JP4732827B2 - Manufacturing method of shaft - Google Patents
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Description
本発明は、段差部を備えたシャフトの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a shaft having a stepped portion.
モータ等には、特許文献1にて開示されているように、外径の大きさが異なる少なくとも3つの部位を有することにより段差部を複数備えたシャフトが用いられることがある。従来、このような段差部を複数有するシャフトは、シャフトの形状に応じて形成された研削砥石を用いてシャフトとなるワークの外周面を研削して製造される。
As disclosed in
例えば、図7(a)に示すシャフト100は、円柱状のシャフト本体部101と、該シャフト本体部101の両端に一体形成され該シャフト本体部101よりも小径の円柱部102,103とから構成されている。このシャフト100は、シャフト本体部101と円柱部102,103との外径が異なることにより、2つの段差部104,105を備えている。また、図7(b)に示すように、研削加工が施されてシャフト100となるワーク110は、ワーク本体部111と、該ワーク本体部111の両端に一体に形成され該ワーク本体部111よりも小径の円柱部112,113とから構成されている。そして、ワーク110を研削する研削砥石120は、ワーク本体部111の外周面を研削するための研削部121と、該研削部121の両端に一体に形成された研削部122,123とから構成されている。研削部121の軸方向の長さは、シャフト本体部101の軸方向の長さと等しく形成されている。そして、研削部122,123は、研削砥石120がシャフト100の段差部104,105に対応した形状となるように、その外径が研削部121よりも大きく設定されている。尚、研削加工時にワーク110の回転を制御する調整車130も、研削砥石120と同様に、シャフト100に応じた形状に形成されている。
For example, a
研削加工が行われる際には、ワーク110は、調整車130と支持刃140との間で支持され、調整車130によってその回転が制御される。そして、研削部121にてワーク本体部111の外周面が研削されると同時に、研削部122,123にて円柱部112,113がそれぞれ研削されてシャフト100が製造される。
When grinding is performed, the
ところで、段差部を複数備えたシャフトの種類が複数ある場合(例えば、シャフト本体部101の軸方向の長さが異なるシャフトが複数種類ある場合)には、一般的に下記の3つの方法の何れかを実施することで対応している。 By the way, when there are a plurality of types of shafts having a plurality of stepped portions (for example, when there are a plurality of types of shafts having different lengths in the axial direction of the shaft main body portion 101), any of the following three methods is generally used. We cope by carrying out.
まず、1つ目の方法は、製造するシャフトの種類(シャフトの品番)が変更される時に、研削砥石、調整車、及び支持刃を次に製造するシャフトの形状に合わせて形成されたものに交換する方法である。2つ目の方法は、製造するシャフトの種類(シャフトの品番)が変更される時に、研削砥石、調整車、及び支持刃を次に製造するシャフトの形状に合わせて形成し直す方法である。そして、3つ目の方法は、製造するシャフトの種類(シャフトの品番)毎に専用の設備(研削装置)を用いる方法である。
しかしながら、1つ目の方法を実施した場合、シャフトの種類の数だけ研削砥石等を用意することになるため、製造コストが増大する。更に、研削砥石、調整車、及び支持刃を交換する度に、研削砥石、調整車、及び支持刃の調整を行わなければならないため、研削加工を再開するまでの時間が長くなり、生産性が悪くなってしまうという問題もある。 However, when the first method is carried out, as many grinding wheels as the number of types of shafts are prepared, so that the manufacturing cost increases. In addition, every time the grinding wheel, adjustment wheel, and support blade are replaced, the grinding wheel, adjustment wheel, and support blade must be adjusted, which increases the time required for restarting the grinding process and increases productivity. There is also the problem of getting worse.
また、2つ目の方法を実施した場合、研削砥石、調整車、及び支持刃の寿命が短くなることから、研削砥石、調整車、及び支持刃を新しいものに交換する間隔が短くなり、製造コストが増大する。そして、3つ目の方法を実施した場合、設備費が高額になり、結果的に製造コストを増大させることになる。 In addition, when the second method is implemented, the life of the grinding wheel, adjustment wheel, and support blade will be shortened, so the interval for replacing the grinding wheel, adjustment wheel, and support blade with a new one will be shortened. Cost increases. When the third method is implemented, the equipment cost becomes high, resulting in an increase in manufacturing cost.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、段差部を複数備えたシャフトの研削加工にかかる製造コストの低減を図ると共に、生産性を向上させることができるシャフトの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the manufacturing cost required for grinding a shaft having a plurality of stepped portions and to improve productivity. It is to provide a manufacturing method.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、外径の異なる少なくとも3つの被研削部を有するワークを研削手段により研削して段差部を複数備えたシャフトを製造するシャフトの製造方法であって、前記研削手段は少なくとも4つの研削部を備えており、第1の被研削部の外周面を第1の研削部で研削すると同時に、前記第1の被研削部よりも外径の小さい第2の被研削部の外周面を前記第1の研削部よりも外径の大きい第2の研削部で研削する第1工程と、前記研削手段及び前記ワークの少なくとも一方を軸方向に沿って相対的に移動させる第2工程と、前記第1の被研削部の外周面を第3の研削部で研削すると同時に、前記第1の被研削部よりも外径の小さい第3の被研削部を前記第3の研削部よりも外径の大きい第4の研削部で研削する第3工程とを備えた。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のシャフトの製造方法において、2つの前記ワークが前記研削手段にて同時に研削され、一方のワークについて前記第1工程が行われると同時に、他方のワークについて前記第3工程が行われる。 According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a shaft according to the first aspect, the two workpieces are ground at the same time by the grinding means, and the first step is performed on one workpiece while the other is performed. The third step is performed for the workpiece.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のシャフトの製造方法において、前記第1の研削部と前記第3の研削部との間に前記第2の研削部が形成されていると共に、前記第2の研削部と前記第3の研削部との間に前記第4の研削部が形成されていることを特徴とするシャフトの製造方法。 According to a third aspect of the present invention, in the shaft manufacturing method according to the first or second aspect, the second grinding part is formed between the first grinding part and the third grinding part. And the fourth grinding part is formed between the second grinding part and the third grinding part. A method for manufacturing a shaft, comprising:
