JP2003117795A - フィルム研磨材を用いた研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 フィルム研磨材を巻回するバックアッ
プローラへのフィルム研磨材の巻掛け角度を少なくし、
走行させたフィルム研磨材の張力増加を抑えることで、
加工後の形状変化や面粗度に悪影響を及ぼすことがな
く、高精度の研磨が可能になる研磨装置を提供する。 【解決手段】 フィルム研磨材送り機構の途中でバッ
クアップローラ１６の近傍に、入り側のフィルム研磨材
Ａをバックアップローラ１６に誘導案内し、バックアッ
プローラ１６を通過したフィルム研磨材Ａを再度出側に
誘導案内するガイドピン２７を設け、このガイドピン２
７の両端に弛みによるフィルム研磨材Ａの外れを防止す
る鍔２８を設け、上記ガイドピン２７でバックアップロ
ーラ１６に対するフィルム研磨材Ａの入り側と出側の走
行方向を変えるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、円筒状の表面処
理されたワークの内面や外面、端面部を研磨するための
フィルム研磨材を用いた研磨装置、特に、小径で一端が
開口で奥まった部分であっても、鏡面仕上げすることが
できる研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークの内面や外面、端面部を鏡
面仕上げする手段としては、ホーニング盤、内面研削盤
があり、近年では、フィルム研磨材を用いた研磨装置が
提案されている。

【０００３】ところで、ホーニング盤や内面研削盤は、
研削と共に刃物が摩耗するため、工具管理や加工後の形
状変化、仕上がり面粗度に影響を及ぼし、維持管理が大
変である。

【０００４】また、従来のフィルム研磨材を用いた研磨
装置は、例えば、特開平９−２７７１５０号に示されて
いるように、フィルム送り出しと巻き取りを行うフィル
ム研磨材送り機構と、外周面の一部に上記フィルム研磨
材が巻回され、研磨部分でフィルム研磨材を押し付け振
動する受圧部材と、受圧部材に対するフィルム研磨材の
入り側と出側の走行方向を角度変換する手段を有し、常
に新しいフィルム研磨材の研磨面でワークを研磨するよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のフィルム研磨材を用いた研磨装置は、フィルム
研磨材を押し付ける受圧部材が回転せず、受圧部材に対
してフィルム研磨材が摺動すると共に、フィルム研磨材
は受圧部材の周面に対して略１８０°の範囲で摺動し、
かつ、角度変換する手段との摺動面積が多いため、走行
させたフィルム研磨材の張力が増加し、加工後の形状変
化や面粗度に悪影響を及ぼすことがあるという問題があ
る。

【０００６】また、受圧部材でフィルム研磨材をワーク
に押し付けると、フィルム研磨材の入り側に弛みが生
じ、この弛みによってフィルム研磨材が受圧部材から外
れるような事態が発生するようなことがある。

【０００７】そこで、この発明の課題は、フィルム研磨
材を巻回するバックアップローラを回転可能とすると共
に、フィルム研磨材の巻掛け角度を少なくし、走行させ
たフィルム研磨材の張力増加を抑えることで、加工後の
形状変化や面粗度に悪影響を及ぼすことがなく、高精度
の研磨が可能になり、しかも、フィルム研磨材の弛みに
よるバックアップロールからの離脱発生のないフィルム
研磨材を用いた研磨装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は、フィルム送り出しと巻き取りを
行うフィルム研磨材送り機構と、外周面の一部に上記フ
ィルム研磨材が巻回され、研磨部分でフィルム研磨材を
押し付け振動するバックアップローラとを有するフィル
ム研磨材を用いた研磨装置において、フィルム研磨材送
り機構の途中でバックアップローラの近傍に、入り側の
フィルム研磨材をバックアップローラに誘導案内し、バ
ックアップローラを通過したフィルム研磨材を再度出側
に誘導案内するガイドピンを設け、このガイドピンでバ
ックアップローラに対するフィルム研磨材の入り側と出
側の走行方向を変えるようにした構成を採用したもので
ある。

【０００９】ここで、上記ガイドピンは、両端部にフィ
ルム研磨材を案内するための鍔が設けられている構造と
したり、このガイドピンを、先端にバックアップローラ
を取り付けたオシレーションロッドの該バックアップロ
ーラの近傍に固定位置され、このオシレーションロッド
の先端部に、ガイドピンからフィルム研磨材が外れない
ようにする庇部分を設けるようにすることができる。

