JP5150194B2 - 研磨工具および加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、バリ取り加工や研磨加工などに用いられる研磨工具、および加工方法に関するものである。なお、本発明において、砥石の種類によっては、切削に近い加工が行なわれる場合もあるが、本発明では、かかる加工も研磨として説明する。

ワークに対するバリ取りなどに用いる研磨工具としては、加工部に複数本の無機長繊維の先端が達している無機長繊維強化樹脂体からなる砥石チップが回転軸と一体に形成された軸付き砥石が案出されており、かかる軸付き砥石では、回転軸を回転エアードリルなどに連結して、砥石チップを回転させる(例えば、特許文献１参照)。
特開２００３−２８５２７２号公報

特許文献１に記載されている研磨工具は、砥石チップにおいて回転軸側に位置する上端面を用いれば、貫通穴が形成されたワークの裏面側において貫通穴の周りに発生した裏バリを除去することができる。

しかしながら、かかる研磨の際、特許文献１に記載されている研磨工具では、砥石チップの上端面とワークとの軸線方向における位置関係に高い精度が求められることから、例えば、砥石チップが磨耗した場合には、その都度、砥石チップの軸線方向の位置を変更するための調整作業が必要である分、作業効率が低いという問題点がある。また、ワークの裏面に凹凸がある場合、その表面を研磨するには、凹凸形状に対応させて砥石チップの位置を変更する必要があるため、手作業では難しく、マシニングセンターによる自動加工を行なう必要があるが、かかる自動加工では、ワークの凹凸形状に対応して砥石チップの位置を調整するための条件出しに多大な手間がかかるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ワーク裏面側や交差穴に発生したバリ取り加工や、ワーク裏面側の凹凸面のバリ取り、研磨加工などに適した研磨工具および加工方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、砥石と、該砥石を保持するホルダとを有する研磨工具において、前記砥石は、少なくとも前記ホルダ側に位置する部分がワークを研磨可能な加工部になっており、前記ホルダは、前記砥石を当該ホルダの軸線方向の双方向に移動可能に支持するとともに、前記砥石を当該ホルダ側に向けて付勢する第１の付勢部材を備え、前記砥石から前記ホルダ側に向けて軸状連結部が延びており、前記ホルダは、前記軸状連結部が挿入される保持穴が一方端で開口する筒部を備え、前記第１の付勢部材は、前記保持穴の内部において、一方端が前記軸状連結部の端部に連結され、他方端が前記保持穴の奥底部分に連結された引っ張りコイルバネであり、前記軸状連結部は、前記砥石から一体に延びた軸状のシャンクと、該シャンクを保持するスライダとを備え、当該スライダは、前記保持穴の内部において、前記軸線方向の双方向に移動可能に支持された状態で前記引っ張りコイルバネの一方端が端部に連結されており、前記砥石は、無機長繊維の集合体に樹脂が含浸された塊状の無機長繊維強化樹脂体からなり、前記砥石において前記ホルダ側に位置する部分は、外周側から中央に向けて盛り上がった湾曲面あるいは円錐面になっていることを特徴とする。

本発明を適用した研磨工具を用いた加工方法では、前記砥石の上端面（ホルダ側に位置する部分）をワークに当接させた状態で、ワークの被加工領域に沿って前記砥石とワークとの当接箇所を移動させて、ワークの裏面側や交差穴に発生したバリの除去、あるいはワーク裏面側の凹凸面のバリ取り、研磨加工などを行なうことを特徴とする。

本発明では、砥石においてホルダ側に位置する部分がワークを研磨可能な加工部になっているので、砥石においてホルダ側に位置する部分をワークに当接させる。この状態から、ホルダをワークから離れる方向に移動させると、ワークに対する砥石の軸線方向における位置については高い精度で制御しなくても、砥石は第１の付勢部材の付勢力に応じた最適な荷重をもってワークに当接する。従って、砥石が磨耗しても、あるいはワークの被加工領域に凹凸があっても、砥石は常にワークの裏面側に適正に当接するので、手間のかかる調整を行なわなくても、ワーク裏面側の被加工領域を好適に研磨することができる。

本発明においては、前記砥石から前記ホルダ側に向けて軸状連結部が延びており、前記ホルダは、前記軸状連結部が挿入される保持穴が一方端で開口する筒部を備え、前記第１の付勢部材は、前記保持穴の内部において、一方端が前記軸状連結部の端部に連結され、他方端が前記保持穴の奥底部分に連結された引っ張りコイルバネである。このため、ホルダ内に第１の付勢部材を配置できるなど、簡素な構成で砥石をホルダ側に引っ張った状態の研磨工具を実現することができる。

