(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
みがき装置の工具保持部（８）に装着されるみがき工具基部（１）に対してシャンク部材（２）を介して砥石部材（３）が設けられてなるみがき工具であって、
シャンク部材（２）が角軸部材であり、
角軸部材の先端部に嵌合される角筒体（４）が砥石部材（３）の基部に一体的に設けられてあり、
みがき工具基部（１）と角筒体（４）との間に位置し、かつシャンク部材（２）を包囲するようにビビリ振動抑制用の筒状の弾性部材（６）（６'）および筒状のスペーサ部材（５）が設けられてあり、
さらに、一端部がみがき工具基部（１）に連結され、かつ他端部が角筒体（４）に連結された筒状カバー部材（７）が設けられてある
ことを特徴とするみがき工具。
【請求項２】
みがき装置の工具保持部（８）に装着されるみがき工具基部（１）に対してシャンク部材（２）を介して砥石部材（３）が設けられてなるみがき装置であって、
シャンク部材（２）が角軸部材であり、
角軸部材の先端部に嵌合される角筒体（４）が砥石部材（３）の基部に一体的に設けられてあり、
みがき工具基部（１）と角筒体（４）との間に位置し、かつシャンク部材（２）を包囲するようにビビリ振動抑制用の筒状の弾性部材（６）（６‘）および筒状のスペーサ部材（５）が設けられてあり、
さらに、一端部がみがき工具基部（１）に連結され、かつ他端部が角筒体（４）に連結された筒状カバー部材（７）が設けられてあり、
みがき装置の工具保持部（８）がみがき工具をフローティング支持するフローティング機構（８１ｃ）を有している
ことを特徴とするみがき装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はみがき工具およびみがき装置に関し、さらに詳細にいえば、みがき装置の工具保持部に装着されるみがき工具基部に対してシャンク部材を介して砥石部材が設けられてなるみがき工具、およびこのみがき工具を用いるみがき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からみがき工具として図９に示すように、みがき工具基部９１にシャンク部材９２を設け、シャンク部材９２の先端部に砥石部材９３を貼着してなる構成のものが広く採用されている。ここで、シャンク部材９２はみがき工具基部９１の孔に挿入され、この状態でみがき工具基部９１の側壁を貫通する止めねじをねじ込むことにより一体的に設けられる。
【０００３】
したがって、この構成のみがき工具のみがき工具基部をみがき装置の工具保持部（図示せず）に装着し、この状態でみがき装置を動作させることにより、ワークのみがき対象面をみがくことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図９の構成のみがき工具を用いてみがき動作を行わせた場合には、ビビリ振動（みがきの移動方向における振動であり、比較的小振幅かつ高周波の振動）が発生するので、かなり大きな騒音が発生するのみならず、ビビリ振動に起因して砥石部材９３がみがき対象面に接離してみがき除去能率が大幅に低下し、みがき品質も大幅に低下するという不都合がある。また、みがき工具のみがき方向の移動速度を高める場合には、みがき工具をフローティング支持するフローティング機構の追従性が不足するために、砥石部材に過大な力が加えられる。この結果、砥石部材とシャンク部材間に大きな曲げ荷重、剪断荷重が作用して、砥石部材が剥離してしまう。この為に長い砥石の使用や材質の制限が生じる不都合がある。
【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、ビビリ振動の発生を大幅に抑制し、みがき除去能率の向上、みがき品質の向上、騒音の低減、砥石部材の剥離の防止を達成できるみがき工具およびこのみがき工具を用いるみがき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】
