JP6548722B2 - チップドレッサー装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶接用のキャップチップを簡単かつ正確に保持可能なドレッサーベースを備えたチップドレッサー装置に関するものである。

従来から、例えば自動車の組立工場等においては、ロボットアームの先端に取付けた溶接ガンによりワークの電気抵抗スポット溶接が行われている。この電気抵抗スポット溶接に使用されるキャップチップは、溶接を繰り返していると摩耗や変形、あるいは表面に溶接屑が付着する等の現象を生じて良好な溶接ができなくなる。このため、一定数以上の打点を超えた場合は旋盤やフライス盤によって表面を切削し、所定の形状に戻してやる必要があった。しかし、旋盤等による切削加工は熟練を要するため、素人には難しいという問題があった。

このような問題を解決するために、本件出願人はカッター刃を内蔵し回転自在で、かつ昇降自在なドレッサーヘッドと、このドレッサーヘッドの下方に設置されるドレッサーベースからなるボール盤式のチップドレッサー装置を提案している（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。この場合、キャップチップはドレッサーベースにセットされ、ドレッサーヘッドにより所定形状に切削される。このタイプのチップドレッサー装置によれば、旋盤等による切削加工と異なり、熟練した技術者でなくても誰もが一定の表面形状に切削処理が可能なため、広く実用に供されている。

一方、被加工物であるキャップチップを前記ドレッサーベースにセットする方法としては、キャップチップの裏面側に凹設された孔部を、ドレッサーベースに凸設されたテーパ状のチップ保持用筒部に嵌合して保持する方法が一般的である。しかしながら前記方法による場合は、キャップチップをドレッサーベースに着脱するのに特殊な工具を必要とするという問題や、着脱時においてキャップチップに傷がつくおそれがあるという問題があった。更には、キャップチップの嵌合の深さによってカッター刃との接触状態が変わるおそれがあり一定の精度で研磨処理することは難しいという問題もあった。

特開２０００−０５２０５５号公報 特開２００４−１１４０９９号公報

本発明は上記のような問題点を解決して、研削処理する溶接用のキャップチップを簡単な操作で、正確に位置決め保持可能なドレッサーベースを備えていて、熟練者でなく素人や女性であっても研磨処理を効率よく、しかも高い精度を維持しつつ行うことができるチップドレッサー装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明のチップドレッサー装置は、カッター刃を内蔵し回転自在でかつ昇降自在なドレッサーヘッドと、このドレッサーヘッドの下方に設置されるキャップチップ載置用のドレッサーベースとからなり、
前記ドレッサーベースには、先端部をキャップチップの裏面側凹部に挿し込み可能で先端部の内周面にテーパ面が形成されたコレットと、このコレットの中心部を昇降動可能で先端に前記テーパ面と密着可能なテーパ面が形成されたボルト状部材を備えていて、
前記ボルト状部材の下降によりコレット先端部を拡開させキャップチップを固定するようにしたチップ保持機構を設けたボール盤式のチップドレッサー装置である。

そして、前記チップ保持機構は、キャップチップを載置する筒状ホルダの筒内に設けられており、
この筒状ホルダの軸方向と直交して取り付けられ偏心したクランク部を有する回動自在なクランクピンと、このクランクピンが内接する孔部が形成され、かつボルト状部材の下端が連結されているシリンダを備えていて、
前記クランクピンの回動により偏心したクランク部に押し上げられてシリンダが昇降動する結果、ボルト状部材が昇降動するように構成されていることを特徴とする。

更に、前記筒状ホルダには、コレットの回転中心をドレッサーヘッドの回転中心と同軸に位置させるための中央孔部と、偏心した軸に位置させるための偏心孔部が設けられていることを特徴とする。

本発明のチップドレッサー装置では、ドレッサーベースに、先端部をキャップチップの裏面側凹部に挿し込み可能で先端部の内周面にテーパ面が形成されたコレットと、このコレットの中心部を昇降動可能で先端に前記テーパ面と密着可能なテーパ面が形成されたボルト状部材を備えていて、前記ボルト状部材の下降によりコレット先端部を拡開させキャップチップを固定するようにしたチップ保持機構を設けたので、ハンドル等の操作によって前記ボルト状部材を下降すればキャップチップが所定位置で固定されることとなり、熟練した技術は要求されず何人であってもキャップチップをドレッサーベース上に簡単かつ正確に位置決め保持することができる。

