(57)【要約】【課題】  センタレス研磨機による研磨キズの発生を削減し、寸法精度に優れた棒状体が加工できる加工用冶具及びこれを用いた加工方法を提供する。【解決手段】  棒状体端面に当接する押圧部材と、前記押圧部材に付設された吊下げ部材と、前記吊下げ部材の上部に付設された摺動体と、前記摺動体に付設された操作部材と、前記摺動体が前記操作部材により進退自在に摺動可能な摺動体支持部を有するガイドとで構成している棒状加工用冶具であり、この加工用冶具を用いた加工方法である。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状体をセンタレス研磨機で加工する時に用いる加工用冶具であって、前記棒状体端面に当接する押圧部材と、前記押圧部材に付設された吊下げ部材と、前記吊下げ部材の上部に付設された摺動体と、前記摺動体に付設された操作部材と、前記摺動体が前記操作部材の操作により進退自在に摺動可能な摺動体支持部を有するガイドとで構成していることを特徴とする棒状体加工用冶具。
【請求項２】
請求項１に記載の加工用冶具を用いて棒状体を加工する方法であって、前記加工用冶具により前記棒状体を前記センタレス研磨機に供給する第１の工程と、前記加工用冶具により前記棒状体を前記センタレス研磨機から排出する第２の工程を有することを特徴とする棒状体の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状体加工用冶具及びこれを用いた加工方法に関するものである。      
【背景技術】
【０００２】
センタレス研磨機は、円筒状の研削砥石車と、棒状体に駆動力を与える調整車と、棒状体をガイドするための支持刃と呼ばれる三つの装置及び部材で棒状体の位置決めを行い、棒状体を円筒状に研削する装置である。他の円筒研削機などと比較した場合でも、センタレス研磨機は非常に優れた寸法精度を持ち、チャックに取付けることが困難な形状の円筒物の研削や、棒状体の連続加工が容易にかつ低コストで行なえることから、円筒状もしくは円柱状の棒状体を加工する装置として様々な分野で使用されている。
一方、センタレス研磨機は汎用性を有するものの、その調整箇所は、調整車の角度やガイドの高さ等極めて多く、各調整箇所間の相関も複雑であり、少しでも調整が不十分であると、棒状体が当初の想定どおりの寸法に加工できなかったり、棒状体の表面に加工キズが発生する場合があった。一方、特許文献１に開示されているような手法を用いてセンタレス研磨機による寸法精度を維持する方法も考え出されているものの、十分な調整を行なうことができる熟練の作業者が必要であった。
更に棒状体を連続して加工する場合、研磨機の供給側では棒状体を供給する際に研磨機との段差のズレ等によって生ずるコジリキズ及び排出側では棒状体が研磨機からスムーズに排出できずに砥石による研磨キズが入ってしまうなどの問題があった。
【特許文献１】特開２００１−１３８１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、センタレス研磨機による加工の際に発生する棒状体表面へのコジリキズや研磨キズを減少させ、棒状体を寸法精度良く加工できる加工用冶具及びこれを用いた加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このような目的は、下記の本発明（１）〜（２）によって達成される。
（１）棒状体をセンタレス研磨機で加工する時に用いる加工用冶具であって、前記棒状体端面に当接する押圧部材と、前記押圧部材に付設された吊下げ部材と、前記吊下げ部材の上部に付設された摺動体と、前記摺動体に付設された操作部材と、前記摺動体が前記操作部材の操作により進退自在に摺動可能な摺動体支持部を有するガイドとで構成していることを特徴とする棒状体加工用冶具。
