説明

ワーク切削具

【課題】ワークを差込めば、切削部に押し当てたワークを回転させなくても球状、円錐状、円錐台形に切削可能とし、切削効率の向上を図る。
【解決手段】基体にワークを差込み可能な切削凹部を設け、切削凹部の内周面に切削刃物又は切削砥粒等の切削物を設け、切削凹部内に差込んだワークを前記切削部に押し当てた状態で基体を回転させると、ワークを切削凹部の内周面形状に沿って切削可能とした。切削凹部にワークを切削可能な入口側切削部と入口側切削部よりも内径の小さい奥側切削部を切削凹部の内周面に二段以上連設し、両切削部を入口側切削部から奥側切削部にワークを連続押し込み可能に連設した。入口側切削部と奥側切削部を、入口側切削部から奥側切削部にワークを連続押し込みできない階段状に設けた。切削凹部内に切り粉を排出可能な排出口又は一時的に溜めておく溜め空間を設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属、非鉄金属、硬質樹脂、石といった硬質材製の棒、パイプ、ブロック等の各種形状のワークを所望形状に切削したり面取りしたりすることのできるワーク切削具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ワークを球面、円弧面に研磨する工具はあった(特許文献1、2)が、非鉄金属、硬質樹脂、石といった硬質材製の棒、パイプ等のワークの先端を球状、円錐状、凸弧状等に切削できる切削具は存在しなかった。そのため、従来、硬質材製のワークを切削するには、円盤状の切削具(切削刃物や切削砥粒等)を回転させ、その切削具にワークを押し当てて切削し、ワークの切削状況を確認しながらワークへの切削具の押し当て位置を変えながら切削していた。そのため、切削に時間がかかり、一定形状に切削できるようになるには熟練が必要であった。
【0003】
前記特許文献1の研磨具には二種類あり、その一つは、予め凸球状に加工してあるワークの凸球部を、研磨具の凹陥している湾曲研磨面に接触させて研磨するものであり、他の一つは、予め凹球面状に加工してあるワークの凹球面を、加工具の突出している球状研磨面に接触させて研磨するものである。しかし、前者は湾曲研磨面がワークの凸球面よりも大きな湾曲径であり、後者は球状研磨面がワークの凹球面よりも大きな突出径であるため、いずれも、ワークの凸球面、凹球面の全体を研磨するためには、ワークの切削状態を見ながらワークを動かして湾曲研磨面或いは球状研磨面に接触させなければならなかった。
【0004】
特許文献2の研磨具は、研磨具の凹陥している湾曲研磨面(表面部材)を、予め凸球面に加工してあるワークの当該凸球面に接触させて研磨するものである。しかし、研磨具の湾曲研磨面がワークの凸球面よりも小さいため、研磨具をワークの凸球面に沿って移動させなければならない。また、ワークの表面を平滑に仕上げるために工具の表面部材を樹脂製としてあるため切削には使用できない。
【0005】
特許文献1、2のいずれの場合も、ワークの研磨面を、予め、球面状或いは湾曲凹面状に加工しておかなければならない。また、研磨はできるが切削はできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平8−206953号公報
【特許文献2】特開平9−239666号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の解決課題は、ワークを切削具に差込んでワークの被加工面を切削具の切削部に押し当てれば、切削状況を見ながらワークを移動させなくても、所定形状に切削可能であり、切削効率の良いワーク切削具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のワーク切削具は、棒状、柱状、筒状、ブロック状といった各種形状のワークを差込んで切削可能なワーク切削具であり、回転機器に装着可能な基体に、ワークを差込み可能な切削凹部が形成され、当該切削凹部の内周面に切削部が設けられ、切削凹部内に差込んだワークが前記切削部に押し当てられた状態で基体を回転させると、ワークの差込部(被加工部)を前記切削凹部の内周面の形状に沿って切削可能なものである。
【0009】
