JP2009050924A - ピーリングマシン - Google Patents

Abstract

【課題】切削部への切削液の供給が、無駄なく、効率良く、かつ、的確に行えるピーリングマシンを提供する。
【解決手段】ワーク通過孔３７を有するカッターヘッド６と、フィード機構と、少なくともカッターヘッド６のワーク搬送方向側に配置されたガイドローラ機構８と、を備えている。ワーク通過孔３７には、切削工具とガイドローラ機構８との間に位置して、切粉が前記ガイドローラ機構側へ移動するのを阻止する環状の切粉阻止板５０が固定されている。切粉阻止板５０のワーク搬送方向側近傍には噴出口６３等の切削液供給機構が備えられ、切粉阻止板５０には、切削液流通孔７０と、切粉阻止板５０のワーク搬送側の切削液を、切粉阻止板５０の回転により、強制的に切削液流通孔７０から切削部へ排出する羽根７１等の給液強制ガイド部が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、丸棒状のワークの外周面、特に黒皮を連続的に切削するピーリングマシンに関する。

一般に、ピーリングマシンは、回転主軸により回転されると共にワーク通過孔及び切削工具を有するカッターヘッドと、丸棒状のワークを前記カッターヘッドのワーク通過孔内へ供給するフィード機構と、前記カッターヘッドのワーク搬送方向側に配置されたガイドローラ機構と、を備えており、前記フィード機構により前記カッターヘッドのワーク通過孔へ送り込んだワークの外周面を、前記切削工具により連続的に切削するように構成されている。

また、切削時の切粉（切屑等）がワークと共に前記ガイドローラ機構側へ移動するのを阻止するために、切削部と前記ガイドローラ機構との間に、環状の切粉阻止板を配置したマシンがあり、切粉がガイドローラ機構側へ移動するのを阻止することにより、切粉が前記ガイドローラ機構とワークとの間に噛み込まれるのを防ぎ、これにより、切削後のワーク外周面に切粉による圧痕が生じるのを防いでいる。また、切粉のガイドローラ機構への侵入を防止することにより、ワークを安定保持することもできる。

さらにピーリングマシンでは、通常、他の切削用工作機と同様、切削部の温度上昇防止と切削部の潤滑のために、切削部に切削液を供給する切削液供給機構を備えている。

切削液供給機構の一例として、カッターヘッドの反ワーク搬送方向側（すなわちワーク入口側）の上方に切削液供給口を配置し、切削部に向けて上方から切削液を落下供給する構造のものがある。ところが、上方から切削液を落下供給する構造では、回転しているカッターヘッドの切削工具、特にツールホルダーに邪魔され、切削液が飛び散り、切削部に切削液を効率良く供給することが困難である。

このような液落下式の切削液供給機構の他に、切粉阻止板のワーク搬送方向側に切削液噴出口を備えた切削液供給機構があり、噴出口から、切粉阻止板の内周面とワークの外周面との隙間に切削液を噴出し、前記隙間を通して切削部に切削液を強制的に供給するようになっている。なお、ピーリングマシンを記載した先行技術文献としては、特許文献１等がある。
特開平０９−１６８９０１号公報

後者の液噴出式の切削液供給機構は、ワークの外周面の近傍から高圧で切削液を噴出することができるので、前者の液落下式の切削液供給機構と比べ、的確に切削部に切削液を供給ができるが、噴出口と切削部との間に切粉阻止板が介在するため、回転する切粉阻止板により切削液の流れが制限され、噴出される切削液の量に対して切削部まで到達する切削液の割合が極めて小さく、切削液が無駄に排出されることが多い。

（発明の目的）
本発明の目的は、切削液を、無駄なく、効率的に、かつ的確に切削部まで供給でき、それにより、切削工具の寿命を延ばすと共にワークの熱変形等を防止できる切削精度の良いピーリングマシンを提供することである。

