WO1989006178A1

WO1989006178A1 - Superfinishing machine with lapping film

Info

Publication number: WO1989006178A1
Application number: PCT/JP1988/001307
Authority: WO
Inventors: Michio Kinugawa; Ryoji Inoue
Original assignee: Kabushiki Kaisha Nisshin Seisakusho
Priority date: 1987-12-26
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1989-07-13
Also published as: KR910009720B1; JPH0624682B2; JPH01171751A; EP0349653A4; BR8807390A; DE3882525T2; DE3882525D1; EP0349653B1; KR900700239A; IN171208B; EP0349653A1; US4999953A

Description

明細書

ラッビングフィルムを用いた超仕上げ装; 技術分

この発明はラッピングフィルムを用いた超仕上げ装置に関し、さらに詳細には、回転または往復回動されるワークの被研磨面に超仕上げ加工を施すのに用いられる超仕上げ装置に関する。背景技術

各種□—ラ一表面をラッピングフィルム研磨材を用いて仕上げる表面仕上げ装置としては、従来、月刊誌「機械技術」昭和 6 2年 1 月号に開示されたものが知られている。

ここに開示された装置は、口一ラー回転方向と反対方向、つまり一方向に巻き取られるラッビングフィルムが、ローラ一軸方向に往復動可能なコンタクトローラーによってローラ一表面（被研磨面）に押圧され、これにより、該ローラ一表面に均一な表面仕上げが施される構造とされている。

しかしながら、この従来装置のように、一方向に巻き取られるラッピングフィル厶が、それと反対方向に回転されるワーク（ローラ一）の被研磨面に押圧されて研磨する構成では、該ワークの被研磨面が、ロッカーアームのスリッパ一面のように、小さな曲率半径の円弧状断面を有するアール面である場合、該アール面の研磨に使用されるラッピングフィルムの部分の長さに対する、上記アール面の研磨に使用されないで通過するラッピングフィルムの部分の長さの割合が著しく大きくなるため、ラッピングフィルムが無駄に消費されることになる。

さりとて、上記ワークが揺動中心の回りに揺動される構造とすれば、該ヮ一クの揺動方向がラッピングフィルムの移動方向と反対のときには、該ラッピングフィルムが緊張されて良いが、上記両者の移動方向が同じでかつワークの揺動速度が大きいときには、上記ラッピンダフィルムが供給スプール側から過度に引き出されてしまうことになる。これがため、ワークの被研磨面に対して、ラッピングフィルムの緊張を保った状態で研磨を施すことができなくなるおそれがある。

また、従来のように、ラッピングフィルムがー方向に巻き取られる構造とされて、一度研磨に使用されたラッピングフィルムを、使用の都度新しいラッピンダフィルムに取り換える場合には、その取り換えごとに研磨作業が中断されることになるから、作業能率が著しく低下する。

その上、上記ラッピングフィルムが、コンタクトロールによって上記ヮ一クの被研磨面に押圧される構成では、該ワークが前述したロッカ一アームのスリッノ、。一面のようなアール面に対する研磨のように、幅方向に若干湾曲させることがある場合、幅方向に湾曲した被研磨面に沿った研磨を行なうことができなくなる。発明の開示

この発明は前記問題点を解決すべくなされたもので、一対のラッビングフィルム用巻き取りリールは、同じ面内に保持されるとともにそれらの回転軸の他端にそれぞれ従動摩擦輪が取り付けられ、該従動摩擦輪は、回動可能な平面コ形の揺動部材の両端に配設の各従動歯車とそれぞれ共軸に取り付けられた駆動摩擦輪のいずれか一方により押圧され、揺動部材に保持される各従動歯車は、駆動モータにより回転される駆動歯車と嚙み合わされ、揺動部材のコ形輪郭部内には、巻き取られるラッピングフィルムの最終端部が検出されたときに、揺動部材をその枢支軸の回りに回転させる駆動切り換え用シリンダ一が配設され、巻き取りリール間には、巻き取られるラッビングフィルムをヮ一クの被研磨面の方に押圧する押圧シリンダ一に連結された弾性押圧部材が設けられ、各巻き取りリールは、巻き取られる側の従動摩擦輪にラッピングフィルムの緩みを防止するブレーキシリンダ一が設けられて、ラッビングフィルムを用いた超仕上げ装置を構成したものである。