請求項１のみがき工具は、みがき装置の工具保持部に装着されるみがき工具基部に対してシャンク部材を介して砥石部材が設けられてなるみがき工具であって、シャンク部材が角軸部材であり、角軸部材の先端部に嵌合される角筒体が砥石部材の基部に一体的に設けられてあり、みがき工具基部と角筒体との間に位置し、かつシャンク部材を包囲するようにビビリ振動抑制用の筒状の弾性部材および筒状のスペーサ部材が設けられてあり、さらに、一端部がみがき工具基部に連結され、かつ他端部が角筒体に連結された筒状カバー部材が設けられてある。ここで、弾性部材としては、コイルバネ、皿バネなどが例示できる。
【０００７】
請求項２のみがき装置は、みがき装置の工具保持部に装着されるみがき工具基部に対してシャンク部材を介して砥石部材が設けられてなるみがき装置であって、シャンク部材が角軸部材であり、角軸部材の先端部に嵌合される角筒体が砥石部材の基部に一体的に設けられてあり、みがき工具基部と角筒体との間に位置し、かつシャンク部材を包囲するようにビビリ振動抑制用の筒状の弾性部材および筒状のスペーサ部材が設けられてあり、さらに、一端部がみがき工具基部に連結され、かつ他端部が角筒体に連結された筒状カバー部材が設けられてあり、みがき装置の工具保持部がみがき工具をフローティング支持するフローティング機構を有している。ここで、弾性部材としては、コイルバネ、皿バネなどが例示できる。
【０００８】
【作用】
請求項１のみがき工具であれば、シャンク部材が角軸部材であり、角軸部材の先端部に嵌合される角筒体が砥石部材の基部に一体的に設けられてあり、みがき工具基部と角筒体との間に位置し、かつシャンク部材を包囲するようにビビリ振動抑制用の筒状の弾性部材および筒状のスペーサ部材が設けられてあり、さらに、一端部がみがき工具基部に連結され、かつ他端部が角筒体に連結された筒状カバー部材が設けられてあるので、筒状カバー部材により砥石部材の脱落を防止することができ、しかも、筒状の弾性部材によりビビリ振動を大幅に低減させることができる。この結果、みがき除去能率を大幅に向上させることができるとともに、みがき品質を大幅に向上させることができ、しかもみがき時の騒音を大幅に低減できるとともに、砥石部材の剥離を防止することができる。
【０００９】
請求項２のみがき装置であれば、シャンク部材が角軸部材であり、角軸部材の先端部に嵌合される角筒体が砥石部材の基部に一体的に設けられてあり、みがき工具基部と角筒体との間に位置し、かつシャンク部材を包囲するようにビビリ振動抑制用の筒状の弾性部材および筒状のスペーサ部材が設けられてあり、さらに、一端部がみがき工具基部に連結され、かつ他端部が角筒体に連結された筒状カバー部材が設けられてあり、みがき装置の工具保持部がみがき工具をフローティング支持するフローティング機構を有しているので、高周波のビビリ振動を筒状の弾性部材により大幅に低減できるだけでなく、みがき装置の工具保持部とみがき面の相対位置が変化しても一定押し付け力で、砥石をみがき面に押し付けることができる。この結果、みがき除去能率を大幅に向上させることができるとともに、みがき品質を大幅に向上させることができ、しかもみがき時の騒音を大幅に低減できるとともに、砥石部材の剥離を防止することができる。
【００１０】
【実施例】
以下、実施例を示す添付図面によってこの発明を詳細に説明する。
図１はこの発明のみがき工具の一実施例を示す図であり、左半部を断面図として、右半部を正面図として示している。また、図２は平面図である。
このみがき工具は、みがき工具基部１と、六角棒状のシャンク部材２と、砥石部材３と、角筒体４と、筒状のスペーサ部材５と、コイルバネ６と、筒状カバー部材７とから構成されている。
【００１１】
みがき工具基部１は、中央部に大径フランジ部１ａを有し、大径フランジ部１ａを基準として一方の側にシャンク部材２を挿通保持するための筒体部１ｂを有し、他方の側に、みがき装置のみがき工具保持部材に挿通するための連結用軸部１ｃを有している。そして、筒体部１ｂは先端部に２つの段部を有し、先端に向かって２段階に小径化されている。さらに、最も小径部分の中央部に全周にわたって凹溝１ｂ１が形成されている。また、筒体部１ｂの最も大径の部分の側壁を貫通する止めねじ（図示せず）が螺進退可能に設けられている。大径フランジ部１ａは互いにほぼ対象位置の外周部に位置決め用の切欠部１ａ１を有している。連結用軸部１ｃは全体がシャンク部材２よりもやや大径であり、ほぼ中央部および先端寄り部に段部を有し、段部どうしの間が小径化されている。そして、小径部のほぼ全長範囲および先端の大径部にわたって互いに反対側の２面を切欠して平坦面１ｃ１，１ｃ２を形成している。一方の平坦面１ｃ１は他方の平坦面１ｃ２よりもやや広幅に形成されている。そして、幅が狭い平坦面１ｃ２の所定位置にみがき工具保持部材のボール部材を受け入れるための凹所１ｃ３が形成されている。