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、第1乃至第3の被研削部の外周面を同時に研削するわけではなく、第1工程で第1の被研削部の外周面と第2の被研削部の外周面とを研削し、第3工程で第1の被研削部の外周面と第3の被研削部の外周面とを研削している。このように、外径の異なる2つの被研削部ごとに研削加工を行うことから、各研削部の軸方向の長さは、各研削部が研削する被研削部の軸方向の長さと等しく形成されなくてもよい。従って、各研削部の軸方向の長さを、各研削部が研削する被研削部のうち最も軸方向の長さが長い被研削部の軸方向の長さに合わせて形成することができることから、軸方向の長さが異なる複数種類のシャフトについて、研削手段を変更することなく研削加工を行うことができる。また、製造するシャフトの外径が変わっても、同時に研削される2つの被研削部により形成される段差の形状が同じであれば、研削手段を変更することなくワークの研削を行うことができる。尚、「段差の形状が同じである」とは、外径の異なる2つの研削部において、半径の長さの差が変わっていないことを意味する。これらのことから、一種類の研削手段で該研削手段の形状を変更することなく、段差部を備えた複数種類のワークを研削することができる。よって、研削手段を交換したり、研削手段をシャフトの形状に合わせて形成し直したりしなくてもよいことから、段差部を備えたシャフトの研削加工にかかる製造コストの低減を図ると共に、生産性の向上を図ることができる。
(Function)
According to the first aspect of the present invention, the outer peripheral surfaces of the first to third parts to be ground are not ground at the same time, but the outer peripheral surface of the first part to be ground and the second ground to be ground in the first step. The outer peripheral surface of the portion is ground, and the outer peripheral surface of the first portion to be ground and the outer peripheral surface of the third portion to be ground are ground in the third step. In this way, since grinding is performed for every two parts to be ground having different outer diameters, the length in the axial direction of each grinding part is formed equal to the length in the axial direction of the part to be ground to be ground by each grinding part. It does not have to be done. Therefore, the length in the axial direction of each grinding part can be formed in accordance with the length in the axial direction of the part to be ground having the longest axial length among the parts to be ground which are ground by each grinding part. A plurality of types of shafts having different axial lengths can be ground without changing the grinding means. Moreover, even if the outer diameter of the shaft to be manufactured changes, the workpiece can be ground without changing the grinding means as long as the shape of the step formed by the two parts to be ground simultaneously is the same. . Note that “the shape of the step is the same” means that the difference in the length of the radius is not changed in two grinding parts having different outer diameters. For these reasons, it is possible to grind a plurality of types of workpieces having a stepped portion without changing the shape of the grinding means with one kind of grinding means. Therefore, it is not necessary to replace the grinding means or re-form the grinding means according to the shape of the shaft. It is possible to improve the performance.
尚、本発明において、「軸方向に沿って移動させる」とは、軸方向に沿って直線的に移動される場合のほか、移動された研削手段及びワークの少なくとも一方において移動前の位置と移動後の位置とが軸方向に沿った同じ直線上にある場合も含む。 In the present invention, “moving along the axial direction” means not only the case of linear movement along the axial direction, but also the position and movement before movement in at least one of the moved grinding means and workpiece. It includes the case where the later position is on the same straight line along the axial direction.
請求項2に記載の発明によれば、1つの研削手段にて、2つのワークを同時に研削するため、単位時間当たりに製造されるシャフトの個数を増大させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、研削手段により2つのワークを同時に研削することができる。また、第2工程において、研削手段及びワークの少なくとも一方を軸方向に沿って相対的に移動させることにより、第1の被研削部と第3の研削部とを、更に第3の被研削部と第4の研削部とを容易に対向させることができる。
According to the second aspect of the invention, since two workpieces are ground simultaneously by one grinding means, the number of shafts manufactured per unit time can be increased.
According to the third aspect of the present invention, two workpieces can be ground simultaneously by the grinding means. Further, in the second step, at least one of the grinding means and the workpiece is relatively moved along the axial direction, so that the first ground portion and the third ground portion are further moved to the third ground portion. And the fourth grinding part can be easily opposed to each other.
本発明によれば、段差部を有するシャフトの研削加工にかかる製造コストの低減が図られると共に、生産性の向上が図られるシャフトの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing cost concerning the grinding process of the shaft which has a level | step-difference part can be reduced, and the manufacturing method of the shaft with which productivity is aimed at can be provided.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
まず、本実施形態の製造方法を実施して製造されるシャフトについて説明する。本実施形態のシャフトは、車両用ワイパ装置に用いられるピボット軸である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
First, the shaft manufactured by implementing the manufacturing method of this embodiment will be described. The shaft of this embodiment is a pivot shaft used in a vehicle wiper device.
