JPH11514594A - 回転ヘッドを備える切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この切削装置は、３つの要素、すなわちローター、位相変更装置およびカッター駆動機構とを必須のものとして構成されている。ローター（１００）は、回転筒（１）を備えるとともに、回転軸線に対して平行をなす例えば４つの孔を有し、そこにカッター取付軸（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ）が支持されている。切削されるべき材料へのカッターの突出は、端部に楕円形の２つの表面（２０ａ）（２０ｂ）を有する操作スリーブ（１９）を、カッター支持体の操作レバーとともに移動させ、傾斜面（１４ａ）〜（１４ｄ）を押すことによって行われる。操作スリーブは、中間位置および２つの両端の位置を取りうる。位相変更装置は、プーリ（２２）、およびシャフト（３１）に回転可能に取付けられた逆転プーリを有し、スピンドルに対する操作スリーブ（１９）の角度位置を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】 回転ヘッドを備える切削装置 本発明は、回転ヘッドの軸と同軸をなす非回転部材を加工するための、少なく とも２対の回転するカッターを支持する回転ヘッドを備える切削装置に関し、こ の装置は、次の諸要素を具備している。 ・回転ヘッドおよび固定スピンドルを有すローターを備え、このローターには、 軸方向を向く管が設けられ、かつ回転駆動をするための手段と連結されているフ レーム。 ・部材の軸方向の位置を制御するようになっており、かつスピンドルまたは回転 ヘッドに軸受をもって取付けられている制御手段。 ・部材を保持して、軸方向に供給する手段。 ・軸線の回りを回転するようにして、回転ヘッドに取付けられ、回転軸に対して 平行に配置され、かつそれぞれ操作レバーを有する少なくとも４本のカッター支 持体。 ・ローター内を軸方向に移動している間に可動であり、かつ移動制御装置に連結 されている回転体と、それぞれ各制御レバーとそれに対応する回転体に設けられ 、制御面と、回転している指示体の運動に対して、異なる位置において設けられ ている駆動面を有し、前記指示面は、カッター支持体に設けられ、かつ対応する 駆動面は、回転制御手段に設けられており、さらに回転工具支持体に対応する各 支持面は、前記支持体の回転軸線と一致する軸まわりに傾斜部を有し、この指示 傾斜面は、その反対側にステップを有する前記操作レバーの回転制御手段。 このタイプの切削ヘッドは、国際特許出願ＷＯ91/14527号明細書に記載されて いるように、対をなす４本のカッターを備えるカッター支持体を有し、対をなす カッターは、軸により制御されるようになっている。 この装置には、比較的進歩した制御装置が使用されているため、その価格は高 価となる。 この装置は、不便であり、かつ安価に製造することは困難である。 この不経済性を軽減させるために、本発明では、４つの連結されたカッターを 有するスピンドルを設け、そのうち１対のカッターのみを同時に作動しうるよう にしてある。１対のカッターは、カッターを支持しているスピンドルの回転中に 選択し得るようになっている。 具体的に述べると、本発明の装置は、次の要素を備えている。 ・スピンドルに同軸的に取付けられ、軸方向に移動して第１位置と中間位置と第 ２位置をとりうるようになっている操作スリーブ。 ・一端に、支持装置における傾斜面と協動して、カッターを突出させるようにな っている２つの制御面を有するスピンドル。 ・操作スリーブを軸方向に移動させる手段。 ・上記スピンドルを所定の角度軸線まわりに回転させる位相変更装置。 操作スリーブを移動させる手段は、スピンドルを支持するフレームに設けた軸 まわりに回転することができ、かつ操作スリーブの外周に同軸的に取付けられた 嵌筒に設けた溝と係合する係合片に、２個の駆動ナットを設けた操作レバーから なるものとするのが好ましい。 嵌筒は、加圧接触しているボールベアリングをもって、操作スリーブに設ける のが好ましい。 