(57)【要約】【課題】  小径から大径までのワークをスルーフィード研削によって高効率で加工することを可能とするブレード、ワークレスト及び心なし研削盤を提供する。【解決手段】本発明のブレード20は、ワークWの外周面の下方を支持するブレードにおいて、前記ワークの搬送方向にのびる板状の本体部21と、前記本体部の上面の一部を残した状態で前記上面から下方にのびる複数の平行な溝22から成る櫛歯状であり、前記本体部の上面に、硬化処理された板材23を備えることを特徴とする。従来のブレードのように多数の平行板と多数の平行溝を交互に配置して成る櫛歯状のブレードと比較して、本発明のブレードは本体部の上面の一部を残した状態で溝を形成して櫛歯状にするので加工が容易であり、製造コストを抑えることができる。【選択図】図3
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの外周面の下方を支持するブレードにおいて、
前記ワークの搬送方向にのびる板状の本体部と、前記本体部の上面の一部を残した状態で前記上面から下方にのびる複数の平行な溝から成る櫛歯状であり、
前記本体部の上面に、硬化処理された板材を備えることを特徴とする請求項1に記載のブレード。
【請求項２】
前記溝がその下部に対して上部がワークの搬送方向側に位置することで前記搬送方向側に傾斜していることを特徴とする請求項1に記載のブレード。
【請求項３】
請求項1又は2に記載のブレードを取り付けるワークレストにおいて、
前記ブレードを保持するホルダと、前記ホルダをスライド面を介して一方向に移動可能な状態で保持するレスト台と、前記ブレードを移動させるための駆動機構を備えており、
前記スライド面がワークの搬送方向に沿った鉛直面に対して左右方向に傾斜しており、
前記レスト台が前記ホルダを前記スライド面に沿って斜め上下方向に移動可能な状態で保持することを特徴とするワークレスト。
【請求項４】
前記ホルダが、水平面に対して傾斜する2本の平行なキー溝を備えており、
前記レスト台が、水平面に対して傾斜する2つの平行なキーを備えており、
前記駆動機構が、前記2本のキー溝に前記2つのキーを嵌合させた状態で、当該2つのキーを同時にワークの搬送方向に移動させることを特徴とする請求項3に記載のワークレスト。
【請求項５】
請求項1又は2に記載のブレードと、請求項3又は4に記載のワークレストと、複数の平行な円形状の板と複数の平行なリング状の溝をワークの搬送方向に沿って交互に配置して成る櫛歯状の調整車とを備えており、
前記調整車が送り角を持ち、前記ブレードと前記調整車とが相互に接触しないように且つ正面視した場合に部分的に重なるように配置されることを特徴とする心なし研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小径から大径までのワークをスルーフィード研削によって高効率で加工することを可能とするブレード、ワークレスト及び心なし研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
円柱、円筒状等のワークの外周を研削する研削盤として、ワークの長手方向を前後方向とした場合に、ワークの外周面を研削砥石と調整車で左右方向から支持し、ワークレストに取り付けたブレードで下方から支持する心なし研削盤が知られている。
ワークの仕上がり寸法は研削砥石と調整車の間隔を調整することによって行っている。また、ワークの径に合わせて研削砥石と調整車の間隔だけでなくブレードの高さも変える必要があり、場合によっては厚さ（左右方向の長さ）が異なるブレードに交換することもある。
例えば小径（数ミリ程度）のワークを加工する際にブレードの厚さを単純に薄くする方法も知られているが、剛性が低下するため研削速度（ワークの送り速度）を上げることができず、加工効率の低下を招くという問題がある。
【０００３】
そこで、小径のワークを加工するための心なし研削盤として、多数の平行板と多数の平行溝を前後方向（ワークの搬送方向）に交互に配置して成るいわゆる櫛歯状のブレードと櫛歯状の調整車を、相互に接触しないように且つ正面視した場合に部分的に重なるように配置したものが知られている（特許文献1及び2）。この心なし研削盤を用いると、正面視した場合に研削砥石と調整車の間隔をほぼゼロにすることができるので（特許文献1の図4参照）、小径のワークも加工することができる。また、ブレードの厚さを極端に薄くする必要がないので剛性を確保できるという利点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭61−154659号公報
【特許文献２】特開2003−200334号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来技術では以下のような問題がある。
