JP2017164847A

JP2017164847A - 研磨装置

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Publication number: JP2017164847A
Application number: JP2016052291A
Authority: JP
Inventors: 謙溝川; Ken Mizokawa; 翼窪田; Tasuku Kubota
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-03-16
Also published as: JP6574728B2

Abstract

【課題】屈曲又は湾曲した円錐面の研磨を簡単な構成及び工数で行う。【解決手段】屈曲又は湾曲した円錐面（２１）を、半径方向において異なる第１面部分（２１ａ）及び第２面部分（２１ｂ）からなるものとして把握する。該円錐面を研磨するための研磨部材（１１）は、前記第１面部分及び第２面部分の各断面形状に沿った断面形状を持つ第１及び第２部分（１１ａ，１１ｂ）を有する。研磨部材に対して前記円錐面の径方向に沿う振動（オシレーション）が与えられる。固定点（Ｐｆａ，Ｐｆｂ）に対して研磨部材の両端に対応する可動点（Ｐｍａ，Ｐｍｂ）をそれぞれ振動方向に揺動可能に連結する第１リンク部材（１７ａ）及び第２リンク部材（１７ｂ）が設けられる。第１及び第２リンク部材（１７ａ，１７ｂ）は、それぞれの延長線が研磨部材の第１又は第２部分（１１ａ，１１ｂ）の研磨面に略直交するように、非平行的に設置される。【選択図】図２

Description

本発明は、例えばＣＶＴ（ベルト式無段変速機）用のプーリーのような円錐面を研磨するための研磨装置に関し、特に湾曲した円錐面を研磨するのに適した研磨装置に関する。

特許文献１においては、ワークのテーパ面を回転砥石により研磨する技術が示されている。また、特許文献２においては、回転砥石によりＣＶＴシーブ面を研削する技術が示されている。特許文献３においては、ＣＶＴシーブ面を回転させつつ研磨フィルムをＣＶＴシーブ面の径方向に高速でオシレートすることにより該シーブ面を研磨する技術が示されている。一方、特許文献４においては、回転テーブル上に位置決め載置された回転動作中のブラウン管用パネルの非球面形状の研磨対象面を一つの研磨具にて研磨する技術が示されている。また、特許文献５においては、非球面レンズ等のような多種多様な曲率を持つ被加工面に対する研磨技術が開示されており、被加工面に接触する研磨面を有する研磨部材への作用力により該研磨部材の形状を変化させて研磨を行なう場合に、加工経過時間に応じて前記研磨部材への作用力を制御して前記研磨部材の形状を変化させながら加工することが示されている。

実開昭58-128856号特許第4313090号特開2013-87918号特開平2-172667号特開2003-48153号

上記特許文献１〜３に示された研磨又は研削技術においては、研磨対象である円錐面の半径方向断面は単純な直線状であった。そのため、研磨対象である円錐面の半径方向断面形状が屈曲又は湾曲しているような複雑な形状のものには不適であった。一方、上記特許文献４、５に示された技術は、湾曲面を研磨するものであるが、複雑な装置と工程を必要としている。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、屈曲又は湾曲した円錐面の研磨を簡単な構成及び工数で行えるようにした研磨装置を提供しようとするものである。

本発明に係る研磨装置は、屈曲又は湾曲した円錐面を研磨するための研磨部材であって、前記円錐面は半径方向において異なる第１面部分及び第２面部分を有し、前記研磨部材の研磨面は前記第１面部分及び第２面部分の各断面形状に沿った断面形状を持つ第１部分及び第２部分を有する前記研磨部材と、前記研磨部材に対して前記円錐面の径方向に沿う振動を与える励振装置と、固定点に対して前記研磨部材の両端に対応する可動点をそれぞれ振動方向に揺動可能に連結する第１リンク部材及び第２リンク部材とを備え、前記研磨部材の一端に対応する可動点に連結する前記第１リンク部材は、その延長線が前記研磨部材の一端寄りの前記第１部分の研磨面に略直交するように設置され、前記研磨部材の他端に対応する可動点に連結する前記第２リンク部材は、その延長線が前記研磨部材の他端寄りの前記第２部分の研磨面に略直交するように設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、屈曲又は湾曲した円錐面（プーリー面）を半径方向において異なる２つの部分（第１面部分と第２面部分）に分けて把握し、研磨部材は、該円錐面の前記第１及び第２面部分の断面形状に沿った断面形状を持つ第１部分及び第２部分を有する研磨面を有するように構成する。従って、研磨部材の研磨面において、第１部分と第２部分の断面は、円錐面の屈曲又は湾曲に倣って全体的に屈曲又は湾曲した形状を示し、大まかに見て互いに異なる傾斜を示すことになる。該研磨部材の一端に対応する可動点が第１リンク部材に連結され、該研磨部材の他端に対応する可動点が第２リンク部材に連結されることで、研磨部材に径方向の振動（オシレーション）を与えたとき、第１及び第２リンク部材の各一端がそれぞれの固定点で固定された状態で、該第１及び第２リンク部材の各他端（可動点）が研磨部材と共に振動することになる。