位相変更装置は、前記プーリとスピンドルが一体的に回転し、かつスピンドル が軸方向へ自由に変位しうるようにする２つのコッタピンによって操作スピンド ルに連結されたプーリからなるものとし、前記プーリを、逆転プーリを支持する 管状支持部材に設けた偏位プーリと連結し、スピンドルに回転可能に設けられ、 かつ駆動モータによって駆動される駆動プーリに連結してあると製造上有利であ る。 操作スリーブに連結されたプーリと回転プーリとの連結は、ベルトにより行い うる。 逆転プーリと駆動プーリとの連結も、ベルトにより行いうる。 位相変更装置は、逆転プーリに対する回転プーリの角度位置を変化させる手段 を有することが好ましい。 ２つのプーリの角度位置を変化させる手段は、前記シャフトに設けられた２つ の長手方向の溝と、このシャフトを軸方向に移動させる手段とに係合するように して、前記プーリに設けた２つの固定接触部を含んでいるのがよい。 前記ピストンは、作動を開始させる信号を発するようにして、固定位置チャン ネルに連結するのが好ましい。 回転プーリおよび逆転プーリは、歯付きで、歯数が同数であるのが好ましい。 この場合、長手方向の溝は、ピストンがシャフトを最初の位置から第２の位置 に変更させると、操作スリーブにおける固定プーリの変位は、加工ヘッドにおけ るカッターが２対であると、スピンドルの固定軸に対して、双方同じ９０°とな る。 ピストンは、そのストロークを制限する調整ねじに関連づけてあるのが好まし い。 添付図面に示す例を参照することにより、本発明をより詳しく理解しうると思 う。 図１は、本発明による切削装置のローターを示す断面図である。 図２Ａおよび図２ＡＡは、加工されるべき材料に１つのカッターが突進する際 の最初の位置を示す、本発明による回転切削装置の正面図である。 図２Ｂおよび図２ＢＢは、カッターが、切削されるべき材料から離れる第２の 位置を示す、本発明による切削装置の回転ヘッドの正面図であり、 図２Ｃおよび図２ＣＣは、カッターが、図２ＡＡに示す切削位置にある被加工 材料に突進するカッタに対向している状態の本発明の切削装置の回転ヘッドの正 面図である。 図３は、操作スリーブが始めの位置あるとき、すなわちカッターが図２Ａ、図 ２ＡＡ、図２Ｂ、図２ＢＢ、図２Ｃおよび図２ＣＣに示す位置と対応する位置に あるときの回転ヘッドの拡大断面図である。 図４Ａ、図４ＡＡ、図４Ｂ、図４ＢＢ、図４Ｃおよび図４ＣＣは、それぞれ、 操作スリーブが第２の位置にあるときの、図２Ａ、図２ＡＡ、図２Ｂ、図２ＢＢ 、図２Ｃおよび図２ＣＣに対応する類似の図である。 図５は、操作スリーブが図４Ａ、図４ＡＡ、図４Ｂ、図４ＢＢ、図４Ｃおよび 図４ＣＣに示すカッターの位置に対応する第２の位置にあるときの回転ヘッドの 拡大断面図である。 図６は、カッターの操作部の詳細を示す立面図である。 図面に示すように、本発明の切削装置は、ローター、位相変更装置、およびカ ッターに運動を伝達する部材とを主要な部材として構成されている。 ローター（１００）は、図１に示すように、前部ベアリング（２）と、滑りば めしたケース（３Ｃ）の受孔内に設けられた２つのベアリング（３ａ）（３ｂ） からなる後部ベアリング（３）とによって支持された回転軸から成っている。前 後のベアリング（２）（３）は直列に設けられ、圧縮ばね（４）により負荷され ている。スピンドル（１０１）は、歯付きベルト（６）をもって駆動モータ（図 示せず）に連結された歯付きプーリ（５）により回転させられる。 ワイヤー状の切削されるべき材料は、２つのベアリング（８）（８）により支 持された案内シリンダー（７）によって案内される。把持装置（図示せず）によ り、材料は確実に供給される。 支持筒（１）には、その回転軸線からは外れたところに、回転軸と平行をなす ４つの筒孔が設けられ、各筒孔には、カッター取付軸（９ａ）（９ｂ）（９ｃ） および（９ｄ）が設けられている。カッター取付軸（９ａ）（９ｃ）は、カッタ ー取付軸（９ｂ）（９ｄ）と同一である。これらの取付軸の前部は、複列ニード ルベアリング（１０）により、また後部は支持筒（１）のキャップ（１２）内に 設けた単列ニードルベアリング（１１）により支持されている。 これらのベアリングの間には、カッター取付軸、および操作レバー（１３ａ） 〜（１３ｄ）が配置されている（図２参照）。操作レバー（１３ａ）（１３ｃ） と、操作レバー（１３ｂ）（１３ｄ）とは同じものである。操作レバー（１３ａ ）（１３ｃ）は、傾斜部（１４ａ）（１４ｃ）を支持し、操作レバー（１３ｂ） （１３ｄ）は、傾斜部（１４ｂ）（１４ｄ）を支持している。