(57)【要約】【課題】センサの出力に生じるノイズを抑制する。【解決手段】研磨装置１は、モータ２０と、モータ２０により回転駆動される研磨部１０と、モータ２０の本体２１を支持する支持部３０と、研磨部１０から離隔した位置で、支持部３０が取り付けられたブロック部６３（保持部材）と、支持部３０とブロック部６３との取り付け位置から離隔し、支持部３０とブロック部６３との間に挟持され、回転軸方向の引張荷重、および、回転軸方向の圧縮荷重の一方を計測可能であるセンサ９０と、を備える。【選択図】図１
2018134716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータにより回転駆動される研磨部と、
前記モータの本体を支持する支持部と、
前記研磨部から回転軸方向に離隔した位置で、前記支持部が取り付けられた保持部材と、
前記支持部と前記保持部材との取り付け位置から離隔し、前記支持部と前記保持部材との間に挟持され、前記回転軸方向の引張荷重、および、前記回転軸方向の圧縮荷重の一方を計測可能であるセンサと、
を備える研磨装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記回転軸方向に沿って延伸する延伸部と、前記延伸部に設けられ前記回転軸方向に垂直な方向に延伸して前記保持部材に取り付けられた取付部材と、を有し、
前記センサは、前記保持部材と前記取付部材の間に挟持されている請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記支持部を前記回転軸方向に垂直な方向に移動させる第１可動部
を備える請求項１または２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記支持部を前記回転軸方向に移動させる第２可動部
を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータにより回転駆動する研磨部が設けられた研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管部材の内周面を研磨する研磨装置が普及している。例えば、特許文献１には、杆体を備える研磨装置が記載されている。杆体の一端にはモータが設けられる。杆体の他端には研磨部（研削体）が設けられる。杆体のうち、モータと研磨部との間に位置する部位は、軸受により軸支される。
【０００３】
研磨部は、円筒形状のワークの内周面のうち、下方の部位に押し当てられる。モータにより杆体および研磨部が回転することで、ワークの内周面が研磨される。また、軸受の下方にはロードセルが配される。荷重センサの出力に応じて、研磨部をワークの内周面に押圧する荷重が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−９８３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載された研磨装置では、杆体がモータにより回転しており、杆体にモータの振動が伝達され易い。ロードセルなど、荷重を計測して計測値を出力する機器（以下、センサと総称する）が、特許文献１のような配置となっている場合、振動が軸受を介してセンサに伝わり、センサの出力にノイズが生じてしまうおそれがあった。
【０００６】
本開示は、このような課題に鑑み、センサの出力に生じるノイズを抑制することが可能な研磨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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る研磨装置は、モータと、モータにより回転駆動される研磨部と、モータの本体を支持する支持部と、研磨部から回転軸方向に離隔した位置で、支持部が取り付けられた保持部材と、支持部と保持部材との取り付け位置から離隔し、支持部と保持部材との間に挟持され、回転軸方向の引張荷重、および、回転軸方向の圧縮荷重の一方を計測可能であるセンサと、を備える。
【０００８】
支持部は、回転軸方向に沿って延伸する延伸部と、延伸部に設けられ回転軸方向に垂直な方向に延伸して保持部材に取り付けられた取付部材と、を有し、センサは、保持部材と取付部材の間に挟持されていてもよい。
【０００９】
支持部を回転軸方向に垂直な方向に移動させる第１可動部を備えてもよい。
【００１０】
支持部を回転軸方向に移動させる第２可動部を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、センサの出力に生じるノイズを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】研磨装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、実施形態の研磨装置のセンサ近傍の抽出図である。図２（ｂ）は、変形例の図２（ａ）に対応する部位の抽出図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、研磨装置１の全体構成を示す図である。図１では、ワークＷのみを断面で示す。研磨装置１は、例えば、円筒形状のワークＷの内周面を研磨するために用いられる。図１に示すように、研磨装置１は、研磨部１０を備える。研磨部１０は、例えば、砥石などで構成される。研磨部１０は、例えば、円柱形状である。
