JPH09323215A - 切削用刃具及びこの切削用刃具を用いた切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被工作物の本体を損なうことなくバリのみを切
削除去することができる切削用刃具と、この切削用刃具
を用いた切削装置とを提供する。 【解決手段】刃具１０には、刃部１４に近接してストッ
パ１６が設けられている。刃具１０を回転させつつバリ
４６に押し当てると、刃部１４がバリ４６を切削してい
くに従って、刃具１０はパイプ４２の内壁に近づいてい
く。そして、ストッパ１６がパイプ４２の内壁に接する
と刃具１０はそれ以上進まないので、パイプ４２の内壁
は損傷されない。また、切削中には、刃具１０とパイプ
４２との間に生ずる応力が一定になるように、両者の相
対位置が調整されている。さらに、パイプ４２をその軸
心を中心に回転させれば、バリ４６全体を切削除去でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管状部材周面のバ
リ除去装置、特に、パイプと孔あきフランジとの摩擦圧
接接合部の内周面に生じたバリを切削除去するための切
削用刃具、並びにこの切削用刃具を用いた切削装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、摩擦圧接によってパイプと孔あ
きフランジとを接合すると、接合部の周面にバリが生ず
る。特に、内周面にバリがあると、パイプ内を流れる流
体の流れ抵抗がこの内バリの付近で増大し、流体の滞留
が起こってその部分の耐蝕性が低下するので、この内バ
リを除去する必要がある。

【０００３】そこで従来は、内バリを除去するために、
刃具でバリを打ち抜いて切断する方法、あるいはパイプ
の内径とほぼ同径のドリルや中ぐりバイトを相対回転さ
せてバリを切削する方法がとられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、摩擦圧接接
合の際にはパイプはクランプで固定されるために歪むの
で、内バリ除去の際にもパイプにこの歪みが残っている
ことが多い。しかしながら、上記従来の内バリ除去方法
は、いずれも歪みに対応しきれない。なぜなら、打ち抜
きによる方法では、定型の打ち抜き刃具を用いるので、
様々な形状の歪みに対応することはできないし、ドリル
や中ぐりバイトを用いる方法では、切削された部分の周
面形状が当然真円になるので、歪みに対応することは不
可能である。つまり、パイプが歪んでいる場合には、従
来の内バリ除去方法では、内バリを取り残してしまうと
いう欠点がある。さらに、パイプの歪んだ部分の内壁に
刃が当たってパイプ本体までも削ってしまうことがあ
り、そのためにパイプの耐蝕性が著しく低下し、また被
切削部分に応力集中が生じて疲労強度が低下するという
問題がある。

【０００５】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、被工作物本体を損なうことなくバリのみを確
実に切削除去することができる切削用刃具と、この切削
用刃具を用いた切削装置とを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の切削用刃具は、側面に刃部が形成され、そ
の軸心を中心に回転されて用いられる切削用刃具におい
て、前記回転時に刃部の描く回転体の最大外径と同径の
円柱状に形成されたストッパ部を、前記刃部の軸心と同
軸上に設けたことを特徴とする。

【０００７】本発明の切削用刃具は、ストッパ部が設け
られているので、被工作物の本体面から突出した例えば
バリのような部分のみを切削するのに有効である。ま
ず、この刃具を軸心を中心に回転させつつ、刃部をバリ
に押し当てる。すると、刃部はそのバリを切削しながら
徐々に被工作物の本体面に近づいていく。そして、切削
が進みバリが無くなると、ストッパ部が被工作物の本体
面に接して刃部の進行を止めるので、それ以上切削は進
まない。したがって、この切削用刃具を用いれば、被工
作物の本体を損なうことなくバリのみを切削することが
できる。

【０００８】また、本発明の切削装置は、回転時に刃部
の描く回転体の最大外径と同径の円柱状に形成されたス
トッパ部を前記刃部の軸心と同軸上に設けた切削用刃具
と、前記切削用刃具を軸支し、その軸心を中心に回転さ
せる刃具回転機構と、被工作物の軸心が切削用刃具の軸
心と平行になるようにこの被工作物を支持する支持機構
と、切削用刃具を前記被工作物に対して相対的に軸方向
に移動させる軸方向送り機構と、切削用刃具を被工作物
に対して相対的に径方向に移動させて被工作物の被切削
部分に押し当てる径方向送り機構と、切削用刃具を被工
作物の軸心の回りに相対的に公転させる周回機構と、を
備えたことを特徴とする。

