JP2020066120A - バリ取り工具およびバリ取り方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このようなものでは、刃具が装着される工具保持部を、軸に対して傾動自在に遊嵌支持している。そして、刃具を傾動させながらワークの輪郭に沿って追従させる。これにより、除去するバリに対応して均一となるように加工面が仕上げられる。
そして、加工前にバリ取り加工の場所をロボットに教えるティーチング作業を行うため、エア圧を止める(エアOFF状態)と、スプリングによる姿勢戻し力が単独で働いて、傾動した工具保持部を元の位置に復帰させる。
その際、反応速度が速く、また、伸縮運動を繰返すメカニカルなスプリングは、振動をさらに増幅させる傾向にある。
その結果、ワーク側の加工面が粗くなるばかりか、刃具の寿命が短くなるといった問題があった。
そこで、本発明は、安定した加工が可能となるバリ取り工具を提供することを目的としている。
図1に示すように、バリ取り工具1は、ハウジング5、ピストン7、テーパリング20、スピンドル装置3、センタディスク30、セパレートリング10、弾性体であるスプリング13及び流路15を含む。
ハウジング5は中空円筒状をなす。ハウジング5は工作機械やロボット(不図示)に支持部材40を介して固定される。
ハウジング5内には、モータ2、スピンドル装置3、ピストン7、セパレートリング10、スプリング13および流路15が配置される。ハウジング5の両端には、フロントカバー6a,リヤカバー6bがそれぞれ装着される。モータ2は円柱状をなし、センタディスク30に固定される。
モータ2、スピンドル装置3及びセンタディスク30は、ハウジング5の中心線を通る軸Lに対して傾動自在となるように遊嵌支持されている。
シールフランジ部7bには、外周面に環状のシール溝7cが凹設されている。このシール溝7cには、円環状のシールリング7dが装着されている。
ウェアリング溝7gには、ウェアリング70が装着されている。ウェアリング70は、柔軟性を有して、滑り性の高い樹脂材料にて構成されている。
そして、シールフランジ部7bの先端側には、先端側に向けて拡径する方向に一定の傾きで傾斜するピストン側テーパ面7fが形成されている。
ピストン7は、この先端側に形成されたピストン側テーパ面7fをセンタディスク30に当接させて押圧する。
シールフランジ部7bでは、外周面のシールリング7dに並んでウェアリング70が装着されている。このため、シールフランジ部7bは、傾きが抑制され、ピストン7が摺動する際にも、軸Lに沿って調芯されるため、円滑に直動させることが出来る。
セパレートリング10は、スピンドル装置3を移動させるピストン7の受圧面7eと、スプリング13との間に配置される。セパレートリング10は円環状である。セパレートリング10は例えば金属で構成される。
セパレートリング10の内周面および外周面には、環状のシール溝10f,10gが設けられる。シールリング10a,10bがシール溝10f,10gに挿入される。セパレートリング10は、それぞれ軸Lの方向の端面に、当接面10dと背面10eとをもつ。
ウェアリング50,60がセパレートリング10の内,外周面に装着されることにより、セパレートリング10は円滑に摺動する。シールリング10a,10bの当接ムラが生じてもセパレートリング10の傾きを抑制できる。ウェアリング50,60を用いることにより、セパレートリング10およびハウジング5間の接触によるカジリを抑制できる。
なお、ハウジング5の内壁とセパレートリング10の外壁との間に存在する隙間から圧縮性流体が第1室11内に流入するように通気出来ればよく、連通溝10cを省いても良い。
セパレートリング10は、シール溝10f,10gに嵌合された環状のシールリング10a,10bをハウジング内側に摺接させて、シール性を保持している。
セパレートリング10が、ハウジング空間100内を前方に位置する第1室11と、後方に位置する第2室12とに、区画し、第1室11と第2室12との間を遮断する。
圧縮性流体供給手段500(図3参照)から流路15内に圧縮性流体が送り込まれると、圧縮性流体は、流路15から、供給孔16、圧縮性流体供給溝10h、連通溝10cを介して、セパレートリング10とピストン7の受圧面7eとの間の第1室11内に供給される。圧縮性流体は、空気や窒素などが利用できる。
