(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段によって移動可能に設置された移動台と、
上記移動台に対して微量範囲で移動可能な状態で設置されるとともに工具又はワークが設置されるテーブルと、
上記移動台において一端を固定されるとともに他端を上記テーブルに連結された状態で設置される弾性部材と、
上記弾性部材に対して直行する方向から連結され弾性部材を弾性変形させることにより上記テーブルを微少変位させる弾性部材駆動手段と、
を具備し、
上記弾性部材は予め弾性変形されていてその弾性変形を徐々に解除させることにより上記テーブルに設置されている工具又はワークの位置を微調整するように構成されていることを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば、研削装置において、工具又はワークを微量ずつ移動させさ高い精度で研削する際、該工具又はワークを高い精度で微量だけ移動させて位置決めすることを可能にする微調整装置を搭載した加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の加工装置、例えば、研削装置において、工具の位置を調整してワークに対する切込量を設定する場合には、ボールネジ・ボールナット機構からなるガイド装置等が使用されている。すなわち、工具が取り付けられるテーブルにボールナットを固着しておき、駆動モータによってボールネジを回転させることにより、上記ボールナットひいてはテーブルを移動させ、それによって、工具を微量の範囲で移動させてその位置、すなわち、ワークに対する切込量を設定するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
例えば、研削装置において、工具の位置を調整して設定する場合には、数μｍ、場合によってはｎμｍ（１／１０００μｍ）といった微量な範囲で行われることがある。このような微量な位置調整を上記したボールネジ・ボールナット機構によって行うことはきわめて困難なことであった。
又、減速機を介在させて行うことも考えられるが、その場合には、減速機に使用されている複数個のギヤのバックラッシュのクリアランス等、機械的遊びが大きくなってしまって、高い精度での位置調整が難しくなってしまうという問題があった。
又、構造的にも大型化、複雑化してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、例えば、研削装置において、工具又はワークを微量ずつ移動せさて高い精度で研削する際、該工具又はワークを高い精度で微量だけ移動せさて位置決めすることを可能にする微調整装置を搭載した加工装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による加工装置は、駆動手段によって移動可能に設置された移動台と、上記移動台に対して微量範囲で移動可能な状態で設置されるとともに工具又はワークが設置されるテーブルと、上記移動台において一端を固定されるとともに他端を上記テーブルに連結された状態で設置される弾性部材と、上記弾性部材に対して直行する方向から連結され弾性部材を弾性変形させることにより上記テーブルを微少変位させる弾性部材駆動手段と、を具備し、上記弾性部材は予め弾性変形されていてその弾性変形を徐々に解除させることにより上記テーブルに設置されている工具又はワークの位置を微調整するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
すなわち、本願発明による微調整装置の場合には、駆動手段によって一端側を固定され他端側が移動可能になっている弾性手段を弾性変形させ、それによって、弾性手段の他端側を微量の範囲で移動させてその位置を調整するものである。この場合には、駆動手段による移動量に対して弾性手段の弾性変形量ひいては他端側の移動量を微量なものとすることができ、よって、高い精度で微調整を行うことができる。
又、駆動手段としては様々な構成が考えられるが、例えば、駆動モータ、ネジ・ナット機構を使用したものが考えられる。この場合には、ナットを弾性手段に連結しておき、その状態で駆動モータを回転する。それによって、ネジが回転しナットが移動することになる。このナットの移動によって弾性手段が弾性変形し、その弾性変形によって、弾性手段の他端側が微量に移動することになる。よって、弾性手段の他端側に、例えば、研削装置の工具やワークを配置・固定することにより、工具やワークの位置を微量な範囲で調整することができるものである。
又、その際、ナットの移動量に対する上記弾性手段の他端側の移動量の特性を予め測定しておき、該測定データに基づいて上記駆動モータの回転を制御することにより上記弾性手段の他端側の単位時間当たりの移動量を所定の値にするようにすることが考えられる。
又、請求項４による微調整方法は、本願発明を方法の発明としてクレームしたものである。
又、請求項５によるクリアランスレス減速装置は、本願発明をクリアランスレス減速装置としてクレームしたものである。すなわち、駆動手段側の動作を弾性手段の弾性変形を介して減速して、弾性手段の他端側の微量な変移として出力するようにしたものである。
又、請求項６による加工装置は、本願発明による微調整装置を組み込んで、ワークや工具の位置を微調整するようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図１及び図２は本実施の形態による微調整装置の構成を示す図で、まず、弾性手段としての弾性部材１がある。この弾性部材１は、一方向（図１中上下方向）に延長されていて、その一端側には一端側鍔部１ａが設けられていて、該一端側鍔部１ａを介して固定されるようになっている。又、他端側には他端側鍔部１ｂが設けられていて、この他端側鍔部１ｂ側については移動可能な構成になっている。又、弾性手段１の中央部は肉厚になっていて連結部１ｃとなっている。
