JP2005023995A - 減衰装置及び両頭研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、回転移動する主軸が受ける加工反力を減衰させる減衰装置及び両頭研削装置に関し、主軸が受ける加工反力の減衰処理を行うことができ、かつ簡単な構成で主軸の傾斜調整を行うことを目的とする。
【解決手段】シリンダ１３内を移動可能なピストン１５により分割された第１及び第２の流体室Ａ，Ｂを形成する。第１及び第２の流体室Ａ，Ｂに対して供給側オリフィスと１９ａ，２２ｂと排出側オリフィス２１ａ，２３ｂとを設け、ピストン１５と一体に形成されたピストンロッド１６に対して弾性力を付与するバネ部１４をハウジング１２に設ける。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は減衰装置及び両頭研削装置に係り、特に回転移動する主軸が受ける加工反力を減衰させる減衰装置及び両頭研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、研削装置は、回転移動する主軸と一体に設けられた砥石により被加工物の加工を行う。このような研削装置の中には、対向する一対の砥石により被加工物の加工を行う両頭研削装置があり、近年、高い加工精度が要求されている。このような両頭研削装置の場合、被加工物に対する主軸の傾きが加工精度に大きな影響を及ぼすため、従来の両頭研削装置には、被加工物に対する主軸の傾きを調整するための傾斜調整手段が設けられていた。この傾斜調整手段は、主軸の傾きを変位させるための圧電素子等の変位手段と、主軸の変位量を検出するためのセンサーと、研削時に主軸が受ける力を検出する力検出手段とを有した構成とされており、力検出手段の情報に基づいて主軸の変位量を決定し、主軸の変位量をセンサーで確認しながら変位手段により主軸を変位させて、主軸の傾斜の調整を行っていた。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２９９７００号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の傾斜調整手段を設けた両頭研削装置は、主軸の変位量を検出するためのセンサーや研削加工時に主軸が受ける力を検出する力検出手段等を設ける必要があり、傾斜調整手段の構成が複雑になってしまうという問題点があった。また、従来の傾斜調整手段には、研削加工中の主軸が加工反力により振動することを防ぐための反力処理機構は設けられておらず、被加工物を精度良く加工するためには、主軸の剛性を加工反力に対して十分に耐えうるように確保しなければならないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、主軸が受ける加工反力の減衰処理を行うことができ、かつ簡単な構成で主軸の傾斜調整を行うことのできる減衰装置及び両頭研削装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１記載の発明では、シリンダに供給又は排出される流体によりピストンを駆動するアクチュエータ部と、前記ピストンの変位に伴い、該ピストンに弾性力を付与する弾性機構と、前記ピストンに外力が印加された際、前記シリンダ内で供給又は排出される流体に抵抗を付与する抵抗付与手段とを設けたことを特徴とする減衰装置により、解決できる。
【０００８】
上記発明によれば、ピストンに外力が印加された際、抵抗付与手段によりシリンダ内で供給又は排出される流体に抵抗を付与するため、ピストンに印加された外力による運動を減衰させることができる。また、シリンダに供給又は排出される流体によりピストンを駆動するアクチュエータ部が設けられているため、アクチュエータとしても機能させることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、前記アクチュエータ部と、前記弾性機構と、前記抵抗付与手段とを同一のハウジング内に配設したことを特徴とする請求項１に記載の減衰装置により、解決できる。
【００１０】
上記発明によれば、前記弾性機構と、前記抵抗付与手段とを有したダンパー機構と、アクチュエータ部とを同一のハウジング内に配設したことにより、一台の装置でアクチュエータとダンパーの両方の機能を果たすことができる。
【００１１】
請求項３記載の発明では、前記シリンダは、前記ピストンにより第１及び第２の流体室に分割されており、前記抵抗付与手段は、前記第１及び第２の流体室に対してそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の減衰装置により、解決できる。
【００１２】
上記発明によれば、抵抗付与手段を第１及び第２の流体室に対してそれぞれ設けることにより、ピストンが受ける外力をそれぞれの流体室毎に減衰させることができ、減衰力を高めることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明では、前記抵抗付与手段には、オリフィスを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の減衰装置により、解決できる。
【００１４】
上記発明によれば、抵抗付与手段としてオリフィスを用いることにより簡単な構成で外力を減衰させることができる。
