JP7175531B1

JP7175531B1 - 面取り機

Info

Publication number: JP7175531B1
Application number: JP2021135611A
Authority: JP
Inventors: 宏嘉泉澤
Original assignee: Shinano Seisakusho KK
Current assignee: Shinano Seisakusho KK
Priority date: 2021-08-23
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2022-11-21
Anticipated expiration: 2041-08-23
Also published as: JP2023030461A

Abstract

【課題】大型化をすることなく、切削片が付着しにくい面取り機を提供する。【解決手段】面取り機２００、３００は、供給される高圧エアにより回転し、カッタブレード９６が設けられたカッタスピンドル８１を備えている。カッタスピンドル８１は、高圧エアを導入する導入部８４と、カッタブレード９６にあてられる高圧エアが噴出する噴出部８８とを含むエア流路を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、高圧エアを導入してカッタを回転させ、ワークの角部の面取り加工を行う面取り機に関する。

従来、ワークの角部の面取りを行う工作機械として、面取り機が用いられている。特許文献１に開示されている面取り機は、カッタブレードが設けられている回転軸が備えられており、カッタブレードは回転軸の先端部外周面に周方向等間隔で配置されている。面取り作業時には、高速回転する複数のカッタブレードがワークに押しつけられて、ワークの角部が切削される。

特開２０１３－２５５９４８号公報

しかしながら、切削加工を続けるとカッタブレードは高温になり、発生したワークの切屑が付着しやすくなる。特に、ワークがアルミ等の柔らかい金属の場合、ワークの切削片がカッタブレードに溶着してしまうことがあった。また、溶着した切削片により、カッタが摩耗、又は破損する場合があった。そのため、作業内容によっては、カッタブレードを短いサイクルで交換しなければならず、作業効率が低下するとともに、作業コストが上がるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、面取り機を大型化することなく、切削片が付着しにくい面取り機を提供することを目的とする。

本発明の面取り機は、供給される高圧エアにより回転し、カッタブレードが設けられたカッタスピンドルを備え、カッタスピンドルは、高圧エアを導入する導入部と、カッタブレードにあてられる高圧エアが噴出する噴出部と、を含むエア流路を有していることを特徴とする。

本発明の面取り機は、面取り機が有するカッタスピンドルにエア流路を内蔵しており、高速回転するカッタブレードに常に一定のエアをあてられる。したがって、面取り機を大型化することなく効率的に切削片を吹き飛ばすことができる。

また、本発明の面取り機では、面取り機のカッタスピンドルが有する噴出部は、カッタスピンドルの回転軸線から所定距離離間して少なくとも２つ設けられているカッタブレードに対応して、カッタスピンドルの周方向に複数設けられていることが好ましい。

本発明の面取り機では、複数のカッタブレードに対応してエアをあて、効率的に冷却、及び切屑の吹き飛ばしを行うことができる。

また、本発明の面取り機では、面取り機のカッタスピンドルが有する導入部は、カッタスピンドルの外周面に設けられている環状の凹部であることが好ましい。

本発明の面取り機のカッタスピンドルが有する導入部はカッタスピンドルの外周面に形成された環状の凹部であるため、非回転部の本体側に設けられている高圧エアを供給する流路のカッタスピンドルへの連通は断続的ではなく、カッタスピンドルの回転方向位置に関わらず常にカッタスピンドルの導入部に連通している。したがって、非回転部から回転部のカッタスピンドルへ高圧エアを効率よく導入することができる。

また、本発明の面取り機が備えるカッタスピンドルには、前記導入部が連通するとともに、複数の前記噴出部が連通してそれぞれの前記噴出部に高圧エアを分配する空間が設けられていることが好ましい。

本発明の面取り機では、複数の噴出部に高圧エアを分配する空間が設けられているので、高圧エアを噴出部近くの空間に蓄えることができ、複数の噴出部のそれぞれに等しく高圧エアを安定的に分配することができる。

また、本発明の面取り機は、噴出部からの高圧エアの噴出量を調整するエア噴出量調整装置を備えていることが好ましい。

本発明の面取り機は、エア噴出量調整装置を備えているので、高圧エアの噴出量を所望の噴出量に調整することができる。高圧エアの噴出が不要な場合は、高圧エアを噴出しない状態とすることができる。

また、本発明の面取り機は、噴出部から噴出される高圧エアに潤滑剤を混合させる潤滑剤吐出装置を備えていることが好ましい。

本発明の面取り機は、潤滑剤吐出装置を備えているので、吐出する潤滑剤によりカッタブレードの寿命の向上、及び冷却性を向上することができる。

また、本発明の面取り機の潤滑剤吐出装置はタンクを有しており、タンクには大気圧と異なる圧力が作用することが好ましい。

本発明の面取り機の潤滑剤吐出装置が有するオイルタンクに大気圧と異なる圧力が作用するので、潤滑剤を継続的に安定して吐出することができる。

本発明の実施の形態１に係る面取り機を示す斜視図である。図１の面取り機のＩ－Ｏ－Ｉ断面図である。図２の面取り機の本体の拡大図である。図３のフロントプレートの上面図である。図４のＩＩ－ＩＩ断面図である。図３スピンドルハウジングの上面図である。図６のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。図１の第１環状部材の上面図である。図８のＩＶ－ＩＶ断面図である。図３のカッタスピンドルの側面図である。図１０のＶ－Ｖ断面図である。図３の面取り機の本体に対しバルブ閉状態を示す断面図である。本発明の実施の形態２に係る面取り機を示す側面図である。図１３のＶＩ－ＶＩ断面で見た斜視図である。

