(57)【要約】【課題】  装置構成を大幅に変更することなく断面が凸多角形、円形、半円形又は楕円形のワークの端面を面取りできる面取り装置及び面取り方法を提供する。【解決手段】  本発明の面取り装置1は、棒状のワーク10の端面の角部10bを砥石60で面取りするための面取り装置において、断面が凸多角形、円形、半円形又は楕円形であるワークを保持するホルダ20と、ホルダを、ワークの長手方向に沿った軸線10cを中心にして回転させる回転駆動手段30と、ワークの側面10d又はワークの長手方向にのびる側辺10eに接触することでワークの位置決めを行う位置決め面40と、ホルダの回転中に側面及び側辺が位置決め面に接触し続けるようにホルダを位置決め面の方向に付勢する付勢手段50とを備えており、ホルダの回転中に砥石が角部に接触し続けるように位置決め面と砥石との相対位置が調整されていることを特徴とする。【選択図】図2
2019111620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状のワークの端面の角部を砥石で面取りするための面取り装置において、
断面が凸多角形、円形、半円形又は楕円形である前記ワークを保持するホルダと、
前記ホルダを、前記ワークの長手方向に沿った軸線を中心にして回転させる回転駆動手段と、
前記ワークの側面又は前記ワークの長手方向にのびる側辺に接触することで前記ワークの位置決めを行う位置決め面と、
前記ホルダの回転中に前記側面及び前記側辺が前記位置決め面に接触し続けるように前記ホルダを前記位置決め面の方向に付勢する付勢手段とを備えており、
前記ホルダの回転中に前記砥石が前記角部に接触し続けるように前記位置決め面と前記砥石との相対位置が調整されていることを特徴とする面取り装置。
【請求項２】
前記砥石を前記ワークの両端面側に一つずつ備えることを特徴とする請求項1に記載の面取り装置。
【請求項３】
前記砥石を揺動させる揺動手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の面取り装置。
【請求項４】
前記ホルダが前記ワークの断面形状に合った嵌合穴を備えており、前記嵌合穴に前記ワークを嵌合させることで前記ワークを保持することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の面取り装置。
【請求項５】
前記位置決め面がテーブル上に固定されており、
前記ワークを面取り加工する面取り加工位置と、前記ワークを前記ホルダに供給する供給位置との間を、前記ホルダ、前記回転駆動手段及び前記付勢手段が一体的に移動することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の面取り装置。
【請求項６】
棒状のワークの端面の角部を砥石で面取りするための面取り方法において、
断面が凸多角形、円形、半円形又は楕円形である前記ワークをホルダで保持するステップと、
前記ホルダを前記ワークの長手方向に沿った軸線を中心にして回転させるステップと、
前記ワークの側面又は前記ワークの長手方向にのびる側辺に接触することで前記ワークの位置決めを行う位置決め面に対し、前記ホルダの回転中に前記側面及び前記側辺が前記位置決め面に接触し続けるように前記ホルダを前記位置決め面の方向に付勢するステップと、
前記ホルダの回転中に前記砥石が前記角部に接触し続けるように前記位置決め面と前記砥石との相対位置を調整するステップを少なくとも備えることを特徴とする面取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置構成を大幅に変更することなく断面が凸多角形、円形、半円形又は楕円形のワークの端面の角部を面取りできる面取り装置及び面取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
断面が多角形の棒状のワークの端面の角部を面取りする装置が知られている。
例えば特許文献1には、直方体形状のワークをホルダが保持した状態で、砥石がワークの端面まで移動してきて、端面のうちの一辺の角部を面取りする。次に砥石が退避してホルダがワークを離した状態で、押圧部材がワークを押し倒すことでワークを90度回転させる。そして、ホルダが再びワークを保持すると共に砥石が移動してきて端面のうちの他の一辺の角部を面取りする。このような工程を繰り返すことで端面の四辺を面取りすることができる面取り装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007−276023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、上記特許文献に開示された技術は次のような問題がある。
