JP2019048366A - 工作機械用ワイパー及び工作機械用ワイパーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程を簡略化することができる工作機械用ワイパー及び工作機械用ワイパーの製造方法を提供する。【解決手段】工作機械に取り付けられる工作機械用ワイパー１０Ａであって、前記工作機械に固定され、硬度が８０度以上の第１弾性材料で形成されたワイパー本体１２と、粒子状の補強材を含み硬度が前記第１弾性材料より小さく５０度以上の第２弾性材料で形成され、前記ワイパー本体１２に一体的に設けられた摺動部１４とを備え、前記ワイパー本体１２と前記摺動部１４は、接着剤を介さずに一体的に形成されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械用ワイパー及び工作機械用ワイパーの製造方法に関するものである。

従来、旋盤、フライス盤などの工作機械の摺動面に切粉などの異物が噛みこむことを防止するため、工作機械用ワイパーが用いられる（例えば、特許文献１）。工作機械用ワイパーは、工作機械の機台表面やカバー表面などの摺動面に対して相対的に往復移動する本体部に取り付けられる。上記特許文献１に係る工作機械用ワイパーは、工作機械に取り付けられる取付部材が設けられたワイパー本体と、ワイパー本体の下端に形成されたリップ部とを備える。取付部材は、主に金属板で形成されている。ワイパー本体及びリップ部は、弾性材料で形成されている。工作機械用ワイパーは、接着剤を塗布した取り付け部材を金型内に配置し、当該金型内へ弾性材料を充填して、一体成形することにより製作される。

国際公開第２０１５／０９９０８７号

上記特許文献１の場合、取付部材は、金属板の切断、表面の脱脂及びひずみ除去、バリ研磨、接着剤塗布等の前処理作業が必要であり、製造工程が多くなってしまう、という問題があった。

本発明は、製造工程を簡略化することができる工作機械用ワイパー及び工作機械用ワイパーの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る工作機械用ワイパーは、工作機械に取り付けられる工作機械用ワイパーであって、前記工作機械に固定され、硬度が８０度以上の第１弾性材料で形成されたワイパー本体と、粒子状の補強材を含み硬度が前記第１弾性材料より小さく５０度以上９０度以下の第２弾性材料で形成され、前記ワイパー本体に一体的に設けられた摺動部とを備え、前記ワイパー本体と前記摺動部は、接着剤を介さずに一体的に形成されていることを特徴とする。

本発明に係る工作機械用ワイパーの製造方法は、工作機械に取り付けられ、硬度が８０度以上の第１弾性材料で形成されるワイパー本体と、粒子状の補強材を含み硬度が前記第１弾性材料より小さく５０度以上の第２弾性材料で形成される摺動部とを接着剤を介さずに一体的に形成した工作機械用ワイパーの製造方法であって、押出用ダイスの開口部から前記第１弾性材料と前記第２弾性材料とを同時に押し出す工程と、押出用ダイスの開口部から押し出された前記第１弾性材料と前記第２弾性材料とを固化させる工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、押出成形により第１弾性材料からなるワイパー本体と第２弾性材料からなる摺動部とを一体化した工作機械用ワイパーを製造することができるので、従来のように金属板を用いないから、その分、製造工程を簡略化することができる。

本実施形態に係る工作機械用ワイパーの構成を示す斜視図である。 変形例（Ａ）に係る工作機械用ワイパーの構成を示す斜視図である。 変形例（Ｂ）に係る工作機械用ワイパーの構成を示す側面図である。 変形例（Ｃ）に係る工作機械用ワイパーの構成を示す側面図であり、図４Ａは変形例Ｃ１、図４Ｂは変形例Ｃ２を示す図である。 変形例（Ｄ）に係る工作機械用ワイパーの構成を示す側面図であり、図５Ａは変形例Ｄ１、図５Ｂは変形例Ｄ２、図５Ｃは変形例Ｄ３、図５Ｄは変形例Ｄ４を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１に示す工作機械用ワイパー１０Ａは、ワイパー本体１２と、ワイパー本体１２に一体的に設けられた摺動部１４とを備える。工作機械用ワイパー１０Ａは、工作機械（図示しない）の機台表面やカバー表面などの掻き取り面１１に対し、相対的に往復移動（図中矢印方向）し得るように、ワイパー本体１２において工作機械に取り付けられる。