前記目的を達成するために本発明は、回転主軸により回転されると共にワーク通過孔及び切削工具を有するカッターヘッドと、丸棒状のワークを前記カッターヘッドのワーク通過孔内へ供給するフィード機構と、少なくとも前記カッターヘッドのワーク搬送方向側に配置されたガイドローラ機構と、を備え、前記フィード機構により前記カッターヘッドの前記ワーク通過孔へ送られたワークの外周面を、前記切削工具により連続的に切削するピーリングマシンにおいて、前記カッターヘッドのワーク通過孔には、前記切削工具と前記ガイドローラ機構との間に位置して、前記切削部で生じる切粉が前記ガイドローラ機構側へ移動するのを阻止する環状の切粉阻止板が固定され、前記切粉阻止板のワーク搬送方向側には切削液供給機構が配置され、前記切粉阻止板には、切削液流通孔が形成されると共に、前記切粉阻止板のワーク搬送側の切削液を、切粉阻止板の回転により、強制的に前記切削液流通孔を介して切削部へ排出する強制ガイド部が設けられている。

上記構成によると、切粉阻止板のワーク搬送方向側から噴出される切削液及びワーク搬送方向側に滞留する切削液を、無駄なく、かつ、的確に切削部へ供給することができ、切削部の冷却及び潤滑性能が向上し、それにより、切削工具の寿命を延ばすと共にワークの熱変形等を防止でき、高い切削精度を保つことができる。また、切粉防止板により切粉がガイドローラ機構へ送り込まれるのを防止できるのは勿論のこと、切削液をワーク搬送方向側から切削部に供給することによって、切粉がガイドローラ機構に送り込まれるのを、より効果的に防止することもできる。

本発明は、上記ピーリングマシンにおいて、前記強制ガイド部として、切粉阻止板のワーク搬送方向側の面に羽根を形成することができる。

上記構成によると、切粉阻止板のワーク搬送方向側に滞留する切削液を、効率よく切削部側に吐出させることができる。

本発明は、前記強制ガイド部として、前記切削液流通孔の内周面を、切粉阻止板の回転により切削液を切削部側へ排出するように傾斜させることができる。

上記構成によると、切粉阻止板をコンパクトに、且つ軽量にすることができる。

また、本発明は、前記強制ガイド部として、切粉阻止板のワーク搬送方向側の面に羽根を形成すると共に、前記切削液流通孔の内周面を、切粉阻止板の回転により切削液を切削部側へ排出するように傾斜させることもできる。

上記構成によると、強制ガイド部による切削液ガイド機能が、より向上する。

図１乃至図６は、本発明による丸棒状ワークの外周面を切削するためのピーリングマシンであり、これらの図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。

［ピーリングマシン全体の構成］
図１はピーリングマシンの全体簡略側面図であり、説明の都合上、特に指定した場合を除き、ワーク搬送方向Ｒ１側を、マシン及びその他の構成部材の「前側」と称し、ワーク搬送方向Ｒ１側と反対側を、マシン及びその他の構成部材の「後側」と称して、以下説明する。図１において、ピーリングマシンは、後側から順に、フィード機構１、第１のガイドローラ機構２、マシン本体３及びキャリッジ機構４を備えている。前記マシン本体３は、本体ケース５の後端部にカッターヘッド６を備え、本体ケース５内に、回転主軸７及び第２のガイドローラ機構８を備え、本体ケース５の前端部近傍に、第３のガイドローラ機構９を備えており、前記カッターヘッド６は回転主軸７の後端に固着されている。なお、カッターヘッド６の前側空間部分に配置されている第２のガイドローラ機構８が、本願の特許請求の範囲に記載しているガイドローラ機構に相当する。

フィード機構１は、上下一対のフィードローラ１２の組を、前後に間隔をおいて２対備えており、各フィードローラ１２の外周面は、断面Ｖ字状に形成されると共に多数に突起を有し、上下から油圧シリンダ等によって丸棒状のワークＷを挟持し、ワークＷをワーク周方向に回転しないように固定すると共に、フィードローラ１２の矢印方向の回転により、ワークＷを前方の第１のガイドローラ機構２及びカッターヘッド６内に送り込むようになっている。

