KR20150125737A

KR20150125737A - 헬리컬 블레이드 커터

Info

Publication number: KR20150125737A
Application number: KR1020157031026A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 다나카; 사토시 쓰루타; 유즈루 가도노
Original assignee: 가부시키가이샤 나카타 세이사쿠쇼
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2015-11-09
Also published as: EP2979796A4; US9764398B2; EP2979796A1; RU2621544C2; WO2014155698A1; KR102044757B1; RU2015146551A; US20160045962A1; JP5757642B2; CN105121079B; JPWO2014155698A1; CN105121079A

Abstract

블레이드의 손상에 수반되는 경제적 손실을 가급적 억제할 수 있는 동시에, 블레이드의 장착, 교환이 용이하며, 또한 제조 비용도 저렴한 경제성 및 취급성이 우수한 헬리컬 블레이드 커터를 제공한다. 외면이 원통상 원주면인 원형 바디(10)의 외주면에, 회전 중심축(O)에 평행한 외주면 위의 직선에 대해 소정의 나선각(α)으로 경사진 복수의 직선상 블레이드(20)가 상기 외주면의 원주 방향으로 소정 간격으로 장착된 헬리컬 블레이드 커터이다. 원형 바디(10)의 외주면에, 상기 블레이드(20)의 나선각(α)과 동일한 각도로 경사지는 동시에 외주면의 접선에 대해 앙각 방향으로 경사각(β)으로 경사진 블레이드 장착면(13)이, 앙각 방향의 경사에 따라 발생하는 단차(14)를 개재하여 원주 방향으로 소정 간격으로 형성된다. 블레이드 장착면(13)과 상기 단차(14)로 둘러싸인 단면 L상의 블레이드 장착부(17)에, 상기 블레이드(20)가 칩 홀더(30)를 개재하여 탈착 가능하게 장착된다.

Description

헬리컬 블레이드 커터{HELICAL BLADE CUTTER}

본 발명은 강판의 엣지트리밍에 사용되는 헬리컬 블레이드 커터에 관한 것이며, 구체적으로는, 외면(外面)이 원통상 원주면인 원형 바디의 외주면에, 칩 열로 이루어지는 블레이드가 회전 중심축에 대해 경사지면서 원주 방향으로 소정 간격으로 장착되는 동시에, 블레이드의 경사 방향과 역방향으로 회전 중심축이 경사진 상태로 회전 구동되는 헬리컬 블레이드 커터에 관한 것이다.

전봉관(電縫管) 제조 라인에서는 강판의 폭 균일성을 위해 엣지트리머라고 불리는 절삭기를 통해 강판이 성형 장치로 진입한다. 이 경우 엣지트리머의 하나로서, 특허문헌 1에 기재된 헬리컬 블레이드 커터가 있다.

헬리컬 블레이드 커터는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 외면이 원통상 원주면인 원형 바디(10)의 외주면에, 원주 방향, 즉 회전 방향(X)으로 소정 간격으로 장착된 복수의 직선상의 블레이드(20)를 가지고 있다. 각 블레이드(20)는 복수의 절삭 칩(21)이 원형 바디(10)의 회전 중심축 방향의 일단측에서 타단측에 걸쳐 직선상으로 정렬함으로써 구성되는 동시에, 그 회전 중심축(O)에 평행한 외주면 위의 직선(P)에 대해 회전 방향(X)의 후방으로 각도(α)로 뒤로 경사져 있다. 이 후방각(α)은 축 방향에 있어서의 나선각(α)이라고 불리고 있으며, 그 나선각(α)과 동일한 경사 각도로 원형 바디(10)의 외주면에 비스듬하게 각설(刻設)된 복수의 슬릿상의 노치(12) 내에, 상기 블레이드(20)는 칩 홀더(30) 및 쐐기상의 칩 고정 부재(40)와 함께 삽입되어, 고정되어 있다.

구체적으로 설명하면, 원형 바디(10)의 외주면에는, 회전 중심축(O)에 평행한 외주면 위의 직선(P)에 대해 나선각(α)과 동일한 각도로 경사진 오목상의 원호면(11)이 원주 방향으로 소정 간격으로 형성되는 동시에, 인접하는 원호면(11, 11) 사이 부분으로부터 회전 방향 전방의 원호면(11) 부분에 걸쳐 슬릿상의 노치(12)가 형성되어 있다. 각 노치(12)에는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 블레이드(20)를 구성하는 복수의 절삭 칩(21)이 칩 홀더(30)에 유지되어 거의 완전하게 끼워 넣어져 있고, 이들 회전 방향 전방에 복수의 절삭 칩(21)에 각각 대응하여 노치(12) 내에 끼워 넣어진 복수의 쐐기상의 칩 고정 부재(40)가 노치(12)의 바닥면에 나사 고정됨으로써, 복수의 절삭 칩(21)은 칩 홀더(30)와 함께 노치(12) 내에 고정되어 있다.

원형 바디(10)의 노치(12) 내에 유지된 직선상의 블레이드(20)는 원형 바디(10)의 반경선(R)에 대해 회전 방향(X)의 후방으로 β의 각도로 뒤로 기울어져 있다. 이 후경각(β)은 반경선(R)에 대한 음의 방향의 경사각(β)(이하, 간단히 경사각(β))이라고 불리고 있으며, 원형 바디(10)의 외주면의 접선(T)에 대한 앙각 방향의 경사각, 즉 앙각과 일치한다. 쐐기상의 칩 고정 부재(40)의 상면은, 절삭 부스러기 포켓을 형성하기 위해, 원형 바디(10)의 원호면(11)에 연속하는 원호면으로 되어 있다.

