JP6483586B2 - 切削工具 - Google Patents
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Description
がら、当該削り出しエルボの製造過程において、より高度な加工を行うことができるいわ
ゆる5軸の加工機等を用いたとしても、目標のエルボの内側側面に削り残しができる場合
がある。そこで、例えば、下記特許文献1には、素材を粗加工して下穴をあけた後、円弧
上の切れ刃を外周に有するサイドカッタを、目標のエルボの内側側面に沿って公転させ、
螺旋状に移動させて切削することにより、削り残しのない削り出しエルボの製造方法が開
示されている。
て切削することにより、目標のエルボの内側側面を形成することから、加工に時間を要す
る。
の製造方法、エルボ、当該エルボの製造に用いる切削工具を提供することを目的とする。
れたエルボの第1の端面から第2の端面に向かう方向に、切削工具に含まれる略球形状の
少なくとも一部で形成された切削部を相対的に移動させて、前記粗形成されたエルボを切
削して前記仕上げ目標のエルボの内側側面を形成する切削ステップと、前記仕上げ目標の
エルボの中心線に沿って、前記粗形成されたエルボの第2の端面から第1の端面に向かう
方向に、前記切削部を相対的に移動させる移動ステップと、を含み、前記切削部の直径は
、前記仕上げ目標のエルボの内径と略同一である、ことを特徴とする。
り角は、略90度であることを特徴とする。
て、前記切削部は、前記切削部から延伸する軸部に沿った方向に対して略20°の角度で
、前記第1の端面への進入を開始することを特徴とする。
ブルに固定するステップを含み、前記切削ステップ及び前記移動ステップは、前記テーブ
ルを回転させることにより行われることを特徴とする。
ら延伸する軸部を含み、前記軸部の直径は、前記略球形状の直径の5分の1乃至5分の2
であることを特徴とする。
ら延伸する軸部を含み、前記切削部は、前記軸部に沿った方向に互いにずれて配置する複
数の切れ刃を有することを特徴とする。
側面の外周に沿って、相対的に加工用チップを回転させて切削するとともに、前記第1の
端面から前記第2の端面に向かう方向に前記粗形成されたエルボを移動させることにより
、前記仕上げ目標のエルボの外側側面を形成する外側側面形成ステップを含む、ことを特
徴とする。
テーブルに固定するステップを含み、前記外側側面形成ステップにおける前記粗形成され
たエルボの移動は、前記回転テーブルを回転させることにより、行われることを特徴とす
る。
切れ刃を含む切削部と、前記切削部から延伸する軸部と、を有することを特徴とする。
の一端から延伸するように前記切削部の表面に沿ってリッジ状に形成されるとともに、側
面に前記複数の切れ刃を含む、複数のリッジ部を有する、ことを特徴とする。
径の5分の1乃至5分の2であることを特徴とする。
記軸部と軸部と反対側に位置する部分を切り取られた形状を有することを特徴とする。
垂直な方向に切り取られた形状を有することを特徴とする。
アと、一端に前記第1のベベルギアと噛み合う第2のベベルギアを含む第1のシャフト部
と、を含み、前記軸部と、前記第1のシャフトは所定の角度を有することを特徴とする。
ベルギアを含み、前記切削工具は、更に、前記第3のベベルギアと噛み合う第4のベベル
ギアを含む第2のシャフト部と、を含み、前記第1のシャフト部と、前記第2のシャフト
部は、所定の角度を有することを特徴とする。
ことを特徴とする。
複数のリッジ部の切れ刃は、回転方向に対して互いにずれて配置されることを特徴とする
。
刃をそれぞれ着脱自在に格納する複数の格納部を有することを特徴とする。
素材の第1の端面から第2の端面に向かう方向に、切削工具の略球形状の少なくとも一部
で形成された切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削する第1の切削ステップと、
前記仕上げ目標のエルボの内側側面に沿って、前記素材の第2の端面から第1の端面に向
かう方向に、前記切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削する第2の切削ステップ
と、を含むことを特徴とする。
び第2の切削ステップは、前記第1の端面の前記エルボの内側側面の円周に沿って前記素
材を切削するように、前記素材に対し前記切削工具を相対的に移動させつつ行う、ことを
特徴とする。
び前記第2の切削ステップは、前記切削工具の軸を移動させることにより、前記素材に対
し前記切削工具を相対的に移動させつつ行う、ことを特徴とする。
び前記第2の切削ステップは、更に、前記素材を固定したテーブルを移動させることによ
り、前記素材に対し前記切削工具を移動させつつ行う、ことを特徴とする。
記第1の切削ステップ及び第2の切削ステップは、前記素材の第1の端面側から行った後
、前記素材の第2の端面側から行うことを特徴とする。
記略球形状の直径は、前記仕上げ目標のエルボの内径よりも小さいことを特徴とする。
、前記切削部の直径は、前記仕上げ目標のエルボの内径の半分以上4分の3以下であるこ
とを特徴とする。
記エルボは曲がり角が略90°であることを特徴とする。
記エルボは曲がり角が略180°であることを特徴とする。
記仕上げ目標のエルボの内径と同径であることを特徴とする。
状の内側側面と、前記内側側面に沿って形成され、前記内側側面よりも直径が大きい外側
側面と、を含み、前記内側側面は、前記曲率の内側の表面と前記曲率の外側の表面の平坦
度が同一である、ことを特徴とする。
一であることを特徴とする。
沿って、粗形成されたエルボの第1の端面から第2の端面に向かう方向に、切削工具に含
まれる前記エルボの内径と直径が略同一である略球形状の少なくとも一部で形成された切
