(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物の角の一側面とこの一側面に交叉する端面とを当接して加工物の位置を決める位置決め部と加工物を固定するための固定手段を有し加工物が位置決め固定されると共にテーブルに対して加工物の一側面に対して４５度の方向に移動可能で位置を調節可能にテーブルに取り付けられた加工物取付台と、
台板と、
加工物取付台を移動可能とするガイドレールを有し加工物取付台に取り付けた加工物と重なる位置に設けられた枢軸でもって台板に９０度旋回可能に取り付けられたテーブルと、
枢軸と平行な回転中心を有する工具と工具を支持して回転する駆動手段を有し、工具と枢軸との距離を調節可能に台板に取り付けられた工具台と、
を有し、加工物の角に形成する円弧が加工物の角をなす一側面と端面に接する円弧、この円弧よりも追い込んだ又は後退したもしくは加工物の角を二等分する二等分線に対して非対象な円弧形成ができる工具位置及び加工物位置とすることができる加工物取付台と工具台を有することを特徴とする円弧加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加工物の角に中心角が９０度の円弧を加工する円弧加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中心角が９０度の円弧を加工するには一般に数値制御輪郭加工機（ＮＣルータ）を用いている。また、特開平７−３２９００３号公報に示すコーナ円弧加工機がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＮＣルータ機によれば輪郭加工に対しての制限がなく、汎用性ですぐれているが、ＮＣルータ機が大きな機械であるため、小さな加工物を取り付けて加工するのに適した取付治具の構成が困難であり、小さな加工物の角に中心角９０度の円弧加工を行うには装置が高価にすぎるし、設置床面積も大きく、装置を移動自在に構成できない。
【０００４】
特開平７−３２９００３号公報に示されるものは、装置は小型であるが、設定操作が繁雑である。
【０００５】
本発明は上記従来の技術を更に発展させたものであり、円弧径の設定、加工物位置の設定がきわめて容易で操作性のすぐれた円弧加工機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る第１の発明は加工物の角の一側面とこの一側面に交叉する端面とを当接して加工物の位置を決める位置決め部と加工物を固定するための固定手段を有し加工物が位置決め固定されると共にテーブルに対して加工物の一側面に対して４５度の方向に移動可能で位置を調節可能にテーブルに取り付けられた加工物取付台と、
台板と、
加工物取付台を移動可能とするガイドレールを有し加工物取付台に取り付けた加工物と重なる位置に設けられた枢軸でもって台板に９０度旋回可能に取り付けられたテーブルと、
枢軸と平行な回転中心を有する工具と工具を支持して回転する駆動手段を有し、工具と枢軸との距離を調節可能に台板に取り付けられた工具台と、
を有し、加工物の角に形成する円弧が加工物の角をなす一側面と端面に接する円弧、この円弧よりも追い込んだ又は後退したもしくは加工物の角を二等分する二等分線に対して非対象な円弧形成ができる工具位置及び加工物位置とすることができる加工物取付台と工具台を有することを特徴とする円弧加工機である。
【０００７】
本出願に係る第２の発明は加工物取付台をテーブルに対して移動可能とするのは加工物取付台とテーブル間に設けられた直動ガイド手段であり、加工物取付台をテーブルに対して位置を調節可能とするのは加工物取付台とテーブル間に設けられたねじ送り装置である第１の発明に記載の円弧加工機である。
【０００８】
本出願に係る第３の発明は工具台を台板に対して移動可能とするのは工具台と台板間に設けられた直動ガイド手段であり、工具と枢軸との距離を調節可能とするのは工具台と台板間に設けられたねじ送り装置である第１の発明に記載の円弧加工機である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１０】
図１、図２、図３は円弧加工機全体を示す図面であって、図１は正面図、図２は側面図、図３は平面図である。
【００１１】
（全体構成）
