JP2007167996A - シュータイプの加工物支持装置およびこれを用いて加工された機械構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】加工製品の原価高を来たさないで、シューマークの発生を防止することができる加工物支持装置を提供する。
【解決手段】加工物Ａの外径面を回転自在に支持するシュー２の摺接部２ｂを含む先端部２ｃを樹脂で形成することにより、シューの摺接部２ｂを金属の加工物Ａよりも十分に軟質なものとし、加工製品の原価高を来たさないで、シューマークの発生を防止できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、シュータイプの加工物支持装置およびこれを用いて加工された機械構造体に関する。

研削盤等を用いて軸受部品等の機械構造体の研削加工や超仕上げ加工を行なう際には、金属の加工物をシューで回転自在に支持するシュータイプの加工物支持装置がよく使用される。通常、シューは金属製またはダイヤモンドコンパックスとされており、加工物支持装置のホルダに固定されて、加工工具と干渉しない部位で加工物を回転自在に支持する。

このようなシュータイプの加工物支持装置では、加工物の加工発熱を抑えるために加工部位に掛けられる油性または水溶性のクーラント（切削油）が、回転する加工物がシューと摺接する部位にも掛けられるが、加工能率を上げるために加工物の回転速度を高めたり、研削力等の加工物への加圧力を増大すると、潤滑性のよい油性クーラントを用いても、シューと摺接する加工物の表面にシューマークと呼ばれる接触痕が生じることがある。このシューマークは加工製品の機能を阻害するものではないが、製品の外見が損なわれるので、通常、ラッピング等の追加工で除去されている。

前記シューマークの発生を防止する手段としては、シューで加工物の外径を把持する超仕上げ盤の加工物支持装置を対象として、シューに切削油供給穴を設け、シューの加工物との摺接部に切削油を直接供給する手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平２−２３７７６３号公報

特許文献１に記載されたシューの摺接部に切削油を直接供給する手段は、シューに切削油供給穴を設ける必要があるので、シューの製造コストが高くなる問題がある。また、加工中に適量の切削油を継続的に供給するために、その供給装置を別途に設ける必要もあり、これらのコストによって加工製品の原価が高くなる。

そこで、本発明の課題は、加工製品の原価高を来たさないで、シューマークの発生を防止することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、金属の加工物をシューの摺接部で回転自在に支持するシュータイプの加工物支持装置において、前記シューの少なくとも前記摺接部を樹脂で形成した構成を採用した。

また、本発明は、金属の加工物をシューの摺接部で回転自在に支持するシュータイプの加工物支持装置において、前記シューの少なくとも前記摺接部を樹脂でコーティングした構成も採用した。

すなわち、シューの少なくとも摺接部を樹脂で形成するか、樹脂でコーティングすることにより、シューの摺接部を金属の加工物よりも十分に軟質なものとし、加工製品の原価高を来たさないで、シューマークの発生を防止できるようにした。また、樹脂は自己潤滑性を有するので、加工物に掛けるクーラントの種類が、油性か水溶性かを問われない利点もある。

前記樹脂としては、耐摩耗性とクーラントに対する耐薬品性の観点から、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、熱硬化性または熱可塑性のポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）等を使用するのが好ましい。

前記樹脂には、摩擦、摩耗特性や機械的特性を向上するために適当な充填材を添加することができる。この充填材としては、例えば、ガラス繊維、ピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維、窒化硼素繊維、石英ウール、金属繊維等の繊維類またはこれらを布状に編んだもの、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、燐酸リチウム、炭酸リチウム、硫酸リチウム、タルク、シリカ、クレー、マイカ等の鉱物類、酸化チタンウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ、硼酸アルミニウムウィスカ、硫酸カルシウムウィスカ等の無機ウィスカ類、カーボンブラック、黒鉛、ポリエステル繊維、さらにポリイミド樹脂やポリベンゾイミダール樹脂等の各種熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの充填材の中で最も好ましい充填材はＰＡＮ系炭素繊維であり、最も好ましい例としては、ＰＥＥＫにＰＡＮ系炭素繊を１０〜４０質量％配合したものが挙げられる。

また、前記樹脂には、摺動性を向上させる目的で、アミノ酸化合物、ポリオキシベンゾイルポリエステル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、液晶樹脂、アラミド樹脂の繊維やパルプ、ポリテトラフルオロエチレン、窒化硼素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等を添加することもできる。摺動に伴う摩擦発熱を分散させるように熱伝導性を高める目的で、カーボン繊維、金属繊維、黒鉛粉末、酸化亜鉛等を添加することもできる。

