(57)【要約】【課題】ワークに形成された溝の両側面に対して高精度且つ短時間の研磨加工を実現する研磨加工装置の提供。【解決手段】研磨加工装置は、ワーク２に形成された溝４の両側面６をそれぞれ研磨するための一対の研磨部材８０と、両研磨部材８０が装着されるホルダ６２と、ホルダ６２を振動させる振動手段としての振動駆動部と、溝４とホルダ６２との相対位置を溝の長手方向に変化させる位置変化手段としてのワーク駆動部及び揺動機構部と、各研磨部材８０の間に配置され、エア圧を受けて膨張することにより、各研磨部材８０を研磨対象の側面６に押し当てる膨張部材７０と、膨張部材７０にエア流体圧を供給する供給手段としての流体圧供給部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2008114329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに形成された溝を研磨加工する研磨加工装置であって、
前記溝の両側面をそれぞれ研磨するための一対の研磨部材と、
両前記研磨部材が装着されるホルダと、
前記ホルダを振動させる振動手段と、
前記溝と前記ホルダとの相対位置を前記溝の長手方向に変化させる位置変化手段と、
各前記研磨部材の間に配置され、流体圧を受けて膨張することにより、各前記研磨部材を研磨対象の前記側面に押し当てる膨張部材と、
前記膨張部材に前記流体圧を供給する供給手段と、
を備えることを特徴とする研磨加工装置。
【請求項２】
前記振動手段は、前記ホルダを前記溝の深さ方向に振動させることを特徴とする請求項１に記載の研磨加工装置。
【請求項３】
前記ホルダは、前記膨張部材を挟む両側において各前記研磨部材を前記側面とは反対側から保持する一対の保持部を有し、
前記膨張部材は、前記流体圧を受けて膨張することにより、各前記保持部をスライドさせて各前記研磨部材を前記側面に押し当てることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨加工装置。
【請求項４】
前記膨張部材はゴムにより袋状に形成され、前記供給手段から内部に前記流体圧が供給されることにより膨張することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨加工装置。
【請求項５】
前記膨張部材は、前記溝の深さ方向に中心線が沿う円筒形であることを特徴とする請求項４に記載の研磨加工装置。
【請求項６】
前記ホルダは、前記膨張部材を挟む両側において各前記研磨部材を前記側面とは反対側から保持する一対の保持部を有し、前記深さ方向に中心線が沿う円弧面を各前記保持部の前記研磨部材とは反対側に形成し、
前記膨張部材は、前記流体圧を受けて膨張して各前記保持部の前記円弧面を押圧することにより、各前記保持部をスライドさせて各前記研磨部材を前記側面に押し当てることを特徴とする請求項５に記載の研磨加工装置。
【請求項７】
前記ホルダは、前記膨張部材の周方向において各前記保持部の間にそれぞれ配置され、前記膨張部材の前記長手方向への膨張を規制する一対の規制部を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の研磨加工装置。
【請求項８】
前記ホルダは、前記溝の深さ方向に沿う軸線まわりに回動自在に設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の研磨加工装置。
【請求項９】
前記流体圧はエア圧であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の研磨加工装置。
【請求項１０】
前記長手方向の形状が曲線状である前記溝を研磨加工することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の研磨加工装置。
【請求項１１】
前記長手方向の形状が渦巻状である前記溝を研磨加工する研磨加工装置であって、
前記位置変化手段は、
前記ワークを前記溝の渦巻中心まわりに回転駆動するワーク駆動部と、
前記渦巻中心に対する偏心軸線まわりに揺動自在に前記ホルダを支持する支持部と、
