JPS5988203A - 被加工材両端の左右同時切削加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 つき左右同時に切削加工する方法に関し、特に自転車の
ハ／ガー・ラッグを被加工材とするものであシ、更にハ
ンガー・ラックを固着して成る自転車の管状フレーム構
造体を、機椋中夫に把持し、そのハンガー・ラック両端
部につき面切削と面取との切削工程を同時に施こし、次
にタップによるねじ切を左右両端同時に行ってワン・サ
イクルイ゛ １終了する方法に関するものである。しかし乍ら、本発
明は自転車のみに限定するものではなく、同様な被加工
材に対し同様な切削加工を施行すべき製品にも応用でき
るものである。

従来、自転車工業界においては、ハンガー・ラック付フ
レーム又はハンガー・ラック単体においても、その左右
両端部に対し、面取・面切削・ねじ切の３工程を施工す
る方法としては、所要の工具を夫々一つずつ交換して行
うか、所要工具性の単能機械３台を用意して所定の加工
を行うものであり、従って大幅に時間を浪費する非能率
的作業であった。

自転車メーカーばか９でなく、他のメーカーにおける最
大関心事は省エネルギー・省力という点にあわ、更にま
た自転車フレームについては、アラインメントが適正で
あることである。

もしシート・バイブ即ち立パイプがハンガー・ラックに
対し正確に垂直方向て取付けられて居なければ、自転車
乗９手のペダル操作は快適ではあるまい。フレーム・ア
ラインメント欠陥を有する自転車に長時間乗車すると、
乗り手は足痛・背骨の痛みを感するが、これはフレーム
・アラインメントの欠陥に起因すると云われる。

これを回避する一つの方法として、ハンガー・ラックを
固着ずみの組立フレームにつき、本発明による左右同時
切削加工法は有効な解決策を与えるものと思われる。

添付図面の第３図にハンガー・ラッグ８を示すが、現在
ハンガー・ラックの成形法は、Ｊ工５Ｃ−３４４５で規
定する機械構造用炭素鋼鋼％　Ｓ　ＴＫＭｌｌＡを素材
管とし、この素材管の中にコムを挿入し、これを更に金
型内にセットして、ゴム利用バルジ成形法によシ大量生
産されているものであり、こうして製造されたノ・ンガ
ー・ラッグを被加工材とし、この両端部につき、面取・
面切削・ねじ切の３工程を、夫々施こすのであるから、
合計で６エ程を必要とする。・・ンガーラッグ単体でも
、これを固着して成るフレームについても同様である。

以上の６エ程を短縮する方法について、本発明者等が鋭
意研究した結果、本発明を完成するに至ったのである。

ハンガー・ラッグ８の軸長は大体６８〜７０１１ｂπと
いう比較的短かいものであるから、工作機械ベッド上に
設置し、その両端部を左右同時に切削加工できれば、上
述の６エ程はまず半減して３工程となり、次の６エ程に
ついて考究すると、面取と面切削とは夫々別の工具を用
い、面取用のバイトと面切削用のバイトとが必要となる
。次にハンガー・ラッグ８の両端内部に雌ねじ切削を行
うにはタップを用いるから、左右何れか一方の片側のみ
について、必要工具はノくイトが２個、タップが１個、
合計６個となる。

次にこれら３個の工具を、同一回転軸に取付けるにはど
うすれば一番良いかということを考えなければならない
。２個のバイトと１・１′固のタップとを、夫々互いに
干渉することなく則−軸に取付けるにはどうすれば良い
かという点が問題となる。

に６０口回転とし、タップによるねじ切削には１分間に
９０回転と、夫々切削に適した回転が定められているの
で、同１に回転数の異なる３個の工具を取付けることに
なる。

而して同一軸に２個のバイトと１個のタップとを取付け
るのであるから、軸が１分間Ｈｃ６ｏ。

回転する時も、同じく９０回転する時も、６個の工具は
全部−所に回転することになる。故に６個の工具は夫々
支障なく回転しなければならない。

そとでタップをよく見ると、６つ溝タップ、ｔつ溝タッ
プという名称か付いているように、タップの爾と歯との
間は溝と称する凹所があシ、この凹所内にバイト先端が
軸方向に摺動可能にバイト支持具を同一軸のホールダー
に取付ければよいことに着眼したのである。更にノくイ
トは軸方向に作業のため摺動しなければならないので、
とのためバイトを固着するホールクー−に対し円筒カム
方式を利用し軸方向に摺動可能にした。

更にまたタップ支持軸を軸方向に摺動させるためには、
タップ支持軸をスプライン軸としてバイト支持軸７に取
付ければ、タップ支持軸は回転と同時に軸方向に摺動可
能となる。而して本発明においてはタップ支持軸を摺動
させるため、圧搾空気を用いる空圧シリンダ一方式を採
用する。

