专利名称：金属环研磨装置以及金属环研磨方法
技术领域：
本发明涉及利用研磨刷对薄板筒状的金属环的端缘进行研磨的金属环研磨装置以及金属环研磨方法。
背景技术：
在无级变速器所采用的用于传递动力的带中，采用了一种用由多个金属环层积而成的层积环对呈环状层积配置的多个元件进行捆束的带。构成这种层积环的金属环是通过将圆筒状的金属桶按规定宽度横向切割成圆片而形成为无接头(环形)带状。由于从圆筒状的金属桶上切下来的金属环在其侧端缘会产生毛刺，因此侧端缘处于极为锋利的状态， 因而需要研磨金属环的侧端缘，将侧端缘精加工成曲面形状。在现有技术中，作为使用在金属环研磨加工中的装置，公知有例如日本特开 2008-142836号公报中看到的以下一种研磨装置。这种研磨装置通过使金属环绕其圆周方向旋转，并移动研磨刷，使得其横切旋转的金属环的旋转轨道，从而对该金属环的侧端缘进行研磨。研磨刷是通过将带磨粒的大量的研磨刷线捆扎在一起而构成。由此，研磨刷在其末端部出现磨耗的同时，对金属环的端部进行研磨加工。使用现有的研磨装置进行研磨加工时，研磨刷的末端的磨耗会产生偏倚。并且，使用末端部产生了偏磨耗的研磨刷进行研磨加工时，因磨耗量不同而出现研磨力强的部分和弱的部分，存在研磨力和研磨精度降低的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够抑制研磨刷产生偏磨耗、并能够长期维持高精度的研磨加工的金属环研磨装置以及金属环研磨方法。本发明的金属环研磨装置具备金属环保持机构、研磨刷和刷移动机构，所述金属环保持机构将薄板筒状的金属环保持成圆形，并使该金属环沿其圆周方向旋转；所述研磨刷用于研磨所述金属环；所述刷移动机构保持所述研磨刷的刷毛方向的基端部侧，并移动该研磨刷，使得该研磨刷的刷毛方向的末端部横切借助于所述金属环保持机构而进行旋转的金属环的旋转轨道，由此对所述金属环的端缘进行研磨加工，所述金属环研磨装置的特征在于，其具备刷旋转机构，其使所述研磨刷绕其刷毛方向的轴线旋转；以及刷旋转控制机构，其在没有进行所述研磨加工时，在下一个研磨加工之前，控制所述刷旋转机构，从而使所述研磨刷绕其刷毛方向的轴线旋转规定角度。根据本发明，研磨刷在下一个研磨加工之前各旋转规定角度。因此，构成研磨刷的刷线与金属环的接触时间在各刷线之间大致均等。所以，在研磨加工时，在各研磨刷的刷线间的磨耗差异减小，能够抑制研磨刷的末端产生偏磨耗。另外，本发明的金属环研磨装置具备金属环保持机构、多个研磨刷和刷移动机构， 所述金属环保持机构保持金属环，并使该金属环沿其圆周方向旋转；所述多个研磨刷用于研磨所述金属环；所述刷移动机构保持各研磨刷的刷毛方向的基端部侧，并移动各研磨刷， 使得各研磨刷的刷毛方向的末端部横切借助于所述金属环保持机构而进行旋转的金属环的旋转轨道，由此对所述金属环的端缘进行研磨加工，所述金属环研磨加工装置的特征在于，所述研磨刷具备旋转轴、固定齿轮和中间齿轮，所述旋转轴从所述研磨刷的基端部开始沿刷毛方向的轴线向与末端部相反的方向延伸；所述固定齿轮固定在所述旋转轴上；所述中间齿轮旋转自如地与所述固定齿轮同轴设置，所述多个研磨刷由第一研磨刷和第二研磨刷构成，所述第一研磨刷的固定齿轮位于旋转轴的一端侧、中间齿轮位于另一端侧；所述第二研磨刷的中间齿轮位于旋转轴的一端侧、固定齿轮位于另一端侧，所述刷移动机构具备刷座和刷旋转机构，所述刷座使第一研磨刷和第二研磨刷交替排列、并经由该第一研磨刷和第二研磨刷的旋转轴将各研磨刷支承为旋转自如，所述刷旋转机构经由第一齿轮组使第一研磨刷旋转，并经由第二齿轮组使第二研磨刷旋转，其中，所述第一齿轮组是通过第一研磨刷的固定齿轮和第二研磨刷的中间齿轮啮合而构成；所述第二齿轮组是通过第一研磨刷的中间齿轮和第二研磨刷的固定齿轮啮合而构成。据此，由于第一研磨刷的中间齿轮与邻接的第二研磨刷的固定齿轮啮合，第一研磨刷的固定齿轮与邻接的第二研磨刷中间齿轮啮合，所以，例如，通过使任意一个第一研磨刷的固定齿轮以及任意一个第二研磨刷的固定齿轮向同一方向仅旋转一定角度，从而能够使所有的第一研磨刷以及第二研磨刷向同一方向仅旋转一定角度。这样，通过按规定的定时间歇性地使研磨刷旋转，能够使研磨刷末端的磨耗量均勻，抑制偏磨耗的产生。那时，在所有的研磨刷中，按同一定时、同一方向以及相同的角度使研磨刷旋转，从而磨耗条件则变得相同，利用研磨刷进行的研磨也变得均勻，所以，能够防止研磨加工的偏差，能够实施高精度的研磨加工。另外，本发明的金属环研磨装置的特征在于，所述刷旋转机构具备旋转传递轴， 其旋转自如地保持于所述刷座；主动齿轮，其设置在所述旋转传递轴上，并与所述固定齿轮或所述中间齿轮啮合；以及驱动轴，其按规定的定时与所述旋转传递轴连结，并经由该旋转传递轴的主动齿轮以及所述固定齿轮或所述中间齿轮驱动所述研磨刷旋转。