(57)【要約】【課題】  ガンドリルの全長に占める被加工物（ワーク）の加工長さの比率を改善すると共に、ガンドリルの短尺化により加工効率の向上とコストダウンができるガンドリルマシンの振れ止め装置を提供する。【解決手段】  基体２１と、基体２１の上の一方に載置されたＺ軸方向に摺動自在とする送りユニット２２と、送りユニット２２の上に載置されたガンドリル７を回転自在に回転させる主軸台３０と、基体２１の上の他方に載置された被加工物４２が固定される取付具４１と、主軸台３０と取付具４１との間には、切粉を排出するチップボックス５と、ガンドリル７の振れを止める振れ止め装置１が配置されたガンドリルマシン１０であって、振れ止め装置１の振れ止めアーム２ｃがチップボックス５の上部開口部５ｂから挿通され、ガンドリル７の振れを止めるように構成したガンドリルマシン１０である。【選択図】      図１
2005125450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右方向に配置された矩形の基体と、前記基体の上の一方に載置された左右（Ｚ軸）方向に摺動自在とする送りユニットと、前記送りユニットの上に載置されたガンドリルを回転自在に回転させる主軸台と、前記基体の上の他方に載置された被加工物が固定される取付具と、前記主軸台と前記取付具との間に配置された切粉を排出するチップボックスと、前記ガンドリルの振れを止める振れ止め装置とが備えられたガンドリルマシンであって、
前記振れ止め装置の振れ止め本体の振れ止めアームが前記チップボックスの上部開口部から挿通され、ガンドリルの振れを止めるように構成したことを特徴とするガンドリルマシン。
【請求項２】
前記主軸台のスピンドルは、前記チップボックスの側面開口へ侵入することを特徴とする請求項１に記載のガンドリルマシン。
【請求項３】
前記スピンドルは、前記チップボックスの側面開口に設けたスピンドルブッシュに支持されることを特徴とする請求項２に記載のガンドリルマシン。
【請求項４】
前記振れ止め装置の移動部材は、チップボックスのトップカバーに設けられることを特徴とする請求項１に記載のガンドリルマシン。
【請求項５】
前記チップボックスの上部開口部は、複数枚のスライドカバーによって覆われていることを特徴とする請求項１に記載のガンドリルマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小径の深穴加工に使用されるガンドリルマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被加工物に小径の深穴を加工する場合、ガンドリルマシンが使用されている。ガンドリルマシンは、主軸台のスピンドルにガンドリルという名称の長尺ドリルを取り付けて回転可能とし、主軸台の進退によりガンドリルの軸方向への移動ができるように構成されている。深穴が長くなればガンドリルの長さも長くなり、その結果、ガンドリルの剛性が低下する。ガンドリルに切削力となる推力が負荷されると、ガンドリルは座屈を起こし折損する。このような座屈や折損を防止するために振れ止め装置が設けられている。この振れ止め装置によって、振れを抑え、座屈や折損を防止すると共に、高精度な深穴あけが可能になる。
【０００３】
図７は従来のガンドリルマシン２０を示す正面図である。図７に示すように、基体２１の右上には送りユニット２２が載置されている。送りユニット２２はすべりガイドを有し、このすべりガイドによってスライド２３がＺ軸（左右）方向に摺動可能にガイドされている。基体２１の右端にはサーボモータ２４が配置され、このサーボモータ２４のモータシャフトに直結されたボールネジ（図示せず）によってスライド２３が左右方向に摺動自在となっている。また、前記スライド２３の上には、主軸台３０が載置され、この主軸台３０のスピンドル３６は、プーリ３２とベルト３３を介して主軸台３０の上部に配置された主軸モータ３１によって回転される。
【０００４】
前記基体２１は矩形をしており、左右方向に配置されている。この基体２１の左上にはベースやイケール等の取付具４１が載置され、被加工物４２が図示しないクランパによって固定されている。被加工物４２の右側にはガンドリルによる切粉を排出するチップボックス５０が配置されている。このチップボックス５０の左側面には、ガイドプレート５１が装着され、このガイドプレート５１にはガンドリル３７の直径に一致したガイドブッシュ５２が嵌入されており、サイズごとに交換できるようになっている。ガイドブッシュ５２は、ガンドリル３７の刃先が被加工物４２へ食い付きはじめのがたつきを防止するガイドとなる。そして、ガンドリル３７の刃先により切削された切粉は、主軸台３０のスピンドル３６の後部に配置された回転給油装置３５を介して給油ポンプ（図示せず）によって高圧切削油が刃先に供給され、その高圧切削油によってガンドリル３７の外周に形成された溝を通って切粉がチップボックス５０に排出される。
