(57)【要約】【課題】  棒状のワークを切断して小さいピースにする切断方法の提供。【解決手段】  ワーク１の両端をセンター３ａ，３ｂによってセンタリングすると共に該センター３ａ，３ｂを中心として回転し、ワーク１の外周部又は外側部をカッター４によって中心の芯部５を残して切込み、そして、芯部５を切残したワーク１の外周又は側面をクランプ装置のクランパー８ａ，８ｂによってクランプし、上記カッター４にて該芯部５を切断する。【選択図】    図２
2012076208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを切断する切断方法において、該ワークの両端をセンターによってセンタリングすると共に該センターを中心として回転し、ワークの外周部又は外側部をカッターによって中心の芯部を残して切込み、そして、芯部を切残したワークの外周又は側面をクランプ装置のクランパーによってクランプし、上記カッターにて該芯部を切断することを特徴とするワークの切断方法。
【請求項２】
上記クランパーをクランプシリンダーにて作動する取着部に取付け、切残した芯部の切断と共にクランパーのコーナー部を切込むようにした請求項１記載のワークの切断方法。
【請求項３】
ワークを切断する切断装置において、該ワークの両端をセンタリングするセンターを設けると共に該センターを中心としてワークを回転する回転駆動部を備え、上記センター軸に対して垂直を成す方向にワークの外周部又は外側部をクランプする為のクランパーを取付け、上記センターに支持されて回転するワークをカッターによって中心の芯部を残して切込み、そして、芯部を切残したワークの外周又は側面をクランパーによってクランプして上記カッターにて該芯部を切断することを特徴とするワークの切断装置。
【請求項４】
上記カッターとして円盤カッターを使用した請求項３記載のワークの切断装置。
【請求項５】
上記カッターとしてワイヤソーを使用した請求項３記載のワークの切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は比較的細長いワークを短く切断することが出来る切断方法及び切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
縦・横及び高さが所定の寸法に仕上げられたワークを複数本の細い角棒に切断することが行われているが、この場合、ワークはカーボンやセラミックで出来ているトレイ(受け台)に接着・固定される。すなわち、トレイにワーク底面を固定し、この状態で該トレイを切断機のテーブル面に位置決めして切断加工が行われる。ところで、ワークをトレイに接着・固定する場合、ホットプレートの上に該トレイとワークを置いて温め、接着剤(ワックス)を接着面に塗布して該ワークをトレイ上面に位置決め・固定する。
【０００３】
この際にワークを接着する力加減やワックスの塗布方法、ワックスの塗布厚さによってワークの位置決め精度が左右される。ワークを固定したトレイはマグネットテーブルに載せて位置決め・固定されるが、マグネットが効かないセラミックトレイなどはテーブル面に固定するに際して特別な治具が必要となる。また、磁気を嫌うワークであれば、マグネットテーブルの利用は出来ないので、治具を用いての位置決め・固定方法が採用される。
【０００４】
そして、ワークが切断された後はトレイから取り除かなくてはならず、その為に高温に加熱して行われ、切断された部材からワックスが洗浄される。一方、トレイにワークを固着して切断する場合、トレイ面にもカッターの切断溝が形成され、該トレイの寿命も短くて、新たなトレイと度々交換しなくてはならない。このように、従来の切断加工には加工前の準備工程並びに加工後の後処理工程が必要となり、コスト高になってしまう。
【０００５】
また、細い棒状のワークを細かく輪切りする切断加工を行う場合にも、該棒状ワークをトレイに接着・固定して該トレイと共に切断することは可能である。しかし、非能率的であると同時に接着する平坦な面を有す角棒であればトレイに接着・固定することも出来るが、丸棒や楕円棒のように湾曲した側面を有す棒状のワークの場合にはトレイ面に直接接着・固定することが出来ない。
【０００６】
コンピュータや複写機、さらには家電製品などには、小さな部品が数多く使用されている。これら小さな部品は色々な方法で加工され、大半は塑性加工されるが一部は切削加工されている。本発明が対象とする切断加工はその１つであり、具体的な部品を対象とするものではないが、前以て加工した棒状のワークを高精度で効率よく切断することが望まれている。
【０００７】
