(57)【要約】      （修正有）【課題】多品種少量生産などで砥粒径などの加工条件を簡便に変更することができ、また大径から小径までの工作物を精密仕上げ加工することが可能な簡便な精密仕上げ装置を提供する。【解決手段】中空または中実の円筒状の工作物を回転可能に保持すると共に工作物の外周面に帯状の研磨テープを摺接させラッピング加工やポリシング加工を行う精密仕上げ装置において、砥粒が固着された研磨テープ１６と、該研磨テープを工作物に押圧する加圧手段１９と、該加圧手段と工作物の外周面との間に研磨テープを順次供給するための研磨テープ供給手段１７と、工作物を回転させると共に回転軸方向に送りながら保持する保持手段とを備え、該保持手段は工作物の下方を支持するブレード１４と、所定の回転速度で回転しながら工作物を支持する調整車１３とを有し、該調整車が工作物に対して加圧手段と反対側に設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空または中実の円筒状の工作物を回転可能に保持すると共に前記工作物の外周面に帯状の研磨テープを摺接させラッピング加工やポリシング加工を行う精密仕上げ装置において、
砥粒が固着された研磨テープと、該研磨テープを前記工作物に押圧する加圧手段と、該加圧手段と前記工作物の外周面との間に前記研磨テープを順次供給するための研磨テープ供給手段と、前記工作物を回転させると共に回転軸方向に送りながら保持する保持手段とを備え、該保持手段は前記工作物の下方を支持するブレードと、所定の回転速度で回転しながら工作物を支持する調整車とを有し、該調整車が前記工作物に対して前記加圧手段と反対側に設けられていることを特徴とする精密仕上げ装置。
【請求項２】
固着される砥粒の粒度が異なる複数の研磨テープを有し、該複数の研磨テープが前記工作物の回転軸方向への送り方向に対して、粒度の大きい砥粒が固着されている粗仕上げ用の研磨テープから粒度の小さい砥粒が固着されている上仕上げ用の研磨テープの順に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の精密仕上げ装置。
【請求項３】
前記加圧手段は前記研磨テープを介して前記工作物と接触する部分にゴムやプラスチック等の弾性を有する弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の精密仕上げ装置。
【請求項４】
前記工作物と前記調整車とが接触する第１の接触位置と、前記工作物と前記加圧手段とが接触する第２の接触位置と、前記工作物と前記ブレードとが接触する第３の接触位置とを有し、前記工作物の回転中心位置が前記第１の接触位置と前記第２の接触位置とを結ぶ直線の下側に位置するように前記第３の接触位置が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の精密仕上げ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空および中実の円筒状の工作物を研磨テープでラッピング加工およびポリシング加工を行う精密仕上げ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図４に示すように、中空および中実の円筒状の工作物１５を、ブレード１４と設定された回転速度で回転する調整車１３とで回転させると同時に工作物１５の回転軸方向に送りながら保持し、回転している鋳鉄製や砥石製のラップ車３０でラッピング加工を行う精密仕上げ装置として心なしラップ盤が存在する。心なしラップ盤は、このような方式でラッピング加工を行う優れたユニークな加工方式である。
【０００３】
また、図５に示すように、工作物１５を２つの回転ローラ４０で回転させると同時に工作物１５の回転軸方向に送りながら支持し、加圧ローラ２０により走行している研磨テープ１６を工作物１５に押し付ける方式で精密仕上げ加工し、アルミニウム製の感光体ドラムなどを対象にした仕上げ方法の提案もある。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５０２号公報（第４−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら図４に示す心なしラップ盤の場合にはラップ車３０が一般に砥石製であったり、鋳鉄製であったりする。このため、ラップ車３０の作製および取り扱いに労力を要し、多品種少量生産に使用する場合には砥粒径などの加工条件を簡単に変更することができない不便さがある。また、ラップ車３０の価格も高価である。
