(57)【要約】      （修正有）【課題】ラッピングフィルムの砥粒密度分布を変えることにより、ワークの加工面の軸方向の形状の創生と加工面の軸方向全体の面粗度の低減とを、バランス良く実行することが可能なラッピング加工方法および装置を提供する。【解決手段】断面非真円の円弧状の加工面６２を有する回転するワークＷに、薄肉基材の一面に砥粒が設けられ且つ搬送経路を送られるラッピングフィルム１１の砥粒面１２を位置させ、背面側からシュー７０により押圧し、その状態下でワークＷを回転駆動するラッピング加工方法において、前記ラッピングフィルムの搬送経路内に設けた研削力分布付与機構３に通すことにより前記砥粒面のワークの軸方向での研削力が異なる分布を前記砥粒面に付与し、その後に前記砥粒面を前記ワークの加工面に押し付けてラッピング加工を施す。【選択図】図１
2008155354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面非真円の円弧状の加工面を有する回転するワークに、薄肉基材の一面に砥粒が設けられ且つ搬送経路を送られるラッピングフィルムの砥粒面を位置させ、このラッピングフィルムを背面側からシューにより押圧することにより前記砥粒面を前記加工面に向けて押圧し、その状態下でワークを回転駆動することによりラッピング加工を施すラッピング加工方法において、
前記ラッピングフィルムの搬送経路内に設けた研削力分布付与手段に通すことにより前記砥粒面のワークの軸方向での研削力が異なる分布を前記砥粒面に付与し、
その後に前記砥粒面を前記ワークの加工面に押し付けてラッピング加工を施す、ことを特徴とするラッピング加工方法。
【請求項２】
前記研削力分布付与手段により、前記砥粒面のワークの軸方向での研削力が少なくとも中央部分と両側端部分とで異なる分布を前記砥粒面に付与する、ことを特徴とする請求項１に記載のラッピング加工方法。
【請求項３】
前記研削力分布付与手段により、前記砥粒面のワークの軸方向での研削力が中央部に比べ両側端部分が高い分布を前記砥粒面に付与する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のラッピング加工方法。
【請求項４】
前記研削力分布付与手段として、ワークの軸方向に並設され且つ頂部を結ぶ包絡面が前記砥粒面に対する作用面を形成する複数個の可動片を用いる、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のラッピング加工方法。
【請求項５】
前記複数個の可動片の突出量を独立に調整して、それらの可動片の頂部を結ぶ包絡面を前記ラッピングフィルムの前記砥粒面に当接させ、前記研削力の分布を前記砥粒面に付与する、ことを特徴とする請求項４に記載のラッピング加工方法。
【請求項６】
断面非真円の円弧状の加工面を有するワークに、薄肉基材の一面に砥粒を設けて砥粒面が形成されたラッピングフィルムを、搬送経路に通して送り、前記砥粒面をワークの前記加工面上に位置させる搬送手段と、
前記搬送経路の途中に設けられ、前記ラッピングフィルムにおける前記砥粒面の前記ワークの軸方向での研削力が異なる分布を前記砥粒面に付与する研削力分布付与手段と、
前記ラッピングフィルムの背面側に位置し、前記ラッピングフィルムを前記ワークに押圧するシューと、
前記ラッピングフィルムが前記ワークに押圧された状態下で前記ワークを回転する回転駆動手段と、を含む、
ことを特徴とするラッピング加工装置。
【請求項７】
前記研削力分布付与手段は、前記砥粒面の前記ワークの軸方向での研削力が少なくとも中央部分と両側端部分とで異なる分布を前記砥粒面に付与する、ことを特徴とする請求項６に記載のラッピング加工装置。
【請求項８】
前記研削力分布付与手段は、前記砥粒面の前記ワークの軸方向での研削力が中央部に比べ両側端部分が高い分布を前記砥粒面に付与する、ことを特徴とする請求項６または７に記載のラッピング加工装置。
【請求項９】
前記研削力分布付与手段は、ワークの軸方向に並設され且つ頂部を結ぶ包絡面が前記砥粒面に対する作用面を形成する複数個の可動片から構成されている、ことを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載のラッピング加工装置。
【請求項１０】