すなわち、径が異なる複数種類のワークを自動的に且つ短時間で研削して加工効率を上げるには、ブレードを交換することなく、バーフィーダーを用いたスルーフィード（通し送り）研削を行うのが好ましい。
スルーフィード研削を行う際に、調整車に送り角を持たせることでワークに軸方向の推進力を与えてワークを送り出す方式が一般的に知られているが、上記特許文献1及び2の技術では櫛歯状のブレードと調整車を正面視した場合に部分的に重なるように配置する必要があるため、調整車に送り角を持たせることができないという問題がある。
【０００６】
また、バーフィーダーを用いる場合、ワーク径の変更に伴ってバーフィーダーの通り心とワークの心高を合わせ直す作業に時間がかかり、また、場合によってはブレードを交換する必要があるため設備の稼働率が低下するという問題もある。
また、特許文献2では櫛歯状のブレードの上端（ワークとの接触箇所）に表面硬化処理を施しているが、処理が難しく、製造コストもかかるという問題もある。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑み、小径から大径までのワークをスルーフィード研削によって高効率で加工することを可能とするブレード、ワークレスト及び心なし研削盤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】
【０００８】
本発明のブレードは、ワークの外周面の下方を支持するブレードにおいて、前記ワークの搬送方向にのびる板状の本体部と、前記本体部の上面の一部を残した状態で前記上面から下方にのびる複数の平行な溝から成る櫛歯状であり、前記本体部の上面に、硬化処理された板材を備えることを特徴とする。
また、前記溝がその下部に対して上部がワークの搬送方向側に位置することで前記搬送方向側に傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
本発明のワークレストは、前記ブレードを取り付けるワークレストにおいて、前記ブレードを保持するホルダと、前記ホルダをスライド面を介して一方向に移動可能な状態で保持するレスト台と、前記ブレードを移動させるための駆動機構を備えており、前記スライド面がワークの搬送方向に沿った鉛直面に対して左右方向に傾斜しており、前記レスト台が前記ホルダを前記スライド面に沿って斜め上下方向に移動可能な状態で保持することを特徴とする。
また、前記ホルダが、水平面に対して傾斜する2本の平行なキー溝を備えており、前記レスト台が、水平面に対して傾斜する2つの平行なキーを備えており、前記駆動機構が、前記2本のキー溝に前記2つのキーを嵌合させた状態で、当該2つのキーを同時にワークの搬送方向に移動させることを特徴とする。
【００１０】
本発明の芯なし研削盤は、上記ブレードと、上記ワークレストと、複数の平行な円形状の板と複数の平行なリング状の溝をワークの搬送方向に沿って交互に配置して成る櫛歯状の調整車とを備えており、前記調整車が送り角を持ち、前記ブレードと前記調整車とが相互に接触しないように且つ正面視した場合に部分的に重なるように配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のブレードは、従来のブレードのような多数の平行板と多数の平行溝を交互に配置して成る櫛歯状のブレードと比較して、本体部の上面の一部を残した状態で溝を形成して櫛歯状にする。したがって加工が容易であり、製造コストを抑えることができる。
また、本発明のブレードは溝が搬送方向側に傾斜している。従って、調整車も櫛歯状にして、調整車を構成するリング状の板をブレードの溝の中に収まった状態で回転させることにすれば、調整車に送り角を持たせることができる。調整車がワークに軸方向の推進力を与えて送り出すことができるので、スルーフィード研削が可能になる。
【００１２】
本発明のワークレストはブレードを保持した状態のホルダを斜め上下方向に移動可能にする。したがって、ワークの径が大径から小径に変わった場合でも、ブレードを交換する必要がなく、ブレードを斜め上方にスライド移動させるだけで済み、更にワークの心高がほとんど変わらない。したがって、バーフィーダーの通り心とワークの心高を合わせ直す作業を短時間で完了させることができ、研削作業の効率を高めることができる。
本発明のワークレストは、ホルダが備える2本のキー溝に、レスト台が備える2つのキーを嵌合させておき、駆動機構によって2つのキーを同時に前後方向に移動させる。2つのキーは2つのキー溝内を同時に前後方向に摺動していくが、この際に各キーから各キー溝の内面に対して斜め上向きの力Fが作用する。そして、レスト台はスライド面を介してホルダを斜め上下方向に移動可能な状態で保持している、すなわち、ホルダの移動はレスト台によって当該斜め上下方向のみに規制されている。したがって、力Fを受けたホルダ及びブレードは当該斜め上下方向に平行移動する。
