(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイス（Ｄ）を把持するチャック（９）を上部に有する回転自在な主軸体（２）の対向側に、駆動機構（３）により昇降自在な加工ヘッド（４）を設けるとともに前記加工ヘッド（４）にトルク検出ユニット（５）を搭載してなり、前記トルク検出ユニット（５）が、加工針を着脱可能に取り付けるチャック（５３）を先端部を有し後部が軸受（５４）によって回転可能に保持されたスピンドル（５ｂ）と、スピンドル（５ｂ）が加工時に加えられるトルクにより所定量回転したときに前記駆動機構（３）にダイス（Ｄ）から加工針の引抜く信号を送るトルクセンサ（５ｃ）、（５ｄ）と、スピンドル（５ｂ）の加工時に加えられるトルクに対する抵抗手段兼スピンドル（５ｂ）を前記所定量回転位置から回転前の角回転位置へ復帰させる復帰手段（５ｅ）とを備えていることを特徴とする自動伸線ダイス孔加工機。
【請求項２】
トルクセンサ（５ｃ）、（５ｄ）は、スピンドル（５ｂ）に基端が固定され半径方向に延びる検出用突片（５ｃ）と、検出用突片（５ｃ）と対峙した時に作動するセンサ本体（５ｄ）とからなっており、前記復帰手段（５ｅ）がばねからなっている請求項１に記載の自動伸線ダイス孔加工機。
【請求項３】
加工ヘッド（４）が回転ヘッド（１４）を有し、この回転ヘッド（１４）に複数のトルク検出ユニット（５，５，５）が相互に間隔を置いて搭載され、回転ヘッド（１４）の回転によりダイス（Ｄ）に対するトルク検出ユニット（５，５，５）を変えて目的径まで順次孔加工するようになっている請求項１または２に記載の自動伸線ダイス孔加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伸線ダイスの自動孔加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤロープやスチールコードなどの線条製品の製造のための手段として伸線ダイスが不可欠である。このような伸線ダイスは、放電加工などで下穴を開けたダイス素体を研磨機（研削機）を用いて目的のベアリング孔径に加工（サイジング）することが必要である。また、使用により孔径が大きくなった場合に、より大きな孔径での伸線に適用すべく修理のための孔加工も必要である。
【０００３】
従来かかる孔加工は、対象とする伸線用ダイスを回転させると共に、研磨剤を塗布したニードルを作業員が持ち、そのニードルをダイスの粗ベアリング孔に挿入し、適当なトルクを感得したときにニードルを引抜き、この作業を完全にニードルが貫通するまで反復することで行われていた。
【０００４】
しかし、このような加工は作業員の勘に頼ったものであるから、熟練度や伎倆によって精度のバラツキが大きくなり、また、慎重を要するため疲労を招き、能率も低下するという問題があった。また、伸線工程は多数のダイスを使用して行われるので、加工対象のダイス数は相当なものとなり、それに応じた孔加工要員数を確保しなければならないので、コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を解消しようとするもので、その目的とするところは、線条製品の伸線ダイスのベアリング部の精度のよい孔径加工などを自動的に円滑に行なうことができる自動伸線ダイス孔加工機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、ダイスを把持するチャックを上部に有する回転自在な主軸体の対向側に、駆動機構により昇降自在な加工ヘッドを設けるとともに前記加工ヘッドにトルク検出ユニットを搭載してなり、前記トルク検出ユニットが、加工針を着脱可能に取り付けるチャックを先端部を有し後部が軸受によって回転可能に保持されたスピンドルと、スピンドルが加工時に加えられるトルクにより所定量回転したときに前記駆動機構にダイスから加工針の引抜く信号を送るトルクセンサと、スピンドルの加工時に加えられるトルクに対する抵抗手段兼スピンドルを前記所定量回転位置から回転前の角回転位置へ復帰させる復帰手段とを備えていることを特徴としている。
【０００７】
前記トルクセンサは、スピンドルに基端が固定され半径方向に延びる検出用突片と、検出用突片と対峙した時に作動するセンサ本体とからなっており、前記復帰手段がばねからなっている。
【０００８】
