JP5983747B2 - 金属製機械部品用ブラシ研磨装置およびブラシ研磨方法 - Google Patents

Description

本願発明は、金属製機械部品（以下「ワーク」という）の面粗度を向上させる加工と、溝あるいは切り込みの角部のバリ取り加工および面取り加工と、に関するものである。ここで、「面取り加工」とは、前記角部を研磨して角面にする加工（Ｃ面加工）および曲面にする加工（丸み付け加工）のいずれをも含む概念である。

機械を構成し使用されているワークは、機械加工により形成されて、近年、その形状は複雑化傾向にある。また、その組付け精度も高く要求されるワークが増大している。
ワークの組付け精度を向上させるために、各ワークの組付け面の面粗度を細かくするとともに、寸法精度を向上させるために表面処理を施す研磨手段に砥石を採用する方法がある。
しかしながら、砥石を採用した研磨方法は研磨能力が優れているものの、該研磨手段の研磨部が剛体の砥石であるため複雑な形状のワークの研磨加工の対応には限界がある。
そこで、ワークの形状に沿って研磨部が柔軟に作用して複雑な形状のワークの研磨加工に能力を発揮する研磨手段に研磨用ブラシがある。

前記のような機械加工後のワークをブラシ研磨した先行技術の内容を、以下に説明する。

ワークを形成する平面部の面粗度向上やバリ取りを施す先行出願として、水平方向に間欠回転するインデックステーブルの回転周囲にワークを載置して自転可能にワークテーブルを４台設けるとともに、該ワークテーブル１２が停止する上方位置に回転しながら昇降動して前記ワークテーブル上に載置されているワークを研磨するブラッシング機構が配置されたブラッシング装置が特許第４９０９６６０号公報により開示されている。

また、ワークに穿設された孔の内面部の面粗度向上やバリ取りを施す先行出願として、研磨装置の軸部の先端部にブラシを取り付け、該ブラシをワークの中空シャフトからなる駆動軸の中空部内に挿入し、前記研磨装置の軸部を回転させなから昇降させて、前記ワークの内周面の面粗度を向上させるとともに突出したバリ取りを施す研磨装置が特開２００９−１４８８４２号公報により開示されている。

また、ワークの表面に形成された溝の切り込みの角部に発生しているバリ取りの先行出願として、ワークが切り溝を形成した歯車であり、該切り溝に発生したバリを除去するホイル形状の回転ブラシを使用したバリ取り装置が特開２００５−１１８９０９号公報および特開２０００−１６７７５４号公報により開示されている。

なお、ワークが偏心カムを形成した回転軸の外周面を研磨して面粗度を向上させるブラシ研磨装置に関する先行出願はない。

機械加工により形成された金属製の機械部品は、前記のように多種類あり、またその形状も様々である。ここで、機械加工後の各部品の組付け精度を向上するには、組付け面となる平面部や孔の内面部の面粗度を細かくし、かつ寸法公差も少なくする必要がある。そこで、さらに、溝や切り込みが形成された箇所においては、その角部に発生しているバリを除去する加工と面取り加工が必要である。

従来のブラシ研磨装置は、前記各先行技術文献に示されているように、前記研磨加工箇所とその加工形態に応じた単能機のブラシ研磨装置である。
しかしながら、研磨する加工箇所とその加工形態が複数あるワークの研磨加工を行う場合は、１台のブラシ研磨装置で加工を完了できたものは無く、夫々の研磨加工箇所と加工形態に応じた単能機のブラシ研磨装置を準備する必要があった。よって、設置するブラシ研磨装置が複数台となって設備費用と設置スペースが多大となる問題があった。

第１の発明は、機械加工後の金属製機械部品（ワーク）の表面や穿設された孔の内面の面粗度を向上させる研磨加工と、前記ワークに形成された切込みや溝などの角部のバリ取り加工および面取り加工と、を行う研磨加工用の金属製機械部品用ブラシ研磨装置であって、砥粒を含有したブラシ毛材にてワークの外形表面の面粗度を向上させる研磨加工および該ワークの外形表面のバリ取り加工をする平面研磨器具と、孔の内面の面粗度を向上させる研磨加工および該孔の角部のバリ取り加工をする大径孔研磨器具と、前記孔より小径の孔の内面の面粗度を向上させる研磨加工および該孔の角部のバリ取り加工をする小径孔研磨器具と、切込みや溝などの角部のバリ取り加工および面取り加工、或るいは棒状部材の外周面の面粗度を向上させる研磨加工を行うホイル研磨器具と、前記ワークを前記研磨器具の研磨位置に被加工面を前記研磨器具に対向して配置するワーク設定装置と、を備えることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置であって、平面研磨器具は、砥粒を含有し一定の長さに切断された複数本のブラシ毛材の一端を把持具により束ねて円柱状に形成した複数本のブラシ束と、前記ブラシ束の各々の把持具が挿入固定される複数個の挿入穴を円周方向に均等間隔をおいて形成した円盤状のホルダと、該ホルダを前記ブラシ束の軸心方向にスライド可能に覆う円筒状のハウジングと、該ハウジングの開口に取り付けられて前記ホルダと対向するとともに、前記各ブラシ束の他端を挿通させその先端が研磨部としてワークの研磨面に当接するように一部突出させる口金と、から構成されるセグメントブラシと、前記セグメントブラシのブラシ束の軸心方向と一致させて、一端を該セグメントブラシに連設した回転軸と、前記回転軸の他端に連結された正逆回転可能の回転駆動源と、前記回転軸を回転可能に挿通する内筒と、前記内筒を進退駆動機構Ａによって前記回転軸の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該平面研磨器具を、前記各研磨器具を載置するブラシ研磨装置本体または基台に固定する外筒と、を備えることを特徴とする。

第３の発明は、第１または第２の発明に記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置であって、前記大径孔研磨器具は、砥粒を含有し一定の長さに切断した複数本のブラシ毛材の一端を、溝型材の溝に装入して配列したのち、該ブラシ毛材を該溝に固定してブラシ帯を形成し、該ブラシ帯を取付軸に螺旋状に巻回して固定することにより、前記ブラシ毛材の先端が研磨部として円筒形状に形成されたコイルブラシと、前記取付軸の軸心と一致させて、前記コイルブラシに一端を着脱自在に連結する回転軸と、前記取付軸の他端に連結する正逆回転可能の回転駆動源と、前記回転軸を回転可能に挿通し、前記回転駆動源と回転軸とコイルブラシを一体に保持する内筒と、前記内筒を進退駆動機構Ａによって前記回転軸の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該大径孔研磨器具を、前記各研磨器具を載置するブラシ研磨装置本体または基台に固定する外筒と、前記外筒を前記回転軸の軸心方向と直交する方向に進退動させる進退駆動機構Ｂと、を備えることを特徴とする。

第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置であって、前記小径孔研磨器具は、砥粒を含有し一定の長さに切断されたブラシ毛材の中間位置を、可塑性を有する少なくとも２本の心材により挟み込み、該心材の両端を把持して「右ねじり」または「左ねじり」することにより前記ブラシ毛材の先端部が研磨部として円筒状に形成され、前記心材の基部を取付軸と一体にした右回転用ねじりブラシまたは左回転用ねじりブラシと、前記取付軸の軸心と一致させて、前記右回転用ねじりブラシまたは前記左回転用ねじりブラシに一端を着脱自在に連設する回転軸と、前記取付軸の他端に連結する正逆回転可能の回転駆動源と、前記回転軸を回転可能に挿通し、前記回転駆動源と、前記回転軸と、前記右回転用ねじりブラシまたは前記左回転用ねじりブラシと、を一体に保持する内筒と、前記内筒を進退駆動機構Ａによって前記回転軸の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該小径孔研磨器具を、前記各研磨器具を載置するブラシ研磨装置本体または基台に固定する外筒と、を備えることを特徴とする。

第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置であって、前記ホイル研磨器具は、砥粒を含有し一定の長さに切断された複数本のブラシ毛材の一端を、溝型材の溝に装入して配列したのち、該チャンネル材をブラシ毛材を該溝に固定してブラシ帯を形成し、ホイルに螺旋状に巻回して固定することにより、前記ブラシ帯とホイルとを一体化して前記ブラシ毛材の先端を研磨部として形成したホイルブラシと、前記ホイルに一端を装入して連結する回転軸と、前記回転軸の他端に連結する正逆回転可能の回転駆動源と、前記回転軸を回転可能に挿通し、前記回転駆動源と回転軸とホイルブラシとを一体に保持する内筒と、前記内筒を進退駆動機構Ａによって前記回転軸の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該ホイル研磨器具を、前記各研磨器具を載置するブラシ研磨装置本体または基台に固定する外筒と、前記外筒を前記回転軸の軸心方向と直交する方向に進退動させる進退駆動機構Ｂと、を備え、前記ブラシ毛材の方向が、進退駆動機構Ａの進退動方向と直角方向であることを特徴とする。

