(57)【要約】【課題】  ラッピングフィルムの位置ズレに起因する加工の不均一性、加工量の低下を防止し、寿命が長く、加工の均一性を長期にわたって維持できるラッピングフィルムとラッピング加工装置を提供する。【解決手段】  断面非真円の円弧状をしたワークＷの加工面を覆い、薄肉基材１１ａの一面に砥粒が設けられた長尺な帯状のラッピングフィルム１１と、ワークＷを回転駆動する回転駆動手段４０と、ワークＷを軸方向にオシレーションするオシレーション手段５０と、前記ラッピングフィルムの背面側に設けられた凹シューにより前記ラッピングフィルムの砥粒面をワークＷの加工面に押付ける凹シュー手段７０と、を有するラッピング加工装置であって、ラッピングフィルム１１の少なくとも一方の側端部を保持するフィルム保持機構９０を凹シュー手段７０に設けたことを特徴とする。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面非真円の円弧状をしたワークの加工面を覆い、薄肉基材の一面に砥粒が設けられた長尺な帯状のラッピングフィルムと、
前記ワークを回転駆動する回転駆動手段と、
前記ワークを軸方向にオシレーションするオシレーション手段と、
前記ラッピングフィルムの背面側に設けられた凹シューにより前記ラッピングフィルムの砥粒面をワークの加工面に押付ける凹シュー手段と、
を有するラッピング加工装置であって、
前記ラッピングフィルムの少なくとも一方の側端部を保持するフィルム保持機構を前記凹シュー手段に設けたことを特徴とするラッピング加工装置。
【請求項２】
前記フィルム保持機構は、前記ラッピングフィルムの少なくとも一方の側端部と、当該ラッピングフィルムの長手方向に送りを掛ける保持ローラとを凹凸嵌合したことを特徴とする請求項１に記載のラッピング加工装置。
【請求項３】
前記フィルム保持機構は、前記保持ローラを前記凹シューに、前記ラッピングフィルムの送り方向若しくはオシレーション方向の少なくとも一方に沿って複数個設けたことを特徴とする請求項２に記載のラッピング加工装置。
【請求項４】
前記フィルム保持機構は、前記オシレーション方向に沿って設けた前記保持ローラを相互に離間させる押圧力を付与する押圧機構を有することを特徴とする請求項２または３に記載のラッピング加工装置。
【請求項５】
前記フィルム保持機構は、前記ラッピングフィルムの送り方向に沿って設けた複数の前記保持ローラの回転を停止するストッパ機構を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のラッピング加工装置。
【請求項６】
前記フィルム保持機構は、前記ワークの加工前、前記ラッピングフィルムの送り方向に沿って設けた前記保持ローラを相互に反対方向に回転し、前記ラッピングフィルムにテンションを付与するテンション付与機構を有する請求項２〜５のいずれかに記載のラッピング加工装置。
【請求項７】
前記フィルム保持機構は、前記保持ローラの外周に等間隔で形成された突起が、前記ラッピングフィルムに形成された凹部に嵌合することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のラッピング加工装置。
【請求項８】
断面非真円の円弧状をしたワークの加工面を覆うように配置され、凹シューにより砥粒面をワークの加工面に押付けた状態で、当該ワークを回転すると共に軸方向にオシレーションし、前記ワークの加工面をラッピング加工する、長尺な帯状のラッピングフィルムであって、
前記凹シューの近傍に設けられた保持ローラの外周と凹凸嵌合する凹凸嵌合部を少なくとも一方の側端部に設けたことを特徴とするラッピングフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの加工面をフィルムラッピング加工（以下単にラッピング加工）する砥粒付きのラッピングフィルムと、ラッピング加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両のエンジン部品であるカムシャフトのカムロブ部やジャーナル部あるいはクランクシャフトのジャーナル部や揺動ピン部等のような断面円弧状の外周面を有するワークを仕上げ加工する場合は、最近、一面に砥粒が設けられた帯状をした長尺なラッピングフィルムを用いてラッピング加工している。
【０００３】
