JP4825607B2 - 研磨装置およびそれを用いた研磨方法 - Google Patents

Description

本発明は、研磨装置およびそれを用いた研磨方法に関し、特に、螺旋線材の先端部を面取り研磨する研磨装置およびそれを用いた研磨方法に関するものである。

線材の端縁の面取り加工や端面の研磨加工を行なう端部加工装置としては、たとえば特開２０００−１２７０１０号公報に開示されたものがある。この公報の端部加工装置は、棒状体を自転させながら順次搬送する搬送装置と、この搬送装置により搬送される棒状体の端部を面取り加工などする回転研磨装置とからなる。

この端部加工装置によれば、順次搬送する棒状体の長さが不揃いであっても、連続的に端部の面取り加工などがスムーズに行なえると上記公報には記載されている。
特開２０００−１２７０１０号公報

しかしながら上記公報に開示された端部加工装置は棒状体を加工するものであって、螺旋線材を加工するものではない。また、螺旋線材の場合、自転にともなって螺旋線材の先端部が螺旋軸を中心に円周状に回転する。よって、上記の棒状体の端部加工装置では螺旋線材の先端部の端縁全周を面取り加工することができなかった。

また、螺旋線材の研磨が人手により行なわれる場合、たとえば５０本程度の螺旋線材からなるワーク束を作業者が掴み取り、グラインダーにワークを押し当てた後、人手によりワークを回転させながら研磨する。この方法によれば、各螺旋線材の先端部の端面の平面化処理はできるが、各螺旋線材の先端部の端縁の面取り処理はできない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、螺旋線材の先端部の端縁全周を人手によることなく効率的に研磨できる研磨装置およびそれを用いた研磨方法を提供することを目的とする。

本発明の研磨装置は、螺旋線材をその螺旋軸を中心に回転させて螺旋線材の先端部を螺旋軸を中心に円周状に回転させながら、先端部を面取り研磨する。この研磨装置は研磨部材を備えており、この研磨部材は、螺旋線材の先端部に当接しながら先端部の螺旋軸周りの回転に追従して螺旋線材に対して相対的に移動可能に構成されている。

本発明の研磨装置によれば、研磨部材は螺旋線材の先端部の回転に追従して移動することができる。このため、螺旋軸を中心に円周状に回転する螺旋線材の先端部に研磨部材を当接し続けることができる。これにより、人手によることなく、螺旋線材の先端部の端縁全周を面取り加工することが可能となる。

上記の研磨装置において好ましくは、研磨部材の研磨面の螺旋軸に対する角度を調整可能に構成される。これにより、研磨面が螺旋線材の先端部に当接する角度を自由に選択することができる。このため、螺旋線材先端部の面取り研磨の角度を自由に選択することが可能となる。

上記の研磨装置において好ましくは、研磨部材の研磨面が螺旋線材の螺旋軸と垂直となるように、上述した角度を調整可能に構成される。これにより、研磨面を螺旋線材の螺旋軸に対して垂直として研磨を行なうことができる。このため、面取り加工だけでなく、螺旋線材の端面を研磨することもできる。よって、この研磨により、螺旋線材の長さを調整したり、螺旋線材の端面を平滑にしたりすることができる。

上記の研磨装置において好ましくは、その研磨部材が螺旋線材の両側の各々に配されている。これにより、螺旋線材の両端の先端部の研磨を同時に行なうことができる。よって、効率的に研磨を行なうことができる。

上記の研磨装置において好ましくは、その研磨部材の幅が螺旋線材の最外周寸法以上とされる。これにより、螺旋線材を１回転転がり運動させる間は、螺旋線材の先端部に研磨部材を当接させ続けることができ、螺旋線材の先端部の端縁全周を面取り加工することが可能となる。

上記の研磨装置において好ましくは、その研磨部材の粗さが段階的に変化するように構成される。これにより、段階的に粗さの変化する研磨部材による研磨を連続的に行なうことができる。よって、１回の研磨処理により、荒研磨と仕上げ研磨の両方を行なうことができる。

上記の研磨装置において好ましくは、その研磨部材の研磨面の張力が調整可能であるように構成される。これにより、螺旋線材の先端部に当接された研磨面のたわみ量を調整することができる。よって、この研磨面のたわみ量に対応した曲率の面取りを行なうことができる。

上記の研磨装置において好ましくは、螺旋線材をその螺旋軸が螺旋軸の方向と垂直の方向に変位するように移動させながら面取り研磨をする。これにより、螺旋線材が研磨部材に当接される位置に滞留しないようにすることができる。よって、螺旋線材を連続的に投入することができる。

