研削方法

【課題】ビード周辺の母材表面の削り過ぎを防止でき、且つ削り幅を狭くできる研削方法を提供することを課題とする。
【解決手段】研削方法は、研削装置準備工程と第１研削工程と第２研削工程とからなる。
【効果】第２研削工程で、第１研削工程でビード１６の一部を研削して得た平坦面３９に、逆Ｖ字を呈する研削ベルト２９を当てると、研削ベルト２９の接触部が水平になり、研削ベルト２９の非接触部が湾曲した母材から離れやすくなるため、ビード１６周辺の母材３７表面の削り過ぎを防止できる。また、第２研削工程で、研削ベルト２９は平坦面３９のみを研削するから、削り幅Ｗ２を狭くすることができる。したがって、ビード１６周辺の母材３７表面の削り過ぎを防止でき、且つ削り幅Ｗ２を狭くできる研削方法を提供できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビードの一部を研削する研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
突合わせ溶接では、ビードが母材から突出する。外観性を向上させる必要がある場合には、ビードの一部（突出部分）を研削することがよく行われる。
【０００３】
ビード研削は研削ベルトで実施されることがある（例えば、特許文献１（図１４）参照。）。
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１１は従来の技術の基本構成を説明する図であり、ベルト研削装置１００は、電動モータの駆動力で、プーリ１０１、１０２、１０３に掛け渡された研削ベルト１０４を走行させ、この研削ベルト１０４を矢印（１）のように管１０５の外周面に当てて、外周面に付いたさびを除去する装置である。
ところで、管１０５に長手方向の突合わせ溶接が施されると、外観性を向上させるためにビードの突出部分を研削する。その研削方法を次に説明する。
【０００５】
図１２は従来の研削方法を説明する図であり、研削ベルト１０４を、管１０５の母材１０６の外周面及びビード１０７に倣って矢印（２）のように走行させている。
このように母材１０６の外周面及びビード１０７に研削ベルト１０４を強く押し付けると、研削ベルト１０４が母材１０６の外周面に接触する幅Ｗ１が大きくなって、ビード１０７の形状を整えるまでに母材１０６の外周面の削り過ぎが発生する。これはワークの品質悪化を招く。
【０００６】
そこで、ビード周辺の母材表面の削り過ぎを防止でき、且つ削り幅を狭くできる研削技術が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０９０４９８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ビード周辺の母材表面の削り過ぎを防止でき、且つ削り幅を狭くできる研削方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、上に凸になるように湾曲し、左右の中央が溶接で接続され、ビードの一部が逆Ｕ形断面の上端部になるように母材から上方へ突出しているワークを加工対象として、前記ビードの一部を研削する研削方法であって、前記ワークに対して昇降する昇降フレームと、この昇降フレームの左右に各々水平軸を介して回転自在に保持される左右プーリと、これらの左右プーリの一方又は前記左右プーリより上方位置にて前記昇降フレームに回転自在に取付けられる第３プーリを駆動する駆動源と、前記左右プーリ及び前記第３プーリに掛け渡され外面に砥粒が付けられている研削ベルトとからなるベルト研削装置を準備する研削装置準備工程と、前記左右プーリで走らせる前記研削ベルトの水平部分で前記ビードの一部の上部を水平に研削して平坦面を得る第１研削工程と、前記左右プーリを下げて前記平坦面に前記研削ベルトを逆Ｖ字を呈するように当てながら前記ビードの一部の下部を上に凸になるように研削して、前記ワークの湾曲に前記ビードの上面の湾曲をほぼ合わせるようにする第２研削工程と、からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明では、ベルト研削装置に、研削ベルトの水平部分を下方へ付勢する押圧ブロックが設けられ、第１研削工程では、前記研削ベルトを前記押圧ブロックでビードの一部の上部へ付勢しながら研削を実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、研削方法は、研削装置準備工程と、第１研削工程と、第２研削工程とからなる。第１研削工程で、左右プーリで走らせる研削ベルトの水平部分でビードの一部の上部を水平に研削して平坦面を得る。第２研削工程で、研削して得た平坦面に逆Ｖ字を呈する研削ベルトを当てながらビードの一部の下部を上に凸になるように研削して、ワークの湾曲にビードの上面の湾曲をほぼ合わせるようにする。
