JPH0751201Y2 - 丸穴の面取り加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は曲面やフラツトな傾斜面などに予じめ穿孔した
丸穴の開口エツジを、高精度に能率良く面取り加工する
ための専用装置に関する。

〈従来の技術とその解決されるべき課題〉 被加工物に穿孔した丸穴の各種開口エツジを第10〜19図
に示唆するように、例えば丸棒材や丸パイプ材の直径線
上に沿って穿孔した丸穴を初め、その直径線と平行な偏
心位置に穿孔した丸穴や、平板材の傾斜面へ垂直状態に
穿孔した丸穴などは、その開口エツジが３次元の方向に
変化する立体的な特殊形状となる。

このような特殊形状の開口エツジを面取り加工するに当
って、従来ではエンドミルを使用しているが、これでは
未だ高制度の美麗な面取り状態を得ることができず、そ
の加工上高度な技能と豊富な経験も必要である。特に、
上記丸穴の開口エツジを流体のバルブシートとして機能
させたいような場合には、その流体の封止効果を達成で
きなくなる。

〈課題を解決するための手段〉 本考案はこのような課題の解決を企図しており、そのた
めの面取り加工装置として、密閉ボツクス型に組立てら
れた主軸台と、 その中空内部を油圧シリンダーとして、前後方向への進
退のみ可能に嵌合された中空ピストンと、 そのピストンの前面へ取付けられることにより、内部に
カム盤用密閉収容室を画定する口金と、 上記ピストンとその口金並びに主軸台の全体的な中心線
に沿う延在状態として、且つ前後方向への進退と回転の
可能に軸受けされた主軸と、 その主軸の後端部へカツプリングを介して、作用的に伝
動連結された主軸回転用の駆動モーターと、 上記口金から露出する主軸の前端部へ、一体回転し得る
ように取付けられた面取り加工用の片刃バイトと、 上記密閉収納室内に臨む関係状態として、同じく主軸の
前部途上へ一体回転し得るように套嵌されたカム盤と、 被加工物に予じめ穿孔されている丸穴の開口エツジに倣
う回転軌跡のプロフイルとして、そのカム盤の後面に刻
設された溝カムと、 上記カム盤の後面と向かい合うピストンの前面に埋め込
まれたボール受けと、 そのボール受けと上記溝カムとの相互に亘って係合され
たボールとを備え、 そのボールとカム盤の溝カムとを常時安定な係合状態に
保つべく、主軸に対して圧縮エヤーによる後方への押圧
付勢力を与えると共に、 上記片刃バイトを被加工物の丸穴に対して進退させるべ
く、その主軸とピストンとを上記油圧シリンダー内に給
排される作動油によって、前後方向へ進退制御するよう
に設定したことを主な特徴とするものである。

〈実施例〉 以下、図示の実施例に基いて本考案の具体的構成を詳述
すると、第１〜３図はその面取り加工装置の基本実施例
を表わしており、（Ａ）は図外の作業台や工作機械など
のテーブル面に据付け固定される主軸台の総称であっ
て、台筐（11）とこれに複数のボルト（12）を介して組
付け一体化された前後一対のカバー盤（13）（14）とか
ら成ると共に、その密閉された中空内部が油圧シリンダ
ー（15）として機能するようになっている。

（16）は中空内部のほぼ後半部に嵌め付けられたベアリ
ングケースであり、その後端部の張出しフランジ（17）
が後側カバー盤（14）へ、別な複数のボルト（18）によ
って固定されている。（19）はそのベアリングケース
（16）の張出しフランジ（17）と上記台筐（11）との嵌
合面に介在された油密用Ｏリング、（20）な同じくベア
リングケース（16）内のラジアルベアリング（21）によ
って、回転自在に支承されたカツプリングであり、その
後側カバー盤（14）から露出する径小な後端軸部には、
伝動プーリー（22）がキー（23）などを介して一体回転
し得るように套嵌されている。（24）はそのカツプリン
グ（20）の後端軸部と後側カバー盤（14）との嵌合面に
介在されたオイルシールである。

