JP5317296B2 - Vane pump rotor grinding method and grinding apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、産業用の各種設備や車両のパワーステアリング等に用いられるベーンポンプ用ロータのスリットを研削するのに好適なベーンポンプ用ロータの研削方法および研削装置に関するものである。 The present invention relates to a vane pump rotor grinding method and a grinding apparatus suitable for grinding a slit of a vane pump rotor used in various industrial equipment, vehicle power steering and the like.
一般に、ベーンポンプは、略板状のベーンを摺動可能に収納するスリットを放射方向に形成したロータを有するもので、ロータの外側にカムリングを配すると共に、ロータの各スリット内にベーンを装着し、このロータの回転によりポンプ作用を行うものである。すなわち、ロータが回転すると、略板状のベーンは、ロータから半径方向に突出し、この先端がカムリングの内周面を接触しながら摺動する。このとき、カムリングの内周面は、略楕円形状を成しているため、カムリング内周面とロータの外周面とベーンとで囲まれた部屋の容積がロータの回転に伴い拡大、縮小する。そして、この部屋の側面の容積が拡大していく位置に液体の吸込口を設け、容積が縮小していく位置に液体の吐出口を設けることで、ロータの回転によるポンプ作用を行うものである。したがって、ベーンポンプは、車両のパワーステアリング等にとって極めて重要な部品になっている。 In general, a vane pump has a rotor in which slits for slidably storing substantially plate-like vanes are formed in a radial direction. A cam ring is provided outside the rotor, and vanes are mounted in the slits of the rotor. The pump action is performed by the rotation of the rotor. That is, when the rotor rotates, the substantially plate-like vane protrudes in the radial direction from the rotor, and the tip slides while contacting the inner peripheral surface of the cam ring. At this time, since the inner peripheral surface of the cam ring has a substantially elliptical shape, the volume of the chamber surrounded by the inner peripheral surface of the cam ring, the outer peripheral surface of the rotor, and the vanes expands and contracts as the rotor rotates. Then, a liquid suction port is provided at a position where the volume of the side surface of the room increases, and a liquid discharge port is provided at a position where the volume decreases, thereby performing a pumping action by rotation of the rotor. . Therefore, the vane pump is an extremely important part for the power steering of the vehicle.
特許文献1に記載のベーンポンプのロータは次のように製作されている。すなわち、ロータ素材には、ベーンを収納するスリットの下溝や、スリット底部の丸穴および回転軸に嵌合するスプライン穴が同時に成形される。ここでスリット下溝の溝幅寸法は、後に行うスリット研削加工での取りしろを見込んでスリットの最終寸法より小さな寸法に成形される。そして、この下溝を仕上げ寸法幅の砥石により底部丸穴まで突っ切るように研削加工してスリットを最終寸法に仕上げるものである。 The rotor of the vane pump described in Patent Document 1 is manufactured as follows. That is, the rotor material is simultaneously formed with a lower groove for accommodating the vane, a round hole at the bottom of the slit, and a spline hole that fits into the rotating shaft. Here, the groove width dimension of the slit lower groove is formed to be smaller than the final dimension of the slit in consideration of a margin in slit grinding performed later. Then, the slit is finished to the final dimension by grinding the lower groove with a grindstone having a finished dimension width so as to penetrate the bottom round hole.
ところが、特許文献1の製造方法では、仕上げ寸法に極めて近い状態の下溝に砥石を挿入してスリットを成形するため、スリットの精度はこの下溝に依存することになり、下溝の角度が正確でない場合は、スリット精度にも誤差が生じることになる。 However, in the manufacturing method of Patent Document 1, since a slit is formed by inserting a grindstone into the lower groove in a state very close to the finished dimensions, the accuracy of the slit depends on the lower groove, and the angle of the lower groove is not accurate. This also causes an error in slit accuracy.
そこで、当出願人は先に、ロータの中心からの各下溝の角度を画像処理で測定して溝加工する研削方法及び装置を提案している(特許文献2)。この研削方法では、素材の溝幅割付を前工程で画像処理により計測し、その補正値をNCインデックスにフィードバックすると共に、NCインデックス上に移動したロータのスリットを研削加工するものである。 Therefore, the present applicant has previously proposed a grinding method and apparatus for performing groove processing by measuring the angle of each lower groove from the center of the rotor by image processing (Patent Document 2). In this grinding method, the groove width allocation of the material is measured by image processing in the previous process, the correction value is fed back to the NC index, and the slit of the rotor moved on the NC index is ground.