前記研削力分布付与手段の前記複数個の可動片の突出量を独立に調整して、それらの可動片の頂部を結ぶ包絡面の形状を可変にする制御手段を有する、ことを特徴とする請求項９に記載のラッピング加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの加工面を砥粒付きのフィルム（ラッピングフィルム）によりラッピング加工するラッピング加工方法およびラッピング加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、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、ラッピング加工されている。
【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、上下に対向配置されたシューでラッピングフィルムを背面側から加圧し、ラッピングフィルムをワークに押し付けた状態でワークに回転を与え、ラッピングフィルムの砥粒面でワークを加工するマイクロフィニッシュによる超仕上げ加工である。
【０００４】
このラッピング加工によるワークの加工面の形状と面粗度は、ワークの作用面の摩擦の大小に直結する。特に自動車用エンジンの動弁システムにおける、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ものでは、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、この摩擦力の低減が求められる。そこで燃費向上のため、最も摩擦力が発生するカムロブ部のノーズトップの形状を、ワークの軸方向で所定の湾曲率の凸形状とすることが行われる（たとえば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２１２０７５号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ラッピング加工は、ハードシューの先端部の形状をワークの軸方向で所定の湾曲面に形成しておき、この形状をマイクロフィニッシュ工程によってワークに転写する方法であるので、ワークの加工面の軸方向の形状の創生と加工面の軸方向全体の表面粗さ（面粗度）の低減とをバランス良く行うことは、非常に困難である。すなわち、カムロブ部のノーズトップ内に当たり難い場所ができることが避けられず、それによりカムロブ部全体の面粗度が上がらないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ワークの加工面の軸方向の形状の創生と加工面の軸方向全体の面粗度の低減とを、バランス良く実行することが可能なラッピング加工方法およびラッピング加工装置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】
【０００７】
本発明は、断面非真円の円弧状の加工面を有する回転するワークに、薄肉基材の一面に砥粒が設けられ且つ搬送経路を送られるラッピングフィルムの砥粒面を位置させ、このラッピングフィルムを背面側からシューにより押圧することにより前記砥粒面を前記加工面に向けて押圧し、その状態下でワークを回転駆動することによりラッピング加工を施すラッピング加工方法において、前記ラッピングフィルムの搬送経路内に設けた研削力分布付与手段に通すことにより前記砥粒面のワークの軸方向での研削力が異なる分布を前記砥粒面に付与し、その後に前記砥粒面を前記ワークの加工面に押し付けてラッピング加工を施す、ことを特徴とするラッピング加工方法である。
【０００８】
また本発明は、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークに、薄肉基材の一面に砥粒を設けて砥粒面が形成されたラッピングフィルムを、搬送経路に通して送り、前記砥粒面をワークの前記加工面上に位置させる搬送手段と、前記搬送経路の途中に設けられ、前記ラッピングフィルムにおける前記砥粒面の前記ワークの軸方向での研削力が異なる分布を前記砥粒面に付与する研削力分布付与手段と、前記ラッピングフィルムの背面側に位置し、前記ラッピングフィルムを前記ワークに押圧するシューと、前記ラッピングフィルムが前記ワークに押圧された状態下で前記ワークを回転する回転駆動手段と、を含む、ことを特徴とするラッピング加工装置である。
【０００９】
