JP7356878B2

JP7356878B2 - 面取り装置

Info

Publication number: JP7356878B2
Application number: JP2019211459A
Authority: JP
Inventors: 貴則宮城
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2039-11-22
Also published as: JP2021079517A

Description

本発明は、被削材の角部の面取り加工を行うための面取り装置に関する。

被削材の直線状に延びる角部の面取り加工を行うための面取り装置が知られている。面取り装置は、通常、電動モータやエアモータなどの駆動部と、駆動部によって回転駆動される回転軸と、回転軸の先端に固定された切削チップとを備える装置本体、及び装置本体に取り付けられて面取り機を被削材に対して位置決めするためのガイド部材とを備える。ガイド部材は、被削材の上面と側面とに当接するようされた２つのガイド面を有し、各ガイド面を被削材の各面に当接させた状態で面取り装置を角部に沿って案内することで、回転する切削チップにより被削材の角部が切削されて面取りされるようになっている。

直線状に延びる角部の面取り方法として、肩削りと正面削りがある。ここで肩削りとは、回転軸の回転軸線が被削材の上面と略直角となり、進行方向に対して回転軸線の真横付近の位置で切削チップの傾斜した傾斜刃部により角部の切削を行う切削形態をいう。また正面削りとは、回転軸線が被削材の上面及び側面に対して略４５度傾いた状態となり、進行方向に対して回転軸線の前方位置または後方位置において切削チップの角刃部により角部の切削を行う切削形態をいう。正面削り用の面取り装置においては、例えば特許文献１に示すように、通常は２つのガイド面が回転軸の回転軸線に対して互いに反対側に４５度傾いて配置されている。２つのガイド面を被削材の各面上を摺動させて面取り装置を被削材の角部に沿って前進させると、切削チップの角刃部が被削材の角部を切削する。これにより被削材の角部は面取りされる。この面取り装置においては、回転軸の回転軸線は、面取り装置が案内される方向、すなわち被削材の角部に沿う方向に対して前傾している。そのため、角刃部が回転軸線の前方位置を通過するときにのみ被削材の角部を切削し、後方位置を通過する際には被削材に触れないようになる。これにより、角刃部が後方位置を通過する際に、前方位置で切削された切削面を擦って傷つけることがなくなり、切削面の仕上がりを綺麗にすることができるようになる。

特許第５２５８０７４号公報

上述のような正面削り用の面取り装置を使用して被削材の角部を大きく面取りしようとすると、切削チップで一度に切削する量が大きくなり切削抵抗が大きくなる。そうすると、振動が大きくなったり、切削チップの摩耗が大きくなって切削チップの寿命が短くなったりする。また、切削面に凹凸ができて綺麗な仕上げ面とすることができなくなることもある。そのため、大きく面取りする必要がある場合や綺麗な仕上げ面が要求される場合などには、例えば最初にある程度の量を切削した後に、再度同じ部分を切削することで面取りを行うようにしていた。しかしながら、複数回に分けて切削して面取り加工を行うためには、面取り装置の面取り量をその都度調整し直さなければならず面倒であるし、作業に時間がかかってしまう。

そこで本発明は、従来複数回の切削作業が必要となっていた面取りをより少ない回数で効率的に行えるようにした面取り装置を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、
２つの面の間に形成された直線状に延びる角部を有する被削材の該角部を面取りするようにされた面取り装置であって、
装置ハウジングと、
該装置ハウジング内に配置された駆動部と、
該装置ハウジング内において該装置ハウジングに回転可能に保持された基部、及び該装置ハウジングの外部に位置する先端部を有し、該駆動部に駆動連結されて回転軸線の周りで回転駆動される回転軸と、
該回転軸の該先端部に設けられ、該回転軸線からずれた位置にある角刃部を有する切削刃と、
該装置ハウジングに設けられたガイド部材取付部と、
該ガイド部材取付部に取り付けられ、被削材の一方の面に当接する第１ガイド面及び該被削材の他方の面に当接する第２ガイド面を有し、該第１及び第２ガイド面をそれぞれ該被削材の各面上で摺動させることで当該面取り装置を該被削材の角部に沿った案内方向で前進させるようにするガイド部材であって、該回転軸線が該案内方向に対して後傾するようにするガイド部材と、
を備え、
該切削刃が、該回転軸線よりも前方位置で該角部を面取りし、該前方位置において面取りされている部分を該回転軸線よりも後方位置でさらに面取りするようにされた、面取り装置を提供する。

