(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有するワークのバレル研磨方法であって、
前記凹部の隙間の間隔未満の大きさであり、かつ、その形状が略三角柱形状で、該略三角柱形状の側面が内側に窪み、該略三角柱形状の三角形を構成する各頂角部分が円弧形状である第１のメディアと、
前記凹部の隙間の間隔以上の大きさの第２のメディアとを混合したメディアを使用することを特徴とするバレル研磨方法。
【請求項２】
前記第１のメディアと前記第２のメディアの混合比は、１対１〜４対１であることを特徴とする請求項１記載のバレル研磨方法。
【請求項３】
前記略三角柱形状の三角形を構成する一辺の長さおよび柱の高さは、その上限が前記ワークの凹部の隙間間隔の０．４倍以下であり、下限がバレル研磨によりワークを研削することが可能な大きさであることを特徴とする請求項１記載のバレル研磨方法。
【請求項４】
前記略三角柱形状側面の窪みは、窪み部分の成す角が１２０〜１６０度であることを特徴とする請求項１または３記載のバレル研磨方法。
【請求項５】
前記ワークは、ベルト式駆動式無段変速機のエレメントであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のバレル研磨方法。
【請求項６】
凹部を有するワークのバレル研磨に用いるバレル研磨用メディアであって、
略三角柱形状で、三角形を構成する一辺および柱の高さが、前記凹部より小さく、該略三角柱形状の側面が内側に窪み、該略三角柱形状の三角形を構成する各頂角部分が円弧形状であることを特徴とするバレル研磨用メディア。
【請求項７】
前記略三角柱形状の三角形を構成する一辺の長さおよび柱の高さは、その上限が前記ワークの凹部の隙間間隔の０．４倍以下であり、下限がバレル研磨によりワークを研削することが可能な大きさであることを特徴とする請求項６記載のバレル研磨用メディア。
【請求項８】
前記略三角柱形状側面の窪みは、窪み部分の成す角が１２０〜１６０度であることを特徴とする請求項６または７記載のバレル研磨用メディア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バレル研磨方法、およびバレル研磨用メディアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
バレル研磨は、ワークの表面仕上げに用いられる。たとえば、ベルト式駆動式無段変速機のエレメントもバレル研磨を行って、面粗さを調整している。
【０００３】
ところで、このエレメントは、金属製板材を打ち抜くことで成形しているため、バリの発生が避けられない。このため、表面仕上げとして行われるバレル研磨に先立ち、このバリ取り加工を行う必要がある。
【０００４】
バリ取り加工装置としては、たとえば特開２００１−１３８１９３号公報には、エレメント、特にその凹部を研磨加工することでバリ取りを行う装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バレル研磨は、バレル研磨槽の中にメディアとともにワークを入れて攪拌することにより、ワーク表面をメディアによって研磨しているものである。したがって、原理的にはワークについているバリなどの不要物も取り去ることができる。
【０００６】
そこで、前記のエレメントもバリ取り加工を別途行うことなく、バレル研磨のみでバリ取りとともに表面仕上げを行うことが考えられる。そうすると、エレメントの形状から凹部にもバリがあるため、この凹部の隙間にも入り込むようなメディアを使用する必要がある。
【０００７】
しかしながら、エレメントの凹部に入り込むような小さなメディアを用いた場合、メディアが小さくなりすぎて、バリ取り効果がないといった問題がある。
【０００８】
一方、バリ取り効果が大きくなるように大きなメディアを使用すると、打ち抜きの際にできた外周部のバリを取ることはできるものの、凹部の隙間にできたバリを取ることは難しく、また、メディアを大きくしすぎると、バレル研磨において研磨された部分に２次バリと称するメディアによって研磨された部分に、あらたなバリが発生してしまうことがある。
【０００９】
このため、バリ取り加工と表面仕上げを一度のバレル研磨処理により実行できないのが現状である。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、バリ取りと表面仕上げをともに行うことのできるバレル研磨方法を提供することであり、また、このためのバレル研磨用メディアを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下の構成により達成される。