ここで、研磨面の第１部分と第２部分は、大まかに見て異なる傾斜を示すので、例えば振動方向が第１部分の研磨面と略同一方向であるとし、また、振動時の研磨部材の動きが直線的であるとすると、振動中に第１部分の研磨面はそれに対応する第１面部分から離れることはないので第１面部分の研磨は十分に行えるが、他方の第２部分の研磨面は振動方向に角度をなした状態で振動するので、振動中に第２部分の研磨面はそれに対応する第２面部分から離れる確率が増し、第２面部分の研磨が不十分になる。

しかし、本発明によれば、前記研磨部材の一端に対応する可動点に連結する前記第１リンク部材は、その延長線が前記研磨部材の一端寄りの前記第１部分の研磨面（又はその延長線）に略直交するように設置され、かつ、前記研磨部材の他端に対応する可動点に連結する前記第２リンク部材は、その延長線が前記研磨部材の他端寄りの前記第２部分の研磨面（又はその延長線）に略直交するように設置されているので、振動時の研磨部材の動きは、リンク部材に規制されて非直線的な挙動を示し、研磨部材のどちらの端部寄りに振れるときも、第１部分又は第２部分の研磨面にほぼ沿うような動きとなる。従って、第１及び第２面部分の両方に対して十分な研磨を行うことができる。こうして、研磨部材の振動に応じて、円錐面の前記第１及び第２面部分を一括して研磨できるので、屈曲又は湾曲した円錐面（プーリー面）の研磨を簡単な構成及び工数で行うことができる。

本発明に係る研磨装置が適用されるプーリー研磨システムの大略を示す軸方向断面略図。本発明の一実施例に係る研磨装置の具体的構成を概略的に示す図であり、（ａ）は正面略図、（ｂ）は右側面略図。本発明の別の実施例に係る研磨装置の正面略図。本発明のさらに別の実施例に係る研磨装置の正面略図

図１は、本発明の一実施例に係る研磨装置１０を使用して、ＣＶＴ（ベルト式無段変速機）用のプーリー半体２０の円錐面すなわちシーブ面（プーリー面とも言う）２１の研磨を行うシステムの大略を示す軸方向断面略図である。この研磨装置１０においては、研磨フィルム（図示せず）を装着したローラ状の研磨部材（後述）を、ワークであるプーリー半体２０のシーブ面２１に圧接しつつ該研磨部材をプーリー径方向（図中矢印Ｒ）に振動させることにより研磨を行うようにしており、所謂オシレーション処理を行うものである。オシレーション処理中は、ワークであるプーリー半体２０をその回転軸の回りで回転させ、研磨箇所が順次ずらされるようになっている。

本発明によって研磨されるシーブ面（円錐面）２１は、半径方向において全体として屈曲又は湾曲した形状を持つ。図示例においては、シーブ面（円錐面）２１は、内径寄りの第１面部分２１ａと外径寄りの第２面部分２１ｂとを有し、第１面部分２１ａは直線的な断面形状からなり、第２面部分２１ｂは湾曲した断面形状からなる。

図２は一実施例に係る研磨装置１０の具体的構成を概略的に示す図であり、（ａ）は正面略図、（ｂ）は右側面略図である。研磨部材１１は全体としてローラ状であり、そのローラ軸方向断面の形状が異なる２つの部分（第１部分１１ａ及び第２部分１１ｂ）の組合せからなる複合的なローラ形状を持ち、そのローラ面が研磨面として機能する。研磨部材１１の第１部分１１ａは、前記シーブ面２１の第１面部分２１ａの断面形状に沿った断面形状を持ち、図２の例では直線的な断面形状（ローラ軸１２に略平行な直線状）からなる。研磨部材１１の第２部分１１ｂは、前記シーブ面２１の第２部分２１ｂの断面形状に沿った断面形状を持ち、図２の例では第２部分２１ｂの湾曲に沿って湾曲した（ほぼ同様に湾曲した）断面形状からなる。これにより、振動初期位置で研磨部材１１をシーブ面２１に圧接したとき、研磨部材１１の第１部分１１ａがシーブ面２１の第１面部分２１ａに密接し、かつ、研磨部材１１の第２部分１１ｂがシーブ面２１の第２部分２１ｂに密接し得るようになっている。

