JPH05123909A - 研磨工具保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨工具保持装置の剛性向上、コンパクト
化、コストダウンを達成するとともに、研磨工具の押圧
力の正確な制御を達成する。 【構成】 研磨工具に回転力を伝達する伝達軸２を包囲
するように角筒３を設け、角筒３を大径筒体５に対して
フローティング支持させることによりフローティング機
構を構成し、フローティング機構の先端部にツール・チ
ェンジャ７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は研磨工具保持装置に関
し、さらに詳細にいえば、回転駆動源に対して研磨工具
をフローティング保持するための研磨工具保持装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から金型みがき等の用途に供される
研磨工具を保持するための装置として、一般的に、実開
昭６３−１６１６３９号公報に示されるように、エア・
モータの出力軸に工具把持機構を設けた構成のものが採
用されているが、研磨工具を交換するためにツール・チ
ェンジャを使用する場合には、エア・モータを支持する
フローティング機構、エア・モータおよび研磨工具を全
体として交換する方法が一般的に採用されている。した
がって、全体として構成が大がかりになり、コスト・ア
ップを招いてしまうとともに、研磨すべき金型等と干渉
する可能性が高くなるという不都合がある。

【０００３】このような不都合を考慮して、研磨工具を
交換する場合に、必要最少限の部材のみを交換できる装
置として、特公昭６３−６２３３４号公報に示すよう
に、上下スライド自在かつ回転自在な主軸に対してスピ
ンドルを介してホルダが取り付けられ、ホルダに対し
て、工具を保持するアダプタが取り外し可能に取り付け
られた構成のものが提案されている。そして、予め定め
られた所定位置に、アダプタを着脱するためのシリンダ
装置が配置されている。

【０００４】したがって、アダプタに研磨ツールを予め
装着しておいて、シリンダ装置によりアダプタをホルダ
に装着し、この状態で主軸を下降させ、かつ回転させる
ことにより金型等を研磨することができる。しかし、こ
の構成の工具保持装置においては、アダプタを抜け止め
状に保持するための抜け止め溝および抜け止め片が設け
られているのみならず、ホルダに対するアダプタの自由
回転を阻止するためのキー溝および進退可能なキーが設
けられているのであるから、アダプタに対して回転力を
伝達するための機構がキーとキー溝との係合のみにな
り、剛性を余り高めることができないとともに、キーが
ばねにより付勢されているのであるから、多少の寸法誤
差が存在することに起因してホルダの回転中心とアダプ
タの回転中心がずれてしまうという不都合がある。ま
た、アダプタを着脱するためのシリンダ装置が別個に設
けられているのであるから、全体として装置が大型化す
るとともに、アダプタ着脱時にホルダをシリンダ装置に
対して正確に位置決めしなければならず、動作制御の精
度を著しく高めなければならないという不都合がある。

【０００５】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、全体として小形化でき、かつ剛性を高め
ることができ、さらにコスト・ダウンを簡単に達成でき
る新規な研磨工具保持装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の研磨工具保持装置は、回転駆動源の出
力軸と連結された角軸とスライド可能に係合する角筒が
設けられてあり、角軸および角筒を包囲する状態で所定
距離スライド可能に、先端部内面がテーパ面に形成され
た大径筒体を設けてあり、上記角軸が大径筒体に対して
回転自在かつスライド自在に支持されているとともに、
付勢部材により抜け方向に付勢されてあり、研磨工具を
保持する保持部が、上記テーパ面と係合するテーパ面を
有するハウジング部と、上記角筒と係合可能な角軸とを
有しており、上記大径筒体の先端部所定位置に、保持部
を抜け止め状に保持する保持具が設けられてある。

【０００７】請求項２の研磨工具保持装置は、両角軸が
互に等しい角数の軸であり、角筒が角軸の角数の整数倍
の角数の筒である。請求項３の研磨工具保持装置は、角
軸を回転自在に支持する二重筒体を含み、二重筒体の間
隙に上記大径筒体がスライド可能に設けられてあり、二
重筒体と大径筒体との間に、大径筒体をスライドさせる
ための圧力流体室が形成されてある。

