JPH0570857U - タービンベーン研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タービンベーンと両頭研削盤との位置合せを
自動的に行い、該反り量に応じてタービンベーンを平坦
に研削する。 【構成】 タービンベーン素材１４が支持部１５によっ
て検査ステージまで搬送されると、各位置検出器２１は
検出ロッド２１Ｂを下向きに伸長させ、該タービンベー
ン素材１４の内周側，外周側の位置を検出する。そし
て、コントロールユニット２６は、各位置検出器２１か
らの位置検出信号に基づいて反り量δを算出し、この反
り量δに対応する補正量ΔＬを補正マップ２７から求
め、制御信号を出力する。これにより、上下移動機構２
５は、各研削部２３，２４間の所定寸法ｔを保持したま
ま、支持フレーム２５Ａを介して両頭研削盤２２を初期
設定位置たる中心線Ｏ−Ｏから補正量ΔＬだけ上，下方
向に移動させ、タービンベーン素材１４と両頭研削盤２
２との上下方向の位置合せを行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車用タービンベーン型燃料ポンプに用いられるタービン ベーンの上，下の両面を研削するのに用いて好適なタービンベーン研削装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

従来技術によるタービンベーン研削装置として、図３ないし図７に自動車用タ ービンベーン型燃料ポンプに用いられるタービンベーン研削装置を例に挙げて説 明する。

【０００３】 図３は従来技術によるタービンベーンが適用されるタービンベーン型燃料ポン プを示し、同図において、１は筒状のケーシング本体、２は該ケーシング本体１ の上端側を施蓋して設けられた上カバー、３はケーシング本体１の下端側を施蓋 して設けられたポンプ部をそれぞれ示し、該ポンプ部３は、外側ハウジング４と 、該外側ハウジング４の上側から当接された内側ハウジング５と、該各ハウジン グ４，５間に形成されたポンプ室６と、該ポンプ室６内に配設された後述のター ビンベーン９等とから構成されている。そして、該ポンプ部３は、タービンベー ン９の回転によって、燃料タンク（図示せず）内の燃料を吸込口７からポンプ室 ６内に吸込み、この燃料を吐出口８からケーシング本体１内に吐出するものであ る。

【０００４】 ９はポンプ室６内に位置して固定シャフト１０の下端側に回転可能に取付けら れ、後述の如く射出成形等により製造される段付筒状のタービンベーンを示し、 該タービンベーン９は、外周側に多数の羽根９Ａ，９Ａ，…（２個のみ図示）が 形成された厚さ寸法ｔを有する円盤部９Ｂと、該円盤部９Ｂの中心側に突出形成 されたボス部９Ｃとから大略構成され、該ボス部９Ｃには、その中央部に位置し て固定シャフト１０が挿通されるシャフト挿通穴９Ｄと、該シャフト挿通穴９Ｄ の外周側に所定角度離間して位置し、後述のジョイント１２が取付けられる複数 の係合穴９Ｅ，９Ｅ，…（１個のみ図示）とが穿設されている。そして、該ター ビンベーン９は、その上，下の両面が各ハウジング４，５によりシールされつつ 回転することにより、多数の羽根９Ａ，９Ａ，…を介してポンプ室６内に吸込ま れた燃料を吐出口８側に向けて圧送するものである。

【０００５】 １１はケーシング本体１内に設けられた電動モータを示し、該電動モータ１１ は固定シャフト１０に回転可能に取付けられた回転子１１Ａと、該回転子１１Ａ の外周側に位置してケーシング本体１に固設された固定子１１Ｂと、回転子１１ Ａに一体的に設けられたコンミテータ１１Ｃと、該コンミテータ１１Ｃに摺接す る一対のブラシ１１Ｄ，１１Ｄとから構成されている。

【０００６】 １２は固定シャフト１０の下端側に回転可能に配設されたジョイントを示し、 該ジョイント１２の上端側には回転子１１Ａの下端側が係合し、該ジョイント１ ２の下端側はタービンベーン９の係合穴９Ｅと係合されている。そして、該ジョ イント１２は、電動モータ１１の回転力をタービンベーン９に伝達するものであ る。