図２（ａ）に示すように、オシレーションのための励振装置は、フレーム１５に搭載された電気モータ１３と該モータ１３によって回転される偏心カム１４とを含み、更に可動ブロック１６を含む。可動ブロック１６は、研磨部材１１のローラ軸１２を支持する支持枠１６ａと、前記偏心カム１４に対偶するカム受け体１６ｂとを含む。可動ブロック１６は、１対のリンク部材１７ａ，１７ｂによってフレーム１５の下部枠１５ａから揺動自在に吊り下げられた格好となっている。電気モータ１３の回転軸に連結された偏心カム１４はフレーム１５の下部枠１５ａよりも下方に突出し、可動ブロック１６のカム受け体１６ｂに係合する。偏心カム１４の回転に応じてカム受け体１６ｂがプーリー径方向（図中矢印Ｒ）に振動し、これにより可動ブロック１６全体が振動し、支持枠１６ａによって支持された研磨部材１１がプーリー径方向（図中矢印Ｒ）に振動されることになる。

図２（ａ）に示すように、第１リンク部材１７ａは、フレーム１５の下部枠１５ａに設定される固定点Ｐｆａと可動ブロック１６の支持枠１６ａに設定された可動点Ｐｍａとの間を結合し、固定点Ｐｆａに対して可動点Ｐｍａが振動方向に揺動可能なように、両者を連結している。同様に、第２リンク部材１７ｂは、フレーム１５の下部枠１５ａに設定される固定点Ｐｆｂと可動ブロック１６の支持枠１６ａに設定された可動点Ｐｍｂとの間を結合し、固定点Ｐｆｂに対して可動点Ｐｍｂが振動方向に揺動可能なように、両者を連結している。従って、偏心カム１４の回転に応じて可動ブロック１６に与えられる振動は、第１リンク部材１７ａ及び第２リンク部材１７ｂによって規定される可動点Ｐｍａ、Ｐｍｂの揺動運動に変換される。そして、研磨部材１１は支持枠１６ａと一体的に振動するので、振動時（オシレーション時）の研磨部材１１の揺動運動の軌跡は可動点Ｐｍａ、Ｐｍｂの揺動運動の軌跡と等価的なものとなる。

図２（ａ）に示すように、初期位置において、研磨部材１１の一端に対応する可動点Ｐｍａに連結する第１リンク部材１７ａは、その延長線が該研磨部材１１の一端寄りの前記第１部分１１ａの研磨面に略直交するように設置される（すなわち、そのように固定点Ｐｆａと可動点Ｐｍａが設定される）。この例では、第１部分１１ａは、振動方向（矢印Ｒ）に平行な直線状であるので、第１リンク部材１７ａは研磨部材１１の軸１２に略直交する方向に延びている。同様に、初期位置において、研磨部材１１の他端に対応する可動点Ｐｍｂに連結する第２リンク部材１７ｂは、その延長線が該研磨部材１１の他端寄りの前記第２部分１１ｂの研磨面に略直交するように設置される（すなわち、そのように固定点Ｐｆｂと可動点Ｐｍｂが設定される）。図２（ａ）の例では、第２部分１１ｂは凹状に幾分湾曲しているので、該第２部分１１ｂの研磨面を代表する延長線Ｅは、研磨部材１１のローラ軸１２に対して０度より大きい角度θを成すことになり、これに略直交する延長線を持つように設定された第２リンク部材１７ｂは、研磨部材１１の軸１２に対して９０度を越える鈍角をなすように、斜めに延びている。このように、第１リンク部材１７ａと第２リンク部材１７ｂは非対称的若しくは非平行的に設けられている。なお、凹状に湾曲している第２部分１１ｂの研磨面を代表する延長線Ｅとは、第２部分１１ｂの端部（図では左端）の単純な延長線であってもよいし、あるいは、第２部分１１ｂにおける複数部位の接線がローラ軸１２に対してなす角度の平均であってもよい。

なお、一例として、１つのリンク部材１７ａ（１７ｂも同様）は、側面からみると、図２（ｂ）に示すように、略Ｈ形状をしており、２箇所の固定点Ｐｆａでフレーム１５の下部枠１５ａに半固定され、２箇所の可動点Ｐｍａで可動ブロック１６の支持枠１６ａに半固定されている。ここで「半固定」とは、前記振動を許すように結合されているという意味である。しかし、１つのリンク部材１７ａ（１７ｂも同様）の形状はこのようなものに限らず、どのような形状からなっていてもよく、例えば１本の棒状であってもよい。

