JPH09253996A - 棒状部材の端部加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒状部材の端部の外周を加工する端部加工装
置であって、直径、長さの異なった多種類の棒状部材に
ついて、切り込み量や送り量の調整を簡単に行える棒状
部材の端部加工装置を提供すること。 【解決手段】 棒状部材Ｗを加工する回転加工部３０
と、棒状部材Ｗを前記回転加工部３０の回転中心位置に
おいて固定支持するクランプ部１０とを備え、前記回転
加工部３０は、回転駆動される基盤３２と、この基盤３
２に取付けられて、前記棒状部材Ｗに対して近接・離隔
する方向に移動する加工工具３４と、回転加工部３０の
回転による遠心力を前記加工工具３４を棒状部材Ｗに対
して近接方向に付勢する力に変換する変換機構３５と、
基盤３２に取り付けられて前記加工工具３４を、前記棒
状部材Ｗに対して離隔する方向に付勢する付勢手段３
７，３８とからなる構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、棒状部材の端部
の外周を加工する端部加工装置に関するものである。
尚、ここでいう棒状部材とは、中心に穴を有する棒、即
ち筒状、或は管状の部材を含む。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】棒状部材の端面や、端
部の外周を研削したり、研磨する場合、この棒状部材
（以下ワークという）を回転させ、このワークに研削加
工や研磨加工のための加工工具を切り込ませて行なう
が、前記ワークを回転させるための主軸（駆動軸）への
固定は長尺なものほど難しくなる。また、ワークの長さ
や、径の種類が多いほど、ワークに対する加工工具の切
り込み量や送り量を調整する必要があって、この作業が
繁雑になる。また、前記加工工具が磨耗するなどした場
合や、磨耗した加工工具を新品に交換した場合等におい
ては、前記切り込み量や送り量を調整する必要がある。

【０００３】従って、この発明が解決しようとする課題
は、直径、長さの異なった多種類のワークについて、前
記切り込み量や送り量の調整を簡単に行える棒状部材の
端部加工装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、棒状部材の
端部の外周を加工する端部加工装置であって、前記棒状
部材を加工する回転加工部と、棒状部材を前記回転加工
部の回転中心位置において固定支持するクランプ部とを
備え、前記回転加工部は、回転駆動される基盤と、この
基盤に取付けられて、前記棒状部材に対して近接・離隔
する方向に移動する加工工具と、回転加工部の回転によ
る遠心力を前記加工工具を棒状部材に対して近接方向に
付勢する力に変換する変換機構と、基盤に取り付けられ
て前記加工工具を、前記棒状部材に対して離隔する方向
に付勢する付勢手段とからなる構成によって、上述の課
題に解決するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態は、棒状部
材をワークとし、このワークの端部の外周を加工する端
部加工装置において実現される。このような加工は、例
えば、棒状部材の端部にネジを転造する際の下加工とし
て行なわれる。

【０００６】前記端部加工装置は、前記ワークを加工す
る回転加工部と、ワークを前記回転加工部の回転中心位
置において固定支持するクランプ部とで構成され、前記
ワークを固定状態に保持したまま、回転する回転加工部
によって、このワークの端部を加工する。この加工は、
端部外周の研磨、研削等であり、従って加工工具は、研
磨、研削加工に対応した研磨材、研削工具である。

【０００７】前記回転加工部は、回転駆動される基盤
と、この基盤に取付けられて、前記ワークに対して近接
・離隔する方向に移動する加工工具と、回転加工部の回
転による遠心力を前記加工工具を棒状部材に対して近接
方向に付勢する力に変換する変換機構と、基盤に取り付
けられて前記加工工具を、前記棒状部材に対して離隔す
る方向に付勢する付勢手段とからなる。即ち、回転加工
部の回転によって加工工具はワークに向けて近接するよ
うに移動する。従って、ワークへの切り込み量は前記遠
心力によって決定されるため、前記回転加工部の回転数
は、適宜の制御器によって、所望の切り込み量に対応さ
せて調整される。

【０００８】前記加工工具は、ワークに向けて近接・離
隔する方向に移動可能に基盤に取付けたものであり、こ
の際、近接・離隔の方向は、必ずしも前記ワークの中心
に向かう必要はない。また、この移動可能な取り付け
は、前記基盤上に適宜の案内部材を配置してこの案内部
材に沿って直線的に往復動作させたものでも、適宜の箇
所に設けた回転支軸を中心に旋回するように往復動作さ
せる構成を含む。

