(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機の押出用スクリューの外周面を磨くための磨き装置であって、
所定の軸を中心に回転可能な台金部材と、前記台金部材上に固定される弾性部材と、前記弾性部材上に設置されて前記押出用スクリューの外周面に接触して当該外周面の少なくとも一部を磨く磨き部材とを備え、前記弾性部材のうち前記所定の軸と直交する側面の少なくとも一部が前記磨き部材で被覆された磨きヘッドと、
前記押出用スクリューに対して前記磨きヘッドが接近する方向を中心軸として当該磨きヘッドを旋回させる駆動機構と、
前記駆動機構を介して前記磨きヘッドを前記押出用スクリューの外周面に押し当てる制御を行う制御装置と、を具備し、
前記磨き部材は、前記弾性部材のうち前記押出用スクリューの凹部と対向する面、および前記弾性部材の前記側面の少なくとも一部にそれぞれ固定されてなり、
前記磨き部材が被覆された前記磨きヘッドの側面が前記押出用スクリューの凸部側面に押し当てられて前記押出用スクリューの凸部が研磨されることを特徴とする磨き装置。
【請求項２】
前記磨き部材の前記外周面と接触する面は、立方晶窒化硼素からなる磨き面を含む請求項１に記載の磨き装置。
【請求項３】
前記磨き面には、前記外周面を磨き加工するときに前記磨き面が移動する方向と交差する方向に沿って溝部が設けられている請求項２に記載の磨き装置。
【請求項４】
前記溝部は、前記磨き面が移動する方向に沿って所定間隔で複数設けられている請求項３に記載の磨き装置。
【請求項５】
前記接近する方向を中心軸として前記駆動機構によって前記磨きヘッドを旋回させつつ、前記制御装置は前記磨きヘッドを前記押出用スクリューの外周面の凹凸に倣うように移動させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の磨き装置。
【請求項６】
射出成形機の押出用スクリューの外周面を磨くための磨きヘッドであって、
所定の軸を中心に回転可能な台金部材と、
前記台金部材の外周に設置された弾性部材と、
前記弾性部材の外周に設置されて前記押出用スクリューの外周面に接触して当該外周面の少なくとも一部を磨く磨き部材と、を備え、
前記台金部材の回転方向と交差する方向に関する磨き部材の幅は、前記弾性部材の幅よりも広く、
前記磨き部材は、前記弾性部材のうち前記押出用スクリューの凹部と対向する面および前記弾性部材のうち前記所定の軸と直交する側面の少なくとも一部にそれぞれ固定されていることを特徴とする磨きヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被磨き部品の磨き装置に関し、より詳しくは高硬度スクリューの磨き加工に好適な磨き装置およびそれに用いる磨きヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属材料や樹脂材料からなる射出成形品は、自動車用部品や缶体などを始めとして広く産業界に浸透している。これら射出成形品は、射出成形機内において、溶融した樹脂や金属が所定の成形型に充填されることにより所望の形状にて成形がなされる。
溶融樹脂や溶融金属が成形型内へ充填される際、通常は射出成形機に備えられた押出機のスクリューが用いられる。
【０００３】
この押出機用スクリューは、射出成形処理において繰り返し用いられることから、耐摩耗性と耐食性が共に優れた材料で構成されていることが要求される。このような背景のもと、従来から特許文献１に示されるごとき高硬度の焼結合金が押出機用スクリューの材料として用いられており、耐久性の高い優れた射出成形機の実現に貢献している。
【０００４】
一方で高硬度の押出機用スクリューは、その高い硬度のため加工が難しく、焼結後の焼結合金に対して最終的な製品形状となるまで多大な製造時間を要している。
