JP3128763B2 - コイル状素材からの加工物を機械加工する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコイル状素材、すなわち、スプールを形成す
るために巻かれた糸状物質を自動的に機械加工すること
に関するものである。

〔従来の技術〕

巻枠から引出され、くせをとるために位置をずらして
配置されているローラーの間をおそらく通された後の素
材は、今までのところは固定されているコレツトチヤツ
クへ素材を押す機構により送られていた。素材を押すそ
の機構は、各機械サイクルの初めに素材を開かれている
コレツトチヤツクの中に加工物を製作するために十分な
長さだけ送る。素材を押す機構による送りが終るとコレ
ツトチヤツクが再び閉じられ、加工物の機械加工が始ま
る。コレツトチヤツクの前方に設けられている回転円板
により対応する作業が行われ、半径方向に動くことがで
きるコレツトチヤツク工具にそれの面を向けてそれらの
作業を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

製作すべき加工物が、直径が1mmまたはそれより短い
円筒形外面を有するものとすると、従来の機械の工具を
それの加工速度で作業させることはもはや可能ではな
い。実際に、工具が取付けられている円板はそれの慣性
と、可動工具により不釣合の質量とに適合しない速度で
回転しなければならない。しかし、その円板の許容回転
速度においては製品は良品ではないが、コイル状素材は
素材棒の従来のような取付け方はしなくてよい。

本発明の目的は高い回転速度を避けて最適な回転速度
で動作する工具を用いてコイル状素材から加工物を機械
加工できるようにして、生産量を増加させることであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この目的は、次の方法によって達成される。すなわ
ち、 コイル状に巻かれて一端が自由端部となっている針金
状素材から加工物の機械加工をする方法であって、 コイル状に巻かれている前記針金状素材を、その前記
自由端部から、前記機械加工をする機械までの所定の長
さだけ巻きほぐす行程と、 前記針金状素材の前記自由端部を、少なくとも１つの
回転可能なフライスまたは研削砥石を備える前記機械に
導入する導入行程と、 前記針金状素材の前記自由端部に接触するよう前記フ
ライスまたは研削砥石を前記自由端部の軸線に直行する
方向に移動させる行程と、 前記フライスまたは研削砥石に接触した状態で、前記
針金状素材の前記自由端部を、その前記軸線を中心に一
方の回転限界と他方の回転限界との間で少なくとも360
゜にわたって回転させる回転行程にして、前記自由端部
がコイル状に巻かれている前記針金状素材と連続したま
まで行われ、前記自由端部が回転させられても前記針金
状素材の損傷が生じないよう、前記針金状素材から巻き
ほぐされる前記所定の長さがとられた状態で行われる、
回転行程と によって達成される。

また、前記目的は、コイル状素材の自由端部の近くを
つかみ、コイル状素材の軸線を中心として、回転の一方
の限界と他方の限界との間（すなち２つの限界の間）の
360度にほぼ等しい角度にわたって、前後に回転させる
ようにされたスピンドルと、素材の自由端部に対してほ
ぼ半径方向に動かされるようにされて、加工物の側面を
機械加工し、加工物を素材から切離す少くとも１個の回
転体状フライスまたは研削といしとを備えるコイル状素
材から加工物を機械加工する方法を実施する自動機械に
よつても達成される。

スピンドルの回転運動のために素材にねじれが生ずる
ことは明らかである。スピンドルのコレツトチヤツクの
レベルにおいては、スピンドルの回転運動は素材をたか
だか360度にほぼ等しい角度だけねじり、ある場合に
は、２つの限界から等距離である中立位置から１つの向
きおよび他の向きに180度にほぼ等しい最大角度ねじ
る。コイル状素材の巻枠と、くせとり機（使用されてい
る場合）が機械から十分遠く離れているならば、素材の
材料が、本発明の作業態様により、損傷を受けることな
しに、変形することができる。

スピンドルがそれの角度限界の一方から他方へ１秒動
いたとすると（これは１個の加工物の製作に対応するか
もしれない）、スピンドルは１分間に60回転の速さで回
転することがわかるであろう。しかし、自動工作機械と
くに自動旋盤ではそのような回転速度は非常に低いか
ら、過熱の問題および膨張の問題が解消される。

しかし、たとえば直径が50mmであるフライスの円周の
長さは150mmを少しこえる。そのようなフライスが１分
間当り1000回転すると（その回転速度もまだ低い）、フ
ライスの周縁部の歯の切削縁部の直線速度は１分間当り
150mである。したがつて、ほぼ静止している加工物に対
しては実際には高い切削速度である。これと比較する
と、刃物またはたがねの切削縁部が直径1mmの素材にお
いて同じ切削速度に達するようにするために、その刃物
またはたがねは１分間当り約45000回転の速度で素材の
周囲を回転せねばならない。

