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(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】P2022030785
(43)【公開日】2022-02-18
(54)【発明の名称】ワーク位置維持装置
(51)【国際特許分類】
   B24B 5/307 20060101AFI20220210BHJP
   B24B 41/06 20120101ALI20220210BHJP
【FI】
B24B5/307
B24B41/06 J
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020135029
(22)【出願日】2020-08-07
(71)【出願人】
【識別番号】596066024
【氏名又は名称】西部自動機器株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003041
【氏名又は名称】特許業務法人安田岡本特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】越智 研二
(72)【発明者】
【氏名】栃尾 善幸
【テーマコード(参考)】
3C034
3C043
【Fターム(参考)】
3C034AA01
3C034AA13
3C034BB79
3C034DD20
3C043AA08
3C043AA14
3C043CC03
3C043DD01
3C043DD03
3C043DD05
(57)【要約】
【課題】センタレスによるワーク周面研磨時にローラ上にワークを安定に保持しかつキズを生じさせ難いワークストッパを提供する。
【解決手段】ワーク位置維持装置は、センタレス研削において一対のローラ上のワークの位置を維持させる装置である。ワーク位置維持装置は、ワークの一方の底面に当接させる端面を備えた第一当接部と、第一当接部の端面に平行であって且つ正対しワークの他方の底面に当接させる端面を備えた第二当接部と、その正対する方向に第一当接部および第二当接部のいずれか一方を往復動させる往復動作手段と、を有する。ワーク位置維持装置は、第一当接部および第二当接部が一体となって、正対する方向に直交する水平な軸回りに揺動可能である。ワーク位置維持装置は、第一当接部および第二当接部の前記水平な軸回りの揺動を不能にする揺動不能手段を有する。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
センタレス研削において一対のローラ上のワークの位置を維持させるワーク位置維持装置であって、
前記ワークの一方の底面に当接させる端面を備えた第一当接部と、
前記第一当接部の前記端面に平行であって且つ正対し前記ワークの他方の底面に当接させる端面、を備えた第二当接部と、
その正対する方向に前記第一当接部および前記第二当接部のいずれか一方を往復動させる往復動作手段と、を有し、
前記第一当接部および前記第二当接部が一体となって、前記正対する方向に直交する水平な軸回りに揺動可能であり、
前記第一当接部および前記第二当接部の前記水平な軸回りの揺動を不能にする揺動不能手段を有する
ことを特徴とするワーク位置維持装置。
【請求項2】
前記第一当接部および前記第二当接部のいずれかが前記正対する方向の軸回りに回転可能に形成され、
または、前記第一当接部および前記第二当接部のいずれもが前記正対する方向の同じ線上にある軸回りに回転可能に形成された
請求項1に記載のワーク位置維持装置。
【請求項3】
前記往復動作手段とこれが往復動させる前記第一当接部および前記第二当接部のいずれか一方とが一体となって前記正対する方向に移動可能に形成された
請求項1または請求項2に記載のワーク位置維持装置。
【請求項4】
前記往復動作手段がテーブル付きシリンダである
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のワーク位置維持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、センタレスによるワーク周面研磨時に、ワークの移動、ふらつき等を防止する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
ベアリングでは、軌道輪(内輪、外輪)の内面と転動体との摩擦抵抗を極力減少させるために、いずれの表面も滑らかに加工される。これらの表面を滑らかにする加工方法として、超仕上処理(以下「超仕上」という)がよく知られている。
ローラーベアリングの転動体である円錐コロ、円筒コロ(「ワーク」という)の超仕上は、水平方向に並ぶ一対の回転するローラ上でワークを回転させながら、その周面に当てた超仕上砥石を周面の母線方向に高速で微振動させて行われる(「センタレス研磨」)。この超仕上時において、ローラ上で回転するワークの軸方向へのズレを防ぎその位置を保つために、ワーク位置維持手段が採用される(特許文献1、特許文献2)。
【0003】
