JP2017170565A

JP2017170565A - 長孔のバリ取り装置及びこれを用いたバリ取り方法

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Publication number: JP2017170565A
Application number: JP2016059263A
Authority: JP
Inventors: 伸宜渡邉; Nobuyasu Watanabe
Original assignee: Wakabayashi Ind Co Ltd; Wakabayashi Industries Co Ltd
Current assignee: Wakabayashi Ind Co Ltd; Wakabayashi Industries Co Ltd
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2036-03-23
Also published as: JP6664246B2

Abstract

【課題】パイプ軸方向に長い長孔の形成によってパイプ内側にできるバリの除去をスピーディに処理してランニングコストを安くできる長孔のバリ取り装置及びこれを用いたバリ取り方法を提供する。【解決手段】一端側にシャンク部3を有し、他端側に長孔12の短手孔幅12SWよりも最大長手幅5LWが大きく且つ最大短手幅5SWが小さい扁平状刃部5を有する刃具2と、ＮＣ複合加工機Mに装備され、刃具2を先端部に取着した二次加工用回転軸71が位置決め設定した定位置に回転停止するよう定位置停止制御する姿勢制御手段CRと、を具備し、且つ姿勢制御手段CRで定位置に回転停止した二次加工用回転軸71が進出することにより、刃部5が長孔12を潜ってパイプ工作物1のパイプ内10に収まると共に、二次加工用回転軸71の回転により刃部5を該パイプ内10で回転できる大きさにした。【選択図】図１

Description

本発明はパイプ工作物の側面に形成されたパイプ軸方向に長い長孔で、そのパイプ内側のバリを除去する長孔のバリ取り装置及びこれを用いたバリ取り方法に関する。

機械加工で、パイプ工作物の側面にドリル等でパイプ内へ貫通する孔を開けた場合、孔のパイプ内側にバリが発生する。斯かる場合、外側面上に発生するバリと違って除去が難しい。とりわけパイプ軸方向に長い長孔になると一層難しくなる。こうしたなか、パイプ工作物にできるバリの除去装置とこれを用いたバリ取り方法が提案されている（例えば特許文献１,２）。

実開平１−「１５５１０７号公報特開２０１５−１１２６９０号公報

しかるに、特許文献１の発明は工具（本発明でいう刃具）に先端から胴部にかけてすり割り部を形成しているため、強度的に弱い。量産性に劣る問題を抱える。
特許文献２の発明は、パイプ材（本発明の「パイプ工作物」）の孔よりも外径が小さく形成されたバリ取り工具を、パイプ材の孔の内面に、切削層を線接触させながら、パイプ材の孔の内周面に沿って相対偏心回転させるため、バリの取り残し部分ができる傾向にある。図１２のようにバリ取り工具ＢＬが回転するが、同図で長孔１２の上側に在るバリＢＲを除去できても、下側に在るバリＢＲはバリ取り工具ＢＬの回転力を長孔１２側に傾倒して身をかわす。該バリＢＲの一部を取り除くことができても、最終的に取り残し部分ＲＥができ易い問題がある。
一方、手作業で行うことも考えられるが、作業工数が増え、高コストになってしまう。また、品質がばらつく虞がある。

