特許 7568901 軌道面研削盤

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-08

(45)【発行日】2024-10-17

(54)【発明の名称】軌道面研削盤

(51)【国際特許分類】

   B24B 19/06 20060101AFI20241009BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20241009BHJP

   B24B 55/06 20060101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

B24B19/06

B24B49/10

B24B55/06

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020157215

(22)【出願日】2020-09-18

(65)【公開番号】P2022050990

(43)【公開日】2022-03-31

【審査請求日】2023-08-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】阿閉 克彦

(72)【発明者】

【氏名】坂下 和幸

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 仁

(72)【発明者】

【氏名】嘉戸 成介

(72)【発明者】

【氏名】境 信之

【審査官】マキロイ 寛済

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１５９３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－０２４３８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ １９／００

Ｂ２４Ｂ ４９／００

Ｂ２４Ｂ ５５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを研削加工して該ワークに転動体の軌道面を形成する研削部と、
前記ワークの寸法を測定する測定機と、
前記ワークの加工位置近傍に設置することで前記ワークと近い環境下にあるマスターワークと、
前記マスターワークを取り付ける取付治具とを備え、
前記測定機は、前記マスターワークを測定して該測定機を校正した後に前記ワークの寸法を測定し、
前記取付治具には、前記ワークを洗浄するクーラントを循環させることを特徴とする軌道面研削盤。

【請求項2】

当該軌道面研削盤は、前記ワークを前記研削部で研削した後であって、該ワークの寸法を前記測定機で測定する前に、前記ワークをクーラントで再び洗浄することを特徴とする請求項１に記載の軌道面研削盤。

【請求項3】

前記測定機は、前記ワークおよび前記マスターワークに押し当てられる測定子を有し、
当該軌道面研削盤は、前記ワークおよび前記マスターワークを前記測定機で測定する前に、前記ワーク、前記マスターワークおよび前記測定子をエアブローで清掃することを特徴とする請求項１または２に記載の軌道面研削盤。

【請求項4】

当該軌道面研削盤は、前記ワークを加工する加工室と、前記測定子を洗浄する洗浄室と、前記マスターワークを設置するマスター測定室とに区画されていて、
前記各部屋の隔壁のうち前記測定機が出入りする隔壁には、シャッターが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の軌道面研削盤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを研削加工して転動体の軌道面を形成する軌道面研削盤に関する。

【背景技術】

【0002】

被加工物であるワークを砥石などで研削加工して、ワークにレールの軌道面などを形成する研磨機が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１には、ワークを研削することでリニア案内レールを製造する複合研磨機が開示されている。

【0003】

この複合研磨機は、ワークが載置されるワークテーブルと、門型コラムと、一対の総形砥石車を有する第一研削手段と、１個の総形砥石車を有する第二研削手段とを備える。ワークテーブルは、長尺状ベース上に設けられていて、駆動手段によって長尺状ベース上で左右方向に往復移動可能なテーブルである。門型コラムは、長尺状ベースを前後に跨いで立架した一対のコラムと、一対のコラム間に水平方向に設けられた梁とを有する。

【0004】

第一研削手段の一対の総形砥石車は、門型コラムの左側前正面に設けたクロスレールに対して左右方向移動可能におよび上下方向昇降可能に設けられた砥石軸に軸支されている。第二研削手段の１個の総形砥石車は、門型コラムの背後面に設けたクロスレールに対して前後方向移動可能におよび上下方向昇降可能に設けた砥石軸に軸支されている。

【0005】

この複合研磨機では、ワークテーブルにワークを載置して、ワークテーブルを移動させながら、第一研削手段の一対の総形砥石車によってワークの両側面を研削加工し、同時に、第二研削手段の１個の総形砥石車によってワークの頭頂部を研削加工している。そして特許文献１では、ワークの頭頂部と両側部を同時に研削加工できるので、ワークの研削加工時間を短縮できる、としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１３－１４１７３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし特許文献１の複合研磨機は、ワークの研削加工時間を短縮するものに過ぎず、ワークの寸法を測定する手法については記載がない。従来は一般的には幅ゲージなどを用いて作業員が手作業でレールやブロックの溝の距離を測定しては、所定の寸法まで研削加工することを繰り返していた。これを自動化することを考えたとき、一例として、ワークの寸法を自動的に測定する測定機を複合研磨機に単に追加した場合では、研削加工時のワークの温度変化に伴う熱膨張による寸法のずれや、ワークに付着した研削粉などによって、ワークの寸法を精度よく測定することは困難である。

