(57)【要約】【課題】  ワークの切粉とバリとを除去することができる切屑除去装置を提供すること。【解決手段】  切屑除去装置１は、ワークＷに形成された孔Ｗａ内に残留する切屑Ｗｄを除去するものである。切屑除去装置１は、流体供給源Ｃから流体が供給されるシリンダ６と、シリンダ６内に往復移動可能に配置され流体によって移動するピストン７と、基端部がピストン７に固定され、先端部がワークＷの孔Ｗａ内に挿入される線状部材４と、線状部材４が遊挿されて噴出用流体が流れる流路５ａを有し、基端部に噴出用流体を取り入れる流入口５ｂを有し、先端部に噴出用流体が噴出され、かつ、線状部材４が進退自在に貫入された噴出口５ｃを有する管状部材５と、流入口５ｂに噴出用流体を供給する流体供給手段と、を備えている。【選択図】      図３
2007021698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに形成された孔内に残留する切屑を除去する切屑除去装置であって、
流体供給源から流体が供給されるシリンダと、
このシリンダ内に往復移動可能に配置され前記流体によって移動するピストンと、
基端部が前記ピストンに固定され、先端部が前記ワークの孔内に挿入される線状部材と、
この線状部材が遊挿されて噴出用流体が流れる流路を有し、基端部に前記噴出用流体を取り入れる流入口を有し、先端部に前記噴出用流体が噴出され、かつ、前記線状部材が進退自在に貫入された噴出口を有する管状部材と、
前記流入口に前記噴出用流体を供給する流体供給手段と、を備えたこと
を特徴とする切屑除去装置。
【請求項２】
前記流体供給手段は、前記流体供給源から前記噴出用流体が送り込まれるチャンバを備え、
前記流入口は、前記チャンバに接続されたこと
を特徴とする請求項１に記載の切屑除去装置。
【請求項３】
前記線状部材の先端部には、前記孔内に挿入され前記切屑を除去する切屑除去部材が設けられ、
前記切屑除去部材は、先端部および基端部がテーパ状に形成されるとともに、外周面に、軸方向に向けて形成された溝部を有すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の切屑除去装置。
【請求項４】
前記ピストンと一体に往復移動する回動体をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の切屑除去装置。
【請求項５】
前記回動体が係合しつつ挿入され、前記回動体の往復移動に応じて前記回動体を前記ピストンの軸回りに回動させる筒状体をさらに備えたこと
を特徴とする請求項４に記載の切屑除去装置。
【請求項６】
前記回動体の外周面および前記筒状体の内周面のどちらか一方に螺旋状のガイド溝が形成され、
前記回動体の外周面および前記筒状体の内周面のどちらか他方に、支持溝と、この支持溝内に配置され、前記ガイド溝と係合する球状体とが設けられたこと
を特徴とする請求項５に記載の切屑除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに穿設された孔の加工時に形成されたバリや切粉などの切屑を除去する切屑除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークに切削加工やレーザー加工などによって孔を穿設した場合には、その孔内に余分な微小突起でなる切削バリ、成形バリなどのバリや、加工時にその孔内に落下した切粉が、孔内に残留する。
【０００３】
ワークの孔内からバリを除去する装置としては、曲管からなるワークの孔内に、回転駆動装置の先端部に設けた複数の金属製フレキシブルシャフトを回転することによって、曲管内にあるバリを除去するバリ取り具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ワークの孔内のバリを除去する装置としては、パイプ状のワークの孔内に、回転駆動装置の回転基部の先端部に設けられた金属ワイヤを挿入し回転することによって、レーザー加工時に形成されたバリを除去するバリ取り具も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、シリンダ内のピストンに、切粉が引っ掛かり易くしたワイヤを設け、ピストンによってそのワイヤを移動させるとともに、ノズルの噴口から空気を吹き出して切粉をワークの孔内から押し出し、その切粉を吸引機で吸入して回収するバリ取り装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１０−２０２４２７号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献２】特開２００１−９５８４号公報（段落００１３〜００１６、図２〜図４）
【特許文献３】特開平９−５７５６８号公報（段落００１６〜００１７、図１〜図４）
【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、前記特許文献１および特許文献２のようなバリ取り具は、パイプ内に挿入される金属製フレキシブルシャフトや金属製ワイヤからなり、複数のシャフトやワイヤを外側方向に広がるように設けられている。このため、特許文献１，２のバリ取り具は、バリ取りする孔が大きな内径の場合には、バリ取り具の挿入が可能であるが、小径の場合には、バリ取り具を挿入することができず、使用できないという問題点があった。