【００１２】
第２研削工程で、第１研削工程でビードの一部を研削して得た平坦面に、逆Ｖ字を呈する研削ベルトを当てると、研削ベルトの接触部が水平になり、研削ベルトの非接触部が湾曲した母材から離れやすくなるため、ビード周辺の母材表面の削り過ぎを防止できる。また、第２研削工程で、研削ベルトは平坦面のみを研削するから、削り幅を狭くすることができる。したがって、ビード周辺の母材表面の削り過ぎを防止でき、且つ削り幅を狭くできる研削方法を提供できる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、第１研削工程にて、研削ベルトを押圧ブロックでビードの一部の上部へ付勢しながら研削する。
研削ベルトを押圧ブロックでビードの一部の上部へ付勢すると、研削ベルトがビードの一部の上部により密着するため、平坦面を形成するまでの研削時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ワークの斜視図である。
【図２】本発明に係る研削方法を実施するためのベルト研削装置の正面図である。
【図３】研削装置準備工程と第１研削工程を説明する図である。
【図４】第２研削工程を説明する図である。
【図５】図２の変更例を示す図である。
【図６】押圧部の作用を説明する図である。
【図７】図２の更なる変更例を示す図である。
【図８】図７のベルト研削装置を用いた研削方法を説明する図である。
【図９】研削方法を実施するための別のベルト研削装置の正面図である。
【図１０】図９の１０−１０線断面図である。
【図１１】従来の技術の基本構成を説明する図である。
【図１２】従来の研削方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、以下では、ワークは自動二輪車用燃料タンクのタンク上半体として説明する。
【００１６】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、自動二輪車用燃料タンクのタンク上半体１０は、給油口１１を備えると共に、給油口１１を前側、フランジ部１２を後側として、上半体左部１３と上半体右部１４を突合わせ溶接で接続してなる。
【００１７】
また、タンク上半体１０は、自動二輪車用燃料タンクの上半分の部材であり、タンク上半体１０に備える接続部１５に、下半分の部材であるタンク下半体が溶接で接続される。
給油口１１に直交し前後方向に延びているのが、突合わせ溶接で得られたビード１６である。
【００１８】
ビード１６を研削するベルト研削装置の構造を図２に基づいて説明する。
図２に示すように、ベルト研削装置２０Ａは、ロボットアーム２１の先端に取付けられタンク上半体１０に対して昇降する昇降フレーム２２と、この昇降フレーム２２から左下に延ばした左アーム部２３Ｌ（Ｌは左を示す添え字。以下同様）に左水平軸２４Ｌを介して回転自在に保持される左プーリ２５Ｌと、昇降フレーム２２から右下に延ばした右アーム部２３Ｒ（Ｒは右を示す添え字。以下同様）に右水平軸２４Ｒを介して回転自在に保持される右プーリ２５Ｒと、これら左右プーリ２５Ｌ、２５Ｒより上方位置にて昇降フレーム２２に取付けられ駆動プーリである第３プーリ２６を出力軸２７に直結している電動モータ２８と、左右プーリ２５Ｌ、２５Ｒ及び第３プーリ２６に掛け渡され外面に砥粒が付けられている研削ベルト２９とからなる。
【００１９】
第３プーリ２６に対する研削ベルト２９の巻掛け角が確保されているので、電動モータ２８を起動すると、研削ベルト２９を回転するプーリ２５Ｌ、２５Ｒ、２６に沿って走らせることができる。
【００２０】
