(57)【要約】【課題】  カムロブ部などの断面非真円の円弧状の加工面を有するワークに対してラッピング加工を施す際に、加工面の面粗度を均質化する。【解決手段】  ラッピング加工装置１は、ラッピングフィルム１１と、シュー２１と、シューをワークＷに向けて押付けてラッピングフィルムの砥粒面をワークに押付けるシュー押付けユニット３０と、ワークを回転駆動する回転駆動ユニット４０と、ワークに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、ワークの回転位置を検出するロータリエンコーダＳ１と、コントローラ１００と、を有する。コントローラは、加工中におけるワークの回転位置に応じて、シュー押付け力、ワーク回転速度、および、オシレーション速度のうちの少なくとも１つを可変制御し、ワークの加工面における単位周長当たりの加工量を均一化する。【選択図】図１０
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【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ワークに対してラッピング加工を施すラッピング加工装置であって、
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と、
前記ラッピングフィルムの背面側に配置されたシューと、
前記シューをワークに向けて押付けて、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記ワークに押付けるシュー押付け手段と、
前記ワークを回転駆動する回転駆動手段と、
前記ワークおよび前記ラッピングフィルムのうちの少なくとも一方に前記ワーク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手段と、
前記ワークの回転位置を検出する検出手段と、
加工中におけるワークの回転位置に応じて、シュー押付け力、ワーク回転速度、および、オシレーション速度のうちの少なくとも１つを可変制御する制御手段と、を有し、
前記ワークの加工面における単位周長当たりの加工量を均一化することを特徴とするラッピング加工装置。
【請求項２】
前記ワークの前記加工面は、カムシャフトにおけるカムロブ部の外周面である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】
前記シュー押付け手段は、シュー押付け力を調整する調整手段を含み、
前記制御手段は、前記カムロブ部のイベント部を加工するときのシュー押付け力が、他の部位を加工するときのシュー押付け力に比べて大きくなるように、前記調整手段の作動を制御する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】
前記調整手段は、前記シューを前記カムロブ部に向けて押付ける方向の力を前記シューに付勢する第１付勢手段と、前記シューを前記カムロブ部から離反させる方向の力を前記シューに付勢する第２付勢手段と、を含んでいることを特徴とする請求項３に記載のラッピング加工装置。
【請求項５】
前記第１付勢手段は流体圧力を作用させる部材を含み、前記第２付勢手段は電磁石の吸引力を作用させる部材を含んでいることを特徴とする請求項４に記載のラッピング加工装置。
【請求項６】
前記シューは、中空形状を有していることを特徴とする請求項５に記載のラッピング加工装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記カムロブ部のイベント部を加工するときのワーク回転速度が、他の部位を加工するときのワーク回転速度に比べて遅くなるように、前記回転駆動手段の作動を制御する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８】
前記制御手段は、前記カムロブ部のイベント部を加工するときのオシレーション速度が、他の部位を加工するときのオシレーション速度に比べて速くなるように、前記オシレーション手段の作動を制御する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９】
前記シューは、首振り自在に保持され、前記ラッピングフィルムを介して前記ワークの加工面に複数箇所で当接する凹状先端部を有する凹シューである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１０】
前記ラッピングフィルムは、非伸縮性でかつ変形可能である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１１】
断面非真円の円弧状の加工面を有するワークに向けてラッピングフィルムの背面側に配置されたシューを押付けて、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記ワークに押付けた状態で、前記ワークを回転駆動するとともに前記ワークおよび前記ラッピングフィルムのうちの少なくとも一方に前記ワークの軸線方向に沿うオシレーションを付与しつつラッピング加工を施すラッピング加工方法であって、
前記ワークの回転位置を検出手段により検出し、加工中におけるワークの回転位置に応じて、シュー押付け力、ワーク回転速度、および、オシレーション速度のうちの少なくとも１つを可変制御し、前記ワークの加工面における単位周長当たりの加工量を均一化することを特徴とするラッピング加工方法。
【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ラッピングフィルム（以下単にフィルムと称することもある）によりフィルムラッピング加工（以下単にラッピング加工）するラッピング加工装置およびラッピング加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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ラッピングフィルムにより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、このフィルムを背面からシューで加圧し、フィルムをワークに押付けた状態でワークを回転しながらフィルムの砥粒面でワークを加工する。ラッピング加工装置は、シューをフィルムを介してワークに押付ける機構のほか、ワークを回転駆動する機構や、ワークおよびラッピングフィルムのうちの少なくとも一方にワーク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機構を有している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来のラッピング加工装置では、ラッピング加工中においては、シュー押付け力、ワーク回転速度、および、オシレーション速度は一定とされている。
【０００５】
ここで、加工面が断面非真円形状のワークの場合には、ワークの軸心（回転中心）から加工面までの半径が部位ごとに異なっている。例えば、カムシャフトにおけるカムロブ部は、ベースサークル（基準円）をなすベース部、カムのリフトを定めるトップ部、ベース部からトップ部にかけて伸びるイベント部などの複数の部位を備え、ワークの軸心から加工面までの半径は、ベース部終端からトップ部に向かうにつれて長くなっている。
【０００６】
角速度が一定の場合には周速度は半径に比例して変化することから、ワーク回転速度が一定の場合には、加工面における単位周長当たりのフィルムと外周面との接触時間が、部位ごとに異なっている。さらに、加工面に対するフィルムの接触面圧も、部位ごとに異なる状況にある。
【０００７】
したがって、カムロブ部の加工面における単位周長当たりの加工量が不均一となり、その結果、加工面の面粗度が均一にならないという問題がある。特に、イベント部における面粗度が、トップ部やベース部における面粗度に比べて悪い。このイベント部はエンジンのバルブを開き始めたり、閉じ始めたりする重要な部位であるため、面粗度が悪いとバルブの円滑な作動に支障を来す虞がある。
【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】