＜実施の形態１＞
以下、本発明に係る実施の形態１の面取り機を、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る面取り機２００の全体を示す斜視図である。図２は、図１のＩ－Ｏ－Ｉ断面図である。面取り機２００は、作業者が手で保持しながらワークの面取り作業を行うハンド型面取り機であり、外部から供給される高圧エアにより作動する。

図１と図２とを参照して、面取り機２００を説明する。面取り機２００は、作業者が握る第１ハンドル１０、及び第２ハンドル２０、並びに略円筒形状に形成されている本体部３０を備えている。本体部３０の外周面には、略円筒形の第１ハンドル１０、及び第２ハンドル２０が設けられている。第１ハンドル１０、及び第２ハンドル２０は、両者の中心軸線がそれぞれ本体部３０の外周面の接線に対して垂直になるように設けられている。第１ハンドル１０と、第２ハンドル２０とのそれぞれの中心軸線がなす角度は、作業者が面取り機２００を保持しやすいように、９０°～１８０°の角度にされており、例えば１３５°である。本体部３０の下面に設けられているベースプレート３３が、ベースプレート３３の下面が図示しないワークにあてられて摺動させながら、ワークの面取り作業が行われる。

図２には、本体部３０、及び第１ハンドル１０の断面図が示されている。第１ハンドル１０は、ハンドル部１１、握り１２、コネクタ１３、及びハンドル部１１の内部に形成されている第１導入路１４を有している。握り１２は、両端が開口されている中空円筒状の部材であり、握り１２の内部にハンドル部１１が差し込まれてハンドル部１１の外周を覆っている。ハンドル部１１の先端側には、高圧エアを供給するホース等の配管が接続されるコネクタ１３が接続されている。第１ハンドル１０の内部は、コネクタ１３が設けられている先端部から、本体部３０に接続されている基端部まで中空に形成されており、高圧エアを導入する第１導入路１４となっている。コネクタ１３から導入される高圧エアは、第１ハンドル１０の内部を通って、本体部３０の内部に導入される。

本体部３０に導入された高圧エアの大部分は、面取り機２００を作動させた後、第２ハンドル２０から排出される。第２ハンドル２０は、本体部３０に接続されているハンドル部２１、ハンドル部２１の外周を覆っている握り２２、及び第２ハンドル２０の先端部に設けられている排気開口部２３を有している。ハンドル部２１は、基端部から先端部まで中空に形成されており、高圧エアの排出路となっている。本体部３０から排出される高圧エアは、ハンドル部２１の基端部から先端部へ内部を流れ、先端部の排気開口部２３から排出される。

図３を参照しながら、本体部３０について説明する。図３は、図２の本体部３０の拡大断面図である。本体部３０は、上側ケース３１、下側ケース３２、下側ケース３２の下面に固定されているベースプレート３３、及び、上側ケース３１と下側ケース３２との間に配置されているスピンドルハウジング６１を有している。

上側ケース３１は、下側が開口した有底円筒形状に形成されている。上側ケース３１の外周面には、ハンドル部１１が上側ケース３１と一体的に形成されている。上側ケース３１には、第１ハンドル１０内の第１導入路１４に連通している第２導入路３４が形成されている。第２導入路３４は、上側ケース３１の下端側に接続されているハンドル部１１の接続部から上方に向けて上側ケース３１の内面を沿うように設けられている壁部により形成されている。上側ケース３１上部の内部には、第１空間３５が形成されており、第２導入路３４の上端側が連通している。面取り機２００に導入される高圧エアは、第１ハンドル１０のコネクタ１３、第１導入路１４、第２導入路３４を通って、第１空間３５に導入される。

本体部３０は、上側ケース３１内部の上部において、導入された高圧エアにより回転力を発生させる回転力発生機構を有している。回転力発生機構は、リアプレート５１、シリンダ４１、フロントプレート４５、ロータ５５、ロータブレード５８、ベアリング２４、及びベアリング２５を有している。回転力発生機構は、ロータ外周に沿って複数設けられ高圧エアが導入される空間が空間容積を変化させながらロータが回転するベーン式と呼ばれる公知の機構である。

リアプレート５１は略円板状に形成されており、シリンダ４１の上側、すなわち第１空間３５側の端面に配置されている。リアプレート５１は、中心部を貫通する中心穴５２、第１凹部５３、及び第１流路５４を有している。リアプレート５１の上面に設けられているリアプレート５１の外径より小さい外径の環状部材により第１凹部５３が形成されており、第１凹部５３にはベアリング２４が収容されている。リアプレート５１の外周側には、第１流路５４が設けられている。第１流路５４はリアプレート５１の両面間を貫通する貫通穴である。第１流路５４は、第１空間３５に導入された高圧エアをリアプレート５１の上側の第１空間３５からリアプレート５１の下側のシリンダ４１の所定空間に導入する流路である。

