摩擦圧接装置用内ばり切除カッタおよび該カッタによる内ばり切除方法
【課題】圧接部に比べて径が小さい内周径を有する小径部を具備するワークにおいても内ばりをワークから容易に切除し得る摩擦圧接装置用内ばり切除カッタを提供する。
【解決手段】筒状の一対のワークを相対回転させつつ軸方向に押し当てて摩擦圧接した際にワークの内周面側に生じる内ばりをプレス切除するための摩擦圧接装置用内ばり切除カッタ１であって、軸方向に移動可能な支持部材２と、支持部材２に着脱可能に取付けられるカッタ刃３、４を含む装着部材を有する。装着部材は、軸方向に垂直な面において支持部材２よりも外側に位置する大径部３ｅ，４ｅと、装着部材を支持部材２に着脱可能に取付けるとともにプレス切除時にカッタ刃３，４が内ばりから受ける軸方向の力と逆方向の力を大径部３ｅ，４ｅが受けることで支持部材２から外れ得る取付部３ｄ，４ｄを有する。
【解決手段】筒状の一対のワークを相対回転させつつ軸方向に押し当てて摩擦圧接した際にワークの内周面側に生じる内ばりをプレス切除するための摩擦圧接装置用内ばり切除カッタ１であって、軸方向に移動可能な支持部材２と、支持部材２に着脱可能に取付けられるカッタ刃３、４を含む装着部材を有する。装着部材は、軸方向に垂直な面において支持部材２よりも外側に位置する大径部３ｅ，４ｅと、装着部材を支持部材２に着脱可能に取付けるとともにプレス切除時にカッタ刃３，４が内ばりから受ける軸方向の力と逆方向の力を大径部３ｅ，４ｅが受けることで支持部材２から外れ得る取付部３ｄ，４ｄを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状の一対のワークを相対回転させつつ押し当てて摩擦圧接した際にワークの内周面側に生じる内ばりをプレス切除するための摩擦圧接装置用内ばり切除カッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対のワークを相対回転させつつ押し当てて一対のワークを摩擦圧接する摩擦圧接装置と、その摩擦圧接装置に設けられる内ばり切除カッタが知られている（特許文献１参照）。摩擦圧接装置によって一対の筒状のワークを摩擦圧接した場合、ワークの圧接部の内外周面にばりが形成される。内ばり切除カッタは、そのワークの内周面に形成された内ばりをプレス切除するカッタであって、操作杆と、操作杆の端部に取付けられた筒状のカッタ刃を有している。内ばり切除カッタは、軸方向に移動して、摩擦圧接によって発生した熱によって柔らかい状態にある内ばりをカッタ刃によってワークからプレス切除する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭４８−７８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしワークの形状は、様々であって、例えば摩擦圧接される圧接部の内周径よりも小さい内周径を有する小径部（絞り）を具備するワーク等がある。ところが内ばり切除カッタは、圧接部の内周径とほぼ同じ同じ径を有する筒状のカッタ刃を有している。したがって内ばり切除カッタは、カッタ刃がワークに対して小径部側へ移動する方向にワークから抜くことができない。そのため長いワーク側から内ばり切除カッタを挿入する等の制限が加わり、これによって内ばりをワークからプレス切除することが容易でない場合がある。そこで本発明は、圧接部に比べて径が小さい内周径を有する小径部を具備するワークにおいても内ばりをワークから容易に切除し得る摩擦圧接装置用内ばり切除カッタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える摩擦圧接装置用内ばり切除カッタであることを特徴とする。すなわち請求項１に記載の発明によると、内ばり切除カッタは、軸方向に移動可能な支持部材と、支持部材に着脱可能に取付けられるカッタ刃を含む装着部材を有している。装着部材は、軸方向に垂直な面において支持部材よりも外側に位置する大径部と、装着部材を支持部材に着脱可能に取付けるとともにプレス切除時にカッタ刃が内ばりから受ける軸方向の力と逆方向の力を大径部が受けることで支持部材から外れ得る取付部を有している。
【０００６】
したがって内周径が小さい部分（小径部、絞り部）を有するワークを摩擦圧接する場合においても内ばりを容易にプレス切除することができる。例えば、小径部を具備するワークに支持部材を挿通し、支持部材にカッタ刃を取付ける。次に、ワークを他のワークに摩擦圧接し、摩擦圧接時に形成されたワークの内ばりに向けてカッタ刃を支持部材とともに軸方向に移動させる。そしてカッタ刃によって内ばりをワークからプレス切除した後に、カッタ刃をワーク内において支持部材から外す。そして支持部材をワークから抜き、その後にカッタ刃をワークから取出す。したがって内ばり切除カッタは、小径部を具備するワーク側から内ばりをワークからプレス切除することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、カッタ刃の一端部側は、支持部材に取付けられる。カッタ刃の他端側には、カッタ刃の移動を規制する取付部としてのキャップ部材が設けられている。したがってカッタ刃は、支持部材とキャップ部材によって両端部が移動規制されるため、ガタつきの少ない状態で支持部材に取付けられる。そのためカッタ刃によって内ばりをワークから確実にプレス切除することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によると、装着部材を支持部材に対して嵌合させることで、装着部材を支持部材に対して抜け規制する抜け規制機構を有している。したがって例えば単に圧入により装着部材を支持部材に着脱可能に取付ける方法に比べて、装着部材が支持部材に対して不意に外れてしまうことが防止される。これにより内ばり切除カッタの取り扱い性が向上する。
【０００９】
請求項４に記載の発明によると、支持部材の端部に設けられるピン部材を有し、ピン部材の外周面上にカッタ刃が設置される。したがってカッタ刃は、ピン部材によって内周面が支持される。そのためカッタ刃は、内周側の厚みが薄くされ得る。これによりカッタ刃が軽量となり、カッタ刃の支持部材への脱着作業が容易になる。
【００１０】
請求項５に記載の発明によると、複数のカッタ刃を有し、複数のカッタ刃は、全体でワークの内周面の略全周に沿って配設される外周面を有している。各カッタ刃の外周面の周方向長さは、ワークの内周面の周方向長さの半分よりも短い。したがってカッタ刃は、径方向長さがワークの内周面の径よりも小さくなる。そのためカッタ刃は、ワークの内周径に対して小さくなるため、例えば軸方向にワークから容易に取出され得る。
【００１１】
請求項６に記載の発明によると、内ばり切除方法であって、一対の筒状のワークを準備し、一対のワークの一つは、他のワークと摩擦圧接される圧接端部と、圧接端部よりも内周径が小さい内周径を備える小径部を有している。次に、小径部を有するワークに内ばり切除カッタの支持部材を挿通し、取付部を介して支持部材にカッタ刃を含む装着部材を取付ける。一対のワークを摩擦圧接した後に、内ばり切除カッタを軸方向に移動させてワークの内周面に形成された内ばりをカッタ刃によってプレス切除する。次に、支持部材をワークから抜く方向に移動させることで、装着部材の大径部にワークの内面から押される力を加えて取付部を支持部材から外すとともに、取付部を介して支持部材に取付けられていた装着部材を支持部材から外す。続いて支持部材をワークから抜き、装着部材をワーク内から取出す。したがって小径部を有するワークを摩擦圧接する場合においても内ばり切除カッタによって内ばりをプレス切除することができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明によると、カッタ刃をワークの内面に当てることで、カッタ刃を含む装着部材を支持部材から外す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】内ばり切除カッタが装着された摩擦圧接装置の概略正面図である。