さらに、特許文献１，２のバリ取り具では、孔の内面に形成されたバリ取り専用であって、孔の末端に形成されたいわゆる抜けバリを除去することが不可能であるとともに、孔内に落下した切粉を除去することができないという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献３の切粉除去装置では、ワイヤで切粉を押し出すとともに、ノズルの噴口から吹き出した空気によって切粉を飛散させて吸引機で回収することにより、切粉をワーク内から取り除くことが可能であるが、ワークの孔内にあるバリを取り除くことができないという問題点があった。
さらに、特許文献３の切粉除去装置は、ワイヤが損傷した場合にはワーク内に付着した切粉を落すことができなくなくため、除去効果がなくなるという問題点がある。また、その装置では、ワイヤがノズルの先端の側面から外部に導き出されているため、ワイヤの先端が移動する方向を規制できず、そのワイヤを除去したい切粉がある箇所に導くことが困難であるという問題点があった。
【０００８】
特許文献１〜３の装置では、切粉とバリとの両方を一度の作業で除去することができないため、作業効率が悪いという問題点があった。
さらに、移動するワイヤの先端の位置を把握できないため、自動化した場合に精度よく切屑を除去できないという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、ワークの切粉とバリとを除去することができる切屑除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の切屑除去装置は、ワークに形成された孔内に残留する切屑を除去する切屑除去装置であって、流体供給源から流体が供給されるシリンダと、このシリンダ内に往復移動可能に配置され前記流体によって移動するピストンと、基端部が前記ピストンに固定され、先端部が前記ワークの孔内に挿入される線状部材と、この線状部材が遊挿されて噴出用流体が流れる流路を有し、基端部に前記噴出用流体を取り入れる流入口を有し、先端部に前記噴出用流体が噴出され、かつ、前記線状部材が進退自在に貫入された噴出口を有する管状部材と、前記流入口に前記噴出用流体を供給する流体供給手段と、を備えたことを特徴とする。
ここで、切屑とは、切削加工、研削加工、レーザー加工などによって孔を形成した際に、孔内に形成されたバリと、孔内に残留する切粉との両方を指す。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、切屑除去装置は、流体供給源からシリンダに流体が供給されると、このシリンダ内のピストンが流体によって移動して、このピストンに固定された線状部材の先端部をワークの孔内に進入させる。この線状部材が遊挿されている管状部材には、流体供給手段からの噴出用流体が流入口から流路内に送り込まれ、先端部の噴出口から噴出用流体が噴出する。そうすると、噴出口から突出した線状部材は、噴出用流体によって振動しながらワークの孔内に進入することにより、孔の内壁にあるバリを叩き落すようにして分離させるとともに、噴出用流体によって孔内に残留する切粉や異物を外部に押し出して、切屑（バリおよび切粉）を除去することができる。
【００１２】
請求項２に記載の切屑除去装置は、請求項１に記載の切屑除去装置であって、前記流体供給手段は、前記流体供給源から前記噴出用流体が送り込まれるチャンバを備え、前記流入口は、前記チャンバに接続されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、管状部材の流路に連通する流入口は、流体供給源から噴出用流体が送り込まれるチャンバに接続されていることにより、前記線状部材が挿入されている管状部材内に噴射用流体が送り込まれる。線状部材は、管状部材内に遊挿されて、管状部材の内壁との管に流路を形成する空間があることにより、流路を流れる噴射用流体によって振動する。その結果、ワークの孔内に進入された線状部材が振動することによって、孔の内壁にあるバリや切粉を叩き落して除去することができる。
【００１４】
請求項３に記載の切屑除去装置は、請求項１または請求項２に記載の切屑除去装置であって、前記線状部材の先端部には、前記孔内に挿入され前記切屑を除去する切屑除去部材が設けられ、前記切屑除去部材は、先端部および基端部がテーパ状に形成されるとともに、外周面に、軸方向に向けて形成された溝部を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、線状部材の先端部に設けられた切屑除去部材は、先端部および基端部がテーパ状に形成されていることにより、ワークの孔の開口端に形成されたバリをテーパ状に形成された箇所で切除することができる。また、切屑除去部材は、外周面に、軸方向に向けて形成された溝部を有することにより、溝部の両側開口端に、その溝の底面部より外周方向に突出したエッジ部が形成される。このため、溝の両側開口端（エッジ部）は、バリを切除する切刃となって効率よく切屑を除去できるようになる。
【００１６】
請求項４に記載の切屑除去装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の切屑除去装置であって、前記ピストンと一体に往復移動する回動体をさらに備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、ピストンは、シリンダによって往復移動すると、さらに回動体によってピストンの軸回りに回動させられる。このため、ピストンおよび回動体は、軸方向に往復運動しながら軸回りに回動するようになる。その結果、ピストンに固定された線状部材および切屑除去部材が、ワークの孔内を往復運動しながら軸回りに回動して効果的に切屑を除去できるようになる。
【００１８】