（25）は上記台筐（11）の上面から一体的に植立された
複数のスタツドボルトであり、これに締結されるナツト
（26）と相俟って、モーター据付台（27）を主軸台
（Ａ）上の一定高さ位置に固定支持している。（28）は
その据付台（27）に搭載された主軸回転用の駆動モータ
ーであり、その出力プーリー（29）と上記伝動プーリー
（22）との上下相互間に捲き掛けられた伝動ベルト（3
0）を介して、直接には上記カツプリング（20）を回転
駆動することとなる。

但し、その伝動ベルト（30）による伝動手段に代えて、
上記カツプリング（20）の後端軸部を駆動モーター（2
8）の回転出力軸と、言わば直結一体化させてもさしつ
かえない。

又、（31）は上記ベアリングケース（16）への部分的な
套嵌状態として、主軸台（Ａ）のシリンダー（15）内に
嵌合された中空ピストン、（32）（33）はそのピストン
（31）の作動油をシリンダー（15）内へ給排すべく、上
記台筐（11）の上面に穿孔された前後一対の給油路であ
り、その前側の給油路（32）から作動油が供給された時
には、ピストン（31）が後退する一方、後側の給油路
（33）から作動油が供給された時には、ピストン（31）
が逆に前進するようになっている。

但し、台筐（11）の上面とピストン（31）との嵌合面に
は廻り止め用キー（34）も介挿設置されており、そのピ
ストン（31）が回転しないようになっている。（35）は
同じく台筐（11）とピストン（31）との嵌合面に介在さ
れた油密用のＯリング、（36）はそのピストン（31）と
ベアリングケース（16）との嵌合面に介在された油密用
Ｏリング、（37）は同じくピストン（31）と上記前側カ
バー盤（13）との嵌合面に介在されたオイルシールを示
している。

（38）は上記ピストン（31）の前面への着脱自在の嵌合
状態に組付けられた口金であって、その口金（38）とピ
ストン（31）との向かい合う前後相互間には、後述のカ
ム盤用密閉収容室（39）が区画形成されている。（Ｏ）
はその密閉収容室（39）内に貯溜された一定量の潤滑油
であり、ピストン（31）の中空内部を経由して、上記ベ
アリングケース（16）内にも波及している。（40）は口
金（38）の下面に穿孔された潤滑油排出路であり、その
盲栓（41）を取りはずすことによって、潤滑油（Ｏ）を
抜き出すこともできる。

（42）は上記ピストン（31）とその口金（38）並びにカ
ツプリング（20）の全体的な中心線上に沿って、前後方
向への延在状態に軸受けされた比較的長尺な主軸であ
り、その後端部が上記ベアリングケース（16）内に位置
しつつ、カツプリング（20）とキー（43）やスプライン
を介して回転自在に、且つ前後方向への進退可能に嵌合
されている一方、同じく主軸（42）の上記口金（38）か
ら露出する前端部には、面取り加工用の片刃バイト（4
4）が一体回転し得るように取付けられることとなる。
そのバイト（44）はこれを抜き差し交換することも可能
である。

（45）（46）は上記口金（38）の中心に嵌合されたオイ
ルシールとベアリング、（47）はピストン（31）の同じ
く中心に嵌合されたベアリングであり、その両ベアリン
グ（46）（47）は何れも主軸（42）のラジアル方向に沿
う荷重のみならず、スラスト方向の荷重も受担して、長
尺な主軸（42）の回転作用と進退作用を円滑化する。
（48）は上記カム盤用密閉収容室（39）内に臨む位置関
係として、主軸（42）の前部途上へキー（49）やスプラ
インにより一体回転し得るように套嵌されたカム盤であ
り、そのピストン（31）の前面と向かい合う後面には、
後述するプロフイルの溝カム（50）が刻設されている。

又、（51）はその溝カム（50）と係合するボール、（5
2）はそのボール受けであって、上記ピストン（31）の
前面へ溝カム（50）と対応するように埋め込み固定され
ている。この点、第１〜３図の基本実施例ではその第
５、７、８図からも明白なように、ボール（51）とその
ボール受け（52）を２個づつの組として装備させている
が、後述する各種被加工物との関係次第によっては、こ
れらを第４、６、９図の変形実施例に示す通り、その１
個づつとして装備させることもあり得る。その場合に
は、ボール受け（52）をピストン（31）における下面へ
埋め込むことが好ましい。そうすれば、これによって支
持されるボール（51）を、上記潤滑油（Ｏ）による浸漬
状態に保てるからである。

