ボール盤
【課題】 安価な構成要素を組み合わせてドリルと被加工材料との間に相対的な偏心運動を与えながら滑らかな加工面が得られる孔あけ加工を行うことができるボール盤を提供すること。
【解決手段】 駆動モータ９の回転力を主軸２３に伝達し、この主軸２３に取り付けられたドリル７を回転させることにより、加工対象となる被加工材料に孔あけ加工を行うためのボール盤において、被加工材料に対して相対的に加工位置に移動可能なベース部を有し、このベース部に対して回転可能に支持された回転支持体２２が設けられ、この回転支持体２２に対して主軸２３が回転可能に支持され、駆動モータ９，１０を駆動させることで、回転支持体２２および主軸２３が回転するようになっており、回転支持体２２の軸心β１と主軸２３の軸心α１とが、所定間隔平行に離間されて配置されている。
【解決手段】 駆動モータ９の回転力を主軸２３に伝達し、この主軸２３に取り付けられたドリル７を回転させることにより、加工対象となる被加工材料に孔あけ加工を行うためのボール盤において、被加工材料に対して相対的に加工位置に移動可能なベース部を有し、このベース部に対して回転可能に支持された回転支持体２２が設けられ、この回転支持体２２に対して主軸２３が回転可能に支持され、駆動モータ９，１０を駆動させることで、回転支持体２２および主軸２３が回転するようになっており、回転支持体２２の軸心β１と主軸２３の軸心α１とが、所定間隔平行に離間されて配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルを用いて孔あけ加工を行うためのボール盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドリルによる板ガラス等の硬脆材料の孔あけ加工法において、ドリルを回転させながらドリルと加工対象となる板ガラスとの間に相対的な偏心運動を与えることで、ドリルの加工能率を向上させる孔あけ加工法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ドリルを用いて孔あけ加工を行うための工作機械としてボール盤があり、このボール盤には、ドリルの種類に応じて回転数を細かく調節するために、モータの回転軸をドリルが連結される主軸に伝達する伝達装置として２つのプーリを用いて、このプーリ同士にベルトを巻き掛け、各プーリのピッチ径を変化させることで、ドリルの回転数を変化させるボール盤などがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１０８５２３号公報（第２頁、第２図）
【特許文献２】特開２０００−９４２０７号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にあっては、ドリルを回転させながらドリルと加工対象となる板ガラス（被加工材料）との間に相対的な偏心運動を与えるために、ＮＣ制御が行える工作機械を用いて、板ガラスをＸＹステージ上に固定し、このＸＹステージをＸ軸とＹ軸の２軸ＮＣ制御を行いながらドリルのＺ軸ＮＣ制御を行う３軸制御を行う必要がある。このような３軸ＮＣ制御が行える工作機械は高価なものであり、かつ加工位置がＸ軸とＹ軸の数値で設定されるため、ミクロ的観点から見た場合、加工面にミクロン単位の凹凸ができてしまい、滑らかな加工面を得ることが困難であった。
【０００６】
また、ボール盤は安価な工作機械であるが、特許文献２にあるようなボール盤では、ドリルの回転数を変化させることはできるが、特許文献１に示すようなドリルと加工対象となる被加工材料との間に相対的な偏心運動を与えながら孔あけ加工を行うことができなかった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、安価な構成要素を組み合わせてドリルと被加工材料との間に相対的な偏心運動を与えながら滑らかな加工面が得られる孔あけ加工を行うことができるボール盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のボール盤は、
駆動モータの回転力を主軸に伝達し、該主軸に取り付けられたドリルを回転させることにより、加工対象となる被加工材料に孔あけ加工を行うためのボール盤において、
前記被加工材料に対して相対的に加工位置に移動可能なベース部を有し、該ベース部に対して回転可能に支持された回転支持体が設けられ、該回転支持体に対して前記主軸が回転可能に支持され、前記駆動モータを駆動させることで、前記回転支持体および前記主軸が回転するようになっており、前記回転支持体の軸心と前記主軸の軸心とが、所定間隔平行に離間されて配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、ドリルが取り付けられた主軸が回転しつつ回転支持体が回転する際に、主軸の軸心と回転支持体の軸心とが所定間隔平行に離間されている分だけ、ドリルが回転支持体の軸心を中心として偏心運動するので、安価な構成要素でドリルと被加工材料との間に相対的な偏心運動を与えることができ、しかも孔あけされた加工面も滑らかに仕上げることができる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載のボール盤は、請求項１に記載のボール盤であって、
前記主軸の軸心および前記ドリルの軸心には、流体が供給される軸心貫通孔が形成され、前記主軸の軸心貫通孔に供給された流体が、前記ドリルの軸心貫通孔を通過してドリルの先端部から流出されることを特徴としている。
この特徴によれば、ドリルが被加工材料に対して孔あけ加工を行うときに、流体を主軸の軸心貫通孔に供給することで、流体がドリルの軸心貫通孔を通過してドリルの先端部からドリルと被加工材料との間に流れ出すようになり、孔あけ加工の際に発生する切粉を洗い流すことができるとともに、ドリルと被加工材料との間の摩擦抵抗や摩擦熱も低減されるためスムーズに孔あけ加工を行うことができる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載のボール盤は、請求項１または２に記載のボール盤であって、
前記駆動モータは、前記主軸を回転させる主軸駆動モータと、前記回転支持体を回転させる偏心駆動モータとの少なくとも２つの駆動モータから構成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、主軸と回転支持体を各々の駆動モータで回転させることができるので、簡単な構成でドリルやドリルに偏心運動を与える回転支持体の回転数や回転方向を任意に設定できるようになる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載のボール盤は、請求項３に記載のボール盤であって、
前記主軸駆動モータの回転力が、ベルトを介して前記主軸に伝達されるようになっており、該ベルトが、前記ベース部に取り付けられた付勢手段によって、張力が与えられる方向に付勢されていることを特徴としている。
この特徴によれば、回転支持体の回転によって主軸の位置が変化しても、ベルトの張力を付勢手段によって常に一定に保つことができ、ドリルの回転数が安定するようになる。
【００１２】
本発明の請求項５に記載のボール盤は、請求項１ないし４のいずれかに記載のボール盤であって、
前記回転支持体の軸心と前記主軸の軸心との所定間隔を変化させることができることを特徴としている。
この特徴によれば、回転支持体の軸心と主軸の軸心との所定間隔を調節することで、ドリルの偏心量を変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係るボール盤を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図１は、実施例１におけるボール盤の全体像を示す側面図であり、図２は、実施例１におけるボール盤を示す正面図であり、図３は、実施例１におけるボール盤を示す縦断正面図であり、図４は、実施例１におけるボール盤を示す平面図であり、図５は、実施例１におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。以下、図１の紙面左側、図２および図３の紙面手前側、図４の紙面下方側をボール盤の正面側（前方側）として説明する。
【００１５】
図１の符号１は、ドリルを用いて加工対象となるガラス板等の被加工材料（硬脆材料）に孔あけ加工を行うためのボール盤である。このボール盤１は、床面に設置されたベッド２から立設させれるコラム３の上部にアーム４が取り付けられており、このアーム４の前方側に主軸頭５が配置されている。尚、コラム３には被加工材料を載置するためのテーブル６が上下昇降可能に取り付けられている。
