刃材の研削加工方法およびその装置

【課題】曲げられた刃材も誰でもが簡単な作業で、熟練工を超える正確かつ精密な研削加工が行え、また加工の均一性を確保できる刃材の研削加工方法を提供する。
【解決手段】刃材２が、刃材支持台１１に垂直に立設したマグネットからなる刃材支持ピン１２に刃材幅方向を垂直にするように吸着固定されるとともに、刃材押え盤１３で刃材２をこれの上方から押えることにより刃材２が刃材支持台１１と刃材押え盤１３との間で挟持固定された状態下で、刃材２の被研削部分７を上から下に向けてグラインダー１４で研削する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トムソン型（刃木型）のトムソン刃に使用される刃材の研削加工方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トムソン型の製作において、トムソン刃に使用される刃材と刃材の接合部分において、所謂「すり合わせ」という加工がある。この加工に際しては、例えば、図１３に示すように、相隣る刃材１と刃材２を平面視において略「ｒ」の字形状になるように接合したり、図１５に示すように相隣る刃材３と刃材４を平面視において「V」の字形状になるように接合したりする。図１３に示すような略「ｒ」形状に加工するには、図１４（ａ）に示すように、予め厚さ方向に略「J」の字形状に曲げ加工された刃材１と、「し」の字形状に曲げ加工された刃材２とを用意し、一方の刃材１の曲がり部の外面側に断面「レ」の字形状のすり合わせ面８ａを研削し、他方の刃材２の一端縁に前記すり合わせ面８ａに対応する斜面形状のすり合わせ面８ｂを研削して、図１４（ｂ）に示すように、両者のすり合わせ面８ａ，８ｂ同士をすり合わせて平面視において略「ｒ」の字形状になるように接合する。また、図１５に示すような「V」の字形状に加工するには、図１６（ａ）に示すように、曲げ加工されていない真直ぐな形状の刃材３，４を用意し、一方の刃材３の一端縁、および他方の刃材４の一端縁にそれぞれ斜面形状のすり合わせ面９ａ，９ｂを研削して、図１６（ｂ）に示すように、両者のすり合わせ面９ａ、９ｂ同士をすり合わせて平面視において「V」の字形状になるように接合する。
【０００３】
このような接合部のすり合わせ加工は刃木型製作で重要な箇所であり、普通、完全な刃木型によれば２万枚から５万枚の厚紙等の抜き加工が可能であるが、この部分が不完全であると、厚紙等を正確に抜くことができないばかりか、紙粉などの圧力で直ぐに刃先が折れたり、切れ飛んだりして、２千枚も加工しないうちに破損してしまうことがあった。
したがって、こうした研削加工は、全て熟練工による手加工で行われている現状であり、非能率的であるばかりか、現在ではそのような熟練工は少なくなり、刃木型工業界ではとても痛手となっている。
【０００４】
かと言って、機械加工で、このようなものを研削加工するにしても、一般的には曲げ加工されていない真直ぐな形状の刃材（薄板）が研削対象とされ、該刃材を平面的に挟み、平面方向にグラインダーなどで研削加工するのが普通である（例えば、特許文献１，２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２４８７５８号公報
【特許文献２】特開平１１−７７４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、紙やゴム、プラスチック、スポンジなどの素材を様々な形に型抜きする刃木型製作では、例えば、図１４（ａ）に示すような曲げ加工された形状の刃材１，２が多く、上記のような平面研削ではこのような曲げ加工された刃材を研削することは困難ないし不可能であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、曲げられていない真直ぐな刃材はもとより、曲げ加工された刃材も誰でもが簡単な作業で、熟練工を超える正確かつ精密な研削加工を可能にし、また加工の均一性を確保できる刃材の研削加工方法およびその装置提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の刃材の研削加工方法は、請求項１に記載のように、発明の内容を