(57)【要約】【課題】回転砥石を使用して乾式加工を行っても、回転砥石に目詰まりが生じにくい加工方法、及び、該加工方法に適した加工装置を提供する。【解決手段】加工方法は、砥石本体を、砥石本体の重心を通る第一軸周りに回転させると共に、第一軸とは軸方向が異なる第二軸周りに回転させながら、砥石本体を被加工体に押し込むものである。加工装置１は、砥石本体１０と、砥石本体の重心を通る第一軸Ｐ１を軸心とし、砥石本体と一体的に回転する回転支軸１１と、回転支軸を回転させる第一回転駆動装置１４と、回転支軸を砥石本体の両側で回転自在に挿通させる一対の支持体１２と、支持体を、第一軸とは軸方向が異なる第二軸Ｐ２周りに回転させる第二回転駆動装置１９とを具備する。【選択図】図１
2011051046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石本体を、該砥石本体の重心を通る第一軸周りに回転させると共に、前記第一軸とは軸方向が異なる第二軸周りに回転させながら、前記砥石本体を被加工体に押し込む
ことを特徴とする加工方法。
【請求項２】
前記第二軸を、前記砥石本体の重心を通ると共に前記第一軸と直交する直交軸と一致させる、または前記直交軸と平行とする
ことを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項３】
前記第二軸を、前記第一軸と直角以外の角度で交差させる
ことを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項４】
前記砥石本体を、被加工体に穿設すべき孔の中心軸と一致する第三軸周りに回転させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の加工方法。
【請求項５】
前記砥石本体を多孔質体とし、前記砥石本体に気体を供給しながら研削を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の加工方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の加工方法に使用される加工装置であって、
砥石本体と、
該砥石本体の重心を通る第一軸を軸心とし、前記砥石本体と一体的に回転する回転支軸と、
前記回転支軸を回転させる第一回転駆動装置と、
前記回転支軸を前記砥石本体の両側で回転自在に挿通させる一対の支持体と、
該支持体を、前記第一軸とは軸方向が異なる第二軸周りに回転させる第二回転駆動装置と
を具備することを特徴とする加工装置。
【請求項７】
前記第二軸は、前記砥石本体の重心を通ると共に前記第一軸と直交する直交軸と一致し、または前記直交軸と平行であり、
前記第二軸を平行移動させる第二軸シフト装置を更に具備する
ことを特徴とする請求項６に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転砥石を使用した加工方法、及び、該加工方法に適した加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）など繊維強化複合材料は、高強度で弾性率が高いため耐衝撃性に優れると共に軽量である等の長所を有することから、航空機の部材や自動車のボディなどへの利用が期待されている材料であるが、高強度の繊維が絡み合っているため穿孔加工などの切削加工が困難である。このような難加工性材料の場合、通常の金属材料の加工に用いられる切削工具では、磨耗するのが極めて早いため、ダイヤモンド粒子がコーティングされた切削工具が使用されることがある。ところが、かかる切削工具の使用はコストが嵩むという問題がある。
【０００３】