【０００９】本発明の切削装置は、前記切削用刃具を用
いている。さらに、切削用刃具と被工作物とが接してい
るときに互いの間に生ずる応力を検知して、この応力の
大きさに応じて切削用刃具と被工作物との相対位置を調
整する位置調整手段を備えている。そのため、被工作物
の本体面から突出した例えばバリのような部分のみを切
削除去するのに有効である。まず、切削用刃具を刃具回
転機構に取り付け、被工作物をその軸心が前記切削用刃
具の軸心と平行になるように支持機構によって支持す
る。次に、軸方向送り機構によって切削用刃具を被工作
物に対して相対的に軸方向に移動させ、切削用刃具を被
工作物のバリに対向させる。そして、切削用刃具を回転
させると共に、径方向移動機構によって切削用刃具を被
工作物に対して相対的に径方向に移動させてバリに押し
当て、バリの切削を始める。切削が進みこのバリが無く
なると、切削用刃具のストッパ部が被工作物の本体面に
接して刃部の進行を止めるので、それ以上切削は進まな
い。さらに、前記バリが無くなったら、周回機構によっ
て切削用刃具を被工作物の軸心の回りに公転させて、被
工作物の周部に生じているバリを順次切削する。なお、
バリ切削中には、切削用刃具と被工作物との間に生じて
いる応力が位置調整手段によって検知されていて、この
位置調整手段は、前記応力が一定となるように切削用刃
具と被工作物との相対位置を調整している。

【００１０】以上のように、この切削装置を用いれば、
被工作物の本体を損なうことなくバリのみを確実に切削
除去することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に
係る切削用刃具と、この切削用刃具を用いた切削装置と
の好ましい実施の形態について詳説する。図１に、本発
明の切削用刃具の第１の実施の形態を示す。この刃具１
０は、工作装置に把持されるためのシャンク１２と、実
際に切削を行う刃部１４と、ストッパ１６とから構成さ
れている。前記ストッパ１６は、この刃具１０を軸心ｐ
を中心にして回転させた際に刃部１４の描く回転体の最
大外径と同径にかつ軸心と同軸上に形成された円柱であ
る。このストッパ１６は、切削したい部分の近傍の面の
形状にならうように刃部１４を誘導する機能も有してい
る。

【００１２】なお、このストッパ１６は、刃部１４に近
接してあれば十分で、被工作物の形状に応じて、刃部１
４から先端よりか、あるいは刃部１４とシャンク１２と
の間かのどちらかに設ければよい。次に、この刃具１０
の作用について具体的に説明する。この刃具１０は、被
工作物の本体面から突出した例えばバリのような部分の
切削に有効である。まず、刃具１０を軸心ｐを中心に回
転させつつ、刃部１４をバリに押し当てる。すると、刃
部１４はそのバリを切削しながら徐々に被工作物の本体
面に近づいていく。そして、切削が進みバリがなくなる
と、ストッパ１６がバリの近傍の本体面に接して刃部１
４の進行を止めるので、それ以上切削は進まない。した
がって、この刃具１０を用いれば、被工作物の本体を損
なうことなくバリのみを切削することができる。

【００１３】なお、第１の実施の形態では、シャンク１
２、刃部１４、ストッパ１６はいずれも一体成形で作ら
れているが、以下に示すように、刃部とストッパ部とが
別体であっても差し支えない。図２に示した第２の実施
の形態は、刃部１４とストッパ１６とが別体で、刃部１
４の先端面に形成した穴１８に、ストッパ１６の端面に
設けた接合ピン２０をはめ込んだものである。なお、こ
のはめ込みは、図２（ａ）に示すようなねじ込みでも、
図２（ｂ）に示すような冷やしばめでもどちらでもよ
い。

【００１４】図３に示した第３の実施の形態は、ストッ
パ１６の端面に形成した穴２４に、刃部１４の先端面に
設けた接合ピン２２をはめ込んだものである。なお、こ
のはめ込みは、図３（ａ）に示すようなねじ込みでも、
図３（ｂ）に示すような冷やしばめでもどちらでもよ
い。図４に示した第４の実施の形態は、ストッパ１６の
軸心上に貫通穴２８を形成し、この貫通穴２８にボルト
３０を通して刃部１４側のねじ穴２６に締結したもので
ある。

【００１５】図５に示した第５の実施の形態は、刃部１
４の先端面にねじ棒３２を設け、それをストッパ１６側
の貫通穴２８に通し、さらにそれらをナット３４で締結
したものである。なお、用途に応じては、刃部の太さを
連続的、あるいは段階的に変化させてもよい。例えば、
刃部を円錐台状に形成する。このとき、ストッパ部は、
この刃具の回転時に刃部が描く回転体の最大外径と同径
に形成される。

