JP4050944B2 - 軸付き部品の研磨用治具およびその使用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸部および羽根部などの機能部を有する精密鋳造部品などの軸付き部品の研磨用治具およびその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、平面研磨の分野では、ベルトサンダーなどを用いるロータリー方式のマニュアル研磨、あるいは、テーブルの表面で被研磨部品を保持して研磨する場合には、係る保持に磁気吸着テーブル(磁気バイス)が一般に使用されてきた。
例えば、図４(Ａ)に示すように、複雑な形状の精密鋳造部品Ｗにおける被研磨面ｗを平坦に研磨する場合、ホイール３２の周面に沿ってＵターンしつつ移動するベルトサンダー３０に、上記部品Ｗの被研磨面ｗを押し付けて研磨していた。
しかしながら、この研磨方法では、精密鋳造部品Ｗを個別に研磨するため、能率が低く且つ研磨の精度がバラツキ易い、という問題があった。
【０００３】
また、図４(Ｂ)に示すように、複数の部品Ｗの被研磨面ｗを同時に研磨するため、磁気吸着式テーブル(磁気バイス)３４の表面に磁性材からなる複数の部品Ｗを磁気吸着して固定し、図４(Ｂ)中の実線と破線の矢印で示すように、円盤形の砥石３６を下向きに押し付けつつ回転および移動させる方法も行われている。
しかしながら、この研磨方法では、非磁性材からなる部品が適用できないと共に、複雑な形状を有する磁性材の精密鋳造部品の場合でも、上記テーブル３４の表面に直に磁気吸着して固定することが困難である、という問題があった。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、以上に説明した従来の技術における問題点を解決し、多数の軸付き部品における軸部の端部に位置する接続部を、その素材が磁性か非磁性かにかかわらず、精度および能率良く平坦に研磨できる軸付き部品の研磨用治具およびその使用方法を提供する、ことを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、研磨すべき多数の軸付き部品における軸部の端部に位置する接続部のみを、磁性材からなる治具の外側に突出させる、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明における軸付き部品の研磨用治具(請求項１)は、円柱形などの軸部と、係る軸部の一端に設けられ且つ軸部の軸方向に沿って所定の長さを有する羽根部などの機能部と、上記軸部の他端に位置する製造時の接続部と、を含む軸付き部品に対し、係る接続部を研磨することにより、上記軸部の軸方向に沿った長さを一定の範囲に揃えるための治具であり、磁性材からなる本体および磁性材からなる蓋から構成され、上記本体は、複数の上記軸付き部品の機能部を収容し且つ係る機能部の上記所定の長さと同じ深さの凹部と、係る凹部の底面に形成され上記軸付き部品の軸部が挿入され且つ係る軸部の軸方向の長さと同じ軸方向の長さを有する複数の貫通孔と、上記凹部の反対側に位置し且つ少なくとも上記接続部を上記貫通孔から外側に突出させる平坦面と、を含み、上記蓋は、上記本体の凹部を覆って係る本体に固定され且つ係る固定された本体の反対側に平坦な表面を有する、ことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、複数の軸付き部品は、その羽根部などの機能部を上記本体の凹部において、その底面と上記蓋との間に挟持され、且つその軸部を本体の貫通孔に挿入された状態となると共に、上記軸部の他端に位置する接続部および係る軸部の過剰に長い部分のみが、上記本体の平坦面から外側に突出する。
このため、上記研磨用治具を後述する磁気吸着テーブルに上記蓋の平坦な表面を磁気吸着して固定することにより、上記複数の軸付き部品における接続部やこれに隣接する過長な軸部を精度および能率良く研磨して除去することができる。
【０００７】
しかも、上記本体および蓋は磁性材からなるため、上記磁気吸着テーブルに確実に吸着できるので、上記鋳造部品が例えば非磁性材からなるものであっても、上述した研磨を確実に施すことができる。従って、軸部の軸方向の長さが所定の範囲に揃った複数の軸付き部品を能率良く得ることが可能となる。
