JP2016193486A - 円柱部材の外周加工装置、及び円柱部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の円柱部材の外周加工装置の一の実施形態は、図1及び図2に示すような円柱部材の外周加工装置100である。本実施形態の円柱部材の外周加工装置100は、円柱形状のワーク8の外周面を研削加工することにより、その外周面が研削加工された円柱部材8aを製造するための外周加工装置である。なお、ワーク8は、円柱部材の外周加工装置100によって円柱部材8aを製造する際の「被加工物」であり、円柱部材の外周加工装置100の構成要素ではない。ここで、図1は、本発明の円柱部材の外周加工装置の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示す円柱部材の外周加工装置の、研削砥石の回転軸に垂直な断面を模式的に示す断面図である。
上述したように、ワークは、円柱部材の外周加工装置によって円柱部材を製造する際の「被加工物」である。ワークの材質については特に制限はなく、例えば、セラミックス、金属、セラミックス/金属複合材、ガラス、樹脂、繊維強化樹脂、及びゴムからなる群より選択される少なくとも1つの材料を挙げることができる。本明細書において、円柱部材とは、その軸方向に垂直な断面における外形が円形の部材のことを意味し、円柱部材が、密実なものであることを要しない。例えば、円柱部材には、中空の円筒部材や、円筒部材の中空部分が各種壁材などで仕切られたハニカム構造の円柱部材が含まれる。ワークが、連続押出成形又は連続引き抜き成形により得られた、円柱形状の成形体であってもよい。
図1及び図2に示すように、研削砥石2は、円柱形状を有するローラ状のものであり、回転駆動源12(図1参照)によって付与される回転駆動力に回転する。この研削砥石2が、円柱形状のワーク8の外周面と接触することにより、ワーク8の外周面が研削加工される。
図1及び図2に示すように、調整車4は、円柱形状を有するローラ状のものであり、回転駆動源14(図1参照)によって付与される回転駆動力により回転する。この調整車4が、円柱形状のワーク8の外周面と接触することにより、ワーク8を回転軸L4方向に前進させる。ただし、本実施形態の円柱部材の外周加工装置においては、研削砥石2、調整車4、及びローラブレード6のそれぞれが独立して回転駆動する。そのため、調整車4の回転駆動力のみが、ワーク8を回転軸L4方向に前進させるのではなく、例えば、ローラブレード6の回転駆動力も、ワーク8を回転軸L4方向に前進させることに寄与している。
図1及び図2に示すように、ローラブレード6は、円柱形状を有するローラ状のものであり、回転駆動源16(図1参照)によって付与される回転駆動力により回転する。ローラブレード6は、円柱形状のワーク8の外周面の下方を支持するように配置されており、このローラブレード6が、ワーク8の外周面と接触することにより、ローラブレード6の回転力を、ワーク8に付与する。
本実施形態の円柱部材の外周加工装置は、研削砥石、調整車、及びローラブレードのそれぞれに独立した回転駆動力を付与する回転駆動源を有している。回転駆動源については、研削砥石、調整車、及びローラブレードを、それぞれ独立して回転駆動させることができるものであれば特に制限はない。
本実施形態の円柱部材の外周加工装置は、乾式加工、及び湿式加工のいずれの加工にも使用することができる。湿式加工においては、水や切削油などを使用して加工することができる。
本発明の円柱部材の外周加工装置の他の実施形態について、図6を参照しつつ説明する。図6は、本発明の円柱部材の外周加工装置の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。図6に示すように、本実施形態の円柱部材の外周加工装置400は、円柱形状のワーク8の外周面を研削加工することにより、その外周面が研削加工された円柱部材8aを製造するための外周加工装置である。図6に示す円柱部材の外周加工装置400は、調整車4の軸方向の前後(即ち、ワーク8の進行方向の前後)に、ワークの外周面を支持するための、板状の「補助案内板25」を有する点において、図1に示す円柱部材の外周加工装置100と相違している。
次に、本発明の円柱部材の製造方法の一の実施形態について説明する。本実施形態の円柱部材の製造方法は、これまでに説明した、本実施形態の円柱部材の外周加工装置を用いて実現することができる。