を有することを特徴とする請求項１０に記載の研磨加工装置。
【請求項１２】
ワークに形成された溝を研磨加工する研磨加工方法であって、
前記溝の両側面をそれぞれ研磨するための一対の研磨部材の間に膨張部材を配置し、前記膨張部材に流体圧を供給して前記膨張部材を膨張させることにより、各前記研磨部材を研磨対象の前記側面に押し当てた状態下、両前記研磨部材が装着されたホルダを振動させつつ前記溝と前記ホルダとの相対位置を前記溝の長手方向に変化させることを特徴とする研磨加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨加工装置及び研磨加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されるように一部材を他部材の溝に滑り対偶によって連繋させてなるリンク機構等では、溝の側面に平滑性が求められるため、溝に研磨加工を施しておく必要がある。従来、このような要求に応えるべく、ワークに形成された溝を研磨加工する技術が各種提案されているが、その一種に、研磨部材を溝内に斜めに挿入して挿入先端側の側面に当てる技術が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−４８７０７号公報
【特許文献２】実開平５−３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、加工時間を短縮すべく、特許文献２の技術を応用して溝の幅方向両側からそれぞれ研磨部材を挿入し、溝の両側面を同時に研磨しようとすると、それら研磨部材を溝幅方向に重ねることができないため、溝端部では両側面の同時研磨が困難となる。さらに、この場合には、溝の各側面に対して別々の研磨部材を斜めに当てることになるため、各側面に与えられる研磨圧力を互いに、またそれぞれの溝深さ方向において均一にすることが困難となり、各側面の面精度にばらつきが生じてしまう。加えて、特許文献１のような長手方向の形状が曲線状の溝に対して特許文献２の技術を適用した場合、当該長手方向における溝と研磨部材との相対位置が変化するに従って研磨圧力も変化し易くなるため、面精度のばらつきが顕著になるのである。
【０００４】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、溝の両側面に対して高精度且つ短時間の研磨加工を実現する研磨加工装置及び研磨加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、ワークに形成された溝を研磨加工する研磨加工装置であって、溝の両側面をそれぞれ研磨するための一対の研磨部材と、両研磨部材が装着されるホルダと、ホルダを振動させる振動手段と、溝とホルダとの相対位置を溝の長手方向に変化させる位置変化手段と、各研磨部材の間に配置され、流体圧を受けて膨張することにより、各研磨部材を研磨対象の側面に押し当てる膨張部材と、膨張部材に流体圧を供給する供給手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
このような請求項１に記載の発明によると、各研磨部材間に配置された膨張部材に流体圧が供給されて当該膨張部材が膨張することにより、各研磨部材が溝の両側面に同時に押し当てられることになる。故に各研磨部材は、溝側面との間の作用・反作用によって力の釣り合う位置に位置決めされることになるので、互いに均一な研磨圧力を溝側面に与えることができる。しかも、そうした均一な研磨圧力の作用状態下、両研磨部材の装着されたホルダが振動しつつ溝とホルダとの相対位置が溝長手方向に変化することにより、溝の両側面が同時に研磨されることになる。したがって、請求項１に記載の発明によれば、溝の両側面に対して高精度且つ短時間の研磨加工を実現することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、振動手段は、ホルダを溝の深さ方向に振動させる。これによれば、ホルダが振動しつつ溝とホルダとの相対位置が溝長手方向に変化することにより、各研磨部材と溝側面との任意の接触点をジグザグ状に変位させることができるので、研磨ムラを低減することができる。