一対のラッピングフィルム用巻き取りリールの回転方向が、駆動切り換え用シリンダ一により切り換え制御されるように構成されているから、ラッピングフィルムの全砥粒面の有効利用が可能となる, 各巻き取りリールの従動摩擦輪の部分には、該従動摩擦輪が従動側（被駆動側）となったときに押圧力を作用するブレーキシリンダ —が設けられているから、揺動するワークがラッビングフィルムにその移動する方向と同じ方向の摺動力を作用させた場合にも、ラッビングフィルムが過度引き出されるのを防止して、その緊張状態を保っため、揺動するワークの研磨を可能にする。このため、ワークの研磨面がロッカーアームのような断面円弧状面であるときにも、被研磨面を常にラッピングフィルムの研磨面に接触した状態で研磨させることができるから、研磨作業において、ラッピングフイルムの砥粒面全体は有効に利用される。

また、ラッピングフィルムは弾性押圧部材によってワークの被研磨面に押圧されているから、該被研磨面がラッピングフイルムの幅方向に若干湾曲している場合にも、この湾曲した被研磨面に沿った研磨を行ない得ることになる。図面の簡単な説明

第 1図は、この発明の一実施例である、ラッピングフィルムを用いた超仕上げ装置を示す平面図である。

第 2図は、第 1図の一部を断面で示した同超仕上げ装置の背面図ある ο

第 3図は、第 2図の m— m線に沿った同超仕上げ装置の断面平面図である。

第 4図は、第 1図の一部を断面で示した同超仕上げ装置の要部側面図である。

第 5図は、この発明の他の実施例である、ラッピングフィルムを用いた超仕上げ装置を示す平面図である。

第 6図は、第 5図の一部を断面で示した同超仕上げ装置の背面図であ <έ? ₀

第 7図は、第 5図の一部を断面で示した同超仕上げ装置の要部側面図である。発明を実施するための最良の形態

第 1図ないし第 4図は、この発明の一実施例であるラッピングフィルムを用いた超仕上げ装置を示したものである。

図において、 1 は該超仕上げ装置の上部に設けられた水平な上面板で、この上面板 1 には、 2個のラッピングフィルム用の巻き取りリール 2， 3を同一水平面内に保持する回転軸 4， 5が、軸受 6 , 7 により回転自在に保持されている。これらの回転軸 4， 5の下端部には、外周部に断面 V字形の溝を備えた同径の従動摩擦輪 8 , 9 が、取り付けられている。

前記上面板 1 は、上記回転軸 4， 5から等距離の位置に、下向きに突出する枢支軸 1 0が設けられている。この枢支軸 1 0の下端部に回転自在に保持された平面コ形状の揺動部材 1 1 (第 3図）の両端部には、前記従動摩擦輪 8， 9 と係合し得る形状の駆動摩擦輪 1 2， 1 3が、中間軸 1 4， 1 5を介して、同じ歯数の従動歯車 1 6 , 1 7 とそれぞれ共軸状に取り付けられている。

1 9 は、垂直軸 1 8， 1 8によって、上記上面板 1 と平行に保持された中間板で、この中間板 1 9には、駆動軸 2 1を上向きにし、かつその軸線を前記枢支軸 1 0の軸線と一致するように配設された、駆動モータ 2 0が取り付けられている。上記駆動軸 2 1の上端に取り付けられた駆動歯車 2 2は、前記 2つの従動歯車 1 6， 1 7 と同時に嚙み合い、これにより、これらの従動歯車 1 6， 1 7 と同軸に取り付けられた上記駆動摩擦輪 1 2， 1 3を同じ方向に同じ回転数で回転する。

しかし、上記巻き取りリール 2， 3のいずれが駆動されるかどうかは、上記揺動部材 1 1のコ形状輪郭部内に配設された両口ッド形の駆動切り換え用シリンダ一 2 3による、口ッド 2 4の移動方向の切り換えによって決められる。