シリンダ４１は、両端面が開口された略円筒形状の部材である。シリンダ４１の上側の端面にはリアプレート５１、下側の端面にはフロントプレート４５が開口を塞ぐように固定されている。シリンダ４１の内部には、内径がロータ５５の外径より大きい円柱状に形成された第２空間４３が形成されている。第２空間４３は、第２空間４３の中心軸線が上側ケース３１の中心軸線に対し、少しずれた位置に配置されている。第２空間４３には、ロータ５５が収容されている。シリンダ４１は、シリンダ４１の中心軸線に対する平行視において、周方向における約１８０度の角度範囲で、シリンダ４１の内周面４１ａと外周面４１ｂとの間の肉厚が他の部分より厚くされている板厚部分が形成されている。前記板厚部分のリアプレート５１の第１流路５４直下には、断面円形でシリンダ４１の上下端面間に貫通しているシリンダ導入路４９が設けられている。シリンダ導入路４９の上下両端面の内周側部には、シリンダ内部側に連通しているシリンダ溝部４１ｃ、４１ｃがそれぞれ形成されている。第１流路５４、シリンダ導入路４９、及びシリンダ導入路４９の上下両端の各シリンダ溝部４１ｃ、４１ｃは、リアプレート５１からシリンダ４１の内部に連通している高圧エアの流路である。シリンダ４１の中心軸線に対する平行視において、前記板厚部分のシリンダ流路４９から周方向に約９０度離間した位置には、シリンダ４１の上下両端面間に貫通している断面円形の第３空間４４が設けられている。第３空間４４の内周面４１ａ側の壁部、及び外周面４１ｂ側の壁部には、それぞれ複数のスリット４２が形成されている。第２空間４３内の高圧エアの一部は、内周面４１ａ側の壁部に形成されている複数のスリット４２から外側の第３空間４４に出た後、第３空間４４内を下方に移動してフロントプレート４５まで流れる。また、残りの高圧エアは外周面４１ｂ側の壁部に形成されている複数のスリット４２を通ってシリンダ４１から出て、上側ケース３１の内面側に流れ、第２ハンドル２０から排出される。

ロータ５５は、中実の円柱形状であるロータ本体部５６、ロータ本体部５６の上側、及び下側の端面にそれぞれ設けられている回転軸５６ａ、回転軸５６ｂを有している。回転軸５６ａ、及び回転軸５６ｂは、それぞれの中心軸線をロータ本体部５６の中心軸線と同軸にして設けられている。ロータ本体部５６の外周面からロータ本体部５６の中心軸線に向けて、ブレード溝５７が形成されている。ブレード溝５７は、ロータ本体部５６の上側の端面から下側の端面まで貫通して複数形成されている。ブレード溝５７は、ロータ本体部５６の外周面において周方向等間隔に４本から８本設けられている。ブレード溝５７は、例えば６本形成されている。

リアプレート５１の中心穴５２の内径は回転軸５６ａの外径よりわずかに大きく、リアプレート５１に配置されているベアリング２４の内径は回転軸５６ａの外径と同じかわずかに小さい。回転軸５６ａは中心穴５２を貫通してベアリング２４に圧入されているため、ロータ５５の上部はベアリング２４に回転可能に保持されている。

複数形成されたブレード溝５７には、ブレード溝５７の溝幅よりわずかに薄く形成されたロータブレード５８がブレード溝５７内を摺動可能にそれぞれ収容されている。ロータブレード５８は薄板が略長方形状に形成され、ブレード溝５７に収容された時にロータ本体部５６の中心軸線に近い側の一辺がロータ本体部５６の中心軸線側に凸形状となるように形成されている。ブレード溝５７の奥部の面、すなわちロータ本体部５６の中心軸線側の面は、ロータブレード５８の形状に合わせて、上下方向中央部が一番深く、ロータ本体部５６の両端面に近づくにつれてロータ本体部５６の外周面側に徐々に近づくように形成されている。

ブレード溝５７に収容されているロータブレード５８は、ロータ５５の回転による遠心力により、ブレード溝５７の中を外側に移動する。ブレード溝５７にロータブレード５８を収容したロータ５５は、シリンダ４１のロータ５５より大きい直径の円柱状空間である第２空間４３内に収容されており、各々のロータブレード５８は、外周面が第２空間４３の内周面に接触しながらロータ５５とともに回転する。ロータ５５は、第２空間４３において互いの中心軸線をずらして配置されている。したがって、ロータ５５の外周面と、第２空間４３の内周面との距離は、ロータ５５の周方向の回転角度位置により変化するため、ロータ５５の回転に応じてロータブレード５８の外周側への出代が変化する。隣り合う２枚のロータブレード５８、シリンダ４１の内周面、及びロータ５５の外周面により区切られた空間は、高圧エアが導入される導入位置から高圧エアが排出される排出位置まで回転しながら移動することで、ロータ５５が回転する。高圧エアが導入される導入位置とは、前記区切られた空間がリアプレート５１の第１流路５４の直下に接近した位置である。なお、図２及び３において第１流路５４を示すため、リアプレート５１のみは、図１における断面指示線とは異なる第１流路５４を通る周方向位置での断面を表示している。

図３に加え、図４及び図５を参照して、フロントプレート４５を説明する。フロントプレート４５は略円板状に形成されており、シリンダ４１の第２空間４３と反対側、すなわち下側の端面に配置されている。フロントプレート４５は、中心部を貫通する中心穴４６、第２凹部４７、及び第２流路４８を有している。フロントプレート４５の下面にはフロントプレート４５の外径より小さい外径の環状部材が一体的に設けられていることにより第２凹部４７が形成されている。第２凹部４７にはベアリング２５が収容されている。フロントプレート４５の中心穴４６の内径は回転軸５６ｂの外径よりわずかに大きく、ベアリング２５の内径は回転軸５６ｂの外径と同じかわずかに小さい。回転軸５６ｂは、中心穴４６を貫通してベアリング２５に圧入されている。したがって、ロータ５５の下部は、ベアリング２５に回転可能に保持されている。回転軸５６ｂの先端部は圧入されているベアリング２５から下側に突出しており、回転軸５６ｂの先端部に設けられているスプライン部５９が、回転軸５６ｂの先端部に連結される部材に嵌合してロータ５５の回転力が伝達される。

