JP2024077687A - フィルムラップ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】はすば歯車の歯面を好適に研磨することが可能なフィルムラップ加工装置を提供する。
【解決手段】本発明にかかるフィルムラップ加工装置（加工装置２００）の構成は、はすば歯車（ワーク１００）の歯面を研磨フィルム２０２で研磨するフィルムラップ加工装置であって、はすば歯車を回動自在に保持するワーク保持部２１０と、研磨フィルム２０２をはすば歯車の歯溝に付勢するシューを有する加工ユニット２４０と、を含み、加工ユニット２４０は、はすば歯車の歯のねじれ角に応じてシュー２４８を傾け、ワーク保持部２１０は、はすば歯車をはすば歯車の軸方向にオシレーションさせつつ、オシレーションと同期して、ねじれ角に対応した角度にはすば歯車を回動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、はすば歯車の歯面を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置に関するものである。

金属部品のワークの研磨方法として、フィルムラップ加工が知られている。フィルムラップ加工とは、表面に砥粒が塗布された研磨フィルムを用いて行う研磨方法である。フィルムラップ加工方法としては、例えば特許文献１に外歯歯車の研磨方法が開示されている。特許文献１の外歯歯車の研磨方法は、「前記外歯歯車の歯面に対し、押圧部材でバックアップすることによりフィルム研磨材を押し付け、その状態で外歯歯車の歯とフィルム研磨材とを歯形方向に相対的に摺動させることにより、歯面を研磨すること」を特徴としている。

特開２０００－２０５３７７号公報

歯車には様々な種類があり、特許文献１に例示されている平歯車の他にはすば歯車が周知である。特許文献１では、外歯歯車の歯とフィルム研磨材とを歯形方向に相対的に摺動させることにより平歯車の歯面を研磨している。しかしながら、はすば歯車は軸に対して歯筋が斜めになっているため、特許文献１の方法で歯面を研磨することができない。このため特許文献１の技術の更なる改善が求められていた。

本発明は、このような課題に鑑み、はすば歯車の歯面を好適に研磨することが可能なフィルムラップ加工装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるフィルムラップ加工装置の代表的な構成は、はすば歯車の歯面を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置であって、はすば歯車を回動自在に保持するワーク保持部と、研磨フィルムをはすば歯車の歯溝に付勢するシューを有する加工ユニットと、を含み、加工ユニットは、はすば歯車の歯のねじれ角に応じてシューを傾け、ワーク保持部は、はすば歯車をはすば歯車の軸方向にオシレーションさせつつ、オシレーションと同期して、ねじれ角に対応した角度にはすば歯車を回動させる。

上記課題を解決するために、本発明にかかるフィルムラップ加工装置の代表的な構成は、はすば歯車の歯面を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置であって、はすば歯車を回動自在に保持するワーク保持部と、研磨フィルムをはすば歯車の歯溝に付勢するシューを有する加工ユニットと、を含み、ワーク保持部は、はすば歯車の軸をねじれ角に応じて傾斜させてワークを保持し、はすば歯車を歯筋方向にオシレーションさせる。

本発明によれば、はすば歯車の歯面を好適に研磨することが可能なフィルムラップ加工装置を提供することが可能になる。

本実施形態のフィルムラップ加工装置によって研磨するワークを説明する斜視図である。 本実施形態にかかる加工装置の全体を示す斜視図である。 図２の加工装置を、図２中のＩＩＩ方向からみた斜視図である。 図２のワーク近傍の拡大斜視図である。 図４とは異なるオシレーション方向及びワーク回転方向を示すワーク近傍の拡大斜視図である。 本実施形態にかかる加工装置全体の他の実施例を説明する斜視図である。 図６のワーク近傍の拡大斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。

（ワーク）
図１は、本実施形態のフィルムラップ加工装置（以下、加工装置２００と称する）によって研磨するワーク１００を説明する斜視図である。

近年は自動車のＥＶ（電気自動車）化に伴い、部品の小型化および静音化の要請がある。小型化の一つとして、外径が異なるはすば歯車を２種類並べた段差歯車を用いる手法が周知である。尚、静音化のために、はすば歯車の歯面を研磨・研削することが有効であることが知られている。

図１に示すように、ワーク１００は、小径（外径Ｄ１）の第１はすば歯車１１０と大径（外径Ｄ２）の第２はすば歯車１２０とが軸１３０によって連結された段差歯車である（外径Ｄ１＜外径Ｄ２）。第１はすば歯車１１０および第２はすば歯車１２０は、それぞれ軸１３０に対して斜めに歯筋１１２・１２２が形成されている。尚、第１はすば歯車１１０のねじれ角をθとする。