（53）は上記ボール受け（52）の中心に穿設された潤滑
油溜め孔、（54）はカム盤（48）の押えナツトであっ
て、主軸（42）の前部途上に螺合締結されている。その
ため、上記ピストン（31）から口金（38）を取りはずし
た上、この押えナツト（54）を主軸（42）から前方へ抜
き出すことにより、上記カム盤（48）も同じく主軸（4
2）から前方へ抜き出すことができ、その後述の異なる
溝カム（50）を備えた別品と交換して、サイド嵌め付け
使用し得るのである。尚、上記密閉収容室（39）内の潤
滑油（Ｏ）は主軸（42）のネジ溝やキー溝などを経て、
ボール（51）の表面にも給油されることとなる。

更に、（55）は上記口金（38）の上面に穿孔されたエヤ
ー供給路であって、ここから密閉収容室（39）内へ圧縮
エヤーが供給されることにより、上記カム盤（48）を常
にボール（51）と係合する後方へ押圧付勢するようにな
っている。そのカム盤（48）は主軸（42）に嵌め付け一
体化されているため、その主軸（42）も圧縮エヤーを受
けて、常に後方へ押圧されていることになる。

つまり、上記密閉収容室（39）が潤滑油（Ｏ）の貯溜室
のみならず、エヤーシリンダーとしても機能し得るよう
に兼用されているわけである。（56）はそのシリンダー
ライナー、（57）はシリンダーライナー（56）とカム盤
（48）との嵌合面に介在された気密用のＯリング、（5
8）はエヤーブリーザーを示している。

上記カム盤（48）の溝カム（50）は、被加工物（Ｍ）に
穿孔された丸穴（59）の開口エツジに対応するプロフイ
ルとして、そのカム盤（48）の後面に予じめ造形加工さ
れており、これと主軸（42）を介して一体に回転する片
刃バイト（44）により、その丸穴（59）の開口エツジに
正しく倣い切削する如く、これを美麗に面取り加工でき
るようになっている。

即ち、例えば被加工物（Ｍ）が第10、11図のように、太
さの全体的に均一な金属丸パイプ材として、その直径線
上に予じめ穿孔されている丸穴（59）の開口エツジが、
その丸パイプ材の長手方向（Ｙ方向）に沿って向かい合
う２点（ａ）（ｂ）で見ると、互いに対称な半円形状と
なり、又同じく丸パイプ材の横断方向（Ｘ方向）に沿っ
て向かい合う２点（ｃ）（ｄ）で見ても、互いに対称な
半円形状を呈し、しかも切込み深さ方向（Ｚ方向）に沿
う関係で見る時には、上記２点（ｃ）（ｄ）での切込み
深さ又は高低段差（ｈ）が互いに均等であると仮定した
場合、上記カム盤（48）の溝カム（50）はこのような被
加工物（Ｍ）における丸穴（59）の開口エツジと対応す
る第20図の展開グラフに示す回転軌跡を備えたプロフイ
ルとして造形されるのである。

又、被加工物（Ｍ）が別な第12、13図に例示する如く、
太さの漸次変化する均衡丸棒材として、その直径線上に
予じめ穿孔されている丸穴（59）の開口エツジが、その
丸棒材の横断方向（Ｘ方向）に沿って向かい合う２点
（ｃ）（ｄ）で見ると、互いに対称な半円形状を呈する
と雖も、同じく丸棒材の長手方向（Ｙ方向）に沿って向
かい合う２点（ａ）（ｂ）で見る時には、互いに非対称
な半円形状となり、その２点（ａ）（ｂ）での切込み深
さ方向（Ｚ方向）における切込み深さ又は高低段差（h
1）（h2）も、互いに不均等であると仮定した場合に
は、上記溝カム（50）がこのような被加工物（Ｍ）にお
ける丸穴（59）の開口エツジと対応する第21図の展開グ
ラフに示す回転軌跡を有するプロフイルとして造形され
るわけである。