【００１６】
図１に示すように、主軸頭５の下部には、ドリル７が取り付けられるドリルチャック８が配置されており、主軸頭５の上部には、主軸駆動モータ９や偏心駆動モータ１０、プーリ１１〜１４やベルト１５，１６等の駆動機構部１７が配置されている（図２参照）。また、この駆動機構部１７に配置されるプーリ１１〜１４やベルト１５，１６等は、ベルトカバー１８によって覆われている。更に、主軸頭５の前方側には、孔あけ加工の際に使用者がドリル７を手動で上下動させるためのハンドル１９が設けられている。
【００１７】
次に、主軸頭５および駆動機構部１７について、図２、図３および図４を参照して説明する。主軸頭５は、アーム４に対して固定されたスリーブ２０を有し、このスリーブ２０内に、本実施例におけるベース部としてのスライダ２１が上下昇降可能に配置されている。スライダ２１の内部には、回転支持体２２が配置されており、この回転支持体２２はスライダ２１（ベース板２７）に対して水平方向に回転可能に支持されている。
【００１８】
回転支持体２２の内部には、前述したドリル７が取り付けられるドリルチャック８が設けられた主軸２３が配置されており、この主軸２３は回転支持体２２に対して水平方向に回転可能に支持されている。尚、主軸２３の回転の軸心と回転支持体２２の回転の軸心は、互いに平行を成し、垂直方向に延びている。
【００１９】
図３に示すように、スライダ２１の側面には、ラックギア２４が形成されており、スリーブ２０内には、スライダ２１のラックギア２４に係合される位置にピニオンギア２５が配置され、このピニオンギア２５はハンドル１９に固着されている。使用者が図２に示すハンドル１９を回転させるとピニオンギア２５が回転し、スライダ２１がスリーブ２０に案内されながら上下動するようになっている。
【００２０】
図２に示すように、スリーブ２０の上部には、上方に突出されたガイド棒２６が固定されており、スライダ２１の上端部には、本実施例におけるベース部としてのベース板２７が固着されている。スリーブ２０から突出されたガイド棒２６は、ベース板２７を貫通して上方に突出されている。尚、ガイド棒２６の周囲にはコイルバネ２８が配置されており、このコイルバネ２８がスリーブ２０とスライダ２１の間に配置されるため、コイルバネ２８がスライダ２１の重量を支えられるようになっている。
【００２１】
更に尚、使用者がハンドル１９を回すとスライダ２１の上下動とともに、ベース板２７が上下昇降されるようになっており、ベース板２７がガイド棒２６によって上下方向に案内されるようになっている。また、スライダ２１の上下動とともに、ベース板２７が上下昇降されることで、主軸２３の下端に取り付けられたドリル７が、被加工材料が載置されたテーブル６に対して近づいたり、離れたりすることができる。そのため使用者がハンドル１９を手動操作するだけで、被加工材料に対して孔あけ加工を行うことができる加工位置と非加工位置とにドリル７を上下動させることができるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、ベース板２７の左右には、主軸駆動モータ９と偏心駆動モータ１０が取り付けられている。図４に示すように、ベース板２７の左側には、垂直軸２９が固定されており、この垂直軸２９には、水平方向に揺動される揺動体３０が軸支されている。主軸駆動モータ９は、揺動体３０の下部に取り付けられており、この主軸駆動モータ９の上部には、主軸駆動プーリ１３が取り付けられ、揺動体３０よりも上方側に突設されている。
【００２３】
図３に示すように、偏心駆動モータ１０は、ベース板２７の右側に固着されている。偏心駆動モータ１０の上部に取り付けられた偏心駆動プーリ１４は、ベース板２７に形成された孔部３１からベース板２７の上方側に突設されている。
【００２４】
また図３に示すように、ベース板２７の中央部には、回転支持体２２に固定され、回転支持体２２とともに回転される偏心従動プーリ１２と、主軸２３に固定され、主軸２３とともに回転される主軸従動プーリ１１とが配置されている。偏心従動プーリ１２と主軸従動プーリ１１は、上下に積層されて配置されており、互いに独立して水平方向に回転できるようになっている。
【００２５】
更に、主軸駆動プーリ１３と主軸従動プーリ１１との間にはベルト１５が巻き回され、偏心駆動プーリ１４と偏心従動プーリ１２との間にもベルト１６が巻き回されている。また、図４に示すように、ベース板２７左側には、内部にコイルバネ３２が配置された本実施例における付勢手段としての付勢装置３３が取り付けられており、この付勢装置３３が揺動体３０を常に外方側に向かって押圧するようになっている。尚、垂直軸２９に軸支された揺動体３０は、付勢装置３３の付勢力と、主軸駆動プーリ１３に取り付けられたベルト１５の張力によって所定位置に配置される。
【００２６】
更に尚、主軸駆動モータ９を駆動させると、主軸駆動プーリ１３が回転され、ベルト１５を介して主軸従動プーリ１１が回転し、主軸２３およびドリル７が回転される。また、偏心駆動モータ１０を駆動させると、偏心駆動プーリ１４が回転され、ベルト１６を介して偏心従動プーリ１２が回転し、回転支持体２２が回転される。
【００２７】
図３に示すように、主軸２３と回転支持体２２とを各々の駆動モータ９，１０で回転させる構成になっているので、別途、変速機等を用いる必要がなく、簡単な構成で主軸２３と回転支持体２２の回転数や回転方向を任意に設定できるようになる。尚、本実施例では、主軸２３の回転方向と回転支持体２２の回転方向とが互いに逆向きになっている。
【００２８】
更に図３に示すように、回転支持体２２はベアリング３４を介してスライダ２１に回転可能に支持されるとともに、主軸２３もベアリング３５を介して回転支持体２２に回転可能に支持されている。これらの複数のベアリング３４，３５は、主軸２３および回転支持体２２の上部と下部に、所定距離離間されて配置されているため、使用者が孔あけ加工を行う際に、ドリル７の回転の軸心が揺動するような動き（ぐらつき）を防げるようになっている。
【００２９】
図３に示す主軸２３の内部には、主軸２３の軸心を貫通する軸心貫通孔３６が形成されている。また、主軸２３の上端部には、主軸２３の軸心貫通孔３６に水を供給するためのホース３８が取り付けられている。更に、主軸２３の下端部に取り付けられたドリル７は、ドリル７の軸心を貫通する軸心貫通孔３７が形成されたコアドリルとなっている。ボール盤１の使用時には、水をホース３８から主軸２３の軸心貫通孔３６に供給し、この主軸２３の軸心貫通孔３６に供給された水がドリル７の軸心貫通孔３７を通過してドリル７の先端部から流出されるようになっている。
【００３０】
このように、ドリル７の先端部から流出された水は、ドリル７と被加工材料との間に流出されるようになり、孔あけ加工の際に発生する切粉を洗い流すことができる。更に、ドリル７と被加工材料との間の摩擦抵抗や摩擦熱も低減されるため、スムーズに孔あけ加工を行うことができる。尚、本実施例のボール盤１は、２つの駆動モータ９，１０を用いてベルト１５，１６を介して主軸２３および回転支持体２２を回転させているため、主軸２３の軸心に軸心貫通孔３６を形成することが容易になっている。
【００３１】
次に、図５を参照してドリル７に与えられる偏心運動について詳述する。図５には、本実施例の駆動機構部１７が模式的に表されている。この図５に示すように、主軸駆動モータ９に取り付けられた主軸駆動プーリ１３の回転力は、ベルト１５を介して主軸２３（主軸従動プーリ１１）に伝達されるようになっている。また、偏心駆動モータ１０に取り付けられた偏心駆動プーリ１４の回転力は、ベルト１６を介して回転支持体２２（偏心従動プーリ１２）に伝達されるようになっている。尚、主軸駆動モータ９は、付勢装置３３によって主軸２３から離れる方向に付勢されている。
【００３２】
また図５に示すように、互いに平行を成す主軸２３の回転の軸心α１と回転支持体２２の回転の軸心β１とは、所定間隔離間されて配置されている。このように主軸２３の軸心α１と回転支持体２２の軸心β１とが離間されて配置されることで、主軸２３が回転するとともに、回転支持体２２が回転したときに、主軸２３に取り付けられたドリル７自体が回転しつつ、このドリル７が回転支持体２２の軸心β１を中心として偏心運動するようになっている。
【００３３】
本実施例のボール盤１によれば、主軸２３の軸心α１と回転支持体２２の軸心β１とが所定間隔平行に離間されている分だけ、ドリル７と被加工材料との間に、相対的な所定偏心量の偏心運動を与えながら孔あけ加工を行うことができ、被加工材料に所定直径の孔Ｓ１が形成される。
【００３４】
