JP2004243482A - ラッピング加工装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークに対して放射方向に移動可能なローラシューを複数個用いて、ラッピングフィルムをワークの加工面に押付け、シューとワークとを確実に接触させると共にシューとワークとの接触面積を実質的に増大し、ワークの仕上げ加工を高効率に行なうことができるラッピング加工装置を提供する。
【解決手段】ワークＷに対して放射方向に移動可能な複数個のローラシューＲをラッピングフィルム１の背面側に配置し、これらローラシューＲ間に設けた離間部材Ｓによりラッピングフィルム１をワークＷの加工面から離間したラッピング加工で、ラッピングフィルム１はワークＷの加工面に対し確実に複数個のローラシューＲ部分でワークＷと接し、実質的にローラシューＲとワークＷとの接触面積の増大を確保でき、ワークＷの仕上げ加工を高効率に行なうことができる。
【選択図】 図２
【解決手段】ワークＷに対して放射方向に移動可能な複数個のローラシューＲをラッピングフィルム１の背面側に配置し、これらローラシューＲ間に設けた離間部材Ｓによりラッピングフィルム１をワークＷの加工面から離間したラッピング加工で、ラッピングフィルム１はワークＷの加工面に対し確実に複数個のローラシューＲ部分でワークＷと接し、実質的にローラシューＲとワークＷとの接触面積の増大を確保でき、ワークＷの仕上げ加工を高効率に行なうことができる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの加工面を砥粒付きのラッピングフィルム（以下単にフィルムと称することもある）によりフィルムラッピング加工（以下単にラッピング加工）するラッピング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用エンジンのクランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部あるいはカムシャフトのカムロブ部やジャーナル部等のような断面円弧状加工面を有するワークを仕上げ加工する場合は、最近、非伸縮性でかつ変形可能な薄肉基材の一面に砥粒が設けられた帯状のラッピングフィルムによりラッピング加工している。
【０００３】
ラッピング加工は、ワークの加工面をラッピングフィルムで覆い、このフィルムを背面からシューで加圧し、フィルムをワークに押付けた状態でワークを回転しながらフィルムの砥粒面でワークを加工する。
【０００４】
このラッピング加工で使用されるシューには、ワークの加工面と当接する部分が凸状となっている凸シューと、凹状になっている凹シューがある。例えば、カムシャフトのカムロブ部をラッピング加工する場合に凸シューを使用した例としては、下記特許文献１があり、クランクシャフトのピン部をラッピング加工する場合に凹シューを使用した例としては、下記特許文献２がある。いずれも一対のシューでラッピングフィルムを介してワークを挟持し、ラッピング加工する構成である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２３７１１６号公報 （段落番号［００１６］、図１、図２、図６参照）
【特許文献２】
特開平９−１３６２５７号公報 （段落番号［０００２］、［０００３］、図１１参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような一対の凸シューあるいは凹シューは、断面円弧状加工面を有するワークと接するとき、接点が２箇所又は４ヶ所しか得られず、ラッピングフィルムとワークとの接触面積が少なく、ワークの加工面の仕上げを高効率に行なうことが難しい。
【０００７】
なお、本明細書では、シューがラッピングフィルムを介してワークの外周面と間接的に当接することを「接触」、シューがラッピングフィルムを介してワークの外周面と間接的に当接する面積のことを「接触面積」と略称する。
【０００８】
そこで、シューとワークの接触面積を増大するために、前記特許文献２の図１に示すように、シューの内面側をワークの円弧状加工面に沿った円弧状に成形したものを使用することもある。しかし、このように成形したシューであっても、実際にはシューの円弧状内面とワークの円弧状加工面が確実に全面接触しておらず、１，２点あるいは数点で接しているのみである。特に、長年使用するとシューが摩耗し、接触面積の確保は次第に難しくなる。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、ワークに対して放射方向に移動可能なローラシューを複数個用いて、ラッピングフィルムをワークの加工面に押付け、シューとワークとを確実に接触させると共にシューとワークとの接触面積を実質的に増大し、ワークの仕上げ加工を高効率に行なうことができるラッピング加工装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１１】
（１） 断面円弧状の加工面を有するワークの加工面上にラッピングフィルムを設け、前記ワークを回転駆動しつつ前記ラッピングフィルムの背面側に設けたシューをシュー押付部材により押圧しラッピング加工を施すラッピング加工装置において、前記シューを複数のローラシューにより構成し、当該ローラシュー間の前記ラッピングフィルムを離間部材により前記ワークの加工面から離間し、前記ローラシュー及び離間部材を前記ワークに対して放射方向に移動可能でかつ回転可能に支持手段により支持したことを特徴とするラッピング加工装置。
【００１２】
（２） 前記支持手段は、前記ローラシューが、ラッピングフィルムをワークの加工面に押付ける前進位置と、前記ワークの加工面から離間した後退位置をとるように支持したことを特徴とする前記（１）のラッピング加工装置。
【００１３】
（３） 前記支持手段は、前記ローラシューが、前記ラッピングフィルムをワークの加工面に押付ける前進位置と、前記ワークの加工面から離間した後退位置との間の中間位置で、ワークの加工面を所定圧で押圧するように支持したことを特徴とする前記（１）のラッピング加工装置。
【００１４】
（４） 前記ラッピング加工装置は、少なくとも前記ローラシュー及び離間部材に当接している前記ラッピングフィルムにテンションを付与するテンション付与手段を有する前記（１）〜（３）のラッピング加工装置。
【００１５】
（５） 前記ローラシューと離間部材は、前記ワークの軸線と平行な軸線を有し、成形すべきワークの形状に対応する外面形状としたことを特徴とする前記（１）〜（４）のラッピング加工装置。
【００１６】
（６） 前記ローラシューと離間部材は、これらを交互に配置し、前記ラッピングフィルムを当該ローラシューと離間部材にジグザグに巻回したことを特徴とする前記（１）〜（５）のラッピング加工装置。
【００１７】
（７） 前記離間部材は、内部から外部に向かって冷却水を吐出する構成としたことを特徴とする前記（１）〜（６）のラッピング加工装置。
【００１８】
（８） 前記支持手段は、前記ローラシューと離間部材の両端を支持する支持部材をチェーン状に連続して連結したことを特徴とする（１）〜（７）のラッピング加工装置。
【００１９】
（９） 前記ローラシューと前記離間部材は、前記ワークに対し開閉可能に設けられた一対の押圧アームにそれぞれ設けられ、両押圧アームの閉動時に前記ラッピングフィルムが可及的に前記ワークの加工面全周を覆うことを特徴とするである前記（１）〜（８）のラッピング加工装置。
【００２０】
（１０） 前記ラッピング加工装置は、前記ワーク又は前記ラッピングフィルムにオシレーションを付与するオシレーション手段を有する前記（１）のラッピング加工装置。
【００２１】
（１１） 前記押圧アームは、前記ワークを取り囲むラッピングフィルム内に向けて冷却水を供給する冷却水供給手段を有する前記（９）のラッピング加工装置。
【００２２】
（１２） 前記ワークは、クランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部、カムシャフトのカムロブ部若しくはジャーナル部であるである前記（１）〜（３）（５）（９）〜（１１）のラッピング加工装置。
【００２３】
（１３） 前記ローラシューは、ワークの軸線と平行な軸線を有し、成形すべきワークの凸形状部分に対応する部分は柔らかい材質を、凹形状部分に対応する部分は固い材質としたことを特徴とする前記（１）〜（６）（８）（９）のラッピング加工装置。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ワークに対して放射方向に移動可能でかつ回転可能に支持された複数個のローラシューをラッピングフィルムの背面側に配置し、これらローラシュー間に設けた離間部材によりラッピングフィルムをワークの加工面から離間するので、ラッピングフィルムはワークの加工面に対し確実に複数個のローラシュー部分でワークと接し、実質的にシューとワークとの接触面積の増大を確保でき、ワークの仕上げ加工を高効率に行なうことができる。しかも、離間部材によりラッピングフィルムをワークの加工面から離間したので、クーラント等の冷却水を加工ポイントに供給し易く、これにより正常なラッピング加工は長期にわたり行なわれ、ワークの面性状も均一化し、製品品質も向上する。
