特開 2022-150805 バリ取り加工方法及び加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022150805

(43)【公開日】2022-10-07

(54)【発明の名称】バリ取り加工方法及び加工装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 9/00 20060101AFI20220929BHJP

   B24B 29/00 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

B24B9/00 602Z

B24B29/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021053582

(22)【出願日】2021-03-26

(71)【出願人】

【識別番号】517251041

【氏名又は名称】株式会社ファーストシステム

(74)【代理人】

【識別番号】100092727

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 忠昭

(74)【代理人】

【識別番号】100146891

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 ひろ美

(72)【発明者】

【氏名】古川 典夫

【テーマコード（参考）】

3C049

3C158

【Ｆターム（参考）】

3C049AA06

3C049AA12

3C049AA16

3C049AA18

3C049AB01

3C049AB06

3C049CA01

3C049CB01

3C049CB05

3C158AA06

3C158AA11

3C158AA14

3C158AA16

3C158AA18

3C158AB01

3C158AB04

3C158AB06

3C158AB08

3C158CA01

3C158CB01

3C158CB05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】熟練職人が行っているバリ取りを、手間・費用を多くかけることなく行い、確実にしかも刃物ワークを歪ませることがなく、連続的な加工により大量生産にも小量生産にも対応することのできるバリ取り加工方法及び加工装置を提供する。
【解決手段】バフホイール６を取り付けたバフ軸及び刃物ワーク４（薄板状部材）の動きにより、刃物ワーク４に対して３次元の動きでバフ研磨を行ってバリ取りを行う。このバリ取り加工装置は、バフホイール６を取り付けたバフ軸を回転制御するためのバフ軸回転機構と、バフ軸を左右移動する左右移動機構７４と、刃物ワーク４（薄板状部材）を前後移動させるための前後移動機構３０と、刃物ワーク４を揺動移動させるための揺動機構３２とを備え、このような構成により、刃物ワーク４の広い領域にバフホイール６を摺接させることができ、バリを効率的に除去することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一縁部に先端開口溝構造を有する薄板状部材のバリ取り加工方法において、バフホイールを取り付けたバフ軸及び前記薄板状部材の動きにより、前記薄板状部材に対して３次元の動きでバフ研磨を行ってバリ取りを行うことを特徴とするバリ取り加工方法。

【請求項2】

一縁部に先端開口溝構造を有する薄板状部材のバリ取り加工方法において、前記薄板状部材を揺動動作する揺動機構、前記薄板状部材を前後動作させる前後移動機構、バフホイールを取り付けたバフ軸を正転及び／又は逆転動作若しくは正逆転の繰返し動作を行うバフ回転機構並びに前記バフ軸を左右動作させる左右移動機構を備えたバリ取り加工装置を用いて、前記薄板状部材にバフ研磨を行ってバリ取りを行うことを特徴とするバリ取り加工方法。

【請求項3】

一縁部に先端開口溝構造を有する薄板状部材のバリ取り加工方法において、前記薄板状部材を揺動動作する揺動機構及び前記薄板状部材を前後動作させる前後移動機構を備えたバリ取り加工装置を用いて前記薄板状部材にバフ研磨を行ってバリ取りを行うことを特徴とするバリ取り加工方法。

【請求項4】

一縁部に先端開口溝構造を有する薄板状部材のバリ取り加工方法において、バフホイールを取り付けたバフ軸を正転及び／又は逆転動作若しくは正逆転の繰返し動作を行うバフ回転機構並びに前記バフ軸を左右動作させる左右移動機構を備えたバリ取り加工装置を用いて、前記薄板状部材にバフ研磨を行ってバリ取りを行うことを特徴とするバリ取り加工方法。

【請求項5】

一縁部に先端開口溝構造を有する薄板状部材をバリ取り加工するバリ取り加工装置であって、前記薄板状部材を揺動動作する揺動機構と、前記薄板状部材を前後動作させる前後移動機構と、バフホイールを取り付けたバフ軸を正転及び／又は逆転動作若しくは正逆転の繰返し動作を行うバフ回転機構と、前記バフ軸を左右動作させる左右移動機構と、を備えたことを特徴とするバリ取り加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、刃物等に使われる先端開口溝構造を有する薄板状部材のバリを除去することができるバリ取り加工方法及び加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、刃物等に使用される先端開口溝構造を有する薄板状部材の製造に当たり、形状を作る鍛造工程以降、焼入れ工程及び平面研磨工程を行うと、先端開口部分の溝にバリが発生する。刃物ワーク（薄板状部材）の製作工程により、バリ発生の出方は異なるが、バリは刃物ワークの表面及び先端開口溝の内側に発生しやすくなる。