好適には加工ヘッドが回転ヘッドを有し、この回転ヘッドに複数のトルク検出ユニットが相互に間隔を置いて搭載され、回転ヘッドの回転によりダイスに対するトルク検出ユニットを変えて目的径まで順次孔加工するようになっている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１ないし図５は本発明による自動伸線ダイス孔加工機の一実施例を示しており、１はフレーム、２は基床側に設けられ上端部にダイスを保持するコレットチャック９を備えた主軸体である。３は前記主軸体２に対向して上部に設けられた駆動機構、４は駆動機構３により昇降自在な加工ヘッドであり、本発明で特徴とするトルク検出ユニット５を備えている。
【００１０】
６はフレーム１に設けられ先端が前記コレットチャック９の領域に至るダイス供給シュート、７はダイス供給シュート６により送りこまれたダイスＤをコレットチャック９に載せ、加工の終えたダイスをコレットチャック９から取り出して排出シュート８に移置するためのピックアンドプレース機構である。
【００１１】
前記主軸体２は、図２のように、下部にコレットチャック開閉用のシリンダ１０を有し、コレットチャック筒を外囲する主軸筒１１の中間部にはプーリ１２が設けられ、フレーム１に設けた図示しないモータにより所定の速度で回転されるようになっている。
【００１２】
駆動機構３はフレーム１に支持された流体圧シリンダからなっている。この例では急速下降−低速下降をスムーズに行なえるようにエアシリンダと油圧シリンダを連結したエアハイドロタイプのものが使用されている。
加工ヘッド４は下向きカップ状をなし、天頂部中央が前記駆動機構３の作動部（ピストンロッド）１３に連結されている。前記加工ヘッド４の内側には外周に歯１４０を有する回転ヘッド１４が加工ヘッド４の中心に下る支軸１５の回りに回転可能に支持されている。
【００１３】
前記トルク検出ユニット５は、回転ヘッド１４に複数個（この実施例では３個）円周上で等間隔をおいて搭載されている。トルク検出ユニット５は、ケース５ａを有し、図３のように上部に突設された軸部５０が回転ヘッド１４に設けた穴に嵌められ、固定具５１によって固定されている。前記ケース５ａは下方が筒部５２となっており、この筒部５２に下端にチャック５３を有するスピンドル５ｂが垂直状に内挿され、筒部５２に設けた軸受５４により回転可能に支持されている。前記各チャック５３には、図５のように径を異にする加工針Ａ，Ａ’Ａ”がそれぞれ取り付けられている。
【００１４】
前記スピンドル５ｂはたとえばピンバイスとピンとを直列に連結することによって構成されており、スピンドル５ｂの頂部には半径方向に突出する検出用突片５ｃがねじ等によって固定され、スピンドル５ｂと一体回転されるようになっている。
前記筒部５２には前記検出用突片５ｃの突出を許容する孔５２０が形成されており、この孔５２０は図４（ａ）のように円周方向で所要の長さを持った横長状をなし、横孔の端壁の範囲内で検出用突片５ｃが回動し得るようになっている。
【００１５】
前記加工ヘッド４の外周に近い部位には検出用突片５ｃが一定の回転角位置に至ったことを検出するセンサ本体５ｄが取り付けられており、該センサ本体５ｄは前記駆動機構３の駆動部とコントローラ１５を介して電気的に接続されている。  前記センサ本体５ｄは磁気センサでもよいし、光センサでもよく、前者の場合は検出用突片５ｃは鉄片などが用いられ、後者の場合は光を透過しない遮光片が使用される。
【００１６】
前記筒部５２には適度に拡大した径の外筒５ｆがねじ５５で固定されている。一方、前記スピンドル５ｂには外筒５ｆに対応する部位にばね、たとえばゼンマイ（渦巻きばね）５ｅの巻き内端を固着した割りリング５７が外嵌されている。ゼンマイ５ｅの巻き外端は前記外筒５ｆの内壁に固着されている。
【００１７】
前記加工ヘッド４の側方には図２のようにモータ１６が搭載されるとともに、これの出力軸と平行にピニオン１７が設けられ、このピニオン１７が前記回転ヘッド１４の外周に設けた歯部１４０と係合している。
また、前記加工ヘッド４の中心から変位した部位には、図５のようにシリンダ１８が設けられており、このシリンダ１８のピストンロッドには位置決めストッパ１９が連結されている。位置決めストッパ１９は、加工針Ａ，Ａ’Ａ”の位置を正確に設定するためのもので、前記加工ヘッド４の天頂壁に設けた通孔を介して回転ヘッド１４の所定部位たとえばトルク検出ユニット５の軸部５０と円周方向で近傍の位置に設けた数個の孔５８に挿脱可能となっている。
【００１８】
