JPH07299619A - ボール盤の切削屑裁断機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動送りによる穴あけ作業時、スピンドルを
上昇させ、切削屑を適当な長さに裁断後、スピンドルの
再切込み時の回転負荷を小さくし、確実に送り動力を伝
達し、かつ、振動の発生を少なくする。 【構成】 回転側スリーブ２４をウォーム軸２２に摺動
自在に枢着させ、スチールボール２６を有する固定側ス
リーブ２５をウォーム軸受部４ａに固着させ、回転側ス
リーブ２４のスチールボール２６当接面に凹部２７を設
け、凹部２７のスチールボール２６が入る側の斜面角に
対し、出る側の斜面角を緩やかに形成させる。ウォーム
軸２２が回転し、回転側スリーブ２４の凹部２７からス
チールボール２６が出るとき、緩やかに形成された斜面
を案内に移動するため、ウォーム軸２２の回転負荷を少
なくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被削材を穴あけ作業し
たときに生じる切削屑を裁断する機構に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、スピンドルの下降を自動で行う自
動送り装置付ボール盤で、スピンドルが周期的に上下動
し切削屑を裁断する機構として先に出願人が出願した特
願平５−３４４３５４号がある。図１を用いて説明する
と、スチールボール２６を挾持する２つのスリーブ２
４，２５間のいずれかに凹部を設け、自動送りの最中ス
チールボール２６を凹部に入出させ、スリーブ２４，２
５間の距離を周期的に増減することによりスピンドル７
を周期的に上昇させて切削屑を裁断している。スピンド
ル７はある程度のスピードで上昇させる必要があり、図
９に示すようにスチールボール２６の入る側となる凹部
４２の斜面４２ａは急な角度で、同じく出る側の斜面４
２ｂも同一角度であったため、図８に示すように凹部４
２は円形で形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、図９に示す
ようにスチールボール２６が凹部４２に入り、切削屑裁
断後凹部４２から出るとき、スピンドル７を下降させる
動力伝達部の負荷が大きくなり、ベルト等の動力伝達部
がスリップを起こしていた。よって、スリップによるベ
ルトの摩耗で、動力伝達部の寿命を低下させていた。ま
た、負荷変動が大きくなると本体が振動するため、ドリ
ルの振れが大きくなり穴あけ精度を低下させていた。

【０００４】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
を解消し、スピンドル送り動力の負荷変動を少なくし、
動力伝達部でのスリップをなくして確実な動力伝達を行
うとともに、本体の振動を小さくして穴あけ精度を向上
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、モートルに
より回転駆動するスピンドルをクウイル内に軸支し、該
クウイルのラック部と噛合うピニオン軸に嵌合するウォ
ームホイルと、該ウォームホイルと噛合うウォームを有
し、ウォーム及びウォームホイルの回転に連動してピニ
オン軸が回転し、前記モートルによりスピンドル及びク
ウイルを自動で下降させるボール盤において、前記ウォ
ームの反クウイル側に隣接する回転側スリーブをウォー
ム軸に摺動自在に枢着し、該回転側スリーブに対向する
ウォーム軸受部に固定側スリーブを固着し、該スチール
ボールは対向する回転側スリーブに当接し、該回転側ス
リーブのスチールボール当接面に前記スチールボールの
配設間隔と同間隔に複数の凹部を設けるとともに、前記
ウォーム軸の回転により、スチールボールが前記凹部に
入出する際、前記凹部のスチールボールが入る側の斜面
角に対し、出る側の斜面角を緩やかに形成したことによ
り達成される。

【０００６】または、クウイル内に軸支されたスピンド
ルに回転側スリーブを設け、該回転側スリーブに対向し
クウイル内適所に固定側スリーブを固着し、前記回転側
スリーブ，固定側スリーブ間に複数個のスチールボール
を配置し、回転側スリーブ，固定側スリーブいずれか一
方のスチールボール当接面に複数の凹部を設け、スチー
ルボールが凹部に入出する際、前記凹部のスチールボー
ルが入る側の斜面角に対し、出る側の斜面角を緩やかに
形成したことにより達成される。