請求項５に記載の切屑除去装置は、請求項４に記載の切屑除去装置であって、前記回動体が係合しつつ挿入され、前記回動体の往復移動に応じて前記回動体を前記ピストンの軸回りに回動させる筒状体と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、ピストンと一体の回動体は、シリンダによって軸方向に往復移動すると、筒状体によって回動体の往復移動に応じて回動体をピストンの軸回りに回動させられる。このため、ピストンおよび回動体は、往復運動しながら軸回りに回動するようになる。その結果、ピストンに固定された線状部材および切屑除去部材が、ワークの孔内を往復運動しながら軸回りに回動して効果的に切屑を除去できるようになる。
【００２０】
請求項６に記載の切屑除去装置は、請求項５に記載の切屑除去装置であって、前記回動体の外周面および前記筒状体の内周面のどちらか一方に螺旋状のガイド溝が形成され、前記回動体の外周面および前記筒状体の内周面のどちらか他方に、支持溝と、この支持溝内に配置され、前記ガイド溝と係合する球状体とが設けられたことを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、回動体の外周面および前記筒状体の内周面のどちらか一方に、螺旋状のガイド溝が形成され、回動体の外周面および前記筒状体の内周面のどちらか他方に、球状体が係合する支持溝が設けられている。これにより、ピストンが往復移動すると、回動体が螺旋状のガイド溝に案内されて、ガイド溝に沿って回動するようになる。その結果、前記切屑除去部材および線状部材も、ピストンおよび回動体とともに螺旋状に回動しながら往復移動するようになり、切屑の除去の効率が向上される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る切屑除去装置によれば、ワークの孔内および開口端にある切粉とバリとを確実に、かつ効果的に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、図１〜図４を参照して、本発明の実施形態に係る切屑除去装置を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る切屑除去装置によって切屑を除去するときの一例を示す要部拡大断面図である。
【００２４】
≪ワークの構成≫
まず、図１を参照してワークＷを説明する。
ワークＷは、切削加工、レーザー加工などによって形成された孔Ｗａを有する部材であり、例えば、自動車のシリンダブロックであって、鋳鉄やアルミニウム合金などの金属からなる。
なお、ワークＷは、バリＷｂまたは切粉Ｗｃが孔Ｗａ内にあるものであればよく、使用用途や形状などは特に限定されない。以下、本発明の実施形態は、自動車用シリンダブロックに回動自在に設けられるクランクシャフトの軸受部Ｗｅに連通するスプール孔からなる孔Ｗａを例に挙げて説明する。また、バリＷｂと切粉Ｗｃの両方をまとめて言う場合には、切屑Ｗｄという。
【００２５】
前記ワークＷの孔Ｗａは、例えば、オイルが供給される複数の比較的小さな径の貫通孔からなり、一端部に断面が半円状の前記軸受部Ｗｅが形成され、他端部に孔Ｗａに直交する方向に向かって形成された横孔Ｗｆ（図２参照）が穿設されている。孔Ｗａ内には、ワークＷを切削加工して穿設したときに生成されたバリＷｂと、切粉Ｗｃとが残留している。孔Ｗａ内の切屑Ｗｄの除去を行う場合、図１に示すように、孔Ｗａの軸受部Ｗｅ側から横孔Ｗｆ側に向かって後記する切屑除去部材３が挿入されるとともに、管状部材５から孔Ｗａ内へ噴出流体が送り込まれることによって、切屑Ｗｄが横孔Ｗｆに落し込まれて吸引機２（図３参照）によって回収される。
軸受部Ｗｅおよび横孔Ｗｆの内径は、孔Ｗａの内径より大きく形成されている。なお、ワークＷには、孔Ｗａがあればよく、軸受部Ｗｅおよび横孔Ｗｆは、孔Ｗａに連通するワークＷの表面および裏面であってもよい。
【００２６】
≪切屑除去装置の構成≫
図２は、本発明の実施形態に係る切屑除去装置を示す概略平面図である。
図２に示すように、切屑除去装置１は、例えば、ワークＷに形成された孔Ｗａ，Ｗａ…内にあるバリＷｂ（図１参照）と、孔Ｗａ，Ｗａ…の内壁に残留する切粉Ｗｃとを一度に自動的に除去する装置である。この切屑除去装置１は、例えば、ワークＷに穿設された孔Ｗａの数に一致した数の装置本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅが基台１ａに一列に並設されて、ワークＷの全部の孔Ｗａ…を同時に、かつ一度に切屑Ｗｄ（図１参照）の除去作業を行う装置である。すなわち、切屑除去装置１は、後記するシリンダ６に内設されたピストン７の往復移動に応じて回動体１４が軸回りに回動することにより、回動しながら螺旋状に往復移動してバリＷｂを切除する線状部材４および切屑除去部材３と、管状部材５から噴出されて切粉Ｗｃを吹き飛ばして除去する噴出用流体と、によってワークＷのそれぞれの孔Ｗａ内の切屑Ｗｄ（図１参照）を一度に除去する装置である。
【００２７】
図２に示すように、装置本体１Ａ〜１Ｅにおいて、線状部材４をそれぞれ挿入して同じ方向に向けて突出した管状部材５は、その中間部分をテーブル１ｂ上の手前側に配設された中継部１ｃで支持されて、案内部材１ｄによって１つに集束されてから各孔Ｗａに挿入されるように案内される。
【００２８】
テーブル１ｂは、基台１ａのワークＷ側の端部に水平に配設されている。
中継部１ｃには、複数のフレキシブルな管状部材５を挿通して、比較的狭い所定間隔に支持するための支持部材１ｅが取り付けられている。この中継部１ｃは、テーブル１ｂの装置本体１Ａ〜１Ｅ側寄りに、この装置本体１Ａ〜１Ｅに対向して配置されている。