加工物の一側面を当接して位置決めする位置決め部１ａと加工物の一側面に交叉する端面を当接して位置決める位置決め部１ｂを有する加工物取付台１は図３に示すように位置決め部１ａに対して４５度の角度をなす矢印Ａ方向に移動可能で位置を調節可能にテーブル２に取り付けてある。テーブル２は枢軸３を中心にして台板４上で図３に矢印Ｂで示すように９０度旋回可能に取り付けてある。工具台５は回転工具６を枢軸３の中心に向って進退可能に台板４上設けられている。台板４は床上で移動可能なフレーム７上に設けてある。
【００１２】
ここで、本実施の形態では台板４の上面は水平面となっているが、上面は垂直面でも傾斜面（スラント）であってもよい。
【００１３】
上記構成の作用は、加工物Ｗとして例えばアングルのような条材の長手方向の一側面（アングルのフランジの縁）を位置決め部１ａに当接すると共にアングルの端面を位置決め部１ｂに当接して加工物取付台１に取り付ける。そして、加工物取付台１を図３の矢印Ａ方向に位置を調節して枢軸３の中心３ａ（図４参照）から加工物Ｗの１側面Ｗ１に到る設定距離Ｌ１、１側面Ｗ１に交叉する端面Ｗ２までの設定距離Ｌ２を夫々加工物Ｗに設ける円弧Ｗ３の半径Ｒと等しくなるようにする（図５参照）。ただし図６に示すように追い込んだ円弧Ｗ４を加工物Ｗに設ける場合は設定距離Ｌ１，Ｌ２は加工物Ｗに設ける半径Ｒ−追込量Ｌ３となる。また図７に示すように角面取り状に円弧Ｗ５を加工物Ｗに設ける場合は設定距離Ｌ１，Ｌ２を半径Ｒ＋後退量Ｌ４とする。その他の加工物Ｗに設ける円弧形状としては設定距離Ｌ１とＬ２の大きさを異にすると加工物Ｗに円弧を付す角をとおり、この角を二等分する二等分線に対して非対象の円弧が形成されるものである。
【００１４】
工具台５を枢軸３に近ずけて工具６の外周と枢軸３の中心３ａとの距離を円弧半径Ｒと等しくする（図５の場合）。工具６を回転し加工物取付台１を図３において枢軸３を中心にして反時計回りに９０度旋回すると、加工物Ｗには図５に示すように加工物Ｗの一側面Ｗ１及び端面Ｗ２に接する円弧Ｗ３が形成される。この円弧Ｗ３の半径はＲである。図６の場合は工具６の外周と枢軸３の中心をＲ−Ｌ３に設定し、図７の場合は工具６の外周と枢軸３の中心をＲ＋Ｌ４に設定して、加工物取付台１を９０度旋回する。
【００１５】
以下、各部の説明をする。
【００１６】
（加工物取付台）
加工物取付台１は断面Ｌ形の加工物取付台本体１ｃに長手方向（図１、図３において左右方向）に加工物Ｗの１側面Ｗ１を位置決めするため位置決め部１ａが設けてある。この位置決め部１ａは垂直面である。この位置決め部１ａに交叉する方向、本例では直角方向の垂直面で位置決め部１ｂが設けられている。この位置決め部１ａ，１ｂと枢軸３の中心３ａとの距離Ｌ１、Ｌ２は等しい。図５、図６、図７のようなすべての円弧加工を行うには位置決め部１ａ，１ｂにおいて加工物取付台本体１ｃに調節ねじを設けて調節ねじ先端を加工物Ｗに当接するようにする。
【００１７】
加工物取付台本体１ｃには加工物Ｗを上記位置決め後に、この本体１ｃに対して固定するためのクランプ装置８が取り付けてある。このクランプ装置８は図８に示すように把手８ａを細線位置から反時計方向に実線位置まで回転させると、加工物押え８ｂが細線位置から実線位置まで回転するようになっており、実線位置近傍ではトッグル作用で加工物Ｗを強固に押える形式のもの例えば製造者ナベヤ型式番号Ｎｏ．６８００−０Ａを採用できる。もちろん、クランプ装置８としては、手動、自動にかかわらず加工物を固定できるものであれば差し支えない。
【００１８】
加工物取付台本体１ｃの底面にはスライドガイド９が固定されている。テーブル２にはガイドレール１１が固定されている。ガイドレール１１にスライドガイド９が移動自在に係合している。ガイドレール１１の方向は位置決め部１ａ，１ｂのなす角を２等分する線に平行している。即ち、位置決め部１ａに対して４５度の角度に配設されている。上記ガイドレール１１とスライドガイド９でもって加工物取付台１をテーブル２に移動可能に取り付けてある。
【００１９】
また、加工物取付台１の底面にはボール循環式ナット（ボールナット）１２が固定されている。一方テーブル２にはガイドレール１１に平行してボールナット１２に係合するボールねじ１３が軸受部材１４に軸方向に移動しないように且つ回動可能に支持されている。
【００２０】
