JP3012789B2 - ラッピング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、正逆回転可能かつ
軸方向の振動を可能に支持される被加工物の外周の被加
工面を同時に研磨するラッピング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のラッピング装置としては、例えば
図１０に示す押圧子３０を用いたものがある。すなわ
ち、例えばカムシャフトである被加工物Ｗを対象として
おり、これを正逆回転可能かつ軸方向の振動を可能に支
持し、被加工物Ｗの複数個のカム面の外周を同時に研磨
するもので、カム面の外周を臨み張りを持たせてラッピ
ングテープ２０を巻き掛け、ラッピングテープ２０の一
部を弾性体の押圧子１で付勢押圧し、押圧子１とカム面
の外周との間にラッピングテープ２０を挟んで研磨加工
するものである。ラッピングテープ２０は、供給機構で
送込み保持可能となっている。

【０００３】そして、押圧子１は全体が弾性体例えばウ
レタンゴムなどで構成され、この押圧子１が保持体２に
前後に摺動可能に保持されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、押圧子１が全体として弾性体によ
り構成されているので、ラッピングテープが滑り難く、
またその弾性により加工品の形状によく倣い、使い勝手
が良いが、磨耗や弾性による歪みなどで変形しやすく、
また弾性体の成型精度や硬度の差によってカム面の加工
精度にバラツキがでるなどで、押圧子の寿命や精度安定
性にやや劣り、加工条件が厳しく、使い勝手が十分でな
いという問題点があった。

【０００５】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に着目してなされたもので、弾性体の押圧子の持
つ、ラッピングテープが滑り難く、加工品の形状によく
倣うなどの特徴を損なう事なく、摩耗や歪を減少し、カ
ム面の加工精度にバラツキを少なくすることができるよ
うにしたラッピング装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、正逆回転可能かつ軸
方向の振動を可能に支持される被加工物（Ｗ）の外周の
被加工面（Ｗ１）を同時に研磨するラッピング装置（１
０）において、前記ラッピング装置は、ラッピングテー
プ（２０）および、押圧子（３０）を備えており、前記
ラッピングテープ（２０）は、前記押圧子（３０）に背
面を押されて前記被加工面に圧接しており、前記押圧子
（３０）は、基体（３２）および弾性体（３３）を備え
ており、前記基体（３２）は、前記被加工面を臨んで進
退可能に保持体（３１）の凹型嵌合部に嵌入支持されて
おり、前記基体（３２）は、前記被加工面を臨む頭部の
表面にダイヤモンド粉末が溶着されており、前記頭部の
表面とは反対側の背面に、前記保持体（３１）の凹型嵌
合部の底面側から前記頭部側へ凹入する凹型嵌合部が形
成されており、前記弾性体（３３）は、ブロック形状に
形成され、前記保持体（３１）の凹型嵌合部の底面と前
記基体（３２）の背面との間の隙間に介在していて、前
記基体（３２）の凹型嵌合部に嵌入していることを特徴
とするラッピング装置に存する。

【０００７】そして、前記発明は次のように作用する。
押圧子（３０）はラッピングテープに臨む基体（３２）
を剛性の高い例えば金属等とすることにより摩耗と変形
を少なくすることができる。また、押圧子（３０）は基
体（３２）と弾性体（３３）からなり、基体（３２）は
弾性体（３３）を介して保持体（３１）に保持されてお
り、押圧子（３０）が被加工面にラッピングテープ（２
０）を圧接するとき、弾性体（３３）が圧縮されて基体
（３２）が弾発的にラッピングテープ（２０）を押圧す
るように付勢され、カム面等の被加工面の寸法誤差に応
動することができる。

【０００８】また、被加工面を臨む基体頭部（３２ａ）
の表面にダイヤモンド粉末が溶着されているから、ラッ
ピングテープ（２０）背面との摩擦係数がより大きくな
り、回転する被加工面の外周における摩擦力が加工中の
ラッピングテープ（２０）を動かそうとする力に打ち勝
って、固定を確実にすることができる。また基体頭部
（３２ａ）がダイヤモンド粉末により高硬度を実現して
いるから摩耗を防ぐことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を説明する。各図は本発明の一実施の形態を示し
ている。図５および図６に示すように、ラッピング装置
１０は被加工物としてカムシャフトＷを研磨するもので
あり、カムシャフトＷの被加工面であるカム面Ｗ１，Ｗ
１…の外周を臨み張りを持たせて巻き掛けられるように
配索される連続したラッピングテープ２０，２０…と、
ラッピングテープ２０の一部を介してカムシャフトＷの
カム面Ｗ１の外周を押圧可能に付勢する押圧子３０と、
押圧子３０とカム面Ｗ１の外周との間にラッピングテー
プ２０を送込み可能な供給機構７０とを有して成る。

