JP5930694B2 - Sphere manufacturing apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂等の材料から任意の大きさの球体を簡易かつ低コストに製造し得る球体の製造装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a sphere manufacturing apparatus and method for manufacturing a sphere of any size from a material such as a resin easily and at low cost.

さまざまな理工学あるいは産業分野で球体は用いられている他、この内の導電性を有した導体球は例えばレーダの校正や電波の散乱実験にも用いられている。しかし、このような導体球を含めた球体を例えば銅や真鍮等の金属材料の塊から旋盤等により削り出すのは容易ではなく、多大な加工コストが必要であった。さらに、このように金属製の導体球を削り出して形成した場合には重量が重くなる欠点があるため、重量を軽減することが考えられるが、重量軽減のために中空な球体にするには、さらに加工工程が増えて加工コストが一層増大するようになる。   In addition to the use of spheres in various science and engineering or industrial fields, conductive spheres having conductivity are also used for radar calibration and radio wave scattering experiments, for example. However, it is not easy to cut out a sphere including such a conductor sphere from a lump of a metal material such as copper or brass with a lathe or the like, and a great processing cost is required. In addition, when the metal conductor spheres are cut and formed in this way, there is a disadvantage that the weight increases, so it is conceivable to reduce the weight, but to make a hollow sphere to reduce the weight Further, the processing cost is further increased due to an increase in processing steps.

これに対して、樹脂製の球体に表面処理などをして表面を導電性にすれば、レーダの校正や電波の散乱実験等に用いることが出来る。しかし、樹脂製の球体は、金型を用いて樹脂材料をこの金型内に射出成形するか、あるいは発泡樹脂材料を金型内に充填することによって、従来製造していた。このため、金型内に設けられていた凹部の径で球体の径が決まり、任意の径を有した球体を簡易に製造することは困難であった。また、射出成形により球体を製造した場合、金型と金型との間の接合部分の僅かな隙間により生じたバリが球体の外周面に残ってしまって、適切な状態の球体を得ることができない欠点を有していた。
他方、発泡スチロール材を球面に形成する技術として、下記の特許文献1に開示された技術が従来知られていた。
On the other hand, if a resin sphere is subjected to surface treatment to make the surface conductive, it can be used for radar calibration, radio wave scattering experiments, and the like. However, resin spheres have been conventionally manufactured by using a mold to inject a resin material into the mold, or filling a foamed resin material into the mold. For this reason, the diameter of the sphere is determined by the diameter of the recess provided in the mold, and it is difficult to easily manufacture a sphere having an arbitrary diameter. In addition, when a sphere is manufactured by injection molding, burrs generated due to a slight gap at the joint between the mold and the mold remain on the outer peripheral surface of the sphere, and an appropriate sphere can be obtained. It had a disadvantage that could not be done.
On the other hand, as a technique for forming a polystyrene foam material into a spherical surface, a technique disclosed in Patent Document 1 below has been conventionally known.

特開平7−314400公報JP 7-314400 A

しかし、この特許文献1には、発泡スチロールを半球形状に形成する技術が開示されているものの、樹脂材料等を球体に形成するための技術は何ら開示されていなかった。
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、樹脂等の材料から任意の大きさの球体を簡易かつ低コストに製造し得る球体の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
However, although this patent document 1 discloses a technique for forming a polystyrene foam in a hemispherical shape, no technique for forming a resin material or the like into a sphere has been disclosed.
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a sphere manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of manufacturing a sphere of any size from a material such as a resin easily and at low cost.

上記課題を解決した請求項1記載の発明は、被加工物が固着されて主回転軸のまわりにこの被加工物を回転する第1回転治具と、
第1回転治具と対向して配置され、主回転軸を中心とする受部を有し被加工物の端部をこの受部に固着して主回転軸のまわりに被加工物を回転する第2回転治具と、
主回転軸と交わりかつ直交する副回転軸まわりに回転可能に支持されたアーム材と、
副回転軸から離れた位置で副回転軸と平行にアーム材に取り付けられ、副回転軸まわりに旋回されつつ、第1回転治具により固着された状態で被加工物の一方の端部を半球面に加工すると共に、第1回転治具から被加工物を取り外した状態で半球面に加工された一方の端部を第2回転治具の受部に固着して、被加工物の他方の端部を半球面に加工する加工器具と、
を含む球体の製造装置である。
The invention according to claim 1, which has solved the above-mentioned problem, includes a first rotating jig for rotating the workpiece around the main rotation axis by fixing the workpiece.
It is arranged to face the first rotating jig, has a receiving part centered on the main rotation axis, and fixes the end of the work piece to this receiving part, and rotates the work around the main rotation axis. A second rotating jig;
An arm material supported so as to be rotatable around a sub-rotation axis that intersects and is orthogonal to the main rotation axis;
One end of the work piece is hemispherically attached to the arm material parallel to the sub-rotating shaft at a position away from the sub-rotating shaft, and pivoted around the sub-rotating shaft while being fixed by the first rotating jig. And machining one surface of the workpiece to a hemispherical surface with the workpiece removed from the first rotating jig, and fixing the other end of the workpiece to the receiving portion of the second rotating jig. A processing tool for processing the end into a hemispherical surface ;
Is a manufacturing apparatus of a sphere including.