フロントプレート４５の外周側には、第２流路４８が設けられている。第２流路４８はフロントプレート４５の両面間を貫通する貫通穴である。隣り合う２枚のロータブレード５８、シリンダ４１の内周面、及びロータ５５の外周面により区切られた空間は、ロータ５５の回転に伴い、高圧エアが導入される導入位置から高圧エアが排出される排出位置まで移動する。高圧エアが排出される排出位置とは、前記区切られた空間がフロントプレート４５の第２流路４８の直上に接近した位置である。高圧エアは前記区切られた空間から第２流路４８を通って排出され、下側ケース３２に流される。なお、図２及び３において第２流路４８を示すため、フロントプレート４５のみは、図１における断面指示線とは異なる第２流路４８を通る周方向位置での断面を表示している。

下側ケース３２は、第１下側ケース３６、及び第２下側ケース３７を有している。第２下側ケース３７の下側には、図示しない締結部材によりベースプレート３３が固定されている。第１下側ケース３６は、上端部に設けられているフランジ部３８、及びフランジ部３８の下側に接続されている円筒部３９を有している。円筒部３９は、外周面３６ａ、及び内周面３６ｂを有している。外周面３６ａ、及び内周面３６ｂにはそれぞれねじ部が設けられている。また、第２下側ケース３７は、両端が開口された略円筒形状に形成されている部材であり、第２下側ケース３７の中心軸線方向における上端部と下端部との厚さは中間部の厚さより厚く形成されている。第２下側ケース３７の前記中間部分の内周面３７ｂには、第１下側ケース３６の外周面３６ａに設けられているねじ部に対応するねじ部が形成されている。

第１下側ケース３６、及び第２下側ケース３７は、第１下側ケース３６の外周面３６ａ、及び第２下側ケース３７の内周面３７ｂにそれぞれ設けられているねじ部が互いに嵌合して接続されている。したがって、第２下側ケース３７は第２下側ケース３７を第１下側ケース３６に対して回転させることにより、第１下側ケース３６に対する中心軸線方向位置を変更可能である。このため、第２下側ケース３７に固定されているベースプレート３３の第１下側ケース３６に対する位置を上下方向に動かすことができる。それにより、ベースプレート３３の下面に接するワークの上面位置を第１下側ケース３６に対して調整することができる。後述するカッタブレード９６の上下方向位置は、第１下側ケース３６に対し固定されているから、第２下側ケース３７及びベースプレート３３を第１下側ケース３６に対して上下方向に移動させることで、ワークの上面位置を上下動させることができる。よって、後述するカッタブレード９６によるワークの切削度合いを調整することができる。

図３に加え、図６及び図７を参照して、スピンドルハウジング６１を説明する。スピンドルハウジング６１は、下側ケース３２の内部において、後述するカッタスピンドル８１を保持する部材である。スピンドルハウジング６１は、フランジ部６２、及び円筒部７１を有している。

図６に示されているように、フランジ部６２は、上側ケース締結穴６３、及び下側ケース締結穴６４をそれぞれ複数有している。上側ケース締結穴６３、及び下側ケース締結穴６４はフランジ部６２に周方向等間隔で同数の４つずつ設けられている。下側ケース締結穴６４は、フランジ部６２の中心軸線を中心に上側ケース締結穴６３に対してそれぞれ一定角度回転させた位置、締結穴が４つずつ設けられている場合は、上側ケース締結穴６３に対してそれぞれ４５°回転させた位置に設けられている。

上側ケース３１、及び下側ケース３２は、締結部材によりそれらの間に配置されているスピンドルハウジング６１のフランジ部６２にそれぞれ接続されている。上側ケース３１の下端部はフランジ部６２の上面に接しており、締結部材が上側ケース締結穴６３を通され、上側ケース３１の対応する下端部に締結されている。また、下側ケース３２を構成する第１下側ケース３６のフランジ部３８の上面はフランジ部６２の下面に接しており、締結部材がフランジ部３８に形成されている対応する締結穴を通され、フランジ部６２の下側ケース締結穴６４に締結されている。

フランジ部６２の円筒部７１に対する反対面には、フロントプレート４５の外径と略同じ外径の第３環状部材６５が、第３環状部材６５の中心軸線をフランジ部６２の中心軸線と同軸にして一体的に設けられている。第３環状部材６５により、第３凹部６６が形成されている。第３環状部材６５はフロントプレート４５の最外径部分と接しており、スピンドルハウジング６１とフロントプレート４５とにより囲まれた第４空間６７が形成されている。

フランジ部６２には、潤滑剤導入部６８が設けられている。なお、実施の形態２に係る構造である潤滑剤導入部６８については、実施の形態２において説明する。

円筒部７１の中心軸線方向において、フランジ部６２の第４空間６７に接する部分から円筒部７１の中間部分までの内周面には、第３流路７２が形成されている。第３流路７２は、円筒部７１の中心軸線方向と平行に形成された断面半円状の溝である。第３流路７２は、円筒部７１の内周面において周方向に等間隔で複数設けられている。第３流路７２は２つから６つ設けられ、本実施の形態では４つ設けられている。また、円筒部７１の中心軸線方向の中間部分には、第４流路７３が設けられている。第４流路７３は、円筒部７１の中心軸線方向における中間部分の内周面全周に渡って設けられた環状の溝である。第４流路７３は、第３流路７２に連通して形成されている。