【0008】

本発明は、このような課題に鑑み、ワークの寸法を精度よく測定し、寸法精度の高い研削加工を行うことができる軌道面研削盤を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明にかかる軌道面研削盤の代表的な構成は、ワークを研削加工してワークに転動体の軌道面を形成する研削部と、ワークの寸法を測定する測定機と、ワークの加工位置近傍に設置されたマスターワークとを備え、測定機は、マスターワークを測定して測定機を校正した後にワークの寸法を測定することを特徴とする。

【0010】

上記構成では、研削部によって研削加工されるワークの加工位置近傍にマスターワークを設置している。マスターワークは、研削加工後のワークの理想的な形状を有するものであり、ワークの加工位置近傍に設置することで、ワークと近い環境下（主に温度環境）にある。そして測定機は、ワークの寸法を測定する前に、ワークと近い環境下にあるマスターワークを測定することで校正され、校正後すなわち測定の信頼性を高めた状態でワークの寸法を測定する。したがって上記構成の軌道面研削盤によれば、ワークの寸法を精度よく測定し、寸法精度の高い研削加工を行うことができる。

【0011】

上記の軌道面研削盤は、マスターワークを取り付ける取付治具をさらに備え、取付治具には、ワークを洗浄するクーラントを循環させるとよい。

【0012】

このように、マスターワークの取付治具に、ワークを洗浄するクーラントを循環させることにより、マスターワークの温度を安定させつつ、ワークの温度とマスターワークの温度を近づける（温度差を低減する）ことができる。これにより、マスターワークをワークとより近い環境下におくことができるため、校正後の測定機による測定の信頼性をより高めることができる。

【0013】

上記の軌道面研削盤は、ワークを研削部で研削した後であって、ワークの寸法を測定機で測定する前に、ワークをクーラントで再び洗浄するとよい。

【0014】

研削時にはクーラントを供給するが、それとは別に、研削加工後のワークの寸法を測定機で測定する前に、さらにワークをクーラントで洗浄するので、ワークに付着した研削粉をほぼ確実に除去することができ、測定機によってワークの寸法を正確に測定できる。また、ワークをクーラントで再度洗浄してさらに冷却するので、ワークの熱膨張による寸法のずれを低減できる。

【0015】

上記の測定機は、ワークおよびマスターワークに押し当てられる測定子を有し、軌道面研削盤は、ワークおよびマスターワークを測定機で測定する前に、ワーク、マスターワークおよび測定子をエアブローで清掃するとよい。

【0016】

これにより、ワーク、マスターワークおよび測定機の測定子に付着した研削粉を、エアブローによって除去することができ、測定機によってワークの寸法を正確に測定できる。

【0017】

上記の軌道面研削盤は、ワークを加工する加工室と、測定子を洗浄する洗浄室と、マスターワークを設置するマスター測定室とに区画されていて、各部屋の隔壁のうち測定機が出入りする隔壁には、シャッターが設けられているとよい。

【0018】

これにより、ワークの加工時に加工室で発生した研削粉は、シャッターによって遮られて、加工室から洗浄室やマスター測定室に入り込むことがない。このため、測定機の測定子やマスターワークに研削粉が付着しないため、研削粉に起因する測定誤差が発生することを防止できる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、ワークの寸法を精度よく測定し、寸法精度の高い研削加工を行うことができる軌道面研削盤を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態における軌道面研削盤を例示する図である。

【図2】図１の研削装置の測定機およびその周辺の構造を例示する図である。

【図3】図２（ａ）の取付治具およびその周辺の構造を例示する図である。

【図4】図１の研削装置の動作を示すフローチャートである。

【図5】図４の各動作を行う研削装置の様子を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0022】

図１は、本発明の実施形態における軌道面研削盤（以下、研削装置１００）を例示する図である。図１（ａ）は、研削装置１００の全体を示す図である。研削装置１００は、被加工物であるワーク１０２の寸法を自動的に測定し、ワーク１０２を研削加工する装置であり、テーブル１０４と、コラム１０６と、研削機１０８と、測定機１１０と、マスターワーク１１２とを備える。なお図１（ｂ）、図１（ｃ）は、図１（ａ）の研削装置１００の研削機１０８側、測定機１１０側をそれぞれ示している。

【0023】

テーブル１０４は、ベース１１４に設けられ、ベース１１４上で図１（ａ）に示す矢印Ａ方向に移動可能に構成されていて、その上部にはワーク１０２が取り付けられている。コラム１０６は、ベース１１４に設けられ、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように門型に形成されていて、ワーク１０２およびテーブル１０４を上方から囲うように配置されている。