据此，由于能够按规定的定时使驱动轴和旋转传递轴连结，从而使所述固定齿轮或所述中间齿轮旋转，因此，能够将动力源和其驱动轴与所述刷座分开地设置在其他位置上，从而能够实现所述刷座的轻量化。此外，本发明的金属环研磨装置的特征在于，所述金属环研磨装置中，设置有多个所述金属环保持机构，设置有修整部件，该修整部件具备与所述金属环同径的周壁部和一体地将该周壁部的上部封闭的板面部，在至少一个所述金属环保持机构上，取代所述金属环而装卸自如地安装有所述修整部件，所述修整部件通过在周壁部和板面部上形成的磨粒面将所述研磨刷的毛尖修齐。据此，由于只要在多个环保持机构中的至少一个上取代金属环而保持所述修整部件即可，因此，不用在研磨刷的修整上花费工夫，提高了作业效率。而且，只要准备具备与金属环同径的周壁部和一体地将该周壁部上部封闭的板面部的所述修整部件，就能够利用现有的环保持机构，能够在抑制成本增加的同时进行研磨刷的修整。另外，由于修整部件相对于环保持机构装卸自如，因此，能够在多个环保持机构上设置修整部件，通过增减修整部件的数量，就能够容易地调节研磨刷的修整程度。
但是，由于所述研磨刷对金属环的研磨和用于消除偏磨耗的修整作业是同时进行的，所以，随着长期对金属环进行研磨，研磨刷的刷毛尺寸会逐渐变短。并且，在使用刷毛尺寸逐渐变短的研磨刷时，研磨刷对金属环的切入量减少，从而可能导致不能将金属环的侧端缘研磨成想要的形状。所以，优选的是，本发明的金属环研磨装置具备升降机构，其经由所述刷移动机构使所述研磨刷沿其刷毛方向升降；升降控制机构，其通过经由该升降机构使所述研磨刷升降，从而控制该研磨刷相对于所述金属环的抵接位置；以及刷末端位置检测机构，其在所述研磨刷离开了所述金属环的状态下，检测该研磨刷的末端位置，所述升降控制机构具备计算机构和抵接位置设定机构，所述计算机构基于从预先设定的基准位置到所述刷末端位置检测机构所检测的研磨刷的末端位置为止的距离，计算出所述研磨刷的刷毛尺寸；所述抵接位置设定机构基于所述计算机构计算出的研磨刷的刷毛尺寸，设定研磨刷相对于金属环的抵接位置。根据上述构成，升降控制机构能够在研磨金属环之前，设定研磨刷相对于金属环的抵接位置，因此，能够根据研磨刷伴随着金属环的研磨而变短的刷毛尺寸，控制研磨刷相对于金属环的抵接位置，能够有效地维持研磨刷相对于金属环的切入量。S卩，所述升降控制机构首先获取刷末端位置检测机构所检测的研磨刷的末端位置。接着，所述计算机构根据基准位置与所述刷末端位置检测机构的检测位置之间的距离， 计算出研磨刷的刷毛尺寸。然后，由抵接位置设定机构根据计算机构计算出的研磨刷的刷毛尺寸，设定研磨刷相对于金属环的抵接位置。之后，升降控制机构经由升降机构控制所述研磨刷升降，使得该研磨刷到达由抵接位置设定机构设定的抵接位置。因此，即使研磨刷的刷毛变短，也能有效地维持研磨刷相对于金属环的切入量，能够对金属环实施高精度的研磨加工。另外，本发明的金属环研磨装置的特征在于，所述研磨刷是通过由捆束部件捆束大量刷线的基端部，将其捆扎成圆柱状而构成，所述捆束部件具有一端开放的圆筒状的捆束部，所述刷移动机构具备供所述研磨刷插装的圆筒状的刷保持部，所述捆束部件具备与捆束部形成为一体的嵌合部，该嵌合部与所述刷保持部的内周形状相对应，所述捆束部形成为其内径比所述嵌合部的外径大。据此，具有所述嵌合部的研磨刷与安装在同样的刷保持部上的通常的研磨刷相比，捆束部的内径要大。也就是说，通常的研磨刷并不具备嵌合部，捆束部就这样插装到刷保持部上而进行向刷移动机构的安装，这是因为捆束部具有与该嵌合部相同的外径。所以，通过使用具有所述嵌合部的研磨刷，能够在就那样使用现有的刷移动机构的同时，使得构成研磨刷的刷线的数量比通常的研磨刷的刷线要多。所以，在研磨加工时， 由于使用比通常的研磨刷的刷线要多的研磨刷来进行研磨加工，所以能够提高研磨效率。此外，本发明的金属环研磨方法具备金属环旋转工序，将薄板筒状的金属环保持成圆形，并使该金属环沿其圆周方向旋转；以及加工工序，移动用于研磨所述金属环的研磨刷，使得该研磨刷的刷毛方向的末端部横切通过所述金属环旋转工序而进行旋转的金属环的旋转轨道，由此对所述金属环的端缘进行研磨加工，所述金属环研磨方法的特征在于，所述金属环研磨方法具备刷旋转工序在所述加工工序之前，使所述研磨刷绕其刷毛方向的轴线旋转规定角度。
