JP2011240473A - Device for cutting linear and arbitrary curved line by circular saw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、丸鋸(メタルソー)による直線及び任意曲線切断に係わり、特に、航空機の機体となる炭素繊維強化プラスチック積層板やジュラルミン板、その他合成樹脂板、金属薄板、石材、アスファルト道路等々を直線及び任意曲線切断させる新規な丸鋸による直線及び任意曲線切断装置に関するものである。 The present invention relates to straight and arbitrary curve cutting by a circular saw (metal saw), and in particular, straight lines such as carbon fiber reinforced plastic laminated plates and duralumin plates, other synthetic resin plates, metal thin plates, stone materials, asphalt roads, etc., which are aircraft bodies. Further, the present invention relates to a straight and arbitrary curve cutting device using a novel circular saw for cutting an arbitrary curve.
近年、例えば、航空機による国際的な物流増大に対応する事と、対地球環境向上を図るための低燃費性の要求が高まり、航空機の機体軽量化と燃費改善が図られている。その具体的方策として、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)等の繊維強化プラスチック系複合材製品が軽量で、且つ、高い強度と剛性とを備えているため、航空機等の構造部材(主翼・尾翼・胴体等)として使用されている。上記航空機の構造部材の直線及び任意曲線切断は、専用の直線及び任意曲線切断機や手工具(丸鋸を使用した切断具)や曲刃カッター、ウオータージェット装置により直線及び任意曲線切断されている。 In recent years, for example, there has been an increase in demands for low fuel consumption in order to cope with an increase in international logistics by aircraft and to improve the environment for the earth, and weight reduction and improvement in fuel consumption of aircraft have been attempted. As a concrete measure, since fiber reinforced plastic composite products such as CFRP (carbon fiber reinforced plastic) are lightweight and have high strength and rigidity, structural members such as aircraft (main wing, tail wing, fuselage) Etc.). The straight and arbitrary curve cutting of the aircraft structural members is performed by a dedicated straight and arbitrary curve cutting machine, a hand tool (cutting tool using a circular saw), a curved blade cutter, and a water jet device. .
上記専用の直線及び任意曲線切断機の一例に、薄板切断加工機が提供されている。その構成は、保持部材をワークテーブルに対し任意な三次元方向へ相対移動可能に設けると共に、この保持部材の先端部には、超硬材料よりなる断面V字状刃先部をもつ回転刃を装着する。この回転刃をモータで高速回転駆動しながら、保持部材を所定の高さまで下降させて旋回しつつX軸,Y軸方向に適宜動かすことで、ワークテーブル上の薄い素材を切断するものである。これにより、小径の円盤状の回転刃を板材に対して相対的に旋回しつつ、X,Y軸方向へ移動して板材の切断を行なうので、例えば従来のレーザ加工機のごとく、板材から適宜形状の製品を容易に切り抜くことかできるとしたものである(例えば、特許文献1参照。)。 As an example of the dedicated straight line and arbitrary curve cutting machine, a thin plate cutting machine is provided. The configuration is such that the holding member can be moved relative to the work table in any three-dimensional direction, and a rotary blade having a V-shaped cutting edge made of a super hard material is attached to the tip of the holding member. To do. The thin blade on the work table is cut by appropriately moving the rotary blade in the X-axis and Y-axis directions while rotating and driving the rotary blade at a high speed while moving the holding member down to a predetermined height. As a result, the small-diameter disk-shaped rotary blade is rotated relative to the plate material and moved in the X and Y axis directions to cut the plate material. For example, as in a conventional laser processing machine, the plate material is appropriately selected. The product having a shape can be easily cut out (for example, see Patent Document 1).
