JPH0356842B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ プツシヤを備えかつ機械加工すべき棒材の後
方端部にもたれるようにされ、この棒材を自動旋
盤の方向に押し、棒材に対して嵌合する少なくと
も一つの内側円錐状面部分をもつ前方のくぼみを
備えた自動旋盤のフイーダ用プツシヤヘツドにお
いて、くぼみが軸線方向に対して8゜を越えない減
少した円錐角を有し、内方と周囲とに分配したリ
ブの多数の表面でくぼみを作り、プツシヤヘツド
の軸線の方へ向いたこれらのリブ表面のおのおの
が前記の減少した円錐角を有する円錐台形表面の
部分を基礎にした薄片を形成し、リブの間に自由
空間が存在し、リブにより生じた円錐台表面部分
の前記減少した円錐角が機械加工すべき棒材の後
方端部の特別な準備なしにそれで正しく合わせる
ことを必要としないでプツシヤヘツドの中でこの
棒材の実質的な心決めを保証する係合をくぼみと
棒材の後方端部との間でさせることを特徴とする
自動旋盤のフイーダ用プツシヤヘツド。

２ リブの数が６であり、軸線の方へ向いた円錐
台表面が軸線方向に2゜から5゜までの円錐角を有す
る円錐台内側表面の部分であることを特徴とする
請求の範囲第１項に記載のプツシヤヘツド。

３ 自由空間の底部を形成する大体円筒形の内側
表面から始まつて中心の方へ突出するリブが軸線
の方へ向いた円錐台表面を有し、それらの円錐台
表面がヘツドの前部のどこでも約0.1mm〜0.5mmほ
どにまたくぼみの背部で約3.2mm〜4.2mmほどに底
部の円筒形表面の上方に突出することを特徴とす
る請求の範囲第１項または第２項に記載のプツシ
ヤヘツド。

４ 一定の円錐角を有しまた自由空間を形成する
内側表面から始まつて中心の方へ突出するリブが
軸線の方へ向いた表面を有し、それらの表面がヘ
ツドの前部のどこでも約0.1mm〜0.5mmだけまたく
ぼみの背部で約3.2mm〜4.2mmだけ底部を形成する
表面の上方に突出することを特徴とする請求の範
囲第１項または第２項に記載のプツシヤヘツド。

５ 軸線の方へ向きまた円錐体の部分を構成する
リブの表面がくぼみの背部でよりヘツドの前部で
どこでもと広いことを特徴とする請求の範囲第１
〜４項のうちのいずれか１項に記載のプツシヤヘ
ツド。

明細書 本発明は、プツシヤを備えかつ機械加工すべき
棒材の後方端部にもたれるようにされ、この棒材
を自動旋盤の方向に押し、棒材に対して嵌合する
少なくとも一つの内側円錐状面部分をもつ前方凹
部を備えた自動旋盤のフイーダ用プツシヤヘツド
に関するものである。

実際に、工作機械、代表的には自動旋盤用の全
ての自動フイーダにおいては、加工すべき棒材を
旋盤に向つて押すプツシヤヘツドを前方すなわち
旋盤の方向に備えたプツシヤを有する棒案内管が
設けられる。プツシヤヘツドは回転式であり、し
かも一般にはプツシヤ本体はそれのヘツドの後に
位置している。プツシヤ本体の後方において、プ
ツシヤは加圧用のピストンまたはその他の装置に
連結され、加圧用のピストンまたはその他の装置
はほとんどの場合回転できず、それとプツシヤと
の連結は相互回転を可能にする装置を介して行な
われている。このような従来のプツシヤの例は、
例えばスイス国特許明細書第514381号に開示され
ている。同一構造のものはOrvinに在るLNS社製
の“ハイドロバー”型のフイード装置に用いられ
ており、この装置のカタログおよび操作説明書は
頒布されている。

一般に、機械加工すべき棒材の後方端部は円錐
形に加工するかまたは棒材の後方面の縁部に円錐
台形面を形成することによつて用意される。この
後者の加工方法は、例えばOrvinに在るLNS社製
の“スーパーハイドロバー”フイーダ用の操作説
明書（だれでも見ることができる）の第14頁
3.4.1.1.章に開示されている。これも棒材の後方
端部を円錐台形にする必要があることは本明細書
の第２図に例示されている。

