(57)【要約】【課題】加工時間の短縮や加工精度を向上させることができ、しかも分割することもできる加工機を提供する。【解決手段】加工機は、複数に分割された円弧状のインナーリングセグメント２６ａ，２６ｂをワークを囲むように合体させてなるインナーリング２６と、複数に分割された円弧状のアウターリングセグメント２５ａ，２５ｂをインナーリング２６を囲むように合体させてなるアウターリング２５と、インナーリング２６がアウターリング２５に対して回転するのを案内するころがり案内装置３８と、インナーリング２６を回転させる駆動機構３５，３６，３３と、を備える。ころがり案内装置３８は、複数に分割された円弧状のレールセグメント４１を連結してなる円形状の軌道レール３９と、軌道レール３９に沿って周方向に移動可能に組み付けられる移動ブロック４０と、軌道レール３９と移動ブロック４０との間に転がり運動可能に介在される複数のボール４２と、を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を設けたインナーリング又はアウターリングの一方を他方に対して回転させてワークの外周面を加工する加工機において、
複数に分割された円弧状のインナーリングセグメントをワークを囲むように合体させてなるインナーリングと、複数に分割された円弧状のアウターリングセグメントを前記インナーリングを囲むように合体させてなるアウターリングと、前記インナーリング又は前記アウターリングの一方が他方に対して回転するのを案内するころがり案内装置と、前記インナーリング又は前記アウターリングの一方を他方に対して回転させる駆動機構と、を備え、
前記ころがり案内装置は、前記インナーリング又は前記アウターリングの一方に取り付けられると共に、複数に分割された円弧状のレールセグメントを連結してなる円形状の軌道レールと、前記インナーリング又は前記アウターリングの他方に取り付けられると共に、前記軌道レールに沿って周方向に移動可能に組み付けられる移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの間に転がり運動可能に介在される複数の転動体と、を有することを特徴とする加工機。
【請求項２】
前記加工機はさらに、前記インナーリング及び前記アウターリングを前記ワークの軸線方向に移動させる送り機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の加工機。
【請求項３】
前記加工機は、圧延クロップシャーのクランク軸を切削加工する外削機であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークのある現地に据え付けられて、現地にてワークを加工する加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産ラインに組み込まれている機械の部品を修理のために加工する場合、機械から部品を分解して加工すると、生産ラインが停止する期間が長引く。このため、機械のある現地に機械部品を加工する加工機を据え付け、現地にて機械部品を加工することが行われている。
【０００３】
例えば製鉄所では、圧延した鋼板を需要家の必要とする所定の寸法に切断するために、圧延ラインにせん断機が組み込まれている（例えば特許文献１参照）。鋼板のトップ部及ボトム部の屑を切断するせん断機としてのクロップシャーは、上刃及び下刃が回転して鋼板を切断する型式で、上刃及び下刃を回転させる一対のクランク軸を持つ。図９に示されるように、クランク軸１と上刃又は下刃が取り付けられる金属製ホルダ２とはすべり接触し、また鋼板をせん断するときの力がクランク軸１にかかるので、金属製ホルダ２のみならず、クランク軸１も経年変化により部分的に摩耗する（摩耗部分を図中１ａで示す）。このため、定期的にクランク軸１の外周面を真円に切削加工し、肉厚にした新しい金属製ホルダに交換する必要がある。このとき、クロップシャーからクランク軸を分解したのでは、圧延ラインを停止させる期間が長引くから、クランク軸１の周囲に外削機と呼ばれる加工機を据え付け、現地でクランク軸の外周面を切削加工する必要がある。
【０００４】
図１０に示されるように、現地にて外削機をクランク軸１の周囲に据え付けることができるように、外削機は半円状に二分割されている。そして、インナーリング３とアウターリング４を合体させた後、アウターリング４に対してインナーリング３を回転させて、インナーリング３に設けた工具でクランク軸１の外周面を切削加工する。図１１に示されるように、インナーリング３とアウターリング４との間には、インナーリング３が回転するのを案内するメタル軸受け５が介在される。メタル軸受け５はアウターリング４に固定されて、インナーリング３はメタル軸受け５に対してすべり運動する。勿論、このメタル軸受け５も半円状に二分割されている。