このラッピング加工は、ワークの加工面をラッピングフィルムで覆い、対向配置された凹シューによりラッピングフィルムを背面側から押圧し、ラッピングフィルムをワークに押付けた状態でワークに回転を与えると同時に、ワークを軸方向にオシレーション（振動）し、ラッピングフィルムの砥粒面でワークを加工する超仕上げ加工である（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００４】
このようなラッピング加工では、ワークの軸方向に沿う加工面の形状が中凹状になる傾向がある。ワークを軸方向に往復動させるオシレーションを行なうと、ラッピングフィルムの砥粒面は、往復動するワークのエッジ部からダメージを受けて砥粒が早く摩耗したり剥離することになる。砥粒の摩耗や剥離は、ワークのエッジ部が当るラッピングフィルムの両外側縁部で生じ、ラッピングフィルムの両外側縁部での作用砥粒数が中央部の作用砥粒数より少なくなる。この結果、ワークの加工面の除去量が両端部に比べて中央部が相対的に増加し、ワークの軸線方向に沿う加工面の形状が略中凹形状になる。
【０００５】
例えば、中凹形状に偏摩耗したカムロブ部を用いてバルブリフターを作動させると、カムロブ部に作用する各バルブリフターの荷重バランスが崩れ、各バルブリフターが均一に作動せず、エンジンの作動特性が変化する虞がある。
【０００６】
また、ワーク加工面の中凹形状は、顕微鏡などにより拡大視すると、所定の曲率半径を有するきれいな円弧ではなく、比較的大きな凹部間に小さい凸部が複数存在する凹状であり、加工面に要求される所望の真直度や面粗度を得ることはできない。
【０００７】
ラッピングフィルムに関しても、ワークをオシレーションすると、これに追随して幅方向に位置ズレする虞がある。ラッピング加工では、ワークとラッピングフィルムの相対的な移動により加工量が決まるので、ラッピングフィルムがオシレーションにより幅方向に位置ズレすれば、加工量が少なくなる。
【０００８】
これを防止するために、ラッピングフィルムの背面にバックコーティングし、シューによる制動力を高めているが、ラッピングフィルムの位置ズレによりバックコーティング自体が摩耗することになり、制動力が低下し、シュー凹部への巻き込み、送り方向への不必要な送り出しが生じ、加工の不均一性、加工量の低下が生じ、製品品質が低下する虞がある。
【特許文献１】特開平７−２３７１１６号公報（図１、図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、ラッピングフィルムの位置ズレに起因する加工の不均一性、加工量の低下を防止し、加工の均一性を長期にわたって維持できる、コスト的に有利なラッピング加工装置とラッピングフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明に係るラッピング加工装置は、断面非真円の円弧状をしたワークの加工面を覆い、薄肉基材の一面に砥粒が設けられた長尺な帯状のラッピングフィルムと、前記ワークを回転駆動する回転駆動手段と、前記ワークを軸方向にオシレーションするオシレーション手段と、前記ラッピングフィルムの背面側に設けられた凹シューにより前記ラッピングフィルムの砥粒面をワークの加工面に押付ける凹シュー手段と、を有するラッピング加工装置であって、前記ラッピングフィルムの少なくとも一方の側端部を保持するフィルム保持機構を前記凹シュー手段に設けたことを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成する本発明に係るラッピングフィルムは、断面非真円の円弧状をしたワークの加工面を覆うように配置され、凹シューにより砥粒面をワークの加工面に押付けた状態で、当該ワークを回転すると共に軸方向にオシレーションし、前記ワークの加工面をラッピング加工する、長尺な帯状のラッピングフィルムであって、前記凹シューの近傍に設けられた保持ローラの外周と凹凸嵌合する凹凸嵌合部を少なくとも一方の側端部に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した本発明に係るラッピング加工装置では、ラッピングフィルムの少なくとも一方の側端部をフィルム保持機構により保持するので、ワークの軸方向オシレーション時に、ラッピングフィルムの加工部分に生じる位置ズレを防止できる。この結果、位置ズレに起因する加工の不均一性を防止し、長期にわたって良好な加工の維持、製品品質の向上を図ることができる。