운전에서는, 이 헬리컬 블레이드 커터는 회전 중심축이 블레이드(20)의 경사 방향과 역방향으로 앞으로 기울어진 상태로 회전 구동된다. 구체적으로는, 회전 중심축(O)은 강대(鋼帶) 진행 방향 전방으로 상기 나선각(α)에 근사한 각도(γ)로 경사져 있고, 그 결과, 강대 진행 방향 후방으로 나선각(α)으로 뒤로 기울어진 블레이드(20)는 강대의 엣지에 약간의 후경각(α-γ)을 가지고 당접하게 된다(도 4 참조). 헬리컬 블레이드 커터의 회전 방향(X)은 강대의 진행 방향(Y)과 동일하지만, 회전 속도가 강대의 진행 속도보다 빠르기 때문에, 그 속도차에 의해 강대의 엣지 절삭이 행해진다. 축 방향에 있어서의 나선각(α) 및 경사각(β)은 엣지를 직각으로 평탄하게 절삭하는데 필요 불가결한 요건이다.

헬리컬 블레이드 커터의 특징은 많지만, 몇가지 열거하자면 다음과 같다. 블레이드(20)가 소정의 나선각(α) 및 경사각(β)을 가지며, 2방향의 후경각〔(α-γ) 및 경사각(β)〕을 가지고 강대의 엣지부에 접하기 때문에 원활한 톱질이 되고, 그 한편으로 절삭 거리는 비교적 작게 억제된다. 이로 인해 블레이드(20)에 있어서의 각 절삭 칩(21)의 부담은 작다. 엣지부에 있어서의 절삭호(弧)가 타원이 되기 때문에, 최대 절삭 부스러기 두께가 작아지고, 이 점에서도 절삭 칩(21)의 부담이 경감된다. 하나의 블레이드(20)에 주목한 경우, 절삭 여유에 따라 절삭 위치가 순차 이동해 가기 때문에, 절삭 칩(21)의 온도 상승이 억제되고, 이것에 의한 복수의 칩(21)의 마모 균등화가 가능해지기 때문에, 이 점에서도 절삭 칩(21)의 부담 경감도 기대할 수 있다.

이와 같이 헬리컬 블레이드 커터는 블레이드(20) 및 블레이드(20)를 구성하는 각 절삭 칩(21)의 부담이 작은 것이 특징이지만, 이것을 상기한 엣지트리머에 사용한 경우, 다음과 같은 문제가 있다.

헬리컬 블레이드 커터는, 블레이드(20)와 강판 엣지부의 접촉이 본래의 절삭 여유 정도로 유지되도록, 엣지부 검출 센서나 모방 장치에 의해 강판의 폭 방향의 변위에 추종하는 것이 통례이지만, 강판의 캠버가 크거나 판 폭이 변화되는 것과 같은 재료측의 상황이 급변하는 사태가 발생하면, 강판의 엣지부가 블레이드(20)를 구성하는 절삭 칩(21)에 충돌하여 절삭 칩(21)이나 칩 홀더(30)를 손상시키는 경우가 있다.

칩 홀더(30)의 회전 방향 후방은 홀더 유지부(18)이며, 인접하는 원호면(11, 11) 사이에 개재된 부분이지만, 노치(12)가 형성되어 있기 때문에 본질적으로 두께가 얇아져 있다. 게다가, 회전 방향 후방의 원호면(11)으로 인해, 외주부(선단부)만큼 두께가 얇아져 있다. 이로 인해, 칩 홀더(30)에 손상이 미치면, 이 홀더 유지부(18)도 간단하게 손상시킨다. 구체적으로는 선단부는 부러지고, 기부측은 구부러진다.

원형 바디(10)는 담금질 등의 열처리가 가해진 고경도의 재료로 이루어지기 때문에, 패딩 등의 수복은 곤란하며, 구부러짐을 수복하는 가공도 어렵다. 이로 인해, 원형 바디(10)의 일부가 손상되어도, 그 전체의 폐기, 교환이 부득이해진다. 원형 바디(10)는 재료 비용이 고가일 뿐만 아니라, 표면에 형성되는 다수의 원호면(11) 및 노치(12)가 원주면 위에서 2방향의 경사를 갖는 3차원적인 형상이기 때문에, 복잡한 가공이 필요해져, 가공 비용도 현저하게 높아지고, 그 후의 열처리 비용도 필요하기 때문에, 매우 고가의 제품이 되어, 그 폐기, 교환은 큰 경제적인 손실이 된다.

또한, 절삭 칩(21)의 손상이 원형 바디(10)의 홀더 유지부(18)에 미치지 않고, 절삭 칩(21)이나 칩 홀더(30)에 그친 경우에는, 이들을 교환하는데, 그 교환은 칩 고정 부재(40)의 분리를 비롯하여, 노치(12) 내에서의 수작업이 되기 때문에, 그 작업이 번거롭다. 헬리컬 블레이드 커터를 신규로 제작하는 경우의 블레이드(20)의 장착 작업도, 마찬가지로 노치(12) 내에서의 수작업이 되기 때문에 번거롭다.

일본 공개특허공보 제(평)8-47811호

본 발명의 목적은 블레이드의 손상에 수반되는 경제적 손실을 가급적 억제할 수 있는 동시에, 블레이드의 장착, 교환이 용이하며, 또한 제조 비용도 염가인 경제성 및 취급성이 우수한 헬리컬 블레이드 커터를 제공하는 것에 있다.

본 발명이 대상으로 하는 헬리컬 블레이드 커터에서는 상기한 바와 같이 원형 바디의 축 방향에 있어서의 나선각(α)과 경사각(β)이 중요하며, 블레이드가 장착되는 원형 바디의 역할도 이 각도 설정에 있으며, 그것을 제외하면, 간단한 블레이드의 장착 베이스이며, 또한 블레이드의 위치 결정 부재에 지나지 않는다.

