切断ツール並びに軌道誘導システム
切断ツールおよび軌道システムは、ワークピースの表面に着脱可能に取付けられるように構成されたマルチセグメント軌道アセンブリと、軌道部材に沿ってこれに乗るように構成された切削台アセンブリと、切削台アセンブリを軌道アセンブリに沿って駆動するように配置された切削台駆動機構と、切削台アセンブリに接続された断ツールアセンブリと、管状のワークピースの軸の周りでワークピースの表面に沿って径方向切断平面内で動かされるツール駆動機構とを有している。ワークピースを切断する方法も提供されており、この方法では、切断ツールアセンブリが、ワークピースの中心軸の周りで切断平面内で所定の移動通路に沿って移動するようにエンドミルを回転可能に支持する。最初にエンドミルがワークピースの壁の厚さ方向にわたって送られ、切断ツールアセンブリが移動通路に沿って移動される。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、平面形か弓形の表面を備えたワークピースを切削するために有用な方法、切断ツール、および軌道システムに関する。
【０００２】
平面形および弓形の表面を備えたワークピースを切断する分野では多くの携帯用切断ツールが公知である。管の切断に関して、所定の機械加工ツールが適当でない、または使用不可能である分野では、典型的には携帯の管用切断ツールが使用されている。従来の管用切断ツールのタイプには、米国特許４，４１８，５９１号に説明されたような携帯用旋盤や、米国特許５，５１５，７５６号に説明されているもののような転がりカッタモジュールが含まれる。一般に、従来の携帯の管用切断ツールは、軸を中心として回転するように駆動され、作業時以外は留め具か心棒によって管に対して固定して支持される回転式または固定式の切断ツールを備えた回転ツールヘッドを有している。通常は、バイトが、管が切開されるまで、各通路から少量の材料を繰り返し取り除くように管の周りおよび管の中に送られる。このさい、壁が厚い場合は、相当な時間を消耗する場合がある。
【０００３】
従来の管用切断ツールでは、軸受けが機械加工作業中に生じた切れ屑などのひどい汚染から免がれた状態を維持しながら、円滑で正確な機械加工作業が高いツール荷重で行なわれ得るように切断ツールを配置させ、これを支持することは難しい。ステンレススチールおよび他の硬質材料でできた壁の厚い管を高速で機械加工する間に、高いラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とがかかる。このように機械加工によって高い荷重がかかるため、大きくて複雑なツール支持アセンブリを使用しなくてはならない。
【０００４】
公知の管用切断ツールは、典型的には、管のサイズを所定の範囲内にあわせるように設計されている。更に、このようなツールは、使用が管の切断のみに限定されていることがあり、従って、平面形か弓形の表面に切断作業を行なう際の汎用性に欠けている。
【０００５】
他の公知のワークピース（特に大きいピース）切断方法では、ワークピース表面に沿って切断ツールを誘導して与えるための駆動軌道部を備えた軌道誘導システムの使用を伴う。当分野で公知の従来の軌道システムには、米国特許４，２９７，０６１号に開示されているような、ワークピースを取り囲んでこのワークピースに固定して取付けられる大きな構造の軌道システムや、米国特許５，４０３，１３３号に開示されているような、ワークピース上に直接的には支持されずに構造部材に接続されるトラックシステムや、あるいはワークピースに磁石や吸着カップを用いて直接的に取付けられる米国特許４，５７０，５４２号および６，４９４，３０７号に開示されているような軽量の軌道システムなどがある。しかし、従来の切断ツールおよび軌道システムはいずれも、容易かつ迅速にワークピースに取付けまたは取外しができないこと、また、高速かつ高荷重での機械加工作業の厳しさに耐えるほど頑丈ではないことが分かっている。
【０００６】
従って、金属の切断ツールと、機械加工の高荷重に耐える程度に十分に頑丈でありながら携帯性が高く、ワークピースに固定して取付けられるように構成されている軌道誘導システムを得られることが望ましい。また、弓形だけでなく平面形の表面を備えたワークピースに迅速かつ容易に取付けおよび取外しされ得る切断ツールおよび軌道誘導システムとを得られることが望ましい。更に、管形、平面形、または弓形などの多様なワークピースを収容でき、これを必要最低限の時間で適当に切断できる切断ツールおよび軌道誘導システムを得られることが望ましい。
【０００７】
本発明は、弓形のものだけでなく平面形のワークピースも切断する切断ツールおよび軌道誘導システムを提供するものである。切断ツールおよび軌道システムは、高い機械加工荷重に耐えるくらいに十分に丈夫でありながら、ワークピースに対して迅速に取付けおよび取外し可能である。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態に係われば、切断ツールおよび軌道誘導システムは、ワークピース上に設けられるように構成された軌道アセンブリを有しており、また、複数の互いに接続された軌道部材から形成されたマルチセグメント軌道アセンブリを有している。各軌道部材は、少なくとも１つの軌道部材と、この軌道部材の長手方向の全長にわたって支持されているラック部材とを有している。切削台アセンブリが設けられており、このアセンブリは、軌道部に沿ってこの上に乗るように構成されており、軌道部に沿って切削台機構を動かすように切削台駆動機構に接続されている。切削台アセンブリはまた、回転する切断ツールを備えた切断ツールアセンブリを保持するように構成されている。ツール駆動システムは、切断ツールアセンブリに接続されており、切断ツールアセンブリに回転入力動作を伝えるように動作可能である。軌道部は、隣接し交合している軌道部に適当に接続され、マルチセグメント軌道アセンブリ全体を分解しなくとも迅速に軌道部から分離され得るように様々な構成に成形されるように設計されている。
【０００９】
切削台アセンブリの１つの実施形態に係われば、切削台には、切削台アセンブリをこれが軌道アセンブリに沿って移動する形で支持するために、軌道アセンブリと協働するように配置された調節可能な軸受けアセンブリが設けられている。切削台アセンブリはまた、切削台アセンブリをこの長さ方向に沿って誘導するために軌道アセンブリと協働するように配置されたカム構成物を有している。
【００１０】
軌道部の１つの実施形態に係われば、複数の支持部が設けられており、これら支持部は、ワークピースに設けられている時に各軌道部材を固定および支持する。各支持部は、ワークピース上に支持された取付け部材に取付けられるように構成されている。１つの実施形態に係われば、取付け部材は、ワークピース上に支持されたマウントプレートと、これから延びた複数のスタッドとを有している。支持部は、スタッドを受けるように構成されており、これらスタッドに取付けられる。他の実施形態では、取付け部材は、ワークピース上に直接的に設けられたスタッドであり、支持部は、これらスタッドを受けるように構成されており、これらに取付けられる。
【００１１】
本発明の１つの実施形態に係われば、複数の軌道部が設けられており、これら軌道部は、ワークピースに沿って互いに端と端を接して組立てられて、切断作業のための連続的な移動経路を形成する。
【００１２】
本発明は、平面形および弓形のワークピースを切断する方法を提供している。この方法では、少なくとも１つの切断ツールが、ワークピース上に支持されており、所定の移動経路に沿ってこのワークピースの一部分の周りで移動する。本発明の好ましい方法に係われば、切断ツールは、ワークピースに対してほぼ直交するように位置されたエンドミルを回転可能に支持している。エンドミルは、ワークピースの壁の厚さ方向にわたって径方向に送られ、その後に、移動経路に沿って送られて、移動経路に沿って単一の通路内でワークピースを切断する。この通路は、ツールが管の軸の周りで回転される場合に、切断平面を規定している。
【００１３】
本発明の他の実施形態および詳細については、以下の詳細な説明を概観することによって明らかになるだろう。
【００１４】