この切り換えは、例えば、巻き取られるラッピングフイルム 2 5 の最終端部に貼り付けられた反射テープからの反射光を、光電管（共に図示せず）によって検知したときに、上記シリンダー 2 3内の作動流体により、上記ロッド 2 4を、第 3図において左右いずれかの方向に移動して行なう。例えば、第 3図に示すように、上記ロッド 2 4が右側に移動されて、上記揺動部材 1 1が上記枢支軸 1 0の回りに反時計方向へ回転されている場合には、上記駆動摩擦輪 1 2 が上記従動摩擦輪 8に押圧されて、巻き取りリール 2を駆動するから、該巻き取りリール 2は、駆動されていない他方の巻き取りリ一ル 3からラッビングフイルム 2 5を巻き取る。

上記巻き取りリール 2 , 3 と共軸の上記従動摩擦輪 8， 9には、それらが上記駆動摩擦輪 1 2 , 1 3によって駆動されずに被駆動側となったときに、巻き取られるラッピングフィルム 2 5 に張力を与えるために、従動摩擦輪 8， 9の周面を設定された力で押圧するブレーキシリンダー 2 6 ， 2 6が設けられている。 2 7は巻き取りリ —ル 2 ， 3の間に配設された押圧シリンダーで、上記ラッピングフイルム 2 5は、この押圧シリンダ一 2 7のロッド 2 8先端に保持部材 2 9 aを介して取り付けられた、硬質ゥレタンゴムのような弾性押圧部材 2 9により、ワーク 3 0の被研磨面に押圧するように保持されている。

次に、この実施例の装置により口ッカ一アームのアール面を研磨する動作について説明する。

アール面（断面円弧状面） 3 0 aが形成された η ッカーアーム（ワーク） 3 0を、治具 3 1から上向きに突出する固定軸 3 2に嵌合し、ロッカーアーム 3 0の尾端を押圧部材 3 3によりストッパー 3

4に押し付け、治具 3 1 に対する関係が一定になるように保持する。この治具 3 1 は、減速機 3 6を介してサーボモータ 3 5により揺動される、垂直方向の揺動軸 3 7に取り付けられていて、サ一ボモータ 3 5が駆動されたとき、上記口ッカーアーム 3 0を、上記治具 3

1 と共に揺動中心〇のまわりに揺動する。

押圧シリンダー 2 7を作動して、上記口ッド 2 8の先端に取り付けられた上記弾性押圧部材 2 9を押し出し、従動側の巻き取りリ一ル 3から駆動側の巻き取りリール 2の方に巻き取られるラッビングフィルム 2 5を、上記ッカ一アーム 3 0のアール面 3 0 aに、設定された力で押圧する。

この状態で上記駆動モータ 2 0 と上記サ一ボモータ 3 5を駆動すると、上記駆動歯車 2 2により回転される巻き取りリール 2側の従動摩擦輪 8は、ブレーキシリンダー 2 6 の押圧作用を受けないが、従動側の巻き取りリール 3側の従動摩擦輪 9 は、上記ブレーキシリンダー 2 6の押圧作用を受けるため、上記移動されるラッピングフイルム 2 5は、ロッカーアーム 3 0がサ一ボモータ 3 5により揺動されるいずれの方向においても、いつも緊張状態に保たれて、上記ァ一ル面 3 0 aに研磨加工を施す。

このため、水平に保持されて揺動するロッカーアーム 3 0のァ一ル面 3 0 aは、短時間で能率良く所定の表面仕上げ度に研磨することができる。

ロッカーァ一厶 3 0 は、設定された回数だけ揺動された後、駆動モータ 2 0の駆動停止により、上記アール面 3 0 aが弾性押圧部材 2 9 と接触しない位置で停止される。この停止位置で、押圧部材 3 3による押圧作用を解除して、上記ロッカーアーム 3 0を固定軸 3 2から抜き取り、次の新しいロッカーアーム 3 0を固定軸 3 2 に取り付けて、押圧部材 3 3により、ロッカーアーム 3 0の尾端をストッパー 3 4 に押し付け、上記駆動モータ 2 0 とサ一ボモータ 3 5を再度駆動して、前記と同じ研磨作業を繰り返し行なう。

