JP5110146B2 - テープホルダ一体型カセットシュー組立体 - Google Patents

Description

本発明は、比較的非圧縮性の研磨材被覆テープと、該テープをクランクシャフトのような軸物の被加工物表面に接触させ押圧する凹面を有する一対のシュー組立体とを有し、研磨材被覆テープを使用して被加工物表面を極めて精密にミクロ仕上げするテープラップ装置に関し、特にテープラップ装置において、シュー組立体を支持する一対の開閉アーム、一対のアームの開閉装置、テープ供給ホルダ及びテープ巻取ホルダを一体的に交換可能なカセットとして組付けたテープホルダ一体型カセットシュー組立体に関する。

従来のかかる比較的非圧縮性の研磨材被覆テープと、該テープを被加工物表面に接触させ押圧する剛性凹面を有する一対のシュー組立体とを有し、研磨材被覆テープを使用して被加工物表面を極めて精密にミクロ仕上げするテープラップ装置としては、例えば特許文献１に開示するものがある。このものは、研磨材被覆テープはポリエステルテープを使用し、シュー組立体の凹面は比較的剛性を有し（剛性表面が90デュロメータＡの値を超える硬度を有する）かつ精密に加工されたホーニング砥石材料で形成されたインサートストーンを使用し、治具ボーラーで極めて精密に加工されたストーン円弧面を精密に被加工物表面に転写することで知られている。特許文献１、図１２では、シュー組立体はピンにより一対の開閉アームに対し被加工物の軸方向に揺動可能に取付けられたものが開示されている。また比較的高精度を必要としない被加工物表面を仕上げするフイルムラップ装置としては、研磨材被覆テープは比較的圧縮性のプラスチックフイルム製で、各前記ストーンはエラストマー材料で形成されたインサートを使用したものも知られている。
特公平５−９２２５号公報 図１２ 特開昭５８−１０２６６６号公報 第４図 特開２０００−１０８００５ 図１ 特開平８−２５７８８９号公報

かかる従来のフイルムラップ装置のシュー組立体の剛性凹面を形成する各ストーンは被加工物の径と幅に応じて製作され、その径と幅にのみの加工に限定されているため、被加工物の径又は幅が違えばそれ専用の複数の剛性凹面を形成するストーンを有するシュー組立体に交換するための段取り替えが必要であり、段取り換え時間が長いためフイルムラップ装置の稼働率を下げる要因となっていた。更に径又は幅が異なる異種被加工物をランダムに加工する場合は、加工アーム又は加工ステーションを増設する必要があった。特許文献２では回転板上に９０°ずらして４台の異なる曲面パッドが形成された木工用の曲面研磨用のベルトサンダー装置が開示されているが、スペースが大きく複雑で剛性のない構造であり、クランクシャフトの仕上げベアリング表面加工といった限られたスペースで、剛性を有しかつ精密に加工されたホーニング砥石材料で形成されたインサートを使用し、治具ボーラーで極めて精密に加工されたストーン円弧面を精密に被加工物表面に転写することとはできない。また特許文献３では一対のシュー組立体は内側に小径円弧に合致する小径円弧面を持つ少なくとも一対の小径ストーンと、小径ストーンの外側に配置された大径円弧に合致する大径円弧面を持つ少なくとも２対の大径ストーンと、を有し、２種の被加工物を径対応２段曲率シューが形成されたシュー組立体を用いて無段取り替えで自動的に連続して加工できるようにしたフイルムラップ装置のシュー組立体を提案している。しかしながら特許文献３では、小径ストーンと大径ストーンが１組のシュー組立体に連設されているので、小径ストーン又は大径ストーンを使用するとき、他方のストーンが被加工物表面に接触するため、期待する精度が出ないおそれがあった。特許文献４ではシュー組立体を支持する一対の開閉アーム、一対のアームの開閉装置、テープ供給ホルダ及びテープ巻取ホルダを一体的に交換可能なカセットとして組付けたテープホルダ一体型カセットシュー組立体が開示されているが、テープ巻取ホルダはモータで駆動されるので、幅が広くなり、多数の被加工物を有するクランクシャフトのような軸物の被加工物の隣接する被加工物間の距離より幅が広くなり、隣接する被加工物間の幅が互いに異なるクランクシャフトのような異種の被加工物を、テープホルダ一体型カセットシュー組立体のみを交換することで段取り替えすることができず、別ラインのフイルムラップ装置で加工するほかなかった。

