JP4102610B2 - ワイパ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は相対移動する部材間に塵埃などが侵入することを防止するワイパに関するものであって、より詳細には、工作機械の摺動面やボールねじなどの軸送り機構を保護するために設けられる相対移動するカバー間の隙間を塞ぐことにより切粉や切削液の侵入を防止するワイパに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
工作機械においては、加工により生じる切粉から摺動面やボールねじなどの軸送り機構を保護する目的、切削により加熱された切粉や切削液が触れることによりベッドなどの構造物が熱変位することを防止する目的などから、工作機械摺動面を保護するカバーを設けることが一般化している。そして、カバーには、カバー同士の隙間から切粉や切削液が侵入し、摺動面に影響を及ぼすことを防止するためにワイパが設けられている。
【0003】
例えば図1に示すように、従来の旋盤はベッド1上に主軸台2が固着され、主軸台2に回転可能に支持された主軸(図示せず)の先端にチャック3が取り付けられている。一方、ベッド上には図示しない主軸軸線方向(Z軸)の案内面上を移動可能にサドル4が載置されており、ベッド上に両端を支持されたボールねじ5によりZ軸方向に移動位置決め可能に構成されている。サドル4上には、タレット6を有する刃物台7がZ軸に直交するX軸方向(図1において紙面に直交する方向)に移動可能に載置されており、ボールねじ8により移動位置決め可能に構成されている。
【0004】
チャック3に把持されたワークWをタレット6に取り付けた工具9で加工する。このとき、切粉の切削点からの除去やワーク・工具の冷却・潤滑などを目的として図示しないノズルから切削液を吐出させ、切削点にかけながら加工を行うのが一般的である。
【0005】
このような加工を行う場合には、加工により生じる切粉が摺動面やボールねじ8などの軸送り機構に付着し、表面を傷つけたりすることがある。また、切削により加熱された切粉や切削液がベッド1やボールねじ8、図示しない摺動面に触れると、ベッド1などの構造物が熱変位することがある。これらを防止する目的などから、固定カバー11,12、可動カバー13,14を設けて、切粉や切削液の飛散を防止している。そして、固定カバーには前面開閉ドア15が設けられて、作業者或いはローダなどの搬送装置によるワークWの交換や、タレット6上の工具9の交換、機内の清掃などが容易に行えるようになっている。
【0006】
サドル4の主軸側に取り付けられた可動カバー13は固定カバー11の主軸側面下部に侵入可能に設けられており、固定カバー11に取り付けられたワイパ16により可動カバー13と固定カバー11との隙間を塞いでいる。
同様に可動カバー14は固定カバー12の下部に侵入可能に設けられており、固定カバー12に取り付けられたワイパ17により可動カバー14と固定カバー12との隙間を塞いでいる。また、固定カバー11の上部にはワイパ18が取り付けられており、固定カバー11と前面開閉ドア15との間に生じる隙間を塞いでいる。
【0007】
図4は図1に示されたワイパ16の従来例を示すもので、固定カバー11の先端に取り付けた樹脂たとえばニトリルゴム製のワイパ101を、ゴムの弾性を利用して可動カバー13に押し付けるようにして隙間を塞いでいた。しかしながらこのものはワイパとしてゴムを用いていたので、固定カバー11と可動カバー13の隙間の変化により摺動抵抗が大きく変化したり、摩耗が早いなどの欠点があった。こうした欠点以外にも近年の工作機械の送りの高速化、切削液の高圧化、高硬度材やアルミなど加工ワーク材質の多様化、長時間の自動加工による切粉の堆積量の増大化への対応などの要求から金属製のスクレーパを有するワイパが用いられ出している。
【0008】
こうした近年の要求の中で、本出願人は既に特開平8−85039号を提案している。