본 발명자는 블레이드가 장착되는 원형 바디의 이러한 역할에 주목하고, 원형 바디의 블레이드의 장착 형태에 관해서 예의 검토하였다. 그 결과, 블레이드의 장착부는 원호 홈과 노치의 조합일 필요는 없으며, 원형 바디의 축 방향에 있어서의 나선각(α)과 경사각(β)에 상당하는 앙각 방향의 경사를 갖게 한 장착면을 단차를 개재하여 원주 방향으로 연속시킨 단차 구조이면 충분하다는 결론에 도달하였다.

즉, 원형 바디의 외주면에 축 방향에 있어서의 나선각(α)과 경사각(β)을 갖게 한 블레이드 장착면을 형성하면, 그 블레이드 장착면은 경사각(β)에 상당하는 앙각 방향의 경사를 가지며, 그 결과로서 단차가 발생함으로써, 원형 바디의 외주면은 블레이드 장착면이 단차를 개재하여 원주 방향으로 연속된 단차 구조가 되는 것이다. 여기에 있어서의 단차는, 기본적으로는 경사각(β)에 의한 것으로 높이가 낮으며, 게다가 축 방향에 있어서의 나선각(α)과 조합되기 때문에, 원형 바디의 축 방향 일단측에서부터 타단측에 걸쳐 높이가 변화되지만, 블레이드를 유지하는 칩 홀더의 위치 결정이나 위치 어긋남 방지에는 충분하며, 회전 방향 전방의 블레이드 장착면과 조합되면 단면 L자상의 유효한 블레이드 장착부가 되는 것이 판명되었다.

본 발명의 헬리컬 블레이드 커터는 이러한 지견을 기초로 하여 완성된 것이며, 외면이 원통상 원주면이고 원주 방향으로 회전 구동되는 원형 바디의 외주면에, 회전 중심축에 평행한 외주면 위의 직선에 대해 소정의 나선각(α)으로 경사진 적어도 1개의 직선상 블레이드가 상기 외주면에 장착된 헬리컬 블레이드 커터에 있어서, 상기 원형 바디의 외주면에, 회전 중심축(O)에 평행한 외주면 위의 직선(P)에 대해 상기 블레이드의 나선각(α)과 동일한 각도로 경사지는 동시에 외주면의 접선(T)에 대해 앙각 방향으로 경사진 블레이드 장착면이 앙각 방향의 경사에 따라 발생하는 단차를 개재하여 형성되어 있고, 블레이드 장착면과 상기 단차로 둘러싸인 단면 L상의 블레이드 장착부에, 상기 블레이드가 칩 홀더를 개재하여 탈착 가능하게 장착되어 있는 것을 구성상의 특징점으로 하고 있다.

직선상의 블레이드는 통상적으로는 다수개가 원형 바디의 외주면 원주 방향으로 소정 간격으로 장착되지만, 1개의 경우도 있고, 또한 2개나 3개와 같은 소수개가 외주면 원주 방향으로 소정 간격으로 장착되는 경우도 있다. 또한, 칩 홀더는, 원형 바디 외주면의 블레이드 장착면 위에 고정되지만, 블레이드를 구성하는 복수의 칩을 개재하여 충격을 받았을 때에 회전 방향 후방으로의 회전 모멘트를 일으킨다. 이 회전 모멘트에 대항하기 위해, 칩 홀더는 블레이드 장착면에 대해 내측부가 나사 고정되는 동시에, 양측의 나사 고정부 사이 부분을 양측의 나사 고정부를 연결하는 선보다 회전 방향 전방에서 나사 고정시키는 구성이 바람직하다.

각 단차에 관해서는, 원형 바디의 회전 중심축(O)에 평행한 외주면 위의 직선(P)에 대한 경사에 따라, 상기 단차의 높이가 회전 중심축 방향의 일단측에서 타단측에 걸쳐 연속적으로 변화되게 된다.

상기 블레이드는 직선상으로 배열된 복수의 절삭 칩으로 이루어지며, 블레이드 장착면과 상기 단차로 둘러싸인 단면 L상의 블레이드 장착부에 있어서 블레이드 장착면에 나사 고정된 상기 칩 홀더에 수용된다.

칩 홀더 내의 복수의 절삭 칩은, 각 절삭 칩의 회전 방향 전방에 있어서 칩 홀더에 나사 고정되는 쐐기상의 칩 고정 부재에 의해 절삭 칩별로 칩 홀더 내에 탈착 가능하게 고정된다. 쐐기상의 칩 고정 부재를 원형 바디의 외주면 위의 블레이드 장착면이 아니라, 칩 홀더에 나사 고정시킴으로써, 블레이드는 칩 홀더 및 칩 고정 부재를 포함하여 유니트화되어, 칩 카세트 방식의 합리적 구조가 된다.