【０００９】前記変換機構は、回転加工部の回転により
作用する遠心力を、前記加工工具を棒状部材に対して近
接させる方向の力に変換するもので、遠心力を受けるお
もり部材を前記回転加工部の回転軸を挟んで対向する側
に配置し、遠心力を受けるおもり部材が回転加工部の外
周方向に移動する力を加工工具のワークへの近接方向の
駆動力として利用する機構や、前記おもり部材に作用す
る遠心力を公知のリンク機構等を介して前記加工工具に
伝達するものを含む。

【００１０】また、前記付勢部材は、加工工具をワーク
に対して離隔する方向に付勢するものであり、前記遠心
力による加工工具の移動方向と逆方向に作用するもので
ある。従って、工具台に作用する遠心力は、この付勢部
材によって弱められ、回転加工部の回転によって生じる
工具台を移動させる力は減少するため、回転数による加
工工具に作用する力の調整が容易である。また、この付
勢部材は、工具台を初期位置に復帰させる機能を有する
ものである。

【００１１】更に、回転加工部に、２つ以上の加工工具
を備えるものにおいては、各加工工具の移動を同期させ
る同期機構を設ける。この同期機構は、前記加工工具の
移動量、遠心力による力を各加工工具で均一化するため
のもので、各加工工具によるワークへの切り込み量、圧
接力を均一化するものである。 この同期機構は、特
に、回転加工部が水平な軸のまわりに回転するものであ
る場合に、効果的である。即ち、この場合、変換機構を
介して加工工具に作用する遠心力は、回転加工部の中心
から外方に向けて均一に作用するが、重力は、全て鉛直
下方に作用するため、ワークへの切り込み量や圧接力が
異なることになる。そのため、この同期機構により重力
の影響を打消すことができる。この同期機構としては、
リンク機構，チェーンとスプロケット，ラックとピニオ
ン等の公知の手段を利用できる。

【００１２】更に、前記回転加工部の回転中心に、前記
ワークの端面、或は内面加工用の加工工具を設けること
により、この加工工具によって、ワークの端面や内面を
加工することができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の具体的な実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。尚、図面に示す実施例は、ワー
クＷの端部にネジ部を転造加工する場合、その下処理加
工としてワークＷの端部の外周の黒皮の除去、及びその
端面のバリ取りを行なう装置に適用した例について図示
したもので、図１は、この発明に係る棒状部材の端部加
工装置の具体的実施例の側面説明図，図２は、図１のII
−II部矢視図，図３は、図１のIII −III 部矢視図，図
４は、図１の平面説明図，図５は、図１の正面説明図で
ある。

【００１４】図面において、端部加工装置は、前記ワー
クＷを加工する回転加工部３０と、ワークＷを前記回転
加工部３０の回転中心位置において固定支持するクラン
プ部１０とで構成され、これらは共通の架台１上に配置
してある。

【００１５】前記クランプ部１０は、未加工のワークＷ
を加工のための所定位置に固定するためのもので、それ
ぞれＶブロック形状とした固定片１１と可動片１２とで
構成される。前記固定片１１は前記架台１上に固定して
あり、前記可動片１２は上下方向に往復動作することに
より、この固定片１１に対して近接、離隔する。このク
ランプ部１０には、図１の左側から、ワークＷが搬入さ
れ、このワークＷの端部を固定片１１及び可動片１２の
Ｖ字状溝間に挟みこむことにより、前記所定位置に固定
する。

【００１６】前記クランプ部１０は、ワークＷを前記所
定位置に位置決めするためのストッパー機構２０を備え
る。このストッパー機構２０は、クランプ部１０に搬入
されるワークＷの先端側に設けられており、搬入される
ワークＷに対して径方向（図１の上下方向）に往復動作
するストッパー片２１を備える。このストッパー片２１
に、挿入されるワークＷの先端面を当接させる。

【００１７】前記回転加工部３０は、駆動力が付与され
る主軸３１に取付けてある。この主軸３１は、クランプ
部１０において固定状態のワークＷに向けて軸方向に往
復動可能となっている。尚、前記主軸３１は、回転加工
部３０の回転中心であり、この回転中心に、前記クラン
プ部１０において固定されるワークＷの中心軸は一致す
る。