なお、供給孔16から直接、第1室11に圧縮性流体としてエアを供給するように、供給孔16を第1室11に臨ませた構成としてもよい。
また、第2室12には、スプリング13が配置されている。スプリング13は、一端をハウジング5の座面5aに当接させるとともに、他端をセパレートリング10の背面10eに当接させている。そして、スプリング13は、ピストン7の受圧面7eに向けて当接面10dを近接させる方向(先端方向)にセパレートリング10を付勢している。
圧縮性流体供給手段500から供給される圧縮性流体圧は、ピストン7の受圧面7eにも付加されるため、ピストン7を先端方向へ押圧する。
圧縮性流体供給手段500から第1室11への圧縮性流体の供給が停止する(エアOFF状態:図1参照)と、スプリング13の付勢力によって、セパレートリング10がピストン7方向に移動して、当接面10dを受圧面7eに当接させる。
テーパリング20は、ピストン7側とは反対側に先端面22(図1参照)を形成している。先端面22は、フロントカバー6aに軸Lの方向で当接されている。これにより、先端側への加工圧がピストン7から加わっても、テーパリング20は、軸Lの方向へ移動しないように構成される。
外周縁32は、ピストン7のピストン側テーパ面7fと、テーパリング20のテーパ面21との間に配置される。ピストン側テーパ面7fは、先端側に向けて拡径する方向に一定の角度で傾斜している。
センタディスク30を挟んで軸Lの方向で対称にピストン側テーパ面7fとテーパリング20のテーパ面21が配置される。
センタディスク30の外周縁32の表面には、R面が形成されている。R面は、ピストン側テーパ面7fとテーパ面21とに、軸Lの方向で両側から挟込まれている状態で、それぞれ摺接されている。
この実施形態のバリ取り工具1では、圧縮性流体供給手段500から供給された圧縮性流体が流路15、供給孔16、セパレートリング10の連通溝10cを通り、セパレートリング10とスピンドル装置3との間にある第1室11に供給される(エアON状態)。
第1室内に均等に空圧がかかることにより、ピストン7の周囲で、ハウジング5の軸Lに対するセパレートリング10の傾きが発生しにくくなり、セパレートリング10が円滑に摺動する。
また、ハウジング5内に導入された圧縮性流体によって、ピストン7が先端方向に押圧されると、センタディスク30は、圧縮性流体圧で付勢される。このため、ハウジング5の軸Lにスピンドル装置3の中心軸が一致して調芯され、スピンドル装置3の傾きが無くなる方向に、刃具8の姿勢が復元される。
エアOFF状態では、スプリング13のスプリング圧によって、セパレートリング10の当接面10dにピストン7の受圧面7eが当接する。
このため、スプリング圧がセンタディスク30に直接、伝えられる。よって、エアOFF状態では、スプリング圧を用いて傾きが戻り、調芯されることでスピンドル装置3の姿勢が復元される。
このように、駆動力を必要としないエアOFF状態であっても、スピンドル装置3の姿勢を復元できる。
エアON状態では、圧縮性流体によって、エアOFF状態では、スプリング13のスプリング圧によって、ピストン7が押圧されてセンタディスク30の外周縁32をテーパリング20のテーパ面21に摺接させる。
したがって、エアON,エアOFFいずれの状態で刃具8が傾いていても、軸Lにスピンドル装置3の中心軸を一致させる方向にスピンドル装置3の姿勢をバリ取りに適した姿勢に戻して、安定して加工できる。
そこで、望ましくは、内周面や外周面にウェアリング50,60をシールリング10a,10bとセットで並べて配置する。
ウェアリング50,60が設けられた場合、ウェアリング50,60でセパレートリング10が支持されるため、摺動抵抗が低減する。
これにより、2カ所のシール面を有しながらも摺動性のある構造が確立される。
なお、エアON状態にあっても、瞬間的に圧縮性流体の圧力が低下して、セパレートリング10がピストン7と接触する場合がある。この場合にも、スプリング13の弾性力がセパレートリング10を介してピストン7を付勢する。そして、スピンドル装置3の姿勢を復元する作用が働く。