本発明の研磨方法は、上述した研磨装置を用いて行なわれる。このとき、複数の螺旋線材がこの研磨装置に連続的に投入される。本発明の研磨方法によれば、螺旋線材を連続的に投入するため、効率よく研磨を行なうことができる。

以上説明したように、本発明によれば、螺旋軸を中心に円周状に回転する螺旋線材の先端部が研磨装置の研磨部材に当接し続けることができるため、人手によることなく、研磨装置により螺旋線材の先端部の端縁全周を面取り加工することができる。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
はじめに、本実施の形態の研磨装置１００の構成について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における研磨装置の外観構造を概略的に示す斜視図である。図１を参照して、本実施の形態の研磨装置１００は、研磨部ＧＬ、ＧＲと、下部コンベアＣ１と、上部押さえ板２１と、押さえバネ２２と、側面ガイド１１とを有している。

下部コンベアＣ１は、図中左上の矢印ＩＮから、右下の矢印ＯＵＴへと、その上面に載置された螺旋線材ＨＷを移送することができる。下部コンベアＣ１の上流側（矢印ＩＮ側）の両側には、下部コンベアＣ１に載置された螺旋線材ＨＷの位置を規制するための側面ガイド１１が配置されている。

下部コンベアＣ１の下流側（矢印ＯＵＴ側）の上方には、上部押さえ板２１が押さえバネ２２により吊り下げられている。下部コンベアＣ１と上部押さえ板２１との間には、間隙が設けられている。なお、押さえバネ２２の上端は、図示しない構造物に固定されるなどして固定端とされている。この下部コンベアＣ１と上部押さえ板２１とにより、螺旋線材ＨＷを加圧しながら挟むとともに、下部コンベアＣ１を駆動させることにより、螺旋線材ＨＷをその螺旋軸を中心として、図中回転矢印のように回転させることが可能である。

下部コンベアＣ１の上部押さえ板２１が設けられた場所の両脇には、研磨部ＧＬ、ＧＲが各々配されている。

図２は、図１に示す研磨部ＧＬ、ＧＲの外観構造を概略的に示す側面図である。図２を参照して、研磨部ＧＬ、ＧＲの各々は、研磨部材として研磨ベルトＢＴを有し、その研磨ベルトＢＴが、螺旋軸を中心に円周状に回転する螺旋線材ＨＷの先端部に当接しながら先端部の回転に追従して螺旋線材ＨＷに対して相対的に移動可能に構成されている。以下、その構成を具体的に説明する。

図２を参照して、研磨ベルトＢＴは、研磨部材取り付け板４４に固定されている。研磨部材取り付け板４４の上部は関節Ｊ２により傾斜用エアーシリンダー３１の一方に回転可能に支持されており、研磨部材取り付け板４４の下部は関節Ｊ３によりスライダー４３に回転可能に支持されている。傾斜用エアーシリンダー３１の他方は関節Ｊ１によりスライダー４３に回転可能に支持されている。このスライダー４３は、スライドレール３６を介して、フレーム４２に支持されており、フレーム４２に対してスライドすることができる。このスライド方向（図２の矢印Ａ２の方向）は、スライダー４３が螺旋線材ＨＷに近づいたり遠ざかったりする方向とされる。この構成により、スライドレール３６のスライドにともなって、研磨ベルトＢＴは螺旋線材ＨＷに相対的に移動可能となっている。

また、研磨ベルトＢＴは、螺旋線材ＨＷに向かう方向に付勢されるように構成されている。すなわち、フレーム４２とスライダー４３との間に加圧バネ３５が設けられており、この加圧バネ３５により研磨ベルトＢＴは付勢されている。

ここで螺旋線材ＨＷは、図４および図４の破線部拡大図である図５に示すように、螺旋軸ＡＸに沿って螺旋状に延びる線材である。すなわち、螺旋線材ＨＷは螺旋軸ＡＸを中心軸とする直径Ｄの仮想円柱の側面に内接するように延在している。螺旋線材ＨＷの先端は、通常、螺旋軸ＡＸからずれているため、螺旋線材ＨＷが回転すると、その先端部は螺旋軸ＡＸを中心として円周状に回転することになる。

このため、図２において、研磨ベルトＢＴの位置が固定されている場合には、螺旋線材ＨＷの回転により研磨ベルトＢＴが螺旋線材ＨＷに当接しない場合が生じ得る。しかし、上述したように研磨ベルトＢＴは螺旋線材ＨＷに対して相対的に移動可能で、かつ加圧バネ３５により螺旋線材ＨＷ側へ付勢されている。このため、たとえば図６に示すように螺旋線材ＨＷの先端部が円周状に回転して螺旋軸ＡＸの下側に位置しているときには、研磨ベルトＢＴは螺旋線材ＨＷ側へ前進スライドした状態で加圧バネ３５の付勢力により螺旋線材ＨＷの先端に当接可能である。また、図７に示すように、螺旋線材ＨＷの先端部が円周状に回転して螺旋軸ＡＸの上側に位置しているときには、研磨ベルトＢＴは螺旋線材ＨＷに対して後進スライドした状態で加圧バネ３５の付勢力により螺旋線材ＨＷの先端に当接可能である。

