JP3493334B2 - 超仕上装置 - Google Patents

超仕上装置

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JP3493334B2
JP3493334B2 JP2000193638A JP2000193638A JP3493334B2 JP 3493334 B2 JP3493334 B2 JP 3493334B2 JP 2000193638 A JP2000193638 A JP 2000193638A JP 2000193638 A JP2000193638 A JP 2000193638A JP 3493334 B2 JP3493334 B2 JP 3493334B2
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儀三郎 近藤
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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光ファイバ
ーのコネクター用フェルールなどの内径φ0.1〜φ1
0mmの円筒状の小径ワークの孔の内面を高精度、高能
率加工するための1パス加工用超仕上装置に関するもの
である。 【0002】 【従来の技術】従来から、例えば内径φ0.1〜φ10
mmの円筒状の小径ワークの孔の内面を精密加工する装
置として、ワンパスホーニングするために、砥石ホルダ
ーの先端に研磨すべきワークの孔の内径に対して若干大
きな外径を持ち先端がテーパー状にカットされている砥
石を砥石ホルダーと同芯状に取り付け、砥石を回転させ
ながらワークの孔に押し込み、ワークの孔の軸心方向に
砥石を1往復させることによりワークの孔の内面を精密
加工するようにしたものが提案されているが、ワークの
孔の内径に対して大きな外径を持つ砥石を回転させなが
らワークの孔に強制的に押し込むことから、無理な負荷
が発生し、研磨の途中で砥石が破損したりするなどの問
題がある。そこで、このような問題を解決する装置とし
て、図7に示すように砥石ホルダー1の先端に円筒状の
ワーク3の孔4の内径よりも小径の砥石2を取り付け、
円筒状のワーク3の孔4の内面に砥石2を押し付け、砥
石ホルダー1をワーク3の孔4の軸芯方向に前後に振動
させつつ砥石ホルダー1を介して砥石2を回転させるこ
とにより小径の円筒状のワーク3の孔4の内面を精密加
工するようにしたものが知られている。 【0003】しかしながら、このような精密加工装置に
あっては、砥石2によってワーク3の孔4の内面を研磨
する際に砥石2をワーク3の孔4の軸芯方向に対して直
角にワーク3の孔4の内面に押し付ける必要があり、前
記ワーク3が小さく、孔4の内径が小さい場合は外径が
非常に小さな砥石2を用いなければならず、当然ながら
この砥石2を取り付ける砥石ホルダー1の外径も小さく
細いものとなり、砥石2をワーク3の孔4の軸芯方向に
対して直角にワーク3の孔4の内面に押し付けた際に砥
石ホルダー1が撓み、ワーク3の孔4の内面を精度良く
加工するのは困難で、相当の熟練を要するという問題が
あった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような課
題を解決するもので、例えば光ファイバーのコネクター
用フェルールなどの内径φ0.1〜φ10mmの円筒状
のワークの孔の内面を高精度、高能率加工することので
きる超仕上装置を提供することを目的とするものであ
る。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記課題は以下の手段、
すなわち、フレーム、上記フレームに設けられた一対の
第1エアーベアリング、両端近傍位置で上記第1エアー
ベアリングによって往復運動可能に支持された円筒状の
スピンドルケース、上記フレームに設けられた一対の第
2エアーベアリング、上記スピンドルケースに平行であ
って、両端近傍位置で上記第2エアーベアリングによっ
て往復運動可能に支持されたシャフト、上記シャフトに
連結支持され、上記スピンドルケースを往復運動可能に
支持する第3エアーベアリングを備えた第1のエアーベ
アリングハウジング、上記スピンドルケースに連結支持
され、上記シャフトを往復運動可能に支持する第4エア
ーベアリングを備えた第2エアーベアリングハウジン
グ、上記第1エアーベアリングハウジングと上記第2エ
アーベアリングハウジングとの間に設けられた回転駆動
されるカム、上記第1エアーベアリングハウジングと上