第６の発明は、第１〜第４の発明のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置であって、前記ホイル研磨器具は、正逆回転可能の回転駆動源と、入力軸および出力軸を備え、前記回転駆動源の回転を伝達する方向を９０度変更する回転伝達方向変換器と、一端が前記回転駆動源に連結し、他端が前記回転伝達方向変換器の入力軸に連結する回転軸と、前記回転伝達方向変換器の出力軸に連結するホイルを備え、砥粒を含有し一定の長さに切断された複数本のブラシ毛材の一端を、溝型材の溝に装入して配列したのち、該ブラシ毛材を該溝に固定してブラシ帯を形成し、該ブラシ帯を該ホイルに螺旋状に巻回して固定することにより、前記ブラシ帯とホイルを一体化して前記ブラシ毛材の先端を研磨部として形成したホイルブラシと、前記回転軸を回転可能に挿通し、前記回転駆動源と回転軸と回転伝達方向変換器とを一体に保持する内筒と、前記内筒を進退駆動機構Ａによって前記回転軸の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該ホイル研磨器具を、前記各研磨器具を載置するブラシ研磨装置本体または基台に固定する外筒と、を備え、前記ブラシ毛材の方向が、進退駆動機構Ａの進退動方向と一致することを特徴とする。

第７の発明は、第２〜第６の発明のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置であって、前記進退駆動機構Ａは、サーボモータ式シリンダまたは圧力式シリンダであることを特徴とする。

第８の発明は、第１〜第７の発明のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置であって、ワーク設定装置は、回転軸Ａを中心にして扇状に等分割して形成された複数の作業エリアを有し、回転軸Ａを中心にして間欠的に水平回転する円板状の回転テーブルと、前記回転テーブルの前記各作業エリアに前記回転軸Ａを中心にした円周の接線上に直線等間隔に回転軸Ｂを有し、該回転軸Ｂを中心にして水平自転回転可能に設けられたワーク保持具と、を備え、前記回転テーブルが間欠的に水平回転して停止して前記ワーク保持具が停止する位置に、前記平面研磨器具、または大径孔研磨器具、または小径孔研磨器具、またはホイル研磨器具、の少なくともいずれかひとつを配置すると共に、ワークの入出口に、前記ワーク保持具への未研磨のワークＷの配置およびワークの反転と、研磨済みのワークの取り出しと、をプログラム制御により行なうワーク移載機構を配置することを特徴とする。

第９の発明は、第１〜第７の発明のいずれかに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置であって、前記ワーク設定装置は、
前記平面研磨器具、または大径孔研磨器具、または小径孔研磨器具、またはホイル研磨器具に対向するワーク保持具に、未研磨のワークを配置する操作と該ワークを反転する操作と研磨済みのワークを取り出す操作と、をプロクラム制御により行なうワーク把持機構を配置することを特徴とする。

第１０の発明は、第１〜第９の発明のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置であって、前記面取り加工が、角部を研磨して曲面とする丸み付け加工であることを特徴とする。

第１１の発明は、第１〜第１０の発明のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置を用いた金属製機械部品のブラシ研磨方法であって、前記平面研磨器具または前記大径孔研磨器具によって研磨する際のワークの水平自転回転速度を、前記平面研磨器具または前記大径孔研磨器具の研磨ブラシの回転速度の１／３０以下にすると共に、前記ワークの研磨加工が終了するまでの該ワークの水平自転回転数を２回転以上にすることを特徴とする。

第１２の発明は、第１〜第１０の発明のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置を用いた金属製機械部品のブラシ研磨方法であって、ワークの同一加工面を研磨加工する際に、前記平面研磨器具による研磨を最終工程にすることを特徴とする。

本発明のブラシ研磨装置は、研磨加工するワークの研磨加工箇所およびその加工形態に応じて研磨器具を選択して配置することができるから、前記研磨加工箇所とその加工形態が異なった様々なワークの研磨加工を１台のブラシ研磨装置で対応できる。
また、前記各研磨器具が研磨加工をする位置または作業位置に、前記ワークを自動的に移送して設定するワーク設定装置により研磨工程を自動化ができて研磨効率と研磨性能の向上を図ることができる。
また、本発明のブラシ研磨装置を用いて前記ワークを良好に加工するブラシ研磨方法を提供することができる。
なお、加工形態とは、研磨加工、バリ取り加工、面取り加工を指す。

この出願は、日本国で２０１２年７月１９日に出願された特願２０１２−１６０２４５号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

本願発明のブラシ研磨装置に配置するサーボモータ式シリンダを使用した平面研磨器具を説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部切り欠きの正面図である。 本願発明のブラシ研磨装置に配置する圧力式シリンダを使用した大径孔研磨器具を説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部切り欠きの正面図である。 本願発明のブラシ研磨装置に配置する圧力式シリンダを使用した小径孔研磨器具を説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部切り欠きの正面図である。 本願発明のブラシ研磨装置に配置する圧力式シリンダを使用した、ブラシ毛材の毛材方向が回転軸の軸心方向と直角方向を成すホイル研磨器具を説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部切り欠きの正面図である。 本願発明のブラシ研磨装置に配置する圧力式シリンダを使用した、ブラシ毛材の回転方向が回転軸の軸心方向と直角方向を成すホイル研磨器具を説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部切り欠きの正面図である。 本願発明のブラシ研磨装置のワーク設定装置を回転テーブル方式とし、前記平面研磨器具と大径孔研磨器具と小径孔研磨器具とホイル研磨器具を配置したブラシ研磨装置の実施例を説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は装置内部を示す側面図である。 図６に示す本願発明のブラシ研磨装置の回転テーブルを等分割した作業エリアのパターンとワーク保持具の配置の実施例を示す説明図である。 本願発明のブラシ研磨装置のワーク設定装置をプログラム制御により作動するワーク把持機構としたブラシ研磨装置の実施例を示す平面図である。 図１に示す平面研磨器具のサーボモータ式シリンダを圧力式シリンダに変更した平面研磨器具の他の実施例を説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部切り欠きの正面図である。 図３に示す小径孔研磨器具の他の実施例を説明する図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部切り欠きの側面図である。 図４に示すホイル研磨器具のホイルブラシを２個取付けた実施例を説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部切り欠きの正面図である。 図５に示すホイル研磨器具のホイルブラシを２個取付けた実施例を説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部切り欠きの正面図である。 図１に示す平面研磨器具に取付けるセグメントブラシの詳細を示す断面図である。 図９に示す平面研磨器具に取付ける他の実施例のセグメントブラシの詳細を説明する図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。 図２に示す大径孔研磨器具に取付けるコイルブラシの詳細を示す断面図である。 図３、図１０に示す小径孔研磨器具に取付けるねじりブラシの詳細を示す断面図である。 図４、図５、図１１、図１２に示すホイル研磨器具に取付けるホイルブラシの詳細を示す断面図である。 図１７に示すホイル研磨器具に取付けるホイルブラシの他の実施例の詳細を示す断面図である。 本願発明のブラシ研磨装置が研磨する一実施例のワークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、を組立てた状態を説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部切り欠きの正面図である。 図１８に示すワークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、を分解した状態を示す正面図である。 図１８、図１９に示すワークＡの詳細平面図である。

本願発明の金属製機械部品用ブラシ研磨装置の実施形態について、図を用いて詳細に説明する。なお、各図において示される研磨器具（平面研磨器具、大径孔研磨器具、小径孔研磨器具、ホイル研磨器具）の台数は参考であり、必ずしも当該図面を参照した説明における台数と一致している訳ではない。図１〜図５、図９〜図１２は各研磨器具を、図６、図７は該各研磨器具を配置して自動化された回転テーブル方式のブラシ研磨装置を、図８はワーク把持機構方式のブラシ研磨装置を示す。ここで、回転テーブル方式とワーク把持機構方式とは、各研磨器具の研磨位置にワークを搬送するワーク設定装置が異なる構成である。後述するが、回転テーブル方式とは、等分割した各作業エリアにワークＷを保持して水平回転（自転）可能にしたワーク保持具５４を取り付けて間欠的に水平回転（公転）する回転テーブル５１が前記ワークＷを各研磨器具に移送するようにした方式である。また、ワーク把持機構方式とは、基台５９に前記各研磨器具を研磨加工するワークＷに対応させて配置し、該ワークＷをプログラム制御により各研磨器具に移送して設定するワーク把持機構５８を備えた方式である。

