レールの複合研削方法
【課題】 １本のリニア案内レールの研削加工時間を短縮させる。
【解決手段】 門型研削装置１００のワークテーブル１２上に載置したプレファブリックレール（ワーク）を、移動されるワークに対し両側位置となるように配置した一対の総形砥石車１６ａ，１６ａと移動されるワーク頭頂部ｗｔの研削開始位置に配置した総形砥石車１７ａが形成する空間を前記ワークｗが通過するように前記ワークテーブルを移動させて通過させ、このワーク通過の際に回転する前記一対の総形砥石車でワークの両側部を研削加工し、回転する前記１個の総形砥石車でワークの頭頂部を研削加工して研磨されたレールを製造する。
【解決手段】 門型研削装置１００のワークテーブル１２上に載置したプレファブリックレール（ワーク）を、移動されるワークに対し両側位置となるように配置した一対の総形砥石車１６ａ，１６ａと移動されるワーク頭頂部ｗｔの研削開始位置に配置した総形砥石車１７ａが形成する空間を前記ワークｗが通過するように前記ワークテーブルを移動させて通過させ、このワーク通過の際に回転する前記一対の総形砥石車でワークの両側部を研削加工し、回転する前記１個の総形砥石車でワークの頭頂部を研削加工して研磨されたレールを製造する。
【発明の詳細な説明】
【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のリニア案内レール、鉄道軌道レールなどのレールの頭頂部の軌道面を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削方法に関する。
【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（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、図３に示すように、鉄道軌道レール３の頭頂部に円筒（ロール）砥石車に換えて研磨プーリー８を押し付け、この回転する研磨プーリー８を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）にクロスレール式工作機械の一例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−１８０４３７号公報の第６図
【特許文献２】特開２００２−３７２０４４号公報の図１、図１０
【特許文献３】特開２００３−２８７０２６号公報の図２、図６
【特許文献４】特開平１０−１９５８０５号公報の図１、図８
【特許文献５】特開２００７−３０１２３号公報の図１
【発明の概要】
【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）砥石車または円筒砥石車で、レールの両側部を一対の総形（輪郭）砥石車を用いてワーク(レール)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、ワークを移動させ、砥石軸は移動させずに決められた位置で研削加工を行う。（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（クロスレール式）研削装置に配置させることにより前記３個の砥石車により同時成形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】
本発明の請求項１は、門型研削装置のワークテーブル上に載置したワーク(レール）を
、移動されるワークに対し両側位置となるように配置した一対の総形砥石車と移動されるワーク頭頂部の研削開始位置に配置した砥石車が形成する空間を前記ワークが通過するように前記ワークテーブルを移動させて通過させ、このワーク通過の際に回転する前記一対の総形砥石車でワークの両側部を研削加工し、回転する前記１個の砥石車でワークの頭頂部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ことを特徴とする、リニア案内レールの複合研削方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１はリニア案内レールを複合研削加工している状態を門型研削装置の前側から見た簡略図である。
【図２】図２はワークを複合研削加工している状態を門型研削装置の右側面側から見た簡略図である。
【図３】図３は鉄道軌道レールの頭頂部を研削加工している状態を示すレールの前側から見た簡略図である。（公知）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すクロスレール式研削装置１００において、ワークテーブル１２はベッド１１上に設けられた案内ガイドレール１３上を図示されていないサーボモータにより回転駆動するボールネジ１４の回転駆動力により前記ワークテーブル１２底面に設けられた螺合体１５を移動させることによりワークテーブル１２はクロスレール式研削装置１００の機械方向（ＭＤ）に前進または後退可能となっている。このワークテーブル１２上面には、治具または磁気チャックを用いて長尺のプレファブリックレール（ワーク）ｗが載置される。ワークの長手方向は、機械方向（ＭＤ）を向いて載置される。
