バリ取り装置

【課題】被加工物に孔を加工した際に孔の周囲に生じるバリを除去する。
【解決手段】クランクシャフトのカウンタウェイト２０１に加工したねじ孔２０３の口元２０３ａに生じたバリを除去するバリ取り装置であって、先端部に形成され軸心に対して傾斜するテーパ面４４ａに連続して前記軸心に対して略直交する表面４３ａが形成された刃具４０を具備し、刃具４０のテーパ面４４ａと表面４３ａの外形が半円以下の円形をなし、刃具４０をスプリングによってねじ孔２０３に接近する方向へ付勢しながら回転する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加工孔の口元に生じたバリを除去するバリ取り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、狭い空間部に存在するバリを除去する工具としては、特許文献１に開示されているように、長形状の操作軸の先端に回転軸を軸支し、この回転軸の先端に切り欠き状の刃部を有する略円錐形状の刃具を固定し、刃具のテーパ面を被加工物の孔の口元に押し当てながら前記操作軸を回転することにより刃具を回転させて、前記孔の開口縁のバリを除去するようにしたものがある。
【０００３】
また、特許文献２には、円錐形の一部を切り欠いた形状の刃具を基板の先端に回転可能に設け、刃具を被加工物の孔に当てた状態で、前記基板内に収容した歯車列を介して前記刃具を回転駆動し、孔のバリを除去するバリ取り装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２１２０３５号公報
【特許文献２】特開昭６２−８８５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の前記各バリ取り装置は、孔の口元をテーパ状に面取りした面取り部のバリ除去には有効であるが、孔の周囲外側へ反り返ったバリを除去するには有効ではなく、そのようなバリを除去することが困難であった。
【０００５】
そこで、この発明は、孔の周囲外側へ反り返ったバリを除去することが可能なバリ取り装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るバリ取り装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、被加工物（例えば、後述する実施例におけるクランクシャフト）に加工した孔（例えば、後述する実施例におけるねじ孔２０３）の口元（例えば、後述する実施例における口元２０３ａ）に生じたバリ（例えば、後述する実施例におけるバリ２２０）を除去するバリ取り装置（例えば、後述する実施例におけるバリ取り装置１）であって、先端部に形成され軸心に対して傾斜するテーパ面（例えば、後述する実施例におけるテーパ面４４ａ）に連続して前記軸心に対して略直交する平坦面（例えば、後述する実施例における表面４３ａ）が形成された刃具（例えば、後述する実施例における刃具４０）を具備し、前記刃具の前記テーパ面と前記平坦面の外形が仮想円に形成されていることを特徴とするバリ取り装置である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記刃具の前記テーパ面と前記平坦面は、半円以下の円形をなすことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記刃具を、弾発部材（例えば、後述する実施例におけるスプリング６０）によって前記被加工物の前記孔に接近する方向へ付勢しながら前記軸心周りに回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、刃具のテーパ面を孔に挿入させ、刃具の平坦面を孔の口元に当てて、刃具を孔に対して相対回転することにより、刃具の平坦面の切刃で、孔の口元に生じているバリを確実に除去することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