【０００８】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、ワークの加工面における単位周長当たりの加工量の均一化を図り、もって、加工面の面粗度を均質化し得るラッピング加工装置およびラッピング加工方法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】
【０００９】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１０】
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対してラッピング加工を施すラッピング加工装置であって、
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と、
前記ラッピングフィルムの背面側に配置されたシューと、
前記シューを押付けて、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記ワークに押付けるシュー押付け手段と、
前記ワークを回転駆動する回転駆動手段と、
前記ワークおよび前記ラッピングフィルムのうちの少なくとも一方に前記ワーク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手段と、
前記ワークの回転位置を検出する検出手段と、
加工中におけるワークの回転位置に応じて、シュー押付け力、ワーク回転速度、および、オシレーション速度のうちの少なくとも１つを可変制御する制御手段と、を有し、
前記ワークの加工面における単位周長当たりの加工量を均一化することを特徴とするラッピング加工装置である。
【００１１】
また、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークに向けてラッピングフィルムの背面側に配置されたシューを押付けて、前記ラッピングフィルムの砥粒面を前記ワークに押付けた状態で、前記ワークを回転駆動するとともに前記ワークおよび前記ラッピングフィルムのうちの少なくとも一方に前記ワークの軸線方向に沿うオシレーションを付与しつつラッピング加工を施すラッピング加工方法であって、
前記ワークの回転位置を検出手段により検出し、加工中におけるワークの回転位置に応じて、シュー押付け力、ワーク回転速度、および、オシレーション速度のうちの少なくとも１つを可変制御し、前記ワークの加工面における単位周長当たりの加工量を均一化することを特徴とするラッピング加工方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るラッピング加工装置およびラッピング加工方法によれば、カムシャフトのカムロブ部のように断面非真円の円弧状の加工面を有するワークであっても、ワークの加工面における単位周長当たりの加工量の均一化を図ることができ、もって、加工面の面粗度を均質化し得るという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るラッピング加工装置１を示す概略構成図、図２は、ラッピング加工装置１に開閉自在に設けられた上下のアーム２２、２３の閉状態を示す概略断面図、図３は、上下のアーム２２、２３の開状態を示す概略断面図、図４は、ラッピング加工装置１の要部を示す断面図である。図５は、オシレーションに伴うカムシャフト位置の説明に供する図、図６は、シュー押付けユニット３０の構成と等価の構成を示す概念図、図７は、シュー押付け力Ｐの変化の説明に供する図である。また、図８（Ａ）は、ラッピング加工されるワークとしてのカムシャフト６０の一例を示す斜視図、図８（Ｂ）は、カムシャフト６０のカムロブ部６１における各部位の説明に供する図である。なお、説明の便宜上、カムシャフト６０の軸線方向（図１において左右方向）をＸ方向と定義し、Ｘ方向に対して直交する水平方向（図１において紙面に直交する方向）をＹ方向と定義し、Ｘ方向に対して直交する鉛直方向（図１において上下方向）をＺ方向と定義する。
【００１５】
図１〜図４を参照して第１の実施形態の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たシュー２１と、シュー２１を押付けてラッピングフィルム１１の砥粒面をワークＷに押付けるシュー押付けユニット３０（シュー押付け手段に相当する）と、ワークＷを回転駆動する回転駆動ユニット４０（回転駆動手段に相当する）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（オシレーション手段に相当する）と、を有し、回転するワークＷ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。前記シュー押付けユニット３０は、シュー押付け力Ｐを調整する調整手段３１を含んでいる（図４参照）。本実施形態のラッピング加工装置１は、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークＷに対してラッピング加工を施すために好適に用いられる。この種のワークＷとして、図８（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となる。カムロブ部６１の位置に対応して、対をなす上アーム２２および下アーム２３が複数対配置されている（図１参照）。
【００１６】
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を他の部位までの半径と異ならせることを意図した円弧形状をいい、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と理解されなければならない。
【００１７】
以下、ラッピング加工装置１について詳述する。
【００１８】
図１を参照して、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。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Ｖｗ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（検出手段に相当する）が取り付けられている。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、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。
【００１９】
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Ｖｏが所望の速度に設定される。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。偏心量は約１ｍｍであり、オシレーションの振幅は約２ｍｍである。なお、偏心回転体５１の偏心量は、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により調整自在となっている。
【００２０】
図５に示すように、オシレーションに伴うカムシャフト６０のＸ方向位置は、偏心回転体５１の回転位置に応じて変化する。すなわち、偏心回転体５１の初期位置（オシレーション角度θｏ＝０度）を、カムシャフト６０が中心位置に対して偏心回転体５１の偏心量ｅだけ−Ｘ方向に偏位した位置とすると、この初期位置から偏心回転体５１が回転してオシレーション角度θｏが１８０度になると、カムシャフト位置は、中心位置に対して偏心量ｅだけ＋Ｘ方向に偏位する。偏心回転体５１がさらに回転してオシレーション角度θｏが３６０度になると、カムシャフト位置は、再び偏心量ｅだけ−Ｘ方向に偏位した初期位置に復帰する。このようなオシレーションに伴うカムシャフト６０のＸ方向位置の変化を検出するために、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が取り付けられている（図１参照）。
【００２１】
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、例えば、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）が接着剤により取り付けられている。砥粒は、基材の一面に全面にわたって接着してもよく、また、所定幅の無砥粒領域を間欠的に形成したものであってもよい。基材の他面には、シュー２１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）を取り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。
