(57)【要約】【課題】  ワーク表面に角錐凹部を迅速且つ、正確に形成する加工装置およびその方法の提供。【解決手段】  加工機本体１または加工機の刃物台１２に、基部２を取り付け、基部２にカッタ支持体３を案内させ、そのカッタ支持体３と基部２との間に直線運動機構４を設け、そのカッタ支持体３の先端にカッタ５を取付ける。このカッタ５は、その先端の切削縁がＶ字状に形成されて、そのＶ字の先端と両縁で平面切削するものである。【選択図】        図１
2011104664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工機本体(1)または、加工機の刃物台(12)に取付られる基部(2)と、その基部(2)に直線的に可動自在に案内されるカッタ支持体(3)と、そのカッタ支持体(3)と基部(2)との間に介装されて、カッタ支持体(3)を往復直線運動させる直線運動機構(4)と、
前記カッタ支持体(3)の先端部に着脱自在に取付られ、先端の切削縁がＶ字状に形成されて、そのＶ字の先端と両縁で平面切削するカッタ(5)を具備する角錐凹部の加工装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記直線運動機構(4)は、回転運動を直線運動に変換する機構からなる角錐凹部の加工装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記加工機本体(1)には、そのワーク支持体(7)と、そのワーク支持体(7)に取付られたワーク(8)の加工面に対して、相対的に前記カッタ支持体(3)が傾斜するように、その基部(2)が取付られる基部保持体(9)と、ワーク(8)を前記基部(2)に対して相対的に所定角度割り出し回転する割り出し機構(10)を具備する角錐凹部の加工装置。
【請求項４】
請求項３において、
その角錐凹部の加工装置が、鍵の加工機にとりつけられるもの。
【請求項５】
請求項２において、
前記基部(2)が、マシニングセンタ(11)の刃物台(12)に着脱自在に取付られると共に、その刃物台に取付た回転軸(13)が前記直線運動機構(4)の入力側に連結されるように構成されるもの。
【請求項６】
請求項２において、
前記基部(2)が、複合旋盤(14)の刃物台(12)に着脱自在に取付られると共に、その刃物台(12)に取付た回転軸(13)が前記直線運動機構(4)の入力側に連結されるように構成され且つ、刃物台(12)に円錐孔(31)形成用のドリル刃(19)が着脱自在に取り付けられるもの。
【請求項７】
請求項１〜請求項６に記載の角錐凹部の加工装置を用いてワーク表面に角錐凹部を加工する方法において、
ワーク(8)の表面に浅い円錐孔(31)または円錐台形孔（以下両者で単に円錐孔という）を穿設する第１工程と、次いでその円錐孔(31)の縁部からその内面に沿いその中心に向け、斜めに三角形に切削する第２工程と、
前記割り出し機構(10)により、ワーク(8)を前記基部(2)に対して相対的に所定角度割り出し回転する第３工程と、
次いで前記第２工程を繰り返す工程第４工程と、
次いで、その第３工程と第４工程とを繰り返す工程と、を具備する角錐凹部の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ワーク表面に四角錐凹部等の多角錐凹部を形成する加工装置および加工方法に関するものである。一例として鍵のブレードの上縁部に四角錐を形成することにより、それに整合するロックタンブラーピンとの組合せから、セキュリティー性の高いロックシステムを提供することができる。あるいは各種製品の表面に目印等としての四角錐凹部を加工する場合に適用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
鍵のブレードの上縁部に四角錐を設け、それをキー検知部とするロックシステムが提案されている。このとき、四角錐凹部を形成するには、一例としてマシニングセンタに小径エンドミルを図７のごとく取付け、その先端を外周から中心に向かい、平面四角形の螺旋状に移動させつつ、わずかづつその一辺の長さを短くすることにより、その凹部を形成していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
