JP4387347B2 - フイルム研磨材を用いた研磨装置 - Google Patents

Description

この発明は、切削加工されたワークの表面を鏡面仕上げするフイルム研磨材を用いた研磨装置、更に詳しくは、工作機械にアタッチメントとして取付け、工作機械の回転工具軸を駆動源として、フイルム研磨材の送りとオシレーション（揺動）運動を得ることができるようにした研磨装置に関する。

切削加工されたワークの表面を鏡面仕上げするフイルム研磨材を用いた研磨装置は、フイルム送りローラによってフイルム研磨材を送りながらフイルム研磨材の供給と巻取りを行う研磨材送り機構と、外周の一部に前記フイルム研磨材が巻回され、ワークにフイルム研磨材を押付けて軸方向に揺動可能となるバックアップローラを備え、フイルム研磨材に微動送りを与えると同時に、バックアップローラにオシレーション運動を与えることで、ワークの表面を研磨仕上げするようになっている。

従来のフイルム研磨材を用いた研磨装置は、独立した専用の駆動源を持つ超仕上げユニットと、ワークを保持又は駆動させる装置とを組み合わせた構造になっている。

独立した駆動源とは、フイルム研磨材をワークに押付けているバックアップローラのオシレーション運動を行うものと、フイルム研磨材の送りを行うものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２７７１５０号公報

ところで、従来のフイルム研磨材を用いた研磨装置は、バックアップローラのオシレーション運動と、フイルム研磨材の送りが独立しているため、オシレーション運動とフイルム研磨材の送り速度の調整のために専用の制御装置が必要であり、ＮＣ旋盤等に搭載して使用する場合には、超仕上げ専用の装置となってしまう。

また、フイルム研磨材を用いた研磨装置による超仕上げ工程が、ＮＣ旋盤等による加工工程と別になり、ワーク着脱や移送に手間がかかり、加工コストの高騰原因になる。

そこで、この発明の課題は、回転工具軸を持つ工作機械のターレットに装着し、回転工具軸の回転を駆動源とすることにより、超仕上げ工程を旋盤工程と複合化することができ、品質の向上と生産コストの削減を図ることができるフイルム研磨材を用いた研磨装置を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、この発明は、回転工具軸を持つ工作機械のターレットにアタッチメントとして取付ける本体部に、前記工作機械の回転工具軸と歯車等の動力伝達機構を介して連動させる動力入力軸を設け、前記本体部に、フイルム送りローラによってフイルム研磨材を送りながらフイルム研磨材の供給と巻取りを行う研磨材送り機構と、外周の一部に前記フイルム研磨材が巻回され、ワークにフイルム研磨材を押付けて軸方向に揺動可能となるバックアップローラを取付け、前記研磨材送り機構のフイルム送りローラの送り駆動軸と前記動力入力軸を減速連動し、前記動力入力軸とバックアップローラの揺動伝達軸を、動力入力軸の回転を揺動伝達軸の軸方向の往復運動に変換するクランク機構を介して連動した構成を採用したものである。

ここで、上記動力入力軸は、工作機械のターレットに固定する本体部で回転可能に水平支持され、その先端に設けた傘歯車を介して回転工具軸と同調回転するよう連動され、上記フイルム送りローラの送り駆動軸は、動力入力軸と直角の配置となり、回転可能に本体部で水平支持され、動力入力軸とフイルム送りローラの送り駆動軸が交差部分において、例えばウォームギヤとウォームホイルで連動され、前記送り駆動軸の先端とフイルム送りローラの間には、例えばハーモニックドライブ（登録商標）が設けられ、これら一対のウォーム歯車とハーモニックドライブ（登録商標）を介して減速連動することで、回転工具軸の回転速度に比例してフイルム研磨材を微速送りするようになっている。

また、バックアップローラの揺動伝達軸は、動力入力軸を挟む上下に位置し、動力入力軸と直角の配置で軸方向に進退動可能に本体部で水平支持され、上記クランク機構は、上下揺動伝達軸を結合するよう設けた揺動板に長孔を形成し、動力入力軸の端部に取付けたクランクピンを長孔内に納め、クランクピンが長孔内で動力入力軸と一体に回転することにより、揺動板を介して揺動伝達軸に軸方向の往復運動を与えるようになっている。

