JPH0622800B2 - 研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は金型等の被研磨体を研磨する研磨装置に関す
るものであり、特に、研磨加工時の研磨装置の姿勢が常
に最適な状態を保ったまま研磨ができる研磨装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第６図は従来の研磨工具による研磨加工状態を示す斜視
図である。

図において、（１）は金型等の被研磨体、（２）は被研
磨体（１）を研磨する砥石、（３）はエアーによる回転
式の研磨工具、（４）は研磨工具（３）にエアーを供給
するエアーホースである。

従来の研磨装置は上記のように構成されており、作業者
が研磨工具（３）を直接手で持って研磨作業を行なって
いた。

エアーホース（４）からは、通常、工場エアー圧１．０
〜７．０［kg/cm²］程度のエアーが研磨工具（３）内の
モータ（図示せず）に供給され、それによって、モータ
は１０００〜１６０００［ｒｐｍ］の高速回転をする。
そして、このモータの回転軸の先端部に配設された砥石
（２）も同一の回転速度で回転する。

この回転状態にある砥石（２）を被研磨体（１）に押圧
して、被研磨体（１）の面取り、或いはバリ取り等の各
種の研磨加工を行なっていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の研磨工具は、作業者が手でもって研
磨作業を行なうものであり、砥石（２）の周囲の曲面状
の回転面を被研磨体（１）に当接させて研磨を行なうも
のであった。

したがって、研磨により被研磨体（１）のコーナー端部
または隅部等に、所謂、ダレが生じ、被研磨面が丸味を
おびるという問題点があった。このため、被研磨体
（１）の端部を鋭利に仕上げることができず、加工精度
が低下するという問題点があった。

この問題点を解消するために、特開昭６１−２７９４５
８号公報に示された研磨装置も発明された。この研磨装
置は駆動源による回転運動を往復運動に変換し、平面状
の研磨面を形成して被研磨体（１）の研磨加工を行なう
ものであった。

しかし、この研磨装置では研磨装置自体と研磨面とは常
に一定の角度を有して接合されており、研磨面の角度調
整をすることができなかった。したがって、被研磨体
（１）の被研磨面の傾斜角度等に応じて研磨装置全体の
姿勢を適宜変化させる必要があり、作業性がよくないと
いう問題点があった。

また、この他の装置として実開昭５７−１９７４５２号
公報に記載の研磨装置も考案されていた。しかし、この
研磨装置は被研磨体（１）として軸物を研磨するのに用
いるものであり、用途が限定されており、極めて特殊な
装置のために一般的ではなかった。

更に、実公昭３２−１９８９号公報に掲載の技術は、エ
アモータによる回転運動を往復運動に変換した往復動を
直接使用するものであるから、被研磨体の被研磨面の形
状に応じた研磨が不可能である。また、特公昭５２−４
０４７９号公報に掲載の技術は、回転運動を往復運動に
変換した往復動を被研磨体の被研磨面の形状に応じた研
磨を行なうものであるが、研磨装置に加わる外力がその
まま、被研磨体の被研磨面の押圧力となり、加工精度を
向上させることができない。

そこで、この発明はかかる問題点を解消するためになさ
れたものであり、被研磨体のコーナー端部または隅部等
まで均一に加工精度で仕上げることができ、しかも、被
研磨体の被研磨面の形状に応じて研磨装置自体の姿勢を
変化させる必要のない研磨装置を得ることを課題とす
る。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかる研磨装置は、駆動モータによる回転運
動を往復運動に変換する運動変換機構の往復運動を、動
力伝達機構で伝達し、その往復運動によって形成される
可動面を、被研磨体の被研磨面の角度に応じて角変位自
在な角度調整機構と、前記角度調整機構の先端部で被研
磨体との吸引手段を備え被研磨体を研磨する研磨機構を
具備する研磨装置において、ガイドバーに沿って往復移
動が可能に設置され、長円形溝部を上面部中央に刻設し
たスライダー、前記スライダーの長円形溝部に嵌合可能
な偏心軸を有するクランクシャフトからなる運動変換機
構と、ロッドエンドの先端部のボールジョイント部、前
記ボールジョイント部を回動自在に保持するピンを内蔵
したネジホルダーからなるユニバーサルジョイントを有
する角度調整機構と、永久磁石を内蔵した研磨機構と、
前記駆動モータと動力伝達機構との間に配設した弾性部
材とを有するものである。