一連の加工物の側面を機械加工するためには、円板状
のフライスまたは研削といしを使用することが推奨され
る。軸線方向平面でそれらのフライスまたは研削といし
の縁部を切断した時の形が加工物に加工される形であ
る。また、それらのフライスまたは研削といしをスピン
ドルの軸線に平行な軸線を中心として回転させることが
推奨される。フライスまたは研削といしを保持する２本
の軸をスピンドルの両側に配置することが好ましい。加
工する加工物の側面の形に応じて、同じ軸に２個または
それ以上のフライスまたは研削といしを取付けて、各フ
ライスまたは各研削といしが加工物の側面に沿うある部
分を同時に機械加工することが有利なことがある。加工
物の直径より長い直径のフライスまたは研削といしを用
いることが好ましく、加工物の直径が短いととくにそう
である。その理由は、フライスまたは研削といしの直径
が長くなると、最適な切削速度を得るためにフライスま
たは研削といしの回転速度を低くしなければならないか
らである。

本発明はフライスによりねじ切りができる機械も提供
する。したがつて、フライス加工するねじのピツチに等
しい距離軸線方向に少くとも動かすためにスピンドルが
構成され、スピンドルを軸線方向に動かすための制御手
段がスピンドルに組合わされる。

この場合には、フライスの厚さが製作するねじの長さ
に対応し、かつフライスに円形に配置された歯が設けら
れる。それらの歯の横断面は製作するねじの全ての回旋
（convolution）に対応する。スピンドルが１回転自転
すると、それの制御機構がスピンドルを製作するねじの
ピツチに等しい距離だけ軸線方向に動かす。スピンドル
が１回転より少し多く、たとえばそれの角度限界の一方
から他方の角度限界へ回転するとねじ切りは終る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。

図示の機械はコイル状素材、すなわち、スプール２を
形成するためにドラム３に巻かれる糸状物質である素材
１を機械加工するための機械である。ドラム３は機械４
の背後の、機械のスピンドル５へ素材１を供給するのに
適当な高さに配置される。

スピンドル５は、一方の限界と他方の限界の間で360
度より少し大きい角度だけ前後に回転するようにされ
る。この目的のために、固定されている主軸台６にスピ
ンドル５が取付けられる。同様に、スピンドル５は、機
械のフレームに固定されている２枚の直立部へジヤーナ
ル連結できる。側板の一方はスピンドル５の前端部の近
くに配置され、他方の側板はスピンドルの後端部の近く
に配置される。スピンドル５は従来のコレツトチヤツク
７を有する。そのコレツトチヤツクは従来の手段（図示
せず）により制御される。

素材１は、スピンドル５がそれの角度限界から等距離
にある時に、スピンドル５の開かれているコレツトチヤ
ツク７へ送ることができる。コレツトチヤツク７に達す
る前に、この分野で周知の通常の手段（図示せず）によ
り制御される通常素材押し機構（図示せず）を素材１は
通る。製作すべき加工物の長さの関数として調節される
距離だけ互いに離れてセツトされている２つのストツプ
の間で、素材押し機構は軸線方向に動くことができる。
１個の加工物の機械加工中には、素材押し機構は最も後
部の位置にある。機械加工が終ると、コレツトチヤツク
７は開いて、素材押し機構はそれの最も前方の位置へ動
く。素材押し機構は、前進中に素材１を駆動するために
十分に強く素材１をつかむ。素材押し機構が前方ストツ
プに達すると、コレツトチヤツク７は再び閉じられ、素
材押し機構は素材１に沿つて滑りながら最も後部の位置
へ戻る。

コレツトチヤツクをこえて送られてきた素材の自由端
部にねじを切るために、この機械は、スピンドル５の軸
線に平行で、スピンドル５の両側に設けられる２本の軸
8,9（第２図、第３図）を有する。軸8,9は、機械４のベ
ツド13の上をスピンドル５の軸線に垂直な方向に動くこ
とができるスライダ12（第１図）の直立部10,11に回転
できるようにして取付けられる。軸8,9は別のやり方で
構成することももちろん可能である。軸8,9を、機械の
骨組に枢着されたスイングアームに取付けることもでき
る。軸8,9はモータ（図示せず）により、この分野で周
知のやり方で回転駆動させられる。２個のフライス14,1
5が軸８に取付けられ、別の２個のフライス16,17が軸９
に取付けられる（第３図）。同じ軸に取付けられるフラ
イスはスペーサ18,19によつて互いに分離される。フラ
イス14〜17はそれぞれの軸にナツト20,21により軸線方
向に保持される。