本発明において、上記の砥粒面のワークの軸方向での研削力が異なる箇所は、砥粒面の一部に設けてもよく、あるいは砥粒面の全域に設けてもよい。また研削力が異なる分布は、研削力が連続的に変化する場合、または段階的に変化する場合のいずれでもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るラッピング加工方法およびラッピング加工装置によれば、研削力分布付与手段の作用によりラッピングフィルムの砥粒面にワーク軸方向での研削力が異なる分布が付与され、この砥粒面により、所望する加工面の軸方向の高低変化に応じた形状のラッピング加工が行われる。このため、ワークの加工面の軸方向で高所となるべき部分は、砥粒面の低研削力の部分で少なく加工され、また、低所となるべき部分は、砥粒面の高研削力の部分で大きく低減されて加工される。この結果としてワークの加工面は所望する形状に形成される。例えば中央部分に比べ両側端部分が高研削力の砥粒面を有するラッピングフィルムを用いることで、加工面を中凸状のいわゆるクラウニング形状に形成することができる。
【００１１】
本発明による上記の作用は、シューの形状による作用とは別の、独立した働きとして営まれる。このため、シューに特別な形状を付与しなくても、ワークの加工面の軸方向の形状の創生と、加工面の軸方向全体の面粗度の低減とを、バランス良く実行することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るラッピング加工方法の加工状態を示し、（Ａ）はラッピング加工状態の要部を示す側面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本実施形態では、ワークＷとして、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、断面非真円の円弧状の加工面６２を有するもの、たとえば、カムロブ部６１を有するカムシャフト６０であり、機械加工などにより成形されたものを使用する。
【００１４】
なお、本明細書における「断面非真円の円弧状」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。
【００１５】
このカムロブ部６１は、まず、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により覆われた状態でマイクロフィニッシュ加工機にセットされ、その上下に対向配置されたシュー７０により、当該ラッピングフィルム１１の背面側から、所定の加圧力で押圧される。ラッピングフィルム１１は、薄肉基材の一面に砥粒が設けられて形成された砥粒面１２（図２参照）を有し、この砥粒面１２が回転するワークＷに押し付けられて、ラッピング加工が施される。
【００１６】
図３は、シュー７０の形状を示したもので、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。ここで使用されるシュー７０は、図３（Ａ）に示す側面図で見て、ラッピングフィルム１１に当接する側（先端部７３）の部分の中央に凹部７４を有するシューであり、図１（Ａ）に示すように、支持軸である揺動ピン２９を中心として揺動可能に支持されている。このシュー７０は、比較的柔軟なソフトシューではなく、固いハードシューである。また、シュー７０の先端部７３におけるラッピングフィルム１１との当接面の形状は、図３（Ｂ）正面図のように遥動ピン２９の軸方向と直交する方向から見てフラットとなっており、遥動ピン２９の軸方向、すなわちワークの軸方向には凹凸が無い。
【００１７】
上記ラッピングフィルム１１は、搬送手段２の一構成要素である搬送ガイド、つまりガイドローラＲ１、Ｒ２、Ｒ４を含んで構成される搬送経路を経て、ワークＷの加工面６２に移行される。このラッピングフィルム１１の搬送経路の途中には、ワークＷより上流部において、搬送ガイドと兼用の形で、上記ラッピングフィルム１１の砥粒面１２に研削力が異なる分布を与える研削力分布付与機構３が設けられており、これにラッピングフィルム１１を図４のごとく通過させて、図５に略示するように、砥粒面１２の幅方向（搬送方向に直交する方向）の中央部分で研削力が小、両側端部で大、という研削力の分布を、砥粒面１２に与える。これにより、砥粒面１２のワークＷの軸方向での研削力の分布を、図２に示すような分布、すなわち中央部分Ｅ１に比べ両側端部分Ｅ２で研削力が高い分布にした後、ワークＷの加工面６２に移行させ、ラッピング加工に供する。図１（Ａ）では、ガイドローラＲ１の箇所に搬送ガイドと兼用する形で研削力分布付与機構３が設けられている。
【００１８】
