JPH04106148U - 油圧倣いバルブにおけるトレーサー・スタイラス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、歯車の歯形等の加工曲面の面取装
置等に使用する油圧倣いバルブにおけるトレーサー・ス
タイラス装置に関し、スタイラスピンの限界傾斜角度を
従来よりも大幅に拡大し、スタイラスピンが折損するこ
となくワークの加工曲面に対してジャンピングがなく高
精度の油圧倣いを自動的に行うのを目的とする。 【構成】 油圧倣いバルブＶのピストン部１Ａをスタイ
ラスピン１に対して分離し、その当接端にフランジ部２
４とフランジ受部２５とを設ける構成により、スタイラ
スピン１をＹ軸方向Ｙに押込自在になすほか、Ｙ軸方向
Ｙに直交するＸ軸方向Ｘに傾倒自在にしてスタイラスピ
ン１をワークＷの加工曲面Ｋに対して応答性よく且つ忠
実に移動して油圧倣いバルブＶに伝達するようになし
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、歯車の歯形の端面または複雑な加工曲面を有する溶接鉄板の面取機 等に好適に使用される油圧倣いバルブにおけるトレーサー・スタイラス装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、内歯歯車、外歯歯車やスプロケット等の焼入時のクラックの発生を防止 したり、打痕防止のために歯車等の端面における面取りや複雑な曲線形状を有す る溶接鉄板に対して自動面取りを行う必要があった。

【０００３】 この種面取装置には、例えば図６ないし図８に示すようにワークＷとしての歯 車Ｇのピッチ円Ｃの仮想円心Ｏを中心として一定の速度でカッター２等の工具を ワークＷに対して相対回転するためにワークＷを矢印Ｂに示す方向に回転させる 支持ローラ、駆動ローラ等の回転手段３と、前記ワークＷの歯形等の加工曲面Ｋ に追従して移動自在に押込み操作されるように前記カッター２等の工具に対して 同軸上に昇降自在に設けたスタイラスピン１と、前記工具とスタイラスピン１と を前記ピッチ円Ｃの仮想円心Ｏに向けて油圧シリンダー４のシリンダーロッド４ ａにより摺動自在に搭載したスライド板５とよりなる構造のものがあり、前記回 転手段３によりワークＷをピッチ円Ｃの仮想円心Ｏを中心に回転するとともにス タイラスピン１を歯車Ｇの加工曲面Ｋとしての歯形に倣って移動することにより 、前記カッター２を回転しながらスタイラスピン１に追従するように駆動制御し 、歯車Ｇの成型時の面取りを行うものである。

【０００４】 歯車Ｇおよびカッター２を歯車Ｇのピッチ円Ｃの仮想円心Ｏを中心に相対回転 するのには、上記説明とは逆にワークＷを固定してカッター２を自転させながら 歯車Ｇのピッチ円Ｃの仮想円心Ｏを中心に回転させても面取りが行なえる。

【０００５】 ところでワークＷとしての歯車Ｇの歯形等、その加工曲面Ｋに追従するスタイ ラスピン１および工具としてのカッター２相互の移動を制御するためには、従来 油圧回路を形成する油圧倣いバルブＶにスタイラスピン１を突出したトレーサー 装置が使用されていた。

【０００６】 このトレーサー装置の一例として図９に示すように、ワークＷの加工曲面Ｋに 追従して移動自在に押込み操作されるスタイラスピン１と、工具としてのカッタ ー２の移動を制御する油圧回路を形成するスプール部１０を外周に有し、且つ前 記スタイラスピン１の下方部に設けられたピストン部１Ａと、該ピストン部１Ａ が摺動自在に挿入され、入力ポートｖ１および出力ポートｖ２，ｖ３を開設した シリンダー１１と、前記シリンダー１１内において前記ピストン部１Ａを一方向 （前方）に附勢するスプリング２３′とから形成される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記従来のトレーサー装置は、スタイラスピン１がシリンダー１ １に対してピストン部１Ａと一体にその軸長方向（Ｙ軸方向Ｙ）の１軸方向のみ に摺動自在になるが、ピストン部１Ａに対して交叉する方向には移動が規制され る構造なので、ワークＷの加工曲面Ｋに対するスタイラスピン１の傾斜角度が最 大６０度前後までしか傾斜しないという構造上の制約があった。 従ってスタイラスピン１がワークＷに追従して押込み操作されない。