【００１３】
上記のように構成した本発明に係るラッピングフィルムでは、保持ローラの外周と凹凸嵌合する凹凸嵌合部を有しているので、凹シューと接する背面側に設ける、滑り止めとしてのダイアモンド電着加工やバックコーティングが不要となり、ラッピングフィルム自体のコストを低減できる。また、ズレなく確実に送られ、弛みによる加工不良あるいは加工の不均一性を防止でき、長期にわたって良好な加工の維持できることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１はラッピング加工装置の概略図、図２は図１の２−２線に沿う概略断面図で、同ラッピング加工装置の上下アーム閉状態を示し、図３は同上下アームの開状態を示す概略断面図、図４は本実施形態のワークを示し、（Ａ）は同ワークの斜視図、（Ｂ）は同ワークの要部説明図である。なお、ワークの軸線方向（図１で左右方向）をＸ方向、Ｘ方向に直交する水平方向（図１で紙面直交方向）をＹ方向、Ｘ方向に直交する鉛直方向（図１で上下方向）をＺ方向と定義する。
【００１６】
図１,２においてラッピング加工装置１について概説すれば、非伸縮性でかつ変形可能な薄肉基材の一面に砥粒が設けられたラッピングフィルム１１と、ラッピングフィルム１１の背面側に配置され、先端部の形状がワークＷの回転方向に中凹状とされたシュー３（以下、凹シュー３）により、ラッピングフィルム１１の砥粒面をワークＷに押付ける凹シュー手段７０と、ワークＷを回転駆動する回転駆動手段４０と、ワークＷを軸線方向にオシレーションするオシレーション手段５０と、を有しており、ラッピングフィルム１１、凹シュー手段７０は、ワークＷであるカムシャフト６０の軸線方向に複数設けられた各カムロブ部６１を個々にラッピング加工するように設けられている。
【００１７】
なお、ワークＷとしては、図４Ａに示すカムシャフト６０を挙げることができ、このカムシャフト６０におけるカムロブ部６１が加工面となる。カムロブ部６１は、図４Ｂに示すように、全体的には、略卵状をした非真円の円弧状の周面を有しており、ベースサークルをなすベース部ｄ、カムのリフトを定めるトップ部ａ、トップ部ａの両側に連続し、エンジンのバルブを開き始めたり、閉じ始めたりするイベント部ｂ１，ｂ２、ベース部ｄからイベント部ｂ１，ｂ２へのアプローチをなすランプ部ｃ１，ｃ２の複数の部位を備え、軸心Ｏ（回転中心）から加工面までの半径は部位ごとに変化している。
【００１８】
各部の曲率半径は、ベース部ｄは一定であるが、イベント部ｂ１，ｂ２はほぼ直線的であるため非常に大きく、トップ部ａは比較的小さく、カムロブ部６１では、トップ部ａで最も摩擦力が発生することになる。
【００１９】
ここに、「非真円の円弧状」とは、回転中心から一の部位までの半径が他の部位までの半径と異なる円弧形状をいい、楕円形状や、図示したカムロブ部６１のような卵形状が含まれることはもちろんのこと、外形は円形状であるが回転中心が円中心から偏心したものも含まれる。
【００２０】
さらにラッピング加工装置１につき詳述する。図１において、回転駆動手段４０は、主軸４１を回転自在に支持するヘッドストック４２と、主軸４１の先端に設けられかつワークＷであるカムシャフト６０の一端を把持するチャック４３と、主軸４１にベルト４４を介して連結された主軸モータＭ１と、カムシャフト６０の他端を支持するセンタ４５を備えたテールストック４６と、を有している。
【００２１】
カムシャフト６０は、主軸モータＭ１の回転がベルト４４および主軸４１を介して伝達され、主軸モータＭ１の回転速度を変えることにより、ワーク回転速度が所望の速度に設定され、加工中におけるワークＷの回転位置は、主軸４１に取付けられたロータリエンコーダＳ１により検出される。
【００２２】
ヘッドストック４２とテールストック４６は、それぞれＹ方向に沿ってスライド移動自在なテーブル４７と４８上に設けられ、これらテーブル４７、４８は、Ｘ方向に沿ってスライド移動自在なテーブル４９上に載置されている。
【００２３】
オシレーション手段５０は、テーブル４９の端面に当接する偏心回転体５１と、偏心回転体５１を回転駆動するオシレーション用モータＭ２と、テーブル４９の端面を偏心回転体５１に常時当接させるばね等の弾性手段５２と、を有している。
【００２４】
