JP2004098223A

JP2004098223A - シーブ部材の研削方法、及び研削装置

Info

Publication number: JP2004098223A
Application number: JP2002263855A
Authority: JP
Inventors: Tomoharu Terachi; 寺地　知治; Kenji Tanemoto; 種本　憲二; Ko Matsumoto; 松本　耕; Ikuta Hie; 比枝　郁太
Original assignee: SHIGIYA MACHINERY WORKS Ltd
Current assignee: SHIGIYA MACHINERY WORKS Ltd
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】無段変速機のシーブ部材１０１を極めて高精度に研削できるようにする。しかも、シーブ部材１０１を１台の研削装置で研削できるようにして、設備費を安価となすと共に設備の設置スペースを小さくなす。
【解決手段】ワーク支持回転送り手段６にシーブ部材１０１を支持させた後、付加砥石台１７を第三軸Ｂ回りへ変位させることにより、このシーブ部材１０１を前記ワーク支持回転送り手段６から取り外すことなく、前記シーブ部材１０１の回転軸部１０１ａの外周面、及びシーブ面１０１ｂを研削させるように実施する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的小径の直円筒状外周面及びこれと同心の比較的大径のテーパ面をなすシーブ面を具備したシーブ部材の研削方法及びこのシーブ部材などの研削に使用される研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の無段変速機に使用される図６に示すような機構が特許文献１に開示されているのであり、その概要を説明すると、特定回転軸１００に対し固定状態となされるシーブ部材１０１と、このシーブ部材１０１の回転軸部１０１ａにこれの回転中心線１０２方向へのみ移動可能に装着されたシーブ部材１０３とを備え、一方のシーブ部材１０１のシーブ面である比較的大径のテーパ面１０１ｂと他方のシーブ部材１０３のシーブ面である比較的大径のテーパ面１０３ａとで形成されたベルト溝１０４に台形断面のベルト１０５を掛け回し、シーブ部材１０３が回転中心線１０２方向へ移動されることによりベルト１０５の回転半径Ｒが無段階に変更される構成となされている。
【０００３】
この際、回転軸部１０１ａは回転中心線１０２を中心とする比較的小径の直円筒状外周面ｓ１を有するものとなされ、またシーブ面１０１ｂは回転軸部１０１ａと同心となされている。
上記した一方のシーブ部材１０１の製作においては、最終仕上げ段階で、回転軸部１０１ａの直円筒状外周面ｓ１とシーブ面１０１ｂとを研削するが、この研削に際して、直円筒状外周面ｓ１とシーブ面１０１ｂとはそれぞれ別の研削装置で研削するようにしている。そして、この研削を自動的に実施させる際は研削装置間でのワークの受け渡しを行うための機構を追加的に設けるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１１０９９号公報（第３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したシーブ部材の研削においては、１台の研削装置で直円筒状外周面ｓ１を研削したときのシーブ部材１０１の回転中心と、他の１台の研削装置でシーブ面１０１ｂを研削したときのシーブ部材１０１の回転中心との一致性を示す同軸度が各研削装置のワーク把持手段の精度に依存して変化するため、要求精度が確保されないことが生じるのであり、また２台の研削装置が使用されるほか自動化に際して２台の研削装置間でのワーク受け渡しを行うための機構が追加的に必要となるため、広い設置スペースと多大な設備費が必要となるなどの問題がある。本発明は斯かる問題点に対処することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の研削方法では、請求項１に記載したように、ベッド上に第一軸方向へ送り移動されるテーブルと、第二軸方向へ送り移動される砥石台とを設け、前記テーブル上には比較的小径の直円筒状外周面及びこれと同心の比較的大径のテーパ面をなすシーブ面を具備したシーブ部材を第一軸方向に支持して送り回転させるワーク支持回転送り手段を設け、さらに前記砥石台上に第三軸回りへ変位される付加砥石台を設けると共にこの付加砥石台上に第四軸回りへ回転駆動される研削砥石を設けた研削装置を作成し、前記ワーク支持回転送り手段に前記シーブ部材を支持させた後、前記付加砥石台を第三軸回りへ変位させることにより、このシーブ部材を前記ワーク支持回転送り手段から取り外すことなく、前記直円筒状外周面及び前記シーブ面を研削させるように実施する。