尚、上記軸付き部品は、軸部とその一端に設けられる羽根部などの機能部を有するものであれば特に限定されず、例えば精密鋳造部品や、樹脂を含む金属粉末の射出成形部品(Ｍｅｔａｌ Ｉｎｊｅｃｔioｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ)、あるいは鍛造部品などが含まれ、前記接続部には湯口部やスプルなどが含まれる。また、係る軸付き部品の素材も磁性材の鋼材はもちろん、非磁性の鋼種、アルミニウム合金、あるいは合成樹脂からなるものも含まれる。更に、軸付き部品の軸部は円柱形に限らず、様々の多角形断面を呈する形態も含まれ、これに応じて前記本体の貫通孔もこれらに倣った断面形状とされる。
【０００８】
また、本発明には、前記本体は、平面視が長方形を呈し、前記凹部は係る長方形にほぼ倣った長方形を呈すると共に、係る凹部の底面に前記複数の貫通孔が１列または複数列にして当該凹部の長手方向に沿って形成されている、軸付き部品の研磨用治具(請求項２)も含まれる。
これによれば、多数の軸付き部品を、上記本体の凹部および貫通孔に高い収容密度をもって、それらの接続部のみを外側に突出させた状態で拘束することができる。従って、前述した研磨を一層能率良く施すことが可能となる。
【０００９】
一方、本発明における軸付き部品の研磨用治具の使用方法(請求項３)は、研磨用治具における前記本体の複数の貫通孔に軸付き部品の軸部を挿入し且つ係る軸付き部品の前記機能部を上記本体の前記凹部に収容し、係る本体の凹部側に前記蓋を固定すると共に、上記本体および蓋を、係る蓋において本体が位置しない平坦な表面を磁気吸着テーブルに磁気吸着した状態で、上記本体の各貫通孔から突出する上記軸付き部品の前記接続部を研磨する、ことを特徴とする。
【００１０】
これによれば、前記本体および蓋に機能部と軸部とを収容された複数の軸付き部品を、それらの接続部やこれに隣接する過長な軸部のみを外側に突出させた状態で、上記本体および蓋からなる研磨治具を、上記磁気吸着テーブルの表面に強固に固定することができる。従って、上記本体の平坦部から外側(上方)に突出する上記湯口部などの接続部を、砥石などの研磨工具により、確実に研磨して除去できると共に、係る研磨の後に平坦な研磨面を端面に有し且つ所定の長さに揃えられた軸部を有する複数の軸付き部品を、高い能率により確実に得ることが可能となる。尚、上記磁気吸着テーブルは、磁性材からなり且つその一部に電磁石を配置しているいわゆる磁気バイスである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１(Ａ)，(Ｂ)は、本発明の対象となり、追って過給機用ノズルベーンとなる精密鋳造部品(軸付き部品)１の斜視図と側面図である。係る精密鋳造部品１は、例えばＪＩＳ：ＳＣＨ２１(Ｆｅ−２５wt％Ｃｒ−２０wt％Ｎｉ−０．３wt％Ｃ)のような非磁性の合金鋼からなり、図１(Ａ)および(Ｂ)に示すように、円柱形の軸部２と、その一端(上端)に円錐形のテーパ部７を介して設けられ、断面が偏平な楕円形で且つ側面視が長方形を呈する平板状の羽根部４と、を備えている。
上記軸部２の他端３(下端)側には、当該鋳造部品１を精密鋳造(製造)した際の湯口部(接続部)８とその端面である破断面９とが位置している。尚、上記テーパ部７は、省略されていても良い。
【００１２】
図１(Ｂ)に示すように、上記羽根部４の上・下端面５，６間における軸部２の長手(軸)方向に沿った長さＨは、精密鋳造時に所定の長さにされている。また、上記軸部２の長手(軸)方向に沿った長さＬは、当該鋳造部品１の使用時に所定の範囲内にあることが必要とされている。
係る精密鋳造部品１は、全体が相似形である図示しない複数のロウ模型を、幹部分の湯道部分の周囲にツリー状に配置し且つ耐火物などを複数層にわたり被覆した後、上記複数のロウ模型を脱ロウしてなる鋳型を造型すると共に、係る鋳型のキャビティ内に溶けた上記非磁性の合金鋼を減圧吸上げ鋳造することにより、得られたものである。係る鋳造の後で、上記鋳型を型ばらしし、湯道部分を切断することにより、上記湯口部８を有する複数の精密鋳造部品１が得られる。