なお、第３プーリ２６は、実施例では、左右プーリ２５Ｌ、２５Ｒより上方位置に配置したが、第３プーリ２６を左プーリ２５Ｌの真上や右プーリ２５Ｒの真上に配置してもよい。また、第３プーリ２６の駆動源に、電動モータを適用したが、油圧モータやエアモータを適用してもよい。また、第３プーリ２６は、電動モータ２８の出力軸２７に直結させたが、第３プーリ２６を昇降フレーム２２に回転可能に取付け、電動モータ２８の出力軸２７と第３プーリ２６を、ベルトやチェーン等の伝動機構で繋いでもよい。
【００２１】
昇降フレーム２２のフランジ部３１に、押圧ブロック（後述）の付勢手段である押圧シリンダ３２がボルト３３で取付けられ、押圧シリンダ３２のピストンロッド３４の下端に、研削ベルト２９を内側から押す金属製の押圧ブロック３５Ａが取付けられている。つまり、ベルト研削装置２０Ａに、研削ベルト２９の水平部分３６を下方へ付勢する押圧ブロック３５Ａが設けられている。
【００２２】
タンク上半体１０は、断面視にて、上に凸になるように湾曲し、左右の中央が溶接で接続され、ビード１６の一部が逆Ｕ形断面の上端部になるように母材３７から上方へ突出している。
【００２３】
以上に述べたベルト研削装置２０Ａを用いて実施される研削方法を次に述べる。
図３において、（ａ）で研削装置準備工程を説明し、（ｂ）及び（ｃ）で第１研削工程を説明する。（ａ）に示すように、ベルト研削装置２０Ａを準備し、電動モータ２８を起動して研削ベルト２９が矢印（３）のように走行させる。次に、押圧シリンダ３２のピストンロッド３４を押出して、押圧ブロック３５Ａを矢印（４）のように研削ベルト２９に向けて下降させる。
【００２４】
（ｂ）に示すように、押圧ブロック３５Ａで押された研削ベルト２９の水平部分３６を、ビード１６の一部の上部３８に当てる。
ビード１６の一部の上部３８を、研削ベルト２９の水平部分３６で研削すると、（ｃ）に示すように、平坦面３９を得る。研削ベルト２９を押圧ブロック３５Ａでビード１６の一部の上部３８へ付勢すると、研削ベルト２９がビード１６の一部の上部３８により密着するため、平坦面３９を形成するまでの研削時間を短縮できる。
【００２５】
次に押圧ブロック３５Ａを矢印（５）のように上昇させ、（ａ）において、ロボットアーム２１により左右プーリ２５Ｌ、２５Ｒを矢印（６）のように下降させる。
【００２６】
図４において、（ａ）〜（ｄ）で第２研削工程を説明する。（ａ）に示すように、研削ベルト２９を、逆Ｖ字を呈するようにビード１６の一部の平坦面（図３（ｃ）、符号３９）に当てる。
（ｂ）に示すように、研削ベルト２９を、タンク上半体１０の上部外面４１の形状に沿わせるようにして、研削ベルト２９でビード１６の一部を研削する。
【００２７】
（ｃ）に示すように、ビード１６の一部の下部４２を、上に凸になるように研削ベルト２９で研削する。次に（ａ）において、ロボットアーム２１によりベルト研削装置２０Ａを矢印（７）のように上昇させる。
結果、（ｄ）に示すように、ビード１６の上面４３の湾曲を、タンク上半体１０の上部外面４１の湾曲にほぼ合わせることができる。
【００２８】
本発明の研削方法は、研削装置準備工程（図３（ａ）参照）と、第１研削工程（図３（ｂ）、（ｃ）参照）と、第２研削工程とからなる。
図３（ｃ）において、第１研削工程で、左右プーリで走らせる研削ベルト２９の水平部分３６でビード１６の一部の上部を水平に研削して平坦面３９を得る。なお、上記研削時に研削ベルト２９を押圧ブロック３５Ａで押さなくとも、研削ベルト２９のみで平坦面を得ることも期待できる。
【００２９】
図４（ｃ）において、第２研削工程で、研削して得た平坦面に逆Ｖ字を呈する研削ベルト２９を当てながらビード１６の一部の下部４２を上に凸になるように研削して、（ｄ）に示すように、タンク上半体１０の湾曲にビード１６の上面４３の湾曲をほぼ合わせるようにする。
【００３０】
第２研削工程で、第１研削工程でビード１６の一部を研削して得た平坦面３９に、逆Ｖ字を呈する研削ベルト２９を当てると、研削ベルト２９の接触部が水平になり、研削ベルト２９の非接触部が湾曲した母材から離れやすくなるため、ビード１６周辺の母材３７表面の削り過ぎを防止できる。また、第２研削工程で、研削ベルト２９は平坦面３９のみを研削するから、削り幅Ｗ２を狭くすることができる。したがって、ビード１６周辺の母材３７表面の削り過ぎを防止でき、且つ削り幅Ｗ２を狭くできる研削方法を提供できる。
【００３１】