【００１８】前記回転加工部３０は、主軸３１に固定し
た基盤３２と、この基盤３２に取付けられて、前記棒状
部材Ｗに対して近接・離隔する方向に移動する加工工具
３４と、回転加工部３０の回転による遠心力を前記加工
工具３４を棒状部材Ｗに対して近接方向に付勢する力に
変換する変換機構３５と、基盤３２に取り付けられて前
記加工工具３４を、前記棒状部材Ｗに対して離隔する方
向に付勢する付勢手段３７，３８とで構成される。

【００１９】前記加工工具３４は、この実施例では２つ
を対向配置して用いており、各加工工具３４は、前記基
盤３２の両側に配置した工具台３３を介して前記基盤３
２に取付けられる。各工具台３３は、前記基盤３２の両
側に固定した案内部材３３ａに沿って直線状に往復動作
可能となっており、両者は互いに略平行であって、回転
加工部３０の回転軸からの距離も同じとしてある。そし
て、この各工具台３３に前記加工工具３４を脱着自在に
取り付けてある。この配置により、加工工具３４は前記
回転加工部３０の回転中心を挟んで対称位置としてあ
る。尚、この工具台３３を３個以上設ける場合には、各
工具台３３を回転加工部３０の回転中心の回りに等間隔
で配置すればよい。

【００２０】前記変換機構３５は、回転加工部３０の回
転による遠心力を前記加工工具３４を棒状部材Ｗに対し
て近接方向に付勢する力に変換するため、前記工具台３
３とバランスウェイト３６とで構成してある。この実施
例では、各工具台３３において、加工工具３４と対向す
る側にバランスウェイト３６を取り付けることによっ
て、遠心力を加工工具３４をワークＷに近接させる方向
に変換している。即ち、回転加工部３０の回転によって
工具台３３がバランスウェイト３６の側に移動すると、
加工工具３４がワークＷに向けて移動するように、前記
加工工具３４，工具台３３，バランスウェイト３６の重
量配分、並びに工具台３４に対するバランスウェイト３
６の取付位置を設定してある。従って、ワークＷへの切
り込み量は前記遠心力によって決定されるため、前記回
転加工部３０の回転数は、適宜の制御器によって、所望
の切り込み量に対応させて調整される。またこの加工工
具３４は、端部外周の研磨の場合は、ブラシや砥石等で
あり、研削の場合にはバイト等である。

【００２１】また、前記回転加工部３０には、前記加工
工具３４を前記遠心力による移動方向と逆の方向に付勢
する付勢手段を設けてある。この付勢手段は、工具台３
３の加工工具３４の取り付け側において、基盤３２との
間に配置され、前記工具台３３をワークＷに対して離隔
する方向に常時付勢する第１付勢部材３７と、基盤３２
の裏面側において、前記加工工具３４がワークＷに近接
する位置まで工具台３３が移動した後に作用する第２付
勢部材３８である。前記第１付勢部材３７は、この実施
例では引張スプリングであり、上述の機能の他、回転加
工部３０の回転数を減少、或は停止した場合に加工工具
３４を初期位置に復帰させる機能を有する。また、前記
第２付勢部材３８は、この実施例では圧縮スプリングで
あり、工具台３３に取付けられて基盤３２の裏面側に延
びる押し板３９によって圧縮され、付勢力を発揮する。
この押し板３９と第２付勢部材３８とは、前述したよう
に加工工具３４がワークＷに近接する位置まで工具台３
３が移動した後に作用するように、所定の間隔を保持し
て対向させてある。また、これらの第１，第２付勢部材
３７，３８は、遠心力により加工工具３４に加わる力を
調整することにより、主軸３１の回転数の変化量に対す
る加工工具３４に加わる力の変化量を減少させるもの
で、これによって、加工工具３４のワークＷに対する圧
接力の調整を容易にする。この作用は、特に、第２付勢
部材３８において強く発揮されるように、その付勢力を
設定してある。