【００２２】
図２および図３を参照して、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の内方位置に取り付けられている第２ガイドローラＲ２と、下アーム２３の内方位置に取り付けられている第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が取り付けられている。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フィルム１１全体に所定のテンションが付与される。
【００２３】
前記対をなす上アーム２２および下アーム２３は、シュー２１を配置する先端部がＺ方向に相対的に開閉自在なように、支持ピン２４を介して回動自在に設けられている。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を収縮状態から伸張すると、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る方向に回動し、図２に示す閉状態となる。一方、ピストンロッド２６を伸張状態から収縮すると、上下のアーム２２、２３は、先端部が開く方向に回動し、図３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２１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２１との当接を解除する。
【００２４】
シュー２１は、その先端部の形状から凸シューと凹シューとに分類されるが、図示する実施形態では、前記シュー２１は、首振り自在に保持され、ラッピングフィルム１１を介してカムロブ部６１の加工面に複数箇所（例えば２点）で当接する凹状先端部を有する凹シュー２１である。凹シュー２１は、先端部はへこ（凹）んでいるものの、ワークＷとの当接面自体は断面凸状の円弧面に形成されている。凹シュー２１は、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２点での線接触となる。上下のシュー２１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。なお、本明細書では、シュー２１がフィルム１１を介してワークＷの外周面と間接的に当接することを「接触」、シュー２１がフィルム１１を介してワークＷの外周面と間接的に当接する面積のことを「接触面積」と略称する。
【００２５】
図４にも示すように、上下のアーム２２、２３の先端部に形成した凹部２７の中に、シュー２１を保持したシューケース２８がワークＷに対して進退移動自在に収納されている。シューケース２８は、その外側面が凹部２７の内側面にガイドされながら移動する。シュー２１は、シューケース２８に設けた中空部２８ａ内に、揺動ピン２９を介して首振り自在に保持されている。上下の揺動ピン２９はカムシャフト６０の軸心Ｏを通る線上に位置し、シュー押付け力Ｐが効率的にフィルム１１に作用するようにしてある。図４中の符号７０は、クーラントを供給するためのノズルを示している。
【００２６】
前記シュー押付けユニット３０は、上下のアーム２２、２３の先端部のそれぞれに配置されている。図６にも概念的に示すように、各シュー押付けユニット３０は、先端がシューケース２８に連結された連結ロッド３２と、圧縮コイルバネからなるワーククランプ用バネ３３と、連結ロッド３２の後端との間でワーククランプ用バネ３３を弾性変形させる押圧ロッド３４と、押圧ロッド３４の頭部に当接するカム形状の偏心回転体３５と、偏心回転体３５を回転駆動する押付け用モータＭ４と、を有している。連結ロッド３２および押圧ロッド３４は、アーム２２、２３に形成した貫通孔２２ａ、２３ａ内に摺動自在に収納されている。シューケース２８を押付けると、当該シューケース２８に保持されたシュー２１が押付けられ、ラッピングフィルム１１の砥粒面がカムロブ部６１に押付けられることになる。偏心回転体３５のカムリフトｈは、カムの全高Ｈからベースサークル直径を除算したものであるが、このカムリフトｈが、押圧ロッド３４を最大限移動し得る寸法となる。上述したワーククランプ用バネ３３、押圧ロッド３４、偏心回転体３５および押付け用モータＭ４により、シュー押付け力Ｐを調整する調整手段３１が構成されている。
【００２７】
図７に示すように、シュー押付け力Ｐは、偏心回転体３５の回転位置に応じて変化する。すなわち、偏心回転体３５の初期位置（偏心角θｅ＝０度）をベースサークルが押圧ロッド３４の頭部に当接した位置とし、この初期位置から偏心回転体３５が回転して偏心角θｅが１８０度になると、押圧ロッド３４がカムリフトｈだけ移動し、ワーククランプ用バネ３３がさらに弾性圧縮変形する結果、シュー押付け力Ｐが最大となる。偏心回転体３５がさらに回転して偏心角θｅが３６０度になると、押圧ロッド３４が初期位置に復帰し、シュー押付け力Ｐも初期位置と同じ押付け力に復帰する。このようなシュー押付け力Ｐの変化を検出するために、偏心回転体３５の軸には、偏心回転体３５の回転位置を検出するロータリエンコーダＳ４が取り付けられている（図４参照）。
【００２８】
前記カムロブ部６１は、図８（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の複数の部位を備えている。
【００２９】
図９（Ａ）は、カムロブ部６１の軸心Ｏ（回転中心）から加工面までの半径を示す図、図９（Ｂ）は、カムロブ部６１の加工面における曲率半径を示す図である。
【００３０】
図９（Ａ）に示すように、カムロブ部６１のように加工面が断面非真円形状の場合には、カムロブ部６１の軸心Ｏ（回転中心）から加工面までの半径が部位ごとに変化し、ベース部ｄの終端からトップ部ａに向かうにつれて長くなっている。また、図９（Ｂ）に示すように、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。
【００３１】
このような形状を有するカムロブ部６１をラッピング加工する場合に、ワーク回転速度Ｖｗを一定にすると、前述したように、加工面における単位周長当たりのフィルム１１と外周面との接触時間が部位ごとに異なることになる。また、首振り自在な凹シュー２１をカムロブ部６１に向けて押付ける形態では、凹シュー２１がイベント部ｂ１、ｂ２に接触するときには、凹シュー２１は首振りして大きく傾いているので、付与されたシュー押付け力Ｐのうち接触点の法線方向に作用する分力が比較的小さくなる。さらに、イベント部ｂ１、ｂ２は曲率半径が非常に大きいので、他の部位に比べて、シュー２１との接触面積が比較的大きくなる。このため、加工面に対するフィルム１１の接触面圧も、部位ごとに異なり、特に、イベント部ｂ１、ｂ２での接触面圧の低下が著しい状況にある。したがって、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量が不均一となり、その結果、加工面の面粗度、特にイベント部ｂ１、ｂ２の面粗度が低下する虞がある。
【００３２】
そこで、本実施形態のラッピング加工装置１にあっては、ロータリエンコーダＳ１でカムロブ部６１の回転位置を検出し、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置に応じて、シュー押付け力Ｐ、ワーク回転速度Ｖｗ、および、オシレーション速度Ｖｏのうちの少なくとも１つを可変制御し、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量を均一化するようにしてある。
【００３３】
上記の制御について、図１０〜図１２を参照しつつ説明する。図１０は、第１の実施形態に係るラッピング加工装置１の制御系を示す概略ブロック図、図１１（Ａ）は、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置に応じて、シュー押付け力Ｐを可変制御する一例を示す図、図１１（Ｂ）は、カムロブ部６１の各部位での接触面圧を示す図、図１２（Ａ）は、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置に応じて、ワーク回転速度Ｖｗを可変制御する一例を示す図、図１２（Ｂ）は、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置に応じて、オシレーション速度Ｖｏを可変制御する一例を示す図である。