特に加工の最終段階である磨き工程においては、従来は熟練した職人が手作業で磨き作業を行っており、所望の形状のスクリューを製造するのに多大な時間とコストがかかっていた。
【０００５】
近年では高性能化はもとよりコスト低減の要請も強くなってきており、時間とコストのかかる磨き工程においてすら自動化する試みが必要となる。
この磨き工程の自動化に際しては、例えば特許文献２に示すような自動研磨装置を導入することも考えられる。この特許文献２によれば、回転する研磨ブラシにより試料片の表面を自動的に研磨する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−８９８２３号公報
【特許文献２】特開２００５−１０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら製造されるスクリューは近年では多種多様となってきており、その用途や形状に即した熟練した磨き技術が要求される。そのため、例えば特許文献２のごとき研磨ブラシが単純に回転する研磨工具を備えた装置では、被磨き面に対する研磨ブラシの押圧力を適切に保つことは困難であり、さらには二次元的な平面形状でなく三次元的な形状の部位に対する良質な磨き加工も到底望むことができない。
【０００８】
特に押出用スクリューは複雑な形状を有しており、特許文献２に示される回転ブラシではスクリューの凹凸全面に対して所望の磨き加工は難しく、磨き筋が残ってしまうことが懸念される。磨き工程において磨き筋などが生じた場合には、射出成形時の溶融材料の押出圧などにも影響が出てしまい、結果的に射出成形品の性能良否に直接結びついてしまう。
本発明は、このような潜在的なニーズに鑑み、多種多様な押出機用スクリューの磨き加工を高精度で且つ高効率で行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる磨き装置は、被磨き部品として射出成形機の押出用スクリューの外周面を磨くための磨き装置であって、所定の軸を中心に回転可能な台金部材と、前記台金部材上に固定される弾性部材と、前記弾性部材上に設置されて前記押出用スクリューの外周面に接触して当該外周面の少なくとも一部を磨く磨き部材とを備え、前記弾性部材のうち前記所定の軸と直交する側面の少なくとも一部が前記磨き部材で被覆された磨きヘッドと、前記押出用スクリューに対して前記磨きヘッドが接近する方向を中心軸として当該磨きヘッドを旋回させる駆動機構と、前記駆動機構を介して前記磨きヘッドを前記押出用スクリューの外周面に押し当てる制御を行う制御装置と、を具備し、前記磨き部材は、前記弾性部材のうち前記押出用スクリューの凹部と対向する面、および前記弾性部材の前記側面の少なくとも一部にそれぞれ固定されてなり、前記磨き部材が被覆された前記磨きヘッドの側面が前記押出用スクリューの凸部側面に押し当てられて前記押出用スクリューの凸部が研磨されることを特徴とする。
【００１０】
なお、上記した磨き装置においては、前記磨き部材の前記外周面と接触する面は、ＣＢＮ（立方晶窒化硼素）からなる磨き面を含むことが好ましい。
【００１１】
また、上記した磨き装置では、前記磨き面には、前記外周面を磨き加工するときに前記磨き面が移動する方向と交差する方向に沿って溝部が設けられていることが好ましい。
【００１２】
さらには、前記溝部は、前記磨き面が移動する方向に沿って所定間隔で複数設けられていることが好ましい。