【００１３】
図１(Ｃ)は、次述する本発明の研磨用治具１０によって、上記湯口部８を研磨・除去した精密鋳造部品１ａの側面図を示す。係る精密鋳造部品１ａは、軸部２の軸方向に沿った長さＬと、係る方向に沿った羽根部４の長さＨとが、所定の範囲内に含まれるように研磨されている。
尚、上記研磨は、羽根部４の下端面５を基準面として行われる。このため、上記鋳造部品１ａを過給機における高温ガスの流路中にノズルベーンとして配置した際、上記軸部２は、上記過給機に設けた所定の軸受けに軸支され、且つ羽根部４は上記高温ガスの流路を確実に開閉することが可能となる。
【００１４】
図２(Ａ)，(Ｂ)は、本発明の研磨用治具１０の本体１２を示す平面図または断面図である。係る本体１２は、磁性材(例えばＪＩＳ：ＳＫＤ４〜６)からなる直方体の素材を座ぐり加工および孔明け加工したもので、平面視がほぼ長方形を呈し、所要の厚みと表面１４および裏面(平坦面)１５とを有する。また、係る本体１２は、表面１４側に開口する凹部１６とその下側の基部１３をも有している。
図２(Ａ)，(Ｂ)に示すように、上記凹部１６は、ほぼ平面視が長方形を呈し、その周囲には断面矩形の凸部１７，１８が囲んでいる。上記凹部１６の底面１６ａには、前記精密鋳造部品１の軸部２およびテーパ部７を受け入れる貫通孔２０およびテーパ面２１が、底面１６ａの長手方向に沿って２列の直線形に連続して形成されている。係る貫通孔２０およびテーパ面２１は、基部１３を貫通する。尚、上記部品１にテーパ部７がない場合、上記テーパ面２１は省略しても良い。
上記凹部１６の深さｄは、精密鋳造部品１の羽根部４の前記長さＨと一致する。即ち、凹部１６は、複数の精密鋳造部品１の羽根部４を緊密に収容する。
【００１５】
また、図２(Ｂ)に示すように、上記貫通孔２０の軸方向に沿った長さｙは、精密鋳造部品１の軸部２の軸方向に沿った長さＬと一致する。更に、上記テーパ面２１は、精密鋳造部品１のテーパ部７と同一の形状にされている。尚、図２(Ａ)に示すように、本体１２の各凸部１８の中央には、雌ネジ孔１９が位置する。
このため、精密鋳造部品１の軸部２をテーパ面２１を介して貫通孔２０に挿入した際、本体１２の裏面(平坦面)１５から外側には、上記鋳造部品１の軸部２の前記端部３に隣接する湯口部(接続部)８が突出し、場合によって係る湯口部８と端部３寄りの軸部２の過長部分とが突出する。
尚、精密鋳造部品１の湯口部８が軸部２よりも太径のため、貫通孔２０に係る軸部２が挿通できない場合は、図２(Ａ)中の破線ｐ−ｐおよび破線ｑ−ｑに示す位置で本体１２を３分割し、各貫通孔２０を形成する一対の半円柱形部分の間に軸部２を挟み付けるようにしても良い。また、軸部２が異形断面である場合にも、本体１２を上記分割式とし、係る軸部２を挟んだ後でネジ結合しても良い。
【００１６】
更に、図２(Ｃ)に示すように、上記本体１２の表面１４側に、その凹部１６を覆うように、平板状の蓋２２が固定される。係る蓋２２も前記同様の磁性材からなり、凹部１６側の裏面２４と、本体１２の反対側において外側に露出する平坦な表面２３と、長手方向の両端に設けた段付き通し孔２５と、備えている。
図２(Ｃ)に示すように、上記本体１２の表面１４側に蓋２２を載置し、ボルト２６を蓋２２の上記通し孔２５を介して本体１２の雌ネジ孔１９にネジ込むことにより、互いに固定された本体１２と蓋２２とからなる本発明の研磨用治具１０が形成される。尚、上記ボルト２６のボルト頭は、上記通し孔２５内に位置するため、蓋２２の表面２３側に突出しない。
【００１７】
以下において、前記研磨用治具１０の使用方法について説明する。
図３(Ａ)，(Ｂ)に示すように、先ず、研磨用治具１０の本体１２の凹部１６には、複数の精密鋳造部品１の羽根部４が斜め向きで互いに隣接しつつ収容され、これらのテーパ部７と軸部２とは、凹部１６の底面１６ａの各テーパ面２１および各貫通孔２０に個別に挿入される。尚、複数の精密鋳造部品１は、それらの羽根部４が本体１２の凹部１６に収容される限り、その向き(姿勢)は限定されず、例えば羽根部４の断面における長径の水平方向が凹部１６の長手方向またはこれと直角方向に沿った向きなどで収容しても良い。
