JPS5817682Y2 - パイプ加工用旋削工作機械の心出し装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、パイプ加工用旋削工作機械の改良に関するも
のであり、特に主軸のチャックでパイプ外周を把持する
際、主軸中心に対してパイプの外径を基準にして心を出
す心出し装置に関するものである。

パイプ加工用旋削工作機械においては、加工するパイプ
素材に成形時に生ずる曲りや偏肉が有る為、まず主軸中
心に対してパイプの加工部外径を基準にして心を出した
後、爪が個々に動くいわゆるコンペンセイト形チャック
でパイプ外周を把持して加工する必要がある。

従来のパイプ６出し装置は、主軸チャック本体に組み込
まれていて、心出し時にチャックから斜め前方に突き出
してパイプの加工部外周に当接し、心を出す方式を採用
している為、パイプ径によって心出しする軸方向位置が
異なってくることと、チャック本体内に組み込む為、チ
ャックの構造が非常に複雑になる不具合点があった。

本考案の心出し装置は、主軸と対向する側に設けられた
テールストック本体に、主軸の回転中心と同一の中心を
有する円周上の３等分された位置に、主軸軸線と平行な
方向に移動可能にかつ回転可能に３本のロッドを支承し
、該３本のロッドの主軸側突出部に、パイプに当接する
接触子を有するアームを取り付けることにより、パイプ
径が変っても常に加工部の外径を基準にした心出しを行
なうことが可能になる為、精度良くパイプ加工を行なえ
る。

また、心出し装置をテールストック側に配置したことに
より、主軸チャックの構造に余裕が出来、その余裕分だ
け把握爪の数を従来のチャックよりもふやすことが可能
となるがら、爪１個当りの把持力が小さくて済み、肉厚
が薄いパイプを把持した時に、パイプの不均一な変形が
避けられて、加工精度が向上する。

以下本考案の心出し装置の一実施例を図面に従って詳細
に説明する。

第１図は本考案の心出し装置を装備したパイプ加工用旋
削工作機械の全体正面図、第２図は同平面図、第３図は
同右側面図である。

Ｌ字型のベース１上には、第２図の左側部分にダブテイ
ル状の案内面２が形成され、該案内面２上に載置された
ヘッドストック３の下面のダブテイル状の案内面４が、
前記ベース１上の案内面２に補合して、ヘッドストック
３は案内面２上を摺動可能である。

ベース１の右側部分には、フロント側とリヤ側に各々サ
ブベース５Ａ、５Ｂが載置され、該サブベース５Ａ、５
Ｂ上には、サドル６Ａ、６Ｂが主軸軸線と平行に摺動可
能に載置されている。

サドル６Ａ。６Ｂは、送り用モータ７ Ａ、７ Ｂによ
りスクリュウ８Ａ、８Ｂを介して往復摺動せしめられる
。

サドル６Ａ、６Ｂ上には、クロススライド９Ａ、９Ｂが
主軸軸線と直角方向に摺動可能に載置され、送り用モー
タＩＯＡ、ＩＯＢによりスクリュウ（図示せず）を介し
て往復摺動せしぬられる。

クロススライド９Ａ、９Ｂ上には、旋回割出し可能な刃
物台１１ Ａ、１１Ｂが載置され、後記する加工位置に
持ち来たされた大径主軸もしくは小径主軸に担持された
パイプ素材を加工する。

ベース１の右側部分中央には、サブベース５Ａ。

５Ｂの間に、更に１個のサブベース１２が載置され、サ
ブベース１２上には、主軸軸線と平行な方向に位置調整
が可能なテールストック本体１３が載置されている。

テールストック本体１３の主軸に対向する側には、加工
位置に持ち来た１された主軸の回転中心軸と整列する位
置に、パイプ素材の内径を把握する内張り爪１４が設け
られ、テールストツク本体１３後部のシリンダ１５の作
動により、内張り爪１４を放射状に開閉して、パイプ素
材の内径を把握し、加工時におけるパイペ素材の振れを
防止する。

テールストック本体１３の上面には、主軸軸線と平行に
摺動可能なサドル１６が載置され、サドル１６の前側に
は、主軸軸線に対して直角方向に上下動するクロススラ
イド１７が取付けられていて、クロススライド１７前面
の刃物台１８により、パイプ素材端面の面取り加工を行
なう。

第４図に示すように、ヘッドストック３には、ヘッドス
トック３の摺動方向と直交する回転中心軸を有する大径
主軸１９と小径主軸２０が、同一水平面上に、ヘッドス
トック３の摺動方向に離間して平行に軸承されている。