本発明において、前記軸状連結部は、前記砥石から一体に延びた軸状のシャンクと、該シャンクを保持するスライダとを備え、当該スライダは、前記保持穴の内部において、前記軸線方向の双方向に移動可能に支持された状態で前記コイルバネの一方端が端部に連結されている。このため、砥石が磨耗した場合でも、シャンク付きの別の砥石をスライダに取り付ければよいので、砥石の交換が容易である。また、シャンクのスライダへの取り付け位置を調整すれば、砥石とホルダとの距離を調整することができる。

本発明において、前記砥石は、無機長繊維の集合体に樹脂が含浸された塊状の無機長繊維強化樹脂体からなる。このため、砥石の端面において無機長繊維が露出している部分が刃先として切削、研磨することができるので、ワークを効率よく加工することができる。

本発明において、前記砥石においてホルダ側に位置する部分は、外周側から中央に向けて盛り上がった湾曲面あるいは円錐面になっている。このため、ワークのエッジ部分に砥石を確実に当接させることができる。

本発明において、前記無機長繊維は、アルミナ長繊維あるいは炭化ケイ素長繊維であることが好ましい。このように構成すると、各種金属製のワークを好適に研磨することができる。

本発明において、さらに、前記ホルダは、前記砥石を当該ホルダ側とは反対側に向けて付勢する第２の付勢部材を備え、前記砥石は、前記第１の付勢部材の付勢力と前記第２の付勢部材の付勢力とが釣り合った箇所に位置し、当該砥石において前記ホルダ側とは反対側に位置する部分がワークを研磨可能な加工部になっていることが好ましい。このように構成すると、１つの研磨工具で、ワークの表面側および裏面側を容易かつ適正に研磨することができる。

本発明において、前記第２の付勢部材は、前記保持穴内に前記第１の付勢部材と同軸状に配置されたコイルバネからなることが好ましい。かかる構成によれば、第１の付勢部材および第２の付勢部材（コイルバネ）の双方をホルダ内に配置することができるので、簡素な構成で、ワークの表面側および裏面側を容易かつ適正に研磨することができる研磨工具を実現することができる。

本発明では、ワークに対する砥石の軸線方向における位置については高い精度で制御しなくても、砥石は第１の付勢部材の付勢力に応じた最適な荷重をもってワークに当接する。従って、砥石が磨耗しても、あるいはワークの被加工領域に凹凸があっても、砥石は常にワークの裏面側に適正に当接するので、手間のかかる調整を行なわなくても、ワーク裏面側の被加工領域を好適に研磨することができる。それ故、砥石とワークとの軸線方向における位置関係に高い精度が求められないことから、手作業で研磨加工を行なうことができる。また、自動で研磨加工を行なう場合でも、多大な手間をかけて凹凸形状に対応してワークの軸線方向の位置を調整するような条件出しを行なう必要がない。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る研磨工具の全体構成を示す説明図、およびその要部断面図である。

図１に示すように、本形態の研磨工具１は、砥石１０と、この砥石１０を保持するグリップ状のホルダ３０とを有しており、ホルダ３０は、マシニングセンター、ロボット、回転エアードリルなどといった研磨機の回転軸（図示せず）に連結される。この場合、砥石１０は、ホルダ３０とともに、ホルダ３０の軸線Ｌ周りに回転した状態で加工に用いられる。また、研磨工具１を手動で用いる場合、ホルダ３０は、グリップあるいはグリップとの連結部として利用されることもある。以下、ホルダ３０が位置する側を上方とし、砥石１０が位置する側を下方として説明する。

本形態において、砥石１０の上端面１１からはホルダ３０に向けて軸状連結部２０が延びており、ホルダ３０の下端面では、軸状連結部２０が挿入される保持穴３１０が開口している。軸状連結部２０は、砥石１０の上端面１１の中央位置から上方に一体に延びた丸棒状のシャンク２１と、丸棒状のスライダ２２とを備えており、スライダ２２の下端面では、シャンク２１の上端側が内側に挿入されたシャンク挿入穴２２１が開口している。スライダ２２には、シャンク２１を固定する止めネジ２２５が止められており、止めネジ２２５によって、シャンク２１とスライダ２２とは同軸状に連結されている。シャンク２１は、砥石１０を所定形状に成形する際、一体に形成された構成を採用できる他、砥石１０の上端面に形成された取付け穴にシャンク２１の軸端を差し込んだ状態で接着剤などにより固定した構成を採用することができる。本形態において、シャンク２１は、例えば、太さが３φ程度であり、スライダ２２から下方に延びている部分の長さは５０〜６０ｍｍ程度である。