図1(a)〜図1(c)にシャフト1〜3を示す。図1(a)に示すように、シャフト1は、円柱状をなすシャフト本体部11、及びシャフト本体部11の両端にそれぞれ形成され円柱状をなす円柱部12,13とから構成されている。これらのシャフト本体部11、及び円柱部12,13は、軸線が一致している。そして、シャフト本体部11の軸方向の一端部(図1(a)において右側の端部)には、シャフト本体部11の軸方向中央部から遠ざかるに連れて徐々に縮径されてなるテーパ部14が形成されている。
The
前記円柱部12は、シャフト本体部11の軸方向の一端面15(図1(a)において右側の端面)に一体形成されている。この円柱部12の外径D1は一端面15の直径よりも小さい。即ち、円柱部12の外径D1は、シャフト本体部11の外径D2よりも小さい。一方、円柱部13は、シャフト本体部11の軸方向の他端面16(図1(a)において左側の端面)に一体形成されている。円柱部13の外径D3はシャフト本体部11の外径D2よりも小さい。また、円柱部13の外径D3は、円柱部12の外径D1よりも若干大きい。そして、シャフト1には、シャフト本体部11の外径D2と円柱部12の外径D1とが異なることにより段差部17が形成されると共に、シャフト本体部11の外径D2と円柱部13の外径D3とが異なることにより段差部18が形成されている。
The
ところで、車両用ワイパ装置に用いられるピボット軸は、当該車両用ワイパ装置が搭載される自動車の車種によってその軸方向の長さが設定されている。そのため、図1(a)に示すシャフト1の他に、例えば、図1(b)及び図1(c)に示すようなシャフト2,3も存在する。シャフト2のシャフト本体部21は、その外径D4が、シャフト本体部11の外径D2と等しく形成されている。また、シャフト3のシャフト本体部31は、その外径D5が、シャフト本体部11の外径D2と等しく形成されている。そして、シャフト本体部21は、シャフト本体部11よりも軸方向に長く形成されており、シャフト本体部31は、シャフト本体部21よりも軸方向に長く形成されている。また、シャフト本体部21,31の軸方向の両端には、シャフト本体部11と同様に、円柱部12,13が一体形成されている。これらのシャフト1〜3にはそれぞれ品番が付され、当該品番によってシャフト1〜3が識別されている。
By the way, the axial length of the pivot shaft used in the vehicle wiper device is set depending on the type of automobile on which the vehicle wiper device is mounted. Therefore, in addition to the
次に、シャフト1〜3を製造する研削装置について説明する。
図2に示す研削装置41は、図3に示すワーク50に研削加工を施すものである。
まず、ワーク50について説明する。ワーク50は、研削加工が施されてシャフト1となるものである。ワーク50は、円柱状をなすワーク本体部51と、該ワーク本体部51の両端に形成され円柱状をなす円柱部52,53とから構成されている。これらのワーク本体部51、及び円柱部52,53は、軸線が一致している。
Next, a grinding apparatus for manufacturing the
A grinding
First, the
ワーク本体部51は、その軸方向の長さが、シャフト本体部11の軸方向の長さと等しく形成されている。また、ワーク本体部51の外径D6は、研削代の分だけ、シャフト本体部11の外径D2よりも若干大きく形成されている。ワーク本体部51の軸方向の一端部(図3において右側の端部)には、シャフト本体部11の軸方向の一端部に設けられたテーパ部14と同様のテーパ部54が形成されている。
The
前記円柱部52は、ワーク本体部51の軸方向の一端面55(図3において右側の端面)に一体形成されている。円柱部52の外径D7は一端面55の直径よりも小さい。即ち、円柱部52の外径D7は、ワーク本体部51の外径D6よりも小さい。また、円柱部52の外径D7は、研削しろの分だけ、円柱部12の外径D1よりも若干大きく形成されている。そして、円柱部52は、その軸方向の長さが、円柱部12の軸方向の長さと等しく形成されている。
The
一方、円柱部53は、ワーク本体部51の軸方向の他端面56(図3において左側の端面)に一体形成されている。そして、円柱部53の外径D8はワーク本体部51の外径D6よりも小さい。また、円柱部53は、その外径D8が、円柱部52の外径D7よりも若干大きく形成されていると共に、研削しろの分だけ、円柱部13の外径D3よりも若干大きく形成されている。更に、円柱部53は、その軸方向の長さが、円柱部13の軸方向の長さと等しく形成されている。尚、このようなワーク50は、例えば鍛造加工により形成される。
On the other hand, the
次に、研削装置41について説明する。
図2に示すように、研削装置41は、研削砥石42、調整車43、2つの支持刃44,45、ワーク搬送装置46、位置決め機構47、及び制御装置48を備えて構成されている。
Next, the grinding
As shown in FIG. 2, the grinding
図5に示すように、研削砥石42は4つの研削部61〜64から構成されており、各研削部61〜64は、互いに外径が異なる円柱状をなしている。これら研削部61〜64は、軸方向に並んで一体に形成されており、各研削部61〜64の軸線が一致している。研削部61,64はワーク本体部51の外周面を研削する部位であり、研削部61と研削部64との間に形成された研削部62は円柱部52の外周面を研削する部位であり、研削部62と研削部64との間に形成された研削部63は、円柱部53の外周面を研削する部位である。そして、研削部61,64は、その軸方向の長さが、シャフト本体部11(ワーク本体部51)の軸方向の長さよりも長く形成されている。更に述べると、研削部61,64は、その軸方向の長さが、シャフト本体部31(図1(c)参照)の軸方向の長さよりも長く形成されている。また、研削部62の軸方向の長さは、円柱部12(円柱部52)の軸方向の長さより長く形成され、研削部63の軸方向の長さは、円柱部13(円柱部53)の軸方向の長さより長く形成されている。
As shown in FIG. 5, the grinding
研削部62は、研削部61の軸方向の一端(図5において右側の端)に一体に形成されており、その外径D12が、研削部61の外径D11よりも大きく形成されている。研削部63は、研削部62の軸方向の一端(図5において右側の端であり、研削部61と逆側の端)に一体に形成されており、その外径D13が、研削部61の外径D11よりも大きく形成されている。研削部64は、研削部63の軸方向の一端(図5において右側の端であり、研削部62と逆側の端)に一体に形成されており、その外径D14が、研削部61の外径D11よりも若干大きく(ワーク本体部51が研削部61にて研削される研削しろの分だけ若干大きく)形成されている。
The grinding
また、研削部62は、シャフト本体部11の半径R1と円柱部12の半径R2との差S1(図1(a)参照)から研削部64にて研削されるワーク本体部51の研削しろの分だけ引いた長さと、研削部61の半径R3と研削部62の半径R4との差S2とが等しくなるように、研削部61に対する径方向の大きさが設定されている。更に、研削部63は、シャフト本体部11の半径R1と円柱部13の半径R5との差S3(図1(a)参照)と、研削部63の半径R6と研削部64の半径R7との差S4とが等しくなるように、研削部64に対する径方向の大きさが設定されている。
Further, the grinding
前記調整車43は、外径が異なる4つの調整部71〜74から構成されており、各調整部71〜74は円柱状をなしている。これら調整部71〜74は、軸方向に並んで一体に形成されており、各調整部71〜74の軸線が一致している。そして、調整部71,74は、その軸方向の長さが、前記研削部61,64の軸方向の長さと等しく形成されている。また、調整部71と調整部74との間に形成された調整部72の軸方向の長さは、研削部62の軸方向の長さと等しく形成され、調整部72と調整部74との間に形成された調整部73の軸方向の長さは、研削部63の軸方向の長さと等しく形成されている。