このものは、図5に示すように、固定カバー11に取り付けられたゴム製のワイパ本体102に薄肉ばね鋼板製のスクレーパ103を取り付けたもので、摺動抵抗や摩耗の問題を改善したものである。スクレーパ103先端が可動カバー13に倣うように変形し、スクレーパ103の先端で可動カバー13状の切粉や切削液を除去して、移動カバー11内への侵入を防止するものである。
【0009】
また、別の従来技術として実公平2−48207号が知られている。このものは図6に示すように、固定カバー11に先端がループ状の円弧部24aに形成されたばね鋼板24を取り付け、ばね鋼板の弾性を利用して移動カバー13に押し付けるものである。ばね鋼板24の先端をループ状の円弧部24aに形成したことにより、移動カバー13上の凹凸に引っかかることなく、滑らかに滑るようにしたものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
図5で示した技術にあっては、スクレーパ103、移動カバー13が共に金属同士であるので、スクレーパ103が先端から順に摩耗してしまったり、可動カバー13の表面に傷が付いてしまうという問題点があった。
【0011】
また、図6に示した技術にあっては、移動カバー13を傷つけたりする可能性は低いものの、ループを形成するにはばね鋼板は比較的柔らかい素材でなければならず、さらにそれでも比較的大きな円弧になってしまうため、ループが大型化し、その下面に入り込んだ切粉が容易にカバー内に侵入してしまうという問題があった。
本発明は従来の技術の有する上記の問題点を解決し、近年の機械の高速化においても、相対するカバーを傷つけたりカバー内へ切粉を侵入させることなく、且つ耐久性に優れたワイパとその製造方法を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述の問題点を解決するための本発明のワイパは、切粉除去の対象となる切粉除去面に端部が摺接し、切粉を除去する工作機械の切粉除去用ワイパであって、前記ワイパの端部は、高硬度の薄板弾性材を密着折り曲げし、折り曲げた部分を除去することにより、その端部の先端を上向きの小径の円弧状に形成してなり、前記円弧状の外周が前記切粉除去面に摺接することを特徴とする。
【0013】
本発明の請求項1のワイパによれば、固定カバーに取り付けたワイパ先端に、移動カバーに対し上向きの小径の円弧面を持たせ、このワイパの円弧外周を移動カバーに摺接するように構成したので、摩耗性と切粉除去能力を兼ね備えたものとすることができる。
【0014】
また、本発明のワイパの製造方法は、切粉除去の対象となる切粉除去面に端部が摺接し、切粉を除去する工作機械の切粉除去用ワイパの製造方法であって、高硬度の薄板弾性材を密着折り曲げし、折り曲げた部分を除去することにより、薄板弾性材の端部を、その先端が上向きの小径の円弧状となるように前記ワイパの端部を形成し、前記円弧状の外周が前記切粉除去面に摺接することを特徴とする。
【0015】
本発明の請求項2のワイパの製造方法によれば、高硬度の薄板弾性材を密着折り曲げした際に折り曲げ部分に生じる上向きの小径の円弧をワイパの先端にし、その円弧の外周が移動カバーに摺接するように使用するので、耐摩耗性と切粉除去能力を兼ね備えたワイパを、安定した品質で容易に製造することができる。また、折り曲げた部分を除去することにより、使用中に切粉が絡まったり、振動でこの部分が破断して移動カバーに傷を付けたり、加工の妨げになることがない。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具現化した実施の形態を図1から図3を用いて説明する。図1は旋盤の構成を示す図、図2は本発明のワイパを移動カバーに摺接するように固定カバーに取り付けた状態を示す図、図3は本発明のワイパの製造過程を示す図である。
【0017】
図1に示すように、旋盤はベッド1上に主軸台2が固着され、主軸台2に回転可能に支持された主軸(図示せず)の先端にチャック3が取り付けられている。一方、ベッド上には図示しない主軸軸線方向(Z軸)の案内面上を移動可能にサドル4が載置されており、ベッド上に両端を支持されたボールねじ5によりZ軸方向に移動位置決め可能に構成されている。サドル4上には、タレット6を有する刃物台7がZ軸に直交するX軸方向(図1において紙面に直交する方向)に移動可能に載置されており、ボールねじ8により移動位置決め可能に構成されている。