当該面取り装置においては、被削材の角部を回転軸線の前方位置と後方位置とで２段階で切削して面取りするようになっている。そのため、前方位置または後方位置のどちらか一方でのみ切削を行うようになっている従来の面取り装置に比べて、一度の面取り作業でより大きな面取りを行うことができる。よって、従来の面取り装置に比べてより少ない回数で効率的に面取り加工を行うことが可能となる。また、従来の面取り装置と同じ量の面取りをしたときに、従来装置に比べて切削面をより綺麗に仕上げることも可能となる。

また、該切削刃が該回転軸に複数取り付けられており、該複数の切削刃のうちのいずれか一つの切削刃が該前方位置で被削材の角部を面取りしている最中に他の切削刃が該後方位置で該被削材を面取りしないように、該複数の切削刃が配置することができる。

複数の切削刃が前方位置と後方位置で同時に切削しないようにすることで、切削抵抗が小さくなり、装置の振動を低減させることが可能となる。

さらに、
該切削刃の角刃部が、先端刃部分と、該先端刃部分から該回転軸の径方向外側に向かって延びる外刃部分と、該先端刃部分から該回転軸の径方向内側に向かって延びる内刃部分と、を有しており、
該切削刃が、該前方位置においては該外刃部分で被削材を切削し、該後方位置においては該内刃部分で被削材を切削するようにすることができる。

前方位置での切削と後方位置での切削で角刃部の異なる部分が使用されるため、切削刃の寿命を長くすることが可能となる。

また、該回転軸の該先端部に着脱可能に取り付けられて該切削刃を構成する切削チップをさらに備えるようにすることができる。

以下、本発明に係る面取り装置の実施形態を添付図面に基づき説明する。

本発明の一実施形態に係る面取り装置の正面図である。図１のII―II線における断面図である。図２のIII―III線における部分拡大断面図である。ガイドプレートの平面図である。図４のガイドプレートの側面図である。面取り加工時の切削チップと被削材との位置関係を示す側面図である。面取り加工時の切削チップと被削材との位置関係を示す平面図である。別の形態の切削チップを示す図である。さらに別の形態の切削チップを示す図である。

本発明の一実施形態に係る面取り装置１は、図１及び図２に示すように、装置本体１０と、装置本体１０に取り付けられたガイド部材３０とを備える。

図２に示すように、装置本体１０は、装置ハウジング１２と、装置ハウジング１２内に配置された電動モータ（駆動部）１４と、電動モータ１４の駆動軸１６に歯車機構１８を介して駆動連結された回転軸２０とを備える。回転軸２０は、装置ハウジング１２内において装置ハウジング１２に回転可能に保持された基部２０ａと、装置ハウジング１２の外部に位置する先端部２０ｂとを有する。装置本体１０はさらに、回転軸２０の先端部２０ｂに着脱可能に取り付けられて回転軸２０と共に回転駆動される切削チップ２２を備える。図３に示すように、切削チップ２２は、全体として五角形状となっており、その外周に切削刃２３が形成されている。切削刃２３は、５つの角刃部を有し、切削チップ２２が先端部２０ｂに取り付けられると、１つの角刃部２４が回転軸線Ｒからずれた位置において回転軸線Ｒの方向で回転軸２０の基部２０ａから離れる向きに尖った位置となる。装置本体１０はさらに、回転軸２０の周囲において装置ハウジング１２に設けられたガイド部材取付部２６を備える。また、装置ハウジング１２にはガイド部材取付部２６の近くに雄ネジ部２７が形成されており、この雄ネジ部２７に環状の調整部材２８が螺合されている。調整部材２８は、装置ハウジング１２に対して回転軸線Ｒの周りで回転させることで回転軸線Ｒの方向に変位するようになっている。