上述の如く本発明の方法は具体化されるに至ったもので
、以下添付図面を参照しつつ更に詳述する。

添付図面の第１図は本発明の方法を具体化する工作機械
１０を示す正面図で、そのベッド１１の中央部分に被加
工材を設置し、その左右両側よシ同時に所要の切削工程
を行う複数工具対の主要軸が左右両側に設置されている
。図示のようにハウジング１２も左右両側にあシ、バイ
ト２だけ示しであるが、バイト２の下方にも別のバイト
が取付けられていることを示す。また一対のバイトの間
にタップがあるが、これらの詳細図は第５図に示す。

第２図は前フオークを除き・・ンガー・ラッグ８を接合
して成る標準的自転車の管状フレーム９を示し、上パイ
プ９ａ、下パイプ９　ｂ、、立パイグ９Ｃ，バ少り・フ
ォーク９（１，チェーン・ステイ９ｅ、ヘッド・ラッグ
９ｆ、シート・ラック９ｇ、下方にはハンガー・ラッグ
８等よシ成シ、ハンガー・ラック８は立パイプ９Ｃ，チ
ェーン・ステイ９ｅ、下パイプ９ｂを接合し、接合部は
ろう接・溶微等を用いる。

第３図はハンガー・ラッグ８の斜視図で、ペダル取付の
ためクランク軸（図示せず）を挿入する貫通孔３ａ、８
ｂの位置を示し、本発明において被加工材両端部とは、
これらの貫通孔８ａ、８ｂを指すのである。

一般にハンガー・ラッグ８を単体で製造して市場に提供
する場合、その両端部の面取・面切削・ねじ切の切削工
程を行わずに納入する場合と、これらの切削工程を全部
施こして後に納入する場合とがある。従って本発明は切
削未処理のハンガー・ラック付フレーム構造体を考慮し
であるし、またハンガー・ラック単体のみにも大分利用
できる。

第４図は切削未処理ハンガー・ラック付７し一部を、本
発′明の機械に設置して、ハンガー・ラック部品の両端
部につき切削加工を行う場合の斜視図であり、フレーム
構造体９をしっかりと把持するためクランプ装置１４に
よって支持される。潤滑油供給管１５によシ切削油を切
削すべき部分に供給する。り２ンプ装置１４と給油管１
５とについては何れも公知のメカニズムであるので、こ
こでは述べるのを省略する。

第５図は本発明の方法を具体化する機械の特徴であシ且
つ最重要部を示す斜視図であシ、以下これについて詳述
する。

本機械においては最重要部は機械ペッド１１上に、中央
に被加工材、本発明ではノ・ンガー・ラッグ８を設置し
、その左右両側に夫々同一構造で且つ同一機能のユニッ
トを設置して成るものであるから、倒れか一方のユニッ
トについて詳述すれば、残シのユニットについては類推
下さることを望む。

第５図においてタップ１を支持する軸はタップ・矩−ル
ダ４によって保持される。第９図と第１０図とに示すタ
ップはその中央に支持軸を挿入し、その外端１ｅは第６
図のｒＡ）　Ｋ示すように連光な押さえ具で固着されて
タップは支持軸に固着され、いうまでもなく支持軸の他
端は回転軸に連結する。タップ１は支持軸と共にタップ
・ホールダ−４に固着され同時に別のタップ支持軸５と
連結し、更にこのタップ支持軸５はバイト支持軸７を介
し、減速機構を経て電動モーター回転軸に接続し回転で
きるようになって居り、バイト支持軸７の一部はハウジ
ング１２内に設置されている。タップ支持軸５はスプラ
イン構造となっているので、タップ１は回転可能であシ
乍ら、また軸方向に摺動可能となりている。而してタッ
プを軸方向に摺動させるには前述のように空圧シリンダ
ーを応用するのであるが、第１図に示す空圧シリンダ一
連結具１３はそのために設置されている。しかしその詳
細については公知の方式を利用するにすぎないから省略
する。

バイト２と３とは支持装置に固着し、この支持装置はバ
イト・ホールグー乙に固着されて居、且つバイト・ホー
ルダー６はバイト支持軸７と固着しているので、バイト
支持軸７が回転すれば、バイト２と３とは同じく回転す
る。

バイト２と３とは回転しつつ切削加工を行うが、タップ
と同じく僅かではあるが軸方向に摺動するので、バイト
・ホールダ−６並びにバイト支持軸とに対し円筒カム方
式を利用する。それは公知に属する技術であるので省略
する。

