JPS62224570A - 自動研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は研磨装置に係り、特に−円周に沿って連なり且
つ凹凸が形成された凸条を有するワークのその凸条の先
端部を凹凸に沿って自動的に研磨する装置に関するむの
である。

従来技術 例えば、円周方向において等間隔でボール溝が形成され
たベアリングのアウタレース等のように、−円周に沿っ
て連なり且つ凹凸が形成された凸条を有するワークにお
いて、その凸条部分に存在するパリを取り除く等のため
、その凸条の先端部を凹凸に沿って研磨しなければなら
ない場合がある。

このような異形状部を研磨する場合、円板形状の砥石を
回転駆動して研磨する通常の自動研磨装置では研磨でき
ないため、従来は、ベビーグラインダ、弾性砥石等を用
いて作業者が手作業で研磨しているのが一般的であった
。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このように作業者が−々手作業で研磨を
行っていると、研磨の程度にばらつきを生じて製品の品
質が不安定となる一方、作業能率も極めて低いという問
題がある。

これに対し、上記自動研磨装置の砥石外周面を、研磨す
べき凸条の凹凸に対応した形状に成形することにより、
自動的に研磨することが考えられているが、砥石の僅か
な摩耗に伴って研磨能率が著しく損われるため、その砥
石の径寸法の変化を補償するだめの機構を設けなければ
ならず、装置が複雑かつ大損りとなり、高価になってし
まうのである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために為されたものであ
り、その要旨とするところは、−円周に沿って連なり且
つ凹凸が形成された凸条を有するワークのその凸条の先
端部を凹凸に沿って自動的に研磨する装置であって、（
ａ）外周研磨面を備え、張力が加えられることにより幅
方向の両側縁が内側へ湾曲する無端環状の研磨ベルトと
、（ｂ）その研磨ベルトが巻き掛けられる少なくとも一
対のプーリを備え、その研磨ベルトを回転駆動するベル
ト駆動装置と、（Ｃ）そのベルト駆動装置に設けられ、
前記研磨ベルトに張力を付与する張力発生装置と、（ｄ
ｌ前記ワークを、前記凸条が前記研磨ベルトと略直角を
成して摺接するように保持して一軸まわりに回転駆動す
るワーク保持駆動装置とを含んで構成したことにある。

作用および発明の効果 このような本発明の自動研磨装置においては、ワーク保
持駆動装置によりワークを保持して一軸まわりに回転駆
動する一方、ベルト駆動装置の複数のプーリ間に巻き掛
けられるとともに張力発生装置により張力が付与され、
且つワークの凸条に対して略直角を成して摺接させられ
た研磨ベルトを回転駆動することにより、その研磨ベル
トは、自身の張力に従ってその外周研磨面がワークの凸
条に押圧されるとともに、その凸条に形成された凹凸に
従って追従させられつつ回転させられ、凸条の先端部が
凹凸に沿って自動的に研磨される。

したがって、作業者が−々手作業で研磨する場合に比較
して、一定の品質の製品が能率良く生産され得る。しか
も、上記研磨ベルトは、張力が付与されることによって
幅方向の両側縁が内側へ湾曲させられるものであるため
、ワークの凸条に形成された凹凸に対してなじみ易く、
その外周研磨面が凸条に対して良好に密着させられ、均
一でむらのない研磨が施される利点がある。

また、本発明の自動研磨装置は、研磨ベルトが、自身の
張力に基づいて凸条の先端部に押圧され、且つ凸条に形
成された凹凸に従って追従させられることにより、凸条
の先端部を凹凸に沿って研磨するものであるため、研磨
ベルトが僅かに摩耗してもワークに対する研磨能率には
殆ど影響しない。

このため、従来の自動研磨装置における砥石径寸法の補
償機構のようなものを設ける必要がなく、装置が簡単か
つ安価に構成され得る。

なお、凹凸に対する研磨ベルトの追従性や研摩能率を高
める上で、その研摩ベルトの内側において前記プーリに
巻き掛けられ、その研磨ベルトを内側から支持するバッ
クアップベルトを設けることが望ましい。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図および第２図は、それぞれ本実施例の自動研磨装
置の概略を示す正面図および側面図である。これ等の図
において、フレーム１０には両側部が斜め後方に折り曲
げられたパネル１２が固設され、そのパネル１２の両側
部には一対のベルト研磨機１４が取り付けられている。