オシレーションの速度Ｖｏは、モータＭ２の回転速度を変えることにより所望の速度（たとえば、１０Ｈｚ）に設定され、振幅は、オシレーション用モータＭ２の軸心に対する偏心回転体５１の偏心量に基づいて設定される。本実施形態では、偏心量は約１ｍｍ程度であり、オシレーションの幅は約２ｍｍ程度である。オシレーションに伴うカムシャフト６０のＸ方向位置の変化は、偏心回転体５１の回転位置を検出するロータリエンコーダＳ２を偏心回転体５１の軸に取付け、検出する。
【００２５】
なお、偏心回転体５１の偏心量の調整は、例えば調整プレート（図示せず）の挿入枚数を変えるなどの公知の手段を併用してもよい。
【００２６】
図５は凹シュー部分の概略図、図６は図５の６−６線に沿う概略断面相当図である。
【００２７】
凹シュー３は、例えば、金属、セラミック、あるいは耐油性、耐水性に優れた硬質ウレタン樹脂（例えば、ポリエーテル系のウレタンエラストマー用プレポリマー）等により構成されている。
【００２８】
凹シュー３の先端部の形状は、図５に示すように、中央に凹状部分３ｂが形成され、凹状部分３ｂと滑らかに連続するように、揺動ピン２９を通る中心線を対称軸として左右対称の断面凸状の円弧面３ａが形成されている。したがって、各凹シュー３がカムロブ部６１の加工面に押し付けられると、ラッピングフィルム１１を介してではあるが、カムロブ部６１の加工面とはそれぞれ２点での線接触となり、上下の凹シュー３をカムロブ部６１に押し付けると、合計４点でカムロブ部６１と接触することになり、カムロブ部６１は安定的に回転することになる。なお、本明細書では、凹シュー３がラッピングフィルム１１を介してワークＷの加工面と間接的に当接することを「接触」と略称することがある。
【００２９】
凹シュー３の軸方向幅Ｍは、図６に示すように、ワークＷが軸方向にオシレーションしても凹シュー３から逸脱しないように、ワークＷの加工面の幅ｗ１にオシレーション幅ｗ０を考慮して決定されている。
【００３０】
一方、ラッピングフィルム１１は、種々のタイプがあるが、本実施形態では、薄肉基材１１ａが非伸縮性の高い材料、たとえば、厚さが２５μｍ〜１３０μｍ程度のポリエステルなどから構成され、この基材の内面には、数μｍ〜２００μｍ程度の粒径を有する多数の砥粒（具体的には、酸化アルミニウム、シリコンカーバイト、ダイアモンドなどからなる）が接着剤により均一に取付けられている。
【００３１】
このラッピングフィルム１１は、図２,３に示すように、図上上部の供給ローラ１５から引き出され、上アーム２２の先端に設けられた一対の第１ガイドローラＲ１と、上アーム２２の内方位置に取付けられている第２ガイドローラＲ２と、下アーム２３の内方位置に取付けられている第３ガイドローラＲ３と、下アーム２３の先端に設けられた一対の第４ガイドローラＲ４などにガイドされ、巻取りローラ１６に巻き取られる。
【００３２】
巻取りローラ１６にはモータＭ３が連結され、モータＭ３を作動し巻取りローラ１６を回転すると、供給ローラ１５からラッピングフィルム１１が順次繰り出される。ラッピングフィルム１１の繰り出し量は、巻取りローラ１６の軸に取付けられたロータリエンコーダＳ３により回転量を検出することにより行なう。なお、ラッピングフィルム１１のテンションは、供給ローラ１５および巻取りローラ１６の近傍に設けられたロック装置（図示せず）とモータＭ３の作動により付与される。
【００３３】
対をなす上アーム２２と下アーム２３は、支持ピン２４を中心としてＺ方向に相対的に開閉自在とされ、上アーム２２の後端部には、油圧あるいは空圧などにより作動する流体圧シリンダ２５の一端がピン連結され、下アーム２３の後端部にはロッド２６の先端がピン連結されている。
【００３４】
流体圧シリンダ２５によりロッド２６を伸ばすと、上下のアーム２２、２３は、図２に示す閉状態となり、縮めると、図３に示す開状態となる。上下のアーム２２、２３の支持ピン２４を中心とする回動は、ラッピングフィルム１１と共に行なわれ、閉じ回動により凹シュー３がラッピングフィルム１１を介してカムロブ部６１に当接され、開き回動によりカムロブ部６１と凹シュー３との当接が解除される。
【００３５】