【００１２】
（１）凹部を有するワークのバレル研磨方法であって、前記凹部の隙間の間隔未満の大きさであり、かつ、その形状が略三角柱形状で、該略三角柱形状の側面が内側に窪み、該略三角柱形状の三角形を構成する各頂角部分が円弧形状である第１のメディアと、前記凹部の隙間の間隔以上の大きさの第２のメディアとを混合したメディアを使用することを特徴とするバレル研磨方法。
【００１４】
（２）前記第１のメディアと前記第２のメディアの混合比は、１対１〜４対１であることを特徴とする。
【００１５】
（３）前記略三角柱形状の三角形を構成する一辺の長さおよび柱の高さは、その上限が前記ワークの凹部の隙間間隔の０．４倍以下であり、下限がバレル研磨によりワークを研削することが可能な大きさであることを特徴とする。
【００１６】
（４）前記略三角柱形状側面の窪みは、窪み部分の成す角が１２０〜１６０度であることを特徴とする。
【００１７】
（５）前記ワークは、ベルト式駆動式無段変速機のエレメントであることを特徴とする。
【００１８】
（６）凹部を有するワークのバレル研磨に用いるバレル研磨用メディアであって、略三角柱形状で、三角形を構成する一辺および柱の高さが、前記凹部より小さく、該略三角柱形状の側面が内側に窪み、該略三角柱形状の三角形を構成する各頂角部分が円弧形状であることを特徴とするバレル研磨用メディア。
【００１９】
（７）前記略三角柱形状の三角形を構成する一辺の長さおよび柱の高さは、その上限が前記ワークの凹部の隙間間隔の０．４倍以下であり、下限がバレル研磨によりワークを研削することが可能な大きさであることを特徴とする。
【００２０】
（８）前記略三角柱形状側面の窪みは、窪み部分の成す角が１２０〜１６０度であることを特徴とする。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は請求項ごとに以下の効果を奏する。
【００２２】
請求項１記載の本発明によれば、ワーク凹部の隙間間隔未満の大きさで、かつ、その形状が三角形の辺を有している第１のメディアと、隙間間隔以上の大きさの第２のメディアとを混合してバレル研磨を行うことにしたので、ワーク凹部のなかまで確実に研削してバリ取りを行うことができ、かつワーク表面の仕上げ研磨も同時に行うことができる。特に、第１のメディアを、略三角柱形状で、その側面が内側に窪みを持たせ、かつ三角形を構成する各頂角部分を円弧形状にしたことで、ワーク凹部に第１のメディアを入り込みやするすることができる。
【００２４】
請求項２記載の本発明によれば、第１のメディアと第２のメディアの混合比を、１対１〜４対１とすることで、バリ取りのための十分な研削量を得ることができるとともに、ワーク表面の面粗度を細かく仕上げることができる。
【００２５】
請求項３記載の本発明によれば、略三角柱形状にした第１のメディアの三角形を構成する一辺の長さおよび柱の高さについて、その上限をワークの凹部の隙間間隔の０．４倍以下とし、下限をバレル研磨によりワークを研削することが可能な大きさとすることで、ワーク凹部に第１のメディアを入り込みやすくすることができる。
【００２６】
請求項４記載の本発明によれば、略三角柱形状にした第１のメディア側面の窪みにおける成す角を１２０〜１６０度とすることで、よりワーク凹部に第１のメディアを入り込みやすくすることができる。
【００２７】
請求項５記載の本発明によれば、ベルト式駆動式無段変速機のエレメントの凹部隙間のバリ取りとともに表面仕上げをバレル研磨のみで行うことができる。
【００２８】
請求項６記載の本発明によれば、バレル研磨用メディアの形状を略三角柱形状で、三角形を構成する一辺および柱の高さが、ワークの凹部より小さく、略三角柱形状の側面が内側に窪み、三角形を構成する各頂角部分が円弧形状とすることで、ワークの凹部の隙間内にメディアを入り込ませて、この凹部内を研磨することができる。
【００２９】
請求項７記載の本発明によれば、略三角柱形状としたメディアの三角形を構成する一辺の長さおよび柱の高さの上限をワークの凹部の隙間間隔の０．４倍以下とし、下限をバレル研磨によりワークを研削することが可能な大きさとすることで、より確実にワーク凹部にメディアを入り込みやすくすることができる。
【００３０】
請求項８記載の本発明によれば、略三角柱形状としたメディア側面の窪みにおける成す角を１２０〜１６０度とすることで、よりワーク凹部に第１のメディアを入り込みやすくすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
本発明を適用した実施の形態は、ベルト式駆動式無段変速機のエレメントのバリ取りと表面仕上げをバレル研磨により行うものである。