ここで、第１はすば歯車１１０の歯面１１４を歯車研削盤の砥石１０によって研磨する場合、砥石１０の砥石径Ｄ３が大きいと、第１はすば歯車１１０の歯面１１４に接触した砥石１０が第２はすば歯車１２０の歯筋１２２や歯面１２４にも接触してしまう。すると、第２はすば歯車１２０の歯筋１２２や歯面１２４が意図せず研磨されてしまい、加工精度の低下を招いてしまう。そこで本発明においては、フィルムラップ加工装置（加工装置２００）を用いてはすば歯車の研磨を行う。

（加工装置）
図２は、本実施形態にかかる加工装置２００の全体を示す斜視図である。図３は、図２の加工装置を、図２中のＩＩＩ方向からみた斜視図である。加工装置２００は、第１はすば歯車１１０および第２はすば歯車１２０のそれぞれの歯面１１４・１２４（図１参照）を研磨フィルム２０２で研磨する。

図２および図３に示すように本実施形態の加工装置２００は、ワーク保持部２１０、加工ユニット２４０およびオシレーション機構２６０を含んで主要部が構成される。ワーク保持部２１０は、ヘッドストック２２０およびテールストック２３０によってワーク１００を保持する。

ヘッドストック２２０は、ワーク１００の一端を挟持するチャック２２２、およびチャック２２２ひいてはワーク１００を回動させる回動用モータ２２４を有する。テールストック２３０は、ワーク１００の他端を回動自在に軸支する。ヘッドストック２２０およびテールストック２３０は、側壁２０４に支持されている。

加工ユニット２４０は、ベッド２０６上に配置されていて、研磨フィルム２０２を保持してこれを第１はすば歯車１１０および第２はすば歯車１２０の歯溝（隣接する歯面の間）に付勢する。加工ユニット２４０は、研磨フィルム送出機構として、供給リール２４２、巻取リール２４４、複数のローラ２４６、シュー２４８、およびリール用モータ２５０を含んで主要部が構成される。

加工ユニット２４０では、リール用モータ２５０が駆動することにより、巻取リール２４４で研磨フィルム２０２を巻き取る。これに伴って、供給リール２４２から研磨フィルム２０２が各ローラ２４６を介してシュー２４８上に送り出される。このようにフィルム送出機構が消耗した研磨フィルム２０２を適宜移動させることにより、ワーク１００を効率よく研磨することが可能になる。

またベッド２０６上には直動レール２７４が設けられていて、加工ユニット２４０はベッド２０６上をＸ方向に走行する。これにより、加工ユニット２４０のシュー２４８に保持されている研磨フィルム２０２をワーク１００に対して近接および離間させることが可能となる。

なお、シュー２４８は、少なくとも先端部分は例えばウレタンやゴム等の弾性体で形成されているとよい。素材に弾性体を用いることで適度な柔軟性が得られ、研磨フィルム２０２をワーク１００により均一に効率よく接触させることが可能になる。また例えば加工装置２００においてシュー２４８をフローティング支持するフローティング機構を設けることによっても、シュー２４８をワーク１００に適切な角度で接触させることができる。

オシレーション機構２６０は、オシレーションテーブル２６２およびオシレーション用モータ２６４を含んで主要部が構成される。オシレーションテーブル２６２は、側壁２０４の背面（ワーク保持部２１０が支持されている面と反対側の面）に固定されている。オシレーションテーブル２６２の下方には直動レール２７２が設けられていて、オシレーション用モータ２６４を駆動することによってＺ方向に移動可能となる。Ｚ方向の移動によって研磨フィルム２０２に対するワーク１００の位置決めを行う。また研磨中には、オシレーションテーブル２６２を小刻みにＺ方向に往復移動させることにより、側壁２０４およびそれに支持されているワーク保持部２１０が揺動する。これにより、ワーク１００がワーク軸方向１００ａ（図１参照）にオシレーションされる。

図４は、図２のワーク近傍の拡大斜視図である。図５は、図４とは異なるオシレーション方向及びワーク回転方向を示すワーク近傍の拡大斜視図である。本実施形態では、図４および図５に示すようにワーク１００のうち、第１はすば歯車１１０の歯面１１４を研磨する場合を例示して説明する。

図４および図５に示すように、本実施形態の加工装置２００において、シュー２４８は先端に向かって薄くなる山形形状を成していて、第１はすば歯車１１０の歯溝（歯面１１４、１１４の間）に付勢される。ここでシュー２４８は、第１はすば歯車１１０の歯（歯筋１１２）のねじれ角に応じて傾ける。すなわちワーク保持部２１０に支持されたワーク１００の軸１３０は水平状態とし、シュー２４８のみを第１はすば歯車１１０の歯筋１１２に沿うように傾けて配置する。

そしてワーク保持部２１０は、ワーク１００をワーク軸方向（水平方向であるＺ方向）にオシレーションさせつつ、オシレーションと同期して、第１はすば歯車１１０のねじれ角に対応した角度にワーク１００をすこしずつ回動させる。

