(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のヘッドと工具との間に、前記ヘッドの回転を当該ヘッドの回転中心線方向の直線往復動作に変換して前記工具に伝達する工具ホルダを介在させ、
前記工作機械を駆動して前記ヘッドを回転させるとともに前記ヘッドとワークとを前記回転中心線と交差する方向に相対移動させ、前記直線往復動作により前記工具を前記回転中心線方向からワークの表面に接触させ、
前記工具として、砥石と、前記工具ホルダに保持されるシャンク部と、前記回転中心線方向に延びて前記砥石と前記シャンク部とを接続するネック部と、を備え、前記ネック部が前記回転中心線と交差する方向に撓む弾性を備える軸付き砥石を用い、
前記ワークは、キャビティ内にリブを備える金型であり、
前記リブの側面は、前記キャビティの開口側に向かって前記リブが先細りとなる方向に傾斜する勾配を備え、
前記軸付き砥石は、前記リブの側面に前記キャビティの開口側から接触し、前記直線往復動作中に、前記ネック部が前記回転中心線と交差する方向に撓んだ状態となり、前記リブの側面に、前記リブの高さ方向に延びる研磨目を形成することを特徴とする表面テクスチャリング方法。
【請求項２】
工作機械のヘッドと工具との間に、前記ヘッドの回転を当該ヘッドの回転中心線方向の直線往復動作に変換して前記工具に伝達する工具ホルダを介在させ、
前記工作機械を駆動して前記ヘッドを回転させるとともに前記ヘッドとワークとを前記回転中心線と交差する方向に相対移動させ、前記直線往復動作により前記工具を前記回転中心線方向からワークの表面に接触させ、
前記工具として、無機長繊維の集合糸を有する線状砥材の砥材束と前記砥材束に含侵した樹脂とを有し、前記回転中心線と交差する方向に撓む弾性を備える棒状のスティック砥石を用い、当該スティック砥石の一方側の端部分を前記工具ホルダに保持させ、
前記ワークは、キャビティ内にリブを備える金型であり、
前記リブの側面は、前記キャビティの開口側に向かって前記リブが先細りとなる方向に傾斜する勾配を備え、
前記スティック砥石は、前記リブの側面に前記キャビティの開口側から接触し、前記直線往復動作中に、前記回転中心線と交差する方向に撓んだ状態となり、前記リブの側面に、前記リブの高さ方向に延びる研磨目を形成することを特徴とする表面テクスチャリング方法。
【請求項３】
前記工具ホルダは、前記ヘッドの回転を前記直線往復動作および前記回転中心線回りの回転動作に変換し、
前記直線往復動作および前記回転動作によって前記工具を前記回転中心線回りに回転させながら前記ワークの表面に接触させることを特徴とする請求項１または２に記載の表面テクスチャリング方法。
【請求項４】
前記工具が１ストロークの直線往復動作を行う間に、前記工具と前記リブの側面とを接触した状態に維持することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の表面テクスチャリング方法。
【請求項５】
前記工具を前記リブの側面に断続的に接触させることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の表面テクスチャリング方法。
【請求項６】
前記工具ホルダは、前記工具が前記ヘッドから離間する方向に移動しているときに、前記工具を前記ヘッドの側に移動可能に支持することを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の表面テクスチャリング方法。
【請求項７】
前記工具ホルダは、
前記工作機械のヘッドに同軸に連結される入力軸と、
前記入力軸の外周側で当該入力軸を回転可能に支持する外輪部材と、
前記入力軸と同軸に配置され、前記入力軸の軸線方向に移動可能な状態で前記外輪部材に支持されて当該外輪部材と一体に回転する出力部材と、
前記外輪部材と前記入力軸とが相対回転すると、前記出力部材を前記軸線方向の直線往復動作させる回転直動変換機構と、を有し、
前記外輪部材は、前記工作機械に固定されて当該外輪部材が回転することを阻止する固定部を備え、
前記出力部材は、工具を保持するための工具保持部を備えることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の表面テクスチャリング方法。
【請求項８】
前記回転直動変換機構は、第１磁石ユニットと、前記軸線方向で前記第１磁石ユニットに対向する第２磁石ユニットと、を備え、
前記第１磁石ユニットは、前記入力軸に固定され、
前記第２磁石ユニットは、前記出力部材に固定され、
前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとが相対回転すると、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとの間に前記軸線方向の引力が作用する第１状態と、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとの間に前記軸線方向の斥力が作用する第２状態とが交互に発生することを特徴とする請求項７に記載の表面テクスチャリング方法。
【請求項９】
前記工具ホルダは、
前記工作機械のヘッドに同軸に連結される入力軸と、
前記入力軸に回転可能に支持され、かつ、前記入力軸と共回りする外輪部材と、
前記入力軸と同軸に配置され、前記入力軸の軸線方向に移動可能な状態で前記外輪部材に支持されて当該外輪部材と一体に回転する出力部材と、
前記入力軸と前記外輪部材とが共回りしたときに、前記外輪部材の回転速度を前記入力軸の回転速度よりも低下させるブレーキ機構と、
前記外輪部材の回転速度が前記入力軸の回転速度よりも低下して前記入力軸と前記出力部材とが相対回転すると、前記外輪部材と一体の回転動作を行っている前記出力部材に前記軸線方向の直線往復動作を付与する直線往復動作付与機構と、を有し、
前記ブレーキ機構は、回転方向と逆方向に作用する流体圧を受ける受圧部を備え、
前記受圧部は、前記外輪部材に取り付けられたフラップであり、
前記出力部材は、工具を保持するための工具保持部を備えることを特徴とする請求項３に記載の表面テクスチャリング方法。
【請求項１０】
前記直線往復動作付与機構は、第１磁石ユニットと、前記軸線方向で前記第１磁石ユニットに対向する第２磁石ユニットと、を備え、
前記第１磁石ユニットは、前記入力軸に固定され、
前記第２磁石ユニットは、前記出力部材に固定され、
前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとが相対回転すると、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとの間に前記軸線方向の引力が作用する第１状態と、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとの間に前記軸線方向の斥力が作用する第２状態とが交互に発生することを特徴とする請求項９に記載の表面テクスチャリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面に、研磨、バリ取り、加飾、刻印形成などを施す表面テクスチャリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンタなどの工作機械の主軸のヘッドに連結されてヘッドと工具との間に介在する工具ホルダは特許文献１に記載されている。同文献の工具ホルダは、ヘッドの回転をヘッドの回転中心線回りの回転動作および回転中心線方向の直線往復動作に変換して工具に伝達する。特許文献１では、工具ホルダに装着される工具は、ダイアモンドラッパ−である。ダイアモンドラッパ−は、ワークに形成されている穴に挿入され、直線往復動作を行いながら穴の内周面を研磨する。これにより、穴の内周面の面粗度を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−７１１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヘッドの回転を直線往復動作に変換して工具に伝達する工具ホルダは、工具の直線往復動作によってワークの穴の内周面を研磨する用途に用いられている。
【０００５】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、ヘッドの回転を直線往復動作に変換して工具に伝達する工具ホルダを用いてワークの表面に多様な加工を施す表面テクスチャリング方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の表面テクスチャリング方法は、  工作機械のヘッドと工具との間に、前記ヘッドの回転を当該ヘッドの回転中心線方向の直線往復動作に変換して前記工具に伝達する工具ホルダを介在させ、前記工作機械を駆動して前記ヘッドを回転させるとともに前記ヘッドとワークとを前記回転中心線と交差する方向に相対移動させ、前記直線往復動作により前記工具を前記回転中心線方向からワークの表面に接触させ、前記工具として、砥石と、前記工具ホルダに保持されるシャンク部と、前記回転中心線方向に延びて前記砥石と前記シャンク部とを接続するネック部と、を備え、前記ネック部が前記回転中心線と交差する方向に撓む弾性を備える軸付き砥石を用い、前記ワークは、キャビティ内にリブを備える金型であり、前記リブの側面は、前記キャビティの開口側に向かって前記リブが先細りとなる方向に傾斜する勾配を備え、前記軸付き砥石は、前記リブの側面に前記キャビティの開口側から接触し、前記直線往復動作中に、前記ネック部が前記回転中心線と交差する方向に撓んだ状態となり、前記リブの側面に、前記リブの高さ方向に延びる研磨目を形成することを特徴とする。
【０００７】