ワイパー本体１２は、第１弾性材料で形成された長尺の板状部材である。第１弾性材料としては、硬度が８０度以上１００度以下の硬質樹脂又は硬質ゴムを用いることができる。第１弾性材料の硬度は、８５度以上がより好ましく、９０度以上がさらに好ましい。硬質樹脂は、例えば、硬質塩化ビニルやＡＢＳ、ＰＥＴ等の樹脂材料を用いることができる。また、硬質ゴムは、例えば、ＮＢＲ、ウレタンゴム、フッ素ゴム、Ｈ−ＮＢＲ、カルボキシ化ニトリルゴム（Ｘ−ＮＢＲ）等のゴム材料を用いることができる。樹脂ないしゴム材料は、耐油性を有し、硬度が９０度以上の範囲内で適度の弾性を有するものが好ましい。本明細書における硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に基づき、タイプＡデュロメータにより測定したショアＡ硬度をいう。

摺動部１４は、第２弾性材料で形成されたワイパー本体１２と同じ長さを有する長尺の板状部材であり、ワイパー本体１２の長辺の一方に一体的に固定されている。摺動部１４は、ワイパー本体１２の短手方向に対し、所定の角度（例えば、１００°から１５０°程度）で傾斜するように形成してもよい。

第２弾性材料としては、硬度が第１弾性材料より小さい５０度以上の軟質樹脂又は軟質ゴムを用いることができる。第２弾性材料の硬度は、５５度以上９０度以下がより好ましく、６０度以上８５度以下がさらに好ましい。軟質樹脂は、例えば、軟質塩化ビニルやウレタン等の樹脂材料を用いることができる。また、軟質ゴムは、例えば、ＮＢＲ、ウレタンゴム、フッ素ゴム、Ｈ−ＮＢＲ、カルボキシ化ニトリルゴム（Ｘ−ＮＢＲ）等のゴム材料を用いることができる。ゴム材料は、耐油性を有するのが好ましい。

さらに摺動部１４は、上記弾性材料に対して補強材として、一定割合の補強用材料、及び固体潤滑樹脂材料が添加されている。補強用材料は、粒子状のポリエチレン樹脂粒子材料、シリカ粒子材料、シリカ・アルミナ粒子材料等を用いることができる。固体潤滑樹脂材料は、粒子状のアクリル変性シリコーン樹脂粒子材料、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粒子材料、ナイロン樹脂粒子材料等を用いることができる。補強用材料及び固体潤滑樹脂材料の添加量がそれぞれ一定割合より少なすぎると、ゴム材料への混合分布が不均一になり、長期にわたるワイパーのシール性維持効果が低下することがある。また補強用材料及び固体潤滑用樹脂材料の添加量がそれぞれ一定割合より多すぎると、押出成形が困難になる。

ワイパー本体１２と摺動部１４は、互いに長辺同士を突き合わせるようにして一体化されている。ワイパー本体１２と摺動部１４が接している接合部１８は、互いに相手側に向かって突出した継手２０，２２が形成された継手構造を有する。ワイパー本体１２は、長辺の一方において、摺動部１４に向かって突出した継手２２を有している。本実施形態の場合、ワイパー本体１２の継手２２は、厚さ方向の中央に空間を有して二股に分かれており、先端に厚さ方向に突出した突起が形成されている。摺動部１４の継手２０は、厚さ方向の略中央から突出しており、略Ｔ字状に形成されている。このように継手構造は、互いの継手２０，２２が係合するように形成されている。ワイパー本体１２と摺動部１４は、継手同士が、加硫接着により一体化されている。

次に、上記のように構成された工作機械用ワイパー１０Ａの製造方法について説明する。工作機械用ワイパー１０Ａは、材料準備、押出し、固化、裁断の各工程を経ることにより製造される。まず、樹脂ペレット材料と、補強用材料及び固体潤滑樹脂材料、もしくは、原料ゴムを練加工した未加硫のゴム材料と、上記ゴム材料に補強用材料及び固体潤滑樹脂材料を添加した混合材料を作製することで、未加硫の第１弾性材料及び第２弾性材料を準備する。

次の未加硫の第１弾性材料及び第２弾性材料を押し出す工程では、押出装置（図示しない）が用いられる。押出装置の押出用ダイス（図示しない）は、開口部として、ワイパー本体１２の設計形状と略同一の第１型穴と、摺動部１４の設計形状と略同一の第２型穴とが形成されている。押出装置は、第１型穴に第１弾性材料、第２型穴に第２弾性材料がそれぞれ個別に供給されるように構成されている。押出用ダイスから、上記未加硫の第１弾性材料及び第２弾性材料が同時に押し出される。

未加硫の第１弾性材料及び第２弾性材料は、押出用ダイスの第１型穴及び第２型穴を通過することにより、ワイパー本体１２部分と摺動部１４部分が接合部１８で一体になった状態で押出用ダイスから押出される。

続いて押出された未加硫の第１弾性材料及び第２弾性材料は、加硫装置（図示しない）中へ連続的に案内され、当該装置中において、固化する。その後、所定長さに裁断されることで、工作機械用ワイパー１０Ａが得られる。

