JPH02256404A - 自動溝切り機付きボール盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動溝切り機材きボール盤、特に被加工材の内
周面のキー溝加工、内周面スプライン加工等を行う亡め
の自動溝切り機材きボール盤に関するものである。

［従来の技術］ 従来から被加工材の内周面のキー溝加工、あるいは、内
径のスプライン加工等の内溝切削加工が行われていた。

このような加工においては、キー溝加工あるいはスプラ
イン加工と共に、被加工材の内周面の軸方向へのカッタ
移動と、加工を行うためのキー溝、あるいはスプライン
の深さ方向へのカッタ移動との２つの作動が必要となる
。

そこで従来は、一般にこのようなカッタをフライス盤等
に取り付、被加工材の軸方向へのフライスにおける進退
と、カッタの深さ方向への移動とを制御することにより
加工を行うこととなっていた。

しかしながら、このような従来の内径のキー溝加工、内
径スプライン加工にあっては、フライス盤等の動きの中
にキー溝等の加工方向への移動と、キー溝等の深さ方向
への移動とを自動的に制御する必要があり、大型の装置
が必要となる、という不具合があった。

また更に、カッタ自体をキー溝あるいスプラインの深さ
方向に移動させることとなっていたために、カッタ自体
の大きさを大きくすることができず、内径が小さい場合
には加工が下部であった。

そこで本発明は、被加工材の内周面のキー溝あるいはス
プライン加工等の内溝切削加工を行うための、キー溝あ
るいはスプライン方向への移動はボール盤の昇降ハンド
ルの操作により行い、キー溝あるいはスプライン加工等
を行う深さ方向へのカッタの移動を、ステップモータの
作動により行うように形成することによって、ボール盤
によって内溝加工が行なえるようにすると共に、その内
溝切削加工を容易にし、切削加工装この小型化を図り、
更にはカッタの刃部を加工につれて順次突出させるよう
に形成することによって、全体を小型化し、小径の内周
面加工をも行えるようにした自動溝切り機材きボール盤
を提供することをその目的とする。

［課題を解決するための手段］ このような技術的課題解決のため本発明にあっては、ボ
ール盤と、このボール盤に取付けて使用する内溝切削加
工装置とから成り、この内ＷＩ４切削加工装置は、空気
圧により作動するステップモータと、このステップモー
タの作動により外筒内を進退する進退棒と、この進退棒
の進辺勤により、進退棒の進退方向と直角の方向へ刃部
が突出しうるカッタとを有し、ボール盤の主軸に設けら
れたチャックに内溝切削加工装置の反刃部側が固定され
、ボール盤の昇降ハンドルの操作により、内溝切削加工
装置の被加工材に対する昇降動を行わせると共に、上記
ステップモータの作動により刃部が突出したカッタを用
いて被加工材の内溝の切削を行うことができるように形
成したものである。

［実施例］ 以下、添付図面に示す実施例に基づき、ポールＩ！１１
４５と内溝切削加工装置５１とから成る自動溝切り機材
きボール盤８０を詳細に説明する。

第１図及び第２図に示すように、本実施例に係る内溝切
削加工装Ｎ５１は、空気圧により作動するステップモー
タ４０と、このステップモータ４０の作動により外筒内
を進退する進退棒４２と、この進退棒４２の進退動によ
り、進退棒４２の進退方向と直角の方向へ刃部４３が突
出しうるカッタ４４とを備えている。

上記外筒４１は、フレーム５２に固定されたシリンダ部
６０に突設されている。第２図に示すように、このシリ
ンダ部６０には、上記外筒４１内を進退する進退棒４２
が植設された移動体５８が内装されている。この進退棒
４２の基端部側には、外筒４１の基端部と移動体５８と
の間にスプリング５９が緩装され、移動体５８に圧接し
て配置されている。

また、進退棒４２の先端部側には、進退棒４２の軸心に
直角の方向に保持孔６２が穿設され、この保持孔６２内
には、カッタ４４が配置されている。また、進退棒４２
の保持孔６２側には傾斜部６４が設けられている。

一方、保持孔６２内に配置されているカッタ４４は、一
方に刃部４３を有し、他方には進退棒４２の傾斜部６４
に衝接する衝接部６３が設けられていると共に、刃部４
３側には外筒４１に固定された刃杆え６５により、保持
孔６２内部側に押圧されて配置されている。