なお、上記モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４およびロータリエンコーダＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、ＣＰＵやメモリを主体とするコントローラ２００（図１参照）に接続されている。コントローラ２００は、ロータリエンコーダＳ１、Ｓ２、Ｓ３の検出結果を監視しつつ、モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を制御し、ラッピング加工装置１の加工時および加工停止時の各構成の動作を制御している。
【００３６】
このように引き出されたラッピングフィルム１１は、供給ローラ１５から巻取りローラ１６まで導かれるが、その途中は単にガイドローラにより案内されるのみであり、ワークＷを加工する部分において幅方向に力が作用すると、位置ズレを規制するものはない。また、幅Ｌに関しても、図６に示すように、ワークＷの加工面の幅ｗ１と、オシレーションの幅ｗ０（約２ｍｍ）と、余裕代δとを考慮して決定されているが、装置のコンパクト化あるいはコスト的な問題から不必要に大きくすることもできない。
【００３７】
したがって、ラッピングフィルム１１は、オシレーション時のように、ワークＷの加工部分において横方向から力が作用する、位置ズレを起こす虞がある。
【００３８】
ワークＷを軸方向にオシレーションすると、ワークＷと砥粒との接する距離が長くなり、ワークＷに対する単位時間あたりの作用砥粒数は増大し、加工時間が短縮し、ワークの加工効率を高めることができる。しかし、ラッピング加工によりワーク加工面を成形する場合には、機械加工が完了したままの、カムロブ部６１の両側端部が略９０度のエッジ部を有するワークＷを加工することになり、このエッジ部がラッピングフィルム１１に当り、砥粒４の剥離や脱落が生じ、またオシレーション時に軸方向に大きな力が作用し、この力によりラッピングフィルム１１が位置ズレを起こす虞がある。位置ズレを起こすと、前記作用砥粒数が減少し、加工量が低下し、不均一な加工となる。
【００３９】
このため、本実施形態では、ラッピングフィルム１１の位置ズレを防止するために、凹シュー手段７０にラッピングフィルム１１を位置固定的に保持するフィルム保持機構９０を設けている。
【００４０】
図７は本実施形態の凹シュー手段の概略図、図８は図７の８−８線に沿う概略平面図、図９は図７の９−９線に沿う概略断面相当図である。
【００４１】
凹シュー手段７０は、図７に示すように、シューケース２８を有しているが、このシューケース２８は、図２，３に示すように、アーム２２、２３の先端部に設けられた凹部２７内でばね３３により昇降変位可能に設けられている。なお、シューケース２８は、モータ駆動されるカムによりばね付勢された押圧棒を昇降させる移動手段（不図示）により凹部２７内で昇降変位するようにしてもよい。この場合には、前記揺動ピン２９は、各アーム２２、２３と長孔嵌合となる。
【００４２】
図７において、シューケース２８内には、凹シュー３が揺動ピン２９を中心としてワークＷの回転に伴って揺動するように支持されているが、この凹シュー３にフィルム保持機構９０が設けられている。
【００４３】
このように凹シュー３の直近位置にフィルム保持機構９０を設けると、加工部分の直近位置でラッピングフィルム１１を保持でき、ラッピングフィルム１１の位置ズレを容易に防止できるのみでなく、凹シュー手段７０の全体構造もよりコンパクトにでき、好ましいものとなる。しかも、従来のラッピングフィルム１１では、薄肉基材１１ａの他面に、凹シュー３との間の滑りを防止するため、ゴムあるいは合成樹脂等の抵抗材料（図示せず）をバックコーティングするか、あるいは滑り止め加工しているが、本実施形態のようにフィルム保持機構９０によりラッピングフィルム１１を保持すれば、凹シュー３の直近位置でラッピングフィルム１１を保持でき、このような滑り防止加工が不要となり、コスト的に極めて有利となる。
【００４４】
さらに詳述すれば、フィルム保持機構９０は、ラッピングフィルム１１をガイドしつつ送りかつ固定的に保持する一対の保持ローラ９１と、保持ローラ９１の回転を制御するストッパ機構９３と、保持ローラ９１相互間の間隔が狭まるのを防止する押圧機構９７と、を有している。
【００４５】
保持ローラ９１は、図７，９に示すように、凹シュー３の両側にそれぞれ２個ずつ、合計４個設けられている。各保持ローラ９１は、同一の外径を有し、凹シュー３から突出された軸９２にそれぞれ回転可能に支持されているが、凹シュー３を間にして対向する一対の保持ローラ９１は同軸的に設けられている。
【００４６】
