特開 2023-81458 フィルムラップ加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023081458

(43)【公開日】2023-06-13

(54)【発明の名称】フィルムラップ加工装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 19/02 20060101AFI20230606BHJP

   B24B 21/00 20060101ALI20230606BHJP

   B24B 1/04 20060101ALI20230606BHJP

   B23G 9/00 20060101ALI20230606BHJP

【ＦＩ】

B24B19/02

B24B21/00 A

B24B1/04 Z

B23G9/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021195152

(22)【出願日】2021-12-01

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】中村 謙太

(72)【発明者】

【氏名】福嶋 淳一

【テーマコード（参考）】

3C049

3C158

【Ｆターム（参考）】

3C049AA05

3C049AA12

3C049AB01

3C049AB04

3C049CA01

3C049CA02

3C049CB01

3C158AA05

3C158AA12

3C158AB01

3C158AB04

3C158CA01

3C158CA02

3C158CB01

3C158DA10

(57)【要約】

【課題】ねじ形状のワークのねじ溝を高い精度で研磨することが可能なフィルムラップ加工装置およびフィルムラップ加工方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかるフィルムラップ加工装置１００は、ねじ形状のワーク１０２を研磨フィルム１０４で研磨するフィルムラップ加工装置であって、研磨フィルムをワークのねじ溝１０６に付勢するバックアップシュー１２８、１３０と、バックアップシューを回動して、バックアップシューの回動角度をワークのねじ溝のリード角に合わせるシュー回動機構１３２、１３４とを備え、シュー回動機構は、ねじ溝の研磨中にバックアップシューを回動振動させることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ねじ形状のワークを研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置であって、
前記研磨フィルムを前記ワークのねじ溝に付勢するバックアップシューと、
前記バックアップシューを回動して、該バックアップシューの回動角度を前記ワークの前記ねじ溝のリード角に合わせるシュー回動機構とを備え、
前記シュー回動機構は、前記ねじ溝の研磨中に前記バックアップシューを回動振動させることを特徴とするフィルムラップ加工装置。

【請求項2】

前記ワークのリードに合わせて前記バックアップシューの位置を調整するバックアップシューシフト機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフィルムラップ加工装置。

【請求項3】

前記バックアップシューは、一対から構成されており、
前記一対のバックアップシューが取り付けられ、前記ワークを挟んで前記一対のバックアップシューをそれぞれ前記ワークに付勢する一対のアームと、
前記一対のアームを開閉するシリンダと、
前記一対のバックアップシューをそれぞれ回動させる一対のシュー回動機構とをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムラップ加工装置。

【請求項4】

ねじ形状のワークを研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工方法であって、
バックアップシューを回動して、該バックアップシューの回動角度を前記ワークのねじ溝のリード角に合わせて、
前記研磨フィルムを介して前記バックアップシューを前記ねじ溝に付勢し、
前記ねじ溝の研磨中に前記バックアップシューを回動振動させることを特徴とするフィルムラップ加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ねじ形状のワークを研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置およびフィルムラップ加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

金属部品のワークの研磨方法として、フィルムラップ加工が知られている。フィルムラップ加工とは、表面に砥粒が塗布された研磨フィルムを用いて行う研磨方法である。例えば特許文献１には、ワークがボールねじであり、ボールねじのねじ軸のボール溝を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置が開示されている。

【0003】

特許文献１のフィルムラップ加工装置は、研磨フィルムを保持する加工ユニットを備える。加工ユニットは、ホルダとバックアップシューとを有する。ホルダは、ねじ軸の外周面に沿って円弧状に窪んでいる。バックアップシューは、ホルダにボール溝に沿って円弧状に設けられていて、ボール溝の断面の凹形状と対になる凸形状に突出していて、研磨フィルムをボール溝に押し当てる。

【0004】

特許文献１では、研磨フィルムを保持する加工ユニットがホルダとバックアップシューとを有するため、ボール溝の広い範囲に研磨フィルムを面接触させることができ、ボール溝のより効率のよい精密な研磨を行うことが可能となる、としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－１７１４８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のフィルムラップ加工装置では、ワークがボールねじであって、ねじ溝の断面形状が円弧状（半円）であるために、バックアップシューを押し当てれば、ねじ溝の全面を研磨することが可能であった。

【0007】

しかし、ワークがねじ形状である場合には、ねじ溝の断面形状がほぼ矩形（角丸四角）となるため、ねじ溝の側面（ねじの歯面）に圧力がかからず、研磨不足となる場合があった。そのため、ねじ形状のワークのねじ溝の研磨においても、ねじ溝をより高い精度で研磨したいという要望がある。