ホルダ３０は、上面で開口するカップ状部材３５と、このカップ状部材３５の内側に下端部が嵌るパイプ状部材３１（筒部）とを備えている。カップ状部材３５の下底部には、パイプ状部材３１の貫通穴３１１に連通する開口部が形成されており、カップ状部材３５の開口部およびパイプ状部材３１の貫通穴３１１によって保持穴３１０が形成されている。また、パイプ状部材３１には、貫通穴３１１の上端部を塞ぐようにキャップ３７がネジ止めなどの方法で取り付けられている。

（砥石１０に対する付勢構造）
ホルダ３０において、保持穴３１０の内径寸法はスライダ２２の外径寸法よりわずかに大きいだけであるため、保持穴３１０にスライダ２２を挿入すると、スライダ２２は、ホルダ３０の軸線方向の双方に移動可能に支持される。ここで、スライダ２２の外周面には軸線方向に延びた溝２２４が形成されている一方、パイプ状部材３１には、軸線方向と直交する方向に段付きの貫通穴３１５が形成されている。従って、溝２２４と貫通穴２１５とが重なるように、パイプ状部材３１にスライダ２２を挿入した後、パイプ状部材３１の外側から貫通穴２１５に小径の鋼球６１（回り止め球）とを装着するとともに、さらに大径の鋼球６２を装着して、パイプ状部材３１をカップ状部材３５の内側に装着すると、貫通穴２１５の外側開口がカップ状部材３５で塞がれるため、鋼球６１、６２の脱落が防止されるとともに、保持穴３１０内でのスライダ２２の空回りが阻止される。また、カップ状部材３５の外側からパイプ状部材３１に向けて止めネジ６５を螺着すると、パイプ状部材３１とカップ状部材３５とが連結される。このような状態では、ホルダ３０に対してスライダ２２は、溝２２４の長さ寸法に対応する距離だけ、ホルダ３０の軸線方向に移動可能である。また、鋼球６１、６２は１つでも良いし、鋼球６２はピンでも良く、鋼球６１を一定の間隔で押さえる構造であれば良い。

さらに、本形態では、保持穴３１０には、スライダ２２の上端部と保持穴３１０の奥底（上底）との間に引っ張りコイルバネ５０（第１の付勢部材）が配置されており、引っ張りコイルバネ５０の一方端（下端）は、スライダ２２の上端部に形成されたバネ受け２２８に連結されている一方、引っ張りコイルバネ５０の他方端（上端）は、保持穴３１０の奥底に位置するキャップ３７に形成されたバネ受け３７８に連結されている。このため、引っ張りコイルバネ５０は、スライダ２２を介して砥石１０を上方に引っ張っている。その際、小径の鋼球６１は、スライダ２２の溝２２４の下端部分に当接してストッパとして機能し、砥石１０の軸線方向における停止位置を規定する。

（砥石１０の構成）
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態１に係る研磨工具１に用いられる各砥石１０を拡大して示す説明図である。

本形態において、砥石１０は、無機長繊維の集合体に樹脂が含浸された塊状の無機長繊維強化樹脂体からなり、無機長繊維の先端は、刃先として、砥石１０の上端面１１および下端面１２の双方に達している。このため、砥石１０の上端面１１および下端面１２のいずれもがワークに対する研磨能力を備えた加工部になっている。

本形態において、砥石１０は、例えば、図２（ａ）に示すように、略円柱状であり、ホルダ３０側に位置する上端面１１は、外周側から中央に向けて盛り上がった湾曲面になっている。砥石１０は、図２（ｂ）に示すように、球状であってもよく、この場合も、ホルダ３０側に位置する上端面１１は外周側から中央に向けて盛り上がった湾曲面になっている。また、砥石１０は、図２（ｃ）に示すように、略円柱状であって、ホルダ３０側に位置する上端面１１が、外周側から中央に向けて盛り上がった円錐面になっているものを用いてもよい。図２（ｄ）に示す砥石１０は本発明の参考例であり、かかる砥石１０は、略円柱状であって、ホルダ３０側に位置する上端面１１が軸線方向に対して直交する平坦面になっている。

かかる砥石１０は、無機長繊維が同一方向に延びるように、無機長繊維の繊維束を揃えた後、熱硬化性樹脂を含浸し、次に、熱硬化性樹脂を硬化させた後、所定形状にカットすることにより製造される。熱硬化性樹脂は、無機長繊維を固めるための結合剤であり、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂等が使用される。無機長繊維は、研磨対象となるワーク（被研磨材）よりも硬くて脆い材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス長繊維、アルミナ長繊維、ボロン長繊維、あるいは炭化ケイ素長繊維が用いられる。これらの無機長繊維の中でもアルミナ長繊維、炭化ケイ素長繊維は、鉄系、非鉄系金属に対する研磨性が非常によく、本形態では、アルミナ長繊維が用いられている。研磨する材料によってはこれらが混合していてもよい。