また前記チップ保持機構は、キャップチップを載置する筒状ホルダの筒内に設けられており、この筒状ホルダの軸方向と直交して取り付けられた回動自在なクランクピンと、このクランクピンが内接する孔部が形成され、かつボルト状部材の下端が連結されているシリンダを備えていて、前記クランクピンの回動によりクランク部に押し上げられてシリンダが昇降動する結果、ボルト状部材が昇降動するように構成した場合は、キャップチップをドレッサーベース上にセット後、クランクピンを回動するだけの簡単な操作で正確に位置決め保持することができる。

また前記筒状ホルダには、コレットの回転中心をドレッサーヘッドの回転中心と同軸に位置させるための中央孔部と、偏心した軸に位置させるための偏心孔部が設けられているものとした場合は、コレットの位置を変更すれば左右対称な円弧上状の研削加工だけでなく、円弧面が偏心した位置にあるキャップチップの研削加工も行えることとなり、型替え作業を削減できることとなる。

本発明の実施の形態を示す切欠正面図である。 ドレッサーベースを示す平面図である。 ドレッサーベースを示す側面図である。 （ａ）はコレットを示す平面図、（ｂ）は切欠正面図である。 ボルト状部材を示す正面図である。 コレットの先端部が拡開する作動を示す説明図である。 クランクピンを示す正面図である。 ボルト状部材の昇降動を示す説明図である。 偏心加工を行う場合のキャップチップとカッター刃を示す正面図である。 （ａ）は偏心加工を行う場合の筒状ホルダを示す平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は偏心加工を行う場合のシリンダを示す平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。 （ａ）は偏心加工を行う場合のドレッサーベースを示す平面図、（ｂ）は側面図である。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は本発明の実施の形態を示す正面図、図２と図３はドレッサーベースを示す平面図と側面図である。図において、１はドレッサーヘッド、２はこのドレッサーヘッド１の下方に設置されるドレッサーベースである。
前記ドレッサーヘッド１は、円筒状のヘッド本体１ａの上部中央にボール盤への取付用の軸部１ｂを有しており、この軸部１ｂをボール盤の回転軸（図示せず）に装着することによってドレッサーヘッド１が回転自在で、かつ昇降自在となっている。また、ヘッド本体１ａの内部には研削用のカッター刃１ｃがセットされており、ヘッド本体１ａの下方の開口端１ｄがドレッサーベース２のガイド板６に当接して位置決めされる構造となっている。
このようにドレッサーヘッド１は、一般の工場にあるボール盤に取付けて使用に供するものであり、通常のボール盤の操作を行うのみで切削加工が可能であり、熟練した技術がない素人や女性であっても正確に切削加工を行うことができるものとなっている。

前記ドレッサーベース２は、ベース板３上に円筒状のベースボディ４が固定されており、このベースボディ４の上面にはコイルスプリング５を介して円盤状のガイド板６が取り付けられている。このスプリング５は、前記カッター刃１ａのキャップチップ３０への衝撃を緩衝するためのものである。また、ベースボディ４の中央部には筒状ホルダ７が装着されている。この筒状ホルダ７の上端面はキャップチップ３０の載置面となっているが、図示のものでは、リング８を介してキャップチップ３０がセットされる構造となっている。このリング８は筒状ホルダ７に対して着脱自在となっており、研削工程中に損傷等した場合、簡単に交換できてキャップチップ３０を常に正しい位置でセットできるものとされている。

前記ドレッサーベース２には、キャップチップ３０を固定するようにしたチップ保持機構１１が設けられている。このチップ保持機構１１は、先端部をキャップチップ３０の裏面側凹部に挿し込み可能で先端部の内周面にテーパ面９ａが形成されたコレット９と、このコレット９の中心部を昇降動可能で先端に前記テーパ面９ａと密着可能なテーパ面１０ａが形成されたボルト状部材１０を備えている。

図４に示すように、前記コレット９は上方部に中心から放射状に４個の切り込み９ｂを入れた筒状のものである。コレット９の上方部の外径はキャップチップ３０の裏面側凹部の内径よりも僅かに小さい寸法であり、通常状態ではコレット９の上方部をキャップチップ３０の裏面側凹部内にスムーズに挿し込み可能となっている。また、コレット９の先端部内周面には下方に向けて徐々に縮径するテーパ面９ａが形成されている。なお、前記切り込み９ｂの個数は把持条件に応じて任意に設定することができる。