本発明は、上記問題点を解決するもので、パイプ軸方向に長い長孔の形成によってパイプ内側にできるバリの除去について、バリの取り残しがなくその除去精度が高く、且つ刃具が強度的に強く、しかもスピーディに処理してランニングコストを安くできる長孔のバリ取り装置及びこれを用いたバリ取り方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明の要旨は、パイプ工作物の側面に形成されたパイプ軸方向に長い長孔のパイプ内側バリを除去する長孔のバリ取り装置であって、一端側にシャンク部を有し、他端側に前記長孔の短手孔幅よりも最大長手幅が大きく且つ最大短手幅が小さい扁平状刃部を有する刃具と、ＮＣ複合加工機に装備され、該刃具を先端部に取着した二次加工用回転軸が位置決め設定した定位置に回転停止するよう定位置停止制御する姿勢制御手段と、を具備し、且つ該姿勢制御手段で定位置に回転停止した前記二次加工用回転軸が進出することにより、前記刃部が前記長孔を潜ってパイプ工作物のパイプ内に収まると共に、該二次加工用回転軸の回転により該刃部を該パイプ内で回転できる大きさにしたことを特徴とする長孔のバリ取り装置にある。請求項２の発明たる長孔のバリ取り装置は、請求項１で、シャンク部から括れ部を介して前記刃部が延在し、さらに前記刃部に係る前記最大長手幅の部位を通る該刃部の縦断面形状の長手幅を、先端に向けて又は前記括れ部に向けて先細りに狭めていき、且つその先端幅が前記長孔の短手孔幅よりも小さくなって長孔に入り込む挿入域を形成したことを特徴とする。請求項３の発明たる長孔のバリ取り装置は、請求項２で、二次加工用回転軸の先端面にマークが印され、且つ前記刃具の前記シャンク部に前記マークと取付け位置合わせ用の目印が設けられたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明の要旨は、パイプ工作物の側面に形成されたパイプ軸方向に長い長孔のパイプ内側バリを除去する長孔のバリ取り方法であって、一端側にシャンク部を有し、他端側に前記長孔の短手孔幅よりも最大長手幅が大きく且つ最大短手幅が小さい扁平状刃部を有する刃具と、ＮＣ複合加工機に装備され、該刃具を先端部に取着した二次加工用回転軸が位置決め設定した定位置に回転停止するよう定位置停止制御する姿勢制御手段と、を具備し、且つ該姿勢制御手段で定位置に回転停止した前記二次加工用回転軸が進出することにより、前記刃部が前記長孔を潜ってパイプ工作物のパイプ内に収まると共に、該二次加工用回転軸の回転により該刃部を該パイプ内で回転できる大きさにした長孔のバリ取り装置を用いて、前記長孔を前記二次加工用回転軸側に配して、前記パイプ工作物を取着する主軸用回転軸を回転停止させた後、前記姿勢制御手段により前記長孔に前記刃部を対向させ、前記長孔の短手孔幅内に前記刃部の最大短手幅の部分が配される定位置に、前記二次加工用回転軸を回転停止させ、次に、前記二次加工用回転軸を進出させ、前記刃部に前記長孔を潜らせ前記パイプ工作物のパイプ内に該刃部を配設し、しかる後、前記二次加工用回転軸を回転させ、さらに前記パイプ工作物に係る長孔のパイプ内側縁に前記刃部を当てて、前記長孔のパイプ内側バリを除去することを特徴とする長孔のバリ取り方法にある。請求項５の発明たる長孔のバリ取り方法は、請求項４で、シャンク部から括れ部を介して前記刃部が延在し、さらに前記刃部に係る前記最大長手幅の部位を通る該刃部の縦断面形状の長手幅を先端に向けて又は前記括れ部に向けて先細りに狭めていき、且つその先端幅が前記長孔の短手孔幅よりも小さくなって長孔に入り込む挿入域を形成したことを特徴とする。

本発明の長孔のバリ取り装置及びこれを用いたバリ取り方法は、例えば一時加工や二次加工を終えたパイプ工作物に対し、ＮＣ複合加工機のコンピュータ制御が該パイプ工作物の位置認識を記憶しているその状態のままで、次の刃物たる刃具に移し替えて長孔のバリ取りを行うことができるので、バリを綺麗に除去する精確さ,品質安定が確保される。しかも、加工時間が短縮化され、ランニングコストが安く、また、刃具が頑丈で長寿命維持でき、さらにバリ取り作業プログラムを追加するだけの作業の簡易さによって、作業者に熟練を要せず、熟練工でなくても一般加工作業者でできる容易さなど多大な効を奏する。

本発明の長孔のバリ取り装置及びこれを用いたバリ取り方法の一形態で、その装置の要部概略斜視図である。（イ）がパイプ工作物の長孔部位における横断面図で、（ロ）がパイプ工作物の縦断面図である。図２（イ）に示すパイプ工作物の長孔に対し、姿勢制御手段により刃部を対向させて刃具を定位置停止した説明断面図である。図３のIV-IV線矢視の要部説明図である。図３の後、二次加工用回転軸を進出させ、パイプ工作物のパイプ内に刃部を配設した説明断面図である。図５の後、二次加工用回転軸の回転で、刃部の最大長手幅がパイプ工作物の横断面に現れた時の説明断面図である。図６の後、パイプ工作物に係る長孔のパイプ内側縁に刃具を当てて長孔のパイプ内側バリを除去する様子の説明断面図である。二次加工用回転軸の先端部に刃具が取着される状態の部分拡大図で、（イ）が要部右側面図、（ロ）が要部正面図である。図４に代わる他態様の刃部の説明断面図である。図３に対応する別態様の刃部周りの説明断面図である。図６に対応する別態様の刃部周りの説明断面図である。従来技術の説明図である。

以下、本発明に係る長孔のバリ取り装置及びこれを用いたバリ取り方法について詳述する。図１〜図１１は本発明の長孔のバリ取り装置及びこれを用いたバリ取り方法の一形態で、図１はその装置の要部概略斜視図、図２は（イ）がパイプ工作物の長孔部位における横断面図で、（ロ）がパイプ工作物の縦断面図、図３は図２（イ）に示すパイプ工作物の長孔に対し、刃部を対向させて刃具を定位置停止した説明断面図、図４は図３のIV-IV線矢視図、図５は図３の後、パイプ工作物のパイプ内に刃部を配設した説明断面図、図６は図５の後、二次加工用回転軸の回転で、刃部の最大長手幅がパイプ工作物の横断面に現れた時の説明断面図、図７は図６の後、パイプ工作物に係る長孔のパイプ内側縁に刃具を当てて長孔のパイプ内側バリを除去する様子の説明断面図、図８は二次加工用回転軸の先端部に刃具が取着される状態の部分拡大図で、（イ）が要部右側面図、（ロ）が要部正面図である。図９は図４に代わる他態様の刃部の説明断面図、図１０,図１１は図１〜図８に代わる別態様の刃部を示す。尚、図面を判り易くするため、各図を簡略図示し、図２〜図７で、図２以外は刃部５に近い側の長孔にできるバリＢＲの図示を省き、図１１,図１２は刃部５から遠い側の長孔１２にできるバリＢＲの図示を省く。また本発明に直接関係しない機器,部品等は省略する。