【００２２】更に、この実施例においては、回転加工部
３０が、２つ以上の加工工具３４を備えるため、前記加
工工具３４のワークＷへの近接移動を同期させる同期機
構４０を設けてある。この同期機構４０は、各加工工具
３４のワークＷへの圧接力や、近接方向の移動距離を均
一化するものであり、特にこの実施例にように回転加工
部３０が水平軸を中心に回転するものの場合には、各工
具台３３は重力の影響を受け、ワークＷに作用する加工
工具３４の圧接力に相違が生じるのを防止するものであ
る。この同期機構４０は、前記各工具台３３のそれぞれ
に取付けたラック４１と、前記主軸３１に同軸に回転自
在に取付けた歯車４２で構成されるもので、各ラック４
１と歯車４２の噛み合わせにより、前記工具台３３は同
期して近接・離隔する。尚、前記ラック４１は、この実
施例においては、前記第２付勢部材３８と当接する押し
板３９を利用して取付けてある。

【００２３】さて、以上の構成において、ワークＷの加
工要領を説明する。先ず、待機状態においては、前記ク
ランプ部１０の可動片１２は、上方に退避しており、ま
た、回転加工部３０はワークＷの加工位置より退避して
いる。一方、ストッパー機構２０においては、ストッパ
ー片２１は、上方に突出してワークＷの加工位置近傍に
位置している。この状態において、ワークＷをクランプ
部１０の固定片１１上に載置し、ワークＷの先端面がス
トッパー片２１に当接するまで挿入する。この後、前記
可動片１２を固定片１１に向けて降下させ、この固定片
１１と可動片１２とで前記ワークＷを把持し、所定位置
に固定する。ワークＷの固定が確認されると、前記スト
ッパー片２１は下降し、前記ワークＷの加工位置より退
避する。

【００２４】次に、前記回転加工部３０は、前記ストッ
パー片２１の待避後、前記回転加工部３０は、主軸３１
の軸線方向の移動により、クランプ部１０において固定
状態のワークＷに向けて移動する。そして、回転加工部
３０の加工工具３４が前記ワークＷの加工部分に対応す
る位置に達すると、この位置で主軸３１の軸方向の移動
を停止し、主軸３１を回転させる。この主軸３１の回転
により、各バランスウェイト３６は、遠心力の作用によ
り、回転加工部３０の中心から外方に飛び出す方向に移
動する。一方、前記加工工具３４は、バランスウェイト
３６とは逆に、回転加工部３０の中心に向かって移動す
る。このとき、工具台３３は、前記第１付勢部材３７の
付勢力に抗して互いに近接する。そして、前記加工工具
３４が、ワークＷの端面近傍にまで移動すると、前記工
具台３３の押し板３９は、第２付勢部材３８に当接す
る。そして、この第２付勢部材３８の付勢力に抗して、
更にワークＷに向けて移動した後接触し、所定の圧接
力、切り込み量で加工を行う。また、この時、ワークＷ
の軸方向の加工範囲において、主軸３１を前後に繰り返
し往復動作させることによって、ワークＷの軸方向の加
工を均一化するのが好ましい。

【００２５】尚、この工具台３３の移動に際しては、前
記同期機構４０の働きにより、近接・離隔方向につい
て、それぞれが同じ移動量となっているため、各加工工
具３４によるワークＷへの圧接力、切り込み量は同じと
なる。また、この実施例のように回転加工部３０を水平
な軸（主軸）の回りに回転させる場合には、各加工工具
３４に作用する付勢力には、重力の影響が大きくなる。
即ち、この実施例において、バランスウェイト３６が上
方にある工具台３３では、その加工工具３４はワークＷ
から遠ざかる方向に付勢され、バランスウェイト３６が
下方にある工具台３３では、その加工工具３４はワーク
Ｗに近づく方向に付勢される。そこで、この同期機構４
０により両者を同期して近接・離隔する構成によって、
重力の影響を打ち消している。従って、この発明の端面
加工装置においては、重力の影響を受けることなく、ワ
ークＷの周囲において均一な加工を施すことができる。

【００２６】前記ワークＷの加工が終了すると、前記回
転加工部３０は回転を停止する。すると、前記工具台３
３は、第１付勢部材３７によりワークＷから離隔する方
向に付勢され、加工工具３４は初期位置に復帰する。そ
して主軸３１を初期位置に退入させた後、クランプ部１
０の可動片１２を上方に移動させてクランプ状態を解除
し、ワークＷを取り出す。以後、この作業のくり返しに
より、ワークＷの加工を行う。この発明の端部加工装置
においては、ワークＷへの加工工具３４の圧接や切り込
みは、遠心力を利用して行っているため、加工工具３４
の磨耗による再調整は不要である。また、前記加工工具
３４の圧接力や切り込み量は、前記主軸３１の回転数を
制御することによって行えるため、従来のような、圧接
力や切り込み量の調整作業が不要である。

