JP5969850B2 - Cylindrical workpiece cutting device and cleaning method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、金属製円筒状の薄肉ワークをレーザ光の作用下に切断して複数個の金属リングを形成する円筒状ワーク切断装置及びその清掃方法に関する。   The present invention relates to a cylindrical workpiece cutting device that forms a plurality of metal rings by cutting a metal cylindrical thin workpiece under the action of laser light, and a cleaning method therefor.

自動車の無段変速機に採用される動力伝達用ベルトとしては、複数の金属リングを積層した積層リングが用いられる。この種の積層リングを構成する前記金属リングは、例えば、特許文献1に記載されるように、先ず、矩形状の金属製薄板の両端縁を溶接して円筒状のドラム(薄肉ワーク)を形成し、次に、前記ドラムを所定幅で輪切り状に切断することによって作製される。必要に応じ、前記の溶接の後、ドラムの内部品質を向上させることを目的として溶体化処理が行われることもある。   As a power transmission belt employed in a continuously variable transmission of an automobile, a laminated ring in which a plurality of metal rings are laminated is used. For example, as described in Patent Document 1, the metal ring constituting this type of laminated ring is formed by first welding both end edges of a rectangular metal thin plate to form a cylindrical drum (thin workpiece). Next, the drum is produced by cutting the drum into a circular shape with a predetermined width. If necessary, a solution treatment may be performed after the welding for the purpose of improving the internal quality of the drum.

ドラムを切断する切断手段としては、従来、砥石や刃具等のカッタが主に採用されているが、本出願人は、特許文献2において、レーザ光の作用下にドラムを切断して金属リングを得る切断方法を提案している。   Conventionally, a cutter such as a grindstone or a cutting tool has been mainly employed as a cutting means for cutting the drum. However, in Patent Document 2, the present applicant cuts the drum under the action of a laser beam and attaches a metal ring. Proposed cutting method.

この切断方法は、略円筒形状をなし且つ縮径された可能なワーク保持部材の側壁にドラムを装着した後、前記ワーク保持部材を拡径することで前記側壁によってドラムを略真円形状に矯正し、さらに、ワーク保持部材を回転動作させることでドラムを回転させながら、該ドラムの外周壁側からレーザ光を照射するものである。ここで、ワーク保持部材の側壁には周方向に沿って延在する環状溝が複数本形成されており、レーザ光は、レーザ光照射手段が各環状溝の上方に位置したときに照射される。   In this cutting method, after a drum is mounted on the side wall of a work holding member having a substantially cylindrical shape and having a reduced diameter, the drum is corrected to a substantially perfect circle by the side wall by expanding the diameter of the work holding member. Further, the laser beam is irradiated from the outer peripheral wall side of the drum while rotating the drum by rotating the work holding member. Here, a plurality of annular grooves extending along the circumferential direction are formed on the side wall of the work holding member, and laser light is emitted when the laser light irradiation means is positioned above each annular groove. .

特開2005−297074号公報JP 2005-297074 A 特開2011−167702号公報JP 2011-167702 A

レーザ光が照射されたドラムでは、その一部が溶融して前記環状溝に飛散する。すなわち、環状溝には、溶融飛散物が捕捉される。このため、ドラムにドロスが発生することが抑制される。   In the drum irradiated with the laser beam, a part thereof is melted and scattered in the annular groove. That is, the molten scattered matter is captured in the annular groove. For this reason, generation | occurrence | production of dross in a drum is suppressed.

ここで、環状溝に捕捉された溶融飛散物は、該環状溝内で固化する(以下、固化物を「スパッタ」という)。従って、溶融飛散物の捕捉位置がワーク保持部材の側壁に近接していると、スパッタの一部が環状溝から露出してドラムに当接する可能性がある。このような事態が発生すると、ドラムが内周面側からスパッタに押圧されるので、ドラムを略真円形状に矯正することが困難となる。また、前記の当接の際にスパッタによってドラムに傷が入る懸念もある。   Here, the molten scattered matter trapped in the annular groove is solidified in the annular groove (hereinafter, the solidified product is referred to as “sputter”). Therefore, if the position where the molten scattered matter is captured is close to the side wall of the work holding member, a part of the spatter may be exposed from the annular groove and come into contact with the drum. When such a situation occurs, the drum is pressed against the sputter from the inner peripheral surface side, so that it becomes difficult to correct the drum into a substantially perfect circle shape. There is also a concern that the drum may be damaged by sputtering during the contact.

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、スパッタが環状溝から露出することを防止することが可能であり、このためにドラムを略真円形状に矯正することが容易で、しかも、ドラムに傷が入る懸念を払拭し得る円筒状ワーク切断装置及びその清掃方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and it is possible to prevent the spatter from being exposed from the annular groove, and for this reason, it is easy to correct the drum into a substantially circular shape, And it aims at providing the cylindrical workpiece | work cutting device which can wipe away the concern that a damage | wound enters a drum, and its cleaning method.

前記の目的を達成するために、本発明は、回転する金属製円筒状の薄肉ワークを、レーザ光照射手段から照射されたレーザ光によって切断する円筒状ワーク切断装置において、
前記薄肉ワークの貫通孔に通される側壁に、周方向に沿って延在する環状溝が形成されたワーク保持部材と、
前記環状溝に対して流体を導出する流体導出手段と、
を備え、
前記流体導出手段は、前記流体を、前記薄肉ワークを切断する最中又は切断後に導出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a cylindrical workpiece cutting device for cutting a rotating metal cylindrical thin workpiece with a laser beam irradiated from a laser beam irradiation means.
A workpiece holding member in which an annular groove extending along the circumferential direction is formed on a side wall that is passed through the through hole of the thin workpiece;
Fluid deriving means for deriving a fluid from the annular groove;
With
The fluid deriving means derives the fluid during or after cutting the thin workpiece.

この構成においては、環状溝に流入した溶融飛散物が固化して生じたスパッタが、流体によって環状溝から押し剥がされる。すなわち、除去される。これにより、環状溝を容易に清掃することができる。   In this configuration, spatter generated by solidification of the molten scattered material flowing into the annular groove is pushed away from the annular groove by the fluid. That is, it is removed. Thereby, an annular groove can be cleaned easily.

従って、スパッタの一部が環状溝から露出することが回避される。このため、スパッタがドラムに当接することが回避されるので、ドラムを略真円形状に矯正することが容易である。また、スパッタによってドラムに傷が入る懸念を払拭することもできる。   Therefore, it is avoided that a part of the sputter is exposed from the annular groove. For this reason, since it is avoided that a sputter | spatter contacts a drum, it is easy to correct a drum to a substantially perfect circle shape. In addition, it is possible to eliminate the concern that the drum may be damaged by sputtering.

この場合、前記流体導出手段として、前記環状溝の底面に向かう流体を導出するものと、前記環状溝の側面に向かう流体を導出するものとを設ける。このような構成とすることにより、底面に堆積するスパッタの量を低減することができるとともに、環状溝の側面に付着するスパッタの位置を底面側に移動させることができる。
In this case, as the fluid outlet means, as to derive a fluid toward a bottom surface of the annular groove, Ru provided as to derive the fluid toward the side surface of the annular groove. With such a configuration, it is possible to reduce the amount of spatter deposited on the bottom surface, and to move the position of spatter adhering to the side surface of the annular groove to the bottom surface side.

ワーク保持部材には、少なくとも前記環状溝内に被膜を形成することが好ましい。この場合、スパッタを除去することが一層容易となるからである。   It is preferable that a film is formed on at least the annular groove on the work holding member. In this case, it is easier to remove the spatter.

流体としては、ドライアイスの細粒を導出すればよい。又は、水を導出するようにしてもよいし、圧縮気体を導出するようにしてもよい。圧縮気体の場合、スパッタ以外の後処理が不要であるという利点がある。また、コストを低廉化することもできる。   As the fluid, fine particles of dry ice may be derived. Alternatively, water may be derived or compressed gas may be derived. In the case of compressed gas, there is an advantage that post-processing other than sputtering is unnecessary. In addition, the cost can be reduced.

勿論、圧縮気体による清掃、高圧水による清掃、ドライアイスによる清掃の2種以上を併用するようにしてもよい。   Of course, two or more types of cleaning with compressed gas, cleaning with high-pressure water, and cleaning with dry ice may be used in combination.