なお、実施例では複数のトルク検出ユニット５を使用し、太さの異なる加工針Ａ，Ａ’Ａ”を順次交互に使用するようにしているが、トルク検出ユニット５は１でもよい。この場合には、回転ヘッド１４でなく固定ヘッドであってもよい。
また、加工針が回転する際にある程度の回転抵抗を発生させ機能を有していればよいので、必ずしもゼンマイ方式でなくてもよい。
図１において、２０は操作盤であり、自動運転、手動運転の切換えスイッチ、回転ヘッド駆動スイッチ、コレットチャック開閉スイッチ、駆動機構昇降切換えスイッチなどが配置されている。
【００１９】
【実施例の作用】
次に実施例による作用を説明すると、ダイスのベアリング部加工を行なうに当たっては、加工に適する太さの加工針Ａ，Ａ’，Ａ”を各トルク検出ユニット５のチャック５３にセットし、ダイスＤを回転主軸体２のコレットチャック９にセットし、しっかりと保持させる。加工針の太さはＡ＞Ａ’＞Ａ”となっている。
ダイスＤは鋼製の場合のほか、鋼製ケースに焼結超硬合金製のニブｄを固定したものがある。図３は後者の例を示しており、ダイスＤはバック側を上向きにされ、加工用の研磨剤がニブｄの上面に給脂される。新規なダイスを加工する場合には、ニブｄには放電加工等によりベアリング下穴（粗穴）が明けられている。孔径修理の場合にはすでに形成されているベアリング穴である。ここではベアリング下穴とベアリング穴との双方をベアリング穴ｄ’と称することにする。
【００２０】
そして、シリンダ１８を作動して位置決めストッパ１９を回転ヘッド１４の孔５８に挿入させる。加工針ＡとダイスＤのベアリング穴ｄ’とが同軸上になったことを確認した後、自動運転を選択して必要なスイッチをオンにすれば、モータが駆動して主軸体２が所定の速度で回転する。これを確認すると、駆動機構３が作動し、加工針Ａがニブｄの内部所定部位に達するまでトルク検出ユニット５と回転ヘッド１４を搭載している加工ヘッド４が急速下降される。所定位置に達すると低速下降モードに移行し、加工針Ａがベアリング穴ｄ’に達して研削が開始される。
【００２１】
この研削時にはダイスＤは回転しているため加工針Ａにはトルクが加えられる。このトルクが発生すると、スピンドル５ｂは加工針Ａと同量で回動をはじめようとするが、スピンドル５ｂと外筒５ｆにゼンマイ５ｅの両端が結合されているので、これがワインドアップされ割りリング５７の割すき間が小さくなってスピンドル５ｂに密接するようになるまで、回転に対する抵抗体として作用する。そして一定以上の回転力が働くとスピンドル５ｂは回転し、それにより上端の検出用突片５ｃはスピンドル５ｂと同量円周方向に回動する。
【００２２】
かくして、スピンドル５ｂが所定の回転角度回動すると、検出用突片５ｃはセンサ本体５ｄと正対し、これによりスイッチがオンとなり、その信号が駆動機構３に送られ、それにより駆動機構３は上昇動作に移り、トルク検出ユニット５と回転ヘッド１４を搭載している加工ヘッド４が定量上昇し、加工針Ａが下穴ｄ’から離脱される。
この離脱にともない、ゼンマイ５ｅに蓄積した力が開放されるため、スピンドル５ｂは逆方向に回動し、それにより検出用突片５ｃは元位置に復帰する。
【００２３】
これで駆動機構３は動作を停止し、定常の下降動が開始され、加工ヘッド４の下降により加工針Ａがベアリング穴ｄ’に挿入され、研削加工が行われる。このときに加工針Ａに対するトルクが発生すると、前述したようにスピンドル５ｂの回転−検出用突片５ｃとセンサ本体５ｄと正対−駆動機構３の上昇動作が行われ、加工針Ａがベアリング穴ｄ’から離脱される。
【００２４】
以下前記動作が反復されることにより、加工針Ａがベアリング穴ｄ’を貫通する下限位置に達する。これを確認すると、駆動機構３は加工針Ａの待機位置まで上昇し、モータの停止によりダイスＤの回転が止まる。これで第１工程が完了する。
【００２５】
ついで、シリンダ１８の作動により位置決めストッパ１９が回転ヘッド１４から抜出され、これを確認するとモータ１６が駆動してピニオン１９の回転により回転ヘッド１４が所要回転角たとえば９０度回転する。これで前記加工針Ａよりも相対的に太い加工針Ａ’がベアリング穴ｄ’と同軸上に対峙する。シリンダ１８の作動により位置決めストッパ１９を挿入し、再び第１工程と同じ動作を行なう。これによりトルク制御が行われつつ、第１工程よりも太い径の孔加工が行われる。
この第２工程が終了すると、同様な順序で相対的に太い加工針Ａ”がベアリング穴ｄ’と同軸上に対峙され、再び第１工程と同じ動作を行なう。
【００２６】