記第2エアーベアリングハウジングとを上記カムに向け
て押し付ける一対のばね、上記スピンドルケース内に回
転可能に支持されたスピンドル、上記スピンドルの一端
側に設けられ、駆動源からの回転力を伝達するための従
動プーリー、上記スピンドルの他端側に設けられ、砥石
ホルダーを着脱自在に支持するためのシャンク、およ
び、上記砥石ホルダーに同芯状に取り付けられ、ワーク
の孔の内径寸法に対して若干大きい外径を有するととも
に、外周面に軸芯方向全長に亘って周方向に複数のカッ
ト面を形成した砥石を備えたことを特徴とする超仕上装
置によって解決される。 【0006】この構成により、砥石ホルダーに取り付け
られて例えば4000FPM〜5000FPMレベルで
高振動しながら回転する砥石の先端をワークの孔の一端
側よりワークの孔の他端側から飛び出すまで進入させ、
その後砥石を戻すという動作によりワークの孔の内面は
砥石の外径に広げられるように加工されることになり、
砥石やワークに無理な負荷が発生するようなことなく、
特に内径φ0.1〜φ10mmの円筒状の小径ワークの
孔の内面の加工を1パスでスムーズに行なうことができ
る。また、砥石が砥石ホルダーに同芯状に取り付けられ
ていることから前記従来例のような砥石ホルダーの撓み
がなく、円筒状のワークの孔の内面を精度良く加工する
ことのできる超仕上装置を提供することができる。特
に、砥石ホルダーを介して砥石を取り付けるスピンドル
を保持するスピンドルケースは前後に高振動されるので
あるが、このスピンドルケースはエアーベアリングによ
り支持されているので、スピンドルケースが高振動して
もスピンドルケースとエアーベアリングとの間の擦れに
よる摩耗がなく、装置の性能を長期間に亘って維持する
ことができる。しかも本装置は左右のエアーベアリング
ハウジングが相反する方向に往復運動し、バランスを保
つ慣性バランス機構の採用で、二次振動が完全に除去さ
れているエアーベアリングによりスピンドルケースが支
持されているので、スピンドルケースには二次振動がな
く、例えば4000FPM〜5000FPMレベルの高
振動がスピンドルに与えられても安定して静かな超仕上
装置を提供することができる。さらに、砥石の外周面に
軸芯方向全長に亘ってカット面を周方向に複数箇所形成
してなることにより、ワークの孔の内面の加工時に加工
面に噴射される冷却液や、加工中に発生する切粉などの
スラッジを前記カット面とワークの孔の内面との間を通
って排出することができる。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面に基づいて説明する。図1〜図6において、
11は水平方向に向くスピンドルで、このスピンドル1
1の一端側にはスピンドル11に駆動源からの回転力を
伝達するための従動プーリー12が取り付けられてい
る。前記スピンドル11は前記従動プーリー12が取り
付けられている一端部ならびに他端部を除く中間部が円
筒状のスピンドルケース13によって覆われている。ス
ピンドルケース13は左右のエアーベアリングハウジン
グ14,15の内、一方のエアーベアリングハウジング
14に連結支持され、前記スピンドルケース13と平行
なシャフト16を他方のエアーベアリングハウジング1
5に連結支持して、前記両エアーベアリングハウジング
14,15間に設けたカム17の高速回転駆動により両
エアーベアリングハウジング14,15をそれぞれ図1
において左右に相反する方向に高速で往復運動させるよ
うになっている。つまり、スピンドルケース13と平行
なシャフト16を他方のエアーベアリングハウジング1
5に支持して設けることにより左右の慣性バランスを取
ることができ、装置全体の振動を無くすようになってい
る。29は前記両エアーベアリングハウジング14,1
5を前記カム17に押し付けるばねである。前記スピン
ドルケース13は前記一方のエアーベアリングハウジン
グ14での支持部以外に軸心方向3箇所でエアーベアリ
ング18により支持されており、また前記シャフト16
は前記他方のエアーベアリングハウジング15での支持
部以外に軸心方向3箇所でエアーベアリング19により
支持されている。詳しくは、前記スピンドルケース13
は他方のエアーベアリングハウジング15に対してエア
ーベアリング18により支持されているとともに両端近
傍位置で装置フレーム20にエアーベアリング18によ
り支持されている。また、前記シャフト16は一方のエ
アーベアリングハウジング14に対してエアーベアリン
グ19により支持されているとともに両端近傍位置で装