次に、スピンドルハウジング６１の内部に収容されているベアリング２６、２７、２８、第１環状部材７４、第２環状部材７６、リアロックナット７８、フロントロックナット７９、及びカッタスピンドル８１を説明する。スピンドルハウジング６１の内部には、複数のベアリング２６、２７、２８が配置されており、カッタスピンドル８１を回転可能に保持している。面取り加工時のカッタスピンドル８１の回転軸線方向に対し垂直方向にかかる荷重への耐性をできるだけ上げるため、ベアリング２６、２７、２８は３つ設けられている。ベアリング２６、２７、２８は、スピンドルハウジング６１の円筒部７１の内周面に圧入されている。

図３に加え、図８及び図９を参照して、第１環状部材７４、及び第２環状部材７６を説明する。上側のベアリング２６と、中央のベアリング２７との間には、第１環状部材７４、及び第２環状部材７６が配置されている。第１環状部材７４は、スピンドルハウジング６１の円筒部７１の内周面に圧入されており、第２環状部材７６はカッタスピンドル８１の外周面に圧入されている。第１環状部材７４の両側の端面は、上側のベアリング２６、及び中央のベアリング２７のそれぞれのアウターレースに当接している。また、第２環状部材７６の両側の端面は、上側のベアリング２６、及び中央のベアリング２７のそれぞれのインナーレースに当接している。図８及び図９は第１環状部材７４を示しているが、第２環状部材７６は第１環状部材７４に対して内外径が異なる相似形の環状部材であり、両者は類似形状である。第１環状部材７４、及び第２環状部材７６はカラーである。

次に、リアロックナット７８、及びフロントロックナット７９を説明する。リアロックナット７８は環状部材であり、内周面にはねじ部が形成されている。また、フロントロックナット７９は内外径が異なる小径中空円筒部７９ａと大径中空円筒部７９ｂとを両者の中心軸線方向に接続した段付きの中空円筒形状である。大径中空円筒部７９ｂの内周面には、ねじ部が形成されている。

上記のとおり、スピンドルハウジング６１の円筒部７１の内周面には、上側からベアリング２６、第１環状部材７４及び第２環状部材７６、ベアリング２７、２８が配置されている状態で、カッタスピンドル８１がそれらを通してそれらの内周面に下側から挿入されている。カッタスピンドル８１の上端部はベアリング２６から上方に突出しており、カッタスピンドル８１の上端部の外周面に設けられているねじ部にリアロックナット７８が嵌合して、ベアリング２６の上面を押圧しながら保持している。また、円筒部７１の外周面に設けられているねじ部と、大径中空円筒部７９ｂの内周面のねじ部が嵌合し、小径中空円筒部７９ａの上面で最下端のベアリング２８の下面を押圧しながら保持している。

第１環状部材７４、及び第２環状部材７６は、それぞれ第５流路７５、及び第６流路７７を複数有している。第５流路７５、及び第６流路７７は、第１環状部材７４、及び第２環状部材７６のそれぞれの一方の端面に形成された略半円状の溝であり、それぞれ４つの第５流路７５、及び第６流路７７が周方向等間隔に設けられている。第２環状部材７６は、隙間を介して第１環状部材７４の内部に配置されている。第１環状部材７４、及び第２環状部材７６は、４つずつ形成されている第５流路７５、及び第６流路７７の各々の周方向の角度位置が同じ、かつ、ともに下向きに配置されている。この配置により高圧エアは、第１環状部材７４の外周側から第１環状部材７４の中心方向に向かって第５流路７５を通り、そのまま直進して第２環状部材７６の第６流路７７を通って第２環状部材７６の内部に流入することができる。

最も上側のシリンダ４１に近い側に配置されているベアリング２６、及びベアリング２６に接する第１環状部材７４は、円筒部７１の内周面に設けられている第３流路７２、及び第４流路７３に隣接している。そのため、ベアリング２６のアウターレース、及び第１環状部材７４の外周面が壁となり、第３流路７２、及び第４流路７３は閉塞された空間とされて、高圧エアが流れる流路を形成している。

図３に加え、図１０及び図１１を参照して、カッタスピンドル８１を説明する。カッタスピンドル８１は、カッタスピンドル８１の上部の第１スピンドル８２、及び下部の第２スピンドル９１を有している。

第１スピンドル８２はカッタスピンドル８１の上部に位置して、上方が開口している有底円筒形状に形成されている。第１スピンドル８２は、第５空間８３、導入部８４、第７流路８５、第６空間８６、第８流路８７、及び噴出部８８を有している。第１スピンドル８２の最上部には円筒形状の空間である第５空間８３が設けられており、第５空間８３の下には第５空間８３につながって、第５空間８３より内径が少し小さい円筒形状の空間である第６空間８６が設けられている。第１スピンドル８２の中心軸線方向における中央部分の外周面には、外周面全周にわたって環状の凹部である導入部８４が設けられている。導入部８４からカッタスピンドル８１の中心軸線に向かって、第７流路８５が複数設けられている。第７流路８５は、周方向等間隔に４つ設けられており、導入部８４と第６空間８６とを連通している。

第１スピンドル８２の下部には、一方端が第６空間８６に開口し、他方端が第２スピンドル９１において開口している第８流路８７が複数設けられている。一方端が第２スピンドル９１に開口している第８流路８７の他方端の開口は、噴出部８８である。それぞれのカッタブレード９６に高圧エアをあてられるように、第８流路８７、及び噴出部８８はカッタブレード９６の数と同数設けられている。各々の第８流路８７の噴出部８８から噴出した高圧エアがカッタブレード９６の少なくとも一部にあたるように第８流路８７の経路が決められている。第８流路８７の経路は、第８流路８７の延長線上にカッタブレード９６の少なくとも一部が位置しているように決められている。変形例として、第８流路８７の経路は、第８流路８７の経路の噴出部８８から噴出した高圧エアが第１スピンドル８２の下部の壁部にあたり案内されてカッタブレード９６にあたる経路とすることができる。