【０００８】 スタイラスピン１のワークＷに対する傾斜角度が６０度よりも大きくなると、 スタイラスピン１に対して相対回転するワークＷの回転力が、１つの歯形の回転 方向側の片側の歯形面においてスタイラスピン１に無理な力として加わるので、 スタイラスピン１は機械強度に耐え切れずに折損することになる。

【０００９】 しかも上記従来の構造のトレーサー装置では、ワークＷとしての歯車Ｇにおけ る１つの歯形の回転方向側とは反対側の片歯形面しかスタイラスピン１を追従す ることができない。従って自動的にワークＷとしての全歯形を倣い加工すること はできなかった。

【００１０】 さらにスタイラスピン１のワークＷに対する加工曲面Ｋが前記限界傾斜角度を 越す場合には、スタイラスピン１に対してワークＷの加工曲面Ｋからの接触圧が スタイラスピン１の機械的強度以上になって限界を越すので、油圧倣いバルブＶ のピストン部１Ａの移動速度がスタイラスピン１に対応できずに誤作動するとと もにスタイラスピン１はいわゆるジャンピング現象を起こし、ワークＷに対する 高精度の倣い加工が行えないという不都合があった。

【００１１】 そこで本考案は、ワークの加工曲面に追従するスタイラスピンに対してピスト ン部の押込み操作が応答性よく忠実に行え、またスタイラスピンの限界傾斜角度 を従来よりも大幅に拡大し、スタイラスピンが折損することなくワークの加工曲 面に対するジャピング現象が防止され、高精度の倣い加工を自動的に行えるよう になした油圧倣いバルブにおけるトレーサー・スタイラス装置を提供することを 目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記課題を解決するために、ワークの加工曲面に追従して移動自在と なるスタイラスピンと、工具の移動を制御する油圧回路を形成するスプール部を 外周に有し前記スタイラスピンの下方部に設けられたピストン部と、該ピストン 部が摺動自在に挿入されるシリンダーとから成る油圧倣いバルブにおけるトレー サー・スタイラス装置にして、スタイラスピンとピストン部との間にはスタイラ スピンの端部に略筒状収容部の内径に一致する大きさのフランジ部を設け、前記 ピストン部の端部には前記フランジ部と対向するフランジ受部を設け、前記フラ ンジ部には常時、フランジ部をフランジ受部に当接するように作動するスプリン グが設けられ、スタイラスピンが後退する方向に作用する際、フランジ部をフラ ンジ受部に傾倒させてワークＷの接触圧をピストン部に伝達するという手段を採 用した。

【００１３】

【作用】

油圧倣いバルブのピストン部とスタイラスピンとは分離され、夫々の当接端に フランジ部と、フランジ部を支持するフランジ受部とを固着しているので、ワー クの大小の角度よりなる加工曲面に沿ってスタイラスピンはその軸長方向として のＹ軸方向に後退されてＹ軸方向に交叉するＸ軸方向に傾倒してフランジ部をフ ランジ受部に傾倒してピストン部に伝達する。

【００１４】 このようにしてＹ軸方向およびＸ軸方向の２軸方向にスタイラスピンが移動さ れるので、スタイラスピンは油圧倣いバルブのピストン部をワークの加工曲面に 沿ってジャンピングがなく、応答性良く忠実に動作する。

【００１５】

【実施例】

以下、図１乃至図５に従って本考案の一実施例について歯車の自動面取装置に 適用した場合を例として説明する。 なお本実施例において自動面取装置自体の構成について図６乃至図９に示す従 来例と同様な構造であり、同一部分については同一符号で示す。