また、前記被磨き部品は、螺旋状の凸部が外周面に形成された高硬度スクリューを含むことが好ましい。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる磨きヘッドは、被磨き部品として射出成形機の押出用スクリューの外周面を磨くための磨きヘッドであって、所定の軸を中心に回転可能な台金部材と、前記台金部材の外周に設置された弾性部材と、前記弾性部材の外周に設置されて前記押出用スクリューの外周面に接触して当該外周面の少なくとも一部を磨く磨き部材と、を備え、前記台金部材の回転方向と交差する方向に関する磨き部材の幅は、前記弾性部材の幅よりも広く、前記磨き部材は、前記弾性部材のうち前記押出用スクリューの凹部と対向する面および前記弾性部材のうち前記所定の軸と直交する側面の少なくとも一部にそれぞれ固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、例えばその外周面に螺旋状の凸部を有して当該凸部の幅などが変化するような複雑な外周形状を有する被磨き部品に対しても、磨き部材を適切な角度や圧力で被磨き面に押し当てて磨くことができる。その結果、かような被磨き部品を高精度で且つ高効率に磨き加工を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は磨き装置１の概観図である。
【図２ａ】図２（ａ）は押出機用スクリュー２の概観図である。
【図２ｂ】図２（ｂ）は押出機用スクリュー２の局所拡大図である。
【図３ａ】図３（ａ）は磨き装置１内に組み込まれる加工工具３の斜視図である。
【図３ｂ】図３（ｂ）はこの加工工具３の正面図である。
【図４ａ】図４（ａ）は本実施形態の駆動装置４の側面図である。
【図４ｂ】図４（ｂ）は駆動装置４が加工工具３を回転駆動させる際の状態を示す図である。
【図５ａ】図５（ａ）は磨き装置１の入力部５を示す図である。
【図５ｂ】図５（ｂ）は磨き装置１内で高硬度スクリュー２が磨き加工されている状態を示す図である。
【図５ｃ】図５（ｃ）は磨き加工時における加工工具３の移動軌跡を示す図である。
【図５ｄ】図５（ｄ）は冷却水が供給された状態で高硬度スクリュー２が磨き加工されている状態を示す図である。
【図６ａ】図６（ａ）は第２実施形態の磨き装置８に組み込まれる加工工具９の構成図である。
【図６ｂ】図６（ｂ）は加工工具９の概観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための実施形態を説明する。なお、説明の便宜上、以下の説明中において適宜Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向をそれぞれ規定したが、本発明の権利範囲を減縮するものでないことは言うまでもない。
【００１７】
≪第１実施形態≫
＜磨き装置＞
図１に、本発明の第１実施形態に係る磨き装置１の概観図を示す。
磨き装置１は、焼結後の高硬度スクリュー２（後述）を磨いて製品として仕上げるための磨き装置であり、高硬度スクリュー２に接触して磨きを行う加工工具３、この加工工具３を所定方向（後述）に駆動する駆動装置４、作業者が磨き加工のための各種パラメータなどを入力するための入力部５、及びこれらを制御する制御装置としての制御部６を含んで構成されている。
【００１８】
以下、本実施形態では「被磨き部品」として高硬度スクリュー２を例示して説明するが、本発明は高硬度スクリュー２に限られず、例えば外周面に凹凸面を含むカムシャフトやクラッチプレートなどの自動車用部品や各種ベアリングなどの産業機器用部品など種々の被磨き部品に対して適用が可能である。
【００１９】
図２に、本第１実施形態の磨き装置１で磨き加工される被磨き部品の一例である高硬度スクリュー２の概観斜視図を示す。
高硬度スクリュー２は、例えば射出成形機の押出用スクリューとして用いられ、ＷＣ基超硬合金やＴｉ（ＣＮ）系サーメットの高強度硬質材料、あるいはＭｏ２ＦｅＢ２型の金属複硼化物などの耐摩耗性材料が焼結されてなる硬質の焼結合金で構成されている。なお、高硬度スクリュー２の材質としては、例えば特開２００１−８９８２３号で開示される極めて優れた耐摩耗性を有するＭｏ２ＦｅＢ２型複硼化物系硬質合金を適用してもよい。