【０００８】
請求項３，６に記載の発明によると、ホルダは、膨張部材を挟む両側において各研磨部材を溝側面とは反対側から保持する一対の保持部を有し、膨張部材は、流体圧を受けて膨張することにより、各保持部をスライドさせて各研磨部材を溝側面に押し当てる。これによれば、膨張部材の膨張を利用して各研磨部材を溝側面に押し当てるべく、各研磨部材を保持する保持部をスライドさせるので、各研磨部材の変形は抑制される。したがって、各研磨部材の変形に起因して溝側面への研磨圧力が不均一となることを防止できる。
【０００９】
請求項４に記載の発明によると、膨張部材はゴムにより袋状に形成され、供給手段から内部に流体圧が供給されることにより膨張する。このようにゴムによって袋状に形成された膨張部材については、内部への流体圧供給によって容易に且つ流体圧に応じて膨張させることができるので、各研磨部材を溝側面に確実に且つ所望の力で押し当て可能となる。
【００１０】
請求項５に記載の発明によると、袋状の膨張部材は特に、溝の深さ方向に中心線が沿う円筒形であるので、溝の幅方向となる両研磨部材側に均等に膨張して、各研磨部材から溝側面への研磨圧力を互いに且つ溝の深さ方向に沿って均一化することができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明によると、ホルダは、膨張部材を挟む両側において各研磨部材を側面とは反対側から保持する一対の保持部を有し、溝の深さ方向に中心線が沿う円弧面を各保持部の研磨部材とは反対側に形成し、膨張部材は、流体圧を受けて膨張して各保持部の円弧面を押圧することにより、各保持部をスライドさせて各研磨部材を溝側面に押し当てる。これによれば、各保持部において溝深さ方向に中心線が沿う円弧面は、当該方向に中心線が沿う円筒形の膨張部材と同軸上に位置することになるので、それら円弧面の膨張部材による押圧面積を増大することができる。したがって、各保持部を確実にスライドさせて各研磨部材の溝側面への押し当てを達成することができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明によると、ホルダは、膨張部材の周方向において各保持部の間にそれぞれ配置され、膨張部材の溝長手方向への膨張を規制する一対の規制部を有する。これによれば、溝深さ方向に中心線が沿う円筒形の膨張部材は、その周方向の各保持部間に配置された一対の規制部材により溝長手方向への膨張が規制されるので、溝幅方向となる各保持部側への膨張が促進される。したがって、膨張部材の膨張により各保持部を確実にスライドさせて各研磨部材の溝側面への押し当てを達成することができる。
【００１３】
請求項８に記載の発明によると、ホルダは、溝の深さ方向に沿う軸線まわりに回動自在に設けられる。これによれば、溝及びホルダの相対位置が溝長手方向に変化しても、溝深さ方向に沿う軸線まわりに回動自在なホルダが溝に倣って回動することで、研磨圧力のばらつきが抑えられる。したがって、溝両側面に対する研磨加工精度のさらなる向上を見込むことができる。
【００１４】
尚、流体圧については、例えば気体圧又は液体圧であってもよいが、請求項９に記載の発明のようなエア圧であることが好ましい。これは、周囲環境に存在するエアを利用することで、コスト的に有利となるのみならず、装置からの漏れに起因する周囲環境の汚染を回避できるからである。
【００１５】
また、長手方向の溝形状については、例えば直線状等であってもよいが、特に請求項１０に記載の発明のような曲線状の場合には、膨張部材への供給流体圧の調整によって、各研磨部材から溝側面への研磨圧力を溝及びホルダの溝長手方向の相対位置によらずに均一化することができる。
【００１６】