根据本发明，在进行所述加工工序之前，研磨刷通过刷旋转工序而各旋转规定角度。因此，在所述加工工序中，构成研磨刷的刷线与金属环的接触时间在各刷线之间大致均等。所以，在实施所述加工工序时，研磨刷的刷线间的磨耗偏差减少，能够抑制在研磨刷的末端产生偏磨耗。此外，本发明的金属环研磨方法优选为，通过由多个金属环保持机构分别保持金属环而对多个金属环同时进行所述金属环旋转工序，所述金属环研磨方法还具备如下工序修整部件保持工序，在所述金属环旋转工序之前，在至少一个所述金属环保持机构上， 取代金属环而装卸自如地保持修整部件，所述修整部件具备与所述金属环同径的周壁部和一体地将该周壁部的上部封闭的板面部，并通过设置在周壁部及板面部的磨粒面将所述研磨刷的毛尖修齐；以及修整工序，利用通过所述修整部件保持工序而保持在金属环保持机构上的修整部件，与所述加工工序同时地将研磨刷的毛尖修齐。根据本发明，在通过所述环旋转工序及所述刷移动工序对金属环进行研磨的同时，通过所述修整工序对研磨刷进行修整。因此，在由于对金属环进行了研磨而使得研磨刷的偏磨耗加重之前，通过所述修整工序对研磨刷的毛尖进行修整而消除偏磨耗。所以，能够延长研磨刷的使用寿命，并能够长期对金属环进行高精度的研磨加工。
图1是表示本发明实施方式中对两端缘实施了研磨加工的金属环的说明图。
图2是表示本发明实施方式的金属环研磨装置的说明性立体图。
图3是模式性地表示工作台和研磨刷的工作的说明图。
图4是表示加工头的构成的剖视图。
图5是模式性地表示金属环和研磨刷的工作的说明图。
图6是表示本实施方式的金属环研磨装置的大致构成的说明图。
图7是表示修整部件的安装状态的工作台的说明性立体图。
图8是表示修整部件的说明性剖视图。
图9是表示研磨刷相对于金属环的切入量的说明图。
图10是表示其他的研磨刷的安装状态的说明图。
具体实施例方式以下，利用
本发明的实施方式。本实施方式的金属环研磨装置用于对金属环W的端缘进行研磨。该金属环W使用在无级变速器的无接头带上，形成为薄板状的无接头带状。如图1所示，金属环W是通过按规定宽度将圆筒状的金属桶横向切割成圆片而形成为无接头带状。刚从圆筒状的桶体切割后的金属环W侧端缘呈极为锋利的状态。本实施方式中的金属环研磨装置用于对金属环W的侧端缘进行研磨，将两侧端缘如图1的放大图中对截面所示那样加工成规定的弯曲形状。如图2所示，金属环研磨装置具有保持多个金属环W的工作台100和对由工作台 100保持的金属环W实施研磨加工的加工头200。在工作台100的上板部110上，设置有多个金属环保持机构120、多个第一喷射喷嘴130和多个第二喷射喷嘴140。如图3所示，金属环保持机构120具有多个抵接部件121。利用未图示的移动机构移动各抵接部件121，使各抵接部件121向相互离开的方向以及相互靠近的方向移动。当使各抵接部件121彼此相互离开时，各抵接部件121抵接在金属环W的内周面上，金属环W 以呈圆形的状态被牢固地保持住。另外，当各抵接部件121彼此相互接近时，则各抵接部件 121位于金属环W内侧，能够容易地进行金属环W的安装和拆卸。利用未图示的电机等的动力使各金属环保持机构120分别各自进行旋转。因此， 如图3所示，能够使被保持为圆形的金属环W沿其圆周方向旋转。第一喷射喷嘴130和第二喷射喷嘴140是用于向由金属环保持机构120保持的金属环W喷射研磨液的喷嘴。第一喷射喷嘴130和第二喷射喷嘴140分别设置成喷射方向不同。如图2及图4(a)所示，加工头200具有圆板状的刷座(brush holder) 220。在刷座220上，沿其周缘交错保持有多个第一刷单元210a和多个第二刷单元210b。第一刷单元 210a和第二刷单元210b的数量相同，且互相接近排列成一列。并且，加工头200构成本发明的刷移动机构。刷单元210a相当于本发明中的第一研磨刷，刷单元210b相当于本发明中的第二研磨刷。如图4(a)所示，加工头200在刷座220下方具备支承板230。而且，加工头200具有通过未图示的电机等驱动旋转的旋转部M0。从旋转部240下端向下方延伸的连结杆250 连续设置于该旋转部对0。支承板230连结在连结杆250的下端。刷座220具有让连结杆 250贯穿的贯穿孔221，该刷座220设置成沿连结杆250升降自如。支承板230上形成有贯穿孔231。后述研磨刷211以能够在上下方向上滑动的状态穿通于该贯穿孔231中。其中，所述研磨刷211是第一及第二各刷单元210a、210b的构