【００１５】
請求項５記載の発明では、前記オリフィスは、前記第１の流体室と前記第２の流体室との間に配設された前記ピストンを貫通するように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の減衰装置により、解決できる。
【００１６】
上記発明によれば、オリフィスを第１の流体室と第２の流体室との間に配設されたピストンを貫通するように形成することにより、ハウジングの構造の簡単化を図ることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明では、前記ピストンが配設されたピストンロッドの両端と前記シリンダとの間に、それぞれ前記弾性機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の減衰装置により、解決できる。
【００１８】
上記発明によれば、弾性機構をピストンロッドの両端とシリンダとの間にそれぞれ設けたことにより、１つの弾性機構が設けられた場合と比較して、大きな弾性力を発生できるため、大きな外力に対応することができる。
【００１９】
請求項７記載の発明では、前記第１の流体室に供給される前記流体の第１の圧力を可変する第１の圧力可変手段と、前記第２の流体室に供給される前記流体の第２の圧力を可変する第２の圧力可変手段と、前記第１及び第２の圧力可変手段を制御する制御手段とを設け、前記制御手段により第１及び第２の圧力可変手段を制御することにより、前記第１の圧力と前記第２の圧力との間に圧力差を発生させ前記ピストンを駆動させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の減衰装置により、解決できる。
【００２０】
上記発明によれば、制御手段により第１及び第２の圧力可変手段を制御して、第１の圧力と第２の圧力との間に圧力差を発生させて、ピストンを所望の位置に駆動させることができる。
【００２１】
請求項８記載の発明では、流体が供給又は排出される流体室と、前記流体室内の圧力変化に応じて変位すると共に、前記変位に伴い弾性力を発生する弾性変形部とを有したアクチュエータ部と、前記流体室内に供給又は排出される前記流体に抵抗を付与する抵抗付与手段とを設けたことを特徴とする減衰装置により、解決できる。
【００２２】
上記発明によれば、流体の一部をアクチュエータとして使用することにより、構成を簡単化することができる。
【００２３】
請求項９記載の発明では、前記アクチュエータ部と、前記抵抗付与手段とを同一のハウジング内に配設したことを特徴とする請求項８に記載の減衰装置により、解決できる。
【００２４】
上記発明によれば、アクチュエータ部と、前記抵抗付与手段とを同一のハウジング内に配設したことにより、一台の装置でアクチュエータと外力の減衰との２つの機能を果たすことができ、装置を小型化することができる。
【００２５】
請求項１０記載の発明では、砥石と、前記砥石を回転可能に支持する固定軸とを有する主軸と、前記固定軸を支持する支持部材とを設けた両頭研削装置において、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の減衰装置を介して前記固定軸を前記支持部材に支持したことを特徴とする両頭研削装置により、解決できる。
【００２６】
上記発明によれば、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の減衰装置を両頭研削装置に適用して、減衰装置を介して固定軸を支持部材に支持することにより、固定軸が砥石を介して受ける加工反力を減衰させることができ、かつ固定軸を介して砥石の傾きを調整することができる。よって、砥石により被加工物を高精度に加工することができる。
【００２７】
請求項１１記載の発明では、前記減衰装置は、少なくとも２つ設けることを特徴とする請求項１０に記載の両頭研削装置により、解決できる。
【００２８】
上記発明によれば、減衰装置を少なくとも２つ設けることにより、固定軸を介して砥石の傾きを自在に調整することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
（第１実施例）
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施例である減衰装置１０の構成について説明する。図１は、本発明の第１実施例である減衰装置の概略図を示したものである。なお、図１中のＸ，Ｘ方向はピストンロッド１６の移動する方向を示しており、Ｙ，Ｙ方向はピストンロッド１６と直交する面方向を示している。また、本実施例では流体に水を用いた場合を例に挙げて説明を行う。
【００３０】
減衰装置１０は、大略するとハウジング１２と、シリンダ１３と、バネ部１４と、ピストン１５と、ピストンロッド１６と、駆動力伝達部材１７と、供給側オリフィス１９ａ，２２ｂと、排出側オリフィス２１ａ，２３ｂとにより構成されている。シリンダ１３は、ハウジング１２に設けられている。シリンダ１３内には、流体室が形成されており、この流体室はピストン１５により第１の流体室Ａと第２の流体室Ｂとに分割されている。抵抗付与手段である供給側オリフィス１９ａ及び排出側オリフィス２１ａは、第１の流体室Ａと水の供給又は排出が可能な状態でハウジング１２に形成されている。