ここでの研削力分布付与機構３は、ラッピングフィルム１１における砥粒面１２のワークＷの軸方向での砥粒密度が、図２のごとく中央部分に比べ両側端部分で高密度である砥粒密度分布となるように、砥粒面１２の砥粒を脱離させ、砥粒数の粗密状態を作り、研削力に差をつける働きをするものである。この具体的な構成として、研削力分布付与機構３は、図６に示すように、ワークＷの軸方向に並設され且つ軸方向と直交する方向に変位可能に設けられた複数個の可動片４を有し、それらの可動片４の頂部を結ぶ包絡面により、ラッピングフィルム１１の砥粒面１２と接触する作用面５が構成される。また研削力分布付与機構３は、これら各可動片４の突出量を独立に調整して、それらの可動片４の頂部を結ぶ包絡面の形状を可変にする制御装置６（制御手段）を有する。図６の例では、複数個の可動片４のうちの両側端部分における可動片４ａの頂部が突出量の少ない低位に、また中央部分における可動片４ｂの頂部が突出量の多い高位になるように制御されている。
【００１９】
本実施形態では、研削力が異なる分布を付与する方法として、砥粒密度を異ならせたが、他の方法により研削力を異ならせても良い。たとえば、砥粒の先端部を摩減させ、砥粒の切れ味を落とすことによって研削力を異ならせても良い。あるいは、砥粒面の目詰まりによりチップポケットを少なくし、研削力を低下させることにより、研削力を異ならせても良い。
【００２０】
図４に示すように、この実施形態の場合、並置された可動片４の全体幅、つまり、研削力分布付与機構３の作用面５がラッピングフィルム１１に対向し接触する幅（作用幅）Ｄは、ラッピングフィルム１１の幅Ｌより短くなっており、図４から分かるように、丁度ラッピングフィルム１１の幅Ｌの中央に研削力分布付与機構３の作用幅Ｄが位置する関係になっている。従って、図５に示すように、ラッピングフィルム１１の砥粒面１２は、その中央部分Ｅ１（＝Ｄ）の領域のみが上記研削力分布付与機構３の中凸状の作用面５と接触してダメージを受け、研削力が低下する。一方、上記中凸状の作用面５と接触しなかった残りの両側端部分Ｅ２の領域は、砥粒がダメージを受けないままの状態で残り、研削力を維持する。また上記研削力分布付与機構３の作用面５は制御装置６により中凸状に設定されているので、上記の中央部部分Ｅ１の領域内では、その中央から両側にかけて徐々にダメージが小さくなり、研削力については、その中央から両側にかけて徐々に研削力が大きくなる。
【００２１】
上記研削力分布付与機構３を通過した後、ラッピングフィルム１１は、ワークＷへ移行され、その加工面６２上に位置される。このときのラッピングフィルム１１は、砥粒面１２のワークＷの軸方向での砥粒密度の分布が、図２に示すように、ワークＷの軸方向において中央部分Ｅ１が低密度（粗）で、両側端部分Ｅ２が高密度（密）とされている。
【００２２】
このように中央部分に比べ両側端部分が高砥粒密度のラッピングフィルム１１を用いると、相対的ではあるが、砥粒面１２における低砥粒密度の中央部分では研削量が少なく、これに比し、高砥粒密度の両側端部では研削量が多くなる。このため、ワークＷの軸方向での砥粒密度分布が均一な従来の砥粒面を用いた場合に比べ、ワークＷの中央部よりも両側端部におけるラッピング加工の度合が強くなる。この結果、図７に示すように、ワークＷとしてのカムロブ部６１の加工面６２は、軸方向に中高状となる形状（クラウニング形状）にラッピング加工される。
【００２３】
［ラッピング加工装置］
次に、前記方法に使用する具体的なラッピング加工装置について説明する。
【００２４】
図８はラッピング加工装置の概略図、図９は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、図１０は同上下アームの開状態を示す概略断面図、図１１（Ａ）はラッピング加工されるワークＷの一例であるカムシャフトを示す斜視図、図１１（Ｂ）は同カムシャフトのカムロブ部６１の各部位の説明図である。
【００２５】
なお、前記図１に示す部材と共通する部材には同一符号を付すこととし、また、説明の便宜上、カムシャフト６０の軸線方向（図８において左右方向）をＸ方向、Ｘ方向に対して直交する水平方向（図８において紙面に直交する方向）をＹ方向、Ｘ方向に対して直交する鉛直方向（図８において上下方向）をＺ方向とする。
【００２６】
