JP2009018381A - 表面加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】一定の曲率半径を有する凹面形状の被加工面を複数表面加工する際、複数の被加工面を精密に表面加工し易い表面加工機を提供することを課題とする。
【解決手段】被加工物２０に配列して形成され、一定の曲率半径を有する凹面形状の被加工面を複数同時に表面加工するものであり、被加工面２１を表面加工する加工ツール３１と、加工ツール３１を回転駆動させる駆動体３２とを有する表面加工具３０が複数設けられ、複数の表面加工具３０は、それぞれ支持基体１５に揺動自在に支持されると共に、リンク部材３７により連結されて平行リンク機構を構成し、揺動手段４０により揺動駆動されることで、リンク部材３７を介して複数の表面加工具３０が同じ揺動角度で揺動されるようになっている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、被加工物の一方に配列して形成される複数の被加工面を表面加工するための表面加工機に関する。

従来、フライアイレンズ等、多数の球面形状の凸部を有する成形品の金型等のように、精度が要求される凹部を多数備えた各種の部材では、各凹部毎にそれぞれラッピングや研磨等の表面加工が施されることが多い。この表面加工では、成形品の凸部の精度を確保するため、凹部の位置や形状、或いは表面粗さなどを高精度に制御して精密な表面加工が行われる。

多数の凹球面形状を呈する被加工面を精密に表面加工する装置として、例えば、下記特許文献１に記載された球面磨き装置などが知られている。この球面磨き装置は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージと、ＸＹステージ上に配置された回転テーブルと、回転テーブルの回転中心の直上に配置された磨き治具とを備えており、回転テーブル上に金型等の被加工物を固定してＸＹステージを移動させることで、加工する被加工面の中心を回転テーブルの回転中心に精度よく位置決めし、回転テーブルを回転させると共に磨き治具を回転させつつ当該被加工面の表面に押付けることで、精度良く磨き加工が行えるようになっていた。

この磨き装置では、一つの被加工面について磨き加工が終了すると、ＸＹステージを移動させて、次の被加工面の中心を回転テーブルの回転中心に配置し、磨き加工を行う動作を繰り返すことで、全ての被加工面の磨き加工を行っていた。
特開２００３−１３６３８３号公報

しかしながら、従来の装置により被加工物の多数の凹面形状の被加工面を表面加工する場合、多数設けられた被加工面毎に、繰り返し高精度に位置合わせを行いながら表面加工しなければ、各被加工面を精密に表面加工できなかった。そのため、高精度で位置合わせする回数が多くて表面加工に手間がかかる上、各被加工面毎に位置合わせ時に誤差が発生するため、表面加工される位置や量等にばらつきが生じたり、位置合わせを繰り返すことにより位置合わせ誤差が累積されるなど、多数の被加工面を精密に表面加工することが容易でなかった。

そこで、この発明は、一定の曲率半径を有する凹曲形状の被加工面を複数表面加工する際、複数の被加工面を精密に表面加工し易い表面加工機を提供することを課題とする。

上記課題を解決する請求項１に記載の発明は、被加工物の一方側に配列して形成され、一定の曲率半径を有する凹面形状の被加工面を複数同時に表面加工するための複数曲面加工機であって、回転駆動されて前記被加工面に押付けられることで該被加工面を表面加工する加工ツールと、該加工ツールを回転駆動させる駆動体とを有する表面加工具が複数設けられ、該複数の表面加工具は、それぞれ支持基体に揺動自在に支持されると共に、リンク部材により連結されて平行リンク機構を構成し、揺動手段により揺動駆動されることで、前記リンク部材を介して前記複数の表面加工具が同じ揺動角度で揺動されることを特徴とする。

このような発明によれば、複数の表面加工具がリンク部材により連結されて平行リンク機構が構成されていて、各表面加工具が同じ揺動角度で揺動されるように構成されているので、複数の表面加工具を複数の被加工面に同時に位置合わせして表面加工を行うことができる。そのため、複数の被加工面毎に加工ツールの位置合わせを行う必要がなく、位置合わせの回数を大幅に少なくでき、各被加工面毎に表面加工される位置や量にばらつきが生じたり、位置合わせ誤差が累積されることを防止し易い。