、刃具の軸心と孔の中心が一致していない場合に、テーパ面と平坦面との接続部を孔の口元に当てることが可能となり、孔の口元に生じているバリを確実に除去することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、刃具のテーパ面と平坦面との接続部を常に孔の口元に当てて該口元になぞらせながら刃具を回転させることができ、孔の口元に生じているバリを確実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】
【００１２】
以下、この発明に係るバリ取り装置の実施例を図１から図１１の図面を参照して説明する。なお、この実施例は、クランクシャフトに加工されたねじ孔の口元に生じたバリを除去するバリ取り装置の態様である。
【００１３】
図１に示すように、この実施例において孔のバリ取り加工の対象となる被加工物であるクランクシャフト２００は、４気筒エンジン用であり、その１番気筒用のカウンタウェイト２０１，２０２の一方に、回転角センシング用の回転板を取り付けるためのねじ孔（孔）２０３が一対設けられている。なお、以下の説明で区別をする必要があるときは、ねじ孔２０３が設けられている１番気筒用のカウンタウェイトをねじ孔付きカウンタウェイト２０１、ねじ孔２０３が設けられていない１番気筒用のカウンタウェイトをねじ孔なしカウンタウェイト２０２という。
【００１４】
ねじ孔は図１において二点鎖線で示すねじ切り機３００により、ねじ孔付きカウンタウェイト２０１の外側から内側に向けて前進させていって貫通形成したものであり、ねじ切り機３００のタップがねじ孔付きカウンタウェイト２０１の内側へ突出する際に、図１１に示すように、ねじ孔２０３の口元２０３ａに周囲外側へ反り返るバリ２２０が生じる場合がある。この実施例のバリ取り装置１は、このバリ２２０を除去する際に用いられる。
【００１５】
図１および図２に示すように、バリ取り装置１は、クランクシャフト２００を移動不能に保持するクランクシャフト支持装置１００に隣接して設置されている。
初めに、クランクシャフト支持装置１００を簡単に説明する。クランクシャフト支持装置１００は、クランクシャフト２００の４番気筒側の軸端部２０４を把持するチャック１０１と、クランクシャフト２００の１番気筒側の軸端面２０５に当接離反可能で且つ軸端面２０５に当接してチャック１０１に接近する方向に押圧するプッシャ１０２と、クランクシャフト２００の２番気筒用クランクピン２０６と３番気筒用クランクピン２０７の間のジャーナル部２０８を左右両側から挟んで把持する開閉可能なホルダ１０３ａ，１０３ｂとを備えている。このクランクシャフト支持装置１００によって、クランクシャフト２００はその軸心を水平にし、１番気筒用のカウンタウェイト２０１，２０２をバリ取り装置１側へ向けた姿勢で、回転不能且つ水平および上下移動不能に保持される。
なお、以下の説明では、図１に示すように、クランクシャフト支持装置１００により支持されたクランクシャフト２００の回転軸方向と同方向をＹ方向、水平面内でこのＹ方向と直交する方向をＸ方向と定義する。
【００１６】
バリ取り装置１はベース２を備え、このベース２の上に移動台３がスライドレール４を介してＸ方向へ移動可能に取り付けられている。すなわち、移動台３はクランクシャフト支持装置１００に対して接近離反可能にされている。さらに、図２に示すように、この移動台３の上に本体支持台５が別のスライドレール６を介してＹ方向へ移動可能に取り付けられている。すなわち、本体支持台５はクランクシャフト２００の回転軸方向に沿って移動可能にされている。
【００１７】
本体支持台５にはモータ１０がその出力軸をＸ方向に向けて設置されており、モータ１０の出力軸の回転は、ギヤボックス１１内の傘歯車（図示略）等を介して、軸心をＹ方向に向けた回転軸１２（図２参照）に伝達される。この回転軸１２の先部は、本体支持台５に固定された平箱状のギヤボックス１３内に挿入され、ギヤボックス１３内に収容されている第１平歯車２１がこの回転軸１２の先端に相対回転不能に取り付けられている。つまり、モータ１０によりギヤボックス１３内の第１平歯車２１を回転駆動することができるように構成されている。
