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技術 レールの複合研磨機およびそれを用いるレールの研磨加工方法

出願人 株式会社岡本工作機械製作所
発明者 鈴木祥司木下努伊藤暁久保富美夫
出願日 2012年1月12日 (8年3ヶ月経過) 出願番号 2012-003771
公開日 2013年7月22日 (6年9ヶ月経過) 公開番号 2013-141734
状態 拒絶査定
技術分野 仕上研磨、刃砥ぎ、特定研削機構による研削
主要キーワード 背後面 工場建屋内 駆動ボール アルミダイキャスト成型 回転軸廻り 角出し 鋳造成型 金属工作機械
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年7月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

1本のリニア案内レール研削加工時間を短縮させる。

解決手段

クロスレール複合研磨機1を用い、ワークテーブル2上に載置されたプレファブリックレール状ワークwの機械方向(MD)への移動進行に連れて一対の総形砥石車5g,5gでワーク両側面wsを、1個の総形砥石車6gでワーク頭頂部wtの研削研磨加工して研磨されたリニア案内レールを製造する。

概要

背景

従来、アルミダイキャスト成型エンジニアリング樹脂熱硬化性樹脂プルトルージョン成形セラミックや鉄の鋳造成型、引き抜き成型等で予めレール状に成形したプレファブリックレール(ワーク)のレールの頭頂部軌道面の研削加工と、レールの両側部研削加工は、それぞれ別々の研削装置を用いて行われていた。なお、レール業界では、研削加工とは言わず、レール研磨加工、レールドレス加工、もしくは、レール削正加工と呼ばれることが多い。

特開昭63−180437号公報(特許文献1)は、1個の総形(輪郭砥石車を回転させながらワーク(リニア案内レール)の側面を移動させてワークにボール転動溝を研削加工する方法を図示する。

また、特開2002−372044号公報(特許文献2)は、一対の総形(輪郭)砥石車を回転させながらワーク(リニア案内レール)の側面を移動させて、ワークにボール転動溝および測定用溝を一緒にワークの両側面に研削加工する方法を図示する。

さらに、特開2003−287026号公報(特許文献3)は、成形砥石をワーク(リ
ニア案内レール)の頭頂部に押し付け、次いで、成形砥石をワークの頭頂部上を滑走させ
てリニア案内レールの頭頂部にスライダー転走溝とスケール取り付け溝を成形する方法およびそれに使用する成形砥石の構造を開示する。

一方、特開平10−195805号公報(特許文献4)は、ワークである鉄道軌道レールの頭頂部に円筒ロール)砥石車に換え研磨プーリーを押し付け、この回転する研磨プーリーをワーク頭頂部に走行させて頭頂部の軌道面を研磨する方法を開示する。

また、特開2007−30123号公報(特許文献5)にクロスレール工作機械の一例が示されている。

概要

1本のリニア案内レールの研削加工時間を短縮させる。クロスレール式複合研磨機1を用い、ワークテーブル2上に載置されたプレファブリックレール状ワークwの機械方向(MD)への移動進行に連れて一対の総形砥石車5g,5gでワーク両側面wsを、1個の総形砥石車6gでワーク頭頂部wtの研削・研磨加工して研磨されたリニア案内レールを製造する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

長尺状ベース(10)上に設けた左右方向に往復移動可能なワークテーブル(2)、上記ワークテーブル(2)を長尺状ベース(10)上で左右方向に移動させる駆動手段(3)、前記長尺状ベース(2)を前後に跨いで立架した一対のコラム(4a,4b)上に、左側前正面(4fs)および背後面(4bs)にそれぞれクロスレール(4rf,4rb))を張り巡らした梁(4c)を水平方向に設けた門型コラム(4)、前記門型コラムの左側前正面に設けたクロスレール4rf)に、左右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(5a)に軸承された総形砥石車の一対(5g,5g)によりレール状ワーク(w)の両側面を同時に研削加工する第一研削手段(5)、および、前記門型コラムの背後面に設けたクロスレール(4rb)に、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(6b)に軸承された総形砥石車(6g)によりレール状ワーク(w)の頭頂部を研削加工する第二研削手段、を備える複合研磨機(1)。