特許文献1に記載されたワーク位置維持手段は、一対のローラ上に載せられた円筒ころの一方の底面に対し、その略軸心方向からノズルにより空気、水または潤滑油を吹き付け、ワークの他方の底面を(ワークに対してノズルとは逆側に設けられた)係止部に押圧することでワークの位置を維持させる。
特許文献2に記載されたワーク位置維持手段は、特許文献1の記載のノズル(からの流体)の役割を、一対のローラ上にワークを供給する搬送装置と一体化されたワークストッパーが行う。ワークストッパーは、回転可能な係止部を備え、係止部が回転するワークの底面を係止してワークの位置を維持させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2016-203339号公報
【特許文献2】特開2019-107757号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のワーク位置維持手段は、ワークの重さ等に応じた一定量以上の流体をノズルから勢いよく吐出させる必要がある。このワーク位置維持手段を円錐コロに適用すると、流体は水平に吐出され流体が押圧する円錐コロの底面は傾斜するので(超仕上時の円錐コロ底面の傾斜の様子については図7(b)参照)、円錐コロにはその底面を上方に持ち上げる力が生じる。特許文献1に記載のワーク位置維持手段は、円錐コロの底面に非接触であるため、超仕上時に円錐コロが振動する等によりその姿勢が不安定になる虞がある。
【0006】
特許文献2に記載のワーク位置維持手段は、ワークの搬送装置にワークストッパーを一体化させたことにより、ローラ廻りの他の装置の配置の自由度を高める等の長所を有する。一方で、ワークが円錐コロの場合には超仕上時にその底面が鉛直面とはならないので、ワークストッパーにおいて受動回転する係止部の回転軸は、ワークの回転軸に一致しない。この不一致のために、係止部は円形端面を有しても実際には点に近いごく小さな範囲でワーク底面を押圧することになり、ワーク(円錐コロ)の底面にキズを生じさせる虞がある。
【0007】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、センタレスによるワーク周面研磨時にローラ上にワークを安定に保持しかつキズを生じさせ難いワーク位置維持装置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】
本発明に係るワーク位置維持装置は、センタレス研削において一対のローラ上のワークの位置を維持させる装置である。ここで「センタレス研削」とは、センタレス方式による円筒形ワークおよび円錐形ワークの周面を滑らかにすること(研磨)をいう。
ワーク位置維持装置は、ワークの一方の底面に当接させる端面を備えた第一当接部と、第一当接部の端面に平行であって且つ正対しワークの他方の底面に当接させる端面を備えた第二当接部と、その正対する方向に第一当接部および第二当接部のいずれか一方を往復動させる往復動作手段と、を有する。
【0009】
ワーク位置維持装置は、第一当接部および第二当接部が一体となって、正対する方向に直交する水平な軸回りに揺動可能である。ワーク位置維持装置は、第一当接部および第二当接部の前記水平な軸回りの揺動を不能にする揺動不能手段を有する。
好ましくは、第一当接部および第二当接部のいずれかが、前記正対する方向の軸回りに回転可能に形成される。より好ましくは、第一当接部および第二当接部のいずれもが、正対する方向の同じ線上にある軸回りに回転可能に形成される。
【0010】
ワーク位置維持装置は、往復動作手段とこれが往復動させる第一当接部および第二当接部のいずれか一方とが一体となって正対する方向に移動可能に形成される。
往復動作手段には、テーブル付きシリンダを用いるのが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によると、センタレスによるワーク周面研磨時にワークをローラ上に安定に保持しかつワーク底面にキズを生じさせ難いワーク位置維持装置を提供することを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1図1はワークストッパの正面図である。
図2図2はワークストッパの平面図である。
図3図3はワークストッパの左側面図である。
図4図4はワークストッパの右側面図である。
図5図5は基部およびワーク停止部の正面図である。
図6図6はワーク停止部の揺動安定化の仕組みを示す斜視図である。
図7】で図7は円錐コロの周面を超仕上する時のワークストッパの姿勢を示す図ある。
図8図8はワーク取り替え時の押圧部の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
図1はワークストッパ1の正面図、図2はワークストッパ1の平面図、図3はワークストッパ1の左側面図、図4はワークストッパ1の右側面図、図5は基部2およびワーク停止部3の正面図、図6はワーク停止部3の揺動安定化の仕組みを示す斜視図である。