第５空間８３、及び第６空間８６は、複合加工機により切削加工されて形成される。また、第７流路８５、及び第８流路８７はドリル加工により形成される。なお、本実施の形態では、第７流路８５、及び第８流路８７は直線状のドリル加工穴により形成されているが、各々は互いに角度を有する２本、又はそれ以上のドリル加工穴を連通させて形成されてもよい。いずれの場合にも、カッタスピンドル８１の中心軸線に垂直な各断面において、一定角度ごとに同じ断面形状が周方向に複数繰り返され、回転中心軸線に関して対称形になるように形成されている。そのため、カッタスピンドル８１は回転バランスが取れていて振動なく回転することができ、カッタスピンドル８１に別付けのバランスウェイトを不要とすることができる。

第５空間８３の上部には、連結部材１０１が固定されている。連結部材１０１は、ロータ５５の回転力をカッタスピンドル８１に伝達する部材である。連結部材１０１は、略中空円筒形状に形成されている。連結部材１０１の下端側の外周面にはねじ部１０２が形成されており、連結部材１０１の上端側の内周面にはスプライン部１０３が形成されている。一方、第１スピンドル８２の第５空間８３側の内周面には、ねじ部１０２に対応したねじ部８３ａが形成されている。連結部材１０１は、連結部材１０１のねじ部１０２を第１スピンドル８２のねじ部８３ａに嵌合させて固定されている。ロータ５５の下側の回転軸５６ｂは、フロントプレート４５とベアリング２５とのそれぞれの中央の孔を貫通し、回転軸５６ｂの先端部はベアリング２５から下側に突き出ている。回転軸５６ｂの先端部には、連結部材１０１に設けられているスプライン部１０３に対応したスプライン部５９が設けられている。回転軸５６ｂは、回転軸５６ｂのスプライン部５９を連結部材１０１のスプライン部１０３に嵌め合わされて連結されている。この連結構造により、ロータ５５の回転力がカッタスピンドル８１に伝達される。

第２スピンドル９１は、第１スピンドル８２の下部に接続されて設けられており、カッタスピンドル８１の中心軸線と同軸に形成されている軸部材であるカッタ軸部９２、及びカッタ軸部９２から突出している複数のカッタ部９５を有している。

カッタ軸部９２は、第１スピンドル８２の下部から第２スピンドル９１の先端部まで形成されている部材である。カッタ軸部９２は先端部９３を有しており、先端部９３にはカッタ軸部９２の中心軸線に対して垂直な平面が形成されている。

図１１に示されているように、第２スピンドル９１の下端には、カッタ軸部９２から外周方向に向けて放射状に複数形成された突出部分が形成されており、それぞれ略四角形状であり、カッタブレード９６を有する研削チップ９５が取付けられている。第２スピンドル９１の下端の各突出部分にはそれぞれ固定穴が設けられている。研削チップ９５は研削チップ９５の中央部にねじ穴９７が設けられており、第２スピンドル９１の下端の固定穴に挿入されているクランプスクリュー９８で固定されている。カッタブレード９６は、第２スピンドル９１の回転軸線から外周方向に所定距離離間して配置されている。カッタブレード９６は、カッタ軸部９２の先端部９３から上側に向かって外径が徐々に大きくなるように形成されている。第２スピンドル９１のカッタブレード９６より上側部分は、外径が一定の円筒形状に形成されている。

カッタ軸部９２には、カッタ軸部９２の中心軸線と中心軸を一致させて軸方向穴９４が形成されている。軸方向穴９４は、後述する噴出量調整装置１５０が収容される穴である。軸方向穴９４は、第２スピンドル９１の先端部９３に開口しており、第２スピンドル９１と、第１スピンドル８２とを貫通して形成され、第６空間８６に開口している。

第２スピンドル９１の下端には、ガイドローラ１１１がベアリング２９を介して回転可能に保持されている。ガイドローラ１１１は、カッタスピンドル８１の下面において回転するカッタスピンドル８１と一体的に回転せず空回りするため、ベースプレート３３とガイドローラ１１１にワークを当てて加工することにより、安定した切込み量で切削作業を行うことができる。ガイドローラ１１１の中央部には、後述する噴出量調整装置１５０が配置されている中央穴１１２が形成されている。

図３と、図１２とを参照して、噴出量調整装置１５０を説明する。図３は噴出量調整装置１５０のバルブが開状態、図１２は噴出量調整装置１５０のバルブが閉状態をそれぞれ示している。噴出量調整装置１５０は、噴出部８８から噴出しカッタブレード９６にあたる高圧エアの噴出量を調整する。噴出量調整装置１５０は、バルブ１５１、バルブピン１５５、付勢部材１６１、及び保持部材１６５を有している。

バルブ１５１は、カッタスピンドル８１の第６空間８６に収容されている。第６空間８６は円筒形状の中空空間であり、バルブ１５１は第６空間８６の内周面に摺動可能なように、第６空間８６の内周面に対応した有底円筒形状に形成されている。バルブ１５１は、中空の円筒部分である第１バルブ部１５２、及び第１バルブ部１５２の上側の端面を閉塞している第２バルブ部１５３を有している。

バルブ１５１の上方には、上端を連結部材１０１に接して付勢部材１６１が配置されており、バルブ１５１を下向きに付勢している。付勢部材１６１は、コイルバネである。付勢部材１６１は、限られた中心軸方向長さにおいて自由長から最大圧縮長さまでの長さ寸法の変化代を大きくとれる円錐コイルばねが好ましい。円錐コイルばねであると変化ストロークが大きくなり、バルブ開閉特性の設計の自由度を広げることができる。