【００１６】さて、次に本発明の内切削装置の実施の形
態を、図６から図９に基づいて説明する。なお、以下の
説明においては、図１に示し既述した刃具１０を切削用
刃具として用いて、パイプ４２と孔あきフランジ４４と
を摩擦圧接接合した被工作物４０の接合部の内周面に生
じた内バリ４６を切削除去する、という作業を例にと
る。また、刃具１０の軸心ｐに平行な方向を縦方向、そ
れに垂直な方向を横方向と呼ぶ。

【００１７】本実施の形態の装置は、主として、刃具１
０を軸支、回転させる機構と、被工作物４０を支持、移
動、回転させる機構とから構成されている。まず、刃具
１０を軸支し、回転させる機構について述べる。図６に
示すように、この機構はチャック４８とこれを回転させ
るモータ５０等とから構成されている。前記チャック４
８には、刃具１０のシャンク１２が着脱自在に固定され
る。このチャック４８には、チャック４８に固定される
刃具１０と同軸になるように回転軸５２が連結されてお
り、この回転軸５２はギヤ５４、５６を介して前記モー
タ５０のスピンドルに連結されている。したがって、モ
ータ５０が回転駆動されるとその動力がチャック４８に
伝達されて、刃具１０は軸心を中心に回転される。

【００１８】次に、被工作物４０を移動させる機構につ
いて述べる。図６に示すように、この機構は、縦方向に
移動するサドル５８と横方向に移動するテーブル７６と
の組み合わせで構成されている。まず、被工作物４０を
縦方向に移動させる機構について述べる。図６に示すよ
うに、この機構はサドル５８とこれを移動させるための
送りモータ６０等とから構成されている。前記サドル５
８は、ベッド６２上に縦方向に平行に取り付けられたレ
ール６４の上に移動自在に乗せられていて、さらに走行
用リブ６６に接続されている。この走行用リブ６６は、
ボールねじを用いた送りねじ６８に螺合されており、こ
の送りねじ６８はギヤ７０、７２を介して前記送りモー
タ６０のスピンドルに連結されている。したがって、送
りモータ６０が回転駆動されると、それによって送りね
じ６８が回転されるために走行用リブ６６が移動される
ので、サドル５８は縦方向に送られる。また、モータ６
０は、被工作物４０の縦方向移動でフランジ４４が送り
止め７４に当たると、回転が止まるように制御されてい
る。

【００１９】次に、被工作物４０を横方向に移動させる
機構について述べる。図９に示すように、この機構はテ
ーブル７６とこれを移動させるためのシリンダ７８等と
から構成されている。前記テーブル７６は、サドル５８
上に横方向に平行に取り付けられたレール８０の上に移
動自在に乗せられており、さらに、サドル５８に取り付
けられたシリンダ７８にロッド８２を介して接続されて
いる。したがって、シリンダ７８によってロッド８２が
伸縮されると、テーブル７６はレール８０上を横方向に
送られる。また、テーブル７６の位置は、シリンダ７８
が受ける応力を検知するシリンダ７８に内蔵された図示
しない応力センサの出力に応じて、図示しない制御装置
によって調整されることができるようになっている。

【００２０】次に、被工作物４０を支持し、回転させる
機構について述べる。図９に示すように、この機構はロ
ール８４とこれを回転させるためのモータ８６等とから
構成されている。被工作物４０は、そのパイプ４２部分
が、前記ロール８４上にその軸がロール８４の軸と平行
になるように置かれ、さらに押さえロール９０によって
押さえられる。この押さえロール９０は、テーブル７６
に取り付けられたシリンダ９２にアーム９４を介して接
続されていて、シリンダ９２の伸縮によってパイプ４２
を押さえることができるようになっている。また、ロー
ル８４は、その軸が縦方向に平行になるようにテーブル
７６上に設置されており、さらにベルト８８を介して前
記モータ８６に連結されている。したがって、被工作物
４０の軸は刃具１０の軸と平行になり、モータ８６が回
転駆動されるとその動力がロール８４に伝達されて、被
工作物４０は軸心を中心に回転される。

【００２１】ここで、以上のように構成された本実施の
形態の装置の作用について、作業工程に沿って具体的に
説明する。まず、刃具１０をチャック４８に取り付け、
被工作物４０のパイプ４２部分をロール８４上に置いて
押さえロール９０によって押さえる。そして、サドル５
８とテーブル７６とを移動させて、刃具１０をパイプ４
２の内部に挿入し、刃部１４とバリ４６との縦方向の位
置が一致するようにサドル５８の位置を調整する。