なお、図２に示すようにフレーム４２は、基部４１の上に前進用エアーシリンダー３７を介して載置されている。この前進用エアーシリンダー３７により、フレーム４２と螺旋線材ＨＷとの相対位置を図中矢印Ａ１の方向に調整することができる。よって、この前進用エアーシリンダー３７を調整して、フレーム４２を十分に螺旋線材ＨＷに近づけておけば、螺旋線材ＨＷの先端部が一定範囲内で移動しても加圧バネ３５が押縮された状態が保持される。よって、加圧バネ３５は、研磨ベルトＢＴを螺旋線材ＨＷの先端部に当接させる付勢力を加え続けることができる。

また、研磨ベルトＢＴは、その研磨面５０の螺旋軸ＡＸに対する角度（図２の角度θ）が調整可能なように構成されている。たとえば、傾斜用エアーシリンダー３１のシャフト長Ｌが短くされると、関節Ｊ１と関節Ｊ２との間の距離が短くなり、これにより研磨部材取り付け板４４がスライダー４３に対して関節Ｊ３を中心に図中時計方向に回転して角度θを大きくすることができる。なお角度θは垂直にすることも可能である。逆に、傾斜用エアーシリンダー３１のシャフト長が長くされると、関節Ｊ１と関節Ｊ２との間の距離が長くなり、これにより研磨部材取り付け板４４がスライダー４３に対して関節Ｊ３を中心に図中反時計方向に回転して角度θを小さくすることができる。

また、本実施の形態の研磨部ＧＬ、ＧＲは、必要に応じて前述したスライダー４３がスライドしないようにすることができる。このために、フレーム４２にはストッパー３３およびストッパー用エアーシリンダー３２が設けられ、スライダー４３にはストッパー受け部３４が設けられている。ストッパー３３は、ストッパー用エアーシリンダー３２によりスライダー４３の方に突き出されて、ストッパー受け部３４に嵌合させることができる。ストッパー３３がストッパー受け部３４に嵌合された状態になると、スライダー４３がフレーム４２に対してスライドすることができなくなり、スライダー４３とフレーム４２との相対位置が固定される。

また、研磨ベルトＢＴは、螺旋線材ＨＷの先端部を当接させるための研磨面５０を有し、研磨面５０において研磨材を有している。また、研磨ベルトＢＴは螺旋線材ＨＷの先端部を摩擦により研磨できるようにベルト駆動される構成を有している。なお、研磨ベルトＢＴは、研磨面５０の粗さが段階的に変化していることが好ましい。具体的には、研磨ベルトＢＴは図３に示すように下部コンベアＣ１の流れ方向（図中矢印）の上流側に幅Ｗ１の粗研磨ベルトＢＴ１を、下流側に幅Ｗ２の仕上げ研磨ベルトＢＴ２を有していることが好ましい。

また、研磨ベルトＢＴは、螺旋線材ＨＷの最外周寸法以上の幅Ｗ（図１）を有している。ここで螺旋線材ＨＷの最外周寸法とは、図５において破線で示した直径Ｄの仮想円柱の円周寸法のことである。また、研磨ベルトＢＴが図３に示すように粗研磨ベルトＢＴ１と仕上げ研磨ベルトＢＴ２とを有する場合には、粗研磨ベルトＢＴ１と仕上げ研磨ベルトＢＴ２との各々が螺旋線材ＨＷの最外周寸法以上の幅Ｗ１、Ｗ２を有していることが好ましい。

また、研磨ベルトＢＴの研磨面５０の張力は調整することができる。この張力の調整は、たとえばベルトの長さやベルトの材料を変更することにより行なうことができる。

また、図１に示すように、螺旋線材ＨＷの搬送機構は、図中ＩＮ側からＯＵＴ側へと流れる下部コンベアＣ１を有している。この流れの方向は、螺旋線材ＨＷの螺旋軸ＡＸの方向と垂直である。よって、螺旋軸ＡＸは、下部コンベアＣ１により螺旋軸ＡＸと垂直方向（図中ＩＮ側からＯＵＴ側へ向かう方向）に変位するように移動させられ、この移動中に面取り研磨などが行なわれる。

