JP2024077860A - フィルムラップ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの歯面を好適に研磨することができ、高精度および高品質な歯車を製造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する。【解決手段】本発明にかかるフィルムラップ加工装置の構成は、ネジ形状のワーク１０の歯面１４ａ・１４ｂを研磨するフィルムラップ加工装置（加工装置）であって、歯面１４ａ・１４ｂを研磨する２本の研磨フィルム１１０と、研磨フィルム１１０に沿って配置された弾性体からなる２枚のシュー板２７０と、２枚のシュー板２７０の間に差し込まれ２枚のシュー板２７０を歯面に向かって押圧するくさび形状のバックアップシュー２４０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、ネジ形状のワークの歯面を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を行う装置としては、例えば特許文献１に「ワークの溝を加工するための溝加工装置」が開示されている。

特許文献１の溝加工装置は、「前記溝の断面に対応した凸形状の先端面を有しかつこの先端面を前記溝内に進入させるバックアップ部材と、前記バックアップ部材の先端面に巻掛けることによって該先端面に沿う形状となるラッピングテープと、前記ラッピングテープが前記ワークの前記溝と平行な方向に張るよう該ラッピングテープを前記バックアップ部材に向かって供給するテープ供給機構と、前記バックアップ部材の先端面を前記ラッピングテープと共に前記溝の内面に向かって押圧する押付け機構」とを具備している。

特許文献１の溝加工装置では、ワークの一例としてリニアガイド用スライダのボール転動溝を研磨する場合を例示している。特許文献１のバックアップ部材は、例えばウレタンエラストマのようにゴム弾性を有する材料からなり、その先端面は、溝の円弧状断面に応じた形成されている。

特許第４４４２０１１号公報

特許文献１のようにゴム弾性を有するバックアップ部材をワークの溝に対して押圧して研磨する構成では、押圧した際にバックアップ部材が変形し、バックアップ部材の先端に最も押圧荷重がかかる。このため、溝において、歯底（円弧の頂点近傍の面）が集中的に研磨され、歯面（頂点の両側の面）は歯底よりも研磨が不十分となる。その結果、溝において研磨が不均一となり、加工精度ひいては製品の品質を十分に確保できなくなってしまう。

本発明は、このような課題に鑑み、ワークの歯面を好適に研磨することができ、高精度および高品質な歯車を製造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、ネジ形状のワークの歯面を研磨するフィルムラップ加工装置であって、歯面を研磨する２本の研磨フィルムと、研磨フィルムに沿って配置された弾性体からなる２枚のシュー板と、２枚のシュー板の間に差し込まれ２枚のシュー板を歯面に向かって押圧するくさび形状のバックアップシューと、を備えることを特徴とする。

当該フィルムラップ加工装置は、研磨フィルムを供給する供給リールと、研磨フィルムを巻き取る巻取リールと、供給リールと巻取リールとの間に配置され研磨フィルムを転回させる転回ローラと、を備え、バックアップシューの一方側に供給リールと巻取リールが配置され、他方側に転回ローラが配置されていて、研磨フィルムは、供給リールから供給されて転回ローラで折り返して巻取リールに巻き取られることによって２本の研磨フィルムとして機能するとよい。

本発明によれば、ワークの歯面を好適に研磨することができ、高精度および高品質な歯車を製造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。

本実施形態にかかるフィルムラップ加工装置の全体斜視図である。 本実施形態にかかるフィルムラップ加工装置の全体斜視図である。 研磨ユニットの要部を説明する図である。 研磨ユニットの要部を説明する図である。 図３の模式的な断面図である。

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。

図１および図２は、本実施形態にかかるフィルムラップ加工装置（以下、加工装置１００と称する）の全体斜視図である。図１は、加工装置１００をワーク１０側から観察した状態を例示している。図２は、加工装置１００をワーク１０とは反対側から観察した状態を例示している。

図１（ａ）に示すように本実施形態の加工装置１００では、２本の研磨フィルム１１０を用いてネジ形状のワーク１０の歯面を研磨する。図１および図２に示すように本実施形態の加工装置１００は、土台１０２に載置された研磨ユニット２００、研磨ユニット２００に研磨フィルム１１０を供給する供給リール１２０、および研磨ユニット２００から研磨フィルム１１０を巻き取る巻取リール１３０を含んで構成されている。供給リール１２０と巻取リール１３０を支持する機構については図示を省略している。