特許文献2の研削方法及び装置により、従来に比べてスリットの精度を高めることができた。ところが、ロータの下溝を計測した後、補正値をNCインデックスにフィードバックし、計測用の回転台からロータを研削用の固定台までロータを移動する工程が必要になるため、下溝測定から研削加工までに多くの時間を要する不都合があった。 By the grinding method and apparatus of patent document 2, the precision of the slit was able to be improved compared with the past. However, after measuring the lower groove of the rotor, the correction value is fed back to the NC index, and the process of moving the rotor from the rotating table for measurement to the fixed table for grinding is required. Inconveniently required a lot of time.
しかも、カメラを用いた画像処理では、カメラの解像度や照明の条件などで補正値の精度が影響される。特に、スリットの下溝を計測する際に、レンズに写り込んだ全ての下溝を一度で測定するため、スリットに撮影用の照明を当てたときに、僅か一部にでも乱反射や影等が生じるような場合は、この乱反射した光や影がカメラの測定を妨げる不都合もある。 In addition, in image processing using a camera, the accuracy of the correction value is affected by the camera resolution, lighting conditions, and the like. In particular, when measuring the lower groove of the slit, all the lower grooves reflected in the lens are measured at a time, so that when the illumination for shooting is applied to the slit, irregular reflections or shadows may occur even in a small part. In such a case, the irregularly reflected light or shadow has a disadvantage of hindering the measurement of the camera.
そこで、本発明は上述の課題を解消すべく創出されたもので、ロータに形成するスリットの精度が高く、しかも、下溝の測定からスリットを最終寸法に仕上げるまでの加工時間を短縮することができ、生産性の高いベーンポンプ用ロータの研削方法および研削装置の提供を目的とするものである。 Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned problems, and the accuracy of the slit formed in the rotor is high, and the processing time from the measurement of the lower groove to the finishing of the slit to the final dimension can be shortened. An object of the present invention is to provide a highly productive grinding method and apparatus for a vane pump rotor.
上述の目的を達成すべく本発明の第1の手段の研削方法は、NC加工機10に設置されたパルスモータ12を介してロータRを回転自在に支持し、レーザーデジタル測定機20によりスリットの下溝R1の幅よりも広い帯状のレーザー21を下溝R1に平行に照射し、該下溝R1を通過するレーザー21の通過範囲を測定して下溝R1がレーザー21の測定幅の中央に位置するようにパルスモータ12を回転させて下溝R1の割付角度を割出し各下溝R1夫々の割付角度をNCデータとして記憶し、該NCデータに基づいて下溝R1に対して左右同一の削り代でベーン収納用のスリットを研削することで、ベーンポンプ用ロータRのスリットを研削するベーンポンプ用ロータの研削方法であって、
前記NC加工機10に装着されたコレットチャック装置30に前記ロータRを回転自在に支持するロータ支持工程100と、該ロータRの外周囲に形成された下溝R1に前記レーザーデジタル測定機20のレーザー21を照射すると共に、コレットチャック装置30に連動する前記パルスモータ12の回転操作で下溝R1の割付角度を割出す割出工程200と、ロータR全周の各下溝R1の芯を割出した夫々の割付角度をNCデータとして記憶する角度記憶工程300と、コレットチャック装置30をロータRごと移動して該ロータRの下溝R1を研削位置まで移動する移動工程400と、研削位置でロータRの下溝R1を前記NCデータに基づいて割付角度に調整した後、該ロータRを固定し、前記研削砥石14にて前記スリットを研削加工する研削工程500と、からなる研削方法にある。