【００１８】
ギヤボックス１３内には、前記第１平歯車２１と、第１平歯車２１に噛合する上側歯車列２０Ａと下側歯車列２０Ｂが収容されている。上歯車列２０Ａと下歯車列２０Ｂはいずれも、順次噛み合う４つの平歯車（第２平歯車２２、第３平歯車２３、第４平歯車２４、第５平歯車２５）から構成されており、それぞれの第２平歯車２２が第１平歯車２１に噛合している。上側歯車列２０Ａと下側歯車列２０Ｂはいずれも下流側に配置された歯車ほどピッチ径が小さくなっており、回転速度が増速されるように構成されている。
【００１９】
図２に示すように、ギヤボックス１３は、その基部１５に第１平歯車２１と上下の第２平歯車２２とが収容されており、この基部１５から上下二股に分かれてアーム部１６Ａ，１６ＢがＸ方向に延びていて、上側のアーム部１６Ａに上側歯車列２０Ａの第３，第４，第５平歯車２３〜２５が収容され、下側のアーム部１６Ｂに下側歯車列２０Ｂの第３，第４，第５平歯車２３〜２５が収容されている。
ギヤボックス１３は、本体支持台５を位置調整することによって、クランクシャフト支持装置１００に支持されたクランクシャフト２００における１番気筒用のカウンタウェイト２０１，２０２に対応する位置に移動可能であり、両アーム部１６Ａ，１６Ｂは１番気筒用のカウンタウェイト２０１，２０２間に挿入可能な寸法に設定されている。
【００２０】
また、両アーム部１６Ａ，１６Ｂを１番気筒用のカウンタウェイト２０１，２０２間に挿入したときに、上側歯車列２０Ａの第５平歯車２５の軸心がねじ孔付きカウンタウェイト２０１の上側のねじ孔２０３の軸心とほぼ一致し、下側歯車列２０Ｂの第５平歯車２５の軸心がねじ孔付きカウンタウェイト２０１の下側のねじ孔２０３の軸心とほぼ一致するように、高さ方向の寸法が予め設定されている。
【００２１】
図３、図４は、第４平歯車２４と第５平歯車２５が収容された部分におけるギヤボックス１３の拡大断面図であり、ギヤボックス１３は、Ｘ方向に延びる接合面１７を有する２つのブロック１３Ａ，１３Ｂを突き合わせて、ボルト１８で締結して一体化されており、２つのブロック１３Ａ，１３Ｂの間に形成される収容室１９に各平歯車２１〜２５が収容されている。
【００２２】
第４平歯車２４は、両ブロック１３Ａ，１３Ｂに架け渡されて固定された支持ロッド２６に、オイルレスブッシュ２７を介して回転自在に取り付けられている。第２，第３平歯車も同様に取り付けられている。
【００２３】
第５平歯車２５は、その中央に軸部３０を有し、この軸部３０の両端部がオイルレスブッシュ３１を介して両ブロック１３Ａ，１３Ｂに回転自在に取り付けられており、軸部３０の各端部がブロック１３Ａ，１３Ｂから若干突出している。さらに、第５平歯車２５の軸部３０にはその軸心に沿って延びる円筒状の孔３２が貫通形成されている。この孔３２は、クランクシャフト２００の１番気筒用のねじ孔付きカウンタウェイト２０１側が大径孔３２ａにされ、ねじ孔なしカウンタウェイト２０２側が小径孔３２ｂにされている。
【００２４】
大径孔３２ａには、刃具４０とスプリング（弾発部材）６０が収納されている。スプリング６０は大径孔３２ａの底部と刃具４０の基端面４１との間に挟装され、刃具４０をねじ孔付きカウンタウェイト２０１に接近する方向へ弾性付勢している。
【００２５】
図５から図９に示すように、刃具４０は、軸部４２と、軸部４２に連なる円板状のメイン刃部４３と、メイン刃部４３の端面中央に形成されたガイド刃部４４と、を備えている。メイン刃部４３とガイド刃部４４は正面から見ると半円形をなし（図８参照）、メイン刃部４３の外周に接する仮想円の中心と、ガイド刃部４４の外周に接する仮想円の中心と、軸部４２の軸心は、同心上に配置されている。なお、この実施例において、刃具４０の軸心とは軸部４２の軸心のことを言う。