【００３４】
なお、説明の便宜上、カムロブ部６１のトップ部ａが上方に、ベース部ｄが下方に位置する図４に示される正立した位置をカムロブ部６１の初期位置とし、この位置からカムロブ部６１が１８０度回転して、トップ部ａが下方に、ベース部ｄが上方に位置する倒立した位置をカムロブ部６１の反転位置とする。
【００３５】
図１０を参照して、ロータリエンコーダＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、ＣＰＵやメモリを主体とするコントローラ１００（制御手段に相当する）に接続され、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置、シュー押付け力Ｐを可変とする偏心回転体３５の回転位置、および、オシレーションを付与する偏心回転体５１の回転位置に関する検出信号がそれぞれコントローラ１００に入力される。ワーク回転速度Ｖｗを定める主軸モータＭ１の回転速度、および、オシレーション速度Ｖｏを定めるオシレーション用モータＭ２の回転速度に関する検出信号のそれぞれもコントローラ１００に入力される。コントローラ１００は、ロータリエンコーダＳ１からのカムロブ部６１の回転位置に関する信号に基づいて、カムロブ部６１のいずれの部位が加工中であるかを判断する。そして、コントローラ１００は、加工中の部位に応じて、シュー押付け力Ｐ、ワーク回転速度Ｖｗ、および、オシレーション速度Ｖｏのうちの少なくとも１つを可変制御する。
【００３６】
シュー押付け力Ｐを変更する場合の制御は次のとおりである。図１１（Ａ）に示すように、コントローラ１００は、カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのシュー押付け力Ｐが、他の部位を加工するときのシュー押付け力Ｐに比べて大きくなるように、偏心回転体３５や押付け用モータＭ４などを含む調整手段３１の作動を制御する。
【００３７】
具体的には、コントローラ１００は、回転しているカムロブ部６１が初期位置に至ったときに偏心回転体３５の偏心角θｅが０度となり、カムロブ部６１が回転してシュー２１がイベント部ｂ１、ｂ２に接触している間に偏心角θｅが１８０度となり、カムロブ部６１がさらに回転して反転位置に至ったときに偏心角θｅが３６０度となるように、押付け用モータＭ４の回転を制御する制御信号を当該モータＭ４に出力する。偏心角θｅが１８０度になるとシュー押付け力Ｐが最大となるので（図７参照）、カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのシュー押付け力Ｐが、他の部位を加工するときのシュー押付け力Ｐに比べて大きくなる。
【００３８】
図１１（Ｂ）に２点鎖線で示すように、ラッピング加工中におけるシュー押付け力Ｐを一定とした対比例の場合にはイベント部ｂ１、ｂ２での接触面圧の低下が著しい。これに対して、シュー押付け力Ｐを上記のように制御すると、図１１（Ｂ）に実線で示すように、イベント部ｂ１、ｂ２での接触面圧が高くなる。したがって、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量の不均一さが改善され、加工面の面粗度、特にイベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下が抑えられる。
【００３９】
ワーク回転速度Ｖｗを変更する場合の制御は次のとおりである。図１２（Ａ）に示すように、コントローラ１００は、カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのワーク回転速度Ｖｗが、他の部位を加工するときのワーク回転速度Ｖｗに比べて遅くなるように、主軸モータＭ１などを含む回転駆動ユニット４０の作動を制御する。
【００４０】
具体的には、コントローラ１００は、回転しているカムロブ部６１が初期位置に至ったときにワーク回転速度Ｖｗが通常速度となり、カムロブ部６１が回転してシュー２１がイベント部ｂ１、ｂ２に接触している間にワーク回転速度Ｖｗが通常速度よりも遅い低速速度となり、カムロブ部６１がさらに回転して反転位置に至ったときにワーク回転速度Ｖｗが通常速度となるように、主軸モータＭ１の回転速度を制御する制御信号を当該主軸モータＭ１に出力する。
【００４１】
ラッピング加工中におけるワーク回転速度Ｖｗを一定とした場合には、イベント部ｂ１、ｂ２の周速がベース部ｄの周速よりも速くなり、イベント部ｂ１、ｂ２におけるフィルム１１との接触時間がベース部ｄにおけるフィルム１１との接触時間よりも短くなる。これに対して、ワーク回転速度Ｖｗを上記のように制御すると、イベント部ｂ１、ｂ２を加工するときの当該イベント部ｂ１、ｂ２の周速が遅くなり、イベント部ｂ１、ｂ２におけるフィルム１１との接触時間が長くなる。したがって、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量の不均一さが改善され、加工面の面粗度、特にイベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下が抑えられる。
【００４２】
なお、図示した制御例では、トップ部ａにおけるフィルム１１との接触時間を積極的に長くはしていない。これは、トップ部ａでの接触面圧がもともと高く（図１１（Ｂ）参照）、トップ部ａの面粗度は要求される面粗度を満足しているからである。但し、トップ部ａの面粗度をより一層高めるために、トップ部ａを加工するときのワーク回転速度Ｖｗがベース部ｄを加工するときのワーク回転速度Ｖｗに比べて遅くなるように、主軸モータＭ１の回転速度を制御してもよい。
【００４３】
オシレーション速度Ｖｏを変更する場合の制御は次のとおりである。図１２（Ｂ）に示すように、コントローラ１００は、カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのオシレーション速度Ｖｏが、他の部位を加工するときのオシレーション速度Ｖｏに比べて速くなるように、モータなどを含むオシレーションユニット５０の作動を制御する。
【００４４】
具体的には、コントローラ１００は、回転しているカムロブ部６１が初期位置に至ったときにオシレーション速度Ｖｏが通常速度（例えば、１０Ｈｚ）となり、カムロブ部６１が回転してシュー２１がイベント部ｂ１、ｂ２に接触している間にオシレーション速度Ｖｏ度が通常速度よりも速い高速速度（例えば、１５Ｈｚ）となり、カムロブ部６１がさらに回転して反転位置に至ったときにオシレーション速度Ｖｏが通常速度となるように、オシレーション用モータＭ２の回転速度を制御する制御信号を当該オシレーション用モータＭ２に出力する。
【００４５】
ラッピング加工中におけるオシレーション速度Ｖｏを一定とした場合には、フィルム１１の一の砥粒に着目して見れば、加工面に対して作用する距離は同じとなる。これに対して、オシレーション速度Ｖｏを上記のように制御すると、イベント部ｂ１、ｂ２においては、一の砥粒が加工面に対して作用する距離が長くなり、作用砥粒数が増大し、単位時間あたりの除去量が増大する。したがって、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量の不均一さが改善され、加工面の面粗度、特にイベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下が抑えられる。
【００４６】
なお、シュー押付け力Ｐ、ワーク回転速度Ｖｗおよびオシレーション速度Ｖｏを可変制御する際の変化率は、ワーク形状、ベースとなる加工条件（シュー押付け力、ワーク回転速度およびオシレーション速度の各ベース値）、要求される面粗度などによって変化するので、一義的に決まるものではなく、トライアンドエラーによって最終的な変化率を決定している。
【００４７】
次に、本実施形態の作用を、シュー押付け力Ｐを変更する制御を行う場合を例に挙げて説明する。
【００４８】