マシニングセンタと小径エンドミルとによる角錐凹部の加工方法は、そのセッティングおよび加工に時間を要するとともに、角錐平面の加工精度が悪い欠点がある。すなわち、その加工面は階段状にならざるを得ない。また、このような加工方法は高度の制御ができるマシニングセンタ等を必要とし、結果としてワークの加工単価が高くなる欠点があった。
そこで本発明は、加工のセッティングおよび制御が容易な加工装置および加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の本発明は、加工機本体(1)または、加工機の刃物台(12)に取付けられる基部(2)と、その基部(2)に直線的に可動自在に案内されるカッタ支持体(3)と、そのカッタ支持体(3)と基部(2)との間に介装されて、カッタ支持体(3)を往復直線運動させる直線運動機構(4)と、
前記カッタ支持体(3)の先端部に着脱自在に取付られ、先端の切削縁がＶ字状に形成されて、そのＶ字の先端と両縁で平面切削するカッタ(5)を具備する角錐凹部の加工装置である。
【０００５】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記直線運動機構(4)は、回転運動を直線運動に変換する機構からなる角錐凹部の加工装置である。
【０００６】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記加工機本体(1)には、そのワーク支持体(7)と、そのワーク支持体(7)に取付られたワーク(8)の加工面に対して、相対的に前記カッタ支持体(3)が傾斜するように、その基部(2)が取付られる基部保持体(9)と、ワーク(8)を前記基部(2)に対して相対的に所定角度割り出し回転する割り出し機構(10)を具備する角錐凹部の加工装置である。
請求項４に記載の本発明は、請求項３において、
その角錐凹部の加工装置が、鍵の加工機にとりつけられるものである。
請求項５に記載の本発明は、請求項２において、
前記基部(2)が、マシニングセンタ(11)の刃物台(12)に着脱自在に取付られると共に、その刃物台に取付た回転軸(13)が前記直線運動機構(4)の入力側に連結されるように構成されるものである。
【０００７】
請求項６に記載の本発明は、請求項２において、
前記基部(2)が、複合旋盤(14)の刃物台(12)に着脱自在に取付られると共に、その刃物台(12)に取付た回転軸(13)が前記直線運動機構(4)の入力側に連結されるように構成され且つ、刃物台(12)に円錐孔(31)形成用のドリル刃(19)が着脱自在に取り付けられるものである。
【０００８】
請求項７に記載の本発明は、請求項１〜請求項６に記載の角錐凹部の加工装置を用いてワーク表面に角錐凹部を加工する方法において、
ワーク(8)の表面に浅い円錐孔(31)または円錐台形孔（以下両者で単に円錐孔という）を穿設する第１工程と、次いでその円錐孔(31)の縁部からその内面に沿いその中心に向け、斜めに三角形に切削する第２工程と、
前記割り出し機構(10)により、ワーク(8)を前記基部(2)に対して相対的に所定角度割り出し回転する第３工程と、
次いで前記第２工程を繰り返す工程第４工程と、
次いで、その第３工程と第４工程とを繰り返す工程と、を具備する角錐凹部の加工方法である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の角錐凹部の加工装置は、その基部２にカッタ支持体３が直線的に案内され、そのカッタ支持体３と基部２との間に直線運動機構４が介装され、カッタ支持体３の先端部に、平面Ｖ字状のカッタ５が取付けられるものであるから、ワーク８表面に角錐凹部を迅速に形成することができる。すなわち、カッタ５を直線運動機構４により往復直線運動させて、そのカッタ５のＶ字状先端部に整合した角錐の一面を迅速に形成できる。それを複数回繰返すことにより多角錐の凹部を迅速に形成できる。
上記構成において、請求項２に記載のように、直線運動機構４として回転運動を直線運動に変換する機構を採用することができる。この場合には、より簡単な構造の角錐凹部の加工装置を提供できる。