削部を相対的に移動させて、前記粗形成されたエルボの内側側面を切削することにより形
成されていることを特徴とする。
に沿って、素材の第1の端面から第2の端面に向かう方向に、切削工具の略球形状の少な
くとも一部で形成された切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削することにより、
形成されていることを特徴とする。
の端面から第1の端面に向かう方向に、前記切削部を相対的に移動させて、前記素材を切
削することにより、形成されていることを特徴とする。
に下穴を形成するステップと、前記仕上げ目標のエルボの内側側面に沿った方向であり、
かつ、素材の第1の端面から第2の端面に向かう方向に、サイドカッタを相対的に移動さ
せて、前記素材を切削する第1の切削ステップと、前記仕上げ目標のエルボの内側側面に
沿った方向であり、かつ、前記素材の第2の端面から第1の端面に向かう方向に、前記サ
イドカッタを相対的に移動させて、前記素材を切削する第2の切削ステップと、を含むこ
とを特徴とする。
び第2の切削ステップは、前記仕上げ目標のエルボの第1または第2の端面に形成される
内側側面の円周に沿って前記素材を切削するように、前記素材に対し前記サイドカッタを
相対的に移動させつつ行う、ことを特徴とする。
、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
まず、本実施の形態におけるエルボの製造方法で使用する回転切削工具の一例について
説明する。図1に示すように、本実施の形態におけるボールエンドミル100は、略球形
状の切削部101、及び、当該切削部101にから延伸するように形成された軸部102
と、を含む。
部101の表面に沿って形成されたリッジ状のリッジ部103を複数含む。具体的には、
例えば、複数のリッジ部103は、図1の上面からみて、切削部101の表面に沿って放
射状に角度を有して広がるように、配置される。
例えば、各リッジ部103の側面には、複数の切れ刃104が略等間隔で並んで配置され
る。また、各リッジ部103は、例えば、側面に複数の切れ刃104をそれぞれ着脱自在
に取り付け可能な格納部105を含み、切れ刃104は格納部105に取り付けられる。
なお、例えば、各切れ刃104は、例えばボルトやネジ等を用いて、格納部105に取り
付けられる。また、切れ刃104の材料としては、例えば、タングステンカーバイドを用
いる。
れるように配置する。つまり、例えば、隣接する2のリッジ部103において、一方のリ
ッジ部103(第1のリッジ部)の格納部105の位置は、他方のリッジ部103(第2
のリッジ部)の格納部105の位置と軸と平行な方向からみてずれて配置する。これによ
り、第1のリッジ部103には略等間隔に切れ刃104が配置されていることから、第1
のリッジ部103に取り付けられた切れ刃104では、素材を切削されない部分が生じる
が、当該切削できない部分は、第2のリッジ部103の取り付けられた切れ刃104によ
って、切削される。なお、複数のリッジ部103や切れ刃104を含む切削部101のサ
イズは、目標のエルボの内径の半分以上4分の3以下であることが望ましい。
径は、切削部101の直径よりも小さい。これにより、後述するように、目標のエルボの
内側側面に沿って、ボールエンドミル100を移動させる場合において、軸部102とエ
ルボの内側側面との干渉を抑制することができる。
部102の直径や長さ等は、目標のエルボの曲がり角やサイズ、当該ボールエンドミル1
00を用いる加工機等に応じて、調整される。また、リッジ部103の数、球形状の切削
部101に対するリッジ部103の弧の角度等も必要に応じて変更することはいうまでも
ない。
例えば、図2A及び図2Bに示すような、ブロック状の形状を有する。なお、図2A及び
図2Bにおいては、理解の容易化のため、素材201を半分に切断した断面の図を示すと
ともに、目標のエルボ200を実線で示すとともに、そのエルボ200の中央線を一点鎖
線で示す。また、図2A及び図2Bにおいては、一例として曲がり角が90°のエルボ2
00の素材201を示すが、その他の曲がり角のエルボ200を製造する場合には、当該
曲がり角に応じた形状の素材201を用いる。
ボ200となる部分を切削することにより製造される。また、素材201の材料としては
、例えば、ステンレス鋼、地帯系材料、ニッケル基耐熱合金、などのいわゆる難削材を用
いる。
ように、素材201を加工機のテーブル(図示なし)に対して設置する。そして、ボール
エンドミル100の軸部102が、素材201の第1の端面203と略垂直になるように
ボールエンドミル100を設置する。なお、図3A及び図3Bにおいては、図1に示した
リッジ部103については、図示を省略する。
から第2の端面205に向かう方向に、ボールエンドミル100の切削部101を相対的
に移動させて、素材201を切削する(第1の切削)。具体的には、例えば、図3Aに示
した場合、矢印301の方向に切削部を移動させて、素材201を切削する。ここで、軸
部102が素材201に干渉しないように、素材201に対するボールエンドミル100
の軸部102の方向を調整する。
うにして行ってもよいし、当該3軸に加えてテーブルを、2軸を用いて移動させるように
構成してもよい。なお、3軸とは、例えば、x、y、z軸の3次元に相当し、2軸とは、
例えば、x軸、y軸の2次元に相当する。
面203に向かう方向に、ボールエンドミル100の切削部を相対的に移動させて、素材
201を切削する(第2の切削)。具体的には、例えば、図3Bに示した場合、矢印30
2の方向に切削部101を移動させて、素材201を切削する。ここで、第1の切削と同