置フレーム20にエアーベアリング19により支持され
ている。このように前記スピンドルケース13を支持す
るエアーベアリング18は前記左右の慣性バランス機構
を備えたエアーベアリングハウジング14により支持さ
れているので、二次振動が完全に除去された状態とな
る。 【0008】ところで、前記スピンドルケース13の両
端部内面とスピンドル11の外面との間には玉軸受2
1,21が設けられ、回転しないスピンドルケース13
に対してスピンドル11のみが回転できるように構成さ
れている。22,22はスピンドルケース13の端部を
塞いで前記玉軸受21,21とスピンドルケース13と
の位置関係のずれが生じないようにするためにスピンド
ルケース13の端部に螺合されるキャップ手段で、この
各キャップ手段22は互いに固定されるラビリンス23
とキャップ24とで構成されている。なお、前記スピン
ドルケース13は前記カム17の高速回転駆動により前
後(スピンドルケース13の軸心方向)に高速度で振幅
させるようにしたオシレーション機構により4000F
PM〜5000FPMレベルの高振動が与えられるよう
になっている。即ち、スピンドルケース13に4000
FPM〜5000FPMレベルの高振動が与えられるこ
とにより、その内部に存在するスピンドル11にも高振
動が伝わることになる。ところで、前記スピンドルケー
ス13の端部から突出するスピンドル11の他端側には
シャンク25が取り付けられ、このシャンク25に対し
て砥石ホルダー26が脱着自在に支持される。27は砥
石ホルダー26の先端に設けられる砥石であり、この砥
石27の外周面に軸芯方向全長に亘ってカット面27a
が周方向に3箇所以上形成されている。そして、前記砥
石ホルダー26および砥石27は前記スピンドル11の
軸芯と同芯状に設けられる。 【0009】次に、前記砥石27と円筒状のワーク28
の孔28aの内径との関係について説明すると、砥石ホ
ルダー26の先端に取り付けられる砥石27の外径はワ
ーク28の孔28aの内径に対して若干大きく設定さ
れ、砥石27の先端27bは砥石27がワーク28の孔
28aに進入し易くするためにテーパー状にカットされ
ている。実際には、砥石27のテーパー状にカットされ
た先端27b長さとテーパー状にカットされていない胴
部長さの比率は約1:1となっている。 【0010】上記構成において、円筒状のワーク28の
孔28aの内面を研磨加工する場合、砥石ホルダー26
の先端に取り付けられた砥石27の先端27bを回転す
るワーク28の孔28aの一端側より進入させる。この
とき、前述のように高振動するスピンドル11によって
砥石ホルダー26延いては砥石27も高振動し、且つ砥
石27はスピンドル11の回転により回転しており、例
えば砥石27が高振動せずに回転のみでワーク28の孔
28aに進入させる場合に比べて、その進入時に生じる
負荷を減少させ、スムーズに研磨を行なうことができ
る。そして、本実施の形態ではその状態で砥石27の先
端27bがワーク28の孔28aの他端側から飛び出す
まで進入させ、その後砥石27を戻すという作業を砥石
27を1往復させて行なうことによりワーク28の孔2
8aの内面は砥石27の外径に広げられるように研磨さ
れることになる。また、本実施の形態では砥石27の外
周面に軸芯方向全長に亘ってカット面27aを周方向に
3箇所形成してあることにより、ワーク28の孔28a
の内面の加工時に加工面に噴射される冷却液や、加工中
に発生する切粉などのスラッジを前記カット面27aと
ワーク28の孔28aの内面との間を通って排出するこ
とができる。なお、この加工作業時にワーク28を回転
させずに停止させるようにしても良い。 【0011】ところで、以上述べた実施の形態におい
て、砥石27を支持して前後に高速度で振幅するスピン
ドルケース13はエアーベアリング18により支持され
ているので、スピンドルケース13はエアーベアリング
18との間で摩耗が生じることがなく、装置の性能を長
期間に亘って維持することができる。 【0012】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、砥石ホル
ダーに取り付けられて例えば4000FPM〜5000
FPMレベルで高振動しながら回転する砥石の先端をワ
ークの孔の一端側よりワークの孔の他端側から飛び出す
まで進入させ、その後砥石を戻すという動作によりワー
クの孔の内面は砥石の外径に広げられるように加工され
ることになり、砥石やワークに無理な負荷が発生するよ
うなことなく、特に内径φ0.1〜φ10mmの円筒状
