JP2004268198A

JP2004268198A - 研削加工方法、研削加工装置及び研削加工具

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Publication number: JP2004268198A
Application number: JP2003062209A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yanagimoto; 治柳本; Motoyoshi Hasegawa; 素由長谷川; Koichi Okuda; 孝一奥田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】バリ取りや面取り加工を行わせるために長時間を要するプログラミングをする必要がなく、被加工対象物の寸法バラツキや研削工具の磨耗による研削量の変動による影響を生じない研削加工方法、研削加工装置及び研削加工具を提供する。
【解決手段】回転駆動源に連結固定される支持部と、該支持部に一端が固定され前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材とを有してなる研削加工具を前記回転駆動源により回転させ、前記紐状研削材の長手方向の中途部であって回転遠心力による膨らみ方向の外側に、被加工対象物を接触させることにより、前記被加工対象物を研削加工する。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削加工方法、研削加工装置及び研削加工具に関し、特に、被加工対象物の穴等の周縁部に残存するバリを除去したり、あるいは被加工対象物に形成されたエッジを面取り加工したりすることが容易にできる研削加工方法、研削加工装置及び研削加工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図１２に示されるように、自動車用アルミホイールＷには、表面側Ｏから裏面側Ｉに貫通する大、小の化粧穴Ｈ１，Ｈ２が多数設けられている。各化粧穴Ｈ１，Ｈ２はダイキャスト鋳造により形成されるものであるが、アルミホイールＷの裏面側Ｉの一般面が旋削加工されることにより、図１３（ａ）に示されるように、化粧穴Ｈ１の周縁部Ｂ１にエッジＥ１が形成され、エッジＥ１の先端にはさらに切削バリＴ１が発生する。これらの切削バリＴ１やエッジＥ１は、アルミホイールＷに施される塗装の定着性を悪化させる原因となるため、切削バリＴ１を除去するとともに、エッジＥ１を面取り加工して、図１３（ｂ）に示されるように、角の無い周縁部Ｒ１を形成することが好ましい。
【０００３】
従来、上記のような被加工対象物に発生したバリを除去したり、被加工対象物に形成されたエッジを面取り加工したりする手段としては、高速回転させた円盤形状又は円筒形状の硬質砥石を研削対象部位となるバリやエッジをなぞるように接触させて研削加工する方法が一般に採用されている。また、回転する砥石を研削対象部位に接触させる手段としては、作業者による手作業や、プログラム制御される工作機械やロボットによる自動処理が一般的に行われている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２４３９０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した手段を用いてバリ取りや面取り加工をする場合には、以下のような問題点がある。まず、作業者による手作業で、特に作業者の熟練度が十分でない場合、研削作業に長時間を要するとともにバリ取り及びエッジの面取りが不十分である等、品質基準に達しない製品が増加し、生産効率を悪化させるおそれがある。また、図１２に示されるアルミホイールＷのように、研削対象部位が多数に及ぶ場合には、作業者の熟練度に関わらず作業時間が長くなり、人件費の増大によるコストアップが避けられない。
【０００６】
プログラム制御される工作機械を使用する場合、作業者の熟練度による影響等が無く、研削作業時間の安定化を図ることは容易である。しかしながら、多数ある研削対象部位のすべての周縁部に沿って回転砥石をなぞらせるためには、かなり長い時間を要する。特に、研削対象部位となる化粧穴がＨ１のように細長い場合には、図１４において二点鎖線Ａで示されるように周縁部をなぞる回転砥石Ｓの移動距離が長くなり、一層長い時間を要する。なお、複数の研削対象部位を同時に研削加工できれば、大幅に時間短縮できるが、後述のように回転砥石Ｓは複雑な動きをさせなければならないため、複数箇所を同時に研削させるようにすると、装置の構成及び制御が非常に複雑になりすぎるという問題があった。
【０００７】
また、所定の加工精度を確保するためには被加工対象物と回転砥石Ｓの接触具合（研削量及び角度）を正確に設定する必要があるところ、研削対象部位の形状が円形等の単純形状であれば短時間で容易に対応準備することが可能である。しかし、上述のアルミホイールに形成される化粧穴Ｈ１，Ｈ２のように、多数のＲ曲線が組み合わされて構成される複雑形状の場合には、図１４及び図１５において、二点鎖線Ｂで示されるように、回転砥石Ｓの動き（移動経路や向き）もそれに合わせて複雑なものとしなければならない。したがって、回転砥石の動きを制御する工作機械の制御プログラムの作成等は困難を伴い、短期間で生産準備に対応することが難しい。
【０００８】