【図２】内ばり切除カッタの左側面図である。
【図３】図２のIII―III線断面矢視図である。
【図４】摩擦圧接する前における摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図５】内ばり切除カッタの軸部を前進させた際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図６】内ばり切除カッタの軸部にカッタ刃を取付けた際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図７】内ばり切除カッタを後退させた際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図８】摩擦圧接している際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図９】内ばり切除カッタによって内ばりをワークからプレス切除した際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図１０】内ばりをワークからプレス切除した後に支持部材を後退させた際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図１１】実施の形態２にかかる内ばり切除カッタの左側面図である。
【図１２】図１１のXII―XII線断面矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態１）
実施の形態１を図１〜１０にしたがって説明する。摩擦圧接装置２０は、図１に示すように一対のワーク３０，３１を摩擦圧接する装置であって、ベッド２１と、ベッド２１の一端部に移動不能に設けられるクランプ２４と、ベッド２１の中央に移動可能に設けられる主軸箱２２と、ベッド２１の他端部に移動不能に設けられるモータ保持台２６を有している。
【００１５】
クランプ２４には、図１に示すようにワーク３０の一つが装着される。主軸箱２２の一端部には、軸回転可能にチャック２３が設けられており、チャック２３に他の一つのワーク３１が装着される。主軸箱２２には、チャック２３を主軸箱２２に対して軸回転させるための主軸モータ２５が設けられている。モータ保持台２６には、モータ２７が設けられており、モータ２７は、図示省略のボールねじを介して主軸箱２２をベッド２１に対して移動させる。
【００１６】
摩擦圧接装置２０には、図１に示すように内ばり切除カッタ１が設けられている。内ばり切除カッタ１は、筒状のワーク３０，３１を摩擦圧接した際にワーク３０，３１の内周面側に形成される内ばりをプレス切除するカッタであって、支持部材２と支持部材２の端部に設けられるカッタ刃３〜６を有している。支持部材２は、円柱状であって、主軸箱２２とチャック２３に軸方向に移動可能に挿通され、基端部がモータ保持台２６に設けられたアクチュエータ１ａに接続される。アクチュエータ１ａは、油圧ピストン等であって、支持部材２を軸方向に移動させ得る。
【００１７】
内ばり切除カッタ１は、図２，３に示すように支持部材２の先端部に取付けられるピン部材８と、ピン部材８の外周面上に設置される複数のカッタ刃（装着部材）３〜６と、ピン部材８の先方に配設されるキャップ部材（装着部材）７を有している。ピン部材８は、円柱状であって、支持部材２の端部中心に形成された凹部２ａに挿入される基端部８ｄを有している。ピン部材８は、先方から挿入されたボルト１０によって支持部材２に脱落不能に取付けられる。
【００１８】
カッタ刃３〜６は、図２，３に示すようにピン部材８の外周面８ａに周方向に並べられ、全体で略円筒状になっている。各カッタ刃３〜６は、円筒形状を略等分に分割した形状であって、略９０°の中心角を有している。カッタ刃３〜６の内周径は、ピン部材８の外周径と略同じ大きさであり、カッタ刃３〜６の外周径は、支持部材２の外周径よりも大きい。したがってカッタ刃３〜６は、それぞれ支持部材２の軸方向に垂直な面において支持部材２よりも外側に位置する大径部３ｅ〜６ｅを有する。
【００１９】
各カッタ刃３〜６は、図２，３に示すように周方向に複数の要素３ａ〜６ａ，３ｂ〜６ｂを有している。要素３ａ〜６ａ，３ｂ〜６ｂは、軸方向長さが異なっており、要素３ａ，５ａが最も軸方向に長く、その先端面が最も支持部材２から遠い。時計回りに要素３ｂ，５ｂ、要素４ａ，６ａ、要素４ｂ，６ｂが並んでおり、順に軸方向が短くなり、その先端面が支持部材２に近くなる。要素３ａ〜６ａ，３ｂ〜６ｂは、外周端縁に刃先３ａ１〜６ａ１，３ｂ１〜６ｂ１を有している。刃先３ａ１〜６ａ１，３ｂ１〜６ｂ１は、全体で略円形になっている。
【００２０】
カッタ刃３〜６は、図３に示すように基端部に取付部３ｄ〜６ｄ（５ｄ、６ｄは図示省略）を有している。取付部３ｄ〜６ｄは、カッタ刃３〜６の内周縁に沿って形成され、円弧状の内外周面を有している。取付部３ｄ〜６ｄは、カッタ刃３〜６の基端部から軸方向に突出して、支持部材２に形成された取付凹部２ｂに挿入される。取付凹部２ｂは、支持部材２の外周縁に隣接して円環状に凹設されている。したがってカッタ刃３〜６は、ピン部材８によって径中心側への移動が規制され、取付凹部２ｂによって径外側への移動と軸方向の一方側への移動が規制される。
【００２１】
キャップ部材（取付部）７は、図２，３に示すように円柱状の頭部７ａと、頭部７ａよりも径が小さい円柱状の挿入部７ｃを有している。頭部７ａの外周部には、カッタ刃３〜６に係止する爪部７ｂが形成されている。爪部７ｂは、頭部７ａの全周に形成されており、頭部７ａの外周面から径外側に延出しかつ支持部材２側へ軸方向に延出している。爪部７ｂは、軸方向に先細りになっており、カッタ刃３〜６の切欠き部３ｃ〜６ｃ（５ｃ，６ｃは図示省略）に軸方向に挿入される。切欠き部３ｃ〜６ｃは、爪部７ｂに対応する形状を有している。したがってキャップ部材７は、爪部７ｂによってカッタ刃３〜６の先端部の径外方向への移動とカッタ刃３〜６の軸方向の他方側への移動を規制する。
【００２２】
キャップ部材７の挿入部７ｃは、図２，３に示すようにピン部材８の端部に形成された凹部８ｂに挿入される。挿入部７ｃの端部は、ボルト１０に当接される。挿入部７ｃとピン部材８の間には、抜け規制機構９が設けられている。抜け規制機構９は、挿入部７ｃに設けられる複数のボール９ａと、ボール９ａを径外方向に付勢する付勢部材９ｂと、ピン部材８の凹部８ｂに形成された溝８ｃを有している。ボール９ａは、付勢部材９ｂの付勢力によって溝８ｃに嵌る。なお、付勢部材９ｂの一部分を挿入部７ｃに固定し、ボール９ａを付勢部材９ｂに固定することで、付勢部材９ｂおよびボール９ａがピン部材８から離脱しないようにするのが好ましい。
【００２３】
したがって抜け規制機構９は、キャップ部材７がピン部材８に対して軸方向に外れることを規制する。すなわちキャップ部材７とピン部材８の間に軸方向に所定よりも小さい力を加えた場合は、ボール９ａが溝８ｃから外れず、キャップ部材７がピン部材８から外れない。一方、前記所定の力以上の力を加えた場合は、ボール９ａが溝８ｃから外れ、キャップ部材７がピン部材８に対して軸方向に外れる。その結果、複数のカッタ刃３〜６も支持部材２に対して軸方向に支持部材２側から外れ得る。
【００２４】