【００３１】
抵抗付与手段である供給側オリフィス２２ｂ及び排出側オリフィス２３ｂは、第２の流体室Ｂと水の供給又は排出が可能な状態でハウジング１２に形成されている。なお、供給側オリフィス１９ａ，２２ｂと排出側オリフィス２１ａ，２３ｂとの径の大きさの関係により、第１及び第２の流体室Ａ，Ｂ内の圧力上昇の具合が変わり、この圧力上昇により加工反力等の外力を減衰させることができる。よって、供給側オリフィス１９ａ，２２ｂ及び排出側オリフィス２１ａ，２３ｂの径の大きさは、あらかじめ所望のダンピング特性を得ることができるように設計されている。
【００３２】
このような供給側オリフィス１９ａ，２２ｂ及び排出側オリフィス２１ａ，２３ｂを設けることにより、ピストン１５が外力を受けて所望の位置から変位させられた際、ピストン１５が変位した側に形成されている流体室の圧力を上昇させて、ピストン１５を所望の位置まで押し戻して、急激な運動を減衰させることができる。
【００３３】
ピストン１５は、シリンダ１３内にＸ，Ｘ方向に移動可能な状態で配設されている。ピストンロッド１６は、Ｘ，Ｘ方向にピストン１５と一体に形成されている。ピストンロッド１６の図１中の右側端部には、駆動力伝達部材１７が配設されている。駆動力伝達部材１７は、ピストンロッド１６と一体に形成されている。駆動力伝達部材１７は、駆動対象物（図示せず）に固定するための部材である。弾性機構であるバネ部１４は、ピストンロッド１６に弾性力を付与可能な状態でハウジング１２に設けられている。
【００３４】
バネ部１４は、加工反力等の外力がピストン１５に印加されてピストン１５が変位させられた際、ピストン１５の変位に伴い、ピストン１５に弾性力を付与するためのものである。バネ部１４は、Ｘ，Ｘ方向に軸対称に変形するような構造となっている。このようにピストン１５に対して弾性力を付与するバネ部１４を設けることにより、ピストン１５が外力を受けて所望の位置から変位させられた際、変位を回復させる弾性力が発生し、ピストン１５を所望の位置まで押し戻して、ピストン１５を所望の位置に保つことができる。このようにバネ部１４と、供給側オリフィス１９ａ，２２ｂ及び排出側オリフィス２１ａ，２３ｂとを設けた構成とすることにより、ピストン１５が受ける外力を減衰させて、ピストンが外力により変位させられることを防止することができる。
【００３５】
次に、図２を参照して、本発明の第１実施例の減衰装置１０を適用した減衰装置ユニット２０の構成について説明する。図２は、本発明の第１実施例の減衰装置を適用した減衰装置ユニットの概略図である。なお、図２において図１と同一構成部分には同一の符号を付す。また、本実施例では流体に水を用いた場合を例に挙げて説明を行う。減衰装置ユニット２０は、大略すると減衰装置１０と、流体供給圧制御部２８と、流体供給装置３３とにより構成されている。
【００３６】
流体供給装置３３は、流体回収槽３４と、ポンプ３５とにより構成されている。流体回収槽３４は、回収用管路２７を介して排出側オリフィス２１ａ、２３ｂと接続されている。流体回収槽３４は、回収された流体である水を溜めるための槽である。また、流体回収槽３４には、常に一定量の水が貯蔵されており、ポンプ３５によりこの水が流体供給圧制御部２８を介して、第１及び第２の流体室Ａ，Ｂに供給される。
【００３７】
次に、図２を参照して、流体供給圧制御部２８について説明する。流体供給圧制御部２８は、大略するとサーボ弁２９ａ、２９ｂと、圧力計３１ａ、３１ｂと、制御手段３２とにより構成されている。第１の圧力可変手段であるサーボ弁２９ａは、供給側オリフィス１９ａと接続されている側の供給用管路２６に配設されている。サーボ弁２９ａは、供給側オリフィス１９ａに供給する水の圧力Ｅを調整するためのものである。圧力計３１ａは、供給側オリフィス１９ａとサーボ弁２９ａとの間の供給用管路２６に配設されている。圧力計３１ａは、サーボ２９ａを介して供給された水の圧力Ｅを測定するためのものである。圧力計３１ａは、制御手段３２に水の圧力Ｅの値を送信可能な状態で制御手段３２と接続されている。この時、第１の流体室Ａ内の圧力は、上記圧力Ｅに定数ｋ（０＜ｋ＜１）をかけた圧力ｋＥとなる。
【００３８】
第２の圧力可変手段であるサーボ弁２９ｂは、供給側オリフィス２２ｂと接続されている側の供給用管路２６に配設されている。サーボ弁２９ｂは、供給側オリフィス２２ｂに供給する水の圧力Ｆを調整するためのものである。圧力計３１ｂは、供給側オリフィス２２ｂとサーボ弁２９ｂとの間の供給用管路２６に配設されている。圧力計３１ｂは、サーボ弁２９ｂを介して供給された水の圧力Ｆを測定するためのものである。この時、第２の流体室Ｂ内の圧力は、上記圧力Ｆに定数ｋ（０＜ｋ＜１）をかけた圧力ｋＦとなる。
【００３９】
制御手段３２は、サーボ弁２９ａ，２９ｂを制御可能な状態で接続されている。制御手段３２は、サーボ弁２９ａ，２９ｂを制御して、供給側オリフィス１９ａに供給される水の圧力Ｅと、供給側オリフィス２２ｂに供給される水の圧力Ｆとの間に所望の圧力差Ｇを発生させるためのものである。この圧力差Ｇとバネ部１４のバネ定数Ｋとに基づいて、ピストン１５の駆動量Ｈが決定される。なお、第１の流体室Ａと第２の流体室Ｂとの圧力差ｋＧとバネ定数Ｋとに基づいて、ピストン１５の駆動量Ｈを決定しても良い。
