JPH0763932B2 - 研磨工具保持装置 - 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。

＜従来の技術、および発明が解決しようとする課題＞ 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。

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。
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からであるから、
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。

＜発明の目的＞ この発明は上記の問題点を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。

＜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、この発明の研磨工具保持
装置は、回転駆動源の出力軸の回転を研磨工具を保持す
る保持部に伝達する角軸が、中心軸線が互いに一致する
第１の角軸と第２の角軸とからなり、第１の角軸が回転
駆動源の出力軸に同心状に一体的に連結されてあり、第
１の角軸の軸方向にスライド可能かつ相対回転不可能に
係合し、しかも中心軸線が上記中心軸線と一致する角筒
が、付勢部材により上記係合が外れない範囲において抜
け方向に付勢されてあり、第１の角軸および角筒を包囲
し、かつ先端部内面がテーパ面に形成された大径筒体
が、回転駆動源の保持部と一体的に設けられた二重筒体
の間隙に、第１の角軸の軸方向に所定距離スライド可能
に支持されてあり、大径筒体の内面に外向き環状フラン
ジと外径と等しい内径を有する凹所が形成されてあり、
凹所の、外向き環状フランジにより区画される室が大径
筒体をスライドさせるための圧力流体室であるととも
に、フローティング保持された研磨工具に所定の押し付
け力を与えるものであり、大径筒体の所定位置に、圧力
流体室とそれぞれ連通させる流体流路が形成されてあ
り、研磨工具を保持し、かつ第２の角軸の中心軸線と一
致する中心軸線を有する保持部が、上記テーパ面と係合
するテーパ面を有する筒状のハウジング部を有している
とともに、上記角筒に対して相対回転不可能な状態で係
合可能な第２の角軸を、ハウジング部の内部にベアリン
グを介して同心状に支持してあり、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。

但し、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ことが好ましい。

＜作用＞ 以上の構成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。

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、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、しかも圧力流体室の流体圧力によ
り、フローティング保持された研磨工具に対して一定の
押し付け力を与えることができる。さらにまた、軸部材
をスライドさせるために圧力流体室を設けてなるピスト
ン機構により大径筒体をスライドさせる場合と比較して
全体構成をコンパクトにすることができ、全体構成がコ
ンパクトになることにより、研磨作業中における研磨対
象物と研磨工具保持装置との干渉の可能性を低減するこ
とができる。

そして、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場合には、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。

＜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。

第１図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）に角軸（２）が一体的に連結さ
れ、角軸（２）に対して、ばね（2a）により付勢される
角筒（３）が嵌合されている。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（4
c）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（5b）を介してスライド可
能に収容されている。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。尚、図中（6n）は軸（6c）を
ハウジング（6b）内に同心状に支持するためのベアリン
グである。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。尚、回転駆動源（１）、角軸（２）、角
筒（３）、二重筒体（４）、大径筒体（５）、および保
持部（６）、およびこれらを構成する構成要素は同心状
に配置されてある。

第２図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）の高さと等しし深さの、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（5c）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（5d）（5e）が形成されてある。

第３図は角軸（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30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、第４図
（Ａ）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（2a）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。

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（2a）に
抗して角筒（３）を押し込んだ状態である（第４図
（Ｂ）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）の内形が第３図に
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（6
d）が角筒（３）に挿入される状態が得られ、ばね（2
a）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（第４図（Ｃ）参
照）。

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が動作を
行なうことができる。

そして、金型みがき動作を行うに当っては、研磨工具が
大径筒体（５）によりフローティング保持されているの
であるから、環状溝（5c）の下側の区画室に供給されて
いる圧力エアにより研磨工具に対して一定の押し付け力
を与えることができる。

研磨工具を取り外す場合には、保持部（６）を固定した
状態でエア供給路（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（6
e）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。

但し、大径筒体（５）をスライドさせる代わりに、保持
部（６）を固定しておいて、回転駆動源（１）、二重筒
体（４）、大径筒体（５）を上昇させることによっても
保持部（６）を取り外すことができ、また、単に保持部
（６）を引張ることによっても保持部（６）を取り外す
ことができる。

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。

＜実施例２＞ 第５図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（6h）の上面およ
び下面を自転可能に支持している。そして、円盤部（6
h）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。

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。

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）に代えて内側部材（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。

＜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、中心に位置するスプライン作用を持つ両角軸と角筒
で回転力伝達を構成し、この外側に大径筒体をスライド
可能に支持することによりフローティング工具としての
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、また、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、
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、軸部材をス
ライドさせるために圧力流体室を設けてなるピストン機
構により大径筒体をスライドさせる場合と比較して全体
構成をコンパクトにすることができ、全体構成がコンパ
クトになることにより、研磨作業中における研磨対象物
と研磨工具保持装置との干渉の可能性を低減することが
でき、しかも、全体としてコスト・ダウンを達成できる
という特有の効果を奏する。

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
たたでけ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。

【図面の簡単な説明】

第１図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、 第２図は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、 第３図は角軸と角筒との関係を示す横断面図、 第４図は研磨工具装着動作を説明する説明図、 第５図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。 （１）……回転駆動源、（1a）……出力軸、 （２）……角軸、（2a）……ばね、 （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、（6a）……テーパ面、 （6d）……角軸、（７）……保持具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動源（１）の出力軸（1a）の回転を
   角軸を介して、研磨工具を保持する保持部（６）に伝達
   するとともに、研磨工具をフローティング保持する研磨
   工具保持装置であって、角軸が、中心軸線が互いに一致
   する第１の角軸（２）と第２の角軸（6d）とからなり、
   第１の角軸（２）が回転駆動源（１）の出力軸（1a）に
   同心状に一体的に連結されてあり、第１の角軸（２）の
   軸方向にスライド可能かつ相対回転不可能に係合し、し
   かも中心軸線が上記中心軸線と一致する角筒（３）が、
   付勢部材（2a）により上記係合が外れない範囲において
   抜け方向に付勢されてあり、第１の角軸（２）および角
   筒（３）を包囲し、かつ先端部内面がテーパ面（5a）に
   形成された大径筒体（５）が、回転駆動源（１）の保持
   部と一体的に設けられた二重筒体（４）の間隙に、第１
   の角軸（２）の軸方向に所定距離スライド可能に支持さ
   れてあり、大径筒体（５）の内面に外向き環状フランジ
   （4d）と外径と等しい内径を有する凹所（5c）が形成さ
   れてあり、凹所（5c）の、外向き環状フランジ（4d）に
   より区画される室が大径筒体（５）をスライドさせるた
   めの圧力流体室であるとともに、フローティング保持さ
   れた研磨工具に所定の押し付け力を与えるものであり、
   大径筒体（５）の所定位置に、圧力流体室とそれぞれ連
   通させる流体流路（5d）（5e）が形成されてあり、研磨
   工具を保持し、かつ第２の角軸（6d）の中心軸線と一致
   する中心軸線を有する保持部（６）が、上記テーパ面
   （5a）と係合するテーパ面（6a）を有する筒状のハウジ
   ング部（6b）を有しているとともに、上記角筒（３）に
   対して相対回転不可能な状態で係合可能な第２の角軸
   （6d）を、ハウジング部（6b）の内部にベアリング（6
   n）を介して同心状に支持してあり、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
   の角数の筒である上記特許請求の範囲第１項記載の研磨
   工具保持装置。