すなわち、押圧部材でワークを90度ずつ回転させながら面取りを行う仕組みなので、断面が円形や楕円形のワークの端面の角部を面取りすることができないという問題がある。
また、ワークの端面のうちの一辺の角部を面取りする毎に砥石を一旦退避させてワークを90度回転させるので、砥石とワークの位置決めが難しいという問題がある。
また、ホルダを駆動させるための機構、砥石を移動させるための機構及びワークを90度ずつ回転させるための機構が必要になるため面取り装置が大型化すると共に製造コストが増加するという問題もある。
【０００５】
本発明はこのような問題を考慮して、装置構成を大幅に変更することなく断面が凸多角形、円形、半円形又は楕円形のワークの端面を面取りできる面取り装置及び面取り方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の面取り装置は、棒状のワークの端面の角部を砥石で面取りするための面取り装置において、断面が凸多角形、円形、半円形又は楕円形である前記ワークを保持するホルダと、前記ホルダを、前記ワークの長手方向に沿った軸線を中心にして回転させる回転駆動手段と、前記ワークの側面又は前記ワークの長手方向にのびる側辺に接触することで前記ワークの位置決めを行う位置決め面と、前記ホルダの回転中に前記側面及び前記側辺が前記位置決め面に接触し続けるように前記ホルダを前記位置決め面の方向に付勢する付勢手段とを備えており、前記ホルダの回転中に前記砥石が前記角部に接触し続けるように前記位置決め面と前記砥石との相対位置が調整されていることを特徴とする。
また、前記砥石を前記ワークの両端面側に一つずつ備えることを特徴とする。
また、前記砥石を揺動させる揺動手段を備えることを特徴とする。
また、前記ホルダが前記ワークの断面形状に合った嵌合穴を備えており、前記嵌合穴に前記ワークを嵌合させることで前記ワークを保持することを特徴とする。
また、前記位置決め面がテーブル上に固定されており、前記ワークを面取り加工する面取り加工位置と、前記ワークを前記ホルダに供給する供給位置との間を、前記ホルダ、前記回転駆動手段及び前記付勢手段が一体的に移動することを特徴とする。
本発明の面取り方法は、棒状のワークの端面の角部を砥石で面取りするための面取り方法において、断面が凸多角形、円形、半円形又は楕円形である前記ワークをホルダで保持するステップと、前記ホルダを前記ワークの長手方向に沿った軸線を中心にして回転させるステップと、前記ワークの側面又は前記ワークの長手方向にのびる側辺に接触することで前記ワークの位置決めを行う位置決め面に対し、前記ホルダの回転中に前記側面及び前記側辺が前記位置決め面に接触し続けるように前記ホルダを前記位置決め面の方向に付勢するステップと、前記ホルダの回転中に前記砥石が前記角部に接触し続けるように前記位置決め面と前記砥石との相対位置を調整するステップを少なくとも備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ワークを軸線回りに回転させながらその側面又は側辺を位置決め面に接触させ続けることでワークを位置決めした状態でワークの端面の角部を砥石で面取りする。したがって、一旦位置決め面と砥石との相対位置を調整した後は砥石の位置を変えずに面取り加工を行うことができる。また、ワークを軸線回りに一回転させるだけで面取りが完了する。このように、本発明は面取り加工作業の効率を高めることができる。
また、砥石をワークの両端面に一つずつ備えることにすれば、ワークの両端面の加工を同時に済ませることができる。
また、揺動手段を備えることで砥石の偏摩耗を防止して、面取り加工精度を長期間維持できると共に砥石を長寿命化することができる。
また、断面が凸多角形、円形、半円形又は楕円形であるワークに合わせて嵌合穴の形状を変えた複数のホルダを予め用意しておけば、面取り装置の構成を大幅に変更することなく、ホルダを取り替えて、位置決め面と砥石との相対位置を調節するだけで様々な断面形状のワークに対応できる。つまり、断面が凸多角形専用の面取り装置ではなく、断面が円形、半円形及び楕円形のワークにも対応できる。
また、面取り加工位置と供給位置との間を、ホルダ、回転駆動手段及び付勢手段が一体的に移動するので、ワークフィーダーによる面取り加工の自動化にも容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】角部を面取りした状態の断面四角形のワークの斜視図(a)及び他の断面形状のワークの正面図(b)
【図２】ワークが供給位置にある状態の面取り装置の平面図(a)及び正面図(b)
【図３】ワークが面取り加工位置にある状態の面取り装置の平面図(a)及び正面図(b)