ガイド部材３０は、プランジャ３１と、装置本体１０のガイド部材取付部２６に固定されるガイド部材本体３２と、ガイド部材本体３２に着脱可能に取り付けられた第１ガイドプレート３４及び第２ガイドプレート３６を備える。ガイド部材本体３２には、ガイド部材取付部２６の係合外周面２６ａよりも大径とされた係合内周面３８ａを有する環状のクランプ部３８と、クランプ部３８を係合外周面２６ａに締め付け固定するためのネジ３９と、ネジ３９を回すためのクランプレバー４０（図１）とからなるクランプ機構４２が設けられている。プランジャ３１は、その先端が係合内周面３８ａから内側に突出するように径方向内側に向かって付勢されている。プランジャ３１を径方向外側に引いた状態でクランプ部３８の内側にガイド部材取付部２６を挿入して、プランジャ３１をその先端が係合内周面３８ａから内側に突出した位置に戻すと、プランジャ３１の先端は調整部材２８に形成された環状溝２９に係合する。これにより、ガイド部材３０は、装置本体１０に対して回転軸線Ｒの方向で保持される。プランジャ３１が調整部材２８の環状溝２９に係合した状態でクランプレバー４０を操作してネジ３９を締め付けることにより、クランプ部３８が縮径し係合内周面３８ａが係合外周面２６ａに係合して、ガイド部材３０が装置本体１０に固定される。図１に示すように、ガイド部材本体３２は、第１ガイドプレート３４を保持するための第１保持面４４と、第２ガイドプレート３６を保持するための第２保持面４６とを有する。第１ガイドプレート３４は、その第１取付面３４ａが第１保持面４４に当接した状態でガイド部材本体３２に固定保持されている。同様に第２ガイドプレート３６は、その第２取付面３６ａが第２保持面４６に当接した状態でガイド部材本体３２に固定保持される。第１ガイドプレート３４は第１取付面３４ａの反対側の面に第１ガイド面３４ｂを有し、第２ガイドプレート３６は第２取付面３６ａの反対側の面に第２ガイド面３６ｂを有している。図３に示すように、第１ガイド面３４ｂと第２ガイド面３６ｂとを被削材Ｍの各面Ｍａ、Ｍｂに当接させると、回転軸線Ｒが被削材Ｍの角部Ｍｃ（図３では既に面取りされている）から横方向に距離Ｌだけずれて、角部Ｍｃを通らない位置となる。ガイド部材３０の第１ガイド面３４ｂと第２ガイド面３６ｂを被削材Ｍの各面Ｍａ、Ｍｂに当接させて各面Ｍａ、Ｍｂ上を摺動させることにより、当該面取り装置１は被削材Ｍの直線状に延びる角部Ｍｃに沿った案内方向に案内されるようになる。