大径主軸１９には、大径のパイプを挿通する為の大径の
軸方向貫通穴１９Ａが設けられ、小径主軸２０には、小
径のパイプを挿通する為の小径の軸方向貫通穴２０Ａが
設けられている。

また大径主軸１９の前後両端には、大径のパイプを把持
して回転トルクを伝達する大径パイプ把握用チャック２
１ Ａ、２１ Ｂが取り付けられ、小径主軸２０の前後
両端には、小径のパイプを把持して回転トルクを伝達す
る小径パイプ把握用チャック２２Ａ、２２Ｂが取り付け
られている。

第５図にチャックの断面図を示すが、小径用チャック２
２Ａ。

２２ Ｂと大径用チャック２１ Ａ、２１ Ｂは全く同
一の機構であって、単に寸法的に異なるだけである。

チャックボディ２３には、パイプを挿通させる軸方向貫
通穴２３Ａが設けられ、その前面には、半径方向に放射
状に６個の案内溝２４が形成されている。

案内溝２４には、各々シフタ２５が軸方向に摺動可能に
挿入され、またマスタージョー２６が半径方向に摺動可
能に挿入されて、シフタ２５とマスタージョー２６のく
さび部が噛み合っている。

従って、シフタ２５を第５図の右側に移動させると、マ
スタージョー２６が半径方向内側に摺動し、左側に移動
させると、マスタージョー２６が半径方向外側に摺動す
る。

マスタージョー２６の各々内側には、パイプの径に応じ
て段取り変えするトップジョー２７がポル）２７Ａで取
り付けられている。

チャックボデイ２３の前面には、中心部に軸方向の貫通
穴２８Ａが形成されたフロントカバー２８が取り付けら
れ、マスタージョー２６の前部を案内している。

また、フロントカバー２８とシフタ２５との間には、ス
プリング２９が各々介在しており、シフタ２５を常時左
側に押圧して、マスタージョー２６を開く方向の力を付
与している。

チャックボテ゛イ２３の後部には、６個のシフタ２５に
各々対応して、軸方向にシリンダ３０が形成されている
。

シリンダ３０には、各々ピストン３１が軸方向摺動可能
に挿嵌され、ピストン３１のピストンロッド３１ Ａが
、チャックボディ２３を突き抜けて、シフタ２５の軸方
向止め穴３２に摺動可能に嵌合している。

ピストン３１の前側とシリンダ３０との間には、スプリ
ング３３が各々介在しており、ピストン３１を常時左側
に押圧している。

ピストン３１とピストンロッド３１ Ａとの軸心には、
小径穴３４と大径穴３５が穿孔されている。

小径穴３４には、全長にわたってスリットが形成された
スプール３６が摺動可能に挿嵌されている。

大径穴３５の右端には、軸心に透孔が形成されたプラグ
３７が取り付けられている。

大径穴３５にはボール３８が挿入され、スプリング３９
によって常時左側に押圧されている。

シリンダ３０の左側は、カバー４０によって密閉され、
カバー４０にはピストン３１の左側シリンダ室に開口す
る油通路４１が形ｅ、されている。

スプリング３３のは゛ね力は、スプリング２９のばね力
とシフタ２５及びマスタージョー２６の摺動抵抗の総和
よりも大きく設定されている。

また各油通路４１は、共通の油通路４２から分岐して配
管されている。

従って、油通路４２に圧油が供給されると、圧油は、各
油通路４１．スプール３６のスリット、大径穴３５、プ
ラグ３７の透孔を通って、シフタ２５の軸方向止り穴３
２に供給され、シフタ２５を右側に移動して、各マスタ
ージョー２６を単独で半径方向内側に移動させる。

全てのマスタージョー２６がパイプの外周に当接して停
止すると、油通路４１内の圧力が上昇する為、ピストン
３１がスプリング３３に抗して右側に移動する。

ピストン３１が若干右側に移動すると、スプール３６が
スプリング３９の押圧力により左側に移動し、ボール３
８が小径穴３４を塞ぐ。

続いてピストン３１が右側に移動すると、前記密閉され
た油を介して各マスタージョー２６が同時に半径方向内
側に強く押し付けられ、パイプを強力に把持する。

即ち、パイプ材の曲り等が有っても、パイプ材を各マス
タージョーが確実に把持できる構造になっている。

圧油が解除されると、スプリング３３．２９の押圧力に
よって、ピストン３１．シフタ２５が左端に戻って、各
マスタージョー２６を開く。

第６図及び第７図に示すように、テールストック本体１
３には、加工位置に持ち来たされた大径主軸１９もしく
は小径主軸２０の主軸軸線と整列する中心軸の回りで回
転可能な回転主軸４３が軸承されている。