本発明においては、バイト２個とタップ１個との３種工
具が同一軸上となって設置され、その上、これら６種の
工具が何れも支障なく回転し、摺動し、且つ被加工材に
対し所定の切削加工を行い得るのが、本発明の特徴とな
っている。

どんな風に取付けるかを第６図の（Ａ）と（Ｂ）と：て
示す。（Ａ）は軸に関し縦断面で、（Ｂ）は軸の一端か
ら見た図である。第６図−（Ａ）に示すようにバイト２
と３との先端はタップ１の溝１Ｃの内部に夫々上方から
侵入して、第６図−（Ｂ）に示す位置を占め、倒れもバ
イト２と３との先端は僅かの空隙を残している。図にお
いてタップ１の歯１ｄとタップ１の先端押さえ具１ｅと
が示しである。

上述のようにバイトの先端が、タップの溝の内部領域を
軸方向に自由に摺動できるように、バイト支持体に取付
けであるので、同一軸上にハイド及びタップを設置して
も、少しも支障なく、夫々の工具の持つ本来の機能を発
揮できるように工夫しだのである。

ここでバイトの摺動距離について述べると、嬉７昭１に
示すように、面取を行う場合は、被加工材の円周状の内
隅を、被加工材の奥の方へ約１　ｍｖ＋、円周面につき
垂直方向に同じく約１ｍｍ、即ち第７図に示すｃ、ｄが
何れも約１　ｍｍずつ、角度では約４５度という程度の
ものであり、切削作業たけで云えば、バイトの摺動距離
は１〜２Ｒ７Ａで十分である。但しタップによるねじ切
を行う場合、バイトの先端を約１ｏｍｍ後退させる方が
好ましい。

興７図においてバイト３は面取を行い、バイト２は面切
削を行うもので、面切削とは被加工材即ちハンガー・ラ
ッグ８の両端部は円周状の肉厚部分であり、この肉厚部
分が面となっている。第７図において一例をあげるとａ
＝４２ｍｙｖ、ｂ＝５３．５＋＋＋ｍであるから肉厚は
４．２５ｍｍであ見従って切削すべき面は幅４゜２５朋
の円周状の環である。

面取バイトと面切削バイトはモーター主軸回転により、
同時に稼動するように同一ノくイト・ホールグー上に設
置されている。因みに両方のバイトを駆動するモーター
は、１．５謂の４Ｐのものを一基設置する。換言すると
、このモーター１基で左右両側にある合計４本のノくイ
トを同時に１分間につき６００回転で稼動する。但しモ
ーター及びその回転数は何れも一例である。

第８図に本発明で用いるｉ”（トの形状の一例を示し、
作業に便利なように刃先が曲げられ、被加工材の切削面
に対し適切な角度を有するように取付けるのであるが、
バイトの名称としては真剣バイトでもあり且つ曲り・（
イトとも云えよう。いうまでもなく、作業用として適切
であれはバイトについては特に限定しない。

またバイトの生命である刃の材質としては炭素鋼・合金
鋼・高速度鋼・カーバイト又はニトライド含有鋼・サー
メット・セラミック・ダイヤモンドなど色々あわ、また
刃先とシャンクとが一体となっているもの、刃先をシャ
ンクに溶接したものなど種々様々であるが、本発明にお
いては特に指定しない。

次に本発明で用いるタップとしては、第９図に示す４つ
溝のもの、第１０図に示す６つ溝のものは何れも断面を
示すものであシ、第６図の（Ｂ）に示すように、バイト
２と３とが夫々対称位置を占める方が、作業上、バラン
スよく稼動するものと思われるので、タップの溝が偶数
である方が好ましい。

但しタップの溝は必らずしも偶数でなければならないと
いうわけではなく、奇数の溝付タップでも切削加工に当
って少しも支障なく行われた。

本発明の機械においては、りｙプを駆動するモーターは
、左右−基ずつ設置し、２．２　ｋＷの６Ｐのものを合
計で２基設置する。タップによるねじ切にはタップ軸を
１分間に９０回転とする。

この回転数は必らずしも限定するものではない。

またタップを軸方向に摺動させるには空圧シリンダーを
用いるが、この所要空気量は１回につき１１／（５ｋｇ
／ｃｒＩＬ２）テある。

タップによるねじ切の深さは、本発明の被加工材である
ハンガー・ラックＣ軸長６８〜７０１ｎ１ｎ）において
、両端共に１５朋前後であシ、深さ１５朋のねじ切をタ
ップを回転させて行う場′合、１５朋に達してから直ち
にタップを逆転させて、ハンガー・ラックから後退させ
てタップを引抜かなければならない。即ちタップの前進
後退のため、朽３０朋スライド距離を必要とする。この
摺動運動のため空圧シリンダーを利用する。ハンガー・
ラックの両端に設置する雌ねじの向きは、タップの回転
方向を変える即ちモーターの回転方向を変えることによ
シ、左右何れのねじも望む通りに出来ることは云うまで
もあるまい。