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を支持し、カムロブ部６１の位置に上下のアーム２２、２３を移動する。このとき、流体圧シリンダ２５は、ピストンロッド２６を収縮しており、上アーム２２および下アーム２３を開位置に保持している。この後、流体圧シリンダ２５を作動させてピストンロッド２６を伸張し、上下のアーム２２、２３を閉じる方向に回動する。この閉回動によりラッピングフィルム１１は、カムロブ部６１の加工面上にセットされる。
【００４９】
上下のアーム２２、２３を開回動している間に、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、新規な砥粒面が加工面上にセットされるようになる。その後、供給リール１５近傍に設けられたロック装置をロックして、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る。次いで、巻取りリール１６近傍のロック装置をロックすると、テンションが付与され弛みのない状態のラッピングフィルム１１となる。
【００５０】
カムロブ部６１をクランプした状態では、シュー押付けユニット３０の偏心回転体３５は初期位置（偏心角θｅ＝０度）にあり、両シュー２１は、ワーククランプ用バネ３３の弾発力が付勢されている。この弾発力により、両シュー２１は、カムロブ部６１に向けて押付けられ、ラッピングフィルム１１の砥粒面が加工面に押付けられる。
【００５１】
そして、オシレーションユニット５０を作動させてカムシャフト６０に軸方向に沿うオシレーションを付与しつつ、回転駆動ユニット４０を作動させてカムシャフト６０を軸中心で回転すると、シュー２１を保持したシューケース２８が凹部２７の中でカムロブ部６１の回転に倣って進退移動しながら、カムロブ部６１の加工面がラッピング加工される。
【００５２】
この加工中においては、ロータリエンコーダＳ１は、カムロブ部６１の回転位置を検出し、コントローラ１００は、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置に応じて、シュー押付け力Ｐを可変制御する。すなわち、シュー２１がイベント部ｂ１、ｂ２に接触している間に偏心回転体３５の偏心角θｅが１８０度となるように押付け用モータＭ４の作動を制御し、イベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのシュー押付け力Ｐを、他の部位を加工するときのシュー押付け力Ｐに比べて大きくしている（図１１（Ａ））。
【００５３】
したがって、イベント部ｂ１、ｂ２での接触面圧が高められる結果（図１１（Ｂ））、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量が均一化され、もって、イベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下を抑えて、加工面の加工品質の一つである面粗度が均質化する。
【００５４】
カムシャフト６０は、多数のカムロブ部６１を有しているが、ラッピング加工は、これらカムロブ部６１に対し一斉に行なわれる。ラッピング加工が完了すると、流体圧シリンダ２５を作動させてピストンロッド２６を収縮し、上下のアーム２２、２３を開く方向に回動し、カムシャフト６０を取り出し可能な状態とする。カムシャフト６０を取り出した後、他のカムシャフト６０をセットすれば、同様のラッピング加工を開始することができる。
【００５５】
シュー押付け力Ｐを変更する制御に代えて、ワーク回転速度Ｖｗを変更する制御を行う場合の作用は次のとおりである。
【００５６】
ラッピング加工中においては、ロータリエンコーダＳ１は、カムロブ部６１の回転位置を検出し、コントローラ１００は、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置に応じて、ワーク回転速度Ｖｗを可変制御する。すなわち、シュー２１がイベント部ｂ１、ｂ２に接触している間にワーク回転速度Ｖｗが低速速度となるように主軸モータＭ１の作動を制御し、イベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのワーク回転速度Ｖｗを、他の部位を加工するときのワーク回転速度Ｖｗに比べて遅くしている（図１２（Ａ））。
【００５７】
したがって、イベント部ｂ１、ｂ２におけるフィルム１１との接触時間が長くなる結果、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量が均一化され、もって、イベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下を抑えて、加工面の面粗度が均質化する。
【００５８】
シュー押付け力Ｐやワーク回転速度Ｖｗを変更する制御に代えて、オシレーション速度Ｖｏを変更する制御を行う場合の作用は次のとおりである。
【００５９】
ラッピング加工中においては、ロータリエンコーダＳ１は、カムロブ部６１の回転位置を検出し、コントローラ１００は、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置に応じて、オシレーション速度Ｖｏを可変制御する。すなわち、シュー２１がイベント部ｂ１、ｂ２に接触している間にオシレーション速度Ｖｏが高速速度となるようにオシレーション用モータＭ２の作動を制御し、イベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのオシレーション速度Ｖｏを、他の部位を加工するときのオシレーション速度Ｖｏに比べて速くしている（図１２（Ｂ））。
【００６０】
したがって、イベント部ｂ１、ｂ２での作用砥粒数が増大される結果、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量が均一化され、もって、イベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下を抑えて、加工面の面粗度が均質化する。
【００６１】
以上説明したように、上述した第１の実施形態のラッピング加工装置１によれば、ラッピングフィルム１１と、シュー２１と、シュー２１をワークＷに向けて押付けてラッピングフィルム１１の砥粒面をワークＷに押付けるシュー押付けユニット３０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に当該ワーク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、ワークＷの回転位置を検出するロータリエンコーダＳ１と、加工中におけるワークＷの回転位置に応じて、シュー押付け力Ｐ、ワーク回転速度Ｖｗ、および、オシレーション速度Ｖｏのうちの少なくとも１つを可変制御するコントローラ１００と、を有し、ワークＷの加工面における単位周長当たりの加工量を均一化するようにしたので、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークＷであっても、加工面の面粗度を均質化し得るという効果を奏する。また、ワークＷの加工面における単位周長当たりの加工量を均一化できるということは、加工面上のある特定の部位における面粗度などの加工品質を改善するためだけに、さらなる加工時間を掛ける必要がないことを意味する。したがって、ワークＷの回転位置に応じて、シュー押付け力Ｐを高めたり、オシレーション速度Ｖｏを速くしたりする場合はもちろんのこと、ワーク回転速度ＶｗをワークＷの回転位置に応じて遅くする制御を行う場合も含めて、トータル的な加工時間の短縮を図ることが可能となる。
【００６２】
また、ワークＷの加工面は、カムシャフト６０におけるカムロブ部６１の外周面であるので、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量の均一化を図ることができ、もって、カムロブ部６１の加工面の面粗度を均質化し、カムロブ部６１の加工時間の短縮をも図り得るという効果を奏する。
【００６３】