［作用］ この発明の研磨装置においては、駆動モータによる回転
運動を一定方向の往復運動に変換し、この往復運動を先
端部に伝達し、この先端部に位置し往復運動により形成
される可動面と装置本体との接合角度を被研磨体の被研
磨面の傾斜角度に応じて調整し、この先端部の研磨面を
被研磨体に当接させて研磨を行なうものであるから、常
に、往復運動による平面状の研磨面で被研磨体の研磨加
工ができ、しかも各傾斜角度を有する被研磨体の被研磨
面に対して研磨面部のみが追従して対向状態を維持でき
る。

また、前記駆動モータと動力伝達機構との間に配設した
弾性部材によって、被研磨体の被研磨面の押圧力を調整
できる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例である研磨装置を示す一部
断面を含む正面図、第２図は第１図の矢視Ｘ−Ｘによる
研磨装置を示す平面図、第３図は第１図の研磨装置の要
部を示す断面図、第４図はこの発明の研磨装置の一構成
部分であるスライダーを示す平面図、第５図は第１図の
研磨装置の使用状態を示す側面図である。なお、図中、
（１）は上記従来例の構成部分と同一の構成部分である
金型等の被研磨体である。

図において、（５）はこの研磨装置の駆動源である駆動
モータ、（６）は駆動モータ（５）の先端に配設され図
の上下方向に移動が可能なスライド軸である。（７）は
スライド軸（６）と一体となって回転するクランクシャ
フトであり、回転中心からＲだけ偏心した位置に偏心軸
（７ａ）が形成されている。（８）はクランクシャフト
（７）等を保持するホルダー、（９）はクランクシャフ
ト（７）を回動自在にホルダー（８）に軸支する軸受、
（１０）はホルダー（８）を駆動モータ（５）に支持す
る支持軸である。（１１）及び（１２）は対になって駆
動モータ（５）に固定されているクランパであり、支持
軸（１０）をスライド可能に支持している。（１３）は
支持軸（１０）とクランパ（１１），（１２）との接合
部に配設したリニアボール、（１４）は一対のクランパ
（１１），（１２）を駆動モータ（５）に締付け固定す
る締結ボルト、（１５）はリニアボール（１３）をクラ
ンパ（１１），（１２）に固定するＣリングである。
（１６）は支持軸（１０）の回りに配設されたスプリン
グであり、支持軸（１０）を図の上方向に附勢してい
る。（１７）は図の水平方向に往復移動が可能なスライ
ダーであり、上面部中央にはクランクシャフト（７）の
偏心軸（７ａ）が嵌入可能な長円形溝部（１７ａ）が刻
設されている。（１８）は偏心軸（７ａ）と長円形溝部
（１７ａ）との間に介在する軸受、（１９）はスライダ
ー（１７）をホルダー（８）に移動可能な状態で支持す
るガイドバーである。（２０）はスライダー（１７）に
螺着により固定されたロッドエンドであり、先端部には
ボールジョイント部（２０ａ）が形成されている。（２
１）はボールジョイント部（２０ａ）を回転自在に保持
するピンであり、（２２）のネジホルダー内に配設され
ている。（２３）は上記のボールジョイント部（２０
ａ）とピン（２１）とネジホルダー（２２）とにより構
成されるユニバーサルジョイントである。（２４）はネ
ジホルダー（２２）に螺着により固定された砥石ホルダ
ー、（２５）は砥石ホルダー（２４）の先端面に複数個
面一状態に配設されている砥石、（２６）は砥石ホルダ
ー（２４）内に内蔵されている永久磁石、（２７）は砥
石ホルダー（２４）を組付けているボルト、（２８）は
砥石ホルダー（２４）とネジホルダー（２２）の接合部
に螺着されているナットである。

