軸
２３      工具支持ブラケット
２６      加工ヘッド
２７      加工工具
３２      圧縮コイルばね（ばね部材）
３４      揺動レバー
３６      引っ張りコイルばね（ばね部材）
Ｒ        揺動中心軸
Ｓ        ワーク回転中心軸
Ｔ        工具回転中心軸
【図１】
2008119799.tif 000003
【図２】
2008119799.tif 000004
【図３】
2008119799.tif 000005
【図４】
2008119799.tif 000006
【図５】
2008119799.tif 000007