【特許文献１】特開平１０‐２９１０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、インナーリング３とメタル軸受け５とは金属接触且つすべり運動するので、インナーリング３の回転数をそれほど上げることができず、加工に時間がかかるという問題がある。そのうえ、インナーリング３が回転する以上、インナーリング３とメタル軸受け５との間には僅かな隙間を空けなければならない。この隙間が原因で切削加工後のクランク軸１の真円度が出ないし、据付に手間や時間がかかる。
【０００６】
この問題を解決する手法として、すべり運動するメタル軸受けの替わりに、内輪と外輪との間にころ、玉等の転動体を介在させるころがり軸受けを使用することが考えられる。しかし、ころがり軸受けを二分割すると、転動体や保持器が露出してしまうことから、ころがり軸受けを半円状に二分割することはできない。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点を解消し、加工時間の短縮や加工精度を向上させることができ、しかも分割も可能な加工機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、工具を設けたインナーリング又はアウターリングの一方を他方に対して回転させてワークの外周面を加工する加工機において、複数に分割された円弧状のインナーリングセグメントをワークを囲むように合体させてなるインナーリングと、複数に分割された円弧状のアウターリングセグメントを前記インナーリングを囲むように合体させてなるアウターリングと、前記インナーリング又は前記アウターリングの一方が他方に対して回転するのを案内するころがり案内装置と、前記インナーリング又は前記アウターリングの一方を他方に対して回転させる駆動機構と、を備え、前記ころがり案内装置は、前記インナーリング又は前記アウターリングの一方に取り付けられると共に、複数に分割された円弧状のレールセグメントを連結してなる円形状の軌道レールと、前記インナーリング又は前記アウターリングの他方に取り付けられると共に、前記軌道レールに沿って周方向に移動可能に組み付けられる移動ブロックと、前記軌道レールと前記移動ブロックとの間に転がり運動可能に介在される複数の転動体と、を有することを特徴とする加工機。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加工機において、前記加工機はさらに、前記インナーリング及び前記アウターリングを前記ワークの軸線方向に移動させる送り機構を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明の加工機は、請求項１又は２に記載の加工機において、前記加工機は、圧延クロップシャーのクランク軸を切削加工する外削機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、円形状の軌道レールに沿って移動ブロックが周方向に移動するころがり案内装置をインナーブロックとアウターレールの間に介在させたので、加工機を複数に分割できるだけでなく、隙間をなくし且つ低い摺動抵抗でインナーリング又はアウターリングを回転させることができる。よって、加工精度を高くし且つ高速回転での加工が可能になる。さらに、隙間の調整が不要になるので、据付時間も短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下添付図面に基づいて本発明の一実施形態における加工機を説明する。本実施形態では、製鉄所の圧延ラインに組み込まれるクロップシャーのクランク軸を切削する外削機に適用した例を説明する。
【００１３】
まずクロップシャーの構造の概要を説明する。図１に示されるように、クロップシャーは、上下一対の上刃１１及び下刃１２が回転して鋼板を切断する。上刃１１及び下刃１２はクランク軸１３，１４により回転される。クランク軸１３，１４は、ころがり軸受け１５に回転可能に支持されていて、モータ１６及び歯車１７により互いに反対方向に回転駆動される。クランク軸１３は途中で折れ曲がっていて、回転中心から偏心した中央軸１３ａ，１４ａを持つ。これら中央軸１３ａ，１４ａに上刃１１及び下刃１２が取り付けられる。
【００１４】
図２は、クランク軸１３，１４の軸線方向からみた上刃１１及び下刃１２を示す。クランク軸１３，１４には、金属製ホルダ１９，２０を介して上刃１１及び下刃１２が取り付けられる。鋼板２１のトップ部及びボトム部が通ったときにクランク軸１３，１４を回転させると、上刃１１及び下刃１２は図中二点鎖線で示される軌道を描き、鋼板２１をせん断により切断する。
【００１５】