上述した各種充填材は複数種類のものを組み合わせて添加することもでき、本発明の効果を阻害しない範囲で、一般的に樹脂に配合される、例えば、離型剤、難燃剤、帯電防止剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、着色剤、導電性付与剤、工業用潤滑剤等を適宜配合してもよい。

また、本発明は、金属の加工物をシューの摺接部で回転自在に支持するシュータイプの加工物支持装置を用いて加工された機械構造体において、前記シュータイプの加工物支持装置に、上述したいずれかの加工物支持装置を用いた構成を採用することにより、機械構造体の原価高を来たさないで、シューマークの発生を防止できるようにした。

本発明のシュータイプの加工物支持装置は、シューの少なくとも摺接部を樹脂で形成するか、樹脂でコーティングするようにしたので、加工製品の原価高を来たさないで、シューマークの発生を防止することができる。樹脂は自己潤滑性を有するので、加工物に掛けるクーラントの種類が、油性か水溶性かを問われない利点もある。

また、本発明のシュータイプの加工物支持装置を用いて加工された機械構造体は、シュータイプの加工物支持装置に、上述したいずれかの加工物支持装置を用いたので、機械構造体の原価高を来たさないで、シューマークの発生を防止することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このシュータイプの加工物支持装置は、図１に示すように、一対のホルダ１に固定されたシュー２で、機械構造体としての軸受外輪となる加工物Ａの外径面を２箇所で回転自在に支持するものであり、その内径面に軌道面が研削加工される。

図２に示すように、前記シュー２は、ホルダ１に固定される基部２ａが金属で形成され、加工物Ａの外径面が摺接するＶ字形の摺接部２ｂを含む先端部２ｃが、ＰＥＥＫにＣＦを１０〜４０質量％配合した樹脂で形成されている。先端部２ｃは射出成形で基部２ａと一体に成形してもよいし、接着等により基部２ａと一体にしてもよい。

図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ前記シュー２の変形例を示す。図３（ａ）のシュー２は、摺接部２ｂを含む全体を樹脂で形成したもの、図３（ｂ）のシュー２は、金属で形成して摺接部２ｂに樹脂をコーティングしたものであり、これらの樹脂は、実施形態のものと同様に、ＰＥＥＫにＣＦを１０〜４０質量％配合したものである。樹脂のコーティング法としては、樹脂を適当な溶媒に溶かした状態で行うスプレー法やディッピング法、樹脂を粉末状とした状態で行う静電塗装法や流動浸漬法を採用することができる。

上述したシュータイプの加工物支持装置を用いて、軸受外輪用の加工物の内径面に軌道面を形成する研削加工を行なった。加工物の加工個数は１０個とした。加工条件は以下の通りである。
・軸受外輪：外径１５０ｍｍ、内径１３７ｍｍ、幅２４ｍｍ
・回転速度：１４０ｒｐｍ
・研削時間：１分間
・クーラント：水溶性

上記加工条件で研削加工した１０個の加工物について、シューで支持された外径面を観察した。この結果、いずれの加工物の外径面にもシューマークは発生しておらず、本発明に係る加工物支持装置が、期待通りの効果を発揮することが確認された。

上述した実施形態では、シューが加工物の外径面を２箇所で支持するものとしたが、シューによる加工物の支持部位および支持箇所数は、実施形態のものに限定されることはない。

シュータイプの加工物支持装置の実施形態を示す一部省略正面図 図１のシューを示す正面図 ａ、ｂは、それぞれ図２の変形例を示す正面図

符号の説明

１ ホルダ
２ シュー
２ａ 基部
２ｂ 摺接部
２ｃ 先端部

Claims (3)

1. 金属の加工物をシューの摺接部で回転自在に支持するシュータイプの加工物支持装置において、前記シューの少なくとも前記摺接部を樹脂で形成したことを特徴とするシュータイプの加工物支持装置。
2. 金属の加工物をシューの摺接部で回転自在に支持するシュータイプの加工物支持装置において、前記シューの少なくとも前記摺接部を樹脂でコーティングしたことを特徴とするシュータイプの加工物支持装置。
3. 金属の加工物をシューの摺接部で回転自在に支持するシュータイプの加工物支持装置を用いて加工された機械構造体において、前記シュータイプの加工物支持装置に、請求項１または２に記載された加工物支持装置を用いたことを特徴とするシュータイプの加工物支持装置を用いて加工された機械構造体。

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