第１ガイドプレート３４は、図４及び図５に示すように、ガイド部材本体３２に取り付けられたときの案内方向（図で見て左右方向）での両端となる第１端部３４ｃ及び第２端部３４ｄと、第１端部３４ｃと第２端部３４ｄとの間に延びる両側縁３４ｅとを有する。両側縁３４ｅのそれぞれの中央位置には円弧状の凹部３４ｆが形成されている。また、第１ガイド面３４ｂは、第１端部３４ｃから第２端部３４ｄに向かって第１取付面３４ａに近づく方向（図５で見て上方）に傾斜している。なお、第１ガイド面３４ｂの第１端部３４ｃの近くに溝３４ｇが形成されているが、この溝３４ｇは第１端部３４ｃと第２端部３４ｄとを容易に見分けられるようにするためのものである。第１ガイドプレート３４にはさらにボルトを通すための４つのボルト穴３４ｈが形成されている。第１ガイドプレート３４は、ボルト穴３４ｈのうちの２つに通した２つボルトによってガイド部材本体３２に取り付けられる。第２ガイドプレート３６は、第１ガイドプレート３４と同じ形状を有しており、第１ガイドプレート３４と同様に、４つのボルト穴に通したボルトによってガイド部材本体３２に取り付けられる。なお、図面上ではボルトは省略されている。第１ガイドプレート３４と第２ガイドプレート３６とをガイド部材本体３２に取り付けると、図３から分かるように、第１ガイドプレート３４の一方の凹部３４ｆと第２ガイドプレート３６の一方の凹部３６ｆとが向かい合って開口部４８が形成される。切削チップ２２の角刃部２４は、回転駆動されたときに、開口部４８から突出して被削材Ｍの角部Ｍｃを面取りする。

上述の通り第１ガイド面３４ｂ及び第２ガイド面３６ｂは第１取付面３４ａ及び第２取付面３６ａに対してそれぞれ傾斜しているため、回転軸２０の回転軸線Ｒは案内方向に対して後傾した状態となる。第１ガイド面３４ｂ及び第２ガイド面３６ｂを被削材Ｍの各面Ｍａ、Ｍｂに当接させて回転軸２０を回転駆動させ、当該面取り装置１を案内方向で前進させていくと、図６に示すように、回転駆動された切削チップ２２は回転軸線Ｒよりも前方位置において角部Ｍｃを深さＤ１だけ切削し、回転軸線Ｒの後方位置において深さＤ１だけ切削された角部Ｍｃをさらに深さＤ２だけ切削して切削面Ｍｄを形成する。切削チップ２２の角刃部２４は、より詳細には、回転軸線Ｒに対して略直角な方向に延びる先端刃部分２４ａと、先端刃部分２４ａから回転軸２０の径方向外側に向かって延びる外刃部分２４ｂと、先端刃部分２４ａから回転軸２０の径方向内側に向かって延びる内刃部分２４ｃとを有する。前方位置での切削は主として角刃部２４の外刃部分２４ｂによって行われ、後方位置での切削は主として角刃部２４の内刃部分２４ｃによって行われる。図７からよく分かるように、２つの切削チップ２２が回転軸線Ｒに対して互いに１８０度の位置に付けられているが、回転軸線Ｒが被削材Ｍの角部Ｍｃから横方向（図７で見て上下方向）にずれた位置にあるため、一方の切削チップ２２が被削材Ｍを切削しているときに他方の切削チップ２２は被削材Ｍを切削しない。すなわち、２つの切削チップ２２が被削材Ｍを同時に切削しないようになっている。

なお、第１ガイドプレート３４及び第２ガイドプレート３６は、それぞれ、案内方向での前後を逆にしてガイド部材本体３２に取り付けることもできるようになっている。すなわち、第１ガイドプレート３４を第２端部３４ｄが案内方向での前方位置となり第１端部３４ｃが後方位置となるようにガイド部材本体３２に取り付け、第２ガイドプレート３６も同様に取り付けることもできる。その場合には、回転軸線Ｒが案内方向に対して前傾した状態となり、切削チップ２２の角刃部２４が回転軸線Ｒの前方位置においてのみ被削材Ｍの角部Ｍｃを切削し、後方位置においては切削しないようになる。