本発明の課題は、クランクシャフトのような軸物の被加工物径又は隣接する各被加工物間の幅が互いに異なるクランクシャフトのような異種の被加工物を、テープホルダ一体型カセットシュー組立体のみを交換することで段取り替えすることができ、別ラインのフイルムラップ装置で加工することなく、テープをたるみなく保持し、容易に被加工物を交換でき、また、凹面と被加工物との間で引っ張られた状態で保持し、フレキシブルに加工できるテープホルダ一体型カセットシュー組立体を提供することにある。

このため本発明は、研磨材被覆テープと、該テープをクランクシャフトのような軸物の被加工物表面に接触させ押圧する凹面を有する一対のシュー組立体とを有するテープラップ装置において、本体と、該本体に支持された該シュー組立体を支持する一対の開閉アームと、該一対の開閉アームを開閉するアーム開閉装置と、該シュー組立体にテープを供給するテープ供給ホルダと、該組立体のテープを回収するテープ巻取ホルダと、を有するテープホルダ一体型カセットシュー組立体であって、該一対の開閉アームの各先端に開閉可能に取り付けられた副アームの各先端に固定されて該テープを被加工物表面に接触させる位置に案内する先端案内ロ−ラと、該本体の開閉アーム基部に配置されて該テープを被加工物表面から案内する基部案内ロ−ラと、を有し、該各副アームは該各開閉アームが開くときそれと連動してアームスプリングに押されて開き、該テープは該先端案内ロ−ラにより毎回一定量だけ該基部案内ロ−ラとの間でたるみなく引っ張られるようにされ、該各開閉アームが閉じるときそれと連動して該テープは一対の該シュー組立体の凹面と被加工物との間で引っ張られてアームスプリングに抗して副アームを閉じるようにされたことを特徴とするテープホルダ一体型カセットシュー組立体を提供することによって上記した従来製品の課題を解決した。さらに、請求項２に記載の発明においては、該テープ供給ホルダと該一対の開閉アームの一方の副アーム先端に固定された先端案内ロ−ラとの間に、該テープを被加工物に接触させるに必要な分だけのたるみを発生させるたるみ発生ローラ軸及び該たるみ発生ローラ軸を中心に回転可能なスプリングバック式たるみアームに取付けられたたるみ発生ローラを設け、該各開閉アームが開くときそれと連動して該たるみ発生ローラ軸を中心に回転してたるみアームに取付けられた該たるみ発生ローラは該テープの毎回一定量だけの該テープ供給ホルダのテープを引き出すようにし、該各開閉アームが閉じられるときそれと連動して該たるみ発生ローラ及び該たるみアームはたるみ発生ローラ軸を中心にもとの位置に回転して戻るようにされたテープホルダ一体型カセットシュー組立体を提供する。

本発明のフイルムラップ装置の研磨材被覆テープホルダ一体型カセットシュー組立体は、本体、開閉アーム、シュー組立体、アーム開閉装置、テープ供給ホルダ、テープ巻取ホルダを有し、一対の開閉アームの各先端に開閉可能に取り付けられた副アームと、副アームの各先端に固定された先端案内ロ−ラと、開閉アーム基部に配置された基部案内ロ−ラを設け、開閉アームが開くとき、各副アームも開き、先端案内ロ−ラと基部案内ロ−ラとの間で、テープがたるみなく引っ張られるようにされ、被加工物は異なる被加工物と交換できるようにされる。開閉アームが閉じるとき、副アームも閉じるようにされ、テープ供給ホルダから毎回一定量だけテープが巻き出され、テープは、先端案内ロ−ラ及び基部案内ロ−ラに支持され、一対のシュー組立体の凹面と被加工物との間で引っ張られた状態で保持される。
さらに、請求項２に記載の発明では、開閉アームが開くとき、たるみ発生ローラにより、テープ供給ホルダから毎回一定量だけのテープが引き出される。また、開閉アームが閉じられるときそれと連動して、一対のシュー組立体の凹面と被加工物との間で、テープが先端案内ロ−ラに引っ張られ、たるみなく保持される。容易に被加工物を交換でき、また、凹面と被加工物との間で引っ張られた状態で保持し、フレキシブルに加工できるテープホルダ一体型カセットシュー組立体を提供するものとなった。