以上により自動的に、しかも定トルクで、ダイスＤのベアリング部の孔加工を行なうことができ、太いサイズの加工針を使用して１工程でベアリング孔加工行なうとトルクが大きく、加工針およびダイスＤのベアリング部の負担が大きくなり、孔壁面が荒れたり、割れたりするなどの問題が発生しやすくなるが、２針または３針以上で順次目的のベアリング孔径を定トルクで加工することにより精度のよいベアリング面を加工することができる。
【００２７】
以上のようにしてダイスＤの加工が完了すると、コレットチャックによる保持が開放され、ピックアンドプレース機構６が作動して加工済みダイスＤを排出シュートに払い出し、ダイス供給シュートの新たなダイスＤをコレットチャックに装填する。
孔の修理は、たとえば新品のベアリング穴径が０．０２０ｍｍであったものが使用により０．２２ｍｍになった場合に、修理孔加工を行なって０．０３０ｍｍにし、これが使用によって０．０３２ｍｍに拡径した場合に、修理して０．０４０ｍｍにするといった場合が挙げられる。
なお、本発明加工機はそのほか、使用によってダイス穴が荒れたり、変形したり、破損した伸線ダイスの修正、成形作業に適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明した本発明の請求項１によるときには、ダイス（Ｄ）を把持するチャック（９）を上部に有する回転自在な主軸体（２）の対向側に、駆動機構（３）により昇降自在な加工ヘッド（４）を設けるとともに前記加工ヘッド（４）にトルク検出ユニット（５）を搭載してなり、前記トルク検出ユニット（５）が、加工針を着脱可能に取り付けるチャック（５３）を先端部を有し後部が軸受（５４）によって回転可能に保持されたスピンドル（５ｂ）と、スピンドル（５ｂ）が加工時に加えられるトルクにより所定量回転したときに前記駆動機構（３）にダイス（Ｄ）から加工針の引抜く信号を送るトルクセンサ（５ｃ）、（５ｄ）と、スピンドル（５ｂ）の加工時に加えられるトルクに対する抵抗手段兼スピンドル（５ｂを前記所定量回転位置から回転前の角回転位置へ復帰させる復帰手段（５ｅ）とを備えているので、自動的に定トルクでダイスのベアリング部を加工することができ、精度のよい伸線ダイスをバラツキなく能率よく得ることができるというすぐれた効果が得られる。
【００２９】
請求項２によれば、トルクセンサ（５ｃ）、（５ｄ）は、スピンドル（５ｂ）に基端が固定され半径方向に延びる検出用突片（５ｃ）と、検出用突片（５ｃ）と対峙した時に作動するセンサ本体（５ｄ）とからなっており、前記復帰手段（５ｅ）がばねからなっているので、構造が簡単で安価なものとすることができるというすぐれた効果が得られる。
【００３０】
請求項３によれば、加工ヘッド（４）が回転ヘッド（１４）を有し、この回転ヘッド（１４）に複数のトルク検出ユニット（５，５，５）が相互に間隔を置いて搭載され、回転ヘッド（１４）の回転によりダイス（Ｄ）に対するトルク検出ユニット（５，５，５）を変えて目的径まで順次孔加工するようになっているので、各トルク検出ユニットに径の異なる加工針を取り付け、径の小さい加工針から径の大きな加工針に移行するように回転ヘッドを回転させることにより、加工針およびダイスベアリング部にトルクによる負担をかけずに寸法と面性状の良好なベアリング孔加工を行なえるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明による自動伸線ダイス孔加工機の一実施例を示す正面図、（ｂ）は同じくその側面図である。
【図２】図１（ａ）の要部拡大断面図である。
【図３】各トルク検出ユニット部分の拡大図である。
【図４】（ａ）は図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図、（ｂ）は図３のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図５】位置決め機構を示す部分切欠正面図である。
【符号の説明】
２  主軸体
３  駆動機構
４  加工ヘッド
５  トルク検出ユニット
５ｂ  スピンドル
５ｃ  突片
５ｄ  センサ本体
５ｅ  ばね
９    コレットチャック
１４  回転ヘッド
５３  チャック
５４  軸受
Ａ，Ａ’Ａ”  加工針
【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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