また、シュー押付けユニット３０はシュー押付け力Ｐを調整する調整手段３１を含み、コントローラ１００は、カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのシュー押付け力Ｐが、他の部位を加工するときのシュー押付け力Ｐに比べて大きくなるように、調整手段３１の作動を制御するので、イベント部ｂ１、ｂ２での接触面圧が高められる結果、イベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下を抑えて、カムロブ部６１の加工面の面粗度を均質化できるという効果を奏する。
【００６４】
また、コントローラ１００は、カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのワーク回転速度Ｖｗが、他の部位を加工するときのワーク回転速度Ｖｗに比べて遅くなるように、回転駆動ユニット４０の作動を制御するので、イベント部ｂ１、ｂ２におけるラッピングフィルム１１との接触時間が長くなる結果、イベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下を抑えて、カムロブ部６１の加工面の面粗度を均質化できるという効果を奏する。
【００６５】
また、コントローラ１００は、カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのオシレーション速度Ｖｏが、他の部位を加工するときのオシレーション速度Ｖｏに比べて速くなるように、オシレーションユニット５０の作動を制御するので、イベント部ｂ１、ｂ２での作用砥粒数が増大される結果、イベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下を抑えて、カムロブ部６１の加工面の面粗度を均質化できるという効果を奏する。
【００６６】
また、シュー２１は、首振り自在に保持され、ラッピングフィルム１１を介してワークＷの加工面に複数箇所で当接する凹状先端部を有する凹シュー２１であるので、ワークＷを安定的に回転させて安定的なラッピング加工が可能で、加工品質の向上を図ることができるという効果を奏する。
【００６７】
また、ラッピングフィルム１１は、非伸縮性でかつ変形可能であるので、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークＷに対して、好適なラッピング加工を行い得る。
【００６８】
また、第１の実施形態のラッピング加工装置１は、ワークＷの回転位置をロータリエンコーダＳ１により検出し、加工中におけるワークＷの回転位置に応じて、シュー押付け力Ｐ、ワーク回転速度Ｖｗ、および、オシレーション速度Ｖｏのうちの少なくとも１つを可変制御し、ワークＷの加工面における単位周長当たりの加工量を均一化するラッピング加工方法を具現化したものであり、上述したように、断面非真円の円弧状の加工面を有するワークＷであっても、加工面の面粗度を均質化し得るという効果を奏し、また、トータル的な加工時間の短縮を図ることが可能となる。
【００６９】
（第１の実施形態の改変例）
加工中におけるワークＷの回転位置に応じて、シュー押付け力Ｐ、ワーク回転速度Ｖｗ、および、オシレーション速度Ｖｏのうちのいずれか１つを可変制御する実施形態について説明したが、本発明はこの場合に限られるものではない。例えば、シュー押付け力Ｐの可変制御とワーク回転速度Ｖｗの可変制御とを組み合わせた形態、シュー押付け力Ｐの可変制御とオシレーション速度Ｖｏの可変制御とを組み合わせた形態、ワーク回転速度Ｖｗの可変制御とオシレーション速度Ｖｏの可変制御とを組み合わせた形態、シュー押付け力Ｐ、ワーク回転速度Ｖｗおよびオシレーション速度Ｖｏのすべての可変制御を組み合わせた形態とすることもできる。
【００７０】
また、ワークＷの加工面はカムシャフト６０のカムロブ部６１に限定されるものでもなく、断面非真円の円弧状の加工面を有する限りにおいて、他の種々のワークＷに適用できることはいうまでもない。
【００７１】
また、シュー押付け手段３０やそれに含まれる調整手段３１として、ワーククランプ用バネ３３、偏心回転体３５、押付け用モータＭ４などを使用した形態を例示したが、これに限定されるものではなく、適宜改変可能である。例えば、空気圧などにより作動する流体圧シリンダを用いて、シュー２１をワークＷに向けて押付けて、ラッピングフィルム１１の砥粒面をワークＷに押付けてもよい。この場合には、流体圧シリンダに供給する空気圧を調整したり、電磁弁で切り換えたりすることによって、シュー押付け力Ｐを調整すればよい。
【００７２】
また、図示例の回転駆動ユニット４０では主軸モータＭ１の回転速度を変えてワーク回転速度Ｖｗを可変制御しているが、主軸モータＭ１の出力軸と主軸４１との間に配置した変速ギアのギア比を変えてワーク回転速度Ｖｗを可変制御してもよい。
【００７３】
また、図示例のオシレーションユニット５０ではテーブル４９にオシレーションを付与してワークＷにオシレーションを付与しているが、ワークＷを支持する主軸４１にオシレーションを付与してもよい。また、ワークＷにオシレーションを付与する場合に限られず、ラッピングフィルム１１にオシレーションを付与したり、ワークＷおよびラッピングフィルム１１の両者にオシレーションを付与したりしてもよい。
【００７４】
また、シューとして凹シュー２１を例示したが、先端部が凸状円弧となった凸シューを使用する場合にも、本発明を適用できる。
【００７５】
（第２の実施形態）
図１３は、本発明の第２の実施形態に係るラッピング加工装置１ａの要部を示す断面図である。なお、第１の実施形態のラッピング加工装置１の部材と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。以下では、図１３を参照して上アーム２２の要部を説明するが、図４に示したように下アーム２３についても同様に構成されている。
【００７６】
第２の実施形態は、加工中におけるワークＷの回転位置に応じてシュー押付け力Ｐを可変制御する点で第１の実施形態と同じであるが、シュー押付けユニット３０に含まれる調整手段３１の構成を改変し、シュー押付け力Ｐを可変制御する際の応答性ないし追従性をさらに高めた点で、第１の実施形態と相違している。
【００７７】
ラッピング加工装置１ａは、図１に示したラッピング加工装置１と同様に、ラッピングフィルム１１と、シュー２１と、シュー２１を押付けてラッピングフィルム１１の砥粒面をワークＷに押付けるシュー押付けユニット３０（図１３参照）と、回転駆動ユニット４０と、オシレーションユニット５０と、を有している。シュー押付けユニット３０は、上下のアーム２２、２３の先端部のそれぞれに配置されている。また、シュー押付けユニット３０は、シュー押付け力Ｐを調整する調整手段３１を含んでいる。
【００７８】
図１３に示すように、上アーム２２の凹部２７の中に、シュー１２１を保持したシューケース１２８がワークＷに対して進退移動自在に収納されている。シューケース１２８は、その外側面が凹部２７の内側面にガイドされながら移動する。シュー１２１は、シューケース１２８の中空部１２８ａ内に、揺動ピン１２９を介して首振り自在に保持されている。
【００７９】
ところで、シュー１２１をカムロブ部６１に向けて押付ける方向の力ｐ１のみを制御しても、ワークＷの回転位置に応じて、シュー押付け力Ｐを可変制御することは可能である。しかしながら、シュー１２１を押付けるためには比較的大きな力を要する。このことから、シュー１２１をカムロブ部６１に向けて押付ける方向の力ｐ１のみを制御する場合には、十分な応答性ないし追従性を得るための機構やその制御が複雑になる虞がある。
【００８０】
本願発明者らは、シュー１２１をカムロブ部６１に向けて押付ける方向の力ｐ１と、この力ｐ１を弱める力ｐ２とを組み合わせ、相反する方向の力ｐ１、ｐ２をシュー１２１に作用させつつシュー押付け力Ｐを調整すれば、簡単な機構や制御により、ワークＷの回転位置に応じてシュー押付け力Ｐを可変制御する際の応答性ないし追従性を高めることができ、ワークＷの回転位置に応じた最適なシュー押付け力Ｐでシュー１２１を押付け得ることを見出した。
【００８１】
そこで、第２の実施形態における調整手段３１は、シュー１２１をカムロブ部６１に向けて押付ける方向の力ｐ１をシュー１２１に付勢する第１付勢手段１３０と、シュー１２１をカムロブ部６１から離反させる方向の力ｐ２をシュー１２１に付勢する第２付勢手段１４０と、を含んでいる。
【００８２】