上記研磨作業の継続によりラッピングフィルム 2 5が終端に近付くと、該ラッピングフイルム 2 5の最終端部に貼り付けられた、図示しない反射テープからの反射光が、光電管（図示せず）によって検知される。すると該光電管からの出力により、上記シリンダー 2 3の口ッド 2 4は、第 3図に示す右方向への押圧から左方向への押圧に切り換えられて、上記揺動部材 1 1を枢支軸 1 0の回りに時計方向へ回転する。これにより、今迄従動摩擦輪 8を押圧駆動していた駆動摩擦輪 1 2は、駆動作用を解除されて、他方の駆動摩擦輪 1 3が別の従動摩擦輪 9を押圧駆動するから、上記巻取りリール 2 と 3の間において、駆動側と従動側（被駆動側）の切り換えが行なわれる。

上記光電管からの出力は、同時に 2つのブレーキシリンダ一 2 6， 2 6の各ロッドの押圧方向の切り換えをも行なうから、一.方向へのラッピングフイルム 2 5の巻き取りが完了すると、該ラッピングフイルム 2 5は、自動的に反対方向に巻き返され、未だ研磨能力を有するラッピングフィルム 2 ϋを繰り返し有劲に使用して、上記口ッカーアーム 3 0のアール面 3 0 aを、所定の表面仕上げ度に研磨することができる。

上記実施例では、アール面 3 0 aの研磨は、ラッピングフィルム

2 5を連続的に移動しながら行なう場合について説明したが、ラッビングフィルム 2 5は一定量送り出した後に停止し、ロッカーァーム 3 0を揺動させて、そのアール面 3 0 aを研磨するようにしてもよい。

また、ラッピングフィルム 2 5の、往動時に対する復動時の表面仕上げ度に懸念がある場合には、ロッカーアーム 3 0の揺動回数は、往動時に比し復動時の方を、若干多くなるように設定すればよい。第 5図ないし第 7図は、この発明の他の実施例を示したものである。前記実施例における上面板 1から下向きに設けられた筒状部材

3 8， 3 8はそれぞれ、垂直軸 1 8 , 1 8との間に装着されたスライドボール 3 9， 3 9により、各垂直軸 1 8に沿って上下方向に摺動可能に保持されている。

筒状部材 3 8， 3 8は、水平方向の連結部材 4 0 により連結されており、駆動モータ 2 0の駆動軸 2 1 は、連結部材 4 0に係止されかつ上端面が駆動歯車 2 2 のボス部 2 2 aの下面と当接する軸受 4 1 により、回転自在に保持されている。

駆動モータ 2 0内では、モータ軸 2 0 a とキーやねじなどにより一体に結合された管状部材 4 9内に、上記駆動軸 2 1の大部分が挿入されていて、上下方向に摺動可能な構成となっている。

管状部材 4 9は、軸受 4 3 , 4 3によって回転可能に保持されており、上記駆動軸 2 1の長さ方向に形成されたキ一案内溝 4 2には、軸受 4 3 , 4 3の間に装着された中空管 5 0の内面に当接し、上記管状部材 4 9 に保持された半月キー 4 4が係合していて、駆動軸 2 1 の長さ方向への移動が円滑に行なえるようになつている。

4 5 は口ッド 4 6を垂直下向きにした上下動シリンダ一で、該上下動シリンダー 4 5 , 4 5は、 L形部材 4 7 , 4 7によりそれぞれ筒状部材 3 8 ， 3 8の外側に取り付けられるとともに、それらの各口ッド 4 6の下端は中間板 1 9 に固定されている。このため、上記ロッド 4 6 ， 4 6に下向きの流体圧力が作用すると、下向きに移動できない各口ッド 4 6の代りに、上下動シリンダ一 4 5 , 4 5が上向きに移動される。この移動に伴ない、上下動シリンダー 4 5 ， 4 5が取り付けられた筒状部材 3 8 ， 3 8により、上面板 1 が上向きに移動されるだけでなく、該筒状部材 3 8 ， 3 8を連結する連結部材 4 0の軸受 4 1 により、駆動歯車 2 2を取り付けられた駆動軸 2 1 も同じ量だけ上向きに移動されるから、上面板 1の上下方向の移動時にも、駆動歯車 2 2 と従動歯車 1 6 , 1 7 との嚙み合いは、正常な状態に保たれる。

