(57)【要約】【課題】自動車用ホイールを動かす２軸テーブルを特別に設ける必要がない自動車用ホイールの研削加工装置および研削加工方法を提供する。【解決手段】アルミホイール（Ｗ）を固定支持して自転させることにより化粧穴（Ｈ１，Ｈ２）の周方向の位置を割り出す回転テーブル（３）と、回転テーブル（３）の回転軸に対し平行方向および直交方向の２軸方向に往復移動可能である回転ヘッド（４１１）に取り付けられる研削加工具（Ｔ）とを備え、研削加工具（Ｔ）を、回転テーブル（３）の回転運動と、回転ヘッド（４１１）の前記２軸方向の往復移動との組み合わせにより、化粧穴（Ｈ１，Ｈ２）の周縁部に沿うように相対的に移動させる。【選択図】      図１
2004306147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用ホイールに周方向で所定間隔をおいて形成される化粧穴の周縁部に、研削加工具を接触させて研削加工を行う自動車用ホイールの研削加工装置であって、
自動車用ホイールを固定支持して自転させることにより化粧穴の周方向の位置を割り出す回転テーブルと、該回転テーブルの回転軸に対し平行方向および直交方向の２軸方向に往復移動可能である工具支持ヘッドと、該工具支持ヘッドに取り付けられて回転または振動した状態で自動車用ホイールの化粧穴に接触させられる研削加工具とを備えてなり、
前記研削加工具が、前記回転テーブルの回転運動と、前記回転ヘッドの前記２軸方向の往復移動との組み合わせにより、化粧穴の周縁部に沿うように相対的に移動させられることを特徴とする自動車用ホイールの研削加工装置。
【請求項２】
前記回転テーブルが周方向に所定間隔で複数個配設される回転搬送テーブルが設けられており、前記回転搬送テーブルの周囲であって、前記回転テーブルの停止位置に対応する位置の少なくとも２カ所に、前記工具支持ヘッドが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ホイールの研削加工装置。
【請求項３】
前記回転テーブルの回転駆動機構は、前記工具支持ヘッドとともに前記回転テーブルの停止位置に対応する位置に配置されており、前記回転搬送テーブルの停止時に前記回転テーブルに連結されることを特徴とする請求項２に記載の自動車用ホイールの研削加工装置。
【請求項４】
前記回転搬送テーブルには、前記回転搬送テーブルの回転時に前記回転テーブルをロックするロック機構が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の自動車用ホイールの研削加工装置。
【請求項５】
前記回転搬送テーブルの周囲であって、前記回転テーブルの停止位置に対応する位置のうち、前記回転ヘッドが配置されている以外の位置に、自動車用ホイールの表裏を反転させる反転機構が設置されることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の自動車用ホイールの研削加工装置。
【請求項６】
前記工具支持ヘッドは回転ヘッドであって、前記研削加工具は、一端が前記回転ヘッド側に固定され他端が自由端である可撓性の紐状研削体を有してなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の自動車用ホイールの研削加工装置。
【請求項７】
前記紐状研削体は前記回転ヘッドの回転軸方向に延び、前記回転ヘッドの回転遠心力により回転半径方向に膨らみ、前記紐状研削体の長手方向の中途部であって膨らみ方向の外側が、化粧穴の周縁部に接触させられることを特徴とする請求項６に記載の自動車用ホイールの研削加工装置。
【請求項８】
自動車用ホイールに周方向で所定間隔をおいて形成される化粧穴の周縁部に、研削加工具を接触させて研削加工を行う自動車用ホイールの研削加工方法であって、
回転テーブルに自動車用ホイールを固定支持して化粧穴の周方向の位置を割り出した後で、前記回転テーブルの回転運動と、前記回転テーブルの回転軸に対し平行方向および直交方向の２軸方向に往復移動可能である工具支持ヘッドの前記２軸方向の往復移動との組み合わせにより、割り出された化粧穴の周縁部に沿うように研削加工具を相対的に移動させることを特徴とする自動車用ホイールの研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ホイールの化粧穴の周縁部に研削加工具を接触させてバリ取りや面取り等の研削加工を行う自動車用ホイールの研削加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用ホイールには、その表面側から裏面側に貫通する複数個の化粧穴が周方向に所定間隔で形成されている。化粧穴の周縁部には、切削バリが残存したり、エッジが形成されたりすることがあり、バリやエッジが自動車用ホイールを取り扱う際の安全性を悪化させ、また、塗装性にも影響を与えるため、極力無くすることが望ましい。しかしながら、バリ取り等を手作業で行うと、高コストで時間がかかるうえに品質が安定しないという問題がある。