【００１０】
請求項３に記載のように、加工機本体１にワーク支持体７を設け、そのワーク８の加工面に対して、相対的に基部２を傾斜して取り付ける基部保持体９を有し、ワーク８を基部２に対して相対的に所定角度割り出し回転する割り出し機構10を設けた場合には、その割り出し機構10によって多角錐凹部の各面をより迅速且つ正確に加工することができる。
上記構成において、請求項４に記載のように、角錐凹部の加工装置として、鍵の加工機として利用することができる。この場合には、鍵のブレードの上縁部等に角錐凹部を迅速に加工することができる。その角錐凹部に整合したロックタンブラーピンを有するタンブラー錠との組合せから、セキュリティー性の高いロックシステムを提供できる。
上記構成において、請求項５に記載のように加工装置としてマシニングセンタ11に適用することができる。そして、その回転軸13に直線運動機構４の入力側を連結することにより、ワーク８表面に多角錐を全自動で形成することが可能となる。
【００１１】
上記構成において、請求項６に記載のように本装置を複合旋盤14に適用することができる。その場合、基部２を刃物台12に取付けるとともに、その回転軸13を直線運動機構４に連結し、且つ刃物台12に円錐孔31形成用のドリル刃19を取付けることができる。この場合には、更に正確且つ迅速に角錐凹部を形成することができる。すなわち、ドリル刃19によって円錐孔31を形成し、その円錐孔31の孔部をカッタ５により切削することにより、迅速且つより正確に角錐凹部の各面を形成できる。
【００１２】
本発明の角錐凹部の加工方法は、ワーク８表面に円錐孔31を形成し、その円錐孔31の縁部から内面に沿いその中心に向け斜めに三角形を切削し、割り出し機構10により、ワーク８と基部２とを相対的に所定角度を割り出して、上記の工程を繰返すものであるから、迅速且つ正確に多角錐凹部を加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の角錐凹部の加工装置を鍵の制作または、その複製機械に適用したものであり、（Ａ）はその要部断面正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図、（Ｃ）はカッタ５およびその近傍の底面図であって、カッタ支持体３の軸線に直行する方向から見たものである。
【図２】本発明の加工装置をマシニングセンタに適用したものであり、（Ａ）はその要部断面正面図。（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図、（Ｃ）はカッタ５およびカッタ支持体３の底面図である。
【図３】本発明の加工装置を複合旋盤（ＮＣ旋盤）に適用したものであり、（Ａ）はその要部断面図、（Ｂ）はそのワーク８の取付状態を示す説明図、（Ｃ）はカッタ５およびその近傍の側面図である。
【図４】カッタ５によりワーク８に四角錐凹部を形成する説明図であって、（Ａ）はその要部断面正面図、（Ｂ）は同平面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図５】同角錐凹部の加工の第１手順を示す。
【図６】同第２手順を示す。
【図７】従来の角錐凹部の加工方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の角錐凹部の加工装置を、鍵または合鍵の製造装置として利用したものである。この例ではワーク８が鍵34であり、それがワーク支持体７に着脱自在に固定され、そのブレードの上端縁に極めて小さな角錐凹部を形成するものである。
【００１５】
その加工機本体１には基部保持体９と角度割り出しテーブル10aとが並列して載置されている。その基部保持体９の上端縁は傾斜したＬ字状の面を有し、その傾斜面に傾斜レール38が設けられ、その傾斜レール38に基部２のガイド39が摺動自在に案内されている。そして、その基部２と基部保持体９のＬ字状端面との間に戻しバネ20aが介装され、基部２を基部保持体９に対して傾斜方向上向きに付勢している。基部２はその内部が段付筒状に形成され、その小径部に整合するカッタ支持体３が筒状内部に案内されている。このカッタ支持体３の外周には軸線方向に溝15が形成され、その溝15に回り止めピン16が係止され、カッタ支持体３を直線方向にのみ移動可能としている。