【０００７】 １３は上カバー２の中央部に突設された吐出口を示し、該吐出口１３は、ケー シング本体１内の燃料を燃料供給配管に吐出し、該燃料供給配管を介して燃料噴 射弁（いずれも図示せず）に供給するものである。

【０００８】 次に、上述のタービンベーン９を研削するタービンベーン研削装置について、 図４に基づき説明する。

【０００９】 １４はタービンベーン９の原形となるタービンベーン素材を示し、該タービン ベーン素材１４は射出成形等の手段を用いて形成され、タービンベーン９の円盤 部９Ｂの上，下の両面に環状の削り代１４Ａ，１４Ａが一体形成されたものであ る。

【００１０】 １５はタービンベーン素材１４を支持しつつ搬送する支持部を示し、該支持部 １５は、その上端側の係合突起１５Ａがタービンベーン９のシャフト挿通穴９Ｄ 内に係合している。そして、該支持部１５は、射出成形工程で製造されたタービ ンベーン素材１４を後述の研削工程に搬送し、該研削工程に達したときにはター ビンベーン素材１４と共に矢示Ａ方向に回転するものである。

【００１１】 １６は支持部１５と共にタービンベーン研削装置を構成する両頭研削盤で、該 両頭研削盤１６は、上，下に円盤部９Ｂの厚さ寸法ｔだけ離間して設けられ、環 状の砥石等から形成された上側研削部１７，下側研削部１８から大略構成され、 該各研削部１７，１８は、電動モータ（図示せず）等に接続されたシャフト１７ Ａ，１８Ａに取付けられている。また、上側研削部１７は支持部１５と同方向の 矢示Ａ方向に回転し、下側研削部１８は該上側研削部１７とは逆向きの矢示Ｂ方 向に回転するようになっている。ここで、該両頭研削盤１６は、タービンベーン 素材１４の各削り代１４Ａを均一に研削すべく、各研削部１７，１８間の中心線 Ｏ−Ｏが円盤部９Ｂの厚さ方向の中心と一致するように設けられている。

【００１２】 次に、タービンベーン研削装置の作動について図５を参照しつつ説明する。

【００１３】 まず、両頭研削盤１６の各研削部１７，１８を互いに逆方向に回転させた後、 支持部１５を矢示Ａ方向に回転させつつ該両頭研削盤１６に向けて矢示Ｃ方向に 順次移動させる。これにより、該両頭研削盤１６は、各研削部１７，１８によっ てタービンベーン素材１４の各削り代１４Ａを徐々に外周側から研削し、タービ ンベーン９の円盤部９Ｂを形成せしめる。そして、タービンベーン素材１４から 各削り代１４Ａが研削されてタービンベーン９が形成されると、支持部１５は回 転を停止し、組立て工程等の次工程にタービンベーン９を搬送する。

【００１４】 このように製造されたタービンベーン９は、組立て工程においてポンプ部３に 組み付けられ、図３に示す燃料ポンプが製造される。そして、ブラシ１１Ｄ、コ ンミテータ１１Ｃ等を介して外部から給電を行い、電動モータ１１の回転子１１ Ａを回転させると、該回転子１１Ａの回転力はジョイント１２を介してタービン ベーン９に伝達され、該タービンベーン９がポンプ室６内で高速回転する。これ により、燃料タンク内の燃料は、吸込口７からポンプ部３内に吸込まれてケーシ ング本体１内に吐出され、吐出口１３から燃料供給配管を介して燃料噴射弁に供 給される。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来技術によるタービンベーン研削装置では、射出成形に より形成したタービンベーン素材１４を支持部１５によって搬送し、両頭研削盤 １６によって該タービンベーン素材１４の各削り代１４Ａを研削することにより 、平坦な円盤部９Ｂを形成せしめ、タービンベーン９を製造するようになってい る。しかし、図６に示す如く、溶融樹脂の温度や射出圧力の変動、あるいは金型 の劣化等によって、射出成形されたタービンベーン素材１４には、円盤部９Ｂの 内周側と外周側との上，下方向の高さずれ、即ち、所定の平坦面からの反り量δ が生じる。ここで、前記反り量δは、射出成形の諸条件により異なるが、例えば １００〜１５０μｍ程度である。