本発明の表面テクスチャリング方法では、ワークは、金型であり、工具によって金型のキャビティ内のリブの側面を研磨する。ここで、金型のキャビティ内のリブの側面には、成形品を金型から取り外すための勾配が設けられている。従って、工具をキャビティの開口側から当該キャビディ内に挿入したときに、リブの側面に接触させることができる。また、工具ホルダに保持された工具は回転中心線方向に直線往復動作するので、リブの側面に接触させた工具をリブの高さ方向に往復移動させることができる。さらに、工作機械のヘッドの移動を制御することによって、工具をリブの側面の幅方向に移動させることができる。よって、リブの側面に、その曲面形状などに沿った表面テクスチャを施すことができる。
【０００９】
本発明において、前記工具として、砥石と、前記工具ホルダに保持されるシャンク部と、前記回転中心線方向に延びて前記砥石と前記シャンク部とを接続するネック部と、を備える軸付き砥石を用い、前記ネック部は、前記回転中心線と交差する方向に撓む弾性を備えるものとすることができる。ここで、軸付き砥石を回転中心線方向から金型のリブの側面に接触させて表面テクスチャリングを施す際に、軸付き砥石が剛性のネック部を備える場合には、砥石が金型のリブの側面でスタックする場合がある。砥石がスタックすると、砥石の破損、ネック部の破損、ネック部の折れ曲がり、などが発生する可能性がある。また、軸付き砥石が剛性のネック部を備える場合には、砥石が金型のキャビティの底に衝突したときに、砥石の破損、ネック部の破損、ネック部の折れ曲がり、などが発生する可能性がある。このような問題に対して、本発明では、工具として用いる軸付き砥石のネック部が弾性を備える。従って、軸付き砥石を回転中心線方向から金型のリブの側面に接触させたときに金型の側から軸付き砥石に負荷がかかる場合には、ネック部が回転中心線と交差する方向に撓んで、砥石が金型のリブの側面に沿って移動する。よって、砥石がリブの側面でスタックすることを防止或いは抑制できる。また、仮に、砥石がスタックした場合でも、ネック部が撓むことによって金型の側から軸付き砥石にかかる負荷を逃がすことができる。従って、例えば、砥石が金型のキャビティの底に衝突した場合でも、砥石の破損、ネック部の破損、ネック部の折れ曲がり、などの発生を抑制することができる。よって、磁石により、リブの基部まで、表面テクスチャリングを施すことができる。さらに、工具として用いる軸付き砥石のネック部が弾性を備えれば、金型のリブの成形の精度に準じた精度で、リブの側面を研磨できる。例えば、表面テクスチャリングの途中で軸付き砥石の砥石が金型のリブの側面に接触する位置関係の精度が低下した場合には、ネック部の撓み量が変化する。これにより、砥石がリブの側面の勾配に追随して適切な位置に移動するので、金型のリブの成形の精度に準じた精度で、リブの側面に表面テクスチャリングを施すことができる。
【００１０】
ここで、工具として、弾性を備えるネック部を有する軸付き砥石を用いた場合には、金型の側からかかる負荷によって砥石が逃げやすくなる。この結果、砥石による切削力が低下して、金型のリブの側面に所望の加工を施すことができなくなる可能性がある。これに対して、本発明では、前記直線往復動作中に、前記ネック部は前記回転中心線と交差する方向に撓んだ状態となるものとすることができる。このようにすれば、磁石がリブの側面を移動する際に、ネック部の弾性復帰力によって、砥石がリブの側面に押し付けられた状態となる。よって、砥石がリブの側面に接触しているときに、砥石に所望の研磨力を発揮させることができる。
【００１１】
本発明において、前記リブの側面に、前記リブの高さ方向に延びる研磨目を形成するものとすることができる。すなわち、表面テクスチャリングによって、リブの側面に、リブの基部側から先端側に向かってリブの高さ方向に延びる研磨痕を形成することもできる。このような研磨目がリブの側面に設けられていれば、成形品を金型から取り外す際の、離型性が向上する。
【００１２】
次に、本発明の別の形態の表面テクスチャリング方法は、工作機械のヘッドと工具との間に、前記ヘッドの回転を当該ヘッドの回転中心線方向の直線往復動作に変換して前記工具に伝達する工具ホルダを介在させ、前記工作機械を駆動して前記ヘッドを回転させるとともに前記ヘッドとワークとを前記回転中心線と交差する方向に相対移動させ、前記直線往復動作により前記工具を前記回転中心線方向からワークの表面に接触させ、前記工具と
して、無機長繊維の集合糸を有する線状砥材の砥材束と前記砥材束に含侵した樹脂とを有し、前記回転中心線と交差する方向に撓む弾性を備える棒状のスティック砥石を用い、当該スティック砥石の一方側の端部分を前記工具ホルダに保持させ、前記ワークは、キャビティ内にリブを備える金型であり、前記リブの側面は、前記キャビティの開口側に向かって前記リブが先細りとなる方向に傾斜する勾配を備え、前記スティック砥石は、前記リブの側面に前記キャビティの開口側から接触し、前記直線往復動作中に、前記回転中心線と交差する方向に撓んだ状態となり、前記リブの側面に、前記リブの高さ方向に延びる研磨目を形成することを特徴とする。
【００１３】
ここで、スティック砥石を回転中心線方向から金型のリブの側面に接触させて表面テクスチャリングを施す際に、スティック砥石が剛体である場合には、スティック砥石が金型のリブの側面でスタックする場合がある。スティック砥石がスタックすると、スティック砥石の破損や折れ曲がりなどが発生する可能性がある。また、スティック砥石が剛体の場合には、スティック砥石が金型のキャビティの底に衝突したときに、スティック砥石の破損や折れ曲がりなどが発生する可能性がある。このような問題に対して、本発明では、工具として用いるスティック砥石が弾性を備える。従って、スティック砥石を回転中心線方向から金型のリブの側面に接触させたときに金型の側から当該スティック砥石に負荷がかかる場合には、スティック砥石が回転中心線と交差する方向に撓んで、金型のリブの側面の勾配に沿う。よって、スティック砥石がリブの側面でスタックすることを防止或いは抑制できる。また、仮に、スティック砥石がスタックした場合でも、スティック砥石が撓むことによって金型の側からスティック砥石にかかる負荷を逃がすことができる。よって、例えば、スティック砥石１５が金型のキャビティの底に衝突した場合でも、スティック砥石の破損や折れ曲がりなどの発生を抑制することができる。従って、スティック砥石により、リブの基部まで、表面テクスチャリングを施すことができる。さらに、工具として用いるスティック砥石が弾性を備えれば、金型のリブの成形の精度に準じた精度で、リブの側面を研磨できる。例えば、表面テクスチャリングの途中でスティック砥石が金型のリブの側面に接触する位置精度が低下した場合には、スティック砥石の撓み量が変化して、リブの側面の勾配に追随して変形する。よって、スティック砥石は、金型のリブの成形の精度に準じた精度で、リブの側面に表面テクスチャリングを施すことができる。
【００１４】
ここで、工具として弾性を備えるスティック砥石を用いた場合には、金型の側からかかる負荷によってスティック砥石が逃げやすくなるので、スティック砥石による切削力が低下して、金型のリブの側面に所望の加工を施すことができなくなる可能性がある。これに対して、本発明では、前記直線往復動作中に、前記スティック砥石は前記回転中心線と交差する方向に撓んだ状態となるものとすることができる。このようにすれば、スティック砥石がリブの側面を移動する際に、その弾性復帰力によって、リブの側面に押し付けられた状態となる。よって、スティック砥石がリブの側面に接触しているときに、スティック砥石に所望の研磨力を発揮させることができる。また、本発明において、前記リブの側面に、前記スティック砥石による研磨目を形成するものとすることができる。すなわち、表面テクスチャリングによって、金型のリブの側面に、キャビティの開口側に向かって延びる研磨痕を形成するものとすることができる。このような研磨目がリブの側面に設けられていれば、成形品を金型から取り外す際の、離型性が向上する。
【００１５】
本発明において、前記工具ホルダは、前記ヘッドの回転を前記直線往復動作および前記回転中心線回りの回転動作に変換し、前記直線往復動作および前記回転動作によって前記工具を前記回転中心線回りに回転させながら前記ワークの表面に接触させるものとすることができる。このようにすれば、工具は、回転中心線方向に往復直線移動しながらワークの表面に接触するだけではなく、ヘッドの回転中心線回りに回転しながらワークの表面に接触する。従って、工具が回転中心線方向に往復直線移動する場合と比較して、ワークの表面に、より態様な、表面テクスチャリングを施すことができる。また、工具が回転しながら往復直線移動するので、往復直線移動のみ場合と比較して、ワークの表面を効率よく加工することが可能となる。
【００１６】
本発明において、前記工具が１ストロークの直線往復動作を行う間に、前記工具と前記リブの側面とを接触した状態に維持することものとすることができる。すなわち、前記工具を前記リブの側面に連続的に接触させるものとすることができる。
【００１７】
また、本発明において、前記工具を前記リブの側面に断続的に接触させるものとすることができる。
【００１８】
本発明において、前記工具ホルダは、前記工具が前記ヘッドから離間する方向に移動しているときに、前記工具を前記ヘッドの側に移動可能に支持するものとすることができる。このようにすれば、工具が金型の側面でスタックしそうな状態に陥ったときに、工具をヘッドの側に退避させることができる。従って、工具の先端がワークとの衝突によって破
損することを防止或いは抑制できる。また、工具がワークの表面に衝突して、ワークの表面に必要以上の加工を施してしまうことを防止或いは抑制できる。
【００１９】
本発明において、前記工具ホルダは、前記工作機械のヘッドに同軸に連結される入力軸と、前記入力軸の外周側で当該入力軸を回転可能に支持する外輪部材と、前記入力軸と同軸に配置され、前記入力軸の軸線方向に移動可能な状態で前記外輪部材に支持されて当該外輪部材と一体に回転する出力部材と、前記外輪部材と前記入力軸とが相対回転すると、前記出力部材を前記軸線方向の直線往復動作させる回転直動変換機構と、を有し、前記外輪部材は、前記工作機械に固定されて当該外輪部材が回転することを阻止する固定部を備え、前記出力部材は、工具を保持するための工具保持部を備えるものとすることができる。かかる工具ホルダを用いれば、工作機械のヘッドの回転を当該ヘッドの回転中心線方向の直線往復動作に変換して工具に伝達することができる。