본 발명의 헬리컬 블레이드 커터는, 외면이 원통상 원주면인 원형 바디의 외주면에 직선상의 경사 블레이드를 장착하는 장착 형태로서, 외주면의 접선에 대한 앙각 방향의 경사를 이용한 낮은 단차 구조를 사용함으로써, 블레이드를 정위치에 확실하게 고정시킬 수 있고, 게다가 블레이드를 구성하는 절삭 칩이 손상되었을 때에, 그 손상이 배후(背後)가 낮은 단차에 미칠 위험성이 없기 때문에, 원형 바디의 손상을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 고가의 원형 바디의 교환 빈도를 대폭 낮출 수 있어, 경제성이 우수하다. 또한, 원형 바디의 외주면에 단차를 형성하는 가공은, 만곡면과 슬릿상의 노치를 형성하는 가공과 비교하여 가공 작업이 간단하기 때문에, 원형 바디 자체의 제작 비용을 낮출 수 있어, 이 점에서도 경제성이 우수하다. 절삭 칩이 손상된 경우에는 그 교환이 필요해지지만, 절삭 칩이 원형 바디의 외주면 위에 노출되어 있기 때문에, 그 교환 작업이 용이하며, 제작시의 블레이드 장착 작업도 용이하다. 따라서 제조시의 조립성이나 수리시의 작업성을 포함하여, 취급성이 우수하며, 이것도 경제성 향상에 기여한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태를 도시하는 헬리컬 블레이드 커터의 사용 상태 설명도로 헬리컬 미러의 개략 평면도이다.
도 2는 동 헬리컬 엣지 미러의 개략 배면도이다.
도 3은 동 헬리컬 엣지 미러에 있어서의 헬리컬 블레이드 커터의 평면도이다.
도 4는 동 헬리컬 블레이드 커터의 측면도이다.
도 5는 동 헬리컬 블레이드 커터의 주요부인 외주부의 상세 구조를 도시하는 사시도이다.
도 6은 동 헬리컬 블레이드 커터에 사용되는 경사 블레이드의 상세 구조를 도시하는 사시도이다.
도 7은 동 경사 블레이드에 사용되는 칩 홀더의 상세 구조를 도시하는 사시도이다.
도 8은 동 헬리컬 블레이드 커터의 일부 확대 측면도이다.
도 9는 도 8 중의 A-A선 단면 화살 표시도이다.
도 10은 도 8 중의 B-B선 단면 화살 표시도이다.
도 11은 도 8 중의 C-C선 단면 화살 표시도이다.
도 12는 도 8 중의 D-D선 단면 화살 표시도이다.
도 13은 종래의 헬리컬 블레이드 커터의 모식 측면도이다.
도 14는 도 13 중의 E-E선 단면 화살 표시도이다.

이하에 본 발명의 일 실시형태를 설명한다. 본 실시형태의 헬리컬 블레이드 커터는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 전봉관(電縫管) 제조 라인의 입구에 설치된 헬리컬 미러에 탑재되어 있다. 헬리컬 미러는 전봉관 제조 라인에 진입하는 강대(50)의 폭 균일성을 위해 양 엣지를 트리밍하는 것이며, 양측의 회전 커터로서 헬리컬 블레이드 커터(C, C)를 장비하고 있다.

이 헬리컬 미러는 수평한 고정 베이스(B1)와, 고정 베이스(B1) 위에 강대(50)의 주행 라인을 개재하여 횡행(橫行) 자유 자재로 배치된 양측의 가동 베이스(B2, B2)를 구비하고 있다. 양측의 가동 베이스(B2, B2)는 도시되지 않는 스크류 나사 방식의 구동 기구에 의해 횡행 구동된다. 헬리컬 블레이드 커터(C)는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 각 가동 베이스(B2) 위의 지지체(S)에 의해 강대(50)의 진행 방향으로 앞으로 기울어진 자세로 회전 자유 자재로 지지되어 있고, 지지체(S)의 측방(側方)에 위치하여 가동 베이스(B2) 위에 설치된 모터(M)에 의해 강대(50)의 진행 방향과 동 방향으로 회전 구동된다.

연삭에서는, 회전하는 양측의 헬리컬 블레이드 커터(C, C) 사이를 강대(50)가 도시되지 않는 각종 가이드로 서포트되면서 수평 상태로 통과한다. 양측의 헬리컬 블레이드 커터(C, C)의 회전 원주 속도가 강대(50)의 진행 속도보다 고속인 것에 의해, 강대(50)는 양 엣지가 양측의 헬리컬 블레이드 커터(C, C)에 의해 트리밍된다. 또한, 양측의 가동 베이스(B2, B2)가 횡행 구동됨으로써, 첫번째로 양측의 헬리컬 블레이드 커터(C, C)의 간격이 조정되어, 강대(50)의 절단후의 판 폭이 설정된다. 두번째로, 진행하는 강대(10)의 사행(蛇行) 등의 판 폭 방향의 변위에 대응하여 양측의 가동 베이스(B2, B2)가 동기 구동되어, 상기 변위에 양측의 헬리컬 블레이드 커터(C, C)가 추종된다.

이상이 본 실시형태의 헬리컬 블레이드 커터를 사용한 헬리컬 미러의 개략 설명이다. 이하에 본 실시형태의 헬리컬 블레이드 커터의 상세 구조를 도 5 내지 도 7의 사시도, 및 도 8의 일부 확대 측면도, 및 도 9 내지 도 12의 단면도에 의해 설명한다.

본 실시형태의 헬리컬 블레이드 커터는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 외면이 원통상 원주면인 원형 바디(10)와, 그 외주면 위에 원주 방향으로 소정 간격으로 배열 고정된 블레이드 유니트(60)를 구비하고 있다. 블레이드 유니트(60)는, 나중에 상세하게 설명하겠지만, 블레이드(20)를 구성하는 복수의 절삭 칩(21)을 각 절삭 칩(21)에 대응하는 복수의 쐐기 형식의 칩 고정 부재(40)에 의해 단면 L자형의 칩 홀더(30) 내에 고정된 칩 카세트 방식이며, 상기 블레이드(20)가 회전 중심축(O)에 평행한 외주면 위의 직선(P)에 대해 소정의 나선각(α)을 갖도록 경사져 있다.

