JPH06320412A

JPH06320412A - 研磨装置

Info

Publication number: JPH06320412A
Application number: JP13689993A
Authority: JP
Inventors: Tamio Inoue; 大充男井上
Original assignee: TAMITSUKUSU KK
Current assignee: TAMITSUKUSU KK
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1994-11-22
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JP2602165B2

Abstract

(57)【要約】【目的】主軸２１の回転運動と上下運動とにより精密
研磨を行う研磨装置において、研磨精度を高める。【構成】ハウジング２０の外にバイブレータ３８，４
５を設ける。バイブレータ３８，４５は、ハウジング２
０内の主軸２１に上下動を与え、且つ、主軸２１の回転
に拘束されずに主軸２１の上下動の周期および移動量を
調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、丸孔内面やテーパ状端
面等の精密研磨仕上げに使用される研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】管内面のような丸孔の内面を精密研磨仕
上げする研磨装置は、ホーニングマシンと呼ばれてい
る。このホーニングマシンは、特開昭６１−２８８９７
１号公報に示されているように、主軸の回転運動と、バ
イブレーションと呼ばれる上下運動との組み合わせによ
り、丸孔の内面を精密研磨仕上げする。従来のホーニン
グマシンに装備されている主軸駆動機構を図１に示す。

【０００３】主軸１は、垂直方向に延びる筒状のハウジ
ング２内に回転自在に且つ軸方向に移動可能に支持さ
れ、スプリング３にて下方へ付勢されている。そして、
主軸回転用モータ４により中心軸回りに回転駆動され
る。ハウジング２は、ラックアンドピニヨン５等の昇降
機構により、主軸回転用モータ４等と共に軸方向に往復
駆動される。工具７はホーニングと呼ばれ、主軸１の下
方にホルダ８により保持される。

【０００４】バイブレータ９としては、主軸１を直角に
貫通するピン９ａと、ピン９ａの両端部に回転自在に取
り付けられた偏心ローラ９ｂ，９ｂと、偏心ローラ９
ｂ，９ｂを支持するべくハウジング２に固定された受座
９ｃとが、ハウジング２内に設けられている。偏心ロー
ラ９ｂ，９ｂは、主軸１がスプリング３にて下方へ付勢
されることにより、受座９ｃに押圧される。

【０００５】主軸回転用モータ４にて主軸１が回転駆動
されると、工具７が回転する。同時に、偏心ローラ９
ｂ，９ｂが主軸１の中心軸回りを公転し、受座９ｃとの
摩擦により自転する。従って、主軸１は回転すると同時
に、軸方向に上下動する。そして、ハウジング２を徐々
に下降させて、工具７を丸孔内に挿入することにより、
丸孔の内面が工具２の回転運動と上下運動により精密研
磨される。

【０００６】なお、丸孔の内面研磨に似た加工として、
円錐状あるいは半球状等に窪んだテーパ状端面の精密研
磨がある。これは、後述するように、ボール盤にて行わ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記のような主軸駆動
機構を備えた従来のホーニングマシンにおいては次のよ
うな問題がある。

【０００８】主軸１の回転速度によって主軸１の上下動
周期が支配されるため、主軸１の上下動周期を自由に調
節できない。偏心ローラ９ｂ，９ｂの偏心量によって主
軸１の上下移動量が一義的に決まるため、主軸１の上下
移動量の変更が困難である。この変更を行うためにはハ
ウジング２内を分解して、偏心ローラ９ｂ，９ｂを交換
しなければならない。

【０００９】一般に言われていることであるが、研磨量
が多い場合は、工具７に加わる負荷が大きいため、主軸
１の上下移動量を小さくし、移動周期を短くする必要が
ある。逆に、研磨量が少ない場合は、工具７にかかる負
荷が小さいため、主軸１の上下移動量を大きくし、移動
周期を長くした方が高精度の仕上がりが可能となる。し
かしながら、従来のホーニングマシンにおいては、主軸
１の上下移動量の変更が困難で、且つ、上下動周期を自
由に調節できないため、このような高精度研磨ができ
ず、研磨精度が低い。

【００１０】最近のホーニングマシンは自動化が進んで
いる。一方、テーパ状の端面を精密研磨するためには、
長い周期で工具を上下動させる必要がある。しかし、自
動化されたホーニングマシンもそのような研磨は行えな
い。そのため、テーパ状端面の精密研磨は、未だ熟練者
がボール盤を操作することで行われている。