上記曲刃カッターは、平円形カッター(丸鋸を含む)を改良したもので、その構成は、円形の中心部に回転軸への取付け孔を有し、該円形の外周に植刃部材又は鋸歯部材を付備する金属製皿状の円形カッターであって、この外周周辺は、円錐状の皿鍔部材で形成し、該皿鍔部材の円錐状の全周面に数条の切り込み溝が、該円錐放射状に等間隔で配備し、更に該皿鍔部材の外周縁に付備する植刃部材又は鋸歯部材も、該切り込み溝を跨いで等間隔で、各々が該円錐状に周配列をなし、且つ該植刃部材又は鋸歯部材の円錐形状の内外両側面が該円錐円弧形状の切削刃を形成したものである。これにより、先ず、回転切削する切断刃は、絶えず、平板ワーク材の表面に対して垂立状態を保持することができ、同時に切削切断刃の刃先巾に対して、回転切削切断中は、該回転刃物の両側面に、絶えず一定のクリアランスを保持することができる。次に、平板ワーク材の要切断円形の大小の円弧に、合理的に合致する回転切削曲刃物として、回転切削切断中にコジリ、軋み等の無理な負荷の掛らないものである(例えば、特許文献2参照。)。 The above-mentioned curved blade cutter is an improvement of a flat circular cutter (including a circular saw), and has a structure in which a mounting hole for a rotating shaft is provided at the center of a circular shape, and a cutting blade member or a saw tooth is provided on the outer periphery of the circular shape. It is a metal dish-shaped circular cutter equipped with a member, and the periphery of this outer periphery is formed of a conical dish bowl member, and several cut grooves are formed on the entire conical surface of the dish bowl member. The conical radial members are arranged at equal intervals, and the cutting blade members or sawtooth members provided on the outer peripheral edge of the counter ridge member are also arranged at equal intervals across the cut groove, and each has a circumferential arrangement in the conical shape. In addition, both the inner and outer side surfaces of the cone shape of the transplant blade member or the sawtooth member form the conical arc-shaped cutting blade. Thereby, first, the cutting blade to be rotated and cut can always maintain a suspended state with respect to the surface of the flat work material, and at the same time, during the rotary cutting and cutting with respect to the cutting edge width of the cutting and cutting blade, A constant clearance can be constantly maintained on both sides of the rotary blade. Next, as a rotary cutting curved blade that reasonably matches a circular arc of a required cutting circular shape of a flat work material, it is not subjected to excessive load such as galling or stagnation during rotary cutting (for example, (See Patent Document 2).
上記薄板切断加工機は、小径の円盤状の回転刃を板材に対して相対的に旋回しつつ、X,Y軸方向へ移動して板材の切断を行なうので、板材から適宜形状の製品を容易に切り抜くことができるとするものの、回転刃が断面V字状刃先部を有するものであるから、板材の切断面がV字状の斜め形状を呈し、この切断面を垂直面とする修正加工をしなければならないという問題が解決されていない。 The thin plate cutting machine moves the X- and Y-axis directions while rotating a small-diameter disk-shaped rotary blade relative to the plate material, and cuts the plate material easily. However, since the rotary blade has a V-shaped cutting edge, the cutting surface of the plate material has a V-shaped oblique shape, and correction processing is performed in which this cutting surface is a vertical surface. The problem of having to do is not solved.
また、上記曲刃カッターは、平板ワーク材の要切断円形の大小の円弧に、合理的に合致する回転切削曲刃物として、回転切削切断中にコジリ、軋み等の無理な負荷の掛らないとするものの、曲刃カッターの円錐内角度が一定・固定されたものであるから、この円錐内角度に拘束された直線及び所定曲線加工に限定される。これが為に、加工直線及び任意曲線で左右に湾曲変化するものや曲率半径が任意に連続的に変化する直線及び任意曲線加工は、不可能であるという問題点が残存している。即ち、航空機等の構造部材(主翼・尾翼・胴体等)のように、大物ワークで精密な直線及び任意曲線加工を要求される直線及び任意曲線加工には適用できない。 In addition, the above-mentioned curved blade cutter must be subjected to an excessive load such as squeezing and stagnation during the rotational cutting as a rotational cutting curved blade reasonably matching the large and small circular arcs necessary for cutting of a flat work material. However, since the in-cone angle of the curved blade cutter is fixed and fixed, it is limited to straight line and predetermined curve processing constrained by this in-cone angle. For this reason, there remains a problem that it is impossible to process a straight line and an arbitrary curve in which the processing straight line and the arbitrary curve change to the left and right, and the curvature radius arbitrarily changes continuously. That is, it cannot be applied to straight line and arbitrary curve machining that requires precise straight line and arbitrary curve machining with large workpieces, such as structural members (main wing, tail wing, fuselage, etc.) such as aircraft.
上記の他、航空機等の構造部材(主翼・尾翼・胴体等)の加工を損ねる大きな問題点が存在しており、これらの問題を早急に解決した直線及び任意曲線切断用メタルソーとその直線及び任意曲線切断装置の開発・実用化が求められている。更に、その他の合成樹脂板、金属薄板、石材、アスファルト道路等々においては、直線切断を基本技術とし切断後に直線及び任意曲線切断面とすべく、贅肉の切削・ハツリ作業・やすり作業等の工具による直線及び任意曲線切断加工を余儀なくされている。 In addition to the above, there are major problems that impair the machining of structural members such as aircraft (main wings, tail wings, fuselage, etc.). There is a need for development and practical application of curve cutting equipment. In addition, for other synthetic resin plates, metal thin plates, stones, asphalt roads, etc., use straight cutting as a basic technology, and after cutting, use straight or arbitrary curved cutting surfaces with tools such as cutting of luxury, cutting, cutting, etc. It is forced to cut straight and arbitrary curves.