【０００８】

【作用】請求項１の研磨工具保持装置であれば、大径筒
体を抜け方向にスライドさせた状態で保持部のハウジン
グをテーパ係合させることにより、保持具により保持部
を抜け止め状に保持できる。そして、この状態において
は、角筒と保持部の角軸とが嵌合していない可能性があ
るが、保持部に保持された研磨工具を金型等に圧接した
ままで回転駆動源の出力軸を僅かに回転させれば、角筒
が角軸と嵌合し得る状態が生じ、付勢部材により角筒が
スライドすることにより出力軸と保持部の角軸との連結
が達成できる。したがって、その後は、回転駆動源を動
作させることにより研磨工具を自転させることができ
る。

【０００９】さらに、大径筒体のスライド距離が長くな
っても、付勢部材が大径筒体と角筒との間に設けられて
いるだけであるから、角軸のスライドにより出力軸と保
持部とが連結された後において付勢部材による付勢力が
研磨工具のフローティング保持に影響を与えることがな
く、研磨工具の被研磨物に対する押圧力を一定に保持で
きる。

【００１０】また、研磨工具を取り外す場合には、大径
筒体を逆方向にスライドさせればよく、保持具による保
持部の抜け止め状の保持が解除されるので、保持部と共
に研磨工具を取り外すことができる。以上の説明から明
らかなように、全構成要素を同心状に配置し、しかも中
心に位置する両角軸および角筒で回転力伝達軸を構成し
ているのであるから、剛性を高めることができるととも
に、全体としてコンパクト化することができ、ひいては
コスト・ダウンを達成できる。さらに、大径筒体のスラ
イド距離を長くでき、しかも付勢部材による付勢力がフ
ローティング保持されている研磨工具に対して影響を及
ぼすという不都合を解消できる。さらにまた、研磨工具
がフローティング保持されているのであるから、教示作
業を簡単化でき、研磨作業に伴なう研磨工具の摩耗にも
対処できることになる。

【００１１】請求項２の研磨工具保持装置であれば、角
筒と保持部の角軸とが嵌合し得る状態を得るために必要
な回転角度を著しく小さくすることができるとともに、
保持部のハウジングをテーパ係合させただけで角筒と角
軸とが嵌合する可能性が高くなる。請求項３の研磨工具
保持装置であれば、大径筒体を安定に、かつスムーズに
スライドできるように支持することができ、しかも大径
筒体をスライドさせるための圧力流体室に対する圧力流
体供給路を簡単に形成することができる。

【００１２】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明の研磨工具保持装置の一実施
例を示す中央縦断面図であり、エア・モータ等の回転駆
動源１の出力軸１ａに対してタイミング・ベルト等１ｃ
を介して角軸２が一体的に連結されている。そして、角
軸２および角筒３を包囲する二重筒体４が回転駆動源１
に対して一体的に連結されており、二重筒体４の内側部
材４ａと外側部材４ｂとの間隙４ｃに、先端部内面がテ
ーパ面５ａに形成された大径筒体５がころがり軸受け５
ｂを介してスライド可能に収容されている。そして、テ
ーパ面５ａの基部に軸受け９ａを介して回転自在かつス
ライド自在に角筒３を設け、角筒３を角軸２に嵌合して
いるとともに、バネ９により抜け方向に付勢している。
また、研磨工具（図示せず）を保持する保持部６は、基
部側に上記テーパ面５ａと係合するテーパ面６ａが形成
されたハウジング６ｂを貫通する状態で軸６ｃが支持さ
れており、軸６ｃの基端部側が上記角軸２と等しい断面
形状の角軸６ｄに形成されている。そして、大径筒体５
を貫通してテーパ面５ａから内向きに突出するように付
勢されたツール・チェンジャとしての保持具７が設けら
れてあるとともに、テーパ面６ａの所定位置に保持具７
の突出先端部を受け入れる凹所６ｅが形成されてある。
尚、８ａは大径筒体５の先端面所定位置に形成された位
置決め穴であり、８ｂはハウジング６ｂの所定位置に設
けられた突軸であり、突軸８ｂが位置決め穴８ａに係合
するように保持部６を挿入することにより、保持具７と
凹所６ｅとの相対位置を揃えることができる。