様に、軸部102が素材201に干渉しないように、素材201に対するボールエンドミ
ル100の軸部102の方向を調整する。つまり、第1の切削及び第2の切削は、切削部
101を目標のエルボ200の内側側面204に沿って往復させることにより行う。
たは第2の端面205である円周に沿って素材201を切削するように、素材201に対
してボールエンドミル100を相対的に移動させつつ行う。
れる第1の端面203の円周401に沿った方向402に、ボールエンドミル100を相
対的に移動させつつ、第1及び第2の切削を行う。つまり、第1の切削において、ボール
エンドミル100が上記円周401の方向402に移動することから、第1の端面203
付近においては、第1の端面203に垂直な方向に対して斜めに穴が形成される。また、
第2の切削においては、ボールエンドミル100が上記円周401方向に移動することか
ら、第1の端面203付近においては、第1の端面203に垂直な方向に対して斜めに穴
が形成される。言い換えれば、ボールエンドミル100を上記円周方向402に公転させ
つつ、第1及び第2の切削を行う。ここで、図4に示すように、切削部101の自転方向
404と、ボールエンドミル100の回転方向402は、互いに逆向きであることが好ま
しい。
00の素材201への進入位置の一例を実線403で示すとともに、当該第1の切削後の
第2の切削におけるボールエンドミル100の素材201から出てくる位置の一例を破線
405で示す。
に沿って、第1の端面203側からの目標のエルボ200の内側側面204が形成される
まで繰り返し行う。
設置する。具体的には、例えば、テーブルを回転させて、ボールエンドミル100の軸部
102が第2の端面205と略垂直になるように設置する。次に上記と同様第1の切削及
び第2の切削を、ボールエンドミル100を上記円周方向に公転させつつ繰り返し行う。
これにより、例えば、第1の端面203側からの切削において軸部102と素材201と
が干渉等することにより切削できなかった第2の端面205側に生じる削り残しを切削し
、エルボ200の内側側面204の全体を形成することができる。
00が形成される。なお、当該外側側面206の形成は、上記と同様に第1の切削及び第
2の切削を用いて行うように構成してもよいし、後述するミーリングカッタやサイドカッ
タを用いて形成してもよい。
ボールエンドミル100を公転させる場合について説明したが、第1または第2の切削に
おいては、上記円周402方向の移動は行わず、第1の切削を行った後、ボールエンドミ
ル100を円周方向402に沿って移動し、その後第2の切削を行うように構成してもよ
い。また、第1または第2の切削の一方においてのみ、上記円周方向402の移動を行う
ように構成してもよい。
図5Cは、本実施の形態における製造方法により製造されたエルボ200の一例を示す図
である。具体的には、一例として、図5Aは、エルボの斜視図を示し、図5Bは、図5A
に示したエルボの断面を示し、図5Cは、図5Aに示したエルボの平面図を示す。なお、
図5Cは、説明の簡略化のため、エルボ200を半分に切断した場合の平面図を示す。
とともに、断面が円形状の内側側面204、及び、前記内側側面204に沿って内側側面
204から外側に所定の距離を有する外側側面206を有する。また、内側側面204は
、エルボ200の曲率の内側の表面501と曲率の外側の表面502の平坦度が異なるこ
とはなく、内側側面204の全表面において、略同一の平坦度を有する。
面において円形状で、所定の管厚を有するエルボ200を示しているが本実施の形態にお
けるエルボ200は、これに限られず、例えば、180°の曲がり角を有するように構成
してもよいし、異なる管厚を有するように構成してもよい。なお、本実施の形態によれば
、約200°の曲がり角を有するエルボ200まで製造することができる。
方法、エルボ、当該エルボの製造に用いるボールエンドミルを提供することができる。
ら、目標のエルボの内側側面に沿って螺旋状にサイドカッタを移動させているが、本実施
の形態によれば、目標の内側側面204に沿って直接エルボ200の内側端面204に沿
ってボールエンドミル100を用いて切削することにより、より高速にエルボ200を製
造することができる。また、素材に201に下穴の形成を行わずに、エルボ200の内側
側面204を形成できることから、下穴の形成を行わない場合には、下穴の形成時間を省
略することもできる。
ルボの内側側面204を形成する際の螺旋移動のピッチが異なることから、エルボ200
の曲がり角に対する内側側面204の内側と外側とで平坦度が異なるが、本実施の形態に
よれば、目標の内側側面204に沿って第1及び第2の切削を行うことにより、エルボ2
00の曲率の内側の表面と曲率の外側の表面とでその平坦度が異なることがなく、平坦度
を内側側面204の全表面で略同一とすることができる。
ば、上記実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又
は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
いて説明したが、第1の端面203側からの切削により削り残しが生じない場合、つまり
、エルボ200の内側側面204全体を形成できる場合には、第2の端面205側からの
第1及び第2の切削を省略することができる。具体的には、例えば、目標のエルボ200
の曲がり角が15°の場合等、曲がり角が小さい場合には、第2の端面205側からの切
削を省略することができる。
の内側側面204の略中央に下穴をあけた後、上記第1の第1の切削及び第2の切削を行
うようにしてもよい。この場合の下穴は、例えば、ボールエンドミル100を用いて形成