請求項１１に記載の発明によると、長手方向の形状が渦巻状である溝を研磨加工する研磨加工装置であって、位置変化手段は、ワークを溝の渦巻中心まわりに回転駆動するワーク駆動部と、当該渦巻中心に対する偏心軸線まわりに揺動自在にホルダを支持する支持部と、を有する。これによれば、ワークの回転駆動に応じて溝及びホルダの相対位置が溝長手方向に変化する際に各研磨部材から溝側面への研磨圧力が変化し易い渦巻状の溝であっても、その渦巻中心に対する偏心軸線まわりに揺動自在なホルダが溝に倣って揺動することで、研磨圧力のばらつきが抑えられる。したがって、渦巻状の溝の両側面に対しても高精度な研磨加工を施すことができる。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、ワークに形成された溝を研磨加工する研磨加工方法であって、溝の両側面をそれぞれ研磨するための一対の研磨部材の間に膨張部材を配置し、膨張部材に流体圧を供給して当該膨張部材を膨張させることにより、各研磨部材を研磨対象の側面に押し当てた状態下、両研磨部材が装着されたホルダを振動させつつ溝とホルダとの相対位置を溝の長手方向に変化させることを特徴とする。
【００１８】
このような請求項１２に記載の発明によると、各研磨部材間に配置した膨張部材に流体圧を供給して膨張させることにより、各研磨部材を溝の両側面に同時に押し当てることができる。これにより各研磨部材を、溝側面との間の作用・反作用によって力の釣り合う位置に位置決めすることができるので、互いに均一な研磨圧力を溝側面に与えることができる。しかも、そうした均一な研磨圧力の作用状態下、両研磨部材の装着されたホルダを振動させつつ溝とホルダとの相対位置を溝長手方向に変化させることにより、溝の両側面を同時に研磨することができる。したがって、請求項１２に記載の発明によれば、溝の両側面に対して高精度且つ短時間の研磨加工を実現することができる。
【００１９】
尚、請求項２〜１１に記載の装置発明の特徴については、請求項１２に記載の方法発明において実現するようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態により研磨加工するワーク２の平面視を示している。ワーク２は、スチール等の金属により円環板状に形成されている。このワーク２には、円形中心Ｏまわりの１８０°回転対称となるように一対の溝４が形成されている。各溝４は、両側面６間の幅が実質的に一定の長手溝である。各溝４の長手方向の形状は曲線状、具体的には長手方向の一端部から他端部へ向かうに従って円形中心Ｏからの距離が増大する渦巻状とされている。即ちワーク２の円形中心Ｏが、各溝４の渦巻中心Ｏに一致している。尚、本実施形態において各溝４は、ワーク２を貫通しない有底溝であるが、ワーク２を貫通する貫通溝であってもよい。
【００２２】
図３，４は、本実施形態による研磨加工装置１０の機械的構成を示している。研磨加工装置１０は、ワーク駆動部１２、工具駆動系２０、流体圧供給部５０及び一対の研磨工具６０を備えている。
【００２３】
ワーク駆動部１２は、主軸１４、チャック１６及び回転駆動モータ１８を有している。主軸１４は、鉛直方向（図３の上下方向）に沿う軸線Ｐまわりに回転自在に設けられている。チャック１６は主軸１４に装着されており、各溝４の開口を鉛直方向上側に向けた状態のワーク２を主軸１４に対して同軸上にセットする。したがって、このセット状態（以下、単に「セット状態」という）では、各溝４の深さ方向が鉛直方向に実質的に一致することとなる。回転駆動モータ１８は通電によって作動し、主軸１４を軸線Ｐまわりに回転駆動する。したがって、回転駆動モータ１８の作動時には、セット状態のワーク２を、軸線Ｐと実質的に一致する渦巻中心Ｏまわりに回転させることができる。
【００２４】
工具駆動系２０は、昇降駆動部２２、振動駆動部３０、揺動機構部４０等から構成されている。
【００２５】
昇降駆動部２２は、固定ベース２４、ボール螺子機構２６及び昇降駆動モータ２８を有している。固定ベース２４は、ボール螺子機構２６の螺子軸２６ａを回転自在に支持している。ボール螺子機構２６の可動ナット２６ｂは、螺子軸２６ａの回転に応じて鉛直方向に昇降する。昇降駆動モータ２８は通電によって作動し、螺子軸２６ａを回転駆動して可動ナット２６ｂを昇降させる。
【００２６】
