WO2015162693A1

WO2015162693A1 - ピーリングマシン

Info

Publication number: WO2015162693A1
Application number: PCT/JP2014/061308
Authority: WO
Inventors: 英俊田崎
Original assignee: 大昌精機株式会社
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2015-10-29
Also published as: US20160279714A1; EP3135409A4; CN106102971A; EP3135409A1; US9895749B2; CN106102971B

Abstract

丸棒状ワーク（Ｗ）が挿通する回転筒（１）のラジアル方向（Ｒ）に沿ってスライド自在に回転筒（１）に取着したツールホルダ（２２）と、回転筒（１）のアキシャル方向にスライド自在に回転筒（１）に取着した押圧部材（３）と、を備え、押圧部材（３）の押圧面（３２ａ）とツールホルダ（２２）の押圧受け面（２２ａ）とをツールホルダ（２２）のスライド方向（Ｙ）と平行な縦断面において傾斜状に摺接させて、押圧部材（３）がアキシャル外方側（Ｒａ）にスライドすることでツールホルダ（２２）が上記縦断面においてラジアル内方側にスライドするように構成し、ツールホルダ（２２）が自重によってラジアル内方側へスライドするのを阻止するようにツールホルダ（２２）を係止するフック部材（６）を、押圧部材（３）に取着した。

Description

ピーリングマシン

　本発明は、ピーリングマシンに関する。

　従来のピーリングマシンは、丸棒状のワークが挿通する回転筒と、その回転筒に取着されると共に回転筒のラジアル方向に沿ってスライド自在なツールホルダと、を備えたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
　このような従来のピーリングマシンは、図７に示すように、回転筒90に取着されると共にその回転筒90のアキシャル方向Ｘにスライド自在な押圧部材93を備え、押圧部材93の押圧面93ａとツールホルダ92の押圧受け面92ａとをツールホルダ92のスライド方向Ｙと平行な縦断面において傾斜状に摺接させて、押圧部材93がアキシャル外方側Ｘａにスライドすることでツールホルダ92が上記縦断面においてラジアル内方側Ｒｂに移動するように構成していた。
　さらに、回転停止後に上位置となったツールホルダ92が、自重によって下方（ラジアル内方側Ｒｂ）にスライドして、他のツールホルダと接触し、切削チップ95やツールホルダ92等が損傷するといった問題を解決するために、回転筒90に取着されツールホルダ92をラジアル方向Ｒに沿ってスライド自在に保持するベース部材91に、コイルバネ99にて常時ラジアル外方側Ｒａへ弾発付勢される係止部材98を設け、係止部材98をツールホルダ92の背面溝92ｇの端部に係止して、ツールホルダ92をラジアル外方側Ｒａへ常時弾発付勢させて、自重にてラジアル内方側Ｒｂへ移動するのを防止していた。

特開２００９－５０９２４号公報

　しかし、直径が１００ｍｍを越えるようなワークを切削する大型のピーリングマシンは、ツールホルダが大きく重いため、弾発力の強いコイルバネを用いていたが、製造工程や切削作業前の段取り作業において、ツールホルダがスムーズにスライド可能かの確認が困難という問題や、構造が複雑で製造に手間と時間がかかるという問題があった。
　また、コイルバネの弾発力に抗する強い力で、押圧部材をツールホルダに摺接させつつ押圧させるため、押圧部材の押圧面とツールホルダの押圧受け面の磨耗が発生しやすいという問題もあった。
　さらに、前の切削作業よりも大径のワークを切削するために、ツールホルダをラジアル外方へ移動させる場合に、細かい切削屑によってツールホルダのスライド抵抗が増加すると、ツールホルダがコイルバネの弾発力でラジアル外方側へ移動せず、そのようなツールホルダの逃がしができていない状態のまま、前の切削作業よりも大径のワークを送ると、ワークの端部とツールホルダが接触して変形や破損が発生するといった問題があった。