【0003】

刃物のすり合わせ部分は、バリを除去する必要があるためポリッシングを行っている。刃物を作成するにあたり、導入部が必要なため、形状的には先端開口溝構造を有する必要がある。その溝部のバリ取りは刃物性能に影響を与え、可動刃と固定刃のクロスネスといわれる密着度が必要であり、バリは性能に大きな影響を与えるため、バリ取り作業は非常に重要な工程となる。

【0004】

このようなことから、バリを除去する方法として種々の方法が用いられており、その代表的な方法としては、通常、バレル研磨加工（例えば、特許文献１参照）やブラスト加工（例えば、特許文献２参照）などが用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－２３１０４５号公報

【特許文献2】特開２００９－２７９７５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、バレル研磨では、バリが大きくなるとバリを完全に除去することができなくなり、また刃物ワーク（薄板状部材）自体に歪を生じさせることがある。更に、バレル研磨加工では、刃物ワークの溝部先端が丸まり、刃物性能が落ちるおそれがある。

【0007】

また、ビーズブラスト加工などでは、一方向からのみの加工とり、バリを除去する方法は、手間やコスト等の点から、概して大量生産には不向きであったり、バリと共に特に刃物ワークの精度を狂わせてしまう等の欠点があった。

【0008】

そのため、現状では、刃物ワークのバリ取りは熟練職人の手によって行われ、バリを起こして取るなどバリ除去のための3次元動作のバフ加工が行われることが多く、熟練度がとわれ、手間・費用が掛かるという問題点があった。

【0009】

本発明の目的は、このような事情に鑑み、熟練職人が行っているバリ取りを、手間・費用を多くかけることなく行い、確実にしかも刃物ワークを歪ませることがなく、連続的な加工により大量生産にも小量生産にも対応することのできるバリ取り加工方法及び加工装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

そこで、本発明者は、発明を完成させるに際し、熟練職人が行うバリ取りを分析し、バリを起こして倒し、除去するために必要な動きを分析した。熟練職人は、刃物等に使われる先端開口溝構造を有する薄板状部材のバリをバリ残りが生じることがなく、完全に除去でき、刃物としての性能を満足させる切れ味を確保するために、刃物ワーク（薄板状部材）に対して前後の動き、左右の動き、揺動動作、バリを起こして倒すための上下動作を複合させていることが分かった。熟練職人同様に、刃物としての性能を満足させる切れ味を確保するとともに、設備投資の削減が図られるようにすることを目的としてバリ取り加工方法及び加工装置を完成するに至った。

【0011】

このような課題を解決するための本発明のバリ取り加工方法は、一縁部に先端開口溝構造を有する薄板状部材のバリ取り加工方法において、バフホイールを取り付けたバフ軸及び前記薄板状部材の動きにより、前記薄板状部材に対して３次元の動きでバフ研磨を行ってバリ取りを行うことを特徴とする。

【0012】

また、本発明の他のバリ取り加工方法（加工装置）は、バフホイールを取り付けたバフ軸を回転制御するためのバフ軸回転機構を備え、このバフ軸回転機構は、バフ軸を正転及び／又は逆転若しくは正逆反転繰り返し、このような回転制御は、例えば回転駆動用サーボモータを用いて行うことができる。また、バフ軸を左右移動する左右移動機構を備え、この左右移動機構は、バフ軸を振幅移動させる例えばバフ軸振幅用モータを備えている。更に、刃物ワーク（薄板状部材）を前後移動させるための前後移動機構及び刃物ワークを揺動移動させるための揺動機構を備え、前後移動機構は、例えば前後振幅用モータを有し、また揺動機構は、揺動用モータを有している。