そこで、上記化粧穴の研削加工を自動的に行う装置として、化粧穴の周方向の位置割出可能な回転テーブルと、該回転テーブルを水平移動可能な直交２軸テーブルと、切削工具を支持する直交３軸リストと、該３軸リストを自動車用ホイールに接近させる上下移動可能な１軸コラムとを有するバリ取り装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記バリ取り装置では、まず、回転テーブルに自動車用ホイールを固定支持して回転させ、化粧穴の周方向の回転位置を割り出す。そして、直交２軸テーブル、直交３軸リストおよび１軸コラムにより、切削工具を予めティーチングされた自動車用ホイールとの相対的な軌道上で移動させ、周方向の位置が割り出された化粧穴のバリ取り加工を行う。その化粧穴のバリ取り加工が終了した後は、回転テーブルを所定角度回転させ、次の同形状の化粧穴を割り出してバリ取り加工を行い、すべての化粧穴についての加工が終了するまで同じ動作を繰り返す。なお、切削工具は、原則としてティーチング又はプログラムされたとおりの軌道上を移動するが、センサで化粧穴の周縁部との接触状態を監視して適宜制御補正を加えることにより、自動車用ホイールの形状誤差に対応した軌道を取るようにしている。
【０００４】
上記バリ取り装置は、自動車用ホイールを２軸テーブルで移動させる一方、切削工具を１軸コラムで移動させ、その組み合わせで相対的な軌道を形成して、切削工具を化粧穴の周縁部に沿って移動させる。また、移動した切削工具を３軸リストの回動によって、適当な角度で化粧穴の周縁部に接触させるものである。これにより、固定された自動車用ホイールを高次の自由度を持つロボットアームの先端に切削工具を取り付けて加工する場合と比べて、切削工具の支持剛性が高くなる。したがって、切削工具が大きなバリに当った場合でも切削工具が逃げたりする心配がない。
【０００５】
また、回転テーブルを使用して複数個の化粧穴を順次同じ位置に割り出すので、同形状の化粧穴を加工するにあたって切削工具の軌道経路を変える必要が無く、ティーチングやプログラムの作業量を少なく済ませることができる。さらに、センサを利用した軌道補正を行うことにより、切削工具と化粧窓の周縁部との接触状態が安定して、自動車用ホイールの寸法誤差にかかわらず、バリの除去残り等を発生する心配が無いものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２４３９０９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記バリ取り装置には、以下のような問題点がある。まず、切削工具に対して自動車用ホイールを相対的に動かす２軸テーブル上に、さらに、化粧穴の周方向の位置を割り出す回転テーブルが設置されるため、装置の大型化を招くという問題がある。
【０００７】
また、各化粧穴についてホイールの表面側および裏面側の周縁部を加工する場合には、一つの自動車用ホイールで表裏合わせて少なくとも２工程必要であり、さらにデザイン性が重視されるアルミホイール等で１製品に複数種類の化粧穴が形成される場合には、４工程あるいは６工程が必要となる。このような多工程に上記バリ取り装置を使用する場合、各工程はそれぞれ異なった動きをするが、これらの間で自動車用ホイールを固定支持する２軸テーブル同士が相互に干渉しないように工程間隔を広めに設定する必要がある。その結果、全体として広い設置スペースが必要となる。
【０００８】
また、上述のように回転テーブルと２軸テーブルが組み合わされたものを各工程間で移動させると、移動負荷が大きいため、自動車用ホイールを取り外して搬送することになり、着脱・搬送による時間ロスが避けられない。そのうえ、上述のように、各工程が離れている関係上、工程間の搬送機構が大型化するという問題がある。
【０００９】
さらに、回転テーブルで化粧穴の回転位置の割り出しにより、ティーチング等の作業量が少なく済むとはいえ、切削工具を複雑な３次元形状の化粧穴に沿わせる手間は大きい。また、自動車用ホイール側の寸法誤差に対応して、センサによる監視あるいは補正制御を行わせる場合、装置の複雑化が避けられない。
【００１０】
本発明は、斯かる実情に鑑み、自動車用ホイールを動かす２軸テーブルを設ける必要が無く、また、ティーチング等にかかる時間を短縮できる自動車用ホイールの研削加工装置および研削加工方法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、自動車用ホイールに周方向で所定間隔をおいて形成される化粧穴の周縁部に、研削加工具を接触させて研削加工を行う自動車用ホイールの研削加工装置であって、自動車用ホイールを固定支持して自転させることにより化粧穴の周方向の位置を割り出す回転テーブルと、該回転テーブルの回転軸に対し平行方向および直交方向の２軸方向に往復移動可能である工具支持ヘッドと、該工具支持ヘッドに取り付けられて回転または振動した状態で自動車用ホイールの化粧穴に接触させられる研削加工具とを備えてなり、前記研削加工具が、前記回転テーブルの回転運動と、前記回転ヘッドの前記２軸方向の往復移動との組み合わせにより、化粧穴の周縁部に沿うように相対的に移動させられることを特徴とする自動車用ホイールの研削加工装置を提供する。
【００１２】