無機長繊維としては、例えば、単繊維の平均繊維径が３〜５０μｍ程度のものが使用可能であり、１０〜５０μｍ程度のものが好ましい。繊維束重量は、例えば、２５０〜３０００Ｔｅｘ程度のものが使用される。樹脂の含浸性からは、５００Ｔｅｘ程度の細い繊維束を多数本、予め、樹脂に含浸させた後に引き揃えて繊維束とし、それを配列した後、再度、樹脂を含浸させるのが好ましいが、繊維の含浸性がよい場合は１５００Ｔｅｘの繊維束や３０００Ｔｅｘの繊維束をそのまま配列した後、樹脂を含浸させてもよい。

また、無機長繊維強化樹脂体は、無機長繊維の繊維束を互いに交差する方向に配列した後、熱硬化性樹脂を含浸することにより形成してもよい。かかる構成を採用すると、砥石１０において、上端面１１および下端面１２に加えて、外周側面も研磨能力を備えた加工部とすることができる。

（加工方法の第１例、および本形態の主な効果）
図３は、本発明の実施の形態１に係る研磨工具１を用いて、ワークＷの裏面側に発生したバリを除去するための加工方法を示す説明図である。なお、図３を参照して以下に説明する加工方法、および後述する加工方法のいずれにおいても、研磨工具１のホルダ３０を回転エアードリルなどに連結し、研磨工具１を軸線回りに回転させながら研磨を行なう。

図３（ａ）に示すように、ワークＷに対して表面側から貫通穴Ｗ１を形成すると、ワークＷの裏面側には貫通穴Ｗ１が抜けた縁部分にバリＷ１０が発生する。本発明を適用した研磨工具１を用いてバリＷ１０を除去するには、矢印Ａ１１で示すように、ワークＷの表面側から貫通穴Ｗ１を通って裏面側に達するように、砥石１０を貫通穴Ｗ１に差し込んだ後、砥石１０がワークＷの裏面側で貫通穴Ｗ１の周りに引っ掛かるように、ホルダ３０を上方に移動させる。次に、研磨工具１を軸線周りに回転させて、砥石１０の上端面１１でワークＷの縁部分を研磨する。あるいは、研磨工具１を軸線周りに回転させながら砥石１０の上端面１１をワークＷの縁部分に当接させてワークＷの縁部分を研磨する。

この状態では、図３（ｂ）に示すように、シャンク２１は、図３（ａ）に示す状態から数ｍｍ、長く引き出された状態にあり、引っ張りコイルバネ５０はシャンク２１を上方に付勢するので、砥石１０は、ワークＷの裏面側に弾性をもって当接することになる。その際、スライダ２２とホルダ３０との間では、溝２２４内における小径の鋼球６１により空回りが規制され、溝２２４の長さ範囲で位置が上方に移動する。

次に、図３（ｂ）に矢印Ａ１２で示すように、ワークＷの被加工領域（ワークＷの裏面側における貫通穴Ｗ１の縁部分）に沿って砥石１０とワークＷとの当接箇所を移動させてワークＷを研磨していく。その間、ワークＷに対する砥石１０の軸線方向の位置について高い精度で制御しなくても、砥石１０は、引っ張りコイルバネ５０の付勢力に対応する荷重をもってワークＷの裏面側に当接することになる。従って、砥石１０が磨耗しても、砥石１０は常にワークＷの裏面側に適正な荷重をもって当接するので、手間のかかる調整作業を行なって砥石１０の軸線方向における位置を調整しなくても、ワークＷの裏面側の被加工領域を好適に研磨することができる。

なお、本例で説明する加工方法において、砥石１０は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すいずれの構成であってもよいが、図２（ｄ）に示すように、ホルダ３０側に位置する上端面１１が、軸線方向に直交する平坦面になっている場合には、裏面に対して広い面積に当接するので、研磨を効率よく行なうことができるとともに、裏面の広い領域に均等な荷重で当接するので、研磨を仕上がりよく行なうことができる。