【００１２】
砥石部材３は、上端部が解放され、下端部が閉塞された砥石装着用筒体３ａの下端面に砥石３ｂが接着剤などにより一体化されてなるものである。
角筒体４は最も下端部を小径にして砥石装着用筒体３ａを嵌合可能にしているとともに、上端寄り部の全周にわたって凹溝４ａが形成されている。この角筒体４としては、内面が六角筒状に形成されていればスペース効率がよく、外面は任意の形状にすることができる。また、内面を十二角筒状にしてもよい。
【００１３】
筒状のスペーサ部材５は、みがき工具の長さを調整するものであり、シャンク部材２と後述のカバー部材７との組合せにより工具の長さを設定できる。材質として弾性のあるウレタン等も採用される。
コイルバネ６は、みがき工具基部１の筒体部１ｂの先端面と角筒体４の上端面との間に位置するようにシャンク部材２を包囲する状態で装着されている。
【００１４】
筒状カバー部材７はゴムなどからなるものであり、一方の端部が筒体部１ｂの最も小径部分に嵌合されているとともに、他方の端部が筒体４に嵌合されている。そして、凹溝１ｂ１、４ａに対応する位置で筒状カバー部材７が変形し、または復元することにより、両者間に確実に保持される。換言すれば、筒体４が筒状カバー部材７を介して筒体部１ｂに連結されている。
【００１５】
上記の構成のみがき工具を用いてみがき動作を行う場合に、高周波振動であるビビリ振動が発生し得る状態になれば、コイルバネ６の緩衝作用によりビビリ振動の発生を大幅に抑制することができる。したがって、騒音の発生を大幅に抑制することができる（Ａスケールで３〜４ｄＢ程度騒音を抑制することができる）。また、上記振動に起因して砥石３ｂをみがき対象面にたたきつける動作を大幅に抑制することができ、ひいてはみがき除去能率を著しく高めることができ（従来のみがき工具と比較してみがき除去能率を３〜４倍程度に高めることができ）、みがき品質をも高めることができる。さらに、砥石３ｂに作用する曲げや剪断力も大幅に抑制することができ、砥石３ｂの剥離を防止することができる。
【００１６】
図３は上記の構成のみがき工具をみがき工具保持部材８に装着した状態を示す縦断面図である。
みがき工具保持部材８は、本体部８１と、一端部が本体部８１に連結され、他端部にみがき工具基部１を連結する連結部材８２とを有している。
連結部材８２は、一端部に孔８２ａを有するとともに、他端部にみがき工具基部１を挿入するための孔８２ｂを有し、連結部材本体８２ｃと、孔８２ａと孔８２ｂとの中間において直径方向に貫通する状態でねじ込まれたねじ軸８２ｄと、他端寄りの外周所定位置に回動可能に連結され、かつ先端部がねじ軸８２ｄの頭部８２ｄ１と係合して連結部材本体８２ｃから離れる方向の回動が規制される回動アーム８２ｅと、回動アーム８２ｅの中央部に一端部が回動可能に連結され、かつ側壁を貫通して孔８２ｂ内に侵入可能な作用軸８２ｆと、作用軸８２ｆと反対側において側壁を貫通して孔８２ｂに臨むねじ軸８２ｇと、ねじ軸８２ｇの先端部に位置するボール部材８２ｈとを有している。なお、ねじ軸８２ｄの他方の端部にも頭部８２ｄ２が形成されており、ねじ軸８２ｄの抜き取りを阻止している。また、連結部材本体８２ｃの一端側所定位置に、１つの半径方向および軸方向と直交する方向に延びる凹溝８２ｉが形成されている。そして、この凹溝８２ｉの上記一端側のみをテーパ面に形成して凹溝８２ｉを外方漸拡状にしている。したがって、みがき工具基部１の連結用軸部１ｃを挿入し、一方の平坦面１ｃ１を作用軸８２ｆとほぼ正対させた状態でねじ軸８２ｄをねじ込むことにより、作用軸８２ｆの先端部を平坦面１ｃ１に圧接することができる。この場合に、連結用軸部１ｃのうち、段部どうしの間の小径部分が作用軸８２ｆにより押圧されるので、小径部分がやや湾曲し、みがき工具基部１の連結用軸部１ｃが孔８２ｂ内に強固に保持される。また、ボール部材８２ｈが凹所１ｃ３と係合するので、連結用軸部１ｃの保持を確実化できる。もちろん、ねじ軸８２ｄを逆方向に移動させれば連結用軸部１ｃを簡単に抜き取ることができる。また、ねじ軸８２ｄを回転させるための機構を準備しておけば、みがき工具の自動交換に簡単に対処することができる。