これ等のベルト研磨機１４は、それぞれ支持部材１６に
より水平な軸まわりの回転可能に保持された回動軸１８
に配設されており、パネル１２の中央部にブラケット２
０を介して取り付けられたシリンダ２２により、その回
動軸１８と共に水平な軸まわりに回動させられるように
なっている。

両ベルト研磨機１４の下方にはそれぞれワーク保持部材
２４が配設され、その上端開口部内にワーク２６を相対
回転不能に保持するようになっている。これ等のワーク
保持部材２４は、それぞれベルト研磨機１４の回動平面
内において鉛直方向の軸心まわりの°回転可能に配設さ
れており、減速機付モータ２８．スプロケット３０．お
よび図示しないチェーンを介してその軸心まわりに回転
駆動されるようになっている。これ等ワーク保持部材２
４．減速機付モータ２８等によりワーク保持駆動装置が
構成されている。なお、ワーク保持部材２４は、その上
端開口部内に軸心方向に沿って設けられたスプラインに
よりワーク２６を相対回転不能に保持するもので、シリ
ンダ３２によって払出し板３４が上方へ突き上げられる
ことにより、ワーク２６はワーク保持部材２４の上端開
口部から上方に払い出される。

上記ベルト研磨機１４は、第３図および第４図に詳しく
示されているように、板状の本体３６において前記回動
軸１８に取り付けられており、本体３６には４個のブー
ＩＪ３Ｂ、４０，４２．および４４が配設されている。

ブーＩＪ　３　Ｂは、本体３６の基端部に固設されたモ
ータ４６により回動軸１８と平行な軸まわりに回転駆動
されるようになっており、プーリ４０は本体３６の先端
部側に回動軸１８と平行な軸まわりの回転可能に取り付
けられている。また、プーリ４２はプーリ４０よりも小
径で、そのブーＩＪ　４０とプーリ３８とを結ぶ直線上
において本体３６の先端から突出し可能に設けられたロ
ッド４８の先端部に、そのロッド４８の軸心に対して直
角な軸まわりの回転可能に取り付けられており、プーリ
４４は、本体３６の中間部に回動軸１８と平行な軸まわ
りの回動可能に配設されたプレート５０の一端部に、回
動軸１８と平行な軸まわりの回転可能に取り付けられて
いる。

上記プーリ４２が取り付けられたロッド４８は、本体３
６の先端に固設されたブロック５２により軸方向の移動
可能に保持されており、そのブロック５２との間に介挿
されたスプリング５４により常には本体３６から先端側
へ突き出す方向へ付勢されている。また、プーリ４４が
取り付けられたプレート５０は、その他端部と本体３６
に立設されたビン５６との間に張設されたスプリング５
８により、常には第３図において右まわりに回動する方
向へ付勢されており、本体３６にはプレート５０の回動
を許容するための切欠６０が形成されている。なお、上
記ロッド４８は、予め定められた一定角度だけその軸心
まわりに回転することが許容されている。

プーリ４０および４２にはバックアップベルト６２が巻
き掛けられ、更にそのバックアップベルト６２の外周側
には、ブーＩＪ３８および４４をも含めて無端環状の研
磨ベルト６４が巻き掛けられている。バックアップベル
ト６２はゴム等から成る弾性体材料製で、弾性変形させ
られた状態でブー　ＩＪ　４０および４２に巻き掛けら
れており、前記スプリング５４はこのバックアップベル
ト６２の弾性復元力と釣り合う状態まで収縮させられて
いる。そして、研磨ベルト６４には、バックアップベル
ト６２により収縮させられたスプリング５４による付勢
力と、プレート５０に回動力を付与するスプリング５８
による付勢力とが釣り合った状態で張力が付与される。

これ等スプリング５４゜５８、ロッド４８、プレート５
０等により張力発生装置が構成されている。

上記研磨ベルト６４は、第５図に示されているように、
布製の基材６６とその基材６６の外周面に設けられた研
磨材層６８とから構成されており、通常は平らな平板形
状を成しているが、上記のように張力が付与されること
により、第６図に示されているように幅方向の両側縁が
基材６６側へ湾曲させられる。これは、張力が付与され
ることにより研磨ベルト６４にはその幅方向において収
縮する方向の力が作用させられ、この時の基材６６と研
磨材層６８との収縮量の差に基づいて変形するものと考
えられる。