上刃１１及び下刃１２には、互いの位相を一致させるためにサブクランク２２，２３が取り付けられる。上刃１１及び下刃１２はクランク軸１３，１４の回転によってクランク軸１３，１４の回転中心の回りを公転するが、サブクランク２２，２３によってその自転が制限されている。このため上刃１１及び下刃１２に固定される金属製ホルダ１９，２０がクランク軸１３，１４に対してすべり運動する。金属製ホルダ１９，２０には、クランク軸１３，１４よりも軟らかい材質が使用される。一定期間を経過すると金属製ホルダ１９，２０が磨耗するので、定期的に金属製ホルダ１９，２０を交換する必要がある。より長期間使用すると磨耗し易い金属製ホルダ１９，２０のみならず、クランク軸１３，１４も磨耗する。金属製ホルダ１９，２０を交換しても、クランク軸１３，１４が磨耗していると、精度の高い切断ができなくなる。このため、クランク軸１３，１４の方にも定期的に真円にするための切削加工が必要になる。
【００１６】
図３及び図４は、クランク軸１３，１４の周囲に据え付けられた外削機を示す。外削機は、ベース２４上に固定されるアウターリング２５と、アウターリング２５の内側に回転可能に嵌められるインナーリング２６と、を備える。インナーリング２６の周方向の一箇所には、クランク軸１３，１４に向かって進退可能に切削工具２７が取り付けられる。ベース２４は、クランク軸１３，１４の軸線方向に直線的に移動可能なテーブル２８上に据え付けられる。テーブル２８を含む送り機構は、インナーリング２６及びアウターリング２５をクランク軸１３，１４の軸線方向に移動させ、切削工具２７に送り運動を与える。アウターリング２５に対してインナーリング２６を回転させると、切削工具２７がクランク軸１３，１４の外周面を切削する。クランク軸１３，１４の外周面を切削加工しながら切削工具２７に送り運動を与えることで、クランク軸１３，１４を軸線方向の全長にわたって切削加工できる。
【００１７】
図５及び図６は、外削機の詳細図を示す。インナーリング２６は二分割された半円状のインナーリングセグメント２６ａ，２６ｂをクランク軸１３，１４を囲むように合体させてなる。インナーリングセグメント２６ａ，２６ｂは、円筒を半円形状に二分割した内筒部２９と、内筒部２９の軸線方向の両端に設けられてフランジ状に張出す側部３０とを有する。インナーリングセグメント２６ａ，２６ｂの内筒部２９の外周には、半円状に伸びるラック３１が取り付けられる。一対のインナーリングセグメント２６ａ，２６ｂを合体させたとき、半円状の一対のラック３１も繋がって円形状になる。
【００１８】
アウターリング２５も二分割された半円状のアウターリングセグメント２５ａ，２５ｂを合体させてなる。アウターリングセグメント２５ａ，２５ｂは、円筒を半円形状に二分割した外筒部３２と、外筒部３２の軸線方向の中央から外側に張出すフランジ部３３とを有し、インナーリング２６の一対の側部３０の内側に配置される。フランジ部３３の周方向の両端には、二分割されたアウターリングセグメント２５ａ，２５ｂを結合するための結合部３３ａ，３３ｂが設けられる。一方のアウターリングセグメント２５ａの結合部３３ａは、ボルト等の接合手段を用いて相手側のアウターリングセグメント２５ｂの結合部３３ｂに結合される。二分割されたアウターリングセグメント２５ａ，２５ｂのうち、一方のアウターリングセグメント２５ａ，２５ｂは、ベース２４に結合されている。ベース２４には、インナーリング２６に設けたラック３１に噛み合うピニオン３５が回転可能に取り付けられる。ピニオン３５はベース２４に固定したモータ３６により回転駆動される。これらモータ３６、ピニオン３５及びラック３１がインナーリング２６を回転させる駆動機構を構成する。モータ３６を回転させると、ピニオン３５が回転し、ピニオン３５に噛み合うラック３１が周方向に回転する。ラック３１とインナーリング２６とは結合しているので、ラック３１の周方向の回転と共にインナーリング２６も回転する。
【００１９】
図７は、外削機を半径方向に切断した断面図を示す。インナーリングセグメント２６ａ，２６ｂの一対の側部３０と、一対の側部３０の内側のアウターリングセグメント２５ａ，２５ｂの外筒部３２の両側面との間には、ころがり案内装置３８，３８が介在される。ころがり案内装置３８，３８は、アウターリングセグメント２５ａ，２５ｂに取り付けられる軌道レール３９と、インナーリングセグメント２６ａ，２６ｂに取り付けられる移動ブロック４０と、を有する。一般的なころがり案内装置は軌道レール３９が直線的に伸びて、移動ブロック４０が軌道レール３９に沿って直線運動する。しかし、本実施形態で使用されるころがり案内装置では、軌道レール３９が円形状の軌道となり、移動ブロック４０が形状の軌道レール３９に沿って周方向に移動する。
【００２０】