回転主軸４３の先端には、チャックボディ４４が取り付
けられ、チャックボテ゛イ４４には、同一円周上の６等
分された位置に、主軸軸線方向に摺動可能に６個のシフ
タ４５Ａ〜４５ Ｆが挿入されている。

また、前記シフタ４５Ａ〜４５ Ｆの各々のくさび部と
噛み合うくさび部を有する６個の内張り爪１４Ａ〜１４
Ｆが、半径方向に摺動可能に挿入され、その先端には、
パイプ材の内径によって交換するトップジョー４６Ａ〜
４６ Ｆがボルトで取り付けられている。

回転主軸４３に設けられた軸方向貫通穴４７内には、軸
方向に移動可能にロッド４８が挿入されており、ロッド
４８の先端には段付きのロッド４９がねし止めされてい
る。

ロッド４９の大径部には押圧カラー５０か゛ピン止めさ
れ、押圧カラー５０と各シフタ４５Ａ〜４５ Ｆの間に
は、各々スプリング５１ Ａ〜５１ Ｆが介在されてい
る。

従って、ロッド４８が前進すると、シック４５Ｂ〜４５
Ｆはスプリング５１ Ａ〜５１ Ｆを介して前進移動
せしめられ、内張り爪１４Ａ〜１４Ｆを半径方向外側に
突出させる。

前記したように、パイプ材には成形時の曲りや偏肉があ
る為、全ての内張り爪１４Ａ〜１４Ｆがパイプ内壁に同
時に当接することはないが、本考案では個々のシフタ４
５Ａ〜４５ Ｆをスプリング５１ Ａ〜５１ Ｆを介し
て押すようにしている為、スプリングの撓み代で内張り
爪１４Ａ〜１４Ｆの動きのばらつきを吸収している。

段付きのロッド４９の先端小径部には、スリーブ５２が
嵌装され、チャックボテ゛イ４４の前端に取り付けられ
たカバー５３にスリーブ５２が摺動可能に支承されてい
る。

スリーブ５２には、３等配された位置に軸方向の長溝５
４Ａ〜５４Ｃが形成され、長溝５４Ａ〜５４Ｃには各々
ボール５５Ａ〜５５Ｃが挿入されている。

チャックボディ４４の前端の穴５６内には、扇形のクラ
ンプピース５７Ａ〜５７Ｃが挿入され、各クランプピー
スの間には扇形のスペーサ５８Ａ〜５８ Ｃが介挿され
ている。

扇形のクランプピース５７Ａ〜５７ Ｃの内壁は各々ボ
ール５５Ａ〜５５Ｃに接触している。

また、各シフタ４５Ａ〜４５Ｆの内側には円筒面が形成
され、各クランプピース５７Ａ〜５７Ｃの外周Ｒ面に対
して、各々２個のシックの半円筒面が接触している。

即ち、クランプピース５７Ａにはシフタ４５Ａ、４５Ｂ
、クランプピース５７Ｂにはシフタ４５Ｃ，４５Ｄ、ク
ランプピース５７ Ｃにはシフタ４５ Ｅ 、４５ Ｆ
が各々接触している。

第６図に示すように、段付きのロッド４９の中間部外周
には、前記ボール５５Ａ〜５５Ｃに接触するテーパ面５
９が形成されている。

従って、ロッド４８が前進して、内張り爪１４Ａ〜１４
Ｆが全てパイプ材の内周壁に当接した後、ロッド４８の
残りの前進運動で、テーパ面５９のくさび作用によりボ
ール５５Ａ〜５５Ｃを外側に押し込み、クランプピース
５７Ａ〜５７Ｃをシフタ４５Ａ〜４５ Ｆに強力に押し
付けて、シフタ４５Ａ〜４５ Ｆが移動しないように固
定する。

このようにシフタ４５Ａ〜４５ Ｆを固定することによ
り、切削中の切削抵抗でパイプ材が歪んだ際、パイプ径
の拡った部分の内張り爪が突き出して、パイプ材の変形
を更に助長する不具合が生ずるのを防止している。