図１〜図５、図９〜図１２に示す各研磨器具は、回転軸７と、回転軸７を回転可能に軸支する内筒８と、該内筒８を前記回転軸７の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、ブラシ研磨装置の各研磨器具を載置する装置本体５６（以降、単に「装置本体」と記す）または基台５９に固定する外筒９と、回転軸７の一端に連接され、回転軸７を正逆方向に回転する回転駆動源６と、回転軸７の他端に連接される研磨ブラシと、回転駆動源６と回転軸７と研磨ブラシを一体に保持した内筒８を軸心方向と一致する方向に進退動させる進退駆動機構Ａ（１０Ａ）を有する。前記進退駆動機構Ａ（１０Ａ）は、サーボモータ式シリンダ、または圧力式シリンダのどちらかを選択することができる。

前記進退駆動機構Ａ（１０Ａ）にサーボモータ式シリンダを取り付けた研磨器具は、回転駆動源６と回転軸７と研磨ブラシを一体に保持した内筒８の進退動の微調整ができる機能を有しているので、ワークＷの研磨箇所に対して研磨ブラシの切り込み量の微調整ができる。
しかし、圧力式シリンダを取り付けて前記微調整を必要とする研磨器具（図５、９、１２を参照）は、前記微調整ができない。その為、回転駆動源６と回転軸７と研磨ブラシとを一体に保持した内筒８の停止位置を回転して位置決めする調整筒９Ａと、該調整筒９Ａを回転させる制御駆動をする駆動モータ９Ｂと、前記回転駆動源６と回転軸７と研磨ブラシを一体に保持した内筒８を前記調整筒９Ａの端面に当接して停止させるための位置決めボルト９Ｃと、を別に設けて研磨ブラシの切り込み量の微調整ができるようにされている。
なお、「切り込み量」とは、被加工物表面からの研磨ブラシの送り量を指す。

次に、研磨加工するワークＷを図１９〜図２１に示すエアコン用コンプレッサのシリンダ（後述の、第１のワークＷ１）として、ワーク設定装置５を回転テーブル方式としたブラシ研磨装置の構成について、図６を用いて詳細に説明する。

ワークＷであるエアコン用コンプレッサのシリンダは、円盤形状の本体の表面と裏面に平面部１０１を有し、該平面部１０１の中央にシリンダ孔１０２と、該シリンダ孔１０２に通じる吸気孔１０３およびベーン溝１０４が形成されている。そこで、該ワークＷの加工には、平面および大径孔および小径孔のバリ取りおよび研磨加工と角部のバリ取りおよび面取り加工を必要とする。よって、研磨器具は、該ワークＷの表側と裏側の平面１０１を研磨する平面研磨器具１を各１台と、シリンダ孔１０２の内面を研磨する大径孔研磨器具２を１台と、吸気孔１０３の内面を研磨する小径孔研磨器具３を１台と、ベーン溝１０４の表側と裏側の角部のバリ取り加工および面取り加工をするホイル研磨器具４を各１台とを備える。面取り加工は、製品によって、角部を角面に加工（Ｃ面加工）または曲面に加工（丸み付け加工）から選択できるが、本実施形態では丸み付け加工（Ｒ付け加工）として説明する。

回転テーブル５１は円盤状であり、回転軸Ａ（５２）を中心に回転することができる（この回転を、「公転」と記す）。該回転テーブル５１の上面には、該回転軸Ａ（５２）を中心に、扇状に等分割されて作業エリアが形成されている。該作業エリアには、ワークＷを保持し、回転軸Ｂ（５３）を中心にワークを回転することができるワーク保持具５４が設けられている（この回転を、「自転」と記す）。なお、回転テーブル５１を等分割して形成される作業エリアの数と、各作業エリアに設けられるワーク保持具５４の台数は、ワークＷの研磨加工箇所と、その加工形態によって配置される研磨器具の種類および台数によって決定される。すなわち、研磨加工の生産計画に合わせてその配置等を適宜選択し、最適なブラシ研磨装置を得ることができる。その配置例を図７に示す。図７には、［作業エリアの分割数×各作業エリアに設けられるワーク保持具５４の台数］を併記している。

本実施形態では、回転テーブル５１の作業エリアを、図７（ｂ）の（３×４）に示すように３分割し、各作業エリアに夫々４台のワーク保持具５４を取り付ける。

前記回転テーブル５１が３分割された３つの作業エリアのうち、その一つがワークＷの移載エリアである。該移載エリアは搬入ポートＰ１と反転ポートＰ２と裏面ポートＰ３と搬出ポートＰ４とを有する。
該移載エリアは、装置本体５６にワークＷを搬入出するワークの入出口５７に位置し、ワーク移載機構５５が設けられている。ワーク移載機構５５は、回転テーブル５１が周回して、前記Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の各ポートに停止している各研磨加工を終えた４個のワークＷ、および搬入ラインの未研磨のワークＷを、次に記載した１〜５の順に移載する。

１．搬出ポートＰ４に停止しているワークＷを搬出用の搬送ラインへ移載する。
２．裏面ポートＰ３に停止しているワークＷを搬出ポートＰ４へ移載する。
３．反転ポートＰ２に停止しているワークＷを反転して裏面ポートＰ３へ移載する。
４．搬入ポートＰ１に停止しているワークＷを反転ポートＰ２へ移載する。
５．搬送ラインに待機している未研磨のワークＷを搬入ポートＰ１へ移載する。

すなわち、前記回転テーブル５４の方式のブラシ研磨装置は、その装置本体５６のワークの入出口５７に、次に示す作業１〜作業５を順次に行うワーク移載機構５５が設けられて、連続的に研磨加工を行うことができる。

作業１：回転テーブル５１が回転（公転）し周回して、すべての研磨が終了した搬出ポートＰ４のワークＷを把持して搬送ラインへの排出。
作業２：回転テーブル５１が回転（公転）し周回して、研磨が終了した裏面ポートＰ３のワークＷを把持して次の搬出ポートＰ４のワーク保持具５４への設定。
作業３：回転テーブル５１が回転（公転）し周回して、研磨が終了した反転ポートＰ２のワークＷを把持して反転し、次の裏面ポートＰ３のワーク保持具５４への設定。
作業４：回転テーブル５１が回転（公転）し周回して、研磨が終了した設定ポートＰ１のワークＷを把持して次の反転ポートＰ２のワーク保持具５４への設定。
作業５：搬送ラインより搬送されてきた未研磨のワークＷを把持して回転テーブル５１の搬入ポートＰ１のワーク保持具５４への設定。

ワーク移載機構５５により、移載エリアで上記１〜５の順にワークＷの移載を終えたら、回転テーブル５１が図６の平面図で見て、時計方向に間欠的に１／３回転する。上記２〜５で移載された４個のワークＷは左側の研磨エリアに移送されて研磨加工され、前記左側の研磨エリアで研磨加工を終えた４個のワークＷは、右側の研磨エリアに移送されて研磨加工され、前記右側の研磨エリアで研磨加工を終えた４個のワークＷは、前記移載エリアに移送されて前記ワーク移載機構５５により前記と同様に移載される。

図６の平面図に示した各研磨器具による前記ワークＷの研磨加工は、次に示す１〜６の研磨器具で順に研磨加工される。なお、研磨加工の順番は、他の順番であってもよい。

１；ベーン溝の本体表側の角部のバリ取りと丸み付けをするホイル研磨器具４。
２；吸気孔の内面を研磨する小径孔研磨器具３。
３；シリンダ孔の内面を研磨する大径孔研磨器具２。
４；本体表側の平面を研磨する平面研磨器具１。
５；ベーン溝の本体裏側の角部のバリ取りと丸み付けをするホイル研磨器具４。
６；本体裏側の平面を研磨する平面研磨器具１。

平面研磨器具１は、研磨ブラシであるセグメントブラシ１８Ａと、該セグメントブラシのブラシ束１３の軸心方向と一致するように一端が連結された回転軸７と、該回転軸７の他端に連結した正逆回転可能の回転駆動源６と、該回転軸７を回転可能に軸支して挿通し、該回転駆動源６と該回転軸７と該セグメントブラシ１８Ａとを一体に保持する内筒８と、該内筒８を進退駆動機構Ａ（１０Ａ）によって該回転軸７の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該平面研磨器具を装置本体５６または基台５９に固定する外筒８と、を備える。該セグメントブラシ１８Ａは、砥粒を含有し一定の長さに切断された複数本のブラシ毛材１１の一端を把持具１２により束ねて円柱状に形成した複数本のブラシ束１３と、各ブラシ束１３の把持具１２が挿入固定される複数個の挿入穴１４を円周方向に均等間隔をおいて形成した円盤状のホルダ１５と、該ホルダ１５を前記ブラシ束１３の軸心方向にスライド可能に覆いブラシ毛材１１の先端方向が開口される円筒状のハウジング１６と、該ハウジング１６の開口に取り付けられて前記ホルダ１５と対向する（すなわち、ワークＷの被加工面と対向する）と共に、前記円周方向に配置された各ブラシ束１３が挿通し、各ブラシ束１３の先端が研磨部としてワークＷの研磨面に当接するように一部突出させる口金１７と、で構成される。（図１，図１３を参照）