【００１６】
カッタ支持体３の後端には第１カム体40が形成され、その第１カム体40の先端側と基部２の段付筒部の拡径段部との間に戻しバネ20が介装され、カッタ支持体３を傾斜方向上方側に付勢している。第１カム体40の後端面は第１カム面を形成する。基部２の後端には第１フランジ41と第２フランジ42とが鍵形に形成され、第１フランジ41にモータ25が固定されている。この例ではモータ25はギアドモータを用い、その回転軸13が直線運動機構４に連結されている。
【００１７】
すなわち、回転軸13は基部２の内筒に摺接する環状膨出部43を介して、その先端に第２カム体44が接続され、その第２カム体44の先端と第１カム体40の第１カム面とが戻しバネ20の付勢力により常に線接触する。そしてこれら一対のカム体により直線運動機構４を構成する。これにより、回転軸13の回転が直線運動機構４を介してカッタ支持体３を往復直線運動させる。
【００１８】
カッタ支持体３の先端には、カッタ５が着脱自在に取り付けられる。そのカッタ５の平面は同図（Ｃ）に示すごとく、この例では菱形の形状を有し、中心に取付孔が形成され、その取付孔にビスを介してカッタ５がカッタ支持体３に螺着締結されている。なお、カッタ支持体３の先端部はカッタ５平面に略整合するように段付な平面に形成されている。
次に基部２の第２フランジ42には前進端位置決めボルト21が螺着され、その先端が基部保持体９の側端の斜面したストッパ面9aに当接する。この前進端位置決めボルト21の先端の出入により、カッタ５の先端を位置決めする。
【００１９】
次に、基部保持体９には操作ハンドル22の下端がピン45を介して枢着され、その下端寄りの中間部には長孔36が形成され、その長孔36に基部２の係止ピン37が摺動自在に係止されている。
次に、この例では角度割り出しテーブル10aにワーク支持体７が設けられ、そのワーク支持体７にワーク８が着脱自在に締結されている。この例ではワーク８が鍵34であり、締結ボルト23の締結によって、その鍵34を固定する。角度割り出しテーブル10aは本発明の割り出し機構10を構成し、その角度割り出しテーブル10a自体が図示しない駆動力により回転することができる。あるいは、角度割り出しテーブル10aの上端面に十字溝を形成し、そこに整合する十字凸部をワーク支持体７下面に形成し、手動によりワーク支持体７を９０度づつ回転することもできる。
【００２０】
（作用）
次にワーク８として鍵34を用いた場合に、そのブレードの上縁に四角錐の凹部を加工する方法につき説明する。
先ず、鍵34をワーク支持体７に図１のごとく固定する。そして、鍵34の角錐凹部の形成位置に、予め図示しないドリルにより図５に示す浅い円錐凹部46を形成する。
この状態で、操作ハンドル22は戻しバネ20aの付勢力により実線の状態から鎖線の位置にあり、基部２は実線の状態よりも図において、右斜め上方に位置する。この時、前進端位置決めボルト21の先端はストッパ面9aから離反している。そこで、モータ25を駆動することにより、回転軸13を回転し、直線運動機構４を介してカッタ支持体３を往復直線運動する。その振幅は極めてわずかであり、一例として０．１〜０．３ｍｍ程度である。
なお、前進端位置決めボルト21は、予め円錐凹部46の中心にカッタ５の先端が達し、それ以上行かないように、前進端位置決めボルト21の先端をストッパ面9aに位置決めさせておく。
【００２１】
この様に準備された状態で、操作ハンドル22を鎖線の状態から実線の状態まで移動する。するとカッタ５はその先端のＶ字状の先端と両縁によって、円錐凹部46に沿って鍵34を切削し、鍵34の上縁に三角形の平坦な凹部が形成される。この状態を拡大したものが図４である。すなわち、カッタ５の先端が予め穿設された円錐の中心まで達すると、同図（Ｂ）のごとく平面視三角形の凹部の一つが形成される。これはカッタ５の先端角θの二等分線上に円錐凹部の中心を位置させ、そのそれに向かってカッタ５を移動したものである。それによってカッタ５のＶ字状の先端と両縁により、円錐凹部に沿って平面三角形が切削される。