尚、弾性部材１の材質についてはこれを特に限定するものではなく、金属製であっても樹脂等の非金属製であってもよい。
【０００８】
又、上記弾性部材１には駆動手段３が連結されている。この駆動手段は上記弾性部材１に対して直交する他方向に沿って延長された状態で設けられている。まず、駆動モータ５があり、この駆動モータ５の回転軸５ａには、カップリング機構７を介して、ボールネジ９が連結されている。このボールネジ９にはボールナット１１が螺合していて、このボールナット１１は、既に説明した弾性部材１の連結部１ｃに固着されている。
【０００９】
したがって、駆動モータ５を回転することによりボールネジ９が回転し、このボールネジ９の回転により、その回転を規制されているボールナット１１が他方向に移動する。このボールナット１１の移動によって、弾性部材１が連結部１ｃを介して付勢され弾性変形することになり、それによって、弾性部材１の他端側鍔部１ｂ側が微量の範囲で移動することになる。具体的には、弾性部材１が図１中実線で示すように、弾性変形していない場合には、弾性部材１の他端側鍔部１ｂは図１中下方に位置している。これに対して、弾性部材１が図１中仮想線で示すように弾性変形した場合には、弾性部材１の他端側鍔部１ｂは、図１中上方に移動することになる。
【００１０】
又、上記構成をなす微調整装置は、別の見方をすれば、クリアランスレス減速装置となる。すなわち、駆動手段３側のボールナット１１の変位量を弾性部材１の弾性変形を介して減速し、弾性部材１の他端側鍔部１ｂ側の微量な変位として出力するように構成されているものである。その際、弾性部材１の長さを適宜設定することにより、所望の減速比を得ることができる。
【００１１】
上記構成をなす微調整装置を、例えば、研削装置において工具の位置の微調整に使用する場合には次のようにして行う。まず、弾性部材１の一端側鍔部１ａ側を固定とし、他端側鍔部１ｂ側に工具を取り付けておく。そして、駆動手段３の駆動モータ５を駆動して、ボールナット１１を図１中左方向に所定量だけ移動させておく。これによって、弾性部材１は弾性変形して、図１中仮想線で示すような状態となる。
尚、弾性部材１の弾性変形は実際には僅かな量であるが、図１では理解を容易にするために比較的大きく弾性変形するものとして示している。
【００１２】
弾性部材１が図１中仮想線で示すような状態に弾性変形すると、弾性部材１の他端側鍔部１ｂ側は、図１中上方向に微量だけ戻った位置に位置することになる（図１中仮想線で示す位置）。その位置を仮に初期位置とする。この初期位置においては、工具はワークに対して離間した状態にある。
【００１３】
後は、必要に応じて駆動手段３の駆動モータ５を逆回転させることにより、ボールナット１１が図１中右方向に戻ることになり、それによって、弾性部材１の弾性変形が解除されていって図１中実線で示す位置に戻っていく。この弾性部材１の弾性変形の解除によって、弾性部材１の他端側鍔部１ｂが図１中下方に向かって微量な範囲で移動していき、それによって、工具が微量な範囲でワークの方向に接近・移動していくことになる。このような構成によって、工具のワークに対する切込量を微量な範囲で調整するものである。
【００１４】
次に、駆動手段３の駆動モータ５の制御に関して説明する。まず、弾性部材１の弾性変形量と弾性部材１の他端側鍔部１ｂとの移動量の関係をみてみると、弾性部材１の弾性変形量が大きい状態の方が、他端側鍔部１ｂの移動量も大きくなる特性がある。そこで、弾性部材１を初期位置から徐々にその弾性変形を解除していく場合には、駆動モータ５の回転数、つまり、ボールナット１１の移動量を徐々に早くするように制御する。それによって、単位時間当たりの弾性部材１の他端側鍔部１ｂの移動量、すなわち、工具の移動量を一定の値にすることができる。
【００１５】
次に、図１及び図２に示した微調整装置を実際に研削装置に組み込んだ場合の構成を図３乃至図５を参照して説明する。まず、基台２１があり、この基台２１上には、駆動モータ２３が設置されている。この駆動モータ２３の回転軸２３ａには、カップリング機構２５を介して、ボールネジ２７が連結されている。このボールネジ２７にはボールナット２９が螺合していて、このボールナット２９には移動台３１が固着されている。又、上記移動台３１と基台２１との間には、ガイド機構３３が配置されている。よって、駆動モータ２３を回転させることにより、ボールネジ２７を回転させ、このボールネジ２７の回転によって、ボールナット２９ひいては移動台３１をガイド機構３３を介して移動させることになる。
【００１６】
上記移動台３１の前方には、既に説明した微調整装置が配置されている。微調整装置の弾性部材１の他端側鍔部１ｂには、係止部材３５が取り付けられていて、この係止部材３５にはテーブル３７が係止・固定されている。上記テーブル３７は、微調整装置等の上に配置されていて、そこには、図示しない工具を保持・回転させる工具スピンドル３９等が載置されている。
【００１７】
上記工具スピンドル３９は、図４及び図５に示すように、駆動モータ４１によって回転される構成になっている。すなわち、駆動モータ４１の回転軸４１ａにはプーリ４３が固着されていて、一方、別のプーリ４５が配置されている。上記プーリ４３とプーリ４５にはベルト４７が巻回されている。よって、駆動モータ４１を回転させることにより、プーリ４３、ベルト４７を介してプーリ４５が回転することになり、そのプーリ４５の回転によって、工具スピンドル３９を回転させるものである。