The said
調整部71は、その外径D15が、研削部61の外径D11よりも若干小さく形成されている。前記調整部72は、調整部71の軸方向の一端(図5において右側の端)に一体に形成されており、その外径D16が、調整部71の外径D15よりも大きく形成されている。調整部73は、調整部72の軸方向の一端(図5において右側の端であり、調整部71と逆側の端)に一体に形成されており、その外径D17が、調整部71の外径D15よりも大きく形成されている。そして、調整部74は、調整部73の軸方向の一端(図5において右側の端であり、調整部72と逆側の端)に一体に形成されており、その外径D18が、調整部71の外径D15よりも若干大きく(ワーク本体部51が研削部61にて研削される研削代の分だけ若干大きく)形成されている。
The adjusting
また、調整部72は、シャフト本体部11の半径R1と円柱部12の半径R2との差S1(図1(a)参照)から研削部64にて研削されるワーク本体部51の研削しろの分だけ引いた長さと、調整部71の半径R8と調整部72の半径R9との差S5とが等しくなるように、調整部71に対する径方向の大きさが設定されている。更に、調整部73は、シャフト本体部11の半径R1と円柱部13の半径R5との差S3(図1(a)参照)と、調整部73の半径R10と調整部74の半径R11との差S6とが等しくなるように、調整部74に対する径方向の大きさが設定されている。
Further, the adjusting
前記研削砥石42と調整車43とは、前記研削砥石の軸線L1と、調整車43の軸線L2とが平行となるように配置されている。また、調整車43は、研削部61と調整部71とが径方向に対向し、研削部62と調整部72とが径方向に対向し、研削部63と調整部73とが径方向に対向し、研削部64と調整部74とが径方向に対向するように配置されている。そして、研削砥石42及び調整車43は、それぞれモータ等により回転される。また、調整車43は、図示しない移動機構により、研削砥石42と対向する方向に沿って移動可能となっている。
The grinding
前記支持刃44,45は、支持刃44,45は、ワーク本体部51の外径よりも若干薄い厚さの略板状をなしている。支持刃44,45は、該支持刃44,45の厚さ方向と、研削砥石42と調整車43とが対向する方向とが一致するように、研削砥石42と調整車43との間に配置されている。2つの支持刃44,45は、軸方向に並んで配置され、支持刃44,45における研削砥石42の軸方向に沿った幅は、ワーク本体部51の軸方向の長さよりも若干長く形成されている。そして、支持刃44は、研削部61に対向するように配置され、支持刃45は、研削部64に対向するように配置されている。また、図4に示すように、支持刃44,45の上端部は、研削砥石42の軸方向から見ると、上方に向かうに連れて、調整車43から遠ざかるように徐々に厚さが薄く形成され、これにより傾斜面44a,45aが形成されている。
The
図5及び図6に示すように、ワーク搬送装置46は、支持刃44上から支持刃45上にワーク50を移動させると共に、支持刃44上に研削加工前のワーク50を配置するための機構である。ワーク搬送装置46は、研削砥石42及び調整車43の下方に配置されている。ワーク搬送装置46は、例えば、調整車43が研削砥石42から遠ざかるように移動された際に支持刃44,45と共にワーク50を支持する支持機構(図示略)と、ワーク50を支持刃44上から支持刃45上へ押進させる押進機構(図示略)と、支持刃44上にワーク50を配置するワーク配置機構(図示略)とを備えて構成されている。そして、支持機構が支持刃44,45と共にワーク50を支持した状態で、押進機構が支持刃44上に配置されたワーク50に円柱部53側から当接してワーク50を支持刃45上へ押進する。これにより、ワーク50が軸方向に沿って支持刃44上から支持刃45上へ移動されると、支持刃45上に配置されていたワーク50は、支持刃44上に配置されていたワーク50によって押し出され、研削装置41から排出される。そして、ワーク配置機構により支持刃44上にワーク50が配置される。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図6に示すように、位置決め機構47(移動規制手段)は、ワーク搬送装置46において研削部62,63と対向する部分に凹設された収容凹部81に出入可能に設けられたストッパ部材82と、研削砥石42の軸方向の両側に配置されたストッパ装置83,84とを備えて構成されている。ストッパ装置83,84は、該ストッパ装置83,84の筐体内に出入可能に設けられたストッパピン83a,84aを有している。
As shown in FIG. 6, the positioning mechanism 47 (movement restricting means) includes a
ワーク搬送装置46によりワーク50の移動及び配置が行われる際には、ストッパ部材82は収容凹部81内に格納されていると共に、ストッパピン83a,84aはストッパ装置83,84の筐体内に格納されている。そして、ワーク搬送装置46にてワーク50が支持刃44,45(図6では図示略)上に配置された後に、ストッパ部材82が突出する。その後、ストッパピン83a,84aが突出する。支持刃44上に配置されたワーク50(図6において左側のワーク)は、ストッパピン83aによって円柱部53側からストッパ部材82側に押進され、円柱部52の先端面がストッパ部材82に当接することにより研削砥石42に対して軸方向に位置決めされる。位置決めされた当該ワーク50においては、ワーク本体部51が研削部61と径方向に対向すると共に、円柱部52が研削部62と径方向に対向する。一方、支持刃45上に配置されたワーク50(図6において右側のワーク)は、ストッパピン84aによって円柱部52側からストッパ部材82側に押進され、円柱部53の先端面がストッパ部材82に当接することにより研削砥石42に対して軸方向に位置決めされる。位置決めされた当該ワーク50においては、ワーク本体部51が研削部64と径方向に対向すると共に、円柱部53が研削部63と径方向に対向する。そして、ワーク50は、ストッパ部材82、及びストッパピン83a,84aにより軸方向の移動が規制された状態で研削される。
When the
図2に示すように、制御装置48は、研削砥石42、調整車43、及び支持刃44,45、ワーク搬送装置46、及び位置決め機構47の制御を行う。例えば、研削砥石42及び調整車43を回転させる各モータにはエンコーダが備えられており、制御装置48は、前記エンコーダから入力されるモータの回転状態に応じた信号に基づいて、各モータの回転速度、及び回転位置等の回転状態を検出し、研削砥石42及び調整車43の制御を行う。また、制御装置48は、例えばリニアエンコーダから入力される信号に基づいて、研削砥石42と対向する方向に沿った調整車43の位置を検出し、調整車43の位置制御を行う。
As shown in FIG. 2, the
次に、上記の研削装置41を用いたシャフトの製造方法について、図5及び図6を参照に説明する。
まず、制御装置48は、調整車43を、研削砥石42との間にワーク本体部51の外径D6よりも大きい間隔が空くような位置(図5において二点差線にて示す位置)まで後退させる。そして、制御装置48は、ワーク搬送装置46により、ワーク50を支持刃44上に配置する。これにより、ワーク50は、支持刃44上で、研削砥石42と調整車43との間に配置される。この時、支持刃45上には、ワーク50は配置されていない。
Next, a method for manufacturing a shaft using the grinding
First, the