成要素。为了防止研磨刷211的刷毛方向末端侧(下端侧)的各研磨刷线211a间的分离扩展，并限制研磨刷211末端的弯曲，因此设置了支承板230。而且，通过使刷座220沿连结杆250升降，能够调节研磨刷211末端的弯曲量。旋转部240形成为筒状，在其内部，具有在上下方向上进退的升降轴沈0。刷座220 连结在升降轴260下端。旋转轴240和升降轴沈0同轴旋转。刷座220及支承板230因该旋转而进行旋转。由于刷座220的旋转，第一及第二各刷单元210a、210b在沿着刷座220 的周缘的绕周轨道上移动。如图4(a)所示，第一刷单元210a具有研磨刷211和旋转轴212。该旋转轴212沿研磨刷211的刷毛方向的轴线向上方延伸。研磨刷211按下述方式形成。即，将混入了磨粒的合成树脂制的大量研磨刷线 211a捆扎成圆柱状，用盖状的捆束件211b捆束所述被捆扎成圆柱状的研磨刷线211a的根部(基端部侧)。在旋转轴212下端一体地设置有筒状的刷保持部214。通过将捆束件211b插装到刷保持部214内，并用螺钉215进行固定，由此研磨刷211与旋转轴212 —体地连结。旋转轴212在上下方向上贯穿刷座220，并经轴承21 旋转自如地支承于刷座 220。
第一刷单元210a上设置有中间齿轮213a和固定齿轮21北。该中间齿轮213a旋转自如地与旋转轴212同轴设置，该固定齿轮21 邻接于中间齿轮213a下侧，并同轴固定于旋转轴212。如图4(a)所示，第二刷单元210b与第一刷单元210a同样地构成。但是在固定齿轮21 邻接于中间齿轮213a的上侧而设置这一点上与第一刷单元210a不同。而且，由于第一刷单元210a和第二刷单元210b交错排列，因此，第一刷单元210a 的固定齿轮21 与第二刷单元210b的中间齿轮213a啮合，第一刷单元210a的中间齿轮 213a与第二刷单元210b的固定齿轮21 啮合。因此，在刷座220上，由第一刷单元210a的固定齿轮213b和第二刷单元210b的中间齿轮213a构成位于下层的第一齿轮组。此外，在第一齿轮组的上层位置，由第二刷单元210b的固定齿轮21 和第一刷单元210a的中间齿轮213a构成第二齿轮组。另外，图 4(a)中的第二刷单元210b本来应该是出现在不同位置的截面上的，但是为了便于说明，将其与第一刷单元210a表示在同一截面上。如图4(a)所示，第一旋转传递轴270旋转自如地支承于刷座220。第一旋转传递轴270上设置有主动齿轮(pinion gear) 271，该主动齿轮271与位于下层的第一齿轮组中的任意一个固定齿轮21 啮合。另外，在刷座220的上方位置，设置有升降自如的驱动轴 291.而且，在第一旋转传递轴270的上端部设置有与驱动轴291连结自如的连结部272。另外，如图4(b)所示，第二旋转传递轴280旋转自如地支承于刷座220。第二旋转传递轴280上设置有主动齿轮，该主动齿轮281与位于上层的第二齿轮组中的任意一个固定齿轮21 啮合。而且，如图4(a)所示，在刷座220的上方位置设置有升降自如的驱动轴四2。如图4(b)所示，在第二旋转传递轴观0的上端部设置有与驱动轴292连结自如的连结部观2。驱动轴291、292按规定的定时下降，并分别与第一及第二旋转传递轴270、280各自的连结部272、282连结。并且，当驱动轴四1、四2因未图示的驱动机构旋转规定的旋转角度时，第一及第二旋转传递轴270、280将该旋转传递给所述第一及第二齿轮组，第一刷单元210a和第二刷单元210b绕其旋转轴212的轴线旋转。这时，因第二刷单元210b的中间齿轮213a介于各第一刷单元210a的固定齿轮 213b之间，因此，所有第一刷单元210a朝同一方向旋转。同样，因第一刷单元210a的中间齿轮213a介于各第二刷单元210b的固定齿轮21 之间，因此，所有第二刷单元210b朝同一方向旋转。所以，通过使两个驱动轴四1、292朝互为相反的方向旋转，能够使各第一刷单元210a和各第二刷单元210b的所有刷单元朝同一方向旋转。另外，在刷座220上的第一及第二旋转传递轴270、280的支承部上，安装有未图示的旋转停止机构，该旋转停止机构用于使研磨加工时在绕周轨道上移动的研磨刷211不经由旋转轴212进行旋转。即，第一及第二旋转传递轴270J80以均可以沿其轴线在上下方向进行微小移动的方式支承于刷座220，并被未图示的弹簧等施力部件向上施力。在上下方向上支承各旋转传递轴270 J80的支承部220a的上部侧，设置有卡合槽，在各旋转传递轴270、280上设置与该卡合槽对应的卡合突起。于是，在各第一刷单元210a及第二刷单元210b不会绕旋转轴212的轴线进行旋转的通常的研磨加工时，各旋转传递轴270、280被所述弹簧等施力部件向上施力，所以卡合突起卡合到卡合槽内，使得各旋转传递轴270、280的旋转处于停止状态。因此，各第一刷单元210a及各第二刷单元210b绕旋转轴212轴线的旋转也处于停止状态。另一方面，驱动轴291、292在与各旋转传递轴270、280连结的同时，下压各旋转传递轴270J80，各旋转传递轴270J80的旋转停止被解除。