請求項1に係る球体の製造装置によれば、第1回転治具に固着された被加工物が、主回転軸のまわりに回転される。これに伴い、主回転軸と直交する副回転軸まわりにアーム材を回転することで、この副回転軸から離れた位置でアーム材に取り付けられている加工器具が副回転軸まわりに旋回される。このことで、被加工物の一方の端部が加工されて、この端部が半球面とされる。   According to the spherical body manufacturing apparatus of the first aspect, the workpiece fixed to the first rotating jig is rotated around the main rotation axis. Along with this, by rotating the arm material around the sub rotation axis orthogonal to the main rotation axis, the processing tool attached to the arm material at a position away from the sub rotation shaft is turned around the sub rotation axis. . Thus, one end portion of the workpiece is processed, and this end portion becomes a hemispherical surface.

第1回転治具と対向して配置された第2回転治具に半球面とされる被加工物の端部が固着されて、主回転軸のまわりにこの被加工物を回転した状態で、アーム材を副回転軸まわりに回転することで、加工器具が副回転軸まわりに旋回される。このことで、被加工物の他方の端部が加工されて、この他方の端部が半球面とされる。   In the state where the end portion of the work piece that is a hemispherical surface is fixed to the second rotation jig arranged to face the first rotation jig, and the work piece is rotated around the main rotation axis, By rotating the arm member around the auxiliary rotation axis, the processing tool is turned around the auxiliary rotation axis. Thus, the other end portion of the workpiece is processed, and the other end portion is a hemispherical surface.

以上より、本請求項に係る球体の製造装置によれば、まず、第1回転治具に固着された被加工物の一方の端部が加工器具により半球状に形成される。この後、半球状に形成された被加工物の端部が第2回転治具に固着され、被加工物の他方の端部が加工器具により再度、半球状に形成される。
このことで、金型を用いなくとも被加工物が全体として球体となり、金型を用いずに被加工物から球体を簡易かつ低コストに切り出すことができるようになる。この際、副回転軸からの加工器具の距離を任意に設定しつつアーム材を取り付けることで、任意の大きさの球体をも容易に切り出すことが可能になる。
As described above, according to the spherical body manufacturing apparatus according to the present invention, first, one end of the workpiece fixed to the first rotating jig is formed into a hemispherical shape by the processing tool. Thereafter, the end of the workpiece formed in a hemispherical shape is fixed to the second rotating jig, and the other end of the workpiece is formed again in a hemispherical shape by the processing tool.
As a result, the workpiece becomes a sphere as a whole without using a mold, and the sphere can be cut out of the workpiece easily and at low cost without using a mold. At this time, it is possible to easily cut out a sphere of any size by attaching the arm material while arbitrarily setting the distance of the processing tool from the auxiliary rotating shaft.

請求項2の発明は、加工器具が電熱線とされる請求項1 記載の球体の製造装置である。
電源装置により加熱される電熱線をたとえば主回転軸と平行にアーム材に貼り付けることで、発泡スチロールや合成樹脂等の被加工物が溶融して簡易に加工される。
The invention of claim 2 is the sphere manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the processing tool is a heating wire.
For example, by sticking a heating wire heated by the power supply device to the arm member in parallel with the main rotation axis, the workpiece such as polystyrene foam or synthetic resin is melted and easily processed.

請求項3の発明は、加工器具がレーザ加工機とされる請求項1 記載の球体の製造装置である。
アーム材に取り付けられたレーザ加工機からレーザ光を被加工物に照射することで、被加工物が簡易に加工される。
The invention of claim 3 is the sphere manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the processing tool is a laser processing machine.
By irradiating the workpiece with laser light from the laser processing machine attached to the arm material, the workpiece is easily processed.

請求項4の発明は、加工器具がウォータジェット装置とされる請求項1 記載の球体の製造装置である。
アーム材に取り付けられたウォータジェット装置から水流を被加工物に噴射することで、被加工物が簡易に加工される。
The invention according to claim 4 is the sphere manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the processing tool is a water jet device.
By injecting a water stream from a water jet device attached to the arm material onto the workpiece, the workpiece is easily processed.