【００２０】
図２（ａ）で示されるとおり、高硬度スクリュー２は、先端部２１と、先端部２１とは反対側の根本部２２、先端部２１から根本部２２に向けて形成される螺旋状の凸部２３、及び隣り合う凸部２３の間に形成される凹部２４を含んで構成されている。
先端部２１は、射出成形時に成形品が製造されるキャビティに近い側に配置される部位であり、ホッパーから供給された樹脂が加熱されてこの先端部２１を経てキャビティへと供給される。
【００２１】
根本部２２は、射出成形機内においてモーターなどの駆動源と接続され、この駆動源からの動力によって高硬度スクリュー２が回転することによって樹脂が押し出される。
図２（ｂ）は、この高硬度スクリュー２の根本部２２付近の部分拡大図を示すものである。図示されるとおり、凸部２３は、高硬度スクリュー２の外周面において根本部２２から先端部２１に渡って螺旋状に設けられている。従って本実施形態では、隣り合う凸部２３の間には凹部２４が形成されることになり、上述した射出成形時に高硬度スクリュー２の回転によって凹部２４内を（溶融）樹脂がキャビティへ向けて移動する（押し出される）。
【００２２】
ここで、射出成形機において、樹脂の押出量やその均一性、樹脂温度、押出の安定性などの基本性能の良否は、大部分がスクリューの形状によって決定付けられる。この重要なスクリューの外形デザインは、公知のスクリュー理論、多くの実験結果、ＣＡＥ（コンピュータ援用エンジニアリング）計算などに基づいて精密に設計されている。例えば図２（ｂ）で示すように凸部２３と凹部２４との境界部位は直角にはなっておらず緩やかなテーパー状となっており、従ってこのような凸部２３や凹部２４の形状を如何にして精密に設計値どおりの形状に磨き加工を行うかが製品競争力の優劣を大きく左右する重要なポイントとなる。
【００２３】
図３（ａ）に、磨き装置１内に組み込まれる加工工具３の概観斜視図を示す。
図示されるとおり、磨きヘッドとしての加工工具３は、ホルダ３０、台金部材３１、弾性部材３２、および磨き部材３３を含んで構成されている。
ホルダ３０は、駆動装置４に対して後述する台金部材３１が回転可能に接続される回転軸として機能する部材であり、例えば耐食アルミなどの公知の耐食金属材料からなる。
台金部材３１は、例えば耐食アルミなどの公知の耐食金属材料からなり、後述する駆動機構４によって所定の軸（図３（ａ）ではＺ軸と平行な回転軸）を中心として毎分に所定回数だけ回転される。なお、台金部材３１は耐食金属材料に限られず、例えばカーボンセラミックスなど他の公知の耐食性材料を用いてもよい。
【００２４】
弾性部材３２は、台金部材３１上にエポキシ系接着剤などを介して設置（固定）されるとともに後述する磨き部材３３を支持するものであり、例えばクロロプレンゴムなどの合成ゴム材料で形成されている。なお、弾性部座愛３２の材料はクロロプレンゴムに限られず、例えばＥＰＭ、ＥＰＤＭ (エチレンプロピレンゴム)など他の合成ゴム材料を用いてもよい。また、弾性部材３２の硬さに関しては、例えば日本ゴム協会標準規格(ＳＲＩＳ)に規定されたアスカー(ＡＳＫＥＲ)Ｃ２５程度が好適である。
【００２５】
なお、弾性部材３２は、被磨き部品の外形にある程度倣うようにするため、スポンジ（多孔質）状となっていることが好ましい。また、台金部材３１に対する弾性部材３２の固定方法としては、上述したエポキシ系接着剤による固定に限られず、他の接着剤を用いてもよいし、ビスなどで機械的に固定してもよい。
【００２６】
磨き部材３３は、弾性部材３２にエポキシ系接着剤などを介して設置（固定）され、被磨き部品の外周面（磨き対象面）と接触することによって当該外周面の一部の磨き加工を行う。磨き部材３３としては、例えばＣＢＮ（立方晶窒化硼素）が吹き付けられた磨きペーパーや磨きベルトが好適である。なお磨き部材３３の材質としてはＣＢＮに限られず、例えばダイヤモンドペーパーなど対高硬度材料向けの磨き材を適宜用いてもよい。