バルブピン１５５は棒状部材であり、カッタ軸部９２に形成されている軸方向穴９４に摺動可能に収容されている。バルブピン１５５は、保持部材１６５と協同してバルブ１５１の開閉状態を操作し、開閉状態を維持する。棒状のバルブピン１５５の上端部には、円板状のバルブピン頭部１５６が形成されている。バルブピン頭部１５６は、バルブピン１５５の最大直径、及び軸方向穴９４の直径より大きく形成されている。前者により、バルブピン頭部１５６の上面は、第２バルブ部１５３の内側の下面に安定して接することができる。また、後者により、付勢部材１６１で下向きに付勢されているバルブピン１５５は、バルブピン頭部１５６が第６空間８６の下面にあたることで、カッタスピンドル８１から抜け出てしまうことが防止されている。

図３において、カッタスピンドル８１の下端部に取り付けられているガイドローラ１１１の中央穴１１２には、保持部材１６５が取り付けられている。保持部材１６５は外周面全体にねじ部が形成されている円筒形状部材であり、中央穴１１２の内周に形成されている対応したねじ部にねじ嵌合されている。中央穴１１２と、その直上に位置する軸方向穴９４は、中心軸線を同軸にして接続されている。中央穴１１２に挿入されている保持部材１６５は、軸方向穴９４に挿入されているバルブピン１５５のバルブピン先端部１５７を押圧してバルブピン１５５を上方に持ち上げている。保持部材１６５の一方側の端面には、六角穴、プラス孔、又はマイナス孔が設けられており、対応する工具により保持部材１６５を回転させて、中央穴１１２への保持部材１６５の挿入量を調整できる。保持部材１６５は止めねじであり、いわゆるイモネジである。

円筒形状に形成された第６空間８６を形成するカッタスピンドル８１の内周面には第７流路８５が開口しており、第６空間８６の底面には噴出部８８につながる第８流路８７の開口が設けられている。バルブ１５１は、第１バルブ部１５２において第６空間８６の内周面を摺動して上下方向に移動し、バルブ１５１の位置により第１バルブ部１５２が第７流路８５と第８流路８７とを連通、又は非連通に制御する。

［図３：噴出量調整装置１５０が開状態時］
次に、面取り機２００内の高圧エアの流れを説明する。図３は、保持部材１６５が中央穴１１２に取り付けられているバルブ開状態を示している。

高圧エアは、第１ハンドルの先端部のコネクタ１３から導入され、第１導入路１４、上側ケース３１内の第２導入路３４、第１空間３５、リアプレート５１の第１流路５４、シリンダ４１内のシリンダ流路４９、シリンダ４１内の第２空間４３におけるロータブレード５８間の空間、スリット４２、第３空間４４、フロントプレート４５の第２流路４８を通って、フロントプレート４５とスピンドルハウジング６１の上部とに囲まれた第４空間６７に至る。その後、スピンドルハウジング６１の第３流路７２、第４流路７３、第１環状部材７４の第５流路７５、第２環状部材７６の第６流路７７、導入部８４を通って第７流路８５に流れる。

図３の状態において、保持部材１６５は、軸方向穴９４に挿入されているバルブピン先端部１５７を押圧している。そのため、バルブピン１５５は付勢部材１６１の付勢力に抗して上方に持ち上げられており、バルブピン１５５に押されたバルブ１５１の第２バルブ部１５３は、第６空間８６内において第７流路８５の開口より上方に位置している。したがって、第７流路８５、及び噴出部８８につながる第８流路８７とも第２バルブ部１５３に閉塞されておらず、第７流路８５と、第８流路８７とは連通している。よって、高圧エアは、第７流路８５から第６空間８６、及び第８流路８７を通って噴出部８８から噴出され、ワークの切削片は付着することなく吹き飛ばされる。

図１２：噴出量調整装置１５０が閉状態時］
図１２は、保持部材１６５は中央穴１１２から外されており、バルブ閉状態を示している。バルブ１５１は付勢部材１６１により下向きに付勢されているため、バルブ１５１は第６空間８６の内周面を摺動して最下端に移動する。図１２に示されているように、その状態では、バルブ１５１は第７流路８５と第８流路８７との連通を遮断している。したがって、高圧エアは、第７流路８５から第８流路８７へ流れず、噴出部８８から噴出されない。なお、上記では、保持部材１６５が中央穴１１２から完全に外されてバルブが完全に閉まった状態を説明したが、保持部材１６５を、バルブ開状態から所定量緩めた状態にすると、高圧エアの噴出部８８からの噴出量を所望の値に調整できる。その場合、最適な長さの保持部材１６５を用いることで、ガイドローラ１１１からの保持部材１６５の突出を避けることができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態２における面取り機３００では、実施の形態１における面取り機２００に加えて、潤滑剤吐出装置２５０が備えられていることのみが異なっている。

潤滑剤吐出装置２５０は、面取り機３００の内部において、高圧エアにミスト状態の潤滑剤を混合させる装置である。ミスト状態の潤滑剤を混合された高圧エアは、噴出部８８から噴出してカッタブレード９６にあてられる。それにより、カッタブレード９６を冷却するとともに、寿命を長くすることができる。潤滑剤吐出装置２５０が吐出する潤滑剤は、上記目的に合致しているものを適宜選択できる。例えば、潤滑剤は金属切削加工用オイルが用いられる。