【００４０】
また、ピストン１５を駆動させる方向は、圧力Ｅと圧力Ｆの大小関係により決まり、圧力Ｅが圧力Ｆよりも大きい場合には、ピストン１５は図２中の左側に駆動され、圧力Ｅが圧力Ｆよりも小さい場合には、ピストン１５は図２中の右側に駆動される。なお、制御手段３２には、あらかじめ取得された圧力差Ｇに対応したピストン１５の駆動量Ｈ（変位方向も含む）に関するデータＩが格納されている。駆動量Ｈは、圧力差Ｇとバネ定数Ｋとに基づき求められる。
【００４１】
このような流体供給圧制御部２８を構成することにより、制御手段３２はデータＩに基づきサーボ弁２９ａ，２９ｂを制御して、所望のピストン１５の駆動量Ｈに対応した圧力差Ｇを設けて、ピストン１５を駆動させることができる。これにより、減衰装置１０をアクチュエータとして機能させることができる。また、本実施例の減衰装置１０にはバネ部１４が設けられているため、ピストン１５を所望の位置に駆動させた後も流体である水は、圧力差Ｇを保った状態で供給側オリフィス１９ａ，２２ｂに供給され続ける。このように圧力差Ｇを保った状態で供給側オリフィス１９ａ，２２ｂに水を供給することにより、ピストン１５がバネ部１４の弾性力により移動させられることなく、所望の位置を保つことができる。
【００４２】
次に、図２を参照して、上記方法によりピストン１５の位置を決定後に、被加工物の加工を行う際に受ける外力の１つである加工反力を減衰させる方法について説明する。同図に示したＬは、加工反力（以下、加工反力Ｌ）を示している。加工反力Ｌとは、加工部により被加工物を加工する際、加工部が受ける加工方向と反対の方法に働く力のことである。
【００４３】
加工反力Ｌが駆動力伝達部材１７に印加された際、バネ部１４により加工反力Ｌに弾性力が付与されて、ピストン１５に緩やかに加工反力Ｌが伝達される。この加工反力Ｌによりピストン１５は、加工反力Ｌが印加された方向に変位させられる。これにより第２の流体室Ｂ内にある水がピストン１５に押されて、排出側オリフィス２３ｂから流れ出ようとする。しかし、排出側オリフィス２３ｂの径は小さいため第２の流体室Ｂ内の圧力上昇が発生する。この圧力上昇が図２中の右側のＸ，Ｘ方向に作用することにより、加工反力Ｌによって発生したピストン１５の運動が減衰される。
【００４４】
このように弾性変形部であるバネ部１４と、抵抗付与手段である供給側オリフィス１９ａ，２２ｂ及び排出側オリフィス２１ａ，２３ｂとを設けた構成とし、圧力差Ｇを発生させた状態で水を供給側オリフィス１９ａ，２２ｂに供給し続けることにより、ピストン１５が受ける加工反力Ｌを減衰させて、ピストン１５を所望の位置に保つことができる。
【００４５】
上記説明したような構成の減衰装置１０を設けることにより、１台の減衰装置１０でアクチュエータと外力の減衰との２種類の機能を果たすことができる。また、別途アクチュエータを設ける必要がないため、装置を小さくすることができる。なお、本実施例では第１及び第２の圧力可変手段としてサーボ弁２９ａ，２９ｂを用いたが、制御手段３２により制御可能な自動減圧弁であれば良い。また、サーボ弁２９ａ，２９ｂの代わりに手動の減圧弁を用いて、手動により圧力の制御を行っても良い。
（第２実施例）
図３は、本発明の第２実施例の減衰装置の概略図である。第２実施例は、第１実施例の変形例である。よって、図３において図１と同一構成部分に関しては、同一の符号を付す。図３に示すように減衰装置２５には、第１の流体室Ａと第２の流体室Ｂとを貫通するように抵抗付与手段である排出側オリフィス２４がピストン１５に形成されている。このように排出側オリフィス２４をピストン１５に形成することにより、構成が複雑なハウジング１２に排出側オリフィス２４を形成する場合と比較して、容易に排出側オリフィス２４を形成することができる。また、ピストン１５が加工反力等の外力を受けた際、バネ部１４と排出側オリフィス２４とにより外力を減衰させることができ、かつアクチュエータとしても機能させることができる。なお、減衰装置２５を駆動させる際には、図２に示した流体供給圧制御部２８と、流体供給装置３３とを用いることができ、第１実施例の減衰装置１０と同様な方法で駆動させることができる。
（第３実施例）
図４は、本発明の第３実施例の減衰装置４０の概略図である。なお、図４中のＸ，Ｘ方向はピストンロッド５２の移動する方向を示しており、Ｙ，Ｙ方向はピストンロッド５２と直交するピストン５１の面方向を示している。図４に示すように、減衰装置４０は、大略するとハウジング４１と、シリンダ４２と、バネ部４３，４４と、ピストン５１と、ピストンロッド５２と、駆動力伝達部材５３，５４と、供給側オリフィス４５ｃ，４７ｄと、排出側オリフィス４６ｃ，４８ｄとにより構成されている。シリンダ４２は、ハウジング４１に設けられており、シリンダ４２内には流体室が形成されている。この流体室はピストン５１により第１の流体室Ｎと第２の流体室Ｏとに分割されている。抵抗付与手段である供給側オリフィス４５ｃ及び排出側オリフィス４６ｃは、第１の流体室Ｎと水の供給又は排出が可能な状態ハウジング４１に形成されている。
【００４６】
抵抗付与手段である供給側オリフィス４７ｄ及び排出側オリフィス４８ｄは、第２の流体室Ｏと水の供給又は排出が可能な状態でハウジング４１に形成されている。なお、供給側オリフィス４５ｃ，４７ｄ及び排出側オリフィス４６ｃ，４８ｄの径の大きさは、あらかじめ所望のダンピング特性を得ることができるように設計されている。