請求項2

請求項1記載のレール複合研磨機(1)を用い、次の工程を経てプレファブリックレール状ワーク(w)の表面頂頭部および両側面を研削加工することを特徴とするレールの研磨加工方法。1).前記レールの複合研磨機(1)のワークテーブル(2)上にワーク(w)を載置する。2).第一研削手段(5)の一対の砥石軸(5a,5a)に軸承された総形砥石車(5g,5g)をクロスレール(4rf)上で中央側へ移動し、ついで、下降させて研削開始位置へと移動させ、その位置で前記総形砥石車(5g,5g)を回転軸廻りに水平方向に回転させる。3).第二研削手段(6)の砥石軸(6a)に軸承された総形砥石車(6g)をクロスレール(4rb)上で中央側へ移動し、ついで、下降させて研削開始位置へと移動させ、その位置で前記総型砥石車(6g)を回転軸廻りに上下方向に回転させる。4).駆動手段(3)により前記ワークテーブル(2)を長尺状ベース(10)上で左側から右側方向に移動開始させる。5).上記ワークテーブル(2)の移動を続行させることによりワーク(w)両速部(ws,ws)に前記回転する総型砥石車(5g,5g)を当接させてワーク両側部の第一研削加工を開始する。6).上記ワークテーブル(2)の移動を続行させることによりワーク(w)頭頂部(wt)に前記回転する総型砥石車(6g)を当接させてワーク頭頂部の第二研削加工を開始する。7).上記ワークテーブル(2)の移動を続行させることにより前記ワーク両側部の第一研削加工と前記ワーク頭頂部の第二研削加工の同時研削加工を続行し、ついで、この同時研削加工を終了させる。なお、上記2)工程と3)工程は、いずれが先に行われても良い。

技術分野

0001

本発明は、金属工作機械半導体製造装置測定装置のX,Y−ステージ等で使用されるリニアガイドリニア案内レール鉄道軌道レールなどのレール頭頂部軌道面を1個の総形(輪郭砥石車で、リニア案内レールの両側部を一対の総形砥石車を用いて長尺状のレールの移動時に同時研削加工する複合研磨機および研磨加工方法に関する。

背景技術

0002

従来、アルミダイキャスト成型エンジニアリング樹脂熱硬化性樹脂プルトルージョン成形セラミックや鉄の鋳造成型、引き抜き成型等で予めレール状に成形したプレファブリックレール(ワーク)のレールの頭頂部の軌道面の研削加工と、レールの両側部研削加工は、それぞれ別々の研削装置を用いて行われていた。なお、レール業界では、研削加工とは言わず、レール研磨加工、レールドレス加工、もしくは、レール削正加工と呼ばれることが多い。

0003

特開昭63−180437号公報(特許文献1)は、1個の総形(輪郭)砥石車を回転させながらワーク(リニア案内レール)の側面を移動させてワークにボール転動溝を研削加工する方法を図示する。

0004

また、特開2002−372044号公報(特許文献2)は、一対の総形(輪郭)砥石車を回転させながらワーク(リニア案内レール)の側面を移動させて、ワークにボール転動溝および測定用溝を一緒にワークの両側面に研削加工する方法を図示する。

0005

さらに、特開2003−287026号公報(特許文献3)は、成形砥石をワーク(リ
ニア案内レール)の頭頂部に押し付け、次いで、成形砥石をワークの頭頂部上を滑走させ
てリニア案内レールの頭頂部にスライダー転走溝とスケール取り付け溝を成形する方法およびそれに使用する成形砥石の構造を開示する。

0006

一方、特開平10−195805号公報(特許文献4)は、ワークである鉄道軌道レールの頭頂部に円筒ロール)砥石車に換え研磨プーリーを押し付け、この回転する研磨プーリーをワーク頭頂部に走行させて頭頂部の軌道面を研磨する方法を開示する。

0007

また、特開2007−30123号公報(特許文献5)にクロスレール工作機械の一例が示されている。

先行技術

0008

特開昭63−180437号公報の第6図
特開2002−372044号公報の図1、図10
特開2003−287026号公報の図2、図6
特開平10−195805号公報の図1、図8
特開2007−30123号公報の図1

発明が解決しようとする課題

0009

本願発明者等は、レール(ワーク)の頭頂部の軌道面を1個の総形(輪郭)砥石車で、ワークの両側部を一対の総形(輪郭)砥石車を用いてワークの移動時に同時研削加工できればレールの研磨加工時間を短縮できることに着目し、(1)研削加工時、レール状ワー
クを移動させ、砥石軸は移動させずに決められた研削開始位置でワークの研削加工を行う。(2)特許文献3記載の成形砥石を総形砥石車形状に変更する。(3)レールの頭頂部の軌道面研削加工用の前記総形砥石車または円筒砥石車、および、案内レールの側面を研削加工する一対の前記総形砥石車を門型(クロスレール移動式)研削装置のコラムの前面と背面に設けたクロスレール上をそれぞれが移動できるように配置させることにより前記3個の砥石車によりワークを同時成形することを可能ならしめることに想到した。