さらに、研削量及び研削角度を設定するプログラミング等に時間をかけて万全を期したつもりでも、被加工対象物自体や被加工対象物のセット位置の僅かな寸法バラツキあるいは回転砥石の磨耗の進行等により、被加工対象物と回転砥石の接触具合が変動することがある。したがって、研削量及び角度が当初設定した値に対して不十分あるいは過剰になって、バリの除去残りや研削痕の不揃いが発生することがあり、品質を安定化させることが難しい。
【０００９】
なお、回転砥石を保持する回転主軸やロボットアームに荷重センサを設けておき、荷重センサの検知結果に基づいてロボットアームの動きをフィードバック制御することにより、一定の押圧力で回転砥石と被加工対象物を接触させて、寸法バラツキや砥石の磨耗に対応することも考えられるが、装置・制御の複雑化を招き、大幅なコストアップが避けられない。
【００１０】
また、図１６（ａ）に示されるように、エッジＥの面取り加工が直線的な形状を有する砥石Ｓで行われる場合には、砥石Ｓで直線状に削り取られた面取り部Ｆの両側に新たな角部Ｅｎが形成されてしまい、角を完全に無くすことはできない。これに対し、図１６（ｂ）に示されるように、回転砥石Ｓを曲面状に形成して角部をＲ形状に研削する方法も考えられるが、Ｒ状に研削された面取り部Ｒとそれ以外の部分の境界には、やはり新たな角部Ｅｎが形成されてしまい、角を完全になくすことはできなかった。
【００１１】
本発明は、斯かる実情に鑑み、研削加工具の動きを制御する工作機械等の制御プログラムの作成作業を簡素化することができ、また、バリ取りや面取りの研削作業時間の短縮化を図ることができ、さらに、被加工対象物等の寸法バラツキや研削工具の磨耗による研削不良のおそれがなく、その他に、エッジから角を完全になくすことができる研削加工方法、研削加工装置及び研削加工具を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、回転駆動源に連結固定される支持部と、該支持部に一端が固定される一方で他端が自由端とされて前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材からなる研削部と、を有してなる研削加工具を前記回転駆動源により回転させることにより、前記紐状研削材の長手方向の中途部であって回転遠心力による膨らみ方向の外側に、被加工対象物の研削対象部位を接触させ、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工方法を提供する。
【００１３】
請求項２の発明は、回転駆動源に連結固定される支持部と、該支持部に一端が固定される一方で他端が自由端とされて前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材からなる研削部と、を有してなる研削加工具を前記回転駆動源により回転させることにより、その回転遠心力で前記紐状研削材を回転半径方向に膨らませ、前記紐状研削材の長手方向の中途部を被加工対象物の研削対象部位に接触させて、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工方法を提供する。
【００１４】
請求項３の発明は、複数本の可撓性の紐状研削材が筆先状にまとめられた研削部を備えてなる研削加工具を回転遠心力で広がるように回転させることにより、前記紐状研削材の長手方向の中途部を被加工対象物の研削対象部位に接触させて、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工方法を提供する。
【００１５】
請求項４の発明は、複数本の可撓性の紐状研削材が筆先状にまとめられた研削部を備えてなる研削加工具を回転させて、その回転遠心力で前記研削部を傘形状に広げ、前記傘形状の外側に被加工対象物の研削対象部位を接触させることにより、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工方法を提供する。
【００１６】
請求項５の発明は、前記研削対象部位は前記被加工対象物に形成された穴部の内周部又は周縁部であって、前記研削部を前記穴部に挿入し、その内部で回転させることにより、前記内周部又は前記周縁部に発生したバリの除去あるいはエッジの面取り加工を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の研削加工方法を提供する。
【００１７】
請求項６の発明は、前記研削対象部位は前記被加工対象物に形成された穴部の内周部又は周縁部であって、前記研削部を前記穴部に挿入した状態で前記内周部又は周縁部に沿って移動させることにより、前記内周部又は前記周縁部に発生したバリの除去あるいはエッジの面取り加工を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の研削加工方法を提供する。
【００１８】
請求項７の発明は、前記紐状研削材は、可橈性材料で形成される紐状体の長手方向の外周面に砥粒が定着させられてなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の研削加工方法を提供する。
【００１９】
請求項８の発明は、前記紐状研削材は、砥粒が配合された可撓性樹脂で紐状に成形され、その長手方向の外周面から前記砥粒の一部が露出していることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の研削加工方法を提供する。
【００２０】