【００４７】
ピストン５１は、Ｘ，Ｘ方向に移動可能な状態でシリンダ４２内に配設されている。ピストンロッド５２は、ピストン５１と一体に形成されている。図４中のピストンロッド５２の両端部には、駆動力伝達部材５３，５４が配設されている。駆動力伝達部材５３，５４は、ピストンロッド５２と一体に配設されている。駆動力伝達部材５３，５４は、駆動対象物（図示せず）に固定するための部材である。弾性変形部である２つのバネ部４３，４４は、ピストンロッド５２に弾性力を付与できるようにハウジング４２に配設されている。
【００４８】
バネ部４３，４４は、加工反力等の外力がピストン５１に印加されてピストン５１が変位させられた際、ピストン５１の変位に伴い、ピストン５１に弾性力を付与するためのものである。また、バネ部４３，４４は、Ｘ，Ｘ方向に軸対称に変形するような構造となっている。このようにピストン５１に対して弾性力を付与する２つのバネ部４３，４４を設けることにより、１つのバネ部１４を設けた場合と比較して、大きな弾性力を発生させることができ、ピストン１５が大きな外力を受けた場合でも十分な弾性力をピストン１５に対して付与して、外力を減衰させることができる。なお、減衰装置４０を駆動させる際には、図２に示した流体供給圧制御部２８と、流体供給装置３３とを用いることができ、第１実施例の減衰装置１０と同様な方法で駆動させることができる。
（第４実施例）
図５は、本発明の第４実施例の減衰装置の概略図である。なお、図５中のＸ，Ｘ方向は駆動軸６５の駆動する方向を示しており、Ｙ，Ｙ方向は駆動軸６５と直交する面方向を示している。図５に示すように、減衰装置６０は、大略するとハウジング６１と、バネ部６４と、駆動軸６５と、駆動力伝達部材６６と、供給側オリフィス６２ｅと、排出側オリフィス６３ｅとにより構成されている。ハウジング６１内には、流体室Ｑが形成されている。流体室Ｑには、供給側オリフィス６２ｅから圧力を有した水が常に導入されており、排出側オリフィス６３ｅからは常に水が排出されている。
【００４９】
抵抗付与手段である供給側オリフィス６２ｅ及び排出側オリフィス６３ｅは、流体室Ｑに対して水の供給又は排出が可能な状態でハウジング６１に形成されている。また、供給側オリフィス６２ｅと排出側オリフィス６３ｅとの径の大きさの関係により、駆動軸６５が外力を受けた際、流体室Ｑの圧力上昇の具合が変わるため、供給側オリフィス６２ｅ及び排出側オリフィス６３ｅの径の大きさは、あらかじめ所望のダンピング特性を得ることができるように設計されている。駆動軸６５の一方の端部には、駆動力伝達部材６６が配設されている。弾性変形部であるバネ部６４は、駆動軸６５に弾性力を付与可能な状態で流体室Ｑを形成する壁の一部として、ハウジング６１に配設されている。このようにバネ部６４を流体室Ｑを形成する壁の一部としてハウジング６１に配設することにより、減衰装置６０の構成を簡単化することができる。なお、このバネ部６４は、Ｘ，Ｘ方向に軸対称に変形するような構造となっている。
【００５０】
このようなバネ部６４と流体室Ｑとを有したアクチュエータ部を設けることにより、バネ部６４を変形させるのに十分な圧力を有した水が流体室Ｑに供給された際、駆動軸６５と駆動力伝達部材６６とを一体に図５中の右側のＸ，Ｘ方向に駆動させて、アクチュエータとして機能させることができる。また、駆動軸６５が加工反力等の外力を受けた際、バネ部６４は駆動軸６５に弾性力を付与することができ、供給側オリフィス６２ｅ及び排出側オリフィス６３ｅにより流体室Ｑ内に圧力を発生させて、外力を減衰させることができる。また、１台の減衰装置６０でアクチュエータと外力の減衰との２種類の機能を果たすことができ、別途アクチュエータを設ける必要がないため、装置を小さく構成することができる。
【００５１】
次に、図６を参照して、第４実施例である減衰装置６０を適用した減衰装置ユニット７０の構成について説明する。図６は、第４実施例である減衰装置を適用した減衰装置ユニットの概略図である。なお、図６において図５と同一構成部分には同一の符号を付す。また、図６においては、流体に水を用いた場合を例に挙げて説明を行う。減衰装置ユニット７０は、大略すると減衰装置６０と、流体供給圧制御部７１と、流体供給装置７５とにより構成されている。
【００５２】
流体供給装置７５は、流体回収槽７６と、ポンプ７７とにより構成されている。流体回収槽７６は、回収用管路６７を介して排出側オリフィス６３ｅと接続されている。流体回収槽７６は、回収された流体である水を溜めるための槽である。また、流体回収槽７６には、常に一定量の水が貯蔵されており、ポンプ７７により水が流体供給圧制御部７１を介して、流体室Ｑに供給される。
【００５３】
次に、流体供給圧制御部７１について説明する。流体供給圧制御部７１は、大略すると自動減圧弁７３と、圧力計７２と、制御手段７４とにより構成されている。自動減圧弁７３は、供給側オリフィス６２ｅに供給する水の圧力を制御するためのものである。圧力計７２は、供給用管路６８に配設されている。圧力計７２は、自動減圧弁７３を介して供給された水の圧力を測定するためのものである。制御手段７４は、圧力計７２の圧力をモニターしながら、自動減圧弁７３を所望の圧力に制御するためのものである。制御手段７４には、あらかじめ取得された水の供給圧力に対するバネ部６４の駆動量Ｒに関するデータＺが格納されている。制御手段７４は、このデータＺに基づいて、水の圧力を所望の駆動量Ｒに対応した圧力Ｘに制御する。