【００２０】
本発明において、前記回転直動変換機構は、第１磁石ユニットと、前記軸線方向で前記第１磁石ユニットに対向する第２磁石ユニットと、を備え、前記第１磁石ユニットは、前記入力軸に固定され、前記第２磁石ユニットは、前記出力部材に固定され、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとが相対回転すると、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとの間に前記軸線方向の引力が作用する第１状態と、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとの間に前記軸線方向の斥力が作用する第２状態とが交互に発生するものとすることができる。このようにすれば、相対回転する第１磁石ユニットと第２磁石ユニットとの間に発生する引力と斥力とによって、工具が接続される出力軸を往復直動させることができる。また、このようにすれば、入力軸および第１磁石ユニットと、出力軸および第２磁石ユニットとの間を機械的に接続する必要がないので、斥力が作用しているときに、出力軸を入力軸の側に移動させることができる。すなわち、工具ホルダは、工具がヘッドから離間する方向に移動しているときに、工具をヘッドの側に移動可能に支持する。
【００２１】
本発明において、前記工具ホルダは、前記工作機械のヘッドに同軸に連結される入力軸と、前記入力軸に回転可能に支持され、かつ、前記入力軸と共回りする外輪部材と、前記入力軸と同軸に配置され、前記入力軸の軸線方向に移動可能な状態で前記外輪部材に支持されて当該外輪部材と一体に回転する出力部材と、前記入力軸と前記外輪部材とが共回りしたときに、前記外輪部材の回転速度を前記入力軸の回転速度よりも低下させるブレーキ機構と、前記外輪部材の回転速度が前記入力軸の回転速度よりも低下して前記入力軸と前記出力部材とが相対回転すると、前記外輪部材と一体の回転動作を行っている前記出力部材に前記軸線方向の直線往復動作を付与する直線往復動作付与機構と、を有し、前記ブレーキ機構は、回転方向と逆方向に作用する流体圧を受ける受圧部を備え、前記受圧部は、前記外輪部材に取り付けられたフラップであり、前記出力部材は、工具を保持するための工具保持部を備えるものとすることができる。かる工具ホルダを用いれば、工作機械のヘッドの回転を当該ヘッドの回転中心線方向の直線往復動作および回転中心線回りの回転動作に変換して工具に伝達することができる。
【００２２】
ここで、かかる工具ホルダをヘッドの工具との間に介在させる際には、入力軸を工作機械のヘッドに連結して、出力部材の工具保持部に工具を保持させればよい。すなわち、工具ホルダは、工作機械のヘッドに接続された入力軸が回転して外輪部材が入力軸と共回りすると、受圧部に回転方向と逆方向の流体圧が作用して、外輪部材と入力軸との間に回転速度差が発生する。これにより、外輪部材と一体に回転する出力部材と入力軸とが相対回転する。従って、直線往復動作付与機構は、回転動作を行っている出力部材に軸線方向の直線往復動作を付与する。よって、回転する出力部材に軸線方向の直線往復動作を発生させるために、外輪部材を工作機械の側に固定する必要がない。従って、工作機械の側に工具ホルダを固定する固定構造を設けるなどの改造を行わずに、工具に回転動作および直線
往復動作を同時に行わせることができる。
【００２３】
本発明において、前記直線往復動作付与機構は、第１磁石ユニットと、前記軸線方向で前記第１磁石ユニットに対向する第２磁石ユニットと、を備え、前記第１磁石ユニットは、前記入力軸に固定され、前記第２磁石ユニットは、前記出力部材に固定され、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとが相対回転すると、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとの間に前記軸線方向の引力が作用する第１状態と、前記第１磁石ユニットと前記第２磁石ユニットとの間に前記軸線方向の斥力が作用する第２状態とが交互に発生するものとすることができる。このようにすれば、相対回転する第１磁石ユニットと第２磁石ユニットとの間に発生する引力と斥力とによって、工具が接続される出力軸を往復直動させることができる。また、このようにすれば、入力軸および第１磁石ユニットと、出力軸および第２磁石ユニットとの間を機械的に接続する必要がないので、斥力が作用しているときに、出力軸を入力軸の側に移動させることができる。すなわち、工具ホルダは、工具がヘッドから離間する方向に移動しているときに、工具をヘッドの側に移動可能に支持する。
【００２４】
次に、本発明の別の形態の表面テクスチャリング方法は、工作機械のヘッドと工具との間に、前記ヘッドの回転を当該ヘッドの回転中心線方向の直線往復動作および前記回転中心線回りの回転動作に変換して前記工具に伝達する工具ホルダを介在させ、前記工具として、線状砥材の束と、前記束を保持する砥材ホルダと、を有するブラシ状砥石を用い、前記線状砥材は、無機長繊維の集合糸と樹脂の複合材であり、前記回転中心線と交差する方向に撓む弾性を備え、前記工作機械を駆動して前記ヘッドを回転させるとともに前記ヘッドとワークとを前記回転中心線と交差する方向に相対移動させ、前記回転動作によって前記工具を前記回転中心線回りに回転させながら、前記直線往復動作により前記工具を前記回転中心線方向からワークの表面に断続的に接触させて、前記ワークにブラスト加工を施すことを特徴とする。
【００２５】
本発明の表面テクスチャリング方法によれば、工具としてワークの表面研磨に用いるブラシ状砥石を用いて、ワークの表面にブラスト加工を施すことができる。ここで、従来は、ワークの表面にブラスト加工を施す際に、加工を施す領域の外側をマスキングして、サンドブラストなどのショットブラストを行っていた。これに対して、ブラシ状砥石を用いてブラスト加工を行えば、ワークの表面の所望の領域のみにブラスト加工を施すことができるので、マスキングの作業が不要となる。また、工具としてブラシ状砥石を用いた場合には、切削工具や研磨工具を接続してワークに加工を施す工作機械をそのまま利用してワークの表面にブラスト加工を施すことができる。従って、ワークに対する複数の加工工程を、一か所で、連続して行うことができる。
【００２６】
ここで、工具として用いられるブラシ状砥石は、線状砥材が弾性を備える。従って、工具を回転中心線方向からワークに接触させたときに、線状砥材に過度な負荷がかかる場合には、線状砥材が撓む。よって、線状砥材がワークに断続的に接触する際に、線状砥材が破損することを抑制できる。この一方で、線状砥材が撓むと、線状砥材による切削力が低下して、ワークに所望のブラスト加工を施すことができなくなるという問題がある。このような問題に対して、本発明では、線状砥材が無機長繊維の集合糸と樹脂の複合材からなるので、線状砥材による切削力を確保できる。よって、ブラシ状砥石によってワークに所望のブラスト加工を施すことができる。
【００２７】
なお、ワークの表面が回転中心線と平行に延びる表面部分を備えている場合には、この表面部分の加工に、本発明の表面テクスチャリング方法を適用することはできない。また、ドリルなどの工具によってワークに回転中心線方向に窪む穴が設けられている場合には、回転中心線方向に延びる穴の内周面の加工に、本発明の表面テクスチャリング方法を適
用することはできない。言い替えれば、本発明の表面テクスチャリング方法に、回転中心線と平行に伸びるワークの表面部分に対する研磨等の加工は含まれない。回転中心線と平行に伸びるワークの表面部分に対する加工では、工具をヘッドの回転中心線方向から断続的にワークに接触させることが不可能だからである。ただし、ワークの表面部分が、回転中心線に対して僅かでも傾斜する傾斜面やテーパー面である場合には、本発明の表面テクスチャリング方法により加工を施すことができる。この場合には、工具をヘッドの回転中心線方向から断続的にワークに接触させることができるからである。また、本発明の表面テクスチャリング方法では工具を断続的にワークに接触させるので、工具が１ストロークの直線往復移動をする間に、工具は必ずワークの表面から離間する。言い換えれば、本発明の表面テクスチャリング方法に、工具が常にワークに接触した状態にある研磨加工は含まれない。例えば、光学素子の表面研磨のように、工具が常にワークに接触した状態で上下方向に振動して研磨を行う研磨方法は、本発明の表面テクスチャリング方法には含まれない。
【００２８】
本発明において、前記工具ホルダは、前記工具が前記ヘッドから離間する方向に移動しているときに、前記工具を前記ヘッドの側に移動可能に支持するものとすることができる。
【００２９】
このようにすれば、ブラシ状砥石に対してワークの側から過度な負荷がかかった場合に、ブラシ状砥石を回転軸線方向でヘッドの側に移動させることができる。従って、ブラシ状砥石の線状砥材がワークとの衝突によって破損することを防止或いは抑制できる。また、ブラシ状砥石がワークの表面に衝突したときに、ワークの表面に必要以上の加工を施してしまうことを防止或いは抑制できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の表面テクスチャリング方法によれば、金型のキャビティ内のリブの側面に表面テクスチャリングを施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の表面テクスチャリング方法のフローチャートである。
【図２】工作機械と工具との間に工具ホルダを介在させた状態の説明図である。
【図３】表面テクスチャリング方法に使用可能な工具の説明図である。
【図４】ブラシ状砥石によりワークに表面テクスチャを施した場合の写真である。
【図５】軸付き砥石により金型のリブに表面テクスチャを施す場合の説明図である。
【図６】軸付き球形工具によりワークに表面テクスチャを施す場合の説明図である。