【0013】

まず、刃物ワーク（薄板状部材）はワークセット治具に取り付けられ、ワーク搬送シリンダにより搬送される。ワークセット治具上にある刃物ワークは、ワーク前後振幅板を通じて前後振幅用モータに駆動連結されており、この前後振幅用モータにより前後動作が行なわれる。また、揺動用モータはクランクアームに連結されており、減速機を介して連結される揺動機構を備え、揺動機構によって刃物ワークが概略バフ軸に対して揺動されるように構成される。

【0014】

そして、バフ軸回転機構（例えば、回転駆動用サーボモータ）によってバフホイール（バフ本体）を正転及び／又は反転若しくは正逆転の繰返しを行うとともに、この動きと同時に、左右移動機構（例えば、バフ軸振幅用モータ）による左右振幅させる。加えて、前後移動機構（例えば、前後振幅用モータ）による前後動作と揺動機構（ワークセット治具の揺動機構を含む）（例えば、揺動用モータ）によって刃物ワークをバフ軸に対して所定角度で揺動さ、これらの動作を複合的に組み合わせるおとにより、刃物ワークに対するバフホイール（バフ本体）の摺接領域が広がり、熟練職人同様の3次元的な動きによりバリ取りを効率的且つ確実に行うことが出来る。尚、これの動きのいくつかを組み合わせることによっても所望のバリ取り加工を行うことができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明のバリ取り加工方法及び加工装置によれば、刃物ワークに対するバリ取りを効率的に且つ確実に行うことができる。また、先端開口溝構造を有する薄板状部材のバリ取りにおいて、刃物ワークを揺動及び前後動し、バフ軸を正逆転繰り返しを行うとともに左右振幅できるため、先端開口部の溝に残留形成されたバリを熟練職人が行うのと同等の品質の良いバリ取りを行うことができ、しかも、設備費が安価に済む。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に従うバリ取り加工方法を実施するための加工装置（本発明に従うバリ取り加工装置でもある）の一実施形態を示す斜視図。

【図2】図１の加工装置における揺動機構を示す斜視図。

【図3】図１の加工装置におけるバフ軸回転機構及び左右移動機構を一部断面で示す断面図。

【図4】図３のバフ軸回転機構及び左右移動機構を拡大して示す斜視図。

【図5】図３の左右移動機構及びその周囲を拡大して示す断面図。

【図6】刃物ワーク（薄板状部材）の一例を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照して、本発明に従うバリ取り加工方法を実施するための加工装置（本発明に従うバリ取り加工装置）の一実施形態を説明する。図１において、図示のバリ取り加工装置２は、鍛造加工等により形成された刃物ワーク４（薄板状部材）のバリ取りを効率的に行うことが出来るように構成され、バフホイール６（バフ本体）でバリ取りを行う際、バリ残し等の不具合が生じないように構成されている。

【0018】

即ち、前述のように、先端開口溝構造８を有する薄板状部材４のバリ取りの場合、熟練職人は人手で角度を変えながら、バリを起こして倒してとる動作を行っている。刃物ワーク４に対して前後の動き、左右の動き、揺動動作、バリを起こして倒すための上下動作（正逆反転）等を複合させることにより、バリ残りが生じることがなく、完全に除去できるようにし、刃物としての性能を満足させる切れ味を確保する動きとなっている。尚、先端開口溝構造８とは、図６に示すように、例えば板状部材１０の一側縁部に間隔を置いて複数の溝開口１２が設けられ、これら溝開口１２が一側縁側に開放されている構造である。

【0019】

この実施形態では、図１に示すように、バリ取り加工すべき刃物ワーク４はワークセット治具１４に取り付けられ、ワークセット治具１４は、後述するように、矢印１６及び１８で示す方向に往復移動される。この例では、ベース基台２０には間隔をおいて一対の支持レール２２，２４が配設され、一対の支持レール２２，２４は、バリ取り加工装置２の前後方向（図１において左下から右上の方向）に延びており、この一対の支持レール２２，２４に可動プレート２６が移動自在に支持されている。

