JP6994099B1

JP6994099B1 - 穴あけ機

Info

Publication number: JP6994099B1
Application number: JP2020180806A
Authority: JP
Inventors: 稔伊原
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2040-10-28
Also published as: CN114472978B; KR102596729B1; KR20220056799A; JP2022071706A; US20220126373A1; CN114472978A; EP3991894A1

Abstract

【課題】製作しやすく、送り精度の高い穴あけ機を提供する。
【解決手段】基準面（１１ｇ）を持つ直動ガイド支持板（１１ａ）と、第１ラムガイド孔（１１ｆ）を有するラム支持板（１１ｂ）と、モータ支持部（１１ｃ）と、を有するフレーム（１１）と、基準面（１１ｇ）に配置された直動ガイド（１５）と、直動ガイド（１５）に沿って往復するスライダ（１７）と、スライダ（１７）に配置され、第１ラムガイド孔（１１ｆ）を貫通するラム（２７）と、ラム（２７）内に軸支された主軸（３１）と、主軸（３１）と接続する主軸モータ（４１）と、スライダ（１７）に配置されたナット（１９ｂ）と、一端がモータ支持部（１１ｃ）に軸支され、他端が自由端であるねじ軸（１９ｂ）を有する送りねじ（１９）と、ねじ軸（１９ａ）と接続する送りモータ（２５）と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、穴あけ機に関する。

電動機で回転され進退する工具により、被加工物に対して加工を行う装置であって、中空のフレームと、フレームに形成された孔に進退可能に保持され、工具が装着されて回転するスピンドルを先端部に有するラムと、ラムと平行にフレーム内に回転可能に支持されるボールネジと、ラムと平行にフレーム内に固定されるガイドレールと、ガイドレール上に移動可能に支持されるスライダと、を有する直線軸受と、フレーム内に進退可能に配置され、スライダに固定される固定部と、ラムの基端部を係止する係止部と、ボールネジに螺合するナット部と、を有するスクリュサポータと、を備える電動加工装置（特許第３７９２４５１号公報）が知られている。

本発明は、製作しやすく、送り精度の高い穴あけ機を提供する。

本発明の第１の側面は、穴あけ機であって、
基準面を有する直動ガイド支持板と、
第１ラムガイド孔を有し、前記直動ガイド支持板の一端に立てて配置されたラム支持板と、
前記直動ガイド支持板の他端に立てて配置されたモータ支持部と、を有する
フレームと、
前記基準面に配置された直動ガイドと、
１端部と２端部を有し、前記１端部において前記直動ガイドと接続され、前記直動ガイドに沿って往復可能に配置されたスライダと、
前記スライダに配置され、前記ラムガイド孔を貫通するラムと、
前記ラム内に軸支された主軸と、
前記主軸と接続する主軸モータと、
前記２端部に接続されたナットと、前記モータ支持部に一端が軸支され、他端が自由端であるねじ軸と、を有する送りねじと、
前記モータ支持部に配置され、前記ねじ軸と接続する送りモータと、
を備える。

第１はめ合い部及び第２はめ合い部は、例えば円筒面である。第１はめ合い部は、例えばラム支持板の一端部に突出して配置される。第２はめ合い部は、例えばラムガイドに配置された有底穴である。
ラムは、スライダの中央部に接続する。
ねじ軸は、モータ支持部を貫通する。ねじ軸と送りモータの出力軸はカップリングを介して同軸に接続されて良い。
主軸は、中空構造であって良い。
スプライン軸及びスプライン穴は主軸と同軸に配置される。スプライン軸は、主軸の内部に延びる。スプライン軸はモータ支持部を貫通する。スプライン軸と主軸モータの出力軸はカップリングを介して同軸に接続されて良い。
スライダはナット取付穴を有して良い。ナット取付穴は、ナットに対して十分な隙間を持って配置されて良い。
調整ジグは、ナットをスライダに締結する際に、ねじ軸が直動ガイドと平行になるように調整するときに、フレームに装着される。

本発明によれば、製作しやすく、送り精度の高い穴あけ機を提供できる。

実施形態の穴あけ機の斜視図実施形態の穴あけ機の縦断面図実施形態の穴あけ機の調整方法を示す斜視図実施形態の穴あけ機の調整方法を示す縦断面図

図１及び図２に示すように、穴あけ機１０は、フレーム１１と、直動ガイド１５と、スライダ１７と、送りねじ１９と、軸受２１と、カップリング２３と、送りモータ２５と、ラム２７と、主軸受２９と、主軸３１と、主軸モータ４１と、を含む。
好ましくは、穴開け機１０は、スプライン３３と、軸受３７と、ラムガイド３５と、カップリング３９と、送りモータ取付ベース２４と、主軸モータ取付ベース４０と、調整ジグ４５と、を含む。
図２は、主軸３１と送りねじ１９の中心軸を通る平面で切断した断面図である。