案内部材１ｄは、管状部材５の中間部分を１つに束ねるようにして支持するとともに、各管状部材５の先端がそれぞれの所定の孔Ｗａに向けて進退できるように支持する部材である。案内部材１ｄおよびテーブル１ｂは、ロボット（図示せず）によって所定位置からワークＷの孔Ｗａの開口端の設定位置に自動的に移動するようになっている。
なお、この案内部材１ｄには、切屑除去部材３が後退端にあることを検出する切屑除去部材検出センサ（図示せず）が設置されている。
【００２９】
このように、切屑除去装置１は、切屑Ｗｄの除去を行うワークＷの孔Ｗａに応じて、同一の動作をする複数の装置本体１Ａ〜１Ｅを備えてなる。なお、切屑除去装置１は、孔Ｗａが１つの場合、１基の装置本体のみを作動させて１つの孔Ｗａ内の切屑Ｗｄを除去するか、または、１基の装置本体のみを備えた装置で切屑Ｗｄの除去を行うようにしてもよい。
【００３０】
次に、図３を参照して、装置本体１Ａが１基の場合を例に挙げて、切屑除去装置１の構成をさらに詳しく説明する。図３は、本発明の実施形態に係る切屑除去装置を示す概略拡大断面図である。
【００３１】
図３に示すように、切屑除去装置１は、流体供給源Ｃから流体が供給されるシリンダ６と、このシリンダ６内に往復移動可能に配置され流体によって移動するピストン７と、前記線状部材４と、前記管状部材５と、この流入口５ｂに噴出用流体を供給する流体供給手段８と、を少なくとも備えてなる。その他、この切屑除去装置１には、ピストン７と一体に往復移動する回動体１４と、この回動体１４が係合しつつ挿入され、回動体１４の往復移動に応じて回動体１４をピストン７の軸回りに回動させる筒状体１３と、がさらに備えられている。
【００３２】
≪流体供給源の構成≫
流体供給源Ｃは、例えば、圧力媒体である流体（圧縮空気）を生成する空気圧縮機からなり、シリンダ６内にピストン７を作動させるための流体（圧縮空気）、およびチャンバ９を介して管状部材５内に噴射用流体（圧縮空気）を送るためのものである。流体供給源Ｃは、配管Ｃａ，Ｃｂおよび制御バルブＶ１，Ｖ２を介してシリンダ６に設けられた継手部材Ｊ１，Ｊ２にそれぞれ接続されて、一方の室（図示せず）と他方の室６ａ内に圧縮空気を噴出および吸入してピストン７を往復移動させるように構成されている。
また、流体供給源Ｃは、配管Ｃｃおよび制御バルブＶ３を介してシリンダ６に隣設されたチャンバ９に設けられた継手部材Ｊ３に接続されて、チャンバ９内に噴射用流体（圧縮空気）を噴出して管状部材５内の流路５ａに噴出用流体（圧縮空気）を送り込むように構成されている。流体供給源Ｃは、制御部１０に電気的に接続されている。
【００３３】
図３に示すように、前記制御バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３は、制御部１０からの電気信号によって弁体を自動開閉する電磁バルブからなり、それぞれ制御部１０に電気的に接続されている。
制御バルブＶ１は、回動体１４側の仕切壁１１とピストン７との間に形成される前記一方の室（図示せず）内に圧縮空気を送り込んでピストン７が線状部材４側（矢印Ｄ方向側）に移動するように制御する弁である。
制御バルブＶ２は、チャンバ９側の仕切壁１２とピストン７との間に形成される前記他方の室６ａ内に圧縮空気を送り込んでピストン７が回動体１４側に移動するように制御する弁である。
制御バルブＶ３は、チャンバ９を介して噴出用流体を管状部材５内の流路５ａに送り込んで、噴出用流体によって孔Ｗａ内の切粉Ｗｃを押し出すように制御する弁である。
【００３４】
継手部材Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３は、配管Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃをシリンダ６またはチャンバ９に接続するためのものであり、流体の流量を機械的に調整できる機能をそなえている。継手部材Ｊ１は、仕切壁１１に隣接するシリンダ６の外壁に設置されている。継手部材Ｊ２は、仕切壁１２に隣接するシリンダ６の外壁に設置されている。継手部材Ｊ１は、チャンバ９の外周壁に設置されている。
【００３５】
≪シリンダの構成≫
図３に示すように、前記シリンダ６は、軸方向の両端部内にそれぞれ仕切壁１１および仕切壁１２を固設して閉塞した円筒状の筒体からなり、ピストン７の外周面に設けた磁石Ｍの磁気を検出するセンサＳの作動端検出部Ｓａと後退端検出部Ｓｂとが外周面に設置されている。このシリンダ６の軸方向の端面には、基端部側（矢印Ｅ方向側）に隣接して、筒状体１３がボルト締めして連設され、先端側（矢印Ｄ方向側）に隣接して、チャンバ９がボルト締めして連設されている。なお、このシリンダ６は、例えば、アルミニウム合金などの非磁性体によって形成されている。シリンダ６の軸方向の長さは、内設されたピストン７のストロークが、切屑除去作業を行う孔Ｗａ内を移動する切屑除去部材３のストロークに一致するように形成されている。
【００３６】
≪ピストンの構成≫
図３に示すように、前記シリンダ６とピストン７は、線状部材４と切屑除去部材３とを動かすための動力源となるものである。このピストン７には、基端側（矢印Ｅ方向側）に、ピストンロッド７ａが一体に形成され、先端側（矢印Ｄ方向側）に、ピストンロッド７ｂが一体に形成されている。ピストン７は、シリンダ６内に送り込まれた流体に押圧されて軸方向に移動すると、この移動に応じてピストンロッド７ａと一体の回動体１４に支持された球状体１５が螺旋状のガイド溝１３ａに案内されて軸回りに回動して、線状部材４と切屑除去部材３とを軸回りに回動させながら進退移動させるものである。