【0018】
チャック3に把持されたワークWをタレット6に取り付けた工具9で加工する。このとき、切粉の切削点からの除去やワーク・工具の冷却・潤滑などを目的として図示しないノズルから切削液を吐出させ、切削点にかけながら加工を行うのが一般的である。
【0019】
このような加工を行う場合には、加工により生じる切粉が摺動面やボールねじ8などの軸送り機構に付着し、表面を傷つけたりすることがある。また、切削により加熱された切粉や切削液がベッド1やボールねじ8、図示しない摺動面に触れると、ベッド1などの構造物が熱変位することがある。これらを防止する目的などから、固定カバー11,12、可動カバー13,14を設けて、切粉や切削液の飛散を防止している。そして、固定カバーには前面開閉ドア15が設けられて、作業者或いはローダなどの搬送装置によるワークWの交換や、タレット6上の工具9の交換、機内の清掃などが容易に行えるようになっている。
【0020】
サドル4の主軸側に取り付けられた可動カバー13は固定カバー11の主軸側面下部に侵入可能に設けられており、固定カバー11に取り付けられたワイパ16により可動カバー13と固定カバー11との隙間を塞いでいる。
同様に可動カバー14は固定カバー12の下部に侵入可能に設けられており、固定カバー12に取り付けられたワイパ17により可動カバー14と固定カバー12との隙間を塞いでいる。また、固定カバー11の上部にはワイパ18が取り付けられており、固定カバー11と前面開閉ドア15との間に生じる隙間を塞いでいる。
【0021】
図2は本発明のワイパを移動カバーに摺接するように固定カバーに取り付けた状態を示す図であって、固定カバー11に高硬度の鋼板からなるスクレーパ25の固定部25aが押さえ板22を介してボルト23と固定カバー11裏面のナット24とにより固定されている。尚、このナットは事前に固定カバー11に溶接などで固着されたものであっても良い。スクレーパ25は自身のワイパ部25bの弾性により移動カバー13に押し付けられるような長さ・配置とされており、スクレーパ25の先端のエッジ部25cは上向きの小径の円弧状に形成されて、この円弧外周で移動カバー13に摺接している。
【0022】
このような構成のワイパによれば、サドル4の移動に伴い移動カバー13と固定カバー11が相対移動を行う際に、移動カバー13と固定カバー11の間でスクレーパ25が摺接して、移動カバー13上に付着した切粉、切削液を移動カバー13から掻き取り、固定カバー11内への侵入を防止する。このときスクレーパ25のエッジ部25cは上向きの小径の円弧状に形成されているので可動カバー13の表面に傷が付いてしまうことがなく、摩耗もし難い。また、エッジ部25cの円弧は極めて小径であるので、円弧の下面に切粉が入り込むことが殆どなく、固定カバー11内に侵入してしまうことがない。また、エッジ部25cの円弧は極めて小径であるので、スクレーパ先端に切粉が引っかかり切粉の堆積の原因になることもない。
【0023】
図3は本発明の製造工程及び使用状態を説明する図であって、素材の状態(a)からスクレーパとして成形された状態(e)と使用時の状態(f)を段階的に示している。
(a)において、スクレーパ25の素材となる高硬度の鋼板を図示しないプレス機械の固定手段により固定する。鋼板としては例えばビッカース硬さHV=400〜500程度の硬度で厚みが0.05〜0.3ミリメートルの鋼板を用いることができる。(b)において、プレス機械のパンチ31とダイス32とによりスクレーパ25の素材がプレスされて折り曲げられ、固定カバーに固定される固定部25aとワイパとして用いられるワイパ部25bとに折り曲げられる。(c)においてワイパ部25bの先端から所定量を無駄折り部25dとしてダイス33とパンチ34とにより密着折り曲げする。