（１）長孔のバリ取り装置
本発明はパイプ工作物１の側面１１に形成されたパイプ軸方向に長い長孔１２のパイプ内側バリＢＲ（図２のイ）を除去する長孔１２のバリ取り装置である。金属製パイプ工作物１の側面１１に形成されたパイプ軸方向に長い長孔１２の周縁で、そのパイプ内側に発生するバリの除去装置である。
長孔１２のバリ取り装置Ａは、刃具２と、ＮＣ複合加工機Ｍに装備され、二次加工用回転軸７１の回転停止位置を位置決め制御する姿勢制御手段ＣＲと、を具備する（図１）。

刃具２は一端側にシャンク部３を有し、他端側に刃部４を有する加工刃具である（図３）。詳しくは、シャンク部３と括れ部４と刃部５とを備える刃具とする（図３）。ここでの刃具２は、二次加工用回転軸７１にシャンク部３を取付けて回転させ、刃部５でパイプ工作物１を直接加工する図７ごとくの切削工具になっている。刃具２は、シャンク部３から括れ部４を介して、図４のように長孔１２の短手孔幅１２ＳＷよりも最大長手幅５ＬＷが大きく且つ該短手孔幅１２ＳＷよりも最大短手幅５ＳＷが小さい扁平状刃部５が延在する。刃部５の最大長手幅５ＬＷを形成する図６の外形面に対し、刃部５の最大短手幅５ＳＷを形成する図５の外形面が直交する。長孔１２の短手孔幅１２ＳＷよりも最大短手幅５ＳＷが小さい扁平状刃部５にすることによって、長孔１２に刃部５をうまく対向させれば、該刃部５に長孔１２を潜らせることができる（図３〜図５）。長孔１２の短手孔幅１２ＳＷよりも扁平状刃部５の最大長手幅５ＬＷを大きくすることによって、長孔１２を潜ってパイプ工作物１のパイプ内１０に収まった刃部５を、長孔１２の短手孔幅１２ＳＷを形成するパイプ内側両縁１２１,１２１に同時に当てることが可能であり（図７）、長孔１２のバリ取りを円滑に進めることができる。尚、パイプ工作物１に設けられた本発明でいう長孔１２には、パイプ工作物１の端面からその側面１１へ向けＵ字状に切り欠いて、長孔１２の一部が開口するＵ字状溝も含むものとする。文字通りの図２に示す長孔１２の場合と同様の作用,効果が得られるからである。

本実施形態は、さらに図６のごとく刃部５に係る最大長手幅５ＬＷの部位を通る刃部５の縦断面形状の長手幅を先端に向けて先細りに狭める。且つ、先細りにした部分５１の先端幅５１Ｗが長孔１２の短手孔幅１２ＳＷよりも小さくなって長孔１２に入り込む挿入域５１０を形成する刃部５になっている。最大長手幅５ＬＷの部位を通る刃部５の縦断面形状は、図６に示す刃部５の外形形状と同じである。斯かる構成により、図６の状態から図７のように刃部５の挿入域５１０をパイプ内１０から長孔１２側へ突き出して、パイプ工作物１に係る長孔１２に係る短手孔幅１２ＳＷを形成する双方のパイプ内側縁１２１に刃部５をより確実に当てることができる。少なくとも先細り部分５１の両側縁に切刃５５が設けられており、刃具２のシャンク部３を取着した二次加工用回転軸７１の回転によって、長孔１２のパイプ内側縁１２１に在るバリＢＲを容易に除去できるようになっている。

姿勢制御手段ＣＲは、ＮＣ複合加工機Ｍに装備され、二次加工用回転軸７１の回転停止位置を位置決め制御するものである。刃具２を先端部に取着した二次加工用回転軸７１が、位置決め設定した定位置に回転停止する定位置停止制御が行われる。ＮＣ複合加工機Ｍは、主軸用回転軸８１に取着したパイプ素材を回転させて、例えばその先端の端面を削って端面処理１９等の一次加工を行った後、主軸用回転軸８１の回転を止めて、図２のごとくパイプ素材先端部のパイプ工作物側面１１に、二次加工用回転軸７１に取着したエンドミル等による二次加工で長孔１２を形成できるＮＣ複合自動機である。主軸用回転軸８１を回してパイプ工作物１を加工する一次加工や、主軸用回転軸８１を止めて二次加工用回転軸７１を回してパイプ工作物１を加工する二次加工ができるＮＣ複合自動旋盤等のＮＣ工作機械である。パイプ工作物１の所定側面１１に対し、直角方向にドリル加工で孔開けした後、この孔を利用してエンドミル加工で長孔１２が形成される。ここでは、パイプ工作物１の一方の側面１１に長孔１２を形成した後、主軸用回転軸８１を１８０°回転させて、パイプ工作物１の他方の側面１１にも長孔１２を形成している。