傾斜部（１４ａ） （１４ｂ）は、傾斜部（１４ｂ）（１４ｄ）とは同じであるが、後者２つは、前 者とは逆方向を向いている。 押しばね（１５）（図２参照）は、ワークの係合を補償し、押しねじ（１６） は操作レバー、従って対応するカッター取付軸の角度間隙の調節をする。 カッター保持体（１７）が、カッター取付軸（９ａ）（９ｂ）（９ｃ）および （９ｄ）の先端部に取付けられている。切断面（１８）からのカッターの位置は 、カッター取付軸を（９ａ）の位置から（９ｄ）の位置へ回転させることにより 決 められる。 この回転は、先端に傾斜部（１４ａ）（１４ｂ）に接触しうるようにした２つ の楕円表面（２０ａ）（２０ｂ）を有する操作スリーブ（１９）を軸方向に変位 させることにより行なわれる。操作スリーブ（１９）が図３および図５に示す中 間位置にあると、押しばね（１５）は、操作レバー（１３ａ）〜（１３ｄ）を押 してこれを回転させ、それに伴い、カッター取付軸（９ａ）〜（９ｄ）も移動し て、押しねじ（１６）を押圧する。 押しねじ（１６）は、このようにして調節され、操作スリーブ（１９）のこの 位置において、押しばね（１５）は楕円表面（２０ａ）（２０ｂ）から離間する 。 図３に示すように、操作スリーブ（１９）が右方へ移動して、楕円表面（２０ ａ）が傾斜部（１４ａ）に当接すると、操作レバー（１３ａ）およびカッター取 付軸（９ａ）は回転させられ、その結果、カッターは被加工材料に向かって前進 する。カッター操作操作レバー（１３ｂ）は、押しねじ（１６）に対して静止し たままである。 カッター操作レバー（１３ｃ）（１３ｄ）についても同様である。 図５に示すように、操作スリーブ（１９）が左方へ移動して、楕円表面（２０ ｂ）が傾斜部（１４ｂ）に当接すると、カッター取付軸（９ｂ）の操作レバー（ １３ｂ）は回転させられ、この結果、カッターは材料に対して突進する。カッタ ー操作レバー（１３ａ）は、押しねじ（１６）に対して静止したままである。 カッター操作レバー（１３ｃ）（１３ｄ）についても同様である。 カッター取付軸（９ｃ）（９ｄ）を動かすためには、操作スリーブ（１９）を 支持筒（１）に対して９０°回転させるだけでよい。 上述したことは、カッター取付軸（９ａ）（９ｄ）ばかりでなく、各カッター 取付軸（９ｃ）（９ｄ）についても同じである。 操作スリーブ（１９）の回転は、位相変更装置により開始させられる。この装 置は、２つのコッタピンを介して操作スリーブ（１９）に連結された歯付きプー リ（２２）を有している。コッタピンは、両者を回転方向に連結しているが、操 作スリーブ（１９）が、歯付きプーリ（２２）に対して軸方向に移動可能として いる。この歯付きプーリ（２２）は、２つの環状溝（２２Ａ）を有し、各環状溝 には、支持筒（１）に連結されたスラスト軸受（２３）が設けられている。環状 溝の入口の角度は、支持筒（１）に対して９０°回転しうるように定めてある。 この入口は、スラスト軸受（２３）による歯付きプーリ（２２）の軸方向位置の 保持に寄与している。 歯付きプーリ（５）は、ベルト（２４）をもって、可逆プーリ（２５）に連結 されている。この可逆プーリ（２５）は、軸受２６により、支持管（２７）に回 転可能として設けられている。 この同じ支持管（２７）上に、別の歯付きプーリ（２８）が軸受（２９）によ り取付けられている。このプーリ（２８）は、プーリ（２２）を駆動するべくベ ルト（３０）により歯付きプーリ（２２）に連結されている。可逆プーリ（２５ ）は、２つの接触片（３２）によりシャフト（３１）と連結され、各接触片（３ ２）は、２つの螺旋溝３３の一方と係合している。プーリ（２８）が、２つの軸 方向溝（３５）に係合された２つの接触片（３４）により、シャフト（３１）に 連結されている。 シャフト（３１）は、ピストン（３６）の力で軸方向に移動しうる。このピス トン（３６）には、シャフト（３１）の前端部に位置する筒形カバー（３７）が 設けられ、このカバーの中には、圧力ベアリング（３８）が設けられている。こ の圧力ベアリングの内側リングは、支持筒（３１）に固定されている。位置チャ ンネル（３９）は、ピストン（３６）の移動を規制している。 