このように、ドリル７に偏心運動を与えながら孔あけ加工を行うことで、孔Ｓ１の内周面が滑らかに研削できるようになる。更に、ＮＣ制御（数値制御）によるドリル７の偏心運動である場合には、数値の誤差分だけ、孔Ｓ１の内周面に微細な凹凸が形成される場合がある。しかしながら本発明のボール盤１によれば、回転支持体２２の支持による物理的な円運動で偏心運動を与えるため、孔Ｓ１の内周面を滑らかに仕上げることができる。
【００３５】
更に図５に示すように、回転支持体２２が回転されると、主軸２３の位置が水平方向に変化するので、主軸２３と主軸駆動プーリ１３との間の距離が変化する。しかし、主軸駆動プーリ１３が取り付けられた主軸駆動モータ９が付勢装置３３によって、主軸２３から離れる方向（ベルト１５に張力が与えられる方向）に付勢されていることにより、回転支持体２２の回転によって主軸２３の位置が変化しても、ベルト１５の張力を常に一定に保つことができる。尚、ベルト１５の張力が弛むとドリル７の回転数が落ちるが、ベルト１５の張力を常に一定に保つことでドリル７の回転数が安定するようになっている。
【実施例２】
【００３６】
次に、実施例２に係るボール盤につき、図６を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。図６は、実施例２におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【００３７】
図６に示すように、実施例２における主軸３９は、回転支持体４０に対して水平方向に回転可能に支持されており、回転支持体４０は、本実施例におけるベース部としてのベース板（図示略）に対して水平方向に回転可能に支持されている。
【００３８】
図６に示すように、主軸駆動モータ４１に取り付けられた主軸駆動プーリ４２の回転力は、ベルト４３を介して主軸３９（主軸従動プーリ）に伝達されるようになっている。また、偏心駆動モータ４４に取り付けられた偏心駆動プーリ４５の回転力は、ベルト４６を介して回転支持体４０（偏心従動プーリ）に伝達されるようになっている。
【００３９】
また、主軸駆動プーリ４２と主軸３９に巻き回されたベルト４３の近傍には、ベース板（図示略）に取り付けられた本実施例における付勢手段としての付勢装置４７に設けられた付勢プーリ４８が配置されている。付勢プーリ４８はベルト４３の一部に当接されており、このベルト４３が付勢プーリ４８の付勢力によって張力を与えられる方向に付勢されている。
【００４０】
図６に示す主軸３９と回転支持体４０の間には、偏心量調節体４９が配置されている。回転支持体４０はベース板（図示略）に対して水平方向に回転可能に支持されるとともに、主軸３９は偏心量調節体４９に対して水平方向に回転可能に支持されている。偏心量調節体４９は回転支持体４０に対して偏心量調節体４９の軸心γを中心として回動調節できるようになっており、この偏心量調節体４９の軸心γは、回転支持体４０の軸心β２および主軸の軸心α２から所定間隔離間されている。使用者はボール盤の使用前において、偏心量調節体４９を軸心γを中心として回動調節することで、回転支持体４０の軸心β２と主軸の軸心α２との間の所定間隔を変化させることができる。
【００４１】
図６に示すように、ドリル５０によって形成される孔Ｓ２の直径は、ドリル５０の偏心量、いわゆる主軸３９の軸心α２と回転支持体４０の軸心β２との間の距離を調節することで設定できる。例えば、主軸３９の軸心α２と回転支持体４０の軸心β２との間の距離を大きくすると、被加工材料に形成される孔Ｓ２の直径は大きく形成され、主軸３９の軸心α２と回転支持体４０の軸心β２との間の距離を小さくすると、被加工材料に形成される孔Ｓ２の直径は小さく形成される。尚、主軸３９の軸心α２の位置と回転支持体４０の軸心β２の位置とを同一にすると、ドリル５０は偏心運動をしなくなり、従来のボール盤のドリルと同様に、ドリル５０自体の回転のみで孔あけ加工が行えるようになっている。
【００４２】
更に図６に示すように、主軸３９の軸心α２の位置と回転支持体４０の軸心β２の位置とが所定間隔離間するように偏心量調節体４９が調節されている場合には、回転支持体４０が回転されると、主軸３９の位置が水平方向に変化するので、主軸３９と主軸駆動プーリ４２との間の距離が変化する。しかし、付勢装置４７に取り付けられた付勢プーリ４８が、主軸３９と主軸駆動プーリ４２に巻き回されたベルト４３の一部に当接されているので、この付勢プーリ４８によって、ベルト４３が張力を与えられる方向に付勢されており、回転支持体４０の回転によって主軸３９の位置が変化しても、ベルト４３の張力を常に一定に保つことができる。
【実施例３】
【００４３】
次に、実施例３に係るボール盤につき、図７を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。図７は、実施例３におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【００４４】
図７に示すように、実施例３における主軸５１は、第１回転支持体５２に対して水平方向に回転可能に支持され、第１回転支持体５２は、第２回転支持体５３に対して水平方向に回転可能に支持されており、更に、第２回転支持体５３は、本実施例におけるベース部としてのベース板（図示略）に対して水平方向に回転可能に支持されている。
【００４５】
図７に示すように、主軸駆動モータ５４に取り付けられた主軸駆動プーリ５５の回転力は、ベルト５６を介して主軸５１（主軸従動プーリ）に伝達されるようになっている。また、第１偏心駆動モータ５７に取り付けられた偏心駆動プーリ５８の回転力は、ベルト５９を介して第１回転支持体５２（偏心従動プーリ）に伝達されるようになっている。
【００４６】
更に、第２回転支持体５３の周囲にはギアが形成されており、この第２回転支持体５３には、第２偏心駆動モータ６０に取り付けられた偏心駆動ギア６１が係合されている。第２偏心駆動モータ６０を駆動させると、偏心駆動ギア６１が回転され、この回転力が第２回転支持体５３に伝達され、第２回転支持体５３が回転するようになっている。
【００４７】
尚、主軸駆動モータ５４は、本実施例における付勢手段としての付勢装置６２によって、主軸５１から離れる方向に付勢されているとともに、第１偏心駆動モータ５７は、本実施例における付勢手段としての付勢装置６３によって、第１回転支持体５２から離れる方向に付勢されている。
【００４８】
また図７に示すように、主軸５１の回転の軸心α３と第１回転支持体５２の回転の軸心β３とは、所定間隔離間されて配置されるとともに、第１回転支持体５２の回転の軸心β３と第２回転支持体５３の回転の軸心δとは、所定間隔離間されて配置されている。
【００４９】
このように主軸５１の軸心α３と第１回転支持体５２の軸心β３とが離間されて配置されることで、主軸５１が回転するとともに第１回転支持体５２が回転したときに、主軸５１に取り付けられたドリル６４自体が回転しつつ、このドリル６４が第１回転支持体５２の軸心β３を中心として偏心運動するようになっている。
【００５０】
更に、第１回転支持体５２の回転の軸心β３と第２回転支持体５３の回転の軸心δとが離間されて配置されることで、第１回転支持体５２自体が回転しつつ、この第１回転支持体５２が第２回転支持体５３の軸心δを中心として偏心運動するようになっている。
【００５１】
本実施例によれば、ドリル６４が第１回転支持体５２の回転により偏心運動を与えられ、かつ第２回転支持体５３により偏心運動を与えられるので、被加工材料に所定直径の孔Ｓ３が形成される。
【００５２】
尚、第２回転支持体５３は、第２偏心駆動モータ６０によって回転されるので、第２偏心駆動モータ６０を停止させて孔あけ加工を行った場合には、第１回転支持体５２のみで偏心運動がドリル６４に与えられるため、ドリル６４の偏心量は小さくなり、被加工材料に直径の小さな孔Ｓ３’が形成される。
【００５３】
また、使用者が孔あけ加工の途中でドリル６４の偏心量を変更させることができる。例えば、使用者が孔あけ加工の開始時には、第２偏心駆動モータ６０を停止させておき、被加工材料に直径の小さな孔Ｓ３’を形成した後、第２偏心駆動モータ６０を駆動させることで、直径の小さな孔Ｓ３’の内周面を研削しながら所定直径の孔Ｓ３を形成させることもできる。このようにすれば、孔Ｓ３の内周面を滑らかに仕上げることができる。
【００５４】
更に、第１偏心駆動モータ５７を停止させ、第１回転支持体５２が第２回転支持体５３に対して回動しないように固定しておき、第２偏心駆動モータ６０を駆動させるようにしておけば、第２回転支持体５３による回転のみでドリル６４に偏心運動を与えることもできる。
【００５５】
尚、第１偏心駆動モータ５７と第２偏心駆動モータ６０を停止させておけば、ドリル６４は偏心運動をしなくなり、従来のボール盤のドリルと同様に、ドリル６４自体の回転のみで孔あけ加工が行えるようになる。