【００１１】ホーニングマシンはボール盤より高価で、
自動化されたものは特に高価である。安価なホーニング
マシンを製作するために、ボール盤を改造することが考
えられる。即ち、ボール盤の主軸を上下動させるのであ
る。しかし、従来のホーニングマシンは、バイブレータ
９をハウジング２に内蔵した構造のため、主軸１よりか
なり太いハウジング２を必要とする。ボール盤はそのよ
うなハウジングを持たないので、ボール盤をベースとし
た安価なホーニングマシンの製作は不可能である。

【００１２】偏心ローラ９ｂ，９ｂが受座９ｃ上を自転
するときに鉄粉が生じる。従来のホーニングマシンは、
この鉄粉がハウジング２内のベアリングに侵入し、ベア
リングの寿命を縮める。即ち、バイブレータ９がハウジ
ング２内のベアリングの寿命を縮める原因となる。

【００１３】バイブレータ９を修理する場合は、ハウジ
ング２内を分解する必要があり、手間がかかる。

【００１４】主軸１の回転を高速にした場合、偏心ロー
ラ９ｂ，９ｂが慣性力のために、スプリング３による圧
下力に負けて受座９ｃから一時的に離れ、着地時の大き
な衝撃により偏心ローラ９ｂ，９ｂおよび受座９ｃの摩
耗が進む。

【００１５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、主軸の上下移動量を調節でき、且つ主軸の回転速
度に拘束されずにその移動周期を調節できる研磨装置を
提供することを目的とする。

【００１６】本発明の他の目的は、ボール盤をベースと
した安価なホーニングマシンを製作できる構造の研磨装
置を提供することにある。

【００１７】本発明の他の目的は、自動化されたホーニ
ングマシンを用いてテーパ状端面の精密研磨を能率良く
行い得る構造の研磨装置を提供することにある。

【００１８】本発明の他の目的は、バイブレータの修理
や交換が容易な研磨装置を提供することにある。

【００１９】本発明の他の目的は、ハウジング内のベア
リングの摩耗が少ない研磨装置を提供することにある。

【００２０】本発明の他の目的は、慣性力に起因するバ
イブレータの損耗が少ない研磨装置を提供することにあ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の研磨装置
は、垂直方向の筒体からなり、その軸方向に往復駆動さ
れるハウジングと、該ハウジング内に回転自在に且つ軸
方向に移動可能に支持され、下方に研磨工具を保持する
と共に、下方へスプリングにより付勢された主軸と、主
軸を中心軸回りに回転させる主軸回転用モータと、主軸
の下方にあって被研磨材を保持し、その被研磨材を回転
させるチャックと、主軸から側方に延出し、主軸と共に
上下動し且つ主軸と共に回転しないように基端部が主軸
に連結されたアームと、ハウジングに外付けされ、ハウ
ジング内の主軸から側方に延出したアームの先端部を上
方へ周期的に移動させ、その移動周期および移動量を調
節できる外付けバイブレータとを具備している。

【００２２】外付けバイブレータは、ハウジングの両側
に２種類設け、それぞれを主軸から両側へ延出した２本
のアームに連携させることができる。

【００２３】第１の外付けバイブレータは、回転軸に偏
心して取り付けられ、その偏心量が調節されると共に、
外周面がテーパ面とされた偏心円板と、偏心円板の外周
面に略直角に当接するようにアームの先端部に取り付け
られたフリーローラと、回転軸を駆動する速度可変のバ
イブレイション用モータとを有している。

【００２４】第２の外付けバイブレータは、アームの先
端部にくさび面を介してロッドを当接させ、そのロッド
の移動周期および移動ストロークを調節できるシリンダ
である。

【００２５】第３の外付けバイブレータは、中央部を回
動可能に支持され、その支持点が位置調節されると共
に、一端部をアームの先端部に連結させた揺動レバー
と、揺動レバーの他端部を上下に駆動する速度可変のク
ランクモータとを有している。

