JP3660056B2 - 研磨装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作物の穴内面をラッピングする研磨装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
工作物の研削加工面の面粗さを向上するために研磨帯(長尺帯状のサンドペーパ)で超仕上げ加工を行うことは周知である。この研磨帯による超仕上げ加工は、例えばクランクシャフトのピン部やジャーナル部のように工作物の外周面が殆どであり、工作物の穴内面は余程大径の穴の場合は研磨帯による超仕上げ加工が可能であるが小径の穴内面は研磨帯による超仕上げ加工はできない。
【0003】
これは、研磨帯は渦巻き状であり、この渦巻き状から捲戻して自動供給、自動回収を行って工作物を研磨するため、小径の穴内面ではこの研磨帯の処置が難しく、小径の穴内面は砥石車を用いて研磨している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、小径の穴内面においても砥石車による研磨精度以上の超仕上げ精度が要求される。例えば、トランスミッションの歯車の中で、軸上を摺動する歯車の内面は高研磨精度が要求される。ところが、この歯車の穴は比較的小径であり、この穴内面は砥石車による研磨であり、研磨帯による超仕上げを可能にすることが課題になっていた。
【0005】
本発明の目的は、研磨帯の自動供給、自動回収を行って小径の穴内面の超仕上げを可能にした研磨装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の構成は、工作物の穴内面をラッピングする研磨装置であって、主軸の両側面に、研磨帯の幅方向の両端を案内する案内溝を形成した凸曲面部を有する左右一対の研磨帯押圧部材を前記主軸の後端に設けたシリンダによって前記凸曲面部を外側に向けて主軸の直径方向に拡縮作動可能に設け、前記主軸の後端側に主軸軸線を挾んで、その一方に回転可能に軸承した渦巻き状の研磨帯と、その他方に回転可能な研磨帯巻取軸と、前記渦巻き状の研磨帯から研磨帯を送り出す研磨帯送り出し装置と、前記研磨帯送り出し装置により送り出された研磨帯を前記主軸の先端にスプリングによって常に前進方向に押動付勢した反転ローラによって反転させ、この反転した研磨帯を研磨帯巻取軸に引き取る研磨帯引張装置と、前記研磨帯送り出し装置、研磨帯引張装置及び研磨帯巻取軸を駆動するモータとを備え、前記研磨帯送り出し装置により送り出された研磨帯を前記一方の研磨帯押圧部材に形成されている案内溝に案内して主軸の先端で反転させ前記他方の研磨帯押圧部材に形成されている案内溝に案内して前記研磨帯引張装置で引張し前記研磨帯巻取軸に巻き取るようにし、前記両研磨帯押圧部材を直径方向に拡開させて凸曲面部により研磨帯を工作物の穴内面に押圧してラッピングするようにしたことを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。先ず本発明の概要について図1によって説明する。Aは渦巻き状の研磨帯であり、この渦巻き状の研磨帯から研磨帯送り出し装置Bによって研磨帯を送り出し、回転するワークWの穴内面を通過させ、反転部Cで反転して再びワークWの穴内面を通過させ、研磨帯引張装置で引き取って研磨帯巻取軸Eで巻取回収する。前記ワークWの穴内面を通過する研磨帯AはワークWの穴内面の直径方向に拡開FしてワークWの穴内面に押圧し、かつワークWの軸線方向にオシュレーションしてワークWの穴内面を研磨帯Aによって研磨するのである。
【0008】
本発明装置の具体的な構成について図2乃至図4によって説明する。図2において、1は主軸であり、この主軸1の両側面に、図4で示すように研磨帯8の幅方向の両端を案内する案内溝3を形成した凸曲面部を有する左右一対の研磨帯押圧部材2a,2bが、主軸1に形成されている傾斜スライド面1a,1bによって前記凸曲面部を外側に向けて主軸1の直径方向に拡縮作動可能に設けられている。
【0009】
前記研磨帯押圧部材2a,2bを主軸1の直径方向に拡縮作動する手段としては、移動体4が前記主軸1内に軸線方向に進退移動可能に設けられ、この移動体4と研磨帯押圧部材2a,2bとが拡縮回動する平行リンク7を介して連結し、前記移動体4は前記主軸1の後端に設けられているシリンダ5内のピストン6に結合した構成である。