원형 바디(10)는 구동측(하면측)이 개방되어 반구동측(상면측)이 원환상의 장착부로 된 원통체이다. 원형 바디(10)의 외주면에는, 블레이드 유니트(60)가 나사 고정되는 다수의 블레이드 장착면(13)이 블레이드 유니트(60)에 대응하여 형성되어 있다. 각 블레이드 장착면(13)은 원형 바디(10)의 회전 중심축 방향 일단측인 반구동측(상측)에서부터 타단측인 구동측(하측)에 이르는 등폭이며 가늘고 긴 단책상의 평면이며, 회전 중심축(O)에 평행한 외주면 위의 직선(P)에 대해, 블레이드(20)의 나선각(α)에 대응하는 각도(α)로 회전 방향(X)의 후방으로 뒤로 경사져 있다.

이 경사에 따라, 각 블레이드 장착면(13)은 길이 방향 양단(兩端)이 원형 바디(10)의 축 방향 양단측의 외주원에 대응하여 경사진 평행사변형이 된다.

각 블레이드 장착면(13)은 또한 원형 바디(10)의 회전 방향(X)에 있어서, 블레이드(20)가 원형 바디(10)의 외주면의 접선(T)에 대해 앙각의 방향(회전 방향(X)의 전방을 향하여 상방)으로 각도(β)로 경사져 있다. 이 경사각(β)은 원형 바디(10)의 반경선(R)에 대한 후경각, 즉 경사각(β)을 블레이드(20)에 부여한다(도 8 내지 도 12 참조). 그리고, 다수의 블레이드 장착면(13)이 앙각 방향의 경사각(β)을 가짐으로써, 인접하는 블레이드 장착면(13, 13) 사이에 단차(14)가 형성된다. 각 단차(14)와 그 회전 방향 전방의 블레이드 장착면(13)은 직각으로 교차하고 있고, 양자로 둘러싸인 영역에 블레이드 유니트(60)가 수용되는 단면 L자상의 블레이드 장착부(17)를 형성한다(도 9 내지 도 12 참조).

단차(14)의 높이는, 블레이드 장착면(13)이 블레이드(20)의 축 방향에 있어서의 나선각(α)에 대응하는 경사를 가짐에 따라, 원형 바디(10)의 반구동측(상측)에서 구동측(하측)에 걸쳐 점차 높아지고 있다.

블레이드 장착면(13)에는 블레이드 유니트(60)의 특히 칩 홀더(30)를 고정시키기 위해 제 1 나사 구멍(15) 및 제 2 나사 구멍(16)이 형성되어 있다. 제 1 나사 구멍(15)은 블레이드 장착면(13)의 길이 방향 양 단부(회전 방향 전방을 향하여 양 측부)에 위치하고 있고, 제 2 나사 구멍(16)은 양측의 제 1 나사 구멍(15, 15)을 연결하는 선보다도 회전 방향 전방의 선 위에 소정 간격으로 배치되어 있다.

블레이드 장착면(13)에 장착되는 블레이드 유니트(60)는, 도 6(a), 도 6(b) 및 도 8 내지 도 12에 상세하게 도시되어 있는 바와 같이, 직선상의 블레이드(20)를 원형 바디(10)의 외주면 위에 유지하기 위해, 블레이드 장착면(13) 위의 블레이드 장착부(17)에 끼워 넣어, 나사 고정되는 칩 홀더(30)와 블레이드(20)를 칩 홀더(30) 내에 유지 고정시키기 위해, 칩 홀더(30)에 나사 고정되는 복수의 쐐기 형식의 칩 고정 부재(40)를 구비하고 있다.

칩 홀더(30)는, 도 7(a), 도 7(b) 및 도 9 내지 도 12에 상세하게 도시되어 있는 바와 같이, 원형 바디(10)에 있어서의 단책상의 블레이드 장착면(13)에 대응한 가로로 긴 금속 블록이며, 양측의 측단부를 제외한 부분에, 원형 바디(10)의 회전 방향 전방을 향하여 개방된 단면 L자상의 블레이드 수용부(31)를 가지고 있다. 블레이드 수용부(31)의 바닥부 상면과 후부 정면은 직교하고 있다.

블레이드 수용부(31)의 바닥부 상면은 2단으로 되어 있고, 회전 방향 후방의 높은 1단째 부분(31a)의 위가 본래의 블레이드 수용부, 회전 방향 전방의 낮은 2단째 부분(31b)의 위는 칩 고정 부재(40)의 수용부이다. 이 바닥부에는, 상기 칩 홀더(30)를 원형 바디(10)의 블레이드 장착면(13)에 나사 고정하기 위해, 복수의 제 1 관통공(32)이 가로 폭 방향으로 소정 간격으로 형성되는 동시에, 복수의 칩 고정 부재(40)를 블레이드 수용부(31) 내에 나사 고정하기 위해, 복수의 제3 나사 구멍(33)이 상기 제 1 관통공(32)을 피하면서 복수의 칩 고정 부재(40)의 고정 위치에 대응하여 형성되어 있다.

블레이드 수용부(31)의 배후는, 양측 단부를 제외하고, 블레이드(20)를 유지하는 두꺼운 블레이드 유지부(34)로 되어 있다. 블레이드 유지부(34)의 높이는 블레이드(20)의 높이와 동일해지도록 설정되어 있다. 블레이드 수용부(31)의 양 측단부는 블레이드(20)의 가로 방향의 위치 결정에 사용되는 키가 낮은 칩상 스페이서(22)를 수용하는 스페이서 수용부이며, 스페이서 수용부의 배후는, 칩상 스페이서(22)의 높이에 맞추어, 블레이드 유지부(34)보다 키가 낮은 스페이서 유지부(36)로 되어 있다.

