(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟性を有するフィルム状研磨材により部品の角部を磨いてＲ付けするＲ付け自動機であって、
前記部品を所定位置に保持するワーク保持具と、
このワーク保持具に保持された前記部品に対して前記フィルム状研磨材をセットし、そのフィルム状研磨材の両端を保持して前記フィルム状研磨材を往復動させる往復動機構と、
前記部品に掛かる前記フィルム状研磨材の張力を可変する張力可変機構と、
前記往復動機構を介して前記フィルム状研磨材の往復速度を可変する速度可変手段とを備え、
前記往復動機構は、
一組の保持具を介して前記フィルム状研磨材と環状に連結されるチェーンと、
このチェーンを掛けるスプロケットと、
このスプロケットを所定の回動範囲で往復動させるクランク機構と、
このクランク機構に動力を与えるモータとを有することを特徴とするＲ付け自動機。
【請求項２】
請求項１に記載したＲ付け自動機において、
前記フィルム状研磨材が当たる角部の位置を変えるために前記部品を揺動させる揺動機構を備えていることを特徴とするＲ付け自動機。
【請求項３】
請求項１または２に記載したＲ付け自動機において、
前記部品は、２本の貫通孔が十文字に交差して形成される交差孔を有し、
前記フィルム状研磨材を前記交差孔に通して往復動させることにより、前記交差孔の角部にＲ付けを行うことを特徴とするＲ付け自動機。
【請求項４】
Ｒ付け自動機により柔軟性を有するフィルム状研磨材を往復動させて部品の角部にＲ付けを行う方法であって、
前記Ｒ付け自動機は、
前記部品を所定位置に保持するワーク保持具と、
このワーク保持具に保持された前記部品に対して前記フィルム状研磨材をセットし、そのフィルム状研磨材の両端を保持して前記フィルム状研磨材を往復動させる往復動機構と、
前記部品に掛かる前記フィルム状研磨材の張力を可変する張力可変機構と、
前記往復動機構を介して前記フィルム状研磨材の往復速度を可変する速度可変手段とを備え、
前記部品の角部からエッジを除去する初期工程と、
エッジを除去した後、前記部品の角部にＲ付けを行うＲ付け工程とを有し、
前記初期工程は、前記部品に掛かる前記フィルム状研磨材の張力を低張力とし、且つ前記フィルム状研磨材の往復速度を低速度にて実施し、
前記Ｒ付け工程は、前記部品に掛かる前記フィルム状研磨材の張力を高張力とし、且つ前記フィルム状研磨材の往復速度を高速度にて実施することを特徴とするＲ付け自動機によるＲ付け方法。
【請求項５】
請求項４に記載したＲ付け自動機によるＲ付け方法において、
前記初期工程及び前記Ｒ付け工程は、それぞれ予め設定された加工時間に基づいて実施されることを特徴とするＲ付け自動機によるＲ付け方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載したＲ付け自動機によるＲ付け方法において、
前記部品は、それぞれ両端が開口する２本の貫通孔が交差して設けられ、その交差部の角部にＲ付けが行われることを特徴とするＲ付け自動機によるＲ付け方法。
【請求項７】
請求項６に記載したＲ付け自動機によるＲ付け方法において、
少なくとも前記初期工程は、前記部品を揺動させて前記フィルム状研磨材が当たる角部の位置を変えながら行われることを特徴とするＲ付け自動機によるＲ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム状研磨材により部品の角部を磨いてＲ（アール）付けするためのＲ（アール）付け自動機、及びこのＲ付け自動機によるＲ付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、交差孔の角部をＲ付けするためには、作業者が手動により、靴磨きの要領で紐状のサンドペーパを何十回も往復動させて行っている。
ところが、手動によるＲ付け方法では、以下の問題が生じている。