したがって、カッタ４４の衝接部６３が進退棒４２の傾
斜部６４に衝接する状態に至るまで。

刃杆え６５により保持孔６２内に押え込まれている。そ
して、この状態で進退棒４２を前進させた場合には、前
進する進退棒４２の傾斜部６４がカッタ４４の衝接部６
３と衝接し、カッタ４４を刃杆え６５の押圧力に抗して
、刃部４３が進退棒４２の軸心方向と直角の方向に保持
孔６２外方へ突出するように構成されている。

一方、上記移動体５８は、シリンダ部６０に設けられた
空隙６１内に進退棒４２の軸心方向に移動可能に配置さ
れている。また、この移動体５８は、フレーム５２との
間に進退棒４２の軸心方向に配置されたキー６９が嵌挿
されており、上記移動体５８は、このキー６９に沿って
進退棒４２の軸心方向に移動すると共に、進退棒４２の
周面方向への回転は不可能となるように配置されている
。

そして、この移動体５８は、上記フレーム５２に固定さ
れたステップモータ４０の作動により、移動しうるよう
に構成されている。

すなわち、ステップモータ４０に設けられた出力側ギア
５３には、より大径の伝達ギア５４が噛合しており、こ
の伝達ギア５４に設けられた軸部５７には、伝達ギア５
４に連動するピニオンギア５５が設けられており、この
ビニオンギア５５は、移動体５８に設けられたラック５
６と噛合するように配置されている。したがって、ステ
ップモータ４０が作動し、出力側ギア５３に間欠回転運
動が出力された場合には、その間欠回転運動は、出力側
ギア５３に噛合する伝達ギア５４へと伝達され、この伝
達ギア５４を介して軸部５７に設けられたビニオンギア
５５へと伝達される。そして、ピニオンギア５５と噛合
するラック５６において、上記間欠回転運動は、移動体
５８の長さ方向における往復運動へと変換される。その
結果、ステップモータ４０の作動により、移動体５８が
、第２図中左方向へと前進した場合には、進退棒４２の
移動により刃部４３を進退棒４２の軸心方向と直角の方
向へ突出させうるちのである。

一方、上記ステップモータ４０は空気圧により作動する
ものであり、以下のように構成されている。

本実施例に係るステップモータ４０は、空気圧を利用し
たピストンの往復動によって、このピストンを付設した
爪部が移動し、この爪部によって７スピンドルを間欠回
転させるものであり、また、爪部を一対使用し、かつ両
爪部を切り換えレバーで、いずれか一方の爪部のみがス
ピンドル回転を行わせるようにしである。従って、切り
換えレバーの作動によって選択することによって、スピ
ンドルの回転方向をも選択できるように構成しである。

すなわち、第３図乃至第６図に示すように、本実施例に
おいては、ｌはボディ、２はボディ１の開口端部にネジ
止めした前蓋２で、流通口２ａと２個のシリンダー取り
付は口２ｂ（２ｂ）とが。

形成されている。３はボディｌの後壁にネジ止めしたバ
ネ筒である。４はボディｌ内に移動自在に装填したピス
トンで、前壁に受圧凹所に４ａが形成され、通常は、バ
ネ筒３に装填して復帰バネ５に押されて前蓋２に圧接し
ており、外部から流通口２ａを介して、受圧凹所４ａに
空気圧を断続的に加えることにより、前後に往復運動す
る。

シリンダー４の略中央部を大きくくり抜いてホール４ｂ
を形成し、このホール４ｂを貫通するスピンドル６にロ
ーラーハウジング７、ローター９、受動歯車１２を順次
位置させである。ローラーハウジング７とローター９は
、スピンドル６に対して回転自由であるが、受動歯車１
２は、そのポス１２ａがビン１２ｂによってスピンドル
６に固定されている。

ローラーハウジング７は、上部外周に環状溝７ａが形成
されており、この環状溝７ａに円周方向に等間隔で並ぶ
複数本（図では６本）のローラー８を植設すると共に、
下部のポス７ｂに下端に穿設した小孔にローラー９の突
起９ａを没入させてローラーハウジング７とローター９
とを一体的に係合する。ローター９は第７図乃至第９図
に示すように、平滑な外周面に等間隔で複数本（図では
６本）の縦溝ｌＯを設け、下半部には、この縦溝１０を
共通の刃部とする２枚１組の送り刃１１を各縦溝１０毎
に設け、残余の周面を欠刃とする。