在本实施方式中，中间齿轮213a、固定齿轮213b、第一旋转传递轴270、第二旋转传递轴观0以及驱动轴291、292构成本发明的刷旋转机构。图5表示了金属环W、加工头200以及研磨刷211的旋转方向。如图5所示，各金属环W分别借助于金属环保持机构120沿箭头符号31的方向进行旋转。各研磨刷211借助于刷座220沿箭头符号32的方向移动。金属环W的旋转和研磨刷211的移动是在研磨加工时进行的。此外，各研磨刷211沿绕旋转轴212的轴线的箭头符号33的方向进行旋转。该旋转是在各金属环W的旋转和研磨刷211的移动停止的状态下进行的。例如，每当金属环W 的一侧端缘的研磨加工结束后，进行所述各研磨刷211的旋转。另外，图6模式性地表示了本实施方式中的金属环研磨装置大致的整体构成。如图6所示，加工头200支承于升降架201。升降架201设置成沿站立在台座202上的支柱 203的导轨204升降自如，其通过未图示的升降驱动装置进行升降。升降架201及升降驱动装置构成本发明的升降机构。支柱203设置成沿台座202上的导轨205在水平方向上移动自如。支柱203通过未图示的驱动装置将加工头200移动至作业位置A和退避位置B。其中，该作业位置A在工作台100上方，与该工作台100对置；该退避位置B是指加工头200从工作台100上方退避出来的位置。并且，在作业位置A和退避位置B之间的、加工头200的通过位置，经支承架101 在具有规定高度的位置上配设有抵接传感器102。抵接传感器102用于检测加工头200的研磨刷211的先端(下端)的位置，该检测是通过使加工头200的研磨刷211的末端(下端)从上方与抵接传感器102抵接来进行的。抵接传感器102相当于本发明的刷末端位置检测机构。另外，金属环研磨装置具有控制器206，该控制器206控制加工头200的旋转、第一刷单元210a及第二刷单元210b的旋转(相当于本发明的刷旋转控制机构的功能)、升降架 201的升降(相当于本发明的升降控制机构的功能)以及支柱203的移动等。控制器206作为其一部分功能具有刷毛尺寸计算部207(相当于本发明的计算机构的功能)和抵接位置设定部208(相当于本发明的抵接位置设定机构的功能)。其中，所述刷毛尺寸计算部207计算研磨刷211的刷毛尺寸；所述抵接位置设定部208根据刷毛尺寸计算部207计算出的研磨刷211的刷毛尺寸，设定研磨刷211相对于金属环W的抵接位置。刷毛尺寸计算部207基于从预先设定的基准位置到由抵接传感器102检测的研磨刷 211的末端位置为止的距离，计算出研磨刷211的刷毛尺寸。控制器206基于由抵接位置设定部208设定的研磨刷211相对于金属环W的抵接位置，控制升降架201的升降动作。而且，如图7所示，在金属环研磨装置中，能够取代金属环W在多个金属环保持机构120中的任意一个金属环保持机构上事先保持修整部件103。图7中省略了对喷射喷嘴130,140的图示。如图8所示，修整部件103具有与金属环W同径的环状的周壁部103a和一体地将周壁部103a的上部封闭的圆盘状的板面部10北。在周壁部103a及板面部10 的外表面上，通过电沉积固定有磨粒。由于修整部件103具有与金属环W同径的周壁部103a，所以其能够以戴在金属环保持机构120上的方式装卸自如地受金属环保持机构120保持成固定。在利用如上所述那样构成的金属环研磨装置对金属环W的侧端缘进行研磨加工时，首先，控制器206通过支柱203的移动，使位于退避位置B的加工头200向工作台100 移动，并在研磨刷211处于抵接传感器102的正上方且与该抵接传感器102对置的位置时， 使支柱203停止移动。接着，控制器206使升降架201下降，直到抵接传感器102检测出研磨刷211末端的抵接。这样，控制器206获取研磨刷211从预先设定的基准位置到研磨刷211末端抵接于抵接传感器102为止的下降距离，并由刷毛尺寸计算部207基于该下降距离计算出研磨刷211的刷毛的全长。即，在研磨刷211的刷毛尺寸较长的状态时，下降距离较短，在研磨刷211的磨耗增进而刷毛尺寸变短时，下降距离变长。所以，事先获取研磨刷211的刷毛尺寸为最长的状态(未使用状态)时的下降距离，并对其进行存储，根据存储的下降距离的尺寸与磨耗后的研磨刷211的下降距离的差，能够计算出研磨刷211磨耗掉的尺寸。只要从研磨刷211的刷毛最长的状态(未使用状态)的尺寸减去该磨耗掉的尺寸，就能够计算出磨耗后的研磨刷211的刷毛尺寸。接着，控制器206基于通过刷毛尺寸计算部207计算出的研磨刷211的刷毛尺寸， 利用抵接位置设定部208设定研磨刷211相对于金属环W的抵接位置。