理解しやすくするために図１〜図１６に示した符号を参照して説明すると、刃材幅方向一側端に刃先を有する刃先部分と、刃材幅方向他端に有する背部分と、刃材幅方向に研削される被研削部分とを有する刃材の前記被研削部分を研削加工する方法において、前記刃材を、刃材支持台１１に垂直に立設したマグネットからなる刃材支持ピン１２に刃材幅方向を垂直にするように吸着固定するとともに、刃材押え盤１３で前記刃材をこれの上方から押えることにより前記刃材を前記刃材支持台１１と刃材押え盤１３との間で挟持固定した状態下で、前記刃材の被研削部分を上から下に向けてグラインダー１４で研削することに特徴を有するものである。
【０００９】
これによると、厚さ方向に曲げ加工された刃材も、予め、刃材支持台１１上にマグネットからなる刃材支持ピン１２により吸着固定することで、刃材幅方向が垂直になる姿勢に確実に保持される仮セット状態が簡易に得られる。このように刃材を仮セットしておくと、次に使用される刃材押え盤１３で刃材をこれの上方から押えることにより刃材を刃材支持台１１と刃材押え盤１３との間で挟持固定される状態が簡単に得られる。そして、このように刃材支持台１１と刃材押え盤１３との間で挟持固定された刃材に対しては素人でもグラインダー１４で被研削部分を容易に正確かつ精密に研削することができる。しかも、曲げ加工された刃材も安全かつ確実に研削することができる。
【００１０】
請求項１記載の刃材の研削加工方法は、請求項２に記載のように、前記刃材と前記刃材押え盤１３との重合面間及び／又は前記刃材と前記刃材支持台との重合面間に適度の弾性と摩擦係数の比較的大きい硬質ゴム等による保護シート３１を介在するという構成を採用することができる。これによると、研削時に刃材の刃先部分を傷付けることがなく、また刃材の滑り止めと刃材の上下反転使用を可能にする。
【００１１】
本発明の刃材の研削加工装置は、請求項３に記載のように、刃材幅方向一側端に刃先を有する刃先部分と、刃材幅方向他端に有する背部分と、刃材幅方向に研削される被研削部分とを有する刃材の前記被研削部分を研削加工する装置において、刃材支持台１１と、この刃材支持台１１に垂直に立設され前記刃材を刃材幅方向が垂直になるように吸着固定するマグネットからなる刃材支持ピン１２と、前記刃材をこれの上方から押えることにより前記刃材支持台１１との間で挟持固定する刃材押え盤１３と、前記刃材の被研削部分を上から下に向けて研削するグラインダー１４と、を備えていることに特徴を有するものである。
【００１２】
これによると、厚さ方向に曲げ加工された刃材も刃材支持台１１上にマグネットからなる刃材支持ピン１２により吸着固定することで刃材幅方向が垂直になる姿勢に保持される仮セット状態が簡易に得られる。このように刃材を仮セットしておくと、次に使用される刃材押え盤１３で前記刃材をこれの上方から押えることにより刃材を刃材支持台１１と刃材押え盤１３との間で挟持固定される状態が簡単に得られる。そして、このように刃材支持台１１と刃材押え盤１３との間で挟持固定された刃材に対しては素人でもグラインダー１４で被研削部分を容易に正確かつ精密に研削することができる。しかも、曲げ加工された刃材も安全かつ確実に研削することができる。
【００１３】
請求項３記載の刃材の研削加工装置は、請求項４に記載のように、前記刃材と前記刃材押え盤１３との重合面間及び／又は前記刃材と前記刃材支持台１１との重合面間に適度の弾性と摩擦係数の比較的大きい硬質ゴム等による保護シート３１を介在するという構成を採用することができる。これによると、研削時に刃材の刃先部分を傷付けることがなく、また刃材の滑り止めと刃材の上下反転使用を可能にする。
【００１４】
請求項３又は４記載の刃材の研削加工装置は、請求項５に記載のように、刃材押え盤１３と刃材支持台１１との間に刃材押え盤１３を刃材押さえ姿勢にロックするロック状態と、該ロック状態を解除するアンロック状態とに切換え可能なクランプ機構１８を設ける構成を採用することができる。これによると、クランプ機構１８により刃材押え盤１３による刃材押さえ状態をロックすることができるので、それだけグラインダー１４による研削がより安全かつ確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、曲げ加工されていない真直ぐな刃材はもとより、曲げ加工された刃材も誰でもが簡単な作業で、熟練工を超える正確かつ精密な研削加工を安全に行え、また加工の均一性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例を示す刃材の研削加工装置の斜視図である。