第１と第２の付勢手段１３０、１４０の構成および組み合わせは特に限定されないが、例えば、第１付勢手段１３０は流体圧力を作用させる部材を含み、第２付勢手段１４０は電磁石の吸引力を作用させる部材を含んでいることが好ましい。
【００８３】
第１と第２の付勢手段１３０、１４０をこのような構成および組み合わせとした理由は次のとおりである。電磁石は、電磁コイルに印加する電流値を大きくしたり小さくしたりするだけで、吸引力の強弱を簡単に制御でき、吸引力の可変制御の応答性も高い。しかしながら、電磁石の吸引力のみでシュー押付け力Ｐとして必要な大きい力を得るためには、電磁コイルが大型化し、消費電力が大きくなってしまう。一方、流体圧力を利用する場合には、供給する流体圧力を調整することで、シュー押付け力Ｐとして必要な大きい力を簡単に得ることができる。したがって、流体圧力を作用させる部材を含む第１付勢手段１３０と、電磁石の吸引力を作用させる部材を含む第２付勢手段１４０とを組み合わせることが、消費電力の増大を抑えつつ、シュー押付け力Ｐとして必要な大きい力を可変制御する際の応答性を高める上で好適だからである。
【００８４】
上記観点より、第２の実施形態では、第１付勢手段１３０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１３１を含み、第２付勢手段１４０は、電磁石装置１４１を含んでいる。流体圧シリンダ１３１が流体圧力を作用させる部材に相当し、電磁石装置１４１が電磁石の吸引力を作用させる部材に相当する。
【００８５】
流体圧シリンダ１３１は、上アーム２２に取り付けられた電磁石装置１４１に保持されている。ピストンロッド１３２の先端は、シューケース１２８に設けられた凸部１２８ｂにピン連結されている。ピストンロッド１３２は、アーム２２の貫通孔２２ａ内に収納されている。流体圧シリンダ１３１には、供給する流体圧を調整するための圧力調整器１３３が接続されている。流体圧シリンダ１３１に供給する流体圧を圧力調整器１３３で調整することにより、シュー１２１をカムロブ部６１に向けて押付ける方向の力ｐ１の強さが調整される。
【００８６】
電磁石装置１４１は、電磁コイル１４２を含む電磁石１４３と、電磁石１４３に隙間を介して対向しピストンロッド１３２に固定された可動板１４４と、電磁石１４３を保持するとともに上アーム２２に取り付けられるケース１４５と、を有している。電磁石１４３およびケース１４５に設けた貫通孔内に、ピストンロッド１３２が進退移動自在に挿通されている。可動板１４４は、電磁石１４３の両側のうち、シュー１２１の側に配置されている。したがって、電磁石１４３の吸引力により可動板１４４を吸引すると、ピストンロッド１３２は、シュー１２１をカムロブ部６１から離反させる方向に、吸引力に応じた微小量だけ移動する。電磁石装置１４１には、電磁コイル１４２に印加する電流値を調整するための電流調整器１４６が接続されている。電磁コイル１４２に印加する電流値を電流調整器１４６で調整することにより、シュー１２１をカムロブ部６１から離反させる方向の力ｐ２の強さが調整される。
【００８７】
電磁石１４３での消費電力を節減するためには、電磁石１４３の吸引力により動かされる部品が軽量であることが好ましい。このため、シュー１２１およびシューケース１２８を、例えばアルミニウムなどの密度の小さい材料から形成してある。さらに、図示するように、シュー１２１は中空形状を有していることが好ましい。シュー１２１のさらなる軽量化を通して、電磁石１４３での消費電力の節減を一層図ることができるからである。
【００８８】
第２の実施形態のラッピング加工装置１ａにあっては、ロータリエンコーダＳ１でカムロブ部６１の回転位置を検出し、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置に応じて、シュー押付け力Ｐを可変制御し、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量を均一化するようにしてある。
【００８９】
上記の制御について、図１４、図１５を参照しつつ説明する。図１４は、第２の実施形態に係るラッピング加工装置１ａの制御系を示す概略ブロック図、図１５（Ａ）（Ｂ）は、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置に応じてシュー押付け力Ｐを可変制御するために、第１付勢手段１３０に含まれる流体圧シリンダ１３１が付勢する力ｐ１および第２付勢手段１４０に含まれる電磁石装置１４１に印加する電流値Ｉを可変制御する一例を示す図である。第１の実施形態の制御系と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。
【００９０】
なお、説明の便宜上、カムロブ部６１のトップ部ａが上方に、ベース部ｄが下方に位置する図１３に示される正立した位置をカムロブ部６１の初期位置とし、この位置からカムロブ部６１が１８０度回転して、トップ部ａが下方に、ベース部ｄが上方に位置する倒立した位置をカムロブ部６１の反転位置とする。
【００９１】
図１４を参照して、ロータリエンコーダＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、コントローラ１００（制御手段に相当する）に接続され、加工中におけるカムロブ部６１の回転位置や、オシレーションを付与する偏心回転体５１の回転位置に関する検出信号などがそれぞれコントローラ１００に入力される。コントローラ１００は、ロータリエンコーダＳ１からのカムロブ部６１の回転位置に関する信号に基づいて、カムロブ部６１のいずれの部位が加工中であるかを判断する。そして、コントローラ１００は、加工中の部位に応じて、シュー押付け力Ｐを可変制御する。
【００９２】
シュー押付け力Ｐを変更する制御は、第１の実施形態と同様であり、コントローラ１００は、カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのシュー押付け力Ｐが、他の部位を加工するときのシュー押付け力Ｐに比べて大きくなるように（図１１（Ａ）参照）、第１と第２の付勢手段１３０、１４０を含む調整手段３１の作動を制御する。
【００９３】
第２の実施形態では、第１付勢手段１３０に含まれる流体圧シリンダ１３１は、シュー１２１をカムロブ部６１に向けて押付ける方向の力ｐ１をシュー１２１に付勢し、第２付勢手段１４０に含まれる電磁石装置１４１は、シュー１２１をカムロブ部６１から離反させる方向の力ｐ２をシュー１２１に付勢している。コントローラ１００は、流体圧シリンダ１３１および電磁石装置１４１のそれぞれの作動を制御することで、力ｐ１と力ｐ２との合成によって定まるシュー押付け力Ｐを可変制御する。
【００９４】
具体的には、図１５（Ａ）に示すように、コントローラ１００は、回転しているカムロブ部６１が初期位置に至ったときに力ｐ１が小さくなり、カムロブ部６１が回転してシュー１２１がイベント部ｂ１、ｂ２に接触している間に力ｐ１が大きくなり、カムロブ部６１がさらに回転して反転位置に至ったときに力ｐ１が小さくなるように、流体圧を調整する制御信号を圧力調整器１３３に出力する。
【００９５】
さらに、図１５（Ｂ）に示すように、コントローラ１００は、回転しているカムロブ部６１が初期位置に至ったときに力ｐ２が大きくなり、カムロブ部６１が回転してシュー１２１がイベント部ｂ１、ｂ２に接触している間に力ｐ２が小さくなり、カムロブ部６１がさらに回転して反転位置に至ったときに力ｐ２が大きくなるように、電流値Ｉを調整する制御信号を電流調整器１４６に出力する。力ｐ２を大きくするためには電流値Ｉを大きくし、力ｐ２を小さくするためには電流値Ｉを小さくする。
【００９６】
カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２を加工するときには、シュー１２１をカムロブ部６１に向けて押付ける方向の力ｐ１が大きくなる一方、シュー１２１をカムロブ部６１から離反させる方向の力ｐ２が小さくなるので、力ｐ１と力ｐ２との合成によって定まるシュー押付け力Ｐが、他の部位を加工するときのシュー押付け力Ｐに比べて大きくなる（図１１（Ａ）参照）。
【００９７】
シュー押付け力Ｐを上記のように制御すると、イベント部ｂ１、ｂ２での接触面圧が高くなる（図１１（Ｂ）の実線を参照）。したがって、カムロブ部６１の加工面における単位周長当たりの加工量の不均一さが改善され、加工面の面粗度、特にイベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下が抑えられる。