ローラーハウジング７の下部と、これに続くローター９
、受動歯車１２は、ボディｌの底孔ｌａから外部に露出
しており、その開孔部は蓋板１４がネジ１５でボディ１
の底板に固定されてローラーハウジング７の外部への突
出を防止していると共に、この露出部分全体を外筒１３
によってスピンドル６先端のみを突出させうるようにし
て覆っである。

第７図乃至第１１図に示すように、１６はローター９の
縦溝１０及び受動歯車１２と噛みあう複数個（図では３
個）のピニオンで、外筒！３の壁体を丸くくり抜いて装
填され、上下の軸心にカラー１７．１７をはめて外筒１
３に回転自由に支持されている。１６は、第７図に示す
ように、ローター９の縦溝１０と１つおきに噛み合うよ
うに配置され、その上半部は、１つおきに欠刃部１６ａ
が形成されている。スピンドル６の上部はスリーブ１７
ａを介してボディｌの土壁に、下部が受動歯車１２のポ
ス１２ａ及びスリーブ１７ａを介して外筒１３に各々回
転自由に支持される。

１８．１８はスピンドル４の移動方向に直角となる位置
のスピンドル４のホール４ａに植設した縦軸で、これに
２枚の爪片１９ａ、１９ｂを嵌揮し、爪片１９ａ、１９
ｂの先端をローラーハウジング７のローラー８の内、前
方の左右に位置したローラー８ａ、８ｂに臨ませる。２
０は、縦軸８．８の中間に位置してホール４ｂに軸支し
た回転軸、２１は、回転軸２０に固定した切り換えレバ
ー、２２．２２は爪片１９ａ、１９ｂと回転軸２０との
間に掛は渡した引っ張りバネ、２３゜２３は爪片１９ａ
、１９ｂに各々突設したストップピンであり、爪片１９
ａ、１９ｂは引っ張りバネ２２，２２によって常に内側
に閉じる傾向にあるが、ストップピン２３．２３が切り
換えレバー２１で受は止められることにより爪片１９ａ
、１９ｂは適正姿勢、すなわち、爪先がローラー８ａ、
８ｂと相体する位置に保持される。２５ａ、２５ｂは前
蓋２のシリンダー取付は口２ｂ（２ｂ）に装着した単動
型シリンダー２６ａ、２８ｂはこの単動型シリンダー２
５ａ。

２５ｂの作動によって進退するプッシャーで、これの先
端部を切り換えレバー２１の両端部に当接・させる、第
４図では、単動でシリンダー２５ｂに空気圧を供給して
、そのロッドでプッシャー２６ｂを進出させ、切り換え
レバー１２を回転軸２０と共に、反時計方向に所定の角
度だけ傾動させる。これにより爪片１９ｂは、そのスト
ップピン２３が切り換えレバー２１に押されて縦軸１８
を軸にして外側へ開き、先端部がローラー８ｂとの相対
位置から外れる。この状態でピストン４が右型へ往動す
ると爪片１９ａがローラー８ａを１ピッチ分送り、ロー
ラーハウジング７が時計方向に回転する。その後復帰バ
ネに押されて左型へ復動するが、その途中で爪片１９ａ
は、その内側斜面が新たに８ａの位置に来た次のローラ
８と接触するときに引っ張りバネ２に抗して外方へ開い
て乗り越えた後１元の状態に戻る。

ローラーハウジング７を反時計方向に回すには、他方の
単動型シリンダー２５ａに空気圧を供給して、切り換え
レバー２１を時計方向に傾動し、爪片１９ａを外側へ開
き、他方の爪片１９ａをローラー８ｂに相体させる。す
なわち、単動型シリンダー２５ａ、２５ｂのい何れか一
方に選択的に空気圧を供給することにより、ローラーハ
ウジング７及びスピンドル６の回転方向を任意に選択す
ることができる。

上記のごとく構成した本発明装置は、次の作用を行って
、スピンドル６を間欠回転駆動する。

まず、流通口２ａがら空気圧のパルスが供給され、ピス
トン４が往復運動することにより、爪片１９ａあるいは
爪片１９ｂがローラー８を１ピッチずつ送ってローラー
ハウジング７および、これに係合されたローラー９が回
転する。

次に、ローラー９の回転により、送り歯１１がピニオン
１６との噛み合い点を通過する毎に、ピニオン１６を２
歯分送って間欠回転駆動する。

ピニオン１６の間欠回転運動は、これと噛み合う受動歯
車１２．及びそして、受動歯車１２を固定したスピンド
ル６に伝達される。そしてこの間欠回転するスピンドル
６を各分野の機械装置の原動軸として利用する。