本発明は、航空機の機体となる炭素繊維強化プラスチック積層板やジュラルミン板、その他合成樹脂板、金属薄板、石材、アスファルト道路等々を直線及び任意曲線切断させられる新規な丸鋸による直線及び任意曲線切断装置を提供するものである。 The present invention is a straight and arbitrary curve cutting by a novel circular saw capable of cutting a carbon fiber reinforced plastic laminated board and duralumin board, other synthetic resin boards, metal thin plates, stones, asphalt roads, etc. which are aircraft bodies. A device is provided.
上記目的を達成するべく本発明の請求項1の丸鋸による直線及び任意曲線切断装置は、主軸に着脱可能に繋がれる工具回転軸と、上記工具回転軸に嵌着されるフランジの外周に1枚の円板をその外周に加工用の刃先チップを備え左右方向に撓み可能な丸鋸と、上記丸鋸の円板の外周縁両面に突外周縁を対接して押圧すべく工具回転軸に軸方向に進退可能とした一対のコーン体と、上記一対のコーン体の一方を丸鋸の外周縁両面の片側に押圧させる弾発部材と、他方側のコーン体を可調的に押圧させる押圧駆動部材と、上記弾発部材の押圧力に対抗する押圧駆動部材の押圧力制御により一対のコーン体が丸鋸の円板を直伸姿勢と弾発部材側への撓み姿勢と押圧駆動部材側への撓み姿勢とするアンブレラ機構とを、備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a straight and arbitrary curve cutting device using a circular saw according to claim 1 of the present invention has a tool rotating shaft detachably connected to a main shaft, and an outer periphery of a flange fitted to the tool rotating shaft. A circular saw with a cutting edge tip for processing a circular disc on its outer periphery and capable of bending in the left-right direction, and a tool rotating shaft to press the outer peripheral edge of the circular saw against both sides of the outer peripheral edge A pair of cone bodies that can advance and retreat in the axial direction, a resilient member that presses one of the pair of cone bodies to one side of both outer peripheral edges of the circular saw, and a press that adjustably presses the other cone body By controlling the pressing force of the driving member and the pressing driving member that opposes the pressing force of the resilient member, the pair of cone bodies extends the circular saw disk straightly, flexed toward the resilient member, and toward the pressing drive member. And an umbrella mechanism having a flexible posture.
また、本発明の請求項2の丸鋸による直線及び任意曲線切断装置は、主軸に着脱可能に繋がれる工具回転軸と、上記工具回転軸に嵌着されるフランジの外周に複数枚の扇状板をその外周に加工用の刃先チップを備え左右方向に揺動可能な両隣隙間を設けて枢支された丸鋸と、上記丸鋸の複数枚の扇状板となる外周縁両面に突外周縁を対接して押圧すべく工具回転軸に軸方向に進退可能とした一対のコーン体と、上記一対のコーン体の一方を丸鋸の外周縁両面の片側に押圧させる弾発部材と、他方側のコーン体を可調的に押圧させる押圧駆動部材と、上記弾発部材の押圧力に対抗する押圧駆動部材の押圧力制御により一対のコーン体が丸鋸の複数枚の扇状板を直伸姿勢と弾発部材側への撓み姿勢と押圧駆動部材側への撓み姿勢とするアンブレラ機構とを、備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a linear and arbitrary curve cutting device using a circular saw, wherein a plurality of fan-shaped plates are arranged on the outer periphery of a tool rotating shaft that is detachably connected to the main shaft, and a flange that is fitted to the tool rotating shaft. A circular saw that has a cutting edge tip for processing on its outer periphery and is provided with adjacent gaps that can swing in the left-right direction, and a projecting peripheral edge on both outer peripheral edges that form a plurality of fan-shaped plates of the circular saw. A pair of cone bodies that can be moved back and forth in the axial direction with respect to the tool rotation shaft to contact and press, a resilient member that presses one of the pair of cone bodies to one side of the outer peripheral surface of the circular saw, and the other side By controlling the pressing force of the pressing drive member that presses the cone body in an adjustable manner and the pressing drive member that opposes the pressing force of the elastic member, the pair of cone bodies causes a plurality of fan-shaped plates of circular saws to be stretched straight and Umbrella having a bending posture toward the emitting member side and a bending posture toward the pressing drive member side And structure, characterized by comprising.
また、本発明の請求項3による丸鋸による直線及び任意曲線切断装置は、請求項1または2記載の丸鋸による直線及び任意曲線切断装置において、上記丸鋸は、1枚の円板または複数枚の扇状板を撓み可能なバネ鋼としたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a straight and arbitrary curve cutting device using a circular saw according to claim 1, wherein the circular saw includes one disc or a plurality of circular saws. It is characterized in that the fan-shaped plate is made of spring steel that can be bent.
