(57)【要約】【課題】  研削工具の延設方向における一部のみであっても被加工物を研削加工することが可能な研削装置を提供すること。【解決手段】  駆動部１３は、棒状の砥石１４の上端部１４ａのみを保持し、砥石１４を往復運動および回転運動するようになっている。砥石１４は、軸方向の上端部１４ａのみで保持された片持ち状態であり、下端部１４ｂが被加工物３０の最下部より上方にあるので、被加工物３０を砥石１４延設方向における一部だけ研削することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に円筒状面（１４ｃ）を有し、前記円筒状面（１４ｃ）の軸方向に延びる砥石部材（１４）からなる研削工具（１４）と、
前記研削工具（１４）の前記軸方向の両端部（１４ａ、１４ｂ）のうち一端部（１４ａ）のみを保持し、前記研削工具（１４）を前記軸方向に往復運動させる往復駆動手段（１３）とを備えることを特徴とする研削装置。
【請求項２】
前記研削工具（１４）を前記円筒状面（１４ｃ）の軸を中心として回転させる回転駆動手段（１３）を備えることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
【請求項３】
前記研削工具（１４）は、前記軸方向が上下方向となるように配設されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研削装置。
【請求項４】
前記研削工具（１４）は、前記一端部（１４ａ）が他端部（１４ｂ）より上側となるように配設されることを特徴とする請求項３に記載の研削装置。
【請求項５】
前記研削工具（１４）の前記軸方向の他端部（１４ｂ）を遊挿してガイド可能なガイド孔（１５ａ）を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削工具により被加工物を研削する研削装置に関し、例えば、硬脆材料からなる被加工物の研削に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、下記特許文献１に開示された研削装置がある。この研削装置では、表面にダイヤモンド粒等の硬質粒子を含む層を設けたワイヤ線を研削工具としている。そして、このワイヤ状研削工具の両端を保持して張力を加えつつ運動させることで、被加工物に対し研削加工を行なうようになっている。
【特許文献１】特開昭５２−４８８９６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、上記従来技術の研削装置では、両端を保持して張力を加えた研削工具で被加工物を加工するため、研削工具の延設方向（長手方向）において被加工物を同一形状に加工する場合にしか適用できないという問題がある。
【０００４】
例えば図５に示すように、筒状の被加工物１３０内面を研削加工する場合には、筒状体の被加工物１３０の内側に研削工具１１４を貫通配置して加工する場合に限定され、研削工具１１４の延設方向において貫通しない一部のみの研削加工には適用できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、研削工具の延設方向における一部のみであっても被加工物を研削加工することが可能な研削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、外周に円筒状面（１４ｃ）を有し、円筒状面（１４ｃ）の軸方向に延びる砥石部材（１４）からなる研削工具（１４）と、研削工具（１４）の円筒状面（１４ｃ）軸方向の両端部（１４ａ、１４ｂ）のうち一端部（１４ａ）のみを保持し、研削工具（１４）を前記軸方向に往復運動させる往復駆動手段（１３）とを備えることを特徴としている。
【０００７】
これによると、研削工具（１４）は、軸方向一端部（１４ａ）のみで保持されて往復運動され、他端部では保持されない。したがって、被加工物（３０）を研削工具（１４）延設方向における一部のみであっても研削加工することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明では、研削工具（１４）を円筒状面（１４ｃ）の軸を中心として回転させる回転駆動手段（１３）を備えることを特徴としている。
【０００９】
これによると、研削工具（１４）を往復運動させるだけでなく、回転運動もさせることができる。したがって、被加工物（３０）に対し、順次円筒状面（１４ｃ）の新たな領域を接触させて確実に研削を行なうことができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、研削工具（１４）は、前記軸方向が上下方向となるように配設されることを特徴としている。
【００１１】
これによると、往復駆動手段（１３）が研削工具（１４）を保持する点と、研削工具（１４）の重心点とが、重力方向において一致するので、研削工具（１４）を一定の姿勢で保つことが容易である。したがって、精度よく研削加工を行なうことができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、研削工具（１４）は、保持される一端部（１４ａ）が他端部（１４ｂ）より上側となるように配設されることを特徴としている。
【００１３】