【０００６】
また、図５に示すアルミニウム管の仕上げ方法の場合には、工作物１５を２つの回転ローラ４０で支持しているので、直径の小さな工作物１５の場合には、図６に示すように工作物１５が二つの回転ローラ４０の中心を結ぶ直線４１で示す位置付近にまで入り込むことになり、その結果、加圧ローラ２０が二つの回転ローラ４０の中心を結ぶ直線４１で示す位置付近にまで入り込まなければならない。この時、加圧ローラ２０が回転ローラ４０と接触しないようにする必要があり、加圧ローラ２０の直径も小さくすることが要求される。しかしながら、加圧ローラ２０の直径を小さくすることには限界があるため工作物の直径が極めて小さい場合には対応できないという欠点があった。  
【０００７】
本発明は上記問題点にかんがみてなされたもので、多品種少量生産などにおいて砥粒径などの加工条件を簡便に変更することができ、また小径から大径までの工作物を精密仕上げ加工することが可能で簡便な精密仕上げ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】
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明は、中空または中実の円筒状の工作物を回転可能に保持すると共に工作物の外周面に帯状の研磨テープを摺接させラッピング加工やポリシング加工を行う精密仕上げ装置において、砥粒が固着された研磨テープと、該研磨テープを工作物に押圧する加圧手段と、該加圧手段と工作物の外周面との間に研磨テープを順次供給するための研磨テープ供給手段と、工作物を回転させると共に回転軸方向に送りながら保持する保持手段とを備え、該保持手段は工作物の下方を支持するブレードと、所定の回転速度で回転しながら工作物を支持する調整車とを有し、該調整車が工作物に対して加圧手段と反対側に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、固着される砥粒の粒度が異なる複数の研磨テープを有し、複数の研磨テープが工作物の回転軸方向への送り方向に対して、粒度の大きい砥粒が固着されている粗仕上げ用の研磨テープから粒度の小さい砥粒が固着されている上仕上げ用の研磨テープの順に設置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、加圧手段は研磨テープを介して工作物と接触する部分にゴムやプラスチック等の弾性を有する弾性部材を有することを特徴とする。
【００１１】
また、工作物と調整車とが接触する第１の接触位置と、工作物と加圧手段とが接触する第２の接触位置と、工作物とブレードとが接触する第３の接触位置とを有し、工作物の回転中心位置が第１の接触位置と第２の接触位置とを結ぶ直線の下側に位置するように第３の接触位置が設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の精密仕上げ装置は砥粒が固着された研磨テープを用いるので砥粒径などの加工条件を簡単に変更することができる。また、研磨テープは価格も安価であり多品種少量生産に対しても柔軟に対応可能な精密仕上げ装置を提供することができる。
【００１３】
また、工作物の回転安定性を良好に保ち、粗仕上げ、中仕上げ、上仕上げ加工を連続的に行うことができる。さらに工作物の上方への飛び出しを防止することができ、特に小径の工作物に対しても加圧手段の幾何学的な配置の自由度が大きく、実用的に精密仕上げ加工を行うことができる。このため、取り扱いが簡単で、大径工作物から小径工作物まで精密仕上げ加工が可能な精密仕上げ装置を提供することができる。
【００１４】
また、工作物に対する研磨テープの押し付け圧力が平均化されると共に、研磨テープの砥粒の局所的なバラツキを吸収し品質の良い仕上げ加工が可能な精密仕上げ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の精密仕上げ装置の好適な実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１にかかる精密仕上げ装置を示す概略図である。また、図２は、本発明の精密仕上げ装置を上方から見た概略図である。図１を参照しながら、本発明の実施例１にかかる精密仕上げ装置について説明する。