また、本発明の請求項4による丸鋸による直線及び任意曲線切断装置は、請求項1または2記載の丸鋸による直線及び任意曲線切断装置において、上記丸鋸は、1枚の円板または複数枚の扇状板を撓み可能な樹脂材としたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a straight and arbitrary curve cutting device using a circular saw according to
本発明の請求項5による丸鋸による直線及び任意曲線切断装置は、請求項1または2記載の丸鋸による直線及び任意曲線切断装置において、上記押圧駆動部材は、進退動する押体の先端に設けたローラーを丸鋸と一体回転するコーン体に転がり押圧させた構成とすることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a straight and arbitrary curve cutting device using a circular saw according to
本発明の請求項6の丸鋸による直線及び任意曲線切断装置は、請求項1記載の丸鋸による直線及び任意曲線切断装において、上記丸鋸の1枚の円板の外周縁両面に、外部から供給される潤滑冷却液又は気体を自己圧と遠心力で外縁周に放射状噴出し、加工点を直接潤滑冷却することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a linear and arbitrary curve cutting device using a circular saw according to the first aspect of the present invention. The lubricating cooling liquid or gas supplied from the nozzle is ejected radially around the outer edge by self-pressure and centrifugal force, and the machining point is directly lubricated and cooled.
本発明の請求項7の丸鋸による直線及び任意曲線切断装置は、請求項2記載の丸鋸による直線及び任意曲線切断装において、上記丸鋸の複数枚の扇状板の両隣隙間に、外部から供給される潤滑冷却液又は気体を自己圧と遠心力で外縁周に放射状噴出し、加工点を直接潤滑冷却することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a linear and arbitrary curve cutting device using a circular saw according to
本発明の請求項1と2による丸鋸による直線及び任意曲線切断装置の作用は、上記丸鋸をこの回転軸芯方向となる左右側面への弾発部材と押圧駆動部材との押動力のバランスの変化となる外力により同転軸芯の左右方向へ撓み制御を可能としたから、丸鋸がこの左右側面に対して均等にバランスした直伸状態にある時は、炭素繊維強化プラスチック積層板やジュラルミン板、その他の合成樹脂板、金属薄板、石材、アスファルト道路等々の板材・素材に対して、丸鋸の直線切断が可能となる。また、丸鋸がこの左側面に対して湾曲した撓み姿勢にある時は、板材・素材に対する丸鋸の断面形状に倣った左側面方向への直線及び任意曲線切断が可能となる。そして、丸鋸がこの右側面に対して湾曲した撓み姿勢にある時は、板材・素材に対する丸鋸の断面形状に倣った右側面方向への直線及び任意曲線切断が可能となる。 According to the first and second aspects of the present invention, the operation of the linear and arbitrary curve cutting device using the circular saw is achieved by balancing the pressing force of the elastic member and the pressing drive member on the left and right side surfaces of the circular saw in the direction of the rotational axis. Because the external force that changes the direction of the axis of rotation of the same axis makes it possible to control the bending of the axis of rotation, when the circular saw is in a straight stretched state that is evenly balanced with respect to the left and right sides, a carbon fiber reinforced plastic laminate or duralumin Circular saws can be linearly cut from plates, other synthetic resin plates, thin metal plates, stones, asphalt roads, and other plate materials and materials. Further, when the circular saw is in a bending posture curved with respect to the left side surface, it is possible to cut straight lines and arbitrary curves in the direction of the left side surface following the cross-sectional shape of the circular saw with respect to the plate material / material. When the circular saw is in a bending posture curved with respect to the right side surface, straight and arbitrary curve cutting in the right side surface direction following the cross-sectional shape of the circular saw with respect to the plate material / material can be performed.
本発明の請求項3と4による丸鋸による直線及び任意曲線切断装置の作用は、上記丸鋸は、撓み可能なバネ鋼又は樹脂材であるから、丸鋸の左右側面への撓み量や直伸性に優れているので、板材・素材に対する丸鋸による左右方向の任意な直線及び任意曲線切断や直線切断が正確に行われる。 According to the third and fourth aspects of the present invention, since the circular saw is a spring steel or a resin material that can be bent, the bending amount and the straight extension of the circular saw to the left and right side surfaces are as follows. Since it is excellent in performance, arbitrary straight and arbitrary curve cutting and straight cutting in the left and right direction by a circular saw with respect to the plate material and the raw material are accurately performed.