（２）前記（１）に記載の加工用冶具を用いて棒状体を加工する方法であって、前記加工用冶具により前記棒状体を前記センタレス研磨機に供給する第１の工程と、前記加工用冶具により前記棒状体を前記センタレス研磨機から排出する第２の工程を有することを特徴とする棒状体の加工方法。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、棒状体をセンタレス研磨機によって加工する際に発生する研磨キズを減少させることが可能な加工用冶具であり、棒状体の加工方法として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の棒状体加工用冶具、およびこれを用いた棒状体の加工方法（以下、「加工方法」ということがある）について図１〜図７を使って説明する。
本発明は、棒状体をセンタレス研磨機で加工する時に用いる加工用冶具３であって、棒状体１端面に当接する押圧部材１０と、前記押圧部材１０に一体的に付設された吊下げ部材１１と、前記吊下げ部材１１の上部に付設された摺動体１６と、前記摺動体１６に付設された操作部材１２と、前記摺動体１６が操作部材１２の操作によって進退自在に摺動可能な摺動支持部１７を有するガイド１３とで構成していることを特徴とする。
【０００７】
本発明の製造方法に用いられる棒状体１としては特に限定されないが、例えば、外径５０ｍｍ相当の棒状体１の場合、目的とする外径寸法に対して、外径寸法プラス０．０８〜０．１５ｍｍの取りシロを持つ棒状体１が好ましい。前記下限値未満では、取りシロが小さい為、研磨ムラを引き起こす可能性がある。前記上限値を超えると、削り量の増大により、研磨抵抗が増大し、棒状体１の真円度が出ない場合がある。
【０００８】
本発明の棒状体加工用冶具（以下、「加工用冶具」ということがある）３は棒状体１を前方に移動させる押圧部材１０を有する。
押圧部材１０の形状は、特に限定されないが、棒状体１に対して接触面積が大きくなることから円板状であることが好ましい。
この押圧部材１０の外径は、特に限定されないが、棒状体１の外径に対して、８０〜１００％が好ましい。更に好ましくは９０〜９８％である。前記下限値未満では、押す際に棒状体１にかかる荷重に偏りを生じやすくなり、砥石車４に対して軸がずれた形で棒状体１を供給及び排出することとなり、研磨キズが発生しやすくなる。また前記上限値を超えると棒状体１の研削とともに押圧部材１０の一部も研削する可能性が高くなり、砥石の摩耗を増大させると共に、切削水の汚染度合いが増加することがある。
押圧部材１０の材質は、特に限定されないが、棒状体１を傷つけにくいＰＯＭ等のプラスチックを用いることが好ましい。
【０００９】
本発明における加工用冶具３は、押圧部材１０に一体的に付設され、垂直方向に延びる吊下げ部材１１を有する。
突き出しプレート１０との取付け方法は、特に限定されないが、機械的強度、作業性からボルト締めが好ましい。
この吊下げ部材１１の形状は、特に限定されないが、丸棒が好ましい。寸法は、特に限定されないが、外径５〜２０ｍｍ、長さ１００〜２００ｍｍが好ましい。前記寸法内であると操作性、加工性に優れる。
この吊下げ部材１１を構成する材料は、特に限定されないが突き出しプレート同様に棒状体１を傷つけず、ある程度剛性があるＰＯＭ等のプラスチックを用いることが好ましい。
【００１０】
本発明に於ける加工用冶具３は、吊下げ部材１１に一体的に付設された摺動体１６を有する。
この摺動体１６の形状は、後述するガイド３の内側に設置された摺動体支持部１７を前後に摺動できるものであれば特に限定されないが、略Ｔ字状であるものが好ましい。略Ｔ字状であることから、確実に摺動体支持部を摺動できる。
この摺動体１６の寸法は、後述の摺動体保持部１７を摺動できる寸法であれば特に限定されない。この摺動体を構成する材料は、特に限定されないが、ＰＯＭが好ましい。これにより摺動性に優れる。
【００１１】
本発明に於ける加工用冶具３は、前記摺動体に一体的に付設された操作用ロッド１２を有する。