図１〜２は、本発明の好ましい実施形態に係わる切断ツールおよび軌道システム１０を示している。切断ツールおよび軌道システム１０は、切削台アセンブリ１８を支持するように構成された複数の軌道部から形成されているマルチセグメント軌道アセンブリ１４を有している。切削台アセンブリ１８は、切断ツールアセンブリ１２を保持し、この切削台アセンブリ１８を軌道アセンブリ１４に沿って移動させるために切削台駆動機構１６に接続されている。
【００１５】
図１および図２に示されている実施形態を参照すると、各軌道部は、湾曲面を備えたワークピースにほぼ適合するように十分に可撓性を有し得る軌道部材３４を有している。この軌道部材３４は、この部材がワークピースの幾何学に合うように直接的に曲げられ得る程度まで可撓性であると好ましい。軌道部材３４は、上部、底部、および側面を有し、実質的に矩形形状であると好ましい。軌道部材３４は、可撓性で高強度の炭素鋼から構成されていると好ましい。
【００１６】
ラック部材３８が、軌道部材３４の上面に取付けられ、実質的に長手方向に沿って延びている。１つの実施形態では、ラック部材３８は、軌道部材３４の長手方向の長さにわたって互いの端と端を接して一様に組立てられている複数のラックセグメントを有していてもよい。あるいは、他の実施形態では、ラック部材３８が、軌道部材３４とほぼ同じ長さを有する単一の本体から構成されていてもよい。ラック部材３８は、切削台駆動機構１６の駆動ピニオン４０と係合するように構成された複数の歯部を有している。ラック部材３８は、軌道部材３４に溶接されたり、適当な取付け部材によって取付けられたり、所定の適当な手段で取付けられていてよい。ラック部材３８は、可撓性で高強度の炭素鋼で形成されていると好ましい。
【００１７】
複数の支持孔４４が開いた基部を備えた複数の支持部３０が、軌道部材３４の底部に取付けられている。支持部３０は、溶接または適当な留め具による接続を含む従来の方法で基部部材３４の底部に取付けられ得る。
【００１８】
図１に示されている１つの実施形態に係われば、支持部３０は、ワークピースに取付けられた固定部３２上に位置されることによって、ワークピース上にしっかりと支持されるように構成されている。各固定部３２は、ワークピースに対して溶接されるように構成されているとともに支持部３０の底部を実質的に受けるような構成および寸法にされている支持プレート６０を有していてよい。固定部３２は、支持部３０の支持孔４４によって受けられて適当な留め具によってこの孔と共に留められるように構成されている複数のスタッド５８を有していてよい。
【００１９】
図３の他の実施形態では、固定部３２は、スタッド溶接ガンによってワークピースに対して直接的に溶接されるとともに、支持孔４４によって受けられて適当な留め具によって支持部３０に取付けられるように構成されているスタッド５８を有している。スタッド溶接ガンの例は、米国特許６，０２５，５６９号と６，４７６，３３９号とに開示されている。
【００２０】
本発明の軌道アセンブリ１４の各軌道部は、本発明の他の軌道部と互いに端と端を接して組立てられ、これによって、切断ツール用の単一移動経路を形成するように互いに隣接している軌道部の軌道部材が互いに横方向に並んで位置するように、構成されている。このために、各軌道部の軌道部材３４は、各軌道部材３４の対向端部に夫々配置される舌部と溝部の継手（tongue and groove joints）、スロットとタブの接続部、バイオネットコネクタ、またはねじ式コネクタのような接続部材を、隣接している軌道部の対応する接続部材と相互接続するために有し得る。
【００２１】
図１に示されているように、軌道アセンブリ１４は、軌道部材３４上に取付け可能であって、ワークピース上に切断平面の中心線の位置を表すピンを備えている位置決めガイド１２８を有していてよい。
【００２２】
好ましい実施形態に係われば、切削台駆動機構１６は、駆動ピニオン４０に接続されている高トルクモータ（図示されず）を収容するモータハウジング１２０を有している。高トルクモータは、電気エネルギー、流体エネルギー、空気エネルギー、または他の利用可能なエネルギーによって駆動される。切削台駆動機構１６は、モータハウジング１２０内に支持されていて、入力回転駆動動作を駆動ピニオン４０に伝える高トルクモータの使用を可能にするギア減速システム（図示されず）を有していてもよい。例えば、切削台駆動機構１６は、Anchor Lamina Inc.,によって製造され、Boston Gear Co.,によって製造されている減速機part no.WA-718-200-Gに接続されている水圧モータpart no. A-125を有していてよい。このような切削駆動機構は、当分野で公知の部材を有していてよく、また、所定のアセンブリが、本発明の範囲を逸脱することなく使用可能であろう。
【００２３】
好ましい実施形態では、前記切断ツールアセンブリ１２は、ほぼ垂直の外形を有していて切削台アセンブリ１８に支持されているアングルプレート４８に取付けられている。このアングルプレート４８は、切削台アセンブリ１８に対して実質的に垂直な位置で切断ツールアセンブリ１２を支持するように構成されている。しかし、アングルプレート４８はほぼ直角の外形を有することに限定されず、切断ツールアセンブリ１２を切削台アセンブリ１８に対して位置決めするように所定の適当な外形を有してよいことが理解されるだろう。
【００２４】
図４に示されているように、切削台アセンブリ１８は、上面および底面と、側面から延びた一対の対向フランジ８４，８６とを備え、かつ平面を有している台部（platform）８２が設けられたデッキ切削台８０を有していると好ましい。これら対向フランジ８４，８６は、台部８２と一体的に形成されていても、フランジ８６を例とするような適当な留め具で台部８２に接続されていてもよい。台部８２の上面は、ツールアセンブリ１２を切削台アセンブリ１８と接続するように構成されたアングルプレート４８を支持するようにされている。台部８２の底面には、カム従動子構成物が設けられており、この台部の長さ方向にわたって形成された長手方向の溝８８が備えられている。この溝８８は、軌道アセンブリ１４上で支持された時にラック部材３８を受けるような構成および寸法にされている。デッキ切削台８０は、少なくとも２つの調節可能な軸受けアセンブリ２８を支持するように構成されている。これら軸受けアセンブリは、台部８２のねじ穴１３０を通って延び、軌道アセンブリ１４の軌道部材３４にこの上面に沿ってこの上に乗るようにされている。
【００２５】
図５の好ましい実施形態で示されているところによると、調節可能な軸受けアセンブリ２８が、デッキ切削台８０によって受けられ、支持されている。図５と図６両方において、軸受けアセンブリ２８は、ヘッド部１３２とねじ先端部とを備えたピン部材７２を有しており、ねじ先端部は、スリーブ部材７０と、軸受け７８と係合するための１つ以上の皿ばね７４（例えば円錐状の圧縮ばね）とを通って延びている。ピン部材７２のヘッド部１３２は、スリーブ部材７０の内側肩部１３４上にて静止するように構成されている。スリーブ部材７０は、ねじ穴１３０と係合する外側ねじ部を有している。このスリーブ部材７０の外側ねじ部と係合するように構成されている保持ナット７６が、デッキ台部８２の上面に取付けられている。皿ばね７４は、スリーブ部材７０と軸受け７８との間に位置されると僅かに変形する。保持ナット７６がデッキ台部８２に締め付けられると、軸受けアセンブリ２８は、切削台アセンブリに対して所定位置に固定される。保持ナット７６が緩められると、軸受けアセンブリ２８が軌道部材３４に対して緩められるか締め付けられるか選択できる。
【００２６】
図４，５、および７に示されているように、切削台アセンブリ１８は、カム構成物を備え、このカム構成物が、複数のカム従動子は、デッキ切削台８０のフランジ８４，８６から垂直方向に突出した軸を有している複数のカム従動子を有し、軌道部材３４にこの底面に沿ってこの上に乗るように構成されていると好ましい。カム構成物はまた、フランジ８４、８６の一方から平行に突出した軸を有する少なくとも１つのカム従動子６４を有することができ、軌道部材３４にこの側面に沿ってこの上に乗るように構成されている。
【００２７】