根据该抵接位置， 如图9所示，设定研磨刷211相对于金属环W的切入量M。另一方面，在工作台100上，金属环W被装设到各金属环保持机构120上，通过各金属环保持机构120，各金属环W开始旋转。然后，控制器206通过支柱203的移动，使加工头200移动到工作台100上方的作业位置A(参照图6)，并如图9所示，使研磨刷211下降到由抵接位置设定部208设定的相对于金属环W的抵接位置。在该下降操作之前，控制器206使加工头200旋转。因此，如图 5所示，移动研磨刷211，使得其横切各金属环W并抵接到各金属环W的一侧端缘，通过伴随着加工头200旋转的研磨刷211的绕周移动以及金属环W的旋转，对金属环W的一侧端缘的整周进行研磨。此时，由于研磨刷211是刷线211a的集合体，因此，相对于金属环W，研磨刷211 — 边柔软地进行弯曲、一边对金属环W的一侧端缘进行研磨。与此同时，各研磨刷211的末端因横切各金属环W时的冲击力等而产生磨耗。该磨耗有可能因刷线211a的弯曲而产生偏倚。之后，当经过了规定时间或加工头200结束规定数量的旋转后，控制器206使加工头200上升至工作台100的上方，使各研磨刷211离开各金属环W。并且，使金属环保持机构120及加工头200停止旋转。这样，对各金属环W的一侧端缘的研磨加工、即一次(Ishot) 研磨加工结束。然后，控制器206通过支柱203的移动，使加工头200移动到退避位置B (参照图6)，并上下翻转工作台100上的各金属环W。另外，在该定时，加工头200的各刷单元210a及各刷单元210b分别绕各自的旋转轴212的轴线进行旋转。S卩，如图4(a)所示，使驱动轴291、292下降，并由驱动轴291、292下按旋转传递轴270J80，由此，解除了旋转传递轴270、280的旋转停止状态；与此同时，旋转传递轴270、 280经驱动轴四1、四2向同一方向旋转相同的角度。因此，各第一刷单元210a及各第二刷单元210b的所有刷单元向同一方向旋转相同的角度(通常是比360°小的角度)。在各研磨刷211的末端出现了偏磨耗时，偏磨耗的朝向会因所述旋转而发生改变。此后，与上述方法相同，利用加工头200对工作台100上的金属环W另一侧端缘实施研磨加工。这时，由于在前一次的研磨加工后，各第一刷单元210a及各第二刷单元210b 的所有刷单元进行了旋转而使各研磨刷211末端的偏磨耗的朝向发生了改变，因此，其磨耗的偏倚不会只朝一个方向发展，能够进行维持了精度的研磨加工。然后，在对金属环W的另一侧端缘实施研磨加工(第二次研磨加工)结束之后，从各金属环保持机构120上取走各金属环W，完成各金属环W的研磨加工。另外，如前所述，在对金属环W进行研磨加工时，通过在任意一个金属环保持机构 120事先保持修整部件103，由此，使得一边研磨金属环W—边移动的研磨刷211还与修整部件103接触。因此，即使研磨刷211的毛尖不整齐，也能够在极其初期的阶段通过修整部件103削整毛尖而将其修齐。而且，由于修整部件103相对于研磨刷211 —边旋转一边抵接，因此，研磨刷211的毛尖能够在通过装设了修整部件103的金属环保持机构120上的极短的时间内高效、可靠地被修整齐。而且，如前所述，由于控制器206通过抵接位置设定部208将研磨刷211相对于金属环W的抵接位置设定得最为合适，因此，即使研磨刷211被修整部件103修整而使得刷毛变短，也能够使研磨刷211的切入量M(参照图9)保持固定，能够使质量稳定。并且，因各第一刷单元210a及各第二刷单元210b的旋转，研磨刷211在研磨加工后的偏磨耗得到抑制，所以，能够对金属环W进行高精度的研磨加工。这里，在本实施方式的金属环研磨装置中，在想要在更短的时间内对金属环W进行研磨加工的情况下、以及在需要对金属环W的端缘进行更多的加工量的情况下，为了提高加工效率，各研磨刷211可以更换成具有更大直径的研磨刷410。图10表示了把比研磨刷211直径大的研磨刷410安装到刷座220上时的情况。利用捆束部件412对大量刷线411的基端部进行捆扎，将所述刷线411捆束成圆柱状，从而构成研磨刷410，其中，所述捆扎部件412具有一端开放的圆筒状的捆束部41加。捆扎部件412具备与捆束部41 同轴并形成为一体的圆柱状的嵌合部412b，该嵌合部412b具有能够合适地插装入刷保持部214的外径。因此，能够把捆束部41 的内径做得比嵌合部412b的外径大，与研磨刷211相比，能够捆扎更多的刷线411来构成研磨刷 410。就将研磨刷410向刷座220安装而言，如图10所示，使刷座220上升直到规定的交换位置，然后将研磨刷410的嵌合部412b嵌合到刷保持部214，并通过螺钉215进行固定。