　そこで、本発明は、製造工程や段取り作業が容易かつ迅速に行えると共に、耐久性に優れ、ツールホルダの自重によるラジアル内方側への移動を確実に防止可能なピーリングマシンの提供を目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明のピーリングマシンは、丸棒状ワークが挿通する回転筒と、該回転筒のラジアル方向に沿ってスライド自在に上記回転筒に取着したツールホルダと、上記回転筒のアキシャル方向にスライド自在に上記回転筒に取着した押圧部材と、を備え、上記押圧部材の押圧面と上記ツールホルダの押圧受け面とを上記ツールホルダのスライド方向と平行な縦断面において傾斜状に摺接させて、上記押圧部材がアキシャル外方側にスライドすることで上記ツールホルダが上記縦断面においてラジアル内方側にスライドするように構成したピーリングマシンに於て、上記ツールホルダが自重によって上記ラジアル内方側へスライドするのを阻止するように上記ツールホルダを係止するフック部材を、上記押圧部材に取着したものである。
　また、上記ツールホルダは、上記フック部材に係止される掛かり面を、上記縦断面において上記押圧受け面と平行状に有するものである。
　また、上記フック部材は、上記ツールホルダを係止する係止面を、上記縦断面において上記押圧部材の上記押圧面と平行状に有するものである。

　本発明によれば、ツールホルダのスライドをスムーズかつ安定させることができる。ツールホルダのスライド抵抗の調整といった製造作業や切削段取り作業を容易かつ迅速に行うことができる。ツールホルダや押圧部材の耐久性を向上できる。ツールホルダが自重でラジアル内方側への移動することで発生する不具合を確実に防止でき、安全に作業できる。

本発明のピーリングマシンの実施の一形態を示す簡略側面図である。切削装置の要部正面図である。図２のＡ－Ａ断面図である。要部拡大正面図である。図４のＢ－Ｂ断面図である。図４のＣ－Ｃ断面図である。従来のピーリングマシンを説明するための縦断面図である。

　以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
　本発明に係るピーリングマシンは、図１に示すように、金属製の丸棒状ワークＷが挿通すると共にモータにて回転軸心Ｌａ廻りに回転する回転筒１と、回転筒１に取着され回転軸心Ｌａ廻りに回転すると共にワークＷの外周面を切削する切削チップ23が取着されたツールホルダ22と、を備えた切削装置10を具備し、さらに、回転筒１内へワークＷを送り込む上下一対の送りローラ19，19を２組備えたフィード装置11と、フィード装置11にて送られたワークＷのワーク軸心Ｌｂを回転軸心Ｌａと同心状にするための複数のガイドローラ18，18を備えたガイド装置12と、回転筒１を挿通したワークＷを上下方向からクランプして回転筒１から引き出すキャリッジ装置13と、を備えている。

　切削装置10は、図２及び図３に示すように、ツールホルダ22を有すると共に回転筒１に取着され回転軸心Ｌａ廻りに回転するカッタヘッド２と、回転筒１の回転力を受けて回転軸心Ｌａ廻りに回転すると共に回転筒１のアキシャル方向Ｘにスライド自在に外嵌状に取着される押圧部材３と、押圧部材３をアキシャル方向Ｘにスライドさせるためのスライド機構５と、を備えている。

　カッタヘッド２は、丸棒状ワークＷを切削する切削チップ23が取着された複数のツールホルダ22と、各ツールホルダ22を回転筒１のラジアル方向Ｒに沿ってスライド自在に（径方向位置調整自在に）保持すると共にツールホルダ22が回転筒１のアキシャル方向Ｘへ移動するのを阻止する一対のスライドガイド部材25，25と、スライドガイド部材25，25が固着されると共に回転筒１の一端部１ａの端面に取着する円環状のベース部材21と、を備えている。
　一端部１ａとは、ワークＷが挿入される側の端部、又は、ワーク搬送方向上流側の端部を言う。回転筒１のラジアル方向Ｒは、ワークＷのラジアル方向Ｒとカッタヘッド２のラジアル方向Ｒでもある。
　カッタヘッド２は、１つのツールホルダ22と一対のスライドガイド部材25，25を備えた切削ユニット20を、回転軸心Ｌａ廻りの周方向Ｎに等間隔に４つ、ベース部材21に設けている。

　ツールホルダ22は、一対のスライドガイド部材25，25とベース部材21によってラジアル方向Ｒに沿って形成された蟻溝状のガイド溝にスライド自在に差し込まれている。
　ツールホルダ22は、先端側（回転筒１のラジアル内方側Ｒｂ）に、切削チップ23が取着され、ツールホルダ22がラジアル方向Ｒに沿ったスライド方向Ｙに移動すると、切削チップ23の刃先がラジアル方向Ｒに移動するように設けている。
　そして、ツールホルダ22の基端側（回転筒１のラジアル外方側Ｒａ）に、図３に示すようにツールホルダ22のスライド方向Ｙに平行な縦断面において傾斜状の押圧受け面22ａを有している。言い換えると、ツールホルダ22は基端部22ｄに、アキシャル内方側Ｘｂへ向かってラジアル内方側Ｒｂへ傾斜する押圧受け面22ａを有している。押圧受け面22ａは正面視（ツールホルダ22のスライド方向Ｙに平行な横断面において）円弧状に形成している。なお、ツールホルダ22のスライド方向Ｙをホルダスライド方向Ｙと呼ぶ場合もある。ホルダスライド方向Ｙに平行な縦断面は、回転軸心Ｌａに平行な面であり、ホルダスライド方向Ｙに平行な横断面は、回転軸心Ｌａに直交する面である。