各保持ローラ９１は、いわば歯車状をしており、外周面には突起ｔが等間隔に多数形成されている。なお、保持ローラ９１の外周面の一部は、凹シュー３の円弧面３ａの沿った形状を有している。突起ｔは、図８に示すように、ラッピングフィルム１１の両側端部に形成された通孔あるいは凹部（以下、凹部ｒと総称する）と嵌合している。
【００４７】
このように突起ｔと凹部ｒが嵌合すれば、ラッピングフィルム１１をセットする時、凹シュー３の先端部の凹形状に沿った形状にセットし易く、加工する上からは好ましいものとなる。
【００４８】
また、保持ローラ９１を回転すると、ラッピングフィルムの幅方向両側で突起ｔと凹部ｒが嵌合しつつラッピングフィルムの両側での送りを均等に掛けることができるので、凹シュー３の先端部の凹状部分３ｄでラッピングフィルム１１に弛みが生じることなく送ることができ、位置ズレして凹シューに巻き込まれたり、無駄に送り出されたりすることがなく、加工の不均一性を防止できる。
【００４９】
したがって、ラッピングフィルム１１は、送り方向あるいはオシレーション方向のいずれの場合も、確実に保持されることになるので、位置ズレによる加工の不均一性を確実に防止し、長期にわたって良好な加工を維持できる。
【００５０】
なお、完全でなくある程度加工の均一性が保たれればよい場合は、保持ローラ９１は、必ずしも凹シュー３の両側にそれぞれ２個ずつ設けることはなく、一側のみに２個設けるかあるいは対向する一対のもののみとしてもよい。つまり、ラッピングフィルム１１の長手方向である送り方向あるいは幅方向であるオシレーション方向のいずれか一方に複数個設けてもよい。
【００５１】
ストッパ機構９３は、凹シュー３の側面における両保持ローラ９１間やや下方位置に設けられ、油圧あるいは空圧などの流体圧により作動されるアクチュエータ９４と、アクチュエータ９４により直線的に往復動されるロッド９５の先端に設けられた裁頭円錐台状の係合部材９６と、を有している。
【００５２】
このストッパ機構９３は、ラッピングフィルム保持機能とテンション付与機能とを有することになる。例えば、アクチュエータ９４によりロッド９５を突出し、係合部材９６の鋭角的に張り出された尖端部９６ａを両保持ローラ９１の突起ｔ間に入り込ませると、突起ｔと係合し、保持ローラ９１の回動が阻止されることになり、ラッピングフィルム１１が位置固定的に保持される。
【００５３】
また、アクチュエータ９４がロッド９５を突出し、尖端部９６ａが突起ｔを介して保持ローラ９１を相互に反対方向に回動すると、両保持ローラ９１間のラッピングフィルム１１がぴんと張ることができ、所定のテンションを付与することもできる。
【００５４】
したがって、本実施形態のストッパ機構９３は、ラッピングフィルム１１の保持機能とテンション付与機能とを発揮することになり、これら機能を発揮するものを別々に設ける場合に比し極めてコンパクトな機構となる。ただし、本発明は、これのみに限定されるものではなく、ラッピングフィルム１１の保持と、ラッピングフィルム１１のテンション付与とをそれぞれ別の機構で行なってもよいことはいうまでもない。
【００５５】
押圧機構９７は、図９に示すように、凹シュー３の先端部近傍に形成された貫通孔３ｃ内に一対のピン９８とコイルばね９９を設けることにより構成されている。コイルばね９９の弾性力は、ピン９８を介して両保持ローラ９１間の間隔を押し拡げるので、両保持ローラ９１間の間隔が狭まることによるラッピングフィルム１１の弛みが防止され、ラッピングフィルム１１を幅方向においてぴんと張った状態に維持する。
【００５６】
なお、ピン９８の先端は、回転する保持ローラ９１との摩擦を低減するため、球形状とするかあるいはＤＬＣ（Diamond-Like-Carbon）などの低摩擦コーティングを施すことが好ましい。
【００５７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００５８】
まず、各カムロブ部６１に対応する両押圧アーム２２，２３がそれぞれ開の状態で、モータＭ３を作動すると、巻取りローラ１６が回転してラッピングフィルム１が送りローラＲにガイドされ、所定量移動し、凹シュー３の部分には新規な砥粒面のラッピングフィルム１１セットされる。
【００５９】
供給ローラ１５近傍に設けられたロック装置をロックし、モータＭ３を作動すると、ラッピングフィルム１にはある程度のテンションが付与される。
【００６０】