【００２５】
さらに、ローラシューや離間部材を回転可能としたので、ラッピングフィルムを交換する場合や、テンション付与手段によりラッピングフィルムにテンションを付与する場合に、フィルム交換やテンション付与円滑にかつ容易に行なうことができる。
【００２６】
請求項２の発明によれば、ローラシューが、ラッピングフィルムをワークの加工面に押付ける前進位置と、ワークの加工面から離間した後退位置をとるように支持手段で支持したので、前項の効果に加え、真円状のワークに対し速やかにラッピング加工することができる。
【００２７】
請求項３の発明によれば、ローラシューがラッピングフィルムをワークの加工面に押付ける前進位置と、ワークの加工面から離間した後退位置との間の中間位置で、ワークの加工面を所定圧で押圧するように支持手段で支持したので、複数個のローラシューをワークの加工面に確実に接触させることができ、前項の効果に加え、真円状あるいは非真円状のワークを速やかにラッピング加工することができ、ラッピング加工の汎用性が増す。
【００２８】
請求項４の発明によれば、テンション付与手段によりラッピングフィルムにテンションを付与したので、ラッピングフィルムのテンションによっても複数個のローラシューを整列させることができ、これによりワークの加工面に確実に接触させることができ、前項の効果に加え、非真円状ワークであっても各ローラシューの面圧を均一にできる。この結果、断面円弧状の加工面を有する種々のワークに対しラッピング加工することができ、汎用性が増し、また、ラッピング加工によるワークの加工面の粗さも均一化することができ、製品品質も向上する。
【００２９】
請求項５の発明によれば、ローラシューをワークと平行に配置すると共にその外面形状も成形すべきワークの形状に対応する形状としたので、ワークをローラシューの形状に対応して成形でき、ワークの軸直角断面形状を任意の真直度で加工することもできる。
【００３０】
請求項６の発明によれば、ローラシューと離間部材を交互に配置し、ラッピングフィルムをこれらにジグザグに巻回したので、加工を行なう部分と行なわない部分が交互に配置され、実質的にシューとワークとの接触面積の増大を確保でき、しかも、加工により過熱される部分と非加工領域が交互に生じ、加工時の放熱性や切り屑の除去が円滑になる。
【００３１】
請求項７の発明によれば、加工を行なわない離間部材から冷却水を吐出すれば、非加工領域で速やかに冷却でき、前項の効果がさらに向上する。
【００３２】
請求項８の発明によれば、ローラシューと離間部材の両端を支持する支持部材をチェーン状に連続して連結したので、これら各部材はワークの軸線と平行な軸線を有する位置となり、ワークの真直度を出しやすくなる。
【００３３】
請求項９の発明によれば、ローラシューと離間部材を、ワークに対し開閉可能に設けられた一対の押圧アームにそれぞれ設け、両押圧アームの閉動時に前記ラッピングフィルムが可及的に前記ワークの加工面全周を覆うようにしたので、ワークの取付けや取出しが容易となるのみでなく、複数あるローラシューと離間部材を両押圧アームにより一括して操作し、ワークの加工面を略全周にわたり覆うことができ、操作性が向上する。
【００３４】
請求項１０の発明によれば、ラッピング加工装置にオシレーション手段を設けると、確実に加工時間を短縮できる。
【００３５】
請求項１１の発明によれば、押圧アームに、ラッピングフィルム内に向けて冷却水を吐出する冷却水供給手段を設けたので、簡単に冷却液の供給ができ、しかも冷却性も向上し、加工性も向上する。
【００３６】
請求項１２の発明によれば、ワークが円弧状加工面を有するクランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部、カムシャフトのジャーナル部であっても、また、カムシャフトのカムロブ部のように非真円状の加工面を有するものであっても、複数個のローラシューがワーク加工面と確実に接するので、実質的にシューとワークとの接触面積が増大し、ラッピング加工を高効率に行なうことができ、ワークの面性状も均一化し、良好な製品品質を確保することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３８】
図１はラッピング加工装置の概略正面図、図２，３は図１の２−２線に沿う断面相当図で、図２が押圧アームの閉状態、図３が押圧アームの開状態を示している。
【００３９】
まず、本実施形態のラッピング加工装置について概説する。本実施形態のラッピング加工装置は、図１〜３において、クランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部をワークＷとするもので、非伸縮性でかつ変形可能な薄肉基材の一面に砥粒が設けられたラッピングフィルム１と、ラッピングフィルム１の背面側に配置された複数のローラシューＲ（図２参照）と、ローラシューＲをワークＷの加工面に押付け、ラッピングフィルム１の砥粒面をワークＷに押付けるシュー押付部材（図２参照）Ｐと、前記ローラシューＲ間に設けられ、ラッピングフィルム１がワークＷの加工面から離間する離間部材Ｓと、前記ローラシューＲ、シュー押付部材Ｐ及び離間部材Ｓ等を支持する支持手段１０と、ワークＷを回転駆動する回転駆動手段３０（図１参照）と、ワークＷとラッピングフィルム１とを相対的にオシレーションさせるオシレーション手段４０（図１参照）と、ワークＷ及びラッピングフィルム１周辺に冷却液を供給して冷却する冷却手段５０（図２参照）と、ラッピングフィルム１にテンションを付与するテンション付与手段Ｔとを有し、ワークＷを回転しつつこれにラッピングフィルム１を押圧しラッピング加工を施している。
【００４０】
また、このラッピング加工装置は、ラッピング加工に当り、シュー押付部材Ｐ、支持手段１０、回転駆動手段３０及びオシレーション手段４０等の作動状態を適宜検知手段（図示せず）により検知し、この検知信号に基づき各手段を制御する制御部Ｃが設けられている。
【００４１】
以下、詳述する。
【００４２】
前記ラッピングフィルム１は、種々のタイプがある。本実施形態では、基材が所定幅の帯状をした非伸縮性の高い材料、例えば、板厚ｔが２５μｍ〜１３０μｍ程度のポリエステルなどから構成され、この基材の一面には、数μｍ〜２００μｍ程度の粒径を有する多数の砥粒（具体的には、酸化アルミニウム、シリコンカーバイト、ダイアモンド等からなる）が接着剤により取付けられている。砥粒は、基材の一面に全面にわたって接着してもよく、また、所定幅の無砥粒領域を間欠的に形成したものであっても良い。基材の他面には、ゴムあるいは合成樹脂等からなる抵抗材料（図示せず）が取付けられているが、場合によっては滑り止め加工を施しても良い。
【００４３】
このラッピングフィルム１は、図２に示すように、巻取りリール６をモータＭにより回転すると、ラッピング加工装置の枠体等に支持された供給リール５から引き出され、多数のローラｒ１〜ｒ８にガイドされ、巻取りリール６に巻き取られる。
【００４４】
供給リール５と巻取りリール６の近傍には、テンション付与手段Ｔが設けられている。このテンション付与手段Ｔは、ロック装置７と巻取りリール６により構成され、このロック装置７を作動し巻取りリール６を巻くことによりラッピングフィルム１全体に所定のテンションが付与され、ピンと張った固定状態でラッピング加工が行なわれる。なお、場合によっては、ラッピングフィルム１全体に所定のテンションを付与することはなく、少なくともローラシューＲ及び離間部材Ｓに当接しているラッピングフィルム１にテンションを付与すればよい。
【００４５】
特に、本実施形態では、図２に示すように、ワークＷの周囲においてラッピングフィルム１がローラシューＲと離間部材Ｓとの間をジグザグに巻回され、ローラシューＲと離間部材Ｓは、支持手段１０によりワークＷに対し開閉可能に支持されている。
【００４６】
さらに詳述する。支持手段１０は、ローラシューＲ及び離間部材Ｓが設けられた両押圧アーム１１，１２と、これを開閉動させる流体圧シリンダ１３とを有している。この流体圧シリンダ１３が作動すると、支持ピン１４を中心として両押圧アーム１１，１２がラッピングフィルム１と共に開閉する。両押圧アーム１１，１２の閉じ回動すると、ローラシューＲ及び離間部材Ｓがラッピングフィルム１と共にワークＷの周りに配置されることになり、開き回動すると、ローラシューＲ及び離間部材Ｓがラッピングフィルム１と共にワークＷから離間される。
【００４７】