【００２２】
次いで、図１において操作ハンドル22を実線の状態から鎖線の状態に引き戻す。そして、割り出し機構10を９０度回転させる。次いで、前記同様に操作ハンドル22を鎖線の状態から実線の状態に移動する。これらの工程を４回繰返すことにより、図４（Ｂ）の四角錐凹部を鍵34のブレードの上縁に形成することができる。
なお、この例ではワーク８として鍵34のような金属材を対象としたが、プラスチック材等の比較的やわらかいものに対しては、予め円錐凹部46を形成しなくとも良い場合がある。ワーク８として金属材を用いる場合には、予め円錐凹部46を下孔として形成しておくことが好ましい。
【００２３】
（第２実施例）
次に、図２に基づき、本発明の第二実施例の角錐凹部の加工装置につき説明する。
この例の加工装置は、マシニングセンタ11に適用したものである。すなわち、マシニングセンタ11の刃物台12に本加工装置を取付けたものである。この刃物台12はマシニングセンタ11の加工機本体に対して三次元に移動する。すなわち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に自動制御されるものである。
【００２４】
そして、その刃物台12に設けた回転軸13aの軸線上にカッタ支持体３の軸線が一致するように、その基部２が刃物台12に固定される。また、刃物台12の回転軸13aのテーパ凹部にテーパーシャンク29が着脱自在に装着される。そして、そのテーパーシャンク29に固定された回転軸13、第２カム体44と、カッタ支持体３後端の第１カム体40とにより直線運動機構４を形成し、回転軸13の回転によりカッタ支持体３を往復直線駆動するものである。
そして、マシニングセンタ11のワーク支持体７にワーク８を取付け、その平面をカッタ５に対して傾斜させるとともに、必要に応じて割り出し機構10によりワーク８を回転させるものである。この割り出し機構10は、マシニングセンタ11に備えられた定角度回転機構および傾斜機構を用いることにより達成できる。
【００２５】
（作用）
まず、前端部に直線運動機構４、回転軸13が突設されたテーパーシャンク29をマシニングセンタ11の回転軸13aのテーパ孔に嵌着し、そのテーパーシャンク29後端のプルスタッド30を図示しないが爪で把持して、後端側に引き寄せ、回転軸13aとテーパーシャンク29とを一体化する。
ついで、基部２の中空部に回転軸13を挿入するとともに、その基部２の外周部をマシニングセンタ11の刃物台12に固定する。この時、回転軸13および回転軸13aが基部２に対して回転するように取付けられる。次いで、マシニングセンタ11の本体に割り出し機構10を介して、回転自在に支持されたワーク支持体７にワーク８を取り付ける。この時、ワーク８の角錐凹部加工面に予め円錐孔を形成しておく。
【００２６】
そして、その加工面とカッタ５との成す角を所定角度に維持する。この状態でカッタ支持体３の軸線に並行で且つ、カッタ５先端の延長線上に、ワーク８の円錐孔31の中心に来るように刃物台12のＸ方向およびＹ方向を移動する。
次いで、回転軸13aを回転しつつ刃物台12をＺ方向に移動し、円錐孔31の孔内面に沿って平面加工する。それにより、円錐孔31に一つの平面三角の凹部が形成される。次いで、刃物台12をＺ方向の後方に後退させ、割り出し機構10を９０度回転して、前記同様に三角形の第二面を形成し、同様の手順により他の面を切削し、角錐凹部をワーク８の平面に形成する。
【００２７】
（第三実施例）
次に、図３は本発明の加工装置を複合旋盤（ＮＣ旋盤）に適用したものである。
この例では、複合旋盤14の刃物台12に本発明の加工装置が一対取付けられている。
この刃物台12は複合旋盤14の図示ないが本体に対し、Ｘ方向とそれに直行するＹ方向とに、水平案内レール27および垂直案内レール28を介して移動する。また、ワーク８は同図（Ｂ）のごとく、主軸のチャックからなるワーク取付部24に着脱自在に固定される。この例のワーク８は、その後端部が円柱状に形成され、それがチャック把持部に把持され、その先端部が四角柱に形成されている。この例ではその四角柱の一側面に角錐凹部を形成する例が模式的に描かれている。この複合旋盤14の刃物台12には本装置以外にドリル刃19およびそれを回転するモータ25が取付けられるとともに、複数のバイト26が取付けられている。