図８〜図１０において、ラッピング加工装置１は、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砥粒面１２が形成さ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ラッピングフィルム１１の砥粒面１２をワークＷに押し付けるラッピング加工用の一対のシュー７０と、ワークＷを回転駆動する回転駆動ユニット４０と、ワークＷおよびラッピングフィルム１１のうちの少なくとも一方にワークＷの軸線方向に沿うオシレーションを付与するオシレーションユニット５０と、を有し、回転するワークＷの加工面６２にラッピングフィルム１１を押圧しラッピング加工を施している。前記シュー７０は、軸２９を中心に回動自在に保持されるとともにラッピングフィルム１１を介して加工面６２に複数箇所で当接する凹状先端部７３を有する凹シューから構成されている（図１（Ａ）参照）。
【００２７】
上記一対のシュー７０は、その先端部７３をワークＷに向け、ワークＷを挟むように上下に対向して配置されている。
【００２８】
ここでワークＷとしては、図１１（Ａ）に示すように、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の外周面が、ラッピング加工を施す加工面６２となる。
【００２９】
このカムロブ部６１は、図１１（Ｂ）に示すように、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の複数の部位を有し、軸心Ｏ（回転中心）から加工面６２までの半径は部位ごとに変化している。また、ベース部ｄは曲率半径が一定であるが、イベント部ｂ１、ｂ２はほぼ直線的であるため曲率半径が非常に大きく、トップ部ａは曲率半径が比較的小さくなる。このため、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ので、本来的にはこのトップ部ａがクラウニング形状であればよい。
【００３０】
さらに、ラッピング加工装置１につき詳述する。図８において、前記回転駆動ユニット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の先端に連結されカムシャフト６０の一端を把持するチャック４３と、主軸４１にベルト４４を介して接続される主軸モータＭ１と、カムシャフト６０の他端を支持するセンタ４５を備えるテールストック４６と、を有している。
【００３１】
カムシャフト６０は、主軸モータＭ１の回転動がベルト４４および主軸４１を介して伝達されて回転駆動される。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る。主軸４１には、加工中におけるワークＷの回転位置を検出するロータリエンコーダＳ１が取付けられている。
【００３２】
ヘッドストック４２およびテールストック４６のそれぞれは、Ｙ方向に沿ってスライド移動自在なテーブル４７、テーブル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上に配置されている。カムシャフト６０をヘッドストック４２とテールストック４６との間にセットしたり、カムシャフト６０を加工位置に移動したりするために、各テーブル４７、４８、４９が移動される。
【００３３】
前記オシレーションユニット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、を有している。オシレーションユニット５０には、テーブル４９の端面と偏心回転体５１とを常時当接させるためにテーブル４９を偏心回転体５１に向けて押圧する弾発力を付勢するバネなどの弾性手段５２が設けられている。オシレーション用モータＭ２の回転速度を変えることにより、オシレーション速度が所望の速度（たとえば、１０Ｈｚ）に設定される。
【００３４】
オシレーションの振幅は、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定まる。
【００３５】
なお、偏心回転体５１の偏心量は、たとえば調整プレート（図示せず）の挿入枚数を変えるなどの公知の手段により調整自在となっている。偏心回転体５１の軸には、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が取付けられている。また、図８中の符号「２００」は、ラッピング加工装置１の作動を制御するコントローラである。
【００３６】