図８は、ころがり案内装置の斜視図を示す。円形状の軌道レール３９は、二分割以上に分割された円弧形状のレールセグメント４１を連結してなる。レールセグメント４１は、二分割されたアウターリングセグメント２５ａ，２５ｂのそれぞれに取り付けられる。二分割されたアウターリングセグメント２５ａ，２５ｂを合体させたとき、分割された円弧形状のレールセグメント４１が繋がって円形状の軌道レール３９になる。図６に示されるように、複数の移動ブロック４０は、アウターリングセグメント２５ａ，２５ｂに周方向に均等間隔を空けて取り付けられる。軌道レール３９が円形状なので、移動ブロック４０は軌道レール３９上を何回もぐるぐる回ることができる。
【００２１】
図８に示されるように、円弧形状のレールセグメント４１には、レールセグメント４１の長手方向に沿って伸びる複数条のボール転走溝４１ａが形成される。移動ブロック４０には、レールセグメント４１のボール転走溝４１ａに対向する負荷ボール転走溝４０ａが形成される。移動ブロック４０には、移動ブロック４０の負荷ボール転走溝４０ａの一端と他端を接続するボール戻し通路が設けられる。移動ブロック４０の負荷ボール転走溝４０ａ及びボール戻し通路４０ｂによってサーキット状のボール循環経路が構成される。このボール循環経路に転動体として複数のボール４２が配列される。移動ブロック４０がレールセグメント４１に沿って周方向に移動すると、移動ブロック４０の負荷ボール転走溝４０ａとレールセグメント４１のボール転走溝４１ａとの間に介在される複数のボール４２が転がり運動する。移動ブロック４０の負荷ボール転走溝４０ａの一端から他端まで転がったボール４２は、ボール戻し通路４０ｂへと導かれ、ボール戻し通路４０ｂを経由した後、再び元の負荷ボール転走溝４０ａの一端に戻される。つまり、移動ブロック４０の移動に伴い、複数のボール４２がサーキット状のボール循環経路を循環する。
【００２２】
このような転がり案内装置３８を用いると、分割してもころがり軸受けのようにボール４２が露出することがない。よって、転がり運動を用いていながら外削機の分割が可能になる。そして、インナーリング２６の回転を案内するのに、メタル軸受けのような金属同士のすべり運動ではなく、ボール４２の転がり運動を用いているので、隙間をなくし且つ低い摺動抵抗でインナーリング２６を回転させることができる。
【実施例】
【００２３】
メタル軸受けを使用したときと、ころがり軸受けを使用したときとで、外削機の回転数・加工精度を比較した。その結果、メタル軸受けを使用したときには、高温になるため回転数を７ｒｐｍまでしか上げることができなかったのに対し、ころがり案内装置を使用したときには、回転数を１２ｒｐｍまで上げることができた。回転数を上げることができたことに伴い、加工時間も３３時間から２８時間に低減することができた。加工精度についても、真円度を０．１０から０．０４に向上することができ、表面粗さを４〜６Ｒａから３．２〜５Ｒａに低減することができた。さらに、据付時間も２４時間から１７時間に低減することができた。
【００２４】
なお、上記実施形態では、本発明をクロップシャーのクランク軸を切削する外削機に適用した例について説明したが、勿論本発明の適用は外削機に限られるものではない。現地での据え付けや円筒形ワークの外周面を高精度に加工したいというニーズがある限り、あらゆる用途の加工機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】クロップシャーの構造の概要図
【図２】クロップシャーの上刃及び下刃を示す概要図
【図３】クランク軸に据え付けられた外削機を示す側面図
【図４】クランク軸に据え付けられた外削機を示す正面図
【図５】外削機の詳細な側面図（一部断面を含む）
【図６】外削機の詳細な正面図（一部断面を含む）
【図７】外削機の半径方向の断面図
【図８】ころがり案内装置の斜視図
【図９】クロップシャーのクランク軸の摩耗を示す概念図
【図１０】従来の外削機の分解図
【図１１】従来の外削機の半径方向断面図
【符号の説明】
【００２６】
１３，１４…クランク軸
３６…モータ（駆動機構）
２５…アウターリング
２５ａ，２５ｂ…アウターリングセグメント
２６…インナーリング
２６ａ，２６ｂ…インナーリングセグメント
３１…ラック（駆動機構）
３５…ピニオン（駆動機構）
３６…モータ（駆動機構）
３８…ころがり案内装置
３９…軌道レール
４０…移動ブロック
４１…レールセグメント
４２…ボール（転動体）
【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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【図８】
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【図９】
2007268670.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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