In order to achieve the above-described object, the grinding method of the first means of the present invention supports the rotor R rotatably through a
A
第2の手段は、ベーンポンプ用のロータRに形成された下溝R1に沿ってベーン収納用のスリットを研削するベーンポンプ用ロータの研削装置であって、NC加工機10の回転盤13上に装着したコレットチャック装置30と、該コレットチャック装置30に回転自在に固定されたロータRの下溝R1にレーザー21を照射し、該下溝R1の割付角度を割出すレーザーデジタル測定機20と、コレットチャック装置30に連動し、コレットチャック装置30に支持したロータRを回転させてロータR全周の下溝R1の割付角度をNCデータとしてフィードバックするパルスモータ12と、ベッド11上に配設され、ロータRをコレットチャック装置30ごと移動して該ロータRを研削位置に設置する回転盤13と、NCデータに基づいて割付角度に調整された下溝R1に対して左右同一の削り代で研削加工する研削砥石14と、を有し、前記研削砥石14はCBN砥石を使用し、該研削砥石14の研削幅を整える幅ドレス装置15と、研削砥石14の外周を整える外周ドレス16と、ロータRの側面をコレットチャック装置30方向に圧着するクランプ装置50とを備えた研削装置にある。
The second means is a vane pump rotor grinding device for grinding a slit for storing a vane along a lower groove R1 formed in the rotor R for the vane pump, and is mounted on the rotating
本発明の請求項1、2により、ロータRに予め設けられた下溝R1に対して左右同一の削り代でスリットを研削加工するので、極めて正確なスリットを研削することができる。 According to the first and second aspects of the present invention, the slit is ground with the same cutting allowance for the lower groove R1 provided in advance in the rotor R, so that a very accurate slit can be ground.
請求項1に記載の各工程により、コレットチャック装置30にロータを装着し、チャック後測定に入るので測定の誤差がない。したがって、NC加工機10を利用した合理的な研削加工が可能になった。
The steps according to claim 1, a rotor mounted on the
請求項1、2によると、スリットの幅を1.0mm以下に設定した場合でも精度の高い研削加工が可能になった。 According to the first and second aspects, even when the width of the slit is set to 1.0 mm or less, high-precision grinding can be performed.
このように本発明によると、ロータに形成するスリットの精度が高く、しかも、下溝の測定からスリットを最終寸法に仕上げるまでの加工時間を短縮することができ、生産性を高めることができるなどといった有益な種々の効果を奏するものである。 As described above, according to the present invention, the accuracy of the slit formed in the rotor is high, and the processing time from the measurement of the lower groove to finishing the slit to the final dimension can be shortened, and the productivity can be increased. It has various beneficial effects.
本発明によると、レーザーデジタル測定機20によりスリットの下溝R1の幅よりも広い帯状のレーザー21を下溝R1に平行に照射し、該下溝R1を通過するレーザー21の通過範囲を測定すると共に、該レーザー21の通過範囲がレーザー21の帯状の中央位置になるようにロータRを回転させることで下溝R1の割付角度を割出すと共に、この下溝R1に対して左右同一の削り代でスリットを研削加工することで、スリットの精度が極めて高いロータRを提供することを可能にしたものである。
According to the present invention, the laser
以下、本発明を図示例に基づいて説明する。本発明研削装置の基本構成は、NC加工機10、レーザーデジタル測定機20、コレットチャック装置30、着脱装置40によって構成される。
Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated examples. The basic configuration of the grinding apparatus of the present invention is constituted by an
NC加工機10は、そのベッド11上にコレットチャック装置30を装着すると共に、パルスモータ12、回転盤13、研削砥石14などを備えた装置である(図6参照)。このNC加工機10では、コレットチャック装置30にて支持したロータRの下溝R1の割付角度を、レーザーデジタル測定機20とパルスモータ12とにより測定してNCデータとし、このNCデータをパルスモータ12にフィードバックして研削砥石14にてロータRを研削する。
The NC
コレットチャック装置30は、ロータRの軸孔R2にコレット31を挿入して拡開させることでロータRを着脱自在に支持する装置である(図1参照)。このコレット31はパルスモータ12に連動するもので、支持したロータRをパルスモータ12で回転さる。
The
レーザーデジタル測定機20は、投光機22から受光機23に帯状のレーザー21を照射するもので、コレットチャック装置30に回転自在に固定されたロータRの下溝R1にこのレーザー21を照射して下溝R1の割付角度を割出す測定機である(図2参照)。このレーザー21は、スリットの下溝R1の幅よりも広い幅を有し、下溝R1に平行に照射する(図3参照)。そして、下溝R1を通過するレーザー21の通過範囲を測定して下溝R1がレーザー21の測定幅の中央に位置するようにパルスモータ12を回転させることで、下溝R1の割付角度を割出すものである(図2参照)。このようにレーザーデジタル測定機20で測定した各下溝R1の夫々の割付角度をNCデータとして記憶し、研削工程時にパルスモータ12にフィードバックする。レーザーデジタル測定機20として、例えばGreenLEDとテレセントリックレンズを使用した市販のデジタル寸法測定器などが適当であるが、他のレーザーデジタル測定機20の使用も可能である。
The laser
下溝R1の研削時には、ベッド11の回転盤13を回転させることで、下溝R1の割付角度測定位置にあるコレットチャック装置30を、ロータRごと移動して該ロータRを研削位置に設置する(図5参照)。この回転盤13は、NC加工機10のベッド11上に設けられており、この回転盤13に一対のコレットチャック装置30が前後を逆にして平行に装着している。そして、一方のコレットチャック装置30に支持したロータRの近傍には、レーザーデジタル測定機20と、コレット31にロータRを着脱せしめる着脱装置40とが配置されている。図示例の着脱装置40は、研削済みのロータRをコレット31から取り外して研削済トレイ41に収納すると共に、未研削トレイ42からロータRを拾い出してコレット31に装着するように構成されている。
When grinding the lower groove R1, the
また、他方のコレットチャック装置30のコレット31に装着されているロータRを研削する位置に研削砥石14が配置されている(図5参照)。これらの着脱装置40と研削砥石14とは、回転盤13を挟んだ両側に配設されている。そして、該回転盤13が回転すると、研削前のロータRが研削位置に移動して研削され、既にスリットが研削されたロータRは着脱装置40がわに移動してコレット31からロータRが外されて未研削のロータRに交換されるものである。
A grinding
研削砥石14は、コレット31に固定したロータRの下溝R1に対して左右同一の削り代でスリットを研削加工する。そのため、NCデータに基づき、パルスモータ12にてコレット31に支持されたロータRを回転させ、ロータRの下溝R1を割付角度にセットする。このとき、コレット31に支持したロータRは、そのままでは研削時にブレが生じるおそれがある。そこで、コレット31に支持されたロータRを強力に固定するために、ロータRの側面をコレットチャック装置30方向に圧着するクランプ装置50を設けている(図1、図5参照)。図1のクランプ装置50は、便宜上、レーザーデジタル測定機20と併記しているが、実際は、図5に示す如く、研削砥石14の研削位置に配置されている。このクランプ装置50は、下溝R1の割付角度を検出する場合はロータRから離れた位置にあり、研削砥石14でロータRを研削する場合にロータRを圧着するものである。
The grinding
この研削砥石14にCBN製のロータリー砥石を使用することで、スリットの溝幅を1.00mm以下に加工することが可能である。図示の研削砥石14は、NC加工機10のベッド11上に研削砥石14を配置し、研削砥石14を回転させてロータR方向に上下にスライド移動せしめる(図6参照)。そして、下溝R1に対して左右同一の削り代でベーン収納用のスリットを研削する(図4参照)。
By using a CBN rotary grindstone for the
この研削砥石14の近傍には、該研削砥石14の研削幅を整える幅ドレス装置15が設置されており、NCテーブル装置43にスライド自在に装着している(図5参照)。この幅ドレス装置15は、特にCBN砥石の研削精度を上げるもので、新しい研削砥石14をセットした際に、この幅ドレス装置15が研削砥石14の幅をスリットの研削幅に整えるものである。したがって、この幅ドレス装置15は、研削砥石14を交換するたびに使用するものである。