　押圧部材３は、アキシャル方向Ｘにスライド自在に回転筒１に外嵌状に取着すると共に回転筒１に固着されたキー50，50にて回転筒１の回転力が伝達される円筒状のスライド部材31と、スライド部材31の一端部31ａに取着されカッタヘッド２のベース部材21と同心状に配設される円環状の押圧リング32と、を備え、回転筒１の一端部１ａの外周面に取着している。

　押圧リング32は、ホルダスライド方向Ｙと平行な縦断面において傾斜状の押圧面32ａを有している。言い換えると、アキシャル内方側Ｘｂへ向かって縮径するテーパ状内周面を有し、そのテーパ状内周面をもって押圧面32ａを形成している。
　押圧面32ａとツールホルダ22の押圧受け面22ａとは、ホルダスライド方向Ｙと平行な縦断面（図３参照）において、傾斜状に摺接する。また、ホルダスライド方向Ｙと平行な横断面において、円弧状に当接している。

　そして、図４乃至図６に示すように、回転筒１の停止状態で、ツールホルダ22が自重によってラジアル内方側Ｒｂへ移動するのを阻止するように、ツールホルダ22の基端部22ｄ（ラジアル外方端部）を係止するフック部材６を、押圧部材３に取着している。

　フック部材６は、ツールホルダ22の基端部22ｄを挟んで周方向Ｎに一対（左右一対に）設けている。つまり、１つのツールホルダ22を周方向Ｎに挟むように、周方向一方側の第１フック部材６Ａと、周方向他方側Ｎｂの第２フック部材６Ｂと、で係止している。

　ツールホルダ22の基端部22ｄは、フック部材６に係止される掛かり部22ｆを周方向Ｎに突出状に有する正面視Ｔ字状に形成している。
　掛かり部22ｆは、図５及び図６に示すホルダスライド方向Ｙと平行な縦断面において、押圧受け面22ａと平行状に形成した掛かり面22ｅを有している。
　つまり、上記縦断面において、その縦断面に直交する基準平面と押圧受け面22ａの間の傾斜角度（第１傾斜角度）θａと、基準平面と掛かり面22ｅの間の傾斜角度（第２傾斜角度）θｂと、を同じに設定している。
　上記縦断面において掛かり面22ｅは、押圧受け面22ａよりもラジアル内方側Ｒｂに配設されている。

　フック部材６は、押圧リング32の一端面（正面）32ｂに取着する取付部61と、ツールホルダ22の掛かり面22ｅに係止する係止部62と、を有する正面視Ｌ字状に形成している。

　フック部材６は、係止部62を、ツールホルダ22の掛かり部22ｆにラジアル内方側Ｒｂから当接している。つまり、ツールホルダ22のスライド方向Ｙが鉛直状となり、基端部22ｄが上位置となった姿勢において、係止部62は掛かり部22ｆに下方から当接し、吊り持ち状に支持する。
　フック部材６は、回転筒１が停止した状態で、上位置のツールホルダ22が自重によってラジアル内方側Ｒｂへ移動するのを阻止する。
　上位置のツールホルダ22とは、ツールホルダ22に取着した切削チップ23の刃先が、回転軸心Ｌａを含む水平面よりも上方位置に配設されるツールホルダ22を言う。

　フック部材６の係止部62は、ホルダスライド方向Ｙと平行な縦断面（図５及び図６参照）において、押圧部材３の押圧面32ａ（押圧リング32のテーパ状内周面）と、平行状に形成した係止面62ｅを有している。
　つまり、上記縦断面において、その縦断面に直交する基準平面と押圧面32ａの間の傾斜角度（第３傾斜角度）θｃと、上記基準平面と係止面62ｅの間の傾斜角度（第４傾斜角度）θｄとを同じに設定している。

　フック部材６の係止面62ｅとツールホルダ22の掛かり面22ｅとは、ホルダスライド方向Ｙと平行な縦断面において、傾斜状に摺接する。また、ホルダスライド方向Ｙと平行な横断面において、直線状に当接する。