第１のガイドローラ機構２は、上下１対のガイドローラ１４の組を、前後２対備えており、ワークＷを、その軸芯がカッターヘッド６の軸芯（中心）に正確に合致するようにガイドする役目を有している。ガイドローラ１４を支持するローラ支持ケース１３は、フィード機構１とカッターヘッド６との間で、ワーク搬送方向Ｒ１と直角な水平方向に移動可能となっており、フィード機構１とカッターヘッド６との間からローラ支持ケース１３を引き出すことにより、カッターヘッド６の段取り替え及びメンテナンス等が簡単に行えるようになっている。

キャリッジ機構４は、第３のガイドローラ機構９の近傍から前方に延びる水平な複数のガイドロッド２０及び駆動ラック２０ａと、前記ガイドロッド２０に前後方向移動可能に支持された移動台２１と、該移動台２１に取り付けられてシリンダ装置等によりワークＷを上下から挟持するクランパー２３と、ガイドロッド２０の前端部に設けられた上下一対にピンチローラ（抽出ローラ）２４等から構成されている。移動台２１は、前記駆動ラック２０ａ及びこれに噛み合う駆動ギヤ２０ｂにより、ガイドロッド２０の後端部の移動開始位置（図１で示す位置）と、ガイドロッド２０の前端部の終端位置との間で移動できるようになっており、前記移動開始位置において上下のクランパー２３によりワークＷを挟持し、前記フィード機構１の送り速度と同期して前方に移動し、終端位置でワークＷを開放した後、前記移動開始位置に戻るようになっている。ピンチローラ２４は、キャリッジ機構４により前方に搬送されるワークＷの後端が、少なくともフィード機構１のフィードローラ１２から離れた後に、ワークＷを挟持し、高速でワークＷを前方に排出するように構成されている。

回転主軸７は筒状に形成されると共に、外周面が軸受１１介して本体ケース５の内壁面に回転自在に支持されており、図示しない駆動モータにより所定の回転速度で回転し、カッターヘッド６を一体的に回転するように構成されている。

図２はマシン本体部３の後端部の縦断面拡大図であり、第２のガイドローラ機構８は、周方向に等間隔をおいて６個のガイドローラ３０を備え、各ガイドローラ３０は、周方向に交互に前後にずれた位置に配置されている。各ガイドローラ３０は、三角形状の揺動アーム（ベルクランク）３３の後端部に回転自在に支持されており、各揺動アーム３３は、回転主軸７の内部空間に配置されたローラ支持体２５に支軸３２を介して回動自在に支持されている。揺動アーム（ベルクランク）３３の径方向の外方端部は、リンク部材３４を介して作動ロッド２６の後端部に枢着連結されている。各作動ロッド２６は、回転主軸７の内部空間を回転軸芯Ｏ１と平行に前方に延び、各作動ロッド２６の前端部は、図１に示すように油圧シリンダ装置２７のピストン部２７ａに連結され、油圧シリンダ装置２７の作動により、前進及び後退するようになっている。すなわち、第２ガイドローラ機構８は、作動ロッド２６が後退することにより、図２に示すように径方向の内方に移動し、ワークＷの外周面を掴み（ワーク把持位置）、作動ロッド２６が前進することにより、径方向の外方に移動して、ワークを開放する。

カッターヘッド６は、回転主軸７の後端面にいんろう嵌合すると共にボルト３９により固定されており、カッターヘッド６の後端面には、径方向位置調節自在に複数のツールホルダー４１が固定され、該ツールホルダー４１の径方向の内端部には切削チップ４２が取り替え自在に固定されている。

図３はカッターヘッド６の後面図であり、ツールホルダー４１及び切削チップ４２の組立ユニット（切削工具）は、周方向に等間隔をおいて４組配置されており、各チップ４２はツールホルダー４１のカッターヘッド回転方向Ｃ１側の端部に配置され、カッターヘッド６の回転により、ワーク挿通孔３７内のワークＷの外周面を切削し、これにより黒皮を剥ぎ取るようになっている。