回転主軸４３の後端にはシリンダ１５が取り付けられ、
シリンダ１５に軸方向摺動可能に挿嵌されたピストン６
０が、ロッド４８の後端に取り付けられている。

従ってシリンダ１５の前後のシリンダ室に選択的に圧油
を供給することにより、ロッド４８を前後に移動させて
、内張り爪１４Ａ〜１４Ｆを開閉することが出来る。

第６図、第８図及び第９図に示すように、テールストッ
ク本体１−３には回転主軸４３の周囲に、回転主軸４３
の軸心を中心とする同一円周上の３等分された位置に、
３本のロッド６１ Ａ〜６１ Ｃが主軸軸線に平行に摺
動可能にかつ回転可能に軸承されている。

ロッド６１ Ａ〜６１ Ｃの前端には同一長さのアーム
６２Ａ〜６２Ｃが各々取り付けられ、アーム６２Ａ〜６
２Ｃの各々先端には接触子（ローラー）６３Ａ〜６３Ｃ
が回転可能に軸承されている。

テールストック本体１３の後部には、シリンダ６４が取
り付けられ、ロッド６１ Ｂの後端に取り付けられたピ
ストン６５がシリンダ６４に摺動可能に挿嵌されている
。

またロッド６１ Ａ〜６１ Ｃの中間部には、各々同一
の歯車６６Ａ〜６６Ｃがピン止めされている。

回転主軸４３の中間部には、大歯車６７Ａと小歯車６７
Ｂを有する段歯車６７が、回転主軸４３に対して回転可
能に軸承されている。

大歯車６７Ａには前記歯車６６Ａ〜６６ Ｃが各々噛み
合い、大歯車６７Ａの外周上に摺動可能に嵌装されたリ
ング６８が、円周上３等分位置に設けられたＲ状切欠６
９Ａ〜６９Ｃに歯車６６Ａ〜６６Ｃをはさみ込んでいる
。

従って前記シリンダ６４の後部シリンダ室に圧油を供給
してピストン６５を前進させると、歯車６６Ｂの前進と
共に他の歯車６６Ａ、６６Ｃもロッド６１ Ａ、６１
Ｃと共に大歯車６７Ａに噛み合ったまま２点鎖線の位置
まで前進する。

第６図及び第８図に示すように、小歯車６７Ｂにはラッ
ク７０が噛み合っており、ラック７０の端部に形成され
たピストン７１がシリンダ７２に摺動可能に挿嵌されて
いる。

従って、第６図の２点鎖線で示すパイプ６出し位置にロ
ッド６１ Ａ、６１ Ｂ、６１ Ｃが前進した後、ピス
トン７１を第８図の実線矢印方向に移動すれば、ロッド
６１ Ａ、６１ Ｂ、６１ Ｃは同期して同一方向に回
転し、第９図の２点鎖線で示すように、アーム６２Ａ〜
６２Ｃが主軸軸線を横切る方向に振り込まれて、先端の
ローラー６３Ａ〜６３Ｃがパイプ外周に当接し、パイプ
外周を基準にした心出しをする。

第１図及び第２図に示すように、ヘッドストック３の後
方床上には、加工位置に持ち来たされた主軸の軸方向貫
通穴にパイプを送り込み、かつ主軸回転中においてパイ
プの振れを防止するパイプローディング装置７３が据え
付けられている。

このパイプローディング装置７３は、ローラー送り方式
であって、加工位置に持ち来たされた大径主軸１９及び
小径主軸２０に対して、大径から小径までのパイプを共
通して供給しかつ支持する。

次に本考案の心出し装置を装備したパイプ加工用旋削工
作機械の心出し動作を説明する。

まず前記したパイプローディング装置７３により、加工
前のパイプが主軸の貫通穴を通して加工位置までローデ
ィングされる。

続いてピストン６５が前進して、ロッド６１ Ａ、６１
Ｂ、６１ Ｃが第６図に示す２点鎖線の定位置（パイ
プの先端部）へ同時に前進する。

次にピストン７１を第８図の実線矢印方向に移動して、
ラック７０、小歯車６７Ｂ、大歯車６７Ａを介して、歯
車６６ Ａ、６６ Ｂ 、６６ Ｃを同期して同一方向
（第９図のアームがパイプに近づく方向）に回転させ、
先端のローラー６３ Ａ、６３ Ｂ 、６３ Ｃをパイ
プの外周に突き当てて、主軸回転中心にパイプ外径を基
準にした心出しをする。