その他の第14〜19図に例示した各種被加工物（Ｍ）とそ
の丸穴（59）は、同図に上記第12、13図との対応符号を
記入した通り、その第12、13図の被加工物（Ｍ）に類す
る形状の言わば非対称な３次元的に変化する開口エツジ
を備えているため、その面取り加工に供されるカム盤
（48）の溝カム（50）としても、図示省略してあるが、
これらに倣う回転軌跡のプロフイルとして、やはり予め
造形されることになる。そして、上記被加工物（Ｍ）の
各種に合わせて、そのカム盤（48）を交換使用するよう
になっているのである。

その場合、第12〜19図に示した各種被加工物（Ｍ）のよ
うに、その開口エツジの非対称な丸穴（59）を面取り加
工する装置としては、第４、６、９図から明白な通り、
上記ボール（51）の１個のみがカム盤（48）の溝カム
（50）に係合されることとなる。その際には、ボール受
け（52）を上記ピストン（31）における底壁部の前面へ
嵌め付けることが望ましい。その理由は先に述べた通り
である。

他方、第10、11図に示した被加工物（Ｍ）のように、そ
の開口エツジの対称な丸穴（59）を面取り加工する装置
としては、第３、５、８図から明白な通り、上記ボール
（51）の２個一対をカム盤（48）の溝カム（50）に係合
させることが好ましい。そうすれば、そのボール（51）
とカム盤（48）とを一層安定な係合状態に保て、そのカ
ム盤（48）の回転作用が至極円滑化するからである。但
し、この場合にはボール（51）を１個又は３個以上に増
減させても、さしつかえない。

〈作用〉 本考案の面取り加工装置を用いて、被加工物（Ｍ）を予
じめ穿孔された丸穴（59）の開口エツジを面取り加工す
るに当っては、モーター（28）によって主軸（42）を回
転駆動する一方、その主軸（42）の前端部に取付けられ
ている片刃バイト（44）を、第22図のように被加工物
（Ｍ）の丸穴（59）と同芯状態に対峙させて、その開口
エツジと接触するように進入させるのである。

その時には、被加工物（Ｍ）を同図のような適応するク
ランプ装置（60）によって固定状態に保ち、これとの関
係上主軸台（Ａ）の後側給油路（33）から作動油をシリ
ンダー（15）内に圧送して、ピストン（31）を前進移動
させれば良い。そのピストン（31）の前進動作と一体的
に、主軸（42）も前進移動することになること勿論であ
る。

そうすれば、主軸（42）と一体回転するカム盤（48）の
溝カム（50）は、予じめ被加工物（Ｍ）における丸穴
（59）の開口エツジと対応する回転軌跡を備えたプロフ
イルに造形されており、そのカム盤（48）がボール（5
1）との係合状態を保ちつつ、回転運動と前後方向への
進退運動とを行なうため、これに応動する片刃バイト
（44）の刃先によって、その丸穴（59）の開口エツジを
正しく倣い切削する如く、これを第23図のように美麗な
高精度に面取り加工することができることとなる。

第20、21図との相関々係で言えば、片刃バイト（44）の
前後方向に沿う進退動作が、被加工物（Ｍ）の切込み深
さ方向（Ｚ方向）とその切込み深さ又は高低段差（ｈ）
（h1）（h2）に対応する意味である。

そして、面取り加工を終了した時には、主軸台（Ａ）の
前側給油路（32）から作動油をシリンダー（15）内へ圧
送して、ピストン（31）を後進移動させるのであり、そ
うすれば主軸（42）の片刃バイト（44）も、被加工物
（Ｍ）から進退動作する。このような作動行程を反復す
ることによって、多数の被加工物（Ｍ）を面取り加工す
ることになる。