【００１６】 １はスタイラスピンであり、このスタイラスピン１は、工具としてのカッター ２の下方部に設けられ、ワークＷとしての歯車Ｇの側面の歯形等の加工曲面Ｋに 追従する略球状の接触子１ａを前端に設け、且つワークＷに対して移動自在にな るように、公知の油圧倣いバルブＶの前方に設けた筒状収容部２０から大半前方 部が突出される。

【００１７】 そして工具としてのカッター２と前記スタイラスピン１とは、後記油圧倣いバ ルブＶに接続される油圧シリンダー４のシリンダーロッド４ａによりワークＷと しての歯車Ｇの前記ピッチ円Ｃの仮想円心Ｏに向けて該円心Ｏを通る中心線Ｉ上 を進退自在に移動するスライド板５上に設けられる。前記カッター２は前記スラ イド板５に設けた駆動装置５Ａのチャック（図示せず）に挾持されることによっ て取付けられて前述のようにスタイラスピン１の例えば接触子１ａに対して昇降 自在になる。

【００１８】 前記スタイラスピン１は、スプリング２３の附勢力によりスタイラスピン１と 一体のフランジ部２４をピストン部１Ａの一端に形成されたフランジ受部２５に 当接するように構成され、前記スプリング２３は前記筒状収容部２０を被閉する 蓋部材２１の上面に重合したスプリング受皿２２と後記フランジ部２４との間に 介装される。このスプリング２３は、その前方部２３ａが径大であり、後方部２ ３ｂはそれよりも径小の全体形状が逆円錐台状に形成されたものが好適に使用さ れ、ピストン部１Ａの後部に介装したスプリング２３′の附勢力と略均衡してい る。

【００１９】 また前記スタイラスピン１の後方部は前記油圧倣いバルブＶのピストン部１Ａ と分離される。

【００２０】 このように分離された前記ピストン部１Ａと前記スタイラスピン１の夫々の当 接端に略中心部を固着した円盤状のフランジ部２４と、このフランジ部２４を常 時、重合するように支持するフランジ受部２５が固着され、このうちフランジ部 ２４は半径ｒを有してその外周に前記筒状収容部２０の内壁２０ａに接触する曲 面部２４ａを設けている。

【００２１】 そしてフランジ部２４は、常時はスプリンング２３の附勢力によりフランジ受 部２５に押付けられているが、歯車Ｇの歯形が歯先、歯元、歯底等の一様ではな く、角度変化する加工曲面Ｋに沿ってスタイラスピン１がその軸心線に一致する Ｙ軸方向Ｙに移動されると一体に移動自在になるほか、スタイラスピン１がＹ軸 方向Ｙ対して交叉するＸ軸方向Ｘに適宜の角度θだけ傾倒されると、これに伴っ てフランジ部２４はフランジ受部２５上において一側が外周下面を支点Ｓとする とともに他側の外周上面が蓋部材２１の下面に当接点Ｓ′が当接するので、前記 角度θに相応する角度θ′傾倒される。

【００２２】 なお前記スタイラスピン１はこの実施例においては前述のようにＹ軸方向Ｙに 対して移動自在であるとともに、このＹ軸方向Ｙに交叉するＸ軸方向Ｘおよび他 の交叉方向としてのＺ軸方向Ｚとの合計３軸方向に傾倒可能である。

【００２３】 本考案の一実施例は以上の構成からなり、ワークＷとしての歯車Ｇがカッター ２に対して加工テーブル上等において相対回転するようにワークＷが図４の矢印 イに示す方向に回転すること、および歯車Ｇの歯形の側面、すなわち図４に示す ように歯底面Ｍ或いは歯先面Ｎ等の加工曲面Ｋにスタイラスピン１は、その先端 の接触子１ａを当接しながら全歯たけＨに相当する距離だけ、前後方向に進退を 繰り返すことにより、カッター２にて歯車Ｇの歯形の端縁に付いているバリ等を 切削し、面取を行う点は従来と同様である。