なお、図１４に示すように、ハウジング１６から突出するブラシ毛材１１の長さを調整するために、ハウジング１６に形成された長孔を挿通し、ホルダ１５の位置をハウジング１６に対して固定する固定ボルト１９を備えるセグメントブラシ１８Ｂを用いてもよい。

図１に示すように、セグメントブラシ１８Ａの口金１７より突出するブラシ束１３の先端のワークＷに対する切り込み量の設定ならびに調整は、進退駆動機構Ａ（１０Ａ）のサーボモータ式シリンダにより自動制御されて行なわれるものである。

また、図９に示すように、セグメントブラシ１８Ｂの口金１７より突出するブラシ束１３の先端のワークＷに対する切り込み量の設定は、該セグメントブラシ１８Ｂと回転軸７と回転駆動源６を一体に保持した内筒８の停止位置を、回転して位置決めする調整筒９Ａと、該調整筒９Ａを回転させて制御駆動する駆動モータ９Ｂと、前記調整筒９Ａの端面に当接して内筒８を停止させる位置決めボルト９Ｃにより行う。

また、図１３に示すセグメントブラシ１８Ａまたは図１４に示すセグメントブラシ１８Ｂのブラシ束１３が、研磨加工の磨耗により短くなり使用に適さなくなったら、該セグメントブラシ１８Ａ、１８Ｂを、前記進退駆動機構Ａ（１０Ａ）の作動距離を大きくしてワークＷより退避させた状態にした後、該セグメントブラシ１８Ａ、１８Ｂのホルダ１５の挿入穴１５に取り付けられている使用済みのブラシ束１３の把持具１２を抜き取り、未使用のブラシ束１３を取り付けることにより、ブラシ束の交換を容易に行うことができる。

また、前記平面研磨器具１の装置本体５６または基台５９に取り付ける方向は、垂直または水平または斜めのいずれの方向でも良く、研磨器具の取り付け方向は限定されない。

大径孔研磨器具２は、研磨ブラシであるコイルブラシ２５と、取付軸２４の軸心と一致させて、前記コイルブラシに一端を着脱自在に連結する回転軸７と、前記取付軸２４の他端に連結する正逆回転可能の回転駆動源６と、前記回転軸７を回転可能に軸支して挿通し前記回転駆動源６と回転軸７とコイルブラシ２５を一体に保持する内筒８と、前記内筒８を進退駆動機構Ａ（１０Ａ）によって前記回転軸７の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該大径孔研磨器具２を装置本体５６または基台５９に固定する外筒９と、前記外筒９と前記回転軸７の軸心方向と直交する方向に進退動させる進退駆動機構Ｂ（１０Ｂ）と、を備える。（図２、図１５を参照）

前記コイルブラシ２５は、砥粒を含有し一定の長さに切断した複数本のブラシ毛材２１の一端を、溝型材の溝に装入して配列したのち、該ブラシ毛材を該溝に固定してブラシ帯を形成し、該ブラシ帯を取付軸２４に螺旋状に巻回して固定することにより、前記ブラシ毛材の先端が研磨部として円筒形状に形成されている。本実施形態では、溝型材を、断面が「コ」字状のチャンネル材２２とし、該溝にブラシ毛材２１の一端を装入して配置した後、該チャンネル材２２をコーキングして（かしめて）、ブラシ帯２３を形成した。該ブラシ帯２３を、取付軸２４にコイル状にスパイラル巻きすることで、コイルブラシ２５を形成した。コイルブラシ２５は、製造過程において、コーキングされた前記チャンネル材２２に亀裂・破損を生じることなく取付軸２４にコイル状にスパイラル巻きできる最小径は約１０ｍｍである。チャンネル材２２に一体化されるブラシ毛材２１の長さを考慮すると、研磨加工が可能なワークＷの孔の最小径は２０ｍｍ程度である。

また、前記大径孔研磨器具２に取り付けられる進退駆動機構Ａ（１０Ａ）は、ワークＷの研磨加工する孔の形成方向に前記コイルブラシ２５を挿入して進退動させるものである。進退駆動機構Ｂ（１０Ｂ）は、コイルブラシ２５のブラシ毛材２１をワークＷの孔の削り代となる方向に切り込み量を微調整して設定するために移動させるものである。

また、前記大径孔研磨器具２の装置本体５６または基台５９に取り付ける方向は限定されず、垂直または水平または斜めのいずれの方向でも良い。

また、前記大径孔研磨器具２に取り付けられるコイルブラシ２５は、前記のように、チャンネル材２２を使用してブラシ帯２３を形成し、該ブラシ帯２３を取付軸２４にスパイラル巻きしてブラシ毛材２１をロール状にしたものであるが、他の周知の方法でブラシ毛材２１をロール状に取付軸２４に取り付けてもよい。

小径孔研磨器具３は、研磨ブラシである右回転用ねじりブラシ３４Ａ、または左回転用ねじりブラシ３４Ｂと、取付軸３３の軸心と一致させて、前記右回転用ねじりブラシ３４Ａまたは前記左回転用ねじりブラシ３４Ｂに一端を着脱自在に連結する回転軸７と、前記取付軸３３の他端に連結する正逆回転可能の回転駆動源６と、前記回転軸７を回転可能に挿通し、前記回転駆動源６と前記回転軸７と研磨ブラシ（右回転用ねじりブラシ３４Ａまたは左回転用ねじりブラシ３４Ｂ）とを一体に保持する内筒８と、前記内筒８を進退駆動機構Ａ（１０Ａ）によって前記回転軸７の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該小径孔研磨器具３を装置本体５６または基台５９に固定する外筒と、を備える。

小径孔研磨器具３の研磨ブラシは、砥粒を含有し一定の長さに切断されたブラシ毛材３１の長さ方向中間位置を、可塑性を有する少なくとも２本の心材３２により挟み込み、該心材３２の両端を把持して「右ねじり」または「左ねじり」することにより前記ブラシ毛材３１の先端部が研磨部として円筒状に形成され、前記心材３２の基部を取付軸３３と一体にした右回転用ねじりブラシ３４Ａ、または左回転用ねじりブラシ３４Ｂである。なお、可塑性の心材とは、ブラシ毛材３１を挟み込み、ねじることによりねじりブラシ３４Ａ、３４Ｂを形成できる材料であればよく、針金等の周知の素材でよい。（図３、図１６を参照）

前記大径孔研磨器具２によって研磨するワークＷの孔の最小形は約２０ｍｍであるので、小径孔研磨器具３によって研磨するワークＷの孔の最大径は、約２０ｍｍとするとよい。また、当該小径孔研磨器具３によって研磨する孔の最小径は、ねじりブラシが容易に製造可能な１ｍｍ程度までとすることができる。

また、内面に溝などが形成された小径孔を研磨加工する場合は、前記溝の両角部に発生しているバリ取りと丸み付け加工が必要であるから、当該小径孔研磨器具３に取り付ける研磨ブラシは、前記右回転用ねじりブラシ３３Ａと左回転用ねじりブラシ３３Ｂの双方を用いて研磨加工をするのがよい。

また、当該小径孔研磨器具３の他の例として、回転駆動源６に研磨ブラシ（右回転用ねじりブラシ３４Ａまたは左回転用ねじりブラシ３４Ｂ）を直接連結するようにしたドリル型としてもよい。該ドリル型の小径孔研磨器具３は、該小径孔研磨器具３を装置本体５６または基台５９に取り付けるための固定ベース３５にレール３６を設け、前記回転駆動源６および前記研磨ブラシを該レール３６に軸心が同方向となるようにスライド可能に取り付け、該回転駆動源６および該研磨ブラシを一体にして前記レール３６上を進退動させる進退駆動機構Ａ（１０Ａ）を設ける。装置本体５６または基台５９の配置条件に合わせて、選択し使用することができる。（図１０参照）