上記課題を解決した請求項5記載の発明は、第1回転治具に被加工物を固着した状態で、被加工物を主回転軸まわりに回転させつつ、主回転軸から離れて位置する加工器具を主回転軸と直交する副回転軸まわりに旋回させて、第1回転治具に固着された端部と逆側の被加工物の端部をこの加工器具により半球面に加工する第1工程と、
第1工程で加工された半球面を主回転軸まわりに回転可能に第2回転治具に固着する第2工程と、
第2回転治具により被加工物を主回転軸のまわりに回転させつつ、加工器具を副回転軸のまわりに旋回させて、第1工程において半球面に加工された被加工物の端部と逆側の被加工物の端部をこの加工器具により半球面に加工する第3工程と、
を含む球体の製造方法である。
The invention according to claim 5, which has solved the above-mentioned problem, is a work positioned away from the main rotation axis while rotating the work around the main rotation axis in a state where the work piece is fixed to the first rotating jig. First, the tool is turned about a sub-rotation axis orthogonal to the main rotation axis, and the end of the workpiece opposite to the end fixed to the first rotating jig is processed into a hemispherical surface by the processing tool. Process,
A second step of fixing the hemispherical surface processed in the first step to the second rotating jig so as to be rotatable around the main rotation axis;
While rotating the workpiece around the main rotation axis by the second rotating jig, the processing tool is turned around the sub rotation axis, and the end of the workpiece processed into a hemispherical surface in the first step A third step of processing the end of the workpiece on the opposite side into a hemispherical surface by this processing tool;
It is a manufacturing method of the sphere containing.

請求項5に係る球体の製造方法によれば、請求項1に係る球体の製造装置と同様に、まず、第1回転治具に固着された被加工物の一方の端部を半球状に形成し、この後、半球状に形成された被加工物の端部が第2回転治具に固着されて、被加工物の他方の端部を半球状に形成する。
このことで、請求項1と同様に金型を用いなくとも被加工物が全体として球体となり、金型を用いずに被加工物から球体を簡易かつ低コストに切り出すことができるようになる。この際、請求項1と同様に副回転軸からの加工器具の距離を任意に設定しつつアーム材を取り付けることで、任意の大きさの球体をも容易に切り出すことが可能になる。
According to the method for manufacturing a sphere according to claim 5, similarly to the sphere manufacturing apparatus according to claim 1, first, one end of the workpiece fixed to the first rotating jig is formed into a hemisphere. Thereafter, the end portion of the workpiece formed in a hemispherical shape is fixed to the second rotating jig, and the other end portion of the workpiece is formed in a hemispherical shape.
Thus, as in the first aspect, the workpiece becomes a sphere as a whole without using a mold, and the sphere can be cut out of the workpiece easily and at low cost without using a mold. At this time, similarly to the first aspect, it is possible to easily cut out a sphere of any size by attaching the arm member while arbitrarily setting the distance of the processing tool from the auxiliary rotating shaft.

本発明によれば、樹脂等の材料から任意の大きさの球体を簡易かつ低コストに製造し得る球体の製造装置および製造方法が提供されるという優れた効果を奏する。   According to the present invention, an excellent effect is provided that a sphere manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of easily and inexpensively manufacturing a sphere of any size from a material such as a resin are provided.

本発明の実施の形態に係る球体の製造装置が適用される旋盤の正面図である。1 is a front view of a lathe to which a sphere manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の第1の実施の形態に係る球体の製造装置に用いられる加工用支持台の斜視図である。It is a perspective view of the processing support stand used for the ball manufacturing apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る球体の製造装置に用いられる加工用支持台の正面図である。It is a front view of the processing support stand used for the manufacturing apparatus of the sphere concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る球体の製造装置に用いられる加工用支持台の平面図である。It is a top view of the processing support stand used for the manufacturing apparatus of the sphere concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る球体の製造装置に用いられる加工用支持台の側面図である。It is a side view of the processing support stand used for the manufacturing apparatus of the sphere concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る球体の製造装置に用いられる第2回転治具の断面図である。It is sectional drawing of the 2nd rotation jig used for the manufacturing apparatus of the sphere which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る球体の製造方法の第1工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the sphere which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る球体の製造方法の第2工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the sphere which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る球体の製造方法の第3工程を示す説明図であって、加工途中を表す図である。It is explanatory drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the sphere which concerns on the 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is a figure showing the middle of a process. 本発明の第1の実施の形態に係る球体の製造方法の第3工程を示す説明図であって、加工終了後を表す図である。It is explanatory drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the sphere which concerns on the 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is a figure showing the completion | finish of a process. 本発明の第2の実施の形態に係る球体の製造装置に用いられる第2回転治具の断面図である。It is sectional drawing of the 2nd rotation jig used for the manufacturing apparatus of the sphere which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