請求項１の発明によれば、以下の作用を奏する。化粧穴の周方向の位置を割り出す回転テーブルの動きを利用して、研削加工具を化粧穴の周縁部に沿わせる動きまで行わせるようにするので、装置をコンパクトかつ簡素に構成することができる。また、回転テーブルがその場で回転するだけであるから、隣接工程との干渉防止のために工程間隔を広く取る必要がなく、装置の設置スペースも小さくすることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、前記回転テーブルが周方向に所定間隔で複数個配設される回転搬送テーブルが設けられており、前記回転搬送テーブルの周囲であって、前記回転テーブルの停止位置に対応する位置の少なくとも２カ所に、前記工具支持ヘッドが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ホイールの研削加工装置を提供する。
【００１４】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の作用に加えて、以下の作用を奏する。回転搬送テーブルを回転させるだけで、次の工程に移動できるので、自動車用ホイールを取り外して回転テーブル間を搬送する必要が無いため、取り外した自動車用ホイールをチャックして搬送する機構を別途に設けなくても済み、搬送による時間ロスが抑制される。
【００１５】
請求項３の発明は、前記回転テーブルの回転駆動機構は、前記工具支持ヘッドとともに前記回転テーブルの停止位置に対応する位置に配置されており、前記回転搬送テーブルの停止時に前記回転テーブルに連結されることを特徴とする請求項２に記載の自動車用ホイールの研削加工装置を提供する。
【００１６】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明の作用に加えて、以下の作用を奏する。回転駆動モーターを回転搬送テーブルに搭載していないので、回転搬送テーブルの軽量に構成することができ、回転搬送テーブルの回転駆動源の出力が小さく済ませることができる。
【００１７】
請求項４の発明は、前記回転搬送テーブルには、前記回転搬送テーブルの回転時に前記回転テーブルをロックするロック機構が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の自動車用ホイールの研削加工装置を提供する。
【００１８】
請求項４の発明によれば、請求項２又は３の発明の作用に加えて、以下の作用を奏する。回転テーブルは、回転搬送テーブルの回転時に動きがロックされるので、既に割り出された回転方向位置を次工程で利用することができ、次工程における割出の迅速化および容易化が図られる。
【００１９】
請求項５の発明は、前記回転搬送テーブルの周囲であって、前記回転テーブルの停止位置に対応する位置のうち、前記回転ヘッドが配置されている以外の位置に、自動車用ホイールの表裏を反転させる反転機構が設置されることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の自動車用ホイールの研削加工装置を提供する。
【００２０】
請求項５の発明によれば、請求項２から４のいずれかの発明の作用に加えて、以下の作用を奏する。他の回転テーブルで研削加工が行われている間に自動車用ホイールを反転させるので、反転動作による時間ロスを生じないものである。
【００２１】
請求項６の発明は、前記工具支持ヘッドは回転ヘッドであって、前記研削加工具は、一端が前記回転ヘッド側に固定され他端が自由端である可撓性の紐状研削体を有してなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の自動車用ホイールの研削加工装置を提供する。
【００２２】
請求項６の発明によれば、請求項１から５のいずれかの発明の作用に加えて以下の作用を奏する。紐状研削体が、化粧穴の周縁部との接触に応じて撓み変形するので、研削加工具の移動経路を化粧穴の形状に完全に合わせる必要がなくティーチング作業等が簡単に済む。また、自動車用ホイール側の寸法誤差も研削加工具の撓みにより吸収可能であるから、加工中に軌道補正を行う必要がないものである。
【００２３】
請求項７の発明は、前記紐状研削体は前記回転ヘッドの回転軸方向に延び、前記回転ヘッドの回転遠心力により回転半径方向に膨らみ、前記紐状研削体の長手方向の中途部であって膨らみ方向の外側が、化粧穴の周縁部に接触させられることを特徴とする請求項６に記載の自動車用ホイールの研削加工装置を提供する。
【００２４】
請求項７の発明によれば、請求項６の発明の作用に加えて以下の作用を奏する。回転遠心力により膨らんだ紐状研削体の長手方向の中途部が化粧穴の周縁部に接触し、長手方向の形状が化粧穴の周縁部の傾斜に沿うように撓むので、回転ヘッドの向きを変える多軸リスト等を使用する必要が無く、低コストに装置を構成することができる。
【００２５】
請求項８の発明は、自動車用ホイールに周方向で所定間隔をおいて形成される化粧穴の周縁部に、研削加工具を接触させて研削加工を行う自動車用ホイールの研削加工方法であって、回転テーブルに自動車用ホイールを固定支持して化粧穴の周方向の位置を割り出した後で、前記回転テーブルの回転運動と、前記回転テーブルの回転軸に対し平行方向および直交方向の２軸方向に往復移動可能である工具支持ヘッドの前記２軸方向の往復移動との組み合わせにより、割り出された化粧穴の周縁部に沿うように研削加工具を相対的に移動させることを特徴とする自動車用ホイールの研削加工方法を提供する。