このような作用は変形実施例の面取り加工装置にあって
も、又被加工物（Ｍ）における丸穴（59）の開口エツジ
が、第10〜19図のような３次元的に変化する各種形状で
あっても、そのカム盤（48）の交換のみによって全く同
様に達成されるのである。尚、開口エツジの面取り加工
角度（円錐角度）（θ）についても、その片刃バイト
（44）の交換使用によって、例えば30度や45度などとし
て変化させることができる。

更に、上記カム盤用密閉収容室（39）内に貯蔵されてい
る潤滑油（Ｏ）が、カム盤（48）とボール（51）との係
合部分に供給されているほか、同じく密閉収容室（39）
内へ供給された圧縮エヤーによって、そのカム盤（48）
にボール（51）との係合作用力も付与されているため、
上記片刃バイト（44）はカム盤（48）の運動軌跡を正確
に反映する。このことも、開口エツジの高精度な面取り
加工上有機的に働くこととなり、誰でも高度な技能や豊
富な経験を要することなく、極めて簡便に能率良く作業
できるのである。

〈考案の効果〉 以上のように、本考案では被加工物（Ｍ）における丸穴
（59）の開口エツジを面取り加工する専用の装置とし
て、その構成上密閉ボツクス型に組立てられた主軸台
（Ａ）と、 その中空内部を油圧シリンダー（15）として、前後方向
への進退のみ可能に嵌合された中空ピストン（31）と、 そのピストン（31）の前面へ組付けられることにより、
内部にカム盤用密閉収容室（39）を画定する口金（38）
と、 上記ピストン（31）とその口金（38）並びに主軸台
（Ａ）の全体的な中心線に沿う延在状態として、且つ前
後方向への進退と回転の可能に軸受けされた主軸（42）
と、 その主軸（42）の後端部へカツプリング（20）を介し
て、作用的に伝動連結された主軸回転用の駆動モーター
（28）と、 上記口金（38）から露出する主軸（42）の前端部へ、一
体回転し得るように取付けられた面取り加工用の片刃バ
イト（44）と、 上記密閉収容室（39）内に臨む関係状態として、同じく
主軸（42）の前部途上へ一体回転し得るように套嵌され
たカム盤（48）と、 被加工物（Ｍ）に予じめ穿孔されている丸穴（59）の開
口エツジに倣う回転軌跡のプロフイルとして、そのカム
盤（48）の後面に刻設された溝カム（50）と、 上記カム盤（48）の後面と向かい合うピストン（31）の
前面に埋め込まれたボール受け（52）と、 そのボール受け（52）と上記溝カム（50）との相互に亘
って係合されたボール（51）とを備え、 そのボール（51）とカム盤（48）の溝カム（50）とを常
時安定な係合状態に保つべく、主軸（42）に対して圧縮
エヤーによる後方への押圧付勢力を与えると共に、 上記片刃バイト（44）を被加工物（Ｍ）の丸穴（59）に
対して進退させるべく、その主軸（42）とピストン（3
1）とを上記油圧シリンダー（15）内へ給排される作動
油によって、前後方向へ進退制御するように設定してあ
るため、第10〜23図に基いてその作用を説明した通り、
３次元の方向に変化する特殊な開口エツジの丸穴（59）
でも、その開口エツジに倣って回転運動と前後方向への
進退運動とを行なうカム盤（48）及び片刃バイト（44）
により、極めて美麗な高精度に面取り加工できる効果が
ある。

特に、請求項２の構成を採用するならば、カム盤（48）
の密閉収容室（39）をエヤーシリンダーとして兼用させ
ることができ、その内部に収容されたカム盤（48）をピ
ストンとして、口金（38）のエアー供給路（55）から供
給される圧縮エヤーにより、やはり主軸（42）を常時後
方へ押圧付勢し得るため、必要構成として著しく合理化
できる効果もある。

更に、請求項３の構成を採用するならば、同じくカム盤
（48）の密閉収容室（39）を潤滑油（Ｏ）の貯蔵タンク
としても兼用できると共に、その潤滑油（Ｏ）によって
カム盤（48）の密閉収容室（39）とボール（51）との係
合部分を、自づと適正に潤滑でき、そのカム盤（48）の
回転並びに進退運動を著しく円滑に営なませ得る効果が
あり、必要構成としてもますます合理化されることにな
るため、実用向きと言える。