【００１３】図２はフローティング機構を構成する二重
筒体４と大径筒体５との関係を示す縦断面図であり、二
重筒体４の内側部材４ａの所定位置に段付きの外向き環
状フランジ４ｄが一体形成されてある。そして、大径筒
体５の基部寄り内面所定位置に、フランジ４ｄの高さと
等しい深さの、圧力流体室としての環状溝５ｃが形成さ
れてあり、しかも、外向き環状フランジ４ｄを環状溝５
ｃに収容した状態においてフランジにより区画される環
状溝５ｃの各空間にエアを供給するためのエア供給路５
ｄ，５ｅが形成されてある。

【００１４】図３は角軸２と角筒３との関係を示す横断
面図であり、角軸２が正六角形断面形状である。そし
て、角筒３の外形が円形断面形状であり、内形が互に３
０度ずらせた正六角形を重ね合せた断面形状である。上
記の構成の研磨工具保持装置の動作は次のとおりであ
る。研磨工具を保持していない状態においては、図４に
示すように、保持部６が装着されておらず、角筒３がば
ね９により付勢されて抜け方向の限界位置までスライド
した状態である。

【００１５】研磨工具を装着する場合には、軸６ｃの先
端部に研磨工具（図示せず）を装着した保持部６を、大
径筒体５に挿入するとともに、エア供給路５ｄを通して
環状溝５ｃの下側の区画室に圧力エアを供給して大径筒
体５を抜け方向にスライドさせればよく、テーパ面５ａ
とテーパ面６ａとが係合した状態で保持具７が凹所６ｅ
と係合し、保持部６が抜け止め状に保持される。但し、
この状態においては、軸６ｃの基端部の角軸６ｄが角筒
３に挿入されている保障は全くなく、一般的には、角軸
６ｄがばね９に抗して角筒３を押し込んだ状態である
（図５参照）。即ち、このままでは回転駆動源１の出力
軸１ａの回転を軸６ｃにスムーズに伝達することができ
ないのであるが、角筒３の内形が図３に示す断面形状で
あるから、軸６ｃの回転、即ち、研磨工具の回転を規制
した状態において出力軸１ａを僅かに回転させればよ
く、３０度未満の回転角度で、角軸６ｄが角筒３に挿入
される状態が得られ、ばね９の付勢力により角筒３が復
動して角軸６ｄと角筒３との係合を達成できる（図６参
照）。

【００１６】その後は、回転駆動源１を把持するロボッ
ト・アーム（図示せず）を制御するとともに、回転駆動
源１を動作させることにより、金型等の自動みがき動作
を行なうことができる。研磨工具を取り外す場合には、
エア供給路５ｅを通して環状溝５ｃの上側の区画室に圧
力エアを供給して大径筒体５を押し込み方向にスライド
させればよく、保持具７と凹所６ｅとの係合が強制的に
解除されるので、簡単に保持部６と共に研磨工具を取り
外すことができる。

【００１７】その後は、上記一連の動作を反復すること
により、研磨工具を交換した状態での金型等の自動みが
きを行なうことができる。尚、以上の説明においては、
保持部６を大径筒体５に向かって挿入するようにしてい
るが、研磨工具を装着した保持部６を所定の待機位置に
支持させておき、ロボット・アームを動作させることに
より大径筒体５を保持部６の直上に正対させ、大径筒体
５を含む全体を下降させるとともに、下降終期において
圧力エアを供給して大径筒体５を抜け方向にスライドさ
せることによっても同様に研磨工具の装着を達成でき、
逆の動作を行なわせることにより研磨工具の取り外しを
達成できる。

【００１８】

【実施例２】図７はこの発明の研磨工具保持装置の他の
実施例の要部を示す縦断面図であり、上記実施例と異な
る点は、軸６ｃを２分し、ハウジング６ｂの内部におい
て両者を連結した点のみである。さらに詳細に説明する
と、軸６ｃは角軸６ｄを有する上部軸６ｆと下部軸６ｇ
とに２分されており、下部軸６ｇの上端部に大径の円盤
部６ｈを一体形成し、すべり軸受け６ｊにより円盤部６
ｈの上面および下面をスライド可能に支持している。そ
して、円盤部６ｈの上面所定位置に長穴６ｋが形成され
ているとともに、上部軸６ｆの下面所定位置に長穴６ｋ
と係合する丸軸６ｍが突出形成されている。さらに、丸
軸６ｍとしてコロを有する構成を採用して長穴６ｋとの
摩擦抵抗を小さくしている。