また、当該小径孔研磨器具３の装置本体５６または基台５９に取り付ける方向は限定されず、垂直または水平または斜めのいずれの方向でも良い。

ホイル研磨器具４は、砥粒を含有し一定の長さに切断された複数本のブラシ毛材４１の一端を、溝型材の溝に装入して配列したのち、該ブラシ毛材４１を該溝に固定してブラシ帯４３を形成し、ホイル４４に螺旋状に巻回して固定することにより、前記ブラシ帯４３とホイル４４とを一体化して前記ブラシ毛材４１の先端を研磨部として形成したホイルブラシ４５を備える。本実施形態では、溝型材を断面が「コ」字状のチャンネル材４２とし、砥粒を含有し一定の長さに切断された複数本のブラシ毛材４１の一端を装入して放射状に配列したのち、該チャンネル材４２をコーキングして（かしめて）、ブラシ帯４３を形成した。該ブラシ帯４３をホイル４４にスパイラル巻きして前記ブラシ帯４３とホイル４４とを一体化することで、ホイルブラシ４５を形成した。

ホイル研磨器具４は、前記ブラシ毛材４１の方向が後述の進退駆動機構Ａ（１０Ａ）の進退動方向と直角方向を成すホイル研磨器具４Ａと、前記進退駆動機構Ａ（１０Ａ）の進退動方向と一致する（より正確には、ブラシ毛材４１の方向は、進退動方向に直交する軸を中心とした放射状である）ホイル研磨器具４Ｂと、のいずれかのタイプとすることができる。

ホイル研磨器具４Ａは、ホイルブラシ４５と、前記ホイルに一端を装入して連結する回転軸７と、前記回転軸７の他端に連結する正逆回転可能の回転駆動源６と、前記回転軸７を回転可能に軸支して挿通し前記回転駆動源６と回転軸７とホイルブラシ４３を一体に保持する内筒８と、前記内筒８を進退駆動機構Ａ（１０Ａ）によって前記回転軸７の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該ホイル研磨器具４Ａを装置本体５６または基台５９に固定する外筒と、前記外筒９を前記回転軸７の軸心方向と直交する方向に進退動させる進退駆動機構Ｂ（１０Ｂ）と、を備える。この構成によって、前記ブラシ毛材４１の方向は、前記進退駆動機構Ａ（１０Ａ）の進退動方向と直角である。（図４、図１７を参照）

ホイル研磨器具４Ｂは、ホイルブラシ４５と、正逆回転可能の回転駆動源６と、入力軸および出力軸を備え、前記回転駆動源６の回転を伝達する方向を９０度変更する回転伝達方向変換器４６と、一端が前記回転駆動源６に連結し、他端が前記回転伝達方向変換器４６の入力軸に連結する回転軸７と、前記回転軸７を回転可能に軸支して挿通し前記回転駆動源６と回転軸７と回転伝達方向変換器４６とを一体に保持する内筒８と、前記内筒８を進退駆動機構Ａによって前記回転軸７の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該ホイル研磨器具４Ｂを装置本体５６または基台５９に固定する外筒と、を備える。この構成によって、前記ブラシ毛材４１の方向が、前記進退駆動機構Ａ（１０Ａ）の進退動方向と一致する。（図５、図１８を参照）

ホイル研磨器具４Ａ、４Ｂを、装置本体５６または基台５９へ取り付ける方向は限定されず、前記ブラシ毛材４１の先端が、研磨対象とするワークＷの研磨加工箇所に直角に当接してワークＷに形成された溝やスリットの角部のバリ取り加工と丸み付け加工、ならびに、円柱状のワークＷや異形のワークＷの外形研磨加工ができれば、垂直または水平または斜めのいずれの方向でも良い。また、ワークＷの研磨箇所に対してブラシ毛材４１の先端が直角に当接することができ、かつ当該ホイル研磨器具４Ａ、４Ｂの配置スペースに不具合がなければ、ホイル研磨器具４Ａ、４Ｂのどちらを選択しても良い。

ホイル研磨器具４Ａ、４Ｂのホイルブラシ４５は、図１７に示すホイルブラシ４５Ａと、図１８に示すホイルブラシ４５Ｂと、のいずれかを選択することができる。ホイルブラシ４５Ａは、フランジ付きの可塑性ホイル４４Ａに前記ブラシ帯４３をスパイラル巻きした後、前記フランジ部をコーキングして（かしめて）、ブラシ帯４３とホイル４４Ａを一体化した。ホイルブラシ４５Ｂは、機械加工等で形成したホイル４４Ｂに前記ブラシ帯４３をスパイラル巻きした後、該ブラシ帯４３のチャンネル材４２の基部とホイル４４Ｂとをろう付け等により接合した。

また、ホイル研磨器具４Ａ、４Ｂの回転軸７の他端、または回転伝達方向変換器４６の出力軸に取り付けられるホイルブラシ４５の数は、１個に限定されない。例えば、図１１または図１２に示すように、研磨ブラシの幅、あるいはブラシ毛材４１に含有する砥粒の粒度を変更したホイルブラシ４５を複数個取り付けても良い。

ブラシ研磨装置に配置された前記研磨器具の進退駆動機構Ａ（１０Ａ）は、サーボモータ式シリンダまたは圧力式シリンダあるいは他の周知の手段のいずれでもよい。

ブラシ研磨装置に配置された研磨器具の進退駆動機構Ａ（１０Ａ）をサーボモータ式シリンダにした例について、平面研磨器具の構成内容を、図１を用いて説明する。
ワークＷの研磨加工面に当接するセグメントブラシ１８Ａと回転軸７と回転駆動源６とを一体にした内筒８の支持体８Ａをスクリューねじ８Ｂに螺合させて、進退駆動機構Ａ（１０Ａ）のサーボモータを制御駆動して、前記内筒８を進退動するように構成する。研磨開始時または研磨終了時、あるいは研磨加工により磨耗したブラシ束を未使用のブラシ束に交換する時などに、前記セグメントブラシ１８ＡをワークＷの研磨加工面から大きく後退および前進させる作動と、前記セグメントブラシ１８Ａの先端のワークＷに対する切り込み量を設定するための微調整する作動と、の双方をサーボモータの制御駆動により可能とする。

本ブラシ研磨装置において、使用するブラシ毛材は特に限定はされない。すなわち、表面粗さが許容される程度となるようなブラシ毛材を用いればよい。例えば、エアコン用コンプレッサのシリンダのような表面の平坦さが比較的厳しく要求されるワークＷについては、炭化ケイ素系砥粒あるいはアルミナ系砥粒をポリアミドに含有したブラシ毛材が好適に用いられる。この場合、砥粒の含有量は、３０ｗｔ％程度までとするのが好ましい。また、ブラシ毛材の太さは、線径０．５〜２ｍｍとするのが好適である。また、前記炭化ケイ素系砥粒あるいはアルミナ系砥粒の粒度は、Ｆ４６〜＃３２０（ＪＩＳ Ｒ６００１：１９９８にて規定）から選択するのが好ましい。

続いて、ブラシ研磨装置に配置された研磨器具の進退駆動機構Ａ（１０Ａ）に圧力式シリンダを使用した例について、平面研磨器具１の構成内容およびその研磨ブラシの切り込み量を設定する構成を、図９を用いて説明する。
進退駆動機構Ａ（１０Ａ）の圧力式シリンダは、ワークＷの研磨加工面に当接するセグメントブラシ１８Ｂと回転軸７と回転駆動源６を一体にした内筒８の支持体８Ｃにピストンロッドの先端を接続する。研磨開始時または研磨終了時、あるいは研磨加工により磨耗したブラシ束を未使用のブラシ束に交換する時などに、前記セグメントブラシ１８ＢをワークＷの研磨加工面から大きく後退および前進させる。
さらに、前記セグメントブラシ１８ＢのワークＷに対する切り込み量を設定する構成は、外筒９に螺合して回転によりセグメントブラシ１８Ｂの進退動方向と同一方向に移動する調整筒９Ａと、該調整筒９Ａを回転させる駆動モータ９Ｂと、前記内筒８の支持体８Ｃに取付けた位置決めボルト９Ｃとで構成される。
駆動モータ９Ｂにより調整筒９Ａを回転することにより、調整筒９Ａがセグメントブラシ１８Ｂの切り込み量に相当する位置に設定される。進退駆動機構Ａ（１０Ａ）の圧力式シリンダの作動により、セグメントブラシ１８Ｂと回転軸７と回転駆動源６を一体にした内筒８をワークＷ側に作動させて行けば、前記位置決めボルト９Ｃの頭が前記調整筒９Ａの端面に当接して停止し、前記セグメントブラシ１８Ｂの切り込み量を設定することができる。

進退駆動機構Ａ（１０Ａ）に圧力式シリンダを使用し、かつブラシ材の方向が進退駆動機構Ａ（１０Ａ）の進退方向と同一である他の例に、ホイルブラシ４５を縦型に取付けたホイル研磨器具４Ｂ（図５，図１２を参照）がある。該ホイル研磨器具４Ｂは研磨ブラシが異なる以外は、上記平面研磨器具１と同様の構成となっている。