請求項９の発明は、前記紐状研削材は、可橈性材料で形成される紐状体であって、その長手方向の外周面に研削機能を有する稜線が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の研削加工方法を提供する。
【００２１】
請求項１０の発明は、回転駆動源と、該回転駆動源に連結固定される支持部と、該支持部に一端が固定される一方、他端が自由端とされて、前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材で形成される研削部と、を備えてなる研削加工装置であって、前記回転駆動源により回転させられる前記研削部の外側であって前記紐状研削材の長手方向の中途部に、被加工対象物の研削対象部位を接触させて、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工装置を提供する。
【００２２】
請求項１１の発明は、複数本の可撓性の紐状研削材が筆先状にまとめられた研削部と、前記研削部が回転遠心力で傘形状に広がるように前記研削部を回転させる回転駆動源と、を備えてなる研削加工装置であって、前記傘形状の外側に被加工対象物の研削対象部位を接触させて、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工装置を提供する。
【００２３】
請求項１２の発明は、前記研削対象部位は前記被加工対象物に形成された穴部の内周部又は周縁部であって、前記研削部を前記穴部に挿入し、その内部で回転させることにより、前記内周部又は前記周縁部に発生したバリの除去あるいはエッジの面取り加工を行うことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の研削加工装置を提供する。
【００２４】
請求項１３の発明は、前記研削対象部位は前記被加工対象物に形成された穴部の内周部又は周縁部であって、前記研削部を前記穴部に挿入した状態で前記内周部又は周縁部に沿って移動させることにより、前記内周部又は前記周縁部に発生したバリの除去あるいはエッジの面取り加工を行うことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の研削加工方法を提供する。
【００２５】
請求項１４の発明は、回転駆動源に連結するための支持部と、該支持部に一端が固定される一方、他端が自由端とされて、前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材からなる研削部と、を有してなる研削加工具であって、前記紐状研削材は、可橈性材料で形成される紐状体の長手方向の外周面に砥粒が定着させられてなることを特徴とする研削加工具を提供する。
【００２６】
請求項１５の発明は、回転駆動源に連結するための支持部と、該支持部に一端が固定される一方、他端が自由端とされて、前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材からなる研削部と、を有してなる研削加工具であって、前記紐状研削材は、砥粒が配合された可撓性樹脂で紐状に成形され、その長手方向の外周面から前記砥粒の一部が露出していることを特徴とする研削加工具を提供する。
【００２７】
請求項１６の発明は、回転駆動源に連結するための支持部と、該支持部に一端が固定される一方、他端が自由端とされて、前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材からなる研削部と、を有してなる研削加工具であって、前記紐状研削材は、可橈性材料で形成される紐状体であって、その長手方向の外周面に研削機能を有する稜線が形成されていることを特徴とする研削加工具を提供する。
【００２８】
本発明によれば、以下のような作用効果が得られる。研削部が回転させられることにより、可撓性の紐状研削体は、自由端側が回転遠心力で回転半径方向に放射状に広がるように膨らみ、さらに、被加工対象物の研削対象部位に接触させられることにより、研削対象部位の形状に自然に沿うように撓み変形する。
【００２９】
可撓性の紐状研削体が、研削対象部位の形状に合わせて変形する結果、硬質砥石を使用する場合と異なり、紐状研削体と研削対象部位の接触具合を厳しく調整しなくても、確実に研削加工が行われるものである。すなわち、研削加工具の移動経路は、研削対象部位のプロフィールを忠実になぞらせるようにする必要がないものである。したがって、研削対象部位のプロフィールが複雑であったとしても、研削加工具の動きや、研削部と研削対象部位の接触状態を決定する制御プログラム等は簡素化することができ、生産の準備期間の短縮を図ることができるものである。
【００３０】
また、紐状研削体が放射状に広がる結果、硬質砥石のように研削対象部位に対する接触面積が小さいものと異なり、研削対象部位との接触面積が大きくなり、広い範囲が同時に研削されるため、研削作業時間の短縮化を図ることができるものである。
【００３１】
さらに、被加工対象物や被加工対象物のセット位置に寸法バラツキが生じたり、研削加工具に多少の磨耗が生じたりしても、その影響を紐状研削材の撓み作用により吸収することができる。その結果、バリの除去残りや研削痕の不揃いを抑制することができる。
【００３２】