【００３３】
ここで、まず、加工するワークとしてのエレメントについて簡単に説明する。
【００３４】
エレメントは、概略、図１に示すような形状であり、このエレメント１は、図示しない自動車用ベルト式駆動式無段変速機のベルトを構成する一部品である。
【００３５】
このエレメント１は、図示するように、ボデー部２とヘッド部３とがネック部４により一体的に連設されており、ネック部４の両側に凹部５が設けられている。なお、図１Ａは、エレメント１を示す斜視図であり、図１Ｂは平面図である。
【００３６】
このエレメント１は、図２に示すように、プレスによる打ち抜き（Ｓ１）、熱処理（Ｓ２）、バレル研磨（Ｓ３）により加工成形される。このため、プレスによる打ち抜き（Ｓ１）の際に、その打ち抜き輪郭に沿ってバリが生じることがある。
【００３７】
本実施の形態は、この一連の加工工程のうち、バレル研磨（Ｓ３）を行うもので、このバレル研磨によりバリの除去とともに表面仕上げ加工を行うものである。
【００３８】
本実施の形態におけるバレル研磨では、大きさの異なる２種類のメディアを使用する。
【００３９】
２種つりのメディアは、エレメント１の凹部５の隙間間隔未満の大きさの第１のメディアαと、エレメント１の凹部５の間隔よりも大きな第２のメディアβである。
【００４０】
第１のメディアαは、凹部５の間隔ａより小さいだけでなく、凹部５へ入り込みやすいように、図３に示すように、略三角柱形状で、その側面１１が内側に窪んでいる。なお、図３Ａは第１のメディアαの斜視図であり、図３Ｂは第１のメディアαの平面図である。
【００４１】
この第１のメディアαの大きさは、三角形の１辺の長さが０．２ａ〜０．４ａ、柱の高さもまた０．２ａ〜０．４ａとすることが好ましい。また、側面１１の窪み部分は、この窪みを成す角θを１２０〜１６０度とすることが好ましい。すなわち、窪みを成す角θが１２０度より小さいと側面１１が薄肉で細長くなるため、特に第１のメディアが摩耗したときに研削量が低下し、逆に１６０度より大きいと凹部５へ入り込みづらくなって研削量が低下し、特に面取り研削量が低下するため、１２０〜１６０度とすることが好ましいのである。さらに、三角柱の頂角部分は円弧形状として、この円弧形状部分１２の曲率半径をａ／２とすることが好ましい。
【００４２】
このような形状とすることで、単純な三角柱形状よりもエレメント１の凹部５の隙間に入り込みやすくすることができる。
【００４３】
この第１のメディアαの大きさは、同じ形状で異なる大きさの第１のメディアαと第２のメディアβをそれぞれα：β＝２：１で混合して、エレメントのバレル研磨を行った結果、図４に示すように、第１のメディアαを約０．２ａ〜０．４ａの間の大きさとした場合に優れた研磨量を示すことから決めたものである。
【００４４】
ここで約０．４ａ以上で研削量が低下したのは、第１のメディアαが大きくなりエレメント凹部に入り込みづらくなったために研削量が低下したものと考えられる。
【００４５】
一方、０．２ａ未満の場合に研削量が低下するのは、エレメント凹部の間隔を基準としてメディアの大きさを決めているため、約０．２ａ未満とした場合、メディア体積が非常に小さくなり、バレル研磨時に撹拌されても運動エネルギーが大きくならないので研削量が低下したものと考えられる。
【００４６】
このことから、エレメント以外のワークをバレル研磨する場合、第１のメディアαの大きさとしては、その上限が凹部における隙間間隔の０．４倍以下とすることが好ましく、下限は、研削することが可能な運動エネルギーを得ることのできる大きさであればよいことになる。
【００４７】
第２のメディアβは、従来から使用されている通常のメディアでよく、たとえば、図５Ａに示すように、三角柱形状で各辺および高さが５ａ〜１０ａ程度のものを用いることが好ましい。三角柱形状の他に、図５Ｂに示すように、その直径が５ａ〜１０ａ程度の球形状のメディアを用いてもよい。
【００４８】
第１のメディアαおよび第２のメディアβはともに、通常、メディアとして使用されているセラミックス系の素材、たとえば、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ3、ＦＥＯ2、ＳｉＯ2などが含まれているセラミクスが用いられる。
【００４９】
ここで、第１のメディアαと第２のメディアβを混合した場合の湿式バレル研磨における研削量および面粗度について説明する。
【００５０】
バレル研磨の処理自体は、湿式バレル研磨法により行う。湿式バレル研磨法は、周知のとおり、バレル研磨槽内に、メディア、ワーク、および必要に応じて研磨剤などからなるマスを投入し、さらに水を入れて、バレル研磨槽を回転して内部のマスを撹拌することで、メディアによってワークを研磨するものである。