【００５４】
このような流体供給圧制御部７１を設けることにより、制御手段７４はデータＺに基づき自動制御弁７３を制御して、所望の駆動軸６５の駆動量Ｒに対応した圧力Ｘを有した水を供給して、流体室Ｑ内の圧力を高めて、バネ部６４と駆動軸６５とを一体に駆動させることができる。これにより、減衰装置６０をアクチュエータとして機能させることができる。また、本実施例の減衰装置６０にはバネ部６４が設けられているため、駆動軸６５を所望の位置に駆動させた後も流体である水は、圧力Ｘを保った状態で供給側オリフィス６２ｅに供給され続ける。このように圧力Ｘを保った状態で供給側オリフィス６２ｅに水を供給することでバネ部６４の弾性力により、駆動部６５が駆動される以前の位置に移動されることを防いで、駆動部６５は所望の位置を保つことができる。
【００５５】
次に、図６を参照して、上記方法により駆動軸６５の位置を決定後に、加工を行う際に駆動軸６５が受ける外力の１つである加工反力を減衰させる方法について説明する。同図に示したＳは、加工反力（以下、加工反力Ｓ）を示している。加工反力Ｓが駆動力伝達部材６６に印加された際、バネ部６４により加工反力Ｓに弾性力が付与されて、駆動軸６５に緩やかに加工反力Ｓが伝達される。この加工反力Ｓにより駆動軸６５は、加工反力Ｓが印加された方向に変位させられる。これにより流体室Ｑ内にある水がバネ部６４により押されて、排出側オリフィス６３ｅから流れ出ようとする。
【００５６】
しかし、排出側オリフィス６３ｅの径は小さいため流体室Ｑ内に圧力上昇が発生し、この圧力上昇によりバネ部６４は図６中の右側のＸ，Ｘ方向に押し戻され、駆動軸６５は加工反力Ｓが印加される以前の位置に戻って、その位置を保とうとする。このように弾性変形部であるバネ部６４と、抵抗付与手段である供給側オリフィス６２ｅ及び排出側オリフィス６３ｅとを設けた構成とし、圧力Ｘを有した水を供給側オリフィス６２ｅに供給し続けることにより、加工反力Ｓを減衰させることができる。
【００５７】
上記説明したような構成の減衰装置ユニット７０により、１台の減衰装置６０でアクチュエータと外力の減衰との２種類の機能を果たすことができる。また、別途アクチュエータを設ける必要が無いため、装置を小さく構成することができる。なお、本実施例では自動減圧弁７３を用いたが、自動減圧弁７３の代わりに手動の減圧弁を用いて、手動により圧力の制御を行っても良い。
（第５実施例）
上記説明した減衰装置１０，２５，４０，６０は、被加工物の両面を高精度に加工する両頭研削装置に適用することができる。次に、図７を参照して、両頭研削装置８０に減衰装置１０を適用した場合を例に挙げて説明する。図７は、本発明の第１実施例である減衰装置を適用した両頭研削装置の概略図であり、図８は図７に示した両頭研削装置のＡ−Ａ方向の断面図である。なお、図７に示したＸ１，Ｘ２方向はスラスト方向を示しており、Ｙ１，Ｙ２方向はＸ１，Ｘ２方向に直交する面方向であるラジアル方向を示している。
【００５８】
両頭研削装置８０は、大略すると研削加工部８１ａ，８１ｂと、サドル８８ａ，８８ｂと、駆動手段９０ａ，９０ｂと、ビルトインモータ９３ａ，９３ｂと、サドル８８ａ，８８ｂと、架台８９とにより構成されている。研削加工部８１ａ，８１ｂは、被加工物であるワーク９８の研削位置を挟んで同一構成のものが対向するよう２台配設されている。よって、図７に関しては、同図中右部に位置する研削加工部８１ａには符号ａを添記し、図中左部に位置する研削加工８１ｂには符号ｂを添記して、主に符号ａを添記した側の研削加工部８１ａについて説明する。
【００５９】
始めに、図７を参照して、研削加工部８１ａについて説明をする。研削加工部８１ａは、大略すると研削主軸８２ａと、砥石８６ａとにより構成されている。主軸である研削主軸８２ａは、回転軸８３ａと、固定軸８４ａと、フランジ８５ａとにより構成されている。回転軸８３ａの一方の端部には、砥石８６ａが配設されており、他方の端部には固定軸８４ａが配設されている。回転軸８３ａには、ロータ９５ａが配設されている。また、回転軸８３ａは、固定軸８４ａにより回転可能に支持されている。固定軸８４ａには、フランジ８５ａが一体に形成されている。回転軸８３ａが配設されていない側の固定軸８４ａの端部には、支持部材であるサドル８８ａが配設されている。
【００６０】
サドル８８ａは、架台８９にＸ，Ｘ方向に移動可能な状態で配設されている。図８に示すように、フランジ８５ａは、３つの減衰装置１０を介してサドル８８ａに支持されている。減衰装置１０は、同一円周上に等角度間隔で設けられている。
また、減衰装置１０は、減衰装置１０の駆動力伝達部材１７とフランジ８５ａとが対向するように配設されている。なお、減衰装置１０は、流体供給圧制御部２８と流体供給装置３３とにより制御されている。このように３つの減衰装置１０を設けることにより、固定軸８４ａを所望の方向に傾けることができ、かつ安定して固定軸８４ａを支持することができる。サドル８８ａには、ステータ支持部９７ａが配設されている。
【００６１】