前記切削凹部の内周面を円弧状又は円錐状又は円錐台形の凹状にすることができる。前記切削凹部の内周面に、ワークを切削可能な入口側切削部と入口側切削部よりも内径の小さい奥側切削部を二段以上連設し、夫々の段の切削部に切削刃物、切削砥石等の切削部を設けることができる。前記入口側切削部と奥側切削部を、入口側切削部から奥側切削部にワークを連続押し込み可能に連設することも、連続押し込みできない階段状に設けることもできる。入口側切削部と奥側切削部を二段以上の連続押し込みできない階段状に設け、両切削部の境界部分にテーパの面取り切削部を設けることもできる。前記切削刃物は切削凹部の内周面に二本以上設けることができ、前記切削砥粒はダイヤモンド粒や超硬金属粒とすることができ、それを切削凹部の内周面に固定する。前記いずれの場合も、切削凹部内に、切削凹部内での切削により発生する切り粉を排出可能な排出口或いは切り粉を溜めておくことのできる溜め空間を設けることもできる。
【発明の効果】
【0010】
本発明のワーク切削具は次のような効果がある。
(1)ワーク切削具の切削凹部内にワークを差込んで、ワークの差込み方向先端側を切削凹部内の切削刃物又は切削砥粒に押し付けながらワーク切削具を回転させることにより、ワークの差込み方向先端側を切削刃物や切削砥粒によって切削凹部の内面形状に沿って切削することができ、従来のようにワークの切削状態を確認しながらワークを回転させる必要がなく、手軽に、迅速に、非熟練者であっても切削凹部の形状どおりに切削することができる。
(2)切削凹部の内周面に、入口側切削部とそれよりも小径の奥側切削部を二段以上連設し、入口側切削部側から奥側切削部側に連続して押し込みできるように連設した場合は、ワークを入口側切削部側から奥側切削部側に順次押し込めば、ワークの差込部分が自動的に入口側切削部の内周面形状と奥側切削部の内面形状と同様の多段の凸形状に切削される。
(3)入口側切削部と奥側切削部を二段以上の連続押し込みできない階段状に設けた場合は、ワークを事前に夫々の切削部に差込み可能な階段状に形状にしておき、それら形状の部分を切削凹部内に差込めば、入口側切削部と奥側切削部の内面形状と同様の多段の凸形状に切削することができる。また、ワークを事前に夫々の切削部に差込み可能な形状に加工しておかなくとも、ワークを入口側切削部に差込んでその切削部の内面形状と同様の凸形状に切削することができ、ワークを奥側切削部に差込んでその切削部の内面形状と同様の凸形状に切削することができるため、一つのワーク切削具で二以上の外径のワークの切削ができる。
(4)入口側切削部と奥側切削部を二段以上の連続押し込みできない階段状に設け、両切削部の境界部分にテーパの面取り切削部を設けた場合は、入口側切削部に差込んだワークの先端周縁部を面取り切削部に押し付けることにより、先端周縁部を面取りしてテーパ面に切削することができる。
(5)切削凹部内に切削により発生する切り粉を排出可能な排出口又は切り粉を溜めておくことのできる溜め空間を設けたので、切削の途中で切削を休止してワークを切削凹部から抜き出して、切削凹部内の切り粉を排出しなくても切り粉が切削の邪魔にならず、連続切削が可能であり、作業性が向上する。
(6)切削刃物や切削砥粒が切削凹部内に設けられているため、作業者の手や指が切削刃物や切削砥粒に当たって怪我をすることもない。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】(a)は本発明のワーク切削具の一例を示す縦断面図、(b)は切削凹部に切削刃物を間隔をあけて取付けてその間隔部分を切り粉を溜めておくことのできる溜め空間とした場合の説明図。
【図2】(a)〜(c)は本発明のワーク切削具における切削凹部の入口側切削部と奥側切削部を弧状に連続させた場合の異なる形状例を示す断面図、(d)〜(f)は(a)〜(c)の切削凹部内に差込むワークの一例を示す断面図、(g)は(d)のワークを(a)の切削凹部で切削したワークの斜視図、(h)は(e)のワークを(b)の切削凹部で切削したワークの斜視図。
【図3】(a)〜(c)は本発明のワーク切削具における切削凹部の入口側切削部と奥側切削部を斜面にして連続させた場合の異なる形状例を示す断面図、(d)〜(f)は(a)〜(c)の切削凹部内に差込むワークの一例を示す断面図、(g)は(e)のワークを(b)の切削凹部で切削したワークの斜視図。