【００２２】次に、刃具１０を回転させ、テーブル７６
を横方向に送っていくと、刃部１４がバリ４６に当たっ
て切削が始まり、刃具１０は刃部１４がバリ４６を切削
するにつれて徐々にパイプ４２の内壁に近づいていく。
そして、ストッパ１６がパイプ４２の内壁に接するとシ
リンダ７８が受ける応力が急激に大きくなるので、それ
をシリンダ７８に内蔵された応力センサが検知したら、
テーブル７６の送りを少し戻すようにする。さらに、前
記応力が一定になるようにテーブル７６の送りを調節し
ながらパイプ４２をその軸心を中心に回転させていけ
ば、接合部の内周面のバリ４６全体を、パイプ４２の内
壁を損なうことなく切削除去することができる。

【００２３】なお、本実施の形態では、刃具の位置は固
定されており、被工作物が軸方向、径方向に移動されそ
の軸心を中心に回転される、という各機構によって装置
が構成されているが、被工作物の全ての運動は刃具との
間で相対的に行われれば足りるので、例えば、被工作物
は固定され刃具が移動される機構によって構成される装
置でも、本発明の目的は達せられる。

【００２４】また、本発明の切削装置は、上記実施の形
態で取り上げた対象物に限定されることなく、被工作物
の本体面から突出した部分の切削除去に広く有効であ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の切削用刃
具によれば、ストッパ部を設けたので、被工作物の切削
したい部分の近傍の面の形状にならった切削を行うこと
ができる。また、本発明の切削装置によれば、前記切削
用刃具を用い、刃具の送り量を調節する手段を設けたの
で、被工作物の本体面から突出した部分を切削除去する
際に、その近傍に歪みがあっても、突出した部分を取り
残したり被工作物本体を損傷したりすることなく、突出
した部分のみを確実に切削除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る切削用刃具の第１の実施の形態を
示した図である。

【図２】本発明に係る切削用刃具の第２の実施の形態に
おいて、ストッパの取付け部分を示した図である。

【図３】本発明に係る切削用刃具の第３の実施の形態に
おいて、ストッパの取付け部分を示した図である。

【図４】本発明に係る切削用刃具の第４の実施の形態に
おいて、ストッパの取付け部分を示した図である。

【図５】本発明に係る切削用刃具の第５の実施の形態に
おいて、ストッパの取付け部分を示した図である。

【図６】本発明に係る切削装置の実施の形態を示した側
面図である。

【図７】本発明に係る切削装置の実施の形態を示した平
面図である。

【図８】本発明に係る切削装置の実施の形態において、
刃具のストッパがパイプの内壁に接している状態を示し
た説明図である。

【図９】図８のＡ−Ａ線における断面図である。

【符号の説明】

１０…切削用刃具 １４…刃部 １６…ストッパ ４０…被工作物 ４２…パイプ ４４…フランジ ４６…バリ ５８…サドル ７６…テーブル ８４…ロール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面に刃部が形成され、その軸心を中心
   に回転されて用いられる切削用刃具において、 前記回転時に刃部の描く回転体の最大外径と同径の円柱
   状に形成されたストッパ部を、前記刃部の軸心と同軸上
   に設けたことを特徴とする切削用刃具。
2. 【請求項２】 回転時に刃部の描く回転体の最大外径と
   同径の円柱状に形成されたストッパ部を前記刃部の軸心
   と同軸上に設けた切削用刃具と、 前記切削用刃具を軸支し、その軸心を中心に回転させる
   刃具回転機構と、 被工作物の軸心が切削用刃具の軸心と平行になるように
   この被工作物を支持する支持機構と、 切削用刃具を前記被工作物に対して相対的に軸方向に移
   動させる軸方向送り機構と、 切削用刃具を被工作物に対して相対的に径方向に移動さ
   せて被工作物の被切削部分に押し当てる径方向送り機構
   と、 切削用刃具を被工作物の軸心の回りに相対的に公転させ
   る周回機構と、を備えたことを特徴とする切削装置。
3. 【請求項３】前記切削用刃具と前記被工作物とが接して
   いるときに互いの間に生ずる応力を検知して、この応力
   の大きさに応じて切削用刃具と被工作物との相対位置を
   調整する位置調整手段を備えたことを特徴とする請求項
   ２記載の切削装置。