その他、本発明の研削加工具でエッジの面取り加工をする場合において、可撓性の紐状研削材が被加工対象物のエッジとそれに連続する一般面に沿うように変形するので、Ｒ状に研削された部分とそれ以外の部分が滑らかにつながって、完全に角をなくすことが可能となるものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１〜図６は、発明を実施する形態の一例であって、上述した、図１２に示される自動車用アルミホイールＷの化粧穴Ｈ１，Ｈ２の裏面側の周縁部Ｂ１，Ｂ２に発生したバリ及びエッジの除去、面取りを行う研削加工具及び研削加工装置について説明する図である。
【００３５】
〔研削加工具〕
図１及び図２における１及び２は、それぞれ本実施形態に係る研削加工具を示したものである。研削加工具１は、被加工対象物となるアルミホイールＷに設けられる長穴状の化粧穴Ｈ１の周縁部Ｂ１を裏面側Ｉから研削加工するために用いられる。研削加工具２は、アルミホイールＷに設けられる小さな三角穴状の化粧穴Ｈ２の周縁部Ｂ２を裏面側Ｉから研削加工するために用いられる。
【００３６】
研削加工具１は、支持部１１と、支持部１１に一端が固定される研削部１２とで構成される。支持部１１は、回転駆動源となる回転移動部３１（図５）に連結固定されるシャフト１１１と、シャフト１１１に固着されるカシメ金具１１２とで構成される。シャフト１１１は、所定長さを有する金属製の丸棒からなり、回転移動部３１に連結固定されることによって、その軸心である回転軸線Ｚ１回りを回転させられる。カシメ金具１１２は、シャフト１１１と同心軸の金属製の円筒であり、閉鎖端１１２ａと開口端１１２ｂを有してなる。閉鎖端１１２ａの中央部には、シャフト１１１が一体的に同軸で固着される。開口端１１２ｂは、研削部１２を構成する複数本の紐状研削体１２１が挿入された状態で縮径されており、紐状研削体１２１を外れないようにカシメ固定している。
【００３７】
研削部１２は、支持部１１に一端が固定される一方で他端が自由端とされて支持部１１の回転軸線Ｚ１に対し略平行に延びる複数本の可撓性の紐状研削体１２１が、略同じ長さに切り揃えられた状態で、筆先状にまとめられて構成される。紐状研削体１２１は、図３（ａ）に示されるように、可撓性材料で形成される紐状体１２１ａの長手方向の外周面に砥粒Ｓａが定着させられたものである。具体的には、砥粒Ｓａが配合された可撓性樹脂を断面略円形の紐状体１２１ａに押出成形し、外周面から砥粒Ｓａの一部を露出させるようにしたものである。紐状研削体１２１は、その外周面に定着させられた砥粒Ｓａにより、研削対象部位となる化粧穴Ｈ１の周縁部Ｂ１に生じたバリの除去や、周縁部Ｂ１に形成されたエッジの面取り加工を、短時間で確実に行うことができるものである。
【００３８】
紐状体１２１ａの材料となる可撓性樹脂としては、耐熱性及び耐磨耗性に優れたナイロンが利用される。砥粒Ｓａとしては、被加工対象物の材質や狙いとする仕上げの程度に応じて、超硬金属、ダイヤモンドその他の研削材料から最適の材料が選択され、またその粒度が決定される。紐状研削体１２１は、図３（ｂ）の断面図に示されるように内部にも砥粒Ｓａが包含されているため、多少磨耗が進行しても、新たな砥粒Ｓａが内部から表れて所定の研削性能が維持される。
【００３９】
なお、研削加工具１の研削部１２は、化粧穴Ｈ１にスムーズに挿入でき、かつ、後述するように化粧穴Ｈ１の内部で高速回転させられたときに、回転遠心力により膨らんだ紐状研削体が長穴状の化粧穴Ｈ１の周縁部Ｂ１の相対向する２つの長辺のＢ１Ｌ（図４）の両方に接触して、これらを一度に研削加工できるように外径の大きさが設定されている。
【００４０】
研削加工具２は、研削加工具１と同様、丸棒のシャフト２１１と円筒形のカシメ金具２１２が一体的に同軸で固着されてなる支持部２１と、カシメ金具２１２の開口端２１１ｂに一端がカシメ固定され他端が自由端とされて支持部２１の回転軸線Ｚ２に対し略平行に延びる紐状研削体２２１が筆先状にまとめられてなる研削部２２とを有してなる。紐状研削体２２１は、研削加工具１で使用される紐状研削体１２１と同じものが使用される。ただし、研削部２２の外径の大きさは、研削部２２が三角形状の化粧穴Ｈ２に挿入されたときに、紐状研削体１２１が研削対象部位となる化粧穴Ｈ２の周縁部Ｂ２に形成された３つの挟角部Ｂ２Ｄ（図４）にも十分接触して、周縁部Ｂ２が全周にわたって確実に研削加工できる程度の小径に設定されている。
【００４１】
〔研削加工装置〕
研削加工装置３は、アルミホイールＷを裏面側Ｉが上向きとなるように支持する不図示の支持台と、アルミホイールＷの化粧穴Ｈ１の内部に上方から研削部１２を挿入し、研削部１２を化粧穴Ｈ１の内部で回転させながら移動させて周縁部Ｂ１と接触させる第１の回転移動部３１と、化粧穴Ｈ２の内部に上方から研削部２２を回転させつつ挿入し、研削部２２を化粧穴Ｈ２内で回転させながら移動させて周縁部Ｂ２と接触させる第２の回転移動部３２とを備えてなる（図５，図６参照）。
【００４２】
第１及び第２の回転移動部３１，３２は、それぞれ制御プログラムにより移動経路及び回転数が設定されるようになっている。そして、第１の回転移動部３１は、図４及び図５に直線状の二点鎖線Ｍで示される移動経路に沿って、長穴状の化粧穴Ｈ１内を水平方向に移動するように設定され、第２の回転移動部３２は、図４及び図６に三角形状の二点鎖線Ｎで示される移動経路に沿って、三角形状の化粧穴Ｈ２内を水平方向に移動するように設定されている。
【００４３】
また、第１及び第２の回転移動部３１，３２は、紐状研削体１２１，２２１が、図５及び図６に示される周縁部Ｂ１，Ｂ２の傾斜に応じた膨らみ具合（接触角度）となって、適切な面取りが行われるように回転数が設定されている。