これまでに説明した研削方法では、ベルト研削装置２０Ａに備える金属製の押圧ブロック３５Ａを用いた。ところで、押圧力を受ける側であるタンク上半体１０にとって、タンク上半体１０に掛かる力を低減できると、タンク上半体の外観形状を維持できる。そこで、タンク上半体１０に掛かる力を低減できる例を次に説明する。
【００３２】
図５において、図２と共通の構造は符号を流用して詳細な説明を省略する。主たる変更点は、押圧ブロックの下端に弾性材料を設けたことである。
押圧シリンダ３２のピストンロッド３４の下端に、押圧部４４が設けられている。押圧部４４は、ピストンロッド３４にボルト４５で取付けられている押圧ブロック３５Ｂと、押圧ブロック３５Ｂの下端に接着剤で取付けられ弾性材料で構成すると共に押圧シリンダ３２からの押圧力を吸収する押圧力吸収部材４６と、押圧ブロック３５Ｂの左右に２本のボルト４７で取付けられ弾性材料で構成すると共に押圧力吸収部材４６を覆う吸収部材カバー４８とからなる。
【００３３】
押圧力吸収部材４６の左右と、吸収部材カバー４８の下部左右との間に、ポケット部４９、４９が設けられている。ポケット部４９は、押圧力吸収部材４６に外部から力が加わり、圧縮された押圧力吸収部材４６の一部が入り込む部分である。
【００３４】
なお、押圧力吸収部材４６に、スポンジや軟質ゴムが好適であるが、軟質樹脂やその他の弾性材料を適用してもよい。また、吸収部材カバー４８に、軟質樹脂が好適であるが、軟質ゴムやその他の弾性材料を適用してもよい。
【００３５】
押圧部４４の作用を図６に基づいて説明する。
図６（ａ）に示すように、押圧部４４で押された研削ベルト２９の水平部分３６を、ビード１６の一部の上部３８に当てる。
押圧シリンダ（図５、符号３２）のピストンロッド３４を矢印（８）のように押出すと、（ｂ）に示すように、押圧力吸収部材４６は、押圧シリンダの押圧力を吸収して、（ａ）に比べて高さＨ１だけ圧縮される。結果、押圧力吸収部材４６の左右の一部５１がポケット部４９に入る。
【００３６】
このようにして、押圧力吸収部材４６で押圧シリンダの押圧力を吸収するため、タンク上半体１０に掛かる力を低減でき、タンク上半体の外観形状を維持できる。したがって、タンク上半体１０の品質向上に寄与する。
【００３７】
ところで、自動二輪車の燃料タンクの板厚は、車両の大きさに応じて変わることがあるため、タンク上半体１０のビード幅も、車両の大きさで変わる。ビード幅の変更に簡単で安価に対応できることが好ましい。その例を次に説明する。
【００３８】
図７において、図２と共通の構造は符号を流用して詳細な説明を省略する。主たる変更点は、押圧ブロックを無くし、第３プーリを移動可能に支持したことである。
ベルト研削装置２０Ｂは、ロボットアーム２１の先端に取付けられている略逆Ｖ形の昇降フレーム５２と、この昇降フレーム５２の左下端に左水平軸２４Ｌを介して回転自在に保持される左プーリ２５Ｌと、昇降フレーム５２の右下端に右水平軸２４Ｒを介して回転自在に保持される右プーリ２５Ｒと、昇降フレーム５２の中央部５３に取付けた左右一対のレール５４Ｌ、５４Ｒに左右のスライダ５５Ｌ、５５Ｒを介して摺動可能に設けられている電動モータ２８と、中央部５３に取付けられピストンロッド５６に電動モータ２８の出力軸２７の回転を邪魔しないように挿入されるリング部５７を有する引きシリンダ６５と、出力軸２７に取付けられ左右プーリ２５Ｌ、２５Ｒより上方位置に配置されている第３プーリ２６と、プーリ２５Ｌ、２５Ｒ、２６に掛け渡され外面に砥粒が付けられている研削ベルト２９とからなる。
【００３９】
引きシリンダ６５のピストンロッド５６を引くと、第３プーリ２６と電動モータ２８とスライダ５５Ｌ、５５Ｒが、レール５４Ｌ、５４Ｒに沿って移動するので、研削ベルト２９の張力を弛めることができる。
【００４０】
図８（ａ）に示すように、張力を張った状態の研削ベルト２９の水平部分３６を、タンク上半体１０のビード１６の一部に当てる。
【００４１】
ここで、例えばワークを大型の燃料タンクに変えると、タンク上半体のビード幅も大きくなる。これに対応して、第３プーリ２６を矢印（９）のように下降させ、左右プーリ２５Ｌ、２５Ｒを矢印（１０）のように下降させると、（ｂ）に示すように、研削ベルト２９の張力が弛むため、削り幅が大きくなってタンク上半体５８のビード５９を研削できる。ビード幅は（ａ）に比べて大きくなるが、研削ベルト２９の張力を弛めるだけでよく、ビード幅の変更に簡単で安価に対応できる。