次に、本実施の形態の研磨装置１００を用いた端面研磨方法について説明する。
図８は、本発明の実施の形態１における螺旋線材の研磨装置への投入の様子を概略的に示す斜視図である。図８を参照して、下部コンベアＣ１の上流側において、複数の螺旋線材ＨＷが連続的に投入される。このときの螺旋線材ＨＷの向きは、螺旋軸ＡＸが下部コンベアＣ１の進行方向（図中の矢印方向）と垂直となるようにされる。

下部コンベアＣ１の動き（図中の矢印方向）にともない、螺旋線材ＨＷは側面ガイド１１の部分に至る。この側面ガイド１１により、螺旋線材ＨＷの位置ズレが矯正される。

この後、螺旋線材ＨＷはさらに下流側へ搬送され、下部コンベアＣ１と上部押さえ板２１との間の間隙に入れられる。螺旋線材ＨＷが入っていない状態においては、間隙は螺旋線材ＨＷの最外径寸法Ｄよりも狭くされているが、螺旋線材ＨＷが入ることにより間隙が最外径寸法Ｄにまで広げられるため、上部押さえバネ２２が押縮され、そのバネ力により螺旋線材ＨＷは上部押さえ板２１と下部コンベアＣ１とに挟み込まれる。

螺旋線材ＨＷが挟み込まれているとき、上部押さえ板２１は不動であり、下部コンベアＣ１は螺旋軸ＡＸと垂直方向に運動するため、両者に挟み込まれた螺旋線材ＨＷは、螺旋軸ＡＸを中心に回転しながら下部コンベアＣ１上を搬送される。これにともない、螺旋線材ＨＷの先端部は螺旋軸ＡＸを中心に円周状に回転する。この回転運動をともないながら、螺旋線材ＨＷは研磨部ＧＬ、ＧＲが設置された領域を通過し、その際に研磨がなされる。

図９は、本発明の実施の形態１における端面研磨の様子を概略的に示す正面図である。図９を参照して、研磨部ＧＬ、ＧＲの各々の研磨ベルトＢＴの研磨面が螺旋軸ＡＸに対して垂直とされる。また、研磨部ＧＬの研磨面５０と研磨部ＧＲの研磨面５０との間隔は、螺旋線材ＨＷの所望の仕上がり長さＷＬに設定される。この状態で、研磨部ＧＬの研磨面５０と研磨部ＧＲの研磨面５０とに螺旋線材ＨＷが挟み込まれ、螺旋線材ＨＷの端面が研磨ベルトＢＴにより研磨される。

図３を参照して、研磨はまず粗研磨ベルトＢＴ１により行なわれる。そして、螺旋線材ＨＷの図中矢印方向への進行にともない、粗研磨ベルトＢＴ１による研磨から仕上げ研磨ベルトＢＴ２による研磨へと移行する。

図１０は、本発明の実施の形態１における研磨装置が端面研磨を行なう様子を概略的に示す側面図である。図１０を参照して、研磨部ＧＬ、ＧＲは、端面研磨のための姿勢をとる。具体的には、まず、ストッパー用エアーシリンダー３２によりストッパー３３が押し下げられ、ストッパー受け部３４に嵌合される。また、傾斜用エアーシリンダー３１が収縮状態となり、関節Ｊ２が傾斜用エアーシリンダー３１の方に引き寄せられ、研磨ベルトＢＴの研磨面５０が螺旋軸ＡＸに対して垂直にされる。さらに、研磨面５０が螺旋線材ＨＷの先端部に当接される位置にくるように、前進用エアーシリンダー３７によりフレーム４２が図中矢印方向に前進させられる。

図１を参照して、端面研磨がなされた螺旋線材ＨＷは、下部コンベアＣ１の下流側ＯＵＴから取り出される。以上により、端面研磨がなされた螺旋線材ＨＷが得られる。この端面研磨により、図５に示す螺旋線材ＨＷの端面ＳＤの部分が削られるため、螺旋線材ＨＷの全長を調整したり、端面ＳＤの平滑性を上げたりすることができる。

続いて、本実施の形態の研磨装置１００を用いた面取り研磨方法について説明する。
図８を参照して、端面研磨がなされた螺旋線材ＨＷが、前述した端面研磨方法の場合と同様に研磨装置１００に投入される。螺旋線材ＨＷは下部コンベアＣ１により、下流側へ搬送され、下部コンベアＣ１と上部押さえ板２１との間隙に入れられる。下部コンベアＣ１と上部押さえ板２１とに挟み込まれた螺旋線材ＨＷの動きについては、前述した端面研磨方法の場合と同様であるため、その説明を省略する。