してもよいし、後述する通常のミーリングカッタを用いてもよい。
について説明したが、逆に、外側側面206を形成した後、内側側面204を形成しても
よい。また、第1の切削及び第2の切削後に仕上げ用の異なる切削部101を用いて、内
側側面204の仕上げ加工を行うように構成してもよい。
本実施の形態においては、上記ボールエンドミル100に代えて、主に、サイドカッタ
を用いて上記第1の切削及び第2の切削を行う点が上記第1の実施の形態と異なる。なお
、下記においては上記第1の実施形態と同様である点については説明を省略する。
めの図である。本実施の形態においては、図6Aに示すように、まず、素材201を加工
機のテーブル(図示なし)に対して設置する。また、ミーリングカッタ601に軸部60
2が第1の端面203と略垂直になるように設置する。ここで、例えば、ミーリングカッ
タ601は、正面フライスであって、円弧上に切れ刃を複数有し、当該円弧に垂直な方向
に切削することができるが、当該ミーリングカッタ601の詳細な構成については周知で
あることから説明を省略する。
下穴603を形成する。具体的には、ミーリングカッタ601の位置をかえつつ、ミーリ
ングカッタ601の軸方向に移動させて下穴603を形成する。当該下穴603の外形は
、後述するサイドカッタの円弧上のカッタ切削部が挿入できるように、当該サイドカッタ
のカッタ切削部よりも外形より大きい。なお、図6Bに示した下穴603の形状・位置は
一例であって、サイドカッタの円弧上のカッタ切削部が挿入できれば異なる形状・位置で
あってもよい。
第2の端面205と略垂直になるように設置して、図6Dに示すように、第2の端面20
5側からも下穴603を形成する。
、第1の端面203から第2の端面205に向かう方向に、サイドカッタ700の切削部
101を相対的に移動させて、素材201を切削する(第1の切削)する。
削部701の外周に切れ刃702を複数有する。また、当該カッタ切削部701には、カ
ッタ切削部701が取り付けられるアーバ703が切削時に素材201と干渉しないよう
に、所定の長さ及び直径のアーバ703が用いられる。なお、切れ刃702が交換可能に
取り付けられるように構成してもよい。
面203に向かう方向に、サイドカッタ700の切削部101を相対的に移動させて、素
材201を切削する(第2の切削)。ここで、本実施の形態においては、ボールエンドミ
ル100に代えて、サイドカッタ700を用いる点が上記実施の形態と異なる。その他の
点は上記実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
より高精度のエルボの製造方法及びエルボを提供することができる。例えば、上記従来技
術においては、サイドカッタはカッタの側面方向を切削することから、目標のエルボの内
側側面に沿って螺旋状にサイドカッタを移動させているが、本実施の形態によれば、目標
の内側側面204に沿ってエルボ200の内側端面204に沿って切削することにより、
より高速にエルボ200を製造することができる。
ルボの内側側面204を形成する際の当該螺旋移動のピッチが異なることから、エルボ2
00の曲がり角に対する内側側面204の内側と外側とで平坦度が異なるが、本実施の形
態によれば、目標の内側側面204に沿って第1及び第2の切削を行うことにより、エル
ボ200の曲率の内側の表面と曲率の外側の表面とでその平坦度が異なることがなく、平
坦度を内側側面204の全表面で略同一とすることができる。
本実施の形態においては、主に、複数のリッジ部103や切れ刃104を含む切削部1
01のサイズが目標のエルボ200の内径と同じである点が、上記第1の実施の形態と異
なる。なお、下記においては、上記第1の実施形態と同様である点については説明を省略
する。
ついて説明する。上記第1の実施形態と同様に、図1に示すように、本実施の形態におけ
るボールエンドミル100は、略球形状の切削部101、及び、当該切削部101にから
延伸するように形成された軸部102と、を含む。しかしながら、本実施の形態において
は、複数のリッジ部103や切れ刃104を含む切削部101のサイズが、目標のエルボ
200の内径と同径である。なお、例えば、当該サイズの相違に基づき、リッジ部103
の数や切れ刃104の数が異なるように構成してもよい。
形態においては、上記第1の実施形態と同様に、素材201を加工機のテーブル(図示な
し)に対して設置する。そして、ボールエンドミル100の軸部102が、素材201の
第1の端面203と略垂直になるようにボールエンドミル100を設置する。
から第2の端面205に向かう方向に、ボールエンドミル100の切削部101を相対的
に移動させて、素材201を切削する(第1の切削)。次に、目標のエルボ200の内側
側面204に沿って、第2の端面205から第1の端面203に向かう方向に、ボールエ
ンドミル100の切削部を相対的に移動させて、素材201を切削する(第2の切削)。
標のエルボ200の内径よりも小さいことから、内側側面204の一部を切削できるのみ
であったが、本実施の形態においては、上記のように切削部101のサイズは、目標のエ
ルボの内径と同径であることから、1回の第1の切削及び第2の切削で第1の端面203
側からの内側側面204の断面の全表面を切削することができる。つまり、第1及び第2
の切削において、第1の端面203側からの内側側面204を仕上げることができる。
面205と略垂直になるように設置し、例えば、テーブルを回転させて、ボールエンドミ
ル100の軸部102が第2の端面205と略垂直になるように設置する。次に上記と同
様第1の切削及び第2の切削を行う。
ボの内径と同径であることから、1回の第1の切削及び第2の切削で第2の端面205側