従来、主軸ユニット８側の一次加工用回転軸（主軸用回転軸８１）には、工具交換時に、主軸キー位相を交換可能な方向に合わせる主軸オリエンテーション機能を有するものが存在するが、二次加工ユニット７の二次加工用回転軸７１ではその回転停止位置について、位置決め設定した定位置に回転停止させるような定位置停止制御するものは存在しない。
例えば、パイプ素材を主軸ユニット８に取付け、図１のごとく主軸用回転軸８１からＺ軸方向に該パイプ素材を繰り出して一次加工の端面処理１９が施されたパイプ工作物１に対し、二次加工用回転軸７１に取着したドリルやエンドミルがＺ軸と直交するＸ軸方向に進出して長孔１２を開けて後退した後、主軸側の位置決め制御手段（主軸オリエンテーション）によって、主軸用回転軸８１を１８０°回転させて停止させ、パイプ工作物１の他方の側面１１にも長孔１２を形成することはできる。
しかし、従来の二次加工用回転軸７１に姿勢制御手段ＣＲを有しないＮＣ工作機械にあって、長孔１２の短手孔幅１２ＳＷよりも最大長手幅５ＬＷが大きい扁平状刃部５に、該長孔１２を潜らせてパイプ内１０に円滑移動させることは至難である。
斯かる状況下、本発明者は、鋭意研究を重ね、前記扁平状刃部５を有する刃具２を創作し、さらに刃具２が先端に取付けられる二次加工側の二次加工用回転軸７１に、位置決め設定した定位置に回転停止するよう定位置停止制御する姿勢制御手段ＣＲを備えさせ、両者を組み合わせることによって、上記問題の解決が図られることを見い出した。

詳しくは、パイプ工作物１の他方の側面１１に形成されたパイプ軸方向に長い長孔１２に対し、二次加工用回転軸７１の姿勢制御手段ＣＲを具備することで、長孔１２に刃部５を対向させ、長孔１２の短手孔幅１２ＳＷ内に刃部５の最大短手幅５ＳＷの部分が配されるように二次加工用回転軸７１を位置決め停止させる。二次加工用回転軸７１の姿勢制御手段ＣＲは、主軸用回転軸８１側の姿勢制御手段ＣＲ（主軸オリエンテーション）に備わる公知装置と同様の装置を二次加工用回転軸７１に取付けることで足りる。本実施形態は、図１のごとく二次加工用回転軸７１でプーリ７４の筒部７４ａに位置決めピン６１を起立させ、該ピン６１を検知する検出手段６のボディ固定側取付けのセンサ６２が姿勢制御手段ＣＲたる制御回路に接続されている。制御回路は、ピン６１位置の検出信号に基づいて、図３,図４のように長孔１２の短手孔幅１２ＳＷ内に刃部５の最大短手幅５ＳＷの部分が配されるように、二次加工用回転軸７１を回転停止させる定位置停止制御を行う。尚、図示を省略するが、エンコーダ等を用いた定位置停止制御に依ってもよい

そして、本バリ取り装置Ａは、位置決め制御されて図３のごとく定位置に回転停止した二次加工用回転軸７１の進出により、刃部５が長孔１２を潜ってパイプ工作物１のパイプ内１０に収まると共に二次加工用回転軸７１の回転により刃部５をパイプ工作物１のパイプ内１０で回転できる大きさになっている。ここで、本発明でいう刃部５が長孔１２を潜ってパイプ工作物１のパイプ内１０に収まるとは、パイプ内１０の横断面に刃部５の全てが収まるだけでなく、図６のように刃部５の一部が長孔１２内に入り込む場合を含む。刃部５の一部が長孔１２内に入り込んでも、二次加工用回転軸７１の回転により刃部５がパイプ工作物１のパイプ内１０で回転できる大きさであれば、特に支障がなく、本発明のバリ取り効果が得られるからである。刃具２のシャンク部３や括れ部４も、図５〜図７のように刃部５がパイプ内１０で回転できる長さ,太さを採用する。