【０００７】
この発明によれば、前記回転軸部の直円筒状外周面、及び前記シーブ面の研削において、前記ワーク支持回転送り手段への前記シーブ部材の装着は１回行うだけで済むため、研削中の前記シーブ部材の回転中心が変化することはなくなって従来のように同軸度を問題とする必要はなくなるほか従来の研削装置間における前記シーブ部材の受け渡しのための機構は不要となるのである。
【０００８】
この発明の実施においては、請求項２に記載したように、前記研削砥石の周面は、前記シーブ部材の前記直円筒状外周面及び前記シーブ面に関連してそれぞれ異なる傾斜角度を有する少なくとも２つのテーパ周面部を有するものとなすのがよい。これによれば、前記２つのテーパ周面部のうちの１つで前記回転軸部の直円筒状外周面を研削し、他の１つで前記シーブ面を研削するように実施することができるのであり、このような前記２つのテーパ周面部を有する研削砥石の使用による研削は単一の直円筒周面部を有する研削砥石の使用による場合と較べて、前記シーブ部材の研削に要する第三軸回りの変位角が小さくなり、１つのシーブ部材の研削所要時間を短縮させる上で寄与する。
【０００９】
また本発明に係る研削装置では、請求項３に記載したように、ベッド上に第一軸方向へ送り移動されるテーブルと、第二軸方向へ送り移動される砥石台とを設け、前記テーブル上にはワークを第一軸方向に支持して送り回転させるワーク支持回転送り手段を設け、さらに前記砥石台上に第三軸回りへ変位される付加砥石台を設けると共にこの付加砥石台上に第四軸回りへ回転駆動される研削砥石を設けるほか、前記付加砥石台の第三軸回りへの変位により、前記研削砥石が、ワーク支持回転送り手段に支持された前記ワークの外周面及びこれと同心の回転半径面のうち同一でない２面のそれぞれを択一的に研削することを可能となすように姿勢変化される構成となす。
この発明は請求項１記載の発明の実施を可能となすものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る研削装置により従来のシーブ部材１０１と等価なシーブ部材のシーブ面を研削している状態を示す平面図であるが、この図を参照して本発明に係る研削装置について説明する。
図中、１はベッドであり、このベッド１上には、案内軌道２を介して水平左右方向である第一軸Ｚ方向へ送り移動されるテーブル３と、別の案内軌道４を介して水平前後方向である第二軸Ｘ方向へ送り移動される砥石台５とが設けられている。
【００１１】
テーブル３上にはワークｗを第一軸Ｚ方向に支持して送り回転させるワーク支持回転送り手段６が設けてあり、このワーク支持回転送り手段６は主軸台７と心押し台８とからなり、これら主軸台７及び心押し台８はテーブル３上の位置調整変更可能となされている。
【００１２】
主軸台７は図示しないサーボモータ９ａで第一軸Ｚ回りへ送り回転される主軸９を備えている。この主軸９の一端には主軸センタ１０が同心状且つ延長状に固定されているのであり、この主軸センタ１０は先端に主軸９と同心の円錐雄面部１０ａを形成されて主軸９と同体状に送り回転されるものとなされている。
【００１３】
心押し台は電動モータ１１により第一軸Ｚ上でこの軸方向へ出入り作動される摺動支持筒部材１２と、この摺動支持筒部材１２内に挿設されていてサーボモータ１３により前記主軸９の送り回転と同期して第一軸Ｚ回りへ送り回転される回転軸部材１４を備え、この回転軸部材１４の主軸台７側の一端に第一軸Ｚと同心状且つ延長状に心押し台センタ１５を固定されている。この心押し台センタ１５は先端に回転軸部材１４と同心の円錐雄面部１５ａを形成されていて回転軸部材１４と同体状に送り回転されるものとなされている。
【００１４】
また砥石台５上にはサーボモータ１６及び縦向きの第三軸Ｂが設けてあり、この第三軸Ｂの上部に上方視四角形の付加砥石台１７が固定されている。そして、サーボモータ１６の出力軸と第三軸Ｂとはウオームホイールギヤ１８を介して連動連結されており、サーボモータ１６が回転することで第三軸Ｂが送り回転され、この回転により付加砥石台１７が砥石台５に対して第三軸Ｂ回りへ旋回変位されるようになされている。