【図７】工具ホルダをワークホルダとしたバレル研磨方法のフローチャートである。
【図８】変形例の表面テクスチャリング方法のフローチャートである。
【図９】変形例のバレル研磨方法のフローチャートである。
【図１０】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】第２外輪部材の斜視図である。
【図１３】フラップが閉じた状態の工具ホルダの横断面図である。
【図１４】フラップが開いた状態の工具ホルダの横断面図である。
【図１５】直線往復動作付与機構の分解斜視図である。
【図１６】磁石ユニットにおける磁極の配置を示す説明図である。
【図１７】出力部材が第２方向に移動した状態の工具ホルダの断面図である。
【図１８】実施例２の工具ホルダの断面図である。
【図１９】実施例２の直線往復動作付与機構の斜視図である。
【図２０】実施例２の第２外輪部材の斜視図である。
【図２１】実施例３の工具ホルダの断面図である。
【図２２】実施例３の直線往復動作付与機構の斜視図である。
【図２３】実施例４の工具ホルダの斜視図である。
【図２４】実施例４の工具ホルダの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した表面テクスチャリング方法を説明する。
【００３３】
図１は、本発明を適用した表面テクスチャリング方法のフローチャートである。図２は、工作機械のヘッドと工具との間に工具ホルダを介在させた状態の説明図である。図３は、工具ホルダに保持させる工具の説明図である。
【００３４】
ワークの表面を加工する表面テクスチャリング方法では、マシニングセンタなどの工作機械のヘッド１００に工具１５を接続し、工作機械を駆動してヘッド１００を回転中心線Ｌ０回りに回転させるとともに、ヘッド１００を回転中心線Ｌ０と交差する交差方向Ｄに移動させながら工具１５をワークＷに接触させる。
【００３５】
本例では、図１、図２に示すように、ワークＷに表面テクスチャリングを施すのに際して、まず、工作機械のヘッド１００と工具１５との間に、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０回りの回転動作および回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達する工具ホルダ１を介在させる（ステップＳＴ１）。すなわち、図２に示すように、工具ホルダ１の入力軸２を工作機械のヘッド１００に接続し、工具１５を工具ホルダ１の出力部材４の工具保持部１１に保持させる。
【００３６】
次に、工作機械を駆動してヘッド１００を所定の回転方向Ｒに回転させるとともに、ヘッド１００を交差方向Ｄに移動させる。これにより、回転中心線Ｌ０回りに回転する工具１５を、直線往復動作によって、回転中心線Ｌ０方向から連続的、または断続的にワークＷに接触させる（ステップＳＴ２）。交差方向Ｄは、ワークＷの表面に沿った方向である。なお、ヘッド１００とワークＷとは交差方向Ｄに相対移動させればよく、ワークＷの側を交差方向Ｄに移動させてもよい。
【００３７】
本例の表面テクスチャリング方法では、工具１５をヘッド１００の回転中心線Ｌ０方向からワークＷに接触させる。従って、ワークＷの表面が回転中心線Ｌ０と平行に延びる表面部分を備えている場合には、この表面部分の加工に、本例の表面テクスチャリング方法を適用することはできない。また、ドリルなどの工具によってワークＷに回転中心線Ｌ０方向に窪む穴が設けられている場合には、回転中心線Ｌ０方向に延びる穴の内周面の加工に、本例の表面テクスチャリング方法を適用することはできない。言い替えれば、本例の表面テクスチャリング方法に、回転中心線Ｌ０と平行に伸びるワークの表面部分に対する研磨などの加工は含まれない。回転中心線と平行に伸びるワークＷの壁面に対する加工では、工具１５をヘッド１００の回転中心線Ｌ０方向からワークＷに接触させることが不可能だからである。ただし、ワークＷの表面部分が、回転中心線Ｌ０に対して僅かでも傾斜している場合には、本例の表面テクスチャリング方法を適用できる。この場合には、工具１５をヘッド１００の回転中心線Ｌ０方向から断続的にワークＷに接触させることができるからである。
【００３８】
ここで、本例の表面テクスチャリング方法には、工具１５を連続的にワークＷに接触させる第１方法と、工具１５を断続的にワークＷに接触させる第２方法と、が含まれる。
【００３９】
工具１５を連続的にワークＷに接触させる第１方法では、工具１５が１ストロークの直線往復動作を行う間に、工具１５とワークＷの表面とは、接触した状態に維持される。より具体的には、工具ホルダ１に保持された工具１５は、直線往復動作によって、回転中心
線Ｌ０方向でヘッド１００に近い接近位置と、接近位置よりもヘッド１００から離間する離間位置との間を直動する。従って、工具１５は、１ストロークの直線往復動作において、接近位置から離間位置に移動した後に、離間位置から接近位置に戻る。ここで、第１方法では、工具１５は、接近位置おいても、離間位置においても、ワークＷに接触している。
【００４０】
一方、工具１５を断続的にワークＷに接触させる第２方法では、工具１５が１ストロークの直線往復動作を行う間に、工具１５がワークＷの表面から離間する。すなわち、第２方法では、工具１５は、離間位置においてワークＷに接触するが、接近位置ではワークＷから回転中心線Ｌ０方向に離間する。従って、第２方法には、工具１５が常にワークＷに接触した状態にあり、ワークＷの表面上で工具１５が振動してワークＷを研磨する加工方法は含まれない。例えば、レンズやミラーなどの光学素子の表面研磨のように、工具が常にワークＷに接触した状態で上下方向に振動して研磨を行う研磨方法は、第２方法には含まれない。すなわち、レンズやミラーなどの光学素子の表面に対する研磨は、第２方法には含まれないということもできる。また、加工速度や加工精度の向上、工具１５の寿命の増大などの効果を得るために、工具１５とワークＷとを接触させた状態で工具１５に回転中心線Ｌ０方向の振動を付与する加工方法も第２方法には含まれない。
【００４１】
第１方法によれば、工作機械のヘッド１００と工具１５との間に工具ホルダ１が介在する。また、工具ホルダ１は、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０回りの回転動作および回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達する。従って、工具１５は、ヘッド１００の回転中心線Ｌ０回りに回転しながら交差方向Ｄに移動してワークＷの表面に接触するだけではなく、回転中心線Ｌ０と一致する工具ホルダ１の軸線方向Ｘに往復直線移動しながらワークＷの表面に連続的に接触する。よって、工具１５が回転する回転速度、工具１５が直線往復動作するサイクルおよびストロークなどを設定することにより、ワークＷの表面に態様な表面テクスチャリングを施すことができる。
【００４２】
第２方法によれば、工作機械のヘッド１００と工具１５との間に工具ホルダ１が介在する。また、工具ホルダ１は、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０回りの回転動作および回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達する。従って、工具１５は、ヘッド１００の回転中心線Ｌ０回りに回転しながら交差方向Ｄに移動してワークＷの表面に接触するだけではなく、回転中心線Ｌ０と一致する工具ホルダ１の軸線方向Ｘに往復直線移動しながらワークＷの表面に断続的に接触する。よって、工具１５が回転する回転速度、工具１５が直線往復動作するサイクルおよびストローク、工具１５がワークＷに向かって接近してワークＷの表面に衝突する打撃力などを設定することにより、回転する工具１５がワークＷの表面に接した状態で加工を行う場合と比較して、ワークＷの表面に態様な表面テクスチャリングを施すことができる。
【００４３】
ここで、工具ホルダ１には、図３に示す各種の工具１５を装着可能である。例えば、工具１５として、線状砥材１５１の束と、線状砥材１５１の束を保持する砥材ホルダ１５２と、を備えるブラシ状砥石１５（１）を用いることができる。この場合、線状砥材１５１は、無機長繊維の集合糸と樹脂との複合材とすることができる。すなわち、線状砥材１５１は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、硬化させてなる。無機長繊維としては、アルミナ繊維の他、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維、あるいはガラス繊維などを用いることができる。本例では、無機長繊維は、アルミナ繊維である。線状砥材１５１は、回転中心線Ｌ０と交差する方向に撓む弾性を備える
【００４４】
ブラシ状砥石１５（１）を用いた場合には、第２方法を採用する。すなわち、工具１５を断続的にワークＷに接触させる。これにより、ワークＷの表面に、表面テクスチャとして、ブラスト加工、プラトー加工、或いは、接着面アンカー加工を施すことが可能である
。図４は、工具ホルダ１にブラシ状砥石１５（１）を用いてワークＷに表面テクスチャを施した場合の写真である。上段はワークＷの表面の全体写真であり、下段はワークＷの表面の領域Ａを拡大した部分拡大写真である。写真中の一点鎖線よりも左側が、ワークＷに表面テクスチャを施す前の状態であり、一点鎖線よりも右側がワークＷに表面テクスチャを施した後の状態である。図４に示すように、本例の表面テクスチャ方法によれば、通常はワークＷの表面を研磨して滑らかに仕上げる用途で用いられるブラシ状砥石１５（１）によってワークＷの表面にブラスト加工を施すことができる。
【００４５】
ここで、ワークＷの表面にブラスト加工を施す場合に、従来は、加工を施す領域の外側をマスキングして、サンドブラストなどのショットブラストを行う。これに対して、工作機械のヘッド１００に工具ホルダ１を介して接続したブラシ状砥石１５（１）を用いてブラスト加工を行えば、マスキング作業が不要であり、ワークＷの表面の所望の領域のみにブラスト加工を施すことが可能となる。また、工作機械のヘッド１００の移動を制御することによってブラシ状砥石１５（１）をワークＷの表面に沿って移動させることができるので、ワークＷの表面の曲面形状などに沿ったブラスト加工を施すことが容易となる。