今日までプツシヤヘツドに当接することになる
加工すべき棒材の後方端部を円錐形または円錐台
形に用意する必要があつた理由は、本明細書の第
１図に概略的に説明されている。棒材の後方端部
が適当に用意されない場合には、通常のプツシヤ
ヘツドの中にある広く開いた円錐形くぼみがプツ
シヤの軸線に対して中心にないように棒材の後方
端部を位置決めしやすいことが判明している。こ
のことは、もし後方端面が軸線方向に対して絶対
に垂直でないことが棒材ののこぎりでの切断時に
容易に起るものと機械加工すべき棒材の荒い状態
の後面を考えるならば、明白になる。第１図はそ
のことが棒材の偏心距離l₁を生ずることを図示す
る。さらに、棒材をのこぎりで予備的に切断する
ときに、のこぎりでの切断面の縁部にある種類の
まくれを生ずるようなことがしばしば起り、たと
え後面が軸線に対して垂直であつたとしても、も
し棒材をプツシヤヘツドに対して荒い状態で置く
ならば、このまくれが棒材の軸線の偏心距離l₂を
生ずる。このことは今日までに機械加工すべき棒
材の後方端部が例えば添付図面の第２図に図示す
るようにそこに円錐形か円錐台形かの心決め面を
生ずるためいつも準備された理由である。

棒材がフイーダ棒案内管の中に置かれる前に、
棒材の後方端部の予備的な準備のこの追加の作業
が自動工作機械、代表的には自動旋盤へ棒材を送
る作業のコストを増加した。

円錐面の少くとも数部分を有するくぼみを生ず
る回転先端の中に棒材の１部分の心決めの問題に
確かに触れる二つの以前の刊行物をここに記すこ
とで十分である。それは米国特許願第2118301号
明細書と英国特許願第2059308号明細書との問題
である。実を言えば、これらの明細書により提案
された回転先端部はフイーダヘツダでなくて実際
に旋盤の軸または中間軸の取付け部である。

米国特許願明細書には広く開いた円錐形のくぼ
み（縦軸線上で30゜）を有する回転先端部を提案
している。その第５，６図に関連して、この以前
の明細書には、係合した部分または棒材端部の可
能なめくれがこの部分または棒材の心決めを害す
るのを妨げるためくぼみの円錐形内部にはリブを
設けることを提案している。めくれは二つのリブ
の間の空所に入ると考えられる。しかしながら、
もしめくれがリブで直接に曲るならば、心決めを
害しないことは初めに棒材に対する先端部の回転
を包含し、回転がない場合にはそれにもかかわら
ず、めくれは心決めを害する。

英国特許願明細書には、8゜30′の円錐角を有し
てリブのない円錐台形のくぼみを設けた回転先端
部を提案している。以前の英国刊行物による回転
先端部が木材棒の端部を木材丸削り旋盤に係合し
たままにするように企図したものである。金属先
端部の低円錐角の内側円錐体の中への木材棒のつ
かみが当然木材の一定の圧縮を包含する。金属棒
の端部が違うように反作用する。この英国特許願
明細書には、選択した円錐角の利点は力の次第の
増加にあるとして生ぜられる。比較的に低い円錐
角により得られる心決めを改良する効果について
何も言うことはない。

この発明の目的は、荒い状態で棒材を使うこと
ができる即ちプツシヤヘツドに対する機械加工す
べき棒材の十分な心決めを得るため前もつて準備
する必要のない後方端部を有する自動旋盤のフイ
ーダ用プツシヤヘツドを提供することである。

この発明によれば、この目的は後で記す請求の
範囲第１項に記載の特徴の存在により達成され
る。

好ましくは、前記したリブの数は６であり、円
錐台部分を基礎とする表面の円錐角は軸線方向に
対して2゜から5゜までである。

この棒材の後方端部を受ける円錐台表面部分の
非常に低い円錐角は、棒材のこの後方端部の比較
的斜めの切離しが中心からの棒材の非常に少しの
はずれを理論的にもたらすけれどもその斜めの切
離しが非常に少しの程度に中心からのはずれを保
ちそれで中心からのこの非常に少しのはずれがも
ちろん実際に無視されることを意味する。さら
に、リブの縦縁部は、もし必要なら、めくれの押
し戻しを促進させるための切先として働くことが
できる。リブと減少した円錐角との存在の組合わ
せは、棒材を十分な心決め精度でプツシヤヘツド
の中の完全にはめるまで、この発明の配置が適当
に押し戻しをすることができるようにしまた必要
なら棒材を十分な心決め精度でプツシヤヘツドの
中に完全にはめるまで棒材の後面のめくれ即ちき
たない縁部の切離しをすることができるようにす
る。