【００２６】本発明の第２の研磨装置は、垂直方向の筒
体からなり、その軸方向に往復駆動されるハウジング
と、該ハウジング内に回転自在に且つ軸方向に移動可能
に支持され、下方に研磨工具を保持すると共に、下方へ
スプリングにより付勢された主軸と、主軸を中心軸回り
に回転させる主軸回転用モータと、主軸の下方にあって
被研磨材を保持し、その被研磨材を回転させるチャック
と、ハウジンクの下端部に装着された主軸押上げリング
の上に傾斜して設けられ、主軸を下方から点支持する傾
斜リングとを具備している。

【００２７】傾斜リングは、主軸押上げリングに設けた
ネジにより外部から傾斜角を調節できる構成とするのが
良い。

【００２８】

【作用】本発明の第１の研磨装置においては、主軸が主
軸回転用モータにて回転駆動さされる一方、主軸から側
方へ延出したアームが外付けバイブレータにより上方へ
周期的に駆動されることにより、主軸が上下運動をす
る。従って、主軸はその回転に拘束されずに上下運動を
し、上下運動の周期および移動量が任意に調節される。
バイブレータがハウジングに内蔵されている場合は、主
軸の回転に拘束されずに主軸を独立に上下動させること
が困難であるが、バイブレータを外付けとすることによ
り、主軸の独立駆動が容易となり、上下運動の周期およ
び移動量の調節も容易に行える。また、外付けバイブレ
ータは、修理や交換が容易であるのみならず、ハウジン
グを細くし、更には、バイブレータ内に発生した鉄粉を
ハウジング内に侵入させるおそれがない。

【００２９】外付けバイブレータをハウジングの両側に
２種類設け、それぞれを主軸から両側へ延出した２本の
アームに連携させた場合は、それぞれの外付けバイブレ
ータにより異種の上下動を主軸に与えることができる。

【００３０】第１の外付けバイブレータにおいては、バ
イブレイション用モータにて偏心円板が回転駆動される
ことにより、偏心円板のテーパ状の外周面に沿ってフリ
ーローラが昇降し、その動作がアームを介して主軸に伝
達されることにより、主軸が上下動する。バイブレイシ
ョン用モータの速度変更により主軸の上下動の周期が調
節され、偏心円板の偏心量の変更により、上下動の移動
量が調節される。偏心円板の外周面の傾斜を緩やかにす
れば、慣性力によってフリーローラが偏心円板から離反
する現象を抑えることができる。

【００３１】第２の外付けバイブレータにおいては、シ
リンダロッドの前後進により、主軸が上下動する。ロッ
ドの移動周期の変更により主軸の上下動の周期が調節さ
れ、ロッドの移動ストロークの変更により、上下動の移
動量が調節される。

【００３２】第３の外付けバイブレータにおいては、ク
ランクモータにて揺動レバーが動作することにより、主
軸が上下動する。クランクモータの速度変更により主軸
の上下動の周期が調節され、揺動レバーにおける支持点
の位置変更により、上下動の移動量が調節される。

【００３３】本発明の第２の研磨装置においては、傾斜
リングに点支持された主軸が回転することにより、主軸
が上下動する。傾斜リングは、ハウジンクの下端部に装
着された主軸押上げリングの上に傾斜して設けられ、主
軸を下方から点支持する構成のため、ハウジングを太く
しない。

【００３４】傾斜リングを、主軸押上げリングに設けた
ネジにより外部から傾斜角を調節できる構成とした場合
は、その傾斜角の調節により主軸の上下動の移動量が容
易に調節される。

【００３５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図２は本発明の１実施例を示す研磨装置の正面
図、図３は同研磨装置の側面図、図４は主軸駆動機構を
示すヘッドの縦断正面図、図５は図４のＡ−Ａ線矢視図
である。

【００３６】本研磨装置は、本発明の第１の研磨装置で
あり、バイブレータとして第１の外付けバイブレータと
第２のバイブレータを装備することにより、ホーニング
マシンとテーパ状端面研磨装置の兼用機になっている。
つまり、本研磨装置１台で、丸孔内面の精密研磨とテー
パ状端面の精密研磨を行うことができる。