前記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、基材が非伸縮性の高い材料、たとえば、板厚が２５μｍ〜１３０μｍ程度のポリエステルなどから構成され、この基材の一面には、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）が接着剤により取付けられ、砥粒面１２を形成している。一方、基材の他面には、シュー７０に対する滑り止めのため、ゴムあるいは合成樹脂等からなる抵抗材料（図示せず）を取付けるバックコーティングか、場合によっては滑り止め加工が施されている。
【００３７】
図９および図１０において、ラッピングフィルム１１はその搬送経路を経てワークＷの加工面６２へと送られる。このラッピングフィルム１１には砥粒が基材の一面に全面にわたって接着されており、その後に研削力分布付与機構３を通過することで、希望する図２に示す砥粒密度分布の砥粒面１２とされる。
【００３８】
まず、ラッピングフィルム１１は、供給リール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、巻取りリール１６に巻き取られる。巻取りリール１６にはモータＭ３が接続されている。モータＭ３を作動し巻取りリール１６を回転すると、供給リール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の繰り出し量を検出するために、巻取りリール１６の軸には、回転量を検出するロータリエンコーダＳ３が取付けられている。供給リール１５および巻取りリール１６の近傍にはロック装置（図示せず）が設けられ、このロック装置の作動によりラッピングフィルム１１全体に所定のテンションが付与される。なお、上記供給リール１５、第１ガイドローラＲ１、第２ガイドローラＲ２、第３ガイドローラＲ３、第４ガイドローラＲ４、巻取りリール１６、およびモータＭ３により、上記ラッピングフィルム１１の搬送手段２が構成される。
【００３９】
上記搬送経路の途中、正確には、ワークＷより上流側の第１ガイドローラＲ１が設けられている箇所に、図６で説明した、複数個の可動片４を有し且つそれらの突出量が制御装置６で調整され設定されるように構成された研削力分布付与機構３が設けられている。この研削力分布付与機構３を通過することにより、ラッピングフィルム１１の砥粒面１２には、ワークＷの軸方向での砥粒密度の分布が、相対的に中央部分Ｅ１で低密度（研削力の低下が大）、両側端部分Ｅ２で高密度（研削力の低下が小）となる。これにより、ラッピングフィルム１１の砥粒面１２は、ワークＷの軸方向の砥粒密度分布が、ワークＷの中央部に比べ両側端部分が高密度の砥粒密度分布となる。
【００４０】
この後、このラッピングフィルム１１は搬送手段２によりワークＷへ移行ないし搬送され、ワークＷの加工面６２上に位置されて、ラッピング加工に供される。すなわち、シュー７０で、上記ラッピングフィルム１１をその背面側から加工面６２に向けて押圧し、その状態下でワークＷを回転駆動することにより、ラッピング加工が施される。
【００４１】
前記対をなす上アーム２２および下アーム２３は、シュー７０を配置する先端部がＺ方向に相対的に開閉自在となるように、支持ピン２４に回動自在に支持されている。上アーム２２の後端部には、油圧あるいは空気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の後端部にはピストンロッド２６の先端がピン連結されている。ピストンロッド２６を突出すると、上下のアーム２２、２３は、支持ピン２４を中心として先端部が閉じ回動し、図９に示す閉状態となる。一方、ピストンロッド２６を後退させると、上下のアーム２２、２３は、図１０に示す開状態となる。上下のアーム２２、２３の回動は、ラッピングフィルム１１と共に行なわれ、閉じ回動によりシュー７０がラッピングフィルム１１を介してカムロブ部６１に当接し、開き回動によりカムロブ部６１とシュー７０との当接を解除する。
【００４２】
前記シュー７０は、ワークの回転軸方向に凹凸の無い、いわゆるフラットシューであり、カムロブ部６１の加工面６２とは円弧状の２点での線接触となる。上下のシュー７０によりカムロブ部６１は４点支持されることから、当該カムロブ部６１を安定的に回転させることができる。
【００４３】