ワークストッパ1は、センタレス方式による円錐コロ、円筒コロ(「ワークW」という)の周面の超仕上において、回転する一対のローラRl,Rr上で回転するワークWの位置ズレ、脱落を防止する装置である。ワークストッパ1は、本発明における「ワーク位置維持装置」の一実施例である。
【0014】
ワークストッパ1は、大きくは基部2およびワーク停止部3からなる。
基部2は、基台11、支持板12、直立板13、板状の支持部14および傾斜調整手段6を備える。
基台11は、平面視(図2)において矩形であり、厚板で形成される。基台11は、センタレス方式の超仕上装置における一対のローラRl,Rr近傍に配される。
【0015】
基台11は、一組のアジャストボルト15、アジャストボルト用ブロック16およびネジ用ブロック17を介して移動可能に作業台9と連結されている。アジャストボルト15は、回転されることにより、水平方向(図2における上下方向)に基台11を移動させる。
支持板12は、厚板で略矩形に形成され、基台11の上に基台11に対して移動可能に載せられている。支持板12は、アジャストボルト15に直交する方向に伸びたアジャストボルト18と、これに組み合わされたアジャストボルト用ブロック19およびネジ用ブロック20を介して基台11と連結されている。アジャストボルト18は、回転されることにより、基台11の移動可能方向に直交する水平方向に支持板12を移動させる。
【0016】
支持板12は、支持板12に設けられた複数の長円形の孔をそれぞれ貫通する六角支柱ボルトの締め付けによって基台11に固定されている。
直立板13は、厚板で形成され、直立してアジャストボルト18が伸びる方向に拡がり、支持板12の上面に固定されている。
支持部14は、大部分が直立する厚板状であり、その下方が直立板13に重なってこれに連結されている。支持部14は、前述したアジャストボルト18とは反対側の斜め上方に拡がる。支持部14は、正面視(図1)において手前に短く突出し断面が円形の揺動軸25を、その上端近傍に備える。
【0017】
また、支持部14には案内部材24が一体化されている。案内部材24は、断面が「L」字状となって伸びる端縁を有する。案内部材24は、基部2に対してワーク停止部3を安定に揺動させる働きをする。
支持部14は、これに固定されたアジャストボルト用ブロック21、直立板13に固定されたネジ用ブロック22、およびこれらをつなぐアジャストボルト23により直立板13に対して上下動可能である。直立板13に対する支持部14の上下動は、支持部14の下方に設けられた2つの長円形の孔をそれぞれ貫通する六角支柱ボルトの締め付けにより、不能となる。支持部14は、揺動軸25と長円形の孔との間に、図1において手前に開口する、斜め上下方向に並ぶ2つの(雌)ネジ孔26,27を有する(図5(b)参照)。
【0018】
ワーク停止部3は、前方停止部4および後方停止部5からなる。
前方停止部4は、前方腕部28および前方係止部29を有する。
前方腕部28は、厚板で形成され、やや長細いが矩形とは異なる独特の形状であり、ワークストッパ1においては全体として傾斜しながら上方に伸びる(図1参照)。前方腕部28は、長手方向の一方の端近傍を、支持部14の揺動軸25が嵌め入れられた軸孔30が貫通する。
【0019】
前方腕部28は、長手方向の他方の端縁が、軸孔30を中心とする円弧状となっており、その円弧状の端縁から一定距離の範囲は、厚みが薄くなったフランジ状となっている(図6)。このフランジ状となった部分を便宜上「フランジ31」という。
フランジ31は、案内部材24の断面「L」字状の端縁と支持部14とが形成する溝内に収容され、後述するように、ワーク停止部3の揺動を安定化する。
【0020】
前方腕部28は、フランジ31と軸孔30との間の軸孔30寄りの位置に2つの案内孔32,33が貫通する。
前方係止部29は、前方腕部28における軸孔30が設けられた側の端(長手方向の一方の端)近傍に固定されている。前方係止部29は、前方腕部28における他方の端側(図1の右側)を向く端面を有し、その外観が円柱の前方当接部34を備える。前方当接部34は、円柱の軸新回りに回転可能である。そして、前方当接部34は、その端面が平滑である。
【0021】
前方当接部34は、本発明における「第一当接部」に対応する。
後方停止部5は、基板40、調整板41、押圧部42、後方腕部43および後方係止部44を備える。
基板40は、略水平方向に拡がり、厚板で形成される。
調整板41は、厚板で形成されて基板40の上に配される。調整板41は、アジャストボルト45および基板40に固定されたアジャストボルト用ブロック46により、基板40に対して支持板12の移動可能方向と同方向に移動可能である。
【0022】
調整板41は、調整板41に設けられた2つの長円形の孔47,48をそれぞれ貫通する六角支柱ボルト49,50の締め付けによって、基板40に固定されている。
押圧部42は、テーブル付きシリンダ(エアスライドテーブル)51を備える。テーブル付きシリンダ51は、テーブル52の往復動方向を調整板41の移動可能方向に一致させて、そのシリンダ53が調整板41に一体化されている。