次いで、制御装置48は、位置決め機構47を作動させ、ストッパ部材82を突出させると共に、ストッパピン83aを突出させる。すると、ワーク50は、円柱部53側からストッパピン83aにより軸方向に押進され、当該ワーク50の円柱部52の先端面がストッパ部材82に当接する(図6参照)。これにより、ワーク50の研削砥石42に対する軸方向の位置決めがなされると共に、ワーク50は、ストッパ部材82及びストッパピン83aにより軸方向の移動が規制される。次いで、制御装置48により調整車43が研削砥石42側に前進され、ワーク本体部51の外周面に研削部61及び調整部71が当接すると共に、円柱部52の外周面に研削部62及び調整部72が当接する。
Next, the
次いで、制御装置48は、研削砥石42及び調整車43を周方向に回転させる。本実施形態では、研削砥石42及び調整車43は、図5における軸方向左側から見て時計方向に回転される。そして、制御装置48によって調整車43が研削砥石42側に送り込まれることにより、ワーク本体部51の外周面が研削部61によって粗研削されると同時に、円柱部52の外周面が研削部62によって仕上げ研削される(第1工程)。
Next, the
ワーク本体部51の外周面の粗研削、及び円柱部52の外周面の仕上げ研削が終了すると、制御装置48は、研削砥石42及び調整車43の回転を停止し、研削砥石42との間にワーク本体部51の外径D6よりも大きい間隔が空くような位置(図5において二点差線にて示す位置)まで調整車43を後退させる。この時、ワーク搬送装置46の支持機構によって、ワーク50の支持刃44上からの落下が防止されている。また、制御装置48は、ストッパ部材82を収容凹部81内に格納すると共に、ストッパピン83a,84aを後退させる。そして、制御装置48は、ワーク搬送装置46の押進機構を作動させ、ワーク50を支持刃44上から支持刃45上に移動させる(第2工程)。即ち、ワーク50は、研削砥石42の軸方向に沿って、研削砥石42に対して相対的に移動される。また、制御装置48は、ワーク搬送装置46のワーク配置機構を作動させ、支持刃44上に研削加工前のワーク50を配置させる。
When the rough grinding of the outer peripheral surface of the work
次いで、制御装置48は、位置決め機構47を作動させ、ストッパ部材82を突出させると共に、ストッパピン83a,84aを突出させる。すると、支持刃44上に配置されたワーク50は、ストッパピン83aにより円柱部53側から軸方向に沿って押進され、当該ワーク50の円柱部52の先端面がストッパ部材82に当接する(図6参照)。これにより、支持刃44上に配置されたワーク50の研削砥石42に対する軸方向の位置決めがなされる。一方、支持刃45上に配置されたワーク50は、ストッパピン84aにより円柱部52側から軸方向に沿って押進され、当該ワーク50の円柱部53の先端面がストッパ部材82に当接する(図6参照)。これにより、支持刃45上に配置されたワーク50の研削砥石42に対する軸方向の位置決めがなされる。そして、支持刃44,45上にそれぞれ配置されたワーク50は、ストッパ部材82及びストッパピン83a,84aにより軸方向の移動が規制される。
Next, the
次いで、制御装置48により調整車43が研削砥石42側に前進され、支持刃45上に配置されたワーク50のワーク本体部51の外周面に研削部64及び調整部74が当接すると共に、円柱部53の外周面に研削部63及び調整部73が当接する。同時に、支持刃44上に配置されたワーク50のワーク本体部51の外周面に研削部61及び調整部71が当接すると共に、円柱部53の外周面に研削部62及び調整部72が当接する。
Next, the
次いで、制御装置48は、研削砥石42及び調整車43を回転させる。そして、制御装置48によって調整車43が研削砥石42側に送り込まれることにより、支持刃45上に配置されたワーク50におけるワーク本体部51の外周面が研削部64によって仕上げ研削されると同時に、円柱部53の外周面が研削部63によって仕上げ研削され(第3工程)、シャフト1が完成する。また同時に、調整車43が研削砥石42側に送り込まれることにより、支持刃44上に配置されたワーク50におけるワーク本体部51の外周面が研削部61によって粗研削されると同時に、円柱部52の外周面が研削部62によって仕上げ研削される(第1工程)。
Next, the
次いで、制御装置48は、研削砥石42及び調整車43の回転を停止し、研削砥石42との間にワーク本体部51の外径D6よりも大きい間隔が空くような位置(図5において二点差線にて示す位置)まで調整車43を移動させる。また、制御装置48は、ストッパ部材82を収容凹部81内に格納すると共に、ストッパピン83a,84aを後退させる。そして、制御装置48は、ワーク搬送装置46の押進機構を作動させ、ワーク50を支持刃44上から支持刃45上に移動させる(第2工程)。即ち、ワーク50は、研削砥石42の軸方向に沿って、研削砥石42に対して相対的に移動される。これにより、支持刃45上にあったワーク50は、支持刃44上にあったワーク50によって押し出され、研削装置41から排出される。また、制御装置48は、ワーク搬送装置46のワーク配置機構を作動させ、支持刃44上に研削加工前のワーク50を配置させる。
Next, the
以後、研削装置41において上記の動作が繰り返され、ワーク50に研削加工が施されてシャフト1が製造されていく。
上記の製造方法にてシャフト1を製造する場合、ワーク本体部51の外周面及び円柱部52,53の外周面を同時に研削するわけではなく、第1工程でワーク本体部51の外周面と円柱部52の外周面とを同時に研削し、第3工程でワーク本体部51の外周面と円柱部53の外周面とを同時に研削している。即ち、ワーク50において外径の異なる2つの部位(ワーク本体部51と円柱部52、若しくはワーク本体部51と円柱部53)ごとに研削加工を行っている。そのため、ワーク本体部51及び円柱部52、53を研削する研削部61〜64の軸方向の長さは、各研削部61〜64が研削するワーク本体部51及び円柱部52,53の軸方向の長さと等しく形成されなくてもよい。よって、研削部61〜64の軸方向の長さを、各研削部61〜64が研削するワーク本体部51及び円柱部52,53の長さのうち最も軸方向の長さが長いワーク本体部51及び円柱部52,53の軸方向の長さに合わせて形成することができる。その結果、軸方向の長さが異なる複数種類のシャフト1〜3について、研削砥石42を変更することなく研削加工を行うことができる。また、シャフト1〜3の外径が変わっても、同時に研削される2つの部位(ワーク本体部51と円柱部52、若しくはワーク本体部51と円柱部53)の半径の差が等しければ、研削砥石42を変更することなく同じ研削砥石42を用いてワークの研削を行うことができる。
Thereafter, the above operation is repeated in the grinding
When the
上記したように、本実施形態によれば、以下の作用・効果を有する。
(1)本実施形態の製造方法によりワークに研削加工を施す場合、製造するシャフトの品番が変更され、ワーク本体部51の軸方向の長さが変わっても、ワーク本体部51の軸方向の長さが研削部61,64の軸方向の長さ以下であれば、研削砥石42を交換することなくワーク50の研削を行うことができる。従って、調整車43、及び支持刃44,45も交換しなくてもよい。その結果、製造するシャフトの品番変更時に研削砥石42、調整車43、及び支持刃44,45を交換した場合と比べて、研削砥石42、調整車43、及び支持刃44,45の調整等にかかる時間を削減することができ、生産性の向上を図ることができる。そして、シャフトの品番毎に、専用の研削砥石等を用意しなくてもよいため、研削砥石等にかかるコストを低減させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following actions and effects are obtained.