そこで、炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素、溶融アルミナなど、非常に硬いがダイヤモンドほど高価ではないセラミックスの粒子を結合剤で結合し、焼成した回転砥石を使用して、難加工材料を加工する技術の開発が進められている。しかしながら、回転砥石を使用して研削を行う場合は、砥石に目詰まりが生じやすく、短時間の使用で研削能が低下してしまうという問題がある。すなわち、図８（ａ），（ｂ）に示すように、ドリルによる穿孔と同様の態様で回転砥石Ｔを自転させて孔ｈ１をあける場合、砥石は全周で被加工体Ｗと接触し、砥石の表面が研削粉と擦り合わされるように回転するため、研削粉が砥粒間に入り込んで容易に目詰まりしてしまう。
【０００４】
また、穿孔加工として、図９（ａ），（ｂ）に示すように、回転砥石Ｔを軸Ａ１周りに自転させると同時に、加工すべき孔ｈ２の中心軸Ａ２周りに公転させながら孔ｈ２の深さ方向に回転砥石Ｔを送ることにより螺旋状に研削を行う、いわゆるヘリカル加工が行われることがある（例えば、特許文献１参照）。一般的に、研削粉は砥石の自転軸に垂直な方向に飛散しやすいが、図９に例示したヘリカル加工では、回転砥石Ｔの自転軸Ａ１と公転軸Ａ２とが平行であるため、研削粉は加工される孔ｈ２の内周面に付着しやすい。そして、研削粉が付着した孔ｈ２の内周面に沿って、回転砥石Ｔが螺旋状に移動することとなるため、研削粉が砥粒間に入り込みやすく容易に目詰まりが生じてしまう。
【０００５】
ここで、砥石の目詰まりを防止するために、液体で研削粉を洗い流しながら研削を行う湿式加工が公知である。しかしながら、湿式加工では、研削粉と液体とが混合した汚泥が被加工体の隙間などに入り込んでこびり付きやすく、加工後の洗浄工程が必須である。そのため、洗浄工程のために労力や経費がかかるという問題がある。特に、航空機部品など、被加工体が大型の場合は、洗浄工程に必要な設備が大掛かりとなると共に、労力や経費も多大となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、回転砥石を使用して乾式加工を行っても、回転砥石に目詰まりが生じにくい加工方法、及び、該加工方法に適した加工装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明にかかる加工方法は、「砥石本体を、該砥石本体の重心を通る第一軸周りに回転させると共に、前記第一軸とは軸方向が異なる第二軸周りに回転させながら、前記砥石本体を被加工体に押し込む」ものである。
【０００８】
上記構成により、軸方向が異なる二つの軸周りに砥石本体が回転することによって、一つの回転軸しか有しない砥石で加工する場合に比べて、砥石本体の表面において被加工体と接触する面積が増大する。そのため、本発明では、所定量の研削粉が生じる加工において、一つの回転軸しか有しない場合に比べて、砥石本体の単位表面積当たりの接触により生じる研削粉の量が少なく、その分、砥石表面の目詰まりが低減される。
【０００９】
また、第一軸は砥石本体の重心を通るため、砥石本体は第一軸周りに自転する。一般的に、被加工体が研削されて生じた研削粉は砥石本体の自転軸に直交する方向に飛散しやすいところ、本発明では第一軸と直交する方向は砥石本体の第二軸周りの回転に伴って変化する。そのため、砥石本体の回転軸が一つである場合に比べて、研削粉が飛散する方向が種々となり、被加工体に付着する研削粉が低減される。これにより、乾式で研削加工を行っても、砥石の表面に目詰まりが生じにくいものとなる。
【００１０】
本発明にかかる加工方法は、上記構成において、「前記第二軸を、前記砥石本体の重心を通ると共に前記第一軸と直交する直交軸と一致させる、または前記直交軸と平行とする」ものとすることができる。
【００１１】
上記構成により、本発明の加工方法で穿孔を行う場合、砥石本体の自転軸である第一軸は、加工される孔の内部空間を横切る方向となる。そのため、自転軸と直交する方向に飛散する研削粉は、孔の内周面に極めて付着しにくい。これにより、乾式で研削加工を行っても、砥石の表面に目詰まりが生じにくいものとなる。
【００１２】
ここで、「第二軸を、前記砥石本体の重心を通ると共に前記第一軸と直交する直交軸と一致させた」場合は、被加工体に、砥石本体における第二軸と直交する方向の最大幅と、ほぼ等しい直径の孔を穿設しやすい。一方、「第二軸を、前記直交軸と平行とする」場合は、砥石本体において第二軸と直交する方向の最大幅より、大径の孔を穿設することができる。なお、砥石本体を第一軸周りに回転させつつ第二軸周りに回転させることに加えて、孔の深さ方向に砥石本体を送ることにより、被加工体に貫通する孔をあけることができる。