図5は、実施形態の変形例1のバリ取り工具201で、センタディスク130がピストン7とテーパリング20とに当接している部分の構成を拡大した要部の断面図である。
変形例1のバリ取り工具201では、センタディスク130の面部131の周縁に外周縁132が位置している。外周縁132は、径方向断面を両側面にテーパ面132a,132aを有する半円状となるように形成されている。
センタディスク130は、ピストン7からの押圧力により、ピストン側テーパ面7fとテーパ面21と外周縁132が摺接して、径方向の移動を抑えつつ、刃具8の姿勢が復元する。
他の構成および作用効果については、実施形態のバリ取り工具1と実質的に同一であるので、説明を省略する。
図6は、実施形態の変形例2のバリ取り工具301で、センタディスク230がピストン7とテーパリング20とに当接している部分の構成を拡大した要部の断面図である。
変形例2のバリ取り工具301では、センタディスク230の面部231が中心軸に近い部分に比して、外周縁に近い部分の厚みが薄くなるように形成されている。面部231の周縁には、リング状の外周縁232が形成されている。外周縁232は、径方向断面が半円状となるように形成されている。
センタディスク230は、ピストン7からの押圧力により、ピストン側テーパ面7fとテーパ面21とにそれぞれ外周縁232を摺接させて、径方向の移動を抑えつつ、調芯されて、刃具8の姿勢が復元する。
他の構成および作用効果については、実施形態のバリ取り工具1と実質的に同一であるので、説明を省略する。
3 スピンドル装置
4 スピンドル
4a 取付部
7 ピストン
7e 受圧面
7f ピストン側テーパ面
8 刃具
10 セパレートリング
13 スプリング(弾性部材)
15 流路
20 テーパリング
30,130,230 センタディスク(被押圧部)
100 ハウジング空間
Claims (8)
- 円筒状を呈するハウジングと、
前記ハウジングの軸に対して傾動自在で、前記ハウジング内に遊嵌支持され、先端に刃具を着脱自在に取り付ける回転可能な取付部を有するスピンドルと、
前記ハウジングの内側に摺動自在に配置され、前記スピンドルに設けられた被押圧部に当接して該被押圧部を先端側に押圧するピストンと、
前記ピストンを先端側に付勢する弾性部材と、
前記ピストンと前記弾性部材との間に配置されるセパレートリングと、
前記セパレートリングと前記ピストンとの間に圧縮性流体を供給する流路と、を備えるバリ取り工具。 - 前記ハウジングの先端部の内側に配置され、先端側に向けて縮径する方向に傾斜するテーパ面を有するテーパリングを更に備え、
前記被押圧部は、前記ピストンと前記テーパリングとの間に配置され、前記ピストンからの押圧力により、前記テーパ面に外周縁を摺接させて、前記軸に中心軸を一致させるセンタディスクである請求項1に記載のバリ取り工具。 - 前記ピストンの先端部は、先端側に向けて拡径する方向に傾斜して、前記センタディスクの前記外周縁に摺接するピストン側テーパ面を有する請求項2に記載のバリ取り工具。
- 前記外周縁の表面には、前記ピストン側テーパ面または、前記テーパ面のうち、少なくとも何れか一方に摺接するR面が形成されている請求項3に記載のバリ取り工具。
- 前記セパレートリングの外周面には、前記ハウジング内周面と摺接するウェアリングが設けられている請求項1〜4のうち何れか一項に記載のバリ取り工具。
- 前記ピストンの外周面には、前記ハウジング内周面と摺接するウェアリングが設けられている請求項1〜5のうち何れか一項に記載のバリ取り工具。
- 前記ピストンの後端側の外周面に摺接する複数のガイドピンをさらに含む請求項1〜6のうち何れか一項に記載のバリ取り工具。
- 圧縮性流体をセパレートリングとピストンとの間に供給し、
前記セパレートリングが前記圧縮性流体の流体圧力により前記ピストンと離間し、
前記ピストンがセンタディスクの周縁部をテーパリングに向けて付勢し、
スピンドルが刃具を回転し、
回転した前記刃具がワークのエッジと接触し、
前記刃具が横向きの力を受けたときに、前記センタディスクが傾斜して前記ピストンを押し上げ、
前記流体圧力により前記ピストンが前記周縁部を押し下げて前記センタディスクの傾斜を復元する、
バリ取り方法。
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