【００１９】したがって、この実施例の場合には、保持
部６の構成要素である軸６ｃを比較的短い２本の軸で構
成でき、しかも組み立てを簡単に行なうことができるほ
か、上記実施例と同様の作用を達成できる。さらに、ハ
ウジング６ｂの内部に潤滑油を封止でき、長寿命化でき
る。尚、この発明は上記の実施例に限定されるものでは
なく、例えば、角軸２，６ｄとして正六角形断面形状の
角軸を用いる代わりに正五角形断面形状、正四角形断面
形状等所望の多角形断面形状の角軸を用いることが可能
であるほか、角筒３として角軸２，６ｄと等しい断面形
状の穴を有する角筒を用いることが可能であり、さらに
二重筒体４に替えて内側部材４ａのみからなる筒体を用
いることが可能であり、その他、この発明の要旨を変更
しない範囲内において種々の設計変更を施すことが可能
である。

【００２０】

【発明の効果】以上のように第１の発明は、全構成要素
を同心状に配置し、しかも中心に位置する両角軸および
角筒で回転力伝達軸を構成することにより、剛性を高め
ることができるとともに、全体としてコンパクト化する
ことができ、ひいてはコスト・ダウンを達成でき、しか
も、大径筒体のスライド距離を長くした場合において付
勢部材により保持部に付勢力が作用することを防止して
押圧力の正確な制御を達成できるという特有の効果を奏
する。

【００２１】第２の発明は、角筒と保持部の角軸とが嵌
合し得る状態を得るために必要な回転角度を著しく小さ
くすることができるとともに、保持部のハウジングをテ
ーパ係合させただけで角筒と角軸とが嵌合する可能性が
高くなるという特有の効果を奏する。第３の発明は、大
径筒体を安定に、かつスムーズにスライドできるように
支持することができ、しかも大径筒体をスライドさせる
ための圧力流体室に対する圧力流体供給路を簡単に形成
することができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の研磨工具保持装置の一実施例を示す
中央縦断面図である。

【図２】フローティング機構を構成する二重筒体と大径
筒体との関係を示す縦断面図である。

【図３】角軸と角筒との関係を示す横断面図である。

【図４】保持部を装着していない状態を示す縦断面図で
ある。

【図５】保持部の角軸が角筒と係合していない状態を示
す縦断面図である。

【図６】保持部の角軸が角筒と係合した状態を示す縦断
面図である。

【図７】この発明の研磨工具保持装置の他の実施例の要
部を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 回転駆動源 １ａ 出力軸 ２ 角軸 ３
角筒 ４ 二重筒体 ４ｃ 間隙 ５ 大径筒体 ５ａ
テーパ面 ５ｃ 圧力流体室としての環状溝 ６ 保持部 ６
ａ テーパ面 ６ｄ 角軸 ７ 保持具 ９ ばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動源（１）の出力軸（１ａ）と連
   結された角軸（２）とスライド可能に係合する角筒
   （３）が設けられてあり、角軸（２）および角筒（３）
   を包囲する状態で所定距離スライド可能に、先端部内面
   がテーパ面（５ａ）に形成された大径筒体（５）を設け
   てあり、上記角軸（３）が大径筒体（５）に対して回転
   自在かつスライド自在に支持されているとともに、付勢
   部材（９）により抜け方向に付勢されてあり、研磨工具
   を保持する保持部（６）が、上記テーパ面（５ａ）と係
   合するテーパ面（６ａ）を有するハウジング部（６ｂ）
   と、上記角筒（３）と係合可能な角軸（６ｄ）とを有し
   ており、上記大径筒体（５）の先端部所定位置に、保持
   部（６）を抜け止め状に保持する保持具（７）が設けら
   れてあることを特徴とする研磨工具保持装置。
2. 【請求項２】 両角軸（２）（６ｄ）が互に等しい角数
   の軸であり、角筒（３）が角軸（２）（６ｄ）の角数の
   整数倍の角数の筒である請求項１に記載の研磨工具保持
   装置。
3. 【請求項３】 角軸（２）を回転自在に支持する二重筒
   体（４）を含み、二重筒体（４）の間隙（４ｃ）に上記
   大径筒体（５）がスライド可能に設けられてあり、二重
   筒体（４）と大径筒体（５）との間に、大径筒体（５）
   をスライドさせるための圧力流体室（５ｃ）が形成され
   てある請求項１または請求項２に記載の研磨工具保持装
   置。