次に、本発明の円柱部材の第二の製造方法の一の実施形態について説明する。本実施形態の円柱部材の第二の製造方法は、これまでに説明した、円柱部材の製造方法(以下、「第一の製造方法」ということがある)とは、円柱形状の調整車を使用する代わりに、板状の案内板を使用する点で相違している。すなわち、本実施形態の円柱部材の第二の製造方法(以下、単に、「第二の製造方法」ということがある)は、円柱形状の研削砥石と、板状の案内板と、円柱形状のローラブレードとの間に、円柱形状のワークを挟み、研削砥石によって、ワークの外周面を研削加工する研削工程を含むものである。この研削工程において、研削砥石、及びローラブレードのそれぞれを独立して回転駆動させる。
次に、本発明の第二の円柱部材の外周加工装置の一の実施形態について説明する。本実施形態の第二の円柱部材の外周加工装置は、上述した円柱部材の第二の製造方法において使用される外周加工装置である。以下、第二の円柱部材の外周加工装置を、単に「円柱部材の外周加工装置」ということがある。
図1及び図2に示すような円柱部材の外周加工装置100を作製した。研削砥石2の直径は、455mm、研削砥石2の長さは、150mmとした。調整車4の直径は、230mm、調整車4の長さは、150mmとした。ローラブレード6の直径は、36mm、ローラブレード6の長さは、780mmとした。
実施例1の円柱部材の外周加工装置の「加工性」について、以下の基準に基づいて評価を行った。加工性の評価は、ワーク1〜15のそれぞれについて、個別に行った。結果を、表5に示す。
評価「優」:ワークの回転が一定(±10%以内)で、連続加工される場合を、評価「優」とする。
評価「良」:ワークは回転し、連続加工可能であるが、ワークの前進速度が遅いか、又は前進速度にバラツキがあり、同一ワークの評価「優」と比べて、50%を超え且つ90%以内の前進速度でワークが加工される場合を、評価「良」とする。
評価「可」:ワークの回転及び前進は継続するが、ワークの前進速度が非常に遅いか、又は前進速度にバラツキが大きく、同一ワークの評価「優」と比べて、ワークの前進速度が50%未満となった場合を、評価「可」とする。
評価「不可」:ワークが途中で回転しなくなり、ワークが前進せず加工不可となる場合を、評価「不可」とする。
実施例1の円柱部材の外周加工装置によって製造された円柱部材について、以下の基準に基づいて評価を行った。円柱部材の外観の評価は、ワーク1〜15のそれぞれについて、個別に行った。結果を、表5に示す。なお、下記評価における「送りマーク」とは、ワークの回転跡のことである。送りマークは目視で確認でき、凹凸が0.02mm未満のものを薄い送りマーク、凹凸が0.02mm以上のものを送りマークとする。送りマークの凹凸は粗さ計で測定した。結果を、表5に示す。
評価「優」:加工後のワークの円筒度が0.1mm以下で、送りマークが無い場合を、評価「優」とする。
評価「良」:加工後のワークの円筒度が0.1mm超、0.2mm以下で、送りマークが無い場合を、評価「良」とする。
評価「可」:加工後のワークの円筒度が0.2mm以下で、薄い送りマーク(凹凸が0.1mm未満)がある場合を、評価「可」とする。
評価「不可」:加工後のワークの円筒度が0.2mm以上、又は、凹凸が0.1mm以上の送りマークがある場合を、評価「不可」とする。
実施例1の円柱部材の外周加工装置について、以下の基準に基づいて、総合評価を行った。結果を、表5に示す。
評価「合格」:加工性の評価、及び円柱部材の外観の評価の双方において、「優」、「良」、又は「可」の評価である(すなわち、「不可」の評価がない)。
評価「不合格」:加工性の評価、及び円柱部材の外観の評価の少なくとも一方において、「不可」の評価がある。
研削砥石、調整車、及びローラブレードの構成を、表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして円柱部材の外周加工装置を作製した。実施例4では、ローラブレードの材質として、硬度がショアA50のウレタンゴムを用いた。実施例5〜7では、調整車及びローラブレードの回転軸の角度を変更した。
調整車の代わりに、図3及び図4に示す円柱部材の外周加工装置200に使用されているような案内板24を用いて、実施例8、9の円柱部材の外周加工装置を作製した。表1の「調整車」の「直径(mm)」の欄に、「案内板」と記した場合は、調整車の代わりに案内板を用いたことを意味する。案内板としては、その表面が超硬合金製の板状部材を用いた。表1の「材質」の欄に、「表面超硬板」と記す。また、実施例8、9の円柱部材の外周加工装置は、上記のような案内板を有し、且つ、研削砥石、及びローラブレードの構成を、表1に示すように変更した以外は、実施例1の円柱部材の外周加工装置と同様に構成されたものとした。