この実施例の装置では、前記実施例における減速機 3 6付きのサーボモータ 3 5が中間板 1 9 に一緒に保持されており、固定軸 3 2 に装着されたロッカーアーム 3 0を、治具 3 1 と共に揺動中心〇の回りに揺動する。 4 8は断面 U字形の研磨面を有する砥石車で、この砥石車 4 8は、ロッカーアーム 3 0の方に移動可能な構成となつていて、揺動されるロッカーアーム 3 0 に対して、揺動中心〇を中心とするアール面 3 0 aを形成する。

次に、この実施例の場合の動作について説明する。

第 5図に示す状態において、上記砥石車 4 8の回転と、治具 3 1 に保持された二点鎖線で示す口ッカーアーム 3 0の揺動とにより、ロッカーアーム 3 0 に所要半径のァ一ル面 3 0 aが形成されている間に、上下動シリンダー 4 5 ， 4 5の各口ッド 4 6に下向きの力を作用させて、押圧シリンダー 2 7のロッド 2 8の先端部に取り付けられた保持部材 2 9 aや弾性押圧部材 2 9などの一審下側の面が、上記治具 3 1のロッカーアーム 3 0や押圧部材 3 3などの一番上側の面より若干上側になる位 ιώまで、移動しておく。

上記砥石車 4 8によるアール面 3 0 aの形成が終ると、上記口ッ力一アーム 3 0は、上記アール面 3 0 aが砥石車 4 8と接触しない外側方向（第 5図において反時計方向）に揺動された位置で一旦停止された後、同じくサ一ボモータ 3 5により、上記アール面 3 0 a は、弾性押圧部材 2 9 と対向し得る位置まで回転される。この回転の停止と同時に、上記上下動シリンダ一 4 5 ， 4 5の各口ッド 4 6 に作用する流体圧力の方向が切り換えられて、上面板 1が元の高さ位置まで下降される。

この状態で押圧シリンダー 2 7を作動して、ロッド 2 8先端の弾性押圧部材 2 9 により、ラッピングフィルム 2 5を、上記アール面 3 0 aに設定された力で押圧する。

次いで、駆動モータ 2 0の駆動によって、ラッピングフィルム 2 5を一方向に移動しながら、サーボモータ 3 5により、ロッカーァーム 3 0を揺動中心〇の回りに設定された角度範囲で揺動させると、該ロッカーアーム 3 0に断面円弧状のアール面 3 0 aを形成する装置の揺動手段を共用して、砥石車 4 8により形成された直後のァール面 3 0 aに、ラッピングフィルム 2 5 による超仕上げを施すことができる。

この実施例の構成の装置によつて得られるその他の作用効果は、前記第 1図ないし第 4図に示される実施例について述べた場合と全く同じである。

なお、この実施例の装置において、砥石車 4 8を、その回転駆動手段と共に、ロッカーアーム 3 0 に対して進退可能に構成し、該砥石車 4 8を後退させた後に、治具 3 1を揺動中心 0の回りに時計方向に回転させ得るようにした場合には、上面板 1 の上下動手段は省略してもよい。

以上詳述したように、この発明の構成によれば、次のようなすぐれた作用効果を奏する。

(1) 一対のラッピングフィルム用巻き取りリ一ルの回転方向が、駆動切り換え用シリンダ一により切り換え制御されるように構成されているから、ラッピングフィルムの全砥粒面の有効利用が可能となり、被研磨面の研磨に使用されないで通過するラッピングフィルムの部分が全くなくなる。しかも、一つのラッピングフィルムが往復して何回も使用されることになるから、ラッピングフィルム自体の寿命も従来に比較して著しく長いものとなり、大幅な経費節減につながる。