また、本形態では、ホルダ３０内に引っ張りコイルバネ５０を配置したので、簡素な構成で砥石１０をホルダ３０側に引っ張った状態の研磨工具１を実現することができる。また、軸状連結部２０は、砥石１０から一体に延びた軸状のシャンク２１と、シャンク２１を内側に保持するスライダ２２とを備えているため、砥石１０が磨耗した場合でも、シャンク２１付きの別の砥石１０をスライダ２２に取り付ければよいので、砥石１０の交換が容易である。また、シャンク２１のスライダ２２への取り付け位置を調整すれば、砥石１０とホルダ３０との距離を任意に調整することができる。さらに、シャンク２２の溝２２４とホルダ３０の貫通穴３１５との間に鋼球６１を配置したので、シャンク２２を軸線方向に可動な状態とすることができるとともに、シャンク２２のホルダ３０内での空回りを確実に防止することができる。さらに、溝２２４および鋼球６１によって、砥石１０の上死位置および下死位置を規定するストッパを構成することができる。

さらに、砥石１０として、無機長繊維の集合体に樹脂が含浸された塊状の無機長繊維強化樹脂体を用いたので、砥石１０の端面において無機長繊維が露出している部分が刃先として切削、研磨することができるので、ワークＷを効率よく加工することができる。

（加工方法の第２例）
図４は、本発明の実施の形態１に係る研磨工具１を用いて、ワークＷに交差穴を形成した際に発生したバリを除去するための加工方法を示す説明図である。

図４（ａ）に示すように、ワークＷに対して、例えば横穴Ｗ２（一次穴）を形成した後、表面側から横穴Ｗ２に達する縦穴Ｗ３（二次穴）を形成すると、横穴Ｗ２と縦穴Ｗ３の交差部Ｗ４の角状の縁部分にバリＷ１０が発生する。本発明を適用した研磨工具１を用いてバリＷ１０を除去するには、矢印Ａ２１で示すように、ワークＷの表面側から縦穴Ｗ３を通って交差部Ｗ４に達するように、砥石１０を縦穴Ｗ３に差し込んだ後、砥石１０が交差部Ｗ４の縁部分の周りに引っ掛かるように、ホルダ３０を上方に移動させるとともに、研磨工具１を軸線周りに回転させる。その結果、砥石１０は、ワークＷの交差部Ｗ４の縁部分に弾性をもって当接することになる。

次に、図４（ｂ）に矢印Ａ２２で示すように、ワークＷの被加工領域（交差部Ｗ４の縁部分）に沿って砥石１０とワークＷとの当接箇所を移動させてワークＷを研磨していく。その際、ワークＷに対する砥石１０の軸線方向の位置については高い精度で制御しなくても、砥石１０はワークＷの裏面側に好適な状態で当接することになる。従って、砥石１０が磨耗しても、砥石１０は常にワークＷに適正に当接するので、手間のかかる調整を行なわなくても、ワークＷの被加工領域を好適に研磨することができる。

なお、本例で説明する加工方法において、砥石１０は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すいずれの構成であってもよいが、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ホルダ３０側に位置する上端面１１が外周側から中央に向けて盛り上がった湾曲面あるいは円錐面である場合、交差穴において、フラットでないエッジに発生しているバリＷ１０であってもバリＷ１０が発生しているエッジ部分に確実に当接するという利点がある。また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、縦穴Ｗ３２（二次穴）から差し込んだ砥石１０を交差部Ｗ４の縁部分の周りに当接させて研磨を行なう際、砥石１０においてホルダ３０側に位置する上端面１１が外周側から中央に向けて盛り上がった湾曲面あるいは円錐面である場合には、横穴Ｗ２の軸線方向からみたときの上端面１１の曲率半径を、横穴Ｗ２の半径より小さくしておけば、横穴Ｗ２の内周壁面が砥石１０の上端面１１と干渉することを防止することができ、砥石１０と交差部Ｗ４の縁部分とを確実に当接させることができる。

（加工方法の第３例）
図５は、本発明の実施の形態１に係る研磨工具１を用いて、ワークＷの裏面側に形成された凹凸面の表面を研磨する加工方法を示す説明図である。

図５に示すように、本発明を適用した研磨工具１を用いて、ワークＷの裏面側に形成されている凹凸面Ｗ５を研磨する際、あるいは凹凸面Ｗ５に発生したバリＷ１０を除去する際、矢印Ａ３１で示すように、ワークＷの縁部分あるいは開口部から砥石１０をワークＷの裏面側まで差し込んだ後、砥石１０がワークＷの縁部分の周りに引っ掛かるように、ホルダ３０を上方に移動させるとともに、研磨工具１を軸線周りに回転させる。その結果、砥石１０は、ワークＷの縁部分に弾性をもって当接することになる。