【００２６】
請求項８の発明によれば、化粧穴の周方向の位置を割り出す回転テーブルの動きを利用して、研削加工具を化粧穴の周縁部に沿わせる動きまで行わせるようにするので、研削を行う装置をコンパクトかつ簡素に構成することができる。また、回転テーブルがその場で回転するだけであるから、隣接工程との干渉防止のために工程間隔を広く取る必要がなく、設備スペースを小さくすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。
【００２８】
〔自動車用ホイールの研削加工装置１の概要〕
図１は、本実施形態にかかる自動車用ホイールの研削加工装置１を示す平面図である。研削加工装置１は、自動車用のアルミホイールＷ（図２）に形成される２種類の化粧穴Ｈ１，Ｈ２の周縁部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４について研削加工を行うための装置である。研削加工装置１は、図１に示されるように、主として、回転搬送テーブル２、回転搬送テーブル２の上面に周方向で等間隔をもって５個（複数個）配設される回転テーブル３、回転テーブル３の停止位置Ａ〜ＥのうちＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅに対応する位置に配置される二軸コラム４からなる。
【００２９】
研削加工装置１は、搬送コンベア６で待機位置Ｓに搬入されるアルミホイールＷを、停止位置Ａに停止する回転テーブル３に裏面側Ｉを上向きとして固定支持した後、回転搬送テーブル３を７２度ずつ回転させることにより、さらに、停止位置Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅでも停止させる。停止位置Ａでは、対応する位置に配置される二軸コラム４に取り付けられる研削加工具を接触させることにより、９個（複数個）ある化粧穴Ｈ１の裏面側Ｉの周縁部Ｂ１を研削加工する。研削加工とは、周縁部に発生したバリの除去やエッジの面取り加工等である。停止位置Ａにおける研削加工の際、複数個の化粧穴Ｈ１は、すべて回転テーブル３により周方向の同じ位置に割り出される。
【００３０】
停止位置Ｂでも、停止位置Ａと同様に、化粧穴Ｈ２の裏面側Ｉの周縁部Ｂ２を研削加工する。停止位置Ｃでは、アルミホイールＷの固定支持を解除し、不図示の反転機構により表面側Ｏを上向きとなるように反転した後で、再度、回転テーブル３に固定支持する。さらに、停止位置Ｄで化粧穴Ｈ１の表面側Ｏの周縁部Ｂ３を研削加工し、停止位置Ｅで化粧穴Ｈ２の表面側Ｏの周縁部Ｂ４を研削加工した後にアルミホイールＷの固定支持を解除し、搬送コンベア７で搬出する。
【００３１】
〔アルミホイールＷ〕
研削加工対象物となるアルミホイールＷは、アルミダイキャスト鋳造により製造され、表面側Ｏから裏面側Ｉに貫通する化粧穴Ｈ１，Ｈ２が鋳造により形成される。化粧穴Ｈ１，Ｈ２は、アルミホイールＷの周方向に中心角４０度の等間隔をおいて交互に形成されている。断面形状は、化粧穴Ｈ１が舟形状、化粧穴Ｈ２が略三角形状の左右対称穴であるが、これらのプロフィールは複雑な曲線の組み合わせにより構成されている。
【００３２】
アルミホイールＷは、表面側Ｏおよび裏面側Ｉの全体を旋削加工されるが、その際、化粧穴Ｈ１，Ｈ２の裏面側Ｉの周縁部Ｂ１，Ｂ２、および表面側Ｏの周縁部Ｂ３，Ｂ４に、切削バリが発生する。切削バリは、アルミホイールＷの取り扱い時における安全性のために除去しておくことが必要である。また、アルミホイールＷには仕上げ塗装が施されるが、切削バリを除去した跡に残るエッジには塗装が乗りにくいので、丸みを与えてエッジを残さないように面取りをすることが必要とされている。なお、表面側Ｏおよび裏面側Ｉは、図２（ｂ）に示されるように曲面状に加工されるため、これらと化粧穴Ｈ１，Ｈ２との交差部となる周縁部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、いずれも複雑な３次元形状に形成されることとなる。
【００３３】
〔回転搬送テーブル２〕
回転搬送テーブル２は、その上面の周方向に等間隔で回転テーブル３が配設され、矢印Ｊの方向に自転して７２度ごとに停止することにより、自らの回転中心周りで回転テーブル３を公転させ、研削加工装置１の各作業工程に対応する停止位置Ａ〜Ｅで順次停止させる。なお、回転搬送テーブル２には、回転テーブル３の回転方向（矢印Ｋ方向）の動きをロックするロック機構２１が設けられている。停止位置Ａ，Ｄで割り出されたアルミホイールＷの周方向の位置が、回転テーブル３が公転する際にずれることを防止して、停止位置Ｂ，Ｅにおいて一から割り出さなくても済むようにするためである。ロック機構２１に内蔵されているシリンダが伸長して、係止部材２１ａを回転テーブル３のリングギア３２６に係合させてロックする。
【００３４】
〔回転テーブル３〕
図３および図４は、アルミホイールＷが搭載されていない回転テーブル３を示す図である。図３は、回転テーブル３と隣接配置される回転駆動機構５を示す平面図である。図４は、図３のＦ−Ｆ断面図である。回転テーブル３は、主として、回転搬送テーブル２に固定されるベース部３１、ベース部３１に回転自在に支持されるとともにアルミホイールＷが載置される回転部３２、回転部３２にアルミホイールを固定する固定部３３を備えてなる。