このピストン７の外周面には、前記センサＳの磁石Ｍが植設されるとともに、形成された環状溝にＯリングＯが嵌合されている。このピストン７は、例えば、アルミニウム合金などの非磁性体によって形成されている。
【００３７】
ピストン７の両側中心部にそれぞれ突設されたピストンロッド７ａ，７ｂは、それぞれ仕切壁１１，１２に軸支され、先端面中心部にねじ穴７ｃ，７ｄがそれぞれ穿設されている。
ピストンロッド７ａは、シリンダ６内から仕切壁１１の軸孔１１ａを挿通して筒状体１３内に配置されるとともに、先端面のねじ穴７ｄに、ボルトＢを螺着することで円柱形状の回動体１４を固定されて、ピストン７と回動体１４とが一体に動くようになっている。ピストンロッド７ａおよび回動体１４は、回動体１４の外周面に形成された支持溝１４ａに球状体１５の一方側の片側略半分が嵌入されて支持され、その球状体１５の他方側の片側略半分が筒状体１３の筒内に形成された螺旋状のガイド溝１３ａに移動自在に係合されていることにより、ガイド溝１３ａに沿って回動するようになっている。
一方、チャンバ９側のピストンロッド７ｂは、シリンダ６内から仕切壁１２の軸孔１２ａを挿通してチャンバ９内に配置されるとともに、先端面のねじ穴７ｃに、線状部材４の基端部に固定された着脱ねじ４ａが螺着されて、線状部材４がピストン７と一体に動くようになっている。
【００３８】
≪線状部材の構成≫
図３に示すように、前記線状部材４は、軸方向に往復移動しながら軸回りに回動する前記ピストン７の動きを切屑除去部材３に伝達させるための部材であり、例えば、ワイヤ、ピアノ線などの金属からなる。この線状部材４は、フレキシブルな材料で形成された管状部材５内に挿通されるとともに、基端部がアダプタ１６を介して前記ピストンロッド７ｂの先端部に固定され、先端部が切屑除去部材３内に挿入して半田などによってろう付けされている。さらに、詳述すると、線状部材４の基端部は、アダプタ１６の軸心線に穿設された挿通孔を挿通して、アダプタ１６の外周方向から軸心に向けて穿設されたねじ穴１６ａに止めねじＮを螺着することによってアダプタ１６が固定されるとともに、さらに、その先端に固着した着脱ねじ４ａをピストンロッド７ｂの端面に形成されたねじ穴７ｃに螺着することによって着脱自在に固定されている。このため、線状部材４と切屑除去部材３とアダプタ１６とは、損傷したときに交換することができるようになっている。
【００３９】
≪管状部材の構成≫
管状部材５は、容易に湾曲変形する線状部材４を挿通して所望方向に導くためのガイド部材としての役目と、チャンバ９内の噴射用流体をワークＷの孔Ｗａまで内設された流路５ａによって送るパイプとしての役目と、その噴出用流体を切屑除去部材３の基端部側の近傍に配置される噴出口５ｃから噴出してワークＷの孔Ｗａ内の切粉Ｗｃや切屑除去部材３に付着した切粉Ｗｃを吹き飛ばして除去するノズルとしての役目と、を果たすものである。この管状部材５は、内径が線状部材４の外径より大きな硬質のパイプ形状の部材によって形成されている。管状部材５は、線状部材４が遊挿されて噴出用流体が流れる流路５ａと、基端部に形成され噴出用流体を取り入れる流入口５ｂと、先端部に形成され噴出用流体が噴出されるとともに、線状部材４が進退自在に貫入された噴出口５ｃと、を有している。
【００４０】
なお、この管状部材５は、図２に示すように、先端部近傍が案内部材１ｄによって支持されながら軸受部Ｗｅの所定位置に搬送される。その先端の噴出口５ｃは、ワークＷの孔Ｗａ内に挿入し易いように略９０度に湾曲形成されている（図３参照）。このように管状部材５は、線状部材４をワークＷの孔Ｗａに案内するとともに孔Ｗａ内に噴出用流体を吹き込むために、ワークＷの軸受部Ｗｅおよび孔Ｗａの形状に合わせて、先端部の向きを曲げ加工して切屑除去作業を行い易くしている。
【００４１】
図３に示すように、流路５ａは、管状部材５の内壁と、この管状部材５内に挿入された線状部材４の外周面との間に形成された空間からなる。この流路５ａは、流れる噴射用流体によって流路５ａ内の線状部材４が振動することができる大きさの空間からなる。
基端部の流入口５ｂは、チャンバ９の貫通孔９ａに螺着されたニップル１７に嵌合することによってチャンバ９に取り付けられ、チャンバ９内に連通するように接続されている。
先端部の噴出口５ｃは、噴出用流体を噴出するノズルであり、管状部材５の先端開口部に形成されて、切屑除去作業時にはワークＷの孔Ｗａの開口端に配置される。この噴出口５ｃからは、先端に切屑除去部材３を固定した線状部材４が進退自在に貫入されて、出入するようになっている。
【００４２】
≪流体供給手段の構成≫
図３に示すように、流体供給手段８は、管状部材５の流路５ａ内に噴射用流体（空気または液体）を供給するためのものである。この流体供給手段８は、例えば、噴出用流体を生成する流体供給源Ｃと、流体供給源Ｃからチャンバ９に送られる噴射用流体の調節する制御バルブＶ３と、流体供給源Ｃから噴出用流体が送り込まれるチャンバ９と、を備えてなる。
【００４３】
≪チャンバの構成≫
前記チャンバ９は、噴出用流体を外周壁に設置した制御バルブＶ３から取り込んで、切屑除去部材３側の側壁に設置した管状部材５内に噴出用流体を送り込むための部材であり、有底円筒形状の部材からなる。このチャンバ９の切屑除去部材３側の側壁には、ニップル１７が螺着される貫通孔９ａが形成され、シリンダ６側の開口部には、仕切壁１２が設置されて閉塞されている。その仕切壁１２の中央部には、先端にアダプタ１６が取り付けられたピストンロッド７ｂがチャンバ９内に向かって螺旋状に進退自在に軸支されている。チャンバ９内には、貫通孔９ａの中央からアダプタ１６の端面中央にわたって線状部材４が架設した状態に配線されて、仕切壁１２の中央からピストンロッド７ｂとアダプタ１６とが突出した状態で配置されている。
【００４４】