なお、研磨作業時においては、研磨部材１１とワーク（シーブ面２１）との間に研磨フィルム（図示せず）を介在させ、図示しない押圧手段により例えばフレーム１５を該ワークの方向（矢印ｘ）に強く押しつけながら研磨部材１１を振動させることにより、研磨フィルムが持つ研磨機能を発揮させることにより研磨を行う。

以上の構成において、第１リンク部材１７ａと第２リンク部材１７ｂの非対称的な配置により、振動（オシレーション）時の研磨部材１１の動きはリンク部材１７ａ，１７ｂに規制されて非直線的な挙動を示し、研磨部材１１のどちらの端部寄りに振れるときも、第１部分１１ａ又は第２部分１１ｂの研磨面にほぼ沿うような動きとなる。例えば、図２（ａ）に示す初期位置から左に振れるとき、第２リンク部材１７ｂの下端の可動点Ｐｍｂは幾分下寄りに動き、第２部分１１ｂの研磨面は、概ね、その代表的延長線Ｂに沿う動きを示す。これは、初期位置における第２リンク部材１７ｂの延長線が第２部分１１ｂの研磨面の代表的延長線Ｂに略直交していることによる。これにより、研磨部材１１の第２部分１１ｂの研磨面は、それに対応するシーブ面２１の第２面部分２１ｂへの密接を維持し得る。一方、そのとき、第１リンク部材１７ａの下端の可動点Ｐｍａは略真横に動き、第１部分１１ａの研磨面は、それに対応するシーブ面２１の第１面部分２１ａへの密接を維持し得る。

また、図２（ａ）に示す初期位置から右に振れるときは、第２リンク部材１７ｂの下端の可動点Ｐｍｂは幾分上寄りに動き、第２部分１１ｂの研磨面は、概ね、その代表的延長線Ｂに沿う動きを示す。これにより、研磨部材１１の第２部分１１ｂの研磨面は、それに対応するシーブ面２１の第２面部分２１ｂへの密接を維持し得る。一方、そのとき、第１リンク部材１７ａの下端の可動点Ｐｍａは略真横に動き、第１部分１１ａの研磨面は、それに対応するシーブ面２１の第１面部分２１ａへの密接を維持し得る。

このように、第１リンク部材１７ａ及び第２リンク部材１７ｂのどちらもが、それに対応する研磨部材１１の第１部分１１ａ又は第２部分１１ｂの研磨面（又はその延長線）に略直交するように設置されているので、振動時において、研磨部材１１の第１部分１１ａ及び第２部分１１ｂは、それに対応するシーブ面２１の第１面部分２１ａ及び第２面部分２１ｂへの密接度をそれぞれ同等の程度で維持し得る。こうして、１つの研磨部材１１の振動に応じて、シーブ面２１の第１面部分２１ａ及び第２面部分２１ｂを一括して研磨できるので、屈曲又は湾曲した円錐面（シーブ面２１）の研磨を簡単な構成及び工程で行うことができる。

以上から明らかなように、研磨部材１１の複合ローラ形状は、研磨対象とするシーブ面２１の屈曲又は湾曲形状に適合するように適宜に設計変更すればよく、また、１対のリンク部材１７ａ，１７ｂの非対称性も、研磨部材１１の第１部分１１ａ及び第２部分１１ｂの研磨面がローラ軸１２の軸線に対してなす角度に応じて適宜設定すればよい。そのような研磨部材１１の複合ローラ形状の変形例を図３及び図４に示す。

図３の例は、ワークであるシーブ面（図示せず）の半径方向断面が直線的に屈曲したものに適用される。そのために、図３の例において、研磨部材１１の第１部分１１ｃは、ワークであるシーブ面（図示せず）の第１面部分の直線的断面形状に沿った直線的断面形状を持ち、また、研磨部材１１の第２部分１１ｄは、ワークであるシーブ面（図示せず）の第２面部分の直線的断面形状に沿った直線的断面形状を持つ。研磨部材１１の第１部分１１ｃの研磨面がローラ軸１２の軸線に対してなす角度をαで示し、研磨部材１１の第２部分１１ｄの研磨面がローラ軸１２の軸線に対してなす角度をβで示す。この場合も、研磨部材１１の一端に対応する可動点Ｐｍａに連結する第１リンク部材１７ｃは、その延長線が該研磨部材１１の一端寄りの前記第１部分１１ｃの研磨面に略直交するように設置される。この例では、第１部分１１ｃの研磨面は、振動方向（矢印Ｒ）に対して角度αだけ傾いているので、第１リンク部材１７ｃは研磨部材１１の軸１２に対して９０度を越える鈍角をなすように、斜めに延びている。同様に、第２部分１１ｄの研磨面は、振動方向（矢印Ｒ）に対して角度βだけ傾いているので、研磨部材１１の他端に対応する可動点Ｐｍｂに連結する第２リンク部材１７ｄは研磨部材１１の軸１２に対して９０度を越える鈍角をなすように、斜めに延びている。このように、第１リンク部材１７ｃと第２リンク部材１７ｄは非対称的若しくは非平行的に設けられている。