【００１６】 従って、個々に反り量δが異なるタービンベーン素材１４を、所定の設定位置 たる中心線Ｏ−Ｏが固定された両頭研削盤１６によって一律に研削すると、図７ に示す如く、上側研削部１７が研削する削り代１４Ａと下側研削部１８が研削す る削り代１４Ａとに差異が生じる。

【００１７】 このため、上述した従来技術によるものでは、タービンベーン素材１４の上， 下の両面で研削時の発熱量に差が生じ、上，下両面側の熱膨張の量や熱膨張する 方向がそれぞれ異なるから、両頭研削盤１６によって研削しても研削後の熱収縮 等により、例えば１０μｍ程度の反り量δが残存してしまい、円盤部９Ｂを平坦 に形成することができず、タービンベーン９の歩留まりが大幅に低下し、信頼性 が低いという問題がある。

【００１８】 また、両頭研削盤１６による研削終了後に、いわゆるラッピング工程によって 円盤部９Ｂを平坦にすることも考えられるが、この場合には、ラッピング工程の 分だけ工程が増加し、生産効率が大幅に低下するばかりか、タービンベーン９の ボス部９Ｃのためにラッピング時にガタツキが生じ易いから、反り量δが１５μ ｍ程度に増大するという問題がある。

【００１９】 本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、個々に反り量の異な るタービンベーンを効果的に平坦に研削でき、信頼性等を向上できるようにした タービンベーン研削装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために、本考案が採用する構成の特徴は、タービンベ ーンの反り量を測定する反り量測定手段と、該反り量測定手段からの検出信号に 基づき、両頭研削盤と前記タービンベーンとの上，下方向の位置合せを行う位置 調整手段とを設けたことにある。

【００２１】

【作用】

上記構成により、反り量測定手段はタービンベーンの反り量を測定し、位置調 整手段は該反り量測定手段からの検出信号に基づき、両頭研削盤とタービンベー ンとの上，下方向の位置合せを行うから、該両頭研削盤は、各研削部によって前 記タービンベーンを上，下方向から均一に研削することができる。

【００２２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１および図２に基づいて説明する。なお、実施例で は前述した図３ないし図７に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し 、その説明を省略するものとする。

【００２３】 図中、２１，２１はタービンベーン素材１４の上側に取付ブラケット（図示せ ず）を介して設けられ、例えばデジタルダイヤルゲージ等から構成された反り量 測定手段としての一対の位置検出器を示し、該各位置検出器２１は、位置検出信 号を出力する本体２１Ａと、該本体２１Ａの下端側から伸縮可能に設けられた検 出ロッド２１Ｂとから構成されている。また、該各位置検出器２１のうち、一の 位置検出器２１は円盤部９Ｂの上面側に位置する削り代１４Ａの内周側にその検 出ロッド２１Ｂが当接するように設けられ、他の位置検出器２１は円盤部９Ｂの 上面側に位置する削り代１４Ａの外周側に検出ロッド２１Ｂが当接するように設 けられている。そして、該各位置検出器２１は、検出ロッド２１Ｂが下向きに突 出する寸法量を、タービンベーン素材１４の内周側，外周側の位置検出信号とし て後述のコントロールユニット２６に出力するものである。

【００２４】 ２２は本実施例による両頭研削盤を示し、該両頭研削盤２２は、従来技術で述 べた両頭研削盤１６とほぼ同様に、上，下に円盤部９Ｂの厚さ寸法ｔだけ離間し て設けられた上側研削部２３，下側研削部２４から大略構成され、該各研削部２ ３，２４は、シャフト２３Ａ，２４Ａを介して電動モータ２３Ｂ，２４Ｂに取付 けられ、互いに逆方向に回転するようになっている。しかし、本実施例による両 頭研削盤２２には、従来技術と異なり、後述の上下移動機構２５が設けられてい る。

【００２５】 ２５はコントロールユニット２６と共に位置調整手段を構成する上下移動機構 を示し、該上下移動機構２５は、各研削部２３，２４を支持する支持フレーム２ ５Ａと、該支持フレーム２５Ａを両頭研削盤２２の初期設定位置としての中心線 Ｏ−Ｏから上，下方向に移動させる電動モータ等の駆動源２５Ｂとから構成され ている。そして、該上下移動機構２５は、コントロールユニット２６からの制御 信号によって駆動源２５Ｂを駆動し、例えばラック−ピニオン機構、回転カム機 構等の上，下動機構（図示せず）によって、支持フレーム２５Ａを上，下動させ ることにより、両頭研削盤２２とタービンベーン素材１４との上，下方向の位置 合せを行うものである。また、該上下動機構２５の移動量はコントロールユニッ ト２６にフィードバックされるようになっている。