カッターヘッド６のワーク挿通孔３７は、図２に示すように後向きの環状段面３７ａを有する段付き孔となっており、該ワーク挿通孔３７には、環状の切粉阻止板５０が後方から嵌め込まれ、各ツールホルダー４１により後方脱落不能に係止されている。また、切粉阻止板５０の外周面には、複数箇所に回転止め用切欠き５１（図３参照）が形成され、各切欠き５１には、カッターヘッド６に設けられた回転阻止ピン５２が係合し、これにより、切粉阻止板５０はカッターヘッド６と一体に回転するようになっている。切粉阻止板５０は、切削部Ｐ（切削チップ４２の内周端縁）で発生する切粉がワークＷと共に前方の第２のガイドローラ機構８へ移動するのを阻止する役目を有しており、切粉阻止板５０として、内径Ｄ２が異なる各種寸法のものが用意され、加工するワークＷの外径Ｄ１に応じて、ワークＷの外周面と切粉阻止板５０の内周縁との隙間Ｓが所定値以下となるような寸法の切粉阻止板５０が選択され、利用される。

［切削液供給機構］
図２において、第２ガイドローラ機構８のローラ支持体２５の後端部には、切削液供給機構としての環状のノズル本体６１がボルト６２により固着されており、ノズル本体６１には、切粉阻止板５０の内周端部近傍に向けて後向きに開口する複数の切削液噴出口６３が、周方向に等間隔をおいた３箇所に形成されている。各切削液噴出口６３は、回転軸芯Ｏ１に対して径方向の内方に傾斜するように開口すると共に、切削液噴出口６３の前端は、ローラ支持体２５内に形成されて前方に延びる切削液供給通路６４に連通している。また、回転主軸７の内周面とローラ支持体２５の外周面との間には、筒状の切削液排出通路６５が形成されている。該切削液排出通路６５は前方に延び、図示しないがマシン本体部５の前端部に形成された排液口に連通している。一方、ローラ支持体２５内の前記切削液供給通路６４の前端部は、図１に示す切削液供給管６７を介して切削液供給ポンプ６８のような切削液供給源に接続されている。

図４は切粉阻止板５０の後面図、図５は図４のV-V断面図、図６は図４のVI-VI断面拡大図である。図４において、切粉阻止板５０には、周方向に等間隔をおいた８箇所に、前後方向に貫通する切削液流通孔７０が形成されており、切粉阻止板５０の前面（出口側の面）には、各切削液流通孔７０の回転方向Ｃ１と反対側に隣接した位置に、切削液を強制的に後方にガイドするポンプ機能を有する羽根７１が、それぞれ切粉阻止板５０と一体に形成されている。図５において、各羽根７１は、切粉阻止板５０の前面から前方に突出しており、図６において、各羽根７１の回転方向Ｃ１側の端面７１ａは、後方に向かって回転方向Ｃ１側と反対側に傾斜しており、これにより、切粉阻止板５０が回転方向Ｃ１に回転した時には、切粉阻止板５０の前側の空間に滞留する切削液が、切削液流通孔７０を通して強制的に後方に排出されるようになっている。

［作用］
まず、ピーリングマシン全体の作用を、簡単に説明する。
（１）図１において、丸棒状のワークＷとしては、たとえば１本が６ｍ程度の長さのものが供給される。ワークＷは、後方のワークステーションからフィード機構１に一本ずつ供給され、所定回転速度で回転するフィードローラ１２で把持されることにより、所定速度で前方（搬送方向Ｒ１）へ送り出される。この時、ワークＷ自体の周方向の回転は、フィードローラ１２により阻止されている。

（２）ワークＷは、まず、第１ガイドローラ機構２に送り込まれ、上下のガイドローラ１４により、カッターヘッド６の軸芯とワーク軸芯が一致するようにガイドされた後、カッターヘッド６へ送り込まれる。