【0024】

研削機１０８は、図１（ｂ）に示すように門型のコラム１０６の前面側に設置されていて、一対の砥石車１１６、１１８を有する。研削機１０８は、移動するテーブル１０４に取り付けられたワーク１０２を一対の砥石車１１６、１１８によって研削加工して、ワーク１０２のレールやブロックに転動体（例えば玉）の軌道面を形成する。測定機１１０は、図１（ｃ）に示すように門型のコラム１０６の背面側に設置されていて、ワーク１０２およびマスターワーク１１２の寸法を測定する。

【0025】

マスターワーク１１２は、研削加工後のワーク１０２の理想的な形状を有するものであり、マスター測定室（測定室１２０）に設置されている。測定室１２０では、測定機１１０によってマスターワーク１１２の寸法を測定したり、マスターワーク１１２をエアブローで清掃したりする（後述）。また測定室１２０は、図１（ｃ）に示すように、研削機１０８によってワーク１０２が研削加工される加工室（研削室１２２）の近傍に設置されている。このため、マスターワーク１１２は、ワーク１０２の加工位置近傍に設置されることになり、ワーク１０２と近い環境下（主に温度環境）にある。

【0026】

図２は、図１の研削装置１００の測定機１１０およびその周辺の構造を例示する図である。図２（ａ）は、図１（ｃ）の研削装置１００の一部を拡大しさらに詳細に示す図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大して示す図である。

【0027】

研削装置１００は、図２（ａ）に示すように測定室１２０および研削室１２２に加え、測定室１２０に隣接する洗浄室１２４によって区画されている。測定室１２０と洗浄室１２４は、隔壁１２６、１２８、１３０、天面１４０によって区画されている。なお天面１４０も隔壁のひとつである。

【0028】

測定機１１０は、図２（ｂ）に示すように一対のアーム１３２、１３４と、アーム１３２、１３４によって支持される一対の測定子１３６、１３８とを有する。測定子１３６、１３８は、ワーク１０２の寸法およびマスターワーク１１２の寸法を測定するときに、アーム１３２、１３４によってワーク１０２およびマスターワーク１１２に押し当てられる。図２（ａ）では、アーム１３２、１３４が測定子１３６、１３８をワーク１０２に押し当てて、ワーク１０２の寸法を測定している状態を例示している。

【0029】

測定機１１０は、図２（ａ）の矢印Ｂ、Ｃに示すようにコラム１０６に対して上下方向、水平方向にそれぞれ移動可能に構成されている。また、洗浄室１２４および測定室１２０の天面１４０には、開閉自在のシャッター１４２が設けられている。このため、測定機１１０は、例えば図２（ａ）に示す研削室１２２に進入した状態から上昇して、さらに水平方向に移動して、洗浄室１２４や測定室１２０の上方で待機し、シャッター１４２が開くと下降することにより、洗浄室１２４や測定室１２０に進入することができる。

【0030】

また測定機１１０はさらに、図２（ｂ）に示す一対のエアブローノズル１４４、１４６を有する。エアブローノズル１４４、１４６は、アーム１３２、１３４に支持された測定子１３６、１３８およびその周辺に向けられていて、測定子１３６、１３８、ワーク１０２およびマスターワーク１１２をエアブローで清掃する。なお測定子１３６、１３８は、洗浄室１２４で清掃される。

【0031】

研削装置１００はさらに、研削室１２２に一対のエアブローノズル１４８、１５０および一対のクーラント洗浄ノズル１５２、１５４と、マスターワーク１１２を取り付ける取付治具１５６とを備える。エアブローノズル１４８、１５０は、ワーク１０２に向けられていて、ワーク１０２をエアブローで清掃する。クーラント洗浄ノズル１５２、１５４は、ワーク１０２に向けられていて、ワーク１０２をクーラントで洗浄する。取付治具１５６には、ワーク１０２を洗浄するクーラントを循環させている（図３参照）。また洗浄室１２４には、エアブローノズル１５１およびクーラント洗浄ノズル１５５が備えられていて、測定子１３６、１３８を洗浄する。

【0032】

図３は、図２（ａ）の取付治具１５６およびその周辺の構造を例示する図である。図３（ａ）は、取付治具１５６およびその周辺の内部構造を示す図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のマスターワーク１１２および取付治具１５６を下方から見た状態を示す図である。