被膜の材質は、スパッタを除去することが容易となり、且つ流体によって剥離することが困難であるものが好ましく選定される。このような材質の好適な例としては、銅又は銅合金が挙げられる。銅又は銅合金からなる被膜は、高圧水が衝突したとしてもワーク保持部材から剥離し難いので、この場合に特に好適である。なお、銅又は銅合金からなる被膜は、例えば、メッキによって容易に形成することができる。   The material of the coating is preferably selected so that it is easy to remove spatter and is difficult to peel off by a fluid. A suitable example of such a material is copper or a copper alloy. A coating made of copper or a copper alloy is particularly suitable in this case because it is difficult to peel off from the work holding member even when high-pressure water collides. In addition, the film which consists of copper or a copper alloy can be easily formed by plating, for example.

また、本発明は、ワーク保持部材の側壁に保持された金属製円筒状の薄肉ワークを、レーザ光照射手段から照射されたレーザ光によって切断するための円筒状ワーク切断装置の清掃方法であって、
前記ワーク保持部材の前記側壁に形成され、周方向に沿って延在する環状溝に対し、前記薄肉ワークを切断する最中又は切断後に、流体を供給することを特徴とする。
Further, the present invention is a cleaning method for a cylindrical workpiece cutting device for cutting a metal cylindrical thin workpiece held on a side wall of a workpiece holding member with a laser beam irradiated from a laser beam irradiation means. ,
A fluid is supplied to the annular groove formed in the side wall of the workpiece holding member and extending along the circumferential direction during or after the thin workpiece is cut.

このように流体を環状溝に供給することにより、スパッタを容易に除去することができる。すなわち、環状溝が清掃されるので、スパッタの一部が環状溝から露出することが回避される。その結果、スパッタがドラムに当接することが回避されるので、ドラムを略真円形状に矯正することが容易となるとともに、スパッタによってドラムに傷が入る懸念が払拭される。   Thus, by supplying the fluid to the annular groove, the spatter can be easily removed. That is, since the annular groove is cleaned, it is avoided that a part of the sputter is exposed from the annular groove. As a result, since it is avoided that the sputter contacts the drum, it is easy to correct the drum into a substantially circular shape, and the concern that the drum may be damaged due to the spatter is eliminated.

上記したように、流体としては圧縮気体を供給すればよい。又は、高圧水を供給するようにしてもよいし、ドライアイスの細粒を供給するようにしてもよい。勿論、圧縮気体、水、ドライアイスの細粒の2種以上を供給するようにしてもよい。   As described above, a compressed gas may be supplied as the fluid. Alternatively, high-pressure water may be supplied, or dry ice fine particles may be supplied. Of course, you may make it supply 2 or more types of the fine granules of compressed gas, water, and dry ice.

いずれにしても、上記した理由から、前記環状溝の底面に向かう流体と、前記環状溝の側面に向かう流体とを供給する。
In any case, for the reasons described above, the fluid toward the bottom of the annular groove, that to supply the fluid toward the side surface of the annular groove.

本発明によれば、環状溝に対して流体を導出することで該環状溝からスパッタを除去するようにしているので、該環状溝において、スパッタの一部が露出することが回避される。このため、スパッタがドラムに当接することが回避される。   According to the present invention, since spatter is removed from the annular groove by leading the fluid to the annular groove, it is avoided that a part of the spatter is exposed in the annular groove. For this reason, it is avoided that a sputter contacts a drum.

従って、ドラムを略真円形状に矯正することが容易となる。また、スパッタによってドラムに傷が入る懸念を払拭することもできる。   Therefore, it becomes easy to correct the drum into a substantially circular shape. In addition, it is possible to eliminate the concern that the drum may be damaged by sputtering.

本発明の実施の形態に係る円筒状ワーク切断装置の一部断面平面図である。It is a partial cross section top view of the cylindrical workpiece cutting device concerning an embodiment of the invention. 図1に示す円筒状ワーク切断装置の要部断面側面図である。It is a principal part cross-section side view of the cylindrical workpiece cutting device shown in FIG. ワーク保持部材の全体概略斜視図である。It is a whole schematic perspective view of a workpiece holding member. ワーク保持部材の長手方向に沿う一部断面図である。It is a partial cross section figure which follows the longitudinal direction of a work holding member. 図1に示す円筒状ワーク切断装置の正面図である。It is a front view of the cylindrical workpiece cutting device shown in FIG. 前記円筒状ワーク切断装置の要部側面断面図である。It is principal part side surface sectional drawing of the said cylindrical workpiece cutting device. 前記円筒状ワーク切断装置の、図5とは別位置での正面図である。FIG. 6 is a front view of the cylindrical workpiece cutting device at a position different from FIG. 5. 押圧用部材及びワーク保持部材が図2から拡径した状態を示す要部断面側面図である。It is a principal part cross-sectional side view which shows the state which the member for a press and the workpiece holding member expanded in diameter from FIG. 流体導出手段である吐出ノズルの位置が図6とは相違する前記円筒状ワーク切断装置の要部側面断面図である。FIG. 7 is a side cross-sectional view of a main part of the cylindrical workpiece cutting device in which the position of a discharge nozzle that is a fluid deriving unit is different from that in FIG.

以下、本発明に係る円筒状ワーク切断装置及びその清掃方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a cylindrical workpiece cutting device and a cleaning method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施の形態に係る円筒状ワーク切断装置10の一部断面平面図であり、図2は、要部断面側面図である。この円筒状ワーク切断装置10は、スピンドル12を回転動作させるためのモータ14と、前記スピンドル12に連結されて該スピンドル12に追従して回転動作するワーク保持部材16と、前記ワーク保持部材16に保持された金属製円筒状のドラム(薄肉ワーク)Wの所定位置に対してレーザ光Lを照射するレーザ光照射手段としての加工ヘッド18(図2参照)とを有する。   FIG. 1 is a partial cross-sectional plan view of a cylindrical workpiece cutting device 10 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional side view of an essential part. The cylindrical workpiece cutting device 10 includes a motor 14 for rotating the spindle 12, a workpiece holding member 16 that is connected to the spindle 12 and rotates following the spindle 12, and the workpiece holding member 16. It has a processing head 18 (see FIG. 2) as laser light irradiation means for irradiating laser light L to a predetermined position of a held metal cylindrical drum (thin workpiece) W.

円筒状ワーク切断装置10は図示しない基台を有し、この基台上に、図1に示す第1基盤20及び第2基盤22が設置される。第1基盤20には前記モータ14が支持され、一方、第2基盤22には、前記スピンドル12が挿入されるスピンドル支持部材24が設置される。なお、スピンドル支持部材24とスピンドル12の間にはベアリング26が介在されており、このため、スピンドル12は、回転可能にスピンドル支持部材24に支持される。   The cylindrical workpiece cutting device 10 has a base (not shown), and the first base 20 and the second base 22 shown in FIG. 1 are installed on the base. The first base 20 supports the motor 14, while the second base 22 is provided with a spindle support member 24 into which the spindle 12 is inserted. Note that a bearing 26 is interposed between the spindle support member 24 and the spindle 12, so that the spindle 12 is rotatably supported by the spindle support member 24.

モータ14の回転軸28には、第1プーリ30が外嵌される。一方、スピンドル12の一端部には第2プーリ32が外嵌され、これら第1プーリ30及び第2プーリ32には、タイミングベルト34が掛け渡されている。従って、スピンドル12は、後述するように、モータ14の作用下に回転動作を開始する。   A first pulley 30 is fitted on the rotating shaft 28 of the motor 14. On the other hand, a second pulley 32 is fitted on one end of the spindle 12, and a timing belt 34 is stretched around the first pulley 30 and the second pulley 32. Accordingly, the spindle 12 starts rotating under the action of the motor 14 as will be described later.

スピンドル12は、中空体として形成されている。すなわち、スピンドル12の内部には、その長手方向に沿って内孔36が延在する。   The spindle 12 is formed as a hollow body. That is, the inner hole 36 extends along the longitudinal direction inside the spindle 12.