摩擦圧接装置２０によってワーク３０，３１を摩擦圧接し、かつ内ばり切除カッタ１によって内ばりをワーク３０，３１からプレス切除する方法を図４〜１０にしたがって説明する。始めに、筒状のワーク３０，３１を準備する（図４参照）。ワーク３０は、内外周径が軸方向に略一定である。一方、ワーク３１は、内周径の異なる圧接部３１ａとテーパ部３１ｃと小径部３１ｂを有している。
【００２５】
図４に示すように圧接部３１ａがワーク３１の一端部に位置し、小径部３１ｂがワーク３１の他端部に位置し、テーパ部３１ｃがワーク３１の中央に位置している。圧接部３１ａの内周径は、圧接される他のワーク３０の内周径と略同じ大きさである。小径部３１ｂの内周径は、圧接部３１ａの内周径よりも小さい（例えば８０％〜３０％）。テーパ部３１ｃの内周径は、圧接部３１ａから小径部３１ｂに向けて除々に小さくなっている。圧接部３１ａとテーパ部３１ｃと小径部３１ｂの外周径は、略同じ大きさである。
【００２６】
次に、図４に示すようにワーク３０をクランプ２４に装着し、ワーク３１をチャック２３に装着する。支持部材２の先端部がワーク３１内に位置する場合は、支持部材２をアクチュエータ１ａによって軸方向に前進させて、図５に示すように支持部材２の先端部をワーク３１から突出させる。次に、図６に示すように支持部材２の先端部にカッタ刃３〜６とキャップ部材７を取付ける。次に、図７に示すように支持部材２をチャック２３の方向に後退させて、カッタ刃３〜６をワーク３０内に位置させる。
【００２７】
次に、図１，８に示すようにワーク３１を主軸モータ２５によって軸回転させ、主軸箱２２をモータ２７によってベッド２１に対して移動させ、ワーク３１をワーク３０に押し当てる。これによりワーク３０，３１が摩擦圧接によって接続される。なおワーク３１を移動させる際は、カッタ刃３〜６もワーク３１とともに移動させる。摩擦圧接によってワーク３０，３１の圧接部には、内ばり３２と外ばり３３が形成される。内ばり３２は、ワーク３０，３１の圧接部の内周面に位置し、円環状である。外ばり３３は、圧接部の外周面に位置し、円環状である。
【００２８】
次に、図９に示すように内ばり３２をプレス切除するために支持部材２を軸方向に前進させる。これによりカッタ刃３〜６が内ばり３２をワーク３０，３１からプレス切除する。プレス切除するタイミングは、内ばり３２が摩擦圧接によって発生した熱によって柔らかい状態において行う。この時、内ばり３２は、カッタ刃３〜６の要素３ａ〜６ａ，３ｂ〜６ｂによって順番に押されて伸ばされ（図３参照）、要素３ａ〜６ａ，３ｂ〜６ｂ間の段差によって切断される。したがって内ばり切除カッタ１は、内ばり３２を順次部分的に切断し、軸方向に一回前進することで、内ばり３２全体がワーク３０，３１から切除される。
【００２９】
次に、図１０に示すようにチャック２３からワーク３１を外し、支持部材２と主軸箱２２を軸方向に後退させる。支持部材２をワーク３１に対して後退させることで、カッタ刃３〜６の大径部３ｅ〜６ｅ（図２，３参照）がワーク３１のテーパ部３１ｃに当たり、カッタ刃３〜６が支持部材２に対して軸方向（前進方向）に力を受ける。その結果、カッタ刃３〜６がキャップ部材７を押して（図３参照）、キャップ部材７が抜け規制機構９に抗してピン部材８から外れ、続いてカッタ刃３〜６が支持部材２側から外れる。そして支持部材２をワーク３０，３１から引き抜いた後には、カッタ刃３〜６とキャップ部材７がワーク３０，３１内に残る。
【００３０】
次に、ワーク３０をクランプ２４から取外して、カッタ刃３〜６とキャップ部材７をワーク３０，３１から取出す。例えば、磁力を有する棒部材をワーク３０，３１に挿入して、棒部材によってカッタ刃３〜６とキャップ部材７をワーク３０，３１から取出す。
【００３１】
以上のように内ばり切除カッタ１は、図２，３に示すように支持部材２と、支持部材２に取付けられるカッタ刃３〜６を含む装着部材（３〜６，７）を有している。装着部材は、軸方向に垂直な面において支持部材２よりも外側に位置する大径部３ｅ〜６ｅと、装着部材を支持部材２に着脱可能に取付けるとともにプレス切除時にカッタ刃３〜６が内ばりから受ける軸方向の力と逆方向の力を大径部３ｅ〜６ｅが受けることで支持部材２から外れ得る取付部３ｄ〜６ｄを有している。したがって内周径が小さい部分（小径部３１ｂ）を有するワーク３１を摩擦圧接する場合においても内ばり３２を容易にプレス切除することができる（図４〜１０参照）。
【００３２】
またカッタ刃３〜６の一端部側は、図２，３に示すように支持部材２に取付けられる。カッタ刃３〜６の他端側には、カッタ刃３〜６の移動を規制する取付部としてのキャップ部材７が設けられている。したがってカッタ刃３〜６は、支持部材２とキャップ部材７によって両端部が移動規制されるため、ガタつきの少ない状態で支持部材２に取付けられる。そのためカッタ刃３〜６によって内ばり３２をワーク３０，３１から確実にプレス切除することができる（図９参照）。
【００３３】
また内ばり切除カッタ１は、図２，３に示すように装着部材（３〜６，７）を支持部材２に対して嵌合させることで、装着部材（３〜６，７）を支持部材２に対して抜け規制する抜け規制機構９を有している。したがって例えば単に圧入により装着部材を支持部材に着脱可能に取付ける方法に比べて、装着部材（３〜６，７）が支持部材２に対して不意に外れてしまうことが防止される。これにより内ばり切除カッタ１の取り扱い性が向上する。
【００３４】
また内ばり切除カッタ１は、図２，３に示すように支持部材２の端部に設けられるピン部材８を有し、ピン部材８の外周面上にカッタ刃３〜６が設置されている。したがってカッタ刃３〜６は、ピン部材８によって内周面が支持される。そのためカッタ刃３〜６は、内周側の厚みが薄くされ得る。これによりカッタ刃３〜６が軽量となり、カッタ刃３〜６の支持部材２への脱着作業が容易になる。
【００３５】
また複数のカッタ刃３〜６は、全体でワーク３０，３１の内周面の略全周に沿って配設される外周面を有している（図２，３，９参照）。各カッタ刃３〜６の外周面の周方向長さは、ワーク３０，３１の内周面の周方向長さの半分よりも短く、略四分の一である。したがってカッタ刃３〜６は、径方向長さがワーク３０，３１の内周面の直径よりも小さくなる。そのためカッタ刃３〜６は、ワーク３０，３１の内周径に対して小さくなるため、例えば軸方向にワーク３０，３１から容易に取出され得る。
【００３６】
（実施の形態２）
実施の形態２を図１１，１２にしたがって説明する。実施の形態２は、カッタ刃１３〜１６に形成された係合凸部（取付部）１３ｃ〜１６ｃと、ピン部材１８に形成された係合溝１８ａを有している点等において実施の形態１と相違している。以下、相違点を中心に実施の形態２について説明する。
【００３７】
内ばり切除カッタ１２は、図１１，１２に示すようにピン部材１８とキャップ部材１７を有している。ピン部材１８は、円柱状であって支持部材２の凹部２ａに挿入される基端部１８ｄを有している。そしてピン部材１８は、ボルト１０によって支持部材２に装着される。ピン部材１８の外周面には、周方向に略等間隔で複数の係合溝１８ａが形成されている。係合溝（あり溝）１８ａは、軸方向に延出しており、かつ溝底に近い（ピン部材１８の軸中心側）ほど幅が広くなっている。
【００３８】
各カッタ刃１３〜１６は、図１１，１２に示すように軸方向長さが異なる複数の要素１３ａ〜１６ａ，１３ｂ〜１６ｂを有している。各カッタ刃１３〜１６の内周面には、係合凸部（ありがた）１３ｃ〜１６ｃが形成されている。係合凸部１３ｃ〜１６ｃは、カッタ刃１３〜１６の基端部側に位置しており、軸方向に所定長さを有している。係合凸部１３ｃ〜１６ｃは、軸中心側に突出しており、先端に近いほど幅が広くなっている。したがって係合凸部１３ｃ〜１６ｃは、係合溝１８ａに軸方向の一方側から係合される。これによりカッタ刃１３〜１６は、ピン部材１８に対して径方向に脱落不能に取付けられ、かつ周方向に移動規制される。