【００３７】本研磨装置においては、図２および図３に
示すように、架台１０の上に支柱１１が立設されると共
に、支柱１１の前方に位置してチャック１２が配設され
ている。チャック１２は被研磨材を周囲からクランプ
し、モータ１９にて垂直線回りに回転する。チャック１
２と架台１０の間にはＸ−Ｙテーブル１３が設けられて
いる。Ｘ−Ｙテーブル１３はチャック１２を水平方向に
駆動し、被研磨材の中心に丸孔等が位置しない場合もそ
の丸孔等を後述するヘッド１４の直下に簡単に誘導する
ことができる。

【００３８】チャック１２の上方にはヘッド１４が設け
られている。ヘッド１４は、支柱１１の前面に垂直に取
り付けたＬＭガイド１７にて昇降自在に支持され、支柱
１１の前面に沿って垂直に設けられたボールネジ１５の
回転により昇降する。ボールネジ１５の回転は、支柱１
１の上端部内に設けたモータにて行われる。即ち、支柱
１１の上端部内のモータの回転がプーリおよびベルトを
介してボールネジ１５に伝達される。

【００３９】ボールネジ１５の上端にはパルスエンコー
ダ１８が接続されている。パルスエンコーダ１８はボー
ルネジ１５の回転を検知し、これを制御装置に与えるこ
とにより、ヘッド１４の昇降制御を行う。

【００４０】ヘッド１４の主要構成部材は、図４に示す
ように、垂直方向に延びる円筒状のハウジング２０と、
ハウジング２０内に同心状に設けられた主軸２１とであ
る。主軸２１は、ハウジング２０内に設けた複数のベア
リング２２，２３により回転自在に支持されると共に、
軸方向に移動可能に支持されている。ハウジング２０の
下端部には、主軸２１を下方から支持する主軸押上げリ
ング２４がねじ込まれている。

【００４１】主軸２１の上方には主軸回転用モータ２５
が設けられている。主軸回転用モータ２５は、出力軸を
下方に向けた状態で、ハウジング２０の上端部に同心状
に取り付けられている。主軸回転用モータ２５の出力軸
は、カップリング２６を介して主軸２１の上端部に連結
されている。カップリング２６は、主軸２１の軸方向移
動を妨げない構造であり、このカップリング２６には、
主軸２１を下方に付勢するスプリング２７が介装されて
いる。

【００４２】主軸２１の下端部には、工具３０を保持す
るホルダー２９が同心状に取り付けられている。

【００４３】主軸２１の中間部には、両側へ水平に延び
る左右一対のアーム３１，３２が取り付けられている。
アーム３１，３２は、ハウジング２０の両側面に設けた
貫通孔３３，３４に挿入され、一方のアーム３１の先端
部は、ハウジング２０の外に突出している。アーム３
１，３２の各基端部は、ベアリング３５を介して主軸２
１に接続されている。ベアリング３５の上方には、ベア
リング３５を係止する別のベアリング３６が設けられて
いる。これらのベアリングにより、アーム３１，３２に
は主軸２１の回転が伝達されず、アーム３１，３２が上
昇した場合には、スプリング２７による付勢力に抗して
主軸２１が上昇する。

【００４４】ハウジング２０の一方の側面には、第１の
外付けバイブレータ３８が取り付けられている。第１の
外付けバイブレータ３８は、丸孔内面の精密研磨に使用
されるもので、垂直に支持された回転軸３９を有する。
回転軸３９は、その上方に設けた速度可変のバイブレー
ション用モータ４０により回転駆動される。回転軸３９
の下端部には偏心円板４１がボルト止めされている。偏
心円板４１の中心は、図５に示すように、回転軸３９の
中心に対して偏位しており、その偏心量は、取付ボルト
４２を緩め、偏心円板４１に設けた長孔４３に沿って偏
心円板４１を半径方向に移動させることにより任意に調
節される。

【００４５】偏心円板４１の外周面は、上方に向かって
外径が減少するテーパ面になっている。そして、一方の
アーム３１の先端部には、フリーローラ４４が偏心円板
４１の外周面に直角に当接するように傾斜して取り付け
られている。

【００４６】ハウジング２０の他方の側面には、第２の
外付けバイブレータ４５が取り付けられている。第２の
外付けバイブレータ４５は、ピストンロッド４７を主軸
２１の方に向けた水平なエアシリンダ４６であり、テー
パ状端面の精密研磨に使用される。ピストンロッド４７
は、先端をアーム３２に対向させるべく、貫通孔３４か
らハウジング２０内に挿入されている。ピストンロッド
４７の先端部上面は、先端に向かって下方へ傾斜するく
さび面とされ、アーム３２の先端部下面は、このくさび
面に対応するくさび面で、先端に向かって上方へ傾斜し
ている。