ローラブレードが、回転駆動源を有さないこと以外は、実施例1と同様にして円柱部材の外周加工装置を作製した。比較例1の円柱部材の外周加工装置では、ローラブレードが、自律的に回転駆動せず、ワークの回転力により、ローラブレードが回転するものである。
研削砥石、調整車、及びローラブレードのそれぞれの回転軸が、ワークの回転軸と平行となるように構成されていること以外は、実施例1と同様にして円柱部材の外周加工装置を作製した。
実施例1の円柱部材の外周加工装置の「ローラブレード」の代わりに、以下のように構成されたブレードを使用したこと以外は、実施例1と同様にして円柱部材の外周加工装置を作製した。比較例3の円柱部材の外周加工装置の「ブレード」は、鉛直上面が、垂直方向(垂直方向と平行の場合が0°)に対して60°の角度で傾斜した斜面となっており、この斜面にて、ワークの外周面の鉛直下方を支持する。すなわち、比較例3の円柱部材の外周加工装置の「ブレード」は、ローラのように、それ自体が回転しないものである。
実施例1〜9の円柱部材の外周加工装置は、ワーク1〜15について、加工性の評価、及び円柱部材の外観の評価の双方において、「優」、「良」、又は「可」の評価結果となり、総合評価において、「合格」となるものであった。特に、実施例1〜9の円柱部材の外周加工装置は、ワーク1のような、ワークの円筒度が悪いものであっても、良好なセンタレス加工を行うことができた。また、実施例1〜9の円柱部材の外周加工装置は、種々の材質のワークに対しても、良好なセンタレス加工を行うことができた。一方、比較例1〜3の円柱部材の外周加工装置は、ワーク1のような、ワークの円筒度が悪いものは、センタレス加工を行うことができなかった。また、比較例1〜3の円柱部材の外周加工装置は、特定の材質のワークについては、ワークの円筒度が良くとも、センタレス加工を行うことができなかった。
Claims (21)
- 円柱形状のワークの外周面を研削加工する円柱形状の研削砥石と、
前記研削砥石との間に前記ワークを挟むようにして回転する円柱形状の調整車と、
前記ワークの外周面の下方を支持しながら回転する円柱形状のローラブレードと、
前記研削砥石、前記調整車、及び前記ローラブレードのそれぞれに独立した回転駆動力を付与する回転駆動源と、を備え、
前記ローラブレード及び前記調整車の少なくとも一方が、前記研削砥石に対して、その回転軸の延びる方向が傾くように配置されており、
前記ローラブレード及び前記調整車の回転力を前記ワークの外周面に付与することにより、当該ワークを回転軸方向に前進させるように構成された、円柱部材の外周加工装置。 - 前記ワークが、セラミックス、金属、セラミックス/金属複合材、ガラス、樹脂、繊維強化樹脂、及びゴムからなる群より選択される少なくとも1つの材料である、請求項1に記載の円柱部材の外周加工装置。
- 前記ワークが、連続押出成形又は連続引き抜き成形により得られた、円柱形状の成形体である、請求項2に記載の円柱部材の外周加工装置。
- 前記ワークが、セラミックス粉末及び溶媒を少なくとも含む原料からなる坏土を、押出成形し、更に乾燥した、円柱形状のセラミックス乾燥体である、請求項2に記載の円柱部材の外周加工装置。
- 前記研削砥石による、前記ワークの取り代が、0.01〜2.0mmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の円柱部材の外周加工装置。
- 前記ローラブレードの直径が、20mm以上で、且つ前記ワークの直径に対して、150%以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の円柱部材の外周加工装置。
- 前記ローラブレードの周長P1に対する、前記ワークの周長P2の比(P2/P1)が、整数ではない、請求項6に記載の円柱部材の外周加工装置。
- 前記ローラブレードの表面の材質が、ウレタンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、天然ゴム、エポキシ樹脂、スポンジ及びフェルトからなる群より選択される少なくとも1つの材料である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の円柱部材の外周加工装置。