この発明によれば、一定の曲率半径を有する凹面形状の被加工面を複数表面加工する際、位置合わせの回数を大幅に少なく抑えることができるため、複数の被加工面を高精度で精密に表面加工し易い表面加工機を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について説明する。
［実施の形態１］

図１乃至図３は、この実施の形態１を示す。

実施の形態１の表面加工機１０は、被加工物２０の表面に設けられた凹面形状の複数の被加工面２１を表面加工する装置である。表面加工には、例えば、研削、研削より高精度に加工するラッピング、ラッピングより高精度に加工する研磨などが含まれる。この実施の形態１は、主としてラッピングを行う装置について説明する。

まず、加工対象となる被加工物２０は、少なくとも一方側の表面に、一定の曲率半径の凹曲面を備えた複数の凹部が、所定間隔で配列した形状を呈する各種の部材を製造するための材料である。

この被加工物２０から得られる部材としては、各凹部の表面形状や表面粗さなどが高精度に要求されるものが好適であり、例えば、タングステン金型等の各種の成形型や、ガラス材料からなる光学素子などが挙げられる。

この被加工物２０は、特に限定されないが、加工、成形等により複数の凹部に近似する形状が予め表面に形成された予備成形体であるのが好適である。加工量を少なくできて精密に加工し易いからである。

この実施の形態１の被加工物２０は、同一の曲率半径を有する球面形状の多数の凸部が縦横に配列したフライアイレンズの成形型を得るための材料であり、フライアイレンズの多数の凸部に対応する凹部に近似した多数の凹面形状の被加工面２１が予め形成されている予備成形体である。

この表面加工機１０は、図１に示すように、ベース部１１と、このベース部１１上に配置されて、被加工物２０を固定して装着可能な装着部１２と、この装着部１２を平面方向に精密に移動させることが可能なＸ軸移動テーブル１３ａ及びＹ軸移動テーブル１３ｂからなる面方向移動テーブル１３と、ベース部１１に立設されたコラム部１４と、装着部１２に対して直交方向に移動可能にコラム部１４に設けられた工具支持基体１５と、工具支持基体１５に揺動可能に支持された複数の表面加工具３０とを備えている。ここでは、Ｙ軸移動テーブル１３ｂはベース部１１に設けられたレール１３ｙに沿って移動可能であり、Ｘ軸移動テーブル１３ａはＹ軸移動テーブル１３ｂに設けられたレール１３ｘに沿って移動可能であり、工具支持基体１５はコラム部１４に設けられたレール１６に沿って移動可能である。各レール１３ｘ、１３ｙ、１６は互いに直行する３次元方向に配向して設けられており、Ｘ軸移動テーブル１３ａ、Ｙ軸移動テーブル１３ｂ、工具支持基体１５はそれぞれ独立に互いに直行方向に移動可能となっている。

各表面加工具３０は 図２及び図３に示すように、回転駆動されて各被加工面２１に押付けられることで各被加工面２１を表面加工可能な加工ツール３１と、加工ツール３１を回転駆動させるための駆動体３２とを有する。駆動体３２は、工具支持基体１５に揺動支点３２ａで揺動自在に支持されてベース部１１側に加工ツール３１が装着された支持枠３３と、加工ツール３１を回転駆動する駆動用モータ３４とを備え、内部には加工ツール３１の軸部３１ａを回転軸３１ｃ方向に空気圧により加圧可能なエアーシリンダ３５が設けられている。

各支持枠３３を工具支持基体１５に支持する揺動支点３２ａは、揺動中心軸３２ｂが平行となると共に、揺動中心軸３２ｂ間の距離が被加工物２０の被加工面２１の配置ピッチに対応するように設けられている。この揺動中心軸３２ｂ間の距離は、被加工物２０の隣接する被加工面２１の配置間隔とするよりは、複数個の被加工面２１の配置間隔、即ち、被加工面２１の配置ピッチの２以上の整数倍とすることで対応することが好適である。これにより、各加工ツール３１により互いに離間した被加工面２１を加工可能となるため、隣接する表面加工具３０の各部が互いに干渉し難くでき、加工ツール３１の大きさ、配置、揺動動作の自由度などを向上できるからである。