【００４２】
これまでのベルト研削装置は、１つの第３プーリ（駆動プーリ）と、２つの左右プーリ（従動プーリ）とを備えていた。より安価なベルト研削装置を実現するためには、従動プーリを１つにしたベルト研削装置の例を次に説明する。
【００４３】
図９において、図２と共通の構造は符号を流用して詳細な説明を省略する。主たる変更点は、左右にあったプーリを１つにしたことである。
ベルト研削装置６０は、ロボットアーム２１の先端に取付けられている略逆Ｖ形の昇降フレーム６１と、この昇降フレーム６１の左下端に取付けられている電動モータ２８と、この電動モータ２８の出力軸２７に取付けられている第３プーリ２６と、昇降フレーム５２の右下端に右水平軸２４Ｒを介して回転自在に保持される右プーリ２５Ｒと、プーリ２５Ｒ、２６に掛け渡され外面に砥粒が付けられている研削ベルト２９と、昇降フレーム６１の中央部６２に取付けられている押圧シリンダ３２と、この押圧シリンダ３２のピストンロッド３４の下端に取付けられ研削ベルト２９を内側から押す金属製の押圧ブロック３５Ａとからなる。
【００４４】
図１０に示すように、押圧ブロック３５Ａは、押圧シリンダ３２の中心線６３よりも前方に突出するように、ピストンロッド３４から前方に延ばされる延長部６４を備える。押圧シリンダ３２のピストンロッド３４を押出すと、延長部６４が研削ベルト２９を内側から押すので、ビードに研削ベルト２９を押付けることができる。
図９において、ベルト研削装置６０は、１つの第３プーリ２６と、１つの右プーリ２５Ｒとを備えるので、第３プーリと左右一対のプーリを備える場合に比べてより安価なベルト研削装置６０を実現できる。
【００４５】
尚、本発明に係るワークは、実施の形態では自動二輪車用燃料タンクのタンク上半体に適用したが、家庭用灯油タンクのタンク上半体やその他車両用燃料タンクのタンク上半体にも適用可能であり、一般の製缶機器の上半体に適用することは差し支えない。
加えて、本発明に係る押圧ブロックの付勢手段は、実施の形態ではシリンダを適用して説明したが、ばねの伸縮を利用したばね機構やダイヤフラム等を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の研削方法は、自動二輪車用燃料タンクのタンク上半体に備えたビードの研削に好適である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…ワーク、１６…ビード、２０Ａ…ベルト研削装置、２２…昇降フレーム、２４Ｌ、２４Ｒ…水平軸、２５Ｌ、２５Ｒ…左右プーリ、２６…第３プーリ、２８…駆動源、２９…研削ベルト、３５Ａ…押圧ブロック、３６…水平部分、３７…母材、３８…上部、３９…平坦面、４２…下部、４３…上面。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
上に凸になるように湾曲し、左右の中央が溶接で接続され、ビードの一部が逆Ｕ形断面の上端部になるように母材から上方へ突出しているワークを加工対象として、前記ビードの一部を研削する研削方法であって、
前記ワークに対して昇降する昇降フレームと、この昇降フレームの左右に各々水平軸を介して回転自在に保持される左右プーリと、これらの左右プーリの一方又は前記左右プーリより上方位置にて前記昇降フレームに回転自在に取付けられる第３プーリを駆動する駆動源と、前記左右プーリ及び前記第３プーリに掛け渡され外面に砥粒が付けられている研削ベルトとからなるベルト研削装置を準備する研削装置準備工程と、
前記左右プーリで走らせる前記研削ベルトの水平部分で前記ビードの一部の上部を水平に研削して平坦面を得る第１研削工程と、
前記左右プーリを下げて前記平坦面に前記研削ベルトを逆Ｖ字を呈するように当てながら前記ビードの一部の下部を上に凸になるように研削して、前記ワークの湾曲に前記ビードの上面の湾曲をほぼ合わせるようにする第２研削工程と、
からなることを特徴とする研削方法。
【請求項２】
前記ベルト研削装置に、前記研削ベルトの水平部分を下方へ付勢する押圧ブロックが設けられ、
前記第１研削工程では、前記研削ベルトを前記押圧ブロックで前記ビードの一部の上部へ付勢しながら研削を実施することを特徴とする請求項１記載の研削方法。

【図１】