そして、かかる研磨ベルト６４は、前記モータ４６によ
ってプーリ３８が回転駆動されることにより、ブーＩＪ
３８，４０，４２．および４４のまわりを第３図におい
て左まわり方向へ回転させられ、プーリ４０，４２に巻
き掛けられた間の部分Ａにおいて前記ワーク２６に押し
付けられることにより、そのワーク２６に研磨加工を施
す。プーリ４２はプーリ３８と４０とを結ぶ直線上に配
設され、且つブー°す４０よりも小径であるところから
、研磨ベルト６４はブーＩＪ４４に巻き掛けられた側と
反対側において両プーリ４０，４２に係合させられてい
るのである。なお、プーリ３８の外周面にはゴムコーテ
ィング７０が設けられ、研磨ベルト６４との間の滑りが
防止されている。また、プーリ３８は太鼓形状を成して
いる一方、プーリ４０．４２．４４はそれぞれ研磨ベル
ト６４をガイドする鍔を備えて構成されており、研磨ベ
ルト６４がそれ等のプーリから離脱することを防止して
いる。

前記バンクアップベルト６２は、上記研磨ベルト６４の
回転に伴ってプーリ４０．４２のまわりを回転させられ
る。このバックアップベルト６２は、研磨ベルト６４の
上記部分へにおいてはその研磨ベルト６４と接触した状
態で一体的に回転させられるため、その部分Ａがワーク
２６に押し付けられて内周側へ変形させられることによ
り、研磨ベルト６４は、自身の張力とバックアップベル
ト６２の弾性復元力とに基づく比較的強い力でワーク２
６に押圧される。本実施例では、このバックアップベル
ト６２、前記ブーＩＪ３８，４０，４２．４４、モータ
４６、およびそれ等が配設された本体３６等によりベル
ト駆動装置が構成されている。なお、研磨ベルト６４と
バンクアップベルト６２とは、上記部分Ａにおいて必ず
しも常に接触させておく必要はなく、少なくともワーク
２６に対する研磨時にバックアップベルト６２と研磨ベ
ルト６４とが接触して弾性復元力が作用させられるよう
になっておればよいのであり、また、部分への全体に亘
って両ベル）６２．６４を接触させる必要もない。

ベルト研磨機１４は、上記のように研磨ベルト６４、そ
の研磨ベルト６４を回転駆動するベルト駆動装置、およ
び研磨ベルト６４に張力を付与する張力発生装置を含ん
で構成されているが、この他、研摩ベルト６４の破断を
検出するためのリミットスイッチ７２、および回動軸１
８まわりの回動時における衝撃を緩和する緩衝用ストッ
パボルト７４を備えている。リミットスイッチ７２は前
記プレー１−５０の他端部に係合させられており、研磨
ベルト６４の破断に伴ってプレート５０が一定量以上回
動させられたことを検出するものである。また、ストッ
パボルト７４は、前記シリンダ２２によりベルト研磨機
１４がワーク２６に研磨加工を行う研磨位置へ向かって
回動させられた時、前記パネル１２に固設されたブロッ
ク７６に摺動可能に配設されたロンドア８に当接させら
れ、そのロンドア８をスプリング８０の付勢力に抗して
後退させることにより、ベルト研磨機１４の回動力を弱
めて研磨ベルト６４とワーク２６との接触を緩和するも
のである。

ワーク２６は、第３図および第７図に示されているよう
に、その上端面に開口する球面状の凹所８２を有するベ
アリングのアウタレースである。

凹所８２の開口周縁部には面取りが施されてテーパ面８
４が形成されている一方、凹所８２の内周面には、一端
がそのテーパ面８４に達する複数のボール溝８６が軸心
まわりに等間隔で形成されている。そして、このような
ワーク２６における上記凹所８２とテーパ面８４とが接
する部分は、−円周に沿って連なり且つボール溝８６が
テーパ面８４に開口させられることによりそのテーパ面
８４に形成された円弧形状の凹部８８を有する凸条９０
を構成している。本実施例の自動研磨装置は、この凸条
９０の先端部を円周方向に沿って研磨することにより、
凹部８８に存在するパリを取り除くためのものである。