上記バックアップローラは、上下に位置する揺動伝達軸の先端間に固定したベース板の先端に枢止され、このバックアップローラの上下に先端ガイドローラが配置され、供給スプール部から引き出して巻取りスプール部に向かうフイルム研磨材の途中を先端ガイドローラで誘導してバックアップローラの外周に巻回し、バックアップローラか回転するワークに押付けたフイルム研磨材に幅方向の揺動を与えることになる。

この発明によると、回転工具軸を持つ工作機械のターレットに装着し、回転工具軸の回転を駆動源として、フイルム研磨材にオシレーション運動と微動送りを与えるようにしたので、回転工具軸を持つ工作機械のターレットに装着することで、超仕上げ工程を旋盤工程と複合化することができ、ワークの着脱及び移送回数の削減により、品質の向上と生産コストの削減、生産量のアップ、装置の省スペース化、省エネルギー化を図ることができる。

また、回転工具軸の回転数に同期してフイルム研磨材にオシレーション運動と微動連続送りが可能になり、複雑な制御装置が不要になり、設備コストの削減が可能になる。

以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

図示のように、フイルム研磨材を用いた研磨装置１は、回転工具軸を持つＮＣ旋盤のような工作機械のターレットにアタッチメントとして取付ける本体部２に、前記工作機械の回転工具軸と傘歯車３を介して連動させる動力入力軸４を設け、前記本体部２に、フイルム送りローラ５によってフイルム研磨材Ａを送りながらフイルム研磨材Ａの供給と巻取りを行う研磨材送り機構６と、外周の一部に前記フイルム研磨材Ａが巻回され、ワークにフイルム研磨材Ａを押付けて軸方向に揺動可能となるバックアップローラ７が設けられている。

上記研磨材送り機構６は、図２のように、本体部２の側面に固定された上下に長いカバー８の内部に、上部の供給スプール部９と下部の巻取りスプール部１０と、その間に位置するフイルム送りローラ５と、供給スプール部９から引き出したフイルム研磨材Ａを、バックアップローラ７とフイルム送りローラ５から巻取りスプール部１０に誘導するための複数のガイドローラ１１、１２，１３を配置し、前記カバー８の垂直前縁に形成した開口部１４の外部に、バックアップローラ７とその上下に先端ガイドローラ１５、１５が配置されている。

図５のように、上記フイルム送りローラ５の送り駆動軸１６は、動力入力軸４と直角の配置となり、回転可能に本体部２で水平支持され、動力入力軸４とフイルム送りローラ５の送り駆動軸１６が交差する部分において、ウォームギヤ１７とウォームホイル１８で連動され、前記送り駆動軸１６の先端とフイルム送りローラ５の間に周知構造のハーモニックドライブ（登録商標）１９が設けられ、回転工具軸の回転速度に同期比例してフイルム研磨材Ａを微速連続送りするようになっている。

上記したフイルム送りローラ５の送り駆動軸１６と巻取りスプール部１０は、それぞれの軸に固定したプーリ２０、２１とベルト２２で同方向に回転するよう連動し、上部の供給スプール部９から引き出したフイルム研磨材Ａは、ガイドローラ１１と先端ガイドローラ１５で誘導されてバックアップローラ７の外周に巻回された後、ガイドローラ１２の誘導でフイルム送りローラ５に巻回して巻取りスプール部１０に巻き取られ、図２に矢印で示すように、フイルム送りローラ５とこれと連動した巻取りスプール部１０の回転によって、フイルム研磨材Ａを微動連続送りするようになっている。

また、図４と図６のように、バックアップローラ７の揺動伝達軸２３は、動力入力軸４を挟む上下に位置し、動力入力軸４と直角の配置で軸方向に進退動可能に本体部２で水平支持され、動力入力軸４とこの揺動伝達軸２３が、動力入力軸４の回転を揺動伝達軸２３の軸方向の往復運動に変換するクランク機構２４を介して連動されている。