【０００７】

【作用】上記したような構成により、ウォーム軸の回転
により、スチールボールが凹部に入出する際、前記凹部
のスチールボールが入る側の斜面角に対し、出る側の斜
面角を緩やかに形成したため、スチールボールが凹部か
ら出る際、大きな負荷にならず負荷の変動が少なく安定
した送り動力伝達ができる。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図５により説明す
る。図１は本発明の一実施例を示すウォーム軸周辺の縦
断面図、図４はヘッド部を断面したボール盤の全体側面
図である。

【０００９】図４において、ベース１上にコラム２を立
設し、コラム２の中央部には図示しない被削材を載せる
テーブル３を上下移動自在に嵌合させる。コラム２の上
端にはモートル５を備えたヘッド４を設け、ヘッド４内
部にドリル又はタップを装着するスピンドル７を内蔵し
たクウイル６が垂直方向へ摺動可能に嵌合され、スピン
ドル７はモートル５からベルト８、プーリ９、ファース
トギヤ１０、移動ギヤ１１、サードギヤ１２、ファイナ
ルギヤ１３を介して回転駆動する。

【００１０】図１において、クウイル６の外周に形成し
たラック６ａにはピニオン軸１４が噛み合い、ピニオン
軸１４はヘッド４に軸支され、かつウォームホイル１５
を回転自在に嵌合させている。ウォームホイル１５に噛
み合うウォーム１６は、モートル５の回転駆動によりサ
ードギヤ１２、プーリ１７，ベルト１８、プーリ１９、
ウォーム２０、ウォームホイル２１を介し回転するウォ
ーム軸２２にキー２３で軸方向へ摺動自在に枢着させて
いる。

【００１１】ウォーム１６の反クウイル６側（図１にお
いてウォーム１６に対し右側）には回転側スリーブ２４
がウォーム１６同様ウォーム軸２２にキー２３で軸方向
へ摺動自在に枢着されている。ウォーム軸２２を支持す
るヘッド４内の適所に設けられた軸受部４ａに回転側ス
リーブ２４と対向するように固定側スリーブ２５を固着
し、固定側スリーブ２５には円周方向に対して定間隔に
穿設された複数個（本実施例は３個）のボール支持穴２
５ａにそれぞれスチールボール２６が収納され、それぞ
れのスチールボール２６は固定側スリーブ２５より所定
量回転側スリーブ２４側に出張らせ、回転側スリーブ２
４の側面２４ａに当接している。側面２４ａにはスチー
ルボール２６の配設間隔と同間隔に凹部２７が形成され
ている。ウォーム１６の反回転側スリーブ２４側には回
転側スリーブ２４をスチールボール２６方向に付勢する
弾器となるスプリング２８がウォーム軸２２に装着され
ている。

【００１２】図５はハンドル部周辺の正面断面図であ
る。図５において、ウォームホイル１５の右側面にはツ
メクラッチ２９が設けられ、ツメクラッチ２９と噛み合
うツメクラッチ３０がピニオン軸１４にキー３１により
摺動自在に枢着され、ハンドル３２はナット３３よりピ
ニオン軸１４に固定されている。ハンドル３２を２点鎖
線の位置に倒すと、スライドボス３４が左方向に移動し
ツメクラッチ３０がツメクラッチ２９側に押圧され、ツ
メクラッチ２９と噛み合うことで、ウォームホイル１５
まで伝わってきた動力はツメクラッチ２９、ツメクラッ
チ３０、ピニオン軸１４を介してクウイル６が自動送り
で下降される。ハンドル３２を戻すと、スライドボス３
４が右方向に移動するとともにツメクラッチ３０も連動
し、ツメクラッチ２９，３０の噛み合いが解除されるた
め、ウォームホイル１５の動力がピニオン軸１４へ伝わ
らなくなる。よって、ハンドル３２で直接ピニオン軸１
４を回転させてクウイル６を下降させる手動送り状態と
なる。