这时，将图4(a)所示的支承板230替换成图10所示的支承板430，该支承板430上具有适合于研磨刷410的内径的贯穿孔431。在安装完研磨刷410后，刷座220下降到图4(a)所示的规定的位置。因此，借助于刷座220，研磨刷410的先端能够经由贯穿孔431在上下方向上滑动，并在水平方向上受支承。使用外径较大的研磨刷410进行研磨加工时，研磨刷410的较大的末端面横切金属环W的端面进行研磨，因此，与使用研磨刷211相比，研磨刷410的研磨能力更高，研磨加工花费的时间变短。如上述说明，根据本实施方式，每当一次研磨加工结束之后研磨刷211离开金属环W时，在下一次研磨加工之前，各研磨刷211分别绕各自的旋转轴212的轴线旋转了规定的角度，所以，构成研磨刷211的各刷线211a与金属环W接触的时间在各刷线211a之间大致均等，各刷线211a之间的对金属环W的研磨量的差异减小。所以，研磨刷211的刷线 211a之间的磨耗偏差减少，能够防止产生偏磨耗。通过使用外径较大的研磨刷410，能够提高研磨效率。在该情况下，由于对金属环 W抵接的范围较大，因此，虽然导致产生偏磨耗的可能性增大，但该情况下也可以在研磨加工中使用所述修整部件103，或者每当一次的研磨加工结束后，使研磨刷410旋转规定的角度，从而能够防止产生偏磨耗。而且，由于能够选择性地使用研磨刷211和直径较大的研磨刷410作为研磨刷，所以能够根据目的的不同分别选择研磨刷211及研磨刷410进行使用。另外，由于各第一刷单元210a的中间齿轮213a与相邻的第二刷单元210b的固定齿轮21 啮合，各第一刷单元210a的固定齿轮21 与相邻的第二刷单元210b的中间齿轮213a啮合，因此，通过使第一及第二刷单元210a、210b的固定齿轮21 向同一方向旋转规定角度，能够使所有的研磨刷211向同一方向旋转相同的角度。此外，即使只进行一次研磨加工，也会产生微小的偏磨耗，在各研磨刷211末端的刷面处产生高度差。在为了矫正该高度差而旋转各研磨刷211时，如果不使各研磨刷211 以同一定时、同一方向以及相同角度进行旋转，则各个研磨刷211的刷面高度的矫正状况就会变得不一致，研磨条件产生差异，研磨加工的精度的偏差变大。在这一点上，根据本实施方式，由于所有的研磨刷211的旋转以同一定时、同一方向以及相同角度进行，因此，能够使所有的研磨刷211的研磨条件相同而防止研磨加工的精度偏差，并高精度地实施研磨加工。而且，由于设置了旋转传递轴270、280和驱动轴291、292作为使刷单元210a及 210b的固定齿轮21 旋转的机构，因此，能够与加工头200分开设置用于使研磨刷211旋转的动力源，在规定的定时，将驱动轴291、292连结到旋转传递轴270、280上，由此，能够使来自动力源的驱动力在最合适的定时传递到固定齿轮21北。另外，本发明并不仅限于上述实施方式，能够适当更改所述实施方式进行实施。例如，在上述说明中，虽然使用了旋转传递轴270380，但也可以仅使用一个旋转传递轴来取而代之，在使旋转传递轴的上下位置进行位移的同时，按反方向依次使第一刷单元210a的固定齿轮21 和中间齿轮213a旋转相同的角度。此外，虽然在上述说明中，在每一次研磨加工后，使第一刷单元210a及第二刷单元210b在同一方向上旋转相同角度，但也不仅限于此，也可以每进行多次研磨加工后，再旋转第一及第二刷单元210a、210b个。
权利要求
1.一种金属环研磨装置，其具备金属环保持机构、研磨刷和刷移动机构，所述金属环保持机构将薄板筒状的金属环保持成圆形，并使该金属环沿其圆周方向旋转；所述研磨刷用于研磨所述金属环；所述刷移动机构保持所述研磨刷的刷毛方向的基端部侧，并移动该研磨刷，使得该研磨刷的刷毛方向的末端部横切借助于所述金属环保持机构而进行旋转的金属环的旋转轨道，由此对所述金属环的端缘进行研磨加工，所述金属环研磨装置的特征在于，所述金属环研磨装置具备刷旋转机构，其使所述研磨刷绕沿其刷毛方向的轴线旋转；以及刷旋转控制机构，其在没有进行所述研磨加工时，在下一个研磨加工之前，控制所述刷旋转机构，从而使所述研磨刷绕其刷毛方向的轴线旋转规定角度。