【図４】ワークが面取り加工位置にある状態の面取り装置の斜視図
【図５】ホルダの斜視図(a)及びワークを把持した状態のホルダの斜視図(b)
【図６】面取り加工中の断面四角形のワークと位置決め面の状態を示す正面図（T1〜T5の下の図）及びワークと砥石の状態を示す平面図(T1〜T5の上の図)
【図７】面取り加工中の断面楕円形のワークと位置決め面の状態を示す正面図（a〜eの下の図）及びワークと砥石の状態を示す平面図(a〜eの上の図)
【図８】面取り加工中の断面半円形のワークと位置決め面の状態を示す正面図（a〜eの下の図）及びワークと砥石の状態を示す平面図(a〜eの上の図)
【図９】面取り加工が完了したワークを供給位置まで戻した状態を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の面取り装置の実施の形態について説明する。
面取り装置1は図1(a)及び(b)に示すように棒状のワーク10の端面10aの角部10bを砥石60(図2参照)で面取りするために用いる。ワーク10としては長手方向に直交する断面の形状が凸多角形（例えば四角形11、六角形12、三角形13）、円形14、楕円形15又は半円形16が挙げられる。凸多角形の場合、角辺の長さは必ずしも等しくなくてよい。
図2〜図4に示すように面取り装置1はホルダ20、回転駆動手段30、位置決め面40、付勢手段50、砥石60、揺動手段70、直動アクチュエータ80から概略構成される。なお、理解を容易にするため、図2〜図4の各図において構成部品の図示を一部省略していることがある。
【００１０】
ホルダ20はワーク10を保持するための部材である。図5に示すようにホルダ20は第1円形部21と第2円形部22から成る段付き形状であり、第1円形部21と第2円形部22の中心を貫く嵌合穴23を備える。
嵌合穴23はワーク10の断面形状に合った形状、すなわちワーク10の外形（凸多角形、円形、半円形又は楕円形）よりも僅かに大きな寸法に設計されている。ワーク10を嵌合穴23に嵌合させることでワーク10を保持する。ワーク10を嵌合穴23に嵌合させる作業は周知のワークフィーダー90（パーツフィーダー）を用いて自動で行ってもよく、或いは作業者が手作業で行ってもよい。本実施の形態ではホルダ20を供給位置P1まで移動させてワークフィーダー90からワーク10を供給する。複数種類のワーク10に対応させるべく嵌合穴23の形状が異なる複数のホルダ20を予め用意しておいてもよい。
【００１１】
回転駆動手段30は、ワーク10を保持した状態のホルダ20を、ワーク10の長手方向に沿った軸線10c（図6参照）を中心にして回転させるために設けられる。具体的には、ブラケット31aを介して第1プレート32に固定される第1モータ33、第1モータ33の回転軸に固定される主動ギヤ34、主動ギヤ34に噛み合う従動ギヤ35、従動ギヤ35の回転を支持するためにブラケット31bを介して第1プレート32に固定されるボールベアリング36から概略構成される。従動ギヤ35の中心に円形の開口35aを設けてあり、この開口35aにホルダ20の第2円形部22を嵌め込んで固定する。第1モータ33を駆動させると主動ギヤ34及び従動ギヤ35が回転し、ホルダ20に保持されたワーク10を軸線10cを中心にして回転させることができる。
【００１２】
位置決め面40はワーク10の側面10d及びワーク10の長手方向にのびる側辺10eに接触することでワーク10の位置決めを行うための部材である。具体的には、左右方向にのびる2本の位置決め部材41を、従動ギヤ35を前後から挟む位置に配置している。各位置決め部材41の先端面が位置決め面40に該当する。2本の位置決め部材41は、テーブル38に固定されて上方にのびるブラケット42の上端に固定される。
付勢手段50はホルダ20の回転中にワーク10の側面10d及び側辺10eが位置決め面40に接触し続けるようにホルダ20を位置決め面40の方向に付勢するために設けられる。具体的には、付勢手段50はバネ51、第2プレート37の右側の端部に固定されるバネ受け用凸部52、第2プレート37の左側の端部に固定される位置調整用ネジ53から概略構成される。第2プレート37の上には第1プレート32が摺動自在となるように載置されている。バネ51の左側の端部は第1プレート32に固定されており、右側の端部はバネ受け用凸部52のネジ52aに固定されている。第1プレート32はバネ51によって左方向に付勢されるため、第1プレート32上に固定された回転駆動手段30も左方向に付勢される。なお、詳しい説明は後述するが、第2プレート37はその下面において直動アクチュエータ80のロッド81に固定されることでテーブル38上を左右方向に摺動可能になっている。
【００１３】