さらに、本実施形態は二次加工用回転軸の先端面にマーク７１３が印され、且つ刃具２のシャンク部３にマーク７１３と取付け位置合わせ用の目印３１３が設けられている。図８のごとく二次加工用回転軸７１の先端面７１２に回転軸半径方向に走る筋状マーク７１３が設けられ、且つ刃具２に係るシャンク部３の外面にその軸方向に走る筋状の目印３１３が設けられている。マーク７１３と目印３１３を設けることによって、二次加工用回転軸７１への刃具２の取付け精度を要する取着を簡便,容易化する。
シャンク部３を把持する公知のチャック７２は、すり割り７２２ａを有するコレット７２２をナット７２１が締め付けていくことで、シャンク部３を二次加工用回転軸７１の先端部に固定保持する。円筒端部内面側に傾斜スリーブ７１１のある二次加工用回転軸７１の外面に形成された雄ねじ部７１４にナット７２１を螺合進行させると、コレット７２２のすり割り７２２ａの隙が縮まってシャンク部３がチャック７２で二次加工用回転軸７１に締め付け固定される。
ところで、二次加工用回転軸７１に刃具２を取付ける際、ナット７２１は図８（イ）のように未だ取付けられておらず、二次加工用回転軸７１の先端面７１２が露出状態にある。そこに在るマーク７１３を作業者が視認できる。マーク７１３と目印３１３を位置合わせすれば、二次加工用回転軸７１と刃部５の位置関係が明確になり、姿勢制御手段ＣＲによって二次加工用回転軸７１に取着された刃具２に係る扁平状刃部５を、図３,図４のように精度良く水平に保つことができる。ちなみに、図８はマーク７１３に対し目印３１３を９０°の角度でもって位置合わせをするが、筋状マーク７１３と筋状目印３１３とを一直線状に合わせた位置合わせでもよい。マーク７１３,目印３１３を設けることによって、二次加工用回転軸７１への刃具２の取付け精度が向上する。かくして、図３のように二次加工用回転軸７１側に長孔１２を配して、一次加工用回転軸に取付けられたパイプ工作物１を回転停止させた状態で、姿勢制御手段ＣＲが働くと、長孔１２に刃部５を対向させ、長孔１２の短手孔幅１２ＳＷ内に刃部５の最大短手幅５ＳＷの部分が配される定位置に、二次加工用回転軸７１が精度良く回転停止する（図３）。この後、二次加工用回転軸７１が進出すれば、刃部５が長孔１２を潜ってパイプ工作物１のパイプ内１０に収められる（図５）。パイプ内１０に収まった刃部５は、二次加工用回転軸７１が回転しさらに進出により、図７のように回転,進出して、長孔１２のパイプ内側縁１２１に在るバリ取りを行う。
図中、符号１２２は長孔外側縁、符号７３は二次加工用回転軸７１を支える軸受を内部に備える二次加工軸頭、符号７５は刃具スライド（刃具台）、符号１２ＬＷは長孔の長手孔幅を示す。

図９は図４に代わる別態様図で、図１〜図８で用いた刃具２に代わる別態様の刃具２を示す。図１〜図８の刃部５は図４のごとく断面が二枚羽根のような形になって、二枚羽根の基端部に段差があるが、図９は多少厚みがあるものの横断面視で文字通りの扁平状刃部５になっている。
また、図１〜図８で用いた刃具２では最大長手幅５ＬＷの部位を通る刃部５の縦断面形状の長手幅を先端に向けて先細りに狭めたが、図１０,図１１は、最大長手幅５ＬＷの部位を通る刃部５の縦断面形状の長手幅を括れ部４に向けて先細りに狭めた別態様の刃具２の説明図である。図１０は図３に対応する説明図、図１１は図６に対応する説明図である。刃部５がパイプ工作物１のパイプ内１０に収まった図１１の状態の後、二次加工用回転軸７１が回転しさらに少し後退することにより、回転する刃部５が図１１の右側長孔１２のパイプ内側縁１２１に当たって、バリＢＲが取り除かれる。
図９〜図１１における他の構成は、図１〜図８で説明したバリ取り装置の内容と同様であり、説明を省く。図１〜図８で用いた符号と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

（２）長孔のバリ取り方法
長孔１２のバリ取り方法は、パイプ工作物１の側面１１に形成されたパイプ軸方向に長い長孔１２のパイプ内側バリＢＲを除去する長孔１２のバリ取り方法であって、前記バリ取り装置Ａを用いて、以下のようにしてバリ取りを行う。図１〜図８は、本長孔１２のバリ取り方法の一実施例を示している。

まず、予め二次加工ユニット７の二次加工用回転軸７１に刃具２が取付けられる。二次加工用回転軸７１の先端面７１２にマーク７１３が設けられる一方、刃具２に係るシャンク部３に目印３１３が設けられている。二次加工用回転軸７１のマーク７１３に刃具２の目印３１３を、図８（イ）のごとく、９０°時計方向周り地点に位置合わせしてからチャック７２のナット７２１を二次加工用回転軸７１の雄ねじ部７１４に螺着して、刃具２のシャンク部３を二次加工用回転軸７１の先端部に取付け固定する。
既述のごとく、刃具２は、シャンク部３から括れ部４を介して、長孔１２の短手孔幅１２ＳＷよりも最大長手幅５ＬＷが大きく且つ最大短手幅５ＳＷが小さい扁平状刃部５が延在する。また、ＮＣ複合加工機Ｍは、刃具２を先端部に取着した二次加工用回転軸７１が位置決め設定した定位置に回転停止するよう定位置停止制御する姿勢制御手段ＣＲを備える。姿勢制御手段ＣＲで定位置に回転停止した二次加工用回転軸７１が進出することにより、刃部５が長孔１２を潜ってパイプ工作物１のパイプ内１０に収まると共に、二次加工用回転軸７１の回転により刃部５をパイプ内１０で回転できる大きさになっている。