出願人は以前に「ワークの切断方法」に関して特許を取得している。特許第４１４７２５８号に係る「ワークの切断方法」は、所定の寸法に仕上げた棒状ワークを輪切りする切断方法において、該ワークの両側面をクランプシリンダーなどにて作動する取着部に着脱可能に取付けた両クランプ部にて挟み込んでクランプし、そして主軸に取付けられて高速回転する複数枚の円盤カッターを降下して上記ワークを切断し、同時にクランプ部の一部をワークと共に切断することを特徴とするワークの切断方法である。
【０００８】
ところで、棒状ワークをトレイに接着・固定して切断する場合、また特許第４１４７２５８号の切断方法のようにクランプ部にてクランプしたワークを切断する場合であっても、該ワークは所定の位置に動かないように固定されている。そして、固定したワークに対して高速回転する円盤カッターを移動して該ワークを切込むことが出来る。
【０００９】
しかし、ワークへの切込み深さが深くなるにつれ、冷却水の侵入も容易でなく、円盤カッターとの摩擦が大きくなり、該円盤カッターに作用する負荷は増大する。その結果、円盤カッターの寿命は短くなり、作用する負荷を軽減するには加工速度は低く成ってしまう。そして、切込み深さが大きくなると切粉の排出も困難となり、切断精度は必然的に低くなる。
【特許文献１】特許第４１４７２５８号に係る「ワークの切断方法及び切断装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、従来のワーク切断加工には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、ワークをトレイに接着・固定することなく、ワークをセンターで回転・支持し、カッターに大きな負担をかけることなく高精度で効率よく切断することが出来る切断方法及び切断装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るワークの切断方法は、ワークの両端をセンタリングした状態で支持し、しかもセンター軸を中心として回転させながら第１次切断加工を行う。センタリングの方法は限定しないが、例えば両端にセンター穴を前以て設けておくことが出来、両センターの少なくとも片方は駆動側として回転し、センタリングされたワークを回転することが出来る。
【００１２】
ところで、両センターにて支持されたワークを回転しながら第１次切断加工する場合、完全に切断することは出来ず、回転軸となる芯部は残される。該芯部は上記センターとは別のクランパーにてワークの側面又は外周をクランプして第２次切断加工がされる。ここで、クランパーは油圧又はエアーなどにて作動する取着部に取付けられ、交換可能と成っている。
【００１３】
すなわち、ワークが円形断面又は楕円形断面であるならば、クランパーは切残された芯部の位置を含めた領域をクランプする為に、該芯部が切断させると同時にクランパーの一部も切込まれる。そして、本発明ではワークを切断する為のカッターは限定しない。例えば、円盤カッターであっても、ワイヤソーを用いることも可能である。また、カッターの個数も限定せず、複数のカッターを使用することで、ワークを複数のピースに一度に輪切りすることが出来る。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明ではワーク両端をセンタリングして支持し、該ワークを回転しながら第１次切断加工することが出来る。よって、回転しないで加工する場合に比較して加工速度は速くなり、切込み溝への冷却水は容易に侵入して工具の寿命は延び、また切粉は切込み溝に溜まることはない。その結果、切断精度は非常に高くなる。特に、従来のようにワークをトレイに接着・固定して切断加工を行う場合に比較すると、その切断作業効率は大きく向上する。そして、ワークの回転に伴う第１次切断加工の後は第２次切断加工によって、切残された芯部が切断される。
【００１５】
本発明の切断対象となるワークの断面形状は四角形に限らず、円形や楕円形のような湾曲した側面を有すワークであってもセンタリングして第１次切断加工を行うことが出来、その後はワーク側面をクランプして第２次切断加工がなされる。ここで、第２次切断加工を行うに際して、適当な形状（側面になじむ形状）のクランパーを用いることで湾曲したワーク側面を正しくクランプして芯部の切断を行い得る。ここで、第２次切断加工にて切残された芯部を切断するに際してクランパーの一部は切込まれてキズ付くが、適当な時期に新たなクランパーと交換することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る切断方法にて切断されるワーク形状。
【図２】本発明の切断方法を構成する切断工程。
【図３】切断装置を構成するセンターとクランパーの配置図。
【図４】円形断面のワークにおいて切残された芯部を切断する場合。