この内孔36は、スピンドル12の長手方向の両端面で開口しており、その中の一方の開口には、管継手用ソケット38のソケット部40が挿入されている。この管継手用ソケット38の本体部41に管継手42を介して連結される図示しない送気管は、冷却媒体として機能する圧縮エアを供給する圧縮エア供給源に接続されている。すなわち、内孔36は、圧縮エア供給源から供給されて前記送気管及び前記管継手42を通過した圧縮エアが流通する、圧縮エア用流通路として機能する。   The inner hole 36 is opened at both end surfaces of the spindle 12 in the longitudinal direction, and the socket portion 40 of the pipe joint socket 38 is inserted into one of the inner holes 36. An air supply pipe (not shown) connected to the main body 41 of the pipe joint socket 38 via a pipe joint 42 is connected to a compressed air supply source that supplies compressed air that functions as a cooling medium. That is, the inner hole 36 functions as a compressed air flow passage through which compressed air supplied from a compressed air supply source and passed through the air supply pipe and the pipe joint 42 flows.

なお、管継手用ソケット38における円錐台形状をなすソケット部40は、本体に対して回転自在である。   The socket part 40 having a truncated cone shape in the pipe joint socket 38 is rotatable with respect to the main body.

図2に示すように、ワーク保持部材16は、第1連結部材44と第2連結部材46を介してスピンドル12に連結されている。具体的には、スピンドル12の一端部には段部48が形成されており、この段部48に第1連結部材44の円柱状突部50が挿入されるとともに、第1連結部材44の一端面から挿入された第1連結ボルト52がスピンドル12の端部に螺合される。   As shown in FIG. 2, the work holding member 16 is connected to the spindle 12 via a first connecting member 44 and a second connecting member 46. Specifically, a step 48 is formed at one end of the spindle 12, and the columnar protrusion 50 of the first connecting member 44 is inserted into the step 48, and one of the first connecting members 44 is inserted. The first connecting bolt 52 inserted from the end face is screwed into the end of the spindle 12.

そして、第2連結部材46の一端面から挿入された第2連結ボルト54が第1連結部材44の端部に螺合される。なお、第2連結ボルト54は、第1連結ボルト52の内周側に位置する。   Then, the second connection bolt 54 inserted from one end surface of the second connection member 46 is screwed into the end portion of the first connection member 44. The second connecting bolt 54 is located on the inner peripheral side of the first connecting bolt 52.

第2連結部材46の一端部には、環状の挿入口56が形成されている。一方、図2及び図3に示すように、ワーク保持部材16の一端部には、他の部位に比して小径な小径部58が形成されており、この小径部58が前記挿入口56に挿入される。なお、小径部58には、前記挿入口56の底部に向かって延在する連結ピン60が埋設される。この連結ピン60が前記挿入口56の底部に形成された嵌合穴62に嵌合されることにより、第2連結部材46とワーク保持部材16が連結される。   An annular insertion port 56 is formed at one end of the second connecting member 46. On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, a small-diameter portion 58 having a smaller diameter than other portions is formed at one end portion of the work holding member 16, and the small-diameter portion 58 is formed in the insertion port 56. Inserted. The small-diameter portion 58 is embedded with a connecting pin 60 that extends toward the bottom of the insertion port 56. By fitting the connecting pin 60 into a fitting hole 62 formed in the bottom of the insertion port 56, the second connecting member 46 and the work holding member 16 are connected.

挿入口56の内壁には、シール部材64が設けられる。このシール部材64により、第2連結部材46とワーク保持部材16との間がシールされ、圧縮エアが漏洩することが回避される。   A seal member 64 is provided on the inner wall of the insertion port 56. The seal member 64 seals between the second connecting member 46 and the work holding member 16, thereby preventing the compressed air from leaking.

図3に示すように、ワーク保持部材16は、前記小径部58と、該小径部58に比して大径であり概ね円筒形状をなす保持部66と、該保持部66に比して大径な堰止部68とを有する中空体である。すなわち、ワーク保持部材16には、その長手方向に沿って延在する挿入用貫通孔70が形成されている。なお、この挿入用貫通孔70は、第1連結部材44、第2連結部材46の各々に貫通形成された連通孔72、74に連通する。   As shown in FIG. 3, the work holding member 16 includes a small diameter portion 58, a holding portion 66 having a larger diameter than the small diameter portion 58 and having a substantially cylindrical shape, and a large diameter as compared with the holding portion 66. It is a hollow body having a diameter damming portion 68. In other words, the workpiece holding member 16 is formed with an insertion through hole 70 extending along the longitudinal direction thereof. The insertion through hole 70 communicates with communication holes 72 and 74 formed through the first connection member 44 and the second connection member 46, respectively.

ワーク保持部材16には、挿入用貫通孔70から側壁(外壁)に至るまで、複数本の直径方向通路76が放射状に貫通形成されている。すなわち、直径方向通路76は、挿入用貫通孔70に連通する。   A plurality of radial passages 76 are formed in the work holding member 16 in a radial manner from the insertion through hole 70 to the side wall (outer wall). That is, the diametrical passage 76 communicates with the insertion through hole 70.

直径方向通路76の各々は、ワーク保持部材16の長手方向に沿って延在する。そして、小径部58から堰止部68の途中にわたって切り欠かれるように形成された直径方向通路76には、堰止部68から小径部58の途中にわたって切り欠かれるように形成された直径方向通路76が隣接する。   Each of the diametrical passages 76 extends along the longitudinal direction of the workpiece holding member 16. The diameter direction passage 76 formed so as to be cut out from the small diameter portion 58 to the middle of the damming portion 68 has a diameter direction passage formed so as to be cut out from the damming portion 68 to the middle of the small diameter portion 58. 76 are adjacent.

ワーク保持部材16の保持部66の側壁には、該側壁の周回方向に沿って延在し、隣接する直径方向通路76同士を連通する周回方向通路78(環状溝)が複数本形成される。なお、図2及び図3から諒解されるように、周回方向通路78は、挿入用貫通孔70には到達していない。すなわち、周回方向通路78は、挿入用貫通孔70に直接連通するのではなく、直径方向通路76を介してのみ挿入用貫通孔70に連通する。   A plurality of circumferential passages 78 (annular grooves) that extend along the circumferential direction of the side walls and communicate between adjacent radial passages 76 are formed on the sidewall of the holding portion 66 of the workpiece holding member 16. As can be understood from FIGS. 2 and 3, the circumferential passage 78 does not reach the insertion through hole 70. That is, the circumferential direction passage 78 does not directly communicate with the insertion through hole 70 but communicates with the insertion through hole 70 only through the diameter direction passage 76.

周回方向通路78の底面及び側面には、図4に示すように、被膜79が形成される。後述するように、この被膜79が存在することにより、周回方向通路78からスパッタS(図6参照)を除去することが容易となる。なお、被膜79は、保持部66の側壁には設けられていない。   As shown in FIG. 4, a film 79 is formed on the bottom and side surfaces of the circumferential passage 78. As will be described later, the presence of the coating 79 facilitates the removal of the spatter S (see FIG. 6) from the circumferential passage 78. Note that the coating 79 is not provided on the side wall of the holding portion 66.

被膜79の材質は、スパッタSを除去し易いものであればよく、その好適な例としては、ポリテトラフルオロエチレンや窒化ホウ素等が挙げられるが、高圧水が供給されても剥離が生じ難いことから、銅又は銅合金が特に好適である。   The material of the film 79 may be any material that can easily remove the sputter S, and suitable examples thereof include polytetrafluoroethylene and boron nitride. However, even when high-pressure water is supplied, peeling is unlikely to occur. Therefore, copper or copper alloy is particularly suitable.

このように構成されるワーク保持部材16の内部には、図2に示すように押圧用部材80が挿入され、さらに、該押圧用部材80の内部には、第1径変化用部材82及び第2径変化用部材84が挿入される。ここで、第1径変化用部材82と、第1連結部材44及び第2連結部材46の各連通孔72、74、ワーク保持部材16の挿入用貫通孔70との間には、所定のクリアランスが形成される。   As shown in FIG. 2, a pressing member 80 is inserted into the workpiece holding member 16 configured as described above. Further, the first diameter changing member 82 and the first diameter changing member 82 are inserted into the pressing member 80. A two-diameter changing member 84 is inserted. Here, a predetermined clearance is provided between the first diameter changing member 82, the communication holes 72 and 74 of the first connecting member 44 and the second connecting member 46, and the insertion through hole 70 of the work holding member 16. Is formed.