【００１４】
前記ワークｗは、頭頂部ｗｔ、脚部ｗｆ、側部ｗｓを有する。
【００１５】
前記ベッド１１の空所には、ワークｗの両側面を研削する総形（輪郭）砥石１６ａを備える一対の研削機構１６，１６が設けられる。研削機構１６は、総形砥石１６ａを軸承する砥石軸１６ｂ、砥石固定フランジ１６ｃ、砥石軸回転用ビルトインモータ１６ｍ、ビルトインモータ用固定板１６ｄ、ビルトインモータ用固定板昇降用ガイドレール１６ｅ、ボールネジ１６ｆ、サーボモータ１６ｇ、ツールテーブル１６ｔ、ツールテーブル案内ガイド１６ｒ、ボールネジ１６ｈ、サーボモータ１６ｉを備える。サーボモータ１６ｇ駆動によりボールネジ１６ｆが回転駆動し、ビルトインモータ用固定板１６ｄ裏面に設けた螺合体（図示されていない）が昇降することによりビルトインモータ用固定板１６ｄが固定板昇降用ガイドレール１６ｅを上下移動する。そのビルトインモータ用固定板１６ｄに備え付けられている総形砥石１６ａも上下移動するので、総形砥石１６ａのワークｗに対する高さ位置を調整できる。
【００１６】
サーボモータ１６ｉ駆動によりボールネジ１６ｈが回転駆動し、ツールテーブル１６ｔ底面に設けた螺合体（図示されていない）が機械方向（ＭＤ）に移動することにより総形砥石１６ａも機械方向（ＭＤ）移動するので、総形砥石１６ａのワーク側面部ｗｓに対する距離を調整できる。
【００１７】
クロスレール式研削装置１００は、ベッド１１の前後に立設された一対のコラム（図示されていない）上に横方向（ＣＤ）に設けたクロスレール１８ｒ，１８ｒ上を滑走するスライダー板１７ｔの前面に総形砥石車１７ａを軸承する砥石軸１７ｂを回転駆動させるビルトインモータ１７ｍをバンド１７ｄで固定した上下移動板１７ｅ、前記スライダー板１７ｔの前面に設けた上下移動板案内レール１７ｃ，１７ｃ、サーボモータ１７ｆ駆動によりボールネジ１７ｈが回転駆動することにより前記上下移動板１７ｅ裏面に設けた螺合体（図示されていない）が上下方向に移動することにより砥石車１７ａも上下移動可能となる頭頂部研削機構１７を備える。なお、前記スライダー板１７ｔは、サーボモータ１８ｍ駆動によりボールネジ１８ｂが回転駆動することにより前記クロスレール１８ｒ，１８ｒ上を横方向（ＣＤ）に滑走する構造となっている。
【００１８】
図２においては、総形砥石車１７ａの砥石軸１７ｂ垂直切断ＣＤ面と総形砥石１６ａ垂直切断ＣＤ面がワークの頭頂部の一点で直交する同一垂直面となるように総形砥石車１６ａのワーク研削開始位置および総形砥石車１７ａのワーク研削開始位置を決めた。しかし、ワークの最終加工形状によっては、ワーク研削中に総形砥石１６ａと総形砥石車１７ａが衝突するケースもある。そのときは、総形砥石車１７ａの砥石軸１７ｂ垂直切断ＣＤ面と総形砥石１６ａ垂直切断ＣＤ面間の距離が２〜３０ｍｍとなるよう、いずれか一方の砥石車のワーク研削開始位置をずらして研削加工が行われるようにする。
【００１９】
また、図１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１７ａ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１７ａ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。
【００２０】
図１に示す門型複合研削装置１００を用いてワーク（プレファブリックレール）をドレス加工するには、ワークテーブル１２上に載置したワークｗをワークテーブル１２のＭＤ方向への移動によりワークをＭＤ方向に移動させ、この移動ワークｗに対し両側位置となるように配置した一対の総形砥石車１６ａ，１６ａと移動されるワーク頭頂部ｗｔの研削開始位置に配置した砥石車１７ａが形成する空間を前記ワークｗが通過するように前記ワークテーブル１２を移動させて通過させ、このワークｗ通過の際に回転速度１，５００〜３，０００ｍｉｎ−１で回転する前記一対の総形砥石車１６ａ，１６ａ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１７ａ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１２の移動速度は１〜２５ｍｍ／分が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
ワーク(被加工物であるプレファブリックレール)ｗの頭頂部ｗｔと両側部ｗｓを３個の砥石車１６ａ，１６ａ，１７ａ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が短くなる。
【符号の説明】
【００２２】
１００ 門型複合研削装置
ｗ ワーク
ｗｔ ワーク頭頂部
ｗｓ ワーク側部
１２ ワークテーブル
１６ａ 総形砥石車
１７ａ 砥石車
【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のリニア案内レール、鉄道軌道レールなどのレールの頭頂部の軌道面を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削方法に関する。