以下、本実施例の作動を説明する。

先ず、ベルト研磨機１４を第３図において一点鎖線で示
されている退避位置に保持した状態において、研磨すべ
きワーク２６を一対のワーク保持部材２４の上端開口部
内にそれぞれセットし、減速機付モータ２８により回転
駆動する。次に、モ−夕４６により研磨ベルト６４を回
転駆動しつつ、シリンダ２２によりその研磨ベルト６４
がワーク２６の前記凸条９０に摺接させられる研磨位置
までベルト研磨機１４を回動させる。これにより、研磨
ベルト６４は凸条９０との摺接部において内周側へくの
字形状に変形させられ、自身の張力とバックアップベル
ト６２の弾性復元力とによってその凸条９０に押し付け
られた状態で回転させられ、その凸条９０に対して研磨
加工を施す。

ここで、ワーク２６はベルト研磨機１４の回動平面内に
おいて一軸まわりに回転させられているため、研磨ベル
ト６４はワーク２６の凸条９０に対して略直角な姿勢で
摺接させられる。また、ブー　Ｉ７４２が配設されたロ
ッド４日はその軸心まわりに一定角度だけ回転可能とさ
れているため、凸条９０に形成された凹部８８に研磨ベ
ルト６４が摺接させられた場合でも、研磨ベルト６４は
その摺接させられた部分に対して略直角な姿勢となる。

したがって、研磨ベルト６４は、凹部８８を有する凸条
９０のどの部分に対しても略直角な姿勢で摺接させられ
ることとなる。ロッド４８の回転が許容される上記一定
角度は、このように、研磨ヘルド６４が凸条９０のどの
部分に対しても略直角な姿勢となることを許容する僅か
な角度である。

また、研磨ベルト６４は幅方向の両側縁が内側へ湾曲さ
せられているため、その幅方向の形状が凸条９０の形状
になじみ易く、凹部８８等に対しても研磨ベルト６４の
幅方向における押圧力が略均−となる。

このように、研磨ベルト６４が凸条９０のどの部分に対
しても略直角な姿勢で摺接させられ、且つ研磨ベルト６
４の幅方向における押圧力が略均−であるところから、
研磨むらのない優れた研磨加工が能率的に行われるとと
もに、研磨ベルト６４の局部的な摩耗が防止される。

また、研磨ベルト６４は、自身の張力とバックアップベ
ルト６２の弾性復元力とにより、比較的大きな力で凸条
９０に押し付けられるため、研磨能率が一層向上すると
ともに、ワーク２６の回転に伴って凸条９０の凹部８８
に摺接させられる際にも、研磨ベルト６４は凹部８８の
形状に従って速やかに追従させられる。このように研磨
ベルト６４の追従性が優れているところから、凹部８８
に対しても他の部分と同様な研磨が施される一方、ワー
ク２６の回転速度を速くして研磨時間の短縮化を図るこ
とが可能となる。なお、ワーク２６を間欠的に回転させ
ることにより、凹部８８等の特定部分のみを集中的に研
磨するように制御することも可能である。

このような研磨加工はワーク２６が一回転させられる間
行われ、ワーク２６が一回転させられるとベルト研［１
１４はシリンダ２２によって退避位置まで回動させられ
る。その後、減速機付モータ２８が停止させられ、シリ
ンダ３２によって払出し板３４が上昇させられることに
より、ワーク２６はワーク保持部材２４の上方へ払い出
される。

これにより、ワーク２６に対する一連の研磨作業は終了
する。

以上詳述したように、本実施例の自動研磨装置によれば
、凹部８８が形成された異形状の凸条９０に対する研磨
加工が自動的に行われるため、作業者が−々手作業で研
磨する場合に比較して、一定の品質の製品を能率良く生
産することができる。

特に、本装置においては研磨ベルト６４の幅方向におけ
る押圧力が略均−とされ、しかもバックアップベルト６
２により研磨ベルト６４が比較的大きな力で凸条９０に
押圧されるようになっているため、研磨むらのない優れ
た研磨加工が極めて能率的に行われるとともに、研磨ベ
ルト６４の局部的な摩耗が防止される利点がある。