図2に示すように、押圧用部材80は中空体である。そして、押圧用部材80には、内壁から外壁に向かうようにして貫通した複数本のスリット(図示せず)が長手方向に沿って延在するように形成される。このようなスリットが形成されていることにより、該押圧用部材80は、弾性変形を起こすことが容易である。   As shown in FIG. 2, the pressing member 80 is a hollow body. The pressing member 80 is formed with a plurality of slits (not shown) penetrating from the inner wall toward the outer wall so as to extend in the longitudinal direction. By forming such slits, the pressing member 80 can easily be elastically deformed.

押圧用部材80の内壁には、左端、右端の各々から離間するに従ってテーパー状に縮径する2個の第1カム部88、90が形成される(特に図2参照)。なお、押圧用部材80の内壁の中腹部近傍は、所定の長さにわたって略等径である。   On the inner wall of the pressing member 80, two first cam portions 88 and 90 are formed which are tapered in diameter as they are separated from the left end and the right end (see particularly FIG. 2). The vicinity of the middle part of the inner wall of the pressing member 80 has a substantially equal diameter over a predetermined length.

一方、第1径変化用部材82は、円筒形状部92と、押圧用部材80の内部に挿入されるにつれてテーパー状に縮径する第2カム部94とを有し、第2カム部94が前記第1カム部88に摺接するようにして押圧用部材80の内部に挿入されている。   On the other hand, the first diameter changing member 82 includes a cylindrical portion 92 and a second cam portion 94 that is reduced in taper as it is inserted into the pressing member 80. It is inserted into the pressing member 80 so as to be in sliding contact with the first cam portion 88.

また、第2径変化用部材84は略円錐台形状をなし、その側壁は、押圧用部材80の内部に挿入されるにつれてテーパー状に縮径するとともに、第1カム部90に摺接するカム部として機能する。以下においては、この側壁を第2カム部96と指称する。   The second diameter changing member 84 has a substantially frustoconical shape, and the side wall of the second diameter changing member 84 decreases in a tapered shape as it is inserted into the pressing member 80, and the cam portion is in sliding contact with the first cam portion 90. Function as. Hereinafter, this side wall is referred to as a second cam portion 96.

第1径変化用部材82と第2径変化用部材84には、それぞれ、長手方向に沿って挿通孔98、100が貫通形成される。これら挿通孔98、100には、1本の連結バー102が挿入される。また、第1径変化用部材82と第2径変化用部材84の間には、これら第1径変化用部材82及び第2径変化用部材84を互いに離間する方向に弾発付勢するコイルスプリング104が配置されている。   The first diameter changing member 82 and the second diameter changing member 84 are formed with insertion holes 98 and 100 penetrating along the longitudinal direction, respectively. One connecting bar 102 is inserted into these insertion holes 98 and 100. Further, a coil that elastically urges the first diameter changing member 82 and the second diameter changing member 84 in a direction away from each other between the first diameter changing member 82 and the second diameter changing member 84. A spring 104 is arranged.

連結バー102の図2における左端部には、幅広なフランジ部106が形成される。このフランジ部106の一端面は、第1径変化用部材82の円筒形状部92の端部に形成された収容段部108に着座する。   A wide flange portion 106 is formed at the left end portion of the connecting bar 102 in FIG. One end surface of the flange portion 106 is seated on the accommodation step portion 108 formed at the end portion of the cylindrical portion 92 of the first diameter changing member 82.

第2径変化用部材84の底面(図2における右端面)には、ワーク保持部材16の挿入用貫通孔70の直径に対応する直径の円盤形状体110が挿入される。この円盤形状体110と第2径変化用部材84とは、第3連結ボルト112を介して連結される。   A disc-shaped body 110 having a diameter corresponding to the diameter of the insertion through hole 70 of the work holding member 16 is inserted into the bottom surface (the right end surface in FIG. 2) of the second diameter changing member 84. The disk-shaped body 110 and the second diameter changing member 84 are connected via a third connecting bolt 112.

円盤形状体110の外方(図2における右端)には、第4連結ボルト114を介して円盤状のカバー部材116が連結される。このカバー部材116の直径は、挿入用貫通孔70の直径に比して大きく設定されている。すなわち、カバー部材116が挿入用貫通孔70に挿入されることはない。   A disc-shaped cover member 116 is connected to the outside of the disc-shaped body 110 (the right end in FIG. 2) via a fourth connecting bolt 114. The diameter of the cover member 116 is set larger than the diameter of the insertion through hole 70. That is, the cover member 116 is not inserted into the insertion through hole 70.

円盤形状体110及びカバー部材116には、突出用孔118、120がそれぞれ貫通形成される。   Projecting holes 118 and 120 are formed through the disc-shaped body 110 and the cover member 116, respectively.

前記連結バー102の図2における右端部は、第2径変化用部材84の挿通孔100、円盤形状体110及びカバー部材116の突出用孔118、120を通過して露呈する。この露呈した右端部にはネジ部122が形成され、該ネジ部122に2個の緊締用ナット124、126が螺合される。これら緊締用ナット124、126の直径は、突出用孔120の直径よりも小さく、且つ突出用孔118の直径よりも大きく設定されている。   The right end portion of the connecting bar 102 in FIG. 2 is exposed through the insertion hole 100 of the second diameter changing member 84, the disk-shaped body 110, and the protrusion holes 118, 120 of the cover member 116. A screw portion 122 is formed at the exposed right end portion, and two tightening nuts 124 and 126 are screwed to the screw portion 122. The diameters of the tightening nuts 124 and 126 are set smaller than the diameter of the projecting hole 120 and larger than the diameter of the projecting hole 118.

さらに、ドラムWの外周壁の近傍には、図5に示すように、流体導出手段としての吐出ノズル128、130が配置される。これら吐出ノズル128、130からは、圧縮気体が吐出される。なお、気体は、特に限定されるものではないが、コスト的に有利であることから、窒素又はエアが特に好適である。   Further, in the vicinity of the outer peripheral wall of the drum W, as shown in FIG. 5, discharge nozzles 128 and 130 as fluid derivation means are arranged. Compressed gas is discharged from these discharge nozzles 128 and 130. The gas is not particularly limited, but nitrogen or air is particularly suitable because it is advantageous in terms of cost.

吐出ノズル128、130は、100°〜120°程度の角度θをなすようにして互いに離間している。換言すれば、吐出ノズル128、130は、位相が相違するようにして配設されている。なお、レーザ光Lを照射するための加工ヘッド18は、レーザ光LがドラムWに照射されることが妨げられることがないように、吐出ノズル128、130とは位相が相違するようにして配設することが好ましい(図5参照)。   The discharge nozzles 128 and 130 are separated from each other so as to form an angle θ of about 100 ° to 120 °. In other words, the discharge nozzles 128 and 130 are arranged so that the phases are different. It should be noted that the processing head 18 for irradiating the laser beam L is arranged so as to be out of phase with the discharge nozzles 128 and 130 so as not to prevent the laser beam L from being irradiated to the drum W. It is preferable to install (see FIG. 5).

ここで、吐出ノズル128が周回方向通路78の側面に対して略平行に、しかも、両側面同士の略中央に配設されているのに対し、吐出ノズル130は、周回方向通路78の側面に対して30°〜60°程度の角度αで傾斜するように設置されている。従って、図6に示すように、吐出ノズル128から吐出された圧縮気体は、周回方向通路78の底面に向かって流れる。一方、吐出ノズル130から吐出された圧縮気体は、周回方向通路78の側面に向かう。   Here, while the discharge nozzle 128 is disposed substantially parallel to the side surface of the circumferential passage 78 and at the approximate center of both side surfaces, the discharge nozzle 130 is disposed on the side surface of the circumferential passage 78. It is installed so as to be inclined at an angle α of about 30 ° to 60 °. Therefore, as shown in FIG. 6, the compressed gas discharged from the discharge nozzle 128 flows toward the bottom surface of the circumferential passage 78. On the other hand, the compressed gas discharged from the discharge nozzle 130 goes to the side surface of the circumferential passage 78.