【００１５】
付加砥石台１７上には後述のシーブ面の巾の数分の１の巾となされた研削砥石１９を一端に固定され特定位置で回転されるものとなされた砥石回転軸２０と、この砥石回転軸２０を回転させるための電動モータ２１と、この電動モータ２１の回転を砥石回転軸２０に伝達するためのベルト伝動装置２２とを載設している。この際、研削砥石１９は砥石回転軸２０に直交して固定される円板体を具備していて砥石回転軸２０と同心の単一の直円筒周面部を有するものとなされており、例えばビトリファイドボンドＣＢＮ砥石などが使用される。
【００１６】
図中、２３はワーク支持回転送り手段６に支持されたワークの被研削面を測定するための測定装置であり、２４は研削砥石１９の形状を整えるためのドレッサーで心押し台８の側部に固設されている。
【００１７】
次に上記研削装置によりワークとしてのシーブ部材１０１を研削する場合の各部の作動や処理などについて図１〜図４を参照して説明する。
この際、図２はワークであるシーブ部材１０１の研削状況を示す平面図、図３は研削手順を示すフロー図、図４は本発明に係る研削装置によりシーブ部材１０１の回転軸部１０１ａを研削している状態を示す平面図である。
シーブ部材１０１の研削加工に際して、シーブ部材１０１の回転軸部１０１ａの両端には、予め、図２に示すように主軸センタ１０の円錐雄面部１０ａ及び心押し台センタ１５の円錐雄面部１５ａが密状に当接される一対の円錐雌面部１０１ｃ、１０１ｄを形成しておく。
【００１８】
この例では研削装置の各部がコンピュータ制御装置で制御されるようになされ且つ、図３に示すステップｓ１００からステップｓ１０６までの処理が自動的に行われるようになされている。
最初のステップｓ１００では、ワークローディング及びチャッキングを行うのであり、これには電動モータ１１を作動させて摺動支持筒部材１２及び心押し台センタ１５を図１中右側へ変位させ、この状態の下で、予め所定位置に用意されたシーブ部材１０１を図示しないロボットにより主軸センタ１０と心押し台センタ１５との間に位置させ、次に摺動支持筒部材１２及び心押し台センタ１５を電動モータ１１の作動により図１中左側へ変位させ、このシーブ部材１０１の円錐雌面部１０１ｃ、１０１ｄに主軸センタ１０と心押し台センタ１５の各円錐雄面部１０ａ、１５ａを嵌入させ押圧させるようにする。
【００１９】
次にステップｓ１０１に移行する。図２において、サーボモータ１６がシーブ部材１０１の回転中心線１０２に対するシーブ面１０１ｂの傾斜角度αに応じて特定量だけ作動されるのであり、この作動に連動して第三軸Ｂが基準位置から特定角度だけ回動変位され、付加砥石台１７や研削砥石１９が第三軸Ｂと同体状に旋回変位される。この旋回変位により、砥石回転軸２０と同心の直円筒周面部１９ａは仕上げ後の予定シーブ面に対し正確な平行となされる。なお、サーボモータ１６が停止したときはその電気的な位置保持手段による規制作用や、ウオームホイールギヤ１８の摺接面の摩擦による自己回転規制作用により、旋回変位後の付加砥石台１７の位置が保持される。
【００２０】
この後、ステップｓ１０２に移行し、テーブル３の第一軸Ｚ方向の位置と、砥石台５の第二軸Ｘ方向の位置とが同時に制御され、研削砥石１９はシーブ面１０１ｂを適当な研削代で正確に研削するものとなる。この際、シーブ面１０１ｂの研削は研削砥石１９が適当な研削代でシーブ面１０１ｂの半径方向箇所に沿って連続的に移動されるように行われるコンタリング研削であっても、或いはこれに代えて、研削砥石１９が適当な研削代での多数回のプランジ研削によりシーブ面１０１ｂの全面を研削した後にトラバース研削を行うようになされるマルチプランジトラバース研削であってもよい。
【００２１】
シーブ面１０１ｂが予定寸法まで研削されたとき、測定装置２３がシーブ面１０１ｂの研削終了を把握し、次のステップｓ１０３に移行させる。
ここでは、砥石台５が第二軸Ｘ方向の後退側へ比較的速く移動され、次にサーボモータ１６が作動して、第三軸Ｂのほか付加砥石台１７及び研削砥石１９などがステップｓ１０２における位置から特定角度θ１だけ旋回変位され、この旋回変位後の位置が先と同様に保持される。この状態では回転軸部１０１ａの直円筒状外周面ｓ１と研削砥石１９の直円筒周面部１９ａとが平行状態となる。