両押圧アーム１１，１２には、中央空所１５（図３参照）が設けられ、ここにワークＷが設置され、その周囲にローラシューＲと離間部材Ｓが配置されるが、これらローラシューＲと離間部材Ｓが両押圧アーム１１，１２に取付けられている状態の詳細は、図４〜７に示す。
【００４８】
ここに、図４はラッピング加工装置の要部概略平面図、図５，６，７はそれぞれ図４の５−５線、６−６線、７−７線に沿う断面相当図である。
【００４９】
前記ローラシューＲは、ゴムあるいは合成樹脂等により構成された比較的剛性を有する円柱状をしたものであるが、図４に示すように、中央空所１５周辺において、押圧アーム１１，１２にそれぞれ設けられたシュー押付部材Ｐと連結されている。
【００５０】
シュー押付部材Ｐは、図５に示すように、押圧アーム１１，１２の面上に取付けられた流体圧シリンダ等からなる放射方向に進退可能なアクチュエータ１６を有し、このアクチュエータ１６より突出されたロッド１７の先端にＵ字状のブラケット１８が取付けられ、このブラケット１８にローラシューＲが支持されている。したがって、アクチュエータ１６を作動すると、中央空所１５内でローラシューＲが放射方向に進退し、前進時にはローラシューＲの内側面に配置されたラッピングフィルム１をワークＷの外周面に当接し、後退時には後述の離間部材Ｓのバネ２１によりラッピングフィルム１と共に後退し、ワークＷの外周面より離間することになる。
【００５１】
しかし、ワークＷがクランクシャフトのように断面が真円の場合は、シュー押付部材Ｐのアクチュエータ１６は、ラッピングフィルム１をワークＷの加工面に押付ける前進位置と、ワークの加工面から離間した後退位置という２つの位置をとるものでも問題はないが、カムプルーブ部のように断面が非真円の場合は、ワークＷの加工面に押圧する押圧力あるいは変位を調節できるようにする必要がある。
【００５２】
したがって、真円状のワークに対しては、前記支持手段１０は、ローラシューＲが前進位置と後退位置とをとるように、アクチュエータとして流体圧シリンダを使用し、非真円状のワークに対しては、前記支持手段１０は、ローラシューＲが前進位置と、後退位置との間の中間位置で、ワークの加工面を所定圧で押圧する構成としている。具体的には、ロッド１７の中間にバネ（図示せず）などの変位吸収手段を設け、ローラシューＲが放射方向に変位可能なようにする。
【００５３】
後者のように構成すれば、ワークが真円状あるいは非真円状の如何を問わず、複数個のローラシューをワークの加工面に確実に接触させることができるので、ラッピング加工の汎用性が増すことになる。
【００５４】
ここに、ローラシューＲは、軸１９がブラケット１８に回動可能に支持されているが、これは、ラッピングフィルム１を移動させる場合、例えば、ラッピングフィルム１を交換したり、テンションを付与したりする場合に、ラッピングフィルム１の移動が円滑になるからである。また、ローラシューＲの外周面端部にフィルム肉厚分程度の高さを有する凸部２０を形成し、ラッピングフィルム１の移動時に、フィルムがローラシューＲから外れないようにしてもよい。
【００５５】
前記離間部材Ｓは、前記ローラシューＲと略同じ太さのローラにより構成され、ローラシューＲ間に所定のスペースを隔てて配置されているが、ラッピングフィルム１を砥粒面と当接した状態でワークＷから離間するものであるため、どのような材質であっても良いが、耐摩耗性のある材料、例えば、硬度のある金属材料が好ましい。この離間部材Ｓは、図６に示すように、押圧アーム１１，１２にバネ２１を介して連結されている。バネ２１は、この離間部材Ｓの軸端に取付けられたＵ字状のブラケット２２と押圧アーム１１，１２との間に設けられ、離間部材Ｓを放射方向外方に引っ張っている。
【００５６】
各離間部材Ｓの軸２３も、ラッピングフィルム１を円滑に移動させるために、Ｕ字状のブラケット２２と回動可能に支持されているが、これも、前記ローラシューＲと同様、フィルムの外れ防止のために、外周面端部にフィルム肉厚分程度の高さを有する凸部２４を形成することが好ましい。
【００５７】
また、この離間部材Ｓは、図７に示すように、内部に冷却水通路２５を形成され、外部からジョイント２６を介して供給された冷却水をラッピングフィルム１あるいはワークＷに向かって吐出するようになっている。離間部材Ｓは、図４に示すように、ラッピングフィルム１のワーク加工ポイントに極めて近く、しかもワークＷの外周面とラッピングフィルム１とにより区画形成される部分に空間部２４を形成しているので、離間部材Ｓの内部から外部に向かって冷却水を吐出すれば、ワーク加工ポイントやワークＷを確実にかつ速やかに冷却したり、切り屑を除去できる。
【００５８】
また、押圧アーム１１にも、ラッピングフィルム１内に向けて冷却水を吐出する冷却水供給手段５０が設けられている。この位置に冷却水供給手段５０を設けると、冷却液の供給が簡単にでき好ましい。本実施形態では、離間部材Ｓの冷却水通路２５と冷却手段５０の両者を設けているが、場合によっては、いずれか一方のみでも良い。
【００５９】
前記支持手段１０は、図７に示すように、ローラシューＲと離間部材Ｓを相互にチェーン状に連続して連結する支持部材２７を有している。チェーン状に連結すれば、各ローラシューＲと離間部材Ｓは、その軸方向には変位せず、放射方向に変位するのみとなり、ワークＷの軸線と平行な軸線を有した状態で放射方向に移動できることから、制御が一方向のみとなり行ないやすく、加工によるワークの真直度も出しやすくなる。
【００６０】
この交互に配置されたローラシューＲと離間部材Ｓには、ラッピングフィルム１がジグザグに挿通されている。この結果、ローラシューＲにより押圧されたラッピングフィルム１は、ワークの加工面に対し確実に複数箇所で接し、実質的にシューとワークとの接触面積の増大を確保できる。
【００６１】
ただし、ラッピングフィルム１は、ワークＷの加工面を可及的に全周覆うことが好ましいので、このラッピングフィルム１がワークＷと接触を開始する始端側と、ワークＷとの接触が完了する終端側は、いずれもローラシューＲとし、これにより相互に極力近接した位置でラッピングフィルム１がワークＷに接触している。
【００６２】
回転駆動手段３０は、図１において、主軸３１を回転自在に支持するヘッドストック３２と、主軸３１の先端に連結されワークＷの一端を把持するチャック３３と、主軸３１にベルト３４を介して連結された主軸モータＭと、ワークＷの他端を支持するテールストック３５とを有している。
【００６３】
ワークＷは、ヘッドストック３２とテールストック３５との間にセットされ、主軸モータＭが回転すると、ベルト３４、主軸３１及びチャック３３を介して伝達され、回転する。これらヘッドストック３２とテールストック３５は、Ｙ方向に沿ってスライド移動自在なテーブル３６上に設けられ、このテーブル３６は、Ｘ方向に沿ってスライド移動自在なテーブル３７上に配置されている。
【００６４】
オシレーション手段４０は、図１に示すように、テーブル３７の端部に当接する偏心回転体４３と、偏心回転体４３を回転駆動するオシレーション用のモータＭと、テーブル３７の端部に偏心回転体４３を常時当接させるためのばね等の弾発手段４４と、を有し、モータＭによる偏心回転体４３の回転と弾発手段４４との共働によりテーブル３７をＸ方向に往復移動し、ワークＷ全体をＸ方向にオシレーションする。
【００６５】
このオシレーションの振幅は、モータＭの軸心に対する偏心回転体４３の偏心量により定められ、オシレーションの速度は、モータＭの回転速度により制御される。偏心回転体４３の回転位置は、ロータリエンコーダ４５により検出されるが、偏心量の調節は、モータＭに軸と偏心回転体４３との嵌合部分に調節板を挿入するかあるいは流体圧手段なども使用できる。
【００６６】
なお、本実施形態のオシレーション手段４０は、ワークＷをＸ方向にオシレーションしているが、これのみでなく、ラッピングフィルム１を当該フィルムの長手方向にオシレーションしてもよい。この場合のオシレーション手段４０としては、ローラシューＲと離間部材Ｓとの間からラッピングフィルム１を放射方向外方に一旦引き出し、別途設けられたローラを巻回して元のローラシューと離間部材Ｓとの間に戻すという手段が用いられる。このようにすれば、ローラを放射方向にオシレーションさせることによりフィルムを長手方向にオシレーションさせることができる。
【００６７】
次に、作用を説明する。
【００６８】
まず、両押圧アーム１１，１２が開の状態で、テンション付与手段Ｔを動作し、供給リール５近傍に設けられたロック装置７をロックし、モータＭを作動し巻取りリール６を回転する。この回転によりラッピングフィルム１は所定量移動し、新規な砥粒面がワークＷの加工面上にセットされると共にラッピングフィルム１に所定のテンションが付与される。
【００６９】
そして、巻取りリール６近傍のロック装置７をロックすると、テンションが付与され弛みのないぴんと張った状態のラッピングフィルム１となる。
【００７０】