フレーム１１は、駆動室１３を有し、上部に開放したボックス状である。フレーム１１は、直動ガイド支持板１１ａと、ラム支持板１１ｂと、モータ支持部１１ｃと、側板１１ｄと、を含む。便宜上、駆動室１３の開口を上方、ラム２７の送り出し方向を前方と呼ぶ。
直動ガイド支持板１１ａは、上面に基準面１１ｇを持つ。
ラム支持板１１ｂは、直動ガイド支持板１１ａの一端（前端）に立てて配置される。ラム支持板１１ｂは、第１はめ合い部１１ｅと第１ラムガイド孔１１ｆを持つ。第１はめ合い部１１ｅは、第１ラムガイド孔１１ｆと同軸である。第１ラムガイド孔１１ｆは、例えば円筒穴であり、ラム支持板１１ｂを貫通する。第１はめ合い部１１ｅは、円筒であり、フレーム１１の外面に設置される。
モータ支持部１１ｃは、板状であり、直動ガイド支持板１１ａの他端（後端）に立てて配置される。モータ支持部１１ｃは、ラム支持板１１ｂ、側板１１ｄよりも上方に突出している。
側板１１ｄは、直動ガイド支持板１１ａと、ラム支持板１１ｂと、モータ支持部１１ｃと、を接続する。
フレーム１１は一体に構成されてよい。

直動ガイド１５は、いわゆる直線ガイドであり、ガイドレール１５ａと、ガイドブロック１５ｂを含む。ガイドレール１５ａは、基準面１１ｇ上に、駆動室１３の内部に、前後に延びて固定される。ガイドブロック１５ｂは、ガイドレール１５ａ上を往復する。

スライダ１７は、スプライン通過穴１７ａとナット取付穴１７ｂを有する矩形状であり、スライダ１７の下端部（１端部）でガイドブロック１５ｂと接続する。スライダ１７は、モータ支持部１１ｃと同程度の高さを持つ。スプライン通過穴１７ａは、スライダ１７の下方に配置され、スライダ１７を前後に貫通する。ナット取付穴１７ｂは、スライダ１７の上方端部（２端部）に配置され、スライダ１７を前後に貫通する。スライダ１７は、ガイドブロック１５ｂと一体として移動する。

ラム２７は、ラムガイド孔１１ｆに挿入され、スライダ１７の中央部に締結される。ラム２７は、中空であり、例えば円筒状である。ラム２７は、ガイドレール１５ａと平行に配置される。好ましくは、ラム２７は、ラムガイド孔１１ｆに摺動する。

主軸３１は、主軸受２９を介してラム２７に支持される。主軸３１の先端には、回転工具（不図示）が配置される。回転工具はドリルやタップである。主軸３１は中空構造である。

スプライン３３は、スプライン穴３３ａとスプライン軸３３ｂを含む。スプライン穴３３ａは、主軸３１の後端部に、主軸３１と同軸に配置される。スプライン軸３３ｂは、モータ支持部１１ｃに、軸受３７を介して支持され、スプライン穴３３ａに挿入される。スプライン軸３３ｂは、主軸３１の内部に延びる。スプライン軸３３ｂは、モータ支持部１１ｃを貫通して、モータ支持部１１ｃの後方に突出する。

主軸モータ取付ベース４０は、例えば中空角柱状であり、モータ支持部１１ｃに取り外し可能に配置される。主軸モータ取付ベース４０の長さや、主軸モータ４１とのはめ合い、取り付けねじ等の取り付け形状は、主軸モータ４１の取り付け形状に合わせて設計できる。
主軸モータ４１は、主軸モータ取付ベース４０を介して、モータ支持部１１ｃに固定される。主軸モータ４１は、好ましくはサーボモータであり、ＰＭ同期モータである。主軸モータ４１の出力軸は、カップリング３９によってスプライン軸３３ｂと締結される。好ましくは、主軸モータ４１は、数値制御される。

なお、スプライン３３、スプライン通過穴１７ａ、軸受３７、カップリング３９及び主軸モータ取付ベース４０を省き、主軸モータ４１をラム２７の内部に配置してもよい。この場合、主軸モータ４１の出力軸は主軸３１と直接又はカップリングを介して接続されて良い。主軸モータ４１の出力軸は主軸と一体でも良い。