少なくとも１つの調節可能なカム従動子６８が組み込まれてもよい。この従動子は、フランジ８４，８６の一方に形成されたスロット１４０内に調節可能なように接続され、フランジ８４，８６にほぼ平行に延びた軸を有しているものである。この調節可能なカム従動子６８は、軌道部材３４に対して希望の位置に付けられたとき、位置決めねじによりフランジ８４，８６に対して所定位置にロックされ得る。この希望の位置とは、一般的に、調節可能なカム従動子６８がデッキ切削台８０を軌道部材３４の側面に対して引き付けて、これによって、デッキ切削台８０と軌道部材３４との間のあそびをなくすような位置である。
【００２８】
本明細書に開示されているような特定のカム構成物は、ツールアセンブリ１２を備えた切削台アセンブリ１８が移動経路１００に沿って移動されるときにも切削台アセンブリ１８が軌道部材３４にしっかりと保持されるように軌道部材３４に適当な力がかけられるという条件に沿えば、公知の原則に従って様々であってよい。
【００２９】
図８に示されている好ましい実施形態に係われば、切断ツールアセンブリ１２は、長手方向の軸Ｘ−Ｘの周りに回転可能であり、スピンドルハウジング５４内に位置されているスピンドル５６を有している。スピンドルハウジング５４は、アングルプレート４８に取付けられたスピンドル支持部５２内に摺動可能に位置されている。スピンドル５６は、エンドミルのような、適当なクランプ構成物または留め具でスピンドル５６に取付けられる切断ツール２４を受けるように構成されている。ツール駆動機構４６が、適当な回転動作伝送装置、即ち、ギアアセンブリ２６に接続されている。このギアアセンブリ２６は、スピンドル５６に接続されていて、長手方向の軸Ｘ−Ｘの周りの回転入力動作をスピンドル５６に伝える。回転動作をするスピンドル５６をスピンドルハウジング５４内で支持し、スピンドルハウジング５４に対する軸方向の動きを可能にするために、適当な軸受けが設けられている。このような切断ツールアセンブリが、当分野で公知であり、所定のこのようなアセンブリが、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得るだろう。
【００３０】
ギアアセンブリ２６は、このギアアセンブリを収容する静止ギアハウジング１１６を有しており、スピンドルハウジング５４に対して支持され得る。このギア構成物は、ツール駆動機構４６にこれによって回転するように動作可能に接続された駆動ギア１２２を有していてよい。この駆動ギア１２２は、移行（transfer）ギア１２４と係合するように構成され得る。伝達ギア１２４は、スピンドル５６と共に回転するようにこのスピンドルの基端部の周りにこれと同軸に支持されている回転可能な構成部品、即ち、ギア１２６と係合していてよい。このようなギアアセンブリは、当分野で公知であり、所定のこのようなアセンブリが、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得るだろう。
【００３１】
ツール駆動機構４６は、電気的に、水圧により、または空気により、駆動され得る。
【００３２】
図９を参照すれば、送り機構２２は、ねじの基端部および先端部を備えていて、ギアボックスアセンブリハウジング１１６にしっかりと取付けられた上側プレート１０４と、アングルプレート４８の肩部６８にしっかりと取付けられた下側プレート１０６とを通って延びるように配置されている送りねじ１０２を有していることが好ましい。この送りねじ１０２は、上側プレート１０４の上方に配置されたフランジブッシュ１１４を通って延び、上側プレート１０４内に配置された歯止め装置１０８に接続するように構成されていてもよい。送りねじ１０２の基端部は、上側プレート１０２の上方に配置された送りレバー３６に接続されている。送りねじ１０２の先端部は、下側プレート１０６内に取付けられたねじ送りナット１１２に接続されている。図示されているような適当な軸受け１１８が、送りねじ１０２を上側プレート１０４および下側プレート１０６内で支持している。
【００３３】
送りレバー３６が、送りねじ１０２を送りナット１１２のねじに沿って前進させて、これによって、アングルプレート４８の肩部６８に対してスピンドル５６を動かすように配置されている。
【００３４】
送り機構構成物は、ツールヘッドをワークピースに向かって進めるための公知の機械のツールの原則に従って様々であってよい。
【００３５】
本発明の好ましい実施形態に係わる軌道支持ツールの様々の付属物を説明してきたが、この作業の特徴と利点とを説明する。
【００３６】
図１では、軌道アセンブリ１４が、管５０の周面に支持されている。特に、軌道部材３４とラック部材３８とが、中心軸を備えた管５０の周面の一部分で支持されてこれに合わせて湾曲されている。軌道アセンブリ１４が、管上に溶接される支持プレート６０を備え、軌道部材３４に接続された支持部３０を受けるようにされた取付け部材３２によって、管５０に接続される。示されているように、マウントスタッド５８が、支持部３０の支持孔４４を通って延び、適当な留め具で固定される。駆動機構１６が、ツールアセンブリ１２を支持する切削台アセンブリ１８に取付けられ、ピニオン４０がラック部材３８と噛合うように軌道アセンブリ１４に位置される。
【００３７】
スピンドル５６は、送り機構２２によって適当な位置に動かされるものであって、これによって切断ツール２４が、ツール駆動機構４６によって長軸Ｘ−Ｘの周りで回転可能に駆動されると説明されている。切断ツール２４が、この回転軸に沿って管５０の壁の厚さ方向にわたって径方向に送られ、管材料を取り除くように、切削台駆動機構１６によって移動経路１００上で軌道部材３４に沿ってこの回転軸に対して横方向に駆動され、これによって、管５０を切断する。
【００３８】
図２に示されている好ましい実施形態では、切断ツール２４は、最初に回転軸の周りで回転されて、管５０の壁を通るように送られるエンドミルである。この後に、切断ツールアセンブリ１２が、管５０の一部分を切除するように移動経路に沿って動かされる。
【００３９】
図１０〜１３を参照すれば、本発明は、ワークピース５０に沿って互いに端と端を接して連続的に組立てられ得る複数の軌道部９０，９２を有していてよい。図１０は、第１および第２の軌道領域９４，９６に位置されている第１および第２の軌道部９０，９２を示している。第１および第２の軌道部９０，９２は、これらの端部が横方向に並んで移動経路１００を形成するように互いに端と端を接して組立てられている。図１１は、第１の軌道領域９４から第１の軌道部９０を取り外しているのを示している。取付け部材３２は、第３の軌道領域９８内にワークピース５０上で適当に支持されており、第１の軌道領域９４からは取り外されている。図１２は、第３の軌道領域９８の上方に位置されている第１の軌道部９０を示している。図１３は、第３の軌道領域９８内に位置されて取付け部材３２上で支持され、第２の軌道部材９２に対して移動経路１００の長さにわたって延びている第１の軌道部材９０を示している。上述した手順が、ワークピースの周面の長さまたは直径にわたって果たされ得る。
【００４０】
本発明の好ましい実施形態に係われば、少なくとも１つの切断ツールアセンブリ１２が、ワークピースの少なくとも一部の周りに所定の移動経路に沿って移動するように設けられている。図１４および図１５に示されているように、２つの切断ツールアセンブリ１２は、管やチューブのような中空ワークピース５０の中心軸の周りを周回している移動経路１００に沿って移動するように回転可能に設けられ得る。
【００４１】
各切断ツールアセンブリ１２は、回転可能に支持され、ツールの長軸Ｘ−Ｘの周りで回転するように駆動され、この回転軸に対して横方向にワークピースの中心軸の周りで切断平面内を所定の移動経路１００に沿って移動するように設けられているエンドミル２４を有している。回転するように駆動されると、各切断ツールアセンブリのエンドミル２４が、この回転軸に沿ってワークピース５０の壁の厚さ方向にわたって径方向に送られ、切断ツールアセンブリ２４が、移動経路１００に沿って移動される。これに伴って、エンドミルの側部が、移動経路１００に沿った単一通路でワークピースの壁方向にわたって切断を行なう。
【００４２】
この方法に係われば、切断ツールアセンブリ１２は、参照して本明細書に組み込まれた米国特許４，６６５，７８２号に説明されているような、回転可能なヘッドと中空のワークピースに取付けられる固定のツール本体とを備えた携帯用旋盤上で動くように設けられていてよい。あるいは、切断ツールアセンブリ１２は、ワークピース上にクランプするための所定の適当な装置上で動くように設けられ、切断アセンブリ１２をこの周りで動かすためのシステムを提供してもよい。