本発明に係る球体の製造装置およびその製造方法の第1の実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係る球体の製造装置10は、工作機械の内のたとえば旋盤1に設置して用いることができる。この旋盤1のチャックを、旋盤1の主軸である主回転軸Xのまわりに被加工物を把持して回転する第1回転治具12とすることで、例えば発泡スチロール製や合成樹脂製であって円筒形をした被加工物W(図7に示す)がこの第1回転治具12に固着される。
A sphere manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the spherical body manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment can be used by being installed, for example, on a lathe 1 in a machine tool. By making the chuck of the lathe 1 the first rotating jig 12 that grips and rotates the workpiece around the main rotation axis X that is the main axis of the lathe 1, for example, it is made of polystyrene foam or synthetic resin. A cylindrical workpiece W (shown in FIG. 7) is fixed to the first rotating jig 12.

この旋盤1は、ベッド2の一端にチャックを取り付け可能な主軸台3が位置し、ベッド2上の中ほどに、図示しない横送り台や刃物台が載せられた往復台4が移動可能に位置するとともに、ベッド2上の他端側寄りに、心押し台5が位置する構造とされている。また、旋盤1の往復台4上には、図1から図5に示すように被加工物Wを加工するための加工用支持台14が位置している。具体的には、この加工用支持台14の基板16が往復台4上に設置されていて、この基板16からベッド2を挟んで一対の直立板18が上方にそれぞれ伸びている。   In this lathe 1, a headstock 3 to which a chuck can be attached is located at one end of a bed 2, and a carriage 4 on which a lateral feed base and a tool rest (not shown) are placed is movable in the middle of the bed 2. In addition, the tailstock 5 is positioned near the other end on the bed 2. Further, on the carriage 4 of the lathe 1, a processing support base 14 for processing the workpiece W is positioned as shown in FIGS. Specifically, the substrate 16 of the processing support 14 is installed on the carriage 4, and a pair of upright plates 18 extend upward from the substrate 16 with the bed 2 interposed therebetween.

図1から図5に示すように、これら直立板18の上部には、それぞれ支持軸20を介してアーム材22の基端側が回転可能に支持されていて、アーム材22の先端側が連結板24で相互に繋がっている。このため、アーム材22が回転可能に支持されつつ、これら一対のアーム材22及び連結板24が一体的に回転する構造とされているが、これら一対の支持軸20間を繋ぐ軸線が主回転軸Xと直交する副回転軸Yとされているので、この副回転軸Yまわりにアーム材22が回転することになる。   As shown in FIGS. 1 to 5, the base end side of the arm member 22 is rotatably supported on the upright plates 18 via the support shafts 20, and the distal end side of the arm member 22 is connected to the connecting plate 24. Are connected to each other. Therefore, while the arm member 22 is rotatably supported, the pair of arm members 22 and the connecting plate 24 are configured to rotate integrally, but the axis connecting the pair of support shafts 20 is the main rotation. Since the rotation axis Y is orthogonal to the axis X, the arm member 22 rotates around the rotation axis Y.

各アーム材22には、支持軸20の部分からその長手方向に沿って複数の取付孔22Aがそれぞれ設けられている。ただし、各取付孔22Aは一対のアーム材22の相互に同位置に形成されていて、これらの取付孔22Aの内のいずれかであって相互に同一位置の取付孔22A間に加工器具である電熱線26を設置することで、一対のアーム材22間に副回転軸Yと平行に電熱線26が張られることになる。   Each arm member 22 is provided with a plurality of attachment holes 22A from the portion of the support shaft 20 along the longitudinal direction thereof. However, each attachment hole 22A is formed at the same position of the pair of arm members 22, and is a processing tool between the attachment holes 22A at any one of these attachment holes 22A. By installing the heating wire 26, the heating wire 26 is stretched between the pair of arm members 22 in parallel with the auxiliary rotation axis Y.

この結果として、副回転軸Yから離れた位置でアーム材22に電熱線26が取り付けられ、副回転軸Yまわりにこの電熱線26が旋回されることになる。この際、取付孔22Aを適宜選択することで、電熱線26の位置を任意に変更可能となる。また、この電熱線26は図2に示す電源装置28に繋がっていて、電源装置28からの通電により、電熱線26を加熱することができる。   As a result, the heating wire 26 is attached to the arm member 22 at a position away from the sub rotation axis Y, and the heating wire 26 is turned around the sub rotation axis Y. At this time, the position of the heating wire 26 can be arbitrarily changed by appropriately selecting the attachment hole 22A. Further, the heating wire 26 is connected to the power supply device 28 shown in FIG. 2, and the heating wire 26 can be heated by energization from the power supply device 28.