前記センサＳは、切屑除去部材３および線状部材４の移動量と位置を検出するために設置された位置検出器である。このセンサＳは、切屑除去部材３および線状部材４と一体に回動しながら螺旋状に移動するピストン７の軸方向の移動を検出することによって、間接的に切屑除去部材３および線状部材４の移動量とその位置を検出している。センサＳは、ピストン７の外周面に配設された磁石Ｍと、シリンダ６の外周面の先端側の作動端に配設され磁石Ｍの磁気を検出する作動端検出部Ｓａと、シリンダ６の外周面の基端側の後退端に配設され磁石Ｍの磁気を検出する後退端検出部Ｓｂと、を備えてなる。
【００４５】
この作動端検出部Ｓａと後退端検出部Ｓｂとは、制御部１０に電気的に接続されて、その制御部１０は、センサＳからの位置検出による電気信号に基づいて制御バルブＶ１，Ｖ２の弁体を制御してピストン７の動きをコントロールしている。作動端検出部Ｓａと後退端検出部Ｓｂとは、磁石Ｍの磁気を検出する磁気検出部であり、ホール素子などの磁気感磁素子や磁力によって電流が流れるコイルなどからなる。作動端検出部Ｓａと後退端検出部Ｓｂとは、ワークＷの孔Ｗａの後退端側から作動端側まで挿通させられる切屑除去部材３が、孔Ｗａ内の切屑Ｗｄを全部除去したかを検出できるように、孔Ｗａの軸方向の長さ（作動ストローク）に合わせた位置に設置されている。
作動端検出部Ｓａは、切屑除去部材３が孔Ｗａの作動端（先端側開口端）にあるときのピストン７を検出できるように、そのピストン７の位置に合わせて、シリンダ６の外周面の先端側に設置されている。
後退端検出部Ｓｂは、切屑除去部材３が孔Ｗａの後退端（基端側開口端）にあるときのピストン７を検出できるように、そのピストン７の位置に合わせて、シリンダ６の外周面に設置されている。
【００４６】
≪切屑除去部材の構成≫
図４は、切屑除去部材の設置状態を示す図であり、（ａ）は拡大側面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
図４に示すように、切屑除去部材３は、孔Ｗａ内のバリＷｂを切除し、切粉Ｗｃを孔Ｗａ内から押し出すカッタであり、中心線上に穿設された取付孔３ｅを線状部材４の先端に嵌入してろう付けされている（図１参照）。この切屑除去部材３は、先端部および基端部に形成されたテーパ部３ａ，３ｂと、外周面に軸方向に向けて形成された複数の溝部３ｃと、この溝部３ｃ間に形成されたエッジ部３ｄと、前記取付孔３ｅと、を有している。切屑除去部材３は、工具鋼などの金属からなる円筒状の部材に、テーパ部３ａ，３ｂと溝部３ｃとを形成してなる。このように形成された切屑除去部材３は、外径を比較的小さく形成して、小さな孔Ｗａに挿入して切屑Ｗｄを除去することも可能である。
【００４７】
テーパ部３ａ，３ａは、孔Ｗａの両側開口端にあるバリＷｂを切除し易くするために形成したものである（図１参照）。
溝部３ｃは、外周面の上下左右の４方向に、軸方向に向けて形成されることによって、孔Ｗａ内に切屑除去部材３を挿入したときに、噴出用流体および切粉Ｗｃがこの溝部３ｃ内を流れるように形成されている（図３参照）。
エッジ部３ｄは、孔Ｗａ内のバリＷｂを切除する切刃であり、切屑除去部材３に前記溝部３ｃを穿設したことによって形成される（図１参照）。
取付孔３ｅは、図４（ｂ）に示すように、中央部の径が小さく、両側開口端の径が大きく形成されて半田付けし易くなっている。
【００４８】
≪回動体の構成≫
前記回動体１４は、スチールボールなどからなる球状体１５を外周面に形成した支持溝１４ａに嵌入して支持して、往復移動するピストン７を筒状体１３の内面に形成されたガイド溝１３ａに沿って螺旋状に回動させることによって、これらと一体に動く切屑除去部材３を回動させてバリＷｂをエッジ部３ｄ（図４（ａ）、（ｂ）参照）で切除可能にさせるための部材である。回動体１４は、略円柱形状に金属からなり、この回動体１４と、球状体１５と、筒状体１３の螺旋状のガイド溝１３ａとによってピストン７と線状部材４と切屑除去部材３とアダプタ１６とを螺旋状に回動移動させる回動機構を構成している。
【００４９】
≪筒状体の構成≫
前記筒状体１３は、ピストンロッド７ａおよび回動体１４を内設して、この回動体１４の支持溝１４ａに支持された球状体１５の片側半分が係合するガイド溝１３ａを内壁に螺旋状を備えて、回動体１４の回動を軸方向の動きに変換するための円筒部材である。この筒状体１３は、シリンダ６の後退端側の端面に固定されている。
【００５０】
制御部１０は、センサＳからのピストン７の検出信号に基づいて制御バルブＶ１，Ｖ２の弁体の開閉を制御して流体供給源Ｃからのシリンダ６内に送る流体をコントロールすると共に、制御バルブＶ３を制御してチャンバ９および線状部材４内に送り込む噴出用流体を調整する部材である。なお、この制御部１０には、切屑除去装置１の電源スイッチや、制御バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３を手動的に制御するスイッチなどを設けてもよい。
【００５１】
≪切屑除去装置の動作≫
次に、各図を参照しながら切屑除去装置１の動作について説明する。
図３に示すように、停止時には、切屑除去部材３と、線状部材４と、ピストン７と、回動体１４と、球状体１５とが後退端（基端部側）に寄った状態にある。
【００５２】
ワークＷの孔Ｗａ内の切屑Ｗｄを除去するときは、まず、切屑除去装置１の電源スイッチ（図示せず）をＯＮし、切屑除去部材３および管状部材５の先端を、ロボット（図示せず）によってテーブル１ｂおよび案内部材１ｄ（図２参照）を自動的に移動させて、孔Ｗａの開口端（後退端）に位置合わせをする。このとき、管状部材５は、硬質部材から形成されて、先端部が孔Ｗａの設置状態に合わせて湾曲しているため、噴出口５ｃおよび切屑除去部材３を孔Ｗａに位置合わせする作業が行い易い。