【００１３】図２は図１のＡ方向から見た回転側スリー
ブの矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ線拡大断面図を示す。
図２，図３のように回転側スリーブ２４の凹部２７は、
ウォーム軸２２の回転によってスチールボール２６が入
る側の斜面２７ａに対し、出る側の斜面２７ｂは緩やか
に形成されている。なお、本実施例においては斜面２７
ａ側の角度は約１５度、斜面２７ｂ側は約１．５度で形
成している。

【００１４】上記構成において、図示しないスイッチを
ＯＮして、モートル５でスピンドル７を回転駆動させた
あと、ハンドル３２を倒しツメクラッチ２９，３０を噛
み合わせ自動送りでクウイル６とともにスピンドル７を
下降させ穴あけ作業を行なうと、被削材に与える推力が
発生すると同時に反力によりピニオン軸１４、ウォーム
ホイル１５、ウォーム１６を介し、回転側スリーブ２４
がスチールボール２６を押圧し、ウォーム軸２２が回転
するとスチールボール２６は回転側スリーブ２４の凹部
２７を入出する。

【００１５】ウォーム１６の回転によりウォームホイル
１５、ピニオン軸１４を介しスピンドル７は自動的に一
定速度で下降するが、凹部２７にスチールボール２６が
入ると、凹量δだけ回転側スリーブ２４とともにウォー
ム１６が回転側スリーブ２４側（図１において右方向）
へ移動するため、ウォームホイル１５、ピニオン軸１４
が一瞬逆回転され、スピンドル７の下降が一時的に後退
（上昇）し、このとき、穴あけ作業時に連なって生じる
切削屑が裁断される。ウォーム軸２２に装着されたスプ
リング２８はスピンドル７が上昇したときに回転側スリ
ーブ２４の押圧力が減少するため、これを補う働きをし
ている。さらに、ウォーム軸２２が回転し、回転側スリ
ーブ２４の凹部２７からスチールボール２６が出ると
き、緩やかに形成された斜面２７ｂを案内に移動するた
め、ウォーム軸２２の回転負荷を少なくすることができ
る。よって、凹部２７からスチールボール２６が出ると
き、ベルト１８がスリップすることはなく、確実に動力
が伝達されるとともに、本体の振動が少なくなるので、
ドリルの振れを減少させ精度の良い穴あけを行うことが
できる。

【００１６】また、図６に示すようにスチールボール２
６を回転側スリーブ２４に収納し、固定側スリーブ２５
のスチールボール２６が当接する側面２５ｂに前記した
凹部２７を設けても同様な効果を得ることができる。

【００１７】本発明の他の実施例として、図７に示すク
ウイル６内に切削屑を裁断する機構を設けた例を説明す
る。スピンドル７はクウイル６にベアリング３５，３６
により上下方向へ摺動自在に軸支され、ベアリング３５
上部にスリーブ３８がキー３７でスピンドル７に結合さ
れ、スリーブ３８の上部にはスリーブ３９がクウイル６
内に固着されている。スリーブ３８には円周方向に対し
て定間隔に穿設された複数個のボール支持穴３８ａにそ
れぞれスチールボール４０がスリーブ３９側へ一定量出
張り、スリーブ３９に当接するように支持されている。
スリーブ３９のスチールボール４０の当接面３９ａに
は、スチールボール４０の配設間隔と同間隔に凹部４１
が形成され、スピンドル７の回転により図３と同様、ス
チールボール３９が入る側の斜面３９ａに対し、出る側
の斜面３９ｂを緩やかに形成されている。

【００１８】この状態でスピンドル７が回転すると、上
記実施例と同様スチールボール４０が凹部に入ると、ス
ピンドル７は一瞬上昇し連なった切削屑が裁断され、ス
チールボール４０が凹部から出るとき、緩やかに形成さ
れた斜面３９ｂをスチールボール４０が移動するため、
回転負荷を少なくすることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、自動送りによる穴あけ
作業の際、切削屑裁断機構により切削屑を適当な長さに
裁断する際、裁断後の再切込み時の負荷を小さくするこ
とができる。よって、動力伝達部のスリップをなくすこ
とで確実に動力を伝達し、また、本体の振動の発生を少
なくなるので、ドリルの振れが減少し精度の良い穴あけ
作業ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すウォーム軸周辺の縦断
面図である。