図４の例は、ワークであるシーブ面（図示せず）の半径方向断面が全体的に凸状に湾曲したものに適用される。すなわち、ワークであるシーブ面（図示せず）の第１面部分と第２面部分のそれぞれが凸状に湾曲した形状からなる。そのために、図４の例において、研磨部材１１の第１部分１１ｅは、ワークであるシーブ面（図示せず）の第１面部分の凸状湾曲断面形状に沿った凹状湾曲断面形状を持ち、また、研磨部材１１の第２部分１１ｆは、ワークであるシーブ面（図示せず）の第２面部分の凸状湾曲断面形状に沿った凹状湾曲断面形状を持つ。第１部分１１ｅの研磨面がローラ軸１２の軸線に対してなす角度をδで示し、研磨部材１１の第２部分１１ｄの研磨面がローラ軸１２の軸線に対してなす角度をγで示す。この場合も、研磨部材１１の一端に対応する可動点Ｐｍａに連結する第１リンク部材１７ｅは、その延長線が該研磨部材１１の一端寄りの前記第１部分１１ｅの研磨面に略直交するように設置される。この例では、第１部分１１ｅの研磨面の代表的延長線Ｅは、振動方向（矢印Ｒ）に対して角度δだけ傾いているので、第１リンク部材１７ｅは研磨部材１１の軸１２に対して９０度を越える鈍角をなすように、斜めに延びている。同様に、第２部分１１ｆの研磨面は、振動方向（矢印Ｒ）に対して角度γだけ傾いているので、研磨部材１１の他端に対応する可動点Ｐｍｂに連結する第２リンク部材１７ｆは研磨部材１１の軸１２に対して９０度を越える鈍角をなすように、斜めに延びている。このように、第１リンク部材１７ｅと第２リンク部材１７ｆは非対称的若しくは非平行的に設けられている。

１０研磨装置
１１ａ，１１ｃ，１１ｅ研磨面の第１部分
１１ｂ，１１ｄ，１１ｆ研磨面の第２部分
１２ローラ軸
１３電気モータ
１４偏心カム
１５フレーム
１５ａ下部枠
１６可動ブロック
１６ａ支持枠
１６ｂカム受け体
１７ａ，１７ｃ，１７ｅ第１リンク部材
１７ｂ，１７ｄ，１７ｆ第２リンク部材
２０プーリー半体
２１シーブ面（円錐面）
２１ａ第１面部分
２１ｂ第２面部分
Ｐｆａ，Ｐｆｂ固定点
Ｐｍａ，Ｐｍｂ可動点

Claims

屈曲又は湾曲した円錐面を研磨するための研磨部材であって、前記円錐面は半径方向において異なる第１面部分及び第２面部分を有し、前記研磨部材の研磨面は前記第１面部分及び第２面部分の各断面形状に沿った断面形状を持つ第１部分及び第２部分を有する前記研磨部材と、
前記研磨部材に対して前記円錐面の径方向に沿う振動を与える励振装置と、
固定点に対して前記研磨部材の両端に対応する可動点をそれぞれ振動方向に揺動可能に連結する第１リンク部材及び第２リンク部材と
を備え、前記研磨部材の一端に対応する可動点に連結する前記第１リンク部材は、その延長線が前記研磨部材の一端寄りの前記第１部分の研磨面に略直交するように設置され、前記研磨部材の他端に対応する可動点に連結する前記第２リンク部材は、その延長線が前記研磨部材の他端寄りの前記第２部分の研磨面に略直交するように設置されていることを特徴とする研磨装置。
前記円錐面の前記第１面部分は直線的な断面形状、前記第２面部分は湾曲した断面形状からなり、前記研磨部材の前記第１部分は直線的な断面形状を持ち、前記第２部分は湾曲した断面形状を持つ、請求項１の研磨装置。
前記円錐面の前記第１面部分及び前記第２面部分はそれぞれ湾曲した断面形状からなり、前記研磨部材の前記第１部分及び前記第２部分は各第１面部分及び第２面部分に対応する湾曲した断面形状を持つ、請求項１の研磨装置。