本発明を実施するための最良の形態の一例を図１を参照して説明する。図１（ａ）は本発明を実施するための最良の形態のフイルムラップ装置の研磨材被覆テープホルダ一体型カセットシュー組立体の概略前面立面図で作業者側の面を示し、（ｂ）は（ａ）のＧ巻出しローラ部（前面）の拡大図、（ｃ）は（ａ）のアーム開閉装置Ｄの拡大図をそれぞれ示し、実線はアームが閉じたときの位置でのアーム、アーム開閉装置、テープ、たるみ発生ローラ、一対の先端案内ロ−ラ及び基部案内ロ−ラの状態を示し、２点鎖線はアームが開いたときの位置でのアーム、アーム開閉装置、テープ、たるみ発生ローラ、一対の先端案内ロ−ラ及び基部案内ロ−ラの状態をそれぞれ示す。図２（ａ）は図１（ａ）の前面の作業者側の面から見て裏面の概略裏面立面図で機械側の面を説明の便宜上図１（ａ）からみた各部材の上下位置と合致させて示し、実線はアームが閉じたときの位置でのアーム、アーム開閉装置、テープ、テープ巻取ホルダ軸、テープ巻出し軸、たるみ発生ローラ、一対の先端案内ロ−ラ及び基部案内ロ−ラの状態を示しかつ（ｂ）は（ａ）のＧ押付けローラ部（裏面）の拡大図で、（ｃ）は２点鎖線で、（ｂ）のテープ巻出し軸のアームが開いたときの位置を示し、実線はアームが閉じた状態のテープ巻出し軸の位置を示す。図３（ａ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ断面拡大図、（ｂ）は図２（ａ）のＥ−Ｅ拡大断面図、を示す。

まず、本発明を実施するための最良の形態の一例に用いるテープホルダ一体型カセットシュー組立体について述べる。テープホルダ一体型カセットシュー組立体は、比較的非圧縮性の研磨材被覆テープ５と、テープ５をクランクシャフトのような軸物の被加工物３表面に接触させ押圧する比較的剛性の凹面2aを有する（剛性表面が90デュロメータＡの値を超える硬度を有する）一対のシュー組立体２と、を有するテープラップ装置であり、それぞれ本体15に支持された、シュー組立体２を支持する一対の開閉アーム１と、アーム開閉装置Ｄと、テープ供給ホルダ６と、テープ巻取ホルダ７と、アーム開閉装置Ｄの動力を受けアーム１の開閉と連動してテープ５の供給とテープ５の巻取とを行うテープ送り機構90と、を一体的に交換可能なカセットとして組付けたものである。本実施形態では、研磨材被覆テープ５はポリエステルプラスチック製テープを使用し、シュー組立体２の比較的剛性の凹面2aは、剛性を有しかつ精密に加工されたホーニング砥石材料で形成されたインサートストーンを、周方向に間隔をあけて埋め込んで形成するか、又はシュー組立体２と一体ものとしたウレタンシューとして形成する。

図１（ａ）、図１（ｃ）、図３（ｂ）に示すように、研磨材被覆テープホルダ一体型カセットシュー組立体のアーム開閉装置Ｄは、スプリング26に抗した可動部材16（図示しないピストンのピストンロッドであってもよい）に押されて移動するように移動可能に本体15の支点軸 100に回転可能に支持されたレバー10と（レバー10端部はローラ27を回転可能に支持する）、レバー10の反可動部材側端部に固定された連結ピン31に固定されかつ本体15に移動可能に支持されたアーム移動軸11と、アーム移動軸11にピン12を介して係合する本体15の一対のアーム軸14にそれぞれ回転可能に支持された各開閉アーム１の基部延長部13と、を含む。作動においては、可動部材16がスプリング26に抗してレバー10を押圧するとき、レバー10は連結ピン31に固定されたアーム移動軸11を移動させてアーム移動軸11に連結したピン12と係合する各開閉アームの基部延長部13を引いてアーム１を閉じるようにされ、逆に、可動部材16をレバー10から離すと、スプリング26がレバー10を押し戻して、支点軸 100を回転中心として連結ピン31に固定されたアーム移動軸11を逆方向に押し戻してアーム移動軸11に連結したピン12を介して係合する各開閉アーム１の基部延長部13を押戻してアーム１を開くようにされている。