本発明では前後2つのキーが前後2本のキー溝内を摺動することでブレードが斜め方向に上下動する仕組みになっており、ブレードの位置決め精度はキー及びキー溝の加工精度に依存する。換言すると、2つのキー及び2本のキー溝を高精度で加工しさえすれば、ブレードを前後方向に傾斜させずに（がたつかせることなく）水平面に対して平行に上下動させることができる。このように、本発明は簡潔な構造でブレードの位置決めを正確に行うことができる。
また、ホルダに設けたキー溝内をキーが移動する仕組みなので、前後方向の寸法を抑えることができ、ワークレスト自体を前後方向に小型化できる。
【００１３】
また、本発明の芯なし研削盤の場合、研削時にワークからブレードに作用する荷重は、ホルダの2本のキー溝の内周面から2つのキーに伝達され、キーからレスト台、そして心なし研削盤のベッドに至る。従来のようにホルダ及びブレードの斜め方向の上下動を前後2つのアクチュエータで行ったり、ラック＆ピニオン機構で行ったりする場合と比較して、本発明のキー及びキー溝は構造が簡潔なため、摩耗や破損のおそれを低減でき、また、清掃作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】心なし研削盤の正面図
【図２】調整車の平面図(a)及び斜視図(b)
【図３】ブレードの右側面図(a)、A−A線断面図(b)及び平面図(c)
【図４】ブレードと調整車を組み合わせた状態の部分平面図(a)、部分右側面図(b)及びワークの径の変化に対するブレードの位置の変化を示す正面図(c)
【図５】ブレードを下降させた状態の正面図(a)及びブレードを上昇させた状態の正面図
【図６】ワークレストの左側面図(a)及びキーとキー保持体の斜視図(b)
【図７】ブレードを下降させた状態のワークレストを左側面から見た場合の透視図(a1)、A-A線断面図(a2)及びB-B線断面図(a3)、ブレードを上昇させた状態のワークレストを左側面から見た場合の透視図(b1)、A’-A’線断面図(b2)及びB’-B’線断面図(b3)
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第1の実施の形態］
本発明のブレード、ワークレスト及び心なし研削盤の第1の実施の形態について説明する。なお、以下の説明においては研削砥石及び調整車の回転軸方向を「前後方向」と表記することがある。
図1はワークレスト10を心なし研削盤100に設置した状態を示している。ワークレストはブレードを斜め上下方向に移動させるいわゆる傾斜スライド方式である。
心なし研削盤100のベッド101上には研削砥石102を備える研削砥石台103、調整車104を備える調整車台105、ブレード20を備えるワークレスト10を配置している。また、研削砥石台103には研削砥石102用のドレス装置106を取り付け、調整車台105には調整車104用のドレス装置107を取り付けている。
【００１６】
図2に示すように調整車104は多数の平行な円形状の板104aと多数の平行なリング状の溝104bをワークWの搬送方向に沿って交互に配置して成る櫛歯状である。
調整車104は送り角を持つように調整車台105に取り付けられる。これにより板104a及び溝104bは鉛直方向に対して傾斜した状態になる。詳しい説明は後述するが、調整車104とブレード20が相互に接触しないように且つ正面視した場合に部分的に重なるように配置される。
【００１７】
研削砥石台103及び調整車台105の移動は送り装置108、109によって行う。周知技術であるため詳細な説明は省略するが、送り装置108，109は、研削砥石台103及び調整車台105の移動方向に沿ってのびる送りねじと、送りねじを軸回りに回転させる駆動モータと、研削砥石台103及び調整車台105にそれぞれ固定されると共に送りねじに螺合するナットを備えている。送りねじはベッド101に固定したブラケットによって軸方向への移動が規制され且つ軸回りに回転自在となるように保持されている。駆動モータで送りねじを回転させることで研削砥石台103及び調整車台105を相互に接近／離反する方向に移動させることができる。
研削作業は、まず送り装置108，109を駆動して研削砥石台103及び調整車台105を適宜移動させ、これら研削砥石台103と調整車台105でワークWを左右から支持し、ワークレスト10のブレード20の高さを調節してワークWを下方から支持する。そして、回転する研削砥石102と調整車104の間にワークWを投入することによって研削砥石102で加工する。
【００１８】
図3〜図7に示すようにワークレスト10はブレード20、ホルダ30、レスト台40及び駆動機構50から概略構成される。
ブレード20は上述のとおりワークWの外周面の下方を支持する部材である。
ブレード20は本体部21と溝22からなる櫛歯状である。