【００２６】
メイン刃部４３の表面４３ａは刃具の軸心に対して略直交する平坦面で形成されている。精確に言うと、図６、図７に示すように、メイン刃部４３の表面４３ａは刃具４０の軸心に直交する平面ではなく、軸心から遠ざかるにしたがってメイン刃部４３の肉厚が薄くなる方向に極めて僅かながら傾斜している。
一方、ガイド刃部４４は、頂部が切断された円錐形を半分に切った如き形状をなし、ガイド刃部４４の外周は刃具の軸心に対して傾斜するテーパ面４４ａをなし、このテーパ面４４ａがメイン刃部４３の表面４３ａに連なっている。
そして、メイン刃部４３の表面４３ａおよびガイド刃部４４のテーパ面４４ａにおいて半円に切り欠かれた側のエッジが切刃４５となる。
【００２７】
軸部４２は、メイン刃部４３に連なる先端側が断面真円形の支持部４６とされており、支持部４６より基端面４１側にはその外周部の一部が基端面４１に至るまで垂直に切り欠かれた第１切欠部４７が形成されている。また、軸部４２の中間部には、第１切欠部４７の垂直面に対して直交する水平面に切り欠かれた第２切欠部４８と、第１切欠部４７の垂直面および第２切欠部４８の水平面に対して略４５度に交わる面に切り欠かれた第３切欠部４９が形成されている。
【００２８】
刃具４０は、軸部４２が第５平歯車２５の大径孔３２ａに挿入され、メイン刃部４３とガイド刃部４４が大径孔３２ａから突き出た状態に装着されている。図３、図４に示すように、大径孔３２ａはその内周面から突き出るストッパ突起３３を備えており、このストッパ突起３３が刃具４０の第２切欠部４８に嵌入している。ストッパ突起３３は、刃具４０の第１切欠部４７、第２切欠部４８、第３切欠部４９を挿通可能で、且つ、第２切欠部４８に係合して刃具４０と第５平歯車２５とを相対回転不能にし、且つ、第２切欠部４８内において刃具４０の軸方向へ相対移動可能な形状および大きさに形成されている。
【００２９】
刃具４０の第５平歯車２５への装着は、予めスプリング６０を第５平歯車２５の大径孔３２ａに挿入しておき、大径孔３２ａのストッパ突起３３が刃具４０の軸部４２の第１切欠部４７に挿入されるように配置して軸部４２を大径孔３２ａに挿入していく。そして、スプリング６０に抗して刃具４０を押し込み、ストッパ突起３３が第３切欠部４９に達したところで刃具４０を第５平歯車２５に対して９０度回転し、ストッパ突起３３を第２切欠部４８に挿入する。この後、刃具４０を開放すると、刃具４０はスプリング６０の弾性により大径孔３２ａから突き出る方向へ押し出され、図３に示すように、大径孔３２ａのストッパ突起３３が第２切欠部４８の後端壁４８ａに突き当たって、刃具４０の飛び出しが阻止される。これにより、第５平歯車２５からの刃具４０の脱落が防止されるとともに、第５歯車２５と刃具４０の相対回転が阻止され、刃具４０は第５平歯車２５と一体となって回転することができる。
【００３０】
また、刃具４０において断面円形の支持部４６の直径は、大径孔３２ａの内径よりも僅かに小さく設定されており、刃具４０は第５平歯車２５に装着された状態において、大径孔２３ａ内で径方向に若干移動することができるようにされている。
【００３１】
次に、このバリ取り装置１の作用を説明する。
クランクシャフト２００のねじ孔付きカウンタウェイト２０１にねじ孔２０３を加工した際にねじ孔２０３の口元２０３ａに生じたバリ２２０を、バリ取り装置１によって除去する場合には、まず、本体支持台５をＹ方向に位置調整することによって、ギヤボックス１３の両アーム部１６Ａ，１６Ｂをクランクシャフトの１番気筒用のカウンタウェイト２０１，２０２間に位置させる。
【００３２】
次に、移動台３をＸ方向に位置調整することによって、両アーム部１６Ａ，１６Ｂを１番気筒用のカウンタウェイト２０１，２０２間に進入させていき、図３に示すように、両アーム部１６Ａ，１６Ｂの上下に設置された第５平歯車２５，２５の軸心を、ねじ孔付きカウンタウェイト２０１に設けられた上下のねじ孔２０３の中心におおよそ一致させる。