【0008】

本発明は、このような課題に鑑み、ねじ形状のワークのねじ溝を高い精度で研磨することが可能なフィルムラップ加工装置およびフィルムラップ加工方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明にかかるフィルムラップ加工装置の代表的な構成は、ねじ形状のワークを研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置であって、研磨フィルムをワークのねじ溝に付勢するバックアップシューと、バックアップシューを回動して、バックアップシューの回動角度をワークのねじ溝のリード角に合わせるシュー回動機構とを備え、シュー回動機構は、ねじ溝の研磨中にバックアップシューを回動振動させることを特徴とする。

【0010】

上記構成では、研磨フィルムをワークのねじ溝に付勢するバックアップシューを、シュー回動機構によって回動して、バックアップシューの回動角度をワークのねじ溝のリード角に合わせ、ねじ溝の研磨中にバックアップシューを回動振動（オシレーション）させている。つまり上記構成では、ワークのねじ溝を研磨フィルムで研磨する場合、バックアップシューの回動角度をワークのねじ溝のリード角に合わせて、バックアップシューをねじ溝（ねじ底）に押し当てることに加え、さらにねじ溝の研磨中にバックアップシューを回動振動させる。これにより、ねじ溝の側面（ねじの歯面）も研磨することができ、ねじ形状のワークのねじ溝を高い精度で研磨することができる。

【0011】

上記のワークのリードに合わせてバックアップシューの位置を調整するバックアップシューシフト機構をさらに備えるとよい。

【0012】

これにより、バックアップシューは、ワークのねじ溝に押し当てる位置をワークのリードに合わせて調整することが可能となる。

【0013】

上記のバックアップシューは、一対から構成されており、一対のバックアップシューが取り付けられ、ワークを挟んで一対のバックアップシューをそれぞれワークに付勢する一対のアームと、一対のアームを開閉するシリンダと、一対のバックアップシューをそれぞれ回動させる一対のシュー回動機構とをさらに備えるとよい。

【0014】

これにより、一対のシュー回動機構によって一対のバックアップシューの回動角度をワークのねじ溝のリード角にそれぞれ合わせて、シリンダにより一対のアームを閉じることでワークを例えば上下に挟んで一対のバックアップシューをワークのねじ溝に押し当てることができる。さらにねじ溝の研磨中には、一対のシュー回動機構によってワークを挟んだ状態で一対のバックアップシューを回動振動させることができる。したがって、一対のバックアップシューでワークを挟んだ状態で、ワークのねじ溝を高い精度で研磨することができる。

【0015】

上記課題を解決するために、本発明にかかるフィルムラップ加工方法の代表的な構成は、ねじ形状のワークを研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工方法であって、バックアップシューを回動して、バックアップシューの回動角度をワークのねじ溝のリード角に合わせて、研磨フィルムを介してバックアップシューをねじ溝に付勢し、ねじ溝の研磨中にバックアップシューを回動振動させることを特徴とする。

【0016】

上述したフィルムラップ加工装置における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該方法にも適用可能である。すなわち上記構成では、バックアップシューの回動角度をワークのねじ溝のリード角に合わせて、バックアップシューをねじ溝（ねじ底）に押し当てて、さらにねじ溝の研磨中にバックアップシューを回動振動させる。これにより、ねじ溝の側面（ねじの歯面）も研磨することができ、ねじ形状のワークのねじ溝を高い精度で研磨することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ねじ形状のワークのねじ溝を高い精度で研磨することが可能なフィルムラップ加工装置およびフィルムラップ加工方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態におけるフィルムラップ加工装置を示す図である。

【図2】図１のフィルムラップ加工装置でワークを研磨している状態を示す図である。

【図3】図２のフィルムラップ加工装置の要部を別の方向から見て拡大した図である。

【図4】図３のフィルムラップ加工装置の研磨中でのバックアップシューの状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0020】

図１は、本発明の実施形態におけるフィルムラップ加工装置（以下、加工装置１００）を示す図である。図２は、図１の加工装置１００でワーク１０２を研磨している状態を示す図である。

【0021】

加工装置１００は、研磨フィルム１０４を用いて、図２に示す加工対象物であるねじ形状のワーク１０２のねじ溝１０６を研磨する工作機械である。なお、以下に説明する加工装置１００の動作は、コンピュータ制御によって行うことが可能である。

【0022】

加工装置１００は、本体１０８と、一対のアーム１１０、１１２と、一対のアーム１１０、１１２を開閉するシリンダ１１４とを備える。一対のアーム１１０、１１２は、本体１０８の所定の開閉軸によって回転自在に軸支されている。