【００４３】
本発明のいくつかの好ましい実施形態が上述されてきたが、請求項に規定されている本発明の範囲を逸脱することなく当業者によって様々の変形がこれらの実施形態に加えられ得ることと、様々の実施形態が他の実施形態と互換性をもって利用できることとを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ワークピース上に支持されている切断ツールを示している斜視図である。
【図２】本発明の切断ツールを示している正面図である。
【図３】軌道アセンブリの１実施形態の断面図である。
【図４】図２の線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。
【図５】図４に係わる切削台アセンブリの調節可能な軸受けアセンブリの断面図である。
【図６】図５に係わる調節可能な軸受けアセンブリの分解斜視図である。
【図７】図２のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【図８】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図９】図２の送り機構の断面図である。
【図１０】１つの軌道部の、ワークピース上の他の軌道部に隣接する異なる位置への移動を示している概略的な斜視図である。
【図１１】１つの軌道部の、ワークピース上の他の軌道部に隣接する異なる位置への移動を示している概略的な斜視図である。
【図１２】１つの軌道部の、ワークピース上の他の軌道部に隣接する異なる位置への移動を示している概略的な斜視図である。
【図１３】１つの軌道部の、ワークピース上の他の軌道部に隣接する異なる位置への移動を示している概略的な斜視図である。
【図１４】本発明の好ましい方法に係わって切断作業を行なう工程を示している概略図である。
【図１５】本発明の好ましい方法に係わって切断作業を行なう工程を示している概略図である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、平面形か弓形の表面を備えたワークピースを切削するために有用な方法、切断ツール、および軌道システムに関する。
【０００２】
平面形および弓形の表面を備えたワークピースを切断する分野では多くの携帯用切断ツールが公知である。管の切断に関して、所定の機械加工ツールが適当でない、または使用不可能である分野では、典型的には携帯の管用切断ツールが使用されている。従来の管用切断ツールのタイプには、米国特許４，４１８，５９１号に説明されたような携帯用旋盤や、米国特許５，５１５，７５６号に説明されているもののような転がりカッタモジュールが含まれる。一般に、従来の携帯の管用切断ツールは、軸を中心として回転するように駆動され、作業時以外は留め具か心棒によって管に対して固定して支持される回転式または固定式の切断ツールを備えた回転ツールヘッドを有している。通常は、バイトが、管が切開されるまで、各通路から少量の材料を繰り返し取り除くように管の周りおよび管の中に送られる。このさい、壁が厚い場合は、相当な時間を消耗する場合がある。
【０００３】
従来の管用切断ツールでは、軸受けが機械加工作業中に生じた切れ屑などのひどい汚染から免がれた状態を維持しながら、円滑で正確な機械加工作業が高いツール荷重で行なわれ得るように切断ツールを配置させ、これを支持することは難しい。ステンレススチールおよび他の硬質材料でできた壁の厚い管を高速で機械加工する間に、高いラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とがかかる。このように機械加工によって高い荷重がかかるため、大きくて複雑なツール支持アセンブリを使用しなくてはならない。
【０００４】
公知の管用切断ツールは、典型的には、管のサイズを所定の範囲内にあわせるように設計されている。更に、このようなツールは、使用が管の切断のみに限定されていることがあり、従って、平面形か弓形の表面に切断作業を行なう際の汎用性に欠けている。
【０００５】
他の公知のワークピース（特に大きいピース）切断方法では、ワークピース表面に沿って切断ツールを誘導して与えるための駆動軌道部を備えた軌道誘導システムの使用を伴う。当分野で公知の従来の軌道システムには、米国特許４，２９７，０６１号に開示されているような、ワークピースを取り囲んでこのワークピースに固定して取付けられる大きな構造の軌道システムや、米国特許５，４０３，１３３号に開示されているような、ワークピース上に直接的には支持されずに構造部材に接続されるトラックシステムや、あるいはワークピースに磁石や吸着カップを用いて直接的に取付けられる米国特許４，５７０，５４２号および６，４９４，３０７号に開示されているような軽量の軌道システムなどがある。しかし、従来の切断ツールおよび軌道システムはいずれも、容易かつ迅速にワークピースに取付けまたは取外しができないこと、また、高速かつ高荷重での機械加工作業の厳しさに耐えるほど頑丈ではないことが分かっている。
【０００６】
従って、金属の切断ツールと、機械加工の高荷重に耐える程度に十分に頑丈でありながら携帯性が高く、ワークピースに固定して取付けられるように構成されている軌道誘導システムを得られることが望ましい。また、弓形だけでなく平面形の表面を備えたワークピースに迅速かつ容易に取付けおよび取外しされ得る切断ツールおよび軌道誘導システムとを得られることが望ましい。更に、管形、平面形、または弓形などの多様なワークピースを収容でき、これを必要最低限の時間で適当に切断できる切断ツールおよび軌道誘導システムを得られることが望ましい。
【０００７】
本発明は、弓形のものだけでなく平面形のワークピースも切断する切断ツールおよび軌道誘導システムを提供するものである。切断ツールおよび軌道システムは、高い機械加工荷重に耐えるくらいに十分に丈夫でありながら、ワークピースに対して迅速に取付けおよび取外し可能である。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態に係われば、切断ツールおよび軌道誘導システムは、ワークピース上に設けられるように構成された軌道アセンブリを有しており、また、複数の互いに接続された軌道部材から形成されたマルチセグメント軌道アセンブリを有している。各軌道部材は、少なくとも１つの軌道部材と、この軌道部材の長手方向の全長にわたって支持されているラック部材とを有している。切削台アセンブリが設けられており、このアセンブリは、軌道部に沿ってこの上に乗るように構成されており、軌道部に沿って切削台機構を動かすように切削台駆動機構に接続されている。切削台アセンブリはまた、回転する切断ツールを備えた切断ツールアセンブリを保持するように構成されている。ツール駆動システムは、切断ツールアセンブリに接続されており、切断ツールアセンブリに回転入力動作を伝えるように動作可能である。軌道部は、隣接し交合している軌道部に適当に接続され、マルチセグメント軌道アセンブリ全体を分解しなくとも迅速に軌道部から分離され得るように様々な構成に成形されるように設計されている。
【０００９】
切削台アセンブリの１つの実施形態に係われば、切削台には、切削台アセンブリをこれが軌道アセンブリに沿って移動する形で支持するために、軌道アセンブリと協働するように配置された調節可能な軸受けアセンブリが設けられている。切削台アセンブリはまた、切削台アセンブリをこの長さ方向に沿って誘導するために軌道アセンブリと協働するように配置されたカム構成物を有している。
【００１０】
軌道部の１つの実施形態に係われば、複数の支持部が設けられており、これら支持部は、ワークピースに設けられている時に各軌道部材を固定および支持する。各支持部は、ワークピース上に支持された取付け部材に取付けられるように構成されている。１つの実施形態に係われば、取付け部材は、ワークピース上に支持されたマウントプレートと、これから延びた複数のスタッドとを有している。支持部は、スタッドを受けるように構成されており、これらスタッドに取付けられる。他の実施形態では、取付け部材は、ワークピース上に直接的に設けられたスタッドであり、支持部は、これらスタッドを受けるように構成されており、これらに取付けられる。