送りねじ１９は、ねじ軸１９ａと、ナット１９ｂを含み、好ましくはボールねじである。送りねじ１９は、好ましくは円筒部１９ｃを含む。ナット１９ｂは、ナット取付穴１７ｂに締結される。ねじ軸１９ａは、ガイドレール１５ａと平行に、ラム２７の上方に配置される。ねじ軸１９ａの一端（後方端部）は、軸受２１を介して、モータ支持部１１ｃに支持される。ねじ軸１９ａの他端（前方端）は、自由端である。ねじ軸１９ａは片持ち支持される。ねじ軸１９ａの後端はモータ支持部１１ｃを貫通し、モータ支持部１１ｃの後方に突出する。ナット１９ｂは、ナット取付穴１７ｂよりも小さく、ナット１９ｂとナット取付穴１７ｂの間に十分な隙間が設けられて良い。円筒部１９ｃは、ねじ軸１９ａと同軸であり、ねじ軸１９ａの先端に配置される。

送りモータ取付ベース２４は、例えば中空角柱状であり、モータ支持部１１ｃに取り外し可能に配置される。送りモータ取付ベース２４の長さや、送りモータ２５とのはめ合い、取り付けねじ等の取り付け形状は、送りモータ２５の取り付け形状に合わせて設計できる。
送りモータ２５は、送りモータ取付ベース２４を介して、モータ支持部１１ｃに固定される。送りモータ２５は、好ましくはサーボモータであり、ＰＭ同期モータである。送りモータ２５の出力軸は、カップリング２３によってねじ軸１９ａと締結される。好ましくは、送りモータ２５は、数値制御される。

ラムガイド３５は、第２はめ合い部３５ａと、第２ラムガイド孔３５ｂと、を持つ。ラムガイド３５は、ラム支持板１１ｂの前方外側に配置される。第２はめ合い部３５ａは、円筒穴であり、好ましくは、第１はめ合い部１１ｅとすき間嵌めである。第２ラムガイド孔３５ｂは、ラムガイド３５を貫通する。好ましくは、第２ラムガイド孔はラム２７と摺動する。

図３及び図４に示すように、調整ジグ４５は、第３はめ合い部４５ａ、ラム通過穴４５ｂ、第４はめ合い部１４ｃを含む。調整ジグ４５は、基準面４５ｄを持って良い。第３はめ合い部４５ａは、円筒穴であり、第１はめ合い部１１ｅと嵌め合う。ラム通過穴４５ｂは、ラム２７が通過する。好ましくは、ラム通過穴４５ｂは、ラム２７が十分な隙間をもって通過できる程度にラム２７よりも大きい。第４はめ合い部１４ｃは、円筒穴であり、円筒部１９ｃと嵌め合う。基準面４５ｄは、第３はめ合い部４５ａと第４はめ合い部１４ｃのそれぞれの中心軸を通る平面に平行である。調整ジグ４５は、ピンによってフレーム１１に位置決めされても良い。

調整ジグ４５は、ナット１９ｂをナット取付穴１７ｂに締結する際に、ねじ軸１９ａをガイドレール１５ａに平行にするために使用される。調整ジグ４５は、ラムガイド３５を取り外した状態で、フレーム１１に取り付けられる。基準面４５ｄが正確な位置に位置するように、調整ジグ４５が調整される。そして、ナット１９ｂをナット取付穴１７ｂに締結した後に、調整ジグ４５は、取り外されて、ラムガイド３５が取り付けられる。

穴あけ機１０の使用方法を説明する。主軸モータ４１が回転すると、スプライン３３を介して、主軸モータ４１の回転が主軸３１に伝達される。送りモータ２５が回転すると、送りねじ１９を介して、スライダ１７と、ラム２７が一体となって送り出される。主軸３１に取り付けられた回転工具が対象物を加工する。
穴明け機１０は、送りと戻しを逆回転にすることで、ねじ立て加工も実施できる。

ねじ軸１９ａの先端が自由端であるため、ラム支持板１１ｂの高さは、ラムガイド３５の上面と同程度の高さまで低くできる。基準面１１ｇは、切削によって製作される。ラム支持板１１ｂの高さが低いため、基準面１１ｇを切削しやすい。

また、ねじ軸１９ａの先端が自由端であると、ねじ軸１９ａが振れやすい。しかし、ねじ軸１９ａは、スライダ１７の上端部に締結されたナット１９ｂで支持され、スライダ１７の下端が直動ガイド１５で支持されるため、ねじ軸１９ａの先端が自由端であっても、主軸３１の送り精度に与える影響は少ない。