【0023】

シリンダ１１４は、図１に示すように一対のアーム１１０、１１２のテール１１６、１１８を引き寄せることによって、一対のアーム１１０、１１２を開く。またシリンダ１１４は、図２に示すようにテール１１６、１１８を離隔させることで一対のアーム１１０、１１２を閉じる。

【0024】

加工装置１００はさらに、一対の支持台１２０、１２２と、一対のシューユニット１２４、１２６と、一対のバックアップシュー１２８、１３０と、一対のシュー回動機構１３２、１３４を備える。支持台１２０は、プレート１３５に取り付けられている。プレート１３５は、アーム１１０に対して平行に配置されていて（図３参照）、アーム１１０の先端部１１０ａに固定されたバックアップシューシフト機構１３７の制御により、アーム１１０の先端部１１０ａからの距離を調整可能となっている。また、支持台１２２は、アーム１１２の先端部１１２ａに取り付けられている。

【0025】

一対のシューユニット１２４、１２６は、一対のシュー回動機構１３２、１３４の一部である一対の支持軸１３６、１３８を介して、一対の支持台１２０、１２２に接続され支持されている。また一対のシューユニット１２４、１２６には、一対のバックアップシュー１２８、１３０が取り付けられている。一対の支持軸１３６、１３８は、一対のシューユニット１２４、１２６の角度の調節用の支点となる軸であり、一対のシューユニット１２４、１２６ごと一対のバックアップシュー１２８、１３０の角度を変える（後述）。

【0026】

一対のバックアップシュー１２８、１３０は、軟質材（例えばウレタン）で形成されたブロックであり、研磨フィルム１０４をワーク１０２のねじ溝１０６に付勢する。研磨フィルム１０４は、リール１４０から各フィルムガイドローラ１４２を介して一対のバックアップシュー１２８、１３０上に送り出され、消耗するにしたがって巻き取りローラ１４４に巻き取られる。加工装置１００では、消耗した研磨フィルム１０４を適宜移動させることによって、ワーク１０２のねじ溝１０６を効率よく研磨することが可能になる。

【0027】

一対のシュー回動機構１３２、１３４は、一対の支持台１２０、１２２に固定されたサーボモータであり、一対の支持軸１３６、１３８を含む。一対のシュー回動機構１３２、１３４は、一対の支持軸１３６、１３８を介して一対のシューユニット１２４、１２６ごと一対のバックアップシュー１２８、１３０を回動する。

【0028】

そして一対のシュー回動機構１３２、１３４は、一対のバックアップシュー１２８、１３０の回動角度をワーク１０２のねじ溝１０６のリード角に合わせる。すなわち一対のバックアップシュー１２８、１３０は、一対の支持軸１３６、１３８を含む一対のシュー回動機構１３２、１３４の制御を受け、ワーク１０２のねじ溝１０６のリード角に沿わせた姿勢となることができる。

【0029】

また、一対のアーム１１０、１１２は、図２に示すようにシリンダ１１４によって閉じられることで、ワーク１０２を例えば上下に挟んで一対のバックアップシュー１２８、１３０をそれぞれワーク１０２に付勢することができる。

【0030】

これにより加工装置１００では、一対のシュー回動機構１３２、１３４によって一対のバックアップシュー１２８、１３０の回動角度をワーク１０２のねじ溝１０６のリード角にそれぞれ合わせた上で、一対のアーム１１０、１１２を閉じることで一対のバックアップシュー１２８、１３０をワーク１０２のねじ溝１０６に押し当てることができる。

【0031】

ここで、ワーク１０２がねじ形状であるため、ねじ溝１０６の断面形状はほぼ矩形（角丸四角）となる（図４（ｂ）参照）。このため、一対のバックアップシュー１２８、１３０の回動角度をワーク１０２のねじ溝１０６のリード角に合わせて、一対のバックアップシュー１２８、１３０を、図４（ｂ）に示すねじ溝１０６のねじ底１４６に押し当てるだけでは、ねじ溝１０６の側面１４８すなわちねじの歯面に圧力がかからず、研磨不足となる可能性がある。

【0032】

そこで加工装置１００は、ねじ溝１０６の研磨中に、一対のシュー回動機構１３２、１３４によって一対のバックアップシュー１２８、１３０を回動振動（オシレーション）させるという制御を行う。

【0033】

図３は、図２の加工装置１００の要部を別の方向から見て拡大した図である。図中では、説明の便宜上、研磨フィルム１０４を省略している。図４は、図３の加工装置１００の研磨中でのバックアップシュー１２８の状態を示す図である。図４（ａ）は、バックアップシュー１２８をワーク１０２のねじ溝１０６に押し当てた状態を示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【0034】