【００３３】
次に、本体支持台５をＹ方向に移動させることによって、図４に示すように、上下の第５平歯車２５に装着された刃具４０のガイド刃部４４をねじ孔２０３内に挿入し、刃具４０のメイン刃部４３の表面４３ａをねじ孔付きカウンタウェイト２０１の内側表面２０１ａにほぼ接触させる。
【００３４】
このとき、第５平歯車２５の軸心とねじ孔２０３の中心が完全に一致している場合には、ガイド刃部４４がねじ孔２０３内に挿入され、メイン刃部４３の表面４３ａがねじ孔２０３の口元２０３ａに接触する。その際、刃具４０がスプリング６０によってねじ孔付きカウンタウェイト２０１へ接近する方向へ付勢されているので、メイン刃部４３の表面４３ａは所定の圧力でねじ孔２０３の口元２０３ａに圧接することとなる。
【００３５】
この状態で、モータ１０を駆動して第５平歯車２５を回転させると、メイン刃部４３における表面４３ａのエッジによって構成された切刃４５がねじ孔２０３の口元２０３ａに接触しながら回転し、その際に切刃４５が口元２０３ａのバリ２２０を切り取る。このようにして、切刃４５がねじ孔２０３の口元２０３ａの全周をなぞるので、口元２０３ａの周方向いずれの位置に存在するバリ２２０も除去することができる。
【００３６】
一方、第５平歯車２５の軸心とねじ孔２０３の中心が一致していない場合には、ガイド刃部４４をねじ孔２０３に接近させていったときに、ガイド刃部４４全体がねじ孔２０３内に挿入される前に、ガイド刃部４４のテーパ面４４ａがねじ孔２０３の口元２０３ａに接触する。ここで、刃具４０はスプリング６０によってねじ孔付きカウンタウェイト２０１へ接近する方向へ付勢されており、且つ、刃具４０の支持部４６が第５平歯車２５の大径孔３２ａ内において径方向に若干移動可能に装着されているので、ガイド刃部４４のテーパ面４４ａがねじ孔２０３の口元２０３ａに接触した後、さらにガイド刃部４４をねじ孔２０３に接近する方向へ移動させると、ガイド刃部４４がねじ孔２０３の口元２０３ａに案内されて、刃具４０がねじ孔２０３の軸心方向に移動せしめられる。その結果、ガイド刃部４４のテーパ面４４ａとメイン刃部４３の表面４３ａとの接続部５０にねじ孔２０３の口元２０３ａに接触し、メイン刃部４３の表面４３ａが所定の圧力でねじ孔２０３の口元２０３ａに圧接することとなる。
【００３７】
この状態で、モータ１０を駆動して第５平歯車２５を回転させると、第５平歯車２５の大径孔３２ａ内での刃具４０の径方向移動を伴いながら、ガイド刃部４４のテーパ面４４ａとメイン刃部４３の表面４３ａとの接続部５０をねじ孔２０３の口元２０３ａに接触させた状態を保持しつつ、口元２０３ａになぞらせながら刃具４０を回転させることができる。なお、ガイド刃部４４は正面から見ると半円形であり、１８０度以下であるので、第５平歯車２５の大径孔３２ａ内での刃具４０の径方向移動が保障される。
【００３８】
したがって、メイン刃部４３における表面４３ａのエッジによって構成された切刃４５がねじ孔２０３の口元２０３ａに接触しながら回転し、その際に切刃４５が口元２０３ａのバリ２２０を切り取る。このようにして、切刃４５がねじ孔２０３の口元２０３ａの全周をなぞるので、口元２０３ａの周方向いずれの位置に存在するバリ２２０も除去することができる。
【００３９】
また、第５平歯車２５の軸心とねじ孔２０３の中心が一致している場合であっても、あるいは第５平歯車２５の軸心とねじ孔２０３の中心が一致していない場合であっても、刃具４０を回転させたときにメイン刃部４３の切刃４５がねじ孔付きカウンタウェイト２０１の内側表面２０１ａを傷つけることはない。これは、メイン刃部４３の表面４３ａが刃具４０の軸心に対して僅かながら傾斜し、軸心から遠ざかるにしたがってメイン刃部４３の肉厚が薄くなるテーパ面にされているので、メイン刃部４３の表面４３ａがねじ孔付きカウンタウェイト２０１の内側表面２０１ａに面接触することがないからである。なお、メイン刃部４３の表面４３ａをテーパ面とする代わりに、軸心から遠ざかるにしたがってメイン刃部４３の肉厚が薄くなる曲面状にしてもよい。