このラッピングフィルム１は、かなり強度を有しているので、ぴんと張った状態になると、ローラシューＲと離間部材Ｓは、全て中央空所１５内でバネ２１の弾発力に抗して放射方向内方に移動し整列する。しかも、ローラシューＲと離間部材Ｓは、その両端を支持部材２７でチェーン状に連続して連結しているので、その軸方向には移動せず、ワークＷの軸線と平行な軸線で配置される。
【００７１】
この状態でヘッドストック３２とテールストック３５との間にワークＷをセットし、このセット後、流体圧シリンダ１３を作動し、一対の押圧アーム１１，１２を閉動する。これら押圧アーム１１，１２の閉動により複数あるローラシューＲと離間部材Ｓを一括して操作し、ワークＷの加工面を略全周にわたり覆うことができる。
【００７２】
ただし、両押圧アーム１１，１２は閉じても、ラッピングフィルム１は、まだワークＷに対しては後退位置にあり、ワークＷの加工面上にはセットされていない。
【００７３】
次に、各ローラシューＲのシュー押付部材Ｐを動作する。アクチュエータ１６が作動すると、中央空所１５内でローラシューＲが前進し、テンションが付与された状態のラッピングフィルム１がワークＷの外周面に所定の押付け力で押付けられる。このようにテンション付与手段Ｔによりラッピングフィルム１にテンションを付与した状態でアクチュエータ１６を作動すると、複数個のローラシューＲではぴんと張った状態のラッピングフィルム１をワークの加工面に接触させることができる。
【００７４】
なお、不必要な押付け力がワークＷに作用しないように、例えば、ロッド１７自体に長さ調節機構（図示せず）を設けても良い。このような長さ調節機構をロッド１７に設けると、結果的にアクチュエータ１６のストロークを調節することができ、不必要な押付け力がワークＷに作用せず、好ましい。
【００７５】
各ローラシューＲの押付けが、クランクシャフトの各ピン部全てで行なわれると、回転駆動手段３０によりワークＷを回転させる。この回転によりワークＷの加工面は、ローラシューＲにより押圧されたラッピングフィルム１の砥粒面でラッピング加工される。この場合、ピン部によっては偏心回転するものもあるが、通常の手法により両押圧アーム１１，１２もこれに追随して揺動し、同様にラッピング加工される。
【００７６】
本実施形態では、ローラシューＲが多数設けられているので、ワークＷとの接触ポイントが多く、ローラシューＲとワークＷの接触面積も実質的に増大することになる。ローラシューＲと離間部材Ｓは、軸方向には移動せず、ワークＷの軸線と平行な軸線に配置されるので、この状態で加工すると、安定的なラッピング加工ができ、ワークＷは確実に所定の好ましい真直度に加工でき、ワークの仕上げ加工も高効率に行なうことができる。
【００７７】
このラッピング加工時に、離間部材Ｓの冷却水通路２５から冷却水が吐出される。この冷却水は、離間部材Ｓ、ラッピングフィルム１及びワークＷの外周面により区画形成された空間に吐出され、この空間に保持される。
【００７８】
しかも、ローラシューＲと離間部材Ｓを交互に配置し、ラッピングフィルム１をこれらにジグザグに巻回したので、加工を行ない過熱された部分と、加工を行なわない非加工領域が交互に生じることになり、加工時に発生した熱が直ちに非加工領域で放熱される構造、つまり放熱性の優れた構造となっている。
【００７９】
この結果、放熱容易な構造と、高い冷却水保持能力でラッピング加工が行なわれることになり、ラッピングフィルム１とワークＷの接触部分、つまり加工ポイントは、確実に冷却され、切り屑も確実に排出されるので、正常なラッピング加工が長期にわたり行なうことができ、ワークの面性状も均一化し、製品品質も向上する。
【００８０】
なお、オシレーション手段４０を作動し、ワークＷをオシレーションしつつラッピング加工すれば、ワークＷと砥粒との接する距離が長くなり、ワークＷに対する単位時間あたりの作用砥粒数は増大し、加工時間が短縮し、ワークの加工効率を高めることができる。
【００８１】
加工が完了すれば、一対の押圧アーム１１，１２を開動する。これによりラッピングフィルム１と共に複数のローラシューＲと離間部材Ｓを一括してワークＷから離すことができ、ワークを容易に取出すことができ、操作性が向上する。
【００８２】
所定数のワークを加工すると、ラッピングフィルム１は、前記供給リール５と巻取りリール６により移動され、所定のテンションが付与された新規な面で前述と同様に加工を始めることになり、また、長期にわたりラッピング加工が行なわれたラッピングフィルム１は、新たなものと交換されることになる。
【００８３】
このようなフィルムの交換、テンションの付与あるいはフィルムの移動時において、本実施形態のローラシューＲや離間部材Ｓは、それ自体回転可能に支持されているので、フィルム１は容易に移動でき、円滑にフィルム交換等を行なうことができる。
【００８４】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々変更できる。例えば、前述した実施形態では、主としてクランクシャフトのピン部を加工する場合について述べたが、これのみでなく、クランクシャフトのジャーナル部であっても良く、場合によっては、カムシャフトのカムロブ部等のような断面非真円状の円弧状加工面を有するものであってもよい。さらに、他の円弧状加工面を有するものに対しても適用できる。本発明では、複数個のローラシュー及び離間部材がワークを外周面から包むので、加工時にローラシューが放射方向に多少位置変位すれば、内部のワークは断面非真円状であってもよい。
【００８５】
また、ローラシューＲをワークＷと平行に配置すると共にその外面形状も成形すべきワークＷの形状に対応する形状とすれば、ワークＷをローラシューＲの形状に対応して成形でき、ワークの軸直角断面形状を任意の真直度で加工することもできる。
【００８６】
さらに、ローラシューＲが、ワークＷの軸線と平行な軸線を有し、成形すべきワークＷの凸形状部分に対応する部分は柔らかい材質、凹形状部分に対応する部分は固い材質とすれば、このローラシューＲの材質の変化によりワークＷを所望の形状にラッピング加工することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るラッピング加工装置の概略正面図である。
【図２】図１の２−２線に沿う断面相当図である。
【図３】図１の２−２線に沿う断面相当図である。
【図４】前記ラッピング加工装置の要部概略平面図である。
【図５】図４の５−５線に沿う断面相当図である。
【図６】図４の６−６線に沿う断面相当図である。
【図７】図４の７−７線に沿う断面相当図である。
【符号の説明】
１…ラッピングフィルム、
１０…支持手段、
１１，１２…押圧アーム、
２７…支持部材、
３０…回転駆動手段、
４０…オシレーション手段、
５０…冷却水供給手段、
Ｐ…シュー押付部材、
Ｒ…ローラシュー、
Ｓ…離間部材、
Ｔ…テンション付与手段、
Ｗ…ワーク。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの加工面を砥粒付きのラッピングフィルム（以下単にフィルムと称することもある）によりフィルムラッピング加工（以下単にラッピング加工）するラッピング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用エンジンのクランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部あるいはカムシャフトのカムロブ部やジャーナル部等のような断面円弧状加工面を有するワークを仕上げ加工する場合は、最近、非伸縮性でかつ変形可能な薄肉基材の一面に砥粒が設けられた帯状のラッピングフィルムによりラッピング加工している。
【０００３】
ラッピング加工は、ワークの加工面をラッピングフィルムで覆い、このフィルムを背面からシューで加圧し、フィルムをワークに押付けた状態でワークを回転しながらフィルムの砥粒面でワークを加工する。
【０００４】
このラッピング加工で使用されるシューには、ワークの加工面と当接する部分が凸状となっている凸シューと、凹状になっている凹シューがある。例えば、カムシャフトのカムロブ部をラッピング加工する場合に凸シューを使用した例としては、下記特許文献１があり、クランクシャフトのピン部をラッピング加工する場合に凹シューを使用した例としては、下記特許文献２がある。いずれも一対のシューでラッピングフィルムを介してワークを挟持し、ラッピング加工する構成である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２３７１１６号公報 （段落番号［００１６］、図１、図２、図６参照）
【特許文献２】
特開平９−１３６２５７号公報 （段落番号［０００２］、［０００３］、図１１参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような一対の凸シューあるいは凹シューは、断面円弧状加工面を有するワークと接するとき、接点が２箇所又は４ヶ所しか得られず、ラッピングフィルムとワークとの接触面積が少なく、ワークの加工面の仕上げを高効率に行なうことが難しい。