からの内側側面204の断面の全表面を切削することができる。つまり、第1及び第2の
切削において、第2の端面205側からの内側側面204を仕上げることができる。
00が形成される。
からの内側側面204の全表面を切削することができるとともに、同様に、1回の第1の
切削及び第2の切削により、第2の端面205側からの内側側面204の全表面を切削す
ることができる。これにより、目標エルボ200の製造時間を更に大幅に短縮することが
できる。なお、上記においては、第2の端面205側からの第1及び第2の切削を行う場
合について説明したが、例えば、エルボ200の曲がり角が小さい場合等、第1の端面2
03側からの切削によりエルボ200の内側側面204全体を形成できる場合には、第2
の端面205側からの第1及び第2の切削を省略することができる。この場合は、更に、
製造時間を短縮できる。
ドミル100をエルボ200の円形状の内側側面の方向に沿って移動させる必要もないこ
とから、ボールエンドミル100の移動制御の複雑化及び加工機の複雑化を避けることも
できる。
、また、より高速でより高精度のエルボの製造方法及びエルボを提供することができる。
また、エルボ200の曲率の内側の表面と曲率の外側の表面とでその平坦度が異なること
がなく、平坦度を内側側面204の全表面で略同一とすることができる。
能である。例えば、上記第1乃至第3の実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、
同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えるこ
とができる。
いて説明したが、異なる曲がり角、例えば、180°であってもよい。また、例えば、上
記第1乃至第3の実施形態においては、一例として、管厚が一定のエルボ200の製造方
法について説明したが、例えば、図8A及び図8Bに示すように、エルボ200の内側側
面204の中心801を外側側面206の中心802に対して偏心させてもよい。この場
合、例えば、エルボ200の曲がり角の外側のエルボ200の管厚を内側の管厚よりも大
きくした場合、エルボ200の曲がり角の外側の強度を内側の強度に比べて強くすること
ができる。
200の第1及び第2の端面203、205に、直線形状となる直線部901を有するよ
うに構成してもよいし、第1または第2の端面203、205の一方に当該直線部901
を有するように構成してもよい。更に、図10に示すようにエルボ200の第1及び第2
の端面203、205に、フランジ902を一体的に有するように構成してもよい。
ルボや曲げパイプの内側側面を真円形状にするために用いることもできる。
保できていないエルボや曲げパイプにおいては、理想的な内側側面の寸法(仕上がり寸法
111)に比べて削り残し部分や曲げ工程による変形による取り代部分(以下「削りのこ
し部分112」という)が存在する。
厚さ以上である場合には、例えば上記のような円盤状の切削部701を用いた場合には、
一般にその切れ刃702が小さいことから、切削できる範囲が限定され、当該エルボや曲
げパイプの断面を真円形状にすることができない。具体的には、例えば、図11に示した
ように、削り残し部分112が厚い場合において、削り残し部分112の内側からエルボ
の内側径よりも小さい径の当該円盤状の切削部701を用いて切削した場合、削り残し部
分112の内側の一点鎖線で示した部分までは切削できるが仕上がり寸法111まで切削
することができない。また、例えば、図12に示すように、エルボの内側と同径の円盤状
の切削部701を用いた場合、切れ刃702のサイズにより切削可能な範囲は、図12の
一点鎖線の範囲に限られる。したがって、削り残し部分112が当該一点鎖線よりも厚い
部分を有する場合には、削り残し部分112を除去することができない。
ボールエンドミル101を用いれば、仕上がり寸法111まで切削することができる。
形状を確保できていないエルボや曲げパイプの内側側面を真円形状にするために用いるこ
ともできる。なお、特許請求の範囲におけるエルボは、例えば、上記エルボや曲げパイプ
も含む。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。本実施の形態においては、切削部1
01の形状が第1の実施形態と異なる。本実施の形態においては、切削部101の略球形
状の部分の直径が仕上げ目標のエルボの内径と同径であり、主に、粗形成されたエルボ1
50の第1の端面から第2の端面に向かう方向への切削部の相対的移動により、仕上げ目
標のエルボの内側側面を形成する点が異なる。なお、下記においては、上記第1乃至第3
の実施形態と同様である部分については説明を省略する。なお、本実施の形態においては
、例えば、素材201として、粗形成されたエルボ150を用いる。ここで、粗形成され
たエルボ150とは、例えば、上記エルボの内側の断面が真円形状を確保できていないエ
ルボ等に相当する。
て説明する。
の図である。具体的には、図13A及び図13Bは、曲げ角が90°のいわゆる90°エ
ルボの製造方法で使用する切削工具131の概要の一例を示す図である。
部133を含む。そして、切削部133は、略球形状の少なくとも一部で形成されるとと
もに複数の切れ刃134を含む。
る部分と、軸部132と反対側に位置する部分とに略球形状の一部が切り取られた部分を
有する。より具体的には、例えば、略球形状の直径と、切り取った部分の比は約5:1と
する。つまり、例えば、略球形状の直径を50とした場合、略球形状の少なくとも一部で
形成される切削部133の軸部132に沿った方向の長さは40とする。なお、図13A