칩 홀더(30)의 양측 측단부는 판상의 나사 고정부(37, 37)이다. 나사 고정부(37, 37)의 두께는 블레이드 수용부(31) 바닥부의 두께와 거의 동일하다. 나사 고정부(37, 37)에는 상기 칩 홀더(30)를 원형 바디(10)의 블레이드 장착면(13)에 나사 고정시키기 위해 제 2 관통공(38, 38)이 형성되어 있다. 제 2 관통공(38, 38)의 각 중심을 연결하는 선은, 블레이드 장착면(13)에 있어서의 제 1 나사 구멍(15)과 제 2 나사 구멍(16)의 위치 관계에 대응하여, 제 1 관통공(32)의 배열선보다 회전 방향 후방에 위치하고 있다.

칩 홀더(30)의 바닥면은 전폭(길이 방향 전장)에 걸쳐 평탄하며, 동일하게 평탄면으로 이루어지는 배면과 직교하고 있다. 칩 홀더(30)의 양 측면은 상기 칩 홀더(30)를 원형 바디(10)의 축 방향 양단측의 외주면에 대응시키기 위해 경사져 있다. 따라서, 단책상의 블레이드 장착면(13)도, 여기에 당접하는 칩 홀더(30)의 바닥면도 엄밀하게는 평행사변형이다.

블레이드(20)는 가로로 정렬된 복수개(여기서는 6개)의 절삭 칩(21)으로 이루어진다. 복수개의 절삭 칩(21)은 모두 동일한 형상이며, 얇은 직방체이며, 칩 홀더(30)의 블레이드 수용부(31)의 바닥부 위, 특히 그 1단째 부분(31a) 위에, 양측의 키가 낮은 칩상 스페이서(22, 22)와 함께 정렬 배치된다. 그리고, 이 상태에서 칩 열의 전방, 즉 칩 열과 그 회전 방향 전방의 칩 홀더(30)의 블레이드 유지부(34) 사이에, 쐐기 형식의 칩 고정 부재(40) 및 칩상 스페이서(22, 22)용의 폭이 좁은 칩 고정 부재(41, 41)를, 각 칩 부재에 대응하여 삽입하고, 칩 홀더(30)의 블레이드 수용부(31)의 바닥부 위, 특히 그 2단째 부분(31b)에 나사 고정시킴으로써, 절삭 칩 열로 이루어지는 블레이드(20)는 양측의 칩상 스페이서(22, 22)와 함께 블레이드 수용부(31) 내의 정위치(1단째 부분(31a) 위)에 고정된다.

칩 고정 부재(40 및 41)의 나사 고정에 관련하여, 이들에는 장착 나사(72)를 위한 제 3 관통공(42)이 각각 형성되어 있다.

블레이드(20)의 회전 방향 전방에 위치하는 고정 부재(40, 41)의 상면은, 블레이드(20)에 의한 절삭에 따라 발생하는 절삭 부스러기의 포켓을 형성하기 위해, 절삭 칩(21)의 상면보다 낮게 되며, 또한 아래로 볼록한 만곡면으로 되어 있다. 또한, 블레이드(20)의 회전 방향 후방에 위치하는 블레이드 유지부(34)의 회전 방향 후방 상부에는 아래로 볼록한 만곡면으로 이루어지는 모서리깍기부(39)가 형성되어 있다. 이 모서리깍기부(39)는, 칩 홀더(30)를 블레이드 장착면(13)에 고정시킨 상태로, 원형 바디(10)의 구동측(하측)에서 반구동측(상측)에 걸쳐 점차 깊어지도록 설계되어 있고, 반구동측(상측)의 단부에 있어서 고정 부재(40, 41)의 만곡한 상면과 연속하여, 완전한 절삭 부스러기 포켓을 형성한다.

다음에, 블레이드 유니트(60)를 원형 바디(10)의 블레이드 장착면(13)에 장착하는 방법에 관해서 설명한다.

원형 바디(10)의 블레이드 장착면(13)에 칩 홀더(30)를 장착한다. 구체적으로는, 원형 바디(10)의 블레이드 장착면(13)에 칩 홀더(30)를 올리고, 칩 홀더(30)의 양측 단부에 형성된 제 2 관통공(38, 38)을 통해, 장착 나사(70, 70)를 블레이드 장착면(13)의 양 단부에 형성된 제 1 나사 구멍(15, 15)에 돌려 넣는다. 장착 나사(70, 70)에는 칼라(73)가 짜맞춰진다. 이것과 함께, 블레이드 수용부(31)의 바닥부에 형성된 복수의 제 1 관통공(32)을 통해, 복수의 장착 나사(71)를 블레이드 장착면(13)의 중앙부에 형성된 복수의 제 2 나사 구멍(16)에 돌려 넣는다. 이것을 반복함으로써, 원형 바디(10)의 모든 블레이드 장착면(13)에 칩 홀더(30)가 고정된다.

모든 블레이드 장착면(13)에 칩 홀더(30)가 고정되면, 각 칩 홀더(30)의 블레이드 수용부(31)에 소정 개수의 절삭 칩(21)을 정렬 배치하고, 그 양측의 스페이서 수용부에 키가 낮은 칩상 스페이서(22, 22)를 세트한다. 이 상태로 각 절삭 칩(21)의 전방, 보다 상세하게는, 절삭 칩(21)과 그 회전 방향 전방의 블레이드 장착면(13)에 고정된 칩 홀더(30)의 블레이드 유지부(34) 사이에 쐐기 형상의 칩 고정 부재(40)를 밀어 넣는 동시에, 양측의 칩상 스페이서(22, 22)의 전방, 보다 상세하게는, 양측의 칩상 스페이서(22, 22)와 그 회전 방향 전방의 양측의 스페이서 유지부(36, 36) 사이에 동일하게 쐐기 형상의 칩 고정 부재(41, 41)를 밀어 넣는다. 그리고, 칩 고정 부재(40 및 41)의 제 3 관통공(42)을 통해 장착 나사(72)를 블레이드 수용부(31)의 바닥부에 형성된 제 3 나사 구멍(33)에 돌려 넣는다.