シュー７０は、首を振るフローティング運動が自在になるように、揺動ピン２９を介してシューケース２８に保持されている。シューケース２８は、上下のアーム２２、２３の先端部に形成した凹部２７の中に、ワークＷに対して進退移動自在に収納され、外側面が凹部２７の内側面にガイドされながら移動する。シューケース２８の背面には、圧縮コイルバネからなるワーククランプ用バネ３３が配置され、このワーククランプ用バネ３３の弾発力でシュー７０が付勢され、ラッピングフィルム１１を介して加工面６２に押し付けられる。上下の揺動ピン２９は、カムシャフト６０の軸心Ｏ（図１１（Ｂ））を通る線上に位置し、シュー押し付け力が効果的にラッピングフィルム１１に作用するようにしてある。
【００４４】
［ラッピング加工方法］
次に、前記ラッピング加工装置を用いるラッピング加工方法について説明するが、必要に応じ、このラッピング加工を第１工程とし、この後に第２工程としてソフトシューを用いた仕上げ加工を行うこともできる。
【００４５】
ラッピング加工は、まず、ヘッドストック４２とテールストック４６との間にカムシャフト６０をセットする。そして、流体圧シリンダ２５を作動し、ピストンロッド２６を突出すると、上下のアーム２２、２３が閉じ回動し、ラッピングフィルム１１をカムロブ部６１の加工面６２上にセットする。
【００４６】
上下のアーム２２、２３が開状態の間に、モータＭ３を作動して巻取りリール１６を回転する。ラッピングフィルム１１は、所定量移動し、新規な砥粒面１２が加工面６２上にセットされる。供給リール１５近傍に設けられたロック装置をロックし、巻取りリール１６を回転すると、ラッピングフィルム１１に所定のテンションが付与され、巻取りリール１６近傍のロック装置をロックすると、所定のテンションが付与された弛みのないラッピングフィルム１１となる。
【００４７】
カムロブ部６１をクランプすると、ハードシュー７０がワーククランプ用バネ３３に付勢され、カムロブ部６１に押し付けられ、ラッピングフィルム１１の砥粒面１２が加工面６２に押し付けられる。そして、オシレーションユニット５０によりカムシャフト６０を軸方向にオシレーションしつつ、回転駆動ユニット４０によりカムシャフト６０を回転すると、ハードシュー７０がカムロブ部６１に倣って進退移動しながらラッピング加工が行なわれる。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。
【００４８】
上記のラッピング加工に先立ち、ラッピングフィルム１１は研削力分布付与機構３を通過する。その際、そのラッピングフィルム１１の砥粒面１２におけるワークＷの軸方向での砥粒密度の分布が、相対的に中央部で低密度、両側端部分で高密度となるダメージを受ける。これにより、ラッピングフィルム１１の砥粒面１２は、ワークＷの軸方向の砥粒密度分布が、ワークＷの中央部に比べ両側端部分が高密度の砥粒密度分布となる。この後、このラッピングフィルム１１は搬送手段２によりワークＷへ移行ないし搬送され、ワークＷの加工面６２上に位置されて、上記のラッピング加工に供される。
【００４９】
前記カムシャフト６０は、機械加工が完了した状態のものであり、カムロブ部６１の両側端部は略９０度のエッジ部を有しており、また、ハードシュー７０は、図１（Ｂ）に示すように先端部７３が平坦な形状となっている。このハードシュー７０を用いてラッピング加工が行なわれる。シュー７０の箇所において、ラッピングフィルム１１は背面側から押圧されて、その砥粒面１２がカムロブ部６１の加工面６２に圧接する。一方、砥粒面１２は上記したように、中央部に比べ両側端部の砥粒密度が高い砥粒密度分布に設定されている。このため、砥粒面１２の両側端部における高砥粒密度の部分では、加工面６２に与える加工度合が大きく、中央部の低砥粒密度の部分では加工面６２に与える加工度合が小さい。従って、ワークＷが回転駆動されることにより、上記砥粒密度の分布を持つラッピングフィルム１１により、ワークの加工面６２の軸方向形状が中凸状に加工される。
【００５０】
上記実施形態では、ワークＷの加工面６２の軸方向形状を中凸状のいわゆるクラウニング形状にする場合について説明したが、狙いとするワークＷの加工面６２の軸方向形状が中凹状（図１２（ａ）参照）の場合にも適用することができる。この場合には、砥粒面１２におけるワークＷの軸方向での砥粒密度分布を、図２とは逆に、ワークＷの軸方向において中央部分Ｅ１が高密度（密）で、両側端部分Ｅ２が低密度（粗）のものにする。このように中央部分に比べ両側端部分が低砥粒密度の砥粒面１２とする場合には、研削力分布付与機構３として、図１２（ｂ）に示すように、面圧調整要素である可動片４の突出量のワークＷの軸方向での分布、つまり作用面５の形状を、ワークＷの軸方向において中央部分Ｅ１が低位（低）で、両側端部分Ｅ２が高位（高）としたものを用いる。