【図２】同刃材の研削加工装置の平面図である。
【図３】同刃材の研削加工装置の背面図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同刃材の研削加工装置の分解斜視図。
【図６】同刃材の研削加工装置の刃材支持台上に刃材をセットし且つ刃材押え盤を起立させた状態で示す断面図である。
【図７】同刃材の研削加工装置の刃材押え盤を倒して刃材を押えた状態を示す断面図である。
【図８】同刃材の研削加工装置のクランプの作動図である。
【図９】同刃材の研削加工装置による研削状態の一例を示す斜視図である。
【図１０】同刃材の研削加工装置による研削状態の一例を示す平面図である。
【図１１】同刃材の研削加工装置による研削状態の他例を示す平面図である。
【図１２】同刃材の研削加工装置による研削状態の更に他例を示す平面図である。
【図１３】曲げ加工された刃材の一例を示す平面図である。
【図１４】（ａ）は図１３に示す刃材を分解状態で示す斜視図、（ｂ）は図１３に示す刃材の斜視図である。
【図１５】曲げ加工されていない刃材の一例を示す平面図である。
【図１６】（ａ）は図１５に示す刃材を分解状態で示す斜視図、（ｂ）は図１５に示す刃材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を実施例に基づき詳細に説明する。図１〜図５、図９において、本発明に係る刃材の研削加工装置１０は、図１３〜図１６に示すように、刃材幅方向一側端に刃先を有する刃先部分５と、刃材幅方向他端に有する背部分６と、刃材幅方向に研削される被研削部分７とを有する刃材１〜４の各被研削部分７を研削加工する装置である。この装置１０は、刃材支持台１１と、この刃材支持台１１に垂直に立設された刃材支持ピン１２と、刃材押え盤１３と、図９に示すごときダイヤモンドグラインダー等のグラインダー１４と、を備える。
【００１８】
以下、各部材について具体的に詳しく説明する。
【００１９】
刃材支持台１１はこれの前端側における上面の左右方向中央付近に刃材支持ピン１２を垂直に立設している。刃材支持ピン１２は刃材支持台１１上に刃材１〜４を刃材幅方向が垂直になるように吸着固定するマグネットからなる。刃材支持台１１の後端には刃材押え盤支持台１５を押えボルト１６等で固定し、この刃材押え盤支持台１５上に刃材押え盤１３の回動基端部を回動中心軸１７を介して回動自在に枢着している。刃材押え盤１３は、図６のように刃材押え盤支持台１５上に起立する姿勢と、この起立姿勢から図７のように刃材支持台１１の上側に平行（水平）に倒されて回動先端側で刃材１〜４を押える刃材押さえ姿勢とにわたって回動中心軸１７回りに上下方向に回動自在としてある。
【００２０】
刃材押え盤１３を刃材押さえ姿勢にロックするロック状態と、該ロック状態を解除するアンロック状態とに切換え操作可能にするために、刃材押え盤１３と刃材支持台１１との間にクランプ機構１８を設けている。クランプ機構１８は、刃材押え盤１３にロックプレート２２およびクランプハンドル２３を搭載する一方、刃材支持台１１側に頭１９ａ付きのロックボルト１９を垂直に立設しナット２０で締付け固定している。刃材押え盤１３は刃材押さえ姿勢下でロックボルト１９の頭１９ａ側を上方へ突出するようにロックボルト１９を貫通可能にするボルト貫通孔２１を有している。
【００２１】