【００１０】また、研磨装置の具体的な構造を、オシレ
ーションロッドの先端側に、外周面の一部に巻回された
フィルム研磨材を研磨部分に押し付けて振動する回転可
能なバックアップローラと、バックアップローラに対す
るフィルム研磨材の入り側と出側の走行方向を９０度変
換する手段を設け、このオシレーションロッドを揺動自
在に配置し、オシレーションロッドの揺動支点を挟んで
バックアップローラと反対側に、オシレーションロッド
に揺動を与えるためのシリンダを設け、このオシレーシ
ョンロッドの上記支点の近傍に、オシレーションロッド
の揺動を制限して、バックアップローラの切り込み量と
逃げ量を設定する前部調整手段と後部調整手段を設けた
構成を採用することができる。

【００１１】上記バックアップローラに対してフィルム
研磨材は、入り側において、ガイドピンに略９０°の範
囲で接触してバックアップローラに進入する角度に変え
られ、バックアップローラに巻回したフィルム研磨材
は、出側において、再度ガイドピンに略９０°の範囲で
接触し、入り側と反対方向に走行して巻き取られる。ま
た、前部調整手段と後部調整手段は、ねじ式の構造と
し、ねじを回転操作することにより、オシレーションロ
ッドの揺動幅を調整することができるようになってい
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１３】図１は、この発明に係るフィルム研磨材を
用いた研磨装置の全体構造を示し、固定台１の上部に新
しいフィルム研磨材Ａをロール巻きした供給スプール部
２と、その下部に使用済みフィルム研磨材Ａをロール巻
きする巻き取りスプール部３と、モータによってフィル
ム研磨材Ａを走行させるフィルム送り機構４と、供給ス
プール部２に対するフィルム研磨材Ａの出側に位置する
上部固定ガイドローラ５と、供給スプール部２と上部固
定ガイドローラ５間に位置し、出側フィルム研磨材の張
力を一定にするための段差ローラ部６と、フィルム送り
機構４の上部に位置する下部固定ガイドローラ７とが設
けられている。

【００１４】上記固定台１の側方に設けた振幅発生機構
８は、固定ベース９に取り付けたインダクションモータ
１０の回転をカップリングや偏心機構を介して振幅部材
１１に伝え、この振幅部材１１の前面に支点軸１２を中
心に揺動する揺動プレート１３が取り付けられ、該揺動
プレート１３にオシレーションロッド１４が、揺動プレ
ート１３に取り付けたホルダーサポート１５で後端が支
持されて前方に突出するように取り付けられ、このオシ
レーションロッド１４の先端下部の位置にバックアップ
ローラ１６が回転可能に取り付けられている。

【００１５】上記振幅部材１１の前面で揺動プレート１
３の後端側の位置に、振幅移動側の上部ガイドローラ１
７と、その直下に下部ガイドローラ１８が設けられ、揺
動プレート１３には、中間上部と先端上部及び中間下部
とに、それぞれフィルム研磨材Ａの入側と出側を誘導す
るための小径のガイドローラ１９、２０、２１が取り付
けられている。

【００１６】図１に示したように、上記供給スプール部
２から引き出したフィルム研磨材Ａは、段差ローラ部６
と上部固定ガイドローラ５から振幅移動側の上部ガイド
ローラ１７を通過し、ガイドローラ１９、２０、２１か
らバックアップローラ１６に進み、このバックアップロ
ーラ１６で反転したのち、ガイドローラ１９、２０、２
１から振幅移動側の下部ガイドローラ１８を通過し、下
部固定ガイドローラ７からフィルム送り機構４を通過
し、巻き取りスプール部３に巻き取られることになる。

【００１７】なお、上記した振幅移動側の上部ガイドロ
ーラ１７と下部ガイドローラ１８の上下鉛直線に対し
て、上部固定ガイドローラ５と下部固定ガイドローラ７
の鉛直線を接近させることにより、振幅時のフィルム研
磨材Ａの長さの変化量を有効に吸収することができると
いう利点がある。

【００１８】上記オシレーションロッドは、図５のよう
に、上下面に溝２２、２３を有する断面Ｈ型の棒状に形
成され、全体の軽量化を図っていると共に、上面の溝２
２はクーラント液（研削液）の流入用となり、また、下
面の溝２３はバックアップローラ１６の軸２４が納まる
部分になる。