この実施例の研磨装置は上記のように構成されている。
各要部の各機能について動力伝達の順に従って説明す
る。

まず、駆動モータ（５）による回転運動は一定方向の往
復運動に変換される。これは、往復移動が可能なスライ
ダー（１７）と、このスライダー（１７）の長円形溝部
（１７ａ）に嵌入した偏心軸（７ａ）を有するクランク
シャフト（７）との組合せからなる運動変換機構（Ａ）
により行なわれ、クランクシャフト（７）の回転運動が
スライダー（１７）の往復運動に変換される。

この運動変換動作について第２図、第３図及び第４図を
用いて以下に詳述する。

駆動モータ（５）が回転を開始すると、スライド軸
（６）及びクランクシャフト（７）も一体となり回転を
開始する。そして、クランクシャフト（７）の偏心軸
（７ａ）はクランクシャフト（７）の回転中心の回りを
偏心量Ｒを半径とする円運動を行なう。この偏心軸（７
ａ）は軸受（１８）を介してスライダー（１７）の長円
形溝部（１７ａ）に嵌合されている。一方、スライダー
（１７）の貫通孔部（１７ｂ）にはガイドバー（１９）
が貫通されているので、偏心軸（７ａ）の回転運動によ
ってスライダー（１７）はガイドバー（１９）に沿って
往復運動を行なう。

したがって、偏心軸（７ａ）の回転運動が高速になれば
なるほど、スライダー（１７）の往復運動も激しくな
り、最終的には振動状態になる。この運動範囲はクラン
クシャフト（７）の回転中心を中心とする２Ｒである。
なお、長円形溝部（１７ａ）の長手方向の寸法Ｌは偏心
軸（７ａ）の偏心量Ｒの２倍以上の寸法が必要である。

そして、この運動変換機構（Ａ）で変換後の往復運動は
動力伝達機構（Ｂ）により先端部に伝達される。この実
施例では、動力伝達機構（Ｂ）としてスライダー（１
７）に螺着により固定され所定の方向に延出したロッド
エンド（２０）を採用している。

したがって、このロッドエンド（２０）の長さを適宜変
化させることにより、動力の伝達距離を調整することが
できる。また、ロッドエンド（２０）の延出方向を変化
させれば、動力伝達方向を変更することもできる。

また、この動力伝達機構（Ｂ）の先端部には、伝達され
た往復運動により形成される可動面と装置本体との接合
角度が自在に調整できる角度調整機構（Ｃ）が装着して
ある。この角度調整機構（Ｃ）は、被研磨体（１）の被
研磨面の傾斜角度に応じて可動面の傾斜角度を自在に調
整できるものであり、ロッドエンド（２０）の先端部の
ボールジョイント部（２０ａ）と、このボールジョイン
ト部（２０ａ）を回転自在に保持するピン（２１）を内
蔵するネジホルダー（２２）とによって構成されるユニ
バーサルジョイント（２３）が採用されている。

したがって、ロッドエンド（２０）のボールジョイント
部（２０ａ）を中心として、可動面は任意の方向に自在
に角度を変えることができる。

更に、この角度調整機構（Ｃ）の先端部には、被研磨体
（１）との吸引手段を備え被研磨体（１）を直接研磨す
る研磨機構（Ｄ）が配設されている。この研磨機構
（Ｄ）は内部に永久磁石（２６）を内蔵し、先端面に砥
石（２５）を面一に配設したものである。