支持筒（３１）が図１で示す位置にあると、プーリ（２５）（２８）および溝 プーリ（５）（２２）の歯数が等しいので、プーリ（２２）および操作スリーブ （１９）は、支持筒（１）と正確に同じスピードで回転する。歯付きプーリ（２ ２）に対する支持筒（１）の角度位置は一定である。 ピストン３６を左方へ移動させると（図１）、ピストン（３６）は、筒形カバ ー（３７）およびスラストベアリング（３８）を介してシャフト（３１）を押す 。これにより、螺旋溝（３３）は、ベルト（２４）（３０）によって回転させら れるプーリ（２５）（２８）間において、相対的な角度変更をし、歯付きプーリ （２２）を、支持筒（１）に対して相対的に移動させる。螺旋溝（３３）の配置 、 ピストン（３６）の軌道、およびプーリ（５）と（２５）および歯付きプーリ（ ２２）と（２８）間の関係を選ぶことにより、支持筒（１）に固定されたプーリ （５）と、操作スリーブ（１９）上の固定プーリ（２２）との相対回転角度を９ ０°とすることができる。この角度は、ピストン（３６）の移動を制限する調節 ねじ（４０）により調節可能である。 １組のカッター等の選択は、操作スリーブ（１９）が中間位置にあるときにの み可能である。すなわち、楕円表面（２０ａ）（２０ｄ）と傾斜面（１４ａ）〜 （１４ｄ）とは接触しない。 カッターの数は、２対にのみに限られず、スペースがあれば、１対あるいは数 対の補助カッターをスピンドルに取付けることが可能である。 上述した位相変更装置は、作業者が作業する場合の所望の、１対のカッターを 選択するための手段である。この装置は、他の装置と交換できる。例えば、駆動 プーリと同じ機能を有する噛合装置とである。 図１および図６を参照して、カッターの駆動装置について、より詳しく述べる 。その機能は、スピンドルの回転中に、カッターを確実に突出させるために、操 作スリーブ（１９）を移動させることである。そのために、支持体（５１）がス ピンドルのフレーム（５２）の上方に設けられ、この支持体（５１）には、操作 レバー（４９）を回転させる軸（５０）が設けられている。 操作レバー（４９）には、スピンドルの近傍に位置する２つの駆動ナット（５ ３）が、軸（５４）をもって取付けられ、駆動ナット（５３）は、操作スリーブ （１９）の外周に嵌合した嵌筒（４２）（図１参照）における溝に係合している 。操作レバー（４９）は、軸（５４）、ナット（５３）、嵌筒（４２）および加 圧接触している１対のボールベアリング（４１）を介して、操作スリーブ（１９ ）を移動させる。 この運動をさせる装置は、カップリング（４４）によりボールねじ（４５）を 回転させるようになっているサーボモータ（４３）である。軸方向の応力を吸収 するようにベアリング（５６）が設けられている。ボールねじ（４５）の他端は 、ブロック（５５）内に設けられ、かつ支持体（５１）に固定されたベアリング （５７）により支持されている。 ボールねじ（４５）のナット（４６）は、操作レバー（４９）に設けた軸（４ ８）と相対的に回転しうるブロック（４７）内に設けられている。 サーボモーター（４３）が一定の回転運動をすると、この運動により、ねじ装 置を介して、ナット（４６）およびブロック（４７）は、直線運動させられる。 このブロック（４７）は、軸（４８）により操作レバー（４９）と連結され、操 作レバー（４９）を回転させる。この結果、軸（５０）と（４８）、および軸（ ５０）と（５４）との距離は、それぞれ等しくなり、操作スリーブ（１９）は、 ブロック（４７）と正確に等距離を移動する。 組立てを入念にすることにより、移送装置の遊びをなくすことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転軸と同軸をなす非回転部材を切削するための少なくとも２対の工具が 枢着されている切削装置であって、 回転ヘッドと回転ヘッドのための固定スピンドルを含むローターが取付けられ 、ローターには軸方向の溝が形成され、かつローターは、回転駆動する手段に連 結されているフレームと、 部材を軸方向に案内し、かつベアリングをもって、スピンドル内に回転ヘッド により取付けられている案内手段と、 部材を保持して軸方向に移動させる手段と、 回転ヘッドにその軸線と平行をなす軸まわりに回転しうるようにして取付けら れ、かつ軸方向と直角方向を向く操作レバーが取付けられている少なくとも４つ の工具支持体と、 