【００１５】
モータ２０は、本体２１およびシャフト２２（出力軸）を備える。シャフト２２は、本体２１から突出している。研磨部１０は、シャフト２２の先端部２３に設けられる。シャフト２２の回転軸（以下、単に回転軸と称す）中心は、研磨部１０の中心軸と同軸である。つまり、シャフト２２の回転軸方向一方側の端部に研磨部１０が取り付けられ、回転軸方向他方側端部に本体２１が位置している。本体部２１は、シャフト２２に駆動力を伝達している。
【００１６】
モータ２０は、支持部３０に支持される。支持部３０は、筐体４０（延伸部）および取付部材５０を備える。筐体４０は回転軸方向に延びる棒状の部材である。筐体４０の回転軸方向の長さは、鉛直方向（図１中、上下方向）の長さや図１中、紙面奥行方向の長さよりも長い。ただし、筐体４０の回転軸方向の長さは、ワークＷの中心軸方向の長さに応じて任意に設計されてよい。
【００１７】
筐体４０のうち、回転軸方向一方側の端部４１には、収容穴４２が形成される。モータ２０の本体２１は、シャフト２２と反対側が収容穴４２に収容される。つまり、モータ２０の本体２１は、筐体４０の収容穴４２に嵌合され、取り付けられる。
【００１８】
筐体４０の回転軸方向他方側の端部４３には、取付部材５０が設けられる。取付部材５０は、回転軸方向と直交する（垂直な）方向に延伸する板状の部材である。取付部材５０は、鉛直方向に筐体４０よりも長く延在する。取付部材５０のうち、鉛直方向の大凡中心に、筐体４０の回転軸方向他方側の端部４３が取り付けられる。また、筐体４０の外面４４と取付部材５０を接続するリブ部材５２が設けられている。
【００１９】
また、研磨装置１は、鉛直可動部６０（第１可動部）および水平可動部７０（第２可動部）を備える。鉛直可動部６０は、筐体４０の回転軸方向他方側に位置する。水平可動部７０は、鉛直可動部６０の下方に位置する。
【００２０】
鉛直可動部６０は、鉛直方向に延在する基体６１を備える。基体６１のうち、回転軸方向一方側にレール６２が取り付けられる。レール６２は、基体６１に沿って鉛直方向に延在する。ブロック部６３（保持部材）は、取付部材５０と基体６１の間に配される。ブロック部６３は、取付部材５０に取り付けられる。
【００２１】
ブロック部６３のうち、回転軸方向他方側には摺動部材６４が取り付けられる。摺動部材６４は、レール６２上を摺動する。レール６２および摺動部材６４によって、ブロック部６３の鉛直方向以外の移動が規制される。
【００２２】
また、鉛直可動部６０は、不図示のボールねじを備える。ボールねじのうち、ねじ軸は、基体６１に沿って鉛直方向に延在する。ボールねじのうち、不図示のナットおよびボールがブロック部６３に取り付けられる。ねじ軸がモータ６５によって回転すると、ナットおよびボールを介して、回転動力が鉛直方向の動力に変換され、ブロック部６３が鉛直方向に移動する。その結果、支持部３０は、ブロック部６３と一体に鉛直方向（回転軸に垂直な方向）に移動可能となる。ここでは、鉛直可動部６０がボールねじを備える場合について説明した。ただし、鉛直可動部６０は、ボールねじに限らず、１軸で可動となる他のアクチュエータで構成されてもよい。例えば、鉛直可動部６０は、ベルト駆動式であってもよいし、リニアモータによって駆動されてもよい。
【００２３】
水平可動部７０は、回転軸方向に延在する基体７１を備える。基体７１のうち、鉛直可動部６０側（上方）にレール７２が取り付けられる。レール７２は、基体７１に沿って回転軸方向に延在する。ブロック部７３は、鉛直可動部６０と基体７１の間に配される。ブロック部７３の上面７３ａには、鉛直可動部６０の基体６１の下端が取り付けられる。
【００２４】
リブ部材６１ａは、基体６１のうち、回転軸方向他方側の外面６１ｂ、および、ブロック部７３の上面７３ａに取り付けられる。
【００２５】
ブロック部７３のうち、基体７１側には摺動部材７４が取り付けられる。摺動部材７４は、レール７２上を摺動する。レール７２および摺動部材７４によって、ブロック部７３の回転軸方向以外の移動が規制される。
【００２６】
また、水平可動部７０は、不図示のボールねじを備える。ボールねじのうち、ねじ軸７５は、基体７１に沿って回転軸方向に延在する。ボールねじのうち、不図示のナットおよびボールがブロック部７３に取り付けられる。ねじ軸がモータ７６によって回転すると、ナットおよびボールを介して、回転動力が回転軸方向の動力に変換され、ブロック部７３が回転軸方向に移動する。その結果、鉛直可動部６０は、ブロック部７３と一体に回転軸方向に移動可能となる。支持部３０は、鉛直可動部６０と一体に回転軸方向に移動可能となる。ここでは、水平可動部７０がボールねじを備える場合について説明した。ただし、水平可動部７０は、ボールねじに限らず、１軸で可動となる他のアクチュエータで構成されてもよい。例えば、水平可動部７０は、ベルト駆動式であってもよいし、リニアモータによって駆動されてもよい。