【００１３】
本発明にかかる加工方法は、上記構成において、「前記第二軸を、前記第一軸と直角以外の角度で交差させる」ものとすることができる。
【００１４】
上記構成により、砥石本体は第一軸周りに回転しながら、“すりこぎ”のような運動をすることになる。従って、砥石本体の第一軸周りの自転によって被加工体が研削されて生じた研削粉は、第一軸と直交する方向に飛散しつつ、その方向がすりこぎ運動に伴って変化する。そのため、穿孔加工を行う場合であっても、研削粉は加工される孔の外側に飛散しやすく、孔の内周面には付着しにくい。これにより、乾式で穿孔加工を行っても、砥石の表面に目詰まりが生じにくいものとなる。
【００１５】
また、第一軸と第二軸とのなす角度によって、砥石本体のすりこぎ運動の軌跡円の直径が変化する。これにより、第一軸と第二軸とのなす角度を変化させることによって、加工される孔の直径を調整することができる。加えて、砥石本体を第一軸及び第二軸周りに回転させた状態で、被加工体に対して移動させることにより、或いは、被加工体を砥石本体に対して移動させることにより、円形に限定されない種々の形状の孔を加工することができる。
【００１６】
本発明にかかる加工方法は、上記構成に加えて、「前記砥石本体を、被加工体に穿設すべき孔の中心軸と一致する第三軸周りに回転させる」ものとすることができる。
【００１７】
上記構成により、被加工体を砥石本体に対して移動させることなく、砥石本体の最大幅を直径とする孔より大径の孔を、被加工体に穿設することができる。また、第三軸の位置の設定により、種々の直径の孔を被加工体に穿設することが可能となる。なお、砥石本体を第三軸周りに回転させながら、孔の深さ方向に砥石本体を送る螺旋状の運動をさせることにより、被加工体に貫通する孔をあけることができる。
【００１８】
本発明にかかる加工方法は、上記構成に加えて、「前記砥石本体を多孔質体とし、前記砥石本体に気体を供給しながら研削を行う」ものとすることができる。
【００１９】
炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素、溶融アルミナなど、非常に硬いセラミックス粒子を砥粒とし、結合剤で結合して焼成した砥石は、一般的に３０体積％〜７０体積％の空隙を有する多孔質体である。本発明では、このような「多孔質体」を砥石本体として使用する。また、「気体」としては、空気、アルゴンガス、窒素ガス等を使用可能である。
【００２０】
多孔質体である砥石本体に気体を供給することにより、気体は砥石本体内で連続する空隙を介して流通し、砥石本体の表面から噴出する。そのため、被加工体を研削することによって生じた研削粉は、噴出する気体によって吹き飛ばされる。これにより、乾式で研削加工を行ったとしても、研削粉が砥石本体の表面に付着して砥石表面に目詰まりが生じることを、有効に抑止することができる。なお、気体を砥石本体に供給する際、気体を圧送することとすれば、気体によって研削粉がより吹き飛ばされ易く好適である。
【００２１】
従って、本発明によれば、軸方向の異なる第一軸と第二軸周りに砥石本体を回転させるという砥石本体の運動によって、研削粉の目詰まりが生じにくいという作用効果が得られることに加えて、砥石本体の表面から気体を噴出させるによって、砥石表面に目詰まりが生じることを更に有効に抑制することができる。
【００２２】
次に、本発明にかかる加工装置は、「上記の加工方法に使用される加工装置であって、砥石本体と、該砥石本体の重心を通る第一軸を軸心とし、前記砥石本体と一体的に回転する回転支軸と、前記回転支軸を回転させる第一回転駆動装置と、前記回転支軸を前記砥石本体の両側で回転自在に挿通させる一対の支持体と、該支持体を、前記第一軸とは軸方向が異なる第二軸周りに回転させる第二回転駆動装置とを」具備するものである。
【００２３】