【００１１】
本発明の１つの実施形態に係われば、複数の軌道部が設けられており、これら軌道部は、ワークピースに沿って互いに端と端を接して組立てられて、切断作業のための連続的な移動経路を形成する。
【００１２】
本発明は、平面形および弓形のワークピースを切断する方法を提供している。この方法では、少なくとも１つの切断ツールが、ワークピース上に支持されており、所定の移動経路に沿ってこのワークピースの一部分の周りで移動する。本発明の好ましい方法に係われば、切断ツールは、ワークピースに対してほぼ直交するように位置されたエンドミルを回転可能に支持している。エンドミルは、ワークピースの壁の厚さ方向にわたって径方向に送られ、その後に、移動経路に沿って送られて、移動経路に沿って単一の通路内でワークピースを切断する。この通路は、ツールが管の軸の周りで回転される場合に、切断平面を規定している。
【００１３】
本発明の他の実施形態および詳細については、以下の詳細な説明を概観することによって明らかになるだろう。
【００１４】
図１〜２は、本発明の好ましい実施形態に係わる切断ツールおよび軌道システム１０を示している。切断ツールおよび軌道システム１０は、切削台アセンブリ１８を支持するように構成された複数の軌道部から形成されているマルチセグメント軌道アセンブリ１４を有している。切削台アセンブリ１８は、切断ツールアセンブリ１２を保持し、この切削台アセンブリ１８を軌道アセンブリ１４に沿って移動させるために切削台駆動機構１６に接続されている。
【００１５】
図１および図２に示されている実施形態を参照すると、各軌道部は、湾曲面を備えたワークピースにほぼ適合するように十分に可撓性を有し得る軌道部材３４を有している。この軌道部材３４は、この部材がワークピースの幾何学に合うように直接的に曲げられ得る程度まで可撓性であると好ましい。軌道部材３４は、上部、底部、および側面を有し、実質的に矩形形状であると好ましい。軌道部材３４は、可撓性で高強度の炭素鋼から構成されていると好ましい。
【００１６】
ラック部材３８が、軌道部材３４の上面に取付けられ、実質的に長手方向に沿って延びている。１つの実施形態では、ラック部材３８は、軌道部材３４の長手方向の長さにわたって互いの端と端を接して一様に組立てられている複数のラックセグメントを有していてもよい。あるいは、他の実施形態では、ラック部材３８が、軌道部材３４とほぼ同じ長さを有する単一の本体から構成されていてもよい。ラック部材３８は、切削台駆動機構１６の駆動ピニオン４０と係合するように構成された複数の歯部を有している。ラック部材３８は、軌道部材３４に溶接されたり、適当な取付け部材によって取付けられたり、所定の適当な手段で取付けられていてよい。ラック部材３８は、可撓性で高強度の炭素鋼で形成されていると好ましい。
【００１７】
複数の支持孔４４が開いた基部を備えた複数の支持部３０が、軌道部材３４の底部に取付けられている。支持部３０は、溶接または適当な留め具による接続を含む従来の方法で基部部材３４の底部に取付けられ得る。
【００１８】
図１に示されている１つの実施形態に係われば、支持部３０は、ワークピースに取付けられた固定部３２上に位置されることによって、ワークピース上にしっかりと支持されるように構成されている。各固定部３２は、ワークピースに対して溶接されるように構成されているとともに支持部３０の底部を実質的に受けるような構成および寸法にされている支持プレート６０を有していてよい。固定部３２は、支持部３０の支持孔４４によって受けられて適当な留め具によってこの孔と共に留められるように構成されている複数のスタッド５８を有していてよい。
【００１９】
図３の他の実施形態では、固定部３２は、スタッド溶接ガンによってワークピースに対して直接的に溶接されるとともに、支持孔４４によって受けられて適当な留め具によって支持部３０に取付けられるように構成されているスタッド５８を有している。スタッド溶接ガンの例は、米国特許６，０２５，５６９号と６，４７６，３３９号とに開示されている。
【００２０】
本発明の軌道アセンブリ１４の各軌道部は、本発明の他の軌道部と互いに端と端を接して組立てられ、これによって、切断ツール用の単一移動経路を形成するように互いに隣接している軌道部の軌道部材が互いに横方向に並んで位置するように、構成されている。このために、各軌道部の軌道部材３４は、各軌道部材３４の対向端部に夫々配置される舌部と溝部の継手（tongue and groove joints）、スロットとタブの接続部、バイオネットコネクタ、またはねじ式コネクタのような接続部材を、隣接している軌道部の対応する接続部材と相互接続するために有し得る。
【００２１】
図１に示されているように、軌道アセンブリ１４は、軌道部材３４上に取付け可能であって、ワークピース上に切断平面の中心線の位置を表すピンを備えている位置決めガイド１２８を有していてよい。
【００２２】
好ましい実施形態に係われば、切削台駆動機構１６は、駆動ピニオン４０に接続されている高トルクモータ（図示されず）を収容するモータハウジング１２０を有している。高トルクモータは、電気エネルギー、流体エネルギー、空気エネルギー、または他の利用可能なエネルギーによって駆動される。切削台駆動機構１６は、モータハウジング１２０内に支持されていて、入力回転駆動動作を駆動ピニオン４０に伝える高トルクモータの使用を可能にするギア減速システム（図示されず）を有していてもよい。例えば、切削台駆動機構１６は、Anchor Lamina Inc.,によって製造され、Boston Gear Co.,によって製造されている減速機part no.WA-718-200-Gに接続されている水圧モータpart no. A-125を有していてよい。このような切削駆動機構は、当分野で公知の部材を有していてよく、また、所定のアセンブリが、本発明の範囲を逸脱することなく使用可能であろう。
【００２３】
好ましい実施形態では、前記切断ツールアセンブリ１２は、ほぼ垂直の外形を有していて切削台アセンブリ１８に支持されているアングルプレート４８に取付けられている。このアングルプレート４８は、切削台アセンブリ１８に対して実質的に垂直な位置で切断ツールアセンブリ１２を支持するように構成されている。しかし、アングルプレート４８はほぼ直角の外形を有することに限定されず、切断ツールアセンブリ１２を切削台アセンブリ１８に対して位置決めするように所定の適当な外形を有してよいことが理解されるだろう。
【００２４】
図４に示されているように、切削台アセンブリ１８は、上面および底面と、側面から延びた一対の対向フランジ８４，８６とを備え、かつ平面を有している台部（platform）８２が設けられたデッキ切削台８０を有していると好ましい。これら対向フランジ８４，８６は、台部８２と一体的に形成されていても、フランジ８６を例とするような適当な留め具で台部８２に接続されていてもよい。台部８２の上面は、ツールアセンブリ１２を切削台アセンブリ１８と接続するように構成されたアングルプレート４８を支持するようにされている。台部８２の底面には、カム従動子構成物が設けられており、この台部の長さ方向にわたって形成された長手方向の溝８８が備えられている。この溝８８は、軌道アセンブリ１４上で支持された時にラック部材３８を受けるような構成および寸法にされている。デッキ切削台８０は、少なくとも２つの調節可能な軸受けアセンブリ２８を支持するように構成されている。これら軸受けアセンブリは、台部８２のねじ穴１３０を通って延び、軌道アセンブリ１４の軌道部材３４にこの上面に沿ってこの上に乗るようにされている。
【００２５】
図５の好ましい実施形態で示されているところによると、調節可能な軸受けアセンブリ２８が、デッキ切削台８０によって受けられ、支持されている。図５と図６両方において、軸受けアセンブリ２８は、ヘッド部１３２とねじ先端部とを備えたピン部材７２を有しており、ねじ先端部は、スリーブ部材７０と、軸受け７８と係合するための１つ以上の皿ばね７４（例えば円錐状の圧縮ばね）とを通って延びている。ピン部材７２のヘッド部１３２は、スリーブ部材７０の内側肩部１３４上にて静止するように構成されている。スリーブ部材７０は、ねじ穴１３０と係合する外側ねじ部を有している。このスリーブ部材７０の外側ねじ部と係合するように構成されている保持ナット７６が、デッキ台部８２の上面に取付けられている。皿ばね７４は、スリーブ部材７０と軸受け７８との間に位置されると僅かに変形する。保持ナット７６がデッキ台部８２に締め付けられると、軸受けアセンブリ２８は、切削台アセンブリに対して所定位置に固定される。保持ナット７６が緩められると、軸受けアセンブリ２８が軌道部材３４に対して緩められるか締め付けられるか選択できる。