及び図13Bにおいては、理解の容易化のため、上記略球形状を点線で示す。
る。具体的には、例えば、図13Aの右側と左側に、例えば、6枚の切れ刃134を配置
する。なお、当該切れ刃134の枚数や位置は一例であって、本実施の形態はこれに限定
されるものではない。例えば、第1の実施形態と同様に、リッジ部103を設け、当該リ
ッジ部103の側面に複数の切れ刃134を設けるように構成してもよい。
である平面部135に接続される。当該軸部132の直径は、例えば、略球形状の直径の
約5分の1乃至5分の2である。具体的には、例えば、当該軸部132の断面は、例えば
、略円形状であって、略球形状の直径を50とした場合、当該略円形状の直径は、20と
する。
Bに示すように、例えば、当該切削部工具131の切削部133は、図13Bの右側と左
側にそれぞれ2の切れ刃134を有する。ここで、例えば、右側に配置される2の切れ刃
134と、左側に配置される切れ刃134は、軸部132に沿った方向に対して、互いに
ずれて配置する。これにより、例えば、右側に配置する2の切れ刃134で切削されない
部分を、左側に配置する2の切れ刃134で切削する。また、図13Bに示すように、左
側に配置する切れ刃134の軸部132側の端から、右側に配置する切れ刃134の軸部
132と反対側の端までの距離は、例えば、切削部133の略球形状の直径を50とした
場合、43.3とする。なお、図13Aと異なり、図13Bに示すように軸部132と反
対側には切り取られた部分を有しないように構成してもよい。
する場合を示すが、当該切れ刃134の枚数や位置は一例にすぎない。その他の点は、図
13Aに示した切削工具131と同様であるので、説明を省略する。
ついて説明する。まず、素材201として、粗形成されたエルボ150を、テーブル(図
示なし)に固定する。ここで、例えば、図14及び図15A及び図15Bに示すように、
治具140に粗形成されたエルボ150を固定する。そして、当該粗形成されたエルボ1
50が固定された治具140をテーブルに配置された当たり治具140に接するように配
置する。これにより、粗形成されたエルボ150をテーブルに固定する。
42を含む。本体部141は、例えば、図14に示すように、矩形形状であって、当該粗
形成されたエルボ150の上半分の外形に沿った凹部143を含む。同様に、押え部14
2は、例えば、当該粗形成されたエルボ150の下半分の外形に沿った凹部143を含む
。なお、例えば、当該凹部143は、図15A及び図15Bに示すように、当該凹部14
3に当該粗形成されたエルボ150が配置された場合に、当該粗形成されたエルボ150
の両端部が一部はみ出すようなサイズとする。また、当該凹部143は、粗形成されたエ
ルボ150と同様に略90°の曲がり角を有し、当該曲がり角の内側が、テーブルの回転
の中心に向くように、治具140をテーブルに配置する。
み、押え部142は当該複数の突起部144がそれぞれ挿入される複数の挿入部(図示な
し)を含む。ここで、突起部144は、図14に示すように、押え部142の方向に向か
って順に幅が狭くなるテーパ部を含む。
する。なお、図14においては、理解の容易化のため、当該切り取られた部分を、斜線で
示す。
3に配置され、本体部141と押え部142の間で押圧されることにより、治具140に
固定される。当該粗形成されたエルボ150が固定された治具140は、例えば、図15
A及び図15Bに示すように、治具140の隣接する2の側面の角度に沿って形成された
当たり治具151に、当該治具140の隣接する2の側面を配置することにより、テーブ
ルに固定される。なお、図15A及び図15Bは、テーブルの上側からみた平面図の一例
を示す。
して、略20°の角度で、当該粗形成されたエルボ150の第1の端面161に切削部1
33が進入を開始できるように、切削部133及び/またはテーブルの位置を調整する。
心が、仕上げ目標のエルボの中心線に沿って相対的に移動するように、当該粗形成された
エルボ150の内側側面を切削して仕上げ目標のエルボの内側側面を形成する。
2に沿った方向に対して、略20°の角度で、当該粗形成されたエルボ150の第1の端
面161に切削部133が進入を開始する。そして、テーブルを回転させることにより、
当該切削部133の略球形状の中心を、仕上げ目標のエルボの中心線に沿って相対的に移
動させる。
0の中心線の半分にまで移動した状態の一例を示す。そして、更にテーブルを回転させる
ことにより、仕上げ目標のエルボの内側側面を形成する。ここで、図16Cは、仕上げ目
標のエルボの内側側面が形成された際、つまり、切削部133の略球形状の中心が、第2
の端面162に到達した際における切削部133と粗形成されたエルボ150の位置関係
の一例を表す。
と逆、つまり、第2の端面162から第1の端面161に相対的に移動させて、内側側面
が仕上げられた仕上げ目標のエルボへの切削部133の進入を終了させる。
61から第2の側面への切削部133の移動速度よりも大きくするように構成してもよい
。この場合、第2の端面162から第1の端面161へ移動する際の軸部132の回転速
度を、第1の端面161から第2の端面162へ移動する際の軸部132の回転速度より
も大きくするように構成してもよい。
切削部133が移動するように構成してもよいし、テーブル及び切削部133の両者を移
動させてもよい。言い換えれば、テーブルと切削部133が相対的に移動すればよい。
成において、切削部133の一部のみが粗形成されたエルボ150の内側側面を切削する
。より具体的には、仕上げ目標のエルボの曲がり角の中心から切削部133の略球形状の
中心線を結んだ直線に位置する切削部133及びその周辺領域に配置された切れ刃134
が、粗形成されたエルボ150の側面を切削することとなる。