第４図に示すように、フライス14は形成された輪郭を
有する。フライス14はねじを切るべきねじの円筒面22,2
2′を形成するとともに、それらのねじの円錐台形部分2
3,23′と、ピボツト24,24′を形成し、かつ頭26′の前
面25,25′を形成する。フライス15はねじの頭26′の後
縁部27′の面取りをする。フライス16もねじの頭26′の
前縁部28,28′を同様に面取りし、フライス17は完成し
たねじ29′の頭の後面を形成するとともに、次に形成す
るねじの先端部を形成する。

機械４はねじ切りアタツチメント32（第１図）も有す
る。そのアタツチメントにはねじ切りを行うねじ切り型
33が設けられる。機械の部品はベース34に全て取付けら
れる。

先に述べたように、スピンドル５が中立位置にある時
にコレツトチヤツク７は閉じられる。その中立位置は限
界から等距離の角度位置である。コレツトチヤツク７が
閉じられると、スピンドル５は180度より少し多い角度
だけ時計回り（第２図で）に角度限界の一方まで回る。
スピンドル５が回転すると素材１がねじられる。しか
し、素材は損傷を受けることなしにそのねじれに耐える
ことができる。ドラム３は機械４から十分に離れて設け
る必要があるだけである。

スピンドル５がストツプに達すると、フライス14を動
作位置へ移動させるように、スライダ12は軸８を第２図
で右へ動かす。このフライスが素材１の材料に十分に係
合すると、スピンドル５は他の限界まで逆時計回り（第
２図で）に回転しはじめる。したがつて、コレツトチヤ
ツク７から突き出ている素材の円筒面22と、部分23と、
ピボツト24とをフライス14が形成するように、スピンド
ル５は360度より少し多く回転する。フライス14の圧力
により素材が曲る危険がいくらかでもあれば、素材はこ
の分野で周知の手段により保持される。

第４図に１点鎖線で示されているねじ29′はピボツト
24により素材１といぜんとして一体であることがわかる
であろう。フライス14がフライス加工を行つている間
に、フライス15がねじ29′の縁部27′を面取りする。

フライス14はそれの作業を１回の動きで行うことがで
きる。しかし、フライス14を指定寸法まで１度で行つ
て、１回目の粗い加工を行い、それからスピンドル５を
対応する限界まで時計回りに動かすことにより小さい仕
上げ加工を行う。

フライス14,15が加工を終ると、スライダ12はフライ
スの第２図に示されている位置まで左方へ滑ることによ
りフライスを素材から離れる向きに動かす。それから、
円筒面22′にねじを切るためにねじ切り型33が動作させ
られる。そのねじ切り動作の後でスライダ12は左（第２
図で）へ再び動いてフライス16,17を加工位置に置く。
スピンドル５が以前に達した限界から他の限界へ動いて
いる間にそれらのフライスは加工を行う。

フライス17が、第４図に１点鎖線で表されているねじ
29′の頭26′の後面30′を形成し、そのねじを切断して
いる間に、フライス16は次のねじの頭の前縁部28を面取
りする。フライス16,17が加工を終ると、それらのフラ
イスは第２図に示されている位置へ戻され、スピンドル
５は中立位置へ戻る。これで加工サイクルが終る。コレ
ツトチヤツクが開いて新しい長さの素材１を送ることが
できるようにする。

以上説明したねじは、フライス14〜17の代りに、付形
された研削といしにより明らかに製作できる。研削とい
しとスライスのいずれを選択するかは、素材１の材料の
性質と、それらの工作機の価格および動作寿命とに応じ
て主として定められる。

もちろん、機械加工を開始する前に、スピンドル５を
それらの中立位置から限界位置の一方まで回すため、お
よび加工の後で限界位置から中立位置へ回すために、機
械が右へ回ることを阻止できることはもちろんであろ
う。そのために、スピンドル５が限界位置の一方にある
時に素材１をスピンドル５の中に通し、スピンドルを通
つて送ることだけを必要とする。この場合には、コレツ
トチヤツク７のレベルにおいて１回転だけスピンドルが
素材１をねじつて、希望の機械加工を行うことはもちろ
んである。それらの条件の下では、スピンドル５を一方
の限界位置から他方の限界位置へ動かし、それから初め
の限界位置へ戻すだけで、機械加工は行われる。素材１
を１回りねじつても、コイル状素材のスプールおよびお
そらくはくせとり装置が機械４から十分に離れておれ
ば、素材が永久変形させられることはない。