この時、パイプの反対側は、パイプローディング装置７
３に装備されている振れ止め装置７３Ａによって把握さ
れ、パイプの心出しを行なっている。

次にピストン６０が前進して、６個の内張り爪１４Ａ〜
１４Ｆが突き出し、パイプの内壁を把握する。

続いて主軸の前後に装着しているチャックの爪が閉じて
、パイプ外周を把握する。

第８図のピストン７１が破線矢印方向に移動して、アー
ム６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃをパイプから離れる方向に旋
回する。

次にピストン６５が後退して、ロッド６１ Ａ、６１
Ｂ、６１Ｃを同時に後退端まで後退させる。

これで加工準備が完了し、主軸が回転して加工を開始す
る。

この状態を第１０図に示す。

即ち、主軸側に取り付けられたチャックとテールストッ
ク側に取り付けられた内張り爪によって、パイプの外周
と加工部内周を強固に把持した後、テールストック側の
刃物台１８に取り付けられたバイト７４によって、パイ
プ端面と内外周の面取りを行なう、次にリヤ側の刃物台
１１ Ｂに取り付けられた荒加工用ねじ切りバイト７５
と、フロント側の刃物台１１Ａに取り付けられた仕上加
工用ねじ切りバイト７６によって、荒加工用ねじ切りバ
イト７５を仕上加工用ねじ切りバイト７６が追い掛ける
方式のバランスカットによる同時切削を行なう。

以上の繰返し動作によりパイプを次々に加工する。

以上述べた如く、本考案は実施例に示された構成に限定
されるものではなく、請求の範囲に記載された本考案の
技術思想を逸脱しない範囲内での変更は予期されるとこ
ろである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の心出し装置を装備したパイプ加工用旋
削工作機械の正面図、第２図は同平面図、第３図は同右
側面図、第４図はヘッドストックの２本の主軸を示す横
断面図、第５図は主軸チャックの横断面図、第６図はテ
ールストックの縦断面図、第７図は第６図のＡ−Ａ断面
図、第８図は第６図のＣ−Ｃ断面図、第９図は第６図の
Ｂ矢視図である。 第１０図は加工動作を示す平面図である。図において
１・・・・・・ベース、３・・・・・・ヘッドストック
、１３・・・・・・テールストック本体、１５・・・・
・・シリンダ、１９・・・・・・大径主軸、２０・・・
・・・小径主軸、４３・・・・・・回転主軸、４４・・
・・・・チャックボディ、１４Ａ〜１４Ｆ・・・・・・
内張り爪、６１ Ａ〜６１ Ｃ・・・・・・ロッド、６
２Ａ〜６２Ｃ・・・・・・アーム、６３Ａ〜６３Ｃ・・
・・・・接触子、６４・・・・・・シリンダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．ベースと、該ベース上に設けられたヘッドストック
   と、該ヘッドストックに回転可能に軸承されパイプを挿
   通する為の軸方向貫通穴を有する主軸と、該主軸の端部
   に設けられ主軸に挿通されたパイプを把持する為のコン
   ペンセイト形チャックと、前記ベース上に設けられ主軸
   軸線と平行並びに直角方向に移動可能な往復台上に載置
   された刃物台と、前記ベース上に主軸と対向して設けら
   れ主軸軸線と平行な方向に位置調整が可能なテールスト
   ック本体と、主軸側に張架され該テールストック本体に
   主軸軸線と平行な方向に移動可能にかつ同期回転可能に
   支承され前記主軸の回転中心と同一の中心を有する同一
   円周上の３等分された位置に配置された３本のロッドと
   、該３本のロッドを主軸軸線と平行な方向に移動せしめ
   る為の駆動源と、該３本のロッドをその中心軸の回りに
   回転させる為の駆動源と、該３本のロッドの主軸側突出
   部に一端が取り付けられたアームと、該アームの他端に
   設けられた接触子とからなり前記３つのアームを同期回
   転させてアーム先端の接触子をパイプ外周に当接させパ
   イプ外径を基準にした心出しを行なった後前記コンペン
   セイト形チャックに・より把持することを特徴とするパ
   イプ加工用旋削工作機械の心出し装置。 ２、前記テールストック本体にヘッドストックの主軸軸
   線と整列する中心軸の回りに回転可能に軸承された回転
   主軸と、該回転主軸のヘッドストック側突出部に半径方
   向に移動可能に複数個放射状に設けられその外端部でパ
   イプの内周壁を把持するマスタージョーと、該マスター
   ジョーを半径方向に移動せしめる駆動源とを有する実用
   新案登録請求の範囲第１項記載のパイプ加工用旋削工作
   機械の心出し装置。