本発明では、第一軸を軸心とする回転支軸を支持体に支持させているが、支持体は回転支軸を回転自在に挿通させるものであって、支持体自体は第一軸周りには回転しない。そして、第二軸周りに支持体を回転させることにより、支持体を介して砥石本体が第二軸周りに回転する。このような構成により、第二回転駆動装置により砥石本体自体を第二軸周りに回転駆動する必要はなく、第二回転駆動装置によって支持体を回転駆動すれば足りる。すなわち、支持体を備えることにより、第一軸周りに回転する砥石本体を、第一軸とは軸方向の異なる第二軸周りに回転させることが容易となる。
【００２４】
従って、本発明によれば、上記の加工方法に適した加工装置を提供することができる。
【００２５】
本発明にかかる加工装置は、「前記第二軸は、前記砥石本体の重心を通ると共に前記第一軸と直交する直交軸と一致し、または前記直交軸と平行であり、前記第二軸を平行移動させる第二軸シフト装置を更に具備する」ものとすることができる。
【００２６】
本発明では、第一軸と直交する直交軸と第二軸が一致する、または平行であることにより、砥石本体の最大幅とほぼ等しい直径を有する孔から、それより少し大径の孔までを、穿設することができる。加えて、第二軸を直交軸と平行にシフトさせる第二軸シフト装置を備えていることにより、直交軸と第二軸との距離を変化させることができるため、一つの加工装置でありながら、種々の直径の孔を被加工体に穿設することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明の効果として、回転砥石を使用して乾式加工を行っても、回転砥石に目詰まりが生じにくい加工方法、及び、該加工方法に適した加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一実施形態の（ａ）加工方法及び加工装置を説明する斜視図、（ｂ）加工装置の概念的な構成を示す正面図、（ｃ）加工装置の具体的な構成を示す一部切欠き斜視図である。
【図２】本発明の第二実施形態の加工方法及び加工装置を説明する（ａ）正面図、及び（ｂ）第二軸周りの回転時の正面図である。
【図３】本発明の第二実施形態の加工方法を使用する他の加工装置の（ａ）正面図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）第二軸のシフトを説明する図である。
【図４】本発明の第三実施形態の加工方法及び加工装置を説明する図である。
【図５】（ａ）本発明の第四実施形態の加工装置を説明する斜視図、及び、（ｂ）第四実施形態の他の加工装置の正面図である。
【図６】図５（ａ）の加工装置を使用した（ａ）加工方法の説明図、及び、（ｂ）第三軸周りに回転させる加工方法の説明図である。
【図７】（ａ）本発明の第五実施形態の加工方法に使用される加工装置の一部切欠き断面図、及び（ｂ）第五実施形態の加工方法に使用される他の加工装置の正面図である。
【図８】従来のドリル式の加工方法による穿孔を説明する（ａ）断面図、及び（ｂ）平面図である。
【図９】従来のヘリカル式の加工方法による穿孔を説明する（ａ）断面図、及び（ｂ）平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の第一実施形態である加工方法、及び、加工方法に適した加工装置１について、図１を用いて説明する。第一実施形態の加工方法は、砥石本体１０を、砥石本体１０の重心を通る第一軸Ｐ１周りに回転させると共に、第一軸Ｐ１とは軸方向が異なる第二軸Ｐ２周りに回転させながら、砥石本体１０を被加工体に押し込むものであり、特に、第二軸Ｐ２を第一軸Ｐ１と直交する直交軸Ｚと一致させている。
【００３０】
かかる加工方法に適した加工装置１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、砥石本体１０と、砥石本体１０の重心を通る第一軸Ｐ１を軸心とし砥石本体１０と一体的に回転する回転支軸１１と、回転支軸１１を回転させる第一回転駆動装置と、回転支軸１１を砥石本体１０の両側で回転自在に挿通させる一対の支持体１２と、支持体１２を、砥石本体１０の重心を通ると共に第一軸Ｐ１に直交する直交軸Ｚと一致させた第二軸Ｐ２周りに回転させる第二回転駆動装置とを具備している。