本発明の方法を実施する機械を用いると、ハンガー・ラ
ック１個につき又はハンガー・ラッグを含む自転車フレ
ーム１本につき、ハンガー・ラックの左右両端部に対し
、面取・面切削・ねじ切の６エ程即ち両側ではその２倍
の６エ程を、約４０秒で完遂できることが実証されたの
である。

更にまだ本発明の方法による機械は次の−ような特徴を
も具えている：（１）回転主軸の外径寸法を十分大きく
できるので、ねじ精度を高くすることができる。（２）
ハンガー・ラックのねじは右ねじ・左ねじとも望む通シ
可能であシ、これはモーターの正逆転装置を利用すれば
よい。（３）ハンガー・ラッグを含む組立フレームを本
機械に取付・取外しすることは簡単にできる。

本発明は特許請求の範囲の項に記載された特徴に存する
が、次に述べる自動制御方法でワン・サイクルが実施さ
れるようＫなっているものである。

まず始めにノ・ンガー・ラッグ又はこれを含む自転車フ
レームを本機械に手動でセットするが、以下の諸工程は
次の順序で機械が自動、的に慟らく。

１、　始動ボタンを押し機械は電気的に稼動する。

２、＠加工材が所定の位置に固着すると、その終了をリ
ミット・スイッチ（又はセンサー）が検知し次の工程を
行うように指令する。リミット・スイッチは以下Ｌ−８
と呼ぶ。

３、　面取・面切削の２工程を同時に始動せよという指
令を受けて機械は稼動する。

４、　面取・面切削が始動すると同時に円筒カム機構が
始動する。

５　面取・面切削が終了するとり、Ｓがそれを探知し、
次の工程に指令を出す。

６、　次にタップが始動すると同時に空圧シリンダーが
稼動し、タップを所定方向に回転前進させる。

７　タップの前進終点をり、Ｓが探知し次の工程の指令
を出す。

８　タップは逆転後退し、その終了をり、Ｓが探知し、
以上のワン・サイクルの終了となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を具体化する機械の側面図、第２
図は本発明において被加工材となるハンガー・ラックを
含む自転車フレーム、第３図はノ・ンガーラツダの斜視
図、第４図は被加工材を機械にセットする場合の斜視図
、第５図は本発明の機械の主要部の斜視図、第６図の（
Ａ）はバイトとタップとの取付法を示す横断略図を示Ｌ
　ｆＢ）　ハ（Ａｊ図に関しタップの一端よシ見た正面
略図、絡７図は被加工材の一端における）くイト先端の
位置を示す略図、第８図はノくイトを示し、第９図は４
つ溝タップの、第１０図は６つ溝タップの夫々の断面を
示す。 １０・・・機械全体 １１　　・・・機械ベッド １２・・・ハウジング １３・・・空圧連結具 １４・・・クランプ装置 １５・・・給油管 １・・・タップ ２・・・バイト ３・・・バイト ４′・・・タップ・ホールグー ５・・・タップ支持軸 ６　・・バイト・ホールグー ７　・・・バイト支持軸 ８　・・・バンカー・ラッグ 特許出願人　　木　村　　　勲 同　　杉浦　清 第１図 第７図 第８図　　　　第９図　　第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の電動モーターを備えた工作機械ベッドの略中夫に
   被加工材を設置し、該被加工材を挾んで左右対称位置に
   同一構造で且つ複数切削工具を固着して成る一対の工具
   ホールダーを、互いに向い合わせて設置し、該工具ホー
   ルダーは← 該被工材の両端に対し夫々向い合う方向に回転へ し且つ軸方向に摺動し、該複数切削工具の内、２個は面
   取及び面切削用バイトであシ、残シー個は溝付タップで
   ある、而して該面取及び面切削バイトを固着する該ホー
   ルダーは円筒カム方式によシ軸方向に摺動可能であシ且
   つ該タップは該ホールグー軸にスプライン軸で取付けら
   れ空圧シリンダー駆動によシ軸方向に摺動可能であシ、
   該面取及び面切削の２個の工具の先端′は何れも該タッ
   プの該溝の幅よシも小さく且つ該溝内を軸方向に自由に
   摺動可能に該ホールダ−に固着し、かくして各工具はす
   べて該ホールダーに固着すると同時に回転し、該被加工
   材両端部は始めに該面取及び面切削の２個の工具によっ
   て左右同時に切削加工が施こされ、次に該タップによシ
   同じく左右同時Ｖこねじ切削が施こされることを特徴と
   する同一軸において被加工材の左右同時切削加工法。