【０００７】
なお、本明細書では、シューがラッピングフィルムを介してワークの外周面と間接的に当接することを「接触」、シューがラッピングフィルムを介してワークの外周面と間接的に当接する面積のことを「接触面積」と略称する。
【０００８】
そこで、シューとワークの接触面積を増大するために、前記特許文献２の図１に示すように、シューの内面側をワークの円弧状加工面に沿った円弧状に成形したものを使用することもある。しかし、このように成形したシューであっても、実際にはシューの円弧状内面とワークの円弧状加工面が確実に全面接触しておらず、１，２点あるいは数点で接しているのみである。特に、長年使用するとシューが摩耗し、接触面積の確保は次第に難しくなる。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、ワークに対して放射方向に移動可能なローラシューを複数個用いて、ラッピングフィルムをワークの加工面に押付け、シューとワークとを確実に接触させると共にシューとワークとの接触面積を実質的に増大し、ワークの仕上げ加工を高効率に行なうことができるラッピング加工装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１１】
（１） 断面円弧状の加工面を有するワークの加工面上にラッピングフィルムを設け、前記ワークを回転駆動しつつ前記ラッピングフィルムの背面側に設けたシューをシュー押付部材により押圧しラッピング加工を施すラッピング加工装置において、前記シューを複数のローラシューにより構成し、当該ローラシュー間の前記ラッピングフィルムを離間部材により前記ワークの加工面から離間し、前記ローラシュー及び離間部材を前記ワークに対して放射方向に移動可能でかつ回転可能に支持手段により支持したことを特徴とするラッピング加工装置。
【００１２】
（２） 前記支持手段は、前記ローラシューが、ラッピングフィルムをワークの加工面に押付ける前進位置と、前記ワークの加工面から離間した後退位置をとるように支持したことを特徴とする前記（１）のラッピング加工装置。
【００１３】
（３） 前記支持手段は、前記ローラシューが、前記ラッピングフィルムをワークの加工面に押付ける前進位置と、前記ワークの加工面から離間した後退位置との間の中間位置で、ワークの加工面を所定圧で押圧するように支持したことを特徴とする前記（１）のラッピング加工装置。
【００１４】
（４） 前記ラッピング加工装置は、少なくとも前記ローラシュー及び離間部材に当接している前記ラッピングフィルムにテンションを付与するテンション付与手段を有する前記（１）〜（３）のラッピング加工装置。
【００１５】
（５） 前記ローラシューと離間部材は、前記ワークの軸線と平行な軸線を有し、成形すべきワークの形状に対応する外面形状としたことを特徴とする前記（１）〜（４）のラッピング加工装置。
【００１６】
（６） 前記ローラシューと離間部材は、これらを交互に配置し、前記ラッピングフィルムを当該ローラシューと離間部材にジグザグに巻回したことを特徴とする前記（１）〜（５）のラッピング加工装置。
【００１７】
（７） 前記離間部材は、内部から外部に向かって冷却水を吐出する構成としたことを特徴とする前記（１）〜（６）のラッピング加工装置。
【００１８】
（８） 前記支持手段は、前記ローラシューと離間部材の両端を支持する支持部材をチェーン状に連続して連結したことを特徴とする（１）〜（７）のラッピング加工装置。
【００１９】
（９） 前記ローラシューと前記離間部材は、前記ワークに対し開閉可能に設けられた一対の押圧アームにそれぞれ設けられ、両押圧アームの閉動時に前記ラッピングフィルムが可及的に前記ワークの加工面全周を覆うことを特徴とするである前記（１）〜（８）のラッピング加工装置。
【００２０】
（１０） 前記ラッピング加工装置は、前記ワーク又は前記ラッピングフィルムにオシレーションを付与するオシレーション手段を有する前記（１）のラッピング加工装置。
【００２１】
（１１） 前記押圧アームは、前記ワークを取り囲むラッピングフィルム内に向けて冷却水を供給する冷却水供給手段を有する前記（９）のラッピング加工装置。
【００２２】
（１２） 前記ワークは、クランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部、カムシャフトのカムロブ部若しくはジャーナル部であるである前記（１）〜（３）（５）（９）〜（１１）のラッピング加工装置。
【００２３】
（１３） 前記ローラシューは、ワークの軸線と平行な軸線を有し、成形すべきワークの凸形状部分に対応する部分は柔らかい材質を、凹形状部分に対応する部分は固い材質としたことを特徴とする前記（１）〜（６）（８）（９）のラッピング加工装置。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ワークに対して放射方向に移動可能でかつ回転可能に支持された複数個のローラシューをラッピングフィルムの背面側に配置し、これらローラシュー間に設けた離間部材によりラッピングフィルムをワークの加工面から離間するので、ラッピングフィルムはワークの加工面に対し確実に複数個のローラシュー部分でワークと接し、実質的にシューとワークとの接触面積の増大を確保でき、ワークの仕上げ加工を高効率に行なうことができる。しかも、離間部材によりラッピングフィルムをワークの加工面から離間したので、クーラント等の冷却水を加工ポイントに供給し易く、これにより正常なラッピング加工は長期にわたり行なわれ、ワークの面性状も均一化し、製品品質も向上する。
【００２５】
さらに、ローラシューや離間部材を回転可能としたので、ラッピングフィルムを交換する場合や、テンション付与手段によりラッピングフィルムにテンションを付与する場合に、フィルム交換やテンション付与円滑にかつ容易に行なうことができる。
【００２６】
請求項２の発明によれば、ローラシューが、ラッピングフィルムをワークの加工面に押付ける前進位置と、ワークの加工面から離間した後退位置をとるように支持手段で支持したので、前項の効果に加え、真円状のワークに対し速やかにラッピング加工することができる。
【００２７】
請求項３の発明によれば、ローラシューがラッピングフィルムをワークの加工面に押付ける前進位置と、ワークの加工面から離間した後退位置との間の中間位置で、ワークの加工面を所定圧で押圧するように支持手段で支持したので、複数個のローラシューをワークの加工面に確実に接触させることができ、前項の効果に加え、真円状あるいは非真円状のワークを速やかにラッピング加工することができ、ラッピング加工の汎用性が増す。
【００２８】
請求項４の発明によれば、テンション付与手段によりラッピングフィルムにテンションを付与したので、ラッピングフィルムのテンションによっても複数個のローラシューを整列させることができ、これによりワークの加工面に確実に接触させることができ、前項の効果に加え、非真円状ワークであっても各ローラシューの面圧を均一にできる。この結果、断面円弧状の加工面を有する種々のワークに対しラッピング加工することができ、汎用性が増し、また、ラッピング加工によるワークの加工面の粗さも均一化することができ、製品品質も向上する。
【００２９】
請求項５の発明によれば、ローラシューをワークと平行に配置すると共にその外面形状も成形すべきワークの形状に対応する形状としたので、ワークをローラシューの形状に対応して成形でき、ワークの軸直角断面形状を任意の真直度で加工することもできる。
【００３０】
請求項６の発明によれば、ローラシューと離間部材を交互に配置し、ラッピングフィルムをこれらにジグザグに巻回したので、加工を行なう部分と行なわない部分が交互に配置され、実質的にシューとワークとの接触面積の増大を確保でき、しかも、加工により過熱される部分と非加工領域が交互に生じ、加工時の放熱性や切り屑の除去が円滑になる。
【００３１】
請求項７の発明によれば、加工を行なわない離間部材から冷却水を吐出すれば、非加工領域で速やかに冷却でき、前項の効果がさらに向上する。
【００３２】
請求項８の発明によれば、ローラシューと離間部材の両端を支持する支持部材をチェーン状に連続して連結したので、これら各部材はワークの軸線と平行な軸線を有する位置となり、ワークの真直度を出しやすくなる。
【００３３】
請求項９の発明によれば、ローラシューと離間部材を、ワークに対し開閉可能に設けられた一対の押圧アームにそれぞれ設け、両押圧アームの閉動時に前記ラッピングフィルムが可及的に前記ワークの加工面全周を覆うようにしたので、ワークの取付けや取出しが容易となるのみでなく、複数あるローラシューと離間部材を両押圧アームにより一括して操作し、ワークの加工面を略全周にわたり覆うことができ、操作性が向上する。
【００３４】