本発明の請求項5による丸鋸による直線及び任意曲線切断装置の作用は、押圧駆動部材は、進退動する押体の先端に設けたローラーを丸鋸と一体回転するコーン体の側面に転がり押圧させているから、押圧駆動部材のローラーが丸鋸と一体回転するコーン体の側面に低抵抗(低摩擦)で転がりながら押圧回転して丸鋸を変形制御させられる。 According to the fifth aspect of the present invention, the operation of the straight and arbitrary curve cutting device using the circular saw is such that the pressing drive member rolls and presses the roller provided at the tip of the pressing body that moves forward and backward to the side surface of the cone body that rotates integrally with the circular saw. Therefore, the circular saw can be deformed and controlled by pressing and rotating while the roller of the pressing drive member rolls with low resistance (low friction) on the side surface of the cone body that rotates integrally with the circular saw.
本発明の請求項6と7による丸鋸による直線及び任意曲線切断装置の作用は、上記丸鋸に対して、外部から供給される潤滑冷却液又は気体を自己圧と遠心力で外縁周に放射状噴出し加工点を直接潤滑冷却するから、ワーク材に対する切断抵抗・切断摩擦が低減しチップの発熱や摩耗を抑えた円滑な切断作用が維持される。 According to the sixth and seventh aspects of the present invention, the operation of the linear and arbitrary curve cutting device by the circular saw is such that the lubricating coolant or gas supplied from the outside is radially radiated around the outer edge by self-pressure and centrifugal force. Since the jetting point is directly lubricated and cooled, the cutting resistance and cutting friction against the workpiece material are reduced, and the smooth cutting action with reduced chip heat generation and wear is maintained.
本発明の丸鋸による直線及び任意曲線切断装置によると、丸鋸をこの回転軸芯方向となる左右側面への外力により回転軸芯方向へ撓み可能としたから、丸鋸がこの左右側面に対して均等にバランスした直伸状態では、丸鋸の直線切断ができる。丸鋸がこの左側面に対して湾曲した撓み姿勢では、板材・素材に対する丸鋸の断面形状に倣った左側面方向への直線及び任意曲線切断ができる。そして、丸鋸がこの右側面に対して湾曲した撓み姿勢では、板材・素材に対する丸鋸の断面形状に倣った右側面方向への直線及び任意曲線切断が正確にできる。 According to the straight and arbitrary curve cutting device using the circular saw of the present invention, the circular saw can be bent in the direction of the rotation axis by the external force on the left and right sides in the direction of the rotation axis. In a straight stretch state that is evenly balanced, a circular saw can be cut straight. In the bending posture in which the circular saw is curved with respect to the left side surface, straight and arbitrary curve cutting in the left side direction following the cross-sectional shape of the circular saw with respect to the plate material / material can be performed. In the bending posture in which the circular saw is curved with respect to the right side surface, straight line and arbitrary curve cutting in the right side surface direction following the cross-sectional shape of the circular saw with respect to the plate material / material can be accurately performed.
上記丸鋸は、撓み可能なバネ鋼又は樹脂材としたから、丸鋸の左右側面への撓み量や直伸性に優れ、板材に対する丸鋸による左右方向の任意な直線及び任意曲線切断や直線切断がより一層正確にできる。 Since the above circular saw is made of spring steel or resin material that can be bent, it is excellent in the amount of bending and straight extension to the left and right sides of the circular saw, and arbitrary straight and arbitrary curve cutting and straight cutting by the circular saw with respect to the plate material Can be made even more accurate.
上記押圧駆動部材は、進退動する押体の先端に設けた低抵抗に転がるローラーを丸鋸と一体回転するコーン体の側面に押圧させたから、押圧駆動部材のローラーが丸鋸と一体回転するコーン体の側面に低抵抗(低摩擦)で転がりながら押圧回転して丸鋸を変形制御でき、この部分の発熱摩耗を飛躍的に低減できる。 The pressing drive member presses a roller that rolls at a low resistance provided at the tip of a push body that moves forward and backward against the side surface of the cone body that rotates integrally with the circular saw, so that the roller of the press drive member rotates integrally with the circular saw. The circular saw can be deformed and controlled by pressing and rotating while rolling on the side surface of the body with low resistance (low friction), and the heat generation and wear of this part can be drastically reduced.
上記丸鋸に対して、外部から供給される潤滑冷却液又は気体を自己圧と遠心力で外縁周に放射状噴出し加工点を直接潤滑冷却するから、ワーク材に対する切断抵抗・切断摩擦が低減でき、チップの発熱や摩耗を抑えた円滑な切断作用が維持できる。 Lubricating coolant or gas supplied from the outside is lubricated and cooled directly to the outer periphery by self-pressure and centrifugal force against the above circular saw, so cutting resistance and cutting friction against workpiece materials can be reduced. Smooth cutting action with reduced chip heat generation and wear can be maintained.