【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（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、図３に示すように、鉄道軌道レール３の頭頂部に円筒（ロール）砥石車に換えて研磨プーリー８を押し付け、この回転する研磨プーリー８を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）にクロスレール式工作機械の一例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−１８０４３７号公報の第６図
【特許文献２】特開２００２−３７２０４４号公報の図１、図１０
【特許文献３】特開２００３−２８７０２６号公報の図２、図６
【特許文献４】特開平１０−１９５８０５号公報の図１、図８
【特許文献５】特開２００７−３０１２３号公報の図１
【発明の概要】
【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）砥石車または円筒砥石車で、レールの両側部を一対の総形（輪郭）砥石車を用いてワーク(レール)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、ワークを移動させ、砥石軸は移動させずに決められた位置で研削加工を行う。（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（クロスレール式）研削装置に配置させることにより前記３個の砥石車により同時成形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】
本発明の請求項１は、門型研削装置のワークテーブル上に載置したワーク(レール）を
、移動されるワークに対し両側位置となるように配置した一対の総形砥石車と移動されるワーク頭頂部の研削開始位置に配置した砥石車が形成する空間を前記ワークが通過するように前記ワークテーブルを移動させて通過させ、このワーク通過の際に回転する前記一対の総形砥石車でワークの両側部を研削加工し、回転する前記１個の砥石車でワークの頭頂部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ことを特徴とする、リニア案内レールの複合研削方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１はリニア案内レールを複合研削加工している状態を門型研削装置の前側から見た簡略図である。
【図２】図２はワークを複合研削加工している状態を門型研削装置の右側面側から見た簡略図である。
【図３】図３は鉄道軌道レールの頭頂部を研削加工している状態を示すレールの前側から見た簡略図である。（公知）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すクロスレール式研削装置１００において、ワークテーブル１２はベッド１１上に設けられた案内ガイドレール１３上を図示されていないサーボモータにより回転駆動するボールネジ１４の回転駆動力により前記ワークテーブル１２底面に設けられた螺合体１５を移動させることによりワークテーブル１２はクロスレール式研削装置１００の機械方向（ＭＤ）に前進または後退可能となっている。このワークテーブル１２上面には、治具または磁気チャックを用いて長尺のプレファブリックレール（ワーク）ｗが載置される。ワークの長手方向は、機械方向（ＭＤ）を向いて載置される。
【００１４】
前記ワークｗは、頭頂部ｗｔ、脚部ｗｆ、側部ｗｓを有する。
【００１５】
前記ベッド１１の空所には、ワークｗの両側面を研削する総形（輪郭）砥石１６ａを備える一対の研削機構１６，１６が設けられる。研削機構１６は、総形砥石１６ａを軸承する砥石軸１６ｂ、砥石固定フランジ１６ｃ、砥石軸回転用ビルトインモータ１６ｍ、ビルトインモータ用固定板１６ｄ、ビルトインモータ用固定板昇降用ガイドレール１６ｅ、ボールネジ１６ｆ、サーボモータ１６ｇ、ツールテーブル１６ｔ、ツールテーブル案内ガイド１６ｒ、ボールネジ１６ｈ、サーボモータ１６ｉを備える。サーボモータ１６ｇ駆動によりボールネジ１６ｆが回転駆動し、ビルトインモータ用固定板１６ｄ裏面に設けた螺合体（図示されていない）が昇降することによりビルトインモータ用固定板１６ｄが固定板昇降用ガイドレール１６ｅを上下移動する。そのビルトインモータ用固定板１６ｄに備え付けられている総形砥石１６ａも上下移動するので、総形砥石１６ａのワークｗに対する高さ位置を調整できる。
【００１６】
サーボモータ１６ｉ駆動によりボールネジ１６ｈが回転駆動し、ツールテーブル１６ｔ底面に設けた螺合体（図示されていない）が機械方向（ＭＤ）に移動することにより総形砥石１６ａも機械方向（ＭＤ）移動するので、総形砥石１６ａのワーク側面部ｗｓに対する距離を調整できる。
【００１７】