なお、送り歯１１．１１間にピニオン１６が位置すると
き、（第１１図）、ピニオン１６の上部歯先は、縦溝１
０から抜は出して欠歯部１６ａで回転するローター９の
外周面に接触し、次の送り歯１１が通過するまでは、ピ
ニオン１６の回転は阻止される（第１０図）、シたがっ
て、ビニオン１６と噛み合う受動歯車１２は、惰性その
他の外部要因で回転することはなく、スピンドル６は正
確に間欠回転駆動される。

また、スピンドル６の回転方向を切り換えるためには、
単動型シリンダー２５ａ、２５ｂの何れか一方に選択的
に空気圧を供給することにより、切り換えレバー２１の
傾きが変更され、一対の爪片１９ａ、１９ｂのうちで、
ローラー８に接触する爪片１９が変更するので、同一の
ピストン４の移動であっても、スピンドル６の回転方向
が切り換えられることとなる。

次に、本実施例に係る自動溝切り機材きボール盤８０を
使用して、被加工材５０の内溝を切削する場合につき説
明する。

まず、第１図に示すように、被加工材５０をポールｇ１
４５のテーブル７１上に設けられたチャック７０を用い
て、内溝切削加工装置５１の外筒４１に内装された進退
棒４２の軸心と、被加工材の軸心とが一致するようにテ
ーブル７１上に固定する。そして、エアをエアホース６
６゜６７．６８を介してステップモータ４０に供給して
ステップモータ４０を作動させ、最初の切削量に一致す
る分だけカッタ４４の刃部４３を保持孔６２から進退棒
４２の軸心方向と直角の方向に突出させる。この場合、
上述のように、ステップモータ４０の作動によりステッ
プモータ４０に設けられた出力側ギア６３に間欠回転運
動が出力され、この間欠回転運動は出力側ギア５３と噛
合する伝達ギア５４を介して、ビニオンギア５５へと伝
達される。そして、移動体５８に設けられたラック５６
は、このビニオンギア５５と噛合しているため、ビニオ
ンギア５５の間欠回転運動はラック５６により進退棒４
２の軸方向における往復運動に変換され、移動体５８は
、進退棒４２の先端方向へ向かって移動することとなる
。

この進退棒４２がカッタ４４方向へ移動することにより
、進退棒４２の先端に設けられた傾斜部６４は、カッタ
４４の衝接部６３を押圧し、カッタ４４は、刃部え６５
に抗して、進退棒４２の軸心方向と直角の方向（本実施
例にあっては、第２図中、下方方向）に押されることと
なる。その結果、カー、夕４４の刃部４３は、保持孔６
２から進退棒４２の軸心方向と直角の方向へ突出するも
のである。

したがって、この状態でポールｇ１４５に設けられた昇
降ハンドル４９を操作して、内溝切削加工装置５１をテ
ーブル７１上に固定された被加工材５０方向へ下降させ
て、被加工材５０の内周面の切溝加工、もしくは、内周
面のスプライン加工等を行うものである。

そして、内周の切溝加工、または内周のスプライン加工
等の内溝加工を行う場合には、被加工材５０に加工を行
いながら、順次刃部４３を加工を行うための内溝の深さ
方向へ送ることが必要とされる。

このような加工を行うための内溝方向への刃部４３の繰
り出しは、ステップモータ４０を所定回転、あるいは所
定角度だけ作動させ、移動体５８を所定距離だけ移動さ
せることにより、刃部４３を保持孔６２から所定寸法分
、更に突出させることにより行うものである。

本実施例に係る内溝切削加工装置５１にあっては、この
ようなカッタ４４の刃部４３を、加工を行うためのキー
溝、あるいはスプラインの深さ方向に送ることが、単に
ステップモータ４０を所定量だけ回転させることのみに
よって行えるので便利である。また、このようなステッ
プモータ４０の回転により刃部４３の送り量をあらかじ
めプログラムしておくことによって、加工自体をプログ
ラム制御することができる。

また更に、必要に応じて、例えば切削加工を行うために
内溝切削加工装Ｗ１５１を被加工材５０方向に移動させ
る時には、刃部４３を保持孔６２から突出させ、逆に内
溝切削加工装置５１を被加工材５０から後退させる時に
は、刃部４３を保持孔６２内部に収納するように制御す
ることもできる、このようにした場合には、カッタ４４
の刃部４３の損傷を防止することができる。