図１１は、本発明の実施の形態１における面取り研磨の様子を概略的に示す正面図である。図１１を参照して、研磨部ＧＬ、ＧＲの各々の研磨ベルトＢＴの研磨面５０が螺旋軸ＡＸに対して角度θをとる。螺旋線材ＨＷは、研磨部ＧＬ、ＧＲ各々の研磨ベルトＢＴに挟み込まれ、図５に示す螺旋線材ＨＷの両先端部の端縁ＥＧの部分が研磨ベルトＢＴにより削られる。これにより、螺旋線材ＨＷの端縁ＥＧが面取り研磨される。

図６を参照して、面取り研磨中は、研磨部ＧＬ、ＧＲは、面取り研磨のための姿勢をとる。具体的には、まず、ストッパー用エアーシリンダー３２が収縮してストッパー３３が引き上げられ、ストッパー受け部３４からは外れた状態とされる。また、傾斜用エアーシリンダー３１が伸長状態となり、関節Ｊ２が傾斜用エアーシリンダー３１から離されて、研磨ベルトＢＴの研磨面５０が螺旋軸ＡＸに対して角度θとされる。また、研磨面５０と螺旋線材ＨＷの先端部との当接にともなう力により、加圧バネ３５が押縮された状態が保たれるよう、前進用エアーシリンダー３７により、フレーム４２の位置が図中矢印の方向に調整される。

図７を参照して、螺旋線材ＨＷの回転にともない先端部が図中下方から上方へと変位していくと、研磨ベルトＢＴを図中右側に押しやる力が加わる。これにより、スライダー４３がスライドレール３６上を図中右側にスライドし、加圧バネ３５は図６の状態に比してさらに押縮された状態となる。この後、螺旋線材ＨＷの先端部が再び上方から下方へと変位すると、図６の状態に戻る。よって、螺旋線材ＨＷの回転に追従して、研磨ベルトＢＴは図６の位置状態と図７の位置状態との間を移動し、研磨ベルトＢＴと螺旋線材ＨＷとが当接された状態が保持される。

図１２は、本発明の実施の形態１における研磨装置により螺旋線材が１回転される動きおよび面取り研磨がなされる位置を概略的に説明する側面図である。図１２を参照して、螺旋線材ＨＷの先端部が最下降した瞬間である時間ｔ１を初期状態とし、その後に時間ｔ２〜ｔ４を順次経て、螺旋線材ＨＷが１回転し終える時間ｔ５に至るまでのひとつの螺旋線材ＨＷの動きが示されている。時間ｔ１〜ｔ５の間に、下部コンベアＣ１が螺旋線材ＨＷに対して相対的に図中右方向に螺旋線材ＨＷの最外周寸法πＤ分だけ進行し、螺旋線材ＨＷは螺旋軸ＡＸを中心に１回転する。この際に、螺旋線材ＨＷ先端部の端縁上部Ｐ１〜Ｐ５が研磨ベルトＢＴにより研磨されるので、先端部の端縁ＥＧの全周の面取り研磨がなされる。この間、螺旋線材ＨＷの螺旋軸ＡＸは螺旋軸ＡＸに垂直な方向（図中の破線矢印方向）に螺旋線材ＨＷの最外周寸法πＤ分だけ移動する。

図３を参照して、面取り研磨はまず幅Ｗ１の粗研磨ベルトＢＴ１により行なわれる。幅Ｗ１は最外周寸法πＤ以上とされ、螺旋線材ＨＷの端縁全周が少なくとも１回は粗研磨ベルトＢＴ１により面取り研磨される。そして、螺旋線材ＨＷの図中矢印方向への進行にともない、粗研磨ベルトＢＴ１による研磨から幅Ｗ２の仕上げ研磨ベルトＢＴ２による研磨へと移行する。幅Ｗ２も最外周寸法πＤ以上とされ、螺旋線材ＨＷの端縁全周が少なくとも１回は仕上げ研磨ベルトＢＴ２により面取り研磨される。

図１を参照して、面取り研磨がなされた螺旋線材ＨＷは、下部コンベアＣ１の下流側ＯＵＴから取り出される。以上により、面取り研磨がなされた螺旋線材ＨＷが得られる。

図１３は、本発明の実施の形態１における端面研磨および面取り研磨が施された螺旋線材ＨＷの先端部を概略的に示す側面図である。図１３を参照して、端面研磨により、螺旋軸ＡＸに垂直な平滑面ＦＰが形成されている。また、端面研磨後に行なわれた面取り研磨により、先端部の端縁部には角度θの面取りＣＰが施されている。