一部のみに切れ刃134を設けた切削部133を用いることができる。なお、図11及び
図12を用いて説明したように、粗形成されたエルボ150は、内側側面が粗形成された
エルボ150の製造過程における曲げ工程等に基づき取り代部分が存在するため、仕上げ
目標のエルボの曲がり角の中心から切削部133の略球形状の中心線を結んだ直線に位置
する切削部133の周辺領域にも切れ刃134を設けることが望ましい。なお、図16A
乃至図16Cにおいては、一例として図13Aに示した切削工具131を用いる場合につ
いて説明したが、図13Bに示した切削工具131を用いてもよい。
エルボの製造工程において、上記のように略球形状の一部で形成された切削部133を含
む切削工具131等を用いることにより、軸部132が粗形成されたエルボ150の内側
側面と干渉することなく、仕上げ目標のエルボの内側側面を形成することができる。した
がって、第1の端面131側からの一回の切削部133の進入により、仕上げ目標のエル
ボの内側側面を形成することができる。
上げ目標のエルボの内側側面と同じ径のサイドカッタを用いた場合において、図16A乃
至図16Cと同様に第1の端面161から第2の端面162に当該サイドカッタを移動さ
せる場合の様子を示す。
たとしても、サイドカッタの切削部133が、第1の端面161から45°、粗形成され
たエルボ150に進入した時点でサイドカッタ700の軸部171が粗形成されたエルボ
150の内側側面に干渉する。つまり、当該比較例によれば、本実施の形態のように、粗
形成されたエルボ150の内側側面と干渉せずに、一方の端面(例えば、第1の端面16
1)からの切削部133の進入のみによって仕上げ目標のエルボの内側側面を形成するこ
とができない。これに対し、本実施の形態によれば、上記のように、一方の端面(例えば
、第1の端面161)からの切削部133の進入のみによって仕上げ目標のエルボの内側
側面を形成することができる。
造することができる。また、本実施の形態において図13Bに示した切削部133を用い
た場合、切れ刃134の数をより省略することもできる。
が可能である。例えば、上記においては、主に90°エルボの製造方法に説明したが、本
実施の形態は、その他の曲がり角、例えば、45°や180°などの内側側面が真円形状
を有するエルボの製造に用いてもよい。なお、例えば、90°以上の曲がり角を有する上
記エルボを製造する場合には、第1の端面161側及び第2の端面162側からの切削を
行うように構成してもよい。
えば、図9に示すような直線部901を設けてもよい。この場合、直線部901の形成に
ついては、例えば、第2の端面162側から切削することにより行う。また、この場合、
例えば、図13Aまたは図13Bに示した切削部133を有する切削工具131を用いれ
ば、軸部132と直線部901が略平行となる方向に、切削部133を進入させることに
より、直線部901を形成することできる。
ボの製造方法について説明したが、更に外側側面(外形)についても真円形状にするよう
に構成してもよい。この場合の外形加工用工具について次に説明する。
形加工用工具180は、モータ181、第1のギア182、第2のギア183、及び加工
用チップ184を含む。
182に伝達され、更に当該第1のギア182の回転は第2のギア183に伝達される。
ここで、第2のギア183は、断面から見て、外周に歯を有し、内側に空隙部が形成され
た略円形状である。また、第2のギア183内周の一部に1または複数の加工用チップ1
84を有する。
のエルボの外側側面を形成する。具体的には、例えば、粗形成されたエルボ150は、後
述するエルボ固定具190を用いてテーブルに固定され、当該テーブルを回転させて、仕
上げ目標のエルボの外側側面を形成しつつ、上記空隙部を通過させる。このときの様子を
図19A乃至図19Dに示す。
粗形成されたエルボ150の内側側面に沿った形状に形成され、粗形成されたエルボ15
0が挿入されるエルボ挿入部191と、エルボ挿入部191から延伸し、エルボ挿入部1
91の径よりも径が広く、かつ、粗形成されたエルボ150の外側側面の径よりも狭く形
成された幅広部192を含む。なお、当該粗形成されたエルボ150は、例えば、先に内
側側面を形成する場合には、既に仕上げ目標のエルボの内側側面が形成されたエルボに相
当する。
テーブル固定部193を介してテーブルに固定される。また、エルボ挿入部191は、幅
広部192と反対側に着脱可能な固定部194を有する。
に、粗形成されたエルボ150の外側側面の径よりも径が小さく形成される。また、エル
ボ挿入部191の外周及び固定部194の外周には互いにかみ合うネジ部(図示なし)が
形成される。そして、エルボ挿入部191にエルボを挿入した後、固定部194をエルボ
挿入部191にネジ部を介して固定することによりエルボがエルボ挿入部191に固定さ
れる。言い換えれば、例えば、固定部194とエルボ挿入部191は、いわば、ナットと
ボルトの関係に相当する。
に限定されるものではなく、当該粗形成されたエルボ150の外側側面を形成する際に、
加工用チップ184と干渉しない限り、その他の形状等であってもよい。なお、図19A
乃至図19Dにおいては、図18における第1のギア182、第2のギア183等がハウ
ジングに格納されている様子を示す。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。本実施の形態においては、主に、切
削工具220の軸部221の形状が第4の実施形態と異なる。また、仕上げ目標のエルボ
の曲がり角が略180°である点が、主に、第4の実施形態と異なる。なお、下記におい
ては、第4の実施形態等と同様である点については、説明を省略する。