(1) When the workpiece is ground by the manufacturing method of the present embodiment, even if the product number of the shaft to be manufactured is changed and the axial length of the workpiece
また、ワーク本体部51の外周面、及び円柱部12,13の外周面の3箇所を同時に研削するわけではないため、製造するシャフトの品番変更時に研削砥石42、調整車43、及び支持刃44,45の形状を、次に製造する品番のシャフトの形状に合わせて形成し直さなくてもよい。よって、次に製造する品番のシャフトの形状に合わせて研削砥石42、調整車43、及び支持刃44,45を形成し直す時間が削減されるため、生産性の向上を図ることができる。更に、研削砥石42,調整車43、及び支持刃44,45を次に製造する品番のシャフトの形状に合わせて形成し直す場合に比べて、研削砥石42,調整車43、及び支持刃44,45の寿命が長くなる。従って、研削砥石42等にかかるコストを低減させることができる。
Further, since the three locations of the outer peripheral surface of the
また更に、製造するシャフトの品番毎に専用の設備(研削装置)を設置した場合に比べて、設備費を低減させることができる。
これらのことから、段差部17,18を有するシャフト1〜3(ワーク50)の研削加工にかかる製造コストの低減を図ることができる。
Furthermore, compared with the case where a dedicated equipment (grinding device) is installed for each product number of the shaft to be manufactured, the equipment cost can be reduced.
From these things, the manufacturing cost concerning grinding of the
(2)1つの研削砥石42で同時に2つのワーク50を研削していることから、ワーク50を1つずつ研削する場合に比べて単位時間当たりに製造されるシャフトの個数を増大させることができ、生産性がより向上する。また、本実施形態では、1つのワーク50を研削するに当たり、ワーク本体部51の外周面を粗研削すると同時に円柱部52の外周面を仕上げ研削する工程と、ワーク本体部51の外周面を仕上げ研削すると同時に円柱部53の外周面を仕上げ研削する工程との2つの工程を経てワーク50の研削が終了する。即ち、各ワーク50を研削する工程が、2つに分割されている。しかしながら、本実施形態では、2つのワーク50を同時に研削しているため、ワーク50を研削する工程を分割しても、ワーク50の研削に要する時間の延長を抑制することができる。
(2) Since two
(3)研削砥石42は、研削部61と研削部64との間に研削部62が形成され、研削部62と研削部64との間に研削部63が形成された構成となっている。そのため、研削砥石42により2つのワーク50を同時に研削することができる。また、第2工程において、研削砥石42に対してワーク50を軸方向に沿って移動させることにより、ワーク本体部51と研削部64とを、更に円柱部53と研削部63とを容易に対向させることができ、生産性が更に向上する。
(3) The
(4)一般的に、高精度のシャフト1〜3を製造する際には、ワーク50の粗研削と仕上げ研削とを2つの工程に分け、工程毎に専用の設備(研削装置)で研削を行っている。しかしながら、本実施形態では、1つの研削砥石42にて、ワーク本体部51の粗研削及び仕上げ研削を行っているため、粗研削用の設備と、仕上げ研削用の設備とをそれぞれ設置しなくてもよい。よって、高精度のシャフト1〜3を製造する場合においても設備費を低減させることができ、製造コストの削減を図ることができる。
(4) Generally, when manufacturing high-
(5)例えば、ワーク本体部に熱処理等が施され2つの円柱部に比べてワーク本体部の硬度が高いワークを研削する場合、硬度が高いワーク本体部と硬度が低い2つの円柱部とを同じ仕様の研削砥石にて研削すると、一般的に、研削砥石に目づまり・目潰れ・目こぼれ等が生じ易い。そして、目づまり・目潰れ・目こぼれ等が生じた研削砥石にて研削加工を行うと、製造されたシャフトの外周面(シャフト本体部の外周面、及び円柱部の外周面)の加工精度が悪化してしまう。従って、硬度が高い部位と硬度が低い部位とを有するワークを同じ仕様の研削砥石にて研削する場合には、従来は、シャフトの外周面の加工精度を保つために、研削砥石の目立てを頻繁に行う必要があり、結果的に製造コストが増大していた。尚、硬度が異なる部位を備えたワークを研削するに当たり、硬度が異なる部位に応じて仕様が異なる研削砥石を組み合わせてワークを研削する方法も知られているが、この方法では、研削砥石にかかるコストが増大されてしまう。 (5) For example, when a work body is heat treated or the like to grind a workpiece having a higher hardness of the work body than the two cylinders, a work body having a higher hardness and two cylinders having a lower hardness are used. When grinding with a grinding wheel having the same specification, clogging, crushing, and spilling of the grinding wheel are generally likely to occur. When grinding is performed with a grinding wheel that is clogged, clogged, or spilled, the processing accuracy of the outer peripheral surface of the manufactured shaft (the outer peripheral surface of the shaft main body and the outer peripheral surface of the cylindrical portion) is increased. It will get worse. Therefore, when grinding a workpiece having a part with high hardness and a part with low hardness with a grinding wheel of the same specification, conventionally, in order to maintain the processing accuracy of the outer peripheral surface of the shaft, the grinding wheel is frequently sharpened. As a result, the manufacturing cost has increased. In addition, when grinding a workpiece having a portion with different hardness, there is also known a method of grinding a workpiece by combining a grinding wheel having different specifications depending on a portion having different hardness. Cost is increased.