以上より、旋盤1を動作しチャックである第1回転治具12を回転して被加工物Wを主回転軸Xまわりに少なくとも1回転しつつ、加熱された電熱線26をこの主回転軸Xと直交する副回転軸Yまわりに180度旋回することで、図7に示す被加工物Wの一方の端部W1が電熱線26により溶融されて、半球形に形成可能となる。   As described above, the lathe 1 is operated to rotate the first rotating jig 12 serving as a chuck to rotate the workpiece W at least once around the main rotation axis X, while the heated heating wire 26 is moved to the main rotation axis X. Is rotated 180 degrees around the sub-rotation axis Y orthogonal to each other, one end W1 of the workpiece W shown in FIG. 7 is melted by the heating wire 26 and can be formed into a hemispherical shape.

他方、ベッド2の他端側には、心押し台5に取り付けられて手動回転可能な第2回転治具32が第1回転治具12と対向して配置されている。この第2回転治具32には、図6に示すように被加工物Wを固定するための受部である面板34が存在している。この第2回転治具32は被加工物Wの径より大きな径の円盤状に形成されていて、面板34の第1回転治具12との対向面は、半球面に加工された被加工物Wの一方の端部W1とほぼ同一径であって、かつ主回転軸Xを中心とする半球面状の凹面とされている。   On the other hand, on the other end side of the bed 2, a second rotating jig 32 that is attached to the tailstock 5 and can be manually rotated is disposed to face the first rotating jig 12. As shown in FIG. 6, the second rotating jig 32 includes a face plate 34 that is a receiving portion for fixing the workpiece W. The second rotating jig 32 is formed in a disk shape having a diameter larger than the diameter of the workpiece W, and the surface of the face plate 34 facing the first rotating jig 12 is processed into a hemispherical surface. It is a hemispherical concave surface having the same diameter as one end W1 of W and having the main rotation axis X as the center.

この面板34の内部には主回転軸Xに沿って伸びる複数の吸引孔36が形成されていて、これら吸引孔36の終端部において相互に繋がっている他、中央である主回転軸X上に位置する排出管32Aを介して面板34内から排気される構造になっている。そして、この排気管には、ロータリィカプラ38を介して真空ポンプ42に繋がるエアホース40が接続されている。このため、ロータリィカプラ38を介していることから、第2回転治具32及び面板34が回転しても問題なく真空吸着可能となる。   A plurality of suction holes 36 extending along the main rotation axis X are formed inside the face plate 34, and are connected to each other at the end portions of the suction holes 36, and on the main rotation axis X which is the center. The structure is such that the air is exhausted from the face plate 34 through the positioned discharge pipe 32A. An air hose 40 connected to the vacuum pump 42 is connected to the exhaust pipe via a rotary coupler 38. For this reason, since the rotary coupler 38 is interposed, even if the second rotating jig 32 and the face plate 34 rotate, vacuum suction can be performed without any problem.

したがって、第2回転治具32を例えば手動により回転させつつ、複数の吸引孔36から空気を吸引することで、半球面とされる被加工物Wの一方の端部W1が半球面状の凹部とされる面板34に吸着可能となることで、この一方の端部W1が主回転軸X上で固着されて主回転軸Xのまわりに被加工物Wが回転するようになる。   Therefore, by rotating the second rotating jig 32 manually, for example, by sucking air from the plurality of suction holes 36, one end W1 of the workpiece W that is hemispherical is a hemispherical recess. By being able to be attracted to the face plate 34, the one end W1 is fixed on the main rotation axis X, and the workpiece W rotates around the main rotation axis X.

これに伴い、第2回転治具32に支持された被加工物Wを主回転軸Xまわりに少なくとも1回転しつつ、加熱された電熱線26を副回転軸Yまわりであって被加工物Wの一方の端部W1を加工した時と逆に、180度旋回することで、第1回転治具12に支持されていた被加工物Wの他方の端部W2が電熱線26により溶融されて、半球形に形成可能となる。   Accordingly, the workpiece W supported by the second rotating jig 32 is rotated at least once around the main rotation axis X, and the heated heating wire 26 is rotated around the sub-rotation axis Y around the workpiece W. The other end W2 of the workpiece W supported by the first rotating jig 12 is melted by the heating wire 26 by turning 180 degrees, contrary to when one end W1 is processed. It becomes possible to form a hemisphere.