別の進退駆動機構を備えた研磨器具（大径孔研磨器具２（図２を参照）、小径孔研磨器具３（図３を参照）、ホイルブラシ４５を横型に取付けたホイル研磨器具４Ａ（図４、図１１を参照））がある。これらの研磨器具は、横方向に位置する研磨加工面に研磨器具を押し付け移動する進退駆動機構Ｂ（１０Ｂ）を備えており、該進退駆動機構Ｂ（１０Ｂ）により研磨ブラシの切り込み量が設定される。

以上の説明で明らかなように、回転テーブル方式の金属製機械部品用ブラシ研磨装置は、前記回転テーブル５１の間欠的回転により、２つの研磨エリアに配置された各研磨器具による研磨加工と、移載エリアに配置されたワーク移載機構５５による未研磨のワークＷの搬入およびすべての研磨加工を終了したワークＷの搬出と、を連続で行うことができる。

次に、ワーク把持機構方式のブラシ研磨装置の構成内容について、図８を用いて詳細に説明する。ここでは、回転テーブル方式のブラシ研磨装置の説明と同様に、研磨加工するワークＷをエアコンプレッサのシリンダ（後述の、第１のワークＷ１）として説明する。

前記回転テーブル方式のブラシ研磨装置で用いたワークＷと研磨器具を用いる。ワークＷ１の表側および裏側の平面１０１を研磨する平面研磨器具１を各１台と、シリンダ孔１０２の内面を研磨する大径孔研磨器具２を１台と、吸気孔１０３の内面を研磨する小径孔研磨器具３を１台と、ベーン溝１０４の本体表側および裏側の角部のバリ取りおよび丸み付けをするホイル研磨器具４を各１台とを、基台５９に配置する。前記各研磨器具の研磨ブラシと対向する位置には図示されないワーク保持具が取り付けられている。（図８を参照）

また、前記基台５９に隣接させてワーク把持機構５８が設けられている。ワーク把持機構５８は、未研磨のワークＷを最初の研磨器具のワーク保持具に設定する操作と、研磨加工を終えたワークＷを次の研磨器具のワーク保持具に移載する操作と、表側の研磨加工を終えたワークＷを反転する操作と、すべての研磨加工を終了したワークＷを取り出す操作と、をプログラム制御により行う。
該ワーク把持機構５８がワークＷを移送する順序は、前記回転テーブル方式のブラシ研磨装置の場合の順序と同様である。

本実施形態のワーク設定装置５は、各研磨器具に対向して配置され水平自転回転するワーク保持具(不図示)に、未研磨のワークＷを配置する操作と該ワークＷを反転する操作と研磨済みのワークＷを取り出す操作とを順次行なうようにしたワーク把持機構５８とした。
該ワーク把持機構５８は、例えば、ワークＷを掴み上げて次のワーク保持具に移送して設定する一連の操作をプロクラム制御により行なえる産業用ロボットとすることで、省力化や生産性の向上を図ることができる。

また、ブラシ研磨装置の基台５９に配置する各研磨器具の配置形態は、直線形あるいはＬ形あるいは曲線形等である。ワークＷの把持と、次の目的場所への直線移動と、目的場所への配置と、を行う前記ワーク把持機構５８の一連の作動は、予め設定されるプログラム制御によって行なわれる。当該ブラシ研磨装置の設置について、前記研磨器具の様々な配置形態や各装置の設置スペースの問題があっても、容易に対応ができる。すなわち、ワーク把持機構方式のブラシ研磨装置は、各研磨器具を配置する場所や台数の制限はないので、例えば、研磨加工するワークＷの量産化のための配置や、狭い場所への配置が容易である。

研磨加工のバラツキを少なくして加工精度を向上させるために、ワークＷを一方向に水平に自転させ、また各研磨器具の回転方向を、一定時間で変更して正逆回転するのが好ましい。しかし、当該ブラシ研磨装置に配置された平面研磨器具１または大径孔研磨器具２による研磨加工は、該平面研磨器具１または大径孔研磨器具２の研磨ブラシの回転中心とワーク保持具（＝ワークＷ）の回転中心とが一致するから、該平面研磨器具１または大径孔研磨器具２の回転方向を一方向とし、ワーク保持具の回転方向を一定時間で変更して、ワークＷの自転方向を正逆回転させても良い。

ブラシ研磨装置を用いて、平面研磨器具１または大径孔研磨器具２にて研磨加工するワークＷの自転速度（回転速度）を、平面研磨器具１または大径孔研磨器具２の研磨ブラシの回転速度の１／３０以下にするとともに、該ワークＷの研磨加工が終了するまでの水平自転回転数を２回転以上にするとよい。ワークＷの水平自転回転速度を研磨ブラシの回転速度の１／３０以上にすると、すなわちワークＷの水平自転回転速度が速いと、研磨加工のバラツキを少なくして研磨精度の向上を図ることが困難となる。ワークＷの水平自転回転速度と研磨ブラシの回転速度との差を大きくして１／３０以下にすれば、研磨精度の向上を図ることができる。また、ワークＷの研磨加工が終了するまでの水平自転回転数を２回転以上にすることにより、ワークの全表面における研磨がより均一となる。

また、平面研磨器具１、大径孔研磨器具２、小径孔研磨器具３、およびホイル研磨器具４を用いてワークＷの同一加工面を研磨加工するときに、平面研磨器具１による研磨を最終工程にすることが好ましい。

平面研磨加工を必要とする同一加工面に、孔や溝が形成されたワークＷの研磨加工では、前記孔を研磨加工するコイルブラシ２５（図１５を参照）を取付けた大径孔研磨器具２、ねじりブラシ３４（図１６を参照）を取付けた小径孔研磨器具３、溝を研磨加工するホイルブラシ４５（図１７、図１８を参照）を取付けたホイル研磨器具４、を用いて研磨加工をした結果、ワークＷにブラシ痕が残る場合がある。しかし、セグメントブラシ１８Ａ、１８Ｂ（図１３、図１４を参照）を取付けた平面研磨器具１は、ブラシ痕を残さずに研磨加工ができるという、優れた研磨能力を備えている。よって、平面研磨器具１による研磨を最終工程にすることが好ましい。

本願発明の金属製機械部品用ブラシ研磨装置の試験例に用いたワークＷの組立した状態を図１９に、分解した状態を図２０に示す。ワークＷは、シリンダ（第１のワークＷ１）と、カム用ローラ（第２のワークＷ２）と、軸受け（第３のワークＷ３）と、クランクカムシャフト（第４のワークＷ４）との４種類から構成されるエアコンのコンプレッサ用部品である。夫々の部品の研磨箇所、および研磨加工条件、および研磨加工の結果と評価を、以下の表１〜４にまとめて説明する。なお評価基準は、実務的に用いられている基準を用いた。

シリンダである第１のワークＷ１は、表面と裏面に平面１０１を形成した円盤形状の中央にシリンダ孔１０２と、該シリンダ孔１０２に通じる吸気孔１０３およびベーン溝１０４が形成されている（図２１を参照）。
研磨箇所とその評価は、本体表側の平面１０１の研磨加工（試験例１）、本体裏側の平面１０１の研磨加工（試験例２）、シリンダ孔の内面１０２の研磨加工（試験例３）、吸気孔１０３の内面１０３の研磨加工（試験例４）、ベーン溝の角部１０４のバリ取り加工と丸み付け加工（試験例５）、の５箇所である。

回転テーブル方式のブラシ研磨装置を用い、回転テーブル５１の作業エリアを図７（ｂ）の（３×４）に示すように３分割した。図６に示すように、各作業エリアに４台のワーク保持具５４を取り付けた回転テーブル方式のブラシ研磨装置を使用した。そして、表側と裏側の平面を研磨する平面研磨器具１を各１台と、シリンダ孔の内面を研磨する大径孔研磨器具２を１台と、吸気孔の内面を研磨する小径孔研磨器具３を１台と、ベーン溝の表側および裏側の角部のバリ取りおよび丸み付けをするホイル研磨器具４を各１台と、を配置した。

その研磨加工条件および研磨加工の結果と評価を、次の表１に示す。試験例１〜試験例５のいずれも３箇所で測定した（測定項目Ｎｏ．1〜３）。試験例１〜試験例３は、その平均値を用いて評価基準と比較し、試験例４および試験例５は、各測定点で評価基準と比較した。その結果、試験例１〜試験例５のすべての結果が評価基準を満足した。