【図4】(a)は本発明のワーク切削具における切削凹部の入口側切削部と奥側切削部を斜面にして連続させた場合の異なる形状例を示す断面図、(b)は(a)のワーク切削具で切削するワークの一例を示す断面図、(c)は(b)のワークを(a)のワーク切削具で切削した後のワークの断面図。
【図5】(a)は本発明のワーク切削具における切削凹部の入口側切削部と奥側切削部の境界部分に面取り切削部を設けた例を示す断面図、(b)は(a)のワーク切削具で切削するワークの一例を示す断面図、(c)は(b)のワークを(a)のワーク切削具で面取り切削した後のワークの断面図。
【図6】(a)は切削凹部の内周面に切削砥粒を取付けた場合の平面図、(b)は切削凹部の内周面に切削刃物を右回転用に取付けた場合の平面図、(c)は(b)の切削刃物のA−A断面が矩形の場合の断面図、(d)は(b)の切削刃物のA−A断面が山形の場合の断面図、(e)は切削凹部の内周面に切削刃物を左回転用に取付けた場合の平面図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(切削凹部が一段の実施形態)
本発明のワーク切削具の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。図1(a)のワーク切削具1は円柱状の基材2の軸方向一端に装着軸3が設けられ、基材2の軸方向他端にワークWを差込み可能な切削凹部4が形成され、切削凹部4の内周面5にワークWを切削可能な切削部6が設けられている。切削部6には数枚の切削刃物7が間隔をあけて取付けられている。隣り合う切削刃物7の間の奥には凹部(溝や窪み等)を形成し、その凹部を切削凹部4の内周面5に開口させて溜め空間8としてある。溜め空間8は切削凹部4内で切削されるワークの切り粉が溜まることのできる広さにしてある。
【0013】
図1(a)、(b)の切削凹部4の形状は略半円弧状であるが、切削凹部4の形状やサイズは切削するワークWの形状、サイズ等に合わせて各種形状、サイズとすることができる。溜め空間8の数、形成箇所、広さ等は切り粉を溜め易いように設計することができる。
【0014】
切削刃物7は切削凹部4の内周面5に直に形成することもできるが、内周面5とは別に製作した刃物を溶接とか他の取付け手段で内周面5に取付けることもできる。切削刃物7は直線状のもの、弧状に湾曲するもの、その他の形状のものでも良いが、いずれであっても、数枚を内周面5に取付ける場合、ワーク切削具1を時計廻り方向に回転(右回転)させて切削すると切削し易くなるように右下がり傾斜(図6(b))に取付けるとか、それとは逆に、ワーク切削具1を反時計廻り方向に回転(左回転)させて切削すると切削し易くなるように左下がり傾斜(図6(e))に取付けるとかすることができる。
【0015】
切削刃物7の形状はワークの材質や硬さ、切削形状等に合わせて設計できるが、一例として図6(c)に示すものは断面形状矩形であり、図6(d)に示すものは断面形状V字状(山形)である。図6(b)の切削刃物7は右回転方向先端に切削刃7aが形成され、図6(c)の切削刃物7は左回転方向先端に切削刃7aが形成されている。
【0016】
本発明では、切削凹部4の内周面5には、切削刃物7ではなく、図2(a)〜(c)、図3(a)〜(c)のように切削砥粒9を取付けることもできる。切削砥粒9はワークWを切削し易い硬さの材質としてあり、一例としてはダイヤモンドの粒子、超硬金属の粒子等を使用するのが適する。切削砥粒9の粒径(サイズ)は切削効率が良く、ワークWの切削面の仕上がりが滑らかになるように選定するのが望ましい。切削粒子9は蒸着、接着剤、他の固定手段で切削凹部4の内周面5の全面に、図6(a)のように均等に密に取付けるのがよい。
【0017】
切削凹部4の奥には、その内部で切削されるワークWの切り粉を外部に排出するための排出口10(図2(a)〜(c)、図3(a)〜(c))を設けることができる。一例として図2(a)〜(c)に示す排出口10は、切削凹部4の奥を貫通して開口されている。排出口10の数は二以上とすることもでき、その開口箇所や大きさも、切り粉が排出され易いように設計することができる。