【００５３】
切屑除去装置１の電源スイッチがＯＮになったことによって、流体供給源Ｃ、制御部１０およびセンサＳは、ＯＮ状態になる。さらに、スタートスイッチ（図示せず）をＯＮすると、制御部１０は、制御バルブＶ１，Ｖ２を制御して、流体供給源Ｃから流体をシリンダ６内に送り込み、ピストン７を先端部方向（矢印Ｄ方向）側移動させるとともに、流体供給源Ｃから噴射用流体をチャンバ９内に送り込むように制御する。
【００５４】
前記ピストン７は、流体供給源Ｃからの流体に押圧されて回動体１４と、球状体１５と、アダプタ１６と、線状部材４と、切屑除去部材３とともに矢印Ｄの先端方向に移動する。この際、球状体１５が筒状体１３のガイド溝１３ａに係合されていることにより、ガイド溝１３ａに案内されて、ピストン７は、螺旋状に軸回りに回動しながら矢印Ｄ方向に移動することになる。
【００５５】
そうすると、切屑除去部材３は、ピストン７の螺旋移動に応じて回動しながらワークＷに近づき、まず、孔Ｗａの開口端にテーパ部３ａが当接して、孔Ｗａの手前側開口端にあるバリＷｂを切除する。このとき、流体供給源Ｃから制御バルブＶ３とチャンバ９とを通って管状部材５の流路５ａ内に送り込まれた噴出用流体が噴出口５ｃから噴射されている。その噴出用流体は、管状部材５内を流れることによって線状部材４および切屑除去部材３を振動させて、切屑Ｗｄの除去効果を向上させるとともに、孔Ｗａ内および開口端付近に付着している切粉Ｗｃを孔Ｗａ外の横孔Ｗｆに吹き飛ばして、切粉Ｗｃを吸引機２に吸引させる。
【００５６】
さらに、切屑除去部材３は、噴出用流体によって振動するとともに、線状部材４などによって回動しながら孔Ｗａの奥に入り込んで、孔Ｗａ内にあるバリＷｂをエッジ部３ｄによって切除する。孔Ｗａ内において、噴出口５ｃから噴出された噴出用流体は、軸方向に形成された切屑除去部材３の溝部３ｃを通って横孔Ｗｆ側に流れて、孔Ｗａの内壁にある切粉Ｗｃや切屑除去部材３に付着した切粉Ｗｃを孔Ｗａから横孔Ｗｆ側に吹き飛ばす。
【００５７】
切屑除去部材３は、振動および回動しながら移動して、孔Ｗａの横孔Ｗｆ側開口端に到達すると、手前側のテーパ部３ｂが孔Ｗａの開口端に当接して開口端にあるバリＷｂを切除する。
このように、切屑除去部材３は、振動および回動しながら孔Ｗａ内を移動することによって、孔Ｗａ全体にあるバリＷｂを効率よく切除するとともに、切除して切粉Ｗｃになったものや初めから孔Ｗａ内に残留していた切粉Ｗｃを噴出口５ｃから噴出された噴出用流体によって孔Ｗａ内から取り除くことができる。そして、切屑除去部材３に、テーパ部３ａ，３ｂが形成されていることにより、各テーパ部３ａ，３ｂが回動し振動しながら孔Ｗａの開口端を通過するときに、開口端にあるバリＷｂを完全に切除することができるようになっている。
【００５８】
そして、切屑除去部材３が横孔Ｗｆ（ストローク端）まで進むと、この切屑除去部材３と一体に移動するピストン７に設けられた磁石Ｍが作動端検出部Ｓａに近接して、作動端検出部Ｓａが磁石Ｍの磁気を検出する。センサＳは、その磁気を検出したことによって、切屑除去部材３がワークＷの所定位置（作動端）まで進んで切屑Ｗｄの除去作業を行ったことを確認して、電気信号を制御部１０に出力する。
なお、このときのセンサＳが、磁石Ｍの磁気を検出せずＯＦＦの状態の場合、ピストン７および切屑除去部材３が所定位置（作動端）まで移動せず、切粉Ｗｃによる孔Ｗａへの目詰まり、孔Ｗａの加工ミス、切屑除去装置１の作動不良、センサＳの故障などと判断することができる。
制御部１０は、センサＳからの磁気の検出信号（電気信号）に基づいて、制御バルブＶ１，Ｖ２の弁体を制御して、流体が流体供給源Ｃから制御バルブＶ２を通ってシリンダ６の室６ａに流れるように切り替える。
【００５９】
そうすると、ピストン７は、その流体に押圧されて矢印Ｅの基端部方向に移動させられて、切屑除去部材３と、線状部材４と、アダプタ１６と、回動体１４と、球状体１５とがともに、ガイド溝１３ａに沿って螺旋状に矢印Ｅ方向に回動移動して、図３に示す元の位置（後退端）に戻る。切屑除去部材３は、矢印Ｅ方向に戻る最中に、前記と同様に振動および回動しながら後退させることにより、孔Ｗａ内に残留するバリＷｂを再度切除する。噴出口５ｃからは噴出用流体が連続して噴出され、吸引機２は横孔Ｗｆおよび孔Ｗａ内の切屑Ｗｄおよび空気を吸引し続けられていることにより、切粉Ｗｃが再度除去して回収される。
【００６０】
ピストン７が仕切壁１１に当接するシリンダ６の後退端まで移動すると、後退端検出部Ｓｂが磁石Ｍの磁気を検出してピストン７および切屑除去部材３が後退端まで復帰したことが検出され、その電気信号が制御部１０に出力される。制御部１０は、制御バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の弁体を閉めて流体供給源Ｃからシリンダ６への流体の供給と、チャンバ９を介して管状部材５への噴出用流体の供給を停止させて、終了する。
【００６１】
さらに、このとき、切屑除去部材３の位置を検出する切屑除去部材検出センサ（図示せず）によって切屑除去部材３が後退端に戻っているかを確認する。切屑除去部材検出センサ（図示せず）で切屑除去部材３が後退端に戻ったことを検出した場合には、線状部材４と切屑除去部材３とが破断したり、脱落したりしていないことが確認できる。
【００６２】
そして、前記切屑除去部材検出センサ（図示せず）で切屑除去部材３が検出されなかった場合には、切屑除去部材３が元の位置である後退端に復帰しないため、線状部材４が切断したり、切屑除去部材３が刃こぼれや脱落したりして、切屑Ｗｄが適切に除去することができない状態になっていることが確認できる。