이것에 의해, 절삭 칩(21)과 그 회전 방향 전방의 칩 홀더(30)의 블레이드 유지부(34) 사이에 쐐기 형상의 칩 고정 부재(40)가 압입되는 동시에, 양측의 칩상 스페이서(22, 22)와 그 회전 방향 전방의 스페이서 유지부(36, 36) 사이에 동일하게 쐐기 형상의 칩 고정 부재(41, 41)가 압입되고, 그 결과, 블레이드(20)를 구성하는 복수의 절삭 칩(21)이 회전 방향 전방의 복수의 칩 고정 부재(40)와 회전 방향 후방의 블레이드 유지부(34) 사이에 고정된다. 마찬가지로, 블레이드(20)의 양측의 칩상 스페이서(22, 22)가 회전 방향 전방의 복수의 칩 고정 부재(41, 41)와 회전 방향 후방의 스페이서 유지부(36, 36) 사이에 고정된다.

원형 바디(10)의 외주면 위에 고정된 모든 칩 홀더(30)에 대해 이상의 작업을 행함으로써, 그 외주면 위의 모든 블레이드 장착 블레이드(17)로의 모든 블레이드 유니트(60)의 장착, 블레이드(20)의 장착이 완료되고, 헬리컬 블레이드 커터(C)가 완성된다. 헬리컬 블레이드 커터(C)에 있어서의 모든 블레이드(20)는 원형 바디(10)의 축 방향에 있어서의 나선각(α) 및 경사각(β)을 가진다. 그리고, 실제 강대(50)의 엣지 연삭에서는, 상기한 바와 같이, 헬리컬 블레이드 커터(C)는 강대(50)가 진행하는 라인의 양측에 강대(50)의 진행 방향으로 각도(γ)로 앞으로 기울어진 자세로 회전 자유 자재로 지지되어, 강대(50)의 진행 방향과 동방향으로 회전 구동된다.

헬리컬 블레이드 커터(C)의 회전 중심축(O)은 강대 진행 방향 전방으로 각도(γ)로 앞으로 기울어져 있지만, 블레이드(20)는 강대 진행 방향 후방으로 이 전경각(γ)에 근사한 나선각(α)으로 뒤로 경사져 있기 때문에, 강대(50)의 엣지에 약간의 후경각(α-γ)을 가지고 당접하게 된다(도 4 참조). 헬리컬 블레이드 커터(C)는 강대(50)의 진행 방향(Y)과 동방향으로 회전 구동되지만, 회전 원주 속도가 강대(50)의 진행 속도보다 고속이기 때문에, 그 속도차에 의해 강대(50)의 엣지를 연삭한다.

절삭에서는, 강대(50)의 엣지부에 복수의 블레이드(20)가 순차적으로 커트해 간다. 커트하는 블레이드(20)에서는 절삭 위치가 순차 이동해 간다. 이동량은 절삭 여유에 따라 상이하지만, 절삭에 사용되는 절삭 칩(21)은 순차적으로 변화되어 간다. 이로 인해, 절삭 칩(21)의 온도 상승이 억제되어, 마모가 균일하게 진행되는 것이 이 헬리컬 블레이드 커터(C)의 특징의 하나이지만, 강대(50)의 캠버가 커지거나 판 폭이 변화되는 것과 같은 재료측의 상황이 급변하는 사태가 발생하면, 강판(50)의 엣지부가 블레이드(20)를 구성하는 절삭 칩(21)에 충돌하여 절삭 칩(21)이나 칩 홀더(30)를 손상시키는 경우가 있다.

특정한 절삭 칩(21)이 손상된 경우에는, 그 회전 방향 전방의 칩 고정 부재(40)를 칩 홀더(30)에 있어서의 블레이드 수용부(31)의 바닥부 위에서 분리하거나, 그 장착 나사(72)를 느슨하게 한다. 이것에 의해, 손상된 절삭 칩(21)의 분리가 가능한 상태가 되어, 그 절삭 칩(21)을 새로운 절삭 칩(21)으로 교체하고, 다시 칩 고정 부재(40)를 블레이드 수용부(31)의 바닥부에 나사 고정시킨다.

절삭 칩(21)의 손상이 현저하며, 그 손상이 후방의 블레이드 유지부(34)에 미친다고 해도, 그 배후에 위치하는 원형 바디(10)의 단차(14)에까지 미치는 경우는 없다. 왜냐하면, 단차(14)의 높이가 블레이드 유지부(34)의 높이에 비해 현저하게 낮기 때문이다. 또한, 단차(14)는 높이가 낮아도, 그 회전 방향 전방의 블레이드 장착면(13)과 직교하고 있기 때문에, 상기 블레이드 장착면(13)과 공동하여, 홀더 유니트(60)를 블레이드 장착면(13) 위의 정위치에 확실하게 위치 결정하여 유지할 수 있다.

또한, 절삭 칩(21)이나 칩 홀더(30)가 손상에 이르는 충격을 받은 경우, 회전 방향 후방의 단차(14)가 낮기 때문에, 칩 홀더(30)는 배면(背面)과 바닥면이 교차하는 코너부를 중심으로 하여 회전 방향 후방으로 큰 회전 모멘트를 일으킨다. 그러나, 이 칩 홀더(30)는 블레이드 장착면(13)에 대해 양측을 장착 나사(70, 70)로 고정할 뿐만 아니라, 이들을 연결하는 선보다 전방의 선 위에 나열되는 복수의 장착 나사(71)에 의해 고정되기 때문에, 회전 방향 후방으로의 큰 회전 모멘트에 대해서도 충분한 내력을 나타내는 것이 가능하다.