【００１７】
本体部８１は、連結部材本体８２ｃの一端側を収容する収容部材８１ａと、収容された連結部材本体８２ｃを抜け止め状に保持する保持部材８１ｂと、収容部材８１ａを連結部材本体８２ｃの軸方向に進退可能に支持するフローティング部８１ｃとを有している。なお、収容部材８１ａの先端部所定位置に位置決め用の凸軸８１ａ２が設けられており、連結部材本体８２ｃの所定位置に形成された凹所と係合させることにより連結部材本体８２ｃの位置決めを達成できる。
【００１８】
保持部材８１ｂは、収容部材８１ａの側壁を貫通して内部に侵入可能な楔部材８１ｂ１と、楔部材８１ｂ１の基部に一体的に設けられた雄ねじ部材８１ｂ２と、雄ねじ部材８１ｂ２の延長上に一体的に設けられた軸部材８１ｂ４と、雄ねじ部材８１ｂ２と螺合する雌ねじ部材８１ｂ５と、雌ねじ部材８１ｂ５を回転のみ可能に収容する規制部材８１ｂ６とを有している。なお、楔部材８１ｂ１は連結部材本体８２ｃの凹溝８２ｉの形状に対応する形状を有している。
【００１９】
したがって、雌ねじ部材８１ｂ５を回転させることにより楔部材８１ｂ１を前進させ、連結部材本体８２ｃの凹溝８２ｉと係合させることにより連結部材本体８２ｃを抜け止め状に保持することができる。また、楔部材８１ｂ１を凹溝８２ｉに強圧接することにより連結部材本体８２ｃの位置決めを達成することができる。また、軸部材８１ｂ４の突出状態を見ることにより、楔部材８１ｂ１が前進状態か後退状態かを簡単に確認することができる。
【００２０】
フローティング機構８１ｃは、ピストン室８１ｃ２を有する移動体８１ｃ１と、ピストン室８１ｃ２にスライド移動可能に収容されたピストン８１ｃ３と、一端部がピストン８１ｃ３に連結され、かつ他端部が所定の固定部位に連結されたピストンロッド８１ｃ４とを有している。なお、ピストン８１ｃ３により区画される各室に圧力空気を供給するための空気供給部（図示せず）が設けられている。また、移動体８１ｃ１の所定位置に収容部材８１ａの所定位置が連結されている。
【００２１】
したがって、みがき工具の砥石部材３に軸方向の力が作用した場合には、この力がシャンク部材２、みがき工具基部１、連結部材本体８２ｃ、収容部材８１ａを介してフローティング機構８１ｃに伝達され、ピストン８１ｃ３に対して移動体８１ｃ１が相対的に移動することにより外力を吸収することができる。
なお、図３中、８３は図示しない回転駆動源からの回転力を受けて回転する従動車（スプロケットホイールなど）であり、８４は回転軸であり、８５はベアリングである。そして、回転軸８４は、一端側が従動車８３に対してスプライン係合されているとともに、他端部が収容部材８１ａの基部を貫通して連結部材本体収容用の孔８１ａ１に侵入して抜け止め状に保持されている。したがって、連結部材本体８１ａに代えて回転工具などを孔８１ａ１に収容、保持することにより、回転軸８４の回転を回転工具に伝達することができる。
【００２２】
したがって、図３の構成を採用すれば、みがき工具のコイルバネ６により高周波のビビリ振動を吸収することができ、フローティング機構８１ｃにより低周波の振動を吸収することができる。
したがって、みがき除去能率、みがき品質を一層高めることができる。
【００２３】
【実施例２】
図４はこの発明のみがき工具の他の実施例を示す図であり、左半部を断面図として、右半部を正面図として示している。
このみがき工具は、コイルバネ６に代えて皿バネ６´を採用した点が上記実施例と異なるだけであり、他の部分の構成は同一であるから詳細な説明を省略する。
【００２４】
したがって、この実施例の場合にも、皿ばね６´により高周波のビビリ振動を吸収することができ、上記実施例と同様の作用効果を奏する。
なお、以上にはスペーサ部材５と角筒体４との間にコイルバネ６または皿バネ６´を設けた場合について説明したが、図５に示すように、角筒体４の長さを長くして、みがき工具基部１と角筒体４との間にコイルバネ６または皿バネ６´を設けてもよく、また、図６に示すように、角筒体４に連続させてスペーサ部材５を設け、スペーサ部材５とみがき工具基部１との間にコイルバネ６または皿バネ６´を設けてもよい。なお、図６中、６´´は座金である。