以下、図1乃至図8を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の第1の実施の形態は、図1〜図3に示す丸鋸による直線及び任意曲線切断装置100である。工作機械の主軸1にテーパー部2Aで繋がれる工具回転軸2は、コ型形状の枠体5の左右片枠5A,5Bに軸受B1,B2で回転自在に支持されている。上記工具回転軸2に丸鋸6を嵌め、このフランジとなる中心孔6Aを嵌着させている。上記丸鋸6の両面外周縁6B,6Cに一対のコーン体8,9がその突外周縁8A,9Aを対接させ、工具回転軸2に一体回転するように嵌められている。上記丸鋸は、撓み可能なバネ鋼、または、撓み可能な樹脂材である。そして、一対のコーン体8,9を両側から軸方向に進退可能に丸鋸6の両面外周縁6B,6Cに押圧させている。 1st Embodiment of this invention is the linear and arbitrary
その構成は、上記一対のコーン体8,9の一方のコーン体8の背面中心部をコイル状の弾発部材10で丸鋸6の両面外周縁における片側6Bと片枠5Aとの間の工具回転軸2に縮入して押圧させるとともに、他方側のコーン体9を押圧駆動部材20により可調的に押圧させている。上記押圧駆動部材20は、外周縁6Cと片枠5Bとの間の工具回転軸2に嵌合させた押板21と、この押板21を油圧叉は空圧叉は電動(モータによりネジ棒を回転)で駆動される進退駆動部(図示はピストン22とシリンダ23からなる)24に繋がれている。即ち、ピストン22の先端に付設したローラーRが押板21の外周縁面21Aに押圧されていて、工具回転軸2の回転に伴って一体回転する押板21の外周縁面21A上を転動する。上記ローラーRは、ピストン22の先端に架絡させたピン22Aに対して低抵抗、即ち、摩擦抵抗(低トルクで回転可能)の元に回転自在に支持されている。しかして、高速回転する丸鋸6・コーン体9と押板21の外周縁面21Aに対してローラーRが低抵抗即ち摩擦抵抗(低トルクで回転可能)の元に回転可能に構成されている。なお、丸鋸6、一対のコーン体8,9、弾発部材10も工具回転軸2と一体回転する。 The configuration is such that a tool between one
しかして、丸鋸6と一対のコーン体8,9間には、弾発部材10及びコーン体9と押圧駆動部材20とからなるアンブレラ機構AKを構成し、上記進退駆動部24において、ピストン22の進退動により、押板21を工具回転軸2上でコーン体9を弾発部材10の弾発力Fに対抗する押圧力F0で図2と図3に示すように進退させる。即ち、図1は、上記押圧駆動部材の押圧力F0の制御により弾発力F=押圧力F0の状態を示し、一対のコーン体8,9が丸鋸6及び外周刃部(加工用の刃先チップ)6Dを直伸姿勢とする。また、図2は弾発力F>押圧力F0の状態を示し、一対のコーン体が丸鋸を右側撓み姿勢に規制される。また、図3は、弾発力F<押圧力F0の状態を示し、一対のコーン体が丸鋸を左側撓み姿勢に規制される。 Thus, between the
本発明の第1の実施の形態となる丸鋸による直線及び任意曲線切断装置100は、上記構成からなり、図4のように作用する。先ず、丸鋸6とコーン体8,9間には、アンブレラ機構AKを備えており、上記進退駆動部24において、上記押圧駆動部材20の押圧力F0の制御により弾発力F=押圧力F0の状態とすると、一対のコーン体が丸鋸を直伸姿勢とし、板材Pに対して丸鋸6は直線切断(直線加工)aを行なう。また、上記進退駆動部24において、上記押圧駆動部材20の押圧力F0の制御により弾発力弾発力F押圧力>F0の状態とすると、一対のコーン体が丸鋸を右側撓み姿勢とし、板材Pに対して丸鋸6は右直線及び任意曲線切断(右直線及び任意曲線加工)bを行なう。また、上記進退駆動部24において、上記押圧駆動部材20の押圧力F0の制御により弾発力弾発力F<押圧力F0の状態とすると、一対のコーン体が丸鋸を左側撓み姿勢とし、板材Pに対して丸鋸6は左直線及び任意曲線切断(左直線及び任意曲線加工)cを行なう。 The straight and arbitrary
更に、上記丸鋸6は、撓み可能なバネ鋼又は樹脂材としたから、丸鋸の左右側面への撓み量や直伸性に優れているので、板材Pに対する丸鋸6による左右方向の任意な直線及び任意曲線切断b,cや直線切断aが正確に行われる。また、押圧駆動部材20は、進退動するピストン22の先端に設けたローラーRを丸鋸6と一体回転するコーン体9の側面を押す押板21を押圧させているから、押圧駆動部材のローラーが丸鋸と一体回転するコーン体9を押す押板21の側面に低抵抗(低摩擦)で転がりながら押圧回転して丸鋸を変形制御させられる。 Furthermore, since the