【0010】
前記主軸1の後端側に主軸軸線を挾んで、その一方に回転可能に軸承した渦巻き状の研磨帯8(A)と、その他方に回転可能な研磨帯巻取軸9(E)と、前記渦巻き状の研磨帯8から研磨帯を送り出す研磨帯送り出し装置(ギヤ)10(B)と、前記研磨帯送り出し装置10により送り出された研磨帯8を研磨帯巻取軸9に引き取る研磨帯引張装置(ギヤ)15(D)と、前記研磨帯送り出し装置10、研磨帯引張装置15及び研磨帯巻取軸9を駆動する図略のモータの回転軸22とを備えている。尚、モータの回転軸22から研磨帯送り出し装置10、研磨帯引張装置15及び研磨帯巻取軸9には歯車機構によって回転を伝達するよう構成されている。
【0011】
前記研磨帯送り出し装置10及び研磨帯引張装置15には、ギヤ16がスプリング17で研磨帯送り出し装置10及び研磨帯引張装置15のギヤに押圧付勢されている。
【0012】
前記研磨帯送り出し装置10の部位から主軸1の先端に至る間の一方の側面には研磨帯8のガイドローラ18,19が設けられており、この反対側の他方の側面にも主軸1の先端から研磨帯引張装置15までの間にガイドローラ20,21が設けられている。
【0013】
また、主軸1の先端には研磨帯8を反転させる反転ローラ11(反転部C)が設けられている。この反転ローラ11は、主軸1の先端に固設されている案内軸13に主軸1の軸線方向に進退移動可能に案内され、スプリング14によって常に前進方向に押動付勢されたブロック12に設けられている。
【0014】
そして、渦巻き状の研磨帯8から研磨帯送り出し装置10により送り出された研磨帯8をガイドローラ18,19で案内し、かつ研磨帯8の幅方向の両端を前記一方の研磨帯押圧部材2aに形成されている案内溝3に案内して主軸1の先端で反転ローラ11によって反転させガイドローラ20,21で案内し、かつ研磨帯8の幅方向の両端を前記他方の研磨帯押圧部材2bに形成されている案内溝3に案内して前記研磨帯引張装置15で引張し前記研磨帯巻取軸9に巻き取るようにした構成である。
【0015】
本発明は上記の通りの構成であるから、研磨帯8は図2で示すように、渦巻き状の研磨帯8(A)から研磨帯送り出し装置10のギヤとスプリング17で押圧付勢されているギヤ16との間を通過し、ガイドローラ18で研磨帯8の外面側(砥粒側)を案内させ、一方の研磨帯押圧部材2aの凸曲面部に設けられている案内溝3に研磨帯8の幅方向の両端を案内し、ガイドローラ19で研磨帯8の内面側を案内して反転ローラ11で反転させ、ガイドローラ20で研磨帯8の内面側を案内し、他方の研磨帯押圧部材2bの凸曲面部に設けられている案内溝3に研磨帯8の幅方向の両端を案内し、ガイドローラ18で研磨帯8の外面側を案内させ、研磨帯引張装置15のギヤとスプリング17で押圧付勢されているギヤ16との間を通過し、研磨帯巻取軸9で巻き取られる。
【0016】
研磨帯押圧部材2a,2bは研磨作業をしない時には縮小状態になっている。すなわち、シリンダ5のピストン6は後退端(図2で右端)に位置し、移動体4を後退端に位置させている。これにより、平行リンク7は閉じる方向に回動し、研磨帯押圧部材2a,2bを傾斜スライド面1a,1bの案内によって主軸1に軸芯方向に引き寄せる。
【0017】
そこで、図略のチャック装置に把持されて回転するワークWの穴内に前記研磨帯押圧部材2a,2bが縮小した状態で主軸1を挿入し、シリンダ5のピストン6を前進し移動体4を前進させる。これにより、平行リンク7は開く方向に回動し、研磨帯押圧部材2a,2bは傾斜スライド面1a,1bの案内によって拡開Fして研磨帯8をワークWの穴内面に押圧し、かつ主軸1をワークWの軸線方向にオシュレーションしてワークWの穴内面を研磨する。
【0018】
研磨帯押圧部材2a,2bの拡開で研磨帯8によるワークWの穴内面を研磨は、研磨帯押圧部材2a,2bの凸曲面部で研磨帯8をワークWの穴内面に押圧して線接触させ、前記ワークWの回転と主軸1をワークWの軸線方向にオシュレーションとによって超仕上げする。
【0019】