（３）図２において、カッターヘッド６では、回転するカッターヘッド６の切削チップ４２により、ワーク挿通孔３７内のワークＷの外周面が切削部Ｐにおいて連続的に切削され、黒皮が剥ぎ取られる。切削後のワークＷ部分は、切粉阻止板５０の内周孔を通過して第２のガイドローラ機構８に至り、各ガイドローラ３０により把持された状態で、前方へと搬送され、さらに第３のガイドローラ機構９で把持され、キャリッジ機構４内へ搬送される。

（４）図１において、フィード機構１より後方に残るワークＷ部分が少なくなった時点で、ワークＷは移動台２１のクランパー２３により把持され、フィード機構１と同期して移動台２１が前方に移動することにより、前方へと搬送される。この搬送中に、ワークＷの後端はフィード機構１から離れる。移動台２１が終端位置まで到達すると、ワークＷはクランパー２３から開放されると同時に、ピンチローラ２４により把持され、高速で前方に排出される。

［切削液の供給］
図２において、カッターヘッド６の回転によりワークＷの外周面を切削中（切削部Ｐ）、ノズル本体６１に形成された各切削液噴出口６３からは、切粉阻止板５０の内周端部近傍に向けて切削液が噴出される。噴出される切削液に一部は、ワークＷの外周面と阻止板５０の内周面との隙間ＳからワークＷの外周面に沿って後方に移動し、切削チップ４２の切削部Ｐに供給されるが、切削液噴出口６３から噴出される切削液の大部分は、ノズル本体６１とカッターヘッド６の前端面との間に一時的に滞留する。このように切粉阻止板５０の前側の空間部に滞留する切削液は、回転する切粉阻止板５０の羽根７１の掻き込み作用により、強制的に切削液流通孔７０を通して後方に送り込まれ、切削部Ｐへ供給される。

すなわち、噴出口６３から噴出される切削液の大部分は、ポンプ機能を有する羽根７１により切削液流通孔７０から強制的に後方に排出され、切削部Ｐに供給され、切削部Ｐを効果的に冷却すると共に、切削チップ４２を潤滑する。これにより、切削チップ４２の寿命が延びると共に、切削熱によりワークＷが膨張するのを防ぎ、ワークＷの熱歪みの発生を無くし、切削精度を良好な状態に保つ。また、切削部Ｐで発生する切粉は、ワークＷの前方への移動により、前方に移動しようとするが、切粉阻止板５０により阻止されると共に、前方から後方に流れる切削液によっても阻止され、第２のガイドローラ機構８へ切粉が移動することはなく、第２のガイドローラ機構８による把持作用の精度が維持される。

［切粉阻止板の変形例］
図７は小径ワーク用の切粉阻止板５０であり、前記図４の切粉阻止板５０と同様に、複数の切削液流通孔７０及びポンプ用羽根７１を備えているが、内径Ｄ３が図４の切粉阻止板５０の内径Ｄ２よりも小さく形成されており、小径のワークＷの外周面との隙間が、所定値以下となるように構成されている。

［他の実施の形態］
（１）図９は、切粉阻止板５０に設けられる強制ガイド部の別の例であり、強制ガイド部として、切削液流通孔７０の回転方向Ｃ１側の内端縁７０ａ及び反対側の内端縁７０ｂを、後方に向かって回転方向Ｃ１と反対側に傾斜させた構造となっている。すなわち、切粉阻止板５０が回転方向Ｃ１に回転することより、切粉阻止板５０の前側空間に滞留する切削液を強制的に切削液流通孔７０に取り入れ、後方に排出する。図４及び図５と同じ部品又は部分には、同じ符号を付してある。

該実施の形態によると、切粉阻止板５０の構造が簡素化されると共に、切粉阻止板５０の軸方向の幅もコンパクトに保つことができる。

（２）図１０は、切粉阻止板５０に設けられる強制ガイド部のさらに別の例であり、強制ガイド部として、前記図６のような羽根７１と、前記図９のような傾斜状の切削液流通孔７０の内端縁７０ａ，７０ｂの両方を備えた構造である。図６及び図９と同じ部品又は部分には、同じ符号を付してある。