ガイド部材３０を調整部材２８に取り付ける前、又は調整部材２８に取り付けて装置ハウジング１２のガイド部材取付部２６に固定する前に、調整部材２８を回転させて回転軸線Ｒの方向での位置を調整することにより、装置本体１０に対する回転軸線Ｒの方向でのガイド部材３０の取付位置を調整することができる。これにより切削チップ２２の切削刃２３がガイド面３４ｂ、３６ｂから突出する量を調整して、被削材Ｍの面取り量すなわち深さＤ１及びＤ２を調整することができる。調整部材２８の外側には、環状のメモリ部材５０が取り付けられており、メモリ部材５０に刻まれたメモリに基づいて調整部材２８を調整することにより任意の面取り量に調整することができる。なお、メモリ部材５０は調整部材２８に対して回転可能となっており、メモリ部材５０のメモリと実際の面取り量とが同じになるようにメモリ部材５０の位置を調整した後に止めねじ５２によってメモリ部材５０を調整部材２８に固定できるようになっている。

当該面取り装置１においては、切削チップ２２が回転軸線Ｒの前方位置で切削した部分を後方位置でさらに切削するようになっている。すなわち当該面取り装置１は、被削材Ｍの角部Ｍｃを２段階に分けて切削するようになっている。そのため、前方位置または後方位置のどちらか一方でのみ切削を行うようになっている従来の面取り装置に比べて、一度の面取り作業でより大きな面取りを行うことができ、より効率的に面取り加工を行うことが可能となる。また、従来の面取り装置と同じ量の面取りをしたときには、従来装置に比べて切削面をより綺麗に仕上げることが可能となる。さらには、切削抵抗が小さくなり、振動が生じにくくなると共に切削チップ２２の角刃部２４にかかる負荷が小さくなり摩耗を低減することも可能となる。また、前方位置では切削チップ２２の外刃部分２４ｂで切削を行い、後方位置では切削チップ２２の内刃部分２４ｃで切削を行うため、角刃部２４の使用する部分が分散されて切削チップ２２の寿命が長くなる。

切削チップは、上述の５角形の切削チップ２２に代えて、図８に示すような切削チップ１２２を使用することもできる。この切削チップ１２２は回転軸１２０の先端部１２０ｂに取り付けられる。切削チップ１２２の外周には切削刃１２３が形成されている。切削刃１２３の角刃部１２４は、鋭く尖った先端刃部分１２４ａと、先端刃部分１２４ａから回転軸１２０の径方向外側に向かって回転軸線Ｒに対して４５度傾いて延びる外刃部分１２４ｂと、先端刃部分１２４ａから回転軸１２０の径方向内側に向かって回転軸線Ｒに対して直角に延びる内刃部分１２４ｃとを有する。角刃部１２４は、図で見て右斜め下向きに尖っているが、少なくとも回転軸線Ｒの方向で回転軸１２０の基部１２０ａから離れる向きに尖っている。また、図９に示す切削チップ２２２の外周には切削刃２２３が形成されており、切削刃２２３の角刃部２２４の外刃部分２２４ｂと内刃部分２２４ｃとの間の先端刃部分２２４ａは、回転軸線Ｒの方向で回転軸１２０の基部１２０ａから離れる向きに全体として尖りつつ、円弧状にやや丸まった形状を有している。切削チップの形状は任意に変更可能であり、切削チップ２２、１２２、２２２の形状の他、例えば四角形や三角形などの他の多角形状としてもよい。

以上に本発明の実施形態について説明をしたが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。例えば、切削チップの数は任意に変更可能であり、例えば１つだけとしたり、１２０度間隔で３つ取り付けるようにしたりすることもできる。切削チップを複数取り付ける場合には、回転軸線の前方位置と後方位置で別の切削チップが同時に切削しないように配置するのが好ましい。また、回転軸線が被削材の角部からずれた位置とする必要は必ずしもない。さらには、駆動部としてエアモータを使用することもできる。上記実施形態は手持ち式の面取り装置であるが、面取り装置に対して被削材を移動させて面取り加工を行うようにした据え置き型の面取り装置としてもよい。切削チップの形状は任意に変更可能であり、例えば四角形や三角形などの他の多角形状としてもよい。また、切削刃は回転軸の先端部に直接形成するようにしてもよい。本発明に係る面取り装置は、部材の仕上げ加工としての面取りの他、溶接する母材に対する開先加工のための面取りのために使用することができる。

