(57)【要約】      （修正有）【課題】砥石をワーク面上に自立させそれにより加工精度を向上させる平面研削技術を、主軸が固定式である既存の平面研削装置に適用できる砥石ツールを提供する。【解決手段】首振り自在な砥石軸を有する砥石６と、主軸４と嵌合し当該砥石軸を軸支する軸受部を有する軸受５より構成された砥石ツールを用いれば、その平面研削技術を既存の装置に適用することができる。【選択図】図４
0003168606.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
首振り自在な砥石軸を有する砥石と、主軸と嵌合し当該砥石軸を軸支する軸受部を有する軸受より構成されたことを特徴とする砥石ツール。
【請求項２】
軸受部内部にストロークが主軸の傾きにより生じた砥石とワークとの乖離距離以上である弾性体を装備したことを特徴とする請求項１の砥石ツール。
【請求項３】
請求項１又は２の砥石ツールを装備した工作機械。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、金属等を加工する技術に関し、特に金属等の表面を平坦に加工する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の平面研削技術には、砥石をワーク面上に自立させ、それにより加工精度を向上させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録出願  出願人：株式会社城北工範製作所、識別番号：５９５０３６９４３、出願日：平成２３年１月１１日、考案の名称：３軸スピンドル（図３２）
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】  背景技術は、主軸を首振りとすることを要するが、既存の装置の多くが主軸が角度調整できたとしても固定式であるため、直ちにその技術を既存装置に適用することができない。【０００５】  そこで、本考案では、背景技術の有する砥石をワーク面上に自立させる作用効果を有しながら、主軸が固定式である既存の装置にも使用できる砥石ツールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  首振り自在な砥石軸を有する砥石と、主軸と嵌合し当該砥石軸を軸支する軸受部を有する軸受より構成されたことを特徴とする砥石ツールを既存装置の主軸に装着しワークを研削する。
【考案の効果】
【０００７】  背景技術は、重力下では砥石は３点の支点があればワーク面上に安定して自立し、それ故に当該砥石の当該支点が当該ワークにつねに当接するため、当該砥石自身の接触面もワーク面に密着するかたちで平坦に研磨されていくことを利用して、主軸の傾きに依拠することなくワークを平坦に研削するものであった。【０００８】  その手段として、これを実現する手段として背景技術では主軸を首振り自在としていた。【０００９】  図１に本考案の概略を示す側面図を示す。【００１０】  図１中、１はワークであり、２はテーブルであり、３はモータであり、４は主軸であり、５は軸受であり、６は砥石である。【００１１】  図１において、主軸４が固定式であり、砥石６が首振りしないものであれば、主軸４の回転により軸受５が回転し、それにより砥石６がワーク１の表面を研削することになるが、砥石６がワーク１上に自立するものでないため背景技術の作用効果を奏することはできない。【００１２】  また、図１において主軸４が首振り自在の場合は、背景技術のようにモータ３のトルクをワイヤー等で軸受５に伝える特別な機構を備えない限り、効率よく軸受５を回転させることは不可能である。【００１３】  本考案においては、主軸４は固定式であるが、砥石６が首振り自在なものを採用している。【００１４】  このため、本考案では、主軸４の回転が直接軸受５に伝えられ、それにより砥石６がワーク１の表面を容易に研削する。【００１５】  このとき、砥石６が首振り自在であるため砥石６の底面はワーク１の表面に密着する。【００１６】  一般に、固体が平面に密着する場合は、ミクロの視点で見れば概ね３つの接点により密着しているといえる。【００１７】  このように、砥石６の底面とワーク１の表面が３つの支点で支えられていれば、これにより背景技術の作用効果が生じ、砥石６の底面は研削によりより平坦となり、これによりワーク１もより平坦に研削されることになる。【００１８】  しかし、背景技術の作用効果を常に発揮するためには、砥石６とワーク１の接点は常に３点であることが望ましい。【００１９】  これを確実なもにするためには、軸受５から砥石６に加わる力の作用線上、即ち砥石６の底面の中央部は凸になっていないことが必要である。