研磨ユニット２００は、図２に示すフローティング軸２０２において支柱１０４に支持されていて、支柱１０４に対してＲ１方向（後述するエアシリンダ１５０のシリンダ軸の回転方向）に揺動可能となっている。支柱１０４はテーブル１０６に固定されていて、テーブル１０６と土台１０２との間には直動レール１０８が配置されている。

土台１０２には、テーブル１０６を移動させる駆動源となるエアシリンダ１４０が接続されている。これによりエアシリンダ１４０を駆動すると、テーブル１０６ひいては研磨ユニット２００が土台１０２に対してＤ１方向に直動レール１０８を走行する。

研磨ユニット２００において、フローティング軸２０２には外側ブラケット２１０が支持されている。外側ブラケット２１０の上方には、支柱１０４の上方まで延びる規制ブラケット２１２が配置されていて、規制ブラケット２１２には規制ネジ２０４が挿通される。これにより、規制ブラケット２１２に対する規制ネジ２０４の挿通度合を調節することで、研磨ユニット２００のフローティング範囲（角度）を規制することができる。

更に外側ブラケット２１０の両側には、外側ブラケット２１０の側方に張り出した一対のアームであるリール側アーム２５０ａおよび転回側アーム２５０ｂが設けられている。リール側アーム２５０ａは、供給リール１２０から供給される研磨フィルム１１０を受ける供給ローラ２６２、および巻取リール１３０に巻き取られる研磨フィルム１１０を受ける巻取ローラ２６４を支持している。転回側アーム２５０ｂは、供給リール１２０と巻取リール１３０との間に配置されて、研磨フィルム１１０を１８０°転回させる転回ローラ２６６を支持している。

図３および図４は、研磨ユニット２００の要部を説明する図である。図３は外側ブラケット２１０を含む斜視図である。図４は外側ブラケット２１０を取り除いてバックアップシュー２４０を分解した状態を説明する斜視図である。

図３に示すように、外側ブラケット２１０は、内側ブラケット２２０をフローティング軸２８０によってＲ２方向に揺動可能に軸支している。内側ブラケット２２０の内側には、一対のくさび形状のシューガイド２３０が間をあけて固定されていて、その間にくさび形状のバックアップシュー２４０が挿抜可能に配置されている。

図４に示すように、一対のシューガイド２３０に渡すように、２枚の弾性体からなるシュー板２７０が支持されている。すなわち２枚のシュー板２７０は、それぞれが、一対のシューガイド２３０に両端を支持された状態である。２枚のシュー板２７０はシューガイド２３０のくさび形状の両側の斜面に沿って配置されていて、それぞれワーク１０の歯面に対応する。バックアップシュー２４０をシューガイド２３０の間に挿入すると、バックアップシュー２４０の先端のくさび形状が２枚のシュー板２７０の間に挿入されて、バックアップシュー２４０が２枚のシュー板２７０の背面に当接してこれを押圧する。

内側ブラケット２２０がフローティング軸２８０によって軸支されていることにより、内側ブラケット２２０に固定されたシューガイド２３０、２枚のシュー板２７０、およびシューガイド２３０に案内されるバックアップシュー２４０がＲ２方向に揺動可能となる。

バックアップシュー２４０には、バックアップシュー２４０を移動させる駆動源となるエアシリンダ１５０（図１および図２参照）のシャフト１５２が接続されている。詳細には、エアシリンダ１５０は図１および図２に示すように支柱１０４に固定されていて、そのシャフト１５２がフローティング軸２０２および外側ブラケット２１０に挿通されてバックアップシュー２４０に接続されている。

上記構成によれば、エアシリンダ１５０を駆動するとシャフト１５２が進退し、バックアップシュー２４０が研磨フィルム１１０に対して離接するＤ２方向に進退する。これにより図３および図４に示すように、シューガイド２３０に対してバックアップシュー２４０を挿抜可能となる。また研磨加工を行う際にはバックアップシュー２４０がシュー板２７０を押圧することにより、研磨フィルム１１０がワーク１０の歯面に対して押圧される。