吐出ノズル128、130を支持する図示しない支持フレームは、ワーク保持部材16の長手方向に沿って変位することが可能である。勿論、この変位の際には、吐出ノズル128、130が支持フレームと一体的に変位する。   A support frame (not shown) that supports the discharge nozzles 128 and 130 can be displaced along the longitudinal direction of the work holding member 16. Of course, during this displacement, the discharge nozzles 128 and 130 are displaced integrally with the support frame.

円筒状ワーク切断装置10は、さらに、図7に示す高圧水吐出ノズル132を有する。高圧水吐出ノズル132は、ワーク保持部材16に向かって、流体である高圧水を吐出する。すなわち、この高圧水吐出ノズル132も、流体導出手段の1つである。   The cylindrical workpiece cutting device 10 further includes a high-pressure water discharge nozzle 132 shown in FIG. The high-pressure water discharge nozzle 132 discharges high-pressure water that is a fluid toward the workpiece holding member 16. That is, the high-pressure water discharge nozzle 132 is also one of the fluid derivation means.

図7に示すように、高圧水吐出ノズル132は、ワーク保持部材16の回転中心Oから延在する線、すなわち、ワーク保持部材16の半径(仮想線M1)に対し、回転方向上流側にオフセットされて該ワーク保持部材16に対向する。換言すれば、高圧水吐出ノズル132から導出される高圧水の仮想的な軸線M2は、仮想線M1と角度βをなす。以下においては、便宜上、この角度βを吐出角と指称する。   As shown in FIG. 7, the high-pressure water discharge nozzle 132 is offset upstream in the rotational direction with respect to a line extending from the rotation center O of the work holding member 16, that is, a radius of the work holding member 16 (virtual line M <b> 1). Then, it faces the workpiece holding member 16. In other words, the virtual axis M2 of the high-pressure water led out from the high-pressure water discharge nozzle 132 forms an angle β with the virtual line M1. Hereinafter, for convenience, this angle β is referred to as a discharge angle.

なお、本実施の形態では、圧縮気体及び高圧水を流体として導出する場合を例示しているが、これらに代替し、図示しないノズルからドライアイスの細粒を導出するようにしてもよい。換言すれば、この図示しないノズルも、流体導出手段の1つである。   In the present embodiment, the case where the compressed gas and the high pressure water are derived as fluids is illustrated, but instead of these, dry ice fine particles may be derived from a nozzle (not shown). In other words, this nozzle (not shown) is also one of the fluid outlet means.

本実施の形態に係る円筒状ワーク切断装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、該円筒状ワーク切断装置10に対して行う清掃方法との関係で説明する。   The cylindrical workpiece cutting device 10 according to the present embodiment is basically configured as described above. Next, a cleaning method performed on the cylindrical workpiece cutting device 10 with respect to its operational effects. It explains in relation to.

無段変速機に用いられる動力伝達用ベルトを作製するための金属リングを製造するに当たっては、例えば、先ず、矩形状の金属製薄板を切り出し、この矩形状の金属製薄板を湾曲して両端縁を溶接することで円筒形状体であるドラムWを得る。なお、金属製薄板としては、その厚みが0.3〜0.4mm程度のものが一般的に使用される。また、金属製薄板は、好適にはマルエージング鋼からなる。   In manufacturing a metal ring for producing a power transmission belt used in a continuously variable transmission, for example, first, a rectangular metal thin plate is cut out, and the rectangular metal thin plate is bent to form both end edges. The drum W which is a cylindrical body is obtained by welding. In addition, as a metal thin plate, that whose thickness is about 0.3-0.4 mm is generally used. The metal thin plate is preferably made of maraging steel.

ドラムWを切断するに際しては、はじめに、ワーク保持部材16の側壁を小径部58側からドラムWの貫通孔に通す。ドラムWは、ワーク保持部材16の堰止部68によって堰止されて保持部66に位置する。保持部66の外壁とドラムWの内壁との間には、若干のクリアランスが形成される。   When cutting the drum W, first, the side wall of the work holding member 16 is passed through the through-hole of the drum W from the small diameter portion 58 side. The drum W is blocked by the blocking portion 68 of the workpiece holding member 16 and is positioned on the holding portion 66. A slight clearance is formed between the outer wall of the holding portion 66 and the inner wall of the drum W.

その後、ワーク保持部材16が連結ピン60を介して第2連結部材46に連結され、これにより、円筒状ワーク切断装置10にドラムWが保持される。   Thereafter, the workpiece holding member 16 is connected to the second connecting member 46 via the connecting pin 60, whereby the drum W is held by the cylindrical workpiece cutting device 10.

上記したように、ドラムWには、溶接時の熱によって歪みが生じていることがある。そこで、先ず、ワーク保持部材16を拡径させることでドラムWを押圧する。   As described above, the drum W may be distorted by heat during welding. Therefore, first, the drum W is pressed by expanding the diameter of the work holding member 16.

具体的には、緊締用ナット124、126を締め付け方向に螺回する。これにより、緊締用ナット124、126が第2径変化用部材84側に向かって変位する。緊締用ナット124、126の直径が突出用孔118の直径よりも大であるため、緊締用ナット124、126は、円盤形状体110を押圧して第2径変化用部材84を第1径変化用部材82側に押圧する。   Specifically, the tightening nuts 124 and 126 are screwed in the tightening direction. As a result, the tightening nuts 124 and 126 are displaced toward the second diameter changing member 84 side. Since the diameters of the tightening nuts 124 and 126 are larger than the diameter of the projecting hole 118, the tightening nuts 124 and 126 press the disk-shaped body 110 to change the second diameter changing member 84 into the first diameter change. Press toward the member 82 side.

同時に、緊締用ナット124、126が螺回されることに伴って、連結バー102のネジ部122が図2における右方に向かうように引っ張られる。これにより、連結バー102が第2径変化用部材84側に向かって変位する。   At the same time, as the tightening nuts 124 and 126 are screwed, the threaded portion 122 of the connecting bar 102 is pulled to the right in FIG. Thereby, the connection bar 102 is displaced toward the second diameter changing member 84 side.

上記したように、第1径変化用部材82の収容段部108には、連結バー102のフランジ部106が着座している。このため、第1径変化用部材82は、第2径変化用部材84側に向かって変位する連結バー102に引っ張られる。換言すれば、第1径変化用部材82は、連結バー102に追従して第2径変化用部材84側に向かって変位する。   As described above, the flange portion 106 of the connecting bar 102 is seated on the accommodation step portion 108 of the first diameter changing member 82. Therefore, the first diameter changing member 82 is pulled by the connecting bar 102 that is displaced toward the second diameter changing member 84 side. In other words, the first diameter change member 82 follows the connecting bar 102 and is displaced toward the second diameter change member 84 side.

すなわち、図8に示すように、第1径変化用部材82及び第2径変化用部材84の双方が、押圧用部材80の長手方向の内部深くに挿入されるように変位し、同時にコイルスプリング104が圧縮する。この変位により、第1径変化用部材82及び第2径変化用部材84の各第2カム部94、96における一層大径な部位が、押圧用部材80の第1カム部88、90に当接するようになる。その結果、第1カム部88、90が第2カム部94、96から押圧される。第2カム部94、96からの押圧力は、押圧用部材80の直径方向外方に向かう。   That is, as shown in FIG. 8, both the first diameter changing member 82 and the second diameter changing member 84 are displaced so as to be inserted deep inside in the longitudinal direction of the pressing member 80, and at the same time, the coil spring. 104 compresses. Due to this displacement, the larger diameter portion of each of the second cam portions 94 and 96 of the first diameter changing member 82 and the second diameter changing member 84 contacts the first cam portions 88 and 90 of the pressing member 80. Get in touch. As a result, the first cam portions 88 and 90 are pressed from the second cam portions 94 and 96. The pressing force from the second cam portions 94 and 96 is directed outward in the diameter direction of the pressing member 80.

この押圧によって、押圧用部材80が拡径される。押圧用部材80が、その内壁に形成された第1カム部88、90を介して直径方向外方に向かう方向に押圧されるからである。上記したように、押圧用部材80は容易に弾性変形するので、この拡径も容易に進行する。   By this pressing, the pressing member 80 is expanded in diameter. This is because the pressing member 80 is pressed in the direction toward the outside in the diametrical direction via the first cam portions 88 and 90 formed on the inner wall thereof. As described above, since the pressing member 80 is easily elastically deformed, this diameter expansion also proceeds easily.