【００１０】図５からわかるように、カムシャフトのラ
ッピング装置１０の前部両側には、対向するように、カ
ムシャフトＷの軸の基端を正逆回転可能に支持する主軸
台１１およびカムシャフトＷの軸の先端を振れ得ないよ
うに支持するセンタ軸台１２がそれぞれ案内台１３，１
４に摺動可能に配設されている。

【００１１】主軸台１１およびセンタ軸台１２は連結ロ
ッド１５により一体的に連結されており、センタ軸台１
２には連結ロッド１５と反対位置に突出部材１２ａが延
設され、突出部材１２ａには小判型貫通孔１２ｂが穿設
され、センタ軸台１２の近傍に配設された油圧モータ１
６の出力軸１６ｂの先端部には、突出部材１２ａの小判
型貫通孔１２ｂに内嵌する偏心カム軸１６ａが設けられ
ている。

【００１２】図５からわかるように、カムシャフトＷは
４個のカム面Ｗ１を有する。カムシャフトＷの４個のカ
ム面Ｗ１の両側位置には、それぞれ、図２に示すよう
に、ラッピングテープ２０の一部を介してカム面Ｗ１を
挟むように押圧可能な押圧子３０が設けられている。

【００１３】図２、図６および図７からわかるように、
押圧子３０にカム面Ｗ１を押圧させる機構は、カムシャ
フトＷの回転軸を中心にして左右対称に配設されてお
り、空圧シリンダ４１が垂直連結棒４２を介してＴ形ア
ーム４３を回動することにより、Ｔ形アーム４３の下部
に押圧保持体３１を介して取付けられた押圧子３０がカ
ム面Ｗ１を押圧する方向に移動するものである。

【００１４】押圧子３０がラッピングテープ２０を介し
てカムシャフトＷのカム面Ｗ１を押圧する力は復動型の
空圧シリンダ４１により一定に制御されている。

【００１５】図８，図９に示すように、押圧子３０は基
体３２と弾性体３３から成り、保持体３１の凹型嵌合部
に基体３２が図の上下方向に摺動可能に嵌合され、基体
３２は基体３２の背面の凹型嵌合部と保持体３１の間に
弾性体３３を介して嵌合される。保持体３１と基体３２
の間は弾性体３３の変形量に見合う充分な間隙を有して
いる。

【００１６】基体３２は金属性の素材にラッピングテー
プに臨む頭部押圧面３２ａにダイヤモンド粉末を溶着し
て成る。弾性体３３は弾性材料（例えば、ウレタンまた
はニトリルゴム）にて成形され、基体３２をラッピング
テープに弾発的に圧接するように付勢している。

【００１７】図２、第５〜７図において、カムシャフト
のラッピング装置１０の後部両側に設けられた取付支柱
１７，１７からそれぞれ前方へ突設した張出し基板１
８，１８を連結するように横設軸１８ａ，１８ａが設け
られ、横設軸１８ａに外嵌するように吊金具１８ｂが設
けられ、復動型の空圧シリンダ４１は枢支ピン４１ａを
介して吊金具１８ｂに取付けられている。

【００１８】張出し基板１８，１８の下端部を連結する
ように天井基板１９が設けられ、天井基板１９に垂直取
付板１９ａが垂下して固設され、垂直取付板１９ａの所
定位置に配設された枢支ピン１９ｂにより、Ｔ形アーム
４３の腕の一端部４３ａが回動可能に枢支されている。

【００１９】垂直連結棒４２の下端部はＴ形アーム４３
の腕の他端部４３ｂと枢軸４２ａを介して連結されてお
り、上端部は、復動型の空圧シリンダ４１のピストンロ
ッド４１ｂとねじ調節可能に連結されている。

【００２０】ラッピングテープ２０は全長３５〜５５ｍ
の連続した細帯状に形成され、ラッピングテープ２０の
一方の面にはカム面Ｗ１を微細仕上するためのラッピン
グ材が塗布されている。