次に、本実施の形態に係る球体の製造装置10の作用及びその製造方法の手順を以下に説明する。
本実施の形態に係る製造装置10を用いた球体の製造方法によれば、第1工程として、図7に示すように第1回転治具12に固着された円筒状の被加工物Wを主回転軸Xのまわりに回転する。これに伴い、主回転軸Xと直交する副回転軸Yまわりにアーム材22を回転することで、この副回転軸Yから離れた位置でアーム材22に取り付けられている電熱線26が副回転軸Yまわりに旋回される。このことで、第1回転治具12に固着された端部と逆側とされる被加工物Wの一方の端部W1が電熱線26により加工されて、この端部が半球面とされる。
Next, the operation of the sphere manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment and the procedure of the manufacturing method will be described below.
According to the method of manufacturing a sphere using the manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment, as a first step, a cylindrical workpiece W fixed to the first rotating jig 12 as shown in FIG. It rotates around the rotation axis X. Accordingly, by rotating the arm member 22 around the sub-rotation axis Y orthogonal to the main rotation axis X, the heating wire 26 attached to the arm member 22 at a position away from the sub-rotation axis Y is sub-rotated. It is turned around the axis Y. Thus, one end W1 of the workpiece W which is opposite to the end fixed to the first rotating jig 12 is processed by the heating wire 26, and this end is made a hemispherical surface. .

次に、第2工程として、第1回転治具12から被加工物Wを取り外し、図8に示すように第1回転治具12と対向して配置された第2回転治具32に第1工程で加工されて半球面とされる被加工物Wの一方の端部W1を主回転軸Xまわりに回転可能に固着する。この際、図6に示すエアホース40、ロータリィカプラ38、排出管32Aを介して真空ポンプ42に繋がる面板34の複数の吸引孔36により吸引されて、半球面とされる被加工物Wの一方の端部W1が確実に第2回転治具32に固着される。   Next, as a second step, the workpiece W is removed from the first rotating jig 12, and the first rotating jig 32 disposed opposite to the first rotating jig 12 as shown in FIG. One end W1 of the workpiece W processed in the process to be a hemispherical surface is fixed to be rotatable about the main rotation axis X. At this time, one of the workpieces W that is sucked by the plurality of suction holes 36 of the face plate 34 connected to the vacuum pump 42 through the air hose 40, the rotary coupler 38, and the discharge pipe 32A shown in FIG. The end W <b> 1 is securely fixed to the second rotating jig 32.

この後、第3工程として、図9に示すように第2回転治具32により主回転軸Xのまわりにこの被加工物Wを回転した状態で、アーム材22を副回転軸Yまわりに回転することで、電熱線26が副回転軸Yまわりに旋回される。このことで、第1工程において半球面に加工された被加工物Wの一方の端部W1と逆側の被加工物Wの他方の端部W2が電熱線26により加工されて、この他方の端部W2が図10に示すように同様に半球面とされる。   Thereafter, as a third step, the arm member 22 is rotated around the sub-rotation axis Y while the workpiece W is rotated around the main rotation axis X by the second rotation jig 32 as shown in FIG. As a result, the heating wire 26 is turned around the auxiliary rotation axis Y. Thus, the other end W2 of the workpiece W opposite to the one end W1 of the workpiece W processed into the hemispherical surface in the first step is processed by the heating wire 26, and the other end W1 is processed. The end portion W2 is similarly hemispherical as shown in FIG.

以上より、本実施の形態に係る球体の製造装置10によれば、第1回転治具12に固着された被加工物Wの一方の端部W1が電熱線26により半球状に形成される。この後、半球状に形成された被加工物Wの端部が第2回転治具32に固着され、被加工物Wの他方の端部W2が電熱線26により再度、半球状に形成される。
このことから、金型を用いなくとも被加工物Wが全体として球体となるので、金型を用いずに被加工物Wから球体を簡易かつ低コストに切り出すことができるようになる。この際、副回転軸Yからの電熱線26の距離を任意に設定しつつアーム材22を取り付けることで、任意の大きさの球体をも容易に切り出すことが可能になる。
As described above, according to the spherical body manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment, one end W1 of the workpiece W fixed to the first rotating jig 12 is formed in a hemispherical shape by the heating wire 26. Thereafter, the end portion of the workpiece W formed in a hemispherical shape is fixed to the second rotating jig 32, and the other end portion W2 of the workpiece W is again formed in a hemispherical shape by the heating wire 26. .
From this, the workpiece W becomes a sphere as a whole without using a mold, so that the sphere can be cut out of the workpiece W easily and at low cost without using a mold. At this time, by attaching the arm member 22 while arbitrarily setting the distance of the heating wire 26 from the auxiliary rotation axis Y, it becomes possible to easily cut out a sphere of any size.