振動駆動部３０は、キャリア３２、振動部材３４、回転カム３６、押付スプリング３７及び振動駆動モータ３８を有している。キャリア３２は、可動ナット２６ｂに固定されている。振動部材３４は、キャリア３２において鉛直方向に沿って延伸するガイドロッド３２ａに嵌合しており、キャリア３２に対して鉛直方向両側に相対変位可能となっている。回転カム３６は、水平方向（図３の左右方向）に沿う軸線Ｑまわりに回転自在に設けられており、軸線Ｑからの径が回転方向に変化するカム面３６ａを有している。振動部材３４において鉛直方向に垂直な平坦面状の従動面３４ｂは、当該振動部材３４を付勢する押付スプリング３７の付勢力によってカム面３６ａに押し付けられている。これにより、回転カム３６が回転するのに応じて振動部材３４が鉛直方向に振動するようになっている。振動駆動モータ３８は通電によって作動し、回転カム３６を回転駆動して振動部材３４を鉛直方向に振動させる。したがって、ワーク２のセット状態において振動駆動モータ３８の作動時には、振動部材３４を各溝４の深さ方向に振動させることができる。
【００２７】
揺動機構部４０は、一対の支持リンク４２及び一対の揺動リンク４４を有している。各支持リンク４２はアーム状に形成されており、主軸１４の軸線Ｐを挟む両側に配置されている。各支持リンク４２の一端部側は、振動部材３４に固定されている。各揺動リンク４４はアーム状に形成されており、軸線Ｐまわりの１８０°回転対称となるように配置されている。各揺動リンク４４の一端部側は、それぞれ対応する支持リンク４２の振動部材３４とは反対側端部に支持されており、鉛直方向に沿う軸線Ｒまわりに揺動自在となっている。ここで各揺動リンク４４の揺動軸線Ｒは、主軸１４の軸線Ｐに対して偏心している。したがって、ワーク２のセット状態において各揺動リンク４４の揺動軸線Ｒは、各溝４の渦巻中心Ｏに対して偏心する偏心軸線Ｒとなる。
【００２８】
以上により、昇降駆動モータ２８の作動時には、各研磨工具６０を鉛直方向に昇降させることができる。また、振動駆動モータ３８の作動時には、各研磨工具６０を鉛直方向に振動させることができる。さらに、各揺動リンク４４の揺動によって、各研磨工具６０を鉛直方向に沿う軸線Ｒまわりに揺動させることができる。
【００２９】
さらに、各揺動リンク４４の支持リンク４２とは反対側端部は、それぞれ対応する研磨工具６０を、鉛直方向に沿う軸線Ｓまわりに回動自在に支持している。したがって、ワーク２のセット状態においては、各溝４の深さ方向に沿う軸線Ｓまわりに各研磨工具６０が回動自在となるのである。
【００３０】
さて、図３及び図４に示すように流体圧供給部５０は、増圧弁５２、一対のフレキシブルチューブ５４及び一対の調圧レギュレータ５６を有している。増圧弁５２は通電によって作動し、低圧の工場エアを例えば０．７ＭＰａ程度に増圧して出力する。各フレキシブルチューブ５４は、それぞれ対応する研磨工具６０と、増圧弁５２との間を接続しており、当該対応研磨工具６０の昇降、振動、揺動及び回動を可撓性によって許容する。各フレキシブルチューブ５４は、増圧弁５２から出力されたエアを搬送することにより、対応研磨工具６０へエア圧を供給する。各調圧レギュレータ５６は、それぞれ対応するフレキシブルチューブ５４の中途部に設置されている。各調圧レギュレータ５６は通電によって作動し、対応研磨工具６０へ供給するエア圧を例えば０．０５〜０．７ＭＰａの範囲で調整する。
【００３１】
図５は、本実施形態による研磨加工装置１０の電気的構成を示している。同図に示すように研磨加工装置１０は、ワーク位置センサ９０、工具位置センサ９２、流体圧センサ９４及び制御回路９６をさらに備えている。
【００３２】
ワーク位置センサ９０はワーク駆動部１２に設けられ、セット状態のワーク２の回転位置を回転駆動モータ１８の回転位置等に基づき間接的に又は直接的に検出する。工具位置センサ９２は工具駆動系２０に設けられ、各研磨工具６０の鉛直方向位置を昇降駆動モータ２８の回転位置等に基づき間接的に又は直接的に検出する。流体圧センサ９４は流体圧供給部５０に設けられ、各研磨工具６０への供給エア圧を各調圧レギュレータ５６によるエア圧の調整値等に基づき間接的に又は直接的に検出する。
【００３３】