請求項１０の発明によれば、ラッピング加工装置にオシレーション手段を設けると、確実に加工時間を短縮できる。
【００３５】
請求項１１の発明によれば、押圧アームに、ラッピングフィルム内に向けて冷却水を吐出する冷却水供給手段を設けたので、簡単に冷却液の供給ができ、しかも冷却性も向上し、加工性も向上する。
【００３６】
請求項１２の発明によれば、ワークが円弧状加工面を有するクランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部、カムシャフトのジャーナル部であっても、また、カムシャフトのカムロブ部のように非真円状の加工面を有するものであっても、複数個のローラシューがワーク加工面と確実に接するので、実質的にシューとワークとの接触面積が増大し、ラッピング加工を高効率に行なうことができ、ワークの面性状も均一化し、良好な製品品質を確保することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３８】
図１はラッピング加工装置の概略正面図、図２，３は図１の２−２線に沿う断面相当図で、図２が押圧アームの閉状態、図３が押圧アームの開状態を示している。
【００３９】
まず、本実施形態のラッピング加工装置について概説する。本実施形態のラッピング加工装置は、図１〜３において、クランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部をワークＷとするもので、非伸縮性でかつ変形可能な薄肉基材の一面に砥粒が設けられたラッピングフィルム１と、ラッピングフィルム１の背面側に配置された複数のローラシューＲ（図２参照）と、ローラシューＲをワークＷの加工面に押付け、ラッピングフィルム１の砥粒面をワークＷに押付けるシュー押付部材（図２参照）Ｐと、前記ローラシューＲ間に設けられ、ラッピングフィルム１がワークＷの加工面から離間する離間部材Ｓと、前記ローラシューＲ、シュー押付部材Ｐ及び離間部材Ｓ等を支持する支持手段１０と、ワークＷを回転駆動する回転駆動手段３０（図１参照）と、ワークＷとラッピングフィルム１とを相対的にオシレーションさせるオシレーション手段４０（図１参照）と、ワークＷ及びラッピングフィルム１周辺に冷却液を供給して冷却する冷却手段５０（図２参照）と、ラッピングフィルム１にテンションを付与するテンション付与手段Ｔとを有し、ワークＷを回転しつつこれにラッピングフィルム１を押圧しラッピング加工を施している。
【００４０】
また、このラッピング加工装置は、ラッピング加工に当り、シュー押付部材Ｐ、支持手段１０、回転駆動手段３０及びオシレーション手段４０等の作動状態を適宜検知手段（図示せず）により検知し、この検知信号に基づき各手段を制御する制御部Ｃが設けられている。
【００４１】
以下、詳述する。
【００４２】
前記ラッピングフィルム１は、種々のタイプがある。本実施形態では、基材が所定幅の帯状をした非伸縮性の高い材料、例えば、板厚ｔが２５μｍ〜１３０μｍ程度のポリエステルなどから構成され、この基材の一面には、数μｍ〜２００μｍ程度の粒径を有する多数の砥粒（具体的には、酸化アルミニウム、シリコンカーバイト、ダイアモンド等からなる）が接着剤により取付けられている。砥粒は、基材の一面に全面にわたって接着してもよく、また、所定幅の無砥粒領域を間欠的に形成したものであっても良い。基材の他面には、ゴムあるいは合成樹脂等からなる抵抗材料（図示せず）が取付けられているが、場合によっては滑り止め加工を施しても良い。
【００４３】
このラッピングフィルム１は、図２に示すように、巻取りリール６をモータＭにより回転すると、ラッピング加工装置の枠体等に支持された供給リール５から引き出され、多数のローラｒ１〜ｒ８にガイドされ、巻取りリール６に巻き取られる。
【００４４】
供給リール５と巻取りリール６の近傍には、テンション付与手段Ｔが設けられている。このテンション付与手段Ｔは、ロック装置７と巻取りリール６により構成され、このロック装置７を作動し巻取りリール６を巻くことによりラッピングフィルム１全体に所定のテンションが付与され、ピンと張った固定状態でラッピング加工が行なわれる。なお、場合によっては、ラッピングフィルム１全体に所定のテンションを付与することはなく、少なくともローラシューＲ及び離間部材Ｓに当接しているラッピングフィルム１にテンションを付与すればよい。
【００４５】
特に、本実施形態では、図２に示すように、ワークＷの周囲においてラッピングフィルム１がローラシューＲと離間部材Ｓとの間をジグザグに巻回され、ローラシューＲと離間部材Ｓは、支持手段１０によりワークＷに対し開閉可能に支持されている。
【００４６】
さらに詳述する。支持手段１０は、ローラシューＲ及び離間部材Ｓが設けられた両押圧アーム１１，１２と、これを開閉動させる流体圧シリンダ１３とを有している。この流体圧シリンダ１３が作動すると、支持ピン１４を中心として両押圧アーム１１，１２がラッピングフィルム１と共に開閉する。両押圧アーム１１，１２の閉じ回動すると、ローラシューＲ及び離間部材Ｓがラッピングフィルム１と共にワークＷの周りに配置されることになり、開き回動すると、ローラシューＲ及び離間部材Ｓがラッピングフィルム１と共にワークＷから離間される。
【００４７】
両押圧アーム１１，１２には、中央空所１５（図３参照）が設けられ、ここにワークＷが設置され、その周囲にローラシューＲと離間部材Ｓが配置されるが、これらローラシューＲと離間部材Ｓが両押圧アーム１１，１２に取付けられている状態の詳細は、図４〜７に示す。
【００４８】
ここに、図４はラッピング加工装置の要部概略平面図、図５，６，７はそれぞれ図４の５−５線、６−６線、７−７線に沿う断面相当図である。
【００４９】
前記ローラシューＲは、ゴムあるいは合成樹脂等により構成された比較的剛性を有する円柱状をしたものであるが、図４に示すように、中央空所１５周辺において、押圧アーム１１，１２にそれぞれ設けられたシュー押付部材Ｐと連結されている。
【００５０】
シュー押付部材Ｐは、図５に示すように、押圧アーム１１，１２の面上に取付けられた流体圧シリンダ等からなる放射方向に進退可能なアクチュエータ１６を有し、このアクチュエータ１６より突出されたロッド１７の先端にＵ字状のブラケット１８が取付けられ、このブラケット１８にローラシューＲが支持されている。したがって、アクチュエータ１６を作動すると、中央空所１５内でローラシューＲが放射方向に進退し、前進時にはローラシューＲの内側面に配置されたラッピングフィルム１をワークＷの外周面に当接し、後退時には後述の離間部材Ｓのバネ２１によりラッピングフィルム１と共に後退し、ワークＷの外周面より離間することになる。
【００５１】
しかし、ワークＷがクランクシャフトのように断面が真円の場合は、シュー押付部材Ｐのアクチュエータ１６は、ラッピングフィルム１をワークＷの加工面に押付ける前進位置と、ワークの加工面から離間した後退位置という２つの位置をとるものでも問題はないが、カムプルーブ部のように断面が非真円の場合は、ワークＷの加工面に押圧する押圧力あるいは変位を調節できるようにする必要がある。
【００５２】
したがって、真円状のワークに対しては、前記支持手段１０は、ローラシューＲが前進位置と後退位置とをとるように、アクチュエータとして流体圧シリンダを使用し、非真円状のワークに対しては、前記支持手段１０は、ローラシューＲが前進位置と、後退位置との間の中間位置で、ワークの加工面を所定圧で押圧する構成としている。具体的には、ロッド１７の中間にバネ（図示せず）などの変位吸収手段を設け、ローラシューＲが放射方向に変位可能なようにする。
【００５３】
後者のように構成すれば、ワークが真円状あるいは非真円状の如何を問わず、複数個のローラシューをワークの加工面に確実に接触させることができるので、ラッピング加工の汎用性が増すことになる。
【００５４】
ここに、ローラシューＲは、軸１９がブラケット１８に回動可能に支持されているが、これは、ラッピングフィルム１を移動させる場合、例えば、ラッピングフィルム１を交換したり、テンションを付与したりする場合に、ラッピングフィルム１の移動が円滑になるからである。また、ローラシューＲの外周面端部にフィルム肉厚分程度の高さを有する凸部２０を形成し、ラッピングフィルム１の移動時に、フィルムがローラシューＲから外れないようにしてもよい。
【００５５】
前記離間部材Ｓは、前記ローラシューＲと略同じ太さのローラにより構成され、ローラシューＲ間に所定のスペースを隔てて配置されているが、ラッピングフィルム１を砥粒面と当接した状態でワークＷから離間するものであるため、どのような材質であっても良いが、耐摩耗性のある材料、例えば、硬度のある金属材料が好ましい。この離間部材Ｓは、図６に示すように、押圧アーム１１，１２にバネ２１を介して連結されている。バネ２１は、この離間部材Ｓの軸端に取付けられたＵ字状のブラケット２２と押圧アーム１１，１２との間に設けられ、離間部材Ｓを放射方向外方に引っ張っている。