図４では、オシレーション用モータ２６４を駆動してワーク１００を軸方向Ｚ１に移動（オシレーション）させ、それと同期して回動用モータ２２４を駆動してワーク１００を回動方向Ｒ１に回動させている。軸方向Ｚ１と回動方向Ｒ１のベクトルは、合成方向Ｓ１となる。合成方向Ｓ１が歯筋１１２に沿った方向となるように、軸方向Ｚ１の移動量と回動方向Ｒ１の回動量を調節する。その結果として、図面上の奥側の位置にワーク１００が位置していて、第１はすば歯車１１０の歯筋１１２のうち、図面上の手前側の位置が研磨される。

図５では、ワーク１００を軸方向Ｚ２にオシレーションさせ、それと同期して回動用モータ２２４を駆動してワーク１００を回動方向Ｒ２に回動させる。軸方向Ｚ２と回動方向Ｒ２のベクトルは、合成方向Ｓ２となる。合成方向Ｓ２が歯筋１１２に沿った方向となるように、軸方向Ｚ２の移動量と回動方向Ｒ２の回動量を調節する。その結果として、図面上の手前側の位置にワーク１００が位置していて、第１はすば歯車１１０の歯筋１１２のうち、図面上の奥側の位置が研磨される。このとき、研磨フィルム２０２は第２はすば歯車１２０には接触しない。そして図４および図５に示す動作を繰り返すことにより、第１はすば歯車１１０の歯面１１４が研磨フィルム２０２によって研磨される。

上記説明したように本実施形態の加工装置２００によれば、ワーク１００をオシレーションしつつ同期して回動させることで、軸１３０に対して斜めに形成されているはすば歯車の歯面を好適に研磨することができる。このとき特に、砥石１０を用いる場合のように研磨対象となるはすば歯車と隣接しているはすば歯車への接触を好適に防ぐことができる。したがって、加工対象のはすば歯車の歯面を好適に研磨することができ、歯車において高い加工精度を得ることが可能となる。

（他の実施例）
図６は、本実施形態にかかる加工装置全体の他の実施例を説明する斜視図である。図７は、図６のワーク１００近傍の拡大斜視図である。なお、先に説明した加工装置２００と実質的に共通する構成要素については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図６に示す加工装置２００ａでは、ワーク保持部２１０の側壁２０４を傾けることにより、ワーク１００を構成する第１はすば歯車１１０の軸１３０（図７参照）を歯筋１１２のねじれ角θ（図１参照）に応じて傾斜させている。すなわちワーク１００を傾けて配置することにより歯筋１１２の方向をオシレーションの方向（水平方向：Ｚ方向）と一致させている。

図７に示すように、加工ユニット２４０のシュー２４８は水平状態に配置する。そしてワーク保持部２１０は、ワーク１００（図７では第１はすば歯車１１０を例示）を、水平方向（Ｚ方向）にオシレーションさせる。このような構成によっても、軸１３０に対して斜めに形成されているはすば歯車の歯面を好適に研磨することができ、上記と同様の効果を得ることが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、はすば歯車の歯面を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置に利用することができる。

１０…砥石、１００…ワーク、１１０…第１はすば歯車、１１２…歯筋、１１４…歯面、１２０…第２はすば歯車、１２２…歯筋、１２４…歯面、１３０…軸、２００…加工装置（フィルムラップ加工装置）、２００ａ…加工装置（フィルムラップ加工装置）、２０２…研磨フィルム、２０４…側壁、２０６…ベッド、２１０…ワーク保持部、２２０…ヘッドストック、２２２…チャック、２２４…回動用モータ、２３０…テールストック、２４０…加工ユニット、２４２…供給リール、２４４…巻取リール、２４６…ローラ、２４８…シュー、２５０…リール用モータ、２６０…オシレーション機構、２６２…オシレーションテーブル、２６４…オシレーション用モータ、２７４…直動レール

Claims (2)

1. はすば歯車の歯面を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置であって、
   前記はすば歯車を回動自在に保持するワーク保持部と、
   前記研磨フィルムを前記はすば歯車の歯溝に付勢するシューを有する加工ユニットと、
   を含み、
   前記加工ユニットは、前記はすば歯車の歯のねじれ角に応じて前記シューを傾け、
   前記ワーク保持部は、前記はすば歯車を該はすば歯車の軸方向にオシレーションさせつつ、前記オシレーションと同期して、前記ねじれ角に対応した角度に前記はすば歯車を回動させることを特徴とするフィルムラップ加工装置。
2. はすば歯車の歯面を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置であって、
   前記はすば歯車を回動自在に保持するワーク保持部と、
   前記研磨フィルムを前記はすば歯車の歯溝に付勢するシューを有する加工ユニットと、
   を含み、
   前記ワーク保持部は、前記はすば歯車の軸をねじれ角に応じて傾斜させて前記ワークを保持し、前記はすば歯車を歯筋方向にオシレーションさせることを特徴とするフィルムラップ加工装置。

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