【００３５】
ベース部３１は、回転搬送テーブル２にボルト等で固定されており、上面側にリング状のスライドレール３１１が固定される。回転部３２は、円板状の下部プレート３２１、連結部材３２２、円板状の上部プレート３２３および支持リング３２４が下から順に積み重ねられて構成される。下部プレート３２１には、スライドレール３１１に回転スライド自在に係合されるスライダー３２５が固定され、これにより、回転部３２はベース部３１に対し回転自在とされている。
【００３６】
また、下部プレート３２１には、外歯のリングギア３２６が下部プレート３２１と回転中心が一致するように固定されている。リングギア３２６には、上述のようにロック機構２１が係合して回転部３２をロックするほか、回転駆動機構５が係合して回転部３２を回転させるようになっている。回転駆動機構５については後述する。
【００３７】
支持リング３２４はアルミホイールＷのリム部Ｗｒと略同径に形成され、さらに、上面にリム部Ｗｒを係合させる段差３２４ａが形成され、載置されたアルミホイールＷが容易にずれないようになっている。また、図３に示されるように、リム部Ｗｒを押さえ込んでアルミホイールＷを固定支持する固定部３３が、回転テーブル３の外周部の三か所に設けられている。
【００３８】
固定部３３は、リム部Ｗｒに係合する爪形状の先端部３３１ａを有するクランプ３３１と、クランプ３３１の下端部を回動自在に支持する支持部材３３２と、クランプ３３１の中途部を押し引きするシリンダ３３３とを有してなり、連結部材３２２の側面部に取り付けられる。クランプ３３１は、シリンダ３３３の短縮により、図４に一点鎖線で示されるように起立することにより、図７に示されるようにリム部Ｗｒに係合させられる。また、クランプ３３１は、シリンダ３３３の伸長により図４に実線で示されるように倒れて係合が解除される。
【００３９】
〔二軸コラム４〕
図５は、二軸コラム４を示す図で、図６のＧ−Ｇ断面図である。図６は、図５のＧ視を示す図である。二軸コラム４は、研削加工具Ｔをチャックして回転させるドライバー４１と、ドライバー４１を支持して水平方向に延びる横軸コラム４２と、横軸コラム４２を支持して上下方向に延びる縦軸コラム４３とを備えてなり、図１に示されるように、回転搬送テーブル２の周囲において、回転テーブル３の停止位置Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅに対応するように設置される。
【００４０】
ドライバー４１は上下に延びる円筒形状に形成され、下端部に研削加工具Ｔをチャックして、高速回転する回転ヘッド４１１が設けられる。回転ヘッド４１１は、上下をベアリング４１２で支持される回転軸４１３を介して、ドライバー４１の上端部の駆動モーター４１４で回転させられる（矢印Ｌ方向）。なお、駆動モーター４１４は、回転数が調整可能とされている。
【００４１】
横軸コラム４２は、縦軸コラム４３により上下方向（矢印Ｍ方向）にスライド自在に支持される支持部４２１と、支持部４２１に対し水平方向（矢印Ｎ方向）にスライド自在に支持される横軸コラム本体４２４とからなる。横軸コラム本体４２４は、水平方向に取り付けられるスライドレール４２３が、支持部４２１に取り付けられるスライダー４２２に係合することにより、支持部４２１に対してスライド自在に支持される。また、支持部４２１にブラケット４２５を介して連結されるボールブッシュ４２６と、横軸コラム本体４２４にベアリング４２７を介して連結されるボールスクリュー４２８とが、組み合わされている。したがって、ボールスクリュー４２８に連結されるサーボモーター４２９を回転させることにより、横軸コラム本体４２４は水平方向に往復移動可能とされている。
【００４２】
縦軸コラム４３は、回転テーブル３の停止位置Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅに対応する位置に設置される縦軸コラム本体４３１と、昇降部４３４とからなる。昇降部４３４は、これに固定されるスライダー４３３が、縦軸コラム本体４３１に固定される上下方向のスライドレール４３２と係合することで、上下スライド自在に支持される。さらに、昇降部４３４に固定されるボールブッシュ４３５は、縦軸コラム本体４３１にベアリング４３６を介して支持されるボールスクリュー４３７と組み合わされる。昇降部４３４は、ボールスクリュー４３７の下端にベルト４３８で連結されるサーボモーター４３９を回転させることにより、上下方向に往復移動可能とされている。昇降部４３４は横軸コラム４２の支持部４２１と連結されているので、横軸コラム４２はサーボモーター４３９の回転に伴って上下移動が可能となっている。
【００４３】
二軸コラム４は上述のように構成されるので、サーボモーター４２９，４３９を回転制御することにより、回転ヘッド４１１を、上下方向及びこれに直交する水平方向の２軸方向に往復移動させることができる。
【００４４】
〔回転駆動機構５〕