【００３１】
より詳細には、砥石本体１０は円板状であり、その断面円の中心点を結んだ線が第一軸Ｐ１に相当する。そして、第一軸Ｐ１を軸心とする回転支軸１１は砥石本体１０を貫通しており、砥石本体１０は回転支軸１１の回転に伴い一体的に回転する。また、回転支軸１１の両端は、砥石本体１０を両側から挟み込むように配された一対の支持体１２にそれぞれ回転自在に挿通されている。更に、一対の支持体１２は基端側で一体となっていると共に、第二軸Ｐ２周りに回転する回転体１３に取り付けられている。
【００３２】
ここで、回転体１３を介して支持体１２を第二軸Ｐ２周りに回転させる第二回転駆動装置（図示しない）としては、モータを利用可能であり、この場合、モータの回転軸の軸心が第二軸Ｐ２となる。また、第一回転駆動装置（図示しない）は、例えば、モータの回転軸の回転を、直交する方向の回転に変換する傘歯車、傘歯車の交差軸の回転を回転支軸１１に伝達するプーリ及びベルトによって構成させることができる。
【００３３】
上記の構成により、第一回転駆動装置によって回転支軸１１を回転させると共に、第二回転駆動装置によって回転体１３を介して支持体１２を回転させれば、砥石本体１０は第一軸Ｐ１周りに回転しながら第二軸Ｐ２周りにも回転する。そして、その状態で砥石本体１０を被加工体Ｗに押し込むことにより、被加工体Ｗに穿孔などの研削加工を行うことができる。
【００３４】
このとき、図１（ｂ）に示すように、一対の支持体１２間の距離ｄを、砥石本体１０の第二軸Ｐ２に直交する方向の最大長さ、すなわち円板状の砥石本体１０の断面円の直径Ｄより短い設定とすれば、貫通する孔をあける加工を行うことが可能となり、直径Ｄとほぼ等しい直径を有する孔を穿設することができる。
【００３５】
そして、穿孔加工に際しては、砥石本体１０の第一軸Ｐ１周りの回転によって穿孔されるべき孔ｈの直径方向の二箇所が研削され、その研削点が第二軸Ｐ２周りに回転することによって孔ｈが形成される。そのため、図８を用いて上述したドリル様の動作による穿孔とは異なり、ある時点で砥石本体１０がその全周にわたって加工される孔ｈの内周と接触していることはないため、砥石表面に目詰まりが生じにくい。また、研削によって生じた研削粉は、第一軸Ｐ１に直交する方向に飛散するため、加工される孔ｈの内周面には研削粉が付着しにくい。そのため、第二軸Ｐ２周りの回転に伴い砥石本体１０が孔ｈの内周に沿って移動しても、砥石表面に目詰まりが生じにくい。
【００３６】
上記では、加工装置１の概念的な構成を図示して説明したが、より具体的な構成として、図１（ｃ）に示す構成を例示することができる。すなわち、回転体１３は円筒状であり、同じく円筒状の外筒体１８の内部に収容されている。この外筒体１８には第二回転駆動装置たるモータ１９が支持されており、その回転軸１９ｐの軸心は第二軸Ｐ２と一致すると共に、回転軸１９ｐは外筒体１８の内部に延ばされて、その先端に回転体１３が取り付けられている。また、回転体１３の内部には、その内周壁に第一回転駆動装置たるモータ１４が支持されており、モータ１４の回転軸１４ｐの軸心は第一軸Ｐ１と平行である。そして、回転軸１４ｐと一体的に回転するプーリ１５と回転支軸１１と一体的に回転するプーリ１７には、ベルト１６が架け渡されている。
【００３７】
かかる構成により、砥石本体１０を支持している支持体１２は回転体１３を介してモータ１９により回転駆動され、第二軸Ｐ２周りに回転する。また、モータ１４の回転軸１４ｐの回転は、プーリ１５、ベルト１６、及びプーリ１７を介して回転支軸１１に伝達され、その回転により砥石本体１０が第一軸Ｐ１周りに回転する。なお、回転体１３に支持されていることにより回転する構成であるモータ１４への電力の供給は、モータ１４に接続された正負一対のブラシ１４ｂと、外筒体１８の内周面に沿って取り付けられた正負一対の円環状の電気伝導板１８ａを介して行うことが可能である。
【００３８】