これによると、往復駆動手段（１３）は研削加工部より上方側に配置されることになる。したがって、研削加工時に発生する研削紛等が往復駆動手段（１３）に付着し難い。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明では、研削工具（１４）の前記軸方向の他端部（１４ｂ）を遊挿してガイド可能なガイド孔（１５ａ）を備えることを特徴としている。
【００１５】
これによると、被加工物（３０）を研削工具（１４）の延設方向において同一形状に加工する場合であれば、ガイド孔（１５ａ）により研削工具（１４）の他端部（１４ｂ）をガイドして、研削工具（１４）の姿勢が崩れることを防止でき、一層精度よく研削加工を行なうことができる。
【００１６】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態における研削装置１の概略構成を示す正面図である。図１に示すように、研削装置１は、研削工具として棒状の砥石１４を備える研削部１０と、被加工物（ワーク）３０を保持して移動するためのワーク移動部２０とが、共通のベース５０上に設けられている。なお、本実施形態の被加工物３０は、例えばガラスやセラミック等の硬脆材料からなる多孔体である。
【００１９】
図２は、研削部１０を、図１の図中左方側から見た側面図である。
【００２０】
図２に示すように、研削部１０は、ベース５０上に立設されたスタンド１１と、このスタンド１１の上端部から図中右方側に延びる上側アーム部１２とを備えている。上側アーム部１２の上面には、砥石１４を運動させるための駆動手段としての駆動部１３が設けられ、上側アーム部１２に設けられた貫通孔１２ａに遊びを有して挿通された砥石１４の上端部１４ａが駆動部１３に保持されている。
【００２１】
本実施形態の砥石１４は、直径約４．５ｍｍ、長さ約１５０ｍｍの鉄製棒状部材もしくは鉄製円筒状部材の表面に♯１７０のダイヤモンド粒子を電着したものであり、外周面（外周の円筒状面）１４ｃが研削作用を発揮する面となっている。
【００２２】
なお、棒状の砥石１４の直径に対する長さ（長さＬ／直径Ｄ）は、７５以下であることが好ましい。長さＬ／直径Ｄが７５を超えると、研削加工するために外周面１４ｃに被加工物３０が押し付けられたときに、棒状の砥石１４が撓み易くなり、研削精度が低下する。長さＬ／直径Ｄを７５以下とすることで、砥石１４の上端部１４ａのみを保持し下端部１４ｂをフリーとしている所謂片持ち状態であっても研削精度を確保し易い。
【００２３】
また、本実施形態の駆動部１３は、通電により発生する電磁力により、砥石１４の上端部１４ａを保持する図示しない保持部を図中上下方向に往復運動するようになっている。また、この保持部と砥石１４上端部１３ａとの間には、棒状砥石１４の軸線方向（外周面１４ｃの軸方向）に極僅かなクリアランスが設けられ、保持部の往復運動の度に保持部と砥石１４上端部１４ａとが衝突する部位において、砥石１４に外周面１４ｃ円周方向に移動させる応力を付勢する傾斜面もしくはバネ部材が形成されている。
【００２４】
これにより、駆動部１３が作動したときには、棒状の砥石１４が、外周面１４ｃの軸方向に往復運動するとともに、外周面１４ｃの軸を中心に回転運動するようになっている。駆動部１３は、本実施形態における往復駆動手段であるとともに、回転駆動手段である。
【００２５】
なお、本実施形態の砥石１４は、約２５ｍｍのストロークで毎分１２０〜２４０回往復運動するようになっている。往復運動の回数は毎分１００〜５００回の範囲であることが好ましい。往復運動が毎分１００回未満であると研削加工速度が遅くなるという問題があり、往復運動が毎分５００回を超えると被加工物３０が欠け易くなるという問題がある。
【００２６】
砥石１４の往復運動が毎分１００〜５００回であれば、研削加工精度および研削加工速度を両立しやすく、往復運動が毎分１２０〜２４０回であればより一層好ましい。
【００２７】
一方、図１に示すように、研削装置１のワーク移動部２０は、ベース５０上に固定された回転駆動部２４と、この回転駆動部２４により回転される水平方向（図中左右方向）に延設されたボールネジ２３と、このボールネジ２３に螺接したワークホルダ２１とを備えている。そして、ワークホルダ２１は、被加工物３０を挟持するためのクランプ２２を備えている。
【００２８】
これにより、回転駆動部２４が作動したときには、ボールネジ２３の作用により、クランプ２２によってワークホルダ２１に保持された被加工物３０が図中左右方向に移動するようになっている。
【００２９】
なお、本実施形態では、図１に示すように、ワークホルダ２１のクランプ２２位置と棒状の砥石１４の長さとの関係により、砥石１４の下端部１４ｂの位置が被加工物３０の高さ方向（上下方向）における略中央となっている。
【００３０】
次に、上記構成に基づき研削装置１の作動について簡単に説明する。
【００３１】
まず、図１に示すように、クランプ２２によってワークホルダ２１に固定保持した被加工物３０を、回転駆動部２４を作動させてボールネジ２３を回転させることで図中左方向に直線移動させる。
【００３２】
被加工物３０が研削部１０に近づくと駆動部１３が棒状の砥石１４を往復運動および回転運動させ、砥石１４の外周面１４ｃで被加工物３０を研削する。このとき、被加工物３０の高さ方向の全域ではなく上部略半分の領域において研削が行なわれる。そして、所定の研削加工が終了したら、回転駆動部２４を反転作動して、ワークホルダ２１に固定保持した被加工物３０を図中右方向に直線移動させて原位置に戻る。