【００３９】
キャップ部材１７は、図１１，１２に示すように円柱状の頭部１７ａと、頭部１７ａより径が小さい挿入部１７ｃを有している。頭部１７ａの外周部には、カッタ刃１３〜１６側に張出す円環状の張出部１７ｂが形成されている。張出部１７ｂは、カッタ刃１３〜１６に当接してカッタ刃１３〜１６の軸方向の移動を規制する。挿入部１７ｃとピン部材１８の間には、抜け規制機構１９が設けられている。抜け規制機構１９は、挿入部１７ｃに設けられる複数のボール１９ａと付勢部材１９ｂと、ピン部材１８に形成された溝１８ｃを有している。ボール１９ａは、付勢部材１９ｂの付勢力によって溝１８ｃに嵌っている。
【００４０】
（他の実施の形態）
本発明は、実施の形態１，２に限定されず、以下の形態等であっても良い。
（１）実施の形態１，２の内ばり切除カッタ１，１２は、四個のカッタ刃３〜６，１３〜１６を有している。しかし内ばり切除カッタが三個または五個以上のカッタ刃を有し、複数のカッタ刃の全体で円筒状に構成される形態であっても良い。または内ばり切除カッタが一個または二個以上のカッタ刃を有し、カッタ刃の全体で円筒形状の一部を形成し、軸方向に移動する動作を複数回行い、各動作において周方向に角度を調整することで、内ばり全体をワークからプレス切除する形態であっても良い。
（２）実施の形態１，２の内ばり切除カッタ１，１２は、キャップ部材７，１７を有している。しかし内ばり切除カッタがキャップ部材を有していない形態であっても良い。
（３）実施の形態１，２の内ばり切除カッタ１，１２は、キャップ部材７，１７とピン部材８，１８の間に抜け規制機構９，１９を有している。しかし内ばり切除カッタが抜け規制機構を有していない形態であっても良い。あるいは抜け規制機構がカッタ刃とピン部材の間に設けられる形態であっても良い。
（４）実施の形態１，２の抜け規制機構は、キャップ部材７，１７側に設けられたボール９ａ，１９ａと付勢部材９ｂ，１９ｂと、ピン部材８，１８側に形成された溝８ｃ，１８ｃを有している。しかしピン部材側にボールと付勢部材が設けられ、キャップ部材側に溝が形成されている形態等であっても良い。
（５）実施の形態１，２の内ばり切除カッタ１，１２は、ピン部材８，１８を有し、ピン部材８，１８の外周面に複数のカッタ刃３〜６，１３〜１６が配設されている。しかしピン部材を有さずに複数のカッタ刃の内周面同士が当接される形態であっても良い。
（６）実施の形態１，２のアクチュエータ１ａは、モータ保持台２６に設けられている。しかしアクチュエータが主軸箱に設けられる形態であっても良い。これにより内ばり切除カッタが主軸箱とともにベッドに対して移動する。
（７）実施の形態１，２のピン部材８，１８は、支持部材２と別体である。しかしピン部材が支持部材に一体に形成される形態であっても良い。
（８）カッタ刃は複数に分割されず、一体型であって、カッタ刃がキャップ部材などによって取外し可能に支持部材に装着される形態であっても良い。
（９）実施の形態１，２では、カッタ刃３〜６，１３〜１６が大径部（３ｅ〜６ｅ）を有しており、大径部がワーク３１の内面から力を受けることで、カッタ刃３〜６，１３〜１６とキャップ部材７，１７が支持部材２から外れる。しかしカッタ刃と支持部材の間に仲介部材を有し、その仲介部材に大径部が設けられ、その大径部が力を受けることでカッタ刃が仲介部材と一緒に支持部材から外れる形態でも良い。
（１０）実施の形態１，２のワーク３１は、テーパ部３１ｃを有しており、テーパ部３１ｃの内周面にカッタ刃３〜６，１３〜１６が当たってカッタ刃３〜６，１３〜１６が支持部材２から外れ得る。しかしワーク３１がテーパ部３１ｃを有しておらず、カッタ刃３〜６，１３〜１６が小径部３１ｂの端面（ワークの内径の変化部分）に当たってカッタ刃が支持部材２から外れる形態であっても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１，１２…内ばり切除カッタ
１ａ…アクチュエータ
２…支持部材
３〜６，１３〜１６…カッタ刃（装着部材）
３ｄ〜６ｄ…取付部
３ｅ〜６ｅ…大径部
７，１７…キャップ部材（装着部材、取付部）
８，１８…ピン部材
９，１９…抜け規制機構
１１…一体型カッタ刃
１３ｃ〜１６ｃ…係合凸部（取付部）
２０…摩擦圧接装置
２１…ベッド
２２…主軸箱
２３…チャック
２４…クランプ
２５…主軸モータ
２６…モータ保持台
２７…モータ
３０，３１…ワーク
３１ａ…圧接部
３１ｂ…小径部
３１ｃ…テーパ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状の一対のワークを相対回転させつつ押し当てて摩擦圧接した際にワークの内周面側に生じる内ばりをプレス切除するための摩擦圧接装置用内ばり切除カッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対のワークを相対回転させつつ押し当てて一対のワークを摩擦圧接する摩擦圧接装置と、その摩擦圧接装置に設けられる内ばり切除カッタが知られている（特許文献１参照）。摩擦圧接装置によって一対の筒状のワークを摩擦圧接した場合、ワークの圧接部の内外周面にばりが形成される。内ばり切除カッタは、そのワークの内周面に形成された内ばりをプレス切除するカッタであって、操作杆と、操作杆の端部に取付けられた筒状のカッタ刃を有している。内ばり切除カッタは、軸方向に移動して、摩擦圧接によって発生した熱によって柔らかい状態にある内ばりをカッタ刃によってワークからプレス切除する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭４８−７８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしワークの形状は、様々であって、例えば摩擦圧接される圧接部の内周径よりも小さい内周径を有する小径部（絞り）を具備するワーク等がある。ところが内ばり切除カッタは、圧接部の内周径とほぼ同じ同じ径を有する筒状のカッタ刃を有している。したがって内ばり切除カッタは、カッタ刃がワークに対して小径部側へ移動する方向にワークから抜くことができない。そのため長いワーク側から内ばり切除カッタを挿入する等の制限が加わり、これによって内ばりをワークからプレス切除することが容易でない場合がある。そこで本発明は、圧接部に比べて径が小さい内周径を有する小径部を具備するワークにおいても内ばりをワークから容易に切除し得る摩擦圧接装置用内ばり切除カッタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える摩擦圧接装置用内ばり切除カッタであることを特徴とする。すなわち請求項１に記載の発明によると、内ばり切除カッタは、軸方向に移動可能な支持部材と、支持部材に着脱可能に取付けられるカッタ刃を含む装着部材を有している。装着部材は、軸方向に垂直な面において支持部材よりも外側に位置する大径部と、装着部材を支持部材に着脱可能に取付けるとともにプレス切除時にカッタ刃が内ばりから受ける軸方向の力と逆方向の力を大径部が受けることで支持部材から外れ得る取付部を有している。
【０００６】