【００５６】
尚、第１回転支持体５２を所定角度で停止させた場合には、主軸５１の軸心α３の位置と第２回転支持体５３の軸心δの位置とが同一位置になる。このように主軸５１の軸心α３の位置と第２回転支持体５３の軸心δの位置とを同一にして、使用者が孔あけ加工の開始時には、第１偏心駆動モータ５７を停止させておき、第２偏心駆動モータ６０を駆動させておくと、ドリル６４は偏心運動をしない状態で回転され、被加工材料に直径の小さな孔Ｓ３’’が形成される。小さな孔Ｓ３’’を形成した後、第１偏心駆動モータ５７を駆動させることで、直径の小さな孔Ｓ３’’の内周面を研削しながら所定直径の孔Ｓ３を形成させることができる。このようにしても、孔Ｓ３の内周面を滑らかに仕上げることができる。
【００５７】
本実施例では、孔あけ加工を行う際に、主軸５１および第１回転支持体５２の位置が水平方向に変化するようになっているが、主軸駆動プーリ５５が取り付けられた主軸駆動モータ５４が付勢装置６２によって、主軸５１から離れる方向（ベルト５６に張力が与えられる方向）に付勢されるとともに、偏心駆動プーリ５８が取り付けられた第１偏心駆動モータ５７が付勢装置６３によって、第１回転支持体５２から離れる方向（ベルト５９に張力が与えられる方向）に付勢されていることにより、ベルト５６，５９の張力を常に一定に保つことができる。
【実施例４】
【００５８】
次に、実施例４に係るボール盤につき、図８を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。図８は、実施例４におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【００５９】
図８に示すように、実施例４における主軸６５は、回転支持体６６に対して水平方向に回転可能に支持されており、回転支持体６６は、本実施例におけるベース部としてのベース板（図示略）に対して水平方向に回転可能に支持されている。
【００６０】
図８に示すように、主軸駆動プーリ６７および偏心駆動プーリ６８は、１つの駆動モータ６９によって回転されるようになっている。また、主軸駆動プーリ６７の回転力は、ベルト７０を介して主軸６５（主軸従動プーリ）に伝達され、偏心駆動プーリ６８の回転力は、ベルト７１を介して回転支持体６６（偏心従動プーリ）に伝達されるようになっている。尚、本実施例では、主軸６５の回転方向と回転支持体６６の回転方向とが互いに同じ向きになっている。
【００６１】
また、主軸駆動プーリ６７と主軸６５に巻き回されたベルト７０の近傍には、ベース板（図示略）に取り付けられた本実施例における付勢手段としての付勢装置７２に設けられた付勢プーリ７３が配置されている。付勢プーリ７３はベルト７０の一部に当接されており、このベルト７０が付勢プーリ７３の付勢力によって張力を与えられる方向に付勢されている。
【００６２】
また図８に示すように、主軸６５の回転の軸心α４と回転支持体６６の回転の軸心β４とは、所定間隔離間されて配置されている。このように主軸６５の軸心α４と回転支持体６６の軸心β４とが離間されて配置されることで、主軸６５が回転するとともに、回転支持体６６が回転したときに、主軸６５に取り付けられたドリル７４自体が回転しつつ、このドリル７４が回転支持体６６の軸心β４を中心として偏心運動するようになっており、被加工材料に所定直径の孔Ｓ４が形成される。
【００６３】
更に図８に示すように、回転支持体６６が回転されると、主軸６５の位置が水平方向に変化するので、主軸６５と主軸駆動プーリ６７との間の距離が変化する。しかし、付勢装置７２に取り付けられた付勢プーリ７３が、主軸６５と主軸駆動プーリ６７に巻き回されたベルト７０の一部に当接されているので、この付勢プーリ７３によって、ベルト７０が張力を与えられる方向に付勢されており、回転支持体６６の回転によって主軸６５の位置が変化しても、ベルト７０の張力を常に一定に保つことができる。
【００６４】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００６５】
例えば、前記実施例では、手動で孔あけ加工を行うためのボール盤において、回転支持体の軸心と主軸の軸心とを、所定間隔平行に離間させて配置させることで、ドリルに偏心運動を与えられる構造となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、自動制御のボール盤であっても、本実施例のような構造でドリルに偏心運動を与えることもでき、これら自動制御のボール盤も本発明に含まれる。
【００６６】
また、前記実施例では、使用者がハンドル１９を回すことで、主軸２３の下端に取り付けられたドリル７が上下動し、このドリル７が被加工材料に対して相対的に加工位置に移動される構成となっていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、使用者がハンドルを回すことで、被加工材料が載置されたテーブル６が上下動される構成とすることで、ドリル７が被加工材料に対して相対的に加工位置に移動されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施例１におけるボール盤の全体像を示す側面図である。
【図２】実施例１におけるボール盤を示す正面図である。
【図３】実施例１におけるボール盤を示す縦断正面図である。
【図４】実施例１におけるボール盤を示す平面図である。
【図５】実施例１におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【図６】実施例２におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【図７】実施例３におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【図８】実施例４におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ ボール盤
７ ドリル
７ａ 軸心貫通孔
９ 主軸駆動モータ
１０ 偏心駆動モータ
１１ 主軸従動プーリ
１２ 偏心従動プーリ
１３ 主軸駆動プーリ
１４ 偏心駆動プーリ
１５，１６ ベルト
１７ 駆動機構部
２０ スリーブ
２１ スライダ（ベース部）
２２ 回転支持体
２３ 主軸
２３ａ 軸心貫通孔
２７ ベース板（ベース部）
３２ コイルバネ（付勢手段）
３３ 付勢装置（付勢手段）
３６，３７ 軸心貫通孔
３９ 主軸
４０ 回転支持体
４１ 主軸駆動モータ
４２ 主軸駆動プーリ
４３ ベルト
４４ 偏心駆動モータ
４５ 偏心駆動プーリ
４６ ベルト
４７ 付勢装置（付勢手段）
４８ 付勢プーリ（付勢手段）
４９ 偏心量調節体
５０ ドリル
５１ 主軸
５２ 第１回転支持体
５３ 第２回転支持体
５４ 主軸駆動モータ
５５ 主軸駆動プーリ
５６ ベルト
５７ 第１偏心駆動モータ
５８ 偏心駆動プーリ
５９ ベルト
６０ 第２偏心駆動モータ
６１ 偏心駆動ギア
６２，６３ 付勢装置（付勢手段）
６４ ドリル
６５ 主軸
６６ 回転支持体
６７ 主軸駆動プーリ
６８ 偏心駆動プーリ
６９ 駆動モータ
７０，７１ ベルト
７２ 付勢装置（付勢手段）
７３ 付勢プーリ（付勢手段）
７４ ドリル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルを用いて孔あけ加工を行うためのボール盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドリルによる板ガラス等の硬脆材料の孔あけ加工法において、ドリルを回転させながらドリルと加工対象となる板ガラスとの間に相対的な偏心運動を与えることで、ドリルの加工能率を向上させる孔あけ加工法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ドリルを用いて孔あけ加工を行うための工作機械としてボール盤があり、このボール盤には、ドリルの種類に応じて回転数を細かく調節するために、モータの回転軸をドリルが連結される主軸に伝達する伝達装置として２つのプーリを用いて、このプーリ同士にベルトを巻き掛け、各プーリのピッチ径を変化させることで、ドリルの回転数を変化させるボール盤などがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１０８５２３号公報（第２頁、第２図）