拡径した押圧用部材80は、ワーク保持部材16の保持部66を直径方向外方に向かう方向に沿って略均等に押圧する。図3に示すように、ワーク保持部材16には、直径方向通路76及び周回方向通路78が複数本形成されている。このため、ワーク保持部材16も弾性に富む。すなわち、ワーク保持部材16は、押圧用部材80から押圧されることによって容易に弾性変形を起こし、略均等に拡径する。   The expanded pressing member 80 presses the holding portion 66 of the work holding member 16 substantially evenly along the direction toward the outside in the diameter direction. As shown in FIG. 3, the workpiece holding member 16 is formed with a plurality of diameter direction passages 76 and circumferential direction passages 78. For this reason, the work holding member 16 is also rich in elasticity. That is, the workpiece holding member 16 is easily elastically deformed by being pressed from the pressing member 80, and expands the diameter substantially uniformly.

例えば、ドラムWに歪みが生じているために該ドラムWの内径が不均一である場合、この拡径の途中で、ドラムWにおける内径が最小の部位に対して保持部66の側壁が当接する。一方、この部位よりも内径が大きい部位は、保持部66の側壁に対して未だ離間したままである。   For example, when the drum W is distorted and the inner diameter of the drum W is non-uniform, the side wall of the holding portion 66 abuts against a portion having the smallest inner diameter in the drum W during the diameter expansion. . On the other hand, a portion having an inner diameter larger than this portion is still separated from the side wall of the holding portion 66.

保持部66の拡径がさらに進行することに伴い、内径が最小の部位が拡径される。また、保持部66の側壁が、ドラムWにおける内径が若干大きな部位に当接する。   As the diameter of the holding portion 66 further increases, the portion having the smallest inner diameter is expanded. Further, the side wall of the holding portion 66 abuts on a portion where the inner diameter of the drum W is slightly large.

保持部66の拡径がさらに一層進行すると、内径が最小であった部位が一層拡径されるとともに、内径が若干大きな部位が拡径される。このようにして保持部66の拡径が進行すると、ドラムWにおける内径が最大の部位に対して保持部66の側壁が当接する。   When the diameter of the holding portion 66 further increases, the portion having the smallest inner diameter is further expanded, and the portion having a slightly larger inner diameter is expanded. As the diameter of the holding portion 66 increases in this way, the side wall of the holding portion 66 comes into contact with the portion having the largest inner diameter in the drum W.

この際には、内径が最小であった部位や、該部位よりも内径が若干大きかった部位が、内径が最大の部位と略同一の内径となる程度まで拡径されている。すなわち、ドラムWが、その断面が略真円形状となるように矯正される。このため、該ドラムWの内壁から外壁までの距離(肉厚)が、レーザ光Lの焦点深度内となる。   At this time, the portion where the inner diameter is the smallest or the portion where the inner diameter is slightly larger than the portion is expanded to the extent that the inner diameter is substantially the same as the portion where the inner diameter is the largest. That is, the drum W is corrected so that its cross section has a substantially circular shape. For this reason, the distance (thickness) from the inner wall to the outer wall of the drum W is within the focal depth of the laser light L.

以上のようにして、ドラムWが矯正されるに至る。なお、緊締用ナット124、126が過度に螺回されると、カバー部材116がワーク保持部材16の堰止部68に堰止され、円盤形状体110、ひいては第1径変化用部材82及び第2径変化用部材84のそれ以上の変位が停止される。これにより、押圧用部材80及び保持部66の拡径も停止される。   As described above, the drum W is corrected. When the tightening nuts 124 and 126 are excessively screwed, the cover member 116 is blocked by the blocking portion 68 of the workpiece holding member 16, and the disk-shaped body 110, and thus the first diameter changing member 82 and the first diameter changing member 82. Further displacement of the two-diameter changing member 84 is stopped. Thereby, the diameter expansion of the pressing member 80 and the holding part 66 is also stopped.

その後、上記と逆に緊締用ナット124、126を弛緩する方向に螺回してもよい。この際には、コイルスプリング104が第1径変化用部材82及び第2径変化用部材84の双方を互いに離間する方向に弾発付勢する。その結果、第1径変化用部材82及び第2径変化用部材84が、押圧用部材80の内部から離脱する方向に変位する。   Thereafter, the tightening nuts 124 and 126 may be screwed in the direction of loosening in the reverse manner. At this time, the coil spring 104 elastically biases both the first diameter changing member 82 and the second diameter changing member 84 in a direction away from each other. As a result, the first diameter-changing member 82 and the second diameter-changing member 84 are displaced in a direction away from the inside of the pressing member 80.

従って、第1径変化用部材82及び第2径変化用部材84の各第2カム部94、96においては、小径な部位が押圧用部材80の第1カム部88、90に当接するようになる。このため、第1カム部88、90が、第2カム部94、96による押圧から解放される。換言すれば、押圧用部材80を拡径する押圧力がなくなるので、該押圧用部材80が縮径する。   Therefore, in each of the second cam portions 94 and 96 of the first diameter changing member 82 and the second diameter changing member 84, the small diameter portion is in contact with the first cam portions 88 and 90 of the pressing member 80. Become. For this reason, the first cam portions 88 and 90 are released from being pressed by the second cam portions 94 and 96. In other words, since there is no pressing force for expanding the pressing member 80, the pressing member 80 is reduced in diameter.

これに伴い、ワーク保持部材16の保持部66も縮径する。ワーク保持部材16が、押圧用部材80の押圧力から解放されるからである。   Accordingly, the holding portion 66 of the work holding member 16 is also reduced in diameter. This is because the work holding member 16 is released from the pressing force of the pressing member 80.

保持部66の縮径に際しては、例えば、図2に示す状態、すなわち、拡径前の初期状態に戻すようにしてもよいし、初期状態よりも若干大径な状態に戻す程度であってもよい。なお、ワーク保持部材16の保持部66、及び押圧用部材80が初期状態に復帰した場合であっても、ドラムWはさほど弾性がないので、矯正された後の形状から元の形状に戻ることはない。すなわち、矯正された略真円形状が保たれる。   When the diameter of the holding portion 66 is reduced, for example, the state shown in FIG. 2, that is, the initial state before the diameter expansion may be returned, or the diameter may be returned to a slightly larger diameter than the initial state. Good. Even when the holding portion 66 of the workpiece holding member 16 and the pressing member 80 are returned to the initial state, the drum W does not have much elasticity, so that the original shape is restored from the corrected shape. There is no. That is, the corrected substantially perfect circle shape is maintained.

次に、モータ14が駆動される。この駆動に伴い、該モータ14の回転軸28が回転動作を開始する。この回転動作に追従して第1プーリ30が回転動作するとともにタイミングベルト34が周回動作し、その結果、第2プーリ32が回転動作する。これに追従し、スピンドル12、及び該スピンドル12に連結されたワーク保持部材16が回転動作し始める。   Next, the motor 14 is driven. With this driving, the rotating shaft 28 of the motor 14 starts rotating. Following this rotation operation, the first pulley 30 rotates and the timing belt 34 rotates. As a result, the second pulley 32 rotates. Following this, the spindle 12 and the work holding member 16 connected to the spindle 12 start rotating.

モータ14の回転駆動力は、好ましくは、ワーク保持部材16に保持されたドラムWの回転速度が30〜200m/分の周速となるように設定される。なお、上記したように、スピンドル12とスピンドル支持部材24との間にはベアリング26が介在されているので、スピンドル支持部材24が回転動作することはない。また、管継手用ソケット38は、ソケット部40のみが回転動作し、本体部41は回転動作しない。   The rotational driving force of the motor 14 is preferably set so that the rotational speed of the drum W held by the work holding member 16 is a peripheral speed of 30 to 200 m / min. As described above, since the bearing 26 is interposed between the spindle 12 and the spindle support member 24, the spindle support member 24 does not rotate. Further, in the pipe joint socket 38, only the socket portion 40 rotates, and the main body portion 41 does not rotate.