次に、本発明に係る球体の製造装置およびその製造方法の第2の実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、第1の実施の形態と同一の構造部分は同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
本実施の形態は第1の実施の形態とほぼ同一構造とされているが、図11に示すように、本実施の形態では、第2回転治具32の被加工物Wと接する側の面板34を半球面状の凹面とする替りに、この部分に三角形状の斜辺となるような形状の固定器50を少なくとも3個以上、回転対称となるように配置した構造としている。
Next, a second embodiment of the spherical body manufacturing apparatus and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same structure part as 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits the overlapping description.
Although the present embodiment has substantially the same structure as the first embodiment, as shown in FIG. 11, in this embodiment, the face plate on the side in contact with the workpiece W of the second rotating jig 32. Instead of the concave surface 34 being a hemispherical concave surface, at least three or more fixing devices 50 having a triangular hypotenuse are arranged in this portion so as to be rotationally symmetric.

この際、面板34の中心から放射状でかつ隣り合う固定器50が等間隔で主回転軸Xの周囲に回転対称になるように、三角形状で楔状とされる固定器50を配置する。この結果、被加工物Wの一方の端部W1を形成する半球面に、各固定器50の斜辺が接するようになる。そして、図11に示すように、この固定器50には例えば針状の串材52が斜面から突出するように、直線状で串材52の向きが半球面の中心に向かうような貫通孔50Aが形成されている。   At this time, the fixing devices 50 that are triangular and wedge-shaped are arranged so that the fixing devices 50 that are radiating from the center of the face plate 34 are rotationally symmetrical around the main rotation axis X at equal intervals. As a result, the hypotenuse of each fixing device 50 comes into contact with the hemispheric surface forming one end W1 of the workpiece W. As shown in FIG. 11, the fixing device 50 has a through hole 50 </ b> A that is linear and has the skewer 52 facing the center of the hemisphere so that a needle-like skewer 52 protrudes from the slope. Is formed.

したがって、この貫通孔50Aを介して、被加工物Wの一方の端部W1の半球面に3本以上の串材52を打ち込んで、被加工物Wの一方の端部W1を第2回転治具32に固着する構造と本実施の形態はなっている。このため、本実施の形態においても、被加工物Wの一方の端部W1を問題なく固着できるようになる。   Accordingly, three or more skewers 52 are driven into the hemispherical surface of one end W1 of the workpiece W through the through-hole 50A, and the one end W1 of the workpiece W is second-rotated. The structure fixed to the tool 32 and this embodiment are the same. For this reason, also in the present embodiment, one end W1 of the workpiece W can be fixed without any problem.

なお、上記実施の形態では、第2回転治具の面板に対する被加工物の固着手段として、真空吸引あるいは串材による固着を採用したが、これらの手段に限定されるものではなく、接着剤や粘着テープによる接着を用いることとしても良い。さらに、第2回転治具の面板に形成された半球状の凹面の径や三角形状の固定器の大きさ等は、必要に応じて適宜変更することが考えられる。また、旋盤のチャックを第1回転治具としたが、必ずしも旋盤を用いる必要はなく、他の工作機械や工作機械以外の他の手段を用いても良い。   In the above embodiment, vacuum suction or sticking by skewer material is adopted as the means for fixing the work piece to the face plate of the second rotating jig. However, the present invention is not limited to these means. Adhesion with an adhesive tape may be used. Furthermore, it is conceivable that the diameter of the hemispherical concave surface formed on the face plate of the second rotating jig, the size of the triangular fixture, and the like are appropriately changed as necessary. Moreover, although the lathe chuck is the first rotating jig, the lathe is not necessarily used, and other machine tools or other means other than the machine tool may be used.

他方、上記実施の形態では、被加工物を円筒形の発泡スチロールや合成樹脂としたが、形状や材料はこれらに限定されるものではない。さらに、上記実施の形態では、加工器具を電熱線としたが、加工器具をレーザビームとする場合は、図2の加工器具の電熱線26が配置される位置に、レーザ加工機より出力されるレーザビームを通し、加工器具をウオータジェットビームとする場合は、図2の加工器具の電熱線26が配置される位置に、ウオータジェット装置より出力されるウオータジェットビームを通すようにしても良く、その他、被加工物の加工に適した加工装置等であれば良い。   On the other hand, in the said embodiment, although the to-be-processed object was made into the cylindrical foam polystyrene and synthetic resin, a shape and material are not limited to these. Furthermore, in the said embodiment, although the processing tool was a heating wire, when using a processing tool as a laser beam, it outputs from the laser processing machine in the position where the heating wire 26 of the processing tool of FIG. 2 is arrange | positioned. When the laser beam is passed and the processing tool is a water jet beam, the water jet beam output from the water jet device may be passed through the position where the heating wire 26 of the processing tool shown in FIG. In addition, any processing device suitable for processing a workpiece may be used.