課題を解決するための手段

0010

請求項1のレールの複合研磨機(1)に係る発明は、
長尺状ベース(10)上に設けた左右方向に往復移動可能なワークテーブル(2)、
上記ワークテーブル(2)を長尺状ベース(10)上で左右方向に移動させる駆動手段(3)、
前記長尺状ベース(2)を前後に跨いで立架した一対のコラム(4a,4b)上に、左側前正面(4fs)および背後面(4bs)にそれぞれクロスレール(4rf,4rb))を張り巡らした梁(4c)を水平方向に設けた門型コラム(4)、
前記門型コラムの左側前正面に設けたクロスレール4rf)に、左右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(5a)に軸承された総形砥石車の一対(5g,5g)によりレール状ワーク(w)の両側面を同時に研削加工する第一研削手段(5)、
および、
前記門型コラムの背後面に設けたクロスレール(4rb)に、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(6a)に軸承された総形砥石車(6g)によりレール状ワーク(w)の頭頂部を研削加工する第二研削手段、
を備える複合研磨機(1)にある。

0011

請求項2のレールの複合研磨加工方法に係る発明は、請求項1記載のレール複合研磨機(1)を用い、次の工程を経てプレファブリックレール状ワーク(w)の表面頂頭部および両側面を研削加工することを特徴とするレールの研磨加工方法にある。
1).前記レールの複合研磨機(1)のワークテーブル(2)上にワーク(w)を載置する。
2).第一研削手段(5)の一対の砥石軸(5a,5a)に軸承された総形砥石車(5g,5g)をクロスレール(4rf)上で中央側へ移動し、ついで、下降させて研削開始位置へと移動させ、その位置で前記総形砥石車(5g,5g)を回転軸廻りに水平方向に回転させる。
3).第二研削手段(6)の砥石軸(6a)に軸承された総形砥石車(6g)をクロスレール(4rb)上で中央側へ移動し、ついで、下降させて研削開始位置へと移動させ、その位置で前記総型砥石車(6g)を回転軸廻りに上下方向に回転させる。
4).駆動手段(3)により前記ワークテーブル(2)を長尺状ベース(10)上で左側から右側方向に移動開始させる。
5).上記ワークテーブル(2)の移動を続行させることによりワーク(w)両速部(ws,ws)に前記回転する総型砥石車(5g,5g)を当接させてワーク両側部の第一研削加工を開始する。
6).上記ワークテーブル(2)の移動を続行させることによりワーク(w)頭頂部(wt)に前記回転する総型砥石車(6g)を当接させてワーク頭頂部の第二研削加工を開始する。
7).上記ワークテーブル(2)の移動を続行させることにより前記ワーク両側部の第一研削加工と前記ワーク頭頂部の第二研削加工の同時研削加工を続行し、ついで、この同時研削加工を終了させる。
なお、上記2)工程と3)工程は、いずれが先に行われても良い。

発明の効果

0012

ワーク(被加工物であるプレファブリックレール)の頭頂部と両側部を同時に研削加工できるので、ワーク1個当たりの研削加工時間が短くなる。

0013

第一研削手段(5)を門型コラム(4)の左側前正面クロスレール(4rf)に、第二研削手段(6)を門型コラム(4)の背面クロスレール(4rb)にそれぞれ別々に取り付けたので、ワーク研削加工時にそれぞれの総形砥石車(5g,6g)が干渉衝突し合う)することがない。また、総形砥石車(5g,5g)に対する総形砥石車(6g)の直角出し設定が容易にできる。

図面の簡単な説明

0014

図1はレールの複合研磨機を斜め正面から見た斜視図である。
図2はレールの複合研磨機を左側面から見た正面図である。
図3はレールの複合研磨機を右側面から見た背面図である。
図4はワークを複合研削加工している状態を示す一部を切り欠いた正面図である。

実施例

0015

図1図2および図3に示すプレファブリックレール状ワークwのクロスレール式複合研磨機1は、長尺状ベース10上に設けた左右方向(MD方向)に往復移動可能なワークテーブル2、このワークテーブル2を長尺状ベース機枠10上で左右方向に移動させる駆動手段3、前記長尺状ベース機枠2を前後(CD方向)に跨いで立架した一対のコラム4a,4b上に、左側前正面4fsおよび背後面4bsのそれぞれにクロスレール4rf,4rbを張り巡らした梁4cを水平方向に設けた門型コラム4、この門型コラムの左側前正面に設けたクロスレール4rfに、左右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5aに軸承された総形砥石車の一対5g,5gによりワークwの両側面を同時に研削加工する第一研削手段5、および、前記門型コラム4の背後面に設けたクロスレール4rbに、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6bに軸承された総形砥石車6gによりワークwの頭頂部を研削加工する第二研削手段を備える。この複合研磨機1は、工場建屋内補強床F上に設置される。図1における9は、ワークテーブル位置確認センサーを示す。

0016

前記ワークテーブル2を長尺状ベース機枠10上で左右方向に移動させる駆動手段3は、リニアモータ式であってもサーボモータ駆動ボールネジ回転駆動方式であっても、油圧駆動式であってもよい。図ではリニアモータLm式が示されている。