【0018】
(図1(a)のワーク切削具の使用例)
図1(a)に示すワーク切削具1を使用してワークWを切削するには、ワーク切削具1の装着軸3を回転機器に取付ける。そのワーク切削具1の切削凹部4内に丸棒状のワークWの先端側を差込んでその先端を切削部6に押し付け、回転機器により装着軸3を回転させて基体2を回転させれば、ワークWの先端側が切削凹部4の内面に沿った凸形の半球状に切削される。この場合、回転機器を装着軸3の軸線を中心軸として360度いずれの方向にも首振りできるようにすると切削しやすくなる。
【0019】
(図2(a)のワーク切削具とその使用例)
切削凹部4の内周面5は図2(a)〜(c)に示すように二段以上の多段にし、各段の内周面5に切削刃物7や切削砥粒9を設けることができる。段数、各段の形状はワークの切削形状に合わせて設計することができる。多段にする場合でも、図1(a)に示す一段の場合と共通する箇所はそれと同じにすることができる。
【0020】
多段形状の一例として図2(a)に示すものは二段の場合であり、切削凹部4の入口側に大径円筒状の入口側切削部12を設け、その奥に半円弧状の奥側切削部13を連設してある。このワーク切削具1を使用する場合は、入口側切削部12内に図2(d)に示すように事前に二段に成形してある丸棒状のワークWの先端側を差込んでその先端面を奥側切削部13に押し付けて切削することにより、ワークWの先端側が図2(g)のように切削凹部4の内面形状に沿った凸球状に切削される。
【0021】
(図2(b)のワーク切削具とその使用例)
多段形状の一例として図2(b)に示すものも二段の場合であり、円筒状の入口側切削部12の内周面を外側に膨らませて湾曲させ、その奥に半円弧状の奥側切削部13が連設され、入口側切削部12と奥側切削部13の内周面5に切削部6が設けられている。このワーク切削具1を使用する場合は、入口側切削部12内に図2(e)に示すように事前に二段に成形してある丸棒状のワークWの先端側を差込んでその先端面を奥側切削部13に押し付け、ワーク切削具1を回転させることにより、入口側切削部12の切削部6で図2(e)に示すワークWの大径部が切削され、ワークWの小径部が奥側切削部13で切削されて図2(h)のように切削凹部4の内面形状に沿った凸形状に切削される。
【0022】
(図2(c)のワーク切削具とその使用例)
多段形状の一例として図2(c)に示すものは切削凹部4が三段の場合であり、入口側切削部12の内周面が先細りの半円弧状に形成され、その奥に入口側切削部12よりも小径の半円弧状の中間切削部14が連設され、その奥に更に小径の半円弧状の奥側切削部13が連設されている。このワーク切削具1を使用する場合は、入口側切削部12内に、図2(f)に示すように事前に三段に成形してある丸棒状のワークWの先端側を差込んでその先端面を奥側切削部13に押し付け、切削工具1を回転させることにより入口側切削部12、中間切削部14、奥側切削部13により、切削凹部4の内面形状に沿った凸形に切削される。
【0023】
図2(c)に示すワーク切削具1は、入口側切削部12、中間切削部14、奥側切削部13の境界部分が緩やかに連続させてワークを連続押し込み可能とし、入口側切削部12、中間切削部14、奥側切削部13の全ての内周面5に切削部6を設けてあるため、図2(f)のように事前に加工しない円柱状のワークを入口側切削部12に差込んで切削し、そのままワークを中間切削部14内に押し込んで切削し、更に、ワークを奥側切削部13内に押し込むことにより、切削凹部4の内面形状に沿った凸形状に連続して切削することができる。
【0024】
(図3(a)のワーク切削具とその使用例)
図3(a)に示すワーク切削具も切削凹部4が三段の場合であり、入口側切削部12を円筒状の凹部にし、その先に先細りになる斜面の中間切削部14を設け、その先を平面部16にして階段状にし、平面部16の先の奥側切削部13を円錐形の凹状にし、それら、入口側切削部12、中間切削部14、奥側切削部13の内周面に切削部6を設けてある。この切削凹部4に図3(d)に示すように予め二段に成形してあるワークを差込んで切削すれば、奥側切削部13でワークWの先端側を円錐状に切削でき、中間切削部14でワークWの中間部を斜面に形成でき、入口側切削部12でワークWの根元側を円柱状に切削することができる。