また、本実施形態では、磨き部材３３の外表面（被磨き部品に対向して接触する面）には、図３（ａ）に示すとおり溝部３３ａが形成されている。この溝部３３ａは、台金部材３１の回転方向Ｄ１（磨き部材３３の磨き面が移動する方向）に対して交差する方向に沿って磨き部材３３の表面に形成されている。
【００２７】
本実施形態では、溝部３３ａは、回転方向Ｄ１（磨き部材３３の磨き面が移動する方向）に沿って所定の間隔Ｔで複数設けられている。なお、この所定の間隔Ｔは同じ周期でなくともよく、周方向で所定の間隔Ｔの値が異なっていてもよい。また、隣り合う溝部３３ａは互いに平行でなくともよい。
この複数の溝部３３ａを設けることにより、被磨き部品から生じる磨き屑が被磨き部品と磨き部材３３との間から容易に排出できて良質な磨きを行うことが可能となる。
【００２８】
なお弾性部材３２に対する磨き部材３３の固定方法としては、上述したエポキシ系接着剤による固定に限られず、他の接着剤を用いてもよいし、ビスなどで機械的に固定してもよい。
また、本実施形態では磨き部材３３に溝部３３ａを設けたが、溝部３３ａは必ずしも形成されていなくともよいし、あるいは、上記溝部３３ａに代えて複数のエンボス（円状や多角状の凹部）など他の形状の窪み部を設けることとしてもよい。
【００２９】
次に、磨き部材３３と弾性部材３２との接続についての詳細構造を説明する。
図３（ｂ）は加工工具３の部分断面図であり、図示されるとおり磨き部材３３は弾性部材３２の側面の少なくとも一部を被覆している。より具体的には、弾性部材３２の厚さ方向（Ｚ方向）に関し、弾性部材３２の幅Ｗ１よりも磨き部材３３の幅Ｗ２のほうが大きく、これにより磨き部材３３の両端部の一部が弾性部材３２へ向けて折り返されてなる。換言すれば、本実施形態では、台金部材３１の回転方向Ｄ１と交差する方向（Ｚ方向）に関する磨き部材３３の幅は、弾性部材３２の幅よりも広い。
【００３０】
そして磨き部材３３の折り返し部３３ｂ各々が弾性部材３２の側面Ａｓの一部を被覆するように、折り返し部３３ｂは例えばエポキシ系接着剤を介して弾性部材３２の側面Ａｓに固定されている。
これにより、後述する磨き加工において折り返し部３３ｂも被磨き部品の磨きに用いることができ、複雑な外形に対しても精密で均質な磨きを行うことが可能となる。なお、本実施形態では、折り返し部３３ｂは例えば３ｍｍの寸法を有して弾性部材３２の側面Ａｓを被覆している。
【００３１】
次に、加工工具３が組み込まれる磨き装置１内の駆動装置４を、図４に基づいて説明する。
ここで、図４（ａ）は本実施形態の駆動装置４の側面図であり、図４（ｂ）は駆動装置４が加工工具３を回転駆動させる際の状態を示す図である。
図４（ａ）に示されるとおり、加工工具３は、駆動機構としての駆動装置４に接続されて磨き装置１内に設置されている。
【００３２】
駆動装置４としては、制御部６の制御の下で、被磨き部品の磨き加工時に加工工具３を駆動する公知の機構（ベアリングやカムなどが適宜組み込まれた回転機構）が適用可能である。具体的に駆動装置４は、図示しないボールねじ等によって加工工具３をＺ軸に平行な方向に沿って移動させることが可能であるとともに、Ｚ軸と直交するＸ軸に平行な方向へも不図示のボールねじを介して加工工具３を移動させることが可能となっている。なお、以下では上述したＺ軸と平行な方向が台金部材３１の回転軸に対応し、このＺ軸に平行な中心軸周りの回転方向が上述した回転方向Ｄ１、および後述する回転方向Ｄ３に対応することとして説明する。
【００３３】