【特許文献２】特開２０００−９４２０７号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にあっては、ドリルを回転させながらドリルと加工対象となる板ガラス（被加工材料）との間に相対的な偏心運動を与えるために、ＮＣ制御が行える工作機械を用いて、板ガラスをＸＹステージ上に固定し、このＸＹステージをＸ軸とＹ軸の２軸ＮＣ制御を行いながらドリルのＺ軸ＮＣ制御を行う３軸制御を行う必要がある。このような３軸ＮＣ制御が行える工作機械は高価なものであり、かつ加工位置がＸ軸とＹ軸の数値で設定されるため、ミクロ的観点から見た場合、加工面にミクロン単位の凹凸ができてしまい、滑らかな加工面を得ることが困難であった。
【０００６】
また、ボール盤は安価な工作機械であるが、特許文献２にあるようなボール盤では、ドリルの回転数を変化させることはできるが、特許文献１に示すようなドリルと加工対象となる被加工材料との間に相対的な偏心運動を与えながら孔あけ加工を行うことができなかった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、安価な構成要素を組み合わせてドリルと被加工材料との間に相対的な偏心運動を与えながら滑らかな加工面が得られる孔あけ加工を行うことができるボール盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のボール盤は、
駆動モータの回転力を主軸に伝達し、該主軸に取り付けられたドリルを回転させることにより、加工対象となる被加工材料に孔あけ加工を行うためのボール盤において、
前記被加工材料に対して相対的に加工位置に移動可能なベース部を有し、該ベース部に対して回転可能に支持された回転支持体が設けられ、該回転支持体に対して前記主軸が回転可能に支持され、前記駆動モータを駆動させることで、前記回転支持体および前記主軸が回転するようになっており、前記回転支持体の軸心と前記主軸の軸心とが、所定間隔平行に離間されて配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、ドリルが取り付けられた主軸が回転しつつ回転支持体が回転する際に、主軸の軸心と回転支持体の軸心とが所定間隔平行に離間されている分だけ、ドリルが回転支持体の軸心を中心として偏心運動するので、安価な構成要素でドリルと被加工材料との間に相対的な偏心運動を与えることができ、しかも孔あけされた加工面も滑らかに仕上げることができる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載のボール盤は、請求項１に記載のボール盤であって、
前記主軸の軸心および前記ドリルの軸心には、流体が供給される軸心貫通孔が形成され、前記主軸の軸心貫通孔に供給された流体が、前記ドリルの軸心貫通孔を通過してドリルの先端部から流出されることを特徴としている。
この特徴によれば、ドリルが被加工材料に対して孔あけ加工を行うときに、流体を主軸の軸心貫通孔に供給することで、流体がドリルの軸心貫通孔を通過してドリルの先端部からドリルと被加工材料との間に流れ出すようになり、孔あけ加工の際に発生する切粉を洗い流すことができるとともに、ドリルと被加工材料との間の摩擦抵抗や摩擦熱も低減されるためスムーズに孔あけ加工を行うことができる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載のボール盤は、請求項１または２に記載のボール盤であって、
前記駆動モータは、前記主軸を回転させる主軸駆動モータと、前記回転支持体を回転させる偏心駆動モータとの少なくとも２つの駆動モータから構成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、主軸と回転支持体を各々の駆動モータで回転させることができるので、簡単な構成でドリルやドリルに偏心運動を与える回転支持体の回転数や回転方向を任意に設定できるようになる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載のボール盤は、請求項３に記載のボール盤であって、
前記主軸駆動モータの回転力が、ベルトを介して前記主軸に伝達されるようになっており、該ベルトが、前記ベース部に取り付けられた付勢手段によって、張力が与えられる方向に付勢されていることを特徴としている。
この特徴によれば、回転支持体の回転によって主軸の位置が変化しても、ベルトの張力を付勢手段によって常に一定に保つことができ、ドリルの回転数が安定するようになる。
【００１２】
本発明の請求項５に記載のボール盤は、請求項１ないし４のいずれかに記載のボール盤であって、
前記回転支持体の軸心と前記主軸の軸心との所定間隔を変化させることができることを特徴としている。
この特徴によれば、回転支持体の軸心と主軸の軸心との所定間隔を調節することで、ドリルの偏心量を変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係るボール盤を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図１は、実施例１におけるボール盤の全体像を示す側面図であり、図２は、実施例１におけるボール盤を示す正面図であり、図３は、実施例１におけるボール盤を示す縦断正面図であり、図４は、実施例１におけるボール盤を示す平面図であり、図５は、実施例１におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。以下、図１の紙面左側、図２および図３の紙面手前側、図４の紙面下方側をボール盤の正面側（前方側）として説明する。
【００１５】
図１の符号１は、ドリルを用いて加工対象となるガラス板等の被加工材料（硬脆材料）に孔あけ加工を行うためのボール盤である。このボール盤１は、床面に設置されたベッド２から立設させれるコラム３の上部にアーム４が取り付けられており、このアーム４の前方側に主軸頭５が配置されている。尚、コラム３には被加工材料を載置するためのテーブル６が上下昇降可能に取り付けられている。
【００１６】
図１に示すように、主軸頭５の下部には、ドリル７が取り付けられるドリルチャック８が配置されており、主軸頭５の上部には、主軸駆動モータ９や偏心駆動モータ１０、プーリ１１〜１４やベルト１５，１６等の駆動機構部１７が配置されている（図２参照）。また、この駆動機構部１７に配置されるプーリ１１〜１４やベルト１５，１６等は、ベルトカバー１８によって覆われている。更に、主軸頭５の前方側には、孔あけ加工の際に使用者がドリル７を手動で上下動させるためのハンドル１９が設けられている。
【００１７】
次に、主軸頭５および駆動機構部１７について、図２、図３および図４を参照して説明する。主軸頭５は、アーム４に対して固定されたスリーブ２０を有し、このスリーブ２０内に、本実施例におけるベース部としてのスライダ２１が上下昇降可能に配置されている。スライダ２１の内部には、回転支持体２２が配置されており、この回転支持体２２はスライダ２１（ベース板２７）に対して水平方向に回転可能に支持されている。
【００１８】
回転支持体２２の内部には、前述したドリル７が取り付けられるドリルチャック８が設けられた主軸２３が配置されており、この主軸２３は回転支持体２２に対して水平方向に回転可能に支持されている。尚、主軸２３の回転の軸心と回転支持体２２の回転の軸心は、互いに平行を成し、垂直方向に延びている。
【００１９】
図３に示すように、スライダ２１の側面には、ラックギア２４が形成されており、スリーブ２０内には、スライダ２１のラックギア２４に係合される位置にピニオンギア２５が配置され、このピニオンギア２５はハンドル１９に固着されている。使用者が図２に示すハンドル１９を回転させるとピニオンギア２５が回転し、スライダ２１がスリーブ２０に案内されながら上下動するようになっている。
【００２０】
図２に示すように、スリーブ２０の上部には、上方に突出されたガイド棒２６が固定されており、スライダ２１の上端部には、本実施例におけるベース部としてのベース板２７が固着されている。スリーブ２０から突出されたガイド棒２６は、ベース板２７を貫通して上方に突出されている。尚、ガイド棒２６の周囲にはコイルバネ２８が配置されており、このコイルバネ２８がスリーブ２０とスライダ２１の間に配置されるため、コイルバネ２８がスライダ２１の重量を支えられるようになっている。
【００２１】