本発明の第1の実施形態となる丸鋸による直線及び任意曲線切断装置100によれば、下記の効果が奏せられる。
本発明の丸鋸による直線及び任意曲線切断装置100によると、丸鋸6をこの回転軸芯方向となる左右側面への外力により回転軸芯方向へ撓み可能としたから、丸鋸がこの左右側面に対して均等にバランスした直伸状態では、丸鋸6が直線切断できる。丸鋸がこの左側面に対して湾曲した撓み姿勢では、板材・素材Pに対する丸鋸の断面形状に倣った左側面方向への直線及び任意曲線切断ができる。また、丸鋸がこの右側面に対して湾曲した撓み姿勢では、板材・素材に対する丸鋸の断面形状に倣った右側面方向への直線及び任意曲線切断ができる。According to the linear and arbitrary
According to the straight and arbitrary
上記丸鋸6は、撓み可能なバネ鋼又は樹脂材としたから、丸鋸の左右側面への撓み量や直伸性に優れ、板材に対する丸鋸による左右方向の任意な任意曲線切断b,cや直線切断aがより一層正確にできる。 Since the
上記押圧駆動部材20は、進退動するピストン22の先端に設けた低抵抗に転がるローラーRを丸鋸6と一体回転するコーン体9の側面を押す押板21を押圧させたから、押圧駆動部材のローラーが丸鋸と一体回転するコーン体の側面を押す押板21に低抵抗(低摩擦)で転がり押圧回転して丸鋸を変形制御でき、この部分の発熱摩耗を飛躍的に低減できる。 The
本発明の丸鋸6による直線及び任意曲線切断装置100は、上記実施の形態における構成に限定されず、その発明の要旨内での設計変更が自由にできる。図5に示すように、本発明の第2の実施の形態の丸鋸60による直線及び任意曲線切断装置200を示す。その構成は、主軸1に着脱可能に繋がれる工具回転軸2と、上記工具回転軸に嵌着されるフランジ60Aの外周に複数枚の扇状板60B・・・をその外周に加工用の刃先チップCPを備え左右方向に揺動可能な両隣隙間Xを設けてヒンジHで枢支された丸鋸60とを主体とする。上記丸鋸60の複数枚の扇状板扇状板60Bとなる外周縁両面60C,60Dを姿勢制御するには、一対のコーン体8,9の突外周縁8A,9Aを対接すべく工具回転軸2に軸方向に進退可能に押圧させ、上記一対のコーン体の一方の突外周縁8Aを弾発部材10で丸鋸60の外周縁両面の片側60Cに押圧力Fで押圧させるとともに、他方側のコーン体9を押圧駆動部材20により外周縁両面の片側60Dに上記第1の実施例と同様の構成で造られる押圧力F0により可調的に押圧する。即ち、上記押圧駆動部材による押圧力F0の制御により一対のコーン体8,9が丸鋸60の複数枚の扇状板60Bを直伸姿勢(F=F0)と弾発部材側への撓み姿勢(F<F0)と押圧駆動部材側への撓み姿勢(F>F0)とするアンブレラ機構AKを備えたものである。その他の構成は、同一符号を附して説明を省略する。 The straight and arbitrary
上記丸鋸60による直線及び任意曲線切断装置200の作用は、図6に示すように、上記丸鋸60をこの回転軸芯方向となる左右側面への弾発部材10と押圧駆動部材20との押動力のバランスの変化となる外力により回転軸芯の左右方向へ撓み制御を可能としたから、丸鋸がこの左右側面に対して均等にバランスした直伸状態(F=F0)にある時は、炭素繊維強化プラスチック積層板やジュラルミン板、その他の合成樹脂板、金属薄板、石材、アスファルト道路等々の板材・素材Pに対して、丸鋸60の直線切断aが可能となる。また、丸鋸60がこの左側面に対して湾曲した撓み姿勢(F<F0)にある時は、板材・素材Pに対する丸鋸60の断面形状に倣った左側面方向への直線及び任意曲線切断cが可能となる。そして、丸鋸がこの右側面に対して湾曲した撓み姿勢(F>F0)にある時は、板材・素材Pに対する丸鋸の断面形状に倣った右側面方向への直線及び任意曲線切断bは可能となる。 The operation of the straight and arbitrary
本発明の丸鋸による直線及び任意曲線切断装置200によると、丸鋸60をこの回転軸芯方向となる左右側面への外力により回転軸芯方向へ複数枚の扇状板扇状板60Bとなる外周縁両面60C,60Dを左右へ撓み可能としたから、丸鋸がこの左右側面に対して均等にバランスした直伸状態では、丸鋸の直線切断aできる。丸鋸がこの左側面に対して湾曲した撓み姿勢では、板材・素材Pに対する丸鋸の断面形状に倣った左側面方向への直線及び任意曲線切断cができる。また、丸鋸がこの右側面に対して湾曲した撓み姿勢では、板材・素材に対する丸鋸の断面形状に倣った右側面方向への直線及び任意曲線切断bができる。また、丸鋸は、フランジ60Aと複数枚の扇状板扇状板60Bとなる外周縁両面60C,60Dとその外周に加工刃先チップCを備え左右方向に揺動可能な両隣隙間Xを設けてヒンジHで枢支されているから、大きく湾曲した撓み姿勢となり、曲率半径の小さな大きくカーブした直線及び任意曲線切断が得意とする。 According to the straight and arbitrary