【００３３】
上述の構成および作動によれば、棒状の砥石１４は、軸方向の上端部１４ａのみで保持された片持ち状態であり、下端部１４ｂが被加工物３０の最下部より上方にあるので、被加工物３０を砥石１４延設方向（軸方向）における一部だけ研削することができる。
【００３４】
従来技術では、図５で例示したように、研削工具の延設方向（長手方向）において被加工物の全域を同一形状に研削加工することしかできなかったが、本実施形態の研削装置１によれば、図３に例示するように、被加工物３０の上部領域のみに、上下方向に貫通構造を形成しない研削加工を行なうことができる。
【００３５】
また、棒状の砥石１４は往復運動および回転運動するので、常に砥石１４外周面１４ｃの被加工物３０との接触面を変化させることができる。したがって、研削時に外周面１４ｃに付着した研削紛等を速やかに脱落させることができる。
【００３６】
また、駆動部１３は砥石１４の上端部１４ａを保持しているので、砥石１４の重心が駆動部１３の下方に位置し、砥石１４の姿勢が崩れ難い。また、砥石１４の外周面１４ｃから脱落した研削紛等が駆動部１３内に侵入し難く、作動不良を発生することもない。
【００３７】
なお、前述の構成説明において説明を省略したが、図２に示すように、本実施形態の研削装置１は、研削部１０のスタンド１１の下端部近傍に、図中右方側に延びる下側アーム部１５を備えている。そして、下側アーム部１５には、上側アーム部１２の貫通孔１２ａに対応する位置に、砥石１４の下端部１４ｂを遊挿してガイド可能なガイド孔１５ａが設けられている。
【００３８】
これにより、例えば、図４に示すように、長さ２５０ｍｍ程度の砥石１４を採用した場合には、下端部１４ｂがガイド孔１５ａ内に配設され、被加工物３０を砥石１４の延設方向の全域において同一形状に加工することができるようになっている。
【００３９】
このときには、ガイド孔１５ａにより砥石１４の下端部１４ｂがガイドされ、砥石１４が撓んで姿勢が崩れることを防止できる。したがって、被加工物３０を砥石１４の延設方向の一部だけ研削することはできないものの、一層精度よく研削加工を行なうことができる。
【００４０】
なお、被加工物を所定形状に加工する装置として、砥粒（例えばダイヤモンドチップ）を形成した帯状部材を、対をなす回転体で張力を掛けつつ回転させるものが知られているが、被加工物を加工する部位が対をなす回転体間となるため、帯状部材の延設方向において被加工物の全域を同一形状に加工することしかできない。
【００４１】
また、被加工物を鋸状部材の往復運動で切断するものも知られているが、切断面の面精度に難点がある。
【００４２】
これらに対し、本実施形態の研削装置１によれば、被加工物３０を棒状砥石１４延設方向における一部だけ精度よく研削することが可能である。
【００４３】
（他の実施形態）
上記一実施形態では、駆動部１３は、砥石１４を往復運動および回転運動させるものであったが、砥石１４外周面１４ｃの被加工物３０との接触箇所を移行させていくことが不要であれば、往復運動のみを行なうものであってもよい。
【００４４】
また、上記一実施形態では、駆動部１３を往復駆動手段および回転駆動手段としていたが、駆動部１３を往復運動手段とし、回転駆動手段は別途設けるものであってもよい。例えば、駆動部１３に電動モータを併設して、この電動モータの回転駆動力を伝達して砥石１４を回転運動させるものであってもよい。
【００４５】
また、上記一実施形態では、棒状の砥石１４の上端部１４ａのみを保持する片持ち構造であったが、砥石１４の姿勢維持に問題がなければ、砥石１４の延設方向は上下方向に限定されるものではない。例えば、棒状の砥石１４を水平方向に延設し、水平方向の両端部のうち一端部のみを保持するものであってもよい。
【００４６】
また、上記一実施形態では、ワーク移動部２０は被加工物３０を直線運動するものであったが、これに限定されるものではない。二次元平面上、三次元空間内を移動するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用した一実施形態における研削装置１の概略構成を示す正面図である。
【図２】一実施形態における研削装置１の研削部１０を、図１の図中左方側から見た側面図である。
【図３】研削装置１による研削加工例を示す概略説明図である。
【図４】研削部１０において砥石１４の下端部１４ｂをガイドした状態を示す概略説明図である。
【図５】従来の研削装置による研削加工例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  研削装置
１０  研削部
１３  駆動部（往復駆動手段、回転駆動手段）
１４  砥石（砥石部材、研削部材）
１４ａ  上端部（一端部）
１４ｂ  下端部（他端部）
１４ｃ  外周面（円筒状面）
１５ａ  ガイド孔
２０  ワーク移動部
３０  被加工物
【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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