A
また、研削砥石14の上方には、研削砥石14の外周を整える外周ドレス16を備えている(図6参照)。この外周ドレス16は、研削砥石14の外周精度を高めるもので、前記幅ドレス装置15と組み合わせることで、常に正確なスリットを研削加工することができる(図7参照)。
Further, an
次に、本発明装置を使用した研削方法を説明する。本発明研削方法は次の五つの工程からなるものである。すなわち、支持工程100、割出工程200、角度記憶工程300、移動工程400、研削工程500である(図8参照)。
Next, a grinding method using the apparatus of the present invention will be described. The grinding method of the present invention comprises the following five steps. That is, the supporting
支持工程100は、NC加工機10に装着されたコレットチャック装置30に前記ロータRを回転自在に支持する工程である。この工程では、着脱装置40を使用してコレットチャック装置30のコレット31に未研削のロータRを装着する(図5参照)。
The supporting
割出工程200は、ロータRの外周囲に形成された下溝R1に前記レーザーデジタル測定機20のレーザー21を照射し、コレットチャック装置30に連動する前記パルスモータ12の回転操作で下溝R1の割付角度を割出すものである(図1参照)。このとき、パルスモータ12を介してロータRを回転自在に支持し、レーザーデジタル測定機20によりスリットの下溝R1の幅よりも広い帯状のレーザー21を下溝R1に平行に照射する。そして、下溝R1を通過するレーザー21の通過範囲を測定して下溝R1がレーザー21の測定幅の中央に位置するようにパルスモータ12を回転させることで、下溝R1の割付角度を割出すものである(図2参照)。
In the
角度記憶工程300は、ロータR全周の各下溝R1の芯を割出した夫々の割付角度をNCデータとしてNC加工機10が記憶する。
In the
移動工程400は、コレットチャック装置30をロータRごと移動して該ロータRの下溝R1を研削位置まで移動する工程である。この場合、ベッド11に設けた回転盤13を使用することで、パルスモータ12を備えたコレットチャック装置30をロータRごと移動するものである(図5、図7参照)。
The moving
研削工程500は、研削位置でロータRの下溝R1を前記NCデータに基づいて割付角度に調整した後、該ロータRを固定し、前記研削砥石14にて前記スリットを研削加工する工程である。すなわち、コレットチャック装置30ごとロータRのスリット加工部分を研削砥石14側に向けてセットし、この状態でスリットを研削加工する(図5参照)。このとき、NCデータに基づいて下溝R1に対して左右同一の削り代でベーン収納用のスリットを研削するものである。
The grinding
このように、本発明における研削方法は、NC加工機10に設置されたパルスモータ12を介してロータRを回転自在に支持し、レーザーデジタル測定機20によりスリットの下溝R1の幅よりも広い帯状のレーザー21を下溝R1に平行に照射し、該下溝R1を通過するレーザー21の通過範囲を測定して下溝R1がレーザー21の測定幅の中央に位置するようにパルスモータ12を回転させて下溝R1の割付角度を割出し、各下溝R1夫々の割付角度をNCデータとして記憶し、該NCデータに基づいて下溝R1に対して左右同一の削り代でベーン収納用のスリットを研削することにある(図9参照)。
As described above, the grinding method according to the present invention supports the rotor R rotatably through the
尚、本発明装置において、NC加工機10、レーザーデジタル測定機20、コレットチャック装置30、着脱装置40、クランプ装置50等の設計変更は自由であり、各装置の仕様や装着位置等は本発明の要旨を変更しない範囲で任意に変更することができるものである。
In the apparatus of the present invention, the design change of the
本発明の実施例は、産業用の各種設備や車両のパワーステアリング等に用いられるベーンポンプ用のロータRとして説明しているが、他のロータや部品のスリットを研削する方法や装置としても利用することが可能である。 Although the embodiment of the present invention is described as a rotor R for a vane pump used for various industrial equipment, power steering of a vehicle, etc., it is also used as a method and apparatus for grinding slits of other rotors and parts. It is possible.