図１４は、本発明の実施の形態１の変形例における端面研磨および面取り研磨が施された螺旋線材ＨＷの先端部を概略的に示す側面図である。図１４を参照して、実施の形態１との相違は、研磨ベルトＢＴの研磨面５０の張力が低い状態で面取り研磨がなされることである。張力が低い場合、螺旋線材ＨＷの先端部の当接により研磨面にたわみが生じやすくなる。このたわみの曲率に応じて、実施の形態１では面取りＣＰのように平面状であった部分が曲面状の面取りＲＰとなる。研磨面５０の張力を調整することにより、所望の曲率で面取りを行なうことができる。

本実施の形態の研磨装置１００によれば、図６および図７に示すように、研磨装置１００は螺旋線材ＨＷをその螺旋軸ＡＸを中心に回転させながら、先端部を面取り研磨する。この研磨装置１００は研磨部材である研磨ベルトＢＴを備えており、研磨ベルトＢＴは、螺旋線材ＨＷの先端部に当接しながら先端部の回転に追従して螺旋線材ＨＷに対して相対的に移動可能に構成されている。これにより、面取りを行なっている間、研磨ベルトＢＴが螺旋線材ＨＷの先端部に当接し続けることができる。よって、人手によることなく、螺旋線材の先端部の端縁ＥＧの全周を面取りすることが可能となる。

また、本実施の形態の研磨装置１００によれば、傾斜用エアーシリンダー３１の伸縮状態を調整することにより、図６に示す研磨面５０の角度θを調整することができる。これにより、図１３に示す螺旋線材ＨＷの面取りの角度θを任意に選択することができる。

また、本実施の形態によれば、図１０に示すように傾斜用エアーシリンダー３１を十分に収縮させることにより、研磨面５０の角度を螺旋軸ＡＸに対して垂直にすることができる。また、図９に示す螺旋線材ＨＷの両端の研磨面間の距離ＷＬは、図１０に示す前進用エアーシリンダー３７により調整することができる。これにより、螺旋線材ＨＷの長さを調整したり、螺旋線材ＨＷの端面を図１３に示す平滑面ＦＰとしたりすることができる。

また、本実施の形態の研磨装置１００によれば、図９および図１１に示すように、研磨部材である研磨ベルトＢＴが螺旋線材ＨＷの両側の各々に配されている。これにより、螺旋線材ＨＷの両端の先端部の研磨を同時に行なうことができ、効率的に研磨を行なうことができる。

また、本実施の形態の研磨装置１００によれば、図１に示す研磨ベルトＢＴの幅Ｗ、または図３に示す研磨ベルトＢＴ１、ＢＴ２の幅Ｗ１、Ｗ２は、螺旋線材ＨＷの最外周寸法πＤ以上とされる。これにより、図１２に示すように螺旋線材ＨＷが１回転する間に螺旋軸ＡＸが最外周寸法πＤだけ移動しても、螺旋線材ＨＷの先端部が研磨ベルトＢＴ、ＢＴ１、ＢＴ２に当接し続けることができる。よって、螺旋線材ＨＷの最外周寸法πＤ分の螺旋軸ＡＸの移動をともないながらでも、螺旋線材ＨＷの先端部の端縁全周を面取りすることが可能となる。

また、本実施の形態の研磨装置１００によれば、図３に示すように、研磨ベルトＢＴが、下部コンベアＣ１の進行方向における上流側の粗研磨ベルトＢＴ１と下流側の仕上げ研磨ベルトＢＴ２とから構成されている。これにより、研磨部材の粗さは上流側よりも下流側が一段階細かくなる。このため、段階的に粗さの変化する研磨部材による研磨を連続的に行なうことができる。よって、１回の研磨処理により、荒研磨と仕上げ研磨との両方を行なうことができる。

また、本実施の形態の研磨装置１００によれば、図３に示す研磨ベルトＢＴの研磨面５０の張力が調整可能とされる。これにより、研磨面５０が螺旋線材ＨＷの研磨を行なう際の研磨面のたわみ量を調整することができる。よって、図１４に示すように、このたわみ量に対応した曲率で面取りを行なうことができる。

また、本実施の形態の研磨装置１００によれば、図１２に示すように、螺旋線材ＨＷの回転にともなって、螺旋線材ＨＷの螺旋軸ＡＸが螺旋軸ＡＸと垂直に移動する。このため、螺旋線材ＨＷは、固定位置にある研磨部ＧＬ、ＧＲに向かって移動していき、研磨部ＧＬ、ＧＲにより研磨され、その後、研磨部ＧＬ、ＧＲから離れていくことができる。これにより、螺旋線材ＨＷが一箇所に滞留しないようにすることができる。

また、本実施の形態の研磨方法によれば、上述した研磨装置１００に対して、螺旋線材ＨＷが連続的に投入される。このため、複数本の螺旋線材ＨＷが同時に処理され、効率よく研磨を行なうことができる。