【００４４】
〔本実施形態の作動〕
上術した研削加工具１，２及び研削加工装置３を使用した、アルミホイールＷの化粧穴Ｈ１及びＨ２の周縁部Ｂ１，Ｂ２の研削加工（バリ除去加工及び面取り加工）は、次のように行われる。
【００４５】
まず、化粧穴Ｈ１の周縁部Ｂ１の研削加工であるが、回転移動部３１に連結固定される研削加工具１は、化粧穴Ｈ１の上方から、回転移動部３１により回転させられつつ化粧穴Ｈ１の内部に挿入されて、図５に示されるように、研削部１２を形成する紐状研削体１２１が化粧穴Ｈ１の周縁部Ｂ１と重複する高さの位置Ｍ１に移動する。このとき、紐状研削体１２１は、高速回転による回転遠心力で回転半径方向に放射状に広がるように膨らまされて、紐状研削体１２１が筆先状にまとめられた研削部１２は傘形状に広がった状態となる。
【００４６】
したがって、紐状研削体１２１の中途部であって回転遠心力による膨らみ方向の外側、すなわち広がった傘形状の外側が周縁部Ｂ１と接触することとなる。また、周縁部Ｂ１に接触した紐状研削体１２１は、図５に示されるように、周縁部Ｂ１に連続するアルミホイールＷの裏面側Ｉ及び化粧穴Ｈ１の壁面にも接触するように撓み変形する。紐状研削体１２１は、可撓性材料で形成されており、一端が自由端で動きの制約があまり無いため、回転遠心力の作用で回転半径方向の外側にある周縁部Ｂ１の形状に沿うように確実に変形させられるためである。
【００４７】
すなわち、外周面に砥粒Ｓａが定着させられている紐状研削体１２１が、周縁部Ｂ１とこれに連続する裏面側Ｉ及び化粧穴Ｈ１の壁面で構成される曲面上を、ワイパーのように張り付いた状態で移動して研削加工を行い、周縁部Ｂ１に発生したバリの除去、周縁部Ｂ１に形成されたエッジの面取り、及び面取り部のＲ状研削が行われることになる。なお、化粧穴Ｈ１の壁面は、裏面側Ｉの方から見ると、周縁部Ｂ１の陰に隠れているが、回転遠心力により紐状研削体１２１が回転半径方向に広がって、確実に研削加工されるものである。また、Ｍ１付近において、周縁部Ｂ１の形状は、平面視で船の舳先のようになっているが、可撓性の紐状研削体１２１は、一端が自由端で動きの制約があまり無いため、回転遠心力の作用で周縁部Ｂ１に確実に接触させられ、もれなく研削加工が行われる。
【００４８】
上記のような研削加工を行いながら、回転移動部３１は、制御プログラムで予め設定されたように、二点鎖線Ｍ上をＭ１からＭ２まで直線的に移動し、その回転数を変化させる。上述したように、研削加工具１の研削部１２は、周縁部Ｂ１において相対向する２つの長辺のＢ１Ｌに接触して、両辺を一度に研削加工できる大きさの外径に設定されているので、研削加工具１をＭ１からＭ２に向けて直線的に移動させるだけで良い。化粧穴Ｈ１の周縁部Ｂ１の研削加工が終了した後、研削加工具１は、回転移動部３１により研削加工を終了した化粧穴Ｈ１から退出させられ、他の未研削の化粧穴Ｈ１に挿入される。
【００４９】
すべての化粧穴Ｈ１についての研削加工終了後、回転移動部３２に連結固定される研削加工具２は、化粧穴Ｈ２の内部に挿入されて、図６に示されるように、研削部１２を形成する紐状研削体１２１が化粧穴Ｈ２の周縁部Ｂ２と重複する高さの位置Ｎ１に移動する。紐状研削体２２１は、紐状研削体１２１と同様に、回転遠心力で回転半径方向に放射状に傾斜するように膨らまされて、紐状研削体１２１が筆先状にまとめられた研削部２２は傘形状に広がった状態となり、紐状研削体２２１の中途部であって回転遠心力による膨らみ方向の外側、すなわち広がった傘形状の外側が周縁部Ｂ２と接触することとなる。また、紐状研削体２２１は、周縁部Ｂ２に連続するアルミホイールＷの裏面側Ｉ及び化粧穴Ｈ２の壁面にも接触するように撓み変形し、壁面上をワイパーのように張り付いた状態で移動して研削加工を行い、周縁部Ｂ２に発生したバリの除去、周縁部Ｂ２に形成されたエッジの面取り、及び面取り部のＲ状研削を行う。
【００５０】
上記のような研削加工を行いつつ、回転移動部３２は、制御プログラムで予め設定されたように、閉鎖した三角形状の二点鎖線Ｎ上をＮ１からＮ２、Ｎ３を経由して、Ｎ１に戻るまで直線的に移動するとともに、その回転数を変化させる。化粧穴Ｈ１の周縁部Ｂ１の研削加工が終了した後、研削加工具２は、回転移動部３２により研削加工を終了した化粧穴Ｈ２から退出させられ、他の未研削の化粧穴Ｈ２に挿入される。
【００５１】
〔本実施形態の特徴点〕
本実施形態は、上記のように構成され作動するため、次のような特徴点を有している。
【００５２】
第１に、周縁部Ｂ１，Ｂ２は、複数のＲ曲線が三次元的に組み合わされた複雑な異形であるが、紐状研削材１２１，２２１が周縁部Ｂ１，Ｂ２の形状に自然に沿うように撓み変形するため、研削加工具１の移動経路は周縁部Ｂ１，Ｂ２のプロフィールを忠実にトレースする複雑形状である必要は無く、上述のような単純な直線の組合せであっても対応可能である。その結果、研削加工具１及び２の動きを制御するプログラムは簡素化することができ、その作成に長時間を費やさずに済むものである。
【００５３】
第２に、周縁部Ｂ１，Ｂ２は、傾斜角度が大きく変動するが、研削加工具１及び２の回転数を適宜変化させることにより、紐状研削体１２１，２２１が、周縁部Ｂ１，Ｂ２の傾斜に応じた膨らみ具合（接触角度）となって、適切な面取りが行われる。その結果、研削加工具１，２の向きを変える必要が無く、この点においても、研削加工具１及び２の動きを制御するプログラムを簡素化することができるものである。また、硬質砥石で研削加工する場合と異なり、第１及び第２の回転移動部３１，３２を周縁部Ｂ１，Ｂ２に合わせて傾斜させる必要がなく、装置構成も簡素化することができる。