操作部材１２の形状は、特に限定されないが、操作上及び加工上から丸棒形状が好ましい。
この操作部材１２の寸法は、特に限定されないが、外径５〜２０ｍｍ、長さは砥石車４の長さより２００〜４００ｍｍ長いことが好ましい。前記外径寸法内であると機械的強度及び操作性に優れ、長さが前記下限値未満及び前記上限値を超えると操作性の向上が低下する。
この操作部材１２の構成する材料は、特に限定されないがアルミニウム等の金属が好ましい。軽く剛性があることにより、安全性、操作性に優れる。
【００１２】
本発明に於ける加工用冶具３は、摺動体１６が摺動する摺動体支持部１７が付設されたガイド１３を有する。
このガイド１３の形状は特に限定されないが、断面が角型の板材が好ましい。これにより摺動体支持部１７が容易に加工できる。
摺動体支持部１７は前記摺動体１６が摺動できる形状であれば特に限定されないが、摺動体１６が角型の場合、同様に角型の溝であることが好ましい。
このガイド１３の寸法は、特に限定されないが、砥石車４の長さより５０〜２００ｍｍ長いことが好ましい。前記下限値未満及び前記上限値を超えると操作性の向上が低下する。
このガイド１３は特に限定されないが、２本の板材で構成され、この２本の板材で操作部材１２を挟むように取付けることが好ましい。
このガイド１３を構成する材料は特に限定されないが、剛性、加工性の面からアルミニウム等の金属が好ましい。
【００１３】
更にガイド１３の供給側には操作部材案内板１４を取付けることが好ましい。この操作部材案内板１４は操作部材１２をスムーズに摺動できるよう操作部材１２の外径よりやや大きい内径を持つ孔を有することが好ましい。この孔により、操作部材１２が左右にぶれることなく前後に摺動できる。
この操作部材案内板１４を構成する材料は特に限定されないが、摺動性に優れることからＰＯＭ製が好ましい。
【００１４】
上記構造を持つ加工用冶具３は、前方へ棒状体１を移動させる場合は操作部材１２を手で押し、棒状体１を排出後に加工用冶具３を元へ戻す場合には操作部材１２を持って引くことで操作できる。
【００１５】
また本発明における研磨条件は、特に限定されないが、下記条件にて行なわれることが好ましい。
調整車回転数は、５０〜９０ｒｐｍが好ましい。前記上限を超えると砥石車４と調整車５を通過する棒状体１のスピードが速くなり過ぎるため、研磨面にムラの生じる恐れがある。また前記下限値未満では加工スピードが低下してしまうため、加工時間が長くなり、生産性が向上しない。
【００１６】
本発明における調整車５側の供給案内板６と調整車５との段差（供給側段差６）は特に限定されないが、０〜０．１ｍｍが好ましい。前記上限を超えると段差が大きすぎる為、棒状体１の供給側にフラットスポット状のキズが発生することがある。また、逆に砥石／調整車側が供給案内板６より狭い場合は、棒状体１がスムーズに供給できなくなることがある。
【００１７】
また本発明における調整車５側と排出案内板８との段差（排出側段差９）は、特に限定されないが、０〜０．１ｍｍであることが好ましい。前記上限値を超えると段差が大きすぎる為、棒状体１の排出側にフラットスポット状のキズが発生することがある。また逆に砥石／調整車側が排出案内板８より狭い場合は、段差により棒状体１が排出できなくなることがある。
【００１８】
また支持刃２の高さは、特に限定されないが、棒状体１を支持刃２上に設置した際に、棒状体１の中心の高さが、砥石車４の中心の高さに対して、棒状体１の外径の２０〜３０％高い位置であることが好ましい。前記上限値を超えると加工時に棒状体１にビビリが入ってしまい、高精度な加工ができなくなることがある。また前記下限値未満では、棒状体３がおむすび状に加工されてしまい、やはり高精度な加工ができなくなることがある。
【００１９】
本発明の加工方法は、本発明の加工用冶具３を使って棒状体１をセンタレス研磨機に供給する第１の工程と、加工用冶具３を使ってセンタレス研磨機から排出する第２の工程を有する。