例えばワーク10の断面形状が正方形の場合、図6に示すようにワーク10の側面10dが位置決め面40に接触している状態(T1)からワーク10（ホルダ20）を回転させると、ワーク10はバネ51の弾性力51aによって左方向（位置決め面40側）に付勢されながら、その側辺10eを位置決め面40に接触させた状態のまま回転していく(T2)。ワーク10の軸線10cは右方向に移動していき、ワーク10が45度回転した状態（T3）ではワーク10の軸線10cは最も右側に移動する。ワーク10が45度以上回転した状態では軸線10cは左方向に移動していき（T4）、ワーク10が90度回転した状態ではワーク10の他の側面10dが位置決め面40に接触し、軸線10cは元の位置に戻る（T5）。このように、付勢手段50によってワーク10はその回転中に側面10d又は側辺10eが位置決め面40に接触し続けるように左方向に付勢される。
【００１４】
砥石60はワーク10の前後の端面10a側に一つずつ配置される。本実施の形態では砥石駆動用モータ61の回転軸にカップ型の砥石60を取り付けている。平面視した状態で回転軸とワーク10の軸心とが成す角度を変えることでワーク10の角部10bの面取り角及び面取り幅を変えることができる。なお、砥石60をワーク10の前後の端面10aのいずれか一方にだけ配置することにしてもよい。また、砥石60はカップ型に限らず、円柱状や棒状等、適宜選択可能である。
砥石60は、ホルダ20の回転中にワーク10の角部10bに接触し続けることができるように位置決め面40との相対位置が調整されている。具体的には、平面視した場合に前後の位置決め面40を結ぶ直線の延長線上に砥石60が存在するように調整されている。これにより、図6に示すようにワーク10の側面10dが位置決め面40に接触しているとき（T1及びT5）、砥石60はワーク10の角部10bの直線部分に接触して面取りする。ワーク10の側辺10eが位置決め面40に接触している間(T2〜T4)、砥石60はワーク10の角部10bの頂点に接触して面取りする。ワーク10が一回転した時点で面取り作業が完了する。
ワーク10の断面が凸多角形の場合は上記正方形の場合と同様に砥石60はワーク10の角部10bの直線部分と頂点を面取りする。図7に示すようにワーク10の断面が円形又は楕円形の場合、位置決め面40はワーク10の側面10dに接触し続け、砥石60はワーク10の端面10aの角部10b（端面10aの周縁部分）を面取りする。図8に示すようにワーク10の断面が半円形の場合、位置決め面40はワーク10の側面10d又は側辺10eに接触し続け、砥石60はワーク10の端面10aの角部10b（端面10aの周縁部分、頂点及び直線部分）を面取りする。
【００１５】
揺動手段70は砥石60を揺動させることで砥石60の偏摩耗を防止するために設けられる。具体的には、砥石駆動用モータ61の側面に揺動用モータ71を配置し、偏心カム72と揺動用バネ73を砥石駆動用モータ61に接触させている。揺動用バネ73によって砥石駆動用モータ61を偏心カム72側に付勢しながら偏心カム72を回転駆動することで砥石駆動用モータ61をその回転軸に直交する方向（図6〜図8の矢印111参照）に揺動させる仕組みになっている。また、砥石60の摩耗、面取り角や面取り幅の微調整の目的で砥石駆動用モータ61の周囲に取り付けた砥石位置調整用ネジ74を回転させて揺動用モータ71及び砥石60を前後左右方向（図6〜図8の矢印112参照）に移動させることができる。
直動アクチュエータ80はテーブル38の下面に固定されており、そのロッド81にブラケット82を介して第2プレート37が固定されている。図2及び図3中に矢印110で示すとおり、直動アクチュエータ80を駆動させて第2プレート37を左右方向に移動させることで、ホルダ20、回転駆動手段30及び付勢手段50を一体的に供給位置P1と面取り加工位置P2との間で移動させることができる。
なお、研磨粉等が各プレートの摺動面やギヤの噛み合い箇所に侵入しないように面取り装置1の一部をカバーで覆うことにしてもよい。
【００１６】
次に、面取り装置1の動作及び面取り方法について説明する。
作業者は加工するワーク10の断面形状に合ったホルダ20を用意し、従動ギヤ35の開口35aに嵌め込んで固定する。ホルダ20等は直動アクチュエータ80を駆動させて供給位置P1に移動させておく。また、ワークフィーダー90に複数のワーク10をセットしておく。
ワークフィーダー90を駆動させると、ワーク10が前方を移動してホルダ20の嵌合穴23に入り込む。供給位置P1にはワーク着座センサーを備えたストッパー100が第2モータ101によって鉛直方向に回転自在に配置されており、ワーク10の前端面10aが水平方向にのびるストッパー100に接触したことを、ワーク着座センサーが検出することでワークフィーダー90からのワーク10の供給が一旦停止される。