制御回路９６はマイクロコンピュータ等の電気回路からなり、各駆動モータ１８，２８，３８、増圧弁５２、各調圧レギュレータ５６及び各センサ９０，９２，９４に電気的に接続されている。制御回路９６は、各センサ９０，９２，９４の検出結果に基づいて各駆動モータ１８，２８，３８及び各調圧レギュレータ５６への通電を制御する。
【００３４】
図６，７は、本実施形態の特徴部分である研磨工具６０の構成を詳細に示している。各研磨工具６０の構成は実施的に等しいことから、以下では、一方の研磨工具６０のみについて説明する。
【００３５】
研磨工具６０は、ホルダ６２、膨張部材７０、導入管７２及び一対の研磨部材８０等から構成されている。
【００３６】
ホルダ６２は、ホルダベース６４、一対の保持突起６６、戻しスプリング６７、一対の規制突起６８及び接続板６９を有している。ホルダベース６４は金属により中空形状に形成されており、対応する揺動リンク４４によって軸線Ｓまわりに回動自在に支持されている。
【００３７】
各保持突起６６は金属により板状に形成されており、軸線Ｓを挟む両側に配置されている。各保持突起６６は、ホルダベース６４から鉛直方向下側へ突出する形態で当該ホルダベース６４に嵌合している。これにより各保持突起６６は、互いに間隔をあけて対向しており、また特に本実施形態ではそれぞれの基端部６６ｂ側とホルダベース６４との嵌合部分において互いの対向方向にスライド可能となっている。さらに、本実施形態において各保持突起６６の対向面６６ａは、軸線Ｓに中心線Ｔが実質的に一致する、即ち鉛直方向に中心線Ｔが沿う円弧面状に形成されている。
【００３８】
戻しスプリング６７は、例えば引張コイルスプリングの両端部同士を接続して環状に形成してなり、ホルダベース６４に保持されている。戻しスプリング６７は各保持突起６８の基端部６６ｂ側に互いの対向方向外側から係合することによって、それら各保持突起６８を互いに接近側へ付勢している。
【００３９】
各規制突起６８は金属により板状に形成されており、軸線Ｓを挟む両側であって、軸線Ｓまわりの円周方向において各保持突起６６間となる箇所に配置されている。各規制突起６８は、ホルダベース６４から鉛直方向下側へ突出する形態で当該ホルダベース６４に固定されていると共に、それぞれの突出端部６８ｂ側が接続板６９を介して相互接続されている。これにより各規制突起６８は、互いに間隔をあけて対向しているものの、当該対向方向のスライドが接続板６９によって抑制されている。また、本実施形態において各規制突起６８の対向面６８ａは、軸線Ｓに平行な平坦面状に形成されている。
【００４０】
膨張部材７０はゴムにより袋状に形成されており、各保持突起６６の間及び各規制突起６８の間に挟まれる形態で配置されている。本実施形態の膨張部材７０は、軸線Ｓに中心線Ｕが実質的に一致する、即ち鉛直方向に中心線Ｕが沿う有底円筒形であり、周方向において各規制突起６８の間に位置する各保持突起６６の対向面６６ａに対し同軸の関係にある。膨張部材７０の上部開口７０ａは、ホルダベース６４内に固定された導入管７２を介して、対応するフレキシブルチューブ５４（図３参照）に接続される。これにより、膨張部材７０の内部空間７０ｂにフレキシブルチューブ５４からの供給エア圧が導入されるときには、当該エア圧を受けて膨張部材７０が径方向に膨張する。このとき膨張部材７０は、図８に示すように各規制突起６８の対向面６８ａに当接することによって、その対向方向に沿う径方向（研磨加工時には溝４の長手方向に実質的に一致する）への膨張を規制される。その結果、図１，８に示すように膨張部材７０は、各保持突起６６の対向方向に沿う径方向に略均等に膨張して対向面６６ａを押圧し、それらの保持突起６６を戻しスプリング６７の付勢力に抗して相反方向にスライドさせる。またこのとき、有底円筒形の膨張部材７０は、同軸関係にある円弧面状の対向面６６ａにおいて広い面積部分を押圧することができるので、各保持突起６６が確実にスライドすることになる。
【００４１】