ステータ支持部９７ａには、ロータ９５ａと対向するようにステータ９４ａが配設されている。このステータ９４ａとロータ９５ａとから構成されたビルトインモータ９３ａにより、回転軸８３ａはＹ，Ｙ方向に回転させられる。駆動手段９０ａは、駆動装置９１ａと支持軸９２ａとにより構成されている。駆動装置９１ａは、架台８９に配設されている。駆動装置９１ａは、支持軸９２ａを介してサドル８８ａをＸ，Ｘ方向に移動可能とするためのものである。駆動手段９０ａにより、サドル８８ａが架台８９上を移動させられることで、研削加工部８１ａもサドル８８ａと一体に移動させられる。
【００６２】
このように両頭研削装置８０に減衰装置１０を適用することにより、ワーク９８を加工する際、砥石８６ａを介して研削主軸８２ａが受ける加工反力を減衰さることができ、加工反力がワーク９８に悪影響を及ぼすことを防止できる。また、加工反力を減衰させることができるため、従来の主軸のように研削主軸８２ａの剛性を非常に高くすること無く、精度良くワーク９８の加工を行うことができる。さらに、アクチュエータとしての機能を減衰装置１０は有しているため、固定軸８４ａ，８４ｂの傾きを調整して、ワーク９８に対する砥石８６ａ，８６ｂの傾きを最適化して、ワーク９８を高精度に加工することができる。なお、本実施例では、第１実施例の減衰装置１０を両頭研削装置８０に適用した場合を例に挙げて説明したが、減衰装置１０の代わりに減衰装置２５，４０，６０を適用しても同様な効果を得ることができる。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。図９は、抵抗付与手段である供給側オリフィス及び排出側オリフィスを減衰装置外に設けた場合の減衰装置の概略図である。同図中に示すように、減衰装置の外部には流体室Ａに接続された供給側オリフィス９９ａと排出側オリフィス１００ａとが配設され、減衰装置の外部には流体室Ｂに接続された供給側オリフィス９９ｂと排出側オリフィス１００ｂとが配設された構成となっている。なお、第１乃至４実施例の減衰装置１０，２５，４０，６０では、抵抗付与手段である供給側オリフィス及び排出側オリフィスを減衰装置１０，２５，４０，６０内に設けたが、図９に示したように供給側オリフィス及び排出側オリフィスを減衰装置１０，２５，４０，６０外に設けても良い。また、減衰装置１０，２５，４０，６０は、両頭研削装置以外の研削装置や工作機械に適用することができる。さらに、流体として水の代わりに油を用いても良い。また、第５実施例に示した両頭研削装置８０では、３つの減衰装置１０を設けたが、減衰装置１０を設ける個数は２つ以上であれば良い。例えば減衰装置１０を２つ設けた場合には、支持機構を１つ設けることで３つの減衰装置１０を設けた場合と同様な効果を得ることができる。支持機構には、例えば回転軸８３ａ，８３ｂに垂直な軸周りの回転方向に自由度を有する機構や、回転軸８３ａ，８３ｂの回転軸方向に自由度を有する機構等を用いることができる。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ピストンに外力が印加された際、抵抗付与手段によりシリンダ内で供給又は排出される流体に抵抗を付与するため、ピストンに印加された外力による運動を減衰させることができる。また、シリンダに供給又は排出される流体によりピストンを駆動するアクチュエータ部が設けられているため、アクチュエータとしても機能させることができる。
【００６５】
請求項２記載の発明によれば、前記弾性機構と、前記抵抗付与手段とを有したダンパー機構と、アクチュエータ部とを同一のハウジング内に配設したことにより、一台の装置でアクチュエータとダンパーの両方の機能を果たすことができる。
【００６６】
請求項３記載の発明によれば、抵抗付与手段を第１及び第２の流体室に対してそれぞれ設けることにより、ピストンが受ける外力をそれぞれの流体室毎に減衰させることができ、減衰力を高めることができる。
【００６７】
請求項４記載の発明によれば、抵抗付与手段としてオリフィスを用いることにより簡単な構成で外力を減衰させることができる。
【００６８】
請求項５記載の発明によれば、オリフィスを第１の流体室と第２の流体室との間に配設されたピストンを貫通するように形成することにより、ハウジングの構造の簡単化を図ることができる。
【００６９】
請求項６記載の発明によれば、弾性機構をピストンロッドの両端とシリンダとの間にそれぞれ設けたことにより、１つの弾性機構が設けられた場合と比較して、大きな弾性力を発生できるため、大きな外力に対応することができる。
【００７０】
請求項７記載の発明によれば、制御手段により第１及び第２の圧力可変手段を制御して、第１の圧力と第２の圧力との間に圧力差を発生させて、ピストンを所望の位置に駆動させることができる。
【００７１】
請求項８記載の発明によれば、流体の一部をアクチュエータとして使用することにより、構成を簡単化することができる。
【００７２】
請求項９記載の発明によれば、アクチュエータ部と、前記抵抗付与手段とを同一のハウジング内に配設したことにより、一台の装置でアクチュエータと外力の減衰との２つの機能を果たすことができ、装置を小型化することができる。
【００７３】
請求項１０記載の発明によれば、固定軸が回転軸を介して受ける加工反力を減衰させることができ、かつ固定軸を介して回転軸の傾きを調整することができ、被加工物を高精度に加工することができる。