【0020】

ベース基台２０と可動プレート２６との間にはワーク搬送シリンダ２８が配設され、ワーク搬送シリンダ２８が伸張すると、可動プレート２６が矢印１６で示す前方側に移動して前位置（図１に示す位置）に位置付けられ、またワーク搬送シリンダ２８が収縮すると、可動プレート２６は矢印１８で示す後方側に移動して後位置に位置付けられる。

【0021】

ワークセット治具１４は、前後移動機構３０によって前後方向に振幅（往復）移動されるとともに、揺動機構３２によって揺動移動される。図２をも参照して、一対の支持レール２２，２４に前後振幅板３４が移動自在に支持され、この前後振幅板３４と一体的に前後移動するように支持ブロック３６，３８（図１において左側のものを省略して示している）が支持レール２２，２４に移動自在に支持されている。

【0022】

支持ブロック３６，３８間には揺動軸４０が揺動自在に支持され、この揺動軸４０の両端部に揺動ブロック４２，４４が一体的に揺動するように固定され、かかる揺動ブロック間４２，４４間にワークセット治具４６が取り付けられている。このワークセット治具４６に複数の刃物ワーク４がクランプ治具４８によってクランプ保持される。

【0023】

この実施形態では、前後移動機構３０は、前後振幅用駆動源としての前後振幅用モータ５０と、この前後振幅用モータ５０の駆動力を前後振幅板３４に伝達するクランク機構５２とを備え、クランク機構５２のホイール５４が前後振幅用モータ５０の出力軸に駆動連結され、そのリンク５６の一端部がホイール５４に偏心して連結され、その他端部が前後振幅板３４に連結されている。

【0024】

このように構成されているので、前後振幅用モータ５０が回転すると、前後振幅用モータ５０の回動力がクランク機構５２（ホイール５４及びリンク５６）を介して前後振幅板３４に伝達され、この前後振幅板３４（これとともに一対の支持ブロック３６，３８、揺動軸４０、揺動ブロック４０，４２及びワークセット治具４６）が前後方向に往復移動される。

【0025】

また、揺動機構３２は、揺動用駆動源としての揺動用モータ５８と、この揺動用モータ５８の駆動力を揺動軸４０に伝達するクランク伝達機構６０とを備え、クランク伝達機構６０のホイール６１が揺動用モータ５８の出力軸に駆動連結され、そのリンク６２の一端部がホイール６１に偏心して連結され、このリンク６２の他端部が揺動軸４０に固定された揺動アーム６４に連結されている。

【0026】

このように構成されているので、揺動用モータ５８が回転すると、揺動用モータ５８の回動力がクランク伝達機構６０（ホイール６１、リンク６２及び揺動アーム６４）を介して揺動軸４０に伝達され、この揺動軸４０（これとともに一対の揺動ブロック４２，４４及びワークセット治具４６）が上下方向に揺動され、例えば±２０～４０度の角度範囲にわたって揺動される。このワークセット治具４６の揺動方向は、後述のバフ軸８６に対して直角方向になるようにし、またこの揺動角は、上下方向に概ね３０度程度としている。

【0027】

図２に示すように、刃物ワーク４はワークセット治具４６上にあり、このワークセット治具４６が揺動軸４０を中心として揺動されると、これと一体的に刃物ワーク４も揺動される。このように揺動させることにより、刃物ワーク４に対するバフホイール６（バフ本体）の３次元動作を行うとともに摺接領域を広げることができ、刃物ワーク４のバリ取りを効率的に行うことができるとともに、刃物ワーク４のバリを確実に除去することができる。

【0028】

次に、刃物ワーク４（薄板状部材）に対してバフ加工を行うバフホイール６（バフ本体）側の構成について説明する。図１とともに、図３及び図４を参照して、この実施形態では、バフホイール６を回転制御するバフ軸回転機構７２と、バフホール６を左右移動させる左右移動機構７４を備えている。バフベース部材７６の片側には支持ブロック７８が取り付けられ、この支持ブロック７８に支持ブラケット８０が取り付けられている。また、バフベース部材７６の他側には支持ハウジング８２が取り付けられ、この支持ハウジング８２に支持部材８４が取り付けられている。