【００５６】
各離間部材Ｓの軸２３も、ラッピングフィルム１を円滑に移動させるために、Ｕ字状のブラケット２２と回動可能に支持されているが、これも、前記ローラシューＲと同様、フィルムの外れ防止のために、外周面端部にフィルム肉厚分程度の高さを有する凸部２４を形成することが好ましい。
【００５７】
また、この離間部材Ｓは、図７に示すように、内部に冷却水通路２５を形成され、外部からジョイント２６を介して供給された冷却水をラッピングフィルム１あるいはワークＷに向かって吐出するようになっている。離間部材Ｓは、図４に示すように、ラッピングフィルム１のワーク加工ポイントに極めて近く、しかもワークＷの外周面とラッピングフィルム１とにより区画形成される部分に空間部２４を形成しているので、離間部材Ｓの内部から外部に向かって冷却水を吐出すれば、ワーク加工ポイントやワークＷを確実にかつ速やかに冷却したり、切り屑を除去できる。
【００５８】
また、押圧アーム１１にも、ラッピングフィルム１内に向けて冷却水を吐出する冷却水供給手段５０が設けられている。この位置に冷却水供給手段５０を設けると、冷却液の供給が簡単にでき好ましい。本実施形態では、離間部材Ｓの冷却水通路２５と冷却手段５０の両者を設けているが、場合によっては、いずれか一方のみでも良い。
【００５９】
前記支持手段１０は、図７に示すように、ローラシューＲと離間部材Ｓを相互にチェーン状に連続して連結する支持部材２７を有している。チェーン状に連結すれば、各ローラシューＲと離間部材Ｓは、その軸方向には変位せず、放射方向に変位するのみとなり、ワークＷの軸線と平行な軸線を有した状態で放射方向に移動できることから、制御が一方向のみとなり行ないやすく、加工によるワークの真直度も出しやすくなる。
【００６０】
この交互に配置されたローラシューＲと離間部材Ｓには、ラッピングフィルム１がジグザグに挿通されている。この結果、ローラシューＲにより押圧されたラッピングフィルム１は、ワークの加工面に対し確実に複数箇所で接し、実質的にシューとワークとの接触面積の増大を確保できる。
【００６１】
ただし、ラッピングフィルム１は、ワークＷの加工面を可及的に全周覆うことが好ましいので、このラッピングフィルム１がワークＷと接触を開始する始端側と、ワークＷとの接触が完了する終端側は、いずれもローラシューＲとし、これにより相互に極力近接した位置でラッピングフィルム１がワークＷに接触している。
【００６２】
回転駆動手段３０は、図１において、主軸３１を回転自在に支持するヘッドストック３２と、主軸３１の先端に連結されワークＷの一端を把持するチャック３３と、主軸３１にベルト３４を介して連結された主軸モータＭと、ワークＷの他端を支持するテールストック３５とを有している。
【００６３】
ワークＷは、ヘッドストック３２とテールストック３５との間にセットされ、主軸モータＭが回転すると、ベルト３４、主軸３１及びチャック３３を介して伝達され、回転する。これらヘッドストック３２とテールストック３５は、Ｙ方向に沿ってスライド移動自在なテーブル３６上に設けられ、このテーブル３６は、Ｘ方向に沿ってスライド移動自在なテーブル３７上に配置されている。
【００６４】
オシレーション手段４０は、図１に示すように、テーブル３７の端部に当接する偏心回転体４３と、偏心回転体４３を回転駆動するオシレーション用のモータＭと、テーブル３７の端部に偏心回転体４３を常時当接させるためのばね等の弾発手段４４と、を有し、モータＭによる偏心回転体４３の回転と弾発手段４４との共働によりテーブル３７をＸ方向に往復移動し、ワークＷ全体をＸ方向にオシレーションする。
【００６５】
このオシレーションの振幅は、モータＭの軸心に対する偏心回転体４３の偏心量により定められ、オシレーションの速度は、モータＭの回転速度により制御される。偏心回転体４３の回転位置は、ロータリエンコーダ４５により検出されるが、偏心量の調節は、モータＭに軸と偏心回転体４３との嵌合部分に調節板を挿入するかあるいは流体圧手段なども使用できる。
【００６６】
なお、本実施形態のオシレーション手段４０は、ワークＷをＸ方向にオシレーションしているが、これのみでなく、ラッピングフィルム１を当該フィルムの長手方向にオシレーションしてもよい。この場合のオシレーション手段４０としては、ローラシューＲと離間部材Ｓとの間からラッピングフィルム１を放射方向外方に一旦引き出し、別途設けられたローラを巻回して元のローラシューと離間部材Ｓとの間に戻すという手段が用いられる。このようにすれば、ローラを放射方向にオシレーションさせることによりフィルムを長手方向にオシレーションさせることができる。
【００６７】
次に、作用を説明する。
【００６８】
まず、両押圧アーム１１，１２が開の状態で、テンション付与手段Ｔを動作し、供給リール５近傍に設けられたロック装置７をロックし、モータＭを作動し巻取りリール６を回転する。この回転によりラッピングフィルム１は所定量移動し、新規な砥粒面がワークＷの加工面上にセットされると共にラッピングフィルム１に所定のテンションが付与される。
【００６９】
そして、巻取りリール６近傍のロック装置７をロックすると、テンションが付与され弛みのないぴんと張った状態のラッピングフィルム１となる。
【００７０】
このラッピングフィルム１は、かなり強度を有しているので、ぴんと張った状態になると、ローラシューＲと離間部材Ｓは、全て中央空所１５内でバネ２１の弾発力に抗して放射方向内方に移動し整列する。しかも、ローラシューＲと離間部材Ｓは、その両端を支持部材２７でチェーン状に連続して連結しているので、その軸方向には移動せず、ワークＷの軸線と平行な軸線で配置される。
【００７１】
この状態でヘッドストック３２とテールストック３５との間にワークＷをセットし、このセット後、流体圧シリンダ１３を作動し、一対の押圧アーム１１，１２を閉動する。これら押圧アーム１１，１２の閉動により複数あるローラシューＲと離間部材Ｓを一括して操作し、ワークＷの加工面を略全周にわたり覆うことができる。
【００７２】
ただし、両押圧アーム１１，１２は閉じても、ラッピングフィルム１は、まだワークＷに対しては後退位置にあり、ワークＷの加工面上にはセットされていない。
【００７３】
次に、各ローラシューＲのシュー押付部材Ｐを動作する。アクチュエータ１６が作動すると、中央空所１５内でローラシューＲが前進し、テンションが付与された状態のラッピングフィルム１がワークＷの外周面に所定の押付け力で押付けられる。このようにテンション付与手段Ｔによりラッピングフィルム１にテンションを付与した状態でアクチュエータ１６を作動すると、複数個のローラシューＲではぴんと張った状態のラッピングフィルム１をワークの加工面に接触させることができる。
【００７４】
なお、不必要な押付け力がワークＷに作用しないように、例えば、ロッド１７自体に長さ調節機構（図示せず）を設けても良い。このような長さ調節機構をロッド１７に設けると、結果的にアクチュエータ１６のストロークを調節することができ、不必要な押付け力がワークＷに作用せず、好ましい。
【００７５】
各ローラシューＲの押付けが、クランクシャフトの各ピン部全てで行なわれると、回転駆動手段３０によりワークＷを回転させる。この回転によりワークＷの加工面は、ローラシューＲにより押圧されたラッピングフィルム１の砥粒面でラッピング加工される。この場合、ピン部によっては偏心回転するものもあるが、通常の手法により両押圧アーム１１，１２もこれに追随して揺動し、同様にラッピング加工される。
【００７６】
本実施形態では、ローラシューＲが多数設けられているので、ワークＷとの接触ポイントが多く、ローラシューＲとワークＷの接触面積も実質的に増大することになる。ローラシューＲと離間部材Ｓは、軸方向には移動せず、ワークＷの軸線と平行な軸線に配置されるので、この状態で加工すると、安定的なラッピング加工ができ、ワークＷは確実に所定の好ましい真直度に加工でき、ワークの仕上げ加工も高効率に行なうことができる。
【００７７】
このラッピング加工時に、離間部材Ｓの冷却水通路２５から冷却水が吐出される。この冷却水は、離間部材Ｓ、ラッピングフィルム１及びワークＷの外周面により区画形成された空間に吐出され、この空間に保持される。
【００７８】
しかも、ローラシューＲと離間部材Ｓを交互に配置し、ラッピングフィルム１をこれらにジグザグに巻回したので、加工を行ない過熱された部分と、加工を行なわない非加工領域が交互に生じることになり、加工時に発生した熱が直ちに非加工領域で放熱される構造、つまり放熱性の優れた構造となっている。
【００７９】
この結果、放熱容易な構造と、高い冷却水保持能力でラッピング加工が行なわれることになり、ラッピングフィルム１とワークＷの接触部分、つまり加工ポイントは、確実に冷却され、切り屑も確実に排出されるので、正常なラッピング加工が長期にわたり行なうことができ、ワークの面性状も均一化し、製品品質も向上する。
【００８０】