この構造によると、切粉阻止板５０が回転方向Ｃ１に回転することより、切粉阻止板５０の前側空間に滞留する切削液を、一層強力に切削液流通孔７０に取り入れ、後方に排出することができる。

（３）図１１は、切粉阻止板５０に設けられる強制ガイド部のさらに別の例であり、強制ガイド部として羽根７１を設ける構造において、切削液気流通孔７０を切り起こして形成し、その切り起こし部分を羽根７１として利用した構造である。図６と同じ部品又は部分には、同じ符号を付してある。

（４）前記図２に示す実施の形態では、一個のツールホルダー４１に一個の切削チップ４２を取り付けた切削工具を備えているが、一つのツールホルダーに、前後一対の切削チップを取り付けた切削工具を備えたマシンにも、本発明は適用可能である。

本発明によるピーリングマシンの一実施の形態を示す概略側面図である。 図１のピーリングマシンのカッターヘッド近傍の縦断面拡大図である。 図２のカッターヘッドの後面図である。 図２のカッターヘッド内の切粉阻止板の後面図である。 図４のV-V断面図である。 図４のVI-VI断面拡大図である。 図１のマシンに使用される切粉阻止板の別の例を示す後面図である。 図７のVIII-VIII断面図である。 本発明に用いられる切粉阻止板の強制ガイド部の変形例を示す図６と同様の断面拡大図である。 本発明に用いられる切粉阻止板の強制ガイド部の別の変形例を示す図６と同様の断面拡大図である。 本発明に用いられる切粉阻止板の強制ガイド部のさらに別の変形例を示す図６と同様の断面拡大図である。

符号の説明

１ フィード機構
６ カッターヘッド
７ 回転主軸
８ 第２のガイドローラ機構（ガイドローラ機構の一例）
４１ ツールホルダー
４２ 切削チップ
５０ 切粉阻止板
６３ 切削液噴出口（切削液供給機構）
７０ 切削液流通孔
７０ａ，７０ｂ 傾斜状の内端縁（強制ガイド部の一例）
７１ 羽根（強制ガイド部の一例）
Ｐ 切削部
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. 回転主軸により回転されると共にワーク通過孔及び切削工具を有するカッターヘッドと、丸棒状のワークを前記カッターヘッドの前記ワーク通過孔内へ供給するフィード機構と、少なくとも前記カッターヘッドのワーク搬送方向側に配置されたガイドローラ機構と、を備え、前記フィード機構により前記カッターヘッドの前記ワーク通過孔へ送られたワークの外周面を、前記切削工具により連続的に切削するピーリングマシンにおいて、
   前記カッターヘッドの前記ワーク通過孔には、前記切削工具と前記ガイドローラ機構との間に位置して、前記切削部で生じる切粉が前記ガイドローラ機構側へ移動するのを阻止する環状の切粉阻止板が固定され、
   前記切粉阻止板のワーク搬送方向側に切削液供給機構が配置され、
   前記切粉阻止板には、切削液流通孔が形成されると共に、前記切粉阻止板のワーク搬送側の切削液を、切粉阻止板の回転により、強制的に前記切削液流通孔を介して切削部側へ排出する強制ガイド部が設けられている、ことを特徴とするピーリングマシン。
2. 前記強制ガイド部として、切粉阻止板のワーク搬送方向側の面に羽根が形成されていることを特徴とする請求項１記載のピーリングマシン。
3. 前記強制ガイド部として、前記切削液流通孔の内周面が、切粉阻止板の回転により切削液を切削部側へ排出するように傾斜していることを特徴とする請求項１記載のピーリングマシン。
4. 前記強制ガイド部として、切粉阻止板のワーク搬送方向側の面に羽根が形成されると共に、前記切削液流通孔の内周面が、切粉阻止板の回転により切削液を切削部側へ排出するように傾斜していることを特徴とする請求項１記載のピーリングマシン。

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