【００４６】
さらに、工具１５としてブラシ状砥石１５（１）を用いた場合には、切削工具や研磨工具を接続してワークＷに加工を施す工作機械をそのまま利用してワークＷの表面にブラスト加工を施すことができる。従って、ワークＷに対する複数の加工工程を、一か所で、連続して行うことができる。
【００４７】
また、工具１５がブラシ状砥石１５（１）であれば、工具１５を軸線方向Ｘに往復直線移動させながらワークＷに断続的に接触させたときに、線状砥材１５１が撓む。従って、線状砥材１５１が、過度に、ワークＷの表面を切削することを防止或いは抑制できる。また、線状砥材１５１が弾性を備えるので、工具１５をワークＷに接触させたときに線状砥材１５１に過度な負荷がかかる場合には、線状砥材１５１が撓む。従って、線状砥材１５１がワークＷに断続的に衝突する際に、線状砥材１５１が破損することを抑制できる。さらに、無機長繊維の集合糸と樹脂との複合材である線状砥材１５１は、切削力が高い。従って、ブラシ状砥石１５（１）が無機長繊維の集合糸を有する線状砥材１５１の束を備えていれば、線状砥材１５１が弾性を備える場合でも、ワークＷに表面テクスチャを施しやすい。
【００４８】
次に、図３に示すように、工具１５として、ロータリーバー１５（２）を用いることができる。ロータリーバー１５（２）を用いた場合には、第２方法を採用して、工具１５を断続的にワークＷの表面に接触させる。ロータリーバー１５（２）は、例えば、超硬合金製、ハイス鋼製である。本例の表面テクスチャ方法によれば、ロータリーバー１５（２）により、研削、切削のみならず、バリ取り、加飾、刻印形成などの表面テクスチャを施すことができる。また、工作機械のヘッド１００の移動を制御することによってロータリーバー１５（２）をワークＷの表面に沿って移動させることができるので、ワークＷの表面の曲面形状などに沿った加飾や刻印形成が可能である。
【００４９】
さらに、工具１５として、軸付き砥石１５（３）、または軸付き砥石１５（４）を用いることができる。工具１５として、軸付き砥石１５（３）、または軸付き砥石１５（４）を用いた場合には、第１方法を採用する。すなわち、軸付き砥石１５（３）、または軸付き砥石１５（４）を連続的にワークＷの表面に接触させる。
【００５０】
軸付き砥石１５（３）は、砥石１５３と、工具ホルダ１に保持されるシャンク部１５４と、シャンク部１５４の軸線方向に延びて砥石１５３とシャンク部１５４とを接続する棒状のネック部１５５とを備える。砥石１５３は、シャンク部１５４の軸線を中心とする回転体である。ネック部１５５の径寸法は、砥石１５３の径寸法よりも短い。砥石１５３は
、天然砥石、ダイヤモンド砥石、ＣＢＮ砥石、セラミック砥石などである。軸付き砥石１５（３）では、砥石１５３の形状が円柱形状である。ネック部１５５は、シャンク部１５４の軸線と交差する方向に撓む弾性を備える。軸付き砥石１５（４）では、砥石１５３の形状が球形状である。ネック部１５５は、シャンク部１５４の軸線と交差する方向に撓む弾性を備える。
【００５１】
本例において、ワークＷは、樹脂成型などに用いられる金型である。図５は、金型のリブの側面を軸付き砥石１５（３）によって研磨する表面テクスチャ方法の説明図である。軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）を用いた表面テクスチャ方法では、図５に示すように、ワークＷ（金型）のキャビティＶ内に形成されたリブＧの側面を、キャビティＶの開口側から研磨できる。すなわち、キャビティＶ内のリブＧの側面には、成形品を金型から取り出すために、キャビティＶの開口側に向かってリブが先細りとなる方向に傾斜する勾配が設けられている。このような勾配は、抜き勾配と言われており、ヘッド１００の回転中心線Ｌ０を含む仮想面に対して、０．５°から２°傾斜する。従って、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）をキャビティＶの開口側からキャビティＶ内に挿入したときに、これらの砥石１５３をリブＧの側面に接触させることができる。よって、ワークＷ（金型）のリブＧの側面を研磨できる。
【００５２】
本例では、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）は、直線往復動作中に、ネック部１５５が軸線方向Ｘ（回転中心線Ｌ０方向）と交差する方向に撓んだ状態となる。また、本例では、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）の砥石１５３は、リブＧの側面に研磨目Ｈを形成する。研磨目Ｈは、リブＧの基部側から先端側に向かってリブＧの高さ方向に延びる研磨痕である。
【００５３】
ここで、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）を回転中心線Ｌ０方向から金型のリブＧの側面に接触させて表面テクスチャリングを施す際に、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）が剛性のネック部１５５を備える場合には、砥石１５３が金型のリブＧの側面でスタックする場合がある。砥石１５３がスタックした場合には、砥石１５３の破損、ネック部１５５の破損、ネック部１５５の折れ曲がり、などが発生する可能性がある。また、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）が剛性のネック部１５５を備える場合には、砥石１５３が金型のキャビティＶの底に衝突したときに、砥石１５３の破損、ネック部１５５の破損、ネック部１５５の折れ曲がり、などが発生する可能性がある。
【００５４】
このような問題に対して、本例では、工具１５として用いる軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）のネック部１５５が弾性を備える。従って、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）を回転中心線Ｌ０方向から金型のリブＧの側面に接触させたときに金型の側から軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）に負荷がかかる場合には、ネック部１５５が撓んで、砥石１５３が金型のリブＧの側面に沿って移動する。よって、砥石１５３がリブＧの側面でスタックすることを防止或いは抑制できる。また、仮に、砥石１５３がスタックした場合でも、ネック部１５５が撓むことによって金型の側から軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）にかかる負荷を逃がすことができる。よって、例えば、砥石１５３が金型のキャビティＶの底に衝突した場合でも、砥石１５３の破損、ネック部１５５の破損、ネック部１５５の折れ曲がり、などの発生を抑制することができる。従って、砥石１５３により、リブＧの基部まで、表面テクスチャリングを施すことができる。
【００５５】
また、工具１５として用いる軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）のネック部１５５が弾性を備えるので、リブＧの側面を、金型のリブＧの成形の精度に準じた精度で研磨できる。例えば、表面テクスチャリングの途中で軸付き砥石１５（３）または軸
付き砥石１５（４）の砥石１５３とリブＧの側面とが接触する位置関係の精度が低下した場合には、ネック部１５５の撓み量が変化する。これにより、砥石１５３がリブＧの側面の勾配に追随して適切な位置に移動するので、リブＧの成形の精度に準じた精度でリブＧの側面を研磨できる。
【００５６】
ここで、工具１５として弾性を備えるネック部１５５を有する軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）を用いた場合には、金型の側からかかる負荷によって砥石１５３が逃げやすくなるので、砥石１５３による切削力が低下して、リブＧの側面に所望の加工を施すことができなくなる可能性がある。これに対して、本例では、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）は、直線往復動作中に、ネック部１５５が軸線方向Ｘ（回転中心線Ｌ０方向）と交差する方向に撓んだ状態となる。従って、ネック部１５５の弾性復帰力により、砥石１５３がリブＧの側面に押し付けられる。よって、砥石１５３がリブＧの側面に接触しているときに、所望の研磨力を発揮させることができる。
【００５７】
また、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）を用いた表面テクスチャ方法によれば、砥石１５３をキャビティＶ内のリブＧの側面に軸線方向Ｘから接触させることができるので、リブＧの側面に、軸線方向Ｘと交差する方向の切削痕や切削後のうねりがある場合に、これらの切削痕やうねりを除去できる。
【００５８】
さらに、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）を用いた表面テクスチャ方法では、リブＧの側面に、リブＧの高さ方向に延びる研磨目Ｈを形成する。このような研磨目Ｈがリブの側面に設けられていれば、成形品を金型から取り外す際の、離型性が向上する。
【００５９】
また、本例においても、工作機械のヘッド１００の移動を制御することにより、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）をリブＧの側面の幅方向（軸線方向Ｘと交差する方向）に移動させることができる。従って、表面テクスチャリングとして、リブＧの側面の曲面形状などに沿って、リブＧの側面の高さ方向に延びる研磨目Ｈを形成できる。また、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）をリブＧの側面の幅方向に移動させときに、リブＧの側面から砥石１５３に負荷がかかった場合でも、ネック部１５５が撓むので、砥石１５３が破損することを防止或いは抑制できる。