【0029】

バフ軸８６は、支持ブラケット８０と支持部材８４との間に回転自在に支持され、このバフ軸８６にバフホイール６（バフ本体）が取り付けられている。この例では、バフ軸８６の軸方向に複数のバフホイール６が取り付けられている。図５も参照して、この実施形態では、バフ軸８６には、スプライン機構８８を介して内輪支持スリープ９０が装着され、この内輪スリーブ９０と外輪支持部材９２との間に一対の軸受け部材９４が装着されている。また、この内輪スリーブ９０とバフホイール６との間に環状部材９６が配設されている。

【0030】

バフ軸回転機構７２は、回転駆動源としての回転駆動用サーボモータ９８と回転伝達機構１００から構成され、この例では、回転伝達機構１００は、回転駆動用サーボモータ９８の出力軸に取り付けられた駆動プーリ１０１と、バフ軸８６に取り付けられた伝達プーリ１０２と、駆動プーリ１００及び伝達プーリ１０２に巻き掛けられた伝達ベルト１０４とを有し、回転駆動用サーボモータ９８からの駆動力が回転伝達機構１００（駆動プーリ１００、伝達ベルト１０４及び伝達プーリ１０２）を介してバフ軸８６に伝達される。

【0031】

回転駆動用サーボモータ９８は、正逆転なサーボモータから構成され、バフホイール６によりバリ取り加工を行うときには、正転及び／又は逆転若しくは正逆転の繰返しを行うように制御され、特に正逆転の繰返しを行うように制御するのが好ましく、このように正逆転繰返しを行うことにより、刃物ワーク４（薄板状部材）のバリを起こして倒すという作業を繰り返し行い、バリを効率的に除去することができる。

【0032】

また、左右移動機構７４は、バフ軸振幅駆動源としてのバフ軸振動用モータ１０６と振幅移動機構１０８から構成され、この振幅移動機構１０８は、バフ軸振動用モータ１０６の出力軸に装着されたホイール１１０と、ホイール１１０に偏心して連結されたリンク１１２と、このリンク１１２の先端部に取り付けられた伝達プレート１１４と、外輪支持部材９２に作用する作用プレート１１８と、伝達プレート１１４及び作用プレート１１８を連結する一対の連結ロッド１１６とを有している。

【0033】

このように構成されているので、バフ軸振動用モータ１０６が回転すると、その回転が振幅移動機構１０８（ホイール１１０、リンク１１２、伝達プレート１１４、一対の連結ロッド１１６及び作用プレート１１８）を介して外輪支持部材９２に伝達され、更に一対の軸受け部材９４、内輪支持部材９０及び環状部材９６を介してバフホイール６に伝達され、これによりバフ軸８６に取り付けられた複数のバフホイール６（バフ本体）が左右方向（図１及び図３において右下から左上方向）に振幅移動（往復移動）され、バフホイール６の正逆転又は正逆転の繰返しとこのバフホイール６の左右方向の振幅移動を行うことにより、刃物ワーク４（薄板状部材）に対すバリ取りを効率的且つ確実に行うことができる。

【0034】

上述のバリ取り加工装置２において、刃物ワーク４が位置決め固定され、ワーク搬送シリンダ２８により刃物ワーク４が供給され、回転駆動用サーボモータ９８によりバフホイール６（バフ本体）が回転されると同時に、バフ軸振幅用モータ１０６によりバフ軸６（これに取り付けられたバフホイール６）が左右移動し、加えて揺動用モータ５８によりワークセット治具４６が揺動し、更に前後振幅用モータ５０により刃物ワーク４が前後移動される。このため、刃物ワーク４の広い領域にバフホイール６（バフ本体）を摺接させることができ、バリを効率的に除去することができる。尚、バリ取りが終了すると、ワーク搬送シリンダ２８が収縮し、可動プレート２６が後位置に位置付けられ、この後退状態において、ワークセット治具４６から刃物ワーク４が払い出される。

【0035】

以上、本発明に従うバリ取り加工方法及び加工装置の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。

【符号の説明】

【0036】

２ バリ取り加工装置
４ 刃物ワーク（薄板状部材）
６ バフホイール（バフ本体）
８ 先端開口溝構造
１４ ワークセット治具
３０ 前後移動機構
３２ 揺動機構
４０ 揺動軸
７２ バフ軸回転機構
７４ 左右移動機構
８６ バフ軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】