【図５】四角形断面のワークにおいて切残された芯部を切断する場合。
【図６】切断装置の正面図。
【図７】切断装置の平面図。
【図８】切断装置の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明が対象とするワーク１ａ，１ｂを表しており、（ａ）に示すワーク１ａは正方形断面の棒材であり、この棒材ワーク１ａを点線で示す箇所を切断して細かいピース２ａ，２ａ・・に輪切りされる。そして、（ｂ）に示すワーク１ｂは円形断面の棒材であり、点線で示す箇所が切断されて細かい複数のピース２ｂ，２ｂ・・に輪切りされる。ここで、上記ワーク１ａ，１ｂの寸法は限定せず、また輪切り切断した各ピース２ａ，２ｂの厚さ寸法も限定しない。
【００１８】
このように棒材ワーク１ａ，１ｂをさらに小さなピース２ａ，２ａ・・、及び２ｂ，２ｂ・・に切断するに際して、本発明では両先端７ａ，７ｂをセンタリングして支持し、そして回転しながら切断される。ただし、切断に際して使用されるカッターは自由であり、例えば円盤カッター、又はワイヤソーを使用することが出来る。勿論、他のカッターであっても構わない。円盤カッターとしては一般に細かいダイヤモンド粒子を付着したダイヤモンドカッターが使用され、またワイヤソーとは一般に細いピアノ線に細かいダイヤモンド粒子を付着して構成している。このワイヤソーを走行させながら回転するワーク１に接触させることで切断することが出来る。
【００１９】
図２は本発明に係るワーク切断方法を示す実施例であり、第１次切断加工と第２次切断加工を経てワーク１は複数のピース２，２・・・に切断される。
（ａ）はワーク１が両センター３ａ，３ｂにセンタリングされて取付けられている場合であり、該ワーク１の両先端７ａ，７ｂの中心にはセンター穴が前以て設けられ、このセンター穴にセンター３ａ，３ｂが係合することでワーク１のセンタリングが成されている。該センター穴はワーク１を丸棒に旋盤加工する場合に作られる。
【００２０】
ところで、ワーク１は回転することが出来るように、片方のセンター３ｂは回転駆動するように成っている。従って、センター３ｂはワーク１のセンタリングと共に、先端７ｂにツメを食い込ませて該ワーク１を回転することが出来る。勿論、ワーク１に回転トルクを伝える手段は、センター３ｂにツメを設けて先端７ｂに食い込ませる場合に限るものではなく、旋盤のチャックのようにワーク１の先端外周をクランプすることも可能である。
【００２１】
（ｂ）はワーク１を切断する工程を示しているが、複数枚の円盤カッター４，４・・・が一定間隔をおいて主軸１７に取着されていて、これら各円盤カッター４，４・・・は高速回転し、上記ワーク１側へ移動することでワーク１は切断される。そこで、本発明では円盤カッター４，４・・・が高速回転し、同時にワーク１も回転する。すなわち、共に回転してワーク１が外周から均等に切り込まれる。しかし、ワーク１はその両先端７ａ，７ｂがセンター３ａ，３ｂによって支持されているだけである為に、完全に切断することは出来ない。すなわち、芯部５が切残される。
【００２２】
（ｃ）はワーク１の芯部５が切残されて、外周部が切断されている場合を示している。すなわち、各円盤カッター４，４・・・がワーク１の外周部を切り込んでカッター溝６，６・・・が形成されている。従って、中心軸部に切残された芯部５の切断は特許第４１４７２５８号に係る「ワークの切断方法」が用いられて複数のピース２ａ，２ｂ・・・に輪切りされる。
【００２３】
（ｄ）は切残された芯部５を切断する場合を示している。
上記両センター３ａ，３ｂの軸は円盤カッター４，４・・・を取付けた主軸１７と平行と成っており、ワーク１は両センター３ａ，３ｂに支持された状態で両側がクランプされる。すなわち、ワーク１はその側面がクランプ装置のクランパー８ａ，８ｂにて挟み込まれてクランプ・固定されている。そして、該クランパー８ａは取着部９ａに取付けられ、クランパー８ｂは取着部９ｂに取付けられている。しかも、両クランパー８ａ，８ｂは交換可能なように取着部９ａ，９ｂから取外し出来る取付け構造としている。同図のように両クランパー８ａ，８ｂによってクランプされた状態で円盤カッター４，４・・・が降下して芯部５が切断されるが、芯部５の切断に際してクランパー８ａ，８ｂの一部にカッター４，４・・・が侵入して切込むことになる。
【００２４】
ところで、切断装置のベースにテーブルを備え、このテーブルに上記センター３ａ，３ｂを装着している。そして、両センター３ａ，３ｂの間には取着部９ａ，９ｂに取付けたクランパー８ａ，８ｂが所定の間隔をおいて備わっている。図３はセンター３ａ，３ｂとクランパー８ａ，８ｂが備わっているテーブル１０の平面図を示している。同図において、両センター３ａ，３ｂの中心軸Ｏ−Ｏは円盤カッター４，４・・・を取付けている主軸１７と平行を成している。