回転駆動機構５は、図４に示されるように、二軸コラム４の下方に一体的に設置され、サーボモーター５１のギア５２がリングギア３２６に係合して、回転テーブル３を回転させる。サーボモーター５１はプレート状の進退部５３に固定され、進退部５３は、その下面のスライダー５４に係合されるスライドレール５５を介し、ベース部５６に対してスライド自在に支持される。また、進退部５３は、ベース部５６にブラケット５７で固定されるシリンダ５８のロッド５９に連結され、水平方向に往復移動可能とされている。すなわち、進退部５３は、ロッド５９の伸長（矢印Ｐ）により、ギア５２をリングギア３２６に係合させ、ロッド５９の短縮により、係合を解除させるものである。
【００４５】
〔研削加工具Ｔ〕
研削加工具Ｔは、コレットチャックが設けられる回転ヘッド４１１に挿入支持される挿入部Ｔ１と、それに連結されるカシメ部Ｔ２と、カシメ部Ｔ２に紐状研削体ｔ３を複数本かしめることにより形成される研削部Ｔ３からなる。紐状研削体ｔ３は、回転ヘッド４１１の回転軸方向に延びており、高速回転する回転ヘッド４１１の回転遠心力により回転半径方向に膨らみ、研削部Ｔ３が傘状に広がる。
【００４６】
紐状研削体ｔ３は、可撓性材料で形成される紐状体の長手方向の外周面に研削性を備えたものであり、例えば、ナイロン等の樹脂で形成される紐状体の外周面に砥粒を定着させたものや、ピアノ線の外周面に研削性を有する稜線を形成したもの等が用いられる。したがって、傘状に広がった研削部Ｔ３の膨らみ方向の外側が被研削対象物に接触すると、紐状研削体ｔ３は、図７または８に示されるように、回転遠心力で被研削対象物の表面形状に沿うように、長手方向で撓み変形して、ワイパーのように張付くような状態で研削加工を行う。その結果、研削加工具Ｔは、研削加工の対象となる周縁部Ｂ１〜Ｂ４との距離が一定でなくても距離のズレを吸収するように、また、周縁部Ｂ１〜Ｂ４が複雑な３次元形状で多様に傾斜していてもその傾斜に沿うように、変形して確実に研削加工を行えるものである。
【００４７】
研削加工具ＴでアルミホイールＷの化粧穴Ｈ１，Ｈ２の周縁部Ｂ１〜Ｂ４を研削加工して、周縁部に発生したバリの除去およびエッジ部を丸める面取りを行う場合、紐状研削体ｔ３の研削性を有する外周面を周縁部に確実に接触させ、回転遠心力でワイパーのように張付かせるようにするためには、図７または８に示されるように、研削部Ｔ３を化粧穴に挿入し、その化粧穴の内部で回転させて、紐状研削体ｔ３の長手方向の中途部に接触させる必要がある。
【００４８】
〔研削加工具ＴのアルミホイールＷに対する移動経路〕
研削加工具Ｔは、回転ヘッド４１１に保持されており、二軸コラム４によって、上下（垂直）方向及び水平方向の２軸方向に往復運動可能とされている。しかし、前記２軸方向の動きのみでは、３次元形状を有するアルミホイールＷの化粧穴Ｈ１，Ｈ２の周縁部に沿うように、研削加工具Ｔを移動させることはできない。そこで、本実施形態では、二軸コラム４による往復移動に加え、回転テーブル３の回転運動を利用して、上記２軸に直交する第３軸の往復移動に代えるようにしている。すなわち、アルミホイールＷを固定支持する回転テーブル３の回転運動と、回転テーブル３の回転軸（垂直軸）に対し平行方向及び直交方向（水平方向）の２軸方向となる二軸コラム４の往復移動の組み合わせにより、研削加工具Ｔに、３次元形状を有する化粧穴Ｈ１あるいはＨ２の周縁部Ｂ１〜Ｂ４に沿うように、３次元方向の相対的移動を行わせるものである。
【００４９】
この研削加工具Ｔと化粧穴Ｈ１あるいはＨ２の周縁部Ｂ１〜Ｂ４の相対的な移動は、不図示の制御部に予めティーチングあるいはプログラムされた経路どおりとなるように、各停止位置Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅにおいて、それぞれサーボモーター５１、４２９及び４３９を回転制御することにより行われる。ここで、研削加工具Ｔが硬質材料で形成される回転砥石であれば、化粧穴の周縁部を確実に研削できるように、また、研削代が大きくなり過ぎないようにするため、研削加工具Ｔと化粧穴の距離関係を一定に維持する必要がある。しかし、上述のとおり、研削加工具Ｔの研削部Ｔ３は、回転遠心力により回転半径方向に膨らんだ状態で化粧穴の周縁部に接触させられるため、両者間の距離は完全に一定に設定される必要は無く、ある程度のズレがあっても吸収されるものである。
【００５０】
研削加工具Ｔを回転テーブル３に対して３次元方向に動かすためには、当然ながら、回転ヘッド４１１の水平往復移動の軌道と回転テーブル３の回転同心円の交点において、その回転同心円の接線方向と回転ヘッド４１１の水平往復移動の方向とは交差する関係であることを要する。最も効率よく３次元の動きを行わせるためには、回転ヘッド４１１の水平往復移動の軌道は、本実施形態のように、上記接線方向と直角に交差すること、すなわち、回転ヘッド４１１の水平往復移動の軌道上又はその延長上に回転テーブル３の回転中心が位置することが好ましい。これにより、回転テーブル３の回転運動量を最小限に抑えることができるものである。その一方で、回転ヘッド４１１の水平往復移動の軌道は、回転搬送テーブル２の回転半径上に重ねる必要は無い。したがって、横軸コラム４２は、停止位置Ｂ，Ｄのように回転搬送テーブル２に対して放射状に延びる方向に設置する必要はなく、停止位置Ａ，Ｅのように配置してもよい。したがって、搬送コンベア６，７等の設置により設置スペースが制約される場合にも、二軸コラム４は、回転テーブル３の周方向で設置位置をずらして、容易に対応することができるものである。