本実施例における精密仕上げ装置は、砥粒が固着された帯状の研磨テープ１６と、研磨テープ１６を中空または中実の円筒状の工作物１５に押圧する加圧手段としての金属材料からなる加圧ローラ２０と、加圧ローラ２０と工作物１５の外周面との間に研磨テープ１６を順次供給するための研磨テープ供給手段と、工作物１５を回転させると共に回転軸方向に送りながら保持する保持手段とを備えている。さらに、この保持手段は工作物１５の下方を支持するブレード１４と、所定の回転速度で回転しながら工作物１５を支持する調整車１３とを備え、この調整車１３を工作物１５に対して加圧ローラ２０の反対側に位置するように配置することによって工作物１５を回転可能に保持すると共に工作物１５の外周面に研磨テープを摺接させラッピング加工やポリシング加工を行うことを特徴としている。
【００１７】
ブレード１４は、工作物１５の下方と接触し、工作物１５を設定された支持高さになるように基台１０の上に固定されている。ブレード１４の工作物１５と接触する部位は超硬
などの耐磨耗性の良い部材からなり、研磨された平滑な面で、設定されたブレード頂角１４ａが設けられている。ブレード頂角１４ａは鋭角になるほど工作物１５の回転安定性を良好にするが、あまり鋭角になるとブレードの剛性が低下すること等も考慮して８０°から４０°程度の範囲で設定すると良い。
【００１８】
調整車１３はゴム等の摩擦力の大きな材料からなり、工作物１５に対して加圧ローラ２０と反対側に配置され、調整車支持旋回部１２に調整車１３の回転軸が回転可能に支持されている。そして、調整車１３は、図示せぬ駆動モータにより設定された回転速度で回転させられる。
【００１９】
調整車支持旋回部１２は、基台１０の上に固定された調整車基台１１に垂直な軸１１ａ回りに旋回可能に保持されており、設定された旋回角度をつけて固定することができる。このため、調整車支持旋回部１２に支持された調整車１３は、基台１０の上に固定された調整車基台１１に垂直な軸１１ａ回りに設定された旋回角度をつけた状態で固定される。このとき調整車１３の外周の表面形状は、一般の心なし研削盤のツル−イング装置（図示せず）で行われるようにツル−イングされた面にしてあり、調整車１３の両側面から中央部に向かうにつれて外径が連続的に減少する鼓状になっている。そして、調整車１３に所定の旋回角度が設けられている場合にも工作物１５と線接触するように成形されている。
【００２０】
工作物１５は、ブレード１４と調整車１３とにより、回転可能でかつ工作物１５の回転軸方向に移動可能に支持されており、調整車１３が回転することにより調整車の摩擦力で工作物１５は回転させられる。このとき、調整車１３の回転軸が工作物１５の回転軸に対して旋回角度を持つことにより工作物１５は送り方向の速度成分を持つことになる。従って、調整車１３の旋回角度を大きくすると工作物１５の送り方向の速度は大きくなり、また、逆に旋回角度を小さくすると工作物１５の送り方向の速度は小さくなる関係にある。
【００２１】
研磨テープ１６としては、ポリエステル製のテープに砥粒が合成接着剤で固着されているものや、布製のテープに研磨剤を含ませたものが用いられる。また、この研磨テープ１６を順次供給するための研磨テープ供給手段として供給ローラ１７と巻き取りローラ１８とが設けられている。さらに研磨テープ１６のたるみや送りの不均一による加工不良が起こらないように供給ローラ１７には制動機構（図示せず）が取り付けられており、巻き取り駆動モータ（図示せず）を有する巻き取りローラ１８で強制的に研磨テープ１６を巻き取ることにより、研磨テープ１６に常に一定の張力が掛けられ所定の速度で走行するように構成されている。
【００２２】
そして、走行している研磨テープ１６が、加圧ローラ２０により加工圧力設定部１９で設定された圧力で工作物１５に圧接され、工作物１５が回転すると同時に工作物回転軸方向に送られることによりラッピング加工またはポリシング加工が行われる。
また、工作物１５には、研磨テープ１６と工作物１５との間の摩擦力も発生するが、工作物１５は、調整車１３とのより大きな摩擦力に支配されるため、調整車１３の周速で回転する。
【００２３】
以上のように本実施例によれば研磨テープ１６としてポリエステル製のテープに砥粒が合成接着剤で固着された研磨テープや、布製のテープに研磨剤を含ませた研磨テープ等の砥粒が固着された研磨テープを用いるので砥粒径などの加工条件を簡単に変更することができ、多品種少量生産などに有効である。
また、ブレード１４と設定された回転速度で回転する摩擦係数の大きな調整車１３とで回転させると同時に工作物１５を工作物１５の回転軸方向に送りながら保持するため、小径の工作物１５に対しても加圧ローラ２０の幾何学的な配置の自由度が大きく、実用的に精密仕上げ加工を行うことができる。
【実施例２】
【００２４】