【００２５】
角筒体がシャンク部材に１自由度で拘束されれば良いので、六角形状以外の三角、四角、楕円や角形スプラインをシャンク部材と角筒体に使用可能である。
図５に示すみがき工具、図６に示すみがき工具、図９に示すみがき工具を用いて、押し付け力（ｋｇｆ）に対する相対変位（ｍｍ）を測定したところ、図７に示すとおりであった。ただし、図５に示すみがき工具のみシャンク部材２の長さを短く設定した。また、図７中Ａが図５に示すみがき工具による場合を、Ｂが図６に示すみがき工具による場合を、Ｃが図９に示すみがき工具による場合をそれぞれ示している。
【００２６】
この図にみられるように、図５、図６に示す工具は、先端のコンプライアンスは大きくなっている。
さらに、図８中Ａに示す表面粗さのワークに対して、図５に示すみがき工具、図６に示すみがき工具、図９に示すみがき工具を用いてそれぞれみがき動作を行ったところ、それぞれ図８中Ｂ，Ｃ，Ｄに示す表面粗さが得られた。なお、押し付け力（１ｋｇｆ）、みがき回数（１，０００回）、送り速度などは互いに同一に設定した。
【００２７】
この図からも明らかなように、本願発明のみがき工具を用いることにより、みがき除去能率を著しく向上させることができるとともに、みがき品質を著しく高めることができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、筒状の弾性部材によりビビリ振動を大幅に低減させることができ、この結果、みがき除去能率を大幅に向上させることができるとともに、みがき品質を大幅に向上させることができ、しかもみがき時の騒音を大幅に低減できるとともに、砥石部材の剥離を防止することができるという特有の効果を奏する。さらに振動の減少に伴い、砥粒の脱落が減少したり、砥粒先端の摩滅が減少する。このため砥石の寿命が長くなること、脱落砥粒を砥石で押さえ付け、深いキズを金型表面につけることが防止できている（高品質のみがきができている）。
【００２９】
請求項２の発明は、高周波のビビリ振動を筒状の弾性部材により大幅に低減できるだけでなく、みがき装置の工具保持部とみがき面の相対位置が変化しても一定押し付け力で、砥石をみがき面に押し付けることができる。この結果、みがき除去能率をさらに向上させることができるとともに、みがき品質をさらに向上させ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】この発明のみがき工具の一実施例を示す図であり、左半部を断面図として、右半部を正面図として示している。
【図２】同上平面図である。
【図３】図１の構成のみがき工具をみがき工具保持部材に装着した状態を示す縦断面図である。
【図４】この発明のみがき工具の他の実施例を示す図であり、左半部を断面図として、右半部を正面図として示している。
【図５】この発明のみがき工具のさらに他の実施例の要部を示す概略縦断面図である。
【図６】この発明のみがき工具のさらに他の実施例の要部を示す概略縦断面図である。
【図７】押し付け力に対する相対変位を示す図である。
【図８】みがき除去能率およびみがき品質を説明する図である。
【図９】従来のみがき工具の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１    みがき工具基部        ２    シャンク部材
３    砥石部材        ４    角筒体
６    コイルバネ        ６´    皿ばね
７    筒状カバー部材        ８    みがき工具保持部材
８１ｃ    フローティング機構
【図１】
0003612763.tif 000002
【図２】
0003612763.tif 000003
【図３】
0003612763.tif 000004
【図４】
0003612763.tif 000005
【図５】
0003612763.tif 000006
【図６】
0003612763.tif 000007
【図７】
0003612763.tif 000008
【図８】
0003612763.tif 000009
【図９】
0003612763.tif 000010