ローター内を軸方向に移動している間に可動であり、かつ移動制御装置に連結 されている回転体と、それぞれ各制御レバーとそれに対応する回転体に設けられ 、かつ制御面と、回転している指示体の運動に対して、異なる位置において設け られている駆動面を有し、前記指示面は、カッター支持体に設けられ、かつ対応 する駆動面は、回転制御手段に設けられており、さらに回転工具支持体に対応す る各指示面は、前記支持体の回転軸線と一致する軸まわりに傾斜部を有し、この 指示傾斜面はその反対側に、ステップを有する前記操作レバーの回転制御手段を 備えるものにおいて、 前記スピンドル（１０１）に同軸的に取付けられ、軸方向に移動して、第１の 位置、第２の位置、および中間位置を取り得るようになっており、かつ一端に２ つの楕円表面（２０ａ）（２０ｂ）を有し、これらの楕円表面は、工具を突進さ せるための駆動装置の傾斜面（１４ａ）（１４ｂ）（１４ｃ）（１４ｄ）と協動 するようになっている操作スリーブ（１９）と、操作スリーブ（１９）を軸方向 に移動させるための手段と、操作スリーブ（１９）を、その軸回りに一定の角度 回転させるべく位置決めされている位相変更手段とを有することを特徴とする切 削装置。 ２．操作スリーブ（１９）を移動させる手段は、スピンドル（１０１）に取付 けたフレーム（５２）に固定された支持体（５１）に設けた軸（５０）まわりに 回転しうる操作レバー（４９）を有し、この操作レバーは、操作スリーブ（１９ ）の外周に同軸的に取付けられた嵌筒（４２）の溝に係合する軸（５４）と同心 をなす２つの駆動ナット（５３）を有することを特徴とする請求項１記載の切削 装置。 ３．嵌筒（４２）は、加圧接触片を有する２つのボールベアリングにより、操 作スリーブ（１９）に取付けられていることを特徴とする請求項２記載の切削装 置。 ４．前記嵌筒とプーリとの回転連結を確実にする２つのコッタピンにより操作 スリーブ（１９）と連結されたプーリ（２２）を有し、かつ後者は軸方向に自由 に移動しうるようになっており、このプーリ（２２）は、スピンドルに取付けら れ、駆動モータにより駆動されるようになっている駆動プーリ（５）と連結され 、かつ自由回転しうるようにして設けられた逆回転プーリ（２５）を支持してい る管状支持体（２７）に設けた回転プーリ（２８）と連結されていることを特徴 とする請求項１記載の切削装置。 ５．プーリ（２２）と回転プーリ（２８）との連結は、ベルト（３０）により 行なわれていることを特徴とする請求項４記載の切削装置。 ６．駆動プーリ（５）と逆転プーリ（２５）との連結は、ベルト（２４）によ り行なわれていることを特徴とする請求項４記載の切削装置。 ７．位相変更装置は、逆転プーリ（２５）に対する回転プーリ（２８）の角度 位置を変化させるための手段を備えていることを特徴とする請求項４記載の切削 装置。 ８．角度位置を変化させる手段は、支持筒（３１）に設けた２つの螺旋溝（３ ３）と係合する逆転プーリ（２５）における２つの別々の接触部（３２）と、シ ャフト（３１）における軸線と直交する２つの溝（３５）、および前記シャフト （３１）上を軸方向に移動しうる要素と係合する２つの接触部を備えていること を特徴とする請求項７記載の切削装置。 ９．前記要素（３６）はピストン（３６）であり、このピストン（３６）は、 筒形カバー（３７）と、シャフト（３１）の一端に設けたスラストベアリング （３８）によりシャフト（３１）に連結されていることを特徴とする請求項８記 載の切削装置。 １０．前記要素（３６）は、その移動の信号を送るために、位置チャンネルと 関連づけられていることを特徴とする請求項９記載の切削装置。 １１．回転プーリ（２８）および逆転プーリ（２５）は、同数の歯を有する歯 付きのプーリであることを特徴とする請求項８記載の切削装置。 １２．螺旋溝（３３）は、ピストン（３６）が支持筒（３１）を第１の位置か ら第２の位置へ向かって移動させ、スピンドル（１０１）と連結されたシャフト （１）に対する操作スリーブ（１９）と連結された固定プーリ（２２）の角度位 置の変化が、切削ヘッドにより移送されたバイトの数が２対のとき、９０°とな るようにしてあることを特徴とする請求項８記載の切削装置。 １３．ピストン（３６）は、その移動量を制御する調節ねじ（４０）と関連づ けされていることを特徴とする請求項１２記載の切削装置。