の小径ワークの孔の内面の加工を1パスでスムーズに行
なうことができる。また、砥石が砥石ホルダーに同芯状
に取り付けられていることから前記従来例のような砥石
ホルダーの撓みがなく、円筒状のワークの孔の内面を精
度良く加工することのできる超仕上装置を提供すること
ができる。特に、砥石ホルダーを介して砥石を取り付け
るスピンドルを保持するスピンドルケースは前後に高振
動されるのであるが、このスピンドルケースはエアーベ
アリングにより支持されているので、スピンドルケース
が高振動してもスピンドルケースとエアーベアリングと
の間の擦れによる摩耗がなく、装置の性能を長期間に亘
って維持することができる。しかも本装置は左右のエア
ーベアリングハウジングが相反する方向に往復運動し、
バランスを保つ慣性バランス機構の採用で、二次振動が
完全に除去されているエアーベアリングによりスピンド
ルケースが支持されているので、スピンドルケースには
二次振動がなく、例えば4000FPM〜5000FP
Mレベルの高振動がスピンドルに与えられても安定して
静かな超仕上装置を提供することができる。さらに、砥
石の外周面に軸芯方向全長に亘ってカット面を周方向に
複数箇所形成してなることにより、ワークの孔の内面の
加工時に加工面に噴射される冷却液や、加工中に発生す
る切粉などのスラッジを前記カット面とワークの孔の内
面との間を通って排出することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施の形態における超仕上装置の一
部切り欠き正面図である。 【図2】同超仕上装置の要部拡大断面図である。 【図3】同超仕上装置の砥石ホルダーに取り付けた砥石
部分の拡大斜視図である。 【図4】同超仕上装置先端の砥石ホルダーに取り付けた
砥石をワークに近づけた状態を示す拡大図である。 【図5】同超仕上装置先端の砥石ホルダーに取り付けた
砥石をワークの孔に進入させて研磨を行なっている状態
を示す拡大図である。 【図6】同ワークの孔と砥石との関係を示す断面図であ
る。 【図7】従来の研磨装置の砥石ホルダーに取り付けた砥
石をワークの孔に進入させて研磨を行なっている状態を
示す拡大図である。 【符号の説明】 11 スピンドル 13 スピンドルケース 14,15 エアーベアリングハウジング 16 シャフト 17 カム 18,19 エアーベアリング 20 装置フレーム 26 砥石ホルダー 27 砥石 27a カット面 27b 先端 28 ワーク 28a 孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 35/00 B24B 33/00 - 33/02

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 フレーム、 上記フレームに設けられた一対の第1エアーベアリン
    グ、 両端近傍位置で上記第1エアーベアリングによって往復
    運動可能に支持された円筒状のスピンドルケース、 上記フレームに設けられた一対の第2エアーベアリン
    グ、 上記スピンドルケースに平行であって、両端近傍位置で
    上記第2エアーベアリングによって往復運動可能に支持
    されたシャフト、 上記シャフトに連結支持され、上記スピンドルケースを
    往復運動可能に支持する第3エアーベアリングを備えた
    第1のエアーベアリングハウジング、 上記スピンドルケースに連結支持され、上記シャフトを
    往復運動可能に支持する第4エアーベアリングを備えた
    第2エアーベアリングハウジング、 上記第1エアーベアリングハウジングと上記第2エアー
    ベアリングハウジングとの間に設けられた回転駆動され
    るカム、 上記第1エアーベアリングハウジングと上記第2エアー
    ベアリングハウジングとを上記カムに向けて押し付ける
    一対のばね、 上記スピンドルケース内に回転可能に支持されたスピン
    ドル、 上記スピンドルの一端側に設けられ、駆動源からの回転
    力を伝達するための従動プーリー、 上記スピンドルの他端側に設けられ、砥石ホルダーを着
    脱自在に支持するためのシャンク、および、 上記砥石ホルダーに同芯状に取り付けられ、ワークの孔
    の内径寸法に対して若干大きい外径を有するとともに、
    外周面に軸芯方向全長に亘って周方向に複数のカット面
    を形成した砥石を備えた ことを特徴とする超仕上装置。
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