クランプ機構１８のクランプハンドル２３は左右一対のレバーからなり、これの回動先端側に握り部２３ａを備え、その回動基端部２３ｂは刃材押え盤１３上に押えボルト２４等で固定された左右の軸受２５にハンドル軸２６を介して軸支している。このクランプハンドル２３はアンクランプ位置（図６、図７参照）とクランプ位置（図４参照）とにわたってハンドル軸２６回りに回動自在としている。ロックプレート２２はロックボルト１９の頭１９ａ側を上方へ突出するようにロックボルト１９を貫通可能にする平面視において鍵穴形状の開口部２７を有し、この開口部２７がボルト貫通孔２１の上方に対応し、かつ開口部２７より前側の先端部２２ａが刃材押え盤１３の上面に突出固定した枕部２８に支えられるように刃材押え盤１３の上面側に配備される。ロックプレート２２の基端部２２ｂと、クランプハンドル２３の回動基端部２３ｂのハンドル軸２６より回動基端部方向側に突出形成した突出端部２３ｃとは枢支ピン２９で枢支連結している。
【００２２】
かくして、クランプ機構１８は、図６のようにアンクランプ位置にあるクランプハンドル２３を図８に示す矢印Ｄ方向にハンドル軸２６回りに回動させると、図２、図４に示すように、クランプハンドル２３の回動基端部２３ｂにおける突出端部２３ｃの枢支ピン２９によりロックプレート２２が上方へ持ち上げられ、ロックプレート２２の先端部２２ａと基端部２２ｂ間の中間部位２２ｃの上面側がロックボルト１９の頭１９ａの下面側に当接し、さらにクランプハンドル２３を同一方向に回動させると、ロックプレート２２の先端部２２ａが、ロックボルト１９の頭１９ａ下面との当接部を支点として刃材押え盤１３側へ押し下げられて枕部２８に強く押し付けられる。これにより刃材押え盤１３による刃材２の押付け状態がロックされる。ロックボルト１９は刃材支持台１１からの突出高さを調節することによりロックプレート２２および刃材押え盤１３による刃材押え付け強さを加減調整することができる。
【００２３】
図１に示すように、刃材支持台１１の前端側の上面には、各刃材１〜４を所定向きにセットし易いように、角度を測定可能にする分度器目盛３０を刃材支持ピン１２を中心として付けている。
【００２４】
刃材押え盤１３の回動先端側の下面には、各刃材１〜４のそれぞれが各刃先部分５を上向きにする状態にセットされるとき該刃先部分５を保護するとともに滑り止めのための適度の弾性と摩擦係数の比較的大きい硬質ゴム等による保護シート３１をはり付けている。
刃材支持台１１の前端側の上面の刃材支持ピン１２の周囲にも硬質ゴム等による保護シート３１をはり付けておけば、各刃材１〜４をそれぞれ上下反転させて、つまり刃先部分５を下向きにセットする場合（上下反転使用の場合）にも刃先部分５を保護することができるとともに滑り止めを講じることができる。この場合、分度器目盛３０を保護シート３１を透して見えるように、保護シート３１は透明若しくは半透明な透視可能な素材からなるものを使用するか、あるいは分度器目盛３０を付した保護シート３１を使用することが好ましい。
【００２５】
次に、上記のように構成した刃材の研削装置１０を用いて各種刃材を研削する方法について説明する。
【００２６】
いま、図１３に示すような略「ｒ」の字形状の刃材を得るための製造方法について説明する。このとき研削対象とする刃材は、図１４（ａ）に示すように、予め厚さ方向に略「J」の字形状に曲げた刃材１と、同図（ｂ）に示す「し」の字形状に曲げた刃材２である。
【００２７】
「し」の字形状に曲げた刃材２を研削するには、先ず、図６に示すように、該刃材２をマグネットからなる刃材支持ピン１２に刃材幅方向を垂直にするとともに刃先部分５を上向きにするように吸着固定することで刃材支持台１１上にセットする。次いで、刃材押え盤１３を図７に示す矢印Ｃ方向に回動中心軸１７回りに回動させ、刃材支持台１１の上方に略平行に対向させて刃材２をこれの上方から押えることにより刃材２を垂直姿勢に刃材支持台１１と刃材押え盤１３との間で挟持固定する。このとき、刃材２の刃先部分５は保護シート３１で傷を付けないように保護されるとともに滑り止めされる。
【００２８】
次いで、クランプ機構１８のクランプハンドル２３を図８に示す矢印Ｄ方向にハンドル軸２６回りに回動させる。すると、図２、図４に示すように、クランプハンドル２３の回動基端部２３ｂにおける突出端部２３ｃの枢支ピン２９によりロックプレート２２が上方へ持ち上げられ、ロックプレート２２の先端部２２ａと基端部２２ｂ間の中間部位２３ｃの上面側がロックボルト１９の頭１９ａの下面側に当接し、さらにクランプハンドル２３を同一方向に回動させると、ロックプレート２２の先端部２２ａが、ロックボルト１９の頭１９ａ下面との当接部を支点として刃材押え盤１３側へ押し下げられて枕部２８に強く押し付けられる。これにより刃材押え盤１３による刃材２の押付け状態がロックされる。