【図２】図１のＡ方向から見た回転側スリーブの矢視図
である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図４】ボール盤のヘッド部を断面した全体側面図であ
る。

【図５】ハンドル部周辺の正面断面図である。

【図６】本発明の他の実施例を示すウォーム軸周辺の縦
断面図である。

【図７】クウイル内に切削屑裁断機構を設けた他の実施
例を示すクウイル部の縦断面図である。

【図８】図１のＡ方向から見た従来の回転側スリーブの
正面図である。

【図９】図８のＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

７…スピンドル、１４…ピニオン軸、１６…ウォーム、
２２…ウォーム軸、２４，３８…回転側スリーブ、２４
ａ…回転側スリーブの側面、２５，３９…固定側スリー
ブ、２５ａ，３８ａ…ボール支持穴、２６，４０…スチ
ールボール、２７，４１…凹部、２７ａ，２７ｂ，４１
ａ，４１ｂ…凹部の斜面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 晋二 福島県原町市北長野字南原田70番地 株式 会社日立工機原町内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モートルにより回転駆動するスピンドル
   をクウイル内に軸支し、該クウイルのラック部と噛合う
   ピニオン軸に嵌合するウォームホイルと、該ウォームホ
   イルと噛合うウォームを有し、ウォーム及びウォームホ
   イルの回転に連動してピニオン軸が回転し、前記モート
   ルによりスピンドル及びクウイルを自動で下降させるボ
   ール盤において、前記ウォームの反クウイル側に隣接す
   る回転側スリーブをウォーム軸に摺動自在に枢着し、該
   回転側スリーブに対向するウォーム軸受部に固定側スリ
   ーブを固着し、該スチールボールは対向する回転側スリ
   ーブに当接し、該回転側スリーブのスチールボール当接
   面に前記スチールボールの配設間隔と同間隔に複数の凹
   部を設けるとともに、前記ウォーム軸の回転により、ス
   チールボールが前記凹部に入出する際、前記凹部のス
   ねチールボールが入る側の斜面角に対し、スチールボー
   ルが出る側の斜面角を緩やかに形成したことを特徴とす
   るボール盤の切削屑裁断機構。
2. 【請求項２】 前記スチールボールを前記固定側スリー
   ブに代えて回転側スリーブに形成した穴部に収納し、前
   記回転側スリーブに代え固定側スリーブのスチールボー
   ル当接面に前記凹部を設けたことを特徴とする請求項１
   記載のボール盤の切削屑裁断機構。
3. 【請求項３】 前記ウォームの反回転側スリーブ側に回
   転側スリーブを介しスチールボールを押圧する弾器を設
   けたことを特徴とする請求項１又は２記載のボール盤の
   切削屑裁断機構。
4. 【請求項４】 モートルにより回転駆動するスピンドル
   をクウイル内に軸支したボール盤において、前記クウイ
   ル内に軸支されたスピンドルに回転側スリーブを設け、
   該回転側スリーブに対向しクウイル内適所に固定側スリ
   ーブを固着し、前記回転側スリーブに複数個のスチール
   ボールを配置し、固定側スリーブのスチールボール当接
   面に前記スチールボールの配設間隔と同間隔に複数の凹
   部を設け、スチールボールが凹部に入出する際、前記凹
   部のスチールボールが入る側の斜面角に対し、出る側の
   斜面角を緩やかに形成したことを特徴とするボール盤の
   切削屑裁断機構。
5. 【請求項５】 前記スチールボールを前記回転側スリー
   ブに代えて固定側スリーブに形成した穴部に収納し、前
   記固定側スリーブに代え回転側スリーブのスチールボー
   ル当接面に前記凹部を設けたことを特徴とする請求項４
   記載のボール盤の切削屑裁断機構。