【００２１】カムシャフトＷのカム面Ｗ１を臨み張を持
たせて巻き掛けるようにラッピングテープ２０を配索す
るものとして、ラッピングテープ案内機構５０および張
設押さえ機構６０が設けられている。

【００２２】図２および図７からわかるように、ラッピ
ングテープ案内機構５０はカムシャフトＷの回転軸を中
心にして左右対称に配置されている。カムシャフトＷの
カム面Ｗ１の両側位置には、側部案内ローラ保持枠５１
に押圧保持体３１が固設され、カムシャフトＷのカム面
Ｗ１の上方位置には、上部案内ローラ保持枠５２が垂直
取付板１９ａに固設されている。側部案内ローラ保持枠
５１および上部案内ローラ保持枠５２には、全体として
逆Ｕ字状にカムシャフトＷのカム面Ｗ１を取囲むよう
に、所定数の案内ローラＲ，Ｒ…が設けられ、押圧保持
体３１の上下位置に配設される案内ローラ Ｒ，Ｒはラ
ッピングテープ２０が押圧子３０の基体頭部３２ａに沿
うように側部案内ローラ保持枠５１に取付けられてい
る。

【００２３】図２および第６，７図に示すように、張設
押さえ機構６０は、逆Ｕ字状にカムシャフトＷを取囲む
ように配索されるラッピングテープ２０の下部両側をそ
れぞれ挟持してラッピングテープ２０に張りを持たせ、
ゆるみを防止するものである。

【００２４】張設押さえ機構６０は、摺動部材６１がＴ
形アーム４３の外側部に固設された取付基板６２の案内
ピン６３，６３により、上下方向に案内され、摺動部材
６１の下端部に固設された当接子６４と取付基板６２の
下端案内面６５とがラッピングテープ２０を挟持可能に
形成されて成る。

【００２５】摺動部材６１の上端部には、凸状部材６６
が突設され、凸状部材６６は押込部材６７を臨み設けら
れ、押込部材６７は垂直取付板１９ａの下端部に取付け
られた前後延設板６８の前後端部に固設されている。図
６からわかるように、押込部材６７は復動型の空圧シリ
ンダ４１のピストンロッド４１ｂが垂直連結棒４２を介
してＴ形アーム４３を開き方向に回動するとき、摺動部
材６１の凸状部材６６に当接し、ばね部材６９の付勢力
に抗して摺動部材６１は押下げられ、摺動部材６１の当
接子６４と取付基板６２の下端案内面６５との間にラッ
ピングテープ２０が挿通可能な間隙を有するように形成
されている。

【００２６】図２，３、図５、および図６に示すよう
に、供給機構７０はカムシャフトＷの四個のカム面Ｗ１
に対応するようにカムシャフトＷの軸方向の間隔調節可
能に配設されている。供給機構７０は各案内ローラＲを
介してラッピングテープ２０の一端が巻付けられている
巻枠７１と、同じく各案内ローラＲを介してラッピング
テープ２０の他端部を巻上げる巻取りローラ７２および
巻取り枠７３とを有して成る。

【００２７】巻枠７１は取付支柱１７，１７から上方へ
突設された支持枠７４に回転可能に枢支されており、巻
取り枠７３は張出し基板１８の揺動部材７５の先端部に
回動可能に枢支されている。

【００２８】次に作用を説明する。

【００２９】図１，２および図５，６は、カムシャフト
のラッピング装置１０がカムシャフトＷのカム面Ｗ１を
加工している状態を示している。カムシャフトＷの回転
軸は主軸台１１およびセンタ軸台１２により先端が振れ
ることなく正逆回転する。また、油圧モータ１６が回転
することにより、油圧モータ１６の偏心カム軸１６ａが
突出部材１２ａの小判型貫通孔１２ｂ内を回転し、セン
タ軸台１２が図１において案内台１４上をＡ方向に往復
運動（偏心カムの偏心距離の２倍の振幅による振動）を
し、連結ロッド１５を介して主軸台１１も案内台１３上
を往復運動をし、これにより、カムシャフトＷも往復運
動をする。

【００３０】図１，２からわかるように、Ｔ形アーム４
３に固設された押圧子３０は押圧位置に在り、前後延設
板６８の押込部材６７と摺動部材６１の凸状部材６６と
の間には所定量の間隙ができており、ばね部材６９が摺
動部材６１を上方へ押上げ、摺動部材６１の当接子６４
がラッピングテープ２０を介して取付基板６２の下端案
内面６５に当接し、これにより、ラッピングテープ２０
は移動不能に挟持される。