【００２６】
図４，５、および７に示されているように、切削台アセンブリ１８は、カム構成物を備え、このカム構成物が、複数のカム従動子は、デッキ切削台８０のフランジ８４，８６から垂直方向に突出した軸を有している複数のカム従動子を有し、軌道部材３４にこの底面に沿ってこの上に乗るように構成されていると好ましい。カム構成物はまた、フランジ８４、８６の一方から平行に突出した軸を有する少なくとも１つのカム従動子６４を有することができ、軌道部材３４にこの側面に沿ってこの上に乗るように構成されている。
【００２７】
少なくとも１つの調節可能なカム従動子６８が組み込まれてもよい。この従動子は、フランジ８４，８６の一方に形成されたスロット１４０内に調節可能なように接続され、フランジ８４，８６にほぼ平行に延びた軸を有しているものである。この調節可能なカム従動子６８は、軌道部材３４に対して希望の位置に付けられたとき、位置決めねじによりフランジ８４，８６に対して所定位置にロックされ得る。この希望の位置とは、一般的に、調節可能なカム従動子６８がデッキ切削台８０を軌道部材３４の側面に対して引き付けて、これによって、デッキ切削台８０と軌道部材３４との間のあそびをなくすような位置である。
【００２８】
本明細書に開示されているような特定のカム構成物は、ツールアセンブリ１２を備えた切削台アセンブリ１８が移動経路１００に沿って移動されるときにも切削台アセンブリ１８が軌道部材３４にしっかりと保持されるように軌道部材３４に適当な力がかけられるという条件に沿えば、公知の原則に従って様々であってよい。
【００２９】
図８に示されている好ましい実施形態に係われば、切断ツールアセンブリ１２は、長手方向の軸Ｘ−Ｘの周りに回転可能であり、スピンドルハウジング５４内に位置されているスピンドル５６を有している。スピンドルハウジング５４は、アングルプレート４８に取付けられたスピンドル支持部５２内に摺動可能に位置されている。スピンドル５６は、エンドミルのような、適当なクランプ構成物または留め具でスピンドル５６に取付けられる切断ツール２４を受けるように構成されている。ツール駆動機構４６が、適当な回転動作伝送装置、即ち、ギアアセンブリ２６に接続されている。このギアアセンブリ２６は、スピンドル５６に接続されていて、長手方向の軸Ｘ−Ｘの周りの回転入力動作をスピンドル５６に伝える。回転動作をするスピンドル５６をスピンドルハウジング５４内で支持し、スピンドルハウジング５４に対する軸方向の動きを可能にするために、適当な軸受けが設けられている。このような切断ツールアセンブリが、当分野で公知であり、所定のこのようなアセンブリが、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得るだろう。
【００３０】
ギアアセンブリ２６は、このギアアセンブリを収容する静止ギアハウジング１１６を有しており、スピンドルハウジング５４に対して支持され得る。このギア構成物は、ツール駆動機構４６にこれによって回転するように動作可能に接続された駆動ギア１２２を有していてよい。この駆動ギア１２２は、移行（transfer）ギア１２４と係合するように構成され得る。伝達ギア１２４は、スピンドル５６と共に回転するようにこのスピンドルの基端部の周りにこれと同軸に支持されている回転可能な構成部品、即ち、ギア１２６と係合していてよい。このようなギアアセンブリは、当分野で公知であり、所定のこのようなアセンブリが、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得るだろう。
【００３１】
ツール駆動機構４６は、電気的に、水圧により、または空気により、駆動され得る。
【００３２】
図９を参照すれば、送り機構２２は、ねじの基端部および先端部を備えていて、ギアボックスアセンブリハウジング１１６にしっかりと取付けられた上側プレート１０４と、アングルプレート４８の肩部６８にしっかりと取付けられた下側プレート１０６とを通って延びるように配置されている送りねじ１０２を有していることが好ましい。この送りねじ１０２は、上側プレート１０４の上方に配置されたフランジブッシュ１１４を通って延び、上側プレート１０４内に配置された歯止め装置１０８に接続するように構成されていてもよい。送りねじ１０２の基端部は、上側プレート１０２の上方に配置された送りレバー３６に接続されている。送りねじ１０２の先端部は、下側プレート１０６内に取付けられたねじ送りナット１１２に接続されている。図示されているような適当な軸受け１１８が、送りねじ１０２を上側プレート１０４および下側プレート１０６内で支持している。
【００３３】
送りレバー３６が、送りねじ１０２を送りナット１１２のねじに沿って前進させて、これによって、アングルプレート４８の肩部６８に対してスピンドル５６を動かすように配置されている。
【００３４】
送り機構構成物は、ツールヘッドをワークピースに向かって進めるための公知の機械のツールの原則に従って様々であってよい。
【００３５】
本発明の好ましい実施形態に係わる軌道支持ツールの様々の付属物を説明してきたが、この作業の特徴と利点とを説明する。
【００３６】
図１では、軌道アセンブリ１４が、管５０の周面に支持されている。特に、軌道部材３４とラック部材３８とが、中心軸を備えた管５０の周面の一部分で支持されてこれに合わせて湾曲されている。軌道アセンブリ１４が、管上に溶接される支持プレート６０を備え、軌道部材３４に接続された支持部３０を受けるようにされた取付け部材３２によって、管５０に接続される。示されているように、マウントスタッド５８が、支持部３０の支持孔４４を通って延び、適当な留め具で固定される。駆動機構１６が、ツールアセンブリ１２を支持する切削台アセンブリ１８に取付けられ、ピニオン４０がラック部材３８と噛合うように軌道アセンブリ１４に位置される。
【００３７】
スピンドル５６は、送り機構２２によって適当な位置に動かされるものであって、これによって切断ツール２４が、ツール駆動機構４６によって長軸Ｘ−Ｘの周りで回転可能に駆動されると説明されている。切断ツール２４が、この回転軸に沿って管５０の壁の厚さ方向にわたって径方向に送られ、管材料を取り除くように、切削台駆動機構１６によって移動経路１００上で軌道部材３４に沿ってこの回転軸に対して横方向に駆動され、これによって、管５０を切断する。
【００３８】
図２に示されている好ましい実施形態では、切断ツール２４は、最初に回転軸の周りで回転されて、管５０の壁を通るように送られるエンドミルである。この後に、切断ツールアセンブリ１２が、管５０の一部分を切除するように移動経路に沿って動かされる。
【００３９】
図１０〜１３を参照すれば、本発明は、ワークピース５０に沿って互いに端と端を接して連続的に組立てられ得る複数の軌道部９０，９２を有していてよい。図１０は、第１および第２の軌道領域９４，９６に位置されている第１および第２の軌道部９０，９２を示している。第１および第２の軌道部９０，９２は、これらの端部が横方向に並んで移動経路１００を形成するように互いに端と端を接して組立てられている。図１１は、第１の軌道領域９４から第１の軌道部９０を取り外しているのを示している。取付け部材３２は、第３の軌道領域９８内にワークピース５０上で適当に支持されており、第１の軌道領域９４からは取り外されている。図１２は、第３の軌道領域９８の上方に位置されている第１の軌道部９０を示している。図１３は、第３の軌道領域９８内に位置されて取付け部材３２上で支持され、第２の軌道部材９２に対して移動経路１００の長さにわたって延びている第１の軌道部材９０を示している。上述した手順が、ワークピースの周面の長さまたは直径にわたって果たされ得る。
【００４０】