クロスレール式研削装置１００は、ベッド１１の前後に立設された一対のコラム（図示されていない）上に横方向（ＣＤ）に設けたクロスレール１８ｒ，１８ｒ上を滑走するスライダー板１７ｔの前面に総形砥石車１７ａを軸承する砥石軸１７ｂを回転駆動させるビルトインモータ１７ｍをバンド１７ｄで固定した上下移動板１７ｅ、前記スライダー板１７ｔの前面に設けた上下移動板案内レール１７ｃ，１７ｃ、サーボモータ１７ｆ駆動によりボールネジ１７ｈが回転駆動することにより前記上下移動板１７ｅ裏面に設けた螺合体（図示されていない）が上下方向に移動することにより砥石車１７ａも上下移動可能となる頭頂部研削機構１７を備える。なお、前記スライダー板１７ｔは、サーボモータ１８ｍ駆動によりボールネジ１８ｂが回転駆動することにより前記クロスレール１８ｒ，１８ｒ上を横方向（ＣＤ）に滑走する構造となっている。
【００１８】
図２においては、総形砥石車１７ａの砥石軸１７ｂ垂直切断ＣＤ面と総形砥石１６ａ垂直切断ＣＤ面がワークの頭頂部の一点で直交する同一垂直面となるように総形砥石車１６ａのワーク研削開始位置および総形砥石車１７ａのワーク研削開始位置を決めた。しかし、ワークの最終加工形状によっては、ワーク研削中に総形砥石１６ａと総形砥石車１７ａが衝突するケースもある。そのときは、総形砥石車１７ａの砥石軸１７ｂ垂直切断ＣＤ面と総形砥石１６ａ垂直切断ＣＤ面間の距離が２〜３０ｍｍとなるよう、いずれか一方の砥石車のワーク研削開始位置をずらして研削加工が行われるようにする。
【００１９】
また、図１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１７ａ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１７ａ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。
【００２０】
図１に示す門型複合研削装置１００を用いてワーク（プレファブリックレール）をドレス加工するには、ワークテーブル１２上に載置したワークｗをワークテーブル１２のＭＤ方向への移動によりワークをＭＤ方向に移動させ、この移動ワークｗに対し両側位置となるように配置した一対の総形砥石車１６ａ，１６ａと移動されるワーク頭頂部ｗｔの研削開始位置に配置した砥石車１７ａが形成する空間を前記ワークｗが通過するように前記ワークテーブル１２を移動させて通過させ、このワークｗ通過の際に回転速度１，５００〜３，０００ｍｉｎ−１で回転する前記一対の総形砥石車１６ａ，１６ａ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１７ａ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１２の移動速度は１〜２５ｍｍ／分が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
ワーク(被加工物であるプレファブリックレール)ｗの頭頂部ｗｔと両側部ｗｓを３個の砥石車１６ａ，１６ａ，１７ａ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が短くなる。
【符号の説明】
【００２２】
１００ 門型複合研削装置
ｗ ワーク
ｗｔ ワーク頭頂部
ｗｓ ワーク側部
１２ ワークテーブル
１６ａ 総形砥石車
１７ａ 砥石車
【特許請求の範囲】
【請求項１】
門型研削装置のワークテーブル上に載置したワークを、移動されるワークに対し両側位置となるように配置した一対の総形砥石車と移動されるワーク頭頂部の研削開始位置に配置した砥石車が形成する空間を前記ワークが通過するように前記ワークテーブルを移動させて通過させ、このワーク通過の際に回転する前記一対の総形砥石車でワークの両側部を研削加工し、回転する前記１個の砥石車でワークの頭頂部を研削加工してドレス加工されたレールを製造することを特徴とする、リニア案内レールの複合研削方法。
【請求項１】
門型研削装置のワークテーブル上に載置したワークを、移動されるワークに対し両側位置となるように配置した一対の総形砥石車と移動されるワーク頭頂部の研削開始位置に配置した砥石車が形成する空間を前記ワークが通過するように前記ワークテーブルを移動させて通過させ、このワーク通過の際に回転する前記一対の総形砥石車でワークの両側部を研削加工し、回転する前記１個の砥石車でワークの頭頂部を研削加工してドレス加工されたレールを製造することを特徴とする、リニア案内レールの複合研削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−８６２１０（Ｐ２０１３−８６２１０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９５２１（Ｐ２０１１−２２９５２１）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（３９１０１１１０２）株式会社岡本工作機械製作所 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（３９１０１１１０２）株式会社岡本工作機械製作所 (161)
【Ｆターム（参考）】
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