１面取り装置
１０装置本体
１２装置ハウジング
１４電動モータ（駆動部）
１６駆動軸
１８歯車機構
２０回転軸
２０ａ基部
２０ｂ先端部
２２切削チップ
２３切削刃
２４角刃部
２４ａ先端刃部分
２４ｂ外刃部分
２４ｃ内刃部分
２６ガイド部材取付部
２６ａ係合外周面
２７雄ネジ部
２８調整部材
２９環状溝
３０ガイド部材
３２ガイド部材本体
３４第１ガイドプレート
３４ａ第１取付面
３４ｂ第１ガイド面
３４ｃ第１端部
３４ｄ第２端部
３４ｅ両側縁
３４ｆ凹部
３４ｇ溝
３４ｈボルト穴
３６第２ガイドプレート
３６ａ第２取付面
３６ｂ第２ガイド面
３６ｆ凹部
３８クランプ部
３８ａ係合内周面
３９ネジ
４０クランプレバー
４２クランプ機構
４４第１保持面
４６第２保持面
４８開口部
５０メモリ部材
５２止めねじ
１２０回転軸
１２０ｂ先端部
１２２切削チップ
１２３切削刃
１２４角刃部
１２４ａ先端刃部分
１２４ｂ外刃部分
１２４ｃ内刃部分
２２２切削チップ
２２３切削刃
２２４角刃部
２２４ａ先端刃部分
２２４ｂ外刃部分
２２４ｃ内刃部分
Ｌ距離
Ｍ被削材
Ｍａ面
Ｍｂ面
Ｍｃ角部
Ｍｄ切削面
Ｒ回転軸線

Claims

２つの面の間に形成された直線状に延びる角部を有する被削材の該角部を面取りするようにされた面取り装置であって、
装置ハウジングと、
該装置ハウジング内に配置された駆動部と、
該装置ハウジング内において該装置ハウジングに回転可能に保持された基部、及び該装置ハウジングの外部に位置する先端部を有し、該駆動部に駆動連結されて回転軸線の周りで回転駆動される回転軸と、
該回転軸の該先端部に設けられ、該回転軸線からずれた位置にある角刃部を有する切削刃と、
該装置ハウジングに設けられたガイド部材取付部と、
該ガイド部材取付部に取り付けられ、被削材の一方の面に当接する第１ガイド面及び該被削材の他方の面に当接する第２ガイド面を有し、該第１及び第２ガイド面をそれぞれ該被削材の各面上で摺動させることで当該面取り装置を該被削材の角部に沿った案内方向で前進させるようにするガイド部材であって、該回転軸線が該案内方向に対して後傾するようにするガイド部材と、
を備え、
該切削刃が、該回転軸線よりも前方位置で該角部を面取りし、該前方位置において面取りされている部分を該回転軸線よりも後方位置でさらに面取りするようにされた、面取り装置。
該切削刃が該回転軸に複数取り付けられており、該複数の切削刃のうちのいずれか一つの切削刃が該前方位置で被削材の角部を面取りしている最中に他の切削刃が該後方位置で該被削材を面取りしないように、該複数の切削刃が配置された、請求項１に記載の面取り装置。
該切削刃の角刃部が、先端刃部分と、該先端刃部分から該回転軸の径方向外側に向かって該基部に近づく向きで該回転軸線に対して傾斜した方向に延びる外刃部分と、該先端刃部分から該回転軸の径方向内側に向かって、該回転軸線に対して直角な方向又は該基部に近づく向きで該回転軸線に対して傾斜した方向に延びる内刃部分と、を有しており、
該切削刃が、該前方位置においては該外刃部分で被削材を切削し、該後方位置においては該内刃部分で被削材を切削するようにされた、請求項１又は２に記載の面取り装置。
該回転軸の該先端部に着脱可能に取り付けられて該切削刃を構成する切削チップをさらに備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の面取り装置。