【００１９】上記バックアップローラ１６は軸２４の先
端に硬質ゴムを用いて小径に形成され、軸２４の後端部
は、振動プレート１３に取り付けた軸受２５で回転可能
に支持され、バックアップローラ１６に近い先端部は加
工時の反力を支持して撓みを防止するため、オシレーシ
ョンロッド１４の下面に固定した半割軸受２６で上半部
分が回転可能に支持されている。この半割軸受２６は、
黒鉛等の固体潤滑剤を微細で均一に分散させた金属系無
給油受材や銅合金を用いて形成されている。

【００２０】従って、オシレーションロッド１４の先端
下半部は、バックアップローラ１６と半割軸受２６が納
まるように切り欠かれ、バックアップローラ１６の外周
下部は、半割軸受２６の下面よりも少し下方に位置する
配置になっている。

【００２１】上記オシレーションロッド１４の先端部
で、バックアップローラ１６の後部上方の近傍位置に、
オシレーションロッド１４を幅方向に貫通し、オシレー
ションロッド１４の両面にそれぞれフィルム研磨材Ａの
幅に見合う長さだけ突出し、図５（Ｂ）の左側の入り側
のフィルム研磨材をバックアップローラ１６に誘導案内
し、バックアップローラ１６を通過した図５（Ｂ）右側
のフィルム研磨材を再度出側に誘導案内する図５（Ａ）
ガイドピン２７を設け、このガイドピン２７でバックア
ップローラ１６に対するフィルム研磨材Ａの入り側と出
側の走行方向を変えるようにしている。

【００２２】図６（Ａ）のように、フィルム研磨材Ａ
は、入り側において、ガイドピン２７に略９０°の範囲
で接触してバックアップローラ１６に進入する角度に変
えられ、バックアップローラ１６に略半周の範囲で巻回
したフィルム研磨材Ａは、出側において、再度ガイドピ
ン２７に略９０°の範囲で接触し、入り側と反対方向に
走行して巻き取られることになり、このガイドピン２７
の両端部には、走行するフィルム研磨材Ａを案内して横
方向に外れないようにするための鍔２８が設けられてい
る。

【００２３】また、オシレーションロッド１４の先端部
でガイドピン２７の上部の位置に、オシレーションロッ
ド１４の両側面からそれぞれガイドピン２７の上部の位
置に張り出し、ガイドピン２７と僅かな間隔をおいて対
向する面が先端下がりの傾斜面になり、フィルム研磨材
Ａの張力の変化で上方に弛んでも、ガイドピン２７から
フィルム研磨材Ａが外れないようにする庇部分２９が設
けられている。

【００２４】上記振幅部材１１の前面に取り付けた揺動
プレート１３と、この揺動プレート１３に固定したオシ
レーションロッド１４は、支点軸１２を中心に揺動自在
となり、揺動プレート１３の後端と振幅部材１１の間に
は、揺動プレート１３と共に、オシレーションロッド１
４を揺動させるためのシリンダ３０が設けられ、振幅部
材１１の前面には、揺動プレート１３の下方で支点軸１
２を挟む前後の位置に、オシレーションロッド１４の揺
動幅を制限して、バックアップローラ１６の切り込み量
と逃げ量を設定する前部調整手段３１と後部調整手段３
２が設けられている。

【００２５】この前部調整手段３１と後部調整手段３２
は、共に等しい構造を有し、図３のように、振幅部材１
１にホルダー３３を固定し、このホルダー３３に調整ね
じ３４を上下に貫通して回動で高さ位置が調整できるよ
うに取り付け、揺動プレート１３の下面に調整ねじ３４
の上端に当接する当たりブロック３５を固定して形成さ
れ、調整ねじ３４を回してこの調整ねじ３４の上端とブ
ロック３５の間隔を変化させることにより、オシレーシ
ョンロッド１４の揺動角度を任意に設定することができ
る。

【００２６】図示省略したが、上記調整ねじ３４にサー
ボモータを接続し、このサーボモータを数値制御して調
整ねじ３４の上端の上下位置を設定するようにし、前部
調整手段３１と後部調整手段３２によるバックアップロ
ーラ１６のワークに対する切り込み量と逃げ量を自動的
に調整するようにしてもよい。

【００２７】なお、図示例では、オシレーションロッド
１４の先端部に設けたガイドピン２７を水平に取り付
け、オシレーションロッド１４の両側でフィルム研磨材
Ａを水平走行させる例を示したが、更に小径の内面研磨
を行う場合は、ガイドピン２７を内角が１２０°ぐらい
のＶ字状に形成し、フィルム研磨材ＡをＶ字状に走行さ
せることにより、オシレーションロッド１４とフィルム
研磨材Ａを含めた外径を小径化するようにしてもよい。