また、研磨帯押圧部材2a,2bの凸曲面部でワークWの穴内面に押圧して線接触する研磨帯8は、その幅方向の両端が案内溝3に案内され、加工の都合のよいR形状に曲げられるているため、前記ワークWの回転との相対移動の際に研磨帯8の幅方向の両端が捲れて研磨不能となる不都合を防止し、研磨帯8によるワークWの穴内面を研磨加工を確実に行うものである。
【0020】
研磨帯8は研磨帯送り出し装置10と研磨帯引張装置15とによって固定された状態であり、前記研磨帯押圧部材2a,2bを拡開Fしたとき突っ張られる。そこで、反転ローラ11が設けられているブロック12がスプリング14の付勢力に抗して後退移動し、研磨帯8の突っ張りを吸収し拡開Fを許容する。
【0021】
前記ワークWの穴内面を所要時間研磨したときに、研磨帯送り出し装置10が作動して渦巻き状の研磨帯8(A)から所要長さの研磨帯8を間歇的に送り出し、また、同時に研磨帯引張装置15で引張して研磨帯巻取軸9で巻取回収して研磨帯8の新規な面をワークWの穴内面に対接させ、研磨加工のタイムアップにより研磨加工を終了する。
【0022】
前記の実施例において、研磨帯押圧部材2a,2bの拡縮作動機構は、移動体4,平行リンク7及び傾斜スライド面1a,1bによるものであるが、図5で示すように、移動体4と研磨帯押圧部材2a,2bとに傾斜したクロス溝カム23を設けた構造でもよい。この2つの形式は、ワークWの穴内面の加工径とストロークの違いによって使用が区分される。
【0023】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によると、研磨帯押圧部材の凸曲面部でワークの穴内面に押圧して線接触する研磨帯は、その幅方向の両端が案内溝に案内され、加工の都合のよいR形状に曲げられるているため、前記ワークの回転との相対移動の際に研磨帯の幅方向の両端が捲れて研磨不能となる不都合を防止し、研磨帯によるワークの穴内面を研磨加工を確実に行うと共に、研磨帯は主軸先端でスプリングにより常に前進方向に押動付勢されている反転ローラで反転するようにしているため、研磨帯押圧部材を拡開したとき、反転ローラがスプリングの付勢力に抗して後退移動し、研磨帯の突っ張りを吸収し拡開を許容する利点を有し、小径の穴内面を高精度に研磨加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の概要説明図
【図2】本発明装置の要部断面全体図
【図3】図2のA−A線断面図
【図4】図3のB矢視部の拡大図
【図5】本発明装置の設計変更例を示す要部断面全体図
【符号の説明】
1 主軸
1a 傾斜スライド面
1b 傾斜スライド面
2a 研磨帯押圧部材
2b 研磨帯押圧部材
3 案内溝
4 移動体
5 シリンダ
6 ピストン
7 平行リンク
8 研磨帯
9 研磨帯巻取軸
10 研磨帯送り出し装置
11 反転ローラ
12 ブロック
15 研磨帯引張装置

Claims (1)

  1. 工作物の穴内面をラッピングする研磨装置であって、主軸の両側面に、研磨帯の幅方向の両端を案内する案内溝を形成した凸曲面部を有する左右一対の研磨帯押圧部材を前記主軸の後端に設けたシリンダによって前記凸曲面部を外側に向けて主軸の直径方向に拡縮作動可能に設け、前記主軸の後端側に主軸軸線を挾んで、その一方に回転可能に軸承した渦巻き状の研磨帯と、その他方に回転可能な研磨帯巻取軸と、前記渦巻き状の研磨帯から研磨帯を送り出す研磨帯送り出し装置と、前記研磨帯送り出し装置により送り出された研磨帯を前記主軸の先端にスプリングによって常に前進方向に押動付勢した反転ローラによって反転させ、この反転した研磨帯を研磨帯巻取軸に引き取る研磨帯引張装置と、前記研磨帯送り出し装置、研磨帯引張装置及び研磨帯巻取軸を駆動するモータとを備え、前記研磨帯送り出し装置により送り出された研磨帯を前記一方の研磨帯押圧部材に形成されている案内溝に案内して主軸の先端で反転させ前記他方の研磨帯押圧部材に形成されている案内溝に案内して前記研磨帯引張装置で引張し前記研磨帯巻取軸に巻き取るようにし、前記両研磨帯押圧部材を直径方向に拡開させて凸曲面部により研磨帯を工作物の穴内面に押圧してラッピングするようにしたことを特徴とする研磨装置。
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