なお、本実施の形態では、端面研磨の行なわれた螺旋線材ＨＷがいったん研磨装置１００から取り出され、その後、研磨装置１００に再投入されて面取り研磨が行なわれているが、本発明はこれに限定されるものではない。下部コンベアＣ１および上部押さえ板２１を工程の下流側に延長し、その延長部の両脇に研磨部ＧＬ、ＧＲをもう１組設置すれば、上流側の１組の研磨部ＧＬ、ＧＲにより端面研磨を行ない、下流側の１組の研磨部ＧＬ、ＧＲにより面取り研磨を行なうことができる。この場合、螺旋線材ＨＷの１回の投入により、端面研磨と面取り研磨の両方を行なうことができる。

また、本実施の形態では、研磨ベルトＢＴを螺旋線材ＨＷの方に向かうように付勢させる付勢手段として、加圧バネ３５を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、本実施の形態では、研磨ベルトＢＴを螺旋線材ＨＷの方に移動可能にさせる移動手段としてスライドレール３６を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施の形態２）
実施の形態１においては、螺旋線材ＨＷが下部コンベアＣ１と上部押さえ板２１とにより挟み込まれる構成について説明したが、上部押さえ板の下面側に上部コンベアＣ２をさらに設けて、螺旋線材ＨＷが下部コンベアＣ１と上部コンベアＣ２とにより挟み込まれる構成としてもよい。以下、その構成について説明する。なお、これ以外の構成については実施の形態１とほぼ同様であるため、同一の要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１５は、本発明の実施の形態２における研磨装置の外観構造を概略的に示す斜視図である。図１５を参照して、下部コンベアＣ１の上方には、上部押さえ板２１が押さえバネ２２により吊り下げられている。この上部押さえ板２１の下面側には、上部コンベアＣ２が設けられている。下部コンベアＣ１と上部コンベアＣ２との間には、螺旋線材ＨＷの最外径寸法Ｄより狭い間隙が設けられている。押さえバネ２２の上端は、図示しない構造物に固定されるなどして固定端とされている。

次に、本実施の形態の研磨装置１００を用いた螺旋線材ＨＷの面取り工程における螺旋線材ＨＷの動きについて説明する。

図１５を参照して、下部コンベアＣ１の上流側（図中左上側）において、複数の螺旋線材ＨＷが連続的に投入される。下部コンベアＣ１の動きにともない、螺旋線材ＨＷは、下部コンベアＣ１と上部コンベアＣ２との間隙に入れられる。

図１６は、本発明の実施の形態２における螺旋線材の動きの様子を概略的に示す正面図である。図１６を参照して、上部コンベアＣ２と下部コンベアＣ１との間に入れられた螺旋線材ＨＷは、上部コンベアＣ２と下部コンベアＣ１との間隙を押し広げるため、押縮された上部押さえバネ２２のバネ力により上部コンベアＣ２と下部コンベアＣ１とに挟み込まれる。挟み込まれた螺旋線材ＨＷは、下部コンベアＣ１の速度と上部コンベアＣ２の速度との速度差に対応した速さで、螺旋軸ＡＸを中心に回転する。

図１７は、本発明の実施の形態２における研磨装置により螺旋線材が１回転される動きおよび面取り研磨がなされる位置を概略的に説明する側面図である。図１７を参照して、螺旋線材ＨＷの先端部が最下降した瞬間である時間ｔ１を初期状態とし、その後に時間ｔ２〜ｔ４を順次経て、螺旋線材ＨＷが１回転し終える時間ｔ５に至るまでのひとつの螺旋線材ＨＷの動きが示されている。

螺旋線材ＨＷが時間ｔ１〜ｔ５にかけて螺旋軸ＡＸを中心に１回転する間に、螺旋線材ＨＷ先端部の端縁上部Ｐ１〜Ｐ５が研磨ベルトＢＴにより研磨されるので、先端部の端縁全周の面取り研磨がなされる。

螺旋線材ＨＷが１回転する間に、下部コンベアＣ１が図中右方向に進行するが、この際に上部コンベアＣ２も同時に進行される。上部コンベアＣ２の移動距離は、下部コンベアＣ１と逆方向（図中左方向）に距離αとされる。すると、螺旋線材ＨＷの螺旋軸ＡＸは、πＤ−α分だけ図中右方向に進行する。すなわち、図１２に示した実施の形態１の場合の螺旋軸ＡＸの移動距離πＤに比して、本実施の形態の螺旋軸ＡＸの移動距離は距離α分だけ短い。