次に、第二実施形態の加工方法、及び、加工方法に適した加工装置２ａ，２ｂについて、図２及び図３を用いて説明する。なお、第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３９】
第二実施形態の加工方法は、砥石本体１０を、砥石本体１０の重心を通る第一軸Ｐ１周りに回転させると共に、第一軸Ｐ１とは軸方向が異なる第二軸Ｐ２周りに回転させながら、砥石本体１０を被加工体に押し込むものであり、特に、第二軸Ｐ２を、砥石本体１０の重心を通ると共に第一軸Ｐ１と直交する直交軸Ｚと平行とするものである。
【００４０】
また、加工装置２ａは、図２（ａ）に示すように、第二回転駆動装置によって回転駆動される回転体１３の回転軸である第二軸Ｐ２が、砥石本体１０の重心を通らず、直交軸Ｚと平行となっている点で第一実施形態の加工装置１と相違し、その他の構成は加工装置１と同様である。なお、第二軸Ｐ２は、砥石本体１０の重心を通らないが第一軸Ｐ１と直交して直交軸Ｚと平行である場合と、砥石本体１０の重心を通らず第一軸Ｐ１とも交差しないが直交軸Ｚと平行である場合があり得るが、図２では前者の場合を例示している。
【００４１】
かかる加工方法によれば、砥石本体１０の断面円の直径Ｄより大きな直径の孔を穿設することができる。すなわち、図２（ｂ）に示すように、直交軸Ｚと第二軸Ｐ２との距離がＬのとき、砥石本体１０が第二軸Ｐ２周りに回転する軌跡円の直径Ｄ２はＤ＋２Ｌに等しい。従って、本実施形態の加工方法によれば、Ｄ２とほぼ等しい直径の孔を穿設することができる。
【００４２】
第二実施形態の加工方法において、直交軸Ｚと第二軸Ｐ２との距離Ｌを可変とすれば、加工すべき孔の直径に対応して、砥石本体１０が第二軸Ｐ２周りに回転する軌跡円の直径を変えることができる。このような加工方法は、次の構成の加工装置２ｂによって実現することができる。加工装置２ｂは、図３に示すように、砥石本体１０と、砥石本体１０の重心を通る第一軸Ｐ１を軸心とし砥石本体１０と一体的に回転する回転支軸１１と、回転支軸１１を回転させる第一回転駆動装置と、回転支軸１１を砥石本体１０の両側で回転自在に挿通させる一対の支持体１２と、支持体１２を、砥石本体１０の重心を通ると共に第一軸Ｐ１と直交する直交軸Ｚと平行とされた第二軸Ｐ２周りに回転させる第二回転駆動装置と、第二軸Ｐ２を平行移動させる第二軸シフト装置２０とを具備している。
【００４３】
すなわち、加工装置２ｂは概念的な構成として、支持体１２と回転体１３との間に、第二軸シフト装置２０が配されている点で加工装置１と相違している。図３では、第二軸シフト装置２０として、支持体１２に固定されていると共に上面にスライド溝２３が形成された第一スライド体２１と、回転体１３に固定されていると共に、スライド溝２３内を摺動可能な突条２４が底面に形成された第二スライド体２２とを備える構成を例示している。
【００４４】
かかる構成より、図３（ｃ）に示すように、第二スライド体２２が第一スライド体２１に対して相対的にスライドすることにより、回転体１３は支持体１２に対して相対的にスライドし、第二軸Ｐ２と直交軸Ｚとの距離Ｌを変えることができる。
【００４５】
次に、第三実施形態の加工方法、及び、加工方法に適した加工装置３について、図４を用いて説明する。なお、第一実施形態、第二実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。第三実施形態の加工方法は、砥石本体３０を、砥石本体３０の重心を通る第一軸Ｐ１周りに回転させると共に、第一軸Ｐ１とは軸方向が異なる第二軸Ｐ２周りに回転させながら、砥石本体３０を被加工体Ｗに押し込むものであり、特に、第二軸Ｐ２を第一軸Ｐ１と直角以外の角度で交差させるものである。
【００４６】
また、加工装置３は、砥石本体３０と、砥石本体３０の重心を通る第一軸Ｐ１を軸心とし砥石本体３０と一体的に回転する回転支軸１１と、回転支軸１１を回転させる第一回転駆動装置と、回転支軸１１を砥石本体３０の両側で回転自在に挿通させる一対の支持体１２と、支持体１２を、第一軸Ｐ１とは軸方向が異なる第二軸Ｐ２周りに回転させる第二回転駆動装置とを具備している。図４では、砥石本体３０が球形であると共に、直交軸Ｚを軸心とする取付軸部３３に支持体１２が取り付けられており、第二軸Ｐ２を軸心として回転する回転軸部３８が、多関節部３７を介して取付軸部３３に連結されていることにより、第二軸Ｐ２が第一軸Ｐ１と直角以外の角度で交差している場合を例示している。