図４（ｂ）に示すとおり、さらに駆動装置４は、加工工具３をＸ軸周りの回転方向Ｄ２に旋回（回転）させることが可能となっている。すなわち、駆動装置４は、旋回中心ＳＰを回転の中心として基準位置から角度Ｔ１の範囲で回転方向Ｄ２に関して時計回り方向に変位可能であるとともに、角度Ｔ２の範囲内で回転方向Ｄ２に関して反時計回りに変位可能となっている。なお、基準位置としては特に制限はなく駆動装置４の回転方向Ｄ２における上限位置または下限位置としてもよいが、本実施形態では図４（ｂ）の実線で示すとおり、駆動装置４と接続された台金部材３１の回転軸がＺ軸に対して水平になる位置を、駆動装置４の基準位置としている。
このように、駆動装置４は、高硬度スクリュー２（被磨き部品）に対して、加工工具３（磨きヘッド）が接近する方向（図４（ｂ）におけるＸ軸）を中心軸として当該磨きヘッドを旋回させる。
【００３４】
なお、本実施形態では、基準位置に対する駆動装置４の回転移動の範囲は、時計回り方向と反時計周り方向で異なっており、角度Ｔ１の方が角度Ｔ２よりも大きな値となっている。なお、被磨き部品の形状によっては、角度Ｔ１と角度Ｔ２を同じ値としてもよく、さらには角度Ｔ２の方を角度Ｔ１よりも大きな値としてもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、旋回中心ＳＰは加工工具３の中心と対応しており、駆動装置４が時計回り又は反時計回りに旋回した場合でも加工工具３のＹ方向及びＺ方向における位置は不変となっている。なお、予め実験またはシミュレーションなどにより加工工具３の変位を計算するなどすれば、加工工具３のＹ方向及びＺ方向における位置は不変とせずともよい。
【００３６】
また、駆動装置４は、被磨き部品を支持可能となっており、この支持した被磨き部品をＺ軸に平行な中心軸周りの回転方向Ｄ３に回転させることが可能となっている。このように駆動装置４は、単体で構成される必要は必ずしもなく、加工工具３を駆動する装置と被磨き部品を回転させる装置など複数の駆動装置から構成されていてもよい。
【００３７】
なお、本実施形態では、駆動装置４が加工工具３を制御する制御軸は３軸としたが、上記Ｘ軸およびＺ軸の双方と直交するＹ軸に平行な方向（高さ方向）に加工工具３を移動可能としてもよい。さらには、駆動装置４は、加工工具３をＹ軸と平行な中心軸周りに回転移動させることとしてもよい。
このように加工工具３は、駆動装置４によって少なくとも３軸方向に自由度をもって適宜移動することが可能となっており、これにより被磨き部材の複雑な外形に対して適切な磨き姿勢をとることが可能となっている。
【００３８】
＜磨き加工＞
次に、被磨き部品の一例としての高硬度スクリュー２を磨き加工して最終的な製品の形状に仕上げる処理について説明する。
高硬度スクリュー２の製造に際しては、まず上述した高強度硬質材料などの原料が湿式混合または乾式混合された後に成形機の型内で加圧されて所定形状に加工される。
【００３９】
続いて上記成形機内で、例えば８００℃〜１５００℃の温度で一次焼結処理が行われる  ことで、高硬度スクリュー２の原形が形作られる。このとき、バインダーとなる粒子は高強度硬質材料と完全には合金化しておらず、後述する二次焼結後の最終的な製品に比して硬度が低く微細加工に適した状態となっている。
【００４０】
一次焼結後に所定の冷却プロセスを経た高硬度スクリュー２は、続いて本実施形態の磨き装置１へと搬入されて磨き加工が行われる。
まず作業者は、図５（ａ）に示す入力部５を介して、例えば所望の設計寸法となるように加工パラメータ（数値など）を入力するとともに、磨き加工の際の加工工具３の姿勢や移動軌跡を入力する。本実施形態では、入力部５はタッチパネルとなっており、作業者がタッチパネルを操作して加工パラメータや移動軌跡が入力される。なお、加工パラメータや移動軌跡の入力はタッチパネルを介さずにキーボードを介して入力する形態としてもよく、さらにはネットワーク接続された他のＰＣを介して入力する形態としてもよい。
【００４１】