칩 홀더(30)의 블레이드 유지부(34)가 손상된 경우에는, 그 교환을 행한다. 그 순서로서는 우선, 블레이드(20)를 구성하는 모든 절삭 칩(21)을 분리한다. 구체적으로는, 모든 절삭 칩(21)에 관해서, 그 회전 방향 전방의 칩 고정 부재(40)를, 그 장착 나사(72)를 느슨하게 함으로써 분리하고, 더불어 양측의 칩상 스페이서(22, 22) 및 이들의 칩 고정 부재(41, 41)도 빼낸다. 이것에 의해, 칩 홀더(30)가 원형 바디(10)의 블레이드 장착면(13) 위에서 분리된다.

손상된 칩 홀더(30)가 분리되면, 새로운 칩 홀더(30)와 교환하여, 원형 바디(10)의 블레이드 장착면(13)에 장착한다. 그 방법은 상기한 바와 같다. 칩 홀더(30)가 장착되면, 여기에 블레이드(20) 및 칩상 스페이서(22)를 칩 고정 부재(40, 41)에 의해 조립한다. 그 방법의 상세는 상기한 바와 같다.

이와 같이, 본 실시형태의 헬리컬 블레이드 커터에 있어서는, 원형 바디(10)의 외주면 전체 원주에 경사져서 장착된 직선상의 블레이드(20)가 손상되어도, 그 손상은 칩 홀더(30)에 그치고, 원형 바디(10)에 미치는 경우가 없다. 따라서, 블레이드(20)의 손상에 따라 원형 바디(10)를 교환하는 사태는 회피된다.

또한, 블레이드(20)가 손상되거나, 그 손상이 칩 홀더(30)에 미친 경우에는, 이들을 교환하지만, 이들은 원형 바디(10)의 외주면 위에 돌출되어 있기 때문에, 이들 부품이 슬릿상의 노치 내에 장착되어 있는 종래의 헬리컬 블레이드 커터와 비교하여, 그 교환 작업이 용이하다.

10 원형 바디
11 원호 홈
12 노치
13 블레이드 장착면
14 단차
15 제 1 나사 구멍
16 제 2 나사 구멍
17 블레이드 장착부
18 홀더 유지부
20 블레이드
21 절삭 칩
22 칩상 스페이서
30 칩 홀더
31 블레이드 수용부
31a 바닥부의 1단째 부분
31b 바닥부의 2단째 부분
32 제 1 관통공
33 제 3 나사 구멍
34 블레이드 유지부
36 스페이서 유지부
37 나사 고정부
38 제 2 관통공
40, 41 칩 고정 부재
42 제 3 관통공
50 강판
60 블레이드 유니트
70, 71, 72 장착 나사
73 칼라
α 블레이드(20)의 나선각
β 블레이드(20)의 경사각
γ 헬리컬 블레이드 커터의 전경각
O 원형 바디(10)의 회전 중심축
P 원형 바디(10)의 회전 중심축(O)에 평행한 외주면 위의 직선
R 원형 바디(10)의 반경선
T 원형 바디(10)의 외주면에 대한 접선
X 원형 바디(10)의 회전 방향
Y 강대(50)의 진행 방향
C 헬리컬 블레이드 커터
B1 고정 베이스
B2 가동 베이스
M 모터

Claims

외면이 원통상 원주면이고 원주 방향으로 회전 구동되는 원형 바디의 외주면에, 회전 중심축에 평행한 외주면 위의 직선에 대해 소정의 나선각(α)으로 경사진 적어도 1개의 직선상의 블레이드가 상기 외주면의 원주 방향으로 소정 간격으로 장착된 헬리컬 블레이드 커터에 있어서, 상기 원형 바디의 외주면에, 회전 중심축에 평행한 외주면 위의 직선에 대해 상기 블레이드의 나선각(α)과 동일한 각도로 경사지는 동시에 외주면의 접선에 대해 앙각 방향으로 경사진 블레이드 장착면이 앙각 방향의 경사에 따라 발생하는 단차를 개재하여 형성되어 있고, 블레이드 장착면과 상기 단차로 둘러싸인 단면 L상의 블레이드 장착부에, 상기 블레이드가 칩 홀더를 개재하여 탈착 가능하게 장착되어 있는 헬리컬 블레이드 커터.
제 1 항에 있어서, 상기 칩 홀더는 원형 바디 외주면의 블레이드 장착면에 대해 양 측부를 나사 고정시키는 동시에, 양측의 나사 고정부 사이의 부분을 양측의 나사 고정부를 연결하는 선보다 회전 방향 전방에서 나사 고정되는 헬리컬 블레이드 커터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 원형 바디의 회전 중심축에 평행한 외주면 위의 직선에 대한 경사에 따라, 상기 단차의 높이가 회전 중심축 방향의 일단측에서 타단측에 걸쳐 연속적으로 변화되는 헬리컬 블레이드 커터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드는 직선상으로 배열된 복수의 절삭 칩으로 이루어지며, 상기 원형 바디의 블레이드 장착면과 상기 단차로 둘러싸인 단면 L상의 블레이드 장착부에 있어서 블레이드 장착면에 나사 고정된 칩 홀더에 수용되어 있는 헬리컬 블레이드 커터.
제 4 항에 있어서, 칩 홀더 내의 복수의 절삭 칩은 각 절삭 칩의 회전 방향 전방에 있어서 칩 홀더에 나사 고정되는 쐐기상의 칩 고정 부재에 의해 절삭 칩별로 칩 홀더 내에 탈착 가능하게 고정되는 헬리컬 블레이드 커터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 직선상의 블레이드는 복수개가 원형 바디의 외주면 원주 방향으로 소정 간격으로 배열되어 있는 헬리컬 블레이드 커터.