この場合には、チャンバ９をシリンダ６から取り外し、線状部材４の基端部に設けた着脱ねじ４ａをピストンロッド７ｂから取り外すことにより、線状部材４および切屑除去部材３を交換することができる。このため、切屑除去装置１は、線状部材４および切屑除去部材３の破損を自動的に検知し交換することにより、容易に修復することができる。
【００６３】
このように、切屑除去装置１は、ワークＷの孔Ｗａ内の切屑Ｗｄを自動的に完全に除去することができるとともに、切屑除去部材３および線状部材４などの異常を自動検出できる信頼性のある装置である。
【００６４】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
【００６５】
≪変形例≫
例えば、前記実施形態では、回動体１４の外周面に支持溝１４ａを形成して球状体１５を支持し、その球状体１５を筒状体１３の内周面に形成された螺旋状のガイド溝１３ａに係合させて、ピストン７、線状部材４、切屑除去部材３を螺旋状に回動移動させる回動機構Ｒ１を説明したが、これに限定されるものでない。
例えば、回動機構Ｒ１は、回動体１４またはピストンロッド７ａの外周面に螺旋状のガイド溝１３ａを形成して、筒状体１３の内周面に支持溝１４ａを形成し、この支持溝１４ａに球状体１５を支持させてもよい。
【００６６】
さらに、ピストン７や切屑除去部材３を回動させるための回動機構Ｒ１は、チャンバ９に設置してもよい。この場合、回動機構Ｒ１は、ピストンロッド７ｂまたはアダプタ１６の外周面およびチャンバ９の内周面のどちらか一方に、螺旋状のガイド溝１３ａを形成して、ピストンロッド７ｂまたはアダプタ１６の外周面およびチャンバ９の内周面のどちらか他方に、支持溝１４ａを形成して、この支持溝１４ａに球状体１５を支持させる。
【００６７】
図５は、本発明の変形例を示す切屑除去装置の要部概略平面図である。図６は、本発明の変形例を示す切屑除去装置の要部概略側面図である。
また、回動機構Ｒ１（図３参照）は、図５および図６に示すように、ピストンロッド７ａの先端部にピニオン（回動体）１８を固定して、このピニオン１８が直線往復移動機構２０によって直線往復移動するラック１９に噛合させることによってピストンロッド７ａを回動させる回動機構Ｒ２であってもよい。この場合、直線往復移動機構２０は、例えば、流体供給源Ｃ（図３参照）からの流体によって作動するピストン２０ａと、このピストン２０ａを内設したシリンダ２０ｂとからなるピストンシリンダ機構やモータ歯車機構（図示せず）からなる。
このように、ラック１９とピニオン１８とによって進退するピストンロッド７ａを回動するようにしてもよい。
ピニオン１８は、特許請求の範囲に記載の「回動体」に相当する。
【００６８】
シリンダ６に送り込まれる流体は、圧縮空気に限定されるものではなく、オイルなどであってもよい。また、管状部材５内に送り込まれる噴出用流体とは、空気に限定されるものではなく、洗浄液や切削油などの液体、または空気とこれらの液体の混合物でもよい。これらの場合には、流体の種類が相違するため、流体供給源Ｃを別々に設ける。
【００６９】
また、前記実施形態では、バリＷｂを線状部材４の先端に設置した切屑除去部材３によって除去することを説明したが、切屑除去部材３はなくてもよい。すなわち、噴出口５ｃから突出した線状部材４は、噴出用流体によって振動しながらワークＷの孔Ｗａ内に進入することにより、孔Ｗａの内壁にあるバリＷｂを叩き落すようにして切除することもできる。このようにして孔Ｗａの内壁から分離したバリ（切粉）Ｗｂは、噴出用流体によって外部に押し出して、除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係る切屑除去装置によって切屑を除去するときの一例を示す要部拡大断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る切屑除去装置を示す概略平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る切屑除去装置を示す概略拡大断面図である。
【図４】切屑除去部材の設置状態を示す図であり、（ａ）は拡大側面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の変形例を示す切屑除去装置の要部概略平面図である。
【図６】本発明の変形例を示す切屑除去装置の要部概略側面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１      切屑除去装置
３      切屑除去部材
３ａ，３ｂ  テーパ部
３ｃ    溝部
４      線状部材
５      管状部材
５ａ    流路
５ｂ    流入口
５ｃ    噴出口
６      シリンダ
７      ピストン
９      チャンバ（流体供給手段）
１３    筒状体
１３ａ  ガイド溝
１４    回動体
１４ａ  支持溝
１５    球状体
１８    ピニオン（回動体）
１９    ラック
Ｃ      流体供給源（流体供給手段）
Ｍ      磁石
Ｒ１，Ｒ２  回動機構
Ｗ      ワーク
Ｗａ    孔
Ｗｂ    バリ
Ｗｃ    切粉
Ｗｄ    切屑
【図１】
2007021698.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007021698.tif 000007
【図６】
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