したがって内周径が小さい部分（小径部、絞り部）を有するワークを摩擦圧接する場合においても内ばりを容易にプレス切除することができる。例えば、小径部を具備するワークに支持部材を挿通し、支持部材にカッタ刃を取付ける。次に、ワークを他のワークに摩擦圧接し、摩擦圧接時に形成されたワークの内ばりに向けてカッタ刃を支持部材とともに軸方向に移動させる。そしてカッタ刃によって内ばりをワークからプレス切除した後に、カッタ刃をワーク内において支持部材から外す。そして支持部材をワークから抜き、その後にカッタ刃をワークから取出す。したがって内ばり切除カッタは、小径部を具備するワーク側から内ばりをワークからプレス切除することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、カッタ刃の一端部側は、支持部材に取付けられる。カッタ刃の他端側には、カッタ刃の移動を規制する取付部としてのキャップ部材が設けられている。したがってカッタ刃は、支持部材とキャップ部材によって両端部が移動規制されるため、ガタつきの少ない状態で支持部材に取付けられる。そのためカッタ刃によって内ばりをワークから確実にプレス切除することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によると、装着部材を支持部材に対して嵌合させることで、装着部材を支持部材に対して抜け規制する抜け規制機構を有している。したがって例えば単に圧入により装着部材を支持部材に着脱可能に取付ける方法に比べて、装着部材が支持部材に対して不意に外れてしまうことが防止される。これにより内ばり切除カッタの取り扱い性が向上する。
【０００９】
請求項４に記載の発明によると、支持部材の端部に設けられるピン部材を有し、ピン部材の外周面上にカッタ刃が設置される。したがってカッタ刃は、ピン部材によって内周面が支持される。そのためカッタ刃は、内周側の厚みが薄くされ得る。これによりカッタ刃が軽量となり、カッタ刃の支持部材への脱着作業が容易になる。
【００１０】
請求項５に記載の発明によると、複数のカッタ刃を有し、複数のカッタ刃は、全体でワークの内周面の略全周に沿って配設される外周面を有している。各カッタ刃の外周面の周方向長さは、ワークの内周面の周方向長さの半分よりも短い。したがってカッタ刃は、径方向長さがワークの内周面の径よりも小さくなる。そのためカッタ刃は、ワークの内周径に対して小さくなるため、例えば軸方向にワークから容易に取出され得る。
【００１１】
請求項６に記載の発明によると、内ばり切除方法であって、一対の筒状のワークを準備し、一対のワークの一つは、他のワークと摩擦圧接される圧接端部と、圧接端部よりも内周径が小さい内周径を備える小径部を有している。次に、小径部を有するワークに内ばり切除カッタの支持部材を挿通し、取付部を介して支持部材にカッタ刃を含む装着部材を取付ける。一対のワークを摩擦圧接した後に、内ばり切除カッタを軸方向に移動させてワークの内周面に形成された内ばりをカッタ刃によってプレス切除する。次に、支持部材をワークから抜く方向に移動させることで、装着部材の大径部にワークの内面から押される力を加えて取付部を支持部材から外すとともに、取付部を介して支持部材に取付けられていた装着部材を支持部材から外す。続いて支持部材をワークから抜き、装着部材をワーク内から取出す。したがって小径部を有するワークを摩擦圧接する場合においても内ばり切除カッタによって内ばりをプレス切除することができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明によると、カッタ刃をワークの内面に当てることで、カッタ刃を含む装着部材を支持部材から外す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】内ばり切除カッタが装着された摩擦圧接装置の概略正面図である。
【図２】内ばり切除カッタの左側面図である。
【図３】図２のIII―III線断面矢視図である。
【図４】摩擦圧接する前における摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図５】内ばり切除カッタの軸部を前進させた際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図６】内ばり切除カッタの軸部にカッタ刃を取付けた際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図７】内ばり切除カッタを後退させた際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図８】摩擦圧接している際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図９】内ばり切除カッタによって内ばりをワークからプレス切除した際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図１０】内ばりをワークからプレス切除した後に支持部材を後退させた際の摩擦圧接装置の一部断面図である。
【図１１】実施の形態２にかかる内ばり切除カッタの左側面図である。
【図１２】図１１のXII―XII線断面矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態１）
実施の形態１を図１〜１０にしたがって説明する。摩擦圧接装置２０は、図１に示すように一対のワーク３０，３１を摩擦圧接する装置であって、ベッド２１と、ベッド２１の一端部に移動不能に設けられるクランプ２４と、ベッド２１の中央に移動可能に設けられる主軸箱２２と、ベッド２１の他端部に移動不能に設けられるモータ保持台２６を有している。
【００１５】
クランプ２４には、図１に示すようにワーク３０の一つが装着される。主軸箱２２の一端部には、軸回転可能にチャック２３が設けられており、チャック２３に他の一つのワーク３１が装着される。主軸箱２２には、チャック２３を主軸箱２２に対して軸回転させるための主軸モータ２５が設けられている。モータ保持台２６には、モータ２７が設けられており、モータ２７は、図示省略のボールねじを介して主軸箱２２をベッド２１に対して移動させる。
【００１６】
摩擦圧接装置２０には、図１に示すように内ばり切除カッタ１が設けられている。内ばり切除カッタ１は、筒状のワーク３０，３１を摩擦圧接した際にワーク３０，３１の内周面側に形成される内ばりをプレス切除するカッタであって、支持部材２と支持部材２の端部に設けられるカッタ刃３〜６を有している。支持部材２は、円柱状であって、主軸箱２２とチャック２３に軸方向に移動可能に挿通され、基端部がモータ保持台２６に設けられたアクチュエータ１ａに接続される。アクチュエータ１ａは、油圧ピストン等であって、支持部材２を軸方向に移動させ得る。
【００１７】
内ばり切除カッタ１は、図２，３に示すように支持部材２の先端部に取付けられるピン部材８と、ピン部材８の外周面上に設置される複数のカッタ刃（装着部材）３〜６と、ピン部材８の先方に配設されるキャップ部材（装着部材）７を有している。ピン部材８は、円柱状であって、支持部材２の端部中心に形成された凹部２ａに挿入される基端部８ｄを有している。ピン部材８は、先方から挿入されたボルト１０によって支持部材２に脱落不能に取付けられる。
【００１８】
カッタ刃３〜６は、図２，３に示すようにピン部材８の外周面８ａに周方向に並べられ、全体で略円筒状になっている。各カッタ刃３〜６は、円筒形状を略等分に分割した形状であって、略９０°の中心角を有している。カッタ刃３〜６の内周径は、ピン部材８の外周径と略同じ大きさであり、カッタ刃３〜６の外周径は、支持部材２の外周径よりも大きい。したがってカッタ刃３〜６は、それぞれ支持部材２の軸方向に垂直な面において支持部材２よりも外側に位置する大径部３ｅ〜６ｅを有する。
【００１９】