　さらに、ホルダスライド方向Ｙと平行な縦断面において、押圧部材３の押圧面32ａと、ツールホルダ22の押圧受け面22ａ及び掛かり面22ｅと、フック部材６の係止面62ｅを平行状に設けている。即ち、第１傾斜角度θａと第２傾斜角度θｂと第３傾斜角度θｃと第４傾斜角度θｄを同じ角度に設定している。

　図３に示すように、スライド機構５は、スライド部材31に外嵌状に取着するベアリング51と、ベアリング51の外輪に外嵌状に取着すると共に外周面に雄ネジ部52ａを有する筒状部材52と、筒状部材52の雄ネジ部52ａに螺合する雌ネジ部53ａを有すると共に外周面にギヤ部53ｂを有する筒状のウォームホイール53と、ウォームホイール53のギヤ部53ｂに噛合するウォーム部材54と、を備えている。

　スライド機構５は、ウォーム部材54の回転にてウォームホイール53が回転軸心Ｌａ廻りに回転し、ネジ作用による螺進退にて、筒状部材52がアキシャル方向Ｘに移動し、そのアキシャル方向Ｘの力をベアリング51を介して押圧部材３（スライド部材31）に伝達させることで、押圧部材３（スライド部材31及び押圧リング32）をアキシャル方向Ｘにスライドさせるように構成している。
　また、回転筒１の回転状態においては、押圧部材３とベアリング51の内輪とが回転し、ベアリング51の外輪と筒状部材52とウォームホイール53とウォーム部材54とは、回転筒１からの回転力を受けないように（非回転となるように）構成している。

　次に、本発明のピーリングマシンの作用について説明する。
　スライド機構５によって押圧部材３がアキシャル外方側Ｘａへ移動すると、押圧部材３（押圧リング32）の押圧面32ａが、ツールホルダ22の押圧受け面22ａに摺接し、さらに、押圧面32ａが押圧受け面22ａをラジアル内方側Ｒｂへ押圧する。また、フック部材６は押圧部材３と一体に（共に）アキシャル外方側Ｘａへ移動し、フック部材６の係止面62ｅがツールホルダ22の掛かり面22ｅに摺接するが押圧力は発生しない。
　ホルダスライド方向Ｙと平行な縦断面において、アキシャル外方側Ｘａへのスライド力を、押圧部材３の押圧面32ａとツールホルダ22の押圧受け面22ａの傾斜状（テーパ状）の摺接によって、ラジアル内方側Ｒｂへの押圧力に変換して、ツールホルダ22をラジアル内方側Ｒｂへ移動させる。言い換えると、ツールホルダ22（に取着した切削チップ23の刃先）が回転軸心Ｌａ又はワークＷに向かって接近する。

　スライド機構５によって押圧部材３がアキシャル内方側Ｘｂへ移動すると、フック部材６もアキシャル内方側Ｘｂへ一体に移動し、フック部材６の係止面62ｅが、ツールホルダ22の掛かり面22ｅに摺接し、さらに、係止面62ｅが掛かり面22ｅをラジアル外方側Ｒａへ押圧する。また、押圧部材３の押圧面32ａがツールホルダ22の押圧受け面22ａに摺接するが押圧力は発生しない。
　ホルダスライド方向Ｙと平行な縦断面において、アキシャル内方側Ｘｂへのスライド力を、フック部材６の係止面62ｅとツールホルダ22の掛かり面22ｅの傾斜状の摺接によって、ラジアル外方側Ｒａへの押圧力に変換して、ツールホルダ22をラジアル外方側Ｒａへ移動させる。言い換えると、ツールホルダ22（に取着した切削チップ23の刃先）が回転軸心Ｌａ又はワークＷから離間する。

　また、図５及び図６に示すように、ツールホルダ22の掛かり部22ｆは、押圧部材３の押圧リング32とフック部材６の係止部62とに摺接しつつ、押圧部材３の押圧リング32とフック部材６の係止部62とによってホルダスライド方向Ｙに挟持される。従って、ホルダスライド方向Ｙのガタつきを防止し、回転停止状態の自重による移動に加え、回転状態において遠心力によるラジアル外方側Ｒａへの移動も防止し、ツールホルダ22の位置決め、即ち、切削チップ23の径方向位置調整が高精度に安定して行われる。

　なお、本発明は、設計変更可能であって、図例では、１つのツールホルダ22に２つのフック部材６，６を係止させているが、１つのツールホルダ22にフック部材６を１つのみ対応させるだけでも良い。また、切削ユニット20（ツールホルダ22）をベース部材21に４つ設けているが、４つ以上、例えば６つ設けても良い。スライド機構５の構造は上述のウォーム式に限らず、アクチュエータを用いたものでも良い。