【図面の簡単な説明】

第１図、２図は本考案の基本実施例を示す側面図と正面
図、第３図は第２図の３−３線断面図、第４図は第３図
に対応する変形実施例を示す部分側断面図、第５図は第
３図の５−５線に沿う拡大断面図、第６図は第４図の６
−６線に沿う拡大断面図、第７図はカム盤を抽出して示
す正面図、第８図は第７図の８−８線断面図、第９図は
第８図に対応する変形例を示す側断面図、第10〜19図は
被加工物における丸穴の各種開口形状を示す平面図と、
その各平面図に記入した矢視位置での対応断面図、第2
0、21図は第10〜13図の２種な被加工物に対応する溝カ
ムのプロフイルを各々示す展開グラフ、第22図は被加工
物とその面取り加工用片刃バイトとの対応位置関係を示
す側面図、第23図は面取り加工状態を示す部分拡大断面
図である。 （15）……油圧シリンダー （20）……カツプリング （28）……駆動モーター （31）……ピストン （38）……口金 （39）……密閉収容室 （42）……主軸 （44）……片刃バイト （48）……カム盤 （50）……溝カム （51）……ボール （52）……ボール受け （55）……エアー供給路 （59）……丸穴 （Ａ）……主軸台 （Ｍ）……被加工物 （Ｏ）……潤滑油

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉ボツクス型に組立てられた主軸台
   （Ａ）と、 その中空内部を油圧シリンダー（15）として、前後方向
   への進退のみ可能に嵌合された中空ピストン（31）と、 そのピストン（31）の前面へ組付けられることにより、
   内部にカム盤用密閉収容室（39）を画定する口金（38）
   と、 上記ピストン（31）とその口金（38）並びに主軸台
   （Ａ）の全体的な中心線に沿う延在状態として、且つ前
   後方向への進退と回転の可能に軸受けされた主軸（42）
   と、 その主軸（42）の後端部へカツプリング（20）を介し
   て、作用的に伝動連結された主軸回転用の駆動モーター
   （28）と、 上記口金（38）から露出する主軸（42）の前端部へ、一
   体回転し得るように取付けられた面取り加工用の片刃バ
   イト（44）と、 上記密閉収納室（39）内に臨む関係状態として、同じく
   主軸（42）の前部途上へ一体回転し得るように套嵌され
   たカム盤（48）と、 被加工物（Ｍ）に予じめ穿孔されている丸穴（59）の開
   口エツジに倣う回転軌跡のプロフイルとして、そのカム
   盤（48）の後面に刻設された溝カム（50）と、 上記カム盤（48）の後面と向かい合うピストン（31）の
   前面に埋め込まれたボール受け（52）と、 そのボール受け（52）と上記溝カム（50）との相互に亘
   って係合されたボール（51）とを備え、 そのボール（51）とカム盤（48）の溝カム（50）とを常
   時安定な係合状態に保つべく、主軸（42）に対して圧縮
   エヤーによる後方への押圧付勢力を与えると共に、 上記片刃バイト（44）を被加工物（Ｍ）の丸穴（59）に
   対して進退させるべく、その主軸（42）とピストン（3
   1）とを上記油圧シリンダー（15）内に給排される作動
   油によって、前後方向へ進退制御するように設定したこ
   とを特徴とする丸穴の面取り加工装置。
2. 【請求項２】主軸（42）に後方への押圧付勢力を与える
   に当り、カム盤用密閉収容室（39）内へのエヤー供給路
   （55）を上記口金（38）に穿孔すると共に、 その密閉収容室（39）をエヤーシリンダーとし、カム盤
   （48）をピストンとして、そのエヤー供給路（55）から
   供給される圧縮エヤーにより、上記主軸（42）を常時後
   方への押圧状態に付勢したことを特徴とする請求項１記
   載の丸穴の面取り加工装置。
3. 【請求項３】カム盤用密閉収容室（39）内に、ボール
   （51）を浸漬状態に保つ一定量の潤滑油（Ｏ）を貯溜さ
   せたことを特徴とする請求項１記載の丸穴の面取り加工
   装置。