この発明は心決め欠点の危険を直す性能を達成
し、その性能は従来の技術により達成されない
（たとえ示唆されないとしても明らかになる）。

添付図面は、例としてまた従来の技術の欠点を
説明する二つの図面の後でこの発明の要旨の実施
例を図示する。この添付図面において、 第１図は、機械加工すべき棒材の後方端部を通
常のプツシヤヘツドに荒い状態で置いた場合に以
前の技術の欠点を略図で説明する図である。

第２図は、プツシヤヘツドが働くようになつた
機械加工すべき棒材の後方端部を円錐台状に（ま
たは円錐状に）準備する従来技術によるプツシヤ
ヘツドに存在する必要性を第１図と同様に図示す
る。

第３図は、第１，２図と同様であるがこの発明
により提案された特別な型のプツシヤヘツドに関
する図であり、この第３図は、通常のプツシヤヘ
ツドで第１図の場合に中心からのはずれをもたら
すかまたは第２図に図示する準備のため設けるこ
とを必要とする欠点が提案されたプツシヤヘツド
の場合に有害な影響を受けないままであることを
図示し、このような提案されたプツシヤヘツドは
荒い状態で棒材の後端部をそこへ導入させ即ち特
別な作用により準備されない。

第４図はこの発明によるプツシヤヘツドの部分
的な縦断面図である。

第５図は第４図に図示するプツシヤヘツドの端
面図である。

従来の技術の欠点を図示する第１図はすでに簡
単に解説された。第１図に図示するように、通常
のプツシヤヘツドの場合に、荒い状態でまだ後方
端部をまだ有する機械加工すべき棒材の位置決め
がプツシヤヘツドの軸線に対して機械加工すべき
棒材の偏心距離l₁またはl₂を非常にもたらせやす
い。

さらに正確には、第１図では、通常のプツシヤ
ヘツド１は円錐形の内側のくぼみ２を有し、くぼ
み２の円錐角は大体45゜である。荒い状態でさえ
きれいである即ち棒材の軸線に対して全く垂直で
あつてめくれを生じていない後面を有する機械加
工すべき棒材が円錐形のくぼみ２の中にいかに置
かれるかを破線により符号３で図示する。このよ
うな棒材は実際にプツシヤヘツド１に対して中心
に置かれる。しかしながら、機械加工すべき棒材
の荒い状態での後面（即ちのこぎりでの切断か断
面形成かから直接に生ずる）がきれいである即ち
軸線に対して垂直でありまためくれを生じていな
い機会はほとんどない。一般の場合には、軸線に
対して正確に垂直でない後面５を荒い状態で生ず
る棒材４の場合を考えることは必要である。図に
おいて、状態を十分に図示するため、図において
後面５の傾斜を誇張して図示してあるが、荒い状
態でのこの後面５がほとんどいつも一定の傾斜を
実際に表わすことは正しい。図示してあるよう
に、これはプツシヤヘツド１に対する棒材４の偏
心距離l₁を生ずる。

棒材の軸線に対して垂直に平均に切断しまたの
こぎりで切つためくれ７を有する荒い状態の後面
を有する機械加工すべき棒材の場合を考えること
は同様に必要である。この場合には、このめくれ
７の効果が同様にl₂で図示のようにプツシヤの軸
線に対して棒材６を中心からはずれさせることで
ある。

第２図は、以前の技術によれば第１図に関連し
て説明した欠点が今日までいかに直されたかを図
示する。この目的のために、機械加工すべき棒材
の後方端部８は、くぼみ２の円錐角に対応する円
錐角を有する円錐形面部分９がそこに生ぜられる
方向に準備された。この場合に、可能なめくれ
は、後方端部のこの円錐形の準備により当然なく
されまたたとえ後面が軸線に対して垂直でないと
しても棒材の準備により生ぜられる円錐形面部分
９が棒材の軸線上に中心を置き、このことはくぼ
み２の中に置かれた棒材がプツシヤヘツドに対し
て中心に位置決めされることを意味する。

それを行うこの仕方は当然心決めの観点から満
足を与えるが、それは追加の準備作業および増加
した複雑さと労賃との源を包含する。

提案されたプツシヤヘツドの特別な概念によ
り、棒材の後部で初めに円錐形面部分９の準備を
行うことを必要としないで、機械加工すべき棒材
を十分に中心に置かせることに成功する。

この第３図ではプツシヤヘツド１１を図示し、
そのくぼみ１２の中に棒材１４または棒材１６を
はめ、これらの棒材１４，１６はそれぞれ第１図
に図示する棒材４，６と同じ欠点を有する。