図６，７に示すように各研磨部材８０は、ワーク２において対応する溝４の両側面６を研磨するための砥石、例えばビトリファイドボンド・ダイアモンドからなる。各研磨部材８０は矩形板状に形成されており、対応する保持突起６６の対向面６６ａとは反対側に装着されて保持されている。研磨加工時において各研磨部材８０は、セット状態のワーク２の対応溝４内へと挿入され、膨張部材７０を間に挟む両側において研磨対象の側面６とは反対側から保持突起６６に保持される形となる。したがって、研磨加工時には、図１，８に示すように膨張部材７０がエア圧により膨張して各保持突起６６がスライドすると、各研磨部材８０が研磨対象の側面６に押し当てられることとなる。またこのときには、各保持突起６６がスライドすることによって、各研磨部材８０の変形が抑制される。その結果、各研磨部材８０が対応溝４の深さ方向に沿って側面６に密接するようになるため、各研磨部材８０から側面６に与えられる研磨圧力が当該方向において均一となる。
【００４２】
以上、本実施形態の構成について説明した。以下では、本実施形態の作動について説明する。
【００４３】
（１）ワーク２のセット状態下、各溝４の研磨加工が開始されると、制御回路９６からの通電によって昇降駆動モータ２８が作動し、各研磨工具６０が下降する。このとき、制御回路９６が工具位置センサ９２の検出結果に基づいて昇降駆動モータ２８への通電を制御することにより、図６に示すように各研磨工具６０の一対の研磨部材８０が対応溝４内へと挿入される。またこのときには、溝４の長手方向における研磨部材８０の挿入位置が渦巻中心Ｏから離間した側の端部となるように、必要に応じて主軸１４が回転駆動される。
【００４４】
（２）次に、制御回路９６からの通電によって増圧弁５２が作動し、各研磨工具６０の膨張部材７０にエア圧が供給されて当該膨張部材７０が図１，８の如く膨張することにより、各研磨工具６０の一対の研磨部材８０が対応溝４の両側面６に同時に押し当てられる。このとき、制御回路９６がワーク位置センサ９０の検出結果に基づいて各調圧レギュレータ５６への通電を制御することにより、膨張部材７０へのエア圧、ひいては当該エア圧に応じた膨張部材７０の膨張量が正確に調整される。その結果、各研磨工具６０の一対の研磨部材８０が対応溝４の両側面６に倣うようにして、それら各研磨工具６０が軸線Ｓまわりに回動且つ軸線Ｒまわりに揺動する。こうした各研磨工具６０の一対の研磨部材８０によれば、図１に示すように、対応溝４の両側面６との間の作用・反作用によって力の釣り合う位置に位置決めされることで、互いに均一な研磨圧力を両側面６に与えることができるのである。
【００４５】
（３）続いて、制御回路９６からの通電によって振動駆動モータ３８が作動し、各研磨工具６０が所定周期で鉛直方向に振動する。このとき、上記（２）で説明した増圧弁５２の作動及び各調圧レギュレータ５６への通電制御が継続されるため、図１に示すように各溝４の両側面６は、それぞれの研磨部材８０から均一な研磨圧力を受けつつ同時に研磨されることになる。またこのとき、制御回路９６からの通電によって回転駆動モータ１８が作動し、ワーク２が所定速度で回転駆動されるため、各研磨工具６０のホルダ６２は、軸線Ｓまわりに揺動しつつ対応溝４の両側面６に対して研磨部材８０を長手方向に相対摺動させる。その結果、各溝４の両側面６と研磨部材８０との任意の接触点がジグザグ状に変位するため、研磨ムラが低減されることになる。
【００４６】
このように本実施形態によれば、渦巻状を呈する溝４の両側面６であっても、均一な研磨圧力によって同時に研磨することができるので、高精度な研磨加工を短時間にて実現することができる。
【００４７】
尚、以上説明した実施形態では、振動駆動部３０が「振動手段」に相当し、流体圧供給部５０が「供給手段」に相当し、揺動機構部４０が「支持部」に相当し、ワーク駆動部１２及び揺動機構部４０が共同して「位置変化手段」を構成している。また、各保持突起６６が「保持部」に相当し、各保持突起６６の対向面６６ａが「円弧面」に相当し、各規制突起６８が「規制部」に相当している。
【００４８】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明は、かかる実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【００４９】
例えば、一ワーク２に形成される溝４の個数は適宜設定されるものであり、揺動機構部４０のリンク４２，４４及び研磨工具６０の個数は一ワーク２における溝４の個数に応じて適宜設定され得る。