長孔１２のバリ取りに先んじて、パイプ工作物１に一連の加工が施される。一次加工ユニットの主軸用回転軸８１にパイプ素材を取付け、主軸用回転軸８１からパイプ素材の先端部分にあたるパイプ工作物１の部分を突き出す。主軸用回転軸８１を回転させて、図１のごとく端面処理１９等の一次加工を行う。
次に、主軸用回転軸８１の回転を止め、二次加工用回転軸７１を回転させて二次加工を行う。二次加工用回転軸７１の先端部に取付けたドリルでパイプ工作物１の側面１１に孔を開け、この孔を利用してエンドミルで長孔１２を形成する。そして、既存の主軸側位置決め制御手段によって主軸用回転軸８１を１８０°回転させた後、他方の工作物側面１１にも長孔１２を形成して、二軸加工ユニット側で長孔１２の長手方向が水平になるよう配される（図２）。主軸側位置決め制御手段によって、長孔１２を図１のように二次加工用回転軸７１側に配する。二次加工で、パイプ工作物１の外側から長孔１２を開けたので、そのパイプ内側縁１２１にバリＢＲができる。

続いて、前記パイプ工作物１は動かすことをせず、ＮＣ複合加工機Ｍのコンピュータ制御がパイプ工作物１の位置認識を記憶している状態のまま、次の刃物たる刃具２に移し替えて、本発明の長孔１２のバリ取りを行う。水平方向のＸ軸方向、上下方向のＹ軸方向に移動可能な刃具スライド７５に載せた二次加工軸頭７３をパイプ工作物１の近くへ動かし、刃具２を図１のように長孔１２に近づける。しかる後、姿勢制御手段ＣＲによって、前記刃具２が取着された二次加工用回転軸７１をゆっくり回転させ、長孔１２に刃部５を対向させ且つ長孔１２の短手孔幅１２ＳＷ内に刃部５の最大短手幅５ＳＷの部分が配される定位置に該刃部５を置いて、二次加工用回転軸７１を回転停止する（図３,図４）。主軸用回転軸８１にパイプ工作物１の部分を突き出し状態にしてパイプ素材が把持され、長孔１２がある真ん前に扁平状刃部５が水平状態に配される。

次いで、二次加工用回転軸７１を進出させ、刃部５に長孔１２を潜らせてパイプ工作物１のパイプ内１０に該刃部５を配設する（図５）。この状態から、二次加工用回転軸７１を回転させて、刃部５をパイプ内１０で回転させる。刃部５はパイプ内１０でパイプ工作物１の内壁１３のどこにも当たる箇所がない状態にある。扁平状刃部５の長手幅がパイプ工作物１の横断面視に現れた瞬間状態は図６のような姿態になる。

しかる後、二次加工用回転軸７１を回転させたまま、さらに二次加工用回転軸７１を少し進出させ、パイプ工作物１に係る長孔１２のパイプ内側縁１２１に刃部５を当てる。長孔１２のパイプ内側縁１２１に回転する刃部５を当てることによって、長孔１２のパイプ内側バリＢＲが除去される。刃部５に係る最大長手幅５ＬＷの部位を通る該刃部５の縦断面形状の長手幅を先端に向けて先細りに狭めて先細り部分５１を形成し、且つその先端幅５１Ｗが長孔１２の短手孔幅１２ＳＷよりも小さくなって長孔１２に入り込む挿入域５１０を形成するので、図７でいえば、長孔１２に挿入域５１０を突っ込む形で、上下のパイプ内側縁１２１へ刃部５の先細り部分５１に設けた両切刃５５が当たる。二次加工用回転軸７１の回転で刃部５が回ることによって、パイプ工作物１に係るパイプ内側縁１２１に在るバリＢＲが綺麗に取り除かれる。引き続き、二次加工用回転軸７１を回転させながら、今度は長孔１２のパイプ内側縁１２１に刃具２を当てつつ、長孔１２に対し、その長手方向（図７でいえば紙面垂直方向）に該刃具２を相対移動させる。かくして、図５の長孔１２で、その右側上下のパイプ内側バリＢＲが綺麗に除去される。

その後、二次加工用回転軸７１の回転を止め、再び姿勢制御手段ＣＲを働かせ、刃具２が取着された二次加工用回転軸７１をゆっくり回転させ、長孔１２に刃部５をパイプ内１０から対向させ且つ長孔１２の短手孔幅１２ＳＷ内に刃部５の最大短手幅５ＳＷの部分が配される定位置に置いて、二次加工用回転軸７１を回転停止する。そして、該二次加工用回転軸７１を退動させて、長孔１２から刃具２をパイプ工作物１外へ抜き出す。図２（イ）のパイプ工作物１で、左側長孔１２のパイプ内側に在るバリＢＲを取り終えて、刃具２付き二次加工用回転軸７１が初期状態位置に戻る。