図５は、図３の模式的な断面図である。図５（ａ）は、図３の模式的なＡ－Ａ断面図である。図５（ｂ）は、従来の加工装置におけるバックアップシュー４０およびワーク１０の模式的な断面図であり、図３のＡ－Ａ位置に相当する位置Ｂ－Ｂを例示している。

加工対象となるネジ形状のワーク１０は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように対向する一対の歯面１４ａ・１４ｂおよびそれらの間に配置される歯底１６からなる歯溝１２を有している。本実施形態では、ワーク１０の一対の歯面１４ａ・１４ｂを研磨加工する。

図５（ｂ）に示すように従来の加工方法では、ゴムやウレタン等の弾性材料によって構成されたバックアップシュー４０によって１枚の研磨フィルム５０をワーク１０に押圧している。しかしながら、このような構成であると、研磨フィルム１１０を押圧する際にバックアップシュー４０の先端４２に最も荷重がかかる。

するとバックアップシュー４０の先端４２が荷重によって変形し、研磨フィルム５０が歯溝１２の全面に接触するとしても、荷重は主に歯底１６にかかってしまう。このようにバックアップシュー４０が底付きしてしまうと、歯底１６のみが集中的に研磨され、その両側の歯面１４ａ・１４ｂには研磨フィルム５０が適切に研磨されなくなる。その結果、目的としている歯面１４ａ・１４ｂの研磨が不十分となり、加工精度ひいては製品の品質を十分に確保できなくなってしまう。

そこで本実施形態の加工装置１００では図５（ａ）に示すように、２本の研磨フィルム１１０に沿って、弾性体からなる２枚のシュー板２７０を配置している。くさび形状のバックアップシュー２４０は、２枚のシュー板２７０の間に差し込まれるとそれらを歯面１４ａ・１４ｂに向かって押圧する。すると、バックアップシュー２４０から２枚のシュー板２７０に、ひいては歯面１４ａ・１４ｂに向かってほぼ直角方向の荷重がかかる。

これにより、研磨フィルム１１０を歯面１４ａ・１４ｂに確実に押し当てることができるため、歯面１４ａ・１４ｂを効率的且つ確実に研磨することができる。したがって本実施形態の加工装置１００によれば、ワーク１０を高精度で加工することができ、製品品質の向上を図ることが可能となる。

また図３および図４に示したように、研磨ユニット２００はＲ１方向にフローティング可能となっていて、内側ブラケット２２０はＲ２方向にフローティング可能となっている。したがって、研磨フィルム１１０をワーク１０の歯面１４ａ・１４ｂに好適に追従させ、歯面１４ａ・１４ｂを適度な圧力で研磨することが可能となる。

バックアップシュー２４０は、例えばステンレス等の高剛性材料を用いるとよい。これにより、２枚のシュー板２７０の間に差し込まれた際のバックアップシュー２４０の変形が抑制され、バックアップシュー２４０にかかった荷重を２枚のシュー板２７０に好適に伝達することができる。

２枚のシュー板２７０は、ウレタンシートやゴムシート等の弾性材料を用いるとよい。これにより、適度な柔軟性が得られるため、バックアップシュー２４０から伝達された荷重によってシュー板２７０が変形することで、シュー板２７０ひいては研磨フィルム１１０をワーク１０の歯面１４ａ・１４ｂに好適に追従させることが可能となる。

研磨フィルム１１０を２本に分けたことにも利点がある。例えば図５（ｂ）を用いて説明した従来例のように１本の研磨フィルム５０を用いて一対の歯面１４ａ・１４ｂを一度に研磨する場合、歯溝１２にバックアップシュー４０を挿入した際、研磨フィルム５０のうち、歯面１４ａ・１４ｂに当接する領域が歯底１６に当接する領域に引っ張られて角が丸くなり、歯面１４ａ・１４ｂの下端まで研磨できない（歯溝１２の隅を研磨できない）可能性がある。

これに対し、上記説明したように本実施形態の加工装置１００では、１本の研磨フィルム１１０を２本の研磨フィルム１１０として用いて一対の歯面１４ａ・１４ｂを別々に研磨する。これにより、歯面１４ａ・１４ｂの全面を下端まで均一に研磨することができる。したがって、ワーク１０をより高い精度で加工することが可能となる。