R ロータ
R1 下溝
10 NC加工機
11 ベッド
12 パルスモータ
13 回転盤
14 研削砥石
15 幅ドレス装置
16 外周ドレス
20 レーザーデジタル測定機
21 レーザー
22 投光機
23 受光機
30 コレットチャック装置
31 コレット
40 着脱装置
41 研削済トレイ
42 未研削トレイ
43 NCテーブル装置
50 クランプ装置
100 支持工程
200 割出工程
300 角度記憶工程
400 移動工程
500 研削工程
R rotor R1
Claims (2)
前記NC加工機に装着されたコレットチャック装置に前記ロータを回転自在に支持するロータ支持工程と、
該ロータの外周囲に形成された下溝に前記レーザーデジタル測定機のレーザーを照射すると共に、コレットチャック装置に連動する前記パルスモータの回転操作で下溝の割付角度を割出す割出工程と、
ロータ全周の各下溝の芯を割出した夫々の割付角度をNCデータとして記憶する角度記憶工程と、
コレットチャック装置をロータごと移動して該ロータの下溝を研削位置まで移動する移動工程と、
研削位置でロータの下溝を前記NCデータに基づいて割付角度に調整した後、該ロータを固定し、前記研削砥石にて前記スリットを研削加工する研削工程と、からなることを特徴とするベーンポンプ用ロータの研削方法。 Rotatably supports the rotor through a pulse motor installed in the NC machine, the wide strip of the laser than the width of the lower groove of the slit parallel to irradiate the lower groove by the laser digital measuring instrument, passed through the lower groove laser Rotating the pulse motor so that the lower groove is positioned at the center of the laser measurement width, indexing the lower groove allocation angle, and storing the allocation angle of each lower groove as NC data. based on by grinding the slit for the vane accommodating the left and right the same machining allowance relative to the lower groove, a grinding method of the vane pump rotor for grinding the slit of the vane pump rotor,
A rotor support step for rotatably supporting the rotor on a collet chuck device mounted on the NC processing machine ;
An indexing step of irradiating the lower groove formed on the outer periphery of the rotor with the laser of the laser digital measuring machine, and indexing an allocation angle of the lower groove by a rotation operation of the pulse motor interlocked with a collet chuck device ;
An angle storage step of storing each allocation angle obtained by indexing the core of each lower groove on the entire circumference of the rotor as NC data ;
A moving step of moving the collet chuck device together with the rotor and moving the lower groove of the rotor to a grinding position ;
For a vane pump , comprising: adjusting a lower groove of a rotor at a grinding position to an allocation angle based on the NC data; and then fixing the rotor and grinding the slit with the grinding wheel. Rotor grinding method.
NC加工機の回転盤上に装着したコレットチャック装置と、
該コレットチャック装置に回転自在に固定されたロータの下溝にレーザーを照射し、該下溝の割付角度を割出すレーザーデジタル測定機と、
コレットチャック装置に連動し、コレットチャック装置に支持したロータを回転させてロータ全周の下溝の割付角度をNCデータとしてフィードバックするパルスモータと、
ベッド上に配設され、ロータをコレットチャック装置ごと移動して該ロータを研削位置に設置する回転盤と、
NCデータに基づいて割付角度に調整された下溝に対して左右同一の削り代で研削加工する研削砥石と、
を有し、前記研削砥石はCBN砥石を使用し、該研削砥石の研削幅を整える幅ドレス装置と、研削砥石の外周を整える外周ドレスと、ロータの側面をコレットチャック装置方向に圧着するクランプ装置とを備えたことを特徴とするベーンポンプ用ロータの研削装置。 A vane pump rotor grinding device for grinding a slit for storing a vane along a lower groove formed in a rotor for a vane pump,
A collet chuck device mounted on a rotating disk of an NC processing machine;
A laser digital measuring machine that irradiates a lower groove of a rotor rotatably fixed to the collet chuck device with a laser, and calculates an allocation angle of the lower groove;
A pulse motor linked to the collet chuck device, which rotates the rotor supported by the collet chuck device and feeds back the allocation angle of the lower groove all around the rotor as NC data;
A rotating disk disposed on the bed, moving the rotor together with the collet chuck device, and setting the rotor at a grinding position;
A grinding wheel that performs grinding with the same machining allowance on the lower groove adjusted to the allocation angle based on NC data;
The grinding wheel uses a CBN grinding wheel, the width dressing device for adjusting the grinding width of the grinding wheel, the outer peripheral dress for adjusting the outer periphery of the grinding wheel, and the clamping device for pressing the side surface of the rotor toward the collet chuck device And a rotor grinding apparatus for a vane pump.
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