図２、図１（ｂ）、図３（ａ）に示すように、テープ送り機構90は、本体15の支点軸 100に回転可能に支持されたレバー10の連結ピン31に回転可能に支持されかつ一端に連結軸32〔図２（ｂ）〕を固定し他端にＵ字溝33を設けたＬ字形連結部材30と、Ｌ字形連結部材30の連結軸32を回転可能に支持すると共にテープ巻取ホルダ軸92にワンウエイクラッチ94を介して固定された巻取レバー70〔図２（ａ）〕と、Ｌ字形連結部材30のＵ字溝33〔図２（ｂ）〕に案内可能に支持された案内軸34を固定しかつテープ巻出し軸23にワンウエイクラッチ 23'を介して回転可能に支持された巻出しバー40とを含む。

作動においては、可動部材16をレバー10から離すと、スプリング26はレバー10を押して10' の位置に移動し、支点軸 100を回転中心として、レバー10の連結ピン31に回転可能に支持されたＬ字形連結部材30を、図２（ａ）でみて、内方に移動させ、一方において、Ｌ字形連結部材30の一端に固定した連結軸32がワンウエイクラッチ94を介して巻取レバー70とテープ巻取ホルダ軸92を、図２（ａ）でみて、反時計方向に回転させて、同時に他方において、Ｌ字形連結部材30の他端のＵ字溝33に案内可能に支持された案内軸34を34'の位置まで移動させ、ワンウエイクラッチ 23'を介してテープ巻出し軸23を、図２（ａ）でみて、時計方向Ｓに回転させて毎回一定量だけテープ５をテープ供給ホルダ６から巻出すようにされる。逆に、可動部材16がスプリング26に抗してレバー10を押圧するときは、支点軸 100を回転中心として、レバーは、10' の位置から実線の10の位置まで戻され、レバー10の連結ピン31に回転可能に支持されたＬ字形連結部材30を逆方向移動させ、巻取ホルダ軸92及び巻出しバー40をそれぞれ各該ワンウエイクラッチ94、 23'を介して逆方向にかつ空回転させる。図３（ａ）で、81' はテープ供給ホルダ軸95にテンションを与えるばね、261 はスプリング26を本体15に対して支持するボルトである。

かかるテープホルダ一体型カセットシュー組立体は、シュー組立体２を支持する一対の開閉アーム１のアーム開閉装置Ｄの動力を受けて、アーム１の開閉と連動してテープ供給とテープ巻取とを行うテープ送り機構90を有し、テープ巻取ホルダ７を駆動するモータをなくしたので、幅が狭くなり、被加工物径又は隣接する各被加工物間の幅が互いに異なるクランクシャフトのような異種の被加工物３を、テープホルダ一体型カセットシュー組立体のみを交換することで段取り替えすることができ、別ラインのフイルムラップ装置で加工することなく、フレキシブルに加工できる。