【００２８】また、大径の内面研磨を行う場合は、オシ
レーションロッド１４の先端部に設けたガイドピン２７
の近接した後方位置に、フィルム研磨材Ａの膨らみの発
生を防ぐためのピンを設けるようにしてもよく、この場
合、オシレーションロッド１４の先端部に設けた庇部分
２９を省略することができ、オシレーションロッド１４
の複雑な加工が不要になる。

【００２９】この発明の研磨装置は、上記のような構成
であり、図１に示したように、供給スプール部２から引
き出したフィルム研磨材Ａは、段差ローラ部６と上部固
定ガイドローラ５から振幅移動側の上部ガイドローラ１
７を通過し、ガイドローラ１９、２０、２１からバック
アップローラ１６に進み、このバックアップローラ１６
で反転したのち、ガイドローラ１９、２０、２１から振
幅移動側の下部ガイドローラ１８を通過し、下部固定ガ
イドローラ７からフィルム送り機構４を通過し、巻き取
りスプール部３に巻き取られ、フィルム送り機構４の回
転により、該フィルム研磨材Ａは上記経路を走行する。

【００３０】図５と図６は、オシレーションロッド１４
の先端部において、ガイドピン２７とバックアップロー
ラ１６の部分でのフィルム研磨材Ａの処理構造を示し、
入り側のフィルム研磨材は、ガイドピン２７に略９０°
の範囲で接触して下向きに角度が変えられ、９０°捻ら
れた状態でバックアップローラ１６に進入し、該バック
アップローラ１６の外周面に略半周の範囲で巻回した
後、出側において上方に向かい、９０°捻られた状態で
再度ガイドピン２７に略９０°の範囲で接触し、入り側
と反対方向に走行して巻き取られることになり、バック
アップローラ１６はフィルム研磨材Ａの走行に追従して
回転する。

【００３１】上記オシレーションロッド１４をワークの
内径孔に挿入し、フィルム研磨材Ａは、バックアップロ
ーラ１６の外周面に巻回した部分がワークの研磨面に臨
み、シリンダ３０の作動により、バックアップローラ１
６を介してフィルム研磨材Ａがワークに押し付けられ、
フィルム研磨材Ａの走行と振幅発生機構８によるオシレ
ーションロッド１４の振幅とでワークを研磨することに
なり、この研磨は前部調整手段３１で設定された切り込
み量になり、フィルム研磨材Ａの走行により、常に新し
い研磨面でワークを研磨することができる。

【００３２】また、バックアップローラ１６は小径であ
っても回転し、ガイドピン２７に対するフィルム研磨材
Ａの摺動面積を少なく設定しているので、フィルム研磨
材Ａに対する抵抗の発生が少なくなり、フィルム研磨材
Ａの円滑な走行により、加工後の面粗度は均一に仕上が
ることになる。

【００３３】上記フィルム研磨材Ａがワークに押し付け
られると、フィルム研磨材Ａに作用する張力が変化し、
ガイドピン２７とバックアップローラ１６の部分におい
て、フィルム研磨材Ａに弛みが発生しても、ガイドピン
２７には両端に鍔２８が設けてあり、また、ガイドピン
２７の上部には、オシレーションロッド１４の先端の庇
部分２９が位置しているので、フィルム研磨材Ａがガイ
ドピン２７やバックアップローラ１６から外れるような
ことがないと共に、フィルム研磨材Ａの張力の変化や弛
みは段差ローラ部６や各ガイドローラの図示した配列に
よって吸収することができる。

【００３４】また、研磨の完了後は、フィルム研磨材Ａ
の走行と振幅発生機構８の振幅を止め、シリンダ３０の
作動により、後部調整手段３２で設定された逃げ量だけ
オシレーションロッド１４が揺動し、バックアップロー
ラ１６がワークから離反することで、ワークの内径孔か
ら抜き取ることができる。

【００３５】なお、研磨装置は、内径研磨の使用例を説
明したが、外径研磨においても使用可能であり、また、
研磨装置の配置を図示に対して９０°回転させると、端
面研磨も可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、上記
のような構成を採用したので、フィルム研磨材を巻回す
るバックアップローラが回転し、フィルム研磨材の巻掛
け角度を少なくして走行させたフィルム研磨材の張力増
加を抑えることができ、これにより、加工後の形状変化
や面粗度に悪影響を及ぼすことがなく、高精度の研磨が
可能になる。