ここに、上記特定角度θ１は次の（１）式で算出される。
即ち、　θ１＝９０−α　　　．．．（１）式
ここに、αはシーブ面１０１ｂの傾斜角度である。
【００２２】
次のステップｓ１０４では、砥石台５が比較的速く回転軸部１０１ａ側へ移動されるのであり、この後、テーブル３の第一軸Ｚ方向の位置と、砥石台５の第二軸Ｘ方向の位置とが制御されることにより、研削砥石１９は図４に示す姿勢となって回転軸部１０１ｂの直円筒状外周面ｓ１の全てを適当な研削代で正確に研削するものとなる。この例に於いて、研削砥石は単一の直円筒周面を有する薄型の平砥石を使用しているのでシーブ面を挟んで両側にある外周面ｓ１を周囲の干渉をあまり考慮せず容易に行うことができる。この際、回転軸部１０１ｂの研削はコンタリング研削であっても或いはマルチプランジトラバース研削であってもよい。
回転軸部１０１ｂの外周面ｓ１が予定寸法まで研削されたとき、測定装置２３が回転軸部１０１ｂの研削終了を把握し、次のステップｓ１０５に移行させる。
【００２３】
ステップｓ１０５ではステップｓ１００における処理の逆の処理が実行されるのであって、即ち、研削済みのシーブ部材１０１が主軸センタ１０及び心押し台センタ１５から解放されるアンチャッキングが行われ、続いてそのシーブ部材１０１が図示しないロボットにより所定位置まで取り出されるアンローディングが行われる。
【００２４】
この後、ステップｓ１０６に移行し、研削済みのシーブ部材１０１は適宜な搬送装置により次工程へと搬送される。
以後は次の未研削のシーブ部材１０１について、上記した一連の処理が自動的に繰り返される。
【００２５】
上記した手順において、各ステップの各部の作動開始や作動停止などの指令は手動により行ってもよい。またステップｓ１００やステップｓ１０６でのシーブ部材１０１のローディングやチャッキング、及び、アンチャッキングやアンローディングは手作業により行うこともできる。また上記の手順ではシーブ面１０１ｂを回転軸部１０１ａよりも先に研削したが、この逆を行っても差し支えないし、シーブ部材１０１がローディングされる毎にこの手順を交互に行ってもよい。
【００２６】
次に上記した研削装置の研削砥石１９を変形した場合のシーブ部材１０１の研削例について説明する。
図５はこの研削例に関する説明図であり、この図に示すように研削砥石１９の周面はシーブ部材１０１のシーブ面１０１ｂと、回転軸部１０１ａの直円筒外周面ｓ１とに関連してそれぞれ異なる傾斜角度β１、β２を有する少なくとも２つのテーパ周面部ｓ２、ｓ３を有するものとなす。
ここに、β１は研削砥石１９の回転半径面に対する一方のテーパ周面部ｓ２の傾斜角度であり、β２は研削砥石１９の回転半径面に対する他方のテーパ周面部ｓ３の傾斜角度である。
そして、シーブ面１０１ｂの研削は一方のテーパ周面部ｓ２で行い、回転軸部１０１ａの研削は他方のテーパ周面部ｓ３で行うように実施する。
【００２７】
この例ではシーブ面１０１ｂを先に研削し、次に回転軸部１０１ａの直円筒状外周面ｓ１を研削するように作動し、前記一方のテーパ周面部ｓ２によるシーブ面１０１ｂの研削が終了した後に、第三軸Ｂが特定角度θ２だけ旋回されるのであり、これにより前記他方のテーパ周面部ｓ３は回転軸部１０１ａと同心の直円筒状外周面ｓ１に平行となされる。
【００２８】
この際の上記特定角度θ２は次の（２）式で算出される。
即ち、　　θ２＝９０−α−β３　　　　　・・・（２）式
ここに、β３は１８０度から傾斜角度β１及び傾斜角度β２を減じた角度である。
【００２９】
従って、特定角度θ２は先の研削例の特定角度θ１よりもβ３だけ小さいものとなるのであり、従ってこの場合の研削例では、シーブ面１０１ｂの研削と回転軸部１０１ａの直円筒状外周面ｓ１の研削との間における一方の研削から他方の研削への移行が研削砥石１９の２つのテーパ周面部ｓ２、ｓ３の傾斜角β１、β２に関連して迅速に行われるものとなり、能率的な研削が実施されるようになる。
この例においてもシーブ面１０１ｂの研削と回転軸部１０１ａの研削とは何れが先であってもよいのであり、その効用に差異はない。
【００３０】
上記した説明では本発明に係る研削装置により加工されるワークをシーブ部材１０１となしたが、これに限定するものではなく、回転軸部１０１ａの直円筒状外周面ｓ１、回転軸部１０１ａと同心のテーパ面、回転軸部１０１ａと同心の回転半径面のうち同一でない２面を有するようなワークであれば上記シーブ部材１０１を研削する場合に準じて研削することができるのである。