カム用ローラである第２のワークＷ２は、図２０に示すように、カム挿入孔２０２の内面が形成された円環形状である。ワークＷとして組立てしたときに、前記第１のワークＷ１の表側および裏側の平面１０１と同一面となる２つの端面２０１を有する。
研磨箇所と評価は、表側の端面２０１の研磨加工（試験例６）、裏側の端面２０１の研磨加工（試験例７）、および、カム挿入孔２０２の内面の研磨加工（試験例８）の３箇所である。

ワーク把持機構方式のブラシ研磨装置を用い、基台５９に配置した、表側と裏側の端面２０１を研磨加工する平面研磨器具１を各１台と、カム挿入孔２０２の内面を研磨する大径孔研磨器具２を１台とを使用し、前記夫々の研磨器具に対向して図示されないワーク保持具を取り付けた。さらに基台５９に隣接させてワーク把持機構５８を設けた。ワーク把持機構５８は、工業用ロボットを用いた。（図８参照）

その研磨加工条件および研磨加工の結果と評価を、表２に示す。試験例６〜試験例８のいずれも３箇所で測定した（測定項目Ｎｏ．１〜３）。試験例６および試験例７は、その平均値を用いて評価基準と比較し、試験例８は、各測定点で評価基準と比較した。その結果、試験例６〜試験例８のすべての結果が評価基準を満足した。

軸受けである第３のワークＷ３には、後述するクランクカムシャフト（第４のワークＷ４）の回転軸４０１Ａが挿入される長軸用と、該クランクカムシャフトの回転軸４０１Ｂが挿入される短軸用の２種類がある。前記長軸用および短軸用の夫々の軸受け孔の内面３０２には油溝３０３が形成されている。前記長軸用および短軸用の夫々にはフランジ部が形成され、フランジ面３０１は、組立てたときに前記第１のワーク（Ｗ１））の表側と裏側の平面１０１、および第２のワークＷ２の表側と裏側の端面２０１と合わせ面となる（図２０を参照）。
該第３のワークＷ３の試験例は、長軸用を用いて行ったもので、その研磨箇所とその評価は、フランジ面３０１の研磨加工（試験例９）、軸受け孔の内面３０２の研磨加工（試験例１０）、軸受け孔の油溝３０３の研磨加工（試験例１１）、の３箇所である。

ワーク把持機構方式のブラシ研磨装置を用い、基台５９に配置した、フランジ面３０１を研磨する平面研磨器具１を１台と、軸受け孔の内面３０２を研磨する小径孔研磨器具３を右回転用と左回転用を各１台と、を使用し、前記夫々の研磨器具に対向してワーク保持具を取り付けた。さらに基台５９に隣接させてワーク把持機構５８を設けた。ワーク把持機構５８は工業用ロボットを用いた（図８参照）。

その研磨加工条件および研磨加工の結果と評価を、表３に示す。試験例９〜試験例１１のいずれも３箇所で測定した（測定項目Ｎｏ．1〜３）。試験例９は、その平均値を用いて評価基準と比較し、試験例１０および試験例１１は、各測定点で評価基準と比較した。その結果、試験例９〜試験例１１のすべての結果が評価基準を満足した。

クランクカムシャフトである第４のワークＷ４は、偏心カム４０２を間にして、一方に長軸の回転軸４０１Ａと、他方に短軸の回転軸４０１Ｂを形成したものである（図２０を参照）。
その研磨箇所とその評価は、長軸の回転軸４０１Ａの外周面の研磨加工（試験例１２）、短軸の回転軸４０１Ｂの外周面の研磨加工（試験例１３）、偏心カム４０２の外周面の研磨加工（試験例１４）、の３箇所である。

回転テーブル方式の研磨装置を用い、回転テーブル５１の作業エリアを図７（ｃ）の（２×１）に示すように２分割し、各作業エリアに１台のワーク保持具５４を取り付けた。一方の作業エリアに、長軸の回転軸４０１Ａと短軸の回転軸４０１Ｂの外周面を同時に研磨加工を行うことができるブラシ幅を有する２つのホイルブラシ４５を取り付けたホイル研磨器具４（図１１を参照）を１台と、偏心カム４０２の外周面を研磨加工ができるブラシ幅のホイルブラシ４５を取り付けたホイル研磨器具４（図４を参照）を１台と、を配置した。

研磨加工する第４のワークＷ４は、ワーク保持具５４に直立して保持され、研磨加工時はシャフトの軸心を中心に自転する。

その研磨加工条件および研磨加工の結果と評価を、表４に示す。試験例１２〜試験例１４のいずれも３箇所で測定した（測定項目Ｎｏ．1〜３）。試験例１２および試験例１３は、その平均値を用いて評価基準と比較し、試験例１４は、各測定点で評価基準と比較した。その結果、試験例１２〜試験例１４のすべての結果が評価基準を満足した。

上記試験例は、研磨加工する第４のワークＷ４をワーク保持具５４に直立保持し自転させて研磨加工をしたが、例えば、前記第４のワークＷ４の軸心を横にして両端を自転可能に把持し、前記と同様の２台の研磨器具を横置きにして研磨を行っても良い。

以上の第１のワークＷ１、第２のワークＷ２、第３のワークＷ３、第４のワークＷ４、の試験例に使用した研磨装置は、記載した研磨装置に限られるものでなく、夫々の試験例に対し回転テーブル方式とワーク把持機構方式の双方を使用することができる。

以下に、本明細書および図面で用いた主な符号をまとめて示す。
１ 平面研磨器具
２ 大径孔研磨器具
３ 小径孔研磨器具
４ ホイル研磨器具
４Ａ ホイル研磨器具Ａ
４Ｂ ホイル研磨器具Ｂ
５ ワーク設定装置
６ 回転駆動源
７ 回転軸
８ 内筒
９ 外筒
１０Ａ 進退駆動機構Ａ
１０Ｂ 進退駆動機構Ｂ
１８ セグメントブラシ
１８Ａ セグメントブラシ
１８Ｂ セグメントブラシ
２５ コイルブラシ
３４ ねじりブラシ
３４Ａ 右回転用ねじりブラシ
３４Ｂ 左回転用ねじりブラシ
４５ ホイルブラシ
４５Ａ ホイルブラシ
４５Ｂ ホイルブラシ
４６ 回転伝達方向変換器
５１ 回転テーブル
５４ ワーク保持具
５５ ワーク移載機構
５８ ワーク把持機構
Ｗ ワーク

本発明の金属製機械部品用ブラシ研磨装置およびブラシ研磨方法によれば、切削加工やプレス加工あるいはドリル加工等により形成されたワークの外側平面の面粗度を向上させる研磨加工およびバリ取り加工をする平面研磨器具と、大径孔（例えば、直径が２０ｍｍ以上を目安とする）の内面の面粗度を向上させる研磨加工およびバリ取り加工をする大径孔研磨器具と、小径孔（例えば、直径が２０ｍｍ以下を目安とする）の内面の面粗度を向上させる研磨加工およびバリ取り加工をする小径孔研磨器具と、切り込みや溝などの角部のバリ取り加工および丸み付け加工、または棒状部材および異形部材の外周面の面粗度を向上させる研磨加工をするホイル研磨器具と、を１台のブラシ研磨装置に適宜配置することができる。さらに、ワークを前記各研磨器具に研磨工程に合わせてプログラム制御により移送し設定するワーク設定装置を備えているから、１台のブラシ研磨装置で、研磨加工箇所ならびにその加工形態が異なった様々なワークの研磨加工を行うことができる。

また、両方式のブラシ研磨装置に配置される図１〜図５、図９〜図１２に示した各研磨器具は、研磨ブラシの進退駆動機構Ａあるいは進退駆動機構Ｂが、プログラム制御により作動して、ワークの研磨加工箇所に対して研磨ブラシの切り込み量を自動設定できる機能と、研磨時に自転するワークに対して正逆回転を可能とした機能と、を備えているから、研磨ムラがない等、加工精度を向上させることができる。

本実施形態では、本願発明の金属製機械部品用ブラシ研磨装置で研磨加工するワークを、エアコン用コンプレッサの部品として説明したが、ワークはこれに限定されない。前記実施形態で例示した部品の研磨加工箇所とその加工形態が類似していれば、他の金属製機械部品であっても良好に研磨加工を行うことができる。よって、本願発明のブラシ研磨装置は、広い用途で使用できる、汎用性に優れたブラシ研磨装置である。

Claims (11)