0017

同様に、砥石軸5a,6aの昇降手段、クロスレール上前後方向の砥石軸固定移動板5sr,6sr移動手段も、リニアモータ式であってもサーボモータ駆動ボールネジ回転駆動方式であっても、油圧駆動式であってもよい。図では砥石軸5a,5a,6aの昇降手段および砥石軸5a,6aを固定する移動板5s,5s,6sのクロスレール上前後方向の移動手段がサーボモータm駆動ボールネジ5b,6b回転駆動方式を採用していることを示している。

0018

一対の砥石軸5a,5aに軸承される総形砥石車の一対5g,5gの研削面と砥石軸6aに軸承される総形砥石車6gの研削面は総形砥石車6gが一対の総形砥石車の一対5g,5gにワークを介して(5g,5gの研削面の水平面と総形砥石車6gの研削面の垂直面)が直角面を形成するよう、門型コラム4の各々のクロスレール4rf,4rb上に前後方向移動可能に設置されている。(図4参照)

0019

なお、図には示していないがワークのMD方向の移動時の横揺れを防ぐため、従属回転ロール一対の複数群ワーク移軌跡のワーク両側面を挟むように配置することは有用で
ある。

0020

前記ワークwは、アルミダイキャスト成型、エンジニアリング樹脂や熱硬化性樹脂のプルトルージョン成形、セラミックや鉄の鋳造成型、引き抜き成型等で予めレール状に成形したプレファブリックレールであり、図4に示すように頭頂部wt、脚部wf、側部wsを有する。

0021

前記総形砥石車6gの形状は、ワーク頭頂部の研削(研磨)加工形状による。図4ではワークwの例としてリニア案内レールを示したので、総形砥石車6gを示したが、ワークwが鉄道軌道レールであるときは、円筒状砥石車6gであってもよい。砥石素材としては、ダイヤモンド砥石cBN砥石、SiC砥石が、結合材としてはビトリアイドボンド砥石、メタルボンド砥石レジンボンド砥石などが利用できる。

0022

上記レールの複合研磨機1を用い、プレファブリックレール状ワーク(w)の表面頂頭部および両側面を研削加工するには、次の工程を経て実施される。

0023

1).前記レールの複合研磨機(1)のワークテーブル(2)上にワーク(w)を載置する。

0024

2).第一研削手段(5)の一対の砥石軸(5a,5a)に軸承された総形砥石車(5g,5g)をクロスレール(4rf)上で中央側へ移動し、ついで、下降させて研削開始位置へと移動させ、その位置で前記総形砥石車(5g,5g)を回転軸廻りに水平方向に回転させる。

0025

3).第二研削手段(6)の砥石軸(6a)に軸承された総形砥石車(6g)をクロスレール(4rb)上で中央側へ移動し、ついで、下降させて研削開始位置へと移動させ、その位置で前記総型砥石車(6g)を回転軸廻りに上下方向に回転させる。

0026

4).駆動手段(3)により前記ワークテーブル(2)を長尺状ベース(10)上で左側から右側方向に移動開始させる。

0027

5).上記ワークテーブル(2)の移動を続行させることによりワーク(w)両速部(ws,ws)に前記回転する総型砥石車(5g,5g)を当接させてワーク両側部の第一研削加工を開始する。

0028

6).上記ワークテーブル(2)の移動を続行させることによりワーク(w)頭頂部(wt)に前記回転する総型砥石車(6g)を当接させてワーク頭頂部の第二研削加工を開始する。

0029

7).上記ワークテーブル(2)の移動を続行させることにより前記ワーク両側部の第一研削加工と前記ワーク頭頂部の第二研削加工の同時研削加工を続行し、ついで、この同時研削加工を終了させる。(図4参照)

0030

なお、上記2)工程と3)工程は、いずれが先に行われても良い。

0031

また、ワークw通過の際の加工条件は、回転速度1,500〜3,000min−1で回転する前記一対の総形砥石車5g,5gでワークの両側部を研削加工し、回転速度1,200〜3,000min−1で回転する前記1個の砥石車6gでワーク頭頂部wtを研削加工してドレス(研磨)加工されたレールを製造する。ワークテーブル2の移動速度は1〜25mm/分が好ましい。

0032

被加工物であるプレファブリックレール状ワークwの頭頂部wtと両側部wsを3個の総型砥石車5g,5g,6gで同時に研削・研磨加工できるので、ワーク1個当たりの研削加工時間を短くできる。

0033

1複合研磨機
w ワーク
wt ワーク頭頂部
ws ワーク側部
2ワークテーブル
4門型コラム
5 第一研削手段
5a砥石軸
5g総形砥石車
6 第二研削手段
6a 砥石軸
6g 総形砥石車

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