【００７４】
請求項１１記載の発明によれば、減衰装置を少なくとも２つ設けることにより、固定軸を介して回転軸の傾きを自在に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である減衰装置の概略図である。
【図２】本発明の第１実施例の減衰装置を適用した減衰装置ユニットの概略図である。
【図３】本発明の第２実施例の減衰装置の概略図である。
【図４】本発明の第３実施例の減衰装置の概略図である。
【図５】本発明の第４実施例の減衰装置の概略図である。
【図６】第４実施例である減衰装置を適用した減衰装置ユニットの概略図である。
【図７】本発明の第５実施例である減衰装置を適用した両頭研削装置の概略図である。
【図８】図７に示した両頭研削装置のＡ−Ａ方向の断面図である。
【図９】抵抗付与手段である供給側オリフィス及び排出側オリフィスを減衰装置外に設けた場合の減衰装置の概略図である。
【符号の説明】
１０、２５、４０、６０ 減衰装置
１２、４１、６１ ハウジング
１３、４２ シリンダ
１４，４３、４４、６４ バネ部
１５、５１ ピストン
１６、５２ ピストンロッド
１７、５３、５４、６６ 駆動力伝達部材
１９ａ、２２ｂ、４５ｃ、４７ｄ、６２ｅ、９９ａ、９９ｂ 供給側オリフィス２０、７０ 減衰装置ユニット
２１ａ、２３ｂ、２４、４６ｃ、４８ｄ、６３ｅ、１００ａ、１００ｂ 排出側オリフィス
２６、６８ 供給用管路
２７、６７ 回収用管路
２８、７１ 流体供給圧制御部
２９ａ、２９ｂ サーボ弁
３１ａ、３１ｂ、７２ 圧力計
３２、７４ 制御手段
３３、７５ 流体供給装置
３４、７６ 流体回収槽
３５、７７ ポンプ
６５ 駆動軸
７３ 自動減圧弁
８０ 両頭研削装置
８１ａ、８１ｂ 研削加工部
８２ａ、８２ｂ 研削主軸
８３ａ、８３ｂ 回転軸
８４ａ、８４ｂ 固定軸
８５ａ、８５ｂ フランジ
８６ａ、８６ｂ 砥石
８８ａ、８８ｂ サドル
８９ 架台
９１ａ、９１ｂ 駆動装置
９２ａ、９２ｂ 駆動軸
９３ａ、９３ｂ ビルトインモータ
９４ａ、９４ｂ ステータ
９５ａ、９５ｂ ロータ
９７ａ、９７ｂ ステータ支持部
９８ ワーク

Claims (11)

1. シリンダに供給又は排出される流体によりピストンを駆動するアクチュエータ部と、
   前記ピストンの変位に伴い、該ピストンに弾性力を付与する弾性機構と、
   前記ピストンに外力が印加された際、前記シリンダ内で供給又は排出される流体に抵抗を付与する抵抗付与手段とを設けたことを特徴とする減衰装置。
2. 前記アクチュエータ部と、前記弾性機構と、前記抵抗付与手段とを同一のハウジング内に配設したことを特徴とする請求項１に記載の減衰装置。
3. 前記シリンダは、前記ピストンにより第１及び第２の流体室に分割されており、
   前記抵抗付与手段は、前記第１及び第２の流体室に対してそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の減衰装置。
4. 前記抵抗付与手段には、オリフィスを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の減衰装置。
5. 前記オリフィスは、前記第１の流体室と前記第２の流体室との間に配設された前記ピストンを貫通するように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の減衰装置。
6. 前記ピストンが配設されたピストンロッドの両端と前記シリンダとの間に、それぞれ前記弾性機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の減衰装置。
7. 前記第１の流体室に供給される前記流体の第１の圧力を可変する第１の圧力可変手段と、
   前記第２の流体室に供給される前記流体の第２の圧力を可変する第２の圧力可変手段と、
   前記第１及び第２の圧力可変手段を制御する制御手段とを設け、
   前記制御手段により第１及び第２の圧力可変手段を制御することにより、前記第１の圧力と前記第２の圧力との間に圧力差を発生させ前記ピストンを駆動させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の減衰装置。
8. 流体が供給又は排出される流体室と、前記流体室内の圧力変化に応じて変位すると共に、前記変位に伴い弾性力を発生する弾性変形部とを有したアクチュエータ部と、
   前記流体室内に供給又は排出される前記流体に抵抗を付与する抵抗付与手段とを設けたことを特徴とする減衰装置。
9. 前記アクチュエータ部と、前記抵抗付与手段とを同一のハウジング内に配設したことを特徴とする請求項８に記載の減衰装置。
10. 砥石と、前記砥石を回転可能に支持する固定軸とを有する主軸と、
    前記固定軸を支持する支持部材とを設けた両頭研削装置において、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載の減衰装置を介して前記固定軸を前記支持部材に支持したことを特徴とする両頭研削装置。
11. 前記減衰装置は、少なくとも２つ設けることを特徴とする請求項１０に記載の両頭研削装置。

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