更に尚、使用者がハンドル１９を回すとスライダ２１の上下動とともに、ベース板２７が上下昇降されるようになっており、ベース板２７がガイド棒２６によって上下方向に案内されるようになっている。また、スライダ２１の上下動とともに、ベース板２７が上下昇降されることで、主軸２３の下端に取り付けられたドリル７が、被加工材料が載置されたテーブル６に対して近づいたり、離れたりすることができる。そのため使用者がハンドル１９を手動操作するだけで、被加工材料に対して孔あけ加工を行うことができる加工位置と非加工位置とにドリル７を上下動させることができるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、ベース板２７の左右には、主軸駆動モータ９と偏心駆動モータ１０が取り付けられている。図４に示すように、ベース板２７の左側には、垂直軸２９が固定されており、この垂直軸２９には、水平方向に揺動される揺動体３０が軸支されている。主軸駆動モータ９は、揺動体３０の下部に取り付けられており、この主軸駆動モータ９の上部には、主軸駆動プーリ１３が取り付けられ、揺動体３０よりも上方側に突設されている。
【００２３】
図３に示すように、偏心駆動モータ１０は、ベース板２７の右側に固着されている。偏心駆動モータ１０の上部に取り付けられた偏心駆動プーリ１４は、ベース板２７に形成された孔部３１からベース板２７の上方側に突設されている。
【００２４】
また図３に示すように、ベース板２７の中央部には、回転支持体２２に固定され、回転支持体２２とともに回転される偏心従動プーリ１２と、主軸２３に固定され、主軸２３とともに回転される主軸従動プーリ１１とが配置されている。偏心従動プーリ１２と主軸従動プーリ１１は、上下に積層されて配置されており、互いに独立して水平方向に回転できるようになっている。
【００２５】
更に、主軸駆動プーリ１３と主軸従動プーリ１１との間にはベルト１５が巻き回され、偏心駆動プーリ１４と偏心従動プーリ１２との間にもベルト１６が巻き回されている。また、図４に示すように、ベース板２７左側には、内部にコイルバネ３２が配置された本実施例における付勢手段としての付勢装置３３が取り付けられており、この付勢装置３３が揺動体３０を常に外方側に向かって押圧するようになっている。尚、垂直軸２９に軸支された揺動体３０は、付勢装置３３の付勢力と、主軸駆動プーリ１３に取り付けられたベルト１５の張力によって所定位置に配置される。
【００２６】
更に尚、主軸駆動モータ９を駆動させると、主軸駆動プーリ１３が回転され、ベルト１５を介して主軸従動プーリ１１が回転し、主軸２３およびドリル７が回転される。また、偏心駆動モータ１０を駆動させると、偏心駆動プーリ１４が回転され、ベルト１６を介して偏心従動プーリ１２が回転し、回転支持体２２が回転される。
【００２７】
図３に示すように、主軸２３と回転支持体２２とを各々の駆動モータ９，１０で回転させる構成になっているので、別途、変速機等を用いる必要がなく、簡単な構成で主軸２３と回転支持体２２の回転数や回転方向を任意に設定できるようになる。尚、本実施例では、主軸２３の回転方向と回転支持体２２の回転方向とが互いに逆向きになっている。
【００２８】
更に図３に示すように、回転支持体２２はベアリング３４を介してスライダ２１に回転可能に支持されるとともに、主軸２３もベアリング３５を介して回転支持体２２に回転可能に支持されている。これらの複数のベアリング３４，３５は、主軸２３および回転支持体２２の上部と下部に、所定距離離間されて配置されているため、使用者が孔あけ加工を行う際に、ドリル７の回転の軸心が揺動するような動き（ぐらつき）を防げるようになっている。
【００２９】
図３に示す主軸２３の内部には、主軸２３の軸心を貫通する軸心貫通孔３６が形成されている。また、主軸２３の上端部には、主軸２３の軸心貫通孔３６に水を供給するためのホース３８が取り付けられている。更に、主軸２３の下端部に取り付けられたドリル７は、ドリル７の軸心を貫通する軸心貫通孔３７が形成されたコアドリルとなっている。ボール盤１の使用時には、水をホース３８から主軸２３の軸心貫通孔３６に供給し、この主軸２３の軸心貫通孔３６に供給された水がドリル７の軸心貫通孔３７を通過してドリル７の先端部から流出されるようになっている。
【００３０】
このように、ドリル７の先端部から流出された水は、ドリル７と被加工材料との間に流出されるようになり、孔あけ加工の際に発生する切粉を洗い流すことができる。更に、ドリル７と被加工材料との間の摩擦抵抗や摩擦熱も低減されるため、スムーズに孔あけ加工を行うことができる。尚、本実施例のボール盤１は、２つの駆動モータ９，１０を用いてベルト１５，１６を介して主軸２３および回転支持体２２を回転させているため、主軸２３の軸心に軸心貫通孔３６を形成することが容易になっている。
【００３１】
次に、図５を参照してドリル７に与えられる偏心運動について詳述する。図５には、本実施例の駆動機構部１７が模式的に表されている。この図５に示すように、主軸駆動モータ９に取り付けられた主軸駆動プーリ１３の回転力は、ベルト１５を介して主軸２３（主軸従動プーリ１１）に伝達されるようになっている。また、偏心駆動モータ１０に取り付けられた偏心駆動プーリ１４の回転力は、ベルト１６を介して回転支持体２２（偏心従動プーリ１２）に伝達されるようになっている。尚、主軸駆動モータ９は、付勢装置３３によって主軸２３から離れる方向に付勢されている。
【００３２】
また図５に示すように、互いに平行を成す主軸２３の回転の軸心α１と回転支持体２２の回転の軸心β１とは、所定間隔離間されて配置されている。このように主軸２３の軸心α１と回転支持体２２の軸心β１とが離間されて配置されることで、主軸２３が回転するとともに、回転支持体２２が回転したときに、主軸２３に取り付けられたドリル７自体が回転しつつ、このドリル７が回転支持体２２の軸心β１を中心として偏心運動するようになっている。
【００３３】
本実施例のボール盤１によれば、主軸２３の軸心α１と回転支持体２２の軸心β１とが所定間隔平行に離間されている分だけ、ドリル７と被加工材料との間に、相対的な所定偏心量の偏心運動を与えながら孔あけ加工を行うことができ、被加工材料に所定直径の孔Ｓ１が形成される。
【００３４】
このように、ドリル７に偏心運動を与えながら孔あけ加工を行うことで、孔Ｓ１の内周面が滑らかに研削できるようになる。更に、ＮＣ制御（数値制御）によるドリル７の偏心運動である場合には、数値の誤差分だけ、孔Ｓ１の内周面に微細な凹凸が形成される場合がある。しかしながら本発明のボール盤１によれば、回転支持体２２の支持による物理的な円運動で偏心運動を与えるため、孔Ｓ１の内周面を滑らかに仕上げることができる。
【００３５】
更に図５に示すように、回転支持体２２が回転されると、主軸２３の位置が水平方向に変化するので、主軸２３と主軸駆動プーリ１３との間の距離が変化する。しかし、主軸駆動プーリ１３が取り付けられた主軸駆動モータ９が付勢装置３３によって、主軸２３から離れる方向（ベルト１５に張力が与えられる方向）に付勢されていることにより、回転支持体２２の回転によって主軸２３の位置が変化しても、ベルト１５の張力を常に一定に保つことができる。尚、ベルト１５の張力が弛むとドリル７の回転数が落ちるが、ベルト１５の張力を常に一定に保つことでドリル７の回転数が安定するようになっている。
【実施例２】
【００３６】
次に、実施例２に係るボール盤につき、図６を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。図６は、実施例２におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【００３７】
図６に示すように、実施例２における主軸３９は、回転支持体４０に対して水平方向に回転可能に支持されており、回転支持体４０は、本実施例におけるベース部としてのベース板（図示略）に対して水平方向に回転可能に支持されている。
【００３８】
図６に示すように、主軸駆動モータ４１に取り付けられた主軸駆動プーリ４２の回転力は、ベルト４３を介して主軸３９（主軸従動プーリ）に伝達されるようになっている。また、偏心駆動モータ４４に取り付けられた偏心駆動プーリ４５の回転力は、ベルト４６を介して回転支持体４０（偏心従動プーリ）に伝達されるようになっている。
【００３９】
また、主軸駆動プーリ４２と主軸３９に巻き回されたベルト４３の近傍には、ベース板（図示略）に取り付けられた本実施例における付勢手段としての付勢装置４７に設けられた付勢プーリ４８が配置されている。付勢プーリ４８はベルト４３の一部に当接されており、このベルト４３が付勢プーリ４８の付勢力によって張力を与えられる方向に付勢されている。
【００４０】
図６に示す主軸３９と回転支持体４０の間には、偏心量調節体４９が配置されている。回転支持体４０はベース板（図示略）に対して水平方向に回転可能に支持されるとともに、主軸３９は偏心量調節体４９に対して水平方向に回転可能に支持されている。偏心量調節体４９は回転支持体４０に対して偏心量調節体４９の軸心γを中心として回動調節できるようになっており、この偏心量調節体４９の軸心γは、回転支持体４０の軸心β２および主軸の軸心α２から所定間隔離間されている。使用者はボール盤の使用前において、偏心量調節体４９を軸心γを中心として回動調節することで、回転支持体４０の軸心β２と主軸の軸心α２との間の所定間隔を変化させることができる。