【００３１】それ故にカムシャフトＷが回転して、ラッ
ピングテープ２０がカム面Ｗ１の摩擦力を受けてもラッ
ピングテープ２０が移動することはない。また、逆Ｕ字
状に配索されたラッピングテープ２０の下部両側位置に
て挟持しているので、カムシャフトＷが正転あるいは逆
転した場合にもラッピングテープ２０が移動することは
ない。

【００３２】また、カムシャフトＷが回転して、カムシ
ャフトＷの回転中心からカム面Ｗ１の被加工位置までの
距離が増加する場合には、カム面Ｗ１がラッピングテー
プ２０を介して押圧子３０を押返し、Ｔ形アーム４３の
下端部が枢支ピン１９ｂを中心にして外側へ押出され、
Ｔ形アーム４３の腕の他端部４３ｂが垂直連結棒４２を
介して復動型の空圧シリンダ４１のピストンロッド４１
ｂを付勢力に抗して押上げる。

【００３３】カムシャフトＷの回転中心からカム面Ｗ１
の被加工位置までの距離が減少する場合には、カム面Ｗ
１がラッピングテープ２０から離れようとするが、復動
型の空圧シリンダ４１のピストンロッド４１ｂが垂直連
結棒４２を介してＴ形アーム４３をＴ形アーム４３の下
端部の押圧子３０がカム面Ｗ１を押圧する方向へ付勢し
ているので、ラッピングテープ２０は離れようとするカ
ム面Ｗ１に追従し押圧する。以上のようにして、カムシ
ャフトＷのカム面Ｗ１の研磨が行なわれる。

【００３４】図８と図９において、押圧子３０は基体３
２と弾性体３３から成り保持体３１に嵌合保持されてい
る。弾性体３３は例えばウレタンゴムである。

【００３５】弾性体３３は基体背面の凹型嵌合部に嵌合
すると共に、凹型嵌合部の底面においても基体３２の凸
部が弾性体３３の凹部に嵌合しており、また弾性体３３
の両端部３３ａ，３３ｂが側部案内ローラ保持枠５１に
拘束されることによって弾性体３３と基体３２が移動し
たり欠落することが無い。

【００３６】押圧子３０がカムシャフトにラッピングテ
ープを圧接するとき、弾性体３３が圧縮されて基体３２
は弾発的にラッピングテープを押圧するように付勢さ
れ、カム面の寸法誤差に倣い高速で応動することができ
る。

【００３７】また被加工面を臨む基体頭部３２ａの表面
にダイヤモンド粉末が溶着されているから、ラッピング
テープ背面との摩擦係数がより大きくなり、回転するカ
ム面の外周における摩擦力が加工中のラッピングテープ
を動かそうとする力に打ち勝って、固定を確実にするこ
とができる。同時に基体頭部３２ａがダイヤモンド粉末
により高硬度を実現して摩耗を防いでいる。

【００３８】加工位置にあるラッピングテープ面が摩耗
したとき、ラッピングテープ２０を移動して、摩耗して
いない新たなラッピングテープ面にするには、図７に示
すように復動型の空圧シリンダ４１の空気圧を切替え
て、復動型の空圧シリンダ４１のピストンロッド４１ｂ
が垂直連結棒４２を上方へ引上げるようにする。

【００３９】それにより、Ｔ形アーム４３の下端部が枢
支ピン１９ｂを中心にしてカムシャフトＷから離れる方
向へ回動し、Ｔ形アーム４３が回動すると、摺動部材６
１の凸状部材６６が前後延設板６８の押込部材６７に当
接し、摺動部材６１が案内ピン６３に案内されながらば
ね部材６９の付勢力に抗して押下げられる。図７に示す
ように、摺動部材６１の当接子６４と取付基板６２の下
端案内面６５との間にラッピングテープ２０が挿通可能
な間隙が形成される。

【００４０】次に、巻取りローラ７２を駆動して、ラッ
ピングテープ２０の一端を所定長さ巻上げるとともに、
揺動部材７５に取付けた巻取り枠７３と案内ローラ７６
により、巻上げられたラッピングテープ２０を巻取る。
これにより、ラッピングテープ２０が各案内ローラＲに
案内され、移動し、カム面Ｗ１を臨むラッピングテープ
２０のラッピング面は摩耗していない新しい面になる。
この時、巻枠７１から同じ量のラッピングテープ２０が
下方向へ移動する。