　以上のように、本発明のピーリングマシンは、丸棒状ワークＷが挿通する回転筒１と、回転筒１のラジアル方向Ｒに沿ってスライド自在に回転筒１に取着したツールホルダ22と、回転筒１のアキシャル方向Ｘにスライド自在に回転筒１に取着した押圧部材３と、を備え、押圧部材３の押圧面32ａとツールホルダ22の押圧受け面22ａとをツールホルダ22のスライド方向Ｙと平行な縦断面において傾斜状に摺接させて、押圧部材３がアキシャル外方側Ｘａにスライドすることでツールホルダ22が上記縦断面においてラジアル内方側Ｒｂにスライドするように構成したピーリングマシンに於て、ツールホルダ22が自重によってラジアル内方側Ｒｂへスライドするのを阻止するようにツールホルダ22を係止するフック部材６を、押圧部材３に取着したので、図７に示すようなコイルバネ99を用いた従来の弾発付勢式に比べて、ツールホルダ22のスライドをスムーズかつ安定させることができると共にツールホルダ22のスライド抵抗の調整といった製造作業や切削段取り作業を容易かつ迅速に行うことができる。ツールホルダ22を強い力で押圧しつつ摺接させる必要がなくツールホルダ22や押圧部材３の耐久性を向上できる。ツールホルダ22が自重でラジアル内方側Ｒｂへの移動することで発生する不具合を確実に防止できると共にツールホルダ22を確実にラジアル外方側Ｒａへ移動させて（逃がせて）、安全に作業できる。特に、直径が１００ｍｍ以上のワークＷを切削する大型のピーリングマシンや、十数キログラム以上の重いツールホルダ22を用いる大型のピーリングマシンに好適である。

　また、上記ツールホルダ22は、フック部材６に係止される掛かり面22ｅを、縦断面において押圧受け面22ａと平行状に有するので、ツールホルダ22がこじれることなく、スムーズにスライドできる。ツールホルダ22のスライド方向Ｙのガタつきによる位置ズレを防止し、高精度に切削チップ23の刃先位置を調整できる。

　また、フック部材６は、ツールホルダ22を係止する係止面62ｅを、縦断面において押圧部材３の押圧面32ａと平行状に有するので、ツールホルダ22をスライド方向Ｙに挟持して、ツールホルダ22のスライド方向Ｙのガタつきによる位置ズレを防止し、高精度に切削チップ23の刃先位置を調整できる。

１　回転筒
３　押圧部材
６　フック部材
22　ツールホルダ
22ａ　押圧受け面
22ｅ　掛かり面
32ａ　押圧面
62ｅ　係止面
Ｒ　ラジアル方向
Ｒｂ　ラジアル内方側
Ｗ　ワーク
Ｘ　アキシャル方向
Ｘａ　アキシャル外方側
Ｙ　スライド方向

Claims

　丸棒状ワーク（Ｗ）が挿通する回転筒（１）と、該回転筒（１）のラジアル方向（Ｒ）に沿ってスライド自在に上記回転筒（１）に取着したツールホルダ（22）と、上記回転筒（１）のアキシャル方向（Ｘ）にスライド自在に上記回転筒（１）に取着した押圧部材（３）と、を備え、上記押圧部材（３）の押圧面（32ａ）と上記ツールホルダ（22）の押圧受け面（22ａ）とを上記ツールホルダ（22）のスライド方向（Ｙ）と平行な縦断面において傾斜状に摺接させて、上記押圧部材（３）がアキシャル外方側（Ｘａ）にスライドすることで上記ツールホルダ（22）が上記縦断面においてラジアル内方側（Ｒｂ）にスライドするように構成したピーリングマシンに於て、
　上記ツールホルダ（22）が自重によって上記ラジアル内方側（Ｒｂ）へスライドするのを阻止するように上記ツールホルダ（22）を係止するフック部材（６）を、上記押圧部材（３）に取着したことを特徴とするピーリングマシン。
　上記ツールホルダ（22）は、上記フック部材（６）に係止される掛かり面（22ｅ）を、上記縦断面において上記押圧受け面（22ａ）と平行状に有する請求項１記載のピーリングマシン。
　上記フック部材（６）は、上記ツールホルダ（22）を係止する係止面（62ｅ）を、上記縦断面において上記押圧部材（３）の上記押圧面（32ａ）と平行状に有する請求項１又は２記載のピーリングマシン。