【００２６】 ２６はＣＰＵ等から構成されたコントロールユニットを示し、該コントロール ユニット２６は、その入力側に各位置検出器２１が接続され、その出力側には上 下移動機構２５が接続されている。また、該コントロールユニット２６の記憶回 路には記憶エリア２６Ａが形成され、該記憶エリア２６Ａには後述の補正マップ ２７が記憶されている。そして、該コントロールユニット２６は、各位置検出器 ２１からの位置検出信号の差分に基づいてタービンベーン素材１４の上，下方向 の反り量δを検出し、補正マップ２７から該反り量δに応じた補正量ΔＬを求め て制御信号を出力し、この補正量ΔＬだけ上下移動機構２５を上，下方向に移動 させるものである。

【００２７】 ２７はコントロールユニット２６の記憶エリア２６Ａ内に記憶された補正マッ プ２７で、該補正マップ２７は図２に示す如く、タービンベーン素材１４の上， 下方向の反り量δと、該反り量δに応じて両頭研削盤２２を中心線Ｏ−Ｏから上 ，下方向に移動させる補正量ΔＬとがマップとして記憶されたものである。

【００２８】 ここで、前記反り量δは、図１に示す如くタービンベーン素材１４が下向きに 反っている場合をプラスとし、上向きに反った場合がマイナスとして記憶される と共に、補正量ΔＬは、両頭研削盤２２が上側に移動する場合をプラスとし、下 側に移動する場合をマイナスとして記憶されている。従って、例えば反り量δが １５０μｍ程度の場合に補正量ΔＬはマイナス１００μｍとなり、即ち、タービ ンベーン素材１４が下向きに１５０μｍ反っている場合は両頭研削盤２２を下向 きに１００μｍだけ移動させるようになっているものである。

【００２９】 ２８は各位置検出器２１による反り量δの測定時にタービンベーン素材１４を 支持部１５に押付ける押付け部材である。

【００３０】 本実施例によるタービンベーン研削装置は上述の如き構成を有するもので、次 にその作動について説明する。

【００３１】 まず、射出成形等の手段によって形成されたタービンベーン素材１４が支持部 １５によって一対の位置検出器２１が待機する検査ステージまで搬送されると、 押付け部材２８が下向きに伸長してタービンベーン素材１４を支持部１５に押付 け、該各位置検出器２１は検出ロッド２１Ｂをタービンベーン素材１４の上面側 にそれぞれ当接させ、該タービンベーン素材１４の内周側，外周側の位置検出信 号をコントロールユニット２６に出力する。

【００３２】 そして、コントロールユニット２６は、例えばタービンベーン素材１４の外周 側の位置検出信号からタービンベーン素材１４の内周側の位置検出信号を引算し て反り量δを算出し、この反り量δに対応する補正量ΔＬを補正マップ２７から 求め、該補正量ΔＬに応じた制御信号を上下移動機構２５に出力する。

【００３３】 これにより、上下移動機構２５は、各研削部２３，２４間の所定寸法ｔを保持 したまま、支持フレーム２５Ａを介して両頭研削盤２２を初期設定位置たる中心 線Ｏ−Ｏから補正量ΔＬだけ上，下方向に移動させ、タービンベーン素材１４と 該両頭研削盤２２との上，下方向の位置合せを行う。

【００３４】 そして、両頭研削盤２２とタービンベーン素材１４との位置合せが終了したな らば、支持部１５を回転させつつ両頭研削盤２２に向けて矢示Ｃ方向に移動させ る。これにより、各研削部２３，２４はタービンベーン素材１４の各削り代１４ Ａを上，下方向からほぼ等しく研削し、平坦なタービンベーン９の円盤部９Ｂを 形成せしめる。

【００３５】 最後に、このようにして円盤部９Ｂが平坦に形成されたタービンベーン９は、 支持部１５によって組立て工程へ搬送され、該組立て工程でポンプ部３に組み付 けられ、燃料ポンプが完成する。