尚、図示しないワークは、図３及び図４中、工具スピンドル３９の図中左側に図示しない構造部に保持された状態で配置されているものである。
【００１８】
上記構成において、工具によってワークに研削を施す場合には、工具を所定の切込量を得るべく所定の位置に位置設定することになる。その場合には、まず、駆動モータ２３を駆動して、移動台３１を前方に移動させる。移動台３１の移動によって、微調整装置、係止部材３５、テーブル３７等全体が前方に移動する。このような動作によって、工具スピンドル３９に取り付けられている工具の概略の位置設定を行う。
【００１９】
次に、微調整を行うことになるが、この場合には駆動モータ２３の駆動を停止した状態で、微調整装置の駆動モータ５を駆動する。それによって、ナット１１が駆動モータ５側に徐々に戻っていって、弾性部材１の弾性変形が徐々に解除されていく。それによって、弾性部材１の他端側鍔部１ｂが、図３及び図４中左側に微量ずつ移動していく。この弾性部材１の他端側鍔部１ｂの移動によって、係止部材３５を介して、テーブル３７が微量ずつ移動していき、結局、テーブル３７上に載置・固定された工具スピンドル３９に取り付けられた工具がワーク方向に微量ずつ移動していくことになる。このような動作によって、工具を所定の切込量にて高い精度で位置設定するものである。
【００２０】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、高い精度で微調整を行うことができる。これは、機械的な遊びがない弾性部材１の弾性変形を利用して位置を調整するようにしたからである。つまり、減速機構等を使用した場合には、そこに使用されている複数個のギヤのバックラッシュのようなクリアランス等、機械的遊びが影響して、精度の高い位置調整が困難になってしまうのに対して、弾性部材１の弾性変形を利用してその他端側鍔部１ｂを移動させる場合には、そのような機械的遊びの問題はなく、よって、高精度で位置調整ができるものである。
又、弾性部材１の場合には、減速機構等に比べてその構成が簡単であり、且つ、小型であるという利点もある。
又、そのような微調整装置を研削装置の工具の位置調整に使用した場合には、工具のワークに対する切込量を高い精度で設定する事が可能になる。
【００２１】
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記一実施の形態では、弾性手段を１個の弾性部材１によって構成したが、それに限定されるものではなく、様々な構成が考えられる。
又、前記一実施の形態では、研削装置の工具の微調整用として使用したが、ワークの位置調整用に使用してもよい。
又、研削装置以外の様々な加工装置に適用することもできるし、又、加工装置を離れて任意の物体の位置調整用に、又は減速装置として適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明による微調整装置と微調整方法とクリアランスレス減速装置と加工装置によると、まず、高い精度で微調整を行うことができる。これは、機械的な遊びがない弾性手段の弾性変形を利用して位置を調整するようにしたからである。つまり、減速機構等を使用した場合には、そこに使用されている複数個のギヤのバックラッシュのようなクリアランス等、機械的遊びが影響して、精度の高い位置調整が困難になってしまうのに対して、弾性手段の弾性変形を利用してその他端を移動させる場合には、そのような機械的遊びの問題はなく、よって、高精度で位置調整ができるものである。
又、弾性手段の場合には、従来の減速機構等に比べてその構成が簡単であり、且つ、小型であるという利点もある。
又、そのような微調整装置を研削装置を始めとした各種の加工装置に使用した場合には、工具やワークの位置を高い精度で微調整して設定する事が可能になる。
又、減速装置としてみた場合には、駆動手段側の動作を弾性手段の弾性変形を介して、駆動手段の他端側の微量な変移として出力でき、その際、多数のギヤを使用したもののように、ギヤのバックラッシュのようなクリアランス等の機械的遊びがないので、高い精度で減速することができると共に、減速装置としても小型である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、微調整装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す図で、微調整装置の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す図で、微調整装置を組み込んだ研削装置の一部の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態を示す図で、微調整装置を組み込んだ研削装置の一部の構成を示す側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態を示す図で、微調整装置を組み込んだ研削装置の一部の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１  弾性部材（弾性手段）
３  駆動手段
５  駆動モータ
９  ボールネジ
１１  ボールナット
【図１】
0004030215.tif 000002
【図２】
0004030215.tif 000003
【図３】
0004030215.tif 000004
【図４】
0004030215.tif 000005
【図５】
0004030215.tif 000006