【００６０】
なお、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）を用いた場合に、第２方法を採用することもできる。すなわち、軸付き砥石１５（３）、または軸付き砥石１５（４）を金型のリブＧの側面に断続的に接触させてもよい。ここで、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）がリブＧの側面に断続的に接触すれば、砥石１５３とリブＧの側面とを衝突せることができる。従って、衝突時に、砥石１５３の切削力や研削力を発揮させることができる。従って、リブＧの側面に研磨目Ｈなどを設けることが容易となる。
【００６１】
また、軸付き砥石１５（３）または軸付き砥石１５（４）を用いた表面テクスチャ方法では、リブＧの側面に研磨目Ｈを形成せず、リブＧの側面を滑らかな面に研磨してもよい。
【００６２】
次に、図３に示すように、工具１５として、軸付き球形工具１５（５）を用いることができる。工具１５として、軸付き球形工具１５（５）を用いた場合には、第２方法を採用し、工具１５をワークＷに断続的に接触させる。図６は、軸付き球形工具によりワークに表面テクスチャを施す場合の説明図である。軸付き球形工具１５（５）は、球形部分１５６と、球形部分１５６から突出する軸部分１５７と、を備える。軸部分１５７は、工具ホルダ１に保持される。球形部分１５６は、セラミック製、超硬合金製、銅製、ガラス製、または樹脂製である。
【００６３】
軸付き球形工具１５（５）を用いた表面テクスチャ方法によれば、図６に示すように、ワークＷの表面に、ディンプル加工、ピーニング加工などを施すことができる。すなわち、軸付き球形工具１５（５）を用いた場合には、軸付き球形工具１５（５）が回転する回転速度、軸付き球形工具１５（５）が直線往復動作するサイクルおよびストローク、軸付き球形工具１５（５）がワークＷに向かって接近してワークＷの表面に衝突する打撃力などを設定することにより、ワークＷの表面に複数の窪みＣ（ディンプル）を連続して形成できる。
【００６４】
ここで、従来は、ワークＷの表面にディンプル加工やピーニング加工を施す場合に、加工を施す領域の外側をマスキングして、ショットブラストを行う。これに対して、工作機械のヘッド１００に工具ホルダ１を介して接続した軸付き球形工具１５（５）を用いてディンプル加工やピーニング加工を行えば、マスキング作業が不要であり、ワークＷの表面の所望の領域のみにディンプル加工やピーニング加工を施すことが可能となる。また、工作機械のヘッド１００の移動を制御することによって軸付き球形工具１５（５）をワークＷの表面に沿って移動させることができるので、ワークＷの表面の曲面形状などに沿ったディンプル加工やピーニング加工を施すことができる。
【００６５】
さらに、軸付き球形工具１５（５）を用いた場合には、切削工具や研磨工具を接続してワークＷに加工を施す工作機械をそのまま利用してワークＷの表面にディンプル加工やピーニング加工を施すことができる。従って、ワークに対する複数の加工工程を、一か所で、連続して行うことができる。
【００６６】
また、軸付き球形工具１５（５）を用いた場合には、ディンプル加工やピーニング加工によってワークＷの表面に形成した凹部の内側面に、回転模様を施すことが可能である。
【００６７】
次に、図３に示すように、工具１５として、軸付き電着砥石１５（６）を用いることができる。工具１５として、軸付き電着砥石１５（６）を用いた場合には、第２方法を採用し、工具１５をワークＷに断続的に接触させる。軸付き電着砥石１５（６）は、砥石１５３と、工具ホルダ１に保持されるシャンク部１５４と、シャンク部１５４の軸線方向に延びて砥石１５３とシャンク部１５４とを接続する棒状のネック部１５５とを備える。本例では、ネック部１５５は回転中心線Ｌ０と交差する方向に撓む弾性を備えていない。しかし、ネック部１５５は回転中心線Ｌ０と交差する方向に撓む弾性を備えていてもよい。
【００６８】
軸付き電着砥石１５（６）は、シャンク部１５４の軸線を中心とする回転体である。ネック部１５５の径寸法は、例えば、砥石１５３の径寸法と以下とすることができる。軸付き電着砥石１５（６）では、砥石１５３の形状が円柱形状である。本例の表面テクスチャ方法によれば、軸付き電着砥石１５（６）により、研削、切削のみならず、バリ取り、加飾、刻印形成などの表面テクスチャを施すことができる。また、砥石１５３として電着砥石を用いれば、天然砥石、ダイヤモンド砥石、ＣＢＮ砥石、あるいはセラミック砥石などを用いた場合と比較して、小さな砥石を備えることが容易である。従って、ワークＷの表面に点描による加飾などを施すこともできる。さらに、工作機械のヘッド１００の移動を制御することによって軸付き電着砥石１５（６）をワークＷの表面に沿って移動させることができるので、ワークＷの表面の曲面形状などに沿った加飾を施すことができる。
【００６９】
また、工具１５として、バフ工具１５（７）を用いることができる。工具１５として、バフ工具１５（７）を用いた場合には、第２方法を採用し、工具１５をワークＷに断続的に接触させる。バフ工具１５（７）は、フェルト製、布製、皮製などのバフ１５８と、バフ１５８と同軸の棒状のネック部１５９と、を備える。ネック部１５９は、その軸線と交差する方向に弾性変形可能である。バフ工具１５（７）を用いた表面テクスチャ方法によ
れば、バフ工具１５（７）により、ワークＷの表面に、磨き研磨、鏡面研磨、バリ取りなどを施すことができる。
【００７０】
さらに、工具１５として、弾性を備える棒状のスティック砥石１５（８）を用いることができる。工具１５として、スティック砥石１５（８）を用いた場合には、第１方法を採用し、工具１５をワークＷに連続的に接触させる。
【００７１】
スティック砥石１５（８）は、無機長繊維の集合糸を備える線状砥材１５１の砥材束と砥材束に含侵する樹脂とを備える。線状砥材１５１は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、硬化させてなるものである。スティック砥石１５（８）は、複数の線状砥材１５１を並列に配置して束ねた砥材束に、樹脂を含浸、硬化させてなるものである。各線状砥材１５１は、軸線方向Ｘに延びている。ここで、スティック砥石１５（８）は、円柱形状である。また、スティック砥石１５（８）は、回転中心線Ｌ０と交差する方向に撓む弾性を備える。
【００７２】
スティック砥石１５（８）が円柱形状を備える場合には、工具ホルダによってスティック砥石を回転中心線回りに回転させながら、直線往復移動させる。なお、スティック砥石１５（８）として、四角柱形状のものを採用することもできる。スティック砥石１５（８）が四角柱形状である場合には、工具ホルダ１によってスティック砥石１５（８）を回転中心線Ｌ０回りに回転させずに、直線往復移動させる。スティック砥石１５（８）を回転中心線Ｌ０回りに回転させずに、直線往復移動させる場合の表面テクスチャリング方法は、変形例の表面テクスチャリング方法として、後述する。
【００７３】
工具としてスティック砥石１５（８）を用いた場合には、図５に示す軸付き砥石１５（３）と同様に、ワークＷ（金型）のキャビティＶ内に形成されたリブＧの側面に表面テクスチャリングを施すことができる。
【００７４】
また、本例では、スティック砥石１５（８）は、直線往復動作中に、軸線方向Ｘ（回転中心線Ｌ０方向）と交差する方向に撓んだ状態となる。さらに、本例では、図５に示す場合と同様に、スティック砥石１５（８）は、リブＧの側面に研磨目Ｈを形成する。研磨目は、リブＧの基部側から先端側に向かってリブＧの高さ方向に延びる研磨痕である。
【００７５】
ここで、スティック砥石１５（８）を回転中心線Ｌ０方向から金型のリブＧの側面に接触させて表面テクスチャリングを施す際に、スティック砥石１５（８）が剛体である場合には、砥石１５３が金型のリブＧの側面でスタックする場合がある。砥石１５３がスタックした場合には、スティック砥石１５（８）に破損や折れ曲がりなどが発生する可能性がある。
【００７６】
このような問題に対して、本例では、工具１５として用いるスティック砥石１５（８）が弾性を備える。従って、スティック砥石１５（８）を回転中心線Ｌ０方向から金型のリブＧの側面に接触させたときに金型の側から負荷がかかる場合には、スティック砥石１５（８）が撓んで、金型のリブＧの側面に沿う。よって、スティック砥石１５（８）がリブＧの側面でスタックすることを防止或いは抑制できる。また、仮に、スティック砥石１５（８）がスタックした場合でも、撓むことによって金型の側からスティック砥石１５（８）にかかる負荷を逃がすことができるので、スティック砥石１５（８）の破損や折れ曲がりなどの発生を抑制することができる。よって、例えば、スティック砥石１５（８）が金型のキャビティＶの底に衝突した場合でも、スティック砥石１５（８）の破損や折れ曲がりなどの発生を抑制することができる。従って、スティック砥石１５（８）により、リブＧの基部まで、表面テクスチャリングを施すことができる。
【００７７】
さらに、工具１５として用いるスティック砥石１５（８）が弾性を備えるので、金型のリブＧの側面を、リブＧの成形の精度に準じた精度で、研磨できる。例えば、表面テクスチャリングの途中でスティック砥石１５（８）とリブＧの側面とが接触する位置関係の精度が低下した場合には、スティック砥石１５（８）の撓み量が変化する。これにより、スティック砥石１５（８）は、リブＧの側面の勾配に追随して変形するので、リブＧの成形の精度に準じた精度でリブＧの側面を研磨できる。
【００７８】