【0033】

取付治具１５６は、測定室１２０に設置された基台１５８にボルトなどで固定されている。基台１５８の内部には、図３（ａ）に示すように上下方向に延びる流路１６０が形成されている。流路１６０には、図３（ａ）の矢印Ｄに示すように取付治具１５６に向かってクーラントが流れている。

【0034】

また取付治具１５６の内部には、図３（ａ）に示すように流路１６２が形成されている。流路１６２は、図３（ｂ）に示すように水平方向に延びていて、さらに基台１５８の流路１６０に接続されている。このため、流路１６２には、流路１６０から流れ込んだクーラントが図３（ｂ）の矢印Ｅに示すように水平方向に流れる。

【0035】

このように研削装置１００では、マスターワーク１１２の取付治具１５６に、ワーク１０２を洗浄するクーラントを循環させることにより、マスターワーク１１２の温度を安定させつつ、ワーク１０２の温度とマスターワーク１１２の温度を近づけることができる。これにより、マスターワーク１１２をワーク１０２とより近い環境下におくことができる。

【0036】

図４は、図１の研削装置１００の動作を示すフローチャートである。図５は、図４の各動作を行う研削装置１００の様子を例示する図である。研削装置１００では、まず、研削機１０８（図１（ｂ）参照）によってワーク１０２の軌道面を研削する（ステップＳ１００）。またワーク１０２の研削時には、測定機１１０を移動させて洗浄室１２４の上方で待機させている。

【0037】

つぎに、研削時にクーラントを供給することとは別に、研削加工後のワーク１０２を、クーラント洗浄ノズル１５２、１５４によってクーラントで洗浄し、さらにエアブローノズル１４８、１５０によってエアブローで清掃する（ステップＳ１０２）。続いて、洗浄室１２４および測定室１２０の天面１４０に設けられたシャッター１４２を開く（ステップＳ１０４）。

【0038】

そして、図５（ａ）の矢印Ｆに示すように測定機１１０を下降させ、シャッター１４２（図中、点線）が開いた天面１４０から洗浄室１２４に進入させて、測定子１３６、１３８を、エアブローノズル１４４、１４６、１５１およびクーラント洗浄ノズル１５５によって清掃する（ステップＳ１０６）。

【0039】

つぎに、図５（ｂ）の矢印Ｇに示すように測定機１１０を上昇させて洗浄室１２４から退避させ、さらに水平方向に移動させて測定室１２０の上方に待機させる。さらに矢印Ｇに示すように測定機１１０を下降させ、シャッター１４２が開いた天面１４０から測定室１２０に進入させて、エアブローノズル１４４、１４６によってマスターワーク１１２をエアブローで清掃する（ステップＳ１０８）。

【0040】

続いて、測定機１１０は、アーム１３２、１３４（図２（ｂ）参照）によって測定子１３６、１３８をマスターワーク１１２に押し当てて、マスターワーク１１２の寸法を測定し、これにより、測定機１１０自体を校正する（ステップＳ１１０）。

【0041】

つぎに、図５（ｃ）の矢印Ｈに示すように測定機１１０を上昇させて測定室１２０から退避させ、さらにシャッター１４２を閉じて（ステップＳ１１２）、測定機１１０を水平方向に移動させて研削室１２２の上方に待機させる。さらに矢印Ｈに示すように測定機１１０を下降させ、研削室１２２に進入させて、例えばエアブローノズル１４４、１４６、１４８、１５０によってワーク１０２をエアブローで清掃する（ステップＳ１１４）。

【0042】

さらに図５（ｃ）に示すように、測定機１１０は、アーム１３２、１３４（図２（ｂ）参照）によって測定子１３６、１３８をワーク１０２に押し当てて、ワーク１０２の寸法を２箇所以上測定する（ステップＳ１１６）。

【0043】

続いて、ステップＳ１０６と同様に洗浄室１２４で測定子１３６、１３８をエアブローノズル１４４、１４６、１５１およびクーラント洗浄ノズル１５５によって清掃する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１０８と同様に測定室１２０のマスターワーク１１２をエアブローノズル１４４、１４６によって清掃する（ステップＳ１２０）。それからステップＳ１１０と同様にマスターワーク１１２の寸法を再測定する（ステップＳ１２２）。

【0044】

そして研削装置１００では、ステップＳ１１０で測定したマスターワーク１１２の寸法と、ステップＳ１２２で測定したマスターワーク１１２の寸法とを比較して、両者の誤差が許容範囲内でなければ（ステップＳ１２４、Ｎｏ）、エラー表示してオペレータに異常確認を促す（ステップＳ１２６）。誤差が許容範囲内であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２８の動作を行う。