また、揺動支点３２ａと被加工面２１との間の距離は、表面加工時にエアーシリンダ３５により加圧された状態で、各被加工面２１の曲面の曲率半径とすることが可能な距離となっている。この実施の形態１では、複数の被加工面２１が同一の曲率半径を有する球面形状に形成されているため、各揺動支点３２ａと被加工面２１との間の距離は同一となっている。

各支持枠３３間は、板状のリンク部材３７により互いに連結されており、各支持枠３３とリンク部材３７とはそれぞれ連結支点３７ａにおいて回動自在となっている。連結支点３７ａ間の距離は支持枠３３の揺動支点３２ａ間の距離と同一であり、全ての連結支点３７ａが加工ツール３１の回転軸３１ｃと直交する方向に設けられて互いに平行となっている。これにより、工具支持基体１５の揺動支点３２ａと合わせて、平行リンク機構が構成されており、各表面加工具３０の加工ツール３１の回転軸３１ｃが平行となっている。この実施の形態１では、各表面加工具３０が２つのリンク部材３７により連結されており、被加工物２０側のリンク部材３７の連結支点３７ａと各支持枠３３の揺動支点３２ａとが同軸に設けられている。

複数の表面加工具３０の少なくとも一つの支持枠３３には、表面加工具３０を揺動駆動するための揺動手段４０が設けられている。この実施の形態１では、一つの表面加工具３０の支持枠３３に固定された揺動用モータ４１と、この揺動用モータ４１の駆動軸４１ａに設けられた揺動ギヤ４２と、一つのリンク部材３７の周縁の一部に設けられて揺動ギヤ４２と噛合する従動ギヤ４３とで構成されている。

この揺動手段４０では、揺動用モータ４１が正反転すると、リンク部材３７に対して支持枠３３が角度を変化するように駆動されると共に、リンク部材３７で連結されている他の支持枠３３が従動され、これにより各表面加工具３０が揺動支点３２ａを中心に揺動するようになっている。この揺動時には、リンク部材３７を介して連結されている全ての表面加工具３０が同じ揺動角度で揺動される。

各表面加工具３０の加工ツール３１は、回転駆動されつつ被加工面２１に押付けられた状態で揺動されることで、被加工面２１を表面加工するように構成されている。

この加工ツール３１には、先端に被加工面２１に接触する加工面３１ｂが設けられている。この加工面３１ｂは、少なくとも被加工面２１の一部に接触するもので、回転及び揺動により、或いは、回転及び揺動に加えてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への移動により得られる軌跡が、被加工面２１の全面と接触可能な形状を呈していれば使用可能である。

ここでは、加工面３１ｂの回転軌跡が、被加工面２１と略同一の曲率半径を有する球面形状を呈すると共に、被加工面２１と同一又はそれより大きく形成されて、被加工面２１全面と接触可能な大きさとなっているのが好ましい。略同一の曲率半径は、被加工面２１の曲率半径と同一の曲率半径以上であって、被加工面２１の目標とする曲率半径若しくはその近傍以下の範囲で設定可能である。

特に、表面加工具３０の揺動時に最大に傾斜された状態において、加工面３１ｂの回転軌跡が被加工面２１の全面と接触可能な大きさに形成されているのが好適である。

また、この加工ツール３１の加工面３１ｂが被加工面２１の広い範囲に同時に接触可能な形状を呈していると、被加工面２１の広い範囲に対して同時に表面加工を行えるため、被加工面２１を均一に表面加工し易くできるため好ましく、特に、加工ツール３１の加工面３１ｂが被加工面２１の全面に同時に接触可能な大きさを有しているのが好適である。

そのため、この実施の形態１では、加工面３１ｂの形状は、凹球面形状の被加工面２１と略同一の曲率半径を有し、被加工面２１の全面と接触可能な凸球面形状となっており、揺動範囲で加工ツール３１がどのように傾斜しても、常に被加工面２１の全面と接触可能な大きさに形成されている。

このような加工ツール３１は、所定精度の被加工面２１が加工可能な材料からなるものであれば適宜選択可能であり、好ましくは、表面加工時に被加工面２１の周縁にダレ等の損傷が生じにくい硬質材料により形成されているものが好適である。このような加工ツール３１の材料としては、例えば、研磨やラッピングに用いる場合、硬質ウレタン、黒鉛粉末等の固体潤滑剤を混入させた硬質のエポキシ樹脂などが挙げられる。