【００５１】
〔研削加工装置１の作動〕
上述した研削加工装置１の作動について説明する。
【００５２】
〔アルミホイールＷの搬入および固定〕
搬送コンベア６で待機位置Ｓに搬入されたアルミホイールＷは、不図示の搬送チャックで把持され、停止位置Ａの回転テーブル３に、裏面側Ｉを上向きとして載置される。アルミホイールＷが載置されると、３方に配設されたクランプ３３１が回動して、図７に示されるように、リム部Ｗｒを押さえ込んで回転テーブル３に固定支持する。また、このとき並行して、回転駆動機構５におけるロッド５９が伸長して、サーボモーター５１のギア５２が、回転テーブル３のリングギア３２６に嵌合する。
【００５３】
〔化粧穴Ｈ１の割り出し〕
アルミホイールＷは不図示のセンサで回転位相角度が検知され、その検知結果に基づいて、サーボモーター５１が作動し、化粧穴Ｈ１の一つが研削加工具Ｔの下方位置に割り出される。その後、縦軸コラム４３のサーボモーター４３９が作動して、昇降部４３４に連結される横軸コラム４２およびドライバー４１を下降させ、回転ヘッド４１１に支持される研削加工具Ｔが、割り出された化粧穴Ｈ１に挿入される。
【００５４】
〔周縁部Ｂ１の研削加工〕
研削加工具Ｔが化粧穴Ｈ１に挿入された後、サーボモーター４２９，４３９および５３が作動することにより、回転テーブル３の回転運動と二軸コラム４の垂直方向及び水平方向の往復移動との組み合わせによる研削加工具Ｔの化粧穴Ｈ１に対する相対的な３次元移動が行われ、図７に示されるように、周縁部Ｂ１が研削加工される。割り出された化粧穴Ｈ１の研削加工が終了すると、研削加工具Ｔは一旦上方に退避する。回転テーブル３が４０度回転して、次の化粧穴Ｈ１が割り出された後に再び研削加工具Ｔが下降して、化粧穴Ｈ１挿入され、上記と同様に研削加工を行う。
【００５５】
〔停止位置Ｂへの搬送及び周縁部Ｂ２の研削加工〕
化粧穴Ｈ１の割り出し及び周縁部Ｂ１の研削加工が９回繰り返されて、すべての化粧穴Ｈ１について研削加工を終了する。その後、ロック機構２１がリングギア３２６に係合して回転テーブル３をロックした状態で回転搬送テーブル２が矢印Ｊの方向に７２度回転する。これにより、アルミホイールＷは次工程（停止位置Ｂ）に搬送される。停止位置Ｂでは、ロック機構２１によるロックが解除された後、回転テーブル３を予め設定された角度を回転させて化粧穴Ｈ２の割り出しを行った後、停止位置Ａと同様に、回転テーブル３及び二軸コラム４による化粧穴Ｈ２の割り出し及び周縁部Ｂ２の研削加工を９回繰り返し、すべての化粧穴Ｈ２について研削加工を終了する。
【００５６】
〔停止位置Ｃへの搬送及アルミホイールＷの反転〕
周縁部Ｂ２の研削加工終了後、アルミホイールＷは停止位置Ｃに搬送される。停止位置Ｃでは、固定部３３によるルミホイールＷの固定支持が解除される。固定支持を解除されたアルミホイールＷは、反転機構により表面側Ｏが上向きとなるように載置され、再び、固定部３３で固定支持される。
【００５７】
〔停止位置Ｄ，Ｅへの搬送及び周縁部Ｂ３，Ｂ４の研削加工〕
停止位置Ｃで反転されたアルミホイールＷは、停止位置Ｄへ搬送される。停止位置Ｄでは、停止位置Ａと同様に、不図示のセンサで回転位相角度が検知され、センサの検知結果に基づいて、一つの化粧穴Ｈ１が研削加工具Ｔの下方に割り出される。そして、割り出された化粧穴Ｈ１の周縁部Ｂ３が研削加工され、回転テーブル３が４０度ずつ回転して、周方向に９個形成される化粧穴Ｈ１について研削加工を終了する。すべての周縁部Ｂ３の研削加工終了後、アルミホイールＷは停止位置Ｅに搬送される。停止位置Ｅでは、回転テーブル３を所定角度回転させて化粧穴Ｈ２の割り出しを行った後、周縁部Ｂ４が研削加工され、回転テーブル３が４０度ずつ回転して、周方向に９個形成される化粧穴Ｈ２の研削加工を終了する。
【００５８】
〔アルミホイールＷの搬出〕
停止位置Ｅにおける研削加工がすべて終了した後、固定部３３によるアルミホイールＷの固定支持を解除される。アルミホイールＷは、不図示の搬送チャックで把持されて、排出位置Ｚに載置され搬送コンベア６で搬出される。
【００５９】
〔本実施形態の特徴点〕
本実施形態に係る研削加工装置１は、上述のように構成されるため、以下のような特徴点を有する。
【００６０】
第１に、化粧穴Ｈ１，Ｈ２の周方向の位置を割り出す回転テーブル３の動きを利用して、研削加工具Ｔを、３次元形状を有する化粧穴Ｈ１，Ｈ２の周縁部Ｂ１〜Ｂ４に沿わせるように相対的な３次元移動を行わせるので、回転テーブルの下に、さらにスライドテーブルを組み合わせる場合等に比べ、重量はもちろん高さ寸法も小さく抑えることができる。また、回転テーブル３をその場で回転させるだけであるから、隣接する他の工程との干渉防止のために工程間隔を広く取る必要がない。したがって、装置全体をコンパクトかつ簡素に構成することができるという特徴点を有する。
【００６１】
第２に、回転搬送テーブル２を回転させるだけで、アルミホイールＷを回転テーブル３から取り外さずに次工程に搬送できるので、各工程を終えるごとにアルミホイールＷを取り外す必要が無い。したがって、搬送による時間ロスが少なく、アルミホイールＷを把持して次工程に移送する搬送機構を別途に設けずに済むという特徴点を有する。
【００６２】