この前後に、前記圧縮エア供給源から、冷却媒体としての圧縮エアが供給される。圧縮エアは、前記送気管及び前記管継手42を介して前記管継手用ソケット38に到達し、ソケット部40からスピンドル12の内孔36に供給される。この圧縮エア(冷却媒体)によってワーク保持部材16が冷却され、その結果、該ワーク保持部材16がドラムWを冷却する冷やし金として機能する。   Before and after this, compressed air as a cooling medium is supplied from the compressed air supply source. The compressed air reaches the pipe joint socket 38 via the air supply pipe and the pipe joint 42 and is supplied from the socket portion 40 to the inner hole 36 of the spindle 12. The workpiece holding member 16 is cooled by the compressed air (cooling medium), and as a result, the workpiece holding member 16 functions as a cooling metal for cooling the drum W.

次に、加工ヘッド18からドラムWに向けてレーザ光Lが照射される。本実施の形態においては、レーザ光Lは、先ず、ドラムWの図2における右端近傍、換言すれば、圧縮エアが供給される最も下流に照射される。この際には、レーザ光Lが照射される部位と、周回方向通路78の位置とが略合致する。   Next, the laser beam L is irradiated from the processing head 18 toward the drum W. In the present embodiment, the laser beam L is first irradiated near the right end of the drum W in FIG. 2, in other words, the most downstream side to which compressed air is supplied. At this time, the portion irradiated with the laser light L and the position of the circulation direction passage 78 substantially coincide with each other.

ドラムWにおけるレーザ光Lが入射した部位は、温度が上昇して昇華し、ドラムWから切り離される。すなわち、金属リングとして切断される。   The portion of the drum W where the laser beam L is incident is sublimated due to an increase in temperature, and is separated from the drum W. That is, it is cut as a metal ring.

ここで、ドラムWは、上記したように矯正によって、その内壁から外壁までの距離(肉厚)がレーザ光Lの焦点深度内となっている。従って、集光径が比較的小さくエネルギ密度が高いレーザ光LをドラムWに照射することができる。その結果、照射の際、ドラムWの切断部位の金属材の大部分を、溶融ではなく昇華させることができる。すなわち、溶融量を可及的に少なくしながらドラムWの除去加工を行うことができる。従って、ドラムWが受ける熱影響を小さくしながら、切断で生じる溶融飛散物の量を少なくすることができる。   Here, the distance (thickness) from the inner wall to the outer wall of the drum W is within the focal depth of the laser light L by correction as described above. Accordingly, it is possible to irradiate the drum W with the laser light L having a relatively small condensing diameter and high energy density. As a result, most of the metal material at the cut portion of the drum W can be sublimated rather than melted during irradiation. That is, the drum W can be removed while reducing the melting amount as much as possible. Therefore, it is possible to reduce the amount of the molten scattered matter generated by the cutting while reducing the thermal influence on the drum W.

この切断に際しては、ドラムWから、その材質である金属(例えば、マルエージング鋼)の溶融物が飛散し、周回方向通路78に進入する。ワーク保持部材16が冷やし金として機能しているので、溶融飛散物が周回方向通路78の底面又は側面で比較的速やかに冷却固化してスパッタSとなる。   At the time of this cutting, a melt of a metal (for example, maraging steel) that is the material of the drum W scatters and enters the circumferential passage 78. Since the workpiece holding member 16 functions as a cooling metal, the molten scattered matter is cooled and solidified relatively quickly on the bottom surface or side surface of the circumferential passage 78 to become the sputter S.

なお、ワーク保持部材16において、ドラムWの内周面に当接する側壁表面には被膜79が形成されていない。このため、金属リングに、被膜79を源とする材料混入(いわゆるコンタミ)が起こることが防止される。   In the work holding member 16, the coating 79 is not formed on the side wall surface in contact with the inner peripheral surface of the drum W. For this reason, it is possible to prevent material contamination (so-called contamination) from the film 79 from occurring in the metal ring.

レーザ光Lが照射される部位と、周回方向通路78の位置とが略合致しているので、金属リングが切断された後には、スパッタSが付着した周回方向通路78が露呈する。本実施の形態においては、この露呈した周回方向通路78に対し、吐出ノズル128、130から圧縮エア等の圧縮気体が供給される。   Since the portion irradiated with the laser beam L and the position of the circumferential direction passage 78 substantially coincide with each other, after the metal ring is cut, the circumferential direction passage 78 to which the sputter S is attached is exposed. In the present embodiment, compressed gas such as compressed air is supplied from the discharge nozzles 128 and 130 to the exposed circulation passage 78.

吐出ノズル128、130から吐出された圧縮気体は、それぞれ、周回方向通路78の底面、側面に向かって流れる。すなわち、周回方向通路78の底面、側面に対して衝突する気流が生じる。このため、スパッタSが気流によって除去され、これにより周回方向通路78の底面、側面が清掃される。しかも、周回方向通路78の底面及び側面には被膜79が形成されているので、スパッタSが容易に除去される。   The compressed gas discharged from the discharge nozzles 128 and 130 flows toward the bottom surface and the side surface of the circumferential passage 78, respectively. That is, an airflow that collides with the bottom surface and the side surface of the circumferential passage 78 is generated. For this reason, the sputter S is removed by the air flow, whereby the bottom surface and the side surface of the circumferential passage 78 are cleaned. In addition, since the coating 79 is formed on the bottom and side surfaces of the circumferential passage 78, the spatter S is easily removed.

例えば、周回方向通路78の深さを約20mmに設定したとき、吐出ノズル128のみを設けてブローを行うと、周回方向通路78の側面では、該周回方向通路78の開口からの深さ約5mmの位置にスパッタSが付着する。すなわち、ブローを行わない場合に比してスパッタSの付着位置を深くすることが可能である。   For example, when blowing is performed with only the discharge nozzle 128 provided when the depth of the circumferential passage 78 is set to about 20 mm, the depth from the opening of the circumferential passage 78 is about 5 mm on the side of the circumferential passage 78. Sputter S adheres to the position. That is, it is possible to deepen the deposition position of the sputter S as compared with the case where blow is not performed.

さらに、吐出ノズル128、130を設けて同時にブローを行った場合、周回方向通路78の側面におけるスパッタSの付着位置は、該周回方向通路78の開口からの深さ約10mmとなる。すなわち、スパッタSの付着位置が底面側に移動する。このため、スパッタSの一部が周回方向通路78から露出してドラムWに当接することが一層有効に回避される。従って、ドラムWが内周面側からスパッタSに押圧されることが回避され、結局、ドラムWを略真円形状に矯正することが容易となるとともに、スパッタSによってドラムWに傷が入る懸念を払拭することができる。   Further, when the discharge nozzles 128 and 130 are provided and blow is performed at the same time, the deposition position of the sputter S on the side surface of the circumferential passage 78 is about 10 mm deep from the opening of the circumferential passage 78. That is, the attachment position of the sputter S moves to the bottom side. For this reason, it is more effectively avoided that a part of the spatter S is exposed from the circumferential passage 78 and comes into contact with the drum W. Therefore, the drum W is prevented from being pressed by the sputter S from the inner peripheral surface side. As a result, it becomes easy to correct the drum W into a substantially perfect circle shape, and the sputter S may cause damage to the drum W. Can be wiped off.

除去されたスパッタSは、作業ステーションの床上に設けられた図示しないスパッタS受部材によって捕捉される。   The removed spatter S is captured by a sputter S receiving member (not shown) provided on the floor of the work station.

以上のようにして清掃が実施されている間、図2に示すように、加工ヘッド18が移動し、ドラムWの別部位に対してレーザ光Lを照射する。この場合においても、加工ヘッド18は周回方向通路78の位置に対応する位置に移動し、その後、上記と同様にしてドラムWの切断が営まれる。   While cleaning is performed as described above, the machining head 18 moves and irradiates the laser beam L to another portion of the drum W as shown in FIG. Also in this case, the machining head 18 moves to a position corresponding to the position of the circumferential passage 78, and then the drum W is cut in the same manner as described above.

その後、この位置に前記支持フレームごと吐出ノズル128、130が移動し、上記した清掃が実施される。この間、加工ヘッド18は次に切断を行うべき位置に移動し、ドラムWの別部位に対してレーザ光Lを照射する。これが繰り返され、所定数の金属リングが得られるに至る。   Thereafter, the discharge nozzles 128 and 130 are moved together with the support frame to this position, and the above-described cleaning is performed. During this time, the processing head 18 moves to a position where cutting is to be performed next, and irradiates the laser beam L to another part of the drum W. This is repeated until a predetermined number of metal rings are obtained.