本体部21はワークWの搬送方向（前方から後方）にのびる板状の部材から成る。
溝22は本体部21の上面を一部だけ残した状態で上面から下方にのびる。具体的には、溝22は正面視した場合に本体部21の上面の一部（本実施の形態では左側）をわずかに残した状態で、本体部21の上面から下方に向かって円弧状にのびる。図3(a)に示すように溝22はワークWの搬送方向に沿って平行に、且つ下部に対して上部がワークWの搬送方向側に位置するように搬送方向側に傾斜して形成されている。
【００１９】
図3(b)のA−A線断面図に示すように、本体部21の上面は水平面21aであり、水平面21aの右側の端部からなだらかに下降する傾斜面21bを備えており、傾斜面21bの最下端で基部21cに繋がっている。
なお、溝22は必ず本体部21の上面の左側を残さなければならないわけではなく、例えば図3(d)に示すように本体部21の上面の左側から中央まで残して形成してもよい。
本体部21の上面には硬化処理された板材23が溶着により固定されている。「硬化処理された板材」とは例えば超硬合金、ダイヤモンドコンパックスが挙げられるがこれらに限られない。
板材23の上面は正面視した場合に右下がりに加工されており、ワークWとの接触面になる。板材23の上面の水平面に対する傾斜角は特に限定されるものではないが、例えば30度（ブレード20の頂角60度）や40度（ブレード20の頂角50度）が挙げられる。
図4(b)に示すように、調整車104は送り角を持つように調整台車105に取り付けられており、調整車104のリング状の板104aの傾斜角とブレード20の溝22の傾斜角が一致するように溝22が加工されている。板104aはワークWの表面に接触しながら溝22の中に収まった状態で回転する。これにより板104aはワークWに軸方向の推進力を与えてワークWを送り出すことができる。
【００２０】
図5〜図7に示すように、ホルダ30はブレード20を保持するための部材であり、レスト台40を構成する板体42のスライド面41の傾斜角と平行に傾斜する傾斜部31と、傾斜部31の上端から鉛直方向にのびる鉛直部32を備える。
鉛直部32の右側面にブレード20の左側面を接触させた状態で、ブレード20の右側面から押さえ板32aを利用してボルト32bで締結することでブレード20をホルダ30に固定している。
ホルダ30はその右側面に、水平面に対して傾斜する前後2本のキー溝33を備えている。各キー溝33は前方から後方に向かって斜め上方に同一角度で傾斜しており、これにより前後2本のキー溝33が平行になる。
ホルダ30はその右側面の中央に上下方向にのびるガイド溝34を備える。ガイド溝34の詳しい説明は後述する。
ホルダ30の前後の端面にはリブ35を設けており、上方に向かって左右の幅が狭くなっていくホルダ30の剛性をリブ35によって高めている。また、リブ35は研削で生じたスラッジが周囲に飛び散らないように遮蔽する機能も備えている。
【００２１】
レスト台40はスライド面41を介してホルダ30を一方向に移動可能な状態で保持するための部材である。本実施の形態のレスト台40は前後方向にのびる矩形状の金属製の板体42と脚部43で構成される。レスト台40（板体42）の左側面がスライド面41になっており、スライド面41はワークWの搬送方向に沿った鉛直面に対して左右方向に（右上がりに）傾斜している。レスト台40は脚部43を介してベッド101に固定される。
スライド面41の傾斜角は特に限定されるものではないが、例えばブレード20上面の水平面に対する傾斜角が30度（ブレード20の頂角60度）の場合はスライド面41の傾斜角は45度程度、ブレード20上面の傾斜角が40度（ブレード20の頂角50度）の場合はスライド面41の傾斜角は40度程度が好ましい。
レスト台40は水平面に対して傾斜する前後2つの平行なキー44を備える。具体的には、図6（b）に示すように前後方向にのびる矩形状のキー保持体45の左側面に2つのキー44を形成している。各キー44は前方から後方に向かって斜め上方に同一角度で傾斜しており、これにより前後2つのキー44が平行になる。
【００２２】
レスト台40はその左側面に前後にのびる凹部46を備えており、この凹部46にキー保持体45を摺動自在に嵌め込むと共に2つのキー44をレスト台40の左側面（スライド面41）から突出させている。
レスト台40は更にその左側面（スライド面41）の中央に上下2つのガイド用突起47を備える。レスト台40のスライド面41にホルダ30の右側面を接触させた状態では、ガイド用突起47がホルダ30のガイド溝34に嵌り込み、前後2つのキー44が前後2本のキー溝33に嵌り込むようになっている。本実施の形態では、ガイド用突起47とガイド溝34によってホルダ30の移動をスライド面41に沿った斜め上下方向のみに規制している。
【００２３】