【００４７】エアシリンダ４６の動作周期および動作ス
トロークは任意に調節される。

【００４８】ハウジング２０の上端部内には、２つのセ
ンサ５１，５２が上下に並んで設けられている。センサ
５１，５２は主軸２１の上端部の接近を接触あるいは非
接触により検知するもので、上段のセンサ５１は主軸２
１の異常な上昇を検知し、丸孔内面の精密研磨にもテー
パ状端面の精密研磨にも使用される。下段のセンサ５２
は、主軸２１の下方に保持された工具３０が被研磨材に
接触したことを検知するためのもので、もっぱらテーパ
状端面の精密研磨に使用される。

【００４９】上記構成になる本研磨装置は、丸孔内面の
精密研磨とテーパ状端面の精密研磨を行うことができ
る。

【００５０】丸孔内面の精密研磨を行う場合は、まず、
対応する工具３０をホルダー２９に装着する。また、主
軸２１の直下に被研磨材をチャック１２により保持す
る。次いで、ヘッド１４を下降させ、被研磨材の丸孔内
に工具３０を挿入する。そして、チャック１２を回転さ
せながら、主軸回転用モータ２５および第１の外付けバ
イブレータ３８におけるバイブレーション用モータ４０
を作動させる。

【００５１】主軸回転用モータ２５の回転により、その
回転がカップリング２６を介して主軸２１に伝達され、
主軸２１が回転する。また、バイブレーション用モータ
４０の回転により、回転軸３９が回転し、その中心回り
を偏心円板４１が回転すると共に、偏心円板４１の外周
面に当接するフリーローラ４４が、偏心円板４１の回転
に伴って回転する。

【００５２】ここで、偏心円板４１の中心は、回転軸３
９の中心に対して偏位しているので、偏心円板４１の回
転中心から外周面までの径は不等長となる。そして、最
大径部がフリーローラ４４に近づく工程においては、フ
リーローラ４４が偏心円板４１の外周面の傾斜に沿って
上昇し、最小径部がフリーローラ４４に近づく工程にお
いては、フリーローラ４４が偏心円板４１の外周面の傾
斜に沿って下降する。従って、偏心円板４１の回転に伴
ってアーム３１が昇降し、主軸２１が上下動する。

【００５３】この状態でヘッド１４を徐々に下降させ、
被研磨材の丸孔内に工具３０を更に深く挿入する。これ
により、丸孔の内面が工具３０の回転運動と上下運動と
により精密研磨される。

【００５４】主軸２１の上下動の周期は、バイブレーシ
ョン用モータ４０の回転速度を変更することにより、主
軸２１の回転とは無関係に調節される。同様に、上下移
動量も、偏心円板４１の回転中心に対する偏心量を変更
することにより、主軸２１の回転とは無関係に調節され
る。従って、主軸２１の上下移動量を小さくし、移動周
期を短くするとか、主軸２１の上下移動量を大きくし、
移動周期を長くするといった高精度研磨に必要な操作を
行うことができ、従来より格段に高い精度の研磨が可能
となる。

【００５５】また、偏心円板４１の外周面の傾斜を緩や
かにすれば、フリーローラ４４の上向きの慣性力が小さ
くなり、偏心円板４１が高速で回転する場合も、フリー
ローラ４４が偏心円板４１から離反する現象を抑えるこ
とができ、着地時の衝撃がなくなる。従って、慣性力に
起因する損耗が少ない。

【００５６】また、第１の外付けバイブレータ３８を修
理したり交換したりする場合にハウジング２０内を解体
する必要がなく、これらの作業が容易である。

【００５７】また、第１の外付けバイブレータ３８内に
発生した鉄粉をハウジング２０内に侵入させるおそれが
ないので、ハウジング２０内のベアリングの摩耗が抑え
られる。