【００４１】次に、図７から図２の状態に推移するよう
に、復動型の空圧シリンダ４１の空気圧を切替えて、復
動型の空圧シリンダ４１のピストンロッド４１ｂを押出
し、垂直連結棒４２を介して、Ｔ形アーム４３を押圧子
３０がカムシャフトＷに接近する方向に回動する。

【００４２】Ｔ形アーム４３を回動すると、摺動部材６
１の凸状部材６６がＴ形アーム４３の腕の一端部１９ａ
を中心にして回動し、ばね部材６９により、摺動部材６
１の凸状部材６６が前後延設板６８の押込部材６７から
離間しながら上方へ移動し、摺動部材６１は摺動部材６
１の当接子６４が取付部材６２の下端案内面６５にラッ
ピングテープ２０を介して当接し、止まる。これによ
り、ラッピングテープ２０は移動不能に挟持される。

【００４３】さらにＴ形アーム４３を回動すると、摺動
部材６１の凸状部材６６と前後延設板６８の押込部材６
７との間に図６に示すように間隙が生じる。異なる種類
のカムシャフトのカム面の外周を加工する場合において
は、復動型の空圧シリンダ４１の空気圧を調節すること
により、カムシャフトのカム面の外周を押圧する力をそ
れに適合したものとすることができる。

【００４４】ラッピング加工が行われるとき、空圧シリ
ンダ４１が働いて押圧子３０がラッピングテープをカム
シャフトのカム面に圧接する。

【００４５】

【実施例】１１図は本発明の一実施例を示す測定データ
であり、加工精度を加工面の平面（直線）に対する凹凸
の高さあるいは深さを示す真直度で示してある。

【００４６】

【発明の効果】本発明に係るラッピング装置によれば、
押圧子をウレタンゴム単体でなく、ダイヤモンド粉末が
溶着され、前記保持体に進退可能に嵌合支持された基体
と、該基体の背面側にあって前記保持体に弾接する弾性
体とによる、複合構造としたため、磨耗や弾性による歪
みが減少し、加工精度が改善されるとともに、押圧子の
寿命が延伸されるので、製品の品質を向上するとともに
加工コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るラッピング装置の
要部を示す正面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係るラッピング装置の
全容を示す正面図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係るラッピング装置の
要部を示し、図２の III矢視図である。

【図４】本発明の一実施の形態に係るラッピング装置の
要部を示す図２のIV矢視図である。

【図５】本発明の一実施の形態に係るラッピング装置の
側面図である。

【図６】本発明の一実施の形態に係るラッピング装置の
要部を示す図５のVI矢視図である。

【図７】本発明の一実施の形態に係るラッピング装置の
動作を示す図５のVI矢視図である。

【図８】本発明の一実施の形態に係るラッピング装置の
押圧子を含む要部の斜視図である。

【図９】本発明の一実施の形態に係るラッピング装置の
押圧子の透視図である。

【図１０】従来例の要部を示す側面図である。

【図１１】本発明と従来例の測定比較図表である。

【符号の説明】

１０…ラッピング装置 ２０…ラッピングテープ ３０…押圧子 ３１…押圧保持体 ３２…基体 ３３…弾性体 ５０…ラッピングテープ案内機構 ６０…張設押さえ機構 ７０…供給機構

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−238267（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−39701（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−63955（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 21/00,21/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正逆回転可能かつ軸方向の振動を可能に支
   持される被加工物の外周の被加工面を同時に研磨するラ
   ッピング装置において、 前記ラッピング装置は、ラッピングテープおよび、押圧
   子を備えており、 前記ラッピングテープは、前記押圧子に背面を押されて
   前記被加工面に圧接しており、 前記押圧子は、基体および弾性体を備えており、 前記基体は、前記被加工面を臨んで進退可能に保持体の
   凹型嵌合部に嵌入支持されており、 前記基体は、前記被加工面を臨む頭部の表面にダイヤモ
   ンド粉末が溶着されており、前記頭部の表面とは反対側
   の背面に、前記保持体の凹型嵌合部の底面側から前記頭
   部側へ凹入する凹型嵌合部が形成されており、 前記弾性体は、ブロック形状に形成され、前記保持体の
   凹型嵌合部の底面と前記基体の背面との間の隙間に介在
   していて、前記基体の凹型嵌合部に嵌入していることを
   特徴とするラッピング装置。