【００３７】また、バックアップローラの近傍に、入り
側のフィルム研磨材をバックアップローラに誘導案内す
るガイドピンを設け、このガイドピンの両端部にフィル
ム研磨材を案内するための鍔を設けたので、フィルム研
磨材の弛みによるガイドピン及びバックアップローラか
らの離脱発生を有効に防止することかでき、しかも、オ
シレーションロッドの先端部に庇部分を設ければ、フィ
ルム研磨材の離脱防止が一層確実になる。

【００３８】更に、オシレーションロッドの揺動角度を
調整できるようにしたので、オシレーションロッドのワ
ーク内への抜き差しが的確になり、加工後の面粗度への
悪影響も軽減できる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の研磨装置を示す正面図

【図２】同上の研磨装置の平面図

【図３】研磨装置のオシレーションロッドの取り付け部
分を拡大した正面図

【図４】研磨装置のオシレーションロッドの取り付け部
分を拡大した平面図

【図５】（Ａ）はオシレーションロッドの先端のバック
アップローラ取り付け部分を拡大した正面図、（Ｂ）は
同上を先端側から見た側面図

【図６】（Ａ）はバックアップローラとガイドピンに対
するフィルム研磨材の巻回状態を示す平面図、（Ｂ）は
同上を先端側から見た側面図

【符号の説明】

１ 固定台 ２ 供給スプール部 ３ 巻き取りスプール部 ４ フィルム送り機構 ５ 上部固定ガイドローラ ６ 段差ローラ部 ７ 下部固定ガイドローラ ８ 振幅発生機構 ９ 固定ベース １０ インダクションモータ １１ 振幅部材 １２ 支点軸 １３ 揺動プレート １４ オシレーションロッド １５ ホルダーサポート １６ バックアップローラ １７ 上部ガイドローラ １８ 下部ガイドローラ １９ ガイドローラ ２０ ガイドローラ ２１ ガイドローラ ２２ 溝 ２３ 溝 ２４ 軸 ２５ 軸受 ２６ 半割軸受 ２７ ガイドピン ２８ 鍔 ２９ 庇部分 ３０ シリンダ ３１ 前部調整手段 ３２ 後部調整手段 ３３ ホルダー ３４ 調整ねじ ３５ 当たりブロック Ａ フィルム研磨材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルム送り出しと巻き取りを行うフィ
   ルム研磨材送り機構と、外周面の一部に上記フィルム研
   磨材が巻回され、研磨部分でフィルム研磨材を押し付け
   振動するバックアップローラとを有するフィルム研磨材
   を用いた研磨装置において、フィルム研磨材送り機構の
   途中でバックアップローラの近傍に、入り側のフィルム
   研磨材をバックアップローラに誘導案内し、バックアッ
   プローラを通過したフィルム研磨材を再度出側に誘導案
   内するガイドピンを設け、このガイドピンでバックアッ
   プローラに対するフィルム研磨材の入り側と出側の走行
   方向を変えるようにしたことを特徴とするフィルム研磨
   材を用いた研磨装置。
2. 【請求項２】 上記ガイドピンは、両端部にフィルム研
   磨材を案内するための鍔が設けられている請求項１に記
   載のフィルム研磨材を用いた研磨装置。
3. 【請求項３】 上記ガイドピンは、先端にバックアップ
   ローラを取り付けたオシレーションロッドの該バックア
   ップローラの近傍に固定位置され、このオシレーション
   ロッドの先端部に、ガイドピンからフィルム研磨材が外
   れないようにする庇部分を設けたことを特徴とする請求
   項１又は２に記載のフィルム研磨材を用いた研磨装置。
4. 【請求項４】 オシレーションロッドの先端側に、外周
   面の一部に巻回されたフィルム研磨材を研磨部分に押し
   付けて振動する回転可能なバックアップローラと、バッ
   クアップローラに対するフィルム研磨材の入り側と出側
   の走行方向を９０度変換する手段を設け、このオシレー
   ションロッドを揺動自在に配置し、オシレーションロッ
   ドの揺動支点を挟んでバックアップローラと反対側に、
   オシレーションロッドに揺動を与えるためのシリンダを
   設け、このオシレーションロッドの上記支点の近傍に、
   オシレーションロッドの揺動を制限して、バックアップ
   ローラの切り込み量と逃げ量を設定する前部調整手段と
   後部調整手段を設けたフィルム研磨材を用いた研磨装
   置。