(2) 従動側になった巻き取りリールの従動摩擦輪に、ブレーキシリンダ一による押圧力を作用させることができるから、揺動されるヮ一クの被研磨面に対して、緊張状態を保って移動されるラッビングフィルムにより、能率良く超仕上げ加工を施すことができる。

(3) 揺動されるワークの被研磨面に、超仕上げ加工を施すことができるため、該ワークを回転して被研磨面に超仕上げ加工を施す場合に起る、該被研磨面と接触しないで空送りされるラッピングフィルムの砥粒面の無駄がなくなり、この点でも、ラッピングフィルムの全砥粒面を研磨に有効に利用することができる。

(4) ラッピングフィルムの巻き取り端つまり終端が検出されたときに、揺動部材が枢支軸の回りに回転されて、巻き取りリールの駆動側の切り換えを行なうため、仕上げ条件によつて未だ十分に研磨能力が残存しているラッピングフィルムを、巻き戻し時にも、繰り返して研磨に使用することができる。

(5) ラッピングフィルムは、弾性押圧部によってヮ一クの被研磨面に押圧されるから、該被 rjf磨面が幅方向に若干湾曲している場合にも、被研磨面全体に研磨を施すことができる。

Claims

請求の範囲

1. 回転または往復回動されるワーク（30)の被研磨面（30 a) に、砥粒面を有するラッピングフィルムを用いて超仕上げ加工を施す超仕上げ装置において、

回転軸（4， 5) を介して回転可能に保持された、一対のラッピングフイルム用巻き取りリール（2， 3) と、

前記回転軸（4， 5) の一端部に取付けられた従動摩擦輪（8， 9) と、枢支軸（10)を介して揺動可能に保持された揺動部材（11)と、該揺動部材（11 )の両端部に回転可能に設けられ、前記従動摩擦輪（8， 9) と摩擦係合可能な駆動摩擦輪（12， 13) と、

該駆動摩擦輪（12， 13) を回転駆動する駆動手段と、

前記巻き取りリール（2， 3) に巻き取られるラッピングフイルム (25)の終端部を検知して、前記揺動部材（11)を 2位置間で揺動させる駆動切り換え手段と、

該駆動切り換え手段に連動して、被駆動側となった前記従動摩擦輪（8， 9) の制動を行なう制動手段と、

前記ラッピングフイルム（25)を前記ヮ一ク（30)の被研磨面（30a ) に対して押圧する押圧手段と、

を備えていることを特徴とするラッビングフイルムを用いた超仕上げ装置。

2. 前記ワーク（30)を揺動および回転可能に保持するワーク作動手段が設けられ、

該ワーク作動手段に対して、前記駆動手段、前記駆動切り換え手段および前記押圧手段が、上下方向に移動可能に構成されている請求の範囲第 1項記載のラッピングフィルムを用いた超仕上げ

3. 一対のラッピングフィル厶用巻き取りリール（2， 3 ) は、同じ面内に保持されるとともに、それらの回転軸（4， 5) の他端にそれぞれ従動摩擦輪（8， 9) が取り付けられ、

該従動摩擦輪（8， 9) は、回動可能な平面コ形状の揺動部材（11) の両端に配設の各従動歯卓（16， 17) とそれぞれ共軸に取り付けられた、駆動摩擦輪（12, 13) のいずれか一方により押圧され、

前記揺動部材（11)に保持される各従動歯車（16, 17) は、駆動モータ（20)により回転される駆動歯車（22)と嚙み合わされ、

前記揺動部材（11)のコ形状輪郭内には、巻き取られるラッピングフィルム（25)の最終端部が検出されたときに、該揺動部材（11) をその枢支軸（10)の回りに回転させる駆動切り換え用シリンダー (23)が配設され、

前記巻き取りリール（2， 3) 間には、巻き取られるラッピングフィルム（25)をワーク（30)の被研磨面（30a) の方に押圧する押圧シリンダー（24)に連結された弾性押圧部材（29)が設けられ、

各巻き取りリール（2, 3) は、巻き取られる側の従動摩擦輪（8， 9

) にラッピングフイルム（25)の緩みを防止するブレーキシリンダ一（26)が設けられている

ことを特徴とするラッピングフィルムを用いた超仕上げ装置。