(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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