各カッタ刃３〜６は、図２，３に示すように周方向に複数の要素３ａ〜６ａ，３ｂ〜６ｂを有している。要素３ａ〜６ａ，３ｂ〜６ｂは、軸方向長さが異なっており、要素３ａ，５ａが最も軸方向に長く、その先端面が最も支持部材２から遠い。時計回りに要素３ｂ，５ｂ、要素４ａ，６ａ、要素４ｂ，６ｂが並んでおり、順に軸方向が短くなり、その先端面が支持部材２に近くなる。要素３ａ〜６ａ，３ｂ〜６ｂは、外周端縁に刃先３ａ１〜６ａ１，３ｂ１〜６ｂ１を有している。刃先３ａ１〜６ａ１，３ｂ１〜６ｂ１は、全体で略円形になっている。
【００２０】
カッタ刃３〜６は、図３に示すように基端部に取付部３ｄ〜６ｄ（５ｄ、６ｄは図示省略）を有している。取付部３ｄ〜６ｄは、カッタ刃３〜６の内周縁に沿って形成され、円弧状の内外周面を有している。取付部３ｄ〜６ｄは、カッタ刃３〜６の基端部から軸方向に突出して、支持部材２に形成された取付凹部２ｂに挿入される。取付凹部２ｂは、支持部材２の外周縁に隣接して円環状に凹設されている。したがってカッタ刃３〜６は、ピン部材８によって径中心側への移動が規制され、取付凹部２ｂによって径外側への移動と軸方向の一方側への移動が規制される。
【００２１】
キャップ部材（取付部）７は、図２，３に示すように円柱状の頭部７ａと、頭部７ａよりも径が小さい円柱状の挿入部７ｃを有している。頭部７ａの外周部には、カッタ刃３〜６に係止する爪部７ｂが形成されている。爪部７ｂは、頭部７ａの全周に形成されており、頭部７ａの外周面から径外側に延出しかつ支持部材２側へ軸方向に延出している。爪部７ｂは、軸方向に先細りになっており、カッタ刃３〜６の切欠き部３ｃ〜６ｃ（５ｃ，６ｃは図示省略）に軸方向に挿入される。切欠き部３ｃ〜６ｃは、爪部７ｂに対応する形状を有している。したがってキャップ部材７は、爪部７ｂによってカッタ刃３〜６の先端部の径外方向への移動とカッタ刃３〜６の軸方向の他方側への移動を規制する。
【００２２】
キャップ部材７の挿入部７ｃは、図２，３に示すようにピン部材８の端部に形成された凹部８ｂに挿入される。挿入部７ｃの端部は、ボルト１０に当接される。挿入部７ｃとピン部材８の間には、抜け規制機構９が設けられている。抜け規制機構９は、挿入部７ｃに設けられる複数のボール９ａと、ボール９ａを径外方向に付勢する付勢部材９ｂと、ピン部材８の凹部８ｂに形成された溝８ｃを有している。ボール９ａは、付勢部材９ｂの付勢力によって溝８ｃに嵌る。なお、付勢部材９ｂの一部分を挿入部７ｃに固定し、ボール９ａを付勢部材９ｂに固定することで、付勢部材９ｂおよびボール９ａがピン部材８から離脱しないようにするのが好ましい。
【００２３】
したがって抜け規制機構９は、キャップ部材７がピン部材８に対して軸方向に外れることを規制する。すなわちキャップ部材７とピン部材８の間に軸方向に所定よりも小さい力を加えた場合は、ボール９ａが溝８ｃから外れず、キャップ部材７がピン部材８から外れない。一方、前記所定の力以上の力を加えた場合は、ボール９ａが溝８ｃから外れ、キャップ部材７がピン部材８に対して軸方向に外れる。その結果、複数のカッタ刃３〜６も支持部材２に対して軸方向に支持部材２側から外れ得る。
【００２４】
摩擦圧接装置２０によってワーク３０，３１を摩擦圧接し、かつ内ばり切除カッタ１によって内ばりをワーク３０，３１からプレス切除する方法を図４〜１０にしたがって説明する。始めに、筒状のワーク３０，３１を準備する（図４参照）。ワーク３０は、内外周径が軸方向に略一定である。一方、ワーク３１は、内周径の異なる圧接部３１ａとテーパ部３１ｃと小径部３１ｂを有している。
【００２５】
図４に示すように圧接部３１ａがワーク３１の一端部に位置し、小径部３１ｂがワーク３１の他端部に位置し、テーパ部３１ｃがワーク３１の中央に位置している。圧接部３１ａの内周径は、圧接される他のワーク３０の内周径と略同じ大きさである。小径部３１ｂの内周径は、圧接部３１ａの内周径よりも小さい（例えば８０％〜３０％）。テーパ部３１ｃの内周径は、圧接部３１ａから小径部３１ｂに向けて除々に小さくなっている。圧接部３１ａとテーパ部３１ｃと小径部３１ｂの外周径は、略同じ大きさである。
【００２６】
次に、図４に示すようにワーク３０をクランプ２４に装着し、ワーク３１をチャック２３に装着する。支持部材２の先端部がワーク３１内に位置する場合は、支持部材２をアクチュエータ１ａによって軸方向に前進させて、図５に示すように支持部材２の先端部をワーク３１から突出させる。次に、図６に示すように支持部材２の先端部にカッタ刃３〜６とキャップ部材７を取付ける。次に、図７に示すように支持部材２をチャック２３の方向に後退させて、カッタ刃３〜６をワーク３０内に位置させる。
【００２７】
次に、図１，８に示すようにワーク３１を主軸モータ２５によって軸回転させ、主軸箱２２をモータ２７によってベッド２１に対して移動させ、ワーク３１をワーク３０に押し当てる。これによりワーク３０，３１が摩擦圧接によって接続される。なおワーク３１を移動させる際は、カッタ刃３〜６もワーク３１とともに移動させる。摩擦圧接によってワーク３０，３１の圧接部には、内ばり３２と外ばり３３が形成される。内ばり３２は、ワーク３０，３１の圧接部の内周面に位置し、円環状である。外ばり３３は、圧接部の外周面に位置し、円環状である。
【００２８】
次に、図９に示すように内ばり３２をプレス切除するために支持部材２を軸方向に前進させる。これによりカッタ刃３〜６が内ばり３２をワーク３０，３１からプレス切除する。プレス切除するタイミングは、内ばり３２が摩擦圧接によって発生した熱によって柔らかい状態において行う。この時、内ばり３２は、カッタ刃３〜６の要素３ａ〜６ａ，３ｂ〜６ｂによって順番に押されて伸ばされ（図３参照）、要素３ａ〜６ａ，３ｂ〜６ｂ間の段差によって切断される。したがって内ばり切除カッタ１は、内ばり３２を順次部分的に切断し、軸方向に一回前進することで、内ばり３２全体がワーク３０，３１から切除される。
【００２９】
次に、図１０に示すようにチャック２３からワーク３１を外し、支持部材２と主軸箱２２を軸方向に後退させる。支持部材２をワーク３１に対して後退させることで、カッタ刃３〜６の大径部３ｅ〜６ｅ（図２，３参照）がワーク３１のテーパ部３１ｃに当たり、カッタ刃３〜６が支持部材２に対して軸方向（前進方向）に力を受ける。その結果、カッタ刃３〜６がキャップ部材７を押して（図３参照）、キャップ部材７が抜け規制機構９に抗してピン部材８から外れ、続いてカッタ刃３〜６が支持部材２側から外れる。そして支持部材２をワーク３０，３１から引き抜いた後には、カッタ刃３〜６とキャップ部材７がワーク３０，３１内に残る。
【００３０】
次に、ワーク３０をクランプ２４から取外して、カッタ刃３〜６とキャップ部材７をワーク３０，３１から取出す。例えば、磁力を有する棒部材をワーク３０，３１に挿入して、棒部材によってカッタ刃３〜６とキャップ部材７をワーク３０，３１から取出す。
【００３１】
以上のように内ばり切除カッタ１は、図２，３に示すように支持部材２と、支持部材２に取付けられるカッタ刃３〜６を含む装着部材（３〜６，７）を有している。装着部材は、軸方向に垂直な面において支持部材２よりも外側に位置する大径部３ｅ〜６ｅと、装着部材を支持部材２に着脱可能に取付けるとともにプレス切除時にカッタ刃３〜６が内ばりから受ける軸方向の力と逆方向の力を大径部３ｅ〜６ｅが受けることで支持部材２から外れ得る取付部３ｄ〜６ｄを有している。したがって内周径が小さい部分（小径部３１ｂ）を有するワーク３１を摩擦圧接する場合においても内ばり３２を容易にプレス切除することができる（図４〜１０参照）。
【００３２】
またカッタ刃３〜６の一端部側は、図２，３に示すように支持部材２に取付けられる。カッタ刃３〜６の他端側には、カッタ刃３〜６の移動を規制する取付部としてのキャップ部材７が設けられている。したがってカッタ刃３〜６は、支持部材２とキャップ部材７によって両端部が移動規制されるため、ガタつきの少ない状態で支持部材２に取付けられる。そのためカッタ刃３〜６によって内ばり３２をワーク３０，３１から確実にプレス切除することができる（図９参照）。