【００５４】
第３に、アルミホイールＷやそのセット位置に寸法バラツキが生じたり、研削加工具１に多少の磨耗が生じたりしても、その影響は紐状研削材１２１，２２１の変形作用により吸収されるので、バリの除去残りや研削痕の不揃いといった不都合を抑制することができる。
【００５５】
第４に、紐状研削体１２１，２２１は、回転遠心力により、周縁部Ｂ１，Ｂ２に形成される面取り部及びそれに連続する一般面に沿うように撓み変形する。その結果、Ｒ状に研削される面取り部とそれ以外の部分が滑らかにつながって、周縁部Ｂ１，Ｂ２から完全に角をなくすことができる。
【００５６】
第５に、紐状研削体１２１，２２１は、回転半径方向に放射状に広がるように膨らむため、硬質砥石と比べて、周縁部Ｂ１，Ｂ２の広い範囲に同時接触して、研削作業時間の短縮化を図ることができる。
【００５７】
〔上記実施形態の変形例〕
上記実施形態では、被加工対象物としてアルミホイールＷ、研削対象部位として、化粧穴Ｈ１，Ｈ２の裏面側Ｉの周縁部Ｂ１を例に説明したが、他の製品や他の部位の研削加工を行わせるようにしても良い。本発明は、ホイール以外の金属製品、樹脂製品、その他の材料で構成される製品、半製品の研削加工に適用することもでき、また、バリ取り、エッジの面取りに限らず、例えば、三次曲面上に生じた凹凸や引っかき傷を解消したり、目立たなくしたりするために適用しても良い。
【００５８】
上記実施形態では、研削加工中に、研削加工具１，２の回転数を変化させることにより、紐状研削体１２１，２２１を周縁部Ｂ１，Ｂ２の傾斜に応じた膨らみ具合（接触角度）に調整して、適切な面取りが行われるようにしていたが、この回転数の変化に代えて、あるいは回転数の変化に加えて、研削加工具を垂直方向（軸方方向）に移動させ、紐状研削体の長手方向の接触位置を変化させることにより、接触角度を調整するようにしても良い。さらに、研削加工具１，２を傾斜させるようにしても良い。
【００５９】
上記実施形態では、研削加工具の紐状研削体の自由端側が切りっ放しとなっていたが、図７に示されるように、ループ状にしても良い。これにより、回転遠心力による紐状研削体の広がり具合、特に傾斜角度が上記実施形態とは異ならせることができる。
【００６０】
上記実施形態では、紐状研削体は、可撓性樹脂で形成される紐状体の外周面に砥粒を定着させたものを使用したが、図８（ａ）に示されるように、長手方向に延びる稜線を有する紐状体を使用し、その稜線部により研削を行わせるようにしてもよい。これにより、紐状研削体の製作時に、砥粒を定着させたりするための工程を経ることなく、高い研削性を発揮することができるものである。紐状体の材質としては、金属、硬質材料その他の材料であって可撓性を備えたものが採用される。紐状体の断面形状は、図８（ａ）に示される四角形に限らず、三角形、五角形、星形等の形状であっても良い。また、稜線部を有しない円形状あるいは楕円状の断面を有する紐状体で、外周面に砥粒を定着させていないものを、紐状研削体として使用しても良い。稜線や砥粒を有しない場合であっても、回転数を高めること等により研削性を確保し得るためである。すなわち、本発明における紐状研削体は、外周面を接触させながら高速摺動させることにより、研削対象部位に沿うように変形し、研削対象部位を研削できるものであれば、上記実施形態や上記変形例のものに限られない。
【００６１】
上記実施形態では、紐状研削体は直毛状のものを使用したが、図８（ｂ）に示されるように捩ったものを使用してもよいし、図８（ｃ）に示されるように複数本の紐状体を拠り合わせたものを使用しても良い。これにより、紐状研削体の剛性、重量が変化し、回転遠心力による研削対象部位への接触具合を調整することができる。また、紐状研削体は、研削対象部位の形状に合わせて、ある程度湾曲させる癖付け加工をしておいても良い。
【００６２】
上記実施形態では、紐状研削体１２１，２２１は回転軸Ｚ１，Ｚ２に対して略平行であるが、自由端側が回転半径方向の外側に向くようにやや傾斜しているため、研削部１，２は末広がり形状となっていたが、逆に、紐状研削体１２１，２２１の自由端側を内側に向くようにやや傾斜させて、先が窄んだような形状としても良い。また、紐状研削体１２１，２２１が複数本ある場合において、すべての紐状研削体が同じように傾斜している必要はなく、傾斜角に変化がつけられているものであっても良い。
【００６３】
上記実施形態において、研削部１２，２２は、複数本の紐状研削体から形成されていたが、紐状研削体は１本であっても良く、回転軸線からオフセットされた位置で固定されることにより、回転遠心力で回転半径方向に膨らまされるように構成されていれば良い。また、研削部１２，２２は筆先状にまとめられていたが、研削部の内部（中心部）に紐状研削体を設けないスカート状に形成しても良い。
【００６４】
上記実施形態では、複数本の紐状研削体が束ねられてなる研削部は、その軸心回りに回転させられるものであったが、図９に示される研削加工具４のように、回転軸線Ｚ４と、研削部４２の軸心はオフセットさせられているものを採用しても良い。研削加工具４を採用すれば、例えば、図１０及び図１１に示されるように、大径に形成される穴Ｈ４の周縁部を短時間で面取り加工することができる。また、研削加工具４は、シャフト４１１から回転半径方向に延びる回転部材４１２に対して、研削部４２を支持する支持体４１３の位置（寸法ｒ）を調整自在としておくことで、様々な径の穴に対応することが可能となるものである。もちろん、研削部４２は、穴の形状に合わせて撓むことができるので、様々な断面形状の穴に対応することができるものである。例えば、図１０のような多角形、円形あるいは楕円形、その他のいびつな形にも対応することができる。