【００２５】
同図の１１はセンター３ｂを回転する為の駆動部であり、内部にはモータが内蔵されている。そして、両センター３ａ，３ｂ間距離は間に挟まれるワーク１の長さに応じて調整出来るようにしており、片方のセンター３ａは油圧シリンダー又はエアシリンダーにて中心側へ移動してワーク１を安定して挟持することが出来る構造と成っている。すなわち、両センター３ａ，３ｂにてセンタリングして支持されたワーク１は常に一定した位置に成るように位置決めされる。
【００２６】
また、両クランパー８ａ，８ｂの間隔も調整可能としている。ワーク１の寸法が変わってもクランパー８ａ，８ｂにてクランプすることが出来るように、クランパー８ａ，８ｂを取付けている取着部９ａ，９ｂはエアシリンダー又は油圧シリンダーのピストンロッドと連結している。ワーク１は両センター３ａ，３ｂによって支持されている状態で両クランパー８ａ，８ｂでクランプされる為に、ワーク１の位置ズレはない。従って、カッター４，４・・・はカッター溝６，６・・・に嵌っている状態でクランプすることが出来る。
【００２７】
そこで、図２（ｄ）に示すように、ワーク１の外周部が切り込まれて芯部５が残されている状態で、両クランパー８ａ，８ｂにてワーク１の側面を挟み込んで固定する。そして、円盤カッター４，４・・・は回転すると共に降下して芯部５を切断することで、ワーク１は複数のピース２，２・・に一度に輪切りされる。ここで、ワーク１は円形断面ではなく長方形断面の棒材の場合にも同じである。
【００２８】
図４は円形断面の棒状ワーク１ｂに残った芯部５を切断する場合の詳細図であり、この際、クランパー８ａ，８ｂのコーナー部１２ａ，１２ｂは同時に切り込まれる。ただし、特許第４１４７２５８号に係る「ワークの切断方法」では、ワーク１の全体を切断する為に、クランパー８ａ，８ｂの大部分が円盤カッター４にて切り込まれると共にワーク１ｂが載置される台も切込まれるが、本発明では芯部５のみであることから、クランパー８ａ，８ｂのコーナー部１２ａ，１２ｂに限定される。ここで、コーナー部１２ａ，１２ｂの切込みは前以て設ける場合もあり、又は最初のワーク１ｂの切断工程に際して切込むことも出来る。
【００２９】
図５は四角形断面の棒状ワーク１ａに残った芯部５を切断する場合を示している。ワーク１ａの断面が四角形と成れば、側面１３ａ，１３ｂは平坦面である為に、クランパー８ａ，８ｂの高さは低くても十分に固定することが出来る。従って、中心軸部に切残された芯部５を切断するに際してはクランパー８ａ，８ｂのコーナー部１２ａ，１２ｂをカッター４にて切込むことはない。
【００３０】
図６、図７、図８は本発明に係る切断装置の外観を表している実施例である。同図の１はワーク、４は円盤カッター、８ａ，８ｂはクランパー、１４ａ，１４ｂはクランプシリンダーをそれぞれ表している。切断装置の本体フレーム１５には駆動モータ１６を備え、該駆動モータ１６の主軸１７に複数枚の円盤カッター４，４・・が取付けられている。
【００３１】
そして、本体フレーム１５の上部正面側にはテーブルフレーム１８が設けられ、該テーブルフレーム１８の上には図３に示すテーブル１０が取付けられている。同図に示す切断装置のテーブル１０は定位置に固定した構造であって、上記駆動モータ１６が上下動することが出来る構造と成っている。すなわち、円盤カッター４，４・・は回転しながら降下して真下にクランプされているワーク１が切断されるように構成している。
【００３２】
一方、駆動モータ１５を降下させる代わりに、テーブル１０を上昇させることも可能であり、定位置で回転している円盤カッター４，４・・に対してテーブル１０を上昇させることでワーク１を切断できる。何れの場合であっても、ワーク１は図２のようにクランプされている。
【００３３】
ところで、上記図６、図７、図８に示す切断装置はあくまでも１具体例に過ぎず、同図の切断装置ではワーク１をクランプする為のクランパーを作動する為に両クランプシリンダー１４ａ，１４ｂを設けているが片方でもよい。ここで、円盤カッター４の主軸１７と平行にセンター３ａ，３ｂが取付けられ、芯部５を切断する際にクランプするクランプシリンダー１４ａ，１４ｂはテーブル上において主軸１７と垂直方向を成している。
【符号の説明】
【００３４】
１  ワーク
２  ピース
３  センター
４  円盤カッター
５  芯部
６  カッター溝
７  先端
８  クランパー
９  取着部
10  テーブル
11  駆動部
12  コーナー部
13  側面
14  クランプシリンダー
15  本体フレーム
16  駆動モータ
17  主軸
18  テーブルフレーム