▲１▼熱処理された部品の交差孔の角部は、とても鋭いナイフエッジであり、慣れない作業者が行うと、例えば図８に示す様に、サンドペーパの砥粒のみ脱落（砥粒が削ぎ落ちる）させて加工が不十分になる。
【０００３】
▲２▼作業者の技量に頼る部分が大きいため、均一なＲ付けが難しい。
▲３▼非常にきつい作業（力作業）であると共に、サンドペーパの粉が粉塵となって舞い上がるため、作業環境が悪くなり、人体にとって悪影響を与える。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、フィルム状研磨材で部品の角部を磨いてＲ付けする作業を自動で行うことができるＲ付け自動機を提供すること、また、そのＲ付け自動機による加工精度の高いＲ付け方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
柔軟性を有するフィルム状研磨材により部品の角部を磨いてＲ付けするＲ付け自動機であって、部品を所定位置に保持するワーク保持具と、このワーク保持具に保持された部品に対してフィルム状研磨材をセットし、そのフィルム状研磨材の両端を保持してフィルム状研磨材を往復動させる往復動機構と、部品に掛かるフィルム状研磨材の張力を可変する張力可変機構と、往復動機構を介してフィルム状研磨材の往復速度を可変する速度可変手段とを備え、往復動機構は、一組の保持具を介してフィルム状研磨材と環状に連結されるチェーンと、このチェーンを掛けるスプロケットと、このスプロケットを所定の回動範囲で往復動させるクランク機構と、このクランク機構に動力を与えるモータとを有することを特徴とする。
【０００５】
本発明によれば、部品の角部のＲ付けを自動で行うことができるので、従来の様に作業者の技量に頼る必要はなく、均一なＲ付けを容易に実施できる。
また、部品のＲ付けを自動化することにより、粉塵が舞い上がる様な悪環境の中で作業者が手動で作業する工程を廃止（または少なく）できるので、人体への悪影響を低減できる。
【０００６】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したＲ付け自動機において、
フィルム状研磨材が当たる角部の位置を変えるために部品を揺動させる揺動機構を備えている。
これにより、フィルム状研磨材が当たる角部の位置を変更しながらＲ付けを行うことができるので、例えば円弧状に湾曲する角部にＲ付けを行う際に、角部の周方向全体にうねりの無い滑らかなＲ付けを行うことが可能である。
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したＲ付け自動機において、
部品は、２本の貫通孔が十文字に交差して形成される交差孔を有し、フィルム状研磨材を交差孔に通して往復動させることにより、交差孔の角部にＲ付けを行うことを特徴とする。
【０００７】
（請求項４の発明）
Ｒ付け自動機により柔軟性を有するフィルム状研磨材を往復動させて部品の角部にＲ付けを行う方法であって、Ｒ付け自動機は、部品を所定位置に保持するワーク保持具と、このワーク保持具に保持された部品に対してフィルム状研磨材をセットし、そのフィルム状研磨材の両端を保持してフィルム状研磨材を往復動させる往復動機構と、部品に掛かるフィルム状研磨材の張力を可変する張力可変機構と、往復動機構を介してフィルム状研磨材の往復速度を可変する速度可変手段とを備え、部品の角部からエッジを除去する初期工程と、エッジを除去した後、部品の角部にＲ付けを行うＲ付け工程とを有し、初期工程は、部品に掛かるフィルム状研磨材の張力を低張力とし、且つフィルム状研磨材の往復速度を低速度にて実施し、Ｒ付け工程は、部品に掛かるフィルム状研磨材の張力を高張力とし、且つフィルム状研磨材の往復速度を高速度にて実施する。
【０００８】
部品の角部をフィルム状研磨材で磨く前は、角部が尖っている（エッジが立っている状態）ので、この状態で最初（初期工程）から高張力且つ高速度でフィルム状研磨材を往復動させると、フィルム状研磨材の砥粒が脱落して十分な加工ができない。そこで、初期工程では、低張力且つ低速度にてフィルム状研磨材を往復動させることにより、フィルム状研磨材の砥粒を脱落させることなく、角部のエッジを落とすことができる。