【００５８】工具３０に大きな負荷が加わった場合は、
主軸２１が過度に上昇し、これが上段のセンサ５１に検
出されることにより、装置が異常停止する。

【００５９】テーパ状端面の精密研磨を行う場合は、ま
ず対応する工具３０をホルダー２９に装着する。また主
軸２１の直下に被研磨材をチャック１２により保持す
る。次いで、チャック１２を回転させ、主軸回転用モー
タ２５を作動させる。主軸回転用モータ２５の回転によ
り、その回転がカップリング２６を介して主軸２１に伝
達され、主軸２１が回転する。そして、この状態でヘッ
ド１４を下降させる。

【００６０】被研磨材に工具３０が当たると、主軸２１
が僅かに上昇し、これが下段のセンサ５２により検出さ
れる。このときのヘッド１４の高さが記憶されると共
に、第２の外付けバイブレータ４５であるエアシリンダ
４６が作動を始め、所定の切り込み深さが得られるま
で、ヘッド１４が下降する。

【００６１】エアシリンダ４６の作動によりピストンロ
ッド４７が前後進し、アーム３２が周期的に上方へ押し
上げられる。これにより、主軸２１が上下動を行う。こ
のとき、ピストンロッド４７の移動周期の変更により主
軸２１の上下動の周期が調節される。また、ピストンロ
ッド４７の移動ストロークの変更により、主軸２１の上
下移動量が調節される。特に、エアシリンダ４６は、長
い周期で工具３０を上下動させることができるので、テ
ーパ状端面の精密研磨に適する。従って、自動化された
ホーニングマシンを用いてテーパ状端面の精密研磨を能
率良く行うことができる。

【００６２】また、第２の外付けバイブレータ４５を修
理したり交換したりする場合にハウジング２０内を解体
する必要がなく、これらの作業が容易である。

【００６３】また、第２の外付けバイブレータ４５内に
発生した鉄粉をハウジング２０内に侵入させるおそれが
ないので、ハウジング２０内のベアリングの摩耗が抑え
られる。

【００６４】工具３０に大きな負荷が加わった場合は、
主軸２１が過度に上昇し、これが上段のセンサ５１に検
出されることにより、装置が異常停止する。

【００６５】図６は第３の外付けバイブレータの構成例
を示す正面図である。この外付けバイブレータ５５は、
ハウジング２０の側方に設けられた揺動レバー５６を有
する。揺動レバー５６は、中央部を支持部材５７により
回動自在に支持され、その支持点を長手方向に移動させ
得るようになっている。支持部材５７は、ハウジング２
０の側方に設けられた水平なネジ５８に支持されると共
に、ネジ５８の回転により支持位置を調節される。

【００６６】揺動レバー５６の一端部は、ハウジング２
０の側方に突出したアーム３１の先端部に回動自在に連
結されている。また、他端部は、ハウジング２０の側方
に設けられたクランクモータ５９のクランクピンに連結
されている。

【００６７】クランクモータ５９が作動すると、揺動レ
バー５６は中央部の支持点を中心に揺動する。これによ
りアーム３１が昇降し、ハウジング２０内の主軸が上下
動を行う。ここで、クランクモータ５９を速度変更する
と主軸の上下動の周期が調節される。また、ネジ５８を
回転させて、支持部材５７を移動させると、揺動レバー
５６の支持点が位置変更され、主軸の上下移動量が調節
される。

【００６８】この外付けバイブレータ５５は、揺動レバ
ー５６の一端部をアーム３１の先端部に連結するので、
慣性力による離反現象がなく、慣性力に起因する損耗が
少ない。

【００６９】また、外付けバイブレータ５５を修理した
り交換したりする場合にハウジング２０内を解体する必
要がなく、これらの作業が容易である。

【００７０】また、外付けバイブレータ５５内に発生し
た鉄粉をハウジング２０内に侵入させるおそれがないの
で、ハウジング２０内のベアリングの摩耗を抑えること
ができる。

【００７１】図７は本発明の第２の研磨装置の一例につ
いてその主要部の構成を示す縦断正面図である。

【００７２】本研磨装置は、バイブレータとして傾斜リ
ング６０を装備している。傾斜リング６０は、ハウジン
グ２０内の主軸２１の下端部に傾斜して外嵌され、ハウ
ジング２０の下端部にねじ込まれた主軸押上げリング２
４により下方から支持されている。主軸押上げリング２
４には、傾斜リング６０を傾斜させ、且つその傾斜角を
調節するために、垂直なネジ６１が貫通してねじ込まれ
ている。そして、主軸２１の下端部は、下方へ突出され
た半球状の支持部６２を傾斜リング６０の上面に接触さ
せることにより点支持されている。バイブレータ以外の
構造は、前述した研磨装置と基本的に同一である。