【図１】
2012076208.tif 000003
【図２】
2012076208.tif 000004
【図３】
2012076208.tif 000005
【図４】
2012076208.tif 000006
【図５】
2012076208.tif 000007
【図６】
2012076208.tif 000008
【図７】
2012076208.tif 000009
【図８】
2012076208.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月26日(2011.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状のワークを複数の細かいピースに輪切りする切断方法において、該ワークの両端をセンターによってセンタリングすると共に該センターを中心として回転し、ワークの外周部又は外側部を複数のカッターによって中心の芯部を残して切込み、そして、芯部を切残したワークの外周又は側面をクランプ装置のクランパーによってクランプし、該クランパーはクランプシリンダーにて作動する取着部に取付けられ、切残した芯部と共にクランパーのコーナー部をカッターにて切込むようにし切断することを特徴とするワークの切断方法。
【請求項２】
棒状のワークを複数の細かいピースに輪切りする切断装置において、該ワークの両端をセンタリングするセンターを設けると共に該センターを中心として上記ワークを回転する回転駆動部を備え、上記センター軸に対して垂直を成す方向にワークの外周部又は外側部をクランプする為のクランパーをシリンダーにて作動する取着部に取付け、上記センターに支持されて回転する棒状ワークを複数のカッターによって中心の芯部を残して切込むことが出来、そして、芯部を切残したワークの外周又は側面を上記クランパーによってクランプして上記カッターにて該芯部を切断することを特徴とするワークの切断装置。
【請求項３】
上記カッターとして円盤カッターを使用した請求項２記載のワークの切断装置。
【請求項４】
上記カッターとしてワイヤソーを使用した請求項２記載のワークの切断装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月13日(2011.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状のワークを複数の細かいピースに輪切りする切断方法において、テーブルには所定の間隔をおいて両センターを配置すると共に片方のセンターは駆動部によって回転することが出来、そして両センター間距離はワークの長さに応じて調整出来るように一方のセンターは油圧シリンダー又はエアシリンダーにて中心側へ移動してワークを安定して挟持することが出来る構造としたもので、該ワークの両端を上記センターによってセンタリングすると共に該センターを中心として回転し、ワークの外周部又は外側部を複数のカッターによって中心の芯部を残して切込み、そして、芯部を切残したワークの外周又は側面を上記両センターの間に所定の間隔をおいてテーブル上に配置したクランプ装置のクランパーによって、上記両センターにて支持されてカッターがカッター溝に嵌っている状態でクランプし、該クランパーはクランプシリンダーにて作動する取着部に取付けられ、切残した芯部と共にクランパーのコーナー部をカッターにて切込むようにし切断することを特徴とするワークの切断方法。
【請求項２】
棒状のワークを複数の細かいピースに輪切りする切断装置において、テーブルには所定の間隔をおいて両センターを配置すると共に片方のセンターは回転するように駆動部に連結し、そして両センター間距離はワークの長さに応じて調整出来るように一方のセンターは油圧シリンダー又はエアシリンダーにて中心側へ移動してワークを安定して挟持することが出来る構造としたもので、該ワークの両端を上記センターにてセンタリングすると共に該センターを中心として上記ワークを回転する回転駆動部を備え、そして上記両センターの間には所定の間隔をおいてクランプ装置をテーブル上に配置し、該クランプ装置はセンター軸に対して垂直を成す方向にワークの外周部又は外側部をクランプする為のクランパーをシリンダーにて作動する取着部を有し、上記センターに支持されて回転する棒状ワークを複数のカッターによって中心の芯部を残して切込むことが出来、そして、芯部を切残したワークの外周又は側面を上記クランパーによってクランプして上記カッターにて該芯部を切断することを特徴とするワークの切断装置。
【請求項３】
上記カッターとして円盤カッターを使用した請求項２記載のワークの切断装置。
【請求項４】
上記カッターとしてワイヤソーを使用した請求項２記載のワークの切断装置。