【０００９】
特に、本発明の様にフィルム状研磨材を往復動させる場合には、フィルム状研磨材の移動方向を切り換える際に張力が変動するため、部品に対し常時一定の張力を加えることが困難である。従って、初期工程において低張力且つ低速度にてフィルム状研磨材を往復動させることは砥粒の脱落を防止する上で効果的な方法である。
その後（エッジを落とした後）、Ｒ付け工程では、高張力且つ高速度にてフィルム状研磨材を往復動させることにより、短時間で効果的に角部のＲ付けを行うことができる。
【００１０】
（請求項５の発明）
請求項４に記載したＲ付け自動機によるＲ付け方法において、
初期工程及びＲ付け工程は、それぞれ予め設定された加工時間に基づいて実施される。  この方法によれば、部品毎に最適な加工時間を設定することにより、作業者の技量に頼ることなく、均一なＲ付けを容易に実施できる。
【００１１】
（請求項６の発明）
請求項４または５に記載したＲ付け自動機によるＲ付け方法において、
部品は、それぞれ両端が開口する２本の貫通孔が交差して設けられ、その交差部の角部にＲ付けが行われる。
２本の貫通孔が交差している角部は、部品の外側から目視できない（あるいは目視が困難である）ので、Ｒ付け作業を人間が手動で行う場合には、かなりの熟練を要する。これに対し、本発明のＲ付け自動機を使用して初期工程及びＲ付け工程を実施すれば、外側から目視できない角部でも、作業者の熟練を必要とすることなく、容易にＲ付けを行うことが可能である。
【００１２】
（請求項７の発明）
請求項６に記載したＲ付け自動機によるＲ付け方法において、
少なくとも初期工程は、部品を揺動させてフィルム状研磨材が当たる角部の位置を変えながら行われる。
２本の貫通孔が交差している角部は、その稜線が円弧状に形成されるので、少なくとも初期工程では、部品を揺動させてフィルム状研磨材が当たる角部の位置を変えることにより、角部全体のエッジを効果的に取り除くことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１はＲ付け自動機の正面図である。
このＲ付け自動機１は、ワーク２（本発明の部品）を所定位置に保持するワーク保持具３、ワーク２を位置決めする位置決め機構４、サンドペーパ５（本発明のフィルム状研磨材）を保持するサンドペーパ保持具６、ワーク保持具３と一体にワーク２を揺動させる揺動機構７、セットされたサンドペーパ５を往復動させるための往復動機構（後述する）、ワーク２に掛かるサンドペーパ５の張力を可変する張力可変機構（後述する）等より構成される。
【００１４】
ワーク２は、例えば図４に示す様な、ディーゼル機関の噴射ポンプに用いられるロータであり、径方向に貫通する２本の貫通孔２ａ（シリンダ）が十文字に交差して設けられており、その交差孔２ａ（２本の貫通孔２ａ）の角部にＲ付けが行われる。
ワーク保持具３は、サンドペーパ５を往復動させた時にワーク２が動かない様に、ワーク２を固定した状態で保持する。
位置決め機構４は、ワーク２の貫通孔２ａに挿通可能な外径を有するピン４ａを具備し、このピン４ａを何方か一方の貫通孔２ａに挿通することで、ワーク２の交差孔２ａを位置決めする。
【００１５】
サンドペーパ保持具６は、上述した位置決め機構４のピン４ａを使ってサンドペーパ５をワーク２の交差孔２ａに通した後、サンドペーパ５の両端部を保持する。
揺動機構７は、図４に示す様に、サンドペーパ５に対して貫通孔２ａの周方向位置が変化する方向にワーク２を揺動させる。揺動速度は、例えば10回／分程度であり、揺動角度は任意に調整できる。
【００１６】
往復動機構は、サンドペーパ保持具６に連結されるチェーン８、このチェーン８を掛けるスプロケット９、このスプロケット９を所定の回動範囲で往復動させるクランク機構１０、このクランク機構１０に動力を与えるモータ１１等より構成される。