【0025】
(図3(b)のワーク切削具とその使用例)
図3(b)に示すワーク切削具1は切削凹部4を五段にしたものであり、入口側切削部12を円筒状にし、その先の手前の1番目の中間切削部14の内周面を斜面にし、その先の2番目の中間切削部17、その先の3番目の中間切削部18の内周面をテーパの円弧面にし、奥側切削部13を円錐形の凹部にし、それら、入口側切削部12、中間切削部14、17、18、奥側切削部13の内周面に切削部6を設けてある。この切削凹部4に、図3(e)に示すように予め四段に成形してあるワークWを差込んで切削すれば、入口側切削部12でワークWの根元側を円柱状に切削でき、中間切削部14、17、18でワークWの中間部を3段の斜面に切削でき、奥側切削部13でワークWの先端を円錐状の凸形状に切削することができる。
【0026】
図3(b)に示すワーク切削具1は入口側切削部12、三つの中間切削部14、17、18、奥側切削部13の境界部分が緩やかに連続して、ワークを連続押し込み可能としてあり、入口側切削部12、中間切削部14、17、18、奥側切削部13の全ての内周面5に切削部6を設けてあるため、ワークWを事前に多段に加工することなく円柱状のままでワークを入口側切削部12に差込んで切削し、切削が進行するにつれてワークを中間切削部14、17、18、奥側切削部13内に連続して順次押し込んで、ワークを切削凹部4の内面形状に沿った連続凸形状に切削することができる。
【0027】
(図3(c)のワーク切削具とその使用例)
図3(c)に示すワーク切削具1は切削凹部4を三段にしたものであり、入口側切削部12を円筒状にし、その先に平面部16aを設け、その先に円筒状の中間切削部14を設け、その先に平面部16bを設け、その先に円錐形の凹形の奥側切削部13を設け、それら入口側切削部12、中間切削部14、奥側切削部13の内周面に切削部6を設けてある。この切削凹部4に、図3(f)に示すように予め三段に成形してあるワークWを差込んで切削すれば、奥側切削部13でワークWの先端側が円錐状の凸形に切削され、中間切削部14でワークWの中間部が円柱状に切削され、入口側切削部12でワークWの根元側が円柱状に切削される。
【0028】
(図4(a)のワーク切削具とその使用例)
図4(a)に示すワーク切削具1は切削凹部4を二段にしたものであり、入口側切削部12を円筒状の凹形にし、その先の中間切削部14の内周面を少し内側に膨れる弧状の斜面にし、その奥の奥側切削部13を円錐形の凹形にし、その先の奥側切削部13を円錐形にし、入口側切削部12、中間切削部14、奥側切削部13の内周面に切削部6を設けてある。この切削凹部4に、図4(b)に示す円柱状のワークWを押し込んで切削すれば、奥側切削部13でワークWの先端側を円錐状の凸形に切削され、入口側切削部12でワークWの根元側が入口側切削部12の形状に沿った凸状斜面に切削することができる。この場合も、図4(b)に示す円柱状のワークWを、切削の進行に伴って押し込んで連続切削して、図4(c)に示す断面形状にすることができる。
【0029】
(図5(a)のワーク切削具とその使用例)
図5(a)に示すワーク切削具1は切削凹部4を二段にしたものであり、入口側切削部12を円筒状の凹形にし、その先に平面部16を設けて階段状にし、その平面部16の奥に半円弧状の凹形の奥側切削部13を設け、それら、入口側切削部12と平面部16の境界部分に面取り切削部19を設けてある。この切削凹部4に図5(b)に示す円柱状のワークWを差込んでその先端面を平面部16に押し付けると、前記面取り切削部19により、図5(c)に示すようにワークWの先端部外周縁が面取されて斜面20が形成される。面取り切削部19は切削凹部4内の他の箇所に設けることもできる。
【0030】
本発明では、切削凹部4の段数、構造、形状、サイズ、円弧の半径、斜面の傾斜角度、切削刃物の形状、枚数、取付け位置、切削砥粒の材質、粒径、取付け密度等は必要に応じて設計することができるが、いずれにも共通する部分は同じにすることができる。
【0031】