本発明の好ましい実施形態に係われば、少なくとも１つの切断ツールアセンブリ１２が、ワークピースの少なくとも一部の周りに所定の移動経路に沿って移動するように設けられている。図１４および図１５に示されているように、２つの切断ツールアセンブリ１２は、管やチューブのような中空ワークピース５０の中心軸の周りを周回している移動経路１００に沿って移動するように回転可能に設けられ得る。
【００４１】
各切断ツールアセンブリ１２は、回転可能に支持され、ツールの長軸Ｘ−Ｘの周りで回転するように駆動され、この回転軸に対して横方向にワークピースの中心軸の周りで切断平面内を所定の移動経路１００に沿って移動するように設けられているエンドミル２４を有している。回転するように駆動されると、各切断ツールアセンブリのエンドミル２４が、この回転軸に沿ってワークピース５０の壁の厚さ方向にわたって径方向に送られ、切断ツールアセンブリ２４が、移動経路１００に沿って移動される。これに伴って、エンドミルの側部が、移動経路１００に沿った単一通路でワークピースの壁方向にわたって切断を行なう。
【００４２】
この方法に係われば、切断ツールアセンブリ１２は、参照して本明細書に組み込まれた米国特許４，６６５，７８２号に説明されているような、回転可能なヘッドと中空のワークピースに取付けられる固定のツール本体とを備えた携帯用旋盤上で動くように設けられていてよい。あるいは、切断ツールアセンブリ１２は、ワークピース上にクランプするための所定の適当な装置上で動くように設けられ、切断アセンブリ１２をこの周りで動かすためのシステムを提供してもよい。
【００４３】
本発明のいくつかの好ましい実施形態が上述されてきたが、請求項に規定されている本発明の範囲を逸脱することなく当業者によって様々の変形がこれらの実施形態に加えられ得ることと、様々の実施形態が他の実施形態と互換性をもって利用できることとを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ワークピース上に支持されている切断ツールを示している斜視図である。
【図２】本発明の切断ツールを示している正面図である。
【図３】軌道アセンブリの１実施形態の断面図である。
【図４】図２の線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。
【図５】図４に係わる切削台アセンブリの調節可能な軸受けアセンブリの断面図である。
【図６】図５に係わる調節可能な軸受けアセンブリの分解斜視図である。
【図７】図２のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【図８】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図９】図２の送り機構の断面図である。
【図１０】１つの軌道部の、ワークピース上の他の軌道部に隣接する異なる位置への移動を示している概略的な斜視図である。
【図１１】１つの軌道部の、ワークピース上の他の軌道部に隣接する異なる位置への移動を示している概略的な斜視図である。
【図１２】１つの軌道部の、ワークピース上の他の軌道部に隣接する異なる位置への移動を示している概略的な斜視図である。
【図１３】１つの軌道部の、ワークピース上の他の軌道部に隣接する異なる位置への移動を示している概略的な斜視図である。
【図１４】本発明の好ましい方法に係わって切断作業を行なう工程を示している概略図である。
【図１５】本発明の好ましい方法に係わって切断作業を行なう工程を示している概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピースの表面に取付けられるように構成され、軌道部材と、この軌道部材の長手方向に沿って支持されたラック部材とを備え、移動経路を規定している少なくとも１つの軌道部と、
この軌道部に沿って乗り、この軌道部によって誘導および支持されるように構成されている切削台アセンブリと、
前記切削台アセンブリと駆動可能に係合して、この切削台アセンブリを前記軌道部に沿って駆動する切削台駆動機構と、
長軸の周りで回転され、ワークピースをその壁の厚さ方向にわたって切断するために、この回転軸に沿っても回転軸に対して横方向にも送られるようにされている切断ツールを備え、前記切削台アセンブリに保持されている切断ツールアセンブリと、
前記切断ツールに接続されて、この切断ツールに回転入力動作を伝えるようにされているツール駆動システムとを具備している切断ツールおよび軌道システム。
【請求項２】
前記軌道部は、
前記軌道部材の底面に接続されていて、ワークピースに取付けられるように構成されている少なくとも２つの支持部を有し、
これら２つの支持部の各々は、ワークピース上に支持される取付け部材に取付けられるように構成されている、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項３】
前記取付け部材の各々は、ワークピース上に支持されるマウントプレートと、このマウントプレートから延びている複数のスタッドとを有しており、前記支持部は、取付け部材のこれらスタッドを受けてスタッドに固定させるように構成および配置されている、請求項２の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項４】
前記取付け部材は、ワークピース上に支持されるスタッドであり、前記支持部は、これらスタッドを受けてスタッドに固定させるように構成および配置されている、請求項２の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項５】
前記切削台アセンブリは、
前記切断ツールアセンブリを保持するように構成され、少なくとも２つのねじ穴が穿孔されている切削台デッキと、
この切削台デッキのねじ穴によって受けられ保持される少なくとも２つの調節可能な軸受けアセンブリとを有しており、
この支持アセンブリの各々は、ねじ穴の一方と動作可能に係合するように位置されたねじ付きスリーブ部材を通って延びている１つのピン部材と、複数の円錐状圧縮ばねとを備え、前記ピン部材の先端部が、軸受けと係合し、この軸受けアセンブリは、前記スリーブ部材と係合する保持ナットを有し、切削台に対して位置付け可能にされている、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項６】
前記切削台アセンブリは、カム構成物を更に有しており、このカム構成物は、
前記切削台デッキに固定され、前記軌道部材に沿ってこの上に乗るように構成されている複数のカム従動子と、
前記切削台デッキに調節可能に取付けられ、前記軌道部材に対して位置決めされるように構成されている少なくとも２つの調節可能なカム従動子とを有している、請求項４の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項７】
互いに直交するように向けられた第１および第２のプレート部を備えたアングルプレートを更に具備し、このアングルプレートは、第１のプレート部に沿って切断ツールアセンブリを支持し、第２のプレート部で前記切削台アセンブリに支持されるように構成されている、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項８】
送りアセンブリを更に具備し、この送りアセンブリは、
上側孔を有し、前記切断ツールアセンブリに接続するように構成されており、前記上側孔内にラチェットアセンブリが位置されている、上側プレートと、
下側孔を有し、前記アングルプレートの第１のプレート部に接続するように構成されており、前記下側孔内に送りナットが位置されている、下側プレートと、
前記ラチェットアセンブリと係合している上側孔を通って延び、下側孔の送りナットと係合している送りねじと、
この送りねじに取付けられており、送りねじを回転させて、アングルプレートに対して前記切断ツールアセンブリのスピンドルを線形に変位させるように操作可能であるレバーとを有している、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項９】
前記軌道部は、少なくとも２つ設けられ、ワークピース上に互いに端と端を接するように組立てられて連続的な移動経路を形成するように構成されている、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項１０】