上記のように構成された工作機械用ワイパー１０Ａは、先端１６が掻き取り面１１に接した状態で工作機械の本体部（図示しない）に取り付けられる。本体部が図中矢印方向（ワイパー本体の厚さ方向）に移動する際に、工作機械用ワイパー１０Ａは、掻き取り面１１上の異物を除去する。

上記実施形態は、押出成形により第１弾性材料からなるワイパー本体１２と第２弾性材料からなる摺動部１４とを一体化した工作機械用ワイパー１０Ａを製造することができるので、従来用いられていた金属板を省略でき、その分、製造工程を簡略化することができる。

上記製造方法では、未加硫の第１弾性材料及び第２弾性材料がワイパー本体１２部分と摺動部１４部分が接合部１８で一体になった状態でダイスから押出され、その後加硫することにより、第１弾性材料及び第２弾性材料を固化して、工作機械用ワイパー１０Ａを得ることとした。このように製造することとしたので、工作機械用ワイパー１０Ａは、ワイパー本体１２と摺動部１４の接合部１８における精度が向上し、押し付け力や摺動抵抗のバラつきを低減することができる。

また工作機械用ワイパー１０Ａは、接合部１８において接着剤を介さずに、ワイパー本体１２と摺動部１４を一体化することができるので、ワイパー本体１２と摺動部１４を接着する工程を省略することができる。

工作機械用ワイパー１０Ａは、接合部１８が継手構造を有していることにより、ワイパー本体１２と摺動部１４の接合強度を向上することができる。本実施形態の場合、接合部１８は、ワイパー本体１２と摺動部１４にそれぞれ形成された継手が互いに係合していることにより、より接合強度を向上することができる。

工作機械用ワイパー１０Ａは、先端部分に補強用材料及び固体潤滑樹脂材料が添加されていることにより、掻き取り面１１との摩擦係数を低下させ、切削油を使用しない環境においても良好な摺動性能及び耐久性能を得ることができる。

ワイパー本体１２及び摺動部１４の裁断工程における裁断長さを変更することで、規格の異なる新たな部材を製造せず、異なる規格長さの工作機械用ワイパー１０Ａを容易に製造することができる。

（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。

上記実施形態の場合、摺動部１４は、ワイパー本体１２の短手方向に対し、所定の角度（例えば、１００°から１５０°程度）で傾斜するように形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限らない。すなわち工作機械用ワイパーは、ワイパー本体と摺動部を同一平面状に接合して形成してもよい。

上記実施形態の場合、摺動部１４は、補強用材料及び固体潤滑樹脂材料が添加された第２弾性材料で形成する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、長辺の先端を含む先端部分のみが補強用材料及び固体潤滑樹脂材料が添加された第２弾性材料で形成することとしてもよい。この場合、第２型穴に対しては、先端部分に軟質樹脂材料あるいはゴム材料、補強用材料及び固体潤滑樹脂材料を含む第２弾性材料を供給すると共に、先端部分を除くその他の部分には、補強用材料及び固体潤滑樹脂材料を含まない軟質樹脂材料あるいはゴム材料のみからなる第２弾性材料を供給することにより形成する。

上記実施形態の場合、ワイパー本体１２と摺動部１４は互いに長辺同士を突き合わせるようにして一体化されている場合について説明したが、本発明はこれに限らない。図２に示すように、摺動部２８は、ワイパー本体２６の一側表面を覆うようにして、ワイパー本体２６の一方及び他方の長辺においてそれぞれ接合部３０を設けることとしてもよい。本図に示すようにワイパー本体２６と摺動部２８は、接合部３０においてそれぞれ相手側へ突出した継手３２，３４が形成された継手構造を有する。継手３２，３４は、先端にそれぞれ厚さ方向に突出した突起が形成されていることにより、互いに係合している。本変形例に係る工作機械用ワイパー１０Ｂは、押出成形により製造することができ、さらに継手構造を有しているので、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

図３に示す工作機械用ワイパー１０Ｃのように、接合部３６を上記実施形態と逆の構成にしてもよい。すなわちワイパー本体３３の継手４０は、厚さ方向の中央から突出しており、逆Ｔ字状に形成されている。摺動部３５の継手３８は、厚さ方向の中央に空間を有して二股に分かれており、先端に厚さ方向に突出した突起が形成されている。このように接合部３６は、互いの継手３８，４０が係合するように形成されている。本変形例に係る工作機械用ワイパー１０Ｃは、押出成形により製造することができ、さらに接合部３６が継手構造を有しているので、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに継手構造の変形例について、図４及び図５を参照して説明する。図４Ａに示す工作機械用ワイパー１０Ｄは、ワイパー本体３７の継手４６が厚さ方向の一端から他端に向かって傾斜して突出している。摺動部３９の継手４４は、厚さ方向の一端から他端に向かって、ワイパー本体３７の継手４６と逆方向に傾斜している。このように接合部４２Ａは、互いの継手４４，４６の傾斜面同士を突き合わせて、形成されている。図４Ｂに示す工作機械用ワイパー１０Ｅは、接合部４２Ｂの傾斜面が、図４Ａの工作機械用ワイパー１０Ｄと逆方向に形成されている。