【００５１】
また、上記実施形態では、研削力分布付与機構３の作用面である作用面５の幅Ｄをラッピングフィルム１１の幅Ｌよりも小さく（Ｄ＜Ｌ）としたが、同程度の幅（Ｄ＝約Ｌ）にすることもできる。
【００５２】
また上記実施形態では、シュー７０の形状として、凹部７４を有するシューを用いたが、それとは反対に凸部を有し、ワークに対して１箇所で押圧する凸形状のシューを用いることもできる。
【００５３】
更にまた、シュー７０は、上記実施形態では、先端部７３の押圧面におけるワークＷの軸方向での形状が平坦なもの（図１（Ｂ）参照）を例にして説明したが、シュー７０の先端部７３の形状はこれに限定されない。ワークの加工面の軸方向形状を中凸状としたい場合には、図１３に示すように、ワークＷの軸方向で凹面の形状の先端部を有するシューを用いることができる。また、ワークの加工面の軸方向形状を中凹状としたい場合には、ワークＷの軸方向で凸面の形状の先端部を有するシューを用いることができる。これらの形態によれば、シューの凹面または凸面による押圧作用が、上記砥粒面のラッピング加工作用に加重的に働くため、軸方向に中凸状または中凹状の加工面を効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態にかかるラッピング加工方法を示したもので、（Ａ）はラッピング加工状態の要部を示す側面図、（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】図１で用いたラッピングフィルムの砥粒面における砥粒密度の分布を示した図である。
【図３】図１で用いたシューを示したもので、（Ａ）はシュー近傍の側面図、（Ｂ）は正面図である。
【図４】本発明のラッピング加工方法におけるダメージ付与の形態例を示した部分断面図である。
【図５】本発明におけるラッピングフィルムの砥粒面の研削力低下の分布を例示した図である。
【図６】本発明における研削力分布付与機構の構成例を示した概略図である。
【図７】本発明のラッピング加工方法で得ようとする加工面が凸形状であるワークの一部を示した断面図である。
【図８】本発明のラッピング加工装置の概略図である。
【図９】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１０】同上下アームの開状態を示す概略断面図である。
【図１１】（Ａ）はラッピング加工されるワークの一例であるカムシャフトを示す斜視図、（Ｂ）は同カムシャフトのカムロブ部各部位の説明図である。
【図１２】本発明の他の実施形態を示したもので、（ａ）は得ようとする加工面が凹形状のワークの一部を示した断面図、（ｂ）はその加工面を得る研削力分布付与機構の構成例を示した概略図である。
【図１３】本発明のラッピング加工方法の更に他の実施形態を示した部分断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１    ラッピング加工装置、
２    搬送手段、
３    研削力分布付与機構、
４    可動片、
５    作用面、
６    制御装置、
１１    ラッピングフィルム、
１２    砥粒面、
１５    供給リール、
１６    巻取りリール、
２２    上アーム、
２３    下アーム、
２４    支持ピン、
２５    流体圧シリンダ、
２６    ピストンロッド、
２７    凹部、
２８    シューケース、
２９    揺動ピン、
３３    ワーククランプ用バネ、
４０    回転駆動ユニット、
４１    主軸、
４２    ヘッドストック、
４３    チャック、
４４    ベルト、
４５    センタ、
４６    テールストック、
４７、４８、４９    テーブル、
５０    オシレーションユニット、
５１    偏心回転体、
５２    弾性手段、
６０    カムシャフト、
６１    カムロブ部、
７０    シュー、
７３    先端部、
７４    凹部、
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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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