次に、このような表面加工機１０を用いて、被加工物２０を加工する方法について説明する。

まず、被加工物２０として、予め多数の被加工面２１が配列して形成された予備成形体を準備する。この予備成形体は、成形型により成形されたものであっても、機械加工等により加工されたものでもよい。そして、この被加工物２０を装着部１２に固定する。このとき、複数の表面加工具３０に装着される加工ツール３１の回転軸３１ｃの配列方向と、多数の被加工面２１の中心の配列方向とが高精度に平行となるようにする。

一方、工具支持基体１５に装着されている複数の表面加工具３０には、加工面３１ｂが被加工面２１と略同一の曲率半径の球面形状を有する加工ツール３１を装着する。このとき、表面加工時に、各表面加工具３０の揺動中心軸３２ｂから加工面３１ｂまでの距離が高精度に被加工面２１の曲率半径と一致できるようにして装着する。

そして、表面加工具３０の加工ツール３１の回転軸３１ｃを被加工面２１の中心に精度良く位置合わせする。このとき、各加工ツール３１の回転軸３１ｃ間の距離が被加工面２１の配置ピッチに対応しているため、同時に全ての加工ツール３１の回転軸３１ｃを各被加工面２１の中心に位置合わせすることができる。

このようにして準備が完了した後、図３に示すように、各加工ツール３１を一定速度で回転させた状態で、工具支持基体１５を下降させて各加工ツール３１の加工面３１ｂを各被加工面２１に当接させ、エアーシリンダ３５の空気圧により加工ツール３１の加工面３１ｂを被加工物２０の被加工面２１に押付ける。このとき、各エアーシリンダ３５の空気圧を等しくするなどにより、各加工ツール３１の加工面３１ｂを各被加工面２１に同じ圧力で押しつけると共に、揺動中心軸３２ｂから加工面３１ｂまでの距離を被加工面２１の曲率半径と等しくする。また、各加工ツール３１を被加工面２１に押付けると共に、揺動用モータ４１を駆動して、平行リンク機構により、各表面加工具３０を揺動支点３２ａを中心にして揺動させる。これにより、各被加工面２１の表面加工を開始する。

表面加工時には、表面加工具３０が揺動されることで、加工ツール３１が傾斜及び起立を繰り返す。これにより、加工ツール３１の加工面３１ｂの軌跡が被加工面２１に沿って移動して表面加工が行われる。この表面加工時には、ダイヤモンドパウダー等の研磨材を供給しつつ加工することが好ましい。

このとき、加工ツール３１の加工面３１ｂが被加工面２１と略等しい曲率半径を有する凸球面形状に形成されているため、加工面３１ｂが被加工面２１の広い範囲が同時に加工される。特に、この実施の形態１では、加工ツール３１の加工面３１ｂが、揺動範囲で常に被加工面２１の全面と対向するため、図３に仮想線で示すように、加工ツール３１を最大に傾斜させた状態であっても、加工ツール３１を起立させた状態であっても、被加工面２１の全面の表面加工が行われる。

そして、この表面加工時には、各表面加工具３０が平行リンク機構により連結されているため、全ての加工ツール３１が同一の揺動角度で揺動されつつ表面加工が進行し、複数の被加工面２１について、同様の表面加工が行われる。

なお、加工ツール３１の回転軸３１ｃ付近の加工面３１ｂでは、周速の低い部分が形成されるが、加工ツール３１が揺動されることで、周速の低い部分の位置を変化させることができ、加工ムラを生じ難くできる。

このようにして、加工ツール３１被加工面２１に押付けつつ、揺動動作を繰り返し行うことで、所望の表面形状や表面粗さが得られた段階で、工具支持基体１５を上昇させ、表面加工具３０の加工ツール３１を被加工面２１から離間させ、被加工面２１の表面加工を終了する。

次に、別の被加工面２１の表面加工を行うには、面方向移動テーブル１３で装着部１２を移動させて、同様にして被加工物２０を所定の位置に配置する。ここでは、被加工物２０の多数の被加工面２１の中心の配列が加工ツール３１の回転軸３１ｃの配列と高精度に平行となるように装着されているため、面方向移動テーブル１３により装着部１２を移動させることで、次に加工する全ての被加工面２１の中心を各表面加工具３０の加工ツール３１の回転軸３１ｃに精度良く位置合わせすることができる。その後、再び、加工ツール３１を回転させつつ被加工面２１に押付けて、揺動させることで、各被加工面２１の表面加工が行われる。