【００５１】
図６は、第１のメディアαと第２のメディアβの混合比と研削量の関係を示す図面であり、図７は、第１のメディアαと第２のメディアβの混合比と面粗度の関係を示す図面である。
【００５２】
一般的に単一の大きさのメディアを使用した場合は、メディアの体積が大きいほど、研削量は多くなり、面粗度が粗くなる。
【００５３】
第１のメディアαと第２のメディアβを混合した場合、まず、研削量については、図６に示すように、混合比がα：β＝３：１付近になるまでは第１のメディアαが多いほど研削量が多くなることがわかる。
【００５４】
このことは、単一の大きさのメディアを使用した場合と比較すると逆の現象で、小さなメディアの割合が多いほど研削量が多くなっているのである。
【００５５】
この理由は、体積の小さな第１のメディアαが、体積の大きな第２のメディアβとワークとの間に入り、第１のメディアαが、体積が大きくしたがって重量が重い第２のメディアβにより押されて、ワークと大きな力で接触するようになり、このためワークに対する摩擦力が上がり研磨量が増加したものと考えられる。そして、混合比がα：β＝４：１付近になると、第１のメディアαが多すぎてワークを拘束してしまうことになり、ワークとメディアとの摩擦が少なくなって研削量が低下するものと考えられる。
【００５６】
なお、図６において示される点線は、エレメントのバリ取りに必要な所望の研削量を示すラインであり、ここでは、このライン以上の研削量が得られる部分を好ましい研削量とした。
【００５７】
次に、面粗度については、図７に示すように、第１のメディアαが多いほど面粗度が細かくなる。すなわち、比較的小さな第１のメディアαが多いほど表面仕上げ効果が大きく滑らかな表面が得られる。
【００５８】
この理由については、体積の小さな第１のメディアαが多くなることにより、ワークをより細かく研削することができるためと考えられる。
【００５９】
なお、図７において示される点線は、エレメントの表面仕上げに必要な所望の面粗度を示すラインであり、ここでは、このライン以下の面粗度が得られる部分を好ましい面粗度とした。
【００６０】
これらの研削量および面粗度の関係から、エレメントのバリ取りと表面仕上げには、第１のメディアαと第２のメディアβの混合比がα：β＝１：１〜３：１であることが好ましい。
【００６１】
次に、第１のメディアαと第２のメディアβを混合した場合のバレル処理時間と研削量の関係は、図８に示すように、単一の大きさのメディアを使用した場合と同じ傾向であり、時間が長くなるほど研削量が低下してくる。また、この図から、第１のメディアαと第２のメディアβを混合した方が単一の大きさのメディアを使用した場合より研削量が大きいことがわかる。なお、図８に示した結果においては、第１のメディアαと第２のメディアβの混合比をα：β＝２：１とした場合である。
【００６２】
以上のように、エレメントの凹部の間隔より小さく、かつ、その形状が略三角柱形状の第１のメディアαと、これより大きな第２のメディアβを混合することで、エレメントのバリ取りと表面仕上げをバレル処理のみによって行うことができる。
【００６３】
なお、本実施の形態は、ワークとしてエレメントを用いたものであるが、本発明はこのようなエレメントの加工に限定されるものではなく、様々なワークに対して有効であり、特に、単一の大きさのメディアではバリ取りと表面仕上げを一度に行うことのできない、凹部や隙間を有するワークに対して効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ベルト式駆動式無段変速機のエレメントを示す概略図である。
【図２】  エレメントの加工工程を示す図面である。
【図３】  本発明を適用した実施の形態において使用する第１のメディアを示す図面である。
【図４】  第１のメディアαの大きさと研磨量の関係を示す図面である。
【図５】  第２のメディアβを示す概略図である。
【図６】  第１のメディアαと第２のメディアβの混合比と研削量の関係を示す図面である。
【図７】  第１のメディアαと第２のメディアβの混合比と面粗度の関係を示す図面である。
【図８】  第１のメディアαと第２のメディアβを混合した場合のバレル処理時間と研削量の関係を示す図面である。
【符号の説明】
１…エレメント、
２…ボデー部、
３…ヘッド部、
４…ネック部、
５…凹部、
１１…メディア側面
【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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