軸受部材１４はテーブル２に固定されている。このボールねじ１３にはハンドル１５が固定されている。ハンドル１５には目盛が設けてあり、軸受部材１４に設けた基準位置の零目盛に目盛を合せることにより、加工物取付台１の位置が分るようになっている。上記ボールナット１２、ボールねじ１３、軸受部材１４、ハンドル１５でもって加工物取付台１をテーブル２に対する位置を調節可能なねじ送り装置を構成している。
【００２１】
（テーブル）
テーブル２上には前述のガイドレール１１、ボールねじ１３、軸受部材１４、ハンドル１５が設けられている。
【００２２】
加工位置における加工物取付台１と重なる位置に設けられた枢軸３でもって台板４に９０度旋回可能にテーブル２が設けてある。テーブル２が９０度旋回した限度位置においてテーブル２に当接するストッパ１６，１７が設けてある。このストッパ１６，１７は台板４に固定したストッパ本体１６ａ，１７ａに調節ねじ１６ｂ，１７ｂをねじ込んだものである。この調節ねじ１６ｂ，１７ｂの先端をテーブル２に当接することによりテーブル２の旋回角は９０度となる。なお、この調節ねじ１６ｂ，１７ｂの調節は工具台５をガイドするガイドレール２５と、加工物取付台１の位置決め部１ａを平行となるように調節ねじ１６ｂとテーブル２を当接し、この位置からテーブル２が９０度旋回した位置で調節ねじ１７ｂがテーブル２に当接するように調節ねじ１７ｂを調節する。
【００２３】
（工具台）
工具台５は枢軸３と平行な回転中心を有する工具６と取り付けられた工具６を回転する駆動手段を有する。工具６と枢軸３との距離を調節可能に工具台５は設けられている。
【００２４】
工具６は外周に切刃を有する円筒形のカッタ、外周が研削作用面となった円筒砥石等である。工具６は主軸端に備えたチャック１９ａに把持される。チャック１９ａを取り付けた主軸は主軸頭１９に回転駆動されるように支持されており、該主軸は圧縮空気配管２１から給送される圧縮空気で回転するエアーモータにより駆動される。この主軸駆動手段はエアーモータに限定するものではなく電動機、油圧モータ等何れであってもかまわない。
【００２５】
主軸頭１９は取付具２２でもってコラム２３の前面に固定されている。ここで、前面とは加工物Ｗの端面Ｗ２に対向する側を指す。
【００２６】
コラム２３の下面にはスライドガイド２４が固定されている。このスライドガイド２４は台板４に固定された２本のガイドレール２５に係合している。ガイドレール２５は互に平行であり、台板４に対しても平行である。ガイドレール２５は図３の実線の状態に加工物取付台１が位置している状態で位置決め部１ａと平行である。
【００２７】
コラム２３の下面にはガイドレール２５間において、ボールナット２６が固定されている。このボールナット２６にはガイドレール２５に平行なボールねじ２７がねじ込まれている。ボールねじ２７は軸受部材２８に回転自在に且つ軸方向に移動しないように支持されている。ボールねじ２７にはハンドル２９が固定されている。軸受部材２８は台板４に固定されている。上記ボールナット２６、ボールねじ２７、軸受部材２８及びハンドル２９でもって工具台５を進退するためのねじ送り装置を構成している。ハンドル２９には目盛が切ってあって軸受部材２８に設けた基準目盛と合せることにより工具台５の位置が分るようになっている。
【００２８】
工具台５の位置が分るとは次の意味である。平面で見て工具６の中心は枢軸３の中心３ａをとおり、図３の実線で示す状態の加工物取付台１の位置決め部１ａに平行な直線上に位置する。従って、ハンドル２９を回転することによりボールねじ２７が回転すると、コラム５は進退するので工具６は前述の枢軸３の中心３ａをとおり、位置決め部１ａに平行な直線上を進退する。そこで、位置決め部１ａに直角な位置決め部１ｂをとおる垂直面と工具６の外周間の距離を所望の加工物Ｗに設定する円弧の半径Ｒとすることができる。
【００２９】