一方、ワークＷの加工位置近傍では、フィルム保持機構９０のストッパ機構９３が、アクチュエータ９４の作動により係合部材９６の尖端部９６ａが保持ローラ９１の突起ｔ間に入り込み、保持ローラ９１の回動を阻止し、ラッピングフィルム１１を位置固定的に保持する。これにより、ラッピングフィルム１１は、凹シュー３の先端部の凹状部分３ｂに沿った状態で保持される。
【００６１】
また、押圧機構９７では、コイルばね９９によりピン９８が両保持ローラ９１に向って突出され、両保持ローラ９１間の間隔が狭まらないようにする。これによりラッピングフィルム１１の幅方向の弛みが防止される。
【００６２】
この状態で巻取りローラ１６近傍のロック装置をロックすると、ラッピングフィルム１１は、弛みなく取付けられる。
【００６３】
ヘッドストック４２とテールストック４６との間にワークＷであるカムシャフト６０をセットし、流体圧シリンダ２５を作動すると、両押圧アーム２２，２３は閉じ、これに伴ってラッピングフィルム１１が、ワークＷの各カムロブ部６１上にセットされ、砥粒面が凹シュー３により所定の押付け力でワークＷの加工面である各カムロブ部６１に押付けられる。
【００６４】
モータＭ１を作動すると、ワークＷが回転し、各加工面は、ラッピングフィルム１１の砥粒面によりラッピング加工される。また、モータＭ２を作動すると、偏心回転体５１が弾性手段５２の弾発力に抗して回転し、テーブル４９をＸ方向に往復動させ、ワークＷをＸ方向にオシレーションする。
【００６５】
ワークＷを軸中心に回転すると、ワークＷに押し付けられている凹シュー３は、非真円の円弧状の周面を有するカムロブ部６１に倣って進退移動しながら揺動ピン２９を中心に揺動しつつ、ラッピングフィルム１１の砥粒面でラッピング加工を行なう。なお、カムシャフト６０は、多数のカムロブ部６１を有しているが、これらが一斉にラッピング加工される。
【００６６】
一方、オシレーションすると、ワークＷと砥粒との接する距離が長くなり、ワークＷに対する単位時間あたりの作用砥粒数は増大し、加工時間が短縮し、ワークの加工効率を高めることができる。
【００６７】
加工中、本実施形態では、凹シュー３の直近位置でフィルム保持機構９０がラッピングフィルム１１を保持しているので、ラッピングフィルムの位置ズレが抑制される。
【００６８】
例えば、ワークＷをオシレーションすると、凹シュー３を間に対向して設けられた保持ローラ９１の突起ｔが凹部ｒに嵌合し、ラッピングフィルムの幅方向両側を保持するので、オシレーション方向でのラッピングフィルムの位置ズレが確実に防止される。また、ラッピングフィルム１１の送り方向に関しても同様に位置ズレが防止される。
【００６９】
したがって、ラッピングフィルム１１が加工抵抗により送り方向に位置ズレして凹シュー３に巻き込まれたり、無駄に送り出されたりすることはなく、ラッピングフィルム１１の位置ズレによる加工の不均一性が確実に防止される。したがって、作用砥粒数の減少、加工量の低下もなく、良好な状態で均一なラッピング加工が行なわれる。
【００７０】
加工が完了すると、モータＭ１，Ｍ２が停止し、ワークＷを交換して、新たなワークＷの加工を行なう。そして、所定個数のワークＷが加工されると、ラッピングフィルム１１に送りを掛け、新たな面で加工を行なう。
【００７１】
このラッピングフィルム１１の送りにおいても、ラッピングフィルム１１は、幅方向両側で突起ｔと凹部ｒが嵌合しつつ均等に送りを掛けることができるので、ラッピングフィルム１１が位置ズレすることはない。
【００７２】
また、ストッパ機構９３のアクチュエータ９４がロッド９５を突出すると、尖端部９６ａが突起ｔを介して保持ローラ９１を相互に反対方向に回動し、両保持ローラ９１間のラッピングフィルム１１が送り方向でぴんと張ることもでき、テンション不足の場合には、これにより所定のテンションが付与された状態にすることができる。
【００７３】
上述したように、本実施形態によれば、ラッピングフィルム１１の送り方向若しくはオシレーション方向の少なくとも一方に沿って複数個の保持ローラ９１を設けると、ラッピングフィルム１１の送り方向の位置ズレあるいはラッピングフィルム１１のオシレーション方向の位置ズレを抑制できる。
【００７４】
保持ローラ９１の間隔が狭くならないように押圧機構９７により保持ローラ９１を押し拡げれば、ラッピングフィルム１１に張力を与えることができ、ラッピングフィルム１１の撓みによる加工不良あるいは加工の不均一性を防止し、位置ズレもさらに抑制できる。
