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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022071706
(43)【公開日】2022-05-16
(54)【発明の名称】穴あけ機
(51)【国際特許分類】
   B23B 47/20 20060101AFI20220509BHJP
【FI】
B23B47/20
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020180806
(22)【出願日】2020-10-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-01-14
(71)【出願人】
【識別番号】000132161
【氏名又は名称】株式会社スギノマシン
(74)【代理人】
【識別番号】110000165
【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】伊原 稔
【テーマコード(参考)】
3C036
【Fターム(参考)】
3C036DD00
3C036DD01
(57)【要約】      (修正有)
【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
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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、前記第1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
穴あけ機。
【請求項2】
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、前記ラム支持板に設置されたラムガイドと、を備える
請求項1の穴開け機。
【請求項3】
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。
【請求項4】
前記ラムは、前記第1ラムガイド孔に摺動する、
請求項1~3のいずれかの穴あけ機。
【請求項5】
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1~4のいずれかの穴あけ機。
【請求項6】
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前記スプライン通過穴を有する、
請求項1~5のいずれかの穴あけ機。
【請求項7】
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6の穴あけ機。
【請求項8】
前記送りねじは、前記ねじ軸の前記他端に、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1~7のいずれかの穴あけ機。
【請求項9】
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、を有する調整ジグを更に備える、
請求項8の穴あけ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、穴あけ機に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
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。
【課題を解決するための手段】
【0004】
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。
【0005】
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。
【発明の効果】
【0006】
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。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】実施形態の穴あけ機の斜視図
図2】実施形態の穴あけ機の縦断面図
図3】実施形態の穴あけ機の調整方法を示す斜視図
図4】実施形態の穴あけ機の調整方法を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【符号の説明】
【0031】
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
図1
図2
図3
図4
【手続補正書】
【提出日】2021-09-15
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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。
【請求項5】
前記ラムは、前記第1ラムガイド孔に摺動する、
請求項1~のいずれかの穴あけ機。
【請求項6】
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~のいずれかの穴あけ機。
【請求項7】
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プライン通過穴を有する、
請求項1~のいずれかの穴あけ機。
【請求項8】
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、
請求項の穴あけ機。
【請求項9】
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~のいずれかの穴あけ機。
【請求項10】
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、
請求項の穴あけ機。