次に、矢印Ａ３２で示すように、研磨工具１を横方向に水平移動させ、ワークＷの被加工領域に沿って砥石１０とワークＷとの当接箇所を移動させてワークＷを研磨していく。その際、ワークＷに対する砥石１０の軸線方向の位置については高い精度で制御しなくても、砥石１０はワークＷの裏面側に好適な状態で当接することになる。従って、ワークＷの裏面側に凹凸面Ｗ５がある場合でも、あるいは砥石１０が磨耗しても、砥石１０は常にワークＷの裏面側に適正に当接するので、手間のかかる調整を行なわなくても、ワークＷ裏面側の被加工領域を好適に研磨することができる。また、砥石１０とワークＷとの位置関係に高い精度が求められないことから、手作業で研磨加工を行なうことができるとともに、自動で研磨加工を行なう場合でも、多大な手間をかけて凹凸形状に対応してワークＷの位置を調整するような条件出しを行なう必要がない。

なお、本例で説明する加工方法において、砥石１０は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すいずれの構成であってもよいが、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ホルダ３０側に位置する上端面１１が外周側から中央に向けて盛り上がった湾曲面あるいは円錐面であれば、ワーク裏面側において、凹凸面等のフラットでないエッジに発生しているバリＷ１０であっても確実に当接するという利点がある。

［実施の形態２］
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態１に係る研磨工具１の全体構成を示す説明図であり、図６（ａ）は、第１の付勢部材である引っ張りコイルバネ、第２の付勢部材である圧縮コイルバネ双方を備えたもの、図６（ｂ）は、第１の付勢部材である引っ張りコイルバネのみを備えたもの、図６（ｃ）は、第２の付勢部材である圧縮コイルバネのみを備えたものである。また、図６（ａ）の場合、圧縮バネを引っ張り方向にも作用させれば、第１の付勢部材と第２の付勢部材を兼ねることも出来る。

図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態２に係る研磨工具１に用いられる各砥石１０を拡大して示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。また、研磨工具１の全体構成は、図１（ａ）を参照して説明する。

図１（ａ）および図６（ａ）に示すように、本形態の研磨工具１も、実施の形態１と同様、砥石１０と、この砥石１０を保持するホルダ３０とを有しており、ホルダ３０は、マシニングセンター、ロボット、回転エアードリルなどといった研磨機の回転軸（図示せず）に連結されて軸線Ｌ周りに回転する。本形態において、砥石１０からホルダ３０に向けては軸状連結部２０が延びており、軸状連結部２０は、砥石１０の上端面の中央位置から上方に一体に延びた丸棒状のシャンク２１と、このシャンク２１が挿入された円筒状のスライダ２２とを備えている。ホルダ３０において、スライダ２２の外周面には軸線方向に延びた溝２２４が形成されている一方、パイプ状部材３１には、軸線方向と直交する方向に段付きの貫通穴３１５が形成されており、溝２２４と貫通穴３１５に跨るように小径の鋼球６１が装着されている。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、保持穴３１０には、実施の形態１と同様、スライダ２２と保持穴３１０の奥底との間に引っ張りコイルバネ５０（第１の付勢部材）が配置されており、引っ張りコイルバネ５０の一方端は、スライダ２２の端部に形成されたバネ受け２２８に連結されている一方、引っ張りコイルバネ５０の他方端は、保持穴３１０の奥底に位置するキャップ３７に形成されたバネ受け３７８に連結されている。

本形態の研磨工具１では、さらに、図６（ａ）、（ｃ）に示すように、保持穴３１０において、スライダ２２と保持穴３１０の奥底との間には、引っ張りコイルバネ５０と同軸状に圧縮コイルバネ７０（第２の付勢部材）が配置されており、圧縮コイルバネ７０の一方端は、スライダ２２の端部に当接している一方、圧縮コイルバネ７０の他方端は、保持穴３１０の奥底に位置するキャップ３７に当接している。

従って、砥石１０、シャンク２１およびスライダ２２は、引っ張りコイルバネ５０の付勢力と、圧縮コイルバネ７０の付勢力と、砥石１０、シャンク２１およびスライダ２２の自重が釣り合った位置で停止している。このため、砥石１０をホルダ３０から離間する方向に移動させると、砥石１０は、引っ張りコイルバネ５０によってホルダ３０側に向けて弾性をもって引っ張られている。また、砥石１０をホルダ３０に接近する方向に移動させると、砥石１０は、圧縮コイルバネ７０によってホルダ３０から離間する方向に付勢される。

このように構成した研磨工具１は、実施の形態１と同様、引っ張りコイルバネ５０を備えているので、図３〜図５を参照して説明したように、砥石１０においてホルダ３０側に位置する部分をワークの裏面側に弾性をもって当接させた状態で、ワークの裏面側に形成されたバリの除去、横穴と縦穴との交差部に形成されたバリの除去、およびワークＷ裏面側の凹凸面の研磨などを好適に行なうことができる。