【００２８】
（作用）
そこで、次にワーク８の角柱状の一側面に角錐凹部を複合旋盤14により形成する方法につき述べる。
先ず、ワーク８を把持するワーク取付部24を、図の状態から４５度右方向に回転させた状態で、その中心にドリル刃19の中心が位置するように刃物台12をＸ方向左方に移動する。そして、刃物台12を下降させ、ワーク８の角柱部平面に円錐孔31を形成する。
【００２９】
次いで、刃物台12を上昇させるとともに、ワーク８を把持するワーク取付部24を４５度左方に回転させる。それとともに、刃物台12を右方に移動して、カッタ５の先端の延長線に円錐孔31の中心がくるように移動する。次いで、刃物台12を下降し、カッタ５により円錐孔31の一部に三角形の凹嵌部を形成する。
次いで、ワーク取付部24を前記円錐孔31の周りに回転させ、第二番目の三角形の凹部を前記手順により形成し、順次それを繰返すことにより四角錐の凹部をワーク８に形成する。なお、カッタ５とワーク８との相対関係を移動させるには、公知の複合旋盤14の各種の制御手段を用い、自動制御することができる。
【００３０】
（その他の応用例）
上記各実施例では、ワーク８平面に四角錐凹部を形成する場合について述べたが、それを三角錐、あるいは五角錐以上の多角錐とすることもできる。その場合、カッタ５はワーク８に最終的に形成される角錐凹部の一辺に整合するＶ字状縁部を有するものを採用する。なお、角錐を形成するワーク８の表面は平面であっても、曲面であってもよい。
次に、図１の例では操作ハンドル22により本装置全体をカッタ支持体３の軸線方向に移動させたが、それに変えて基部２の位置を固定した状態で、割り出し機構10自体を上下方向および水平方向に移動させることも可能である。無論、この場合にもカッタ支持体３は直線往復運動させておく。同様のことは、図２の第二実施例および図３の第三実施例においても行うことができる。
【００３１】
また、直線往復運動機構は実施例ではカムを用いたが、リンク機構を用いてもよい。さらには、公知の各種、直線往復運動機構を採用することができる。
また、図１においては、角度割り出しテーブル10aによりワーク８を９０度づつ回転させたが、それに替えて角度割り出しテーブル10aを固定し、基部保持体９自体をそのテーブルの周りに９０度づつ回転させても良い。なお、六角錘凹部の場合には、６０度づつ回転させることになる。
また、上記実施例はマシニングセンタおよび複合旋盤について適用したが、その他同様の複合工作機械に本加工装置を取付けることも可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  加工機本体
２  基部
３  カッタ支持体
４  直線運動機構
５  カッタ
７  ワーク支持体
８  ワーク
９  基部保持体
9a  ストッパ面
【００３３】
10  割り出し機構
10a  角度割り出しテーブル
11  マシニングセンタ
12  刃物台
13  回転軸
13a  回転軸
14  複合旋盤
15  溝
16  回り止めピン
19  ドリル刃
【００３４】
20  戻しバネ
20a  戻しバネ
21  前進端位置決めボルト
22  操作ハンドル
23  締結ボルト
24  ワーク取付部
25  モータ
26  バイト
27  水平案内レール
28  垂直案内レール
29  テーパーシャンク
【００３５】
30  プルスタッド
31  円錐孔
33  ロックタンブラーピン
34  鍵
35  エンドミル
36  長孔
37  係止ピン
38  傾斜レール
39  ガイド
【００３６】
40  第１カム体
41  第１フランジ
42  第２フランジ
43  環状膨出部
44  第２カム体
45  ピン
46  円錐凹部
48  四角錐凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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