以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明は係る実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   The embodiment according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、さまざまな理工学あるいは産業分野で用いられる球体の加工に適用可能となる。   The present invention can be applied to processing of a sphere used in various science and engineering or industrial fields.

10 球体の製造装置
12 第1回転治具
14 加工用支持台
22 アーム材
26 電熱線(加工器具)
32 第2回転治具
34 面板(受部)
X 主回転軸
Y 副回転軸
W 被加工物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sphere manufacturing apparatus 12 1st rotation jig 14 Processing support base 22 Arm material 26 Heating wire (processing tool)
32 Second rotating jig 34 Face plate (receiving part)
X Main rotation axis Y Sub rotation axis W Workpiece

Claims (5)

被加工物が固着されて主回転軸のまわりにこの被加工物を回転する第1回転治具と、
第1回転治具と対向して配置され、主回転軸を中心とする受部を有し被加工物の端部をこの受部に固着して主回転軸のまわりに被加工物を回転する第2回転治具と、
主回転軸と交わりかつ直交する副回転軸まわりに回転可能に支持されたアーム材と、
副回転軸から離れた位置で副回転軸と平行にアーム材に取り付けられ、副回転軸まわりに旋回されつつ、第1回転治具により固着された状態で被加工物の一方の端部を半球面に加工すると共に、第1回転治具から被加工物を取り外した状態で半球面に加工された一方の端部を第2回転治具の受部に固着して、被加工物の他方の端部を半球面に加工する加工器具と、
を含む球体の製造装置。
A first rotating jig to which the workpiece is fixed and which rotates the workpiece around the main rotation axis;
It is arranged to face the first rotating jig, has a receiving part centered on the main rotation axis, and fixes the end of the work piece to this receiving part, and rotates the work around the main rotation axis. A second rotating jig;
An arm material supported so as to be rotatable around a sub-rotation axis that intersects and is orthogonal to the main rotation axis;
One end of the work piece is hemispherically attached to the arm material parallel to the sub-rotating shaft at a position away from the sub-rotating shaft, and pivoted around the sub-rotating shaft while being fixed by the first rotating jig. And machining one surface of the workpiece to a hemispherical surface with the workpiece removed from the first rotating jig, and fixing the other end of the workpiece to the receiving portion of the second rotating jig. A processing tool for processing the end into a hemispherical surface ;
Manufacturing equipment for spheres including
加工器具が電熱線とされる請求項1 記載の球体の製造装置。   2. The sphere manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the processing tool is a heating wire. 加工器具はレーザ加工機より出力されるレーザビームとする請求項1記載の球体の製造装置。   The sphere manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the processing tool is a laser beam output from a laser processing machine. 加工器具はウオータジェット装置より出力されるウオータジェットビームとする請求項1記載の球体の製造装置。   The sphere manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the processing tool is a water jet beam output from a water jet apparatus. 第1回転治具に被加工物を固着した状態で、被加工物を主回転軸まわりに回転させつつ、主回転軸から離れて位置する加工器具を主回転軸と直交する副回転軸まわりに旋回させて、第1回転治具に固着された端部と逆側の被加工物の端部をこの加工器具により半球面に加工する第1工程と、
第1工程で加工された半球面を主回転軸まわりに回転可能に第2回転治具に固着する第2工程と、
第2回転治具により被加工物を主回転軸のまわりに回転させつつ、加工器具を副回転軸のまわりに旋回させて、第1工程において半球面に加工された被加工物の端部と逆側の被加工物の端部をこの加工器具により半球面に加工する第3工程と、
を含む球体の製造方法。
While the work piece is fixed to the first rotating jig, the work tool positioned away from the main rotation axis is rotated around the sub rotation axis orthogonal to the main rotation axis while rotating the work object around the main rotation axis. A first step of turning and processing the end of the workpiece opposite to the end fixed to the first rotating jig into a hemispherical surface by this processing tool;
A second step of fixing the hemispherical surface processed in the first step to the second rotating jig so as to be rotatable around the main rotation axis;
While rotating the workpiece around the main rotation axis by the second rotating jig, the processing tool is turned around the sub rotation axis, and the end of the workpiece processed into a hemispherical surface in the first step A third step of processing the end of the workpiece on the opposite side into a hemispherical surface by this processing tool;
A method of manufacturing a sphere including
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JPH0572304U (en) * 1992-03-16 1993-10-05 大阪瓦斯株式会社 Spherical body processing equipment
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