さらに別のドラムWに対して上記の切断を繰り返し行うと、周回方向通路78の底面に、ブローでは除去しきれなかったスパッタSが堆積する。このようなスパッタSを除去するべく、所定数のドラムWに対する切断を終了した後、高圧水吐出ノズル132から、ワーク保持部材16に向かって高圧水を吐出する。すなわち、高圧水にて洗浄を行う。   When the above-described cutting is repeated for another drum W, spatter S that cannot be removed by blowing is deposited on the bottom surface of the circumferential passage 78. In order to remove such spatter S, high-pressure water is discharged from the high-pressure water discharge nozzle 132 toward the work holding member 16 after the cutting of the predetermined number of drums W is completed. That is, washing is performed with high-pressure water.

ここで、本実施の形態では、図7に示すように、高圧水吐出ノズル132は、ワーク保持部材16の回転中心線からオフセットされた位置に配置されている。従って、高圧水が吐出角βをもってドラムWに入射する。このような洗浄においては、前記のオフセットを設けない場合に比してスパッタSの除去量が増加する。すなわち、スパッタSを十分に除去することが可能となる。   Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the high-pressure water discharge nozzle 132 is disposed at a position offset from the rotation center line of the work holding member 16. Accordingly, high-pressure water enters the drum W with a discharge angle β. In such cleaning, the removal amount of the sputter S increases as compared with the case where the offset is not provided. That is, the sputter S can be sufficiently removed.

しかも、周回方向通路78の底面及び側面には被膜79が形成されているので、この場合においても、スパッタSが容易に除去される。なお、被膜79が銅又は銅合金からなる場合、該被膜79は、高圧水が衝突しても周回方向通路78の底面及び側面から容易に剥離しない。従って、長期間にわたってスパッタSを容易に除去することができるので好適である。   In addition, since the coating 79 is formed on the bottom and side surfaces of the circumferential passage 78, the sputter S is easily removed even in this case. In the case where the coating 79 is made of copper or a copper alloy, the coating 79 is not easily peeled off from the bottom and side surfaces of the circumferential passage 78 even when high-pressure water collides. Accordingly, it is preferable because the sputter S can be easily removed over a long period of time.

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   The present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、この実施の形態では、自動車の無段変速機に採用される動力伝達用ベルトを構成する金属リングを作製するようにしているが、それ以外の金属リングを作製するようにしてもよいことは勿論である。   For example, in this embodiment, a metal ring that constitutes a power transmission belt employed in a continuously variable transmission of an automobile is manufactured. However, other metal rings may be manufactured. Of course.

また、図9に示すように、吐出ノズル128、130を、別個の周回方向通路78に対してブローを行うような位置に設けるようにしてもよい。   In addition, as shown in FIG. 9, the discharge nozzles 128 and 130 may be provided at a position where blowing is performed with respect to the separate circumferential passage 78.

さらに、吐出ノズル128、130の吐出は、ドラムWに対する切断と同時に行うようにしてもよい。   Further, the discharge from the discharge nozzles 128 and 130 may be performed simultaneously with the cutting of the drum W.

10…円筒状ワーク切断装置 12…スピンドル
14…モータ 16…ワーク保持部材
18…加工ヘッド 76…直径方向通路
78…周回方向通路 80…押圧用部材
82…第1径変化用部材 84…第2径変化用部材
88、90…第1カム部 94、96…第2カム部
104…コイルスプリング 124、126…緊締用ナット
128、130…吐出ノズル 132…高圧水吐出ノズル
L…レーザ光 S…スパッタ
W…ドラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cylindrical workpiece cutting device 12 ... Spindle 14 ... Motor 16 ... Work holding member 18 ... Processing head 76 ... Diameter direction passage 78 ... Circumferential direction passage 80 ... Pressing member 82 ... First diameter changing member 84 ... Second diameter Change member 88, 90 ... 1st cam part 94, 96 ... 2nd cam part 104 ... Coil spring 124, 126 ... Fastening nut 128, 130 ... Discharge nozzle 132 ... High pressure water discharge nozzle L ... Laser beam S ... Sputter W …drum

Claims (10)

回転する金属製円筒状の薄肉ワークを、レーザ光照射手段から照射されたレーザ光によって切断する円筒状ワーク切断装置において、
前記薄肉ワークの貫通孔に通される側壁に、周方向に沿って延在する環状溝が形成されたワーク保持部材と、
前記環状溝に対して流体を導出する流体導出手段と、
を備え、
前記流体導出手段は、前記薄肉ワークを切断する最中又は切断後に、前記環状溝の底面に向かう流体と、前記環状溝の側面に向かう流体とを導出することを特徴とする円筒状ワーク切断装置。
In a cylindrical workpiece cutting device for cutting a rotating metal cylindrical thin workpiece with a laser beam irradiated from a laser beam irradiation means,
A workpiece holding member in which an annular groove extending along the circumferential direction is formed on a side wall that is passed through the through hole of the thin workpiece;
Fluid deriving means for deriving a fluid from the annular groove;
With
It said fluid outlet means, before Symbol after or during cutting to cut a thin workpiece, the fluid toward the bottom of the annular groove, the cylindrical workpiece cutting, characterized in that to derive the fluid toward the side surface of the annular groove apparatus.
請求項1記載の切断装置において、前記ワーク保持部材には、少なくとも前記環状溝内に被膜が形成されていることを特徴とする円筒状ワーク切断装置。 In claim 1 Symbol placement of the cutting device, wherein the workpiece holding member, a cylindrical workpiece cutting apparatus characterized by being formed coating on at least the annular groove. 請求項1又は2記載の切断装置において、前記流体としてドライアイスの細粒を導出することを特徴とする円筒状ワーク切断装置。 3. The cutting apparatus according to claim 1, wherein fine particles of dry ice are derived as the fluid. 請求項1又は2記載の切断装置において、前記流体として水を導出することを特徴とする円筒状ワーク切断装置。 3. The cutting apparatus according to claim 1, wherein water is led out as the fluid. 請求項1又は2記載の切断装置において、前記流体として圧縮気体を導出することを特徴とする円筒状ワーク切断装置。 The cutting apparatus according to claim 1 or 2 , wherein a compressed gas is led out as the fluid. 請求項記載の切断装置において、前記被膜が銅又は銅合金からなることを特徴とする円筒状ワーク切断装置。 The cutting apparatus according to claim 2 , wherein the coating is made of copper or a copper alloy. ワーク保持部材の側壁に保持された金属製円筒状の薄肉ワークを、レーザ光照射手段から照射されたレーザ光によって切断するための円筒状ワーク切断装置の清掃方法であって、
前記ワーク保持部材の前記側壁に形成され、周方向に沿って延在する環状溝に対し、前記薄肉ワークを切断する最中又は切断後に、前記環状溝の底面に向かう流体と、前記環状溝の側面に向かう流体を供給することを特徴とする円筒状ワーク切断装置の清掃方法。
A method for cleaning a cylindrical workpiece cutting device for cutting a metal cylindrical thin workpiece held on a side wall of a workpiece holding member with a laser beam irradiated from a laser beam irradiation means,
The annular groove formed on the side wall of the workpiece holding member and extending along the circumferential direction, during or after the cutting of the thin workpiece , the fluid moving toward the bottom surface of the annular groove, and the annular groove cleaning of the cylindrical workpiece cutting apparatus, characterized by supplying the fluid towards the sides.
請求項記載の清掃方法において、前記流体として圧縮気体を供給することを特徴とする円筒状ワーク切断装置の清掃方法。 The cleaning method according to claim 7 , wherein a compressed gas is supplied as the fluid. 請求項記載の清掃方法において、前記流体として水を供給することを特徴とする円筒状ワーク切断装置の清掃方法。 The cleaning method according to claim 7 , wherein water is supplied as the fluid. 請求項記載の清掃方法において、前記流体としてドライアイスの細粒を供給することを特徴とする円筒状ワーク切断装置の清掃方法。 The cleaning method according to claim 7 , wherein fine particles of dry ice are supplied as the fluid.
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