【００２０】  もし砥石６の底面の中央部が凸になっていたら、砥石６は１点で支えられ、砥石６がワーク１に当接する角度が不安定となり、このことによって平坦な研削ができなくなるからである。【００２１】  また、砥石６の中央部以外の底面が凸になっている場合、その対角位置は凸になっていないことが必要である。【００２２】  砥石６の底面の対角位置が互いに凸となっていると、砥石６は２点で支えられ、砥石６がワーク１に当接する角度が不安定となり、このことによって平坦な研削ができなくなるからである。【００２３】  これらを考慮すると、砥石６の底面において凸となっているのが可能な範囲は、図２の想像線７と８と９のそれぞれの範囲内といえる。【００２４】  砥石６の底面において凸となっている部分の数は、３以上であっても上述の条件を満たすことは可能である。【００２５】  しかしながら、砥石６の底面において凸となっている部分の数が３を越えた場合、背景技術も指摘���るように砥石６がワーク１に当接する角度が不安定となり、平坦に研削をする能力が低下する。【００２６】  図３に軸受４に複数の砥石がある場合の本考案の概略を示す。【００２７】  図３中、１はワークであり、２はテーブルであり、３はモータであり、４は主軸であり、５は軸受であり、６と１０は砥石でり、１１は主軸４の傾きにより生じた砥石１０とワーク１との乖離した距離を示す想像線である。【００２８】  図３に見るように砥石６と１１が軸受５の反対位置に実装されている場合、主軸１が傾いていると、砥石６がワーク１に当接している間は砥石１０はワーク１より離れてしまう。【００２９】  この状態で軸受５が１８０度回転すれば、今度は砥石６がワーク１より離れてしまう。【００３０】  本考案では、このように主軸の傾きにより生じる砥石６又は１０とワーク１との乖離する距離の最大値を乖離距離と称している。【００３１】  本考案では、この問題を軸受５の砥石６及び１０の砥石軸を軸支する軸受部内部にストロークが上述の乖離距離以上である弾性体を装備することにより解決している。【００３２】  例えば、図３においてこのような弾性体を軸受５の砥石６及び１０の砥石軸を軸支する軸受部内部に装備すれば、砥石６の砥石軸は軸受５を介して伝えられる主軸４がワーク１に向かう圧力と軸受５の砥石６の砥石軸の軸受部内部に装備された弾性体の変形により砥石１０の底面がワーク１の表面に当接するまで軸受５の砥石６の砥石軸の軸受部の奥に入ってゆくことになり、砥石６と１０は常にワーク１の表面に当接することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本考案概略を示す側面図である。
【図２】砥石の設置範囲を説明する砥石６の底面図である。
【図３】主軸４の傾きにより生じた砥石１０とワーク１との乖離を説明する図である。
【図４】本考案の装置の実施の形態における断面図である。
【図５】砥石６の拡大図である。
【図６】砥石６の底面図である。
【図７】砥石が複数ある場合の本考案の実施の形態における平面図である。
【図８】図７中のＡ−Ａ線の断面図である。
【図９】板バネ２３の拡大図である。
【図１０】砥石が複数ある場合の本考案の装置の実施の形態における断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００３４】  図４に本考案の装置の実施形態の断面図を示す。
【００３５】  図４中、１はワークであり、２と１３はテーブルであり、３はモータであり、４は主軸であり、５は軸受であり、６は砥石でり、１２はベッドであり、１４はスタンドである。
【００３６】  また、図５に図４における砥石６の拡大図を示す。
【００３７】  図５中、１５と１６と１７は砥石部であり、１８は台座であり、１９は砥石軸であり、２０は球形バネである。
【００３８】  球形バネ２０は弾性体（例えば、鋼板）でできた中空の球体であり、頭頂部から切り込みを有している。
【００３９】  図４において砥石６の球形バネ２０を軸支する軸受５の軸受部の入り口の径は、球形バネ２０の外径よりやや小さいが、球形バネ２０を当該入り口に圧入すると、球形バネ２０は当該バネが有する切り込みの作用により外径を縮小しながら縦長に変形し、当該入り口通過後は元の形状に復元する。
【００４０】  軸受５の軸受部の内部は略球形であり、球形バネ２０の形状も球形であるので、砥石軸１９は首振り自在となる。