本発明のワーク切削具で切削するワークの形状、サイズ、材質等は任意に選択することができる。形状としては、例えば、棒、パイプ、ブロック、板等のいずれでもでもよい。
【産業上の利用可能性】
【0032】
前記実施形態では円柱状のワークWを切削する場合を一例として説明したが、ワークWはパイプ状(円筒状)のものであってもよく、場合によっては角柱状、角筒状の物であってもよい。本発明は、所定形状に切削してあるワークの切削面を研磨する研磨具としても利用できる。その場合は切削凹部4の内周面に設ける切削刃物や切削砥粒を研磨用のバフとか他の研磨材に変えて使用する。
【符号の説明】
【0033】
1 ワーク切削具
2 基材
3 装着軸
4 切削凹部
5 内周面
6 切削部
7 切削刃物
7a 切削刃
8 溜め空間
9 切削砥粒
10 排出口
12 入口側切削部
13 奥側切削部
14 1番目の中間切削部
16 平面部
16a 1番目の平面部
16b 2番目の平面部
17 2番目の中間切削部
18 3番目の中間切削部
19 面取り切削部
20 斜面
W ワーク

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークを切削可能なワーク切削具であり、回転機器に装着可能な基体に、ワークを差込み可能な切削凹部が形成され、当該切削凹部の内周面に切削部が設けられ、切削凹部内に差込んだワークが前記切削部に押し当てられた状態で基体を回転させると、ワークの差込部を前記切削凹部の内周面の形状に沿って切削可能としたことを特徴とするワーク切削具。
【請求項2】
請求項1記載のワーク切削具において、切削凹部の内周面が円弧状又は円錐状又は円錐台形であることを特徴とするワーク切削具。
【請求項3】
請求項1記載のワーク切削具において、切削凹部に差込んだワークを切削可能な入口側切削部と、入口側切削部よりも内径の小さい奥側切削部が、切削凹部の内周面に二段以上連設され、夫々の段の切削部に切削物が設けられたことを特徴とするワーク切削具。
【請求項4】
請求項3記載のワーク切削具において、入口側切削部と奥側切削部が、入口側切削部から奥側切削部にワークを連続押し込み可能に連設されたことを特徴とするワーク切削具。
【請求項5】
請求項3記載のワーク切削具において、入口側切削部と奥側切削部が、入口側切削部から奥側切削部にワークを連続押し込みできない階段状に設けられたことを特徴とするワーク切削具。
【請求項6】
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のワーク切削具において、切削凹部内に面取り切削部を設けたことを特徴とするワーク切削具。
【請求項7】
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のワーク切削具において、切削物が切削刃物であり、切削刃物が切削凹部の内周面に二本以上設けられたことを特徴とするワーク切削具。
【請求項8】
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のワーク切削具において、切削物が切削砥粒であり、切削砥粒が切削凹部の内周面に固定されたことを特徴とするワーク切削具。
【請求項9】
請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のワーク切削具において、切削凹部内に、切削凹部内での切削により発生する切り粉を排出可能な排出口或いは切り粉を一時的に溜めておくことのできる溜め空間を設けられたことを特徴とするワーク切削具。

【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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【公開番号】特開2013−71238(P2013−71238A)
【公開日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−214540(P2011−214540)
【出願日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【出願人】(502127319)
【Fターム(参考)】