更に本実施例に係る内溝切削加工装置５１にあっては、
外筒４１の保持孔６２からカッタ４４の刃部４３を突出
させて切削加工を行うものであることから、外筒４１を
挿入することができる内径の筒部を有する被加工材であ
れば、キー溝加工、あるいは内径スプライン加工等の内
溝切削加工が行えるものである。したがって、内径の小
さい被加工材の加工にも容易に適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明にあっては、被加工材内周面
のキー溝、あるいはスプライン加工等の内溝切削加工を
行うための、キー溝あるいはスプライン方向への移動は
、ボール盤の昇降ハンドルの操作により行い、キー溝、
あるいはスプライン加工等を行う内溝の深さ方向へカッ
タの移動を、ステップモーターの回転により行うように
形成することによって、これらの加工を容易とし、更に
は、カッタの刃部を加工につれて順次突出させるように
形成することによって、全体を小型化し、小径の内径加
工をも行うことが可能となる。

更に、本発明に係る自動溝切り機材きボール盤は、広く
用いられているボール盤に取付けられて使用されるもの
であるため、従来のようにフライス盤や、旋盤を使用す
る場合とは異なり、容易かつ手軽に被加工材の内溝切削
加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
本発明に係る自動溝切り機材きボール盤の側面図、第２
図は第１図のＤ−Ｄ線断面図。 第３図は本発明の使用されるステップモータの一実施例
を示す正面図、第４図は同側面図、第５図は同中央縦断
面図、第６図は第５図のＡ−Ａ線断面図、第７図は同Ｃ
−Ｃ線断面図、第８図は同Ｃ−Ｃ線断面図、第９図はス
ピンドルを軸とする要部の正面図、第１Ｏ図及び第１１
図はロータとビニオンとの関係を示す平面図である。 １・・・ボディ　　　　　ｌａ・・・底孔２・・・前蓋
　　　　　　２ｂ・・・シリンダ取付口３・・・バネ筒
　　　　　　４・・・ピストン４ａ・・・受圧凹所　　
　　４ｂ・・・ホール５・・・復帰バネ　　　　６・・
・スピンドル７・・・ローラーハウジング ８・・・ローラー ｌＯ・・・縦溝 １２・・・受動歯車 １４・・・蓋板 １６・・・ビニオン １７ａ、ｂ・・・スリーブ １９ａ、ｂ・・・爪片 ２１・・・切り換えレバー ２３・・・ストップビン ２５ａ、ｂ・・・単動型シリンダー ２６ａ、ｂ・・・プッシャー ４０・・・ステップモータ ４２・・・進退棒 ９・・・ローター １１・・・送り刃 １３・・・外筒 １５・・・ねじ １７・・・カーラ− １８・・・縦軸 ２０・・・回転軸 ２２・・・引っ張りバネ ４３・・・刃部 ４１・・・外筒 ４４・・・カッタ　　　　　４５・・・ボール盤４６・
・・主軸　　　　　　４７・・・チャック４８・・・反
刃部側　　　　４９・・・昇降ハンドル５０・・・被加
工材　　、　５１・・・内溝切削加工装置５２・・・フ
レーム　　　　５３・・・出力側ギア５４・・・伝達ギ
ア　　　　５５・・・ビニオンギア５６・・・ラック　
　　　　５７・・・軸部５８・・・移動体　　　　　５
９・・・スプリング６０・・・シリンダ部　　　６１・
・・空隙部６２・・・保持孔　　　　　６３・・・衝接
部６４・・・傾斜部　　　　　６５・・・刃部え６６・
・・エアホース　　　６７・・・エアホース６８・・・
エアホース　　　６９・・・キー７０・・・チャック　
　　　７１・・・テーブル８０・・・自動溝切り機材き
ボール盤

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ボール盤と、このボール盤に取付けて使用する内溝切削
   加工装置とから成り、 この内溝切削加工装置は、空気圧により作動するステッ
   プモータと、このステップモータの作動により外筒内を
   進退する進退棒と、この進退棒の進退動により、進退棒
   の進退方向と直角の方向へ刃部が突出しうるカッタとを
   有し、 ボール盤の主軸に設けられたチャックに内溝切削加工装
   置の反刃部側が固定され、ボール盤の昇降ハンドルの操
   作により、内溝切削加工装置の被加工材に対する昇降動
   を行わせると共に、上記ステップモータの作動により刃
   部が突出したカッタを用いて被加工材の内溝の切削を行
   うことができるように形成したことを特徴とする自動溝
   切り機材きボール盤。