なお、オシレーション手段４０を作動し、ワークＷをオシレーションしつつラッピング加工すれば、ワークＷと砥粒との接する距離が長くなり、ワークＷに対する単位時間あたりの作用砥粒数は増大し、加工時間が短縮し、ワークの加工効率を高めることができる。
【００８１】
加工が完了すれば、一対の押圧アーム１１，１２を開動する。これによりラッピングフィルム１と共に複数のローラシューＲと離間部材Ｓを一括してワークＷから離すことができ、ワークを容易に取出すことができ、操作性が向上する。
【００８２】
所定数のワークを加工すると、ラッピングフィルム１は、前記供給リール５と巻取りリール６により移動され、所定のテンションが付与された新規な面で前述と同様に加工を始めることになり、また、長期にわたりラッピング加工が行なわれたラッピングフィルム１は、新たなものと交換されることになる。
【００８３】
このようなフィルムの交換、テンションの付与あるいはフィルムの移動時において、本実施形態のローラシューＲや離間部材Ｓは、それ自体回転可能に支持されているので、フィルム１は容易に移動でき、円滑にフィルム交換等を行なうことができる。
【００８４】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々変更できる。例えば、前述した実施形態では、主としてクランクシャフトのピン部を加工する場合について述べたが、これのみでなく、クランクシャフトのジャーナル部であっても良く、場合によっては、カムシャフトのカムロブ部等のような断面非真円状の円弧状加工面を有するものであってもよい。さらに、他の円弧状加工面を有するものに対しても適用できる。本発明では、複数個のローラシュー及び離間部材がワークを外周面から包むので、加工時にローラシューが放射方向に多少位置変位すれば、内部のワークは断面非真円状であってもよい。
【００８５】
また、ローラシューＲをワークＷと平行に配置すると共にその外面形状も成形すべきワークＷの形状に対応する形状とすれば、ワークＷをローラシューＲの形状に対応して成形でき、ワークの軸直角断面形状を任意の真直度で加工することもできる。
【００８６】
さらに、ローラシューＲが、ワークＷの軸線と平行な軸線を有し、成形すべきワークＷの凸形状部分に対応する部分は柔らかい材質、凹形状部分に対応する部分は固い材質とすれば、このローラシューＲの材質の変化によりワークＷを所望の形状にラッピング加工することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るラッピング加工装置の概略正面図である。
【図２】図１の２−２線に沿う断面相当図である。
【図３】図１の２−２線に沿う断面相当図である。
【図４】前記ラッピング加工装置の要部概略平面図である。
【図５】図４の５−５線に沿う断面相当図である。
【図６】図４の６−６線に沿う断面相当図である。
【図７】図４の７−７線に沿う断面相当図である。
【符号の説明】
１…ラッピングフィルム、
１０…支持手段、
１１，１２…押圧アーム、
２７…支持部材、
３０…回転駆動手段、
４０…オシレーション手段、
５０…冷却水供給手段、
Ｐ…シュー押付部材、
Ｒ…ローラシュー、
Ｓ…離間部材、
Ｔ…テンション付与手段、
Ｗ…ワーク。
Claims (12)
- 断面円弧状の加工面を有するワークの加工面上にラッピングフィルムを設け、前記ワークを回転駆動しつつ前記ラッピングフィルムの背面側に設けたシューをシュー押付部材により押圧しラッピング加工を施すラッピング加工装置において、
前記シューを複数のローラシューにより構成し、当該ローラシュー間の前記ラッピングフィルムを離間部材により前記ワークの加工面から離間し、前記ローラシュー及び離間部材を前記ワークに対して放射方向に移動可能でかつ回転可能に支持手段により支持したことを特徴とするラッピング加工装置。 - 前記支持手段は、前記ローラシューが、ラッピングフィルムをワークの加工面に押付ける前進位置と、前記ワークの加工面から離間した後退位置をとるように支持したことを特徴とする請求項１に記載のラッピング加工装置。
- 前記支持手段は、前記ローラシューが、前記ラッピングフィルムをワークの加工面に押付ける前進位置と、前記ワークの加工面から離間した後退位置との間の中間位置で、ワークの加工面を所定圧で押圧するように支持したことを特徴とする請求項１に記載のラッピング加工装置。
- 前記ラッピング加工装置は、少なくとも前記ローラシュー及び離間部材に当接している前記ラッピングフィルムにテンションを付与するテンション付与手段を有する請求項１〜３のいずれかに記載のラッピング加工装置。
- 前記ローラシューと離間部材は、前記ワークの軸線と平行な軸線を有し、成形すべきワークの形状に対応する外面形状としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のラッピング加工装置。
- 前記ローラシューと離間部材は、これらを交互に配置し、前記ラッピングフィルムを当該ローラシューと離間部材にジグザグに巻回したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のラッピング加工装置。
- 前記離間部材は、内部から外部に向かって冷却水を吐出する構成としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のラッピング加工装置。
- 前記支持手段は、前記ローラシューと離間部材の両端を支持する支持部材をチェーン状に連続して連結したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のラッピング加工装置。
- 前記ローラシューと前記離間部材は、前記ワークに対し開閉可能に設けられた一対の押圧アームにそれぞれ設けられ、両押圧アームの閉動時に前記ラッピングフィルムが可及的に前記ワークの加工面全周を覆うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のラッピング加工装置。
- 前記ラッピング加工装置は、前記ワーク又は前記ラッピングフィルムにオシレーションを付与するオシレーション手段を有する請求項１に記載のラッピング加工装置。
- 前記押圧アームは、前記ワークを取り囲むラッピングフィルム内に向けて冷却水を供給する冷却水供給手段を有する請求項９に記載のラッピング加工装置。
- 前記ワークは、クランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部、カムシャフトのカムロブ部若しくはジャーナル部である請求項１〜３，５，９〜１１のいずれかに記載のラッピング加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003036703A JP2004243482A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | ラッピング加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003036703A JP2004243482A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | ラッピング加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004243482A true JP2004243482A (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=33021720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003036703A Pending JP2004243482A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | ラッピング加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004243482A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006315168A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | クランクシャフトの加工方法および加工装置 |
| CN108581702A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-09-28 | 上汽大众汽车有限公司 | 曲柄连杆颈去毛刺机构 |
-
2003
- 2003-02-14 JP JP2003036703A patent/JP2004243482A/ja active Pending
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