さらに本実施形態の加工装置１００では、２本の研磨フィルム１１０を１本の研磨フィルム１１０の往路と復路によって実現している。詳細には本実施形態の加工装置１００では、図１および図２に示したようにバックアップシュー２４０の一方側に供給リール１２０と巻取リール１３０が配置され、他方側に転回ローラ２６６が配置されている。

研磨フィルム１１０は、供給リール１２０から供給されると、供給ローラ２６２、およびバックアップシュー２４０より手前側の送りローラ２６８ａによってバックアップシュー２４０に案内される。研磨フィルム１１０は、バックアップシュー２４０に押圧されてワーク１０の歯面１４ａ・１４ｂを研磨した後に、ワーク１０より奥側の送りローラ２６８ｂに案内されて転回ローラ２６６に送られる。すなわち供給リール１２０から転回ローラ２６６までの研磨フィルム１１０は、一方の歯面１４ａを研磨する往路の研磨フィルム１１０として機能する。

研磨フィルム１１０は、転回ローラ２６６において折り返されて進行方向が１８０°転換（転回）される。転回した加工装置１００は、送りローラ２６８ｂによってバックアップシュー２４０に案内され、バックアップシュー２４０に押圧されてワーク１０の歯面１４ｂを研磨する。そして送りローラ２６８ａから巻取ローラ２６４に案内され、巻取リール１３０に巻き取られる。このように転回ローラ２６６から巻取リール１３０までの研磨フィルム１１０は、他方の歯面１４ｂを研磨する復路の研磨フィルム１１０として機能する。

上記説明したように本実施形態の加工装置１００では、研磨フィルム１１０を折り返して２本の研磨フィルム１１０として機能させている。このように２本の研磨フィルム１１０を１本の研磨フィルム１１０の往路と復路によって構成したことにより、２系統の研磨フィルム（２つの供給リールと２つの巻取リール）を設けるよりも、装置の小型化および簡略化を図ることができる。

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、ネジ形状のワークの歯面を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…ワーク、１２…歯溝、１４ａ…歯面、１４ｂ…歯面、１６…歯底、４０…バックアップシュー、４２…先端、５０…研磨フィルム、１００…加工装置、１０２…土台、１０４…支柱、１０６…テーブル、１０８…直動レール、１１０…研磨フィルム、１２０…供給リール、１３０…巻取リール、１４０…エアシリンダ、１５０…エアシリンダ、１５２…シャフト、２００…研磨ユニット、２０２…フローティング軸、２０４…規制ネジ、２１０…外側ブラケット、２１２…規制ブラケット、２２０…内側ブラケット、２３０…シューガイド、２４０…バックアップシュー、２５０ａ…リール側アーム、２５０ｂ…転回側アーム、２６２…供給ローラ、２６４…巻取ローラ、２６６…転回ローラ、２６８ａ…送りローラ、２６８ｂ…送りローラ、２７０…シュー板、２８０…フローティング軸

Claims (2)

1. ネジ形状のワークの歯面を研磨するフィルムラップ加工装置であって、
   前記歯面を研磨する２本の研磨フィルムと、
   前記研磨フィルムに沿って配置された弾性体からなる２枚のシュー板と、
   前記２枚のシュー板の間に差し込まれ該２枚のシュー板を前記歯面に向かって押圧するくさび形状のバックアップシューと、
   を備えることを特徴とするフィルムラップ加工装置。
2. 前記研磨フィルムを供給する供給リールと、
   前記研磨フィルムを巻き取る巻取リールと、
   前記供給リールと前記巻取リールとの間に配置され前記研磨フィルムを転回させる転回ローラと、
   を備え、
   前記バックアップシューの一方側に前記供給リールと前記巻取リールが配置され、他方側に前記転回ローラが配置されていて、
   前記研磨フィルムは、前記供給リールから供給されて前記転回ローラで折り返して前記巻取リールに巻き取られることによって前記２本の研磨フィルムとして機能することを特徴とする請求項１に記載のフィルムラップ加工装置。

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