チェーン８は、自身の一端が一方のサンドペーパ保持具６に連結され、他端が他方のサンドペーパ保持具６に連結されて、サンドペーパ５と環状に繋がっている。
【００１７】
スプロケット９は、自身が所定の回動範囲で往復動することにより、チェーン８の移動方向を切り換えてサンドペーパ５を往復動させる。
クランク機構１０は、モータ１１の回転運動を往復運動に変換してスプロケット９に伝達する。
モータ１１は、図示しないボリューム（本発明の速度可変手段）により回転速度を調節可能（例えば高速と低速とに切り替え可能）に設けられている。
【００１８】
張力可変機構は、図２に示す様に、チェーン８に張力を掛けるためのテンションプーリ１２、このテンションプーリ１２を介してチェーン８に低張力を付与する低張力スプリング１３、及び高張力を発生する高張力発生用シリンダ１４等から構成される。
テンションプーリ１２は、アーム１５の軸部１５ａに回動自在に支持され、アーム１５の端部を回動中心Ｏとしてアーム１５と一体に回動する。
【００１９】
低張力スプリング１３は、一端がスプリング保持具１６に設けられたピン１６ａに支持され、他端がアーム１５に設けられたピン１５ｂに係合して、アーム１５を図示矢印Ａ方向に付勢している。
高張力発生用シリンダ１４は、エアーの圧力を受けて可動するピストン１４Ａを内蔵し、このピストン１４Ａを図示矢印Ｂ方向に前進させることでアーム１５を駆動し、テンションプーリ１２を介してチェーン８に高張力を付与することができる。なお、エアー圧は圧力調整弁（図示しない）により調整可能である。
【００２０】
次に、Ｒ付け自動機１の使用方法（ワーク２の角部にＲ付けする方法）について説明する。
まず、ワーク保持具３にワーク２を装着し、位置決め機構４により交差孔２ａを位置決めして固定する。
続いて、サンドペーパ５を位置決め機構４のピン４ａを使用して交差孔２ａに通し、サンドペーパ５の両端をそれぞれサンドペーパ保持具６に締結してサンドペーパ５をセットする。
【００２１】
この後、Ｒ付け自動機１を起動させると、モータ１１の回転がクランク機構１０により往復運動に変換されてスプロケット９に伝達される。その結果、スプロケット９が所定の回動範囲で往復回転運動するため、スプロケット９に掛けられたチェーン８を介してサンドペーパ５が往復運動してワーク２を加工（Ｒ付け）する。
続いて、ワーク２の加工工程について図３を参照しながら説明する。
【００２２】
ａ）初期工程：加工始めは、ワーク２の角部が尖っている（エッジが立っている状態）ので、図３（ａ）に示す様に、サンドペーパ５の往復速度を低速（30回／分）とし、且つワーク２に掛かるサンドペーパ５の張力を低張力（低張力スプリング１３によって付与される張力）とする。
ｂ）中間工程：初期工程にて角部のエッジが除去された後、ワーク２の角部にＲ付けを開始する。ここでは、図３（ｂ）に示す様に、サンドペーパ５の往復速度を低速（30回／分）に維持したまま、ワーク２に掛かるサンドペーパ５の張力を高張力（高張力発生用シリンダ１４によって付与される張力）に切り換える。
【００２３】
ｃ）最終工程（本発明のＲ付け工程）：角部のＲ付けを積極的に行うために、単位時間当たりの加工量を大きくする。ここでは、図３（ｃ）に示す様に、サンドペーパ５の往復速度を高速（60回／分）に切り換えて、ワーク２に掛かるサンドペーパ５の張力を高張力（高張力発生用シリンダ１４によって付与される張力）に維持する。
なお、各工程の加工時間は、タイマ等によって任意に設定できる。その加工時間の一例を図３（ｄ）のタイムチャートに示す。
【００２４】
（本実施形態の効果）
上述したＲ付け自動機１を使用することにより、ワーク２の角部のＲ付けを自動化できるので、従来の様に作業者の技量によって加工精度が大きく異なることがなく、均一なＲ付けを容易に実施できる。
また、角部のＲ付けを自動化することにより、粉塵が舞い上がる様な悪環境の中で作業者が手動で作業する工程を廃止（または少なく）できるので、人体への悪影響を低減できる。