この機械加工が終つても、ねじは使えない。ねじの頭
に溝を設けねばならない。

ある品質のねじはフライス加工されたねじ溝を必要と
する。本発明の方法と機械によつてそのようなねじを製
作できる。そのために、機械加工すべきねじ溝の長さに
対応する厚さのフライスをフライス14の代りに用いるだ
けでよい。そのフライスには円形に並べられた歯が設け
られる。その歯の横断面は、切るべきねじ溝の種の回旋
に横断面に対応する。そうすると、ねじ溝のピツチに少
くとも等しい距離だけ動くことができるようにスピンド
ル５を装着せねばならない。ねじ溝のピツチは、ねじが
回りながら軸線方向に動かされるならば、スピンドルの
１回転後に形成される。

この場合には、ねじの頭は、図示のねじの後部に形成
されるのではなくて、ねじの前部に形成できる。この機
械加工のやり方は、ねじを素材から切離す前にねじの頭
に溝を形成できるから有利である。したがつて、前面に
直径方向のスロツトが設けられているカラー板の円形の
開口部の中にねじの頭が挿入されるから有利である。そ
れから、カラー板の内部で溝が設けられているねじの頭
を回すことにより、頭に溝を設ける加工によつて生じた
バリが取られる。完成したねじすなわち加工物を切離す
前に、ねじの頭をカラー板から外すためにスピンドル５
を軸線方向後方へ動かさねばならないことは明らかであ
る。

以上説明した機械はねじを製作するために有利である
ばかりでなく、他の加工物、たとえば印刷回路のソケツ
トの中に挿入すべき電子部品のプラグを製作することも
できる。また、本発明の機械は、直径と比較して比較的
長い加工物を製作するために使用できることも明らかで
ある。それらの加工物は当業者に周知のやり方で保持す
る必要があるだけである。

本発明の機械のスピンドルは１秒間に１回転する時に
は非常に低い速度で回転するから、かつ過熱や膨張の問
題を対処する必要なしに機械の速度を高くし、生産性を
向上できる。

本発明の機械の動作はもちろん従来のやり方でカムに
より制御でき、または数値制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機械の部分の側面図、第２図は第１図
の左側から見た拡大正面図、第３図は第１図に示す機械
のある部分の分解斜視図、第４図はピボツトが設けられ
ているねじの機械加工中の本発明の機械の実施例のいく
つかの部品の平面図である。 ４……機械、５……スピンドル、７……コレツトチヤツ
ク、8,9……軸、10,11……直立部、12……スライダ、1
4,15,16,17……フライス、18,19……スペーサ、32……
ねじ切りアタツチメント、33……ねじ切り型。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイル状に巻かれていて自由端部を持つコ
   イル状の針金状素材から加工物の機械加工をする方法で
   あって、 コイル状の前記針金状素材から前記機械加工をする機械
   までの長さに相当する所定の長さ分だけ、コイル状の前
   記針金状素材をその前記自由端部から巻きほぐす行程を
   備え、 少なくとも１つの回転可能なフライスまたは研削砥石を
   備える前記機械に、前記針金状素材の前記自由端部を導
   入する導入行程を備え、 前記針金状素材の前記自由端部に接触するよう前記フラ
   イスまたは研削砥石を前記自由端部の軸線に直交する方
   向に移動させる行程を備え、 前記針金状素材の前記自由端部を、前記フライスまたは
   研削砥石に接触させた状態で、前記自由端部の前記軸線
   を中心に少なくとも360゜の回転角度にわたって一方の
   回転限界と他方の回転限界との間で回転させる回転工程
   を備え、この回転工程では、前記所定の長さ分の巻きほ
   ぐれた前記針金状素材は、残りのコイル状の前記針金状
   素材に連続したままの状態にあって、前記自由端部の回
   転に伴って捩れる ことを特徴とする、コイル状素材からの加工物を機械加
   工する方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、前記機械には、前記針金状素材の前記自由端部の一
   部を把持する把持手段を持つスピンドルが設けられてお
   り、前記導入行程では前記自由端部が前記把持手段内に
   導入され、前記回転行程では前記スピンドルが回転させ
   られ、その回転の向きは、前記巻きほぐす工程と前記導
   入工程および前記回転工程が繰り返される毎に逆転され
   る、ことを特徴とする、コイル状素材からの加工物を機
   械加工する方法。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載の方法におい
   て、少なくとも前記フライスまたは研削砥石の回転軸線
   に平行で、前記自由端部が回転させられるときの軸線に
   沿って、前記自由端部を前方へ送るよう、前記スピンド
   ルを移動させる行程を含むこと、を特徴とするコイル状
   素材からの加工物を機械加工する方法。