【００２７】
このように、支持部３０は、鉛直可動部６０によって鉛直方向に移動可能であり、水平可動部７０によって回転軸方向に移動可能である。モータ２０、および、研磨部１０は、支持部３０と一体となって、鉛直可動部６０によって鉛直方向に移動可能であり、水平可動部７０によって回転軸方向に移動可能である。
【００２８】
ターニングローラ８０は、例えば、回転軸方向に離隔して複数設けられる。ターニングローラ８０の外周面は、ワークＷの外周面に当接する。ターニングローラ８０が不図示のモータの動力によって回転すると、ワークＷが回転する。
【００２９】
研磨装置１の研磨部１０は、水平可動部７０によって回転軸方向一方側（図１中、左側）に移動し、ワークＷに挿通される。研磨部１０は、鉛直可動部６０によって下方（図１中、下方）に移動し、研磨部１０の外周面がワークＷの内周面に当接する。
【００３０】
研磨部１０は、モータ２０によって回転する。鉛直可動部６０は、研磨部１０に対して下方に荷重を作用させる。研磨部１０の外周面のうち、下方の部位が、ワークＷの内周面に押圧される。こうして、研磨部１０によってワークＷの内周面が研磨される。
【００３１】
ターニングローラ８０によってワークＷが回転することで、ワークＷの内周面のうち、研磨部１０の外周面が押圧される部位が、ワークＷの回転方向に変位する。水平可動部７０が研磨部１０を回転軸方向に移動させることで、ワークＷの内周面のうち、研磨部１０の外周面が押圧される部位が、回転軸方向に変位する。
【００３２】
また、研磨装置１は、センサ９０を備える。センサ９０は、取付部材５０および鉛直可動部６０のブロック部６３の間に挟持される。
【００３３】
図２（ａ）は、実施形態の研磨装置１のセンサ９０近傍の抽出図である。図２（ｂ）は、変形例の図２（ａ）に対応する部位の抽出図である。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、取付部材５０およびブロック部６３は、回転軸方向に離隔して配される。取付部材５０とブロック部６３の間は、スペーサ９１を介して接続される。スペーサ９１は回転軸方向に延在する金属製の部材である。スペーサ９１の鉛直方向の位置は、例えば、筐体４０よりも上方である。取付部材５０、ブロック部６３、スペーサ９１には、締結孔５３、６３ａ、９１ａが形成される。締結孔５３、６３ａ、９１ａには、ボルト６６が、例えば、回転軸方向一方側から挿通される。ボルト６６の先端部６６ａは、締結孔６３ａから突出している。ボルト６６の先端部６６ａにナット６７が締結される。
【００３５】
このように、ボルト６６およびナット６７によって、取付部材５０、ブロック部６３、スペーサ９１が締結される。ここでは、ボルト６６およびナット６７によって、取付部材５０、ブロック部６３、スペーサ９１が締結される場合について説明した。しかし、取付部材５０、ブロック部６３、スペーサ９１が締結されていれば、他の締結構造であってもよい。
【００３６】
センサ９０は、取付部材５０およびブロック部６３に回転軸方向に挟持される。センサ９０は、支持部３０とブロック部６３との取り付け位置（ボルト６６の位置）から離隔している。センサ９０の鉛直方向の位置は、例えば、筐体４０よりも下方である。さらにいえば、センサ９０の鉛直方向の位置は、シャフト２２の回転軸に対しオフセットされている。鉛直可動部６０により研磨部１０がワークＷに押圧されると、ワークＷからの反力により、筐体４０（シャフト２２の回転軸）の一端部４１（図１参照）に上方への荷重が作用する。取付部材５０のうち、鉛直方向の位置が筐体４０よりも下方の部位には、図２（ａ）中、時計回り方向のモーメントが作用する。これにより、センサ９０に引張荷重が作用する。
【００３７】
ここでは、センサ９０の鉛直方向の位置は、例えば、筐体４０（シャフト２２の回転軸）よりも下方である場合について説明した。しかし、センサ９０の鉛直方向の位置は、例えば、筐体４０よりも上方であってもよい。この場合、センサ９０に圧縮荷重が作用する。
【００３８】
センサ９０は、センサ９０自体に作用する荷重（例えば引張荷重）を計測可能である。不図示の制御装置は、センサ９０の出力値に応じて、鉛直可動部６０のモータ６５を制御する。制御装置は、例えば、センサ９０の出力値が予め設定された設定値となるように、鉛直可動部６０のモータ６５を制御する。こうして、研磨部１０のワークＷへの押圧力が大凡一定に制御される。
【００３９】
上述したように、研磨装置１では、研磨部１０が、モータ２０のシャフト２２に設けられる。また、支持部３０の筐体４０が、モータ２０の本体２１を支持する。そして、センサ９０が、支持部３０の取付部材５０に設けられる。そのため、例えば、モータ２０と研磨部１０の間にセンサ９０が設けられる場合のように、センサを介して駆動部材の駆動面を支持する場合に比べ、振動がセンサ９０に入力され難い。その結果、センサ９０の出力に生じるノイズが抑制される。