駆動機構50は2つのキー44を同時に前後方向に移動させるために設けられる。駆動機構50の構造は特に限定されるものではないが、本実施の形態の駆動機構50は、前後方向にのびる送りねじ51と、送りねじ51を軸回りに回転させる駆動モータ52と、キー保持体45に固定されると共に送りねじ51に螺合するナット（図示略）で構成される。駆動モータ52で送りねじ51を回転させることで、レスト台40の凹部46内に摺動自在に嵌め込んだキー保持体45と2つのキー44が一体的に前後方向に移動する仕組みになっている。
【００２４】
図7(a1)〜(a3）はホルダ30及びブレード20が下方に位置した状態（ブレード20の上端の高さh0）で、図7(b1)〜(b3)はホルダ30及びブレード20を上方に移動させた状態（ブレード20の上端の高さh1）を示す。
ホルダ30及びブレード20を斜め上方に移動させる際には、駆動モータ52を駆動させてキー保持体45を前方に移動させればよい。キー保持体45が前方に移動すると2つのキー44は2つのキー溝33内を同時に摺動していくが、この際に各キー44から各キー溝33の内面に対して斜め上向きに力Fが作用する。上述のとおりホルダ30はガイド用突起47及びガイド溝34によって移動が規制されているので、力Fを受けたホルダ30は斜め上方に移動する。ホルダ30及びブレード20を斜め下方に移動させるには駆動モータ52によってキー保持体45を後方に移動させればよい。
図4(c)に示すように、径が異なる4種類のワーク（W1〜W4）に対してブレード20を交換する必要がなく、ブレードを斜め上方にスライド移動させるだけで済み、また、各ワーク(W1〜W4)の心高がほとんど変わらない。したがって、バーフィーダーの通り心とワークの心高を合わせ直す作業を短時間で完了させることができる。なお、図4(c)のように本体部21の上面を傾斜面21dで構成してもよい。
【００２５】
なお、ホルダ30及びブレード20を一旦最斜め下方まで移動させた後、所定量だけ斜め上方に移動させることにすれば、キー44の上面をキー溝33の内面に接触させた状態を維持できるので、バックラッシュを取り除くことができる。
また、図5に示すように、レスト台40に複数枚の板バネを積み重ねて成る周知のバネクランプ48を取り付けている。バネクランプ48はポート（図示略）から油圧又は空気圧を供給することで皿バネを縮めてアンクランプ状態にし、油圧又は空気圧を開放することでクランプ状態にするものである。ホルダ30及びブレード20を所定の位置まで上昇させた状態でポートを開放することでホルダ30及びブレード20をレスト台40に固定し、研削終了後にポートから油圧又は空気圧を供給することでホルダ30及びブレード20を移動可能な状態にする。ホルダ30及びブレード20をレスト台40に固定する方法としてはバネクランプ48に限らず周知の手法を用いることができる。
【００２６】
本実施の形態のような傾斜スライド式のワークレスト60の場合、一般的に以下の特徴がある。
・ワークWの中心通り心がほぼ一定なのでバーフィーダーや複数台ラインの連結に有利
・ワークWの径変化の割にスライドストロークが大きい
・心高操作代が小さい
なお、本実施の形態ではブレード20の溝22を搬送方向側に傾斜させることで櫛歯状の調整車104に送り角を与えることを可能にしたが、溝22を傾斜させずに鉛直方向にのびるようにして、櫛歯状の調整車104に送り角を与えないことにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、小径から大径までのワークをスルーフィード研削によって高効率で加工することを可能とするブレード、ワークレスト及び心なし研削盤に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００２８】
W ワーク
W1〜W4 ワーク
10 ワークレスト
20 ブレード
21 本体部
21a 水平面
21b 傾斜面
21c 基部
21d 傾斜面
22 溝
23 板材
30 ホルダ
31 傾斜部
32 鉛直部
32a 押さえ板
32b ボルト
33 キー溝
34 ガイド溝
35 リブ
40 レスト台
41 スライド面
42 板体
43 脚部
44 キー
45キー保持体45
46 凹部
47 ガイド用突起
48 バネクランプ
50 駆動機構
51 送りねじ
52 駆動モータ
100 心なし研削盤
101 ベッド
102 研削砥石
103 研削砥石台
104 調整車
104a 板
104b 溝
105 調整車台
106 ドレス装置
107 ドレス装置
108,109 送り装置
【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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【図７】
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