【００６５】
上記実施形態では、紐状研削体が磨耗した場合には、紐状体内部の砥粒Ｓａを外周面に露出させることにより対応させることとしていたが、研削対象部位となる周縁部Ｂ１，Ｂ２との接触幅が、紐状研削体の長手方向に対して小さい場合には、紐状研削体の磨耗の進行（研削加工した被加工対象物の個数）に応じて、紐状研削体に対する周縁部Ｂ１，Ｂ２の接触位置を変えていくことにより対応しても良い。
【００６６】
その他、本発明の研削加工方法、研削加工装置及び研削加工具は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１〜１６に記載の研削加工方法、研削加工装置及び研削加工具によれば、可撓性の紐状研削材は回転させられることにより、その回転遠心力で回転半径方向に放射状に膨らみ、さらに被加工対象物に接触させられることにより被加工対象物の形状に沿うように撓み変形する。可撓性の紐状研削材が研削対象部位の形状に合わせて変形する結果、紐状研削材と研削対象部位の接触具合や接触の向きを厳しく調整する必要がない。
【００６８】
その結果、加工対象部位が異形で複雑であったとしても、研削加工具と被加工対象物の接触を制御するプログラムを簡素化することができ、迅速に生産準備を終えることができ、低コスト性によって多品種少量生産にも適する。また、被加工対象物そのものや被加工対象物のセット位置に寸法バラツキ等が生じても、可撓性の紐状研削材の変形作用により吸収することができるので、バリの除去残りや研削痕の不揃いを抑制することができる。さらに、エッジの面取り加工をする場合でも、可撓性の紐状研削材が被加工対象物のエッジとそれに連続する一般面に沿うように変形するので、Ｒ状に研削された部分とそれ以外の部分が滑らかにつながって、完全に角をなくすことが可能となるという優れた効果を奏し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る研削加工具を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る他の研削加工具を示す図。
【図３】紐状研削体の拡大図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図。
【図４】研削加工具の移動経路を示す平面図。
【図５】図１の研削加工具による研削加工の様子を示す側面図であって、図４のＪ−Ｊ断面に相当する図。
【図６】図２の研削加工具による研削加工の様子を示す側面図であって、図４のＫ−Ｋ断面に相当する図。
【図７】研削加工具の変形例を示す図。
【図８】紐状研削体の変形例を示す図。
【図９】研削加工具の他の変形例を示す図。
【図１０】図９の研削加工具による研削加工の様子を示す側面断面図であって、図１１のＱ−Ｑ断面を示す図。
【図１１】図９の研削加工具による研削加工の様子を示す平面図。
【図１２】被加工対象物となるアルミホイールを示す図であって、（ａ）は裏面側から見た図、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ断面図。
【図１３】研削対象部位となるアルミホイールの化粧穴の拡大断面図であって、（ａ）は研削加工前、（ｂ）は研削加工後を示す図。
【図１４】従来技術における砥石の移動経路を示す平面図。
【図１５】従来技術における砥石による研削加工の様子を示す側面図であって、図１４のＰ−Ｐ断面に相当する図。
【図１６】従来技術における砥石による面取り加工の様子を示す図で、（ａ）は直線状に角を落とす場合、（ｂ）は面取り部をＲ状にする場合を示す図。
【符号の説明】
１，２，４研削加工具
３研削加工装置
１１，２１支持部
１２，２２，４２研削部
３１，３２回転移動部（回転駆動源）
１２１，２２１紐状研削材
Ｂ１，Ｂ２周縁部（研削対象部位）
Ｈ１，Ｈ２化粧穴
Ｓａ砥粒
Ｗアルミホイール（被加工対象物）
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ４回転軸線

Claims

回転駆動源に連結固定される支持部と、
該支持部に一端が固定される一方で他端が自由端とされて前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材からなる研削部と、
を有してなる研削加工具を前記回転駆動源により回転させることにより、
前記紐状研削材の長手方向の中途部であって回転遠心力による膨らみ方向の外側に、被加工対象物の研削対象部位を接触させ、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工方法。
回転駆動源に連結固定される支持部と、
該支持部に一端が固定される一方で他端が自由端とされて前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材からなる研削部と、
を有してなる研削加工具を前記回転駆動源により回転させることにより、
その回転遠心力で前記紐状研削材を回転半径方向に膨らませ、前記紐状研削材の長手方向の中途部を被加工対象物の研削対象部位に接触させて、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工方法。