【００３６】 かくして、本実施例によれば、各位置検出器２１によってタービンベーン素材 １４の反り量δを個々に検出し、上下移動機構２５によって該反り量δに応じた 補正量ΔＬだけ両頭研削盤２２を初期設定位置としての中心線Ｏ−Ｏから上，下 方向に移動させることができ、該両頭研削盤２２とタービンベーン素材１４との 上，下方向の位置合せを個々のタービンベーン素材１４に応じて正確に行うこと ができる。

【００３７】 この結果、射出成形時にそれぞれ異なる反り量δで反ったタービンベーン素材 １４を、両頭研削盤２２により当該反り量δに応じて自動的に最適な位置条件で 研削することができ、円盤部９Ｂが平坦になったタービンベーン９を効果的に製 造して、歩留まり、信頼性等を大幅に向上することができる。また、ラッピング 工程等の特別な工程を不要にできるから、タービンベーン９の生産効率を大幅に 向上でき、製造コストを低減することができる。

【００３８】 なお、前記実施例では、位置調整手段としての上下移動機構２５を両頭研削盤 ２２側に設け、該両頭研削盤２２の位置を調整するものとして述べたが、本考案 はこれに限らず、例えば支持部１５を電動モータ等により上，下動可能に構成し 、該支持部１５を上，下動させることにより、タービンベーン素材１４と両頭研 削盤２２との位置合せを行うようにしてもよい。

【００３９】 また、前記実施例では、反り量測定手段としての位置検出器２１，２１をデジ タルダイヤルゲージ等から構成するものとして述べたが、これに替えて、例えば 各位置検出器を反射型レーザ式距離センサ等から構成してもよい。さらに、支持 部１５を回転させて、タービンベーン素材１４の反り量δを全周の平均値から求 める構成としてもよい。

【００４０】 さらにまた、前記実施例では、自動車用タービンベーン型燃料ポンプのタービ ンベーン９を研削する場合を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限らず、例 えば家庭用タービン型ポンプ等に用いられる他のタービンベーンの研削にも適用 できる。

【００４１】

【考案の効果】

以上詳述した通り、本考案によれば、反り量測定手段によってタービンベーン の反り量を測定し、位置調整手段により該反り量に応じて両頭研削盤とタービン ベーンとの上，下方向の位置合せを個々に正確に行うことができる構成としたか ら、射出成形等の条件によってそれぞれ異なる反り量で反ったタービンベーンを 、両頭研削盤により当該反り量に応じて自動的に最適な位置条件で研削すること ができ、タービンベーンを効果的に製造して歩留まり、信頼性等を向上すること ができる。また、ラッピング工程等の特別な工程を不要にできるから、タービン ベーンの生産効率を向上でき、製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例によるタービンベーン研削装置
を示す全体構成図である。

【図２】反り量と補正量との関係を示す補正マップの説
明図である。

【図３】従来技術によるタービンベーン型燃料ポンプを
示す縦断面図である。

【図４】従来技術によるタービンベーン研削装置を示す
全体構成図である。

【図５】図４中のタービンベーン研削装置による研削途
中を示す説明図である。

【図６】タービンベーン素材が反った状態を示す図５と
同様の説明図である。

【図７】図６中に示すタービンベーン素材の研削途中を
示す説明図である。

【符号の説明】

９ タービンベーン １４ タービンベーン素材 １５ 支持部 ２１ 位置検出器（反り量測定手段） ２２ 両頭研削盤 ２３ 上側研削部 ２４ 下側研削部 ２５ 上下移動機構（位置調整手段） ２６ コントロールユニット ２７ 補正マップ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービンベーンを支持しつつ搬送する支
   持部と、上，下に所定寸法離間した一対の研削部からな
   り、該支持部が研削ステージに到達したときには前記タ
   ービンベーンの上，下の両面側を各研削部によって研削
   する両頭研削盤とからなるタービンベーン研削装置にお
   いて、前記タービンベーンの反り量を測定する反り量測
   定手段と、該反り量測定手段からの検出信号に基づき、
   前記両頭研削盤と前記タービンベーンとの上，下方向の
   位置合せを行う位置調整手段とを設けたことを特徴とす
   るタービンベーン研削装置。