そして、このような各被加工面２１の加工を繰り返すことで、全ての被加工面２１の表面加工を完了することができる。

以上のような表面加工機１０によれば、複数の表面加工具３０がそれぞれ工具支持基体１５に揺動自在に支持されると共に、リンク部材３７により連結されて平行リンク機構が構成され、揺動手段４０により揺動駆動されることで、リンク部材３７を介して複数の表面加工具３０が同じ揺動角度で揺動されるように構成されているので、複数の表面加工具３０を、その配置ピッチに対応した複数の被加工面２１に一度に位置合わせして同時に表面加工を行うことができる。

そのため、多数の被加工面２１の表面加工を行う際、被加工面２１毎に加工ツール３１を繰り返し位置合わせする必要がなく、加工ツール３１の位置合わせを行う回数を大幅に少なくできる。その結果、各被加工面２１毎に表面加工される位置や量にばらつきを生じたり、位置合わせ誤差が累積されることを防止でき、多数の被加工面２１を高精度で精密に表面加工することが可能である。

また、被加工面２１と接触する加工面３１ｂの回転軌跡が、被加工面２１と略同一の曲率半径を有する球面形状を呈し、被加工面２１全面と接触可能な大きさとなっているので、各被加工面２１を表面加工する間に、面方向移動テーブル１３や工具支持基体１５を移動させることなく、各被加工面２１の表面加工を行うことができ、各被加工面２１の加工精度を向上させ易い。

更に、表面加工具３０が最大に傾斜された状態で、加工ツール３１の加工面３１ｂの回転軌跡が被加工面２１全面と接触可能な大きさに形成されているので、表面加工具３０の揺動角度が大きくても被加工面２１に表面加工が行われない部位は生じず、常に全面を加工することができる。そのため、各被加工面２１全体を均一に表面加工し易く、一方向に表面加工具３０を揺動させていても、被加工面２１に加工ムラが生じ難い。

また、加工ツール３１の加工面３１ｂを被加工物２０の被加工面２１に対して、加工ツール３１の回転軸３１ｃ方向に加圧可能なエアーシリンダ３５を備えるので、表面加工具３０の揺動角度に拘わらず、加工ツール３１の加工面３１ｂを均一な圧力で被加工面２１に押付けることができ、被加工面２１をより均一に表面加工し易い。

なお、上記実施の形態１はこの発明の範囲内で適宜変更可能である。

例えば、上記では、被加工物２０として、同一形状の被加工面２１が配列されたものについて説明したが、各被加工面２１が一定の曲率半径の凹面形状部分を有し、その部分が表面加工具３０の加工ツール３１の回転軸３１ｃの間隔で配列されていれば、各被加工面２１の形状が異なるものであっても、この発明を適用可能である。

また、表面加工機１０として、被加工物２０を装着部１２に装着した状態で、面方向移動テーブル１３によりＸＹ軸方向に移動するように構成したが、リンク部材３７に連結された表面加工具３０をＸＹ軸方向に移動可能に構成してもよい。また、上記では、工具支持基体１５を被加工物２０に対して上下に移動可能にする代わりに、被加工物２０を上下に移動可能に構成してもよい。

更に、上記では、表面加工具３０を工具支持基体１５と２つのリンク部材３７とにより連結した例について説明したが、平行リンク機構を構成して各加工ツール３１を同じ揺動角度で揺動できればよく、リンク部材３７の数などは適宜変更可能である。また、表面加工具３０の揺動支点３２ａと一つのリンク部材３７の連結支点３７ａとを同一軸線上に設けたが、これらを異なる位置に設けることも可能である。

加えて、上記では、表面加工具３０をＸ軸方向又はＹ軸方向の一方にのみ揺動可能に構成したが、工具支持基体１５の各表面加工具３０を揺動可能に支持する部位全体を、リンク部材３７の連結支点３７ａと直交する方向に揺動可能に構成することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に揺動可能に構成することも可能である。