【0023】
テーブル付きシリンダ51は、本発明における「往復動作手段」に対応する。
後方腕部43は、全体として棒状である。後方腕部43は、長手方向の一方が押圧部42のテーブル52に一体化され、平面視(図1)において左上方に傾斜して伸びる。
後方係止部44は、傾斜しながら上方に伸びた後方腕部43の先に取り付けられている。後方係止部44は、外観が円柱の後方当接部54を備える。
【0024】
後方当接部54は、その外観円柱の軸が、押圧部42におけるテーブル52の往復動方向に一致する。後方当接部54は、その軸回りに回転可能である。後方当接部54における端面は、平滑であって回転軸に直交する。
後方当接部54は、本発明における「第二当接部」に対応する。
前方停止部4と後方停止部5とは、前方腕部28(の厚板)の拡がり方向と基板40(の厚板)の拡がり方向とを直交させて、また、上方に対して前方腕部28が傾斜する方向と後方腕部43が傾斜する方向とを一致させて、一体化されている。
【0025】
ワークストッパ1において、前方当接部34の回転軸の延長線と後方当接部54の回転軸とが一致する。
基部2とワーク停止部3との一体化は、前方停止部4の前方腕部28と後方停止部5との間に基部2の支持部14が挟まれた形態でなされている。ワークストッパ1では、基部2の揺動軸25がワーク停止部3の軸孔30に嵌め入れられており、基部2に対してワーク停止部3が揺動軸25回りに揺動可能である。基部2に対するワーク停止部3の傾き、つまり前方当接部34の回転軸および後方当接部54の回転軸の傾きは、基部2に備えられた傾斜調整手段6により、超仕上するワークW周面の母線の傾斜に応じて決定される。
【0026】
傾斜調整手段6は、アジャストボルト55およびローレット付きナット56からなる。アジャストボルト55は、その頭部が基板40下面に当接してそのネジ部が支持部14の雌ネジ孔に螺合され、頭部と基板40との間にローレット付きナット56が螺合されている。傾斜調整手段6は、ローレット付きナット56が回されることで、ワーク停止部3の傾きを変化させる。
【0027】
ワーク停止部3の揺動は、前方腕部28の案内孔32,33を貫通して支持部14のネジ孔26,27に螺合する六角支柱ボルト57,58を締め付けることで不能となる。
案内孔32,33、ネジ孔26,27および六角支柱ボルト57,58は、本発明における「揺動不能手段」に対応する。
次に、超仕上時におけるワークストッパ1の調整および動作を説明する。
【0028】
図7はワークW(円錐コロ)の周面を超仕上する時のワークストッパ1の姿勢を示す図、図8はワークW取り替え時の押圧部42の動作を示す図である。図7において(b)は平面図(a)のA-A矢視正面図である。
ワークストッパ1は、砥石の高速微振動(オシレーション)による超仕上時に、一対のローラRl,Rrの上に載せられて回転するワークWに作用する。ワークストッパ1は、少なくともその前方係止部29がローラRl,Rrの間に位置するように配される。
【0029】
ワークストッパ1は、平面視(図7(a))において、前方当接部34の軸心および後方当接部54の軸心とローラRl,Rr上のワークWの軸心とが一致するように、アジャストボルト15が操作されて基台11の位置が決定される。
ワークストッパ1は、超仕上時におけるローラRl,Rr上のワークWの位置(図7(a)の横方向位置)に応じてアジャストボルト18が操作され、支持板12すなわちワーク停止部3の水平方向の大凡の位置が定められる。
【0030】
ワークストッパ1は、ワークWの径の大きさに応じてアジャストボルト23が操作され、ワーク停止部3の高さが調整される。ワークストッパ1は、ワークWの長さに応じてアジャストボルト45が操作され、前方当接部34(の端面)と後方当接部54(の端面)との距離が調整される。
ここで、前方当接部34と後方当接部54との距離は、テーブル付きシリンダ51のテーブル52が収縮端のときにワークW長さより十分大きく、ワークWがこれらの間に挟まれたとき、テーブル付きシリンダ51により後方当接部54がワークWを押圧可能な程度が適切である。
【0031】
ワークストッパ1は、ローラRl,Rr上のワークWの軸心の傾き(図7(b))と前方当接部34の軸心および後方当接部54の軸心の傾きとを一致させるために、ローレット付きナット56が操作されてワーク停止部3が傾けられる。このときのローレット付きナット56の操作は、六角支柱ボルト57,58をゆるめて、または外して行われる。
ところで、ワーク停止部3は、側面視(図3,4)において軸孔30に対して左右いずれかに重心が偏る(重心の位置は設計時に意識しない限り偏りが生ずる)。そうすると、ワークストッパ1において、六角支柱ボルト57,58による制約が取り除かれると、ワーク停止部3は重心が偏った側に傾こうとする。このようなワーク停止部3における軸孔30の左右方向のバランスが崩れている場合には、揺動軸25と軸孔30内周との間、および前方腕部28と支持部14との間に、揺動時に抵抗が生ずる。このワーク停止部3の揺動に対する抵抗が、ローレット付きナット56の円滑な操作を損なう虞がある。