次に直動アクチュエータ80が駆動し、第2プレート37が左方向に移動を開始し、第2プレート37上に載せられたホルダ20、回転駆動手段30及び付勢手段50は一体的に左方向に移動を開始する。この際にワーク10の前後の端面10aは案内部材102によって前後方向への位置ずれが生じないように規制されながら左方向に移動する。案内部材102はワークフィーダー90の搬入路91や加工終了後のワーク10を搬出するための搬出路92の一部に固定しておけばよい。
【００１７】
ワーク10の側面10d又は側辺10eが位置決め面40に接触した時点で直動アクチュエータ80のロッド81が停止する。これでワーク10が面取り加工位置P2にセットされたことになる。周知のセンサーでワーク10の側面10dが位置決め面40に接触したことを検出してもよいし、或いはワーク10の側面10dが位置決め面40に接触するようにロッド81の左方向への移動量を予め調節しておいてもよい。
第1モータ33が駆動することで主動ギヤ34及び従動ギヤ35が回転し、ホルダ20に保持されたワーク10が回転し始める。同時に砥石駆動用モータ61が駆動して、砥石60も回転し始める。なお、砥石60はワーク10が面取り加工位置P2に到着する前に回転し始めていてもよい。
ワーク10はその側面10d又は側辺10eが位置決め面40に接触しながら回転していき、ワーク10の回転に合わせて、バネ51によって左方向に付勢された第1プレート32は左右方向に移動する。第1プレート32の左右方向への移動量は位置調整用ネジ53の先端の位置を変えることで調整することができる。
ワーク10が回転している間、砥石60は揺動手段70によって揺動しながらワーク10の端面10aの角部10bを面取りする。
ワーク10が一回転した時点で面取り加工が完了し、直動アクチュエータ80のロッド81が右方向に移動することでワーク10は供給位置P1に戻る。ワーク10が供給位置P1に戻ったことをワーク着座センサーが検出すると、図9に示すようにストッパー100が上方に回転し、これに合わせてワークフィーダー90から次のワーク10が前方に移動する。面取り加工が完了したワーク10は次のワーク10の端面10aで押されることでホルダ20の嵌合穴23から抜け出し、搬出路92を通って製品ボックス93に収まる。なお、面取り加工が完了したワーク10を製品ボックス93ではなく、次工程の加工装置まで整列搬送してもよい。
ストッパー100は再び水平状態に戻り、このストッパー100に次のワーク10の前端面10aが接触するまで待機する。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明はこのような問題を考慮して、装置構成を大幅に変更することなく断面が凸多角形、円形、半円形又は楕円形のワークの端面を面取りできる面取り装置及び面取り方法であり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００１９】
P1 供給位置
P2 面取り加工位置
1 面取り装置
10 ワーク
10a 端面
10b 角部
10c 軸線
10d 側面
10e 側辺
11 四角形
12 六角形
13 三角形
14 円形
15 半円形
16 楕円形
20 ホルダ
21第1円形部21
22第2円形部22
23 嵌合穴
30 回転駆動手段
31a ブラケット
31b ブラケット
32 第1プレート
33 第1モータ
34 主動ギヤ
35 従動ギヤ
35a 開口
36 ボールベアリング
37 第2プレート
38 テーブル
40 位置決め面
41 位置決め部材
42 ブラケット
50 付勢手段
51 バネ
51a 弾性力
52 バネ受け用凸部
52a ネジ
53 位置調整用ネジ
60 砥石
61 砥石駆動用モータ
70 揺動手段
71 揺動用モータ
72 偏心カム
73 揺動用バネ
74 砥石位置調整用ネジ
80 直動アクチュエータ
81 ロッド
82 ブラケット
90 ワークフィーダー
91 搬入路
92 搬出路
93 製品ボックス
100 ストッパー
101 第2モータ
102 案内部材
110〜112 矢印
【図１】
2019111620.tif 000003
【図２】
2019111620.tif 000004
【図３】
2019111620.tif 000005
【図４】
2019111620.tif 000006
【図５】
2019111620.tif 000007
【図６】
2019111620.tif 000008
【図７】
2019111620.tif 000009
【図８】
2019111620.tif 000010
【図９】
2019111620.tif 000011