尚、例えば厚みが0.1ミリメートルの鋼板の場合には無駄折り部25dの長さは4〜5ミリメートルとするのが好ましい。このとき、密着折り曲げをされた部分は素材の厚みと同程度か多少大きい程度の半径を持つR面に形成されると共に、塑性変形により強度が低下し折れ易くなる。例えば厚みが0.1ミリメートルの鋼板の場合には半径0.5ミリメートル程度のR面とするのが好ましい。(d)において、折り曲げられた無駄折り部25dを折り取って除去する。無駄折り部25dを折り取られた後のワイパ部25bの先端がエッジ部25cとなる。(e)において、エッジ部25cをヤスリなどで磨き、先端を滑らかにすることにより、スクレーパ25が完成する。実際の使用においては(f)に示されるようにワイパ部25b自身の撓みを利用して移動カバーに摺接するように取り付けて使用する。例えば厚みが0.1ミリメートルの鋼板の場合には、ワイパ部25bを20ミリメートル弱とし、押し付ける量が2〜3ミリメートル程度とするのが好ましい。
【0024】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の請求項1のワイパによれば、高硬度の薄板弾性材の先端を薄板弾性材の厚みとほぼ同一半径の円弧に形成し、円弧外周が切粉除去面に摺接するようになしたので、固定カバーに取り付けたワイパ先端に、微小な円弧面を持たせ、このワイパの円弧外周を移動カバーに摺接するように構成したので、耐摩耗性と切粉除去能力を兼ね備えたものとすることができるという極めて優れた効果を奏する。
【0025】
また、本発明の請求項2のワイパの製造方法によれば、高硬度の薄板弾性材を密着折り曲げし、折り曲げた部分を除去することにより薄板弾性材の端部に薄板弾性材の厚みとほぼ同一の円弧を形成してなり、円弧外周が切粉除去面に摺接するようになしたので、安定した品質の先端を有するワイパを容易に製造することができるという極めて優れた効果を奏する。また、折り曲げた部分を除去することにより、使用中に切粉が絡まったり、振動でこの部分が破断して移動カバーに傷を付けたり、加工の妨げとすることがないという極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 旋盤の構成を示す図
【図2】 本発明のワイパを移動カバーに摺接するように固定カバーに取り付けた状態を示す図
【図3】 本発明のワイパの製造過程を示す図
【図4】 従来の樹脂製ワイパを示す図
【図5】 従来の金属製スクレーパを有するワイパを示す図
【図6】 従来の先端に金属製のループを有するワイパを示す図
【符号の説明】
1・・ベッド、2・・主軸台、3・・チャック、4・・サドル、5,8・・ボールねじ、6・・タレット、7・・刃物台、9・・工具、11,12・・固定カバー、13,14・・移動カバー、15・・前面開閉ドア、16,17,18・・ワイパ、22・・押さえ板、23・・ボルト、24・・ナット、25・・スクレーパ、25a・・固定部、25b・・ワイパ部、25c・・エッジ部、25d・・無駄折り部、31,34・・パンチ、32,33・・ダイス、W・・ワーク

Claims (2)

  1. 切粉除去の対象となる切粉除去面に端部が摺接し、切粉を除去する工作機械の切粉除去用ワイパであって、
    前記ワイパの端部は、高硬度の薄板弾性材を密着折り曲げし、折り曲げた部分を除去することにより、その端部の先端を上向きの小径の円弧状に形成してなり、
    前記円弧状の外周が前記切粉除去面に摺接することを特徴とするワイパ。
  2. 切粉除去の対象となる切粉除去面に端部が摺接し、切粉を除去する工作機械の切粉除去用ワイパの製造方法であって、
    高硬度の薄板弾性材を密着折り曲げし、折り曲げた部分を除去することにより、薄板弾性材の端部を、その先端が上向きの小径の円弧状となるように前記ワイパの端部を形成し、
    前記円弧状の外周が前記切粉除去面に摺接する、
    ことを特徴とする工作機械の切粉除去用ワイパの製造方法。
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