【００３１】
【発明の効果】
上記した本発明によれば、次のような効果が得られる。
即ち、請求項１に記載したものによれば、シーブ部材１０１における回転軸部１０１ａの直円筒状外周面ｓ１、及びシーブ面１０１ｂの研削において、ワーク支持回転送り手段６へのシーブ部材１０１の装着は１回行うだけで済むため、従来における２台の研削装置間でのシーブ部材１０１の回転中心についての同軸度は問題とならず、極めて高精度な研削が行えるようになるのであり、また従来における２台の研削装置間におけるシーブ部材１０１の受け渡しのための機構は不要となって、設備費が安価になると共に設備の設置スペースも少なくて済むようになるのである。
【００３２】
請求項２に記載したものによれば、２つのテーパ周面部ｓ２、ｓ３のうちの１つで回転軸部１０１ａの外周面ｓ１を研削し、他の１つでシーブ面１０１ｂを研削するように実施することができるのであり、このように２つのテーパ周面部ｓ２、ｓ３を使用することにより、シーブ部材１０１の直円筒状外周面ｓ１とシーブ面１０１ｂとの研削に要する第三軸Ｂ回りの変位角を小さくなすことができて、シーブ部材１０１の研削所要時間を短縮させることができるのである。
【００３３】
請求項３に記載したものによれば、請求項１記載の発明の実施を可能となすものであり、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる。また請求項１記載の発明はシーブ部材１０１の研削に限定したが、この発明ではワークはシーブ部材１０１に限るものではなく、回転軸部の直円筒状外周面、テーパ面及び半径面のうち同一面でない２つの面を具備した種々のワークについて既述したシーブ部材１０１に準じた効果が得られるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研削装置によりシーブ部材のシーブ面を研削している状態を示す平面図である。
【図２】前記シーブ部材の研削状況を示す平面図である。
【図３】前記シーブ部材の研削手順を示すフロー図である。
【図４】本発明に係る研削装置によりシーブ部材の回転軸部を研削している状態を示す平面図である。。
【図５】前記シーブ部材の研削に関する説明図である。
【図６】無段変速機の一部の機構を示す図である。
【符号の説明】
１　ベッド
３　テーブル
５　砥石台
６　ワーク支持回転送り手段
１７　付加砥石台
１９　研削砥石
２０　砥石回転軸（第四軸）
１０１ａ　回転軸部
１０１ｂ　シーブ面
１０１　シーブ部材
Ｂ　第三軸
Ｘ　第二軸
Ｚ　第一軸
ｓ１　直円筒状外周面
ｓ２　テーパ周面部
ｓ３　テーパ周面部

Claims

ベッド上に第一軸方向へ送り移動されるテーブルと、第二軸方向へ送り移動される砥石台とを設け、前記テーブル上には比較的小径の直円筒状外周面及びこれと同心の比較的大径のテーパ面をなすシーブ面を具備したシーブ部材を第一軸方向に支持して送り回転させるワーク支持回転送り手段を設け、さらに前記砥石台上に第三軸回りへ変位される付加砥石台を設けると共にこの付加砥石台上に第四軸回りへ回転駆動される研削砥石を設けた研削装置を作成し、前記ワーク支持回転送り手段に前記シーブ部材を支持させた後、前記付加砥石台を第三軸回りへ変位させることにより、このシーブ部材を前記ワーク支持回転送り手段から取り外すことなく、前記直円筒状外周面及び前記シーブ面を研削させるように実施することを特徴とするシーブ部材の研削方法。
前記研削砥石の周面が、前記シーブ部材の前記直円筒状外周面及び前記シーブ面に関連してそれぞれ異なる傾斜角度を有する少なくとも２つのテーパ周面部を有するものとなしてあることを特徴とする請求項１記載のシーブ部材の研削方法。
ベッド上に第一軸方向へ送り移動されるテーブルと、第二軸方向へ送り移動される砥石台とを設け、前記テーブル上にはワークを第一軸方向に支持して送り回転させるワーク支持回転送り手段を設け、さらに前記砥石台上に第三軸回りへ変位される付加砥石台を設けると共にこの付加砥石台上に第四軸回りへ回転駆動される研削砥石を設けるほか、前記付加砥石台の第三軸回りへの変位により、前記研削砥石が、ワーク支持回転送り手段に支持された前記ワークの外周面及びこれと同心の回転半径面のうち同一でない２面のそれぞれを択一的に研削することを可能となすように姿勢変化される構成としたことを特徴とする研削装置。