【００２５】
更に、２本の貫通孔２ａが交差する交差孔２ａの角部は、ワーク２の外側から目視できない（あるいは目視が困難である）ので、Ｒ付け作業を人間が手動で行う場合には、かなりの熟練を要する。これに対し、Ｒ付け自動機１を使用すれば、外側から目視できない角部でも、作業者の熟練を必要とすることなく、容易にＲ付けを行うことが可能である。
【００２６】
Ｒ付け自動機１によるワーク２の加工を三段階の工程に分けて実施し、且つ各工程の加工時間をタイマにより任意に設定しているので、熟練した作業者によるＲ付け加工と同等の加工精度を得ることが可能である。特に、初期工程では、低張力且つ低速度にてサンドペーパ５を往復動させることにより、サンドペーパ５の砥粒を脱落させることなく、角部のエッジを落とすことができるので、砥粒の脱落によるサンドペーパ５の消耗を抑制できる。
【００２７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態で説明したＲ付け自動機１は、ワーク保持具３と共にワーク２を揺動する揺動機構７を備えている。そこで、この揺動機構７によりワーク２を揺動させながらワーク２を加工する場合の一例を説明する。
ワーク２の交差孔２ａは、Ｒ付けする角部の稜線が円弧状に湾曲しているので、サンドペーパ５を往復動する際に、図４に示す様にワーク２を矢印方向に揺動させることで、角部の周方向全体に均一なＲ付けを行うことができる。
【００２８】
但し、ワーク２の揺動速度が速いと、図５に示す様に、サンドペーパ５が跳んで位置がずれてしまうため、角部の円周方向にうねりが発生する。そこで、ワーク２の揺動に伴ってサンドペーパ５がスムーズに移動できる様に、ワーク２の揺動速度を10回／分に設定した。これにより、サンドペーパ５の跳びを防止できるので、図６に示す様に、円弧状に湾曲する角部の周方向全体にうねりの無い滑らかなＲ付けを行うことができる。なお、揺動角度は任意に設定できる。
このワーク２の揺動は、第１の実施形態で説明した初期工程から最終工程まで実施しても良いが、例えば図７のタイムチャートに示す様に、初期工程から中間工程までの間だけ実施しても良い。
【００２９】
上述の実施形態では、ワーク２の交差孔２ａの角部にＲ付けを行う方法について例示したが、交差孔２ａを有していない部品であっても、本発明のＲ付け自動機１により角部のＲ付けを実施できることは言うまでもない。
本発明のフィルム状研磨材は、サンドペーパ５に限定されるものではなく、例えば布やすりを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｒ付け自動機の正面図である。
【図２】張力可変機構の構成図である。
【図３】ワークの加工工程を示す工程図とタイムチャートである（第１の実施形態）。
【図４】ワークの揺動を説明するワークの側面図である。
【図５】ワークの揺動に伴って生じるうねりの状態を示す角部の断面図である。
【図６】ワークの揺動速度を遅くした時の角部の断面図である。
【図７】ワークの加工工程を示すタイムチャートである（第２の実施形態）。
【図８】サンドペーパによるＲ付けの工程を示す断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
１    Ｒ付け自動機
２    ワーク（部品）
２ａ  貫通孔（交差孔）
３    ワーク保持具
５    サンドペーパ（フィルム状研磨材）
７    揺動機構
９    スプロケット（往復動機構）
１０    クランク機構（往復動機構）
１３    低張力スプリング（張力可変機構）
１４    高張力発生用シリンダ（張力可変機構）
【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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