図５Ａ〜図５Ｄに示す工作機械用ワイパーは、いずれも、ワイパー本体の継手が厚さ方向の中央から突出した突起を有し、摺動部の継手が２つの突起を有し厚さ方向の中央が凹んだ溝が形成されており、突起と溝を組み合わせて、接合部が形成されている。

図５Ａに示す工作機械用ワイパー１０Ｆは、ワイパー本体４５及び摺動部４７の接合部５２が略Ｖ字状である。すなわちワイパー本体４５の継手５６は、Ｖ字状の突起を有している。摺動部４７の継手５４は２つの突起を有し、Ｖ字状の溝が形成されている。

図５Ｂに示す工作機械用ワイパー１０Ｇは、ワイパー本体４９及び摺動部５１の接合部５８が略Ｕ字状である。すなわちワイパー本体４９の継手６２は、Ｕ字状の突起を有している。摺動部５１の継手６０は２つの突起を有し、Ｕ字状の溝が形成されている。

図５Ｃに示す工作機械用ワイパー１０Ｈは、ワイパー本体５３及び摺動部５５の接合部６４が、底部があるＶ字状である。すなわちワイパー本体５３の継手６８は、底部があるＶ字状の突起を有している。摺動部５５の継手６６は２つの突起を有し、底部があるＶ字状の溝が形成されている。

図５Ｄに示す工作機械用ワイパー１０Ｊは、ワイパー本体５７及び摺動部５９の接合部７０がチャネル形状である。すなわちワイパー本体５７の継手７４は、チャネル形状の突起を有している。摺動部５９の継手７２は２つの突起を有し、チャネル形状の溝が形成されている。

図４及び図５に示す工作機械用ワイパー１０Ｄ〜１０Ｊは、押出成形により製造することができ、さらに接合部５２，５８，６４，７０が継手構造を有しているので、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

１０Ａ〜１０Ｊ 工作機械用ワイパー
１２、２６、３３、３７、４１、４５、４９、５３、５７ ワイパー本体
１４、２８、３５、３９、４３、４７、５１、５５、５９ 摺動部
１８、３０、３６、４２Ａ、４２Ｂ、５２、５８、６４、７０ 接合部
２０、２２、３２、３４、３８、４０、４４、４６、４８、５０、５４、５６、６０、６２、６６、６８、７２，７４ 継手

Claims (6)

1. 工作機械に取り付けられる工作機械用ワイパーであって、
   前記工作機械に固定され、硬度が８０度以上の第１弾性材料で形成されたワイパー本体と、
   粒子状の補強材を含み硬度が前記第１弾性材料より小さく５０度以上の第２弾性材料で形成され、前記ワイパー本体に一体的に設けられた摺動部とを備え、
   前記ワイパー本体と前記摺動部は、接着剤を介さずに一体的に形成されていることを特徴とする工作機械用ワイパー。
2. 前記ワイパー本体と前記摺動部が接している接合部は、互いに相手側に向かって突出した継手が形成された継手構造を有することを特徴とする請求項１記載の工作機械用ワイパー。
3. 前記継手は、互いに係合していることを特徴とする請求項２記載の工作機械用ワイパー。
4. 工作機械に取り付けられ、
   硬度が８０度以上の第１弾性材料で形成されるワイパー本体と、
   粒子状の補強材を含み硬度が前記第１弾性材料より小さく５０度以上９０度以下の第２弾性材料で形成される摺動部と
   を接着剤を介さずに一体的に形成した工作機械用ワイパーの製造方法であって、
   押出用ダイスの開口部から前記第１弾性材料と前記第２弾性材料とを同時に押し出す工程と、
   押出用ダイスの開口部から押し出された前記第１弾性材料と前記第２弾性材料とを固化させる工程と
   を有することを特徴とする工作機械用ワイパーの製造方法。
5. 前記第１弾性材料と前記第２弾性材料とを同時に押し出す工程において、前記ワイパー本体と前記摺動部が接する部分に、互いに相手側に向かって突出した継手を有する継手構造を形成することを特徴とする請求項４記載の工作機械用ワイパーの製造方法。
6. 前記継手は、互いに係合していることを特徴とする請求項５記載の工作機械用ワイパーの製造方法。
   

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