センタレス研磨機による加工の際に発生する研磨キズは通常、棒状体１を供給する工程時及び研磨機から排出する工程時に発生し易く、本発明の加工用冶具３を棒状体１の供給時に使用し、その後スムーズに研削されている間は使用せず、排出時に再度使用することにより棒状体１へのセンタレス研磨機による研磨キズを最小限とすることができる。
【実施例】
【００２０】
次に、本発明の加工方法を好適に例に基づいてステップ毎に詳しく説明する。
【００２１】
１．研磨前棒状体の作製
研磨前棒状体は、フェノール樹脂成形材料を用いた成形品を使用した。
成形品の大きさは、直径５５ｍｍ、厚み４５ｍｍの円筒状成形品で、端面より内径部に肉抜きを施している。圧縮成形にて金型温度１７５℃、成形圧力４０ＭＰａ、硬化時間３分間にて研磨前の棒状体を得た。
【００２２】
２．センタレス研磨機の仕様
センタレス研磨機は日平トヤマ社製センタレス研磨機ＣＬＧ−２Ｂ２型を用いた。
砥石車４および調整車５の大きさは砥石車４：外径６１０×２０５ｍｍ、調整車５：外径３０５×２０５ｍｍのものを使用した。また砥石車４の材質は棒状体１の材質を考慮し、ＧＣ＃１００を用いた。
前準備として、砥石車４および調整車５共に十分にドレッシングを施し、砥石車４や調整車５の不備によるキズの発生が起こらないようにした。
研磨時の条件として、砥石回転数は１５５０ｒｐｍで一定とした。切削水は、水溶性研削油を用いて、加工後の棒状体１のハンドリングを容易なものとした。
【００２３】
３．加工用冶具の仕様
図１、図３、図６、図７を用いてその概要を説明する。
加工用冶具３は押圧部材１０と、この押圧部材１０を吊下げ部材１１及び摺動体１６を介して棒状体１の移動方向に沿って供給側、排出側に操作できる操作部材１２と、操作部材１２を案内し摺動体１６を摺動させるガイド１３とにより成り立っている。
押圧部材１０は研削時の砥石車４や調整車６への接触を避ける為、直径５０ｍｍと棒状体１の外径よりもやや小さい寸法とした。
押圧部材１０の厚みは１０ｍｍであり、その材質は棒状体１を傷つけないようにＰＯＭ製とした。
押圧部材１０を取付けている吊下げ部材１１は直径１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＰＯＭ製であり、ボルトにて押圧部材１０を固定した。この吊下げ部材１１は上部にＰＯＭ製の摺動体１６がネジ止めされており、更にこの摺動体１６の供給側面には操作部材１２が排出側からネジ止めされており、棒状体１の供給および排出の一連の動きに合わせて、操作部材１２を操作することにより、棒状体１を動かすことが可能となっている。操作部材１２は直径１０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製とした。
ガイド１３は、操作部材１２を挟み込む２本の１５ｍｍ角のアルミニウム製板材より構成されており、供給側端部に操作部材１２がスムーズに前後に操作できる孔が開いたＰＯＭ製の操作部材案内板１４を設けることで操作部材１２を保持しており、操作部材１２が操作中左右にずれないようにしている。このガイド１３は、取付け金具により砥石車４側の安全カバー１５の外側に固定されており、砥石車４、調整車５、支持刃２の位置関係に対応する為、取付け金具によってその位置を微調整することが可能になっている。
ガイド１３は内側に摺動体１６が摺動する摺動体支持部１７となる角型の溝が切られている。
ガイド１３の全長は約４００ｍｍで砥石車４や調整車５の長さに対して余裕を持たせてあり、供給側での棒状体１の設置場所の確保や、排出時の棒状体１の押出し量を確保している。
【００２４】
４．研磨方法
研磨は、砥石車回転数１５５０ｒｐｍ、調整車回転数７５ｒｐｍで実施した。また調整車側の供給案内板６と調整車５との供給段差７及び排出案内板８と調整車５との排出段差９は、鋼板ゲージを用いてそれぞれ、０．０５ｍｍ、０．０１ｍｍに設定した。また支持刃２の高さは棒状体１の中心が、砥石車４中心に対して１５ｍｍ高くなるようセッティングした。