【０００５】
図８は従来の振れ止め装置１１の拡大図であり、図８（ａ）は加工前の状態を示す断面図であり、図８（ｂ）は、加工後の状態を示す断面図である。
図８（ａ）に示すように、従来の振れ止め装置１１は、チップボックス５０と主軸台３０（図７参照）との間に配置されている。振れ止め装置１１は、振れ止め本体１２を左右に移動させる際のガイドとなり振れ止め装置の移動部材であるガイドバー１３、１３等によって構成されている。振れ止め本体１２には、ガンドリル３７の振れを止める振れ止めブッシュ１５が嵌入されており、主軸台３０の前進に合わせて振れ止め装置１１も前進する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１０５２１５号（［００１３］〜［００２５］、図１、図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図８（ｂ）に示すように、主軸台３０（図７参照）が前進すると、振れ止め本体１２はチップボックス５０の手前で停止する。また、主軸台３０のスピンドル３６は振れ止め本体１２の手前で停止する。この時、ガンドリル３７の刃部全長をＬ２、被加工物（ワーク）の加工深さをＬ３、その他の長さをＬ５とすると、ガンドリル３７の全長Ｌ２に占める加工深さＬ３は約半分の５２％を占め、加工に寄与しないその他の長さＬ５もガンドリル３７の全体の４８％を占めているという問題があった。
つまり、加工長さの２倍の長さを要するガンドリル３７を調達しなければならず、全く不経済であるという問題があった。また、ガンドリル３７の長尺化によるコストアップの他、加工条件を落さざるを得ないことから、加工効率の低下等の問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、ガンドリルの全長に占める被加工物（ワーク）の加工長さの比率を改善すると共に、ガンドリルの短尺化により加工効率の向上とコストダウンができるガンドリルマシンの振れ止め装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、左右方向に配置された矩形の基体と、前記基体の上の一方に載置された左右（Ｚ軸）方向に摺動自在とする送りユニットと、前記送りユニットの上に載置されたガンドリルを回転自在に回転させる主軸台と、前記基体の上の他方に載置された被加工物が固定される取付具と、前記主軸台と前記取付具との間に配置された切粉を排出するチップボックスと前記ガンドリルの振れを止める振れ止め装置とが備えられたガンドリルマシンであって、
前記振れ止め装置の振れ止め本体の振れ止めアームが前記チップボックスの上部開口部から挿通され、ガンドリルの振れを止めるように構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、振れ止め装置の振れ止めアームをチップボックス内に上部開口部から挿通したことにより、チップボックス内の領域が有効利用できるため、ガンドリルの全長に占める被加工物（ワーク）の加工長さの比率が７０％以上と大幅に改善できると共に、ガンドリルの短尺化により剛性が上がるため、加工効率の向上、精度の向上とコストダウンができるガンドリルマシンの振れ止め装置を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガンドリルマシンであって、前記主軸台のスピンドルは、前記チップボックスの側面開口へ侵入することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、チップボックスの中に主軸台のスピンドルの軸端を進退可能に側面開口から侵入させることでスピンドルの軸端をワーク端に接近できるため、ガンドリルの短尺化ができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のガンドリルマシンであって、前記スピンドルは、前記チップボックスの側面開口に設けたスピンドルブッシュに支持されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、チップボックスの側面開口にスピンドルブッシュを設けたことにより、スピンドルの前下がりを防止し、振動を吸収することができるので、ガンドリルの偏心を抑えて刃先寿命への影響を抑えることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のガンドリルマシンであって、前記振れ止め装置の移動部材は、チップボックスのトップカバーに設けられることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、振れ止め装置の移動部材をチップボックスの上部に設けたことにより、被加工物の近くまで接近することができるため、ガンドリルの短尺化ができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のガンドリルマシンであって、前記チップボックスの上部開口部は、複数枚のスライドカバーによって覆われていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、振れ止め本体の振れ止めアームを上部開口部から挿通し振れ止めアームを移動させるために開いた上部開口部に複数枚のスライドカバーを設けたことにより、切粉や切削油の飛散を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、振れ止め装置の振れ止めアームをチップボックス内に上部開口部から挿通したことにより、チップボックス内の領域が有効利用できるため、ガンドリルの全長に占める被加工物（ワーク）の加工長さの比率を大幅に改善できると共に、ガンドリルの短尺化により剛性が上がるため、加工効率の向上、とコストダウンができるガンドリルマシンの振れ止め装置を提供することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、チップボックスの側面開口へ主軸台のスピンドルの軸端を侵入させることで、スピンドルの軸端をワーク端に接近できるため、ガンドリルの短尺化ができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、チップボックスの側面開口にスピンドルブッシュを設けたことにより、スピンドルの前下がりを防止することができるので、ガンドリルの偏心を抑え寿命への影響を抑えることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、振れ止め装置の移動部材をチップボックスの上部に設けたことにより、被加工物の近くまで振れ止めアームが接近させることができるため、ガンドリルの短尺化ができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、振れ止め本体を上部開口部から挿通し振れ止めアームを移動させるためにあいた上部開口部に複数枚のスライドカバーを設けたことにより、切粉や切削油の飛散を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１はガンドリルマシン１０の全体を示す正面図である。図７に示す従来のガンドリルマシン２０との相違点は、振れ止め装置１の構成と、スピンドル６の形状と、ガンドリル７の全長およびチップボックス５の構成とに大きな違いがあり、その他はほぼ同じ構成であるため、同じ部位には同符号を付して説明は省略する。
以下、振れ止め装置１と、スピンドル６と、ガンドリル７と、チップボックス５とを重点に説明する。図１に示すように、スピンドル６は、主軸台３０から大きく突き出しており、チップボックス５の側面に設けられたスピンドルブッシュ９に支持されている。（図３参照）そして、スピンドル６は切削がはじまると、チップボックス５の側面開口に設けたスピンドルブッシュ９にスピンドル６を侵入させるようになっている。
なお、スピンドルブッシュ９を省略して側面開口からスピンドル６をチップボックス５内に侵入させてもよい。
【００２４】
図２は図１に示す振れ止め装置１の拡大平面図である。図２に示すように、チップボックス５のトップカバー５ａには、振れ止め装置１の移動部材が配置されている。トップカバー５ａの上面にはブロック５ｃ、５ｃが溶接されており、ブロック５ｃの両サイドにはそれぞれガイドバー３、３が配設されている。ガイドバー３、３には摺動自在に嵌合されたブッシュ２ｂ、２ｂを介して振れ止め本体２が装着されている。右側のブロック５ｃにはコイルバネ４ａを保持したバー４ｂが振れ止め本体２に接続され、コイルバネ４ａの付勢力によって、振れ止め本体２は主軸台３０側へ絶えず付勢されている。
【００２５】
図３は図２に示すＸ−Ｘ線の断面図である。図３に示すように、チップボックス５は従来のチップボックス５０（図７参照）より幅が広く安定性を持たせてあり、チップボックス５の上面のトップカバー５ａには開口部５ｂが設けられ、その開口部５ｂからチップボックス５の中に振れ止めアーム２ｃ挿通されている。また、チップボックス５の主軸側（図中右側）には、スピンドルブッシュ９が設けられ、スピンドル６を摺動自在に支持している。スピンドル６の先端にはガンドリル７が固定されている。また、ガンドリル７の先端は、ガイドプレート５ｄに嵌入されたガイドブッシュ５ｅによって支持されている。このように、両端支持されたガンドリル７の中間位置は、振れ止め本体２から延長された振れ止めアーム２ｃの先端部に嵌入された振れ止めブッシュ２ａによって支持されている。