本実施の形態の研磨装置１００によれば、図１７に示すように、螺旋線材ＨＷが１回転する間の螺旋軸ＡＸの移動距離がπＤ−αとなる。このため、上部コンベアＣ２の移動距離αを調整することにより、螺旋線材ＨＷの１回転あたりの螺旋軸ＡＸの移動距離を調整することができる。よって、図１に示す研磨ベルトＢＴの幅Ｗ、または図３に示す研磨ベルトＢＴ１、ＢＴ２の幅Ｗ１、Ｗ２が各々πＤより小さくても、適当なαの値を選択することにより、螺旋線材ＨＷの先端部の端縁全周の研磨を行なうことができる。

たとえば、α＝πＤ／２とされると、螺旋線材ＨＷが１回転する間の螺旋軸ＡＸの移動距離はπＤ−α＝πＤ／２となる。よって、研磨ベルトＢＴ、ＢＴ１、ＢＴ２の幅Ｗ、Ｗ１、Ｗ２がπＤ／２以上であれば、螺旋線材ＨＷの先端部の端縁全周の研磨を行なうことができる。また、このαの例の場合、研磨ベルトＢＴ、ＢＴ１、ＢＴ２の幅Ｗ、Ｗ１、Ｗ２がπＤ以上であれば、螺旋線材ＨＷの先端部の端縁全周の研磨を２周以上行なうことができ、１周しか研磨しない場合に比して、より均質に研磨を行なうことができる。

今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

本発明は、螺旋線材の先端部を研磨する研磨装置およびそれを用いた研磨方法に特に有利に適用され得る。

本発明の実施の形態１における研磨装置の外観構造を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における研磨装置の研磨部の外観構造を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態１における研磨装置の研磨部材の外観構造を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１の研磨装置が研磨する螺旋線材を概略的に示す外観図である。 図４の破線に囲われた領域を概略的に示す概観図である。 本発明の実施の形態１における研磨装置が面取り研磨を行なう場合に研磨部材を移動を可能とする構成を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態１における研磨装置が面取り研磨を行なう場合に研磨部材を移動を可能とする構成を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態１における螺旋線材の研磨装置への投入の様子を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における端面研磨の様子を概略的に示す正面図である。 本発明の実施の形態１における研磨装置が端面研磨を行なう様子を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態１における面取り研磨の様子を概略的に示す正面図である。 本発明の実施の形態１における研磨装置により螺旋線材が１回転される動きおよび面取り研磨がなされる位置を概略的に説明する側面図である。 本発明の実施の形態１における端面研磨および面取り研磨が施された螺旋線材ＨＷの先端部を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態１の変形例における端面研磨および面取り研磨が施された螺旋線材ＨＷの先端部を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態２における研磨装置の外観構造を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態２における螺旋線材の動きの様子を概略的に示す正面図である。 本発明の実施の形態２における研磨装置により螺旋線材が１回転される動きおよび面取り研磨がなされる位置を概略的に説明する側面図である。

符号の説明

１１ 側面ガイド、２１ 上部押さえ板、２２ 押さえバネ、３１ 傾斜用エアーシリンダー、３５ 加圧バネ、３６ スライドレール、４２ フレーム、４３ スライダー、５０ 研磨面、１００ 研磨装置、ＡＸ 螺旋軸、ＢＴ 研磨ベルト、ＢＴ１ 粗研磨ベルト、ＢＴ２ 仕上げ研磨ベルト、Ｃ１ 下部コンベア、Ｃ２ 上部コンベア、ＧＬ,ＧＲ 研磨部、ＨＷ 螺旋線材。

Claims (9)

1. 螺旋線材をその螺旋軸を中心に回転させて前記螺旋線材の先端部を前記螺旋軸を中心に円周状に回転させながら、前記先端部を面取り研磨する研磨装置であって、
   前記螺旋線材の前記先端部に当接しながら前記先端部の前記螺旋軸周りの回転に追従して、前記螺旋線材に対して相対的に移動可能に構成された研磨部材を備えた、研磨装置。
2. 前記研磨部材の研磨面の前記螺旋軸に対する角度を調整可能に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の研磨装置。
3. 前記研磨面が前記螺旋軸と垂直となるように前記角度を調整可能に構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の研磨装置。
4. 前記研磨部材が前記螺旋線材の両側の各々に配されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の研磨装置。
5. 前記研磨部材の幅が、前記螺旋線材の最外周寸法以上であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の研磨装置。
6. 前記研磨部材の粗さが段階的に変化することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の研磨装置。
7. 前記研磨部材の研磨面の張力が調整可能であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の研磨装置。
8. 前記螺旋線材を前記螺旋軸が前記螺旋軸の方向と垂直方向に変位するように移動させながら前記面取り研磨をすることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の研磨装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の研磨装置を用いた研磨方法であって、
   複数の前記螺旋線材が前記研磨装置に連続的に投入されることを特徴とする、研磨方法。

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