図２（イ）のパイプ工作物１で、右側長孔１２のパイプ内側バリＢＲに対しては、引き続き、前記刃具２から図１１の刃具２に移し替え、ＮＣ複合加工機Ｍのコンピュータ制御が、パイプ工作物１に設けた長孔１２の位置認識を記憶しているままの状態で、該長孔１２に対し上述した一連動作のバリ取りを行う。このバリ取り処理に代え、主軸用回転軸８１側の位置決め制御手段で、主軸用回転軸８１を１８０°回転させた後、上述した左側長孔１２のパイプ内側バリ取りと同様の一連動作を行ってもよい。斯かる場合も、ＮＣ複合加工機Ｍのコンピュータ制御が、パイプ工作物１の位置認識を記憶している状態のままであり、図２の右側長孔１２のパイプ内側バリＢＲを円滑除去できる。
その後、ＮＣ複合加工機Ｍの主軸用回転軸８１に取付けられたパイプ素材の先端部でつながっているこのパイプ工作物１を、パイプ素材から切り離せば、従来、難しいとされてきたパイプ内側にできたバリＢＲが綺麗に除去された所望の金属加工品を得る。

（３）効果
このように構成した長孔１２のバリ取り装置及びこれを用いたバリ取り方法は、バリ取り装置が扁平状刃部５を有する刃具２と二次加工用回転軸７１に姿勢制御手段ＣＲを備え、ＮＣ複合加工機Ｍの二次加工用回転軸７１の先端部に該刃具２を取着した装置及びこの装置を用いたバリ取り方法になっている。専用のバリ取り装置を別途用意する必要がない。ＮＣ複合加工機Ｍに二次加工用回転軸７１に姿勢制御手段ＣＲを付加し、二次加工用回転軸７１の先端部に刃具２を取付ければ足りるので、本発明の装置コストが安くつく。

そして、ＮＣ複合加工機Ｍで一次加工や二次加工を行った後、パイプ工作物１を取り外すことなく、コンピュータの位置制御がパイプ工作物１の位置を記憶した状態で、刃具２に移し替えて、長孔１２のパイプ内側バリＢＲを取り除くことができるので、精度の高いバリ取りが可能となる。しかも、図３のように長孔１２の短手孔幅１２ＳＷ内に刃部５の最大短手幅５ＳＷの部分が配される定位置に該刃部５を置いた後、パイプ内１０に刃部５を進出させ、さらに回転した刃部５を長孔１２のパイプ内側縁１２１に当ててバリ取りすると、綺麗にバリＢＲが除去される。バリＢＲが特許文献２のように身をかわして逃げることができないので、バリＢＲの取り残し部分ＲＥがない。高品質のバリ除去状態が安定して得られる。

また、端面処理１９の一次加工や二次加工で長孔１２等を形成したパイプ工作物１をＮＣ複合加工機Ｍに取付けたまま、コンピュータ位置制御がパイプ工作物１の位置を記憶した状態にして、刃具２に移し替えてのバリ取りを行うので、バリ除去の精度アップのみならず、バリ取りを短時間処理できる。バリ除去のランニングコストが安い。従来のバリ取り装置のように、ＮＣ加工機から一旦、外されたパイプ工作物１では、バリＢＲが在る長孔１２のパイプ工作物１の位置合わせに難儀し、バリ取り装置へのパイプ工作物１のセットに時間がかかり、さらに位置精度を上げるのも難しい。本発明は、品質面及び作業時間,ランニングコストの面から断然優位にある。

さらに、特許文献１のすり割り部がない頑強な刃部５を有する刃具２を使用するので、機械的強度が大で、長寿命で耐久性に優れ、量産に耐える。

さらにいえば、本発明のバリ取り装置は、専用機のバリ取り機と違って、姿勢制御手段ＣＲの柔軟対応力により、刃具２を変更するだけで、種々の大きさ,形状の長孔１２に発生するパイプ内側バリＢＲを除去できる。バリ取り装置Ａに融通性があり、パイプ工作物１に形成された様々な長孔１２に対し、臨機応変に対応できる。

加えて、本バリ取り方法は、前記バリ取り装置Ａを用いて、長孔１２を二次加工用回転軸７１側に配して、パイプ工作物１を取着した主軸用回転軸８１の回転停止後、姿勢制御手段ＣＲにより長孔１２に刃部５を対向させ、長孔１２の短手孔幅１２ＳＷ内に刃部５の最大短手幅５ＳＷの部分が配される定位置に該刃部５をセットして、二次加工用回転軸７１を回転停止させる。次に、二次加工用回転軸７１を進出させ、刃部５が長孔１２を潜ってパイプ内１０に配された後、二次加工用回転軸７１を回転させ、さらに長孔１２のパイプ内側縁１２１に刃部５を当てて、長孔１２のパイプ内側バリＢＲを除去するバリ取り作業である。斯かるバリ取り作業は、その作業プログラムを追加するだけであり、容易に成し得る。一般加工作業者が簡単にでき、熟練工を要することなく達成できる。
このように、本長孔１２のバリ取り装置及びこれを用いたバリ取り方法は、上述した数々の優れた効果を発揮し、極めて有益である。