前記切断ツールは、エンドミルである、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項１１】
ツールの長軸の周りで回転するように駆動されるエンドミルを回転可能に支持し、所定の移動経路に沿ってこの回転軸に対して横方向にワークピースの中心軸の周りでその切断平面内を動かすために設けられている少なくとも１つの切断ツールアセンブリを使用して中空のワークピースを切断する方法であり、
前記エンドミルを回転させ、このエンドミルをこの回転軸に沿ってワークピースの壁の厚さ方向の少なくとも一部にわたって送ることと、
切断ツールアセンブリを移動経路に沿って移動させて、ワークピースを切断することとを具備している方法。
【請求項１２】
最初に、前記エンドミルが、ワークピースの壁の厚さ全体にわたって壁の厚さ全体を切断するように駆動され、次に、前記切断ツールアセンブリが、移動経路に沿って動かされる、請求項１１の方法。
【請求項１】
ワークピースの表面に取付けられるように構成され、軌道部材と、この軌道部材の長手方向に沿って支持されたラック部材とを備え、移動経路を規定している少なくとも１つの軌道部と、
この軌道部に沿って乗り、この軌道部によって誘導および支持されるように構成されている切削台アセンブリと、
前記切削台アセンブリと駆動可能に係合して、この切削台アセンブリを前記軌道部に沿って駆動する切削台駆動機構と、
長軸の周りで回転され、ワークピースをその壁の厚さ方向にわたって切断するために、この回転軸に沿っても回転軸に対して横方向にも送られるようにされている切断ツールを備え、前記切削台アセンブリに保持されている切断ツールアセンブリと、
前記切断ツールに接続されて、この切断ツールに回転入力動作を伝えるようにされているツール駆動システムとを具備している切断ツールおよび軌道システム。
【請求項２】
前記軌道部は、
前記軌道部材の底面に接続されていて、ワークピースに取付けられるように構成されている少なくとも２つの支持部を有し、
これら２つの支持部の各々は、ワークピース上に支持される取付け部材に取付けられるように構成されている、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項３】
前記取付け部材の各々は、ワークピース上に支持されるマウントプレートと、このマウントプレートから延びている複数のスタッドとを有しており、前記支持部は、取付け部材のこれらスタッドを受けてスタッドに固定させるように構成および配置されている、請求項２の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項４】
前記取付け部材は、ワークピース上に支持されるスタッドであり、前記支持部は、これらスタッドを受けてスタッドに固定させるように構成および配置されている、請求項２の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項５】
前記切削台アセンブリは、
前記切断ツールアセンブリを保持するように構成され、少なくとも２つのねじ穴が穿孔されている切削台デッキと、
この切削台デッキのねじ穴によって受けられ保持される少なくとも２つの調節可能な軸受けアセンブリとを有しており、
この支持アセンブリの各々は、ねじ穴の一方と動作可能に係合するように位置されたねじ付きスリーブ部材を通って延びている１つのピン部材と、複数の円錐状圧縮ばねとを備え、前記ピン部材の先端部が、軸受けと係合し、この軸受けアセンブリは、前記スリーブ部材と係合する保持ナットを有し、切削台に対して位置付け可能にされている、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項６】
前記切削台アセンブリは、カム構成物を更に有しており、このカム構成物は、
前記切削台デッキに固定され、前記軌道部材に沿ってこの上に乗るように構成されている複数のカム従動子と、
前記切削台デッキに調節可能に取付けられ、前記軌道部材に対して位置決めされるように構成されている少なくとも２つの調節可能なカム従動子とを有している、請求項４の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項７】
互いに直交するように向けられた第１および第２のプレート部を備えたアングルプレートを更に具備し、このアングルプレートは、第１のプレート部に沿って切断ツールアセンブリを支持し、第２のプレート部で前記切削台アセンブリに支持されるように構成されている、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項８】
送りアセンブリを更に具備し、この送りアセンブリは、
上側孔を有し、前記切断ツールアセンブリに接続するように構成されており、前記上側孔内にラチェットアセンブリが位置されている、上側プレートと、
下側孔を有し、前記アングルプレートの第１のプレート部に接続するように構成されており、前記下側孔内に送りナットが位置されている、下側プレートと、
前記ラチェットアセンブリと係合している上側孔を通って延び、下側孔の送りナットと係合している送りねじと、
この送りねじに取付けられており、送りねじを回転させて、アングルプレートに対して前記切断ツールアセンブリのスピンドルを線形に変位させるように操作可能であるレバーとを有している、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項９】
前記軌道部は、少なくとも２つ設けられ、ワークピース上に互いに端と端を接するように組立てられて連続的な移動経路を形成するように構成されている、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項１０】
前記切断ツールは、エンドミルである、請求項１の切断ツールおよび軌道システム。
【請求項１１】
ツールの長軸の周りで回転するように駆動されるエンドミルを回転可能に支持し、所定の移動経路に沿ってこの回転軸に対して横方向にワークピースの中心軸の周りでその切断平面内を動かすために設けられている少なくとも１つの切断ツールアセンブリを使用して中空のワークピースを切断する方法であり、
前記エンドミルを回転させ、このエンドミルをこの回転軸に沿ってワークピースの壁の厚さ方向の少なくとも一部にわたって送ることと、
切断ツールアセンブリを移動経路に沿って移動させて、ワークピースを切断することとを具備している方法。
【請求項１２】
最初に、前記エンドミルが、ワークピースの壁の厚さ全体にわたって壁の厚さ全体を切断するように駆動され、次に、前記切断ツールアセンブリが、移動経路に沿って動かされる、請求項１１の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公表番号】特表２００６−５１９１１９（Ｐ２００６−５１９１１９Ａ）
【公表日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０８６２４（Ｐ２００６−５０８６２４）
【出願日】平成１６年２月１２日（２００４．２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／００２０１７
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７８４２９
【国際公開日】平成１６年９月１６日（２００４．９．１６）
【出願人】（３９９０２０７８４）ティーアールアイ・トゥール・インコーポレーテッド (7)
【公表日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年２月１２日（２００４．２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／００２０１７
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７８４２９
【国際公開日】平成１６年９月１６日（２００４．９．１６）
【出願人】（３９９０２０７８４）ティーアールアイ・トゥール・インコーポレーテッド (7)
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