【００３３】
また内ばり切除カッタ１は、図２，３に示すように装着部材（３〜６，７）を支持部材２に対して嵌合させることで、装着部材（３〜６，７）を支持部材２に対して抜け規制する抜け規制機構９を有している。したがって例えば単に圧入により装着部材を支持部材に着脱可能に取付ける方法に比べて、装着部材（３〜６，７）が支持部材２に対して不意に外れてしまうことが防止される。これにより内ばり切除カッタ１の取り扱い性が向上する。
【００３４】
また内ばり切除カッタ１は、図２，３に示すように支持部材２の端部に設けられるピン部材８を有し、ピン部材８の外周面上にカッタ刃３〜６が設置されている。したがってカッタ刃３〜６は、ピン部材８によって内周面が支持される。そのためカッタ刃３〜６は、内周側の厚みが薄くされ得る。これによりカッタ刃３〜６が軽量となり、カッタ刃３〜６の支持部材２への脱着作業が容易になる。
【００３５】
また複数のカッタ刃３〜６は、全体でワーク３０，３１の内周面の略全周に沿って配設される外周面を有している（図２，３，９参照）。各カッタ刃３〜６の外周面の周方向長さは、ワーク３０，３１の内周面の周方向長さの半分よりも短く、略四分の一である。したがってカッタ刃３〜６は、径方向長さがワーク３０，３１の内周面の直径よりも小さくなる。そのためカッタ刃３〜６は、ワーク３０，３１の内周径に対して小さくなるため、例えば軸方向にワーク３０，３１から容易に取出され得る。
【００３６】
（実施の形態２）
実施の形態２を図１１，１２にしたがって説明する。実施の形態２は、カッタ刃１３〜１６に形成された係合凸部（取付部）１３ｃ〜１６ｃと、ピン部材１８に形成された係合溝１８ａを有している点等において実施の形態１と相違している。以下、相違点を中心に実施の形態２について説明する。
【００３７】
内ばり切除カッタ１２は、図１１，１２に示すようにピン部材１８とキャップ部材１７を有している。ピン部材１８は、円柱状であって支持部材２の凹部２ａに挿入される基端部１８ｄを有している。そしてピン部材１８は、ボルト１０によって支持部材２に装着される。ピン部材１８の外周面には、周方向に略等間隔で複数の係合溝１８ａが形成されている。係合溝（あり溝）１８ａは、軸方向に延出しており、かつ溝底に近い（ピン部材１８の軸中心側）ほど幅が広くなっている。
【００３８】
各カッタ刃１３〜１６は、図１１，１２に示すように軸方向長さが異なる複数の要素１３ａ〜１６ａ，１３ｂ〜１６ｂを有している。各カッタ刃１３〜１６の内周面には、係合凸部（ありがた）１３ｃ〜１６ｃが形成されている。係合凸部１３ｃ〜１６ｃは、カッタ刃１３〜１６の基端部側に位置しており、軸方向に所定長さを有している。係合凸部１３ｃ〜１６ｃは、軸中心側に突出しており、先端に近いほど幅が広くなっている。したがって係合凸部１３ｃ〜１６ｃは、係合溝１８ａに軸方向の一方側から係合される。これによりカッタ刃１３〜１６は、ピン部材１８に対して径方向に脱落不能に取付けられ、かつ周方向に移動規制される。
【００３９】
キャップ部材１７は、図１１，１２に示すように円柱状の頭部１７ａと、頭部１７ａより径が小さい挿入部１７ｃを有している。頭部１７ａの外周部には、カッタ刃１３〜１６側に張出す円環状の張出部１７ｂが形成されている。張出部１７ｂは、カッタ刃１３〜１６に当接してカッタ刃１３〜１６の軸方向の移動を規制する。挿入部１７ｃとピン部材１８の間には、抜け規制機構１９が設けられている。抜け規制機構１９は、挿入部１７ｃに設けられる複数のボール１９ａと付勢部材１９ｂと、ピン部材１８に形成された溝１８ｃを有している。ボール１９ａは、付勢部材１９ｂの付勢力によって溝１８ｃに嵌っている。
【００４０】
（他の実施の形態）
本発明は、実施の形態１，２に限定されず、以下の形態等であっても良い。
（１）実施の形態１，２の内ばり切除カッタ１，１２は、四個のカッタ刃３〜６，１３〜１６を有している。しかし内ばり切除カッタが三個または五個以上のカッタ刃を有し、複数のカッタ刃の全体で円筒状に構成される形態であっても良い。または内ばり切除カッタが一個または二個以上のカッタ刃を有し、カッタ刃の全体で円筒形状の一部を形成し、軸方向に移動する動作を複数回行い、各動作において周方向に角度を調整することで、内ばり全体をワークからプレス切除する形態であっても良い。
（２）実施の形態１，２の内ばり切除カッタ１，１２は、キャップ部材７，１７を有している。しかし内ばり切除カッタがキャップ部材を有していない形態であっても良い。
（３）実施の形態１，２の内ばり切除カッタ１，１２は、キャップ部材７，１７とピン部材８，１８の間に抜け規制機構９，１９を有している。しかし内ばり切除カッタが抜け規制機構を有していない形態であっても良い。あるいは抜け規制機構がカッタ刃とピン部材の間に設けられる形態であっても良い。
（４）実施の形態１，２の抜け規制機構は、キャップ部材７，１７側に設けられたボール９ａ，１９ａと付勢部材９ｂ，１９ｂと、ピン部材８，１８側に形成された溝８ｃ，１８ｃを有している。しかしピン部材側にボールと付勢部材が設けられ、キャップ部材側に溝が形成されている形態等であっても良い。
（５）実施の形態１，２の内ばり切除カッタ１，１２は、ピン部材８，１８を有し、ピン部材８，１８の外周面に複数のカッタ刃３〜６，１３〜１６が配設されている。しかしピン部材を有さずに複数のカッタ刃の内周面同士が当接される形態であっても良い。
（６）実施の形態１，２のアクチュエータ１ａは、モータ保持台２６に設けられている。しかしアクチュエータが主軸箱に設けられる形態であっても良い。これにより内ばり切除カッタが主軸箱とともにベッドに対して移動する。
（７）実施の形態１，２のピン部材８，１８は、支持部材２と別体である。しかしピン部材が支持部材に一体に形成される形態であっても良い。
（８）カッタ刃は複数に分割されず、一体型であって、カッタ刃がキャップ部材などによって取外し可能に支持部材に装着される形態であっても良い。
（９）実施の形態１，２では、カッタ刃３〜６，１３〜１６が大径部（３ｅ〜６ｅ）を有しており、大径部がワーク３１の内面から力を受けることで、カッタ刃３〜６，１３〜１６とキャップ部材７，１７が支持部材２から外れる。しかしカッタ刃と支持部材の間に仲介部材を有し、その仲介部材に大径部が設けられ、その大径部が力を受けることでカッタ刃が仲介部材と一緒に支持部材から外れる形態でも良い。
（１０）実施の形態１，２のワーク３１は、テーパ部３１ｃを有しており、テーパ部３１ｃの内周面にカッタ刃３〜６，１３〜１６が当たってカッタ刃３〜６，１３〜１６が支持部材２から外れ得る。しかしワーク３１がテーパ部３１ｃを有しておらず、カッタ刃３〜６，１３〜１６が小径部３１ｂの端面（ワークの内径の変化部分）に当たってカッタ刃が支持部材２から外れる形態であっても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１，１２…内ばり切除カッタ
１ａ…アクチュエータ
２…支持部材
３〜６，１３〜１６…カッタ刃（装着部材）
３ｄ〜６ｄ…取付部
３ｅ〜６ｅ…大径部
７，１７…キャップ部材（装着部材、取付部）
８，１８…ピン部材
９，１９…抜け規制機構
１１…一体型カッタ刃
１３ｃ〜１６ｃ…係合凸部（取付部）
２０…摩擦圧接装置
２１…ベッド
２２…主軸箱
２３…チャック
２４…クランプ
２５…主軸モータ
２６…モータ保持台
２７…モータ
３０，３１…ワーク
３１ａ…圧接部
３１ｂ…小径部