【００４１】
図６に示すように、ドリル５０によって形成される孔Ｓ２の直径は、ドリル５０の偏心量、いわゆる主軸３９の軸心α２と回転支持体４０の軸心β２との間の距離を調節することで設定できる。例えば、主軸３９の軸心α２と回転支持体４０の軸心β２との間の距離を大きくすると、被加工材料に形成される孔Ｓ２の直径は大きく形成され、主軸３９の軸心α２と回転支持体４０の軸心β２との間の距離を小さくすると、被加工材料に形成される孔Ｓ２の直径は小さく形成される。尚、主軸３９の軸心α２の位置と回転支持体４０の軸心β２の位置とを同一にすると、ドリル５０は偏心運動をしなくなり、従来のボール盤のドリルと同様に、ドリル５０自体の回転のみで孔あけ加工が行えるようになっている。
【００４２】
更に図６に示すように、主軸３９の軸心α２の位置と回転支持体４０の軸心β２の位置とが所定間隔離間するように偏心量調節体４９が調節されている場合には、回転支持体４０が回転されると、主軸３９の位置が水平方向に変化するので、主軸３９と主軸駆動プーリ４２との間の距離が変化する。しかし、付勢装置４７に取り付けられた付勢プーリ４８が、主軸３９と主軸駆動プーリ４２に巻き回されたベルト４３の一部に当接されているので、この付勢プーリ４８によって、ベルト４３が張力を与えられる方向に付勢されており、回転支持体４０の回転によって主軸３９の位置が変化しても、ベルト４３の張力を常に一定に保つことができる。
【実施例３】
【００４３】
次に、実施例３に係るボール盤につき、図７を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。図７は、実施例３におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【００４４】
図７に示すように、実施例３における主軸５１は、第１回転支持体５２に対して水平方向に回転可能に支持され、第１回転支持体５２は、第２回転支持体５３に対して水平方向に回転可能に支持されており、更に、第２回転支持体５３は、本実施例におけるベース部としてのベース板（図示略）に対して水平方向に回転可能に支持されている。
【００４５】
図７に示すように、主軸駆動モータ５４に取り付けられた主軸駆動プーリ５５の回転力は、ベルト５６を介して主軸５１（主軸従動プーリ）に伝達されるようになっている。また、第１偏心駆動モータ５７に取り付けられた偏心駆動プーリ５８の回転力は、ベルト５９を介して第１回転支持体５２（偏心従動プーリ）に伝達されるようになっている。
【００４６】
更に、第２回転支持体５３の周囲にはギアが形成されており、この第２回転支持体５３には、第２偏心駆動モータ６０に取り付けられた偏心駆動ギア６１が係合されている。第２偏心駆動モータ６０を駆動させると、偏心駆動ギア６１が回転され、この回転力が第２回転支持体５３に伝達され、第２回転支持体５３が回転するようになっている。
【００４７】
尚、主軸駆動モータ５４は、本実施例における付勢手段としての付勢装置６２によって、主軸５１から離れる方向に付勢されているとともに、第１偏心駆動モータ５７は、本実施例における付勢手段としての付勢装置６３によって、第１回転支持体５２から離れる方向に付勢されている。
【００４８】
また図７に示すように、主軸５１の回転の軸心α３と第１回転支持体５２の回転の軸心β３とは、所定間隔離間されて配置されるとともに、第１回転支持体５２の回転の軸心β３と第２回転支持体５３の回転の軸心δとは、所定間隔離間されて配置されている。
【００４９】
このように主軸５１の軸心α３と第１回転支持体５２の軸心β３とが離間されて配置されることで、主軸５１が回転するとともに第１回転支持体５２が回転したときに、主軸５１に取り付けられたドリル６４自体が回転しつつ、このドリル６４が第１回転支持体５２の軸心β３を中心として偏心運動するようになっている。
【００５０】
更に、第１回転支持体５２の回転の軸心β３と第２回転支持体５３の回転の軸心δとが離間されて配置されることで、第１回転支持体５２自体が回転しつつ、この第１回転支持体５２が第２回転支持体５３の軸心δを中心として偏心運動するようになっている。
【００５１】
本実施例によれば、ドリル６４が第１回転支持体５２の回転により偏心運動を与えられ、かつ第２回転支持体５３により偏心運動を与えられるので、被加工材料に所定直径の孔Ｓ３が形成される。
【００５２】
尚、第２回転支持体５３は、第２偏心駆動モータ６０によって回転されるので、第２偏心駆動モータ６０を停止させて孔あけ加工を行った場合には、第１回転支持体５２のみで偏心運動がドリル６４に与えられるため、ドリル６４の偏心量は小さくなり、被加工材料に直径の小さな孔Ｓ３’が形成される。
【００５３】
また、使用者が孔あけ加工の途中でドリル６４の偏心量を変更させることができる。例えば、使用者が孔あけ加工の開始時には、第２偏心駆動モータ６０を停止させておき、被加工材料に直径の小さな孔Ｓ３’を形成した後、第２偏心駆動モータ６０を駆動させることで、直径の小さな孔Ｓ３’の内周面を研削しながら所定直径の孔Ｓ３を形成させることもできる。このようにすれば、孔Ｓ３の内周面を滑らかに仕上げることができる。
【００５４】
更に、第１偏心駆動モータ５７を停止させ、第１回転支持体５２が第２回転支持体５３に対して回動しないように固定しておき、第２偏心駆動モータ６０を駆動させるようにしておけば、第２回転支持体５３による回転のみでドリル６４に偏心運動を与えることもできる。
【００５５】
尚、第１偏心駆動モータ５７と第２偏心駆動モータ６０を停止させておけば、ドリル６４は偏心運動をしなくなり、従来のボール盤のドリルと同様に、ドリル６４自体の回転のみで孔あけ加工が行えるようになる。
【００５６】
尚、第１回転支持体５２を所定角度で停止させた場合には、主軸５１の軸心α３の位置と第２回転支持体５３の軸心δの位置とが同一位置になる。このように主軸５１の軸心α３の位置と第２回転支持体５３の軸心δの位置とを同一にして、使用者が孔あけ加工の開始時には、第１偏心駆動モータ５７を停止させておき、第２偏心駆動モータ６０を駆動させておくと、ドリル６４は偏心運動をしない状態で回転され、被加工材料に直径の小さな孔Ｓ３’’が形成される。小さな孔Ｓ３’’を形成した後、第１偏心駆動モータ５７を駆動させることで、直径の小さな孔Ｓ３’’の内周面を研削しながら所定直径の孔Ｓ３を形成させることができる。このようにしても、孔Ｓ３の内周面を滑らかに仕上げることができる。
【００５７】
本実施例では、孔あけ加工を行う際に、主軸５１および第１回転支持体５２の位置が水平方向に変化するようになっているが、主軸駆動プーリ５５が取り付けられた主軸駆動モータ５４が付勢装置６２によって、主軸５１から離れる方向（ベルト５６に張力が与えられる方向）に付勢されるとともに、偏心駆動プーリ５８が取り付けられた第１偏心駆動モータ５７が付勢装置６３によって、第１回転支持体５２から離れる方向（ベルト５９に張力が与えられる方向）に付勢されていることにより、ベルト５６，５９の張力を常に一定に保つことができる。
【実施例４】
【００５８】
次に、実施例４に係るボール盤につき、図８を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。図８は、実施例４におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【００５９】
図８に示すように、実施例４における主軸６５は、回転支持体６６に対して水平方向に回転可能に支持されており、回転支持体６６は、本実施例におけるベース部としてのベース板（図示略）に対して水平方向に回転可能に支持されている。
【００６０】
図８に示すように、主軸駆動プーリ６７および偏心駆動プーリ６８は、１つの駆動モータ６９によって回転されるようになっている。また、主軸駆動プーリ６７の回転力は、ベルト７０を介して主軸６５（主軸従動プーリ）に伝達され、偏心駆動プーリ６８の回転力は、ベルト７１を介して回転支持体６６（偏心従動プーリ）に伝達されるようになっている。尚、本実施例では、主軸６５の回転方向と回転支持体６６の回転方向とが互いに同じ向きになっている。
【００６１】
また、主軸駆動プーリ６７と主軸６５に巻き回されたベルト７０の近傍には、ベース板（図示略）に取り付けられた本実施例における付勢手段としての付勢装置７２に設けられた付勢プーリ７３が配置されている。付勢プーリ７３はベルト７０の一部に当接されており、このベルト７０が付勢プーリ７３の付勢力によって張力を与えられる方向に付勢されている。