図１３を参照して、潤滑剤吐出装置２５０を説明する。潤滑剤吐出装置２５０は、タンク２５１、高圧エア導入管２５２、第１バルブ２５３、及び潤滑剤送出管２５４を有している。なお、図１３では関連部材のみ表記し、本体部３０内部の部材は省略している。

タンク２５１は、潤滑剤を貯留している内部が中空の装置である。タンク２５１は、上側ケース３１の上部に固定されている。タンク２５１の形状は、上側ケース３１の外観形状に合わせて円筒形状に形成されている。高圧エア導入管２５２は、一端部が上側ケース３１、他端部が第１バルブ２５３を介してタンク２５１に接続されている。高圧エア導入管２５２は、タンク２５１に、上側ケース３１内の高圧エアを導入する。潤滑剤送出管２５４は、一端部がタンク２５１の下端部付近、フレアナットが設けられている他端部がスピンドルハウジング６１のフランジ部６２に設けられている潤滑剤導入部６８に接続されている。潤滑剤送出管２５４は、タンク２５１内の潤滑剤を潤滑剤導入部６８に送出する。

第１バルブ２５３は、高圧エア導入管２５２から導入される高圧エアの量を調整する。第１バルブ２５３は図示しないねじを有しており、ねじの締め込み量により配管内流路の断面積を変化させて、高圧エアの量を調整する。第１バルブ２５３の位置は、高圧エア導入管２５２の他端部でなくてもよい。例えば、第１バルブ２５３の位置は、高圧エア導入管２５２の一端部付近にあってもよく、高圧エア導入管２５２の一端部と他端部との間にあってもよい。それにより、面取り機３００の面取り作業時の邪魔にならず、また高圧エアの量の調整をしやすい最適な位置とすることができる。

図６、図７、及び図１４を参照して、潤滑剤導入部６８を説明する。潤滑剤導入部６８は、フランジ部６２の外周面から内周面まで設けられている貫通孔である。潤滑剤導入部６８は、フランジ部６２の外周面側において、潤滑剤送出管２５４の他端部に設けられているフレアナットに対応するねじ部が設けられており、両者はねじ嵌合している。潤滑剤導入部６８は、フランジ部６２の内周面側において、直径が細く形成されており、隣接して設けられている第３流路７２内にミスト状潤滑剤を吐出する。

潤滑剤吐出装置２５０について、上記では高圧エアによりタンク２５１内を加圧しタンク２５１内の潤滑剤を押し出す構成について説明した。上記の変形例として、潤滑剤導入部６８の内部側の空間を流れる高圧エアによる発生する負圧により、タンク２５１内の潤滑剤を吸引する構成を説明する。潤滑剤導入部６８の内部側の空間を高圧エアが流れることで潤滑剤導入部６８の内部付近にはベンチュリ効果により負圧が発生する。これを利用し、潤滑剤送出管２５４を介して、タンク２５１から潤滑剤を吸引し、潤滑剤導入部６８において高圧エア内に吐出させる。この負圧を利用する構成の場合、高圧エア導入管２５２は不要である。また、タンク２５１の上部には、負圧による吸引力を調整するための第２バルブ２５５が設けられている。第２バルブ２５５を開くほど、潤滑剤の吸引力は小さく調整される。なお、本構成で利用する発生負圧絶対値を高くするために、隣接して設けられている第３流路７２の断面積、及び潤滑剤導入部６８の断面積は、できるだけ小さくする方がよい。

本発明の面取り機２００、３００によれば、カッタスピンドルにエア流路を有しているので、高速回転するカッタブレード９６に常に一定のエアをあてられ、大型化することなく効率的に切削片を吹き飛ばすことができる。

８１カッタスピンドル、８４導入部、８６第６空間、８８噴出部、
９６カッタブレード、１５０噴出量調整装置、１５１バルブ、
２５０潤滑剤噴出装置、２００，３００面取り機。

Claims

供給される高圧エアにより回転されるロータの回転力が、連結部材を介して伝達され、かつカッタブレードが設けられたカッタスピンドルを備える面取り機において、
前記カッタスピンドルは、前記カッタスピンドルを回転可能に保持する複数のベアリング同士の間を通って供給される高圧エアを導入する導入部と、前記カッタブレードにあてられる高圧エアが噴出する噴出部とを含むエア流路を有し、
前記エア流路は、前記カッタスピンドルの内部に設けられ、端部に前記噴出部が設けられている直線状の孔を含んでおり、
前記噴出部から噴出した高圧エアは、他の部材に案内されることなくカッタブレードの少なくとも一部にあたる面取り機。
前記噴出部は、前記カッタスピンドルの回転軸線から所定距離離間して少なくとも２つ設けられている前記カッタブレードに対応して、前記カッタスピンドルの周方向に複数設けられている、請求項１に記載の面取り機。
前記導入部は、前記カッタスピンドルの外周面に設けられている環状の凹部である、請求項１又は２に記載の面取り機。
前記カッタスピンドルには、前記導入部が連通するとともに、複数の前記噴出部が連通してそれぞれの前記噴出部に高圧エアを分配する空間が設けられている、請求項２に記載の面取り機。
前記噴出部から噴出する高圧エアの噴出量を調整するエア噴出量調整装置を備えている、請求項１～４の何れか一項に記載の面取り機。
前記噴出部から噴出される高圧エアに潤滑剤を混合させる潤滑剤吐出装置を備えている、請求項１～５の何れか一項に記載の面取り機。
前記潤滑剤吐出装置は、吐出する潤滑剤を貯留するタンクを有しており、前記タンクには大気圧と異なる圧力が作用する、請求項６に記載の面取り機。