このロック状態の下で、図９、図１０に示すように、グラインダー１４で刃材２の被研削部分７を上から下に向けて、すなわち図９中、矢印Ｅ方向に研削してすり合わせ面８ｂを形成する。
【００２９】
クランプハンドル２３を元のアンクランプ位置（図７参照）に戻し、刃材押え盤１３を元の起立姿勢（図６参照）に戻すと、研削加工後の刃材２を刃材支持ピン１２から引き離すことができる。
【００３０】
図１４（ａ）に示す刃材１においても、図１１に示すように、該刃材１を刃材支持ピン１２に刃材幅方向を垂直にするように吸着固定することで刃材支持台１１上にセットする。しかる後、上記刃材２の場合と同様の手順で被研削部分７を研削してすり合わせ面８ａを形成する。かくして、図１４（ｂ）に示すように、刃材１，２の両者のすり合わせ面８ａ，８ｂ同士をすり合わせて平面視において略「ｒ」の字形状になるように接合する。
【００３１】
上記のように、刃材１，２は予め刃材支持ピン１２に吸着固定して仮セットしたうえで、刃材押え盤１３で刃材１，２をこれの上方から押さえて刃材支持台１１との間で挟持固定した状態の下でグラインダー１４で被研削部分７を研削するので、折り曲げ加工された刃材１，２も容易に正確かつ精密に、安全かつ確実に研削することができる。しかし、こうした折り曲げ加工された刃材１，２に限られず、その他に、例えば、図１５に示すような平面視において「V」の字形状の刃材を得るにあたって、図１６（ａ）に示すように、曲げ加工されていない真直ぐな形状の刃材３、４の各一端縁にそれぞれ斜面形状のすり合わせ面９ａ，９ｂを研削する場合にも同様に安全かつ確実に研削することができる。なお、図１２は、刃材３又は４を刃材支持ピン１２に刃材幅方向を垂直にするように吸着固定することで刃材支持台１１上にセットした状態を示している。
【符号の説明】
【００３２】
１〜４刃材
５刃先部分
６背部分
７被研削部分
１０刃材の研削加工装置
１１刃材支持台
１２刃材支持ピン
１３刃材押え盤
１４グラインダー
１８クランプ機構
３１保護シート

【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃材幅方向一側端に刃先を有する刃先部分と、刃材幅方向他端に有する背部分と、刃材幅方向に研削される被研削部分とを有する刃材の前記被研削部分を研削加工する方法において、
前記刃材を、刃材支持台に垂直に立設したマグネットからなる刃材支持ピンに刃材幅方向を垂直にするように吸着固定するとともに、刃材押え盤で前記刃材をこれの上方から押えることにより前記刃材を前記刃材支持台と刃材押え盤との間で挟持固定した状態下で、前記刃材の被研削部分を上から下に向けてグラインダーで研削することを特徴とする、刃材の研削加工方法。
【請求項２】
前記刃材と前記刃材押え盤との重合面間及び／又は前記刃材と前記刃材支持台との重合面間にそれぞれ適度の弾性と摩擦係数の比較的大きい保護シートを介在することを特徴とする、請求項１記載の刃材の研削加工方法。
【請求項３】
刃材幅方向一側端に刃先を有する刃先部分と、刃材幅方向他端に有する背部分と、刃材幅方向に研削される被研削部分とを有する刃材の前記被研削部分を研削加工する装置において、
刃材支持台と、この刃材支持台に垂直に立設され前記刃材を刃材幅方向が垂直になるように吸着固定するマグネットからなる刃材支持ピンと、前記刃材をこれの上方から押えることにより前記刃材を前記刃材支持台との間で挟持固定する刃材押え盤と、前記刃材の被研削部分を上から下に向けて研削するグラインダーと、を備えていることを特徴とする、刃材の研削加工装置。
【請求項４】
前記刃材と前記刃材押え盤との重合面間及び／又は前記刃材と前記刃材支持台との重合面間に適度の弾性と摩擦係数の比較的大きい保護シートを介在していることを特徴とする、請求項３記載の刃材の研削加工装置。
【請求項５】
前記刃材押え盤と前記刃材支持台との間に前記刃材押え盤を刃材押さえ姿勢にロックするロック状態と、該ロック状態を解除するアンロック状態とに切換え操作可能なクランプ機構を設けていることを特徴とする、請求項３又は４記載の刃材の研削加工装置。

【図１】