【００２４】 しかしながら本実施例においては、例えば起動スイッチを押すと、油圧倣いバ ルブＶのピストン部１Ａに背圧がかかって油圧シリンダー４のシリンダーロッド ４ａが伸びてスライド板５が前進することにより図４および図５（Ａ），（Ｂ） に示すように歯車Ｇの歯底面Ｍ位置に、接触圧Ｐにてスタイラスピン１は当接さ れる。そしてスタイラスピン１が、歯底面Ｍ位置イから歯底湾曲部ロにさしかか ると、歯車Ｇの倣い加工面は任意の傾斜角度θを有するので、スタイラスピン１ はスプリング２３の附勢力に抗して前記接触圧Ｐを越えて傾斜角度θに相応して 押込み操作される。

【００２５】 この時、スタイラスピン１にはワークＷが矢印方向に回転することもあって歯 底面Ｍ位置を倣い加工する場合よりも大きな接触圧Ｐがかかる。

【００２６】 そして図４に示す如く、任意の１つの歯形の回転方向側の歯形面Ａの歯底湾曲 部ロから歯先に向かう歯車Ｇの加工曲面Ｋに沿ってスタイラスピン１が移動して 行くと、当然のことながらスタイラスピン１の押し込みによって油圧倣いバルブ Ｖのピストン部１ＡがＹ軸方向Ｙ（後退方向）に押込まれることによって油圧倣 いバルブＶのシリンダー１１に対して後退用の出力ポートｖ２が開かれて入力ポ ートｖ１からの油圧は連通状態にあるポートｖ２，ｖ３を通り、スライド板５の 後退移動速度が増加して行く。

【００２７】 この時、図４に示すように、スタイラスピン１が歯形の歯形面Ａにおける歯先 面に向かう加工曲面Ｋに対して倣いが進み、押込みされると、スタイラスピン１ が例えば略６０度を越える傾斜角度θを傾倒する。

【００２８】 このため、スタイラスピン１の押込力が今まで、直線的なＹ軸方向Ｙの成分が 主であったものが、球状の接触子１ａの歯車Ｇの加工曲面Ｋに対する接触点ａか らフランジ部２４の筒状収容部２０に対する接触点ｂまでの距離Ｌをフランジ部 ２４の半径ｒで除し、さらにＸ軸方向Ｘ成分の力Ｆを乗じた力がＹ方向成分Ｙの 力Ｐ（後退力）に加わることになる。すなわち

【式１】 Ｌ×Ｆ＝ｒ×Ｐ の関係が成立する。

【００２９】 そして仮にスタイラスピン１が接触する歯車Ｇの加工曲面Ｋの傾斜角度θが、 図５（Ｂ）に示すように、略４５度以上になると、スタイラスピン１の先端の歯 車Ｇの加工曲面Ｋに対する接触力のＸ軸方向Ｘ成分の力Ｆが、Ｙ軸方向Ｙ成分の 力Ｐよりも大きい値になる。

【００３０】 このように図５（Ｂ）に示すように、スタイラスピン１の歯車Ｇの加工曲面Ｋ に対する傾斜角度θが略４５度以上になってＸ軸方向Ｘ成分の力ＦがＹ軸方向Ｙ 成分の力Ｐよりも大きくなり、スプリング２３の附勢力に抗して一端、スタイラ スピン１が傾き始めると、式１の関係からＸ軸方向Ｘ成分の力Ｆに、スタイラス ピン１の球状の接触子１ａの歯車Ｇの加工曲面Ｋに対する接触点ａからフランジ 部２４の筒状収容部２０に対する接触点ｂまでの距離Ｌをフランジ２４の半径ｒ によって除した値、すなわちＬ／ｒが加算されてピストン部１Ａに伝達される（ 図４参照）。