【００９８】
また、シュー１２１をカムロブ部６１に向けて押付ける方向の力ｐ１と、この力を弱める力ｐ２とを組み合わせ、相反する方向の力ｐ１、ｐ２をシュー１２１に作用させつつシュー押付け力Ｐを調整しているため、簡単な機構や制御により、ワークＷの回転位置に応じてシュー押付け力Ｐを可変制御する際の応答性ないし追従性を高めることができる。したがって、ワークＷの回転位置に応じた最適なシュー押付け力Ｐでシュー１２１を押付けることができ、カムロブ部６１の加工面の面粗度を一層均質化できる。
【００９９】
さらに、シュー押付け力Ｐを可変制御する際の応答性が高いことから、ワーク回転速度Ｖｗを速くでき、これを通して、加工時間の短縮を図ることも可能となる。
【０１００】
電磁石１４３は、電磁コイル１４２に印加する電流値Ｉを大きくしたり小さくしたりするだけで、吸引力の強弱を簡単に制御でき、吸引力の可変制御の応答性も高い。このことから、例えば、ワークＷの形状が変わったり、要求される面粗度が変わったりした場合でも、印加する電流値Ｉの値や、電流値を変化させるパターンなどを変更するだけで簡単に対処することができる。また、シュー押付け力Ｐの可変制御の微調整も簡単に行うことが可能である。
【０１０１】
以上説明したように、上述した第２の実施形態のラッピング加工装置１ａによっても、第１の実施形態と同様に、シュー押付けユニット３０はシュー押付け力Ｐを調整する調整手段３１を含み、コントローラ１００は、カムロブ部６１のイベント部ｂ１、ｂ２を加工するときのシュー押付け力Ｐが、他の部位を加工するときのシュー押付け力Ｐに比べて大きくなるように、調整手段３１の作動を制御するので、イベント部ｂ１、ｂ２での接触面圧が高められる結果、イベント部ｂ１、ｂ２の面粗度の低下を抑えて、カムロブ部６１の加工面の面粗度を均質化できるという効果を奏する。
【０１０２】
ここで、調整手段３１は、シュー１２１をカムロブ部６１に向けて押付ける方向の力ｐ１をシュー１２１に付勢する第１付勢手段１３０と、シュー１２１をカムロブ部６１から離反させる方向の力ｐ２をシュー１２１に付勢する第２付勢手段１４０と、を含んでいるので、相反する方向の力ｐ１、ｐ２をシュー１２１に作用させつつシュー押付け力Ｐを調整でき、簡単な機構や制御により、シュー押付け力Ｐを可変制御する際の応答性ないし追従性を高めることができる。したがって、ワークＷの回転位置に応じた最適なシュー押付け力Ｐでシュー１２１を押付けることができ、カムロブ部６１の加工面の面粗度を一層均質化できる。
【０１０３】
また、第１付勢手段１３０は流体圧力を作用させる部材（流体圧シリンダ１３１）を含み、第２付勢手段１４０は電磁石１４３の吸引力を作用させる部材（電磁石装置１４１）を含んでいるので、消費電力の増大を抑えつつ、シュー押付け力Ｐとして必要な大きい力を可変制御する際の応答性を高めることができる。
【０１０４】
また、シュー１２１は中空形状を有しているので、シュー１２１の軽量化を通して、電磁石１４３での消費電力の節減を一層図ることができる。
【０１０５】
（第２の実施形態の改変例）
相反する方向の力ｐ１、ｐ２をシュー１２１に付勢する第１と第２の付勢手段１３０、１４０の両者の作動を制御してシュー押付け力Ｐを可変制御する形態を示したが、本発明はこの場合に限定されるものではない。例えば、第１付勢手段１３０または第２付勢手段１４０のいずれか一方の作動のみを制御して、力ｐ１と力ｐ２との合成によって定まるシュー押付け力Ｐを可変制御しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、ワークの加工面をフィルムラッピング加工する用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るラッピング加工装置を示す概略構成図である。
【図２】ラッピング加工装置に開閉自在に設けられた上下のアームの閉状態を示す概略断面図である。
【図３】上下のアームの開状態を示す概略断面図である。
【図４】ラッピング加工装置の要部を示す断面図である。
【図５】オシレーションに伴なうカムシャフト位置の説明に供する図である。
【図６】シュー押付けユニットの構成と等価の構成を示す概念図である。
【図７】シュー押付け力の変化の説明に供する図である。
【図８】図８（Ａ）は、ラッピング加工されるワークとしてのカムシャフトの一例を示す斜視図、図８（Ｂ）は、カムシャフトのカムロブ部における各部位の説明に供する図である。
【図９】図９（Ａ）は、カムロブ部の軸心（回転中心）から加工面までの半径を示す図、図９（Ｂ）は、カムロブ部の加工面における曲率半径を示す図である。
【図１０】第１の実施形態に係るラッピング加工装置の制御系を示す概略ブロック図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、加工中におけるカムロブ部の回転位置に応じて、シュー押付け力を可変制御する一例を示す図、図１１（Ｂ）は、カムロブ部の各部位での接触面圧を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、加工中におけるカムロブ部の回転位置に応じて、ワーク回転速度を可変制御する一例を示す図、図１２（Ｂ）は、加工中におけるカムロブ部の回転位置に応じて、オシレーション速度を可変制御する一例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るラッピング加工装置の要部を示す断面図である。
【図１４】第２の実施形態に係るラッピング加工装置の制御系を示す概略ブロック図である。
【図１５】図１５（Ａ）（Ｂ）は、加工中におけるカムロブ部の回転位置に応じてシュー押付け力を可変制御するために、第１付勢手段に含まれる流体圧シリンダが付勢する力および第２付勢手段に含まれる電磁石装置に印加する電流値を可変制御する一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１      ラッピング加工装置、
１ａ    ラッピング加工装置、
１１    ラッピングフィルム、
２１    シュー、凹シュー、
２８    シューケース、
３０    シュー押付けユニット（シュー押付け手段）、
３１    調整手段、
３２    連結ロッド、
３３    ワーククランプ用バネ、
３４    押圧ロッド、
３５    偏心回転体、
４０    回転駆動ユニット（回転駆動手段）、
５０    オシレーションユニット（オシレーション手段）、
６０    カムシャフト（ワーク）、
６１    カムロブ部、
１００  コントローラ（制御手段）、
１２１  シュー、
１２８  シューケース、
１３０  第１付勢手段、
１３１  流体圧シリンダ（流体圧力を作用させる部材）、
１３２  ピストンロッド、
１３３  圧力調整器、
１４０  第２付勢手段、
１４１  電磁石装置（電磁石の吸引力を作用させる部材）、
１４２  電磁コイル、
１４３  電磁石、
１４４  可動板、
１４６  電流調整器、
Ｐ      シュー押付け力、
Ｖｗ    ワーク回転速度、
Ｖｏ    オシレーション速度、
ｐ１    シューをカムロブ部に向けて押付ける方向の力、
ｐ２    シューをカムロブ部から離反させる方向の力、
ｂ１、ｂ２    カムロブ部のイベント部、
Ｍ１    主軸モータ、
Ｍ２    オシレーション用モータ、
Ｍ４    押付け用モータ、
Ｓ１    ロータリエンコーダ（検出手段）、
Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４    ロータリエンコーダ、
Ｗ      断面非真円の円弧状の加工面を有するワーク。
【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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【図１４】
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【図１５】
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