【００７３】主軸２１が回転すると、傾斜リング６０の
上面の傾斜に沿って支持部６２が昇降することにより、
主軸２１が上下動する。傾斜リング６０の傾斜角を変更
すると、主軸２１の上下移動量が調節される。この調節
は、ハウジング２０の外から簡単に行うことができる。
但し、主軸２１の上下動の移動周期は、主軸２１の回転
に拘束される。しかし、傾斜リング６０は、ハウジング
２０を太くしないので、バイブレータがハウジング２０
に内蔵されているにもかかわらず、ボール盤をベースと
した安価なホーニングマシンの製作を可能にする。

【００７４】本発明の第１の研磨装置および第２の研磨
装置は、上記実施例に限定さない。例えば、主軸２１を
下方に付勢するスプリング２７は、図８に示すように、
主軸回転用モータ２５の出力軸６３と主軸２１の間に動
力伝達部材として挿入でき、カップリングを排除するこ
とにより構成の簡素化を図ることができる。

【００７５】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の第１の研
磨装置は、外付けバイブレータを用いて、主軸の回転に
拘束されずに主軸の上下運動の周期および移動量を任意
に調節するので、主軸の上下移動量を小さくし、移動周
期を短くするとか、主軸の上下移動量を大きくし、移動
周期を長くするといった高精度研磨に必要な操作を行う
ことができ、従来より格段に高い精度の研磨を可能す
る。長い周期で工具を上下動させることができるので、
自動化されたホーニングマシンを用いてテーパ状端面の
精密研磨を能率良く行い得る。ハウジングを細くできる
ので、ボール盤をベースとした安価なホーニングマシン
を製作できる。バイブレータの修理や交換が容易であ
る。バイブレータ内にて発生した鉄粉をハウジング内に
侵入させるおそれがないので、ハウジング内のベアリン
グの摩耗が少ない。

【００７６】外付けバイブレータをハウジングの両側に
２種類設け、それぞれを主軸から両側へ延出した２本の
アームに連携させた場合は、丸孔内面の精密研磨とテー
パ状端面の精密研磨の如き異なる研磨加工を行い得る。

【００７７】第１の外付けバイブレータは、慣性力によ
ってフリーローラが偏心円板から離反する現象を抑える
ことができるので、慣性力に起因する損耗が少ない。

【００７８】第２の外付けバイブレータは、長い周期で
工具を上下動させることができるので、自動化されたホ
ーニングマシンを用いてテーパ状端面の精密研磨を能率
良く行うのに適する。

【００７９】第３の外付けバイブレータは、揺動レバー
の一端部をアームの先端部に連結するので、慣性力によ
る離反現象がなく、慣性力に起因する損耗が少ない。

【００８０】本発明の第２の研磨装置は、主軸を上下動
させる傾斜リングが、ハウジンクの下端部に装着された
主軸押上げリングの上に設けられ、ハウジングを太くし
ないので、バイブレータがハウジングに内蔵されている
にもかかわらず、ボール盤をベースとした安価なホーニ
ングマシンを製作できる。

【００８１】傾斜リングを、主軸押上げリングに設けた
ネジにより外部から傾斜角を調節できる構成とした場合
は、主軸の上下動の移動量を外部から簡単に調節できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の研磨装置に装備されている主軸駆動機構
の概略構成図である。