３１ｃ…テーパ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の一対のワークを相対回転させつつ軸方向に押し当てて摩擦圧接した際に前記ワークの内周面側に生じる内ばりをプレス切除するための摩擦圧接装置用内ばり切除カッタであって、
前記軸方向に移動可能な支持部材と、前記支持部材に着脱可能に取付けられるカッタ刃を含む装着部材を有し、
前記装着部材は、前記軸方向に垂直な面において前記支持部材よりも外側に位置する大径部と、前記装着部材を前記支持部材に着脱可能に取付けるとともにプレス切除時に前記カッタ刃が前記内ばりから受ける軸方向の力と逆方向の力を前記大径部が受けることで前記支持部材から外れ得る取付部を有することを特徴とする摩擦圧接機用内ばり切除カッタ。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタであって、
カッタ刃の一端部側は、支持部材に取付けられ、
前記カッタ刃の他端側には、前記カッタ刃の移動を規制する取付部としてのキャップ部材が設けられていることを特徴とする摩擦圧接機用内ばり切除カッタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタであって、
装着部材を支持部材に対して嵌合させることで、前記装着部材を前記支持部材に対して抜け規制する抜け規制機構を有することを特徴とする摩擦圧接機用内ばり切除カッタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタであって、
支持部材の端部に設けられるピン部材を有し、前記ピン部材の外周面上にカッタ刃が設置されることを特徴とする摩擦圧接機用内ばり切除カッタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタであって、
複数のカッタ刃を有し、前記複数のカッタ刃は、全体でワークの内周面の略全周に沿って配設される外周面を有し、
前記各カッタ刃の外周面の周方向長さは、前記ワークの内周面の周方向長さの半分よりも短いことを特徴とする摩擦圧接機用内ばり切除カッタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタによる内ばり切除方法であって、
一対の筒状のワークを準備し、前記一対のワークの一つは、他のワークと摩擦圧接される圧接端部と、前記圧接端部よりも内周径が小さい内周径を備える小径部を有し、
前記小径部を有する前記ワークに前記内ばり切除カッタの支持部材を挿通し、
取付部を介して前記支持部材にカッタ刃を含む装着部材を取付け、
前記一対のワークを摩擦圧接した後に、前記内ばり切除カッタを軸方向に移動させて前記ワークの内周面に形成された内ばりを前記カッタ刃によってプレス切除し、
前記支持部材を前記ワークから抜く方向に移動させることで、前記装着部材の大径部に前記ワークの内面から押される力を加えて前記取付部を前記支持部材から外すとともに、前記取付部を介して前記支持部材に取付けられていた前記装着部材を前記支持部材から外し、
前記支持部材を前記ワークから抜き、前記装着部材を前記ワーク内から取出すことを特徴とする内ばり切除方法。
【請求項７】
請求項６に記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタによる内ばり切除方法であって、
カッタ刃をワークの内面に当てることで、装着部材を支持部材から外すことを特徴とする内ばり切除方法。
【請求項１】
筒状の一対のワークを相対回転させつつ軸方向に押し当てて摩擦圧接した際に前記ワークの内周面側に生じる内ばりをプレス切除するための摩擦圧接装置用内ばり切除カッタであって、
前記軸方向に移動可能な支持部材と、前記支持部材に着脱可能に取付けられるカッタ刃を含む装着部材を有し、
前記装着部材は、前記軸方向に垂直な面において前記支持部材よりも外側に位置する大径部と、前記装着部材を前記支持部材に着脱可能に取付けるとともにプレス切除時に前記カッタ刃が前記内ばりから受ける軸方向の力と逆方向の力を前記大径部が受けることで前記支持部材から外れ得る取付部を有することを特徴とする摩擦圧接機用内ばり切除カッタ。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタであって、
カッタ刃の一端部側は、支持部材に取付けられ、
前記カッタ刃の他端側には、前記カッタ刃の移動を規制する取付部としてのキャップ部材が設けられていることを特徴とする摩擦圧接機用内ばり切除カッタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタであって、
装着部材を支持部材に対して嵌合させることで、前記装着部材を前記支持部材に対して抜け規制する抜け規制機構を有することを特徴とする摩擦圧接機用内ばり切除カッタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタであって、
支持部材の端部に設けられるピン部材を有し、前記ピン部材の外周面上にカッタ刃が設置されることを特徴とする摩擦圧接機用内ばり切除カッタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタであって、
複数のカッタ刃を有し、前記複数のカッタ刃は、全体でワークの内周面の略全周に沿って配設される外周面を有し、
前記各カッタ刃の外周面の周方向長さは、前記ワークの内周面の周方向長さの半分よりも短いことを特徴とする摩擦圧接機用内ばり切除カッタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタによる内ばり切除方法であって、
一対の筒状のワークを準備し、前記一対のワークの一つは、他のワークと摩擦圧接される圧接端部と、前記圧接端部よりも内周径が小さい内周径を備える小径部を有し、
前記小径部を有する前記ワークに前記内ばり切除カッタの支持部材を挿通し、
取付部を介して前記支持部材にカッタ刃を含む装着部材を取付け、
前記一対のワークを摩擦圧接した後に、前記内ばり切除カッタを軸方向に移動させて前記ワークの内周面に形成された内ばりを前記カッタ刃によってプレス切除し、
前記支持部材を前記ワークから抜く方向に移動させることで、前記装着部材の大径部に前記ワークの内面から押される力を加えて前記取付部を前記支持部材から外すとともに、前記取付部を介して前記支持部材に取付けられていた前記装着部材を前記支持部材から外し、
前記支持部材を前記ワークから抜き、前記装着部材を前記ワーク内から取出すことを特徴とする内ばり切除方法。
【請求項７】
請求項６に記載の摩擦圧接機用内ばり切除カッタによる内ばり切除方法であって、
カッタ刃をワークの内面に当てることで、装着部材を支持部材から外すことを特徴とする内ばり切除方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１７２９３２（Ｐ２０１０−１７２９３２Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８１７６（Ｐ２００９−１８１７６）
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００１０１９９４）イヅミ工業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００１０１９９４）イヅミ工業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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