【００７５】
ワーク加工中、ストッパ機構９３により保持ローラ９１を固定すれば、ラッピングフィルム１１が加工抵抗によりラッピングフィルム１１の送り方向に位置ズレし、凹シュー３に巻き込まれたり、無駄に送り出されることがなく、加工の不均一性を防止し、安定した加工を安価に行なうことができる。
【００７６】
ワークの加工前に、テンション付与手段によりラッピングフィルム１１を送り方向に牽引し、テンションを付与すれば、ラッピングフィルム１１が弛むことによる加工不良あるいは加工の不均一性を防止でき、ラッピングフィルム１１のズレをさらに防止できる。
【００７７】
保持ローラ９１の外周突起ｔがラッピングフィルム１１の凹部ｒに嵌合すると、ラッピングフィルム１１が凹シュー３に対し位置決めされるので、ワーク加工中でのラッピングフィルム１１のズレが確実に防止され、テンションも付与し易く、ラッピングフィルム１１の弛みによる加工不良あるいは加工の不均一性を防止でき、長期にわたって良好な加工の維持、製品品質の向上を図ることができる。
【００７８】
保持ローラ９１の外周突起ｔが嵌合する凹部ｒを有するラッピングフィルム１１であれば、ラッピングフィルム自体がズレなく確実に送られるので、従来滑り止めとしてラッピングフィルム１１に施していたダイアモンド電着加工やバックコーティングが不要となり、ラッピングフィルム自体のコストを低減できる。
【００７９】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、上述した実施形態では、凹シュー３の先端部をワークの軸方向に平坦な形状としているが、ワークＷによってはカムロブ部６１を中凸形状に成形することがある。例えば、カムシャフトにより直接バルブリフターを作動させる直動式の動弁システムでは、カムシャフトとバルブリフターとの間に作用する摩擦力が、燃費に直接影響することから、最も摩擦力が発生するカムロブ部のトップ部付近を中凹形状とすると、カムロブ部の中心部分にバルブリフターの荷重が掛かり、好ましいことから、カムロブ部を中凸状に成形することがある。
【００８０】
このようなワークＷを成形する場合には、凹シュー３の先端部をワークの軸方向に円弧状凹形状とし、この形状に沿った形状にワークＷを成形する。
【００８１】
本発明は、凹シュー３の先端部の形状がワークの軸方向に平坦なもののみでなく、円弧状凹形状としたものにも適用することもできる。
【００８２】
また、前記実施形態では、保持ローラ９１に突起ｔが、ラッピングフィルム１１に凹部ｒが形成されているが、逆であってもよく、突起ｔと凹部ｒにより凹凸嵌合部を形成するものであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、自動車用エンジンに使用されるカムシャフトのカムロブ部を成形するラッピング加工に適している。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】ラッピング加工装置の概略図である。
【図２】図１の２−２線に沿う概略断面図で、同ラッピング加工装置の上下アーム閉状態を示す概略断面図である。
【図３】同上下アームの開状態を示す概略断面図である。
【図４】本実施形態のワークを示し、（Ａ）は同ワークの斜視図、（Ｂ）は同ワークの要部説明図である。
【図５】図１に示すシュー部分の概略図である。
【図６】図５の６−６線に沿う概略断面相当図である。
【図７】本実施形態の凹シュー手段の概略図である。
【図８】図７の８−８線に沿う概略平面図である。
【図９】図７の９−９線に沿う概略断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
３…凹シュー、
３ｂ…凹シューの凹部、
１１…ラッピングフィルム、
１１ａ…薄肉基材、
４０…回転駆動手段、
５０…オシレーション手段、
７０…凹シュー手段、
９０…フィルム保持機構、
９１…保持ローラ、
９３…ストッパ機構（テンション付与機構）、
９７…押圧機構、
ｒ…凹部、
ｔ…突起、
Ｗ…ワーク。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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