そこで、本実施形態では、研削砥石42の研削部61にてワーク本体部51の外周面の粗研削を行い、研削砥石42の研削部64にてワーク本体部51の外周面の仕上げ研削を行うようにしている。そのため、ワーク本体部51の硬度が円柱部52,53に比べて高い場合であっても、研削部61及び研削部64にて研削するワーク本体部51の研削しろを適切な量に調節することにより、研削部61〜64の仕様が同じ研削砥石42を用いて製造されたシャフト1〜3の外周面の加工精度の悪化を抑制することができる。従って、ワーク本体部51の硬度が円柱部52,53に比べて高い場合であっても、硬度が異なる部位に応じて仕様が異なる研削砥石を組み合わせてワーク50を研削しなくてもよいため、研削砥石にかかるコストの増大を抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, rough grinding of the outer peripheral surface of the
(6)ワーク本体部51の粗研削の終了後、研削砥石42に対してワーク50が移動されることにより、ワーク本体部51は研削部64に対向される。従って、ワーク50に対して研削砥石42が軸方向に沿って移動されてワーク本体部51に研削部64が対向される場合に比べて、研削装置41を小型化することができる。その結果、研削装置41の設置場所の自由度が増す。
(6) After the rough grinding of the
(7)ワーク搬送装置46により支持刃44,45上に配置されたワーク50は、位置決め機構47のストッパピン83a,84aによって収容凹部81から突出したストッパ部材82に当接するまで軸方向に沿って移動されることにより、研削砥石42に対する軸方向の位置決めがなされる。従って、各研削部61〜64と、これらの研削部61〜64により研削されるワーク50の外周面とを的確に対向させることができる。
(7) The
(8)研削されるワーク50は、ストッパ部材82及びストッパピン83a,84aにより軸方向の移動が規制されている。従って、ワーク50の研削加工中にワーク50が軸方向に移動することが防止されるため、各研削部61によりワーク本体部51の外周面及び円柱部52,53の外周面全体をむら無く研削することができる。
(8) The
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ワーク本体部51の粗研削の終了後、研削砥石42に対してワーク50が移動されることにより、ワーク本体部51は研削部64に対向される。しかしながら、ワーク本体部51の粗研削の終了後、ワーク50に対して研削砥石42が移動されることにより、ワーク本体部51が研削部64に対向されてもよい。また、ワーク50及び研削砥石42の両方が移動されることにより、ワーク本体部51が研削部64に対向されてもよい。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the above embodiment, after the rough grinding of the
・上記実施形態では、研削装置41は、2つのワーク50を同時に研削するが、1つずつ研削してもよい。このようにしても、上記実施形態の(1)と同様の効果を得ることができ、製造コストの低減を図ることができる。
In the above embodiment, the grinding
・研削部61〜64の軸方向の順序は、上記実施形態の順序に限らない。研削部63、研削部61、研削部64、研削部62の順に軸方向に並ぶように形成されてもよい。この場合、まず、ワーク本体部51の外周面が研削部61にて粗研削されると同時に、円柱部53の外周面が研削部63にて仕上げ研削される。その後、ワーク50が研削砥石に対して移動され、ワーク本体部51が研削部64に径方向に対向すると共に、円柱部52が研削部62に径方向に対向される。そして、ワーク本体部51の外周面が研削部64にて仕上げ研削されると同時に、円柱部52の外周面が研削部62にて仕上げ研削されて、シャフト1〜3が製造される。
-The order of the axial direction of the grinding parts 61-64 is not restricted to the order of the said embodiment. The grinding
・上記実施形態では、段差部を2つ備えたシャフト1〜3を例に説明したが、例えば、シャフト本体部11の軸方向一端にシャフト本体部11よりも外径の小さい円柱部12が形成され、円柱部12の先端に円柱部12よりも外径の小さい円柱部13が形成された構成のシャフトについて本発明を適用してもよい。この場合、研削砥石42は、例えば、研削部61と研削部63との間に研削部62が形成され、研削部63と研削部62との間に研削部64が形成された構成とされる。また、段差部を3つ以上有するシャフトに本発明を適用してもよい。この場合、外径の異なる部位を2つずつ研削する工程を複数回繰り返すことにより段差部を3つ以上有するシャフトが製造される。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、シャフト1〜3は、車両用ワイパ装置に用いられるピボット軸であるとしたが、これに限らない。研削装置41にて研削されるワークは、外径が異なる複数の円柱状の部位が同軸となるように一体に形成されて段差部を有するワークであればよく、例えば、車両のパワーステアリングモータに備えられるシャフト(回転軸)等に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態、及び上記各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(イ)請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のシャフトの製造方法において、前記第2の被研削部は前記第1の被研削部の一端に形成され、前記第3の被研削部は前記第1の被研削部の他端に形成されていることを特徴とするシャフトの製造方法。このように構成すると、第1の被研削部の両端に該第1の被研削部よりも外径の小さい第2の被研削部及び第3の被研削部が形成されたワークを研削し、段差部を2つ備えたシャフトを製造することができる。
The technical idea that can be grasped from the above embodiment and each of the above modifications will be described below.