【００４７】
かかる構成により、第一回転駆動装置によって回転支軸１１を回転させると共に、第二回転駆動装置によって回転軸部３８及び取付軸部３３を介して支持体１２を回転させれば、砥石本体３０は第一軸Ｐ１周りに回転しながら第二軸Ｐ２周りにも回転する。その状態で、例えば、面取り加工や孔縁の整形加工を行うことができる。
【００４８】
次に、第四実施形態の加工方法、及び、加工方法に適した加工装置４ａ，４ｂについて、図５及び図６を用いて説明する。第四実施形態の加工方法は、砥石本体４０を、砥石本体４０の重心を通る第一軸Ｐ１周りに回転させると共に、第一軸Ｐ１とは軸方向が異なる第二軸Ｐ２周りに回転させながら、砥石本体４０を被加工体Ｗに押し込むものであり、特に、第二軸Ｐ２を、第一軸Ｐ１と直角以外の角度で交差させるものである。
【００４９】
より詳細には、図５（ａ）に示すように、加工装置４ａでは第一回転駆動装置４１の回転軸４２に砥石本体４０が取り付けられており、回転軸４２の軸心が第一軸Ｐ１となる。また、多軸ハンド等を使用し、第一軸Ｐ１と直角以外の角度で交差する第二軸Ｐ２周りに、第一回転駆動装置４１ごと砥石本体４０を回転させることにより、砥石本体４０は第一軸Ｐ１周りに回転しながら第二軸Ｐ２周りに回転する。その状態で、図６（ａ）に示すように、砥石本体４０を移動させれば、被加工体Ｗに移動軌跡に沿った種々の形状の孔を加工することができる。
【００５０】
また、図６（ｂ）に示すように、第一軸Ｐ１、第二軸Ｐ２に加え、被加工体Ｗに穿設すべき孔ｈの中心軸と一致する第三軸Ｐ３周りにも砥石本体４０を回転させて、加工を行うこともできる。このような構成とすることにより、砥石本体４０を第一軸Ｐ１周りに自転させると共に第二軸Ｐ２周りに回転させながら、加工すべき孔ｈの内周面に沿って第三軸Ｐ３周りに公転させつつ孔の深さ方向に送る、いわゆるヘリカル加工を行うことにより、被加工体Ｗに孔ｈを穿設することができる。このとき、砥石本体４０が二つの異なる軸周りに回転することにより、研削粉は孔ｈの内周面に付着しにくい。これにより、砥石本体４０が第三軸Ｐ３周りの回転により孔ｈの内側面に沿って移動しても、砥石表面に目詰まりが生じにくいものとなっている。
【００５１】
なお、加工装置４ａでは、砥石本体４０の形状として、縦断面形状が紡錘形状である場合を例示したが、これに限定されず、例えば図５（ｂ）に示すように、球形の砥石本体４５を有する加工装置４ｂとすることもできる。
【００５２】
次に、第五実施形態の加工方法について説明する。第五実施形態の加工方法は、上記に記載の構成に加えて、砥石本体５０，６０を多孔質体とし、砥石本体５０，６０に空気を供給しながら研削を行うものである。
【００５３】
かかる構成の加工方法を使用する加工装置５ａは、例えば、図７（ａ）に示すように、多孔質体で形成された砥石本体５０と、砥石本体５０に挿通され砥石本体５０内において管壁に複数の貫通孔５３が設けられたパイプ５１と、第一駆動装置による駆動により第一軸Ｐ１周りに回転する回転体５２と、回転体５２とパイプ５１との間に介設されたロータリージョイント５４とを具備する構成とすることができる。ここで、ロータリージョイント５４は、回転体５２及びパイプ５１と一体的に回転する回転部と、回転部の回転によっては回転しない固定部とを有し、パイプ５１内部と連通した空気供給口５５が固定部に設けられている。これにより、外部の固定配管から空気供給口５５に空気を供給する空気供給管９０が、回転体５２及びパイプ５１の回転によってねじれを生じることなく、パイプ５１内に空気を導入することができる。
【００５４】