次に、図３(Ｂ)に示すように、複数の精密鋳造部品１を収容などした上記本体１２の凹部１６側の表面１４に蓋２２を載置し、ボルト２６を蓋２２の段付き通し孔２５を介して本体１２の雌ネジ孔１９にネジ込むことにより、本発明の研磨用治具１０を形成する。
【００１８】
この結果、図３(Ｂ)に示すように、複数の精密鋳造部品１は、それらの羽根部４が本体１２の凹部１６の底面１６ａと蓋２２の裏面２４との間に隙間なく挟まれると共に、それらのテーパ部７が各テーパ面２１に挿入され、各軸部２０が各貫通孔２０に挿入される。同時に、本体１２の裏面(平坦面)１５から外側には、上記鋳造部品１の軸部２の前記端部３に隣接する湯口部８が突出し、場合によって係る湯口部８と端部３寄りの軸部２の過長部分とが突出した状態となる。
尚、図３(Ｂ)に示すように、上記ボルト２６は、そのボルト頭が蓋２２の通し孔２５の段部に収容されるため、蓋２２の表面２３の平坦性は維持される。
【００１９】
更に、図３(Ｃ)に示すように、複数の精密鋳造部品１を収容などした研磨用治具１０を、その蓋２２における本体１２が位置しない平坦な表面２３を下側にして、研磨装置２７の磁気吸着テーブル(磁気バイス)２８の表面に載置し、係るテーブル２８の図示しない電磁石を励磁する。尚、研磨用治具１０は、その長手方向を上記テーブル２８に形成される磁路に沿って載置される。その結果、係る研磨用治具１０は、上記テーブル２８から分岐した磁界がその本体１２や蓋２２を一端から他端に向けて貫通する。この際、精密鋳造部品１は、素材が非磁性であるため、上記磁界には何ら影響されない。従って、図３(Ｃ)に示すように、研磨用治具１０は、上記テーブル２８の表面に磁気吸着され且つ強固に固定される。
【００２０】
そして、図３(Ｃ)に示すように、前記テーブル２８に磁気吸着された研磨用治具１０の本体１２の裏面(平坦面)１５から上側(外側)に突出する前記鋳造部品１の軸部２の前記端部３に隣接する湯口部８などに対し、円盤状の砥石２９を回転させつつ図示で左側から右側に水平に移動させる。この際、砥石２９の周面は、本体１２の裏面１５に僅かに接する程度にして上記回転と移動とが成される。
その結果、図３(Ｃ)の左側に示すように、上記湯口部(接続部)８などを研磨され除去されることにより、軸部２の軸方向が前記長さＬで羽根部４の同じ方向が前記長さＨである前記図１(Ｃ)で示した複数の精密鋳造部品１ａを精度および能率良く得ることができる。
【００２１】
尚、上記研磨の後は、磁気吸着テーブル２８における電磁石の励磁を停止することにより、研磨用治具１０を取り外し、蓋２２を開くことで、軸部２の長さＬが所定の範囲内に揃えられた複数の精密鋳造部品１ａを取り出すことができる。
以上のような本発明の研磨用治具１０およびその使用方法によれば、軸部２の端部３側に位置する湯口部８を有する複数の精密鋳造部品１を、係る湯口部８などを研磨して除去した精密鋳造部品１ａにバラツキなく高い能率をもって確実に研磨して仕上げることができる。
【００２２】
本発明は、以上において説明した形態に限定されるものではない。
例えば、研磨用治具の本体は、一体物の磁性材から形成するほか、磁性材からなる複数の部分をボルト止めなどにより、組み立てる形態としても良い。
また、前記本体の凹部は、１個の本体に対し複数個を併設した形態としても良い。或いは、凹部の形状も前記長方形に限らず、係る凹部に収容される精密鋳造部品の羽根部などの機能部における外側寄りの形状に倣った形状としても良い。
更に、前記蓋は、本体に固定する際、前記ボルト止めする形態に限らず、本体の水平方向に設けるガイド溝に両縁をスライドして固定する形態としても良い。
【００２３】
また、軸付き部品は、その素材が磁性金属や合金からなるものでも良く、本発明の研磨用治具およびその使用方法には、何ら支障にはならない。付言すれば、本発明の対象となる軸付き部品は、前記精密鋳造部品に限らず、樹脂を含む金属粉末射出成形部品や、鍛造部品でも良く、前記軸部、機能部、および湯口部などの接続部を含むものであれば、プラスチックの射出成形品なども含まれる。
更に、軸付き部品の機能部は、前記平板状の羽根部４の形態に限らず、３枚以上の羽根を放射状に突出したり、あるいは３枚以上の羽根を放射状且つ螺旋状に突出した形態も含まれる。あるいは、係る機能部を流体路を開閉する円錐形や円柱形などの弁体とした形態も含まれ得る。