図５（ｂ）及び図５（ｃ）に、磨き装置１内で高硬度スクリュー２が加工工具３により磨き加工されている状態を示す。
まず磨き装置１の制御部６は、駆動機構４を用いて、高硬度スクリュー２を所定の回転数で回転させるとともに、上述した加工パラメータおよび移動軌跡に基づいて図４（ｃ）の点線矢印で示す軌跡で加工工具３を高硬度スクリュー２の外周面に押し当てる（接触させる）制御を行う。
【００４２】
図５（ｂ）では、高硬度スクリュー２の凸部２３と凹部２４との間に加工工具３の磨き部材３３が接触して磨き加工がなされている。なお、本実施形態における加工工具３は、磨き部材３３は弾性部材３２を介して高硬度スクリュー２に押圧されるので、弾性部材３２が＋Ｚ方向または−Ｚ方向に変位可能となっている。これにより高硬度スクリュー２の外周面（被磨き面）に対して過度な力が加わることが防止され、適正な磨き圧で高硬度スクリュー２の磨き加工を実施することが可能となっている。
【００４３】
さらに、本実施形態では、駆動装置４は回転方向Ｄ２（Ｘθ方向）に関して回転可能となっており、これにより加工工具３も回転方向Ｄ２（Ｘθ方向）に関して角度Ｔ１または角度Ｔ２の範囲内で変位可能となっている。例えば被磨き部品が高硬度スクリュー２の場合、加工工具３が回転方向Ｄ２に変位できない構成では凸部２３の端部が磨き部材３３によって過度に磨かれてしまい製品としての性能が極端に低下してしまう。
【００４４】
これに対して本実施形態では加工工具３が回転方向Ｄ２（Ｘθ方向）に関して変位可能であるので、この角度Ｔ１又は角度Ｔ２を適切に制御することで凸部２３の端部が磨き部材３３により過度に磨かれてしまうことを抑制することができる。
なお、高硬度スクリュー２の磨き加工に際しては、図４（ｄ）に示すように冷却水ノズル７から磨き部材３３と高硬度スクリュー２の間に冷却水が供給され、高硬度スクリュー２の昇温や磨きにより生じる磨き屑の飛散が抑制されている。
【００４５】
また、一次焼結後の高硬度スクリューは熱応力の影響や成形誤差などの影響により設計値どおりの成形が行われていない可能性があり、従来の磨き装置で単純に磨き加工をしただけでは精度よく磨くことができない場合がある。これに対して本実施形態では、弾性部材３２を介して磨き部材３３が高硬度スクリュー２の被磨き面に押圧されるので、上述した成形時の誤差を吸収して適正な加圧下の下で磨き加工を実行することが可能となる。
【００４６】
さらに本実施形態の加工工具３は、駆動装置４によって少なくとも３軸の自由度をもって磨き部材３３の姿勢が制御可能であるとともに、弾性部材３２の側面の少なくとも一部に磨き部材３３が延在していることから、例えば高硬度スクリュー２の凸部２３や凹部２４、さらにはこれら凸部２３と凹部２４の間も最適な姿勢と加圧状態で磨き加工を実行することが可能となる。
磨き加工が完了して最終的な製品の寸法となった高硬度スクリュー２は、この後二次焼結のプロセスを経て完成となる。
なお、本実施形態では一次焼結の後であって二次焼結の前に磨き加工が行われたが、二次焼結後に本実施形態の磨き加工を実施してもよい。
【００４７】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態に係る磨き装置８について説明する。磨き装置８は、上述した第１実施形態の高硬度スクリュー１に比べ、加工工具９の構成が主として異なるので、以下相違点および追加される機能や構成のみについて説明し、既述した磨き装置１と同じ機能を有する要素については同一の符号を付してその説明および図示を適宜省略する。
【００４８】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、本実施形態に係る加工工具９の概観斜視図である。
加工工具９は、フレーム９０、回転ホイール９１、弾性部材９２、磨きベルト９３及びホルダ９４を含んで構成されている。