【0032】
案内部材24は、その「L」字状の端縁が前方腕部28のフランジ31を覆うことで、ワーク停止部3が重心の偏った側に傾こうとするのを抑制し揺動に対する抵抗を減少させて、ローレット付きナット56の回転を円滑に行わせる。
ワークストッパ1を用いる超仕上は、ワークWの軸心と前方当接部34の軸心および後方当接部54の軸心の軸心とを一致させて行われる。そのための各アジャストボルト15,18,23,45およびローレット付きナット56の操作順序は、作業者の任意である。
【0033】
超仕上では、ローラRl,Rr上に未処理のワークWが載せられ、超仕上が終了するとワークWはローラRl,Rr上から取り出され、これらが繰り返される。ワークストッパ1は、ワークWの入れ替えを容易にするために、入れ替え時には押圧部42が後方腕部43および後方係止部44を後退させて、前方当接部34と後方当接部54との間隔を広げる。そのために、ワークストッパ1における後方腕部43および後方係止部44は、後方当接部54の軸心方向に往復動可能である。
【0034】
後方腕部43および後方係止部44の往復動作は、押圧部42のテーブル付きシリンダ51により行われる。後方腕部43および後方係止部44は、テーブル付きシリンダ51のテーブル52に一体化されており、テーブル52の往復動作により前進、後退を行う。
テーブル52の往復動作における移動速度は、スピードコントローラ59によりテーブル付きシリンダ51への作動流体(空気)の供給速度を調整して適正化される。
【0035】
ワークストッパ1は、ワークWが円錐コロの場合でも、ワーク停止部3が傾斜するので、ローラRl,Rr上で回転するワークWの軸心と前方当接部34の軸心および後方当接部54の軸心とを一致させることができる。これにより、テーブル付きシリンダ51によるワークW底面への押圧力は、後方当接部54の端面全体に分散する(前方当接部34の反力も端面全体に分散する)。そのため、傾斜する円錐コロの軸心に対して水平な軸心を有する従来のワーク位置維持手段に比べて、超仕上における円錐コロの底面のキズ発生を極めて低減でき、またはキズ発生を皆無とすることができる。
【0036】
また、超仕上時の円錐コロの両底面を水平に配された2つの係止部分で挟む方式のワーク位置維持手段では、円錐コロの回転軸と2つの係止部分を結ぶ線とが異なる。そのため、高速微振動しながら軸方向に往復道する砥石がワークW重心の直上から離れると、ワークWの回転が不安定になり超仕上に支障が生じ易い。
これに対してワークストッパ1では、円錐コロ(ワークW)の回転軸と前方当接部34および後方当接部54の回転軸とが一致するので、ワークWはローラRl,Rr上で安定に回転する。
【0037】
上述の実施形態において、ワークWの各底面に当接する前方当接部34および後方当接部54の各端面を、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、POM(ポリアセタール)等の自己潤滑性を有する素材で形成することができる。前方当接部34および後方当接部54の各端面が自己潤滑性を有する素材で形成された場合、前方当接部34および後方当接部54を回転不能としてもワークW底面のキズの発生を抑制することができる。
【0038】
上述の実施形態は、ワークストッパ1が超仕上に使用される場合であるが、ワークストッパ1は、超仕上以外のセンタレス方式による円筒形ワークおよび円錐形ワークの周面研磨においても、ワーク位置維持手段として使用することができる。
また、上述の実施形態では、後方係止部44が移動可能であってワークW底面を押圧する構成となっているが、前方係止部29が移動可能であってワークW底面を押圧する構成としても、上述したと同様の効果を奏する。前方係止部29および後方係止部44のいずれも移動可能としても、装置として不経済ではあるが同様の効果を奏する。
【0039】
なお、本発明における「センタレス研削」とは、超仕上を含むセンタレス方式による円筒形ワークおよび円錐形ワークの周面研磨をいう。
その他、ワークストッパ1、基部2およびワーク停止部3の各構成またはこれらの全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【0040】
本発明は、センタレスによるワーク周面研磨時において、一対のローラ上のワークの位置を安定させ維持する目的に利用することができる。
【符号の説明】
【0041】
1 ワークストッパ(ワーク位置維持装置)
25 揺動軸(正対する方向に直交する水平な軸)
26,27 ネジ孔(揺動不能手段)
32,33 案内孔(揺動不能手段)
34 前方当接部(第一当接部)
51 テーブル付きシリンダ(往復動作手段)
54 後方当接部(第二当接部)
57,58 六角支柱ボルト(揺動不能手段)
Rl,Rr (超仕上装置の)ローラ
W ワーク
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8