また、本形態の研磨工具１は、砥石１０に対する圧縮コイルバネ７０を備えているので、１つの研磨工具１によって、ワークの表面側も容易かつ適正に研磨することができる。すなわち、例えば、図３（ａ）に示すような貫通穴Ｗ１をドリル加工により形成した際、ワークＷの表面側において貫通穴Ｗ１の周りに盛り上がり部分が発生するので、砥石１０においてホルダ３０側とは反対側の端面（下端面１２）で盛り上がり部分を研磨することができる。より具体的には、ワークＷの表面側において、砥石１０の下端面１２を貫通穴Ｗ１の周囲に当接させてホルダ３０を下方に移動させるとともに、研磨工具１を軸線周りに回転させる。この状態で、シャンク２１は、ホルダ３０の内側に引っ込む方向に変位する結果、圧縮コイルバネ７０はシャンク２１を下方に付勢することになり、砥石１０は、ワークＷの表面側に弾性をもって当接することになる。その際、スライダ２２とホルダ３０との間では、溝２２４内における小径の鋼球６１により空回りが規制され、溝２２４の長さ範囲で位置が上方に移動する。次に、ワークＷの被加工領域（貫通穴の周囲に）に沿って砥石１０とワークＷとの当接箇所を移動させてワークＷを研磨していく。その際、ワークＷに対する砥石１０の軸線方向の位置については高い精度で制御しなくても、砥石１０はワークＷの裏面側に好適な状態で当接することになる。従って、砥石１０が磨耗しても、砥石１０は常にワークＷの裏面側に適正に当接するので、手間のかかる調整を行なわなくても、ワークＷ裏面側の被加工領域を好適に研磨することができる。

なお、本例で説明する加工方法において、砥石１０は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すいずれの構成であってもよいが、図７（ａ）〜（ｄ）に示す構成であることが好ましい。すなわち、図７（ａ）に示す砥石１０は、略円柱状であって、ホルダ３０とは反対側に位置する下端面１２は、外周側から中央に向けて盛り上がった湾曲面になっている。また、砥石１０は、図７（ｂ）に示すように、球状であってもよく、この場合も、ホルダ３０とは反対側に位置する下端面１２は外周側から中央に向けて盛り上がった湾曲面になっている。また、砥石１０は、図７（ｃ）に示すように、略円柱状であって、ホルダ３０とは反対側に位置する下端面１２が、外周側から中央に向けて盛り上がった円錐面になっているものを用いてもよい。さらに、砥石１０は、図７（ｄ）に示すように、略円柱状であって、ホルダ３０とは反対側に位置する下端面１２が軸線方向に対して直交する平坦面になっている構成であってもよい。

［砥石１０の別の形態］
図８（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の参考例に係る研磨工具１に用いられる砥石１０の説明図である。実施の形態１、２では、砥石１０として、アルミナ長繊維や炭化ケイ素長繊維などの無機長繊維の集合体に樹脂が含浸された塊状の無機長繊維強化樹脂体を用いたが、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、円板状の砥石保持体１５に対して、アルミナ長繊維や炭化ケイ素長繊維などの無機長繊維の集合体に樹脂が含浸された線状砥材１６（線状の無機長繊維強化樹脂体）を複数、備えたブラシ状砥石を用いてもよい。これらのブラシ状砥石のうち、図８（ａ）に示すブラシ状砥石は、実施の形態１に使用される砥石１０であり、砥石１０においてシャンク２１が延びている側（図１に示すホルダ３０側に位置する部分）では、砥石保持体１５からホルダ３０側に向かって線状砥材１６が延びている。また、図８（ｂ）に示すブラシ状砥石は、実施の形態２に使用される砥石１０であり、砥石保持体１５からシャンク２１が延びている側、およびシャンク２１が延びている側とは反対側の双方に向かって線状砥材１６が延びている。

このようなブラシ状砥石を用いると、線状砥材１６の先端部をワークに押し当てた状態でワークと相対移動させた際、無機長繊維が刃先となってワークを切削するが、線状砥材１６は湾曲することができるので、ワークに対する当たりが柔らかく、ワークを好適に研磨することができる。

なお、図８（ａ）、（ｂ）に示す砥石１０において、線状砥材１６は砥材束となって離間した位置で砥石保持体１５に保持されているが、線状砥材１６が小分けされずに砥石保持体１５に保持されている構成であってもよい。