フレーム９０は、例えば耐食アルミなどの公知の耐食金属材料からなり、回転ホイール９１、弾性部材９２、磨きベルト９３及びホルダ９４を収容する枠体である。
【００４９】
回転ホイール９１は、不図示のモーターなどの駆動源から動力を得て所定方向に所定の回転数で回転することにより、後述する磨きベルト９３を回転させる。本実施形態では９１ａ〜９１ｃの３つが用いられ、それぞれが例えば耐食アルミなどの公知の耐食金属材料で構成されている。なお、回転ホイール９１の数は３つに限られず、２つや４つ以上としてもよい。
【００５０】
弾性部材９２は、回転ホイール９１および磨きベルト９３に対して固定されておらず、図示しない駆動機構４によってＹ方向に昇降可能となっている。そして被磨き部品（例えば高硬度スクリュー２）の磨き加工時には、制御部６の制御の下で弾性部材９２がＹ方向に移動されることで、磨きベルト９３が高硬度スクリュー２の外周面（被磨き面）に押し当てられる。
【００５１】
なお、本実施形態では、高硬度スクリュー２の磨き加工時に弾性部材９２上で磨きベルト９３が接触してスライドする形態となっているが、この態様に限られない。例えば、弾性部材９２に代えてローラーを採用することで、高硬度スクリュー２の磨き加工時にローラー上で磨きベルト９３が転がり接触することが可能となり、これにより回転ホイール９１の負荷を軽減することができる。
【００５２】
磨きベルト９３は、例えば上述したＣＢＮからなる磨き面が形成されたベルト状の部材であり、回転ホイール９１を介して回転可能とされている。そして弾性部材９２のＹ方向への移動に追従して、磨き領域ＰＡが高硬度スクリュー２の被磨き面に対してＹ方向に移動して接触または離間可能となっている。
ホルダ９４は、上述したホルダ３０と同様に、加工工具９を回転可能に駆動装置４に対して接続させる。
【００５３】
本実施形態によれば、加工工具９の摩耗時には磨きベルト９３を主として交換するだけでよく、上述した第１実施形態の効果に加えてメンテナンス性にも優れた磨き装置８を実現することができる。
上記した各実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上説明したように、本発明の磨き装置および磨き装置の制御方法は、高効率で高精度な磨き加工を実現するのに適している。
【符号の説明】
【００５５】
１、８  磨き装置
２  高硬度スクリュー
３、９  加工工具
４  駆動装置
５  入力部
６  制御部
７  冷却水ノズル
２１  先端部
２２  根本部
２３  凸部
２４  凹部
３０  ホルダ
３１  台金部材
３２、９２  弾性部材
３３  磨き部材
３３ａ  溝部
３３ｂ  折り返し部
９０  フレーム
９１  回転ホイール
９３  磨きベルト
９４  ホルダ
【要約】
【課題】多種多様な形状の被磨き部品に対する磨き加工を高精度で且つ高効率で行う。
【解決手段】本発明の磨き装置は、被磨き部品の外周面を磨くための磨き装置であって、所定の軸を中心に回転可能な台金部材と、前記台金部材上に取りつけられる弾性部材と、前記弾性部材上に設置されて前記磨き部品の外周面に接触して当該外周面の少なくとも一部を磨く磨き部材とを備え、前記弾性部材の側面の少なくとも一部が前記磨き部材で被覆された磨きヘッドと、前記被磨き部品に対して前記磨きヘッドが接近する方向を中心軸として当該磨きヘッドを旋回させる駆動機構と、前記駆動機構を介して前記磨きヘッドを前記被磨き部品の外周面に押し当てる制御を行う制御装置と、を具備することを特徴とする。
【選択図】 図３ａ【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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