【００２６】
図４は図３に示す振れ止め装置１の一部破断した左側面図である。図４に示すように、前記振れ止め装置１は、Ｔ字状に形成され、上部は左右両端の２カ所にガイドバー３、３が貫通され、上部の中央ではバー４ｂが接続されている。また、Ｔ字状の下部の振れ止めアーム２ｃの先端部には振れ止めブッシュ２ａが嵌入されている。また、開口部５ｂの下面には、ガイド８、８が接続され、ガイド８の凸部８ｐに上スライドカバー８ａと下スライドカバー８ｂが２枚重ねになって格納されている。２枚のスライドカバー８ａ、８ｂによって、切粉や切削油の飛散を防止している。
【００２７】
図５は図４に示す振れ止め装置１のＹ−Ｙ線の断面図である。前記振れ止め装置１の振れ止め本体２は、主軸台３０（図１参照）の動きに合わせて押し棒１４に押圧され、振れ止め本体２の振れ止めブッシュ２ａの位置を変えるようになっている。また、主軸台３０のスピンドル６は、スピンドルブッシュ９に支持されながら、チップボックス５の中に深く侵入して、振れ止めアーム２ｃに接近する。
【００２８】
ここで、図面を参照して振れ止め装置１の動作を説明する。
図１に示すように、基体２１の左上には取付具４１が載置され、被加工物４２が固定される。図３に示すように、被加工物４２の加工穴径に合わせて、振れ止めブッシュ２ａ、ガイドプレート５ｄ（ガイドブッシュ５ｅのみでも可）ごと交換し、被加工物４２の加工穴深さより最適長さのガンドリル７と交換する。
主軸台３０のスピンドル６の起動釦が押されＯＮすると、主軸モータ３１が起動し回転を始め、モータ３１側のプーリ３２からベルト３３へ、ベルト３３から主軸台３０側のプーリ３２ヘと動力が伝達されて主軸台３０のスピンドル６に装着されたガンドリル７が回転する。また、スピンドル６の後部に接続された回転給油装置３５によって高圧切削油が刃先まで供給され、刃先を冷却、潤滑しながらガンドリル７の外周に形成された溝を通ってチップボックス５に排出される。
送りユニット２２のサーボモータ２４が起動してスライド２３に切削送りが入ると、図３に示すように、スピンドルブッシュ９に嵌合されて支持されたスピンドル６は、チップボックス５内に侵入しはじめる。また、ガンドリル７の先端は、ガイドブッシュ５ｅによって支持され、切り始めの不安定な挙動を抑える。
ガンドリル７の中間点は、チップボックス５の上部開口部から挿通された振れ止めアーム２ｃの振れ止めブッシュ２ａによって支持され、この振れ止めアーム２ｃは主軸台３０の動きに合わせて押し棒１４に押圧されながら位置を変えてガンドリル７を支持する。
ガンドリル７の切刃は、高圧切削油によって冷却され、生成された切粉は、高圧切削油によってチップボックス５に排出される。
さらに、前記チップボックス５の開口部５ｂは、２枚のスライドカバー８ａ、８ｂによって覆われ、切削油の飛散を防止しながら、深穴あけ加工が終了する。
【００２９】
さらに、従来のガンドリル３７（図７参照）と本願発明のガンドリル７（図１参照）とを比較検証を行い、作用効果を説明する。従来のガンドリルマシン２０におけるガンドリル３７は、図８（ｂ）に示すように、例えばＬ２＝２４７ｍｍ、Ｌ３＝１３０ｍｍ、Ｌ５＝１１７ｍｍであるため、切刃全長に対する必要な切刃長さは、５２％（Ｌ３／Ｌ２＝０．５２）であった。
これに対し、図１に示すガンドリルマシン１０におけるガンドリル７は、図５に示すように、例えばＬ１＝１６７ｍｍ、Ｌ３＝１３０ｍｍ、Ｌ４＝３７ｍｍであるため、切刃全長に対する必要な切刃長さは、７８％（Ｌ３／Ｌ１＝０．７８）である。その結果、全長Ｌ１に占める被加工物（ワーク）の加工深さＬ３は７８％となって大幅に改善された。
このように、従来、加工長さの２倍の長さが必要だったガンドリル７は、１．３倍の長さのガンドリル７を調達すればよく、ガンドリル３７の３３％のコストダウンが可能である。またガンドリル７の短尺化による剛性アップに伴い、加工条件の見直しによる加工効率の向上等の作用効果を奏する。
【００３０】
図６はスライドカバーの構成と動きを示し、図６（ａ）は加工前の状態を示す平面図、図６（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図であり、図６（ｃ）は加工後の状態を示す平面図、図６（ｄ）は（ｃ）に示すＢ−Ｂ線の断面図である。
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上スライドカバー８ａは、平板状で中央に振れ止め本体２の振れ止めアーム２ｃを通す角穴８ｋが設けられており、裏面の両端には、引っかかりの機能を有する凸部８ｃ、８ｄが設けられている。また、下スライドカバー８ｂは、平面視で略コの字状に形成され、図中の右側がオープンになって振れ止めアーム２ｃが移動可能に開口部８ｉが形成されており、上面には段差部８ｅが設けられ、裏面の先端には、引っかかりの機能を有する凸部８ｆが設けられている。