て説明する。図20は、本実施の形態における切削工具を説明するための図である。図2
0に示すように、例えば、切削工具220は、主に、切削部133と、切削部133から
延伸する軸部221、第1のシャフト部222、第2のシャフト部223と、当該軸部2
21及び第1のシャフト部222、及び第2のシャフト部223を覆う管状部230とを
含む。また、切削項具220は、軸部221を固定するチャック部224を有する。
である。なお、切削部133の詳細については上記第4の実施形態と同様であるので、説
明を省略する。
る。また、第1のシャフト部222は、一端に当該第1のベベルギア225と噛み合う第
2のベベルギア226を有し、他方の一端に当該第2のベベルギア226と噛み合う第3
のベベルギア227を有する。また、第2のシャフト部223は、一端に当該第3のベベ
ルギア227と噛み合う第4のベベルギア228を有する。
ータ181により回転させられる。なお、当該回転が上記第2のシャフト部223等を介
して、切削部133に伝達されることにより、切削部133が回転することはいうまでも
ない。
223の外周にはそれぞれ1または複数のベアリング229を設ける。これにより、管状
部230内部の所定の位置で軸部221、第1のシャフト部222、第2のシャフト部2
23が回転可能に固定される。
ャフト部223と第3のシャフト部は、略45°の角度を有するように配置される。また
、管状部230の径は、例えば、切削部133の略球形状の径に対して、5分の2以下と
する。なお、図20においては、一例として、切削部133の略球形状の径を50とした
場合に、管状部230の径が20の場合について示す。
について説明する。なお、下記においては、上記第4の実施形態等と同様の点については
説明を省略する。
面161に垂直な方向を向くようにして、切削部133の進入を開始する。ここで、仕上
げ目標の180°エルボの中心線を切削部133の略球形状の中心が通過するように切削
部133の進入を開始する。
るように、切削部133を相対的に移動させる。図21Bは、当該移動途中の様子を示し
、図21Cは、切削部133の移動が第2の端面162に達し、仕上げ目標の180°エ
ルボの内側側面が形成された際の様子を示す。その後、上記と逆の移動を行うことにより
、切削部133の180°エルボへの進入を終了する。
対する相対的移動の際に、管状部230と粗形成されたエルボ150の内側側面が干渉す
ることはない。したがって、粗形成されたエルボ150の1の端面側(第1の端面211
)から切削部133を進入させることで、仕上げ目標の180°エルボを形成することが
できる。これにより、両端面(第1の端面211及び第2の端面212)から切削部13
3を進入させて、粗形成されたエルボ150の内側側面を両側から形成する場合と比べて
、180°エルボの製造時間を大幅に短縮することができる。
180°エルボを形成する場合について説明したが、本実施の形態は、その他の曲がり角
を有する粗形成されたエルボ150の内側側面を真円形状にする場合に用いてもよい。そ
の場合、例えば、粗形成されたエルボ150の曲がり角に応じて、上記切削工具200の
シャフト部の数や、シャフト部間の角度、管状部230の形状やサイズ等を適切に調整す
る必要があることはいうまでもない。
能である。例えば、上記第4の実施形態と同様に、外側側面(外形)についても真円形状
にするように構成してもよい。
形が可能である。例えば、上記第1乃至第5の実施の形態で示した構成と実質的に同一の
構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換
えることができる。例えば、図13A及びB図16A乃至C等図中に示した各部の寸法は
一例であって、これらに限定されるものではない。
Claims (8)
- 略球形状であって、複数の切れ刃を含む切削部と、
前記切削部から延伸する直線状の軸部と、
を有し、
前記切削部において前記複数の切れ刃は分散して配置され、
前記軸部の直径は、前記切削部の直径の5分の1乃至5分の2であり、
前記切削部は、それぞれ、前記軸部から前記軸部と反対側に位置する部分に延伸するように前記切削部の表面に沿ってリッジ状に形成されるとともに、側面に前記複数の切れ刃を含む、複数のリッジ部を有する、ことを特徴とする切削工具。 - 前記切削部は、前記軸部と軸部と反対側に位置する部分を切り取られた形状を有することを特徴とする請求項1記載の切削工具。
- 前記切削部は、更に、前記軸部と略垂直な方向に切り取られた形状を有することを特徴とする請求項2記載の切削工具。
- 前記切削工具は、更に、
前記軸部に収容される第1のベベルギアと、
一端に前記第1のベベルギアと噛み合う第2のベベルギアを含む第1のシャフト部と、
を含み、
前記軸部と、前記第1のシャフトは所定の角度を有することを特徴とする請求項1記載の切削工具。 - 前記第1のシャフト部は、他端に第3のベベルギアを含み、
前記切削工具は、更に、
前記第3のベベルギアと噛み合う第4のベベルギアを含む第2のシャフト部と、を含み、
前記第1のシャフト部と、前記第2のシャフト部は、所定の角度を有することを特徴とする請求項4記載の切削工具。 - 前記所定の角度は、略45°であることを特徴とする請求項4記載の切削工具。
- 前記複数のリッジ部のうち隣接する複数のリッジ部の切れ刃は、回転方向に対して互いにずれて配置されることを特徴とする請求項1記載の切削工具。
- 前記各リッジ部は、前記複数の切れ刃をそれぞれ着脱自在に格納する複数の格納部を有することを特徴とする請求項1に記載の切削工具。
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