2.一种金属环研磨装置，其具备金属环保持机构、多个研磨刷和刷移动机构，所述金属环保持机构保持金属环，并使该金属环沿其圆周方向旋转；所述多个研磨刷用于研磨所述金属环；所述刷移动机构保持各研磨刷的刷毛方向的基端部侧，并移动各研磨刷，使得各研磨刷的刷毛方向的末端部横切借助于所述金属环保持机构而进行旋转的金属环的旋转轨道，由此对所述金属环的端缘进行研磨加工，所述金属环研磨装置的特征在于，所述研磨刷具备旋转轴、固定齿轮和中间齿轮，所述旋转轴从所述研磨刷的基端部开始沿刷毛方向的轴线向与末端部相反的方向延伸；所述固定齿轮固定在所述旋转轴上；所述中间齿轮旋转自如地与所述固定齿轮同轴设置，所述多个研磨刷由第一研磨刷和第二研磨刷构成，所述第一研磨刷的固定齿轮位于旋转轴的一端侧、中间齿轮位于另一端侧；所述第二研磨刷的中间齿轮位于旋转轴的一端侧、 固定齿轮位于另一端侧，所述刷移动机构具备刷座和刷旋转机构，所述刷座使第一研磨刷和第二研磨刷交替排列、并经由该第一研磨刷和第二研磨刷的旋转轴将各研磨刷支承为旋转自如，所述刷旋转机构经由第一齿轮组使第一研磨刷旋转，并经由第二齿轮组使第二研磨刷旋转，其中，所述第一齿轮组是通过第一研磨刷的固定齿轮和第二研磨刷的中间齿轮啮合而构成；所述第二齿轮组是通过第一研磨刷的中间齿轮和第二研磨刷的固定齿轮啮合而构成。
3.根据权利要求2所述的金属环研磨装置，其特征在于，所述刷旋转机构具备旋转传递轴，其旋转自如地保持于所述刷座；主动齿轮，其设置在所述旋转传递轴上，并与所述固定齿轮或所述中间齿轮啮合；以及驱动轴，其按规定的定时与所述旋转传递轴连结，并经由该旋转传递轴的主动齿轮以及所述固定齿轮或所述中间齿轮驱动所述研磨刷旋转。
4.根据权利要求1或2所述的金属环研磨装置，其特征在于，所述金属环研磨装置中，设置有多个所述金属环保持机构，设置有修整部件，该修整部件具备与所述金属环同径的周壁部和一体地将该周壁部的上部封闭的板面部，在至少一个所述金属环保持机构上，取代所述金属环而装卸自如地安装有所述修整部件，所述修整部件通过在周壁部和板面部上形成的磨粒面将所述研磨刷的毛尖修齐。
5.根据权利要求4所述的金属环研磨装置，其特征在于，所述金属环研磨装置具备升降机构，其经由所述刷移动机构使所述研磨刷沿其刷毛方向升降；升降控制机构，其通过经由该升降机构使所述研磨刷升降，从而控制该研磨刷相对于所述金属环的抵接位置；以及刷末端位置检测机构，其在所述研磨刷离开了所述金属环的状态下，检测该研磨刷的末端位置，所述升降控制机构具备计算机构和抵接位置设定机构，所述计算机构基于从预先设定的基准位置到所述刷末端位置检测机构所检测的研磨刷的末端位置为止的距离，计算出所述研磨刷的刷毛尺寸；所述抵接位置设定机构基于所述计算机构计算出的研磨刷的刷毛尺寸，设定研磨刷相对于金属环的抵接位置。
6.根据权利要求1所述的金属环研磨装置，其特征在于，所述研磨刷是通过由捆束部件捆束大量刷线的基端部，将其捆扎成圆柱状而构成，所述捆束部件具有一端开放的圆筒状的捆束部，所述刷移动机构具备供所述研磨刷插装的圆筒状的刷保持部，所述捆束部件具备与捆束部形成为一体的嵌合部，该嵌合部与所述刷保持部的内周形状相对应，所述捆束部形成为其内径比所述嵌合部的外径大。
7.一种金属环研磨方法，其具备金属环旋转工序，将薄板筒状的金属环保持成圆形， 并使该金属环沿其圆周方向旋转；以及加工工序，移动用于研磨所述金属环的研磨刷，使得该研磨刷的刷毛方向的末端部横切通过所述金属环旋转工序而进行旋转的金属环的旋转轨道，由此对所述金属环的端缘进行研磨加工，所述金属环研磨方法的特征在于，所述金属环研磨方法还具备刷旋转工序在所述加工工序之前，使所述研磨刷绕其刷毛方向的轴线旋转规定角度。
8.根据权利要求7所述的金属环研磨方法，其特征在于，通过由多个金属环保持机构分别保持金属环而对多个金属环同时进行所述金属环旋转工序，所述金属环研磨方法还具备如下工序修整部件保持工序，在所述金属环旋转工序之前，在至少一个所述金属环保持机构上， 取代金属环而装卸自如地保持修整部件，所述修整部件具备与所述金属环同径的周壁部和一体地将该周壁部的上部封闭的板面部，并通过设置在周壁部和板面部的磨粒面将所述研磨刷的毛尖修齐；以及修整工序，利用通过所述修整部件保持工序而保持在金属环保持机构上的修整部件， 与所述加工工序同时地将研磨刷的毛尖修齐。
全文摘要
本发明提供一种金属环研磨装置及金属环研磨方法。利用该金属环研磨装置及方法，能够在对金属环进行研磨加工时，抑制研磨刷产生偏磨耗，能够长期地进行高精度的研磨加工。利用金属环保持机构(120)保持金属环W，使其沿圆周方向旋转，并通过刷移动机构(200)使研磨刷(211)沿横切金属环W那样的绕周轨道移动，从而对金属环W进行研磨加工。在下一个研磨加工之前，研磨刷(211)能够绕沿其刷毛方向的轴线进行旋转。
文档编号B24B37/00GK102310359SQ20111018142
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年7月1日
发明者伊藤正美, 吉田忠司, 岭岸诚一, 森本泰介, 池田巧, 渡部良晴, 远山隆一 申请人:本田技研工业株式会社