【００４０】
以上説明するように、この実施例のバリ取り装置１によれば、ガイド刃部４４のテーパ面４４ａに連続してメイン刃部４３の表面４３ａが形成され、これら表面４３ａとテーパ面４４ａの外形が仮想円をなしているので、刃具４０のガイド刃部４４をねじ孔２０３に挿入し、メイン刃部４３の表面４３ａをねじ孔２０３の口元２０３ａに当てて、刃具４０を回転することにより、刃具４０の表面４３ａの切刃４５で、ねじ孔２０３の口元２０３ａに生じているバリ２２０を確実に除去することができる。
【００４１】
また、刃具４０のガイド刃部４４が半円以下に形成されているので、刃具４０の軸心とねじ孔２０３の中心が一致していない場合に、刃具４０が第５平歯車２５の大径孔３２ａ内で径方向に偏位することにより、メイン刃部４３の表面４３ａとガイド刃部４４のテーパ面４４ａとの接続部５０をねじ孔２０３の口元２０３ａに当てることが可能となり、ねじ孔２０３の口元２０３ａに生じているバリ２２０を確実に除去することができる。
【００４２】
さらに、刃具４０を、スプリング６０によってねじ孔付きカウンタウェイト２０１のねじ孔２０３に接近する方向へ付勢しながら回転させているので、刃具４０の表面４３ａとテーパ面４４ａとの接続部５０を常にねじ孔２０３の口元２０３ａに当てて口元２０３ａになぞらせながら刃具４０を回転させることができ、ねじ孔２０３の口元２０３ａに生じているバリ２２０を確実に除去することができる。
【００４３】
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、孔の口元のバリは、クランクシャフトのカウンタウェイトにねじ孔を加工した際に生じたバリに限らず、被加工物はクランクシャフトに限るものでもなく、この発明のバリ取り装置は、あらゆる被加工物に対して孔加工した際に孔の口元に生じるバリの除去に対応可能である。
また、ガイド刃部の外形は半円以下が望ましいが、半円形に限るものではなく、１／３円形や１／４円形などでもよい。
また、孔はねじ孔でなく、単なる貫通孔であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明に係るバリ取り装置の平面図である。
【図２】この発明に係るバリ取り装置の正面図である。
【図３】この発明に係るバリ取り装置における刃具周りの要部拡大断面図（その１）である。
【図４】この発明に係るバリ取り装置における刃具周りの要部拡大断面図（その２）である。
【図５】前記刃具の外観斜視図である。
【図６】前記刃具の平面図である。
【図７】前記刃具の正面図である。
【図８】前記刃具の側面図である。
【図９】前記刃具の軸部の端面図である。
【図１０】刃具の作用を説明する図である。
【図１１】バリ取り前のねじ孔の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１バリ取り装置
４０刃具
４３ａ表面（平坦面）
４４ａテーパ面
６０スプリング（弾発部材）
２００クランクシャフト（被加工物）
２０３ねじ孔（孔）
２０３ａ口元
２２０バリ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に加工した孔の口元に生じたバリを除去するバリ取り装置であって、先端部に形成され軸心に対して傾斜するテーパ面に連続して前記軸心に対して略直交する平坦面が形成された刃具を具備し、前記刃具の前記テーパ面と前記平坦面の外形が仮想円に形成されていることを特徴とするバリ取り装置。
【請求項２】
前記刃具の前記テーパ面と前記平坦面は、半円以下の円形をなすことを特徴とする請求項１に記載のバリ取り装置。
【請求項３】
前記刃具を、弾発部材によって前記被加工物の前記孔に接近する方向へ付勢しながら前記軸心周りに回転させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバリ取り装置。

【図１】