複数本の可撓性の紐状研削材が筆先状にまとめられた研削部を備えてなる研削加工具を回転遠心力で広がるように回転させることにより、
前記紐状研削材の長手方向の中途部を被加工対象物の研削対象部位に接触させて、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工方法。
複数本の可撓性の紐状研削材が筆先状にまとめられた研削部を備えてなる研削加工具を回転させて、その回転遠心力で前記研削部を傘形状に広げ、
前記傘形状の外側に被加工対象物の研削対象部位を接触させることにより、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工方法。
前記研削対象部位は前記被加工対象物に形成された穴部の内周部又は周縁部であって、前記研削部を前記穴部に挿入し、その内部で回転させることにより、前記内周部又は前記周縁部に発生したバリの除去あるいはエッジの面取り加工を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の研削加工方法。
前記研削対象部位は前記被加工対象物に形成された穴部の内周部又は周縁部であって、前記研削部を前記穴部に挿入した状態で前記内周部又は周縁部に沿って移動させることにより、前記内周部又は前記周縁部に発生したバリの除去あるいはエッジの面取り加工を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の研削加工方法。
前記紐状研削材は、可橈性材料で形成される紐状体の長手方向の外周面に砥粒が定着させられてなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の研削加工方法。
前記紐状研削材は、砥粒が配合された可撓性樹脂で紐状に成形され、その長手方向の外周面から前記砥粒の一部が露出していることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の研削加工方法。
前記紐状研削材は、可橈性材料で形成される紐状体であって、その長手方向の外周面に研削機能を有する稜線が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の研削加工方法。
回転駆動源と、
該回転駆動源に連結固定される支持部と、
該支持部に一端が固定される一方、他端が自由端とされて、前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材で形成される研削部と、
を備えてなる研削加工装置であって、
前記回転駆動源により回転させられる前記研削部の外側であって前記紐状研削材の長手方向の中途部に、被加工対象物の研削対象部位を接触させて、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工装置。
複数本の可撓性の紐状研削材が筆先状にまとめられた研削部と、
前記研削部が回転遠心力で傘形状に広がるように前記研削部を回転させる回転駆動源と、
を備えてなる研削加工装置であって、
前記傘形状の外側に被加工対象物の研削対象部位を接触させて、前記被加工対象物を研削加工することを特徴とする研削加工装置。
前記研削対象部位は前記被加工対象物に形成された穴部の内周部又は周縁部であって、
前記研削部を前記穴部に挿入し、その内部で回転させることにより、前記内周部又は前記周縁部に発生したバリの除去あるいはエッジの面取り加工を行うことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の研削加工装置。
前記研削対象部位は前記被加工対象物に形成された穴部の内周部又は周縁部であって、
前記研削部を前記穴部に挿入した状態で前記内周部又は周縁部に沿って移動させることにより、前記内周部又は前記周縁部に発生したバリの除去あるいはエッジの面取り加工を行うことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の研削加工方法。
回転駆動源に連結するための支持部と、
該支持部に一端が固定される一方、他端が自由端とされて、前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材からなる研削部と、
を有してなる研削加工具であって、
前記紐状研削材は、可橈性材料で形成される紐状体の長手方向の外周面に砥粒が定着させられてなることを特徴とする研削加工具。
回転駆動源に連結するための支持部と、
該支持部に一端が固定される一方、他端が自由端とされて、前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材からなる研削部と、
を有してなる研削加工具であって、
前記紐状研削材は、砥粒が配合された可撓性樹脂で紐状に成形され、その長手方向の外周面から前記砥粒の一部が露出していることを特徴とする研削加工具。
回転駆動源に連結するための支持部と、
該支持部に一端が固定される一方、他端が自由端とされて、前記支持部の回転軸線に対し略平行に延びる可撓性の紐状研削材からなる研削部と、
を有してなる研削加工具であって、
前記紐状研削材は、可橈性材料で形成される紐状体であって、その長手方向の外周面に研削機能を有する稜線が形成されていることを特徴とする研削加工具。