加工装置１００は、ねじ形状のワーク１０２のねじ溝１０６を研磨する前に、一対のシュー回動機構１３２、１３４によって一対のバックアップシュー１２８、１３０を回動して、一対のバックアップシュー１２８、１３０の回動角度をワーク１０２のねじ溝１０６のリード角にそれぞれ合わせる。さらに、一対のアーム１１０、１１２を閉じることで、研磨フィルム１０４を介して一対のバックアップシュー１２８、１３０をワーク１０２のねじ溝１０６に押し当てる。

【0035】

このときバックアップシュー１２８は、図３に示すようにワーク１０２のねじ溝１０６に上側から押し当てられる。一方、バックアップシュー１３０は、ワーク１０２のねじ溝１０６に下側から押し当てられる。ねじ形状のワーク１０２は、上側から見たときのリード角と下側から見たときのリード角が逆になる。このため、一対のバックアップシュー１２８、１３０は、一対のシュー回動機構１３２、１３４の一対の支持軸１３６、１３８（図２参照）を中心に互いに逆方向に回動する。

【0036】

このようにして加工装置１００は、ワーク１０２を上下に挟んで一対のバックアップシュー１２８、１３０をワーク１０２のねじ溝１０６のねじ底１４６（図４（ｂ）参照）に確実に押し当てることができる。

【0037】

さらに加工装置１００では、図４（ａ）の矢印Ｂ、Ｃに示すように、ねじ溝１０６の研磨中にシュー回動機構１３２によってバックアップシュー１２８を回動振動させている。これにより、図４（ｂ）に示すように、バックアップシュー１２８をねじ溝１０６のねじ底１４６に押し当てることに加え、さらにねじ溝１０６の研磨中にバックアップシュー１２８を回動振動させることにより、ねじ溝１０６の側面１４８も研磨することができる。ここで回動振動とは、ねじ溝１０６のねじ底１４６の長手方向の中心線Ｄを基準にして振り子のように揺動し、ねじ溝１０６の側面１４８にバックアップシュー１２８を接触させるような動きをいう。

【0038】

また研磨フィルム１０４は、図４（ｂ）に示すように、ねじ溝１０６のねじ底１４６と側面１４８を覆うことができる幅を有していて、バックアップシュー１２８によりねじ溝１０６に付勢されることで、ねじ溝１０６を確実に研磨することができる。なおバックアップシュー１３０も、シュー回動機構１３４によってねじ溝１０６の研磨中に回動振動しているため、研磨フィルム１０４によって、ねじ溝１０６のねじ底１４６に加えて側面１４８も研磨することができる。

【0039】

したがって加工装置１００によれば、一対のバックアップシュー１２８、１３０の回動角度をワーク１０２のねじ溝１０６のリード角に合わせて、一対のバックアップシュー１２８、１３０をねじ溝１０６のねじ底１４６に押し当てて、ねじ溝１０６の研磨中に一対のバックアップシュー１２８、１３０を回動振動させて、ねじ溝１０６の側面１４８も研磨することにより、ねじ形状のワーク１０２のねじ溝１０６を高い精度で研磨することができる。

【0040】

また支持台１２２は、バックアップシューシフト機構１３７の制御によりアーム１１０の先端部１１０ａからの距離を調整可能なプレート１３５に取り付けられている。このため、バックアップシュー１２８は、ワーク１０２のねじ溝１０６に上側から押し当てる位置を、ワーク１０２のリードに合わせて調整することが可能である。

【0041】

なお上記の加工装置１００では、一対のバックアップシュー１２８、１３０によってワーク１０２を上下に挟んでねじ溝１０６を研磨するようにしたが、これに限られず、一対のバックアップシュー１２８、１３０のうちいずれか一方のみを用いて、回転するワーク１０２のすべてのねじ溝１０６を研磨するようにしてもよい。

【0042】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明は、ねじ形状のワークを研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置およびフィルムラップ加工方法として利用することができる。

【符号の説明】

【0044】

１００…フィルムラップ加工装置、１０２…ワーク、１０４…研磨フィルム、１０６…ねじ溝、１０８…本体、１１０、１１２…アーム、１１０ａ、１１２ａ…アームの先端部、１１４…シリンダ、１１６、１１８…アームのテール、１２０、１２２…支持台、１２４、１２６…シューユニット、１２８、１３０…バックアップシュー、１３２、１３４…シュー回動機構、１３５…プレート、１３６、１３８…支持軸、１３７…バックアップシューシフト機構、１４０…リール、１４２…フィルムガイドローラ、１４４…巻き取りローラ、１４６…ねじ溝のねじ底、１４８…ねじ溝の側面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】