更に、上記では、各表面加工具３０は板状のリンク部材３７により連結することで、各加工ツール３１の回転軸３１ｃ間の距離や平行度を所望の範囲に設置しているが、例えば、各リンク部材３７と連結支点３７ａとの連結部位のズレや各加工ツール３１の回転軸３１ｃの平行度、距離等を調整するための補正手段を各リンク部材３７に設けることも可能である。

また、各表面加工具３０の構成も適宜変更可能であり、例えば、上記では、各支持枠３３に駆動用モータ３４を設けて駆動体を構成し、各加工ツール３１を駆動したが、各支持枠３３に駆動力を伝達可能な伝達機構を設けて、共通の駆動用モータからの駆動力を伝達するように構成することも可能である。また、揺動手段４０として、支持枠３３に固定された揺動用モータ４１の駆動軸４１ａに揺動ギヤ４２を設け、この揺動ギヤ４２をリンク部材３７の従動ギヤ４３と噛合させて構成したが、表面加工具３０を揺動駆動可能であれば他の構成とすることも可能である。

更に、上記では、加工ツール３１の回転軸３１ｃ方向に加工面３１ｂを加圧可能な加圧手段として、エアーシリンダ３５を用いたが、油圧シリンダやバネ等の付勢手段、或いは重り、更に、機械的な加圧手段など、他の構成であっても適宜使用可能である。
［実施の形態２］

図４は実施の形態２を示す。

この実施の形態２の表面加工機１０では、実施の形態１と同様の構成を有する表面加工具３０を４個用いており、各表面加工具３０をリンク部材３７により連結している他は、全て実施の形態１と同様の構成を有している。

このような構成の表面加工機１０であっても、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

しかも、このように実施の形態１より多くの表面加工具３０を連結していれば、より多数の被加工面２１に対して同時に各加工ツール３１を精度良く位置合わせすることが可能であり、更に少ない位置合わせ回数で多数の被加工面２１を加工することができる。その結果、表面加工される位置や量などのばらつきや、位置決め誤差の累積をより一層低減することができ、極めて精密な表面加工を実施することが可能である。
［実施の形態３］

図５は実施の形態３を示す。

この実施の形態３の表面加工機１０では、実施の形態１と同様の構成を有する表面加工具３０を４個用いており、Ｘ軸方向に隣接する各２個の表面加工具３０間と、Ｙ軸方向に隣接する各２個の表面加工具３０間とを、それぞれリンク部材３７で連結することにより、４個の表面加工具３０が二次元方向に連結している。

また、この実施の形態３に使用される表面加工機１０の工具支持基体１５は、各表面加工具３０が揺動中心軸３２ｂｘを中心にＸ軸方向に揺動可能となるように支持できると共に、揺動中心軸３２ｂｙを中心にＹ軸方向に揺動可能となるように支持できる構成となっている。

具体的には、工具支持基体１５に、各表面加工具３０と連結して支持可能で、各表面加工具３０から離間可能な加工具支持体３８ｘ、３８ｙが設けられている。この加工具支持体３８ｘ、３８ｙは、それぞれ揺動中心軸３２ｂｘ、揺動中心軸３２ｂｙに沿って進退可能に配置されている。そして、加工具支持体３８ｘにより各表面加工具３０を支持した状態で加工具支持体３８ｙが各表面加工具３０から離間し、一方、加工具支持体３８ｙにより各表面加工具３０を支持した状態で加工具支持体３８ｘが各表面加工具３０から離間するように動作可能である。

なお、図５では、加工具支持体３８ｘ、３８ｙが各１個を図示したが、これらの加工具支持体３８ｘ、３８ｙは、互いに隣接する各表面加工具３０の両側に、各揺動中心軸３２ｂｘ、３２ｂｙに沿ってそれぞれ設けられている。

このような表面加工機１０により、被加工物２０を表面加工するには、まず、各加工具支持体３８ｘにより各表面加工具３０を支持し、各加工ツール３１の加工面３１ｂをそれぞれ被加工面２１に当接させて加圧しつつ、矢印３９ｘで示すＸ軸方向に揺動させることにより加工する。

その後、一旦、加工ツール３１の回転軸３１ｃが被加工物２０に対して鉛直方向となるように各表面加工具３０を起立状態にし、各加工具支持体３８ｙを前進させて各表面加工具３０を支持すると共に、各加工具支持体３８ｘを後退させて各表面加工具３０から離間させる。そして、各加工ツール３１の加工面３１ｂをそれぞれ被加工面２１に当接させて加圧しつつ、矢印３９ｙで示すＹ軸方向に揺動させることにより加工する。