また、第五実施形態の加工方法を使用する加工装置として、図７（ｂ）に示す加工装置５ｂを使用することもできる。加工装置５ｂは、多孔質体で形成された円板状の砥石本体６０と、第一回転駆動装置の駆動により砥石本体の重心を通る第一軸Ｐ１を軸心とし砥石本体６０と一体的に回転する回転支軸６１と、回転支軸６１を砥石本体６０の両側で回転自在に挿通させる一対の支持体６２と、第二回転駆動装置の駆動により砥石本体６０の重心を通ると共に第一軸Ｐ１と直交する第二軸Ｐ２周りに支持体６２と一体的に回転する回転体６３と、回転体６３と支持体６２との間に介設されたロータリージョイント６４と、回転支軸６１に挿通され砥石本体６０内において管壁に複数の貫通孔６６が設けられたパイプ６５と、パイプ６５の端部に取り付けられたロータリージョイント６７とを、主に具備している。
【００５５】
ここで、ロータリージョイント６７において回転支軸６１の回転に伴っては回転しない固定部には、空気導入管６８の一端がパイプ６５の内部空間と連通するように接続されている。また、空気導入管６８の他端は、ロータリージョイント６４において回転体６３の回転に伴って回転する回転部に接続されていると共に、ロータリージョイント６４の固定部に設けられた空気供給口６９を介して外部の固定配管から空気を供給する空気供給管９０と連通している。このような構成により、回転支軸６１の第一軸Ｐ１周りの回転、回転体６３及び支持体６２の第二軸Ｐ２周りの回転によって、空気供給管９０及び空気導入管６８にねじれを生じることなく、パイプ６５内空間に空気を導入することができる。
【００５６】
上記構成の加工措置５ａ，５ｂでは、空気をそれぞれ空気供給口５５，６９を介してパイプ５１，６５内に導入することにより、空気は貫通孔５３，６６から砥石本体５０，６０内部に供給される。そして、空気は砥石本体５０，６０内の空隙を流通し、砥石本体５０，６０の表面から噴出する。これにより、砥石本体５０，６０の表面に付着している研削粉が空気の噴出に伴って吹き飛ばされ、砥石表面の目詰まりがより生じにくいものとなる。
【００５７】
なお、砥石本体５０，６０において、被加工体Ｗの研削には使用されない非研削面５０ｓ，６０ｓは、樹脂などをコーティングすることにより、表面に沿って所定の深さまで空隙を充填しておくこともできる。これにより、砥石本体５０，６０内部に供給した空気が非研削面５０ｓ，６０ｓから噴出する無駄を排し、研削に使用される砥石表面のみから空気を噴出させることによって、供給した空気を有効に使用して目詰まりを防止することができる。
【００５８】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００５９】
例えば、本発明は、乾式で研削を行っても砥石本体の表面に目詰まりが生じにくいという優れた作用効果を奏し、上記では、乾式で研削を行う実施形態のみを例示したが、湿式で研削を行うことを排除したものではない。また、第五実施形態では、多孔質体で形成した砥石本体５０，６０に空気のみを供給し、空気の噴出によって研削粉を吹き飛ばす場合を例示したが、これに限定されない。例えば、空気と共に水滴や水蒸気を噴出させることができ、これにより、研削加工によって加熱された砥石本体５０，６０や被加工体を冷却することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０，３０，４０，４５，５０，６０  砥石本体
１，２ａ，２ｂ，３，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ  加工装置
１１，６１  回転支軸
１２，６２  支持体
１４，４１  第一回転駆動装置
１９  第二回転駆動装置
２０  第二軸シフト装置
Ｐ１  第一軸
Ｐ２  第二軸
Ｐ３  第三軸
Ｚ  直交軸
Ｗ  被加工体
ｈ  穿設すべき孔
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開平１１−２１６７２０号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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