【００３１】 従ってＬ／ｒの値が大き過ぎると、ピストン部１Ａを収容する油圧倣いバルブ Ｖの内壁に形成されてピストン部１Ａが摺接することによって開口度が決定され る後退用のポートｖ１，ｖ２の開口度が急激に増加するので、歯車Ｇの加工曲面 Ｋの曲率が２ｍｍ乃至３ｍｍと小さかったり、略９０度に近い状態で急激な加工 曲面Ｋに形成されている場合でも、スタイラスピン１はこの傾斜角度に追従し、 この油圧倣いバルブＶの駆動によって油圧シリンダー４を作動し、スライド板５ 上に搭載されているカッター２およびスタイラスピン１は、歯車Ｇの加工曲面Ｋ に沿って忠実に移動することによって応答性良く確実に倣い移動する。

【００３２】 このためワークＷの加工曲面Ｋにおける加工は直線部と曲線部、または曲線部 相互の継目に段差を生ずることがなく、しかも凹凸がなく平滑面に形成されると いうジャンピング現象が防止されて外観上、綺麗な仕上がり面となる。

【００３３】 このようにＬ／ｒだけ増加した力で油圧倣いバルブＶのピストン部１Ａはスタ イラスピン１の押し込みによりフランジ部２４とフランジ受部２５とを介して押 込まれるので、スタイラスピン１は急速に略９０度にまで傾倒することも可能で あるとともに油圧倣いバルブＶの後退用のポートｖ２，ｖ３の開口度が急速に増 加する。

【００３４】 従って歯車Ｇの加工曲面Ｋの曲率が、Ｙ軸方向Ｙに対して６０度からほぼ９０ 度に近い急傾斜角度であったとしてもスタイラスピン１の倣い加工が可能になる 。

【００３５】 その後、歯車Ｇの歯先面Ｎにスタイラスピン１が移動して位置すると、スタイ ラスピン１はスプリング２３の附勢力によって急速に中立位置（図３の実線に示 すように初期位置）に戻り、傾倒角度が０度に戻る。

【００３６】 この時、歯車Ｇの歯先面Ｎにおいては、歯車Ｇが内歯および外歯ともにレース 加工等によって図４に示す如く既に面取加工を済ませていることと、面取加工を 行っているカッター２はスタイラスピン１が中立位置に戻った状態で加工を行う ので、急激な運動変化がおこらない。

【００３７】 従って油圧倣いバルブＶによるスタイラスピン１の移動速度を、ワークＷの歯 底面Ｍ付近から歯車Ｇの仮想円としてのピッチ円Ｃ付近にかけてのスタイラスピ ン１の移動速度を基準にして油圧倣いバルブＶのピストン部１Ａの後方への移動 速度や歯車Ｇの回転移動速度を選択すればよい。

【００３８】 さらに加工が進んで歯車Ｇの反対側の歯形面Ｂにスタイラスピン１が移動する と、ワークＷはスタイラスピン１の先端の押付け力を逃げる方向に所定速度にて 移動されるので、スタイラスピン１は略中立位置に維持されたまま、歯先から歯 元までワークＷの歯車Ｇの加工曲面Ｋを移動して倣い加工する。

【００３９】 なお上記実施例においては、ワークＷを歯車Ｇとし、その面取装置として代表 的な実施例として説明したが、ワークＷはこれに限ることなく、スプロケット、 そのほか溶接に使用する複雑な曲線形状を有する鉄板等についても応用すること もできる。

【００４０】 また上記実施例においてはスタイラスピン１を後方向に附勢するためのスプリ ング２３の形状を、その前方部２３ａが径大であり、後方部２３ｂがそれよりも 径小の逆円錐台形状のスプリング２３を用いているが、スプリング２３の形状は これに限ることなく、その前方部２３ａおよび後方部２３ｂともに同径の通常の スプリング２３を使用することもできる。しかも歯底面Ｍに対して当接するスタ イラスピン１を附勢するためのスプリング２３，２３′の初期設定圧を強弱調整 することによってスタイラスピン１がワークＷの加工曲面に対して中立位置から 急激に傾倒する限界傾倒角度を所望の角度に選択して調整することも容易である 。