第３図について行われた説明を十分に理解する
ために、第４，５図を考えることがすでに十分で
あり、第４，５図は絶縁状態で即ち中に棒材をは
めることなしに提案された特別な概念によるプツ
シヤヘツドを図示する。

円錐形表面の少くとも数部分に存在しなければ
ならないくぼみ１２を完全に違つたように形成す
ることが図示される。

初めに、その円錐角β（縦軸線に対して）は従
来の技術によるプツシヤヘツドのくぼみ２の円錐
角αよりはるかに小さい。代表的には、この円錐
角は4゜の近くに置かれ、合理的な変形によれば、
その円錐角は2゜から5゜までの範囲の中に置かれる
ことができる。さらに、円錐形の心決め面がくぼ
みの全周にわたつて現われるが符号２０で図示さ
れる大体円筒形の表面から（第３図で鎖線で図示
される変形では少し円錐形の表面から）始まる中
心（または軸線）の方へ突出するリブを形成する
部分１３にわたつて現われる。リブ１３はそれら
の間に自由空間１８を残し、自由空間１８は円錐
面２０（または２０′）の高さまで延びる。

第３図では初めに機械加工すべき棒材１４の場
合を考え、棒材１４の後面１５は荒い状態で一定
の傾斜を表わす。理論上、この傾斜はプツシヤヘ
ツドの軸線に対する棒材１４の中心からの少しの
はずれを意味する。しかしながら、円錐角βの非
常に低い値のために、この中心からのはずれはそ
れが無視されることができるように小さくなる。
図において、それが大体図の線の寸法またはそれ
より小さな寸法に大体等しいのでそれを描くこと
は可能でない。

これらの条件のもとで、棒材１４のような機械
加工すべき棒材１４をプツシヤヘツド１１のくぼ
み１２の中へ荒い状態ではめることができ、棒材
１４の後面１５と棒材１４の軸線との間の垂直度
の欠除は実際に完全に無視できる中心からのはず
れだけにより表わされる。

棒材１６のような棒材の取付けを考えることも
必要であり、軸線に対して垂直な後面を多分有す
る（しかしこれは確実ではない）棒材１６は荒い
後面の縁部にそつたどこかに第１図の棒材６のめ
くれ７に似ためくれ１７を表わす。もしこのめく
れ１７が小さな幅だけを有するならば、第３図の
プツシヤヘツド１１ではこのめくれ１７は小さな
幅だけを有し、第３図のプツシヤヘツド１１では
このめくれ１７はリブ１３の間の自由空間１８の
うちの一つの中へ自動的にすべるようになり、そ
れでめくれ１７は棒材１６の心決めを妨げない。
もしこのめくれ１７が広くまたリブに接するよう
になるならば、このめくれ１７は、リブがその少
しの傾斜度のためめくれ１７に放射方向近くに加
える圧力により押し戻される。このような押し戻
しは少しの傾斜角（または低円錐角）のリブの存
在のためだけに起る。

もしめくれが広いならば、押し戻しはリブ１３
の縦方向縁部に対して依頼し、これらのリブ１３
の縦方向縁部は比較的に鋭く、それで困難なしに
広すぎるめくれを切断することができ、それでこ
のめくれを多くの部分に分割し、これらの部分は
棒材の後または自由空間１８の中へ通る。

それで、第３図が図示するように、軸線に対し
て垂直でない荒い後面とめくれ１７を有する棒材
１６との両方は、荒い状態で第３図のプツシヤヘ
ツド１１の中にはめられることにより少くとも実
際に十分な程度に考えられる。それゆえ、このプ
ツシヤヘツドの使用は機械加工すべき棒材の後方
端部の準備の予備作業なしに行うことを可能に
し、このことは時間と費用とについての重要な予
備作業なしに行われ、このことは時間と費用との
重要な節約に貢献する。

第３図で、さらに第４図でのように、リブ１３
がくぼみの背部２３へずつと延びなくて円形のみ
ぞ１９がこの背部２３とリブ１３の後方端部との
間に存在することが明らかになる。このみぞ１９
は主として技術目的のため発明され、みぞ１９は
リブ１３と背部２３との間の直接の連続を避ける
のに役立つ。このことは棒材をはめるプツシヤヘ
ツドに対して小さすぎる直径を有する棒材の場合
に好ましくなく、棒材をプツシヤヘツドの中には
めることは棒材の背面が背部２３にまたはさらに
正確にはこの背部２３とリブとにより作つた角の
うちの一つに突き当たるようになることを意味す
る。みぞ１９がない場合には、小さすぎる直径の
棒材を操作者が気付かないでこれらの条件のもと
ではめるようなことが起る。みぞ１９がある場合
には、操作者は結果として起るがたつきによつて
だけみぞ１９に確実に気付く。