その他は、実施の形態１と同様である。

このような構成の表面加工機１０であっても、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。しかも、このように表面加工具３０を二次元方向に連結し、各被加工面２１の表面加工を行えば、より多数の被加工面２１に対して同時に各加工ツール３１を精度良く位置合わせすることが可能であり、少ない位置合わせ回数で多数の被加工面２１を加工できる上、矢印３９ｘで示すＸ軸方向と、矢印３９ｙで示すＹ軸方向とに揺動させて表面加工を行うことで、より精密な表面加工を行い易くすることができる。
［実施の形態４］

この実施の形態３の表面加工機１０は、図１に示される実施の形態１の表面加工機１０と略同様の構成を有している。

ここでは、コラム部１４に装着されている工具支持基体１５が上下位置を調整可能に構成されている上に、表面加工具３０により被加工物２０の被加工面２１を加工している間、各表面加工具３０を被加工物２０に対して鉛直方向に加圧可能な構成がコラム部１４や工具支持基体１５に組み込まれている。その他は、実施の形態１乃至３と同様である。

このような構成であっても、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。しかも、複数の表面加工具３０を共通に加圧可能であるため、実施の形態１乃至３のように、各表面加工具３０毎にエアーシリンダ３５を設ける必要がなく、表面加工機１０の構成を簡単にし易い。

なお、この実施の形態４では、表面加工具３０の加工ツール３１の加工面３１ｂが表面加工具３０の揺動範囲で常に被加工面２１の全面と接触する大きさに形成され、表面加工具３０の揺動角度が大きくても被加工面２１に表面加工が行われない部位が生じないようにされることが特に好ましい。表面加工具３０が傾斜された状態で、被加工物２０に対して鉛直方向に加圧されていても、各被加工面２１全体を均一に表面加工できるからである。

この発明の各実施の形態の表面加工機を示す斜視図である。 同実施の形態１の表面加工具の斜視図である。 同実施の形態１の表面加工具により被加工物を表面加工する状態を示す正面図である。 この発明の実施の形態２の表面加工具の連結状態を示す正面図である。 この発明の実施の形態３の表面加工具の連結状態を示す正面図である。

符号の説明

１０ 表面加工機
１５ 工具支持基体
２０ 被加工物
２１ 被加工面
３０ 表面加工具
３１ 加工ツール
３１ｂ 加工面
３２ 駆動体
３４ 駆動用モータ
３５ エアーシリンダ（加圧手段）
３７ リンク部材
４０ 揺動手段
４１ 揺動用モータ

Claims (6)

1. 被加工物の一方側に配列して形成され、一定の曲率半径を有する凹面形状の被加工面を複数同時に表面加工するための表面加工機であって、
   回転駆動されて前記被加工面に押付けられることで該被加工面を表面加工する加工ツールと、該加工ツールを回転駆動させる駆動体とを有する表面加工具が複数設けられ、
   該複数の表面加工具は、それぞれ支持基体に揺動自在に支持されると共に、リンク部材により連結されて平行リンク機構を構成し、
   揺動手段により揺動駆動されることで、前記リンク部材を介して前記複数の表面加工具が同じ揺動角度で揺動されることを特徴とする表面加工機。
2. 前記加工ツールの前記被加工面と接触する加工面の回転軌跡は、前記被加工面と略同一の曲率半径を有する球面形状を呈すると共に、前記被加工面全面と接触可能な大きさに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表面加工機。
3. 前記加工ツールの前記加工面の回転軌跡は、前記表面加工具が最大に傾斜された状態で、前記被加工面全面と接触可能な大きさに形成されていることを特徴とする請求項２に記載の表面加工機。
4. 前記加工ツールの前記加工面を前記被加工物の被加工面に加圧可能な加圧手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の表面加工機。
5. 前記加圧手段は、前記表面加工具を前記被加工物に対して鉛直方向に加圧するものであることを特徴とする請求項４に記載の表面加工機。
6. 前記加圧手段は、前記加工面を前記被加工面に対して前記加工ツールの回転軸方向に加圧するものであることを特徴とする請求項４に記載の表面加工機。

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