尚、本発明においては前記実施形態に示すものに限られず、目的,用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。パイプ工作物１,刃具２,検出手段６,二次加工ユニット７,二次加工用回転軸７１,チャック７２,主軸ユニット８,主軸用回転軸８１,姿勢制御手段ＣＲ,ＮＣ複合加工機Ｍ等の形状,大きさ,個数等は用途に合わせて適宜選択できる。例えば、刃部５は、図１〜図８で、最大長手幅５ＬＷの部位を通る該刃部５の縦断面形状の長手幅を先端に向けて先細りに狭め、また図９,図１０で括れ部４に向けて先細りに狭めたが、刃部５の先端に向け且つ括れ部４に向けて先細りに狭めることもできる。実施形態では、マーク７１と目印３１３を設けて、二次加工用回転軸への刃具の取付け位置精度を上げたが、これに代え、シャンク部３の基端部分に、例えば角柱部分を形成し、二次加工用回転軸側に該角柱部分に嵌め込み一体化させる嵌合部を設けて、刃具の取付け位置精度を上げるようにしてもよい。図１では、二次加工用回転軸７１の回転伝動手段に、プーリ７４によるベルト伝動を用いたが、ギアによる歯車伝動等によってもよい。

１パイプ工作物
１０パイプ内
１１側面
１２長孔
１２ＳＷ短手孔幅
１２１長孔のパイプ内側縁
２刃具
３シャンク部
３１３目印
４括れ部
５刃部
５ＬＷ最大長手幅
５１Ｗ先端幅
５１０挿入域
７１二次加工用回転軸
７１１マーク
Ａバリ取り装置
ＢＲバリ
ＣＲ姿勢制御手段（姿勢制御装置）
ＭＮＣ複合加工機

Claims

パイプ工作物の側面に形成されたパイプ軸方向に長い長孔のパイプ内側バリを除去する長孔のバリ取り装置であって、
一端側にシャンク部を有し、他端側に前記長孔の短手孔幅よりも最大長手幅が大きく且つ最大短手幅が小さい扁平状刃部を有する刃具と、
ＮＣ複合加工機に装備され、該刃具を先端部に取着した二次加工用回転軸が位置決め設定した定位置に回転停止するよう定位置停止制御する姿勢制御手段と、を具備し、
且つ該姿勢制御手段で定位置に回転停止した前記二次加工用回転軸が進出することにより、前記刃部が前記長孔を潜ってパイプ工作物のパイプ内に収まると共に、該二次加工用回転軸の回転により該刃部を該パイプ内で回転できる大きさにしたことを特徴とする長孔のバリ取り装置。
前記シャンク部から括れ部を介して前記刃部が延在し、さらに前記刃部に係る前記最大長手幅の部位を通る該刃部の縦断面形状の長手幅を、先端に向けて又は前記括れ部に向けて先細りに狭めていき、且つその先端幅が前記長孔の短手孔幅よりも小さくなって長孔に入り込む挿入域を形成した請求項１記載の長孔のバリ取り装置。
前記二次加工用回転軸の先端面にマークが印され、且つ前記刃具の前記シャンク部に前記マークと取付け位置合わせ用の目印が設けられた請求項２記載の長孔のバリ取り装置。
パイプ工作物の側面に形成されたパイプ軸方向に長い長孔のパイプ内側バリを除去する長孔のバリ取り方法であって、
一端側にシャンク部を有し、他端側に前記長孔の短手孔幅よりも最大長手幅が大きく且つ最大短手幅が小さい扁平状刃部を有する刃具と、ＮＣ複合加工機に装備され、該刃具を先端部に取着した二次加工用回転軸が位置決め設定した定位置に回転停止するよう定位置停止制御する姿勢制御手段と、を具備し、且つ該姿勢制御手段で定位置に回転停止した前記二次加工用回転軸が進出することにより、前記刃部が前記長孔を潜ってパイプ工作物のパイプ内に収まると共に、該二次加工用回転軸の回転により該刃部を該パイプ内で回転できる大きさにした長孔のバリ取り装置を用いて、
前記長孔を前記二次加工用回転軸側に配して、前記パイプ工作物を取着する主軸用回転軸を回転停止させた後、前記姿勢制御手段により前記長孔に前記刃部を対向させ、前記長孔の短手孔幅内に前記刃部の最大短手幅の部分が配される定位置に、前記二次加工用回転軸を回転停止させ、次に、前記二次加工用回転軸を進出させ、前記刃部に前記長孔を潜らせ前記パイプ工作物のパイプ内に該刃部を配設し、しかる後、前記二次加工用回転軸を回転させ、さらに前記パイプ工作物に係る長孔のパイプ内側縁に前記刃部を当てて、前記長孔のパイプ内側バリを除去することを特徴とする長孔のバリ取り方法。
前記シャンク部から括れ部を介して前記刃部が延在し、さらに前記刃部に係る前記最大長手幅の部位を通る該刃部の縦断面形状の長手幅を先端に向けて又は前記括れ部に向けて先細りに狭めていき、且つその先端幅が前記長孔の短手孔幅よりも小さくなって長孔に入り込む挿入域を形成した請求項４記載の長孔のバリ取り方法。