第３に、回転テーブル３の回転駆動モーターとなるサーボモーター５１を、回転搬送テーブル２ではなく、その周囲に二軸コラム４とともに配置している。したがって、軽量に構成される回転搬送テーブル２の回転駆動源の出力を小さく済ませることができるという特徴点、および、各サーボモーター５１には二軸コラム４と同様に１工程分の動きのみを行わせるだけで良いため、装置および制御の複雑化が回避されるという特徴点を有する。
【００６３】
第４に、回転テーブル３は、搬送時に、ロック機構２１によりロックされるので、停止位置Ａ，Ｄで割り出された位置を次工程のＢ，Ｅで利用することができ、次工程における割出の迅速化を図ることができるという特徴点を有する。
【００６４】
第５に、停止位置Ｃの回転テーブルでは、他の停止位置Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅにおける回転テーブル３で研削加工が行われる間に、反転機構によりアルミホイールＷを表裏反転させるので、反転動作による時間ロスが生じないという特徴点を有する。
【００６５】
第６に、研削加工具Ｔは、研削部Ｔ３を構成する紐状研削体ｔ３が、化粧穴の周縁部との接触に応じて撓み変形するので、研削加工具Ｔの移動経路を化粧穴の形状に完全一致させなくてもよく、ティーチング作業が簡単に済み、さらに、アルミホイールＷの寸法誤差や固定支持位置の誤差がある場合にも撓みにより吸収可能なため、研削加工具Ｔの軌道補正を行う必要がないという特徴点を有する。
【００６６】
第７に、回転遠心力により膨らんだ紐状研削体ｔ３の長手方向の中途部が化粧穴の周縁部に接触し、長手方向の形状が化粧穴の周縁部の傾斜に沿うように撓むので、回転ヘッド４１１の向きを変える多軸リスト等を使用する必要が無く、低コストに装置を構成することができるという特徴点を有する。
【００６７】
〔上記実施形態の変形例〕
上記実施形態では、アルミホイールＷの化粧穴はＨ１，Ｈ２の２種類に設定されていたが、１種類でも良く、３種類以上であっても良い。また、化粧穴Ｈ１，Ｈ２は表面側Ｏから裏面側Ｉに貫通する穴であったが、貫通しない止まり穴であっても良い。
【００６８】
上記実施形態では、回転テーブル３が回転搬送テーブル２上に配設されていたが、回転テーブル３は直進搬送テーブル上に配設しても良く、あるいは搬送テーブル等を設けずに設置しても良い。また、回転テーブル３を自転させるサーボモーター５１は回転テーブル３に直結するようにしても良い。
【００６９】
上記実施形態では、研削加工具Ｔは回転ヘッド４１１に取り付けられる回転工具であったが、例えば、振動する工具支持ヘッドに取り付けられる振動工具であっても良い。また、研削加工具Ｔの研削部Ｔ３は、紐状研削体ｔ３で構成されていたが、これに限らず、硬質材料で構成される回転砥石を採用しても良い。
【００７０】
その他、本発明の自動車用ホイールの研削加工装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１〜８に記載される自動車用ホイールの研削加工装置または研削加工方法によれば、化粧穴の周方向の位置を割り出す回転テーブルの動きを利用して、研削加工具を化粧穴の周縁部に沿わせるので、装置をコンパクトかつ簡素に構成することができる。また、回転テーブルがその場で回転するだけであるから、隣接工程との干渉防止のために工程間隔を広く取る必要がなく、装置の設置スペースを小さくすることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかる自動車用ホイールの研削加工装置の平面図である。
【図２】研削加工の対象となるアルミホイールを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ断面図である
【図３】回転テーブルおよび回転駆動機構を示す平面図である。
【図４】図３のＦ−Ｆ断面図である。
【図５】二軸コラムを示す図で、図６のＧ−Ｇ断面図である。
【図６】図５のＧ視を示す図である。
【図７】図４に対応する図であって、アルミホイールの研削加工が行われる状態を示す図である。
【図８】研削加工が行われる状態を示す拡大図である。
【符号の説明】
１      研削加工装置
２      回転搬送テーブル
３      回転テーブル
４      二軸コラム
５      回転駆動機構
６，７      搬送コンベア
２１        ロック機構
４１１      回転ヘッド（工具支持ヘッド）
Ｔ            研削加工具
ｔ３        紐状研削体
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４    周縁部
Ｈ１，Ｈ２      化粧穴
Ｗ            アルミホイール
【図１】
2004306147.tif 000003
【図２】
2004306147.tif 000004
【図３】
2004306147.tif 000005
【図４】
2004306147.tif 000006
【図５】
2004306147.tif 000007
【図６】
2004306147.tif 000008
【図７】
2004306147.tif 000009
【図８】
2004306147.tif 000010