上記条件にて、加工を行なった。その加工手順を図３〜図５を用いて説明する。
まず棒状体１を１個ずつ支持刃２の供給側に乗せた。次に加工用冶具３を用い、棒状体１を研磨機内に供給開始する。（図３）
棒状体１が砥石車４および調整車５に接触し始めると、棒状体１は調整車４の回転力により自動的に排出側に進み始める。この時加工用冶具３は研磨機の供給付近で停止させておき、棒状体１に無理な力を与えないようにする。（図４）
次に棒状体１が砥石車４および調整車５の排出側に差し掛かると、棒状体１の外径は所定の寸法までほぼ研削されているため、調整車５の回転力が棒状体１に伝わらなくなってくる。そのまま放置しておくと棒状体１は、排出直前で駆動力を失い、砥石車４および調整車５を通過せず停止するが、ここで加工用冶具３を用いて棒状体１を砥石車４および調整車５の外側に排出する。（図５）
この際に加工用冶具３を用いないと、砥石車４と調整車５の間に棒状体１が停止したままとなり、わずかに接触している砥石によって、棒状体１の局部に筋状のキズが発生することがある。
【００２５】
５．円筒状工作品の評価
１）外観確認試験
前記の方法で加工用冶具３を用いて加工した場合（実施例）と、加工用冶具３を用いずに加工した場合（比較例）の２条件について各５０個ずつの棒状体１の外観を１個ずつ点検し、供給側で発生するフラットスポットキズの有無（Ａ）、および排出側で発生する螺旋状のキズ（Ｂ）の有無を点検した。各条件５０個について、その歩留を計測、定量化した。
上記条件で棒状体１について評価を行い、得られた結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
比較例では供給側及び排出側で発生したどちらのタイプのキズも実施例の場合と比べて多く発生しており、特に排出側のキズの発生数が顕著であった。
他の形状の棒状体への適用においては、その寸法により、供給側および排出側でのキズの発生の割合も変わってくることが予想されるが、上記のように本発明の加工用冶具を使用した場合、キズの発生を顕著に低下させることができたことから、本発明の加工用冶具が極めて有効であることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の加工用冶具及びこれを用いた加工方法は、従来のセンタレス研磨機によって円筒状もしくは円柱状加工物を加工する際に発生する研磨キズを大幅に減少させ、寸法精度に優れた棒状体を好適に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】センタレス研磨機と加工用冶具を側面から見た場合の概略図
【図２】センタレス研磨機を上方向から見た場合の概略図（加工用冶具３は省く）
【図３】本発明による加工方法の加工過程を示す外観図（研磨前）
【図４】本発明による加工方法の加工過程を示す外観図（研磨中）
【図５】本発明による加工方法の加工過程を示す外観図（排出前）
【図６】ガイド１３、摺動体１６、摺動体支持部１７及び吊下げ部材１１を示す拡          大断面図
【図７】加工用冶具３を供給側から見た場合の外観図
【符号の説明】
【００３０】
１  棒状体
２  支持刃
３  加工用冶具
４  砥石車
５  調整車
６  供給側案内板
７  供給側段差
８  排出側案内板
９  排出側段差
１０  押圧部材
１１  吊下げ部材
１２  操作部材
１３  ガイド
１４  操作部材案内板
１５  安全カバー
１６  摺動体
１７  摺動体支持部
【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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