ハンドル１５を回転するとボールねじ１３が回転してボールナット１２を送り加工物取付台１も共に送られる。この際の加工物取付台１のガイドレール１１方向の変位量Ｓに対して、位置決め部１ａ，１ｂの夫々に対する直角方向の変位成分はＳ／√２となる。一方、工具６はハンドル２９を回転することにより進退するボールナット２６の変位と同変位量である。従って、加工物取付台１のねじ送り装置と、工具台５のねじ送り装置のボールねじ１３，２７のピッチを同一としたとすると、加工物取付台１を送るためのハンドル１５と、工具台５を送るハンドル２９を回転する回転角は異なり、加工物取付台１を送るハンドル１５の回転角は工具台５を送るハンドル２９の回転角の√２倍となる。そこで、ボールねじ１３，２７のピッチを同一とし、ハンドル１５，１９の目盛を同一とした場合は換算表を作成しておく。また、加工物取付台１を進退するねじ送り装置のボールねじ１３のピッチを工具台５を進退するねじ送り装置のボールねじ２７のピッチの√２倍にしてもよい。こうすると、加工物取付台１を操作するハンドル１５と工具台５を操作するハンドル２９の目盛を同一としておくことができ、加工物Ｗに形成する円弧の半径Ｒの変更に対して両ハンドル１５，２９を同目盛に合せるだけで、加工物Ｗに形成する円弧の半径Ｒの変更に速かに対応可能となる。
【００３０】
なお、実施の形態はハンドルに目盛りを設けたが、これらはエンコーダでハンドルの回転を読み取ってデジタル表示してもよい。又、リニアスケールで加工物取付台１、工具台５の位置を読み取り表示してもよい。
【００３１】
上述のように本発明の実施の形態によれば、ねじ送り装置で加工物取付台及び工具台位置を調節するだけで加工物の変更に対して段取り換えが簡単である。又、加工物に円弧を形成する際にテーブルを回転するだけで達成できる。
【００３２】
（フレーム）
上記台板４はフレーム７に固定されている。フレーム７は主としてアングル型材を六立方形に枠組みし、下端にキャスタ３１を備え、装置全体に可搬性を与えている。
【００３３】
（実験例）
（１）加工物
断面アングル形状のアルミ押出金型を加工した。
【００３４】
加工物の片方のフランジ幅は２５ｍｍ、
他の片方のフランジ幅は２５ｍｍ、加工物の端部に形成する円弧の半径は１２ｍｍ、
（２）工具の直径６．２５ｍｍ、工具の材質ＳＫＨ５６
（３）工具回転速度    毎分１８，０００回転
（４）切削条件    ドライ（エアー冷却）
（５）送り条件    テーブルを手送り
0004754707.tif 000002
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、加工物の角に９０度の円弧を形成するのに、円弧半径の変更に素早く半径の設定変更ができる。又、加工物取付台の位置決め部に加工物を当接して固定し、テーブルを９０度回転するだけ加工が終るので操作が簡単である。
【図面の簡単な説明】
図面は何れも本発明の実施の形態を示し、
【図１】円弧加工機の正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】加工物取付台の平面図である。
【図５】加工例の平面図である。
【図６】加工例の平面図である。
【図７】加工例の平面図である。
【図８】加工物固定手段の側面図である。
【符号の説明】
Ｌ１，Ｌ２…距離  Ｌ３…進入量  Ｌ４…後退量
Ｒ…半径
Ｗ…加工物  Ｗ１…１側面  Ｗ２…端面  Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５…円弧
１…加工物取付台  １ａ…位置決め部  １ｂ…位置決め部  １ｃ…加工物取付台本体
２…テーブル
３…枢軸  ３ａ…テーブル２の回転中心
４…台板
５…工具台
６…回転工具
７…フレーム
８…クランプ装置  ８ａ…把手  ８ｂ…加工物押え
９…スライドガイド
１１…ガイドレール
１２…ボールナット
１３…ボールねじ
１４…軸受部材
１５…ハンドル
１６…ストッパ  １６ａ…ストッパ本体  １６ｂ…ストッパ本体
１７…ストッパ  １７ａ…調節ねじ  １７ｂ…調節ねじ
１９…主軸頭  １９ａ…チャック
２１…圧縮空気配管
２２…取付具
２３…コラム
２４…スライドガイド
２５…ガイドレール
２６…ボールナット
２７…ボールねじ
２８…軸受部材
２９…ハンドル
３１…キャスタ
【図１】
0004754707.tif 000003
【図２】
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【図３】
0004754707.tif 000005
【図４】
0004754707.tif 000006
【図５】
0004754707.tif 000007
【図６】
0004754707.tif 000008
【図７】
0004754707.tif 000009
【図８】
0004754707.tif 000010