また、かかる自動研磨装ｒは、研磨ベルト６４が、自身
の張力およびバックアップベルト６２の弾性復元力に基
づいて凸条９０に押し付けられ、且つその凸条９０の形
状に従って追従させられることにより、その凸条９０を
一円周方向に沿って研磨するものであるため、研磨ベル
ト６４が僅かに摩耗してもワーク２６に対する研磨能率
には殆ど影響しない。このため、従来の自動研磨装置に
おける砥石径寸法の補償機構のようなものを設ける必要
がなく、装置が簡単かつ安価に構成され得るのである。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本発明は他の態様で実施することもできる。

例えば、前記実施例ではベルト駆動装置が４個のプーリ
３８，４０，４２．４４を備えて構成されているが、プ
ーリ４０，４４を取り除いて構成することも可能である
。その場合には、一対のブー１Ｊ３Ｂ、４２のみに研磨
ベルト６４を巻き掛けることとなり、スプリング５４．
ワンド４８等により張力発生装置が構成される。

また、前記実施例ではブーＩＪ４２がロッド４８と共に
そのロッド４８の軸方向の移動可能かつ軸まわりにおけ
る僅かな一定角度の回転可能に配設されているが、本体
３６の先端部等に位置固定に配設することも可能である
。その場合には、スプリング５８．プレート５０等にて
張力発生装置が構成される。

また、前記実施例では弾性体材料製のバックアップベル
ト６２が用いられているが、布製等の他の材料から成る
バックアップベルトを採用してもよいことは勿論、特に
バックアップベルトを用いな（でも本発明の効果は得ら
れる。

また、前記実施例では上端開口部内にワーク２６が挿入
されることによりそのワーク２６を相対回転不能に保持
するワーク保持部材２４が用いられているが、ワーク２
６を油圧等によって把持するチャック等を採用しても差
支えない。

また、前記実施例ではベルト研磨機１４を回動軸１８ま
わりに回動させることにより研磨ベルト６４をワーク２
６に摺接させるようになっているが、例えばベルト研磨
機１４を上下方向に平行移動させてワーク２６に接近さ
せるものなど、他の接近離間手段を採用することもでき
る。

また、前記実施例ではワーク２６としてベアリングのア
ウタレースに研磨加工を行う場合について説明したが、
少なくとも一円周に沿って連なり且つ凹凸が形成された
凸条を存するワークにおいて、その凸条の先端部を凹凸
に沿って研磨する場合には、本発明に係る自動研磨装置
を同様に利用できる。

その他−々例示はしないが、本発明はその精神を逸脱す
ることなく当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を
加えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自動研磨装置の概略を
示す正面図である。第２図は第１図の自動研磨装置の右
側面図である。第３図は第１図の自動研磨装置のベルト
研磨機をワークと共に示す正面図である。第４図は第３
図のベルト研磨機の一部を切り欠いた左側面図である。 第５図は第３図のベルト研磨機に備えられている研磨ベ
ルトの横断面図である。第６図は第５図の研磨ベルトに
張力が付与された場合の形状を示す横断面図である。第
７図は第３図に示されているワークの平面図である。 ２６：ワーク 出願人　　株式会社　協豊製作所 同　　　トヨタ自動車株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一円周に沿って連なり且つ凹凸が形成された凸条
   を有するワークの該凸条の先端部を該凹凸に沿って自動
   的に研磨する装置であって、 外周研磨面を備え、張力が加えられることにより幅方向
   の両側縁が内側へ湾曲する無端環状の研磨ベルトと、 該研磨ベルトが巻き掛けられる少なくとも一対のプーリ
   を備え、該研磨ベルトを回転駆動するベルト駆動装置と
   、 該ベルト駆動装置に設けられ、前記研磨ベルトに張力を
   付与する張力発生装置と、 前記ワークを、前記凸条が前記研磨ベルトと略直角を成
   して摺接するように保持して一軸まわりに回転駆動する
   ワーク保持駆動装置と を含むことを特徴とする自動研磨装置。
2. （２）前記ベルト駆動装置は、前記研磨ベルトの内側に
   おいて前記プーリに巻き掛けられ、該研磨ベルトの前記
   ワークに押し付けられる部分を内側から支持するバック
   アップベルトを備えたものである特許請求の範囲第１項
   に記載の自動研磨装置。