次に、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、比較的非圧縮性の研磨材被覆テープ５と、テープ５を被加工物３表面に接触させるように押圧する一対の開閉アーム１に固定された比較的剛性の凹面2aを有するシュー組立体２と、を有するテープラップ装置において、一対の開閉アーム１の各先端に開閉可能に取り付けられた副アーム17の各先端に固定されてテープ５を被加工物３表面に接触させる位置に案内する先端案内ロ−ラ８と、本体15の開閉アーム１基部に配置されてテープ５を被加工物３表面から案内する基部案内ロ−ラ９と、を有する。２点鎖線で示すように、各開閉アーム１が開くとき、各副アーム17はそれと連動してアームスプリング21に押されて 17'の位置まで開き、テープ5'は8'の位置にある先端案内ロ−ラ8'と基部案内ロ−ラ9'との間で、被加工物に接触させるに必要な分だけ、たるみなく引っ張られるようにされ、このとき、基部案内ロ−ラ9'は、ほぼ開閉アーム１基部中央に位置し、テープ5'は一対の先端案内ロ−ラ8'及び基部案内ロ−ラ9'に張られた状態となり、そのまま被加工物３は異なる被加工物と交換できるようにされている。各開閉アーム１が閉じるときそれと連動して、実線で示すように、テープ５は一対のシュー組立体２の凹面2aと被加工物３との間で引っ張られてアームスプリング21に抗して副アーム17を閉じるようにされ、これにより、テープ供給ホルダ６から巻出された毎回一定量だけのテープ５は一対の先端案内ロ−ラ８及び基部案内ロ−ラ９に支持され、一対のシュー組立体２の凹面2aと被加工物３との間で引っ張られた状態で保持される。

さらに、本発明の実施の形態においては、図１（ａ）に示すように、テープ供給ホルダ６と一対の開閉アーム１の一方の副アーム17先端に固定された先端案内ロ−ラ８との間に、テープ５にたるみを発生させるたるみ発生ローラ80が、たるみ発生ローラ軸18を中心に回転可能なスプリングバック式たるみアーム81に、取付けられている。作動においては、各開閉アーム１が開くときそれと連動してスプリングバック式たるみアーム81及びたるみ発生ローラ80はスプリングの力で押されて、たるみ発生ローラ軸18を中心に回転し、スプリングバック式たるみアーム81及びたるみ発生ローラ80は、図１（ａ）で２点鎖線で示す、たるみ発生ローラ 80'位置に移動し、テープ供給ホルダ６から巻出された毎回一定量だけのテープを、テープ供給ホルダ６から引き出す。そして、各開閉アーム１が閉じられるときそれと連動して、一対のシュー組立体２の凹面2aと被加工物３との間で、テープ５が先端案内ロ−ラ８方向に引っ張られ、テープ５の引張力がスプリングバック式たるみアーム81のスプリングの力に抗してたるみアーム81及びたるみ発生ローラ80をたるみ発生ローラ軸18を中心にもとの実線で示す（図２（ａ）でも実線で示す）たるみ発生ローラ80位置まで逆転して戻され、その間に、テープ巻出し軸23が回転されてテープ供給ホルダ６から巻出した毎回一定量だけのテープ５は、一対の先端案内ロ−ラ８及び基部案内ロ−ラ９に引張られ、たるみなく保持される。図１（ｂ）で24は押付けローラ88を支持しかつテープ巻出し軸23に押付ける移動くいで、スプリング19に押されて押付けローラ88をテープ巻出し軸23に押付ける力により、テープ５が挟まれた状態となり、テープ巻出し軸23が回転したとき、テープ５が引きだされる。

なお、図２（ａ）に示すように、本発明では、比較的非圧縮性の研磨材被覆テープ５と、テープ５を被加工物３表面に接触させるように押圧する一対の開閉アーム１に固定された比較的剛性の凹面2aを有するシュー組立体２と、を含む、テープラップ装置において、比較的剛性の凹面2aは、剛性を有しかつ精密に加工されたホーニング砥石材料で形成されたインサートストーンを周方向に間隔をあけて埋め込んで形成し、凹面2aを有するシュー組立体２はピン42〔図２（ａ）〕に固定され、ピン42は一対の開閉アーム１に設けた通し穴43に回転可能に支持されることにより、シュー組立体２は一対の開閉アーム１に対し被加工物３の軸方向で揺動可能にかつピン42の軸方向に移動可能に隙間44を持って一対の開閉アーム１に支持されている。これにより、一対の開閉アーム１が閉じられたとき、開閉アーム１が支持する比較的剛性の凹面2aを有するシュー組立体２は、被加工物３に片当たりすることなく、被加工物３の軸方向で揺動可能にかつピン42の軸方向に移動して滑らかに被加工物３を把持することができる。