ここで、工具１５として弾性を備えるスティック砥石１５（８）を用いた場合には、金型の側からかかる負荷によって砥石１５３が逃げやすくなるので、切削力が低下して、リブＧの側面に所望の加工を施すことができなくなる可能性がある。これに対して、本例では、スティック砥石１５（８）は、直線往復動作中に、軸線方向Ｘ（回転中心線Ｌ０方向）と交差する方向に撓んだ状態となる。従って、スティック砥石１５（８）は、自己の弾性復帰力により、リブＧの側面に押し付けられる。よって、スティック砥石１５（８）がリブＧの側面に接触しているときに、所望の研磨力を発揮させることができる。
【００７９】
さらに、スティック砥石１５（８）を用いた表面テクスチャ方法によれば、スティック砥石１５（８）をキャビティＶ内のリブＧの側面に軸線方向Ｘから接触させることができるので、リブＧの側面に、軸線方向Ｘと交差する方向の切削痕や切削後のうねりがある場合に、これらの切削痕やうねりを除去できる。
【００８０】
また、本例においても、工作機械のヘッド１００の移動を制御することにより、スティック砥石１５（８）をリブＧの側面の幅方向（軸線方向Ｘと交差する方向）に移動させることができる。従って、表面テクスチャリングとして、リブＧの側面の曲面形状などに沿って、リブＧの側面の高さ方向に延びる研磨目Ｈを形成できる。また、スティック砥石１５（８）をリブＧの側面の幅方向に移動させときにリブＧの側面から負荷がかかった場合でも、スティック砥石１５（８）が撓むので、当該スティック砥石１５（８）が破損することを防止或いは抑制できる。
【００８１】
なお、スティック砥石１５（８）を用いた場合に、第２方法を採用することもできる。すなわち、スティック砥石１５（８）を金型のリブＧの側面に断続的に接触させてもよい。ここで、スティック砥石１５（８）がリブＧの側面に断続的に接触すれば、スティック砥石１５（８）とリブＧの側面とを衝突せることができる。従って、衝突時に、スティック砥石１５（８）の切削力や研削力を発揮させることができる。従って、リブＧの側面に研磨目Ｈなどを設けることが容易となる。
【００８２】
また、スティック砥石１５（８）を用いた表面テクスチャ方法では、リブＧの側面に研磨目Ｈを形成せず、リブＧの側面を滑らかな面に研磨してもよい。
【００８３】
ここで、工具ホルダ１は、工作機械のヘッド１００にワークを接続し、工作機械を駆動してヘッド１００を回転中心線回りに回転させるとともにヘッド１００を回転中心線と交差する交差方向Ｄに移動させながらワークをバレル研磨材に埋没させるバレル研磨方法に用いることができる。
【００８４】
図７は、本発明を適用したバレル研磨方法のフローチャートである。バレル研磨を行う場合には、工具ホルダ１は、ワークＢを保持するワークホルダとなる。ワークＢは、例えば、図３に示すボーンスクリューである。
【００８５】
本例のバレル研磨方法では、図７に示すように、ワークＢにバレル研磨を施すのに際して、工具ホルダ１をワークホルダとして用い、ヘッド１００とワークＢとの間に、ワークホルダ１を介在させる（ステップＳＴ２１）。すなわち、ワークＢを、ワークホルダ１を
介して、工作機械のヘッド１００に接続する。次に、工作機械を駆動してヘッド１００を所定の回転方向Ｒに回転させるとともに、ヘッド１００を交差方向Ｄに移動させながら、ワークＢをバレル研磨材に埋没させる（ステップＳＴ２２）。
【００８６】
本例のバレル研磨方法によれば、工作機械のヘッド１００とワークＢとの間にワークホルダ（工具ホルダ１）が介在する。また、ワークホルダ１は、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０回りの回転動作および回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換してワークＢに伝達する。従って、ワークＢは、ヘッド１００の回転中心線Ｌ０回りに回転しながら当該回転中心線Ｌ０と交差する交差方向Ｄに移動してバレル研磨材に接触するだけではなく、回転中心線Ｌ０と一致する軸線方向Ｘに往復直線移動しながらバレル研磨材に接触する。よって、ワークＢの表面の研磨が容易であり、ワークＢの表面の研磨を高速に行うことができる。
【００８７】
（表面テクスチャリング方法の変形例およびバレル研磨方法の変形例）
図８は、変形例の表面テクスチャリング方法のフローチャートである。図９は、変形例のバレル研磨方法のフローチャートである。変形例の表面テクスチャリング方法では、工具ホルダ１として、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達するものを用いる。変形例のバレル研磨方法では、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達する工具ホルダ１をワークホルダとして用いる。
【００８８】
すなわち、変形例の表面テクスチャリング方法では、図８に示すように、工作機械のヘッド１００と工具１５との間に、ヘッド１００の回転を当該ヘッド１００の回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達する工具ホルダ１を介在させる（ステップＳＴ３１）。次に、工作機械を駆動してヘッド１００を所定の回転方向Ｒに回転させるとともに、ヘッド１００を交差方向Ｄに移動させ、直線往復動作によって回転中心線Ｌ０方向から連続的、または断続的にワークＷに接触させる（ステップＳＴ３２）。
【００８９】
工具ホルダ１には、工具１５として、工具１５（１）〜（８）を接続する。変形例の表面テクスチャリング方法では、工具１５は、へッド１００の回転中心線Ｌ０方向からワークＷの表面に接触する。また、工作機械のヘッド１００の移動を制御することによって工具１５をワークＷの表面に沿って移動させることができるので、ワークＷの表面の曲面形状などに沿った表面テクスチャを施すことができる。
【００９０】
また、本例では、ワークＷの表面に工具１５が接触する際に、工具１５が回転していない。従って、工具１５の先端の形状を利用して、ワークＷの表面に、円形ではない、任意の形状のディンプルを形成することが可能となる。
【００９１】
変形例のバレル研磨方法では、図９に示すように、ヘッド１００の回転を当該ヘッド１００の回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達する工具ホルダ１をワークホルダとして用いる。そして、ヘッド１００とワークＢとの間に、ワークホルダ１を介在させる（ステップＳＴ４１）。すなわち、ワークＢを、ワークホルダ１を介して、工作機械のヘッド１００に接続する。次に、工作機械を駆動してヘッド１００を所定の回転方向Ｒに回転させるとともに、ヘッド１００を交差方向Ｄに移動させながら、ワークＢをバレル研磨材に埋没させる（ステップＳＴ４２）
【００９２】
本例のバレル研磨方法によれば、ワークＢは、ヘッド１００の回転中心線Ｌ０と一致する軸線方向Ｘに往復直線移動しながら、回転中心線Ｌ０と交差する交差方向Ｄに移動して、バレル研磨材に接触する。よって、ワークＢの表面の研磨が容易である。
【００９３】
（工具ホルダの例）
以下に、本例の表面テクスチャリング方法に用いることが可能な工具ホルダの実施例を４つ説明する。実施例１〜３の工具ホルダは、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０回りの回転動作および回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達する。実施例４の工具ホルダは、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達する。
【００９４】
［実施例１］
（全体構成）
図２は、実施例１の工具ホルダ１の外観斜視図である。工具ホルダ１は、入力軸２と、入力軸２に回転可能に支持された外輪部材３と、出力部材４と、外輪部材３に取り付けられたフラップ５と、を備える。外輪部材３は入力軸２を外周側から囲む円筒部３４を備える。外輪部材３は、入力軸２と共回りする。出力部材４は、入力軸２と同軸に配置されている。出力部材４は、入力軸２の軸線Ｌに沿った軸線方向Ｘに移動可能な状態で外輪部材３に支持されている。出力部材４は、外輪部材３に対して回転不能とされており、外輪部材３と一体に回転する。出力部材４は、工具１５が着脱可能に装着される工具保持部１１を備える。フラップ５は、外輪部材３の外周側で径方向に開閉する。図２に示す状態では、フラップ５が放射状に開いている。
【００９５】
工具ホルダ１は、入力軸２が、マシニングセンタなどの工作機械のヘッド１００に連結されて使用される。出力部材４の工具保持部１１には、工具１５が保持される。図２に示す例では、工具保持部１１に、工具１５として、ブラシ状砥石が保持されている。工具ホルダ１を介して、工具１５がヘッド１００に接続された状態では、ヘッド１００の回転中心線Ｌ０と、入力軸２の軸線Ｌとは一致する。ワークＷに加工を施す際には、工作機械を駆動して、ヘッド１００を、回転中心線Ｌ０回りに回転させるとともに、当該回転中心線Ｌ０と交差する交差方向に移動させながら、工具１５をワークＷに接触させる。
【００９６】
以下の説明では、入力軸２の軸線Ｌに沿った軸線方向Ｘの一方側を第１方向Ｘ１、軸線方向Ｘの他方側を第２方向Ｘ２とする。第１方向Ｘ１は、出力部材４に対して入力軸２が位置する側であり、第２方向Ｘ２は、その反対側である。入力軸２は、外輪部材３から第１方向Ｘ１へ突出する。出力部材４の先端部分は、外輪部材３の第２方向Ｘ２の先端から突出する。出力部材４の先端部分には、工具保持部１１が設けられている。
【００９７】
図１０および図１１は、実施例１の工具ホルダ１の断面図である。図１０は、図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図１１は、図２のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図１２は、第２外輪部材を第１方向Ｘ１から見た場合の斜視図である。図１０、図１１に示すように、入力軸２は、外輪部材３から第２方向Ｘ２へ突出する第１軸部２１と、外輪部材３の内側に配置される第２軸部２２と、を備える。本例において、第２軸部２２は、第１軸部２１より小径である。外輪部材３は、開閉式のフラップ５が取り付けられた第１外輪部材３１と、第１外輪部材３１の第２方向Ｘ２の端部に固定される第２外輪部材３２と、第１外輪部材３１の第１方向Ｘ１の端部に固定される円板状の端板部材３３と、を備える。