【００６２】
また図８に示すように、主軸６５の回転の軸心α４と回転支持体６６の回転の軸心β４とは、所定間隔離間されて配置されている。このように主軸６５の軸心α４と回転支持体６６の軸心β４とが離間されて配置されることで、主軸６５が回転するとともに、回転支持体６６が回転したときに、主軸６５に取り付けられたドリル７４自体が回転しつつ、このドリル７４が回転支持体６６の軸心β４を中心として偏心運動するようになっており、被加工材料に所定直径の孔Ｓ４が形成される。
【００６３】
更に図８に示すように、回転支持体６６が回転されると、主軸６５の位置が水平方向に変化するので、主軸６５と主軸駆動プーリ６７との間の距離が変化する。しかし、付勢装置７２に取り付けられた付勢プーリ７３が、主軸６５と主軸駆動プーリ６７に巻き回されたベルト７０の一部に当接されているので、この付勢プーリ７３によって、ベルト７０が張力を与えられる方向に付勢されており、回転支持体６６の回転によって主軸６５の位置が変化しても、ベルト７０の張力を常に一定に保つことができる。
【００６４】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００６５】
例えば、前記実施例では、手動で孔あけ加工を行うためのボール盤において、回転支持体の軸心と主軸の軸心とを、所定間隔平行に離間させて配置させることで、ドリルに偏心運動を与えられる構造となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、自動制御のボール盤であっても、本実施例のような構造でドリルに偏心運動を与えることもでき、これら自動制御のボール盤も本発明に含まれる。
【００６６】
また、前記実施例では、使用者がハンドル１９を回すことで、主軸２３の下端に取り付けられたドリル７が上下動し、このドリル７が被加工材料に対して相対的に加工位置に移動される構成となっていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、使用者がハンドルを回すことで、被加工材料が載置されたテーブル６が上下動される構成とすることで、ドリル７が被加工材料に対して相対的に加工位置に移動されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施例１におけるボール盤の全体像を示す側面図である。
【図２】実施例１におけるボール盤を示す正面図である。
【図３】実施例１におけるボール盤を示す縦断正面図である。
【図４】実施例１におけるボール盤を示す平面図である。
【図５】実施例１におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【図６】実施例２におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【図７】実施例３におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【図８】実施例４におけるボール盤の構造を模式的に示した模式平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ ボール盤
７ ドリル
７ａ 軸心貫通孔
９ 主軸駆動モータ
１０ 偏心駆動モータ
１１ 主軸従動プーリ
１２ 偏心従動プーリ
１３ 主軸駆動プーリ
１４ 偏心駆動プーリ
１５，１６ ベルト
１７ 駆動機構部
２０ スリーブ
２１ スライダ（ベース部）
２２ 回転支持体
２３ 主軸
２３ａ 軸心貫通孔
２７ ベース板（ベース部）
３２ コイルバネ（付勢手段）
３３ 付勢装置（付勢手段）
３６，３７ 軸心貫通孔
３９ 主軸
４０ 回転支持体
４１ 主軸駆動モータ
４２ 主軸駆動プーリ
４３ ベルト
４４ 偏心駆動モータ
４５ 偏心駆動プーリ
４６ ベルト
４７ 付勢装置（付勢手段）
４８ 付勢プーリ（付勢手段）
４９ 偏心量調節体
５０ ドリル
５１ 主軸
５２ 第１回転支持体
５３ 第２回転支持体
５４ 主軸駆動モータ
５５ 主軸駆動プーリ
５６ ベルト
５７ 第１偏心駆動モータ
５８ 偏心駆動プーリ
５９ ベルト
６０ 第２偏心駆動モータ
６１ 偏心駆動ギア
６２，６３ 付勢装置（付勢手段）
６４ ドリル
６５ 主軸
６６ 回転支持体
６７ 主軸駆動プーリ
６８ 偏心駆動プーリ
６９ 駆動モータ
７０，７１ ベルト
７２ 付勢装置（付勢手段）
７３ 付勢プーリ（付勢手段）
７４ ドリル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータの回転力を主軸に伝達し、該主軸に取り付けられたドリルを回転させることにより、加工対象となる被加工材料に孔あけ加工を行うためのボール盤において、
前記被加工材料に対して相対的に加工位置に移動可能なベース部を有し、該ベース部に対して回転可能に支持された回転支持体が設けられ、該回転支持体に対して前記主軸が回転可能に支持され、前記駆動モータを駆動させることで、前記回転支持体および前記主軸が回転するようになっており、前記回転支持体の軸心と前記主軸の軸心とが、所定間隔平行に離間されて配置されていることを特徴とするボール盤。
【請求項２】
前記主軸の軸心および前記ドリルの軸心には、流体が供給される軸心貫通孔が形成され、前記主軸の軸心貫通孔に供給された流体が、前記ドリルの軸心貫通孔を通過してドリルの先端部から流出される請求項１に記載のボール盤。
【請求項３】
前記駆動モータは、前記主軸を回転させる主軸駆動モータと、前記回転支持体を回転させる偏心駆動モータとの少なくとも２つの駆動モータから構成されている請求項１または２に記載のボール盤。
【請求項４】
前記主軸駆動モータの回転力が、ベルトを介して前記主軸に伝達されるようになっており、該ベルトが、前記ベース部に取り付けられた付勢手段によって、張力が与えられる方向に付勢されている請求項３に記載のボール盤。
【請求項５】
前記回転支持体の軸心と前記主軸の軸心との所定間隔を変化させることができる請求項１ないし４のいずれかに記載のボール盤。
【請求項１】
駆動モータの回転力を主軸に伝達し、該主軸に取り付けられたドリルを回転させることにより、加工対象となる被加工材料に孔あけ加工を行うためのボール盤において、
前記被加工材料に対して相対的に加工位置に移動可能なベース部を有し、該ベース部に対して回転可能に支持された回転支持体が設けられ、該回転支持体に対して前記主軸が回転可能に支持され、前記駆動モータを駆動させることで、前記回転支持体および前記主軸が回転するようになっており、前記回転支持体の軸心と前記主軸の軸心とが、所定間隔平行に離間されて配置されていることを特徴とするボール盤。
【請求項２】
前記主軸の軸心および前記ドリルの軸心には、流体が供給される軸心貫通孔が形成され、前記主軸の軸心貫通孔に供給された流体が、前記ドリルの軸心貫通孔を通過してドリルの先端部から流出される請求項１に記載のボール盤。
【請求項３】
前記駆動モータは、前記主軸を回転させる主軸駆動モータと、前記回転支持体を回転させる偏心駆動モータとの少なくとも２つの駆動モータから構成されている請求項１または２に記載のボール盤。
【請求項４】
前記主軸駆動モータの回転力が、ベルトを介して前記主軸に伝達されるようになっており、該ベルトが、前記ベース部に取り付けられた付勢手段によって、張力が与えられる方向に付勢されている請求項３に記載のボール盤。
【請求項５】
前記回転支持体の軸心と前記主軸の軸心との所定間隔を変化させることができる請求項１ないし４のいずれかに記載のボール盤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−７５９３９（Ｐ２００７−７５９３９Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６５８８８（Ｐ２００５−２６５８８８）
【出願日】平成１７年９月１３日（２００５．９．１３）
【出願人】（３９０００１５３５）旭栄研磨加工株式会社 (9)
【出願人】（５０２０６８９６４）有限会社アオノ技研 (2)
【出願人】（５０５３４６２８５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１３日（２００５．９．１３）
【出願人】（３９０００１５３５）旭栄研磨加工株式会社 (9)
【出願人】（５０２０６８９６４）有限会社アオノ技研 (2)
【出願人】（５０５３４６２８５）
【Ｆターム（参考）】
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