穴開け機１０は、上記の構造により、製造しやすく、かつ、送り精度を高く維持できる。

送りモータ２５は、取り外し可能な送りモータ取付ベース２４に設置されているため、取り付け形状の異なる送りモータ２５に容易に変更できる。

主軸モータ４１がフレーム１１の外部に配置されたときは、主軸モータ４１は容易に変更できる。さらに、主軸モータ４１が取り外し可能な主軸モータ取付ベース４０に設置されている時は、取り付け形状の異なる主軸モータ４１に容易に変更できる。

例えば、主軸３１を水平方向に設置すると、ラム２７が前方に送り出されたときに、ラム２７の先端が下方に傾く。ここで、第１はめ合い部１１ｅと第２はめ合い部３５ａが隙間嵌めであるため、ラムガイド３５は上下、左右方向にはめ合いの隙間量だけ移動できる。ラムガイド３５が移動できるため、その限度内で、ラム２７の傾きを調整できる。

ねじ軸１９ａに円筒部１９ｃが配置されたときは、調整ジグ４５を利用して、容易にねじ軸１９ａをガイドレール１５ａに平行に調整できる。

本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１１フレーム
１５直動ガイド
１７スライダ
１９送りねじ
２５送りモータ
２７ラム
３１主軸
３３ａスプライン穴
３３ｂスプライン軸
４１主軸モータ

Claims

水平方向に延びる主軸と、
前記主軸を駆動する主軸モータと、
上部が開放したボックス状のフレームであって、
切削によって製作される基準面を有する直動ガイド支持板と、
前記直動ガイド支持板の後端に配置されるモータ支持部と、
第１ラムガイド孔を有し、前記直動ガイド支持板の前端に配置されるラム支持板であって、前記モータ支持部より低い高さを有するラム支持板と、
を有するフレームと、
前記基準面に配置される直動ガイドと、
上部にナット取付穴を有し、下端部が前記直動ガイドと接続され、前記直動ガイドに沿って往復可能なスライダであって、前記モータ支持部と略同一の高さを有するスライダと、
前記第１ラムガイド孔を貫通し、前記スライダの前面に締結されるラムと、
送りねじであって、
前記モータ支持部に支持される後端と、自由端である前端と、を有するねじ軸であって、前記ラムの上方に配置されるねじ軸と、
前記ナット取付穴に締結されるナットと、
を有する送りねじと、
前記モータ支持部に固定され、前記ねじ軸に接続される送りモータと、
を有する、穴あけ機。
前記第１ラムガイド孔と同軸に、前記ラム支持板に配置された第１はめ合い部と、
前記第１はめ合い部と嵌め合う第２はめ合い部と、前記ラムと摺動する第２ラムガイド孔と、を有し、前記ラム支持板の前方外側に着脱可能に設置されたラムガイドと、を備える
請求項１の穴あけ機。
前記第２はめ合い部は、前記第１はめ合い部と隙間ばめであり、はめ合いの隙間により、前記ラムの傾きを調整できる、
請求項２の穴あけ機。
前記ラム支持板は、前記ラムガイドと略同一の高さを有する、
請求項２又は３の穴あけ機。
前記ラムは、前記第１ラムガイド孔に摺動する、
請求項１～４のいずれかの穴あけ機。
前記モータ支持部に取り外し可能に配置され、前記送りモータが固定される送りモータ取付ベースを備える、
請求項１～５のいずれかの穴あけ機。
前記モータ支持部に軸支されたスプライン軸を備え、
前記主軸は、前記主軸の内部に配置され、前記スプライン軸に噛み合うスプライン穴を有し、
前記主軸モータは、前記モータ支持部に配置され、前記スプライン軸と接続し、
前記スライダは、前記スプライン軸が貫通するスプライン通過穴を有する、
請求項１～６のいずれかの穴あけ機。
前記モータ支持部に取り外し可能に配置され、前記主軸モータが固定される主軸モータ取付ベースと、を備える、
請求項７の穴あけ機。
前記送りねじは、前記ねじ軸の前端に、前記ねじ軸と同軸に配置され、前記直動ガイドと前記ねじ軸との平行度を調整できるよう構成された円筒部を有する、
請求項１～８のいずれかの穴あけ機。
前記送りねじは、前記ねじ軸の前端に、前記ねじ軸と同軸に配置され、前記直動ガイドと前記ねじ軸との平行度を調整できるよう構成された円筒部を有し、
前記第１ラムガイド孔と同軸に、前記ラム支持板に配置された第１はめ合い部と、
前記第１はめ合い部と嵌め合う第３はめ合い部と、前記円筒部と嵌め合う第４はめ合い部と、を有する調整ジグと、を更に備える、
請求項１の穴あけ機。