(A) In the method for manufacturing a shaft according to any one of
(ロ)請求項1乃至請求項3及び前記(イ)の何れか1項に記載のシャフトの製造方法において、前記第2工程では、前記研削手段に対して前記ワークが移動されることを特徴とするシャフトの製造方法。このようにすると、ワークに対して研削砥石が移動される場合に比べて、研削を行うために必要な場所を狭く抑えることができる。
(B) In the shaft manufacturing method according to any one of
(ハ)請求項1乃至請求項3、及び前記(イ)、及び前記(ロ)の何れか1項に記載のシャフトの製造方法において、前記第1の被研削部は、前記第1工程にて粗研削が行われ、前記第2工程にて仕上げ研削が行われることを特徴とするシャフトの製造方法。このようにすると、第1の被研削部の外周面を高精度に研削することができる。また、別途第1の被研削部の仕上げ切削を行う必要がなくなり、更に生産性を向上させることができる。
(C) In the method for manufacturing a shaft according to any one of
(ニ)請求項1乃至請求項3、及び前記(イ)乃至(ハ)の何れか1項に記載のシャフトの製造方法において、前記第1工程及び前記第2工程では、前記ワークの軸方向の両側からワークに当接する移動規制手段により、前記ワークの軸方向の移動が規制されていることを特徴とするシャフトの製造方法。このようにすると、ワークの研削加工中にワークが軸方向に移動することが防止されるため、各研削部により各被研削部の外周面全体をむら無く研削することができる。
(D) In the shaft manufacturing method according to any one of
(ホ)前記(ニ)に記載のシャフトの製造方法において、前記第2工程では、前記ワークは、前記移動規制手段により前記研削手段に対する軸方向の位置決めが行われることを特徴とするシャフトの製造方法。このようにすると、各研削部と、これら各研削部により研削される被研削部の外周面とを的確に対向させることができる。 (E) In the method for manufacturing a shaft according to (d), in the second step, the workpiece is positioned in the axial direction with respect to the grinding means by the movement restricting means. Method. If it does in this way, each grinding part and the outer peripheral surface of the to-be-ground part ground by these each grinding part can be made to oppose correctly.
1〜3…シャフト、17,18…段差部、42…研削手段としての研削砥石、50…ワーク、51…第1の被研削部としてのワーク本体部、52…第2の被研削部としての円柱部、53…第3の被研削部としての円柱部、61…第1の研削部としての研削部、62…第2の研削部としての研削部、63…第4の研削部としての研削部、64…第3の研削部としての研削部、D6…第1の被研削部としてのワーク本体部50の外径、D7…第2の被研削部としての円柱部の外径、D8…第3の研削部としての円柱部の外径、D11…第1の研削部としての研削部の外径、D12…第2の研削部としての研削部の外径、D13…第4の研削部としての研削部の外径、D14…第3の研削部としての研削部の外径。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-3 ... Shaft, 17, 18 ... Step part, 42 ... Grinding wheel as grinding means, 50 ... Work, 51 ... Work main part as 1st to-be-ground part, 52 ... As 2nd to-be-ground part Cylindrical part, 53... Cylindrical part as third ground part, 61 ... Grinding part as first grinding part, 62 ... Grinding part as second grinding part, 63 ... Grinding as fourth grinding
Claims (3)
前記研削手段は少なくとも4つの研削部を備えており、
第1の被研削部の外周面を第1の研削部で研削すると同時に、前記第1の被研削部よりも外径の小さい第2の被研削部の外周面を前記第1の研削部よりも外径の大きい第2の研削部で研削する第1工程と、
前記研削手段及び前記ワークの少なくとも一方を軸方向に沿って相対的に移動させる第2工程と、
前記第1の被研削部の外周面を第3の研削部で研削すると同時に、前記第1の被研削部よりも外径の小さい第3の被研削部を前記第3の研削部よりも外径の大きい第4の研削部で研削する第3工程と
を備えたことを特徴とするシャフトの製造方法。 A shaft manufacturing method for manufacturing a shaft having a plurality of stepped portions by grinding a workpiece having at least three parts to be ground having different outer diameters by a grinding means,
The grinding means comprises at least four grinding parts;
At the same time that the outer peripheral surface of the first ground portion is ground by the first ground portion, the outer peripheral surface of the second ground portion having an outer diameter smaller than that of the first ground portion is removed from the first ground portion. A first step of grinding with a second grinding part having a large outer diameter;
A second step of relatively moving at least one of the grinding means and the workpiece along the axial direction;
At the same time that the outer peripheral surface of the first ground portion is ground by the third ground portion, a third ground portion having an outer diameter smaller than that of the first ground portion is removed from the third ground portion. And a third step of grinding with a fourth grinding part having a large diameter.
2つの前記ワークが前記研削手段にて同時に研削され、
一方のワークについて前記第1工程が行われると同時に、他方のワークについて前記第3工程が行われることを特徴とするシャフトの製造方法。 In the manufacturing method of the shaft according to claim 1,
Two of the workpieces are simultaneously ground by the grinding means,
The method for manufacturing a shaft, wherein the first step is performed for one workpiece and the third step is performed for the other workpiece.
前記第1の研削部と前記第3の研削部との間に前記第2の研削部が形成されていると共に、前記第2の研削部と前記第3の研削部との間に前記第4の研削部が形成されていることを特徴とするシャフトの製造方法。 In the manufacturing method of the shaft of Claim 1 or Claim 2,
The second grinding part is formed between the first grinding part and the third grinding part, and the fourth grinding part is provided between the second grinding part and the third grinding part. A method for producing a shaft, characterized in that a grinding part is formed.
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