【００４１】 また上記実施例における面取装置においては、スタイラスピン１の軸長方向に 一致するＹ軸方向Ｙとこれに交叉するＸ軸方向Ｘとの２軸方向にスタイラスピン １を移動する場合について説明したが、スタイラスピン１はＹ軸方向ＹおよびＸ 軸方向Ｘに交叉するＺ軸方向Ｚの合計３軸方向に移動可能である。

【００４２】

【考案の効果】

上述のように本考案は、ワークのスタイラスピンに対してピストン部の移動操 作が応答性良く確実に行え、またスタイラスピンの限界傾斜角度を従来よりも大 幅に拡大でき、またスタイラスピンの限界傾斜角度が略６０度以上に拡大したと しても油圧倣いバルブのピストン部がワークの加工曲面からの接触圧を無理なく 確実に受圧して伝達されるので、スタイラスピンは従来のように機械的強度に耐 えられずに折損するのを防止でき、またジャンピング現象が防止され、高精度の 倣い加工が自動的に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は歯車の面取装置に適用した場合の本考案
の一実施例を示す側面図である。

【図２】図２は図１の平面図である。

【図３】図３は本実施例を構成するトレーサー・スタイ
ラス装置の断面図である。

【図４】図４は本実施例を構成するトレーサー・スタイ
ラス装置の動作を説明的に示した断面図である。

【図５】図５（Ａ）はワークの加工曲面に対するスタイ
ラスピンの傾斜角度が４５度以下の場合のＸ軸方向Ｘの
成分とＹ軸方向Ｙの成分との分力の関係を示す説明的な
平面図、（Ｂ）はスライラスピンの傾斜角度が略４５度
の場合の分力の関係を示す説明的な平面図である。

【図６】図６はこの種、従来の歯車の面取装置を示す側
面図である。

【図７】図７は図６の平面図である。

【図８】図８は使用状態を示す説明用の斜面図である。

【図９】図９は従来の面取装置に使用される従来の油圧
倣いバルブの一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ スタイラスピン １Ａ ピストン部 ２ カッター １１ シリンダー ２０ 筒状収容部 ２３ スプリング ２３ａ 前方部 ２３ｂ 後方部 ２４ フランジ部 ２５ フランジ受部 Ｋ 加工曲面 Ｖ 油圧倣いバルブ Ｗ ワーク

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの加工曲面に追従して移動自在と
   なるスタイラスピンと、工具の移動を制御する油圧回路
   を形成するスプール部を外周に有し前記スタイラスピン
   の後方部に設けられたピストン部と、該ピストン部が摺
   動自在に挿入されるシリンダーとから成る油圧倣いバル
   ブにおけるトレーサー・スタイラス装置にして、スタイ
   ラスピンとピストン部との間にはスタイラスピンの端部
   に略筒状収容部の内径に一致する大きさのフランジ部を
   設け、前記ピストン部の端部には前記フランジ部と対向
   するフランジ受部を設け、前記フランジ部には常時、フ
   ランジ部をフランジ受部に当接するように作動するスプ
   リングが設けられ、スタイラスピンが後退する方向に作
   用する際、フランジ部をフランジ受部に傾倒させてワー
   クの接触圧をピストン部に伝えることを特徴とした油圧
   倣いバルブにおけるトレーサー・スタイラス装置。
2. 【請求項２】 前記スタイラスピンは、その長手方向の
   Ｙ軸方向に摺動自在であるとともに該Ｙ軸方向に直交す
   るＸ軸方向およびＺ軸方向との２軸方向に傾倒自在にな
   り、前記油圧倣いバルブを動作することを特徴とした請
   求項１に記載の油圧倣いバルブにおけるトレーサー・ス
   タイラス装置。
3. 【請求項３】 前記フランジ部は前記筒状部の内壁より
   も僅かに小さい半径に形成されるとともに前記スタイラ
   スピンが傾倒する時に前記筒状収容部の内壁に密接する
   曲面部を外周に形成したことを特徴とする請求項１に記
   載の油圧倣いバルブにおけるトレーサー・スタイラス装
   置。