その他の作用効果は、上記第1の実施形態となる丸鋸による直線及び任意曲線切断装置100と同一のものが発揮される。 Other functions and effects are the same as those of the straight and arbitrary
上記丸鋸による直線及び任意曲線切断装置100において、図7に示すように、丸鋸6の1枚の円板の外周縁両面6B,6Cに、外部に設置したノズルNから供給される潤滑冷却液E又は気体Kを加工点K0に直接潤滑冷却する。叉は、工具回転軸2内を貫く通孔hからフランジとなる中心孔6Aから突出するノズルN1から自己圧と遠心力で外周縁両面6B,6Cに潤滑冷却液E又は気体Kを放射状に噴出し、加工点K0を直接潤滑冷却する。 In the linear and arbitrary
また、上記丸鋸による直線及び任意曲線切断装置200において、図8に示すように、丸鋸60の複数枚の扇状板60Bの両隣隙間Xに、外部に設置したノズルNから供給される潤滑冷却液E又は気体Kを加工点K0に直接潤滑冷却する。叉は、工具回転軸2内を貫く通孔hからフランジとなる中心孔6Aから突出するノズルN1から自己圧と遠心力で外周縁両面6B,6Cに潤滑冷却液E又は気体Kを放射状に噴出し、加工点K0を直接潤滑冷却する。 Further, in the linear and arbitrary
しかして、上記丸鋸6,60に対して、外部から加工点K0に潤滑冷却液E又は気体Kを供給して直接潤滑冷却するか。叉は、潤滑冷却液E又は気体Kを自己圧と遠心力で外縁周に放射状噴出し加工点K0を直接潤滑冷却するから、ワーク材Pに対する切断抵抗・切断摩擦が低減でき、加工用の刃先チップの発熱や摩耗を抑えた円滑な切断作用が維持できる。 Therefore, is the lubricating cooling liquid E or the gas K supplied to the machining point K0 from the outside to the
本発明は、その対象物を航空機の機体となる炭素繊維強化プラスチック積層板やジュラルミン板、その他合成樹脂板、金属薄板、石材、アスファルト道路等々の被加工物を対象とした実施例で説明したものであるが、様々な製品装置における板状・素材の被加工物を対象としての適用が可能である。 The present invention has been described in the embodiments targeting the workpieces such as carbon fiber reinforced plastic laminates, duralumin plates, other synthetic resin plates, metal sheets, stones, asphalt roads, etc. However, it can be applied to plate-like / material workpieces in various product devices.
1 主軸
2 工具回転軸
2A テーパー部
5 枠体
5A,5B 左右片枠
6 丸鋸
6A 中心孔(フランジ)
6B,6C 両面外周縁
6D 外周刃部
8,9 コーン体
8A,9A 突外周縁
10 弾発部材
20 押圧駆動部材
21 押板
21A 外周縁面
24 進退駆動部
22 ピストン
23 シリンダ
60 丸鋸
60A フランジ
60B 扇状板
60C,60D 外周縁両面
60D 外周刃部
a 直線切断
b 右への任意曲線切断
c 左への任意曲線切断
AK アンブレラ機構
B1,B2 軸受
CP 加工刃先チップ
F0 押圧力
F 弾発力
E 潤滑冷却液
K 気体
K0 加工点
N ノズル
N1 ノズル
H ヒンジ
h 通孔
R ローラー
100 丸鋸による直線及び任意曲線切断装置
200 丸鋸による直線及び任意曲線切断装置1
6B, 6C Double-sided outer
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