かかる砥石１０に用いる線状砥材１６を得るには、塊状の無機長繊維強化樹脂体を製造する場合と同様、無機長繊維が軸線方向に延びるように、無機長繊維の繊維束を並べた後、熱硬化性樹脂を含浸、硬化させた後、所定寸法にカットすることにより製造される。なお、線状砥材１６を製造する際、無機長繊維の繊維束同士に撚りを加えたものを用いてもよい。

［研磨工具１の別の形態］
上記実施の形態では、軸状連結部２０がシャンク２１とスライダ２２とから構成されていたが、一体の軸状連結部により砥石１０とホルダ３０とを連結してもよい。また、上記実施の形態では、第１の付勢部材および第２の付勢部材として、引っ張りコイルバネ５０および圧縮コイルバネ７０を用いたが、かかるコイルバネに限らず、板バネ、エアシリンダ、ゴムなどを用いてもよい。

（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る研磨工具の全体構成を示す説明図、およびその要部断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態１に係る研磨工具に用いられる各砥石を拡大して示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る研磨工具を用いて、ワークの裏面側に発生したバリを除去するための加工方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る研磨工具を用いて、ワークに交差穴を形成した際に発生したバリを除去するための加工方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る研磨工具を用いて、ワークの裏面側に形成された凹凸面の表面を研磨する加工方法を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態１に係る研磨工具の全体構成を示す説明図、この研磨工具に用いた引っ張りコイルバネの説明図、および圧縮コイルバネの説明図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態２に係る研磨工具に用いられる各砥石を拡大して示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の参考例に係る研磨工具に用いられる砥石の説明図である。

符号の説明

１ 研磨工具
１０ 砥石
１１ 砥石の上端面（砥石においてホルダ側に位置する部分）
１２ 砥石の下端面（砥石においてホルダとは反対側に位置する部分）
３０ ホルダ
２０ 軸状連結部
２１ シャンク
２２ スライダ
３１０ 保持穴
５０ 引っ張りコイルバネ（第１の付勢部材）
７０ 圧縮コイルバネ（第２の付勢部材）
Ｗ ワーク
Ｗ１０ バリ

Claims (5)

1. 砥石と、該砥石を保持するホルダとを有する研磨工具において、
   前記砥石は、少なくとも前記ホルダ側に位置する部分がワークを研磨可能な加工部になっており、
   前記ホルダは、前記砥石を当該ホルダの軸線方向の双方向に移動可能に支持するとともに、前記砥石を当該ホルダ側に向けて付勢する第１の付勢部材を備え、
   前記砥石から前記ホルダ側に向けて軸状連結部が延びており、
   前記ホルダは、前記軸状連結部が挿入される保持穴が一方端で開口する筒部を備え、
   前記第１の付勢部材は、前記保持穴の内部において、一方端が前記軸状連結部の端部に連結され、他方端が前記保持穴の奥底部分に連結された引っ張りコイルバネであり、
   前記軸状連結部は、前記砥石から一体に延びた軸状のシャンクと、該シャンクを保持するスライダとを備え、
   当該スライダは、前記保持穴の内部において、前記軸線方向の双方向に移動可能に支持された状態で前記引っ張りコイルバネの一方端が端部に連結されており、
   前記砥石は、無機長繊維の集合体に樹脂が含浸された塊状の無機長繊維強化樹脂体からなり、
   前記砥石において前記ホルダ側に位置する部分は、外周側から中央に向けて盛り上がった湾曲面あるいは円錐面になっていることを特徴とする研磨工具。
2. 前記無機長繊維は、アルミナ長繊維あるいは炭化ケイ素長繊維であることを特徴とする請求項１に記載の研磨工具。
3. さらに、前記ホルダは、前記砥石を当該ホルダ側とは反対側に向けて付勢する第２の付勢部材を備え、
   前記砥石は、前記第１の付勢部材の付勢力と前記第２の付勢部材の付勢力とが釣り合った箇所に位置し、前記ホルダ側とは反対側に位置する部分がワークを研磨可能な加工部になっていることを特徴とする請求項１または２の何れか一項に記載の研磨工具。
4. 前記第２の付勢部材は、前記保持穴内に前記第１の付勢部材と同軸状に配置されたコイルバネからなることを特徴とする請求項３に記載の研磨工具。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の研磨工具を用いた加工方法であって、
   前記砥石の前記ホルダ側に位置する部分をワークに当接させた状態で、ワークの被加工領域に沿って前記砥石とワークとの当接箇所を移動させて、ワークの裏面側に発生したバリの除去、ワークに形成された交差穴に発生したバリの加工、あるいはワーク裏面側の凹凸面の研磨を行なうことを特徴とする加工方法。

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