【００４０】
また、水平可動部７０が支持部３０を回転軸方向に移動させる。そのため、センサ９０も支持部３０と一体に回転軸方向に移動する。これにより、支持部３０とセンサ９０が相対的に移動する場合に比べ、センサ９０の出力の誤差が抑制される。
【００４１】
また、鉛直可動部６０が支持部３０を鉛直方向に移動させる。そのため、例えば、筐体４０の回転軸方向他方側を中心に筐体４０を揺動させる場合に比べ、研磨部１０とワークＷとの平行度が向上する。研磨部１０がワークＷに作用する押圧力は、回転軸方向に亘って均一化が図られる。
【００４２】
図２（ｂ）に示すように、変形例では、筐体４０および取付部材５０がブロック部６３に直接取り付けられる。取付部材５０は、筐体４０の下方に配される。リブ部材５２は、取付部材５０のうち、下方の一端面５１およびブロック部６３に取り付けられる。
【００４３】
筐体４０と取付部材５０は、鉛直方向に離隔して配される。スペーサ９１は、筐体４０と取付部材５０の間に設けられる。筐体４０、取付部材５０、スペーサ９１には、締結孔４５、５３、９１ａが形成される。締結孔４５、５３、９１ａには、ボルト６６が、例えば、締結孔４５側から挿通される。ボルト６６の先端部６６ａは、締結孔５３から突出している。ボルト６６の先端部６６ａにナット６７が締結される。
【００４４】
センサ１９０は、筐体４０および取付部材５０に鉛直方向に挟まれる。センサ１９０の回転軸方向の位置は、例えば、スペーサ９１よりも回転軸方向一方側（図２（ｂ）中、左側）である。鉛直可動部６０により研磨部１０がワークＷに押圧されると、筐体４０のうち、回転軸方向他方側には、図２（ｂ）中、時計回り方向のモーメントが作用する。これにより、センサ１９０に引張荷重が作用する。
【００４５】
ここでは、取付部材５０およびセンサ１９０が、例えば、筐体４０よりも下方に設けられる場合について説明した。しかし、取付部材５０およびセンサ１９０が、例えば、筐体４０よりも上方に設けられてもよい。この場合、センサ１９０に圧縮荷重が作用する。
【００４６】
変形例においても、上述した実施形態と同様、不図示の制御装置は、センサ１９０の出力値に応じて、鉛直可動部６０のモータ６５を制御する。制御装置は、例えば、センサ１９０の出力値が予め設定された設定値となるように、鉛直可動部６０のモータ６５を制御する。こうして、研磨部１０のワークＷへの押圧力が大凡一定に制御される。
【００４７】
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に技術的範囲に属するものと了解される。
【００４８】
例えば、上述した実施形態および変形例では、水平可動部７０が支持部３０を回転軸方向に移動させる場合について説明した。すなわち、センサ９０、１９０も支持部３０と一体に回転軸方向に移動する場合について説明した。しかし、支持部３０とセンサ９０、１９０が相対的に移動する構成であってもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態および変形例では、鉛直可動部６０が支持部３０を鉛直方向に移動させる場合について説明した。しかし、筐体４０が、回転軸方向他方側を中心に揺動する構成であってもよい。また、鉛直可動部６０が支持部３０を移動させる方向は、鉛直方向に限らず、回転軸方向に垂直な方向であればよい。同様に、水平可動部７０が支持部３０を移動させる方向は、水平方向に限らず、回転軸方向であればよい。
【００５０】
また、上述した実施形態および変形例では、モータ２０のシャフト２２に研磨部１０が取り付けられる場合について説明した。しかし、モータ２０のシャフト２２と研磨部１０の間に、他の部材が介在してもよい。この場合、シャフト２２と研磨部１０の間の部材およびシャフト２２が、モータ２０の出力軸となる。
【００５１】
また、上述した実施形態および変形例では、センサ９０、１９０は、センサ９０自体に作用する引張荷重を計測可能な場合について説明した。ただし、センサ９０、１９０は、上記のように、センサ９０、１９０自体に作用する圧縮荷重を計測可能であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本開示は、モータにより回転駆動する研磨部が設けられた研磨装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  研磨装置
１０  研磨部
２０  モータ
２１  本体
３０  支持部
４０  筐体（延伸部）
６０  鉛直可動部（第１可動部）
６３  ブロック部（保持部材）
７０  水平可動部（第２可動部）
９０  センサ
１９０  センサ
【図１】
2018134716.tif 000003
【図２】
2018134716.tif 000004