（ａ）は本発明を実施するための最良の形態のフイルムラップ装置の研磨材被覆テープホルダ一体型カセットシュー組立体の概略前面立面図で作業者側の面を示し、（ｂ）は（ａ）のＧ巻出しローラ部（前面）の拡大図、（ｃ）は（ａ）のアーム開閉装置Ｄの拡大図をそれぞれ示し、実線はアームが閉じたときの位置でのアーム、アーム開閉装置、テープ、たるみ発生ローラ、一対の先端案内ロ−ラ及び基部案内ローラの状態を示し、２点鎖線はアームが開いたときの位置でのアーム、アーム開閉装置、テープ、たるみ発生ローラ、一対の先端案内ロ−ラ及び基部案内ロ−ラの状態をそれぞれ示す。 （ａ）は図１（ａ）の前面の作業者側の面から見て裏面の概略裏面立面図で機械側の面を説明の便宜上図１（ａ）からみた各部材の上下位置と合致させて示し、実線はアームが閉じたときの位置でのアーム、アーム開閉装置、テープ、テープ巻取ホルダ軸、テープ巻出し軸、たるみ発生ローラ、一対の先端案内ロ−ラ及び基部案内ローラの状態を示しかつ（ｂ）は（ａ）のＧ押付けローラ部（裏面）の拡大図で、（ｃ）は２点鎖線で、（ｂ）のテープ巻出し軸のアームが開いたときの位置を示し、実線はアームが閉じた状態のテープ巻出し軸の位置を示す。 （ａ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ断面拡大図、（ｂ）は図２（ａ）のＥ−Ｅ拡大断面図、を示す。

１：開閉アーム
２：シュー組立体
２ａ：凹面
３：被加工物
４：ストーン
５：研磨材被覆テープ
６：テープ供給ホルダ
７：テープ巻取ホルダ
８：先端案内ローラ
９：基部案内ローラ
１３：テープ巻出し軸
１５：本体
１７：副アーム
１８：たるみ発生ローラ軸
２１：アームスプリング
８０：たるみ発生ローラ
８１：たるみアーム
Ｄ：アーム開閉装置

Claims (2)

1. 研磨材被覆テープと、該テープをクランクシャフトのような軸物の被加工物表面に接触させ押圧する凹面を有する一対のシュー組立体とを有するテープラップ装置において、本体と、該本体に支持された該シュー組立体を支持する一対の開閉アームと、該一対の開閉アームを開閉するアーム開閉装置と、該シュー組立体にテープを供給するテープ供給ホルダと、該組立体のテープを回収するテープ巻取ホルダと、を有するテープホルダ一体型カセットシュー組立体であって、
   該一対の開閉アームの各先端に開閉可能に取り付けられた副アームの各先端に固定されて該テープを被加工物表面に接触させる位置に案内する先端案内ロ−ラと、該本体の開閉アーム基部に配置されて該テープを被加工物表面から案内する基部案内ロ−ラと、を有し、該各副アームは該各開閉アームが開くときそれと連動してアームスプリングに押されて開き、該テープは該先端案内ロ−ラにより毎回一定量だけ該基部案内ロ−ラとの間でたるみなく引っ張られるようにされ、該各開閉アームが閉じるときそれと連動して該テープは一対の該シュー組立体の凹面と被加工物との間で引っ張られてアームスプリングに抗して副アームを閉じるようにされたことを特徴とするテープホルダ一体型カセットシュー組立体。
2. 該テープ供給ホルダと該一対の開閉アームの一方の副アーム先端に固定された先端案内ロ−ラとの間に、該テープを被加工物に接触させるに必要な分だけのたるみを発生させるたるみ発生ローラ軸及び該たるみ発生ローラ軸を中心に回転可能なスプリングバック式たるみアームに取付けられたたるみ発生ローラを設け、該各開閉アームが開くときそれと連動して該たるみ発生ローラ軸を中心に回転してたるみアームに取付けられた該たるみ発生ローラは該テープの毎回一定量だけの該テープ供給ホルダのテープを引き出すようにし、該各開閉アームが閉じられるときそれと連動して該たるみ発生ローラ及び該たるみアームはたるみ発生ローラ軸を中心にもとの位置に回転して戻るようにされたことを特徴とする請求項１記載のテープホルダ一体型カセットシュー組立体。

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