【００５０】
また、一ワーク２に形成される溝４の長手方向形状は、渦巻状以外の曲線状又は直線状等であってもよく、それに応じてワーク駆動部１２や工具駆動系２０の構成が適宜変更され得る。ここで、ワーク駆動部１２及び工具駆動系２０の構成としては、溝４と研磨工具６０のホルダ６２との相対位置を溝４の長手方向に変化可能なものであればよく、ワーク２を駆動するものであってもよいし、研磨工具６０を駆動するものであってもよいし、それらの双方を駆動するものであってもよい。そして具体的には、直線状の溝４の場合には、ワーク２を直線駆動する直動機構等を適宜採用可能である。
【００５１】
さらに、工具駆動系２０の振動駆動部３０の構成は、回転カム３６を利用する機構以外にも、リニアモータを利用する機構等を適宜採用可能である。
【００５２】
加えて、膨張部材７０に供給する流体圧は、エア圧以外の気体圧又は液体圧等であってもよいが、その流体の種類によっては、周囲環境の汚染を回避する等の理由により流体漏れの防止対策を十分に施すことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態による研磨加工装置の研磨工具の特徴的作動状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態により研磨加工するワークを示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による研磨加工装置の機械的構成を示す模式図であって、図４のIII−III線断面図に相当するものである。
【図４】本発明の一実施形態による研磨加工装置の機械的構成を示す模式図であって、図３のIV−IV線断面図に相当するものである。
【図５】本発明の一実施形態による研磨加工装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態による研磨加工装置の研磨工具の構成を示す縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による研磨加工装置の研磨工具の構成を示す横断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による研磨加工装置の研磨工具の特徴的作動状態を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
２  ワーク、４  溝、６  側面、１０  研磨加工装置、１２  ワーク駆動部（位置変化手段）、１４  主軸、１６  チャック、１８  回転駆動モータ、２０  工具駆動系、２２  昇降駆動部、２４  固定ベース、２６  ボール螺子機構、２６ａ  螺子軸、２６ｂ  可動ナット、２８  昇降駆動モータ、３０  振動駆動部（振動手段）、３２  キャリア、３２ａ  ガイドロッド、３２ｂ  従動面、３４  振動部材、３６  回転カム、３６ａ  カム面、３７  押付スプリング、３８  振動駆動モータ、４０  揺動機構部（位置変化手段、支持部）、４２  支持リンク、４４  揺動リンク、５０  流体圧供給部（供給手段）、５２  増圧弁、５４  フレキシブルチューブ、５６  調圧レギュレータ、６０  研磨工具、６２  ホルダ、６４  ホルダベース、６６  保持突起（保持部）、６６ａ  対向面（円弧面）、６６ｂ  基端部、６７  戻しスプリング、６８  規制突起（規制部）、６８ａ  対向面、６８ｂ  突出端部、６９  接続板、７０ａ  上部開口、７０ｂ  内部空間、７０  膨張部材、７２  導入管、８０  研磨部材、９０  ワーク位置センサ、９２  工具位置センサ、９４  流体圧センサ、９６  制御回路、Ｏ  渦巻中心、Ｒ  揺動軸線（偏心軸線）、Ｓ  軸線（回動の軸線）、Ｔ  中心線（円弧面の中心線）、Ｕ  中心線（円筒形の中心線）
【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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