【００４１】  また、砥石６の底面は、図５に示すとおり、砥石部１６と１７と１８が台座１８より突出しており、かつ図６に示すとおり、砥石部１６と１７と１８は台座１８の中央になく、かつ互いに対角線上に配置されていないので、主軸４の圧力が軸受５を介して砥石６に伝われば、その力は台座１８の中央部を通ってワーク１に達しようとする力となり、当該力は砥石部１６又は１７又は１８のいずれかをワーク１に当接させ、かつその後は他の砥石部をワーク１に当接させるモーメント力となるので、砥石部１６と１７と１８は必ずワーク１に当接することになる。
【００４２】  これにより背景技術と同じような砥石のワーク面上での自立状態が強制的に実現される。
【００４３】  この作用により砥石部１６と１７と１８は常にワーク１に当接し、研削により砥石部１６と１７と１８の底面は平坦となり、当該平坦な底面を有する砥石部１６と１７と１８により研削されたワーク１は、その平坦さを写すかたちで平坦となる。
【００４４】  このように、本考案を使用すれば主軸の固定された平面研削装置においても、背景技術と同様の平坦な平面研削が可能となる。
【００４５】  図７に砥石が複数ある場合の本考案の実施形態の平面図を示す。
【００４６】  図７中、５は軸受であり、６と１０と２１は砥石である。
【００４７】  図８に図７中におけるＡ−Ａ線での断面図を示す。
【００４８】  図８中、５は軸受であり、１０と２１は砥石であり、２２は軸受５の軸受部であり、２３は板バネである。
【００４９】  また図９に示すとおり、板バネ２３はくの字をした板バネを２枚合わせた形状をしている。
【００５０】  板バネ２３は軸受５の各軸受部の奥に内蔵されており、そのストロークが主軸４の傾きにより生じる砥石６と１０と２１とワーク１との乖離距離より大きくなるように設計されている。
【００５１】  図１０に砥石が複数ある場合の本考案の装置の実施形態の断面図を示す。
【００５２】  図１０中、１はワークであり、２と１３はテーブルであり、３はモータであり、４は主軸であり、５は軸受であり、１０と２１は砥石でり、１２はベッドであり、１４はスタンドであり、２０は球形バネであり、２３は板バネである。
【００５３】  図１０において主軸４のみならずテーブル２とモータ３と軸受５も傾斜しているが、砥石１０は板バネ２３の作用によりワーク１から離れることなく当接している。
【００５４】  また球形バネ２０の作用により砥石１０は首振り自在であり、底部の３つの砥石部はいずれもワーク１から離れることなく当接している。
【００５５】  これにより、砥石１０等の砥石の砥石部の底面は研削により平坦となり、当該平坦な底面を有する砥石部により研削されたワーク１は、その平坦さを写すかたちで平坦となる。
【００５６】  このように、砥石が複数ある場合においても、本考案は、背景技術と同様に平坦な平面研削をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】  本考案は、金属のみならずセラミックスや木材の研削にも適用可能である。【００５８】  また、工作機械のみならずハンドサンダー等の日用工具にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】１    ワーク
２，１３  テーブル
３    モーター
４    主軸
５    軸受
６，１０，２１  砥石
７，８，９  砥石の配置に適した範囲を示す想像線
１１  主軸４の傾きにより生じた砥石１０とワーク１との乖離した距離を示す想像線
１２  ベッド
１４  スタンド
１５，１６，１７  砥石部
１８  台座
１９  砥石軸
２０  球形バネ
２２  軸受部
２３  板バネ
【図１】
0003168606.tif 000003
【図２】
0003168606.tif 000004
【図３】
0003168606.tif 000005
【図４】
0003168606.tif 000006
【図５】
0003168606.tif 000007
【図６】
0003168606.tif 000008
【図７】
0003168606.tif 000009
【図８】
0003168606.tif 000010
【図９】
0003168606.tif 000011
【図１０】
0003168606.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月26日(2011.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
先端が球形又は略球形である砥石軸を有する砥石と、当該砥石軸を軸支する軸受部を有しかつ工作機械の主軸と嵌合する軸受より構成されたことを特徴とする砥石ツール。
【請求項２】
軸受部内部にストロークが主軸の傾きにより生じた砥石とワークとの乖離距離以上である弾性体を装備したことを特徴とする請求項１の砥石ツール。
【請求項３】
請求項１又は２の砥石ツールを装備した工作機械。