【００３１】
ここで、図面を参照して上スライドカバー８ａ、下スライドカバー８ｂの動作を説明する。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、深穴加工前は下スライドカバー８ｂの段差部８ｅに上スライドカバー８ａの凸部８ｃが引っかかりの状態で２枚重ねになっており、振れ止めアーム２ｃの後退によって２つのスライドカバー８ａ、８ｂが開いた状態になり開口部５ｂを覆っている。
ひとたび深穴加工が開始されると、振れ止め本体２は、主軸台３０の前進に伴い押圧されて前進をはじめ、上スライドカバー８ａといっしょに前進する。
振れ止めアーム２ｃが下スライドカバー８ｂの開口部８ｉの左端８ｇに当接すると、今度は上スライドカバー８ａと下スライドカバー８ｂとをいっしょに前進させ、チップボックス５の開口部５ｂの左端近傍まで移動を続けた後、ストローク余裕を残して停止する。
ここでのストローク量は、Ｓである。
加工後は、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、主軸台３０の後退に伴い、振れ止め本体２が後退をはじめ、上スライドカバー８ａといっしょに後退し、上スライドカバー８ａの凸部８ｃが下スライドカバー８ｂの段差部８ｅに到達し引っかかると、今度は下スライドカバー８ｂもいっしょに後退をはじめ、ガイド８の端部８ｈに下スライドカバー８ｂの凸部８ｆが到達して引っかかり、２つのスライドカバー８ａ、８ｂが元の位置に戻って停止する。
図６（ａ）に示すように、上スライドカバー８ａの後端部（図中右側）は４５°の傾斜面８ｏが成形されており、下スライドカバー８ｂの後端部（図中右側）も４５°の傾斜面８ｊが成形されている。これにより、上スライドカバー８ａは天井面の切粉の掃き出すことができる。下スライドカバー８ｂは上スライドカバー８ａの裏面に付着した切粉を、この傾斜面８ｊにより、掃き出すことができる。
【００３２】
なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。例えば、本発明のガンドリルマシンは、ワーク固定、ツール回転としているが、ワーク回転、ツール固定としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のガンドリルマシンの全体を示す正面図である。
【図２】図１に示す振れ止め装置の拡大平面図である。
【図３】図２に示すＸ−Ｘ線の断面図である。
【図４】図３に示す振れ止め装置１の一部破断した左側面図である。
【図５】図４に示す振れ止め装置のＹ−Ｙ線の断面図である。
【図６】スライドカバーの構成を示し、（ａ）は加工前の状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図であり、（ｃ）は加工後の状態を示す平面図、（ｄ）は（ｃ）に示すＢ−Ｂ線の断面図である。
【図７】従来のガンドリルマシンを示す正面図である。
【図８】従来の振れ止め装置の拡大図であり、（ａ）は、加工前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、加工後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１、１１  振れ止め装置
２、１２  振れ止め本体
２ａ  振れ止めブッシュ
２ｂ  ブッシュ
２ｃ  振れ止めアーム
３、１３  ガイドバー
４ａ    コイルバネ
４ｂ    バー
５、５０  チップボックス
５ａ、５０ａ  トップカバー
５ｂ    開口部
５ｃ    ブロック
５ｄ    ガイドプレート
５ｅ    ガイドブッシュ
６、３６  スピンドル
７、３７  ガンドリル
８      ガイド
８ａ    上スライドカバー
８ｂ    下スライドカバー
８ｃ、８ｄ、８ｆ、８ｐ  凸部
８ｅ    段差部
８ｇ    左端
８ｈ    端部
８ｉ    開口部
８ｊ、８ｏ  傾斜面
８ｋ    角穴
９      スピンドルブッシュ
１０、２０  ガンドリルマシン
１４    押し棒
【図１】
2005125450.tif 000003
【図２】
2005125450.tif 000004
【図３】
2005125450.tif 000005
【図４】
2005125450.tif 000006
【図５】
2005125450.tif 000007
【図６】
2005125450.tif 000008
【図７】
2005125450.tif 000009
【図８】
2005125450.tif 000010