図５に示すように、前記ボルト状部材１０は、上端に上方に向けて徐々に拡開するテーパ面１０ａが形成されており、下端にはネジ１０ｂが形成されている。
そして、前記ボルト状部材１０の下降により、前記テーパ面１０ａがコレット９の内周面にあるテーパ面９ａと当接しながら下方に向けて摺動すると、コレット９の先端部が拡開してキャップチップ３０の裏面側凹部の表面を押圧し、その結果、キャップチップ３０をしっかりと固定するように構成されている。

図６により、コレットの先端部が拡開する作動を説明する。
図６の上図に示すように、前記ボルト状部材１０が上昇した状態にある場合は、コレット９の先端部は自然状態にあってテーパ面９ａとテーパ面１０ａとが離れた状態にあり、コレット９の外径がキャップチップ３０の裏面側凹部の内径よりも僅かに小さい寸法となっている。この結果、コレット９の先端部に対してキャップチップ３０を容易に着脱することができる。
一方、図６の下図に示すように、前記ボルト状部材１０を下降した状態にある場合は、２つのテーパ面が接触してボルト状部材１０のテーパ面１０ａがコレット９のテーパ面９ａを押し広げる状態となっている。この結果、コレット９の先端部が拡開されてキャップチップ３０の裏面側凹部の表面を押圧し、キャップチップ３０をしっかりと固定することになる。

次に、前記ボルト状部材１０の昇降動について説明する。
前記チップ保持機構１１は、キャップチップ３０を載置する筒状ホルダ７の筒内に設けられている（図１を参照）。この筒状ホルダ７の軸方向中心部には、コレット９およびボルト状部材１０を挿入するための孔部が形成されている。また、筒状ホルダ７の下方部には、筒状ホルダ７の軸方向と直交して取り付けられた回動自在なクランクピン１２と、このクランクピン１２が内接する孔部１３ａが形成され、かつボルト状部材１０の下端が連結されているシリンダ１３を備えている。

図７に示すように、前記クランクピン１２には外径が僅かに大きくて偏心したクランク部１２ａが設けられている。また図８に示すように、シリンダ１３には前記クランクピン１２を挿通させる孔部１３ａが形成され、この孔部１３ａ内に前記クランク部１２ａが内接するようにクランクピン１２が挿通されている。更に、シリンダ１３の上部にはボルト状部材１０の下端のネジ部１０ｂが螺合固定されており、シリンダ１３の昇降動に追従するように構成されている。

図８左図に示すように、偏心した前記クランク部１２ａが真上に位置しているときは、クランク部１２ａに内設する孔部１３ａが、クランク部１２ａの偏心した距離（ｓ）だけ上方に向けて押し上げられる結果、シリンダ１３とともにボルト状部材１０が僅かに上方に向けて押し上げられた状態となる。この結果、コレット９のテーパ面９ａとボルト状部材１０のテーパ面１０ａとが離れた状態となり、コレット９の外径がキャップチップ３０の裏面側凹部の内径よりも僅かに小さい寸法となる（図６の上図を参照）。従って、コレット９の先端部に対してキャップチップ３０を容易に着脱することができる。

一方、図８右図に示すように、前記クランクピン１２を９０°回動すると、クランク部１２ａが孔部１３ａに内設しながら回動する結果、シリンダ１３とともにボルト状部材１０を僅かに下方に向けて押し下げることとなる。この結果、コレット９のテーパ面９ａとボルト状部材１０のテーパ面１０ａが接触し、かつボルト状部材１０のテーパ面１０ａがコレット９のテーパ面９ａを押し広げる状態となる（図６の下図を参照）。これにより、コレット９の先端部が拡開されて、キャップチップ３０の裏面側凹部に密接しキャップチップ３０をしっかりと保持することとなる。この状態で研削処理するので、高精度に研削することが可能となる。
このように、前記クランクピン１２の回動により偏心したクランク部１２ａに押し上げられてシリンダ１３が昇降動することとなり、この結果、ボルト状部材１０が昇降動する構造となっている。
なお、前記クランクピン１２の回動は、図２に示すように、装着自在なハンドル１４の取り付けによって簡単に行うことができる。

次に、キャップチップ３０の偏心加工について説明する。
ここで偏心加工とは、通常のキャップチップ３０をドレッサーベース上にドレッサーヘッド１の回転中心と同軸に位置させて載置し、左右対称に研削処理するのに対して、ドレッサーヘッド１の回転中心と外れた位置に載置して片面のみを研削処理する加工方法を意味するものである（図９を参照）。
従来は、偏心加工を行う場合、ドレッサーベース上にキャップチップを偏心した位置で保持するための特別な保持部材を準備する必要があり、この保持部材の生産と長時間の型交換作業が不可欠で偏心加工のコストを高くする原因となっていた。