第４，５図は棒材をはめないでプツシヤヘツド
を自体で図示する。これらの図で明らかになるよ
うに、リブ１３はすべて円錐台形表面部分２２を
有し、これらのリブ１３は各側で側面２１を有す
る。これらの側面２１のうちの二つが第４図の断
面図で背景で見ることができる。第３図では、図
示を簡単にするため、これらの側面２１を図示し
てない。

第５図はリブの輪郭をリブの違つた面とともに
明らかに図示する。作つた原型の寸法と大体同じ
でありまた満足を与える寸法の表示が同様に入つ
ているが当然非常に目立つて変形してある。まず
第１に、リブの高さＨ即ち円錐台表面２２と自由
空間の底部の面２０との間の距離はプツシヤヘツ
ドの前のどこでも２〜３／10mmか１／10mmかでさ
えある（高さH₁）。他方では、リブ１３の後部で
この高さH₂は４mm近くに達し、代表的にはそれ
は3.2mmと4.2mmとの間にある。リブの全長は60mm
であり、これは大体3゜15′の角に対応する大体5.7
％の傾斜を与える。

リブの円錐台表面２２の傾斜（即ち円錐角）に
対する極限としては、下限として2.5％または1.5゜
より少し小さい値がまた上限として15％または約
8゜が容認されることができる。前記した下限の下
では大きすぎる頂端部があり、前記した上限の上
では心決め誤差が実際に無視できなくなる。円錐
角に従つて頂端部がプツシヤヘツドの中に押しつ
ぶされたままであるかまたはそうでないことはさ
らに注目すべきことである。装置の型に従つてこ
の特殊性を探してもよく、または反対にそれを避
けようと欲する。これらのことを考慮して場合に
応じて好ましい円錐角βを決めることができる。

円錐台表面部分２２の幅は当然リブの後部の方
へよりも前部の方へ大きくなる。前部の方へのこ
の幅L₁が４mm程度かまた4.5mmでさえあり、後部
の方へのこの幅L₁は２mm〜2.5mm程度である。こ
のことは円筒形表面２０と同じ高さでのリブの縦
断面が矩形でない細長い台形断面であることを意
味する。

第３，４図ではプツシヤヘツドの後方部分２４
をさらに図示する。この後方部分２４はプツシヤ
本体を直接に構成するかまたは少くとも１部分管
状である部分の中にはまるせんとして役立つ部分
を構成し、この部分はプツシヤの本体を形成す
る。

プツシヤヘツドの製造のため、原型の製作のた
め、内方テーパ旋削、その後でくぼみの後部にお
けるみぞ１９の旋削に頼り、その後でほぞ接ぎす
ることにより自由空間１８を作つた。多量生産の
ため、たとえばプツシヤヘツドの部分成形を含め
たさらに急速な装置が採用される。さらに、プツ
シヤヘツドを二つの部分で製造し、初めに別個の
部分を作りその後でたとえば溶接によりこれらの
部分を１体に作ることは好ましい。それでリブを
含んだ部分は完全に管状であり、後方部分２４を
この管状部分の後部の中にはめまた溶接または類
似な方法により管状部分に結合する。

すぐ前に記した特別な思想によるプツシヤヘツ
ドが丸い横断面か六角形断面かの機械加工すべき
棒材にとくによく適合していることを注目すべき
である。他の多角形横断面をもくろんでもよく、
リブの数は多角形の辺の数に等しく（たとえば８
角形横断面に対して８個のリブがある）。

第４，５図に図示するプツシヤヘツドは20mmか
ら28mmまでの範囲の中にある直径の棒材に対して
企図した大体36mmの外径を有する原型に対応す
る。明らかなように、他の直径の棒材に対して希
望の他の寸法のプツシヤヘツドを同じ特徴で同様
に作ることができる。

円錐台形表面の概念をこの特別な場合に少しわ
ん曲した形の概念に同様に拡大すべきであること
は同様に注目すべきであり、少しわん曲した形で
は傾斜角がリブにそつて変化し、中心の方へ向い
た表面を縦方向に少しわん曲させる。

一般的に言えば、前記した装置は、それらが機
械的か電子的かまたは他の制御装置を有する機械
であつたとしても、自動フイーダにより送られる
どの工作機械にも応用できる。