【００９８】
図１０、図１１に示すように、第１外輪部材３１は、フラップ５の内周側で軸線方向Ｘに延びる円筒部３４と、円筒部３４の第２方向Ｘ２の端部から外周側へ拡がる円板部３５を備える。入力軸２の第２軸部２２は、円筒部３４の第１方向Ｘ１の端部、および、円筒部３４の第２方向Ｘ２の端部の内側に配置される軸受部６によって、外輪部材３に回転可能に支持される。本例において、軸受部６はボールベアリングである。入力軸２の第１軸部２１は、端板部材３３の中央に設けられた円形の開口部３６を貫通して、開口部３６から第１方向Ｘ１へ突出する。
【００９９】
図１２に示すように、第２外輪部材３２を第１方向Ｘ１の側から見た場合の輪郭形状は、円形である。図１１に示すように、第２外輪部材３２は、第１外輪部材３１の円板部３５に第２方向Ｘ２から当接する胴部３７と、胴部３７と同軸で胴部３７よりも外径寸法が小さい小径胴部３８と、胴部３７と小径胴部３８を接続するテーパー部３９と、を備える。図１２に示すように、胴部３７は、第１方向Ｘ１の端面に、円形の凹部４０を備える。凹部４０は、胴部３７と同軸に設けられている。従って、第２外輪部材３２の第１方向Ｘ１の端部分は筒状である。図１０に示すように、凹部４０には、第１磁石ユニット８１が収容される。第１磁石ユニット８１の詳細は、後述する。
【０１００】
図１２に示すように、凹部４０の底面の中心には、胴部３７、テーパー部３９および小径胴部３８を軸線方向Ｘに貫通する軸孔４１が設けられている。軸孔４１にはリニアブッシュ７が挿入されている。リニアブッシュ７は、軸孔４１の内周面の第２方向Ｘ２の端部分に固定されている。リニアブッシュ７は、小径胴部３８の径方向内側に位置する。
【０１０１】
また、凹部４０の底面には、軸孔４１を間に挟んだ両側に、一対の円形凹部４２が設けられている。軸線方向Ｘから見た場合に軸孔４１と各円形凹部４２とは径方向で部分的に重なっている。従って、軸孔４１におけるリニアブッシュ７よりも第１方向Ｘ１の側の孔部分と一対の円形凹部４２とは径方向で連通している。一対の円形凹部４２の底面には、それぞれ円盤形状のストッパ部材４３が配置されている。ここで、図１０に示すように、軸孔４１におけるリニアブッシュ７よりも第１方向Ｘ１の側の孔部分、および一対の円形凹部４２には、第２磁石ユニット８２が収容される。すなわち、軸孔４１におけるリニアブッシュ７よりも第１方向Ｘ１の側の孔部分、および一対の円形凹部４２は、第２磁石ユニット８２を収容する第２磁石ユニット収容部４４を構成する。第２磁石ユニット収容部４４は、第２磁石ユニット８２を軸線方向Ｘに移動可能な状態で受け入れる。第２磁石ユニット８２の詳細は、後述する。
【０１０２】
さらに、凹部４２の底面には、軸孔４１から、径方向の両側に延びる一対の溝部４５が設けられている。各溝部４５は、一対の円形凹部４２が対向する方向と直交する方向に延びる。
【０１０３】
図１０に示すように、胴部３７の第１方向Ｘ１の端部分は、円板部３５にねじ止めされる。出力部材４は、第２外輪部材３２の軸孔４１、およびリニアブッシュ７を貫通して延びる。リニアブッシュ７は、出力部材４の軸線方向Ｘへの移動を許容し、軸線Ｌ回りの回転を規制する。従って、出力部材４は、軸線方向Ｘに移動可能、かつ、軸線Ｌ回りに回転不能な状態で第２外輪部材３２に支持される。よって、入力軸２が回転して、外輪部材３が入力軸２と同一回転方向に共回りする際には、出力部材４は、リニアブッシュ７と共に、外輪部材３と一体に回転する。
【０１０４】
ここで、工具ホルダ１は、外輪部材３が回転するときに、入力軸２の回転速度に対して外輪部材３の回転速度を低下させるブレーキ機構５０を備える。また、工具ホルダ１は、外輪部材３の回転速度が入力軸２の回転速度よりも低下して入力軸２と出力部材４とが相対回転すると、外輪部材３と一緒に回転動作を行っている出力部材４に軸線方向Ｘの直線往復動作を付与する直線往復動作付与機構８を備える。
【０１０５】
（ブレーキ機構）
図１３は、フラップ５が閉じた状態の工具ホルダ１の横断面図である。図１４は、フラップ５が開いた状態の工具ホルダ１の横断面図である。図１３および図１４は、図１０のＣ−Ｃ位置で切断した場合の断面図である。
【０１０６】
図２、図１３、図１４に示すように、ブレーキ機構５０は、外輪部材３に取り付けられたフラップ５と、フラップ５を内周側へ付勢するフラップ付勢部材５１と、を備える。フラップ５は、外輪部材３が回転しているときに回転方向と逆方向に作用する流体圧を受ける受圧部である。フラップ５が受ける流体圧とは、工具ホルダ１の周りに存在する空気の圧力である。フラップ付勢部材５１は、フラップ５と第１外輪部材３１との間に掛け渡されたコイルばねである。なお、フラップ付勢部材５１は、本例の構成に限定されるものではない。例えば、フラップ５の軸部５２にねじりコイルばねなどを取り付けて、フラップ５を閉方向へ付勢してもよい。
【０１０７】
フラップ５は、図１３に示す閉姿勢５Ａと、図２および図１４に示す開姿勢５Ｂと、に変化する。フラップ５は、軸線方向Ｘから見た場合の形状が円弧形状である。フラップ５は、周方向の一端に配置される軸部５２を備える。軸部５２の中心には軸孔５３が形成されている。軸孔５３には、支軸５４が挿入される。支軸５４は、第１方向Ｘ１の端部が端板部材３３にねじ止めされ、第２方向Ｘ２の端部が第２外輪部材３２の円板部３５に係止されている。従って、フラップ５は軸部５２を中心として揺動可能である。
【０１０８】
ブレーキ機構５０は、フラップ５が図１３に示す閉姿勢５Ａから図１４に示す開姿勢５Ｂに変化するフラップ開動作と、フラップ５が図１４に示す開姿勢５Ｂから図１３に示す閉姿勢５Ａに変化するフラップ開動作を行う。フラップ開動作は、外輪部材３が停止状態から回転状態に切り替わる際に、フラップ５に作用する遠心力により行われる。すなわち、遠心力がフラップ付勢部材５１の付勢力よりも大きくなったときに、フラップ５が外周側へ揺動してフラップ開動作が行われる。フラップ閉動作は、前記外輪部材が回転状態から停止状態に切り替わる際に行われる。すなわち、外輪部材３の回転速度が低下して、遠心力よりフラップ付勢部材５１の付勢力が大きくなったときに行われる。
【０１０９】
ブレーキ機構５０は、フラップ５に作用する流体圧により、外輪部材３の回転速度の増大を抑制する。すなわち、外輪部材３は入力軸２が回転を始めると入力軸２と共回りするが、遠心力によってフラップ５が開くと、フラップ５が受ける流体圧によって外輪部材３の回転速度の増大が抑制される。これにより、外輪部材３の回転速度が入力軸２の回転速度よりも低下するので、外輪部材３と入力軸２とは相対回転する。この結果、外輪部材３と一体に回転する出力部材４と入力軸２も相対回転する。
【０１１０】
（直線往復動作付与機構）
図１５は、直線往復動作付与機構８の分解斜視図である。直線往復動作付与機構８は、外輪部材３の内側に設けられている。図１０、図１１、図１５に示すように、直線往復動作付与機構８は、入力軸２と一体に回転する第１磁石ユニット８１と、第１磁石ユニット８１に対して第２方向Ｘ２から対向する第２磁石ユニット８２と、を備える。また、直線往復動作付与機構８は、図１０、図１１に示すように、第２磁石ユニット８２を介して出力部材４を軸線方向Ｘに付勢する出力部材用付勢部材８３、を備える。
【０１１１】
第１磁石ユニット８１は、入力軸２に固定されている。すなわち、第１磁石ユニット８１は、入力軸２の第２方向Ｘ２の端部にねじ止めされた円形のディスク８４と、ディスク８４にねじ止めされた４個の座金８５と、座金８５を介してディスク８４に固定された４個の第１磁石８６と、を備える。第１磁石ユニット８１は、第２外輪部材３２の胴部３７に設けられた凹部４０に収容される。
【０１１２】
第２磁石ユニット８２は、出力部材４に固定されている。従って、第２磁石ユニット８２は、出力部材４と一体に軸線回りに回転し、且つ、出力部材４と一体に軸線方向Ｘへ移動する。第２磁石ユニット８２は、出力部材４の第１方向Ｘ１の端部に固定された第１レバー８７と、第１レバー８７の両端のそれぞれに、第１有頭ねじ９０によって固定された
２個の座金８８と、座金８８を介して第１レバー８７に固定された２個の第２磁石８９と、を備える。第１レバー８７は入力軸２と直交する方向に延びる。第１有頭ねじ９０は、第１レバー８７を第２方向Ｘ２から第１方向Ｘ１に貫通する。第１レバー８７は、その中央部分を貫通する第２有頭ねじ９３によって、出力部材４に相対回転不能に連結されている。第２有頭ねじ９３は、第１レバー８７を第１方向Ｘ１から第２方向Ｘ２に貫通する。第２磁石ユニット８２は、第２外輪部材３２の第２磁石ユニット収容部４４に収容される。第２磁石ユニット８２は、第２磁石ユニット収容部４４に収容された状態で、出力部材４と一体に軸線方向Ｘに移動可能である。
【０１１３】
図１６（ａ）は、第１磁石ユニット８１における磁極の配置を示す説明図である。図１６（ａ）は、第１磁石ユニット８１を第２方向Ｘ２から見た場合である。図１６（ｂ）は、第２磁石ユニット８２における磁極の配置を示す説明図である。図１６（ｂ）は、第２磁石ユニット８２を第１方向Ｘ１から見た場合である。第１磁石８６および第２磁石８９は、軸線方向Ｘに分極着磁されている。第１磁石ユニット８１において、４個の第１磁石８６は軸線Ｌ回りの等角度間隔で配置されており、第２磁石８９と対向する側（第２方向Ｘ２）の磁極は、異なる磁極（Ｎ極とＳ極）が周方向に交互に並ぶ配置になっている。一方、第２磁石ユニット８２において、２個の第２磁石８９は軸線Ｌ回りの等角度間隔で配置されており、第１磁石８６と対向する側（第１方向Ｘ１）の磁極は同一磁極になっている。例えば、第２磁石ユニット８２において第１磁石８６と対向する磁極は、両方ともＮ極であるか、もしくは、両方ともＳ極である。
【０１１４】
外輪部材３と入力軸２との間に回転速度差が発生して出力部材４と入力軸２とが相対回転すると、直線往復動作付与機構８の第１磁石ユニット８１（４個の第１磁石８６）と、第２磁