【図２】本発明の第１の研磨装置の一例についてその全
体構造を示す正面図である。

【図３】図１の研磨装置の側面図である。

【図４】主軸駆動機構を示すヘッドの縦断正面図であ
る。

【図５】図４のＡ−Ａ線矢視図である。

【図６】第３の外付けバイブレータの構成例を示す正面
図である。

【図７】本発明の第２の研磨装置の一例についてその主
要部の構成を示す縦断正面図である。

【図８】主軸と主軸回転用モータのカップリング構造を
示す正面図である。

【符号の説明】

１０架台１１支柱１４ヘッド２０ハウジング２１主軸２４主軸押上げリング２５主軸回転用モータ２７スプリング３０工具３１，３２アーム３８第１の外付けバイブレータ４０バイブレーション用モータ４１偏心円板４４フリーローラ４５第２の外付けバイブレータ４６エアシリンダ４７ピストンロッド５１，５２センサ５５第３のバイブレータ５６揺動レバー５８ネジ５９クランクモータ６０傾斜リング６１ネジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直方向の筒体からなり、その軸方向に
往復駆動されるハウジングと、該ハウジング内に回転自
在に且つ軸方向に移動可能に支持され、下方に研磨工具
を保持すると共に、下方へスプリングにより付勢された
主軸と、主軸を中心軸回りに回転させる主軸回転用モー
タと、主軸の下方にあって被研磨材を保持し、その被研
磨材を回転させるチャックと、主軸から側方に延出し、
主軸と共に上下動し且つ主軸と共に回転しないように基
端部が主軸に連結されたアームと、ハウジングに外付け
され、ハウジング内の主軸から側方に延出したアームの
先端部を上方へ周期的に移動させ、その移動周期および
移動量を調節できる外付けバイブレータとを具備するこ
とを特徴とする研磨装置。
【請求項２】垂直方向の筒体からなり、その軸方向に
往復駆動されるハウジングと、該ハウジング内に回転自
在に且つ軸方向に移動可能に支持され、下方に研磨工具
を保持すると共に、下方へスプリングにより付勢された
主軸と、主軸を中心軸回りに回転させる主軸回転用モー
タと、主軸の下方にあって被研磨材を保持し、その被研
磨材を回転させるチャックと、主軸から両側に延出し、
主軸と共に上下動し且つ主軸と共に回転しないように各
基端部が主軸に連結された２本のアームと、ハウジング
の両側に外付けされ、ハウジング内の主軸から両側に延
出した２本のアームの各先端部を上方へ周期的に移動さ
せ、その移動周期および移動量を調節できる２種類の外
付けバイブレータとを具備することを特徴とする研磨装
置。
【請求項３】外付けバイブレータは、回転軸に偏心し
て取り付けられ、その偏心量が調節されると共に、外周
面がテーパ面とされた偏心円板と、偏心円板の外周面に
略直角に当接するようにアームの先端部に取り付けられ
たフリーローラと、回転軸を駆動する速度可変のバイブ
レイション用モータとを有することを特徴とする請求項
１または２に記載の研磨装置。
【請求項４】外付けバイブレータは、アームの先端部
にくさび面を介してロッドを当接させ、そのロッドの移
動周期および移動ストロークを調節できるシリンダであ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨装
置。
【請求項５】外付けバイブレータは、中央部を回動可
能に支持され、その支持点が位置調節されると共に、一
端部をアームの先端部に連結させた揺動レバーと、揺動
レバーの他端部を上下に駆動する速度可変のクランクモ
ータとを有することを特徴とする請求項１または２に記
載の研磨装置。
【請求項６】垂直方向の筒体からなり、その軸方向に
往復駆動されるハウジングと、該ハウジング内に回転自
在に且つ軸方向に移動可能に支持され、下方に研磨工具
を保持すると共に、下方へスプリングにより付勢された
主軸と、主軸を中心軸回りに回転させる主軸回転用モー
タと、主軸の下方にあって被研磨材を保持し、その被研
磨材を回転させるチャックと、ハウジンクの下端部に装
着された主軸押上げリングの上に傾斜して設けられ、主
軸を下方から点支持する傾斜リングとを具備することを
特徴とする研磨装置。
【請求項７】傾斜リングは、主軸押上げリングに設け
たネジにより外部から傾斜角が調節されることを特徴と
する請求項６に記載の研磨装置。
【請求項８】主軸の異常な上昇を検知するセンサを具
備することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
の研磨装置。
【請求項９】研磨工具と被研磨材との接触を主軸の上
昇により検知するセンサを具備することを特徴とする請
求項１〜８のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１０】チャックは、架台上にＸ−Ｙテーブル
を介して設けられていることを特徴とする請求項１，
２，６のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１１】主軸を下方へ付勢するスプリングは、
主軸回転用モータの回転を主軸に伝達する動力伝達機構
を兼ねていることを特徴とする請求項１，２，６のいず
れかに記載の研磨装置。