次に、本発明の実施例２における精密仕上げ装置を図１および図２を参照しながら説明する。なお、図２は、本発明の実施例２にかかる精密仕上げ装置の構成を示す概略図である。また、実施例１と同一の部位、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
本実施例では、図２に示すように研磨テープが工作物１５の送り方向に複数個設置されており、本例の場合には加工の順番が、粗仕上げ用研磨テープ１６ａ、中仕上げ用研磨テープ１６ｂ、上仕上げ用研磨テープ１６ｃの順になるように設置されている。
【００２５】
本実施例によれば、工作物１５は、回転させられると同時に工作物１５の回転軸方向へ送られる。このため、工作物１５は最初に粗仕上げ用研磨テープ１６ａで加工され、次に中仕上げ用研磨テープ１６ｂで加工され、最後に上仕上げ用研磨テープ１６ｃで加工される。このように粗仕上げから上仕上げへと順次に加工されるため、本精密仕上げ装置の加工工程を一回通るとラッピング加工またはポリシング加工における粗仕上げ、中仕上げ、上仕上げ加工を連続的に行うことができる。
【実施例３】
【００２６】
次に、本発明の実施例３における精密仕上げ装置を図１および図２を参照しながら説明する。また、実施例１と同一の部位、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。本実施例では、図１および図２の加圧ローラ２０の材質がゴムやプラスチックからなり、弾性を有する構造としてある。
【００２７】
本実施例によれば、工作物１５に対する研磨テープ１６の押し付け圧力が平均化し、また研磨テープ１６の砥粒が局所的にバラツキがある場合にも加圧ローラ２０がゴムやプラスチック等の弾性を有する材料で構成されているので砥粒が局所的に深く工作物１５に食い込むことがない。このため、品質の良い仕上げ加工を行うことができる。
【実施例４】
【００２８】
次に、本発明の実施例４における精密仕上げ装置を図３を参照しながら説明する。また、実施例１と同一の部位、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
本実施例における精密仕上げ装置は、工作物が小径で長尺等の回転安定性が悪い場合に特に有効な例である。図３に示すように、工作物回転中心１５ａが、工作物１５と調整車１３とが接触する第１の接触位置１５ｂと工作物１５と加圧ローラ２０とが接触する第２の接触位置１５ｃとを結ぶ直線１５ｅの下側に位置するように工作物１５とブレード１４とが接触する第３の接触位置１５ｄを設定する。この幾何学的配置の条件でラッピング加工またはポリシング加工を行う。
【００２９】
本実施例によれば、工作物が小径で長尺等の回転安定性が悪い場合でも工作物１５が上方に飛び出したりしないようにすることができる。
【００３０】
尚、本発明の好適な実施例について説明してきたが、本発明は上記の説明により何ら限定されるものではない。例えば、上記実施例においては、研磨テープの加圧手段として回転する加圧ローラを用いた例で説明したが、回転しない加圧プラテンであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の精密仕上げ装置の実施例１にかかる図である。
【図２】本発明の精密仕上げ装置の上方から見た図で、実施例２にかかる図である。
【図３】本発明の精密仕上げ装置の実施例４にかかる図である。
【図４】従来の心なしラップ盤を説明する図である。
【図５】従来の精密仕上げ装置を説明する図である。
【図６】従来の精密仕上げ装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  基台  
１１  調整車基台
１１ａ  調整車基台に垂直な軸
１２  調整車支持旋回部
１３  調整車
１４  ブレード
１４ａ  ブレード頂角
１５  工作物
１５ａ  工作物回転中心
１５ｂ  第１の接触位置
１５ｃ  第２の接触位置
１５ｄ  第３の接触位置
１５ｅ  第１の接触位置と第２の接触位置とを結ぶ直線
１６  研磨テープ
１６ａ  粗仕上げ用研磨テープ
１６ｂ  中仕上げ用研磨テープ
１６ｃ  上仕上げ用研磨テープ
１７  供給ローラ
１８  巻き取りローラ
１９  加圧力設定部
２０  加圧ローラ
３０  ラップ車
４０  回転ローラ
４１  二つの回転ローラの中心を結ぶ直線
【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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