- 前記調整車の回転軸に対して、前記ローラブレードの回転軸が傾いている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の円柱部材の外周加工装置。
- 円柱形状のワークの外周面を研削加工する円柱形状の研削砥石と、円柱形状の調整車と、円柱形状のローラブレードとの間に、円柱形状のワークを挟み、前記研削砥石によって、前記ワークの外周面を研削加工する研削工程を含み、
前記研削工程において、前記研削砥石、前記調整車、及び前記ローラブレードのそれぞれを独立して回転駆動させ、
前記ローラブレード及び前記調整車の少なくとも一方を、前記研削砥石に対して、その回転軸の延びる方向が傾くように配置し、前記ローラブレード及び前記調整車の回転力を前記ワークの外周面に付与することにより、当該ワークを回転軸方向に前進させる、円柱部材の製造方法。 - 前記ワークが、セラミックス、金属、セラミックス/金属複合材、ガラス、樹脂、繊維強化樹脂、及びゴムからなる群より選択される少なくとも1つの材料である、請求項10に記載の円柱部材の製造方法。
- 前記ワークが、セラミックス粉末及び溶媒を少なくとも含む原料からなる坏土を、押出成形し、更に乾燥した、円柱形状のセラミックス乾燥体である、請求項11に記載の円柱部材の製造方法。
- 前記研削砥石による、前記ワークの取り代が、0.01〜2.0mmである、請求項10〜12のいずれか一項に記載の円柱部材の製造方法。
- 前記ローラブレードの直径が、20mm以上で、且つ前記ワークの直径に対して、150%以下である、請求項10〜13のいずれか一項に記載の円柱部材の製造方法。
- 前記ローラブレードの表面の材質が、ウレタンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、天然ゴム、エポキシ樹脂、スポンジ及びフェルトからなる群より選択される少なくとも1つの材料である、請求項10〜14のいずれか一項に記載の円柱部材の製造方法。
- 前記調整車の回転軸に対して、前記ローラブレードの回転軸が傾いている、請求項10〜15のいずれか一項に記載の円柱部材の製造方法。
- 前記研削砥石の周速が、前記調整車及び前記ローラブレードの周速より速い、請求項10〜16のいずれか一項に記載の円柱部材の製造方法。
- 前記ローラブレードによって、前記研削工程前のワークを、前記研削砥石と前記調整車と前記ローラブレードとの間に挿入するワーク挿入工程を更に含む、請求項10〜17のいずれか一項に記載の円柱部材の製造方法。
- 前記ローラブレードによって、前記研削工程によって外周面が研削加工された前記ワークを搬出するワーク搬送工程を更に含む、請求項10〜18のいずれか一項に記載の円柱部材の製造方法。
- 円柱形状のワークの外周面を研削加工する円柱形状の研削砥石と、
前記研削砥石との間に前記ワークを挟むようにして配置された板状の案内板と、
前記ワークの外周面の下方を支持しながら回転する円柱形状のローラブレードと、
前記研削砥石、及び前記ローラブレードのそれぞれに独立した回転駆動力を付与する回転駆動源と、を備え、
前記ローラブレードが、前記研削砥石に対して、その回転軸の延びる方向が傾くように配置され、又は、前記案内板が、前記研削砥石に対して、前記案内板と前記ワークとの接触点を結ぶ軸の延びる方向が傾くように配置され、前記ローラブレードの回転力を前記ワークの外周面に付与することにより、当該ワークを回転軸方向に前進させる、円柱部材の外周加工装置。 - 円柱形状のワークの外周面を研削加工する円柱形状の研削砥石と、板状の案内板と、円柱形状のローラブレードとの間に、円柱形状のワークを挟み、前記研削砥石によって、前記ワークの外周面を研削加工する研削工程を含み、
前記研削工程において、前記研削砥石、及び前記ローラブレードのそれぞれを独立して回転駆動させ、
前記ローラブレードを、前記研削砥石に対して、その回転軸の延びる方向が傾くように配置するか、又は、前記案内板を、前記研削砥石に対して、前記案内板と前記ワークとの接触点を結ぶ軸の延びる方向が傾くように配置し、前記ローラブレードの回転力を前記ワークの外周面に付与することにより、当該ワークを回転軸方向に前進させる、円柱部材の製造方法。
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