【００２７】更に、図示する実施例においては、前記回
転加工部３０の回転中心に、前記ワークＷの内面加工用
の加工工具５０を設け、この内面加工工具５０によっ
て、ワークＷの内面を加工するように構成している。即
ち、前記主軸３１の内部に、軸線方向に往復動作する軸
部材５１を設け、この軸部材５１と主軸３１とをキー、
スプライン等の公知の回り止め手段を利用して、主軸３
１と一体的に回転し、かつ軸方向の移動を許容する状態
とする。そして、この軸部材５１の先端に内面加工工具
５０を設ける。この内面加工工具５０は、例えば、ワー
クＷの外周面の面取りや端面の仕上げ加工、管形状のワ
ークＷの内周面の面取り等の切削用のバイトとしてあ
る。このような切削加工用のバイトは、研磨加工等の工
具と比べて、比較的低い回転数で加工するものであるか
ら、ワークＷをクランプ部１０に固定後、前記回転加工
部３０の加工工具３４がワークＷに接する回転数以下の
回転数の際に、前記軸部材５１をワークＷに向けて突出
させ、加工する。尚、この内面加工工具５０は、前記の
工具台３３の加工工具３４と同様の加工を行うものであ
れば、前記外周面の加工とほぼ同じ回転数で加工を行え
るため、加工工具３４による加工中に、前記軸部材５１
をワークＷに向けて突出させ、加工することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る棒状
部材の端部加工装置によれば、回転加工の回転に基づく
遠心力によって、ワークの端部への加工工具の加圧力を
付与するようにしたので、送り量や切り込み量を自動的
に調整することができ、複雑な送り機構を不要とする。
また、加工工具の磨耗や交換の際にも前記の切り込み量
を調整する必要が無くなるので、作業工数が低減する。
更に、回転加工部の回転数を調整することにより、端部
の内面の加工も行なうことができる。従って、この発明
に係る棒状部材の端部加工装置によれば、上述のような
簡単な構成により、多種の径のワークにおいても、工具
の切り込み量などの繁雑な調整作業を行なうことなく、
簡単に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る棒状部材の端部加工装置の具体
的実施例の側面説明図である。

【図２】図１のII−II部矢視図である。

【図３】図１のIII −III 部矢視図である。

【図４】図１の平面説明図である。

【図５】図１の正面説明図である。

【符号の説明】

Ｗ ワーク（棒状部材） １０ クランプ部 ３０ 回転加工部 ３１ 主軸 ３２ 基盤 ３３ 工具台 ３４ 加工工具 ４０ 同期機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状部材Ｗの端部の外周を加工する端部
   加工装置であって、前記棒状部材Ｗを加工する回転加工
   部３０と、棒状部材Ｗを前記回転加工部３０の回転中心
   位置において固定支持するクランプ部１０とを備え、前
   記回転加工部３０は、回転駆動される基盤３２と、この
   基盤３２に取付けられて、前記棒状部材Ｗに対して近接
   ・離隔する方向に移動する加工工具３４と、回転加工部
   ３０の回転による遠心力を前記加工工具３４を棒状部材
   Ｗに対して近接方向に付勢する力に変換する変換機構３
   ５と、基盤３２に取り付けられて前記加工工具３４を、
   前記棒状部材Ｗに対して離隔する方向に付勢する付勢手
   段３７，３８とからなることを特徴とする棒状部材の端
   部加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転加工部３０が、２つ
   以上の加工工具３４を備えるものにおいて、加工工具３
   ４の棒状部材Ｗへの近接移動を同期させる同期機構４０
   を設けてあることを特徴とする棒状部材の端部加工装
   置。
3. 【請求項３】 前記回転加工部３０の回転中心には、前
   記棒状部材Ｗの端面、或は内面加工用の加工工具５０を
   備えたことを特徴とする請求項１、又は請求項２記載の
   棒状部材の端部加工装置。