これに対して本発明では、図１０に示すように、筒状ホルダ７にコレット９の回転中心をドレッサーヘッド１の回転中心と同軸に位置させるための中央孔部１５ａと、偏心した軸に位置させるための偏心孔部１５ｂを設けた構造となっている。また、図１１に示すように、シリンダ１３にも中央ボルト孔１６ａと偏心ボルト孔１６ｂが形成されており、ボルト状部材１０のネジ部１０ｂがいずれかを選択して螺合できるように構成されている。
従って、例えば左右対称の研削処理から偏心加工に切り替える場合は、中央孔部１５ａにセットしてあったコレット９を偏心孔部１５ｂへ差し換えて、ボルト状部材１０を偏心ボルト孔１６ｂに螺合するのみで行えることとなり、従来のような特別な保持部材の生産と長時間の型交換作業が不要となって簡単かつ低コストで偏心加工処理を行えることとなる。なお図１０において、１７はランクピン１２の支持孔である。

以上のように、キャップチップ３０をドレッサーヘッド１の回転中心と外れた位置に載置して削処理すれば、片面のみが研削処理されることとなる。また、クランクピン１２の回動によりボルト状部材１０が昇降動する点は、前述の左右対称の研削処理の場合と同じであり、キャップチップ３０の固定および保持を確実に行うことができる。
また、偏心加工から左右対称の研削処理への切り替えも同様にして簡単に行うことができる。

以上の説明からも明らかなように、本発明ではドレッサーベースに、先端部をキャップチップの裏面側凹部に挿し込み可能で先端部の内周面にテーパ面が形成されたコレットと、このコレットの中心部を昇降動可能で先端に前記テーパ面と密着可能なテーパ面が形成されたボルト状部材を備えていて、前記ボルト状部材の下降によりコレット先端部を拡開させキャップチップを固定するようにしたチップ保持機構を設けたものとしたので、キャップチップを簡単な操作で、正確に位置決め保持できることとなり、熟練者でなくても誰もが高精度に研削処理を行えることとなる。更には、左右対称の研削処理から偏心加工に切り替える場合も、特別な保持部材の生産と長時間の型交換作業が不要となって簡単に行うことができるという利点も有する。

１ ドレッサーヘッド
１ａ ヘッド本体
１ｂ 軸部
１ｃ カッター刃
１ｄ 開口端
２ ドレッサーベース
３ ベース板
４ ベースボディ
５ コイルスプリング
６ ガイド板
７ 筒状ホルダ
８ リング
９ コレット
９ａ テーパ面
１０ ボルト状部材
10ａ テーパ面
10ｂ ネジ部
１１ チップ保持機構
１２ クランクピン
12ａ クランク部
１３ シリンダ
13ａ 孔部
１４ ハンドル
15ａ 中央孔部
15ｂ 偏心孔部
16ａ 中央ボルト孔
16ｂ 偏心ボルト孔
１７ 支持孔
３０ キャップチップ
30ａ 裏面側凹部

Claims (1)

1. カッター刃を内蔵し回転自在でかつ昇降自在なドレッサーヘッドと、このドレッサーヘッドの下方に設置されるキャップチップ載置用のドレッサーベースとからなり、
   前記ドレッサーベースには、先端部をキャップチップの裏面側凹部に挿し込み可能で先端部の内周面にテーパ面が形成されたコレットと、このコレットの中心部を昇降動可能で先端に前記テーパ面と密着可能なテーパ面が形成されたボルト状部材を備えていて、
   前記ボルト状部材の下降によりコレット先端部を拡開させキャップチップを固定するようにしたチップ保持機構を設けたボール盤式のチップドレッサー装置であって、
   前記チップ保持機構は、キャップチップを載置する筒状ホルダの筒内に設けられており、
   この筒状ホルダの軸方向と直交して取り付けられ偏心したクランク部を有する回動自在なクランクピンと、このクランクピンが内接する孔部が形成され、かつボルト状部材の下端が連結されているシリンダを備えていて、
   前記クランクピンの回動により偏心したクランク部に押し上げられてシリンダが昇降動する結果、ボルト状部材が昇降動するように構成され、
   また、筒状ホルダには、コレットの回転中心をドレッサーヘッドの回転中心と同軸に位置させるための中央孔部と、偏心した軸に位置させるための偏心孔部が設けられていることを特徴とするチップドレッサー装置。

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