【0045】

研削装置１００は、ステップＳ１２８において、ステップＳ１１６で測定したワーク１０２の寸法が許容範囲内でなければ（Ｎｏ）、再びステップＳ１００に戻って誤差分を補正加工する。一方、ステップＳ１２８において、ワーク１０２の寸法が許容範囲内の所定の寸法であれば（Ｙｅｓ）、動作を終了する。

【0046】

このように研削装置１００では、測定機１１０がワーク１０２の寸法を測定する前に、ワーク１０２と近い環境下にあるマスターワーク１１２を測定することで校正される。したがって研削装置１００によれば、測定機１１０が校正後すなわち測定の信頼性を高めた状態でワーク１０２の寸法を測定するため、ワーク１０２の寸法を精度よく測定でき、さらにワーク１０２が所定の寸法になるように補正加工を行うことで、寸法精度の高い研削加工を行うことができる。

【0047】

また、マスターワーク１１２を取り付ける取付治具１５６（図３参照）には、ワーク１０２を洗浄するクーラントを循環させるので、マスターワーク１１２をワーク１０２とより近い環境下におくことができ、校正後の測定機１１０による測定の信頼性をより高めることができる。

【0048】

また研削装置１００では、ワーク１０２を研削機１０８で研削加工した後であって、ワーク１０２の寸法を測定機１１０で測定する前に、ワーク１０２をクーラントで再び洗浄している。

【0049】

つまり研削装置１００では、研削時にはクーラントを供給するが、それとは別に、研削加工後のワーク１０２の寸法を測定機１１０で測定する前に、さらにワーク１０２をクーラントで洗浄するので、ワーク１０２に付着した研削粉をほぼ確実に除去することができ、測定機１１０によってワーク１０２の寸法を正確に測定できる。また、ワーク１０２をクーラントで再度洗浄してさらに冷却するので、研削加工時のワーク１０２の温度変化に伴う熱膨張による寸法のずれを低減できる。

【0050】

さらに研削装置１００は、ワーク１０２およびマスターワーク１１２を測定機１１０で測定する前に、ワーク１０２、マスターワーク１１２および測定子１３６、１３８をエアブローで清掃している。したがって研削装置１００によれば、ワーク１０２、マスターワーク１１２および測定子１３６、１３８に付着した研削粉を、エアブローによって除去することができ、測定機１１０によってワーク１０２の寸法を正確に測定できる。

【0051】

また研削装置１００は、測定子１３６、１３８を清掃する洗浄室１２４と、マスターワーク１１２を設置する測定室１２０とが隔壁１２６、１２８、１３０に区画されていて、さらに測定機１１０が出入りする隔壁すなわち天面１４０には、シャッター１４２が設けられている。

【0052】

したがって研削装置１００では、ワーク１０２の研削加工時に研削室１２２で発生した研削粉は、シャッター１４２によって遮られて、研削室１２２から洗浄室１２４や測定室１２０に入り込むことがない。このため、測定機１１０の測定子１３６、１３８やマスターワーク１１２に研削粉が付着しないため、研削粉に起因する測定誤差が発生することを防止できる。

【0053】

なお、上記実施形態ではワーク１０２およびマスターワーク１１２は、断面が矩形のワークの両側面（両外面）に溝１６０、１６２を備えるレールとして説明した。しかし、断面がコの字のワークの両内面に溝を備えるブロックであってもよい。ブロックとワークは対向する溝（軌道面）に転動体を備えて、ブロックがワークに沿って移動する関係にある。このような場合においても、ワークの寸法を測定する前に、ワークと近い環境下にあるマスターワークを測定することで測定機が校正され、校正後すなわち測定の信頼性を高めた状態でワークの寸法を測定することができる。

【0054】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、ワークを研削加工してレールやブロックに転動体の軌道面を形成する軌道面研削盤として利用することができる。

【符号の説明】

【0056】

１００…研削装置、１０２…ワーク、１０４…テーブル、１０６…コラム、１０８…研削機、１１０…測定機、１１２…マスターワーク、１１４…ベース、１１６、１１８…砥石車、１２０…測定室、１２２…研削室、１２４…洗浄室、１２６、１２８、１３０…隔壁、１３２、１３４…アーム、１３６、１３８…測定子、１４０…天面、１４２…シャッター、１４４、１４６、１４８、１５０、１５１…エアブローノズル、１５２、１５４、１５５…クーラント洗浄ノズル、１５６…取付治具、１５８…基台、１６０、１６２…流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】