また、金型等の金属製の磁性体からなる被研磨体（１）
を研磨する場合には、永久磁石（２６）と被研磨体
（１）との間に吸引力が作用する。そして、角度調整機
構（Ｃ）の研磨面が常に被研磨体（１）の被研磨面との
対向状態を維持し、被研磨体（１）の被研磨面の形状に
応じた極めて正確な倣い研磨加工ができる。

第５図は第１図の研磨装置の使用状態を示す側面図であ
り、砥石ホルダー（２４）が被研磨体（１）の被研磨面
の傾斜角度に応じて可動する状態を示している。このよ
うに、この実施例の研磨装置を用いれば、被研磨体
（１）の被研磨面の角度に応じて先端部の研磨面のみが
追従し、常に、対向状態を維持したままで研磨加工がで
きる。したがって、被研磨体（１）の被研磨面の形状に
応じて研磨装置自体の姿勢を一々変化させる作業は不要
になり、研磨装置の姿勢を常に一定に保ったままで研磨
加工ができる。

また、砥石（２５）は、常に、往復運動による平面状の
研磨面を構成するので、被研磨体（１）のコーナー端部
または隅部等まで均一状態に仕上げることができる。し
たがって、従来問題となっていた研磨により被研磨体
（１）のコーナー端部または隅部等に、ダレが生じ、被
研磨面が丸味を帯びるということはなくなるので、被研
磨体（１）の端部を鋭利に仕上げることができ、加工精
度が向上する。

なお、この実施例の研磨装置は、運動変換機構（Ａ）、
動力伝達機構（Ｂ）、角度調整機構（Ｃ）、及び研磨機
構（Ｄ）が一体で上下にスライド可能な構造となってい
るので、工作ロボット等に装着すれば、被研磨体（１）
の被研磨面の凹凸及び傾斜に対しても、極めて忠実な倣
い研磨加工をすることができる。したがって、研磨加工
の自動化を促進することができる。

このように、本実施例の研磨装置は、駆動モータ（５）
による回転運動を往復運動に変換する運動変換機構
（Ａ）の往復運動を、動力伝達機構（Ｂ）で伝達し、そ
の往復運動によって形成される可動面を、被研磨体
（１）の被研磨面の角度に応じて角変位自在な角度調整
機構（Ｃ）と、前記角度調整機構（Ｃ）の先端部で被研
磨体（１）との吸引手段を備え被研磨体（１）を研磨す
る研磨機構（Ｄ）からなる研磨装置において、ガイドバ
ーに沿って往復移動が可能に設置され、長円形溝部（１
７ａ）を上面部中央に刻設したスライダー（１７）、前
記スライダー（１７）の長円形溝部（１７ａ）に嵌合可
能な偏心軸（７ａ）を有するクランクシャフト（７）か
らなり、駆動モータ（５）による回転運動を往復運動に
変換する運動変換機構（Ａ）と、ロッドエンド（２０）
の先端部のボールジョイント部（２０ａ）、前記ボール
ジョイント部（２０ａ）を回動自在に保持するピン（２
１）を内蔵したネジホルダー（２２）からなるユニバー
サルジョイント（２３）を有する角度調整機構（Ｃ）
と、永久磁石（２６）を内蔵した研磨機構（Ｄ）と、前
記駆動モータ（５）と動力伝達機構（Ｂ）との間に配設
したスプリング（１６）からなる弾性部材とを具備する
ものである。

したがって、運動変換機構（Ａ）、角度調整機構
（Ｃ）、研磨機構（Ｄ）が簡単な構造とすることがで
き、また、被研磨体（１）の被研磨面の凹凸及び傾斜に
対しても、極めて忠実な倣い研磨加工をすることができ
る。特に、駆動モータ（５）と動力伝達機構（Ｂ）との
間に配設した弾性部材によって、被研磨体（１）の被研
磨面の押圧力を調整でき、過剰な押圧力が付与されるの
を回避できる。