上記クランク機構２４は、上下揺動伝達軸２３を結合するよう設けた揺動板２５に長孔２６を形成し、動力入力軸４の端部に取付けたクランクピン２７を長孔２６内に納め、クランクピン２７が長孔２６内で動力入力軸４と一体に回転することにより、揺動板２５を介して揺動伝達軸２３に軸方向の往復運動を与えるようになっている。

上記バックアップローラ７は、上下に位置する揺動伝達軸２３の先端間に固定したベース板２８の突腕２８ａの先端に枢止され、このバックアップローラ７の後方上下に先端ガイドローラ１５が配置され、供給スプール部９から引き出して巻取りスプール部１０に向かうフイルム研磨材Ａの途中を先端ガイドローラ１５で誘導してバックアップローラ７の外周に巻回し、バックアップローラ７が回転するワークに押付けたフイルム研磨材Ａに幅方向の連続した揺動を与えるようになっている。

この発明の研磨装置は、上記のような構成であり、回転工具軸を持つＮＣ旋盤のような工作機械のターレットにアタッチメントとして本体部２を固定し、バックアップローラ７が工作機械のチャックで保持されたワークの外周面に臨むよう配置し、動力入力軸４を工作機械の回転工具軸に傘歯車３を介して連動させる。

図２に示すフイルム研磨材Ａの配置状態で、フイルム研磨材Ａのバックアップローラ７の外周に巻回した部分をワークに押し当て、工作機械の主軸が回転してワークを回転させた状態で、回転工具軸と連動した動力入力軸４が回転すると、動力入力軸４と連動したフイルム送りローラ５がウォームギヤ１７及びウォームホイル１８とハーモニックドライブ（登録商標）１９を介して減速回転し、同時に巻取りスプール部１０が回転し、フイルム研磨材Ａは同図矢印で示すように、微速で連続走行する。

これと同時に、動力入力軸４が回転すると、クランク機構２４を介して揺動伝達軸２３が軸方向に往復移動し、揺動伝達軸２３に取付けたバックアップローラ７は回転するワークに押付けたフイルム研磨材Ａに幅方向の揺動を与えることになる。

このように、ワークに押付けたフイルム研磨材Ａに、微速の連続走行と幅方向の揺動を同時に与えることにより、ワークの外周面を鏡面仕上げすることができ、フイルム研磨材Ａの微速の連続走行速度と幅方向の揺動の反復は、工作機械の回転工具軸から駆動源をとっているので、別の制御装置が不要になる。

この発明のフイルム研磨材を用いた研磨装置の平面図 同上の正面図 同上の側面図 図２の矢印IV−IVに添う研磨装置の要部構造を示す拡大した横断平面図 図４の矢印Ｖ−Ｖの縦断側面図 図４の矢印VI−VIの縦断側面図

符号の説明

Ａ フイルム研磨材
１ 研磨装置
２ 本体部
３ 傘歯車
４ 動力入力軸
５ フイルム送りローラ
６ 研磨材送り機構
７ バックアップローラ
８ カバー
９ 供給スプール
１０ 巻取りスプール
１１，１２，１３ ガイドローラ
１４ 開口部
１５ 先端ガイドローラ
１６ 駆動軸
１７ ウォームギヤ
１８ ウォームホイル
１９ ハーモニックドライブ（登録商標）
２０，２１ プーリ
２２ ベルト
２３ 揺動伝達軸
２４ クランク機構
２５ 揺動板
２６ 長孔
２７ クランクピン
２８ ベース板
２８ａ 突腕

Claims (1)

1. 回転工具軸を持つ工作機械のターレットにアタッチメントとして取付ける本体部に、前記工作機械の回転工具軸と歯車等の動力伝達機構を介して連動させる動力入力軸を設け、前記本体部に、フイルム送りローラによってフイルム研磨材を送りながらフイルム研磨材の供給と巻取りを行う研磨材送り機構と、外周の一部に前記フイルム研磨材が巻回され、ワークにフイルム研磨材を押付けて軸方向に揺動可能となるバックアップローラを取付け、前記研磨材送り機構のフイルム送りローラの送り駆動軸と前記動力入力軸を減速連動し、前記動力入力軸とバックアップローラの揺動伝達軸を、動力入力軸の回転を揺動伝達軸の軸方向の往復運動に変換するクランク機構を介して連動したフイルム研磨材を用いた研磨装置。

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