【００２４】
【発明の効果】
本発明による軸付き部品の研磨用治具(請求項１)によれば、複数の軸付き部品は、その機能部を本体の凹部において、その底面と蓋との間に挟持され、且つその軸部を本体の貫通孔に挿入された状態となり、係る軸部の他端に位置する接続部などのみが、上記本体の平坦面から外側に突出する。従って、これを用いることで、不要な湯口部などの接続部を研磨することが精度および能率良く行える。
また、請求項２の研磨用治具によれば、多数の軸付き部品を、前記本体の凹部および貫通孔に高い収容密度をもって、それらの接続部のみを外側に突出させた状態で拘束できるため、上述した研磨を一層能率良く施すことができる。
一方、本発明による軸付き部品の研磨用治具の使用方法(請求項３)によれば、上記研磨用治具を磁気吸着テーブルに前記蓋の平坦な表面を磁気吸着して固定することにより、磁性の有無に限らず複数の軸付き部品の接続部やこれに隣接する過長な軸部を、精度および能率良く研磨して確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (Ａ)，(Ｂ)は本発明の対象となる精密鋳造部品(軸付き部品)の斜視図または側面図、(Ｃ)は研磨後における上記精密鋳造部品の側面図。
【図２】 (Ａ)本発明の研磨用治具の本体を示す平面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った矢視における断面図、(Ｃ)は上記本体を含む研磨用治具の断面図。
【図３】 (Ａ)〜(Ｃ)は本発明の研磨用治具の使用方法を示す概略図。
【図４】 (Ａ)，(Ｂ)は従来の研磨方法を示す概略図。
【符号の説明】
１，１ａ…精密鋳造部品(軸付き部品)、 ２…………軸部、
３…………他端、 ４…………羽根部(機能部)、
８…………湯口部(接続部)、 １０………研磨用治具、
１２………本体、 １５………裏面(平坦面)、
１６………凹部、 １６ａ……凹部の底面、
２０………貫通孔、 ２２………蓋、
２３………表面(平坦な表面)、 ２８………磁気吸着テーブル、
Ｈ…………羽根部の長さ、 Ｌ…………軸部の長さ、
ｄ…………凹部の深さ、 ｙ…………貫通孔の長さ

Claims (3)

1. 円柱形などの軸部と、係る軸部の一端に設けられ且つ軸部の軸方向に沿って所定の長さを有する羽根部などの機能部と、上記軸部の他端に位置する製造時の接続部と、を含む軸付き部品に対し、係る接続部を研磨することにより、上記軸部の軸方向に沿った長さを一定の範囲に揃えるための治具であり、
   磁性材からなる本体および磁性材からなる蓋から構成され、
   上記本体は、複数の上記軸付き部品の機能部を収容し且つ係る機能部の上記所定の長さと同じ深さの凹部と、係る凹部の底面に形成され上記軸付き部品の軸部が挿入され且つ係る軸部の軸方向の長さと同じ軸方向の長さを有する複数の貫通孔と、上記凹部の反対側に位置し且つ少なくとも上記接続部を上記貫通孔から外側に突出させる平坦面と、を含み、
   上記蓋は、上記本体の凹部を覆って係る本体に固定され且つ係る固定された本体の反対側に平坦な表面を有する、
   ことを特徴とする軸付き部品の研磨用治具。
2. 前記本体は、平面視が長方形を呈し、前記凹部は係る長方形にほぼ倣った長方形を呈すると共に、係る凹部の底面に前記複数の貫通孔が１列または複数列にして当該凹部の長手方向に沿って形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸付き部品の研磨用治具。
3. 請求項１または２記載の研磨用治具における前記本体の複数の貫通孔に軸付き部品の軸部を挿入し且つ係る軸付き部品の前記機能部を上記本体の前記凹部に収容し、係る本体の凹部側に前記蓋を固定すると共に、
   上記本体および蓋を、係る蓋において本体が位置しない平坦な表面を磁気吸着テーブルに磁気吸着した状態で、上記本体の各貫通孔から突出する上記軸付き部品の前記接続部を研磨する、
   ことを特徴とする軸付き部品の研磨用治具の使用方法。

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