ところで、上記の実施例では、この研磨装置をロボット
等に装着する場合について説明したが、勿論、人間の手
で持って研磨作業を行なってもよい。

また、上記実施例の運動変換機構の往復運動を伝達する
動力伝達機構は、単に往復運動を伝達できればよいから
ロッドを用いることで充足され、その長さは任意に設定
できる。

更に、上記実施例の角度調整機構の先端部で被研磨体と
の吸引手段を備え被研磨体を研磨する研磨機構は、吸引
手段として永久磁石を用いているが、エアーの吸引装置
等とすることもできる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の研磨装置は、駆動モー
タによる回転運動を往復運動に変換し、この往復運動を
先端部に伝達し、この先端部に位置し往復運動により形
成される可動面と被研磨面の角度に応じて角変位し、こ
の先端部の研磨面を被研磨体に当接させて研磨を行なう
ことにより、常に、往復運動による平面状の研磨面で被
研磨体の研磨加工ができるので、被研磨体のコーナー端
部または隅部等まで均一状態に仕上げることができ、被
研磨体の端部を鋭利に仕上げることができ、加工精度が
向上する。しかも、被研磨体の被研磨面の角傾斜角度に
対しても研磨面部のみが追従して対向状態を維持できる
ので、研磨装置の姿勢を常に一定に保ったままで研磨加
工できる。

そして、運動変換機構、角度調整機構、研磨機構が簡単
な構造とすることができ、また、被研磨体の被研磨面の
凹凸及び傾斜に対しても、極めて忠実な倣い研磨加工を
することができる。

更に、駆動モータと動力伝達機構との間に配設した弾性
部材によって、被研磨体の被研磨面の押圧力を調整で
き、過剰な押圧力が付与されるのを回避できる。また、
永久磁石を内蔵した研磨機構との相乗効果で、高効率で
被研磨体の被研磨面から離れることなく、研磨ができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である研磨装置を示す一部
断面を含む正面図、第２図は第１図の矢視Ｘ−Ｘによる
研磨装置を示す平面図、第３図は第１図の研磨装置の要
部を示す断面図、第４図はこの発明の研磨装置の一構成
部分であるスライダーを示す平面図、第５図は第１図の
研磨装置の使用状態を示す側面図、第６図は従来の研磨
工具による研磨加工状態を示す斜視図である。 図において、 １：被研磨体、５：駆動モータ ７：クランクシャフト、７ａ：偏心軸 １７：スライダー、１７ａ：長円形溝部 １７ｂ：貫通孔部、２０：ロッドエンド ２０ａ：ボールジョイント部 ２３：ユニバーサルジョイント ２５：砥石、２６：永久磁石 Ａ：運動変換機構、Ｂ：動力伝達機構 Ｃ：角度調整機構、Ｄ：研磨機構 である。 なお、図中、同一符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動モータによる回転運動を往復運動に変
   換する運動変換機構の往復運動を、動力伝達機構で伝達
   し、その往復運動によって形成される可動面を、被研磨
   体の被研磨面の角度に応じて角変位自在な角度調整機構
   と、前記角度調整機構の先端部で被研磨体との吸引手段
   を備え被研磨体を研磨する研磨機構からなる研磨装置に
   おいて、 ガイドバーに沿って往復移動が可能に設置され、長円形
   溝部を上面部中央に刻設したスライダー、前記スライダ
   ーの長円形溝部に嵌合可能な偏心軸を有するクランクシ
   ャフトからなる回転運動を往復運動に変換する運動変換
   機構と、 ロッドエンドの先端部のボールジョイント部、前記ボー
   ルジョイント部を回動自在に保持するピンを内蔵したネ
   ジホルダーからなるユニバーサルジョイントを有する角
   度調整機構と、 永久磁石を内蔵した研磨機構と、 前記駆動モータと動力伝達機構との間に配設した弾性部
   材と を具備することを特徴とする研磨装置。