1. 機械加工後のワークの表面や穿設された孔の内面の面粗度を向上させる研磨加工と、前記ワークに形成された切込みや溝などの角部のバリ取り加工および面取り加工と、を行う研磨加工用のブラシ研磨装置であって、
   砥粒を含有したブラシ毛材にてワークの外形表面の面粗度を向上させる研磨加工および該ワークの外形表面のバリ取り加工を行う平面研磨器具と、
   孔の内面の面粗度を向上させる研磨加工および該孔の角部のバリ取り加工を行う大径孔研磨器具と、
   前記孔より小径の孔の内面の面粗度を向上させる研磨加工および該孔の角部のバリ取り加工を行う小径孔研磨器具と、
   切込みや溝などの角部のバリ取り加工および面取り加工、或いは棒状部材の外周面の面粗度を向上させる研磨加工を行うホイル研磨器具と、
   前記ワークを前記研磨器具の研磨位置に被加工面を前記いずれかの研磨器具に対向して配置するワーク設定装置と、を備え、
   前記小径孔研磨器具は、
   砥粒を含有し一定の長さに切断されたブラシ毛材の中間位置を、可塑性を有する少なくとも２本の心材により挟み込み、該心材の両端を把持して「右ねじり」または「左ねじり」することにより前記ブラシ毛材の先端部が研磨部として円筒状に形成され、前記心材の基部を取付軸と一体にした右回転用ねじりブラシまたは左回転用ねじりブラシと、
   前記取付軸の軸心と一致させて、前記右回転用ねじりブラシまたは前記左回転用ねじりブラシに一端を着脱自在に連結する回転軸と、
   前記取付軸の他端に連結する正逆回転可能の回転駆動源と、
   前記回転軸を回転可能に挿通し、前記回転駆動源と、前記回転軸と、前記右回転用ねじりブラシまたは前記左回転用ねじりブラシと、を一体に保持する内筒と、
   前記内筒を進退駆動機構Ａによって前記回転軸の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該小径孔研磨器具を、前記各研磨器具を載置するブラシ研磨装置本体または基台に固定する外筒と、を備えること
   を特徴とする金属製機械部品用ブラシ研磨装置。
2. 前記平面研磨器具は、
   砥粒を含有し一定の長さに切断された複数本のブラシ毛材の一端を把持具により束ねて円柱状に形成した複数本のブラシ束と、前記ブラシ束の各々の把持具が挿入固定される複数個の挿入穴を円周方向に均等間隔をおいて形成した円盤状のホルダと、該ホルダを前記ブラシ束の軸心方向にスライド可能に覆う円筒状のハウジングと、該ハウジングの開口に取り付けられて前記ホルダと対向するとともに、前記各ブラシ束の他端を挿通させその先端が研磨部としてワークの研磨面に当接するように一部突出させる口金と、で構成されるセグメントブラシと、
   前記セグメントブラシのブラシ束の軸心方向と一致させて、一端を該セグメントブラシに連設した回転軸と、
   前記回転軸の他端に連結された正逆回転可能の回転駆動源と、
   前記回転軸を回転可能に挿通し、前記回転駆動源と回転軸とセグメントブラシを一体に保持する内筒と、
   前記内筒を進退駆動機構Ａによって前記回転軸の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該平面研磨器具を、前記各研磨器具を載置するブラシ研磨装置本体または基台に固定する外筒と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置。
3. 前記大径孔研磨器具は、
   砥粒を含有し一定の長さに切断した複数本のブラシ毛材の一端を、溝型材の溝に装入して配列したのち、該ブラシ毛材を該溝に固定してブラシ帯を形成し、該ブラシ帯を取付軸に螺旋状に巻回して固定することにより、前記ブラシ毛材の先端が研磨部として円筒形状に形成されたコイルブラシと、
   前記取付軸の軸心と一致させて、前記コイルブラシに一端を着脱自在に連結する回転軸と、
   前記取付軸の他端に連結する正逆回転可能の回転駆動源と、
   前記回転軸を回転可能に挿通し、前記回転駆動源と回転軸とコイルブラシを一体に保持する内筒と、
   前記内筒を進退駆動機構Ａによって前記回転軸の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該大径孔研磨器具を、前記各研磨器具を載置するブラシ研磨装置本体または基台に固定する外筒と、
   前記外筒を前記回転軸の軸心方向と直交する方向に進退動させる進退駆動機構Ｂと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置。
4. 前記ホイル研磨器具は、
   砥粒を含有し一定の長さに切断された複数本のブラシ毛材の一端を、溝型材の溝に装入して配列したのち、該ブラシ毛材を該溝に固定してブラシ帯を形成し、ホイルに螺旋状に巻回して固定することにより、前記ブラシ帯とホイルとを一体化して前記ブラシ毛材の先端を研磨部として形成したホイルブラシと、
   前記ホイルに一端を装入して連結する回転軸と、
   前記回転軸の他端に連結する正逆回転可能の回転駆動源と、
   前記回転軸を回転可能に挿通し、前記回転駆動源と回転軸とホイルブラシとを一体に保持する内筒と、
   前記内筒を進退駆動機構Ａによって前記回転軸の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該ホイル研磨器具を、前記各研磨器具を載置するブラシ研磨装置本体または基台に固定する外筒と、
   前記外筒を前記回転軸の軸心方向と直交する方向に進退動させる進退駆動機構Ｂと、を備え、
   前記ブラシ毛材の方向が、進退駆動機構Ａの進退動方向と直角方向であることを特徴とする請求項１に記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置。
5. 前記ホイル研磨器具は、
   正逆回転可能の回転駆動源と、
   入力軸および出力軸を備え、前記回転駆動源の回転を伝達する方向を９０度変更する回転伝達方向変換器と、
   一端が前記回転駆動源に連結し、他端が前記回転伝達方向変換器の入力軸に連結する回転軸と、
   前記回転伝達方向変換器の出力軸に連結するホイルを備え、砥粒を含有し一定の長さに切断された複数本のブラシ毛材の一端を、溝型材の溝に装入して配列したのち、該ブラシ毛材を該溝に固定してブラシ帯を形成し、該ブラシ帯を該ホイルに螺旋状に巻回して固定することにより、前記ブラシ帯とホイルを一体化して前記ブラシ毛材の先端を研磨部として形成したホイルブラシと、
   前記回転軸を回転可能に挿通し、前記回転駆動源と回転軸と回転伝達方向変換器とを一体に保持する内筒と、
   前記内筒を進退駆動機構Ａによって前記回転軸の軸心方向と一致する方向に進退動可能に挿通し、当該ホイル研磨器具を、前記各研磨器具を載置するブラシ研磨装置本体または基台に固定する外筒と、
   を備え、
   前記ブラシ毛材の方向が、進退駆動機構Ａの進退動方向と一致することを特徴とする請求項１に記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置。
6. 前記進退駆動機構Ａは、サーボモータ式シリンダまたは圧力式シリンダであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置。
7. 前記ワーク設定装置は、
   回転軸Ａを中心にして扇状に等分割して形成された複数の作業エリアを有し、回転軸Ａを中心にして間欠的に水平回転する円板状の回転テーブルと、前記回転テーブルの前記各作業エリアに前記回転軸Ａを中心にした円周の接線上に直線等間隔に回転軸Ｂを有し、該回転軸Ｂを中心にして水平回転可能に設けられたワーク保持具と、を備え、
   前記回転テーブルが間欠的に水平回転して停止して前記ワーク保持具が停止する位置に、前記平面研磨器具、または大径孔研磨器具、または小径孔研磨器具、またはホイル研磨器具、の少なくともいずれかひとつを配置すると共に、ワークの入出口に、前記ワーク保持具への未研磨のワークの配置およびワークの反転と、研磨済みのワークの取り出しと、をプログラム制御により行なうワーク移載機構を配置することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置。
8. 前記ワーク設定装置は、
   前記平面研磨器具、または大径孔研磨器具、または小径孔研磨器具、またはホイル研磨器具に対向するワーク保持具に、未研磨のワークを配置する操作と該ワークを反転する操作と研磨済みのワークを取り出す操作と、をプロクラム制御により行なうワーク把持機構を配置することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置。
9. 前記面取り加工が、角部を研磨して曲面とする丸み付け加工であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置。
10. 前記請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置を用いた金属製機械部品のブラシ研磨方法であって、
    前記平面研磨器具または前記大径孔研磨器具によって研磨する際のワークの水平回転速度を、前記平面研磨器具または前記大径孔研磨器具の研磨ブラシの回転速度の１／３０以下にすると共に、
    前記ワークの研磨加工が終了するまでの該ワークの水平回転数を２回転以上にすることを特徴とする金属製機械部品のブラシ研磨方法。
11. 前記請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の金属製機械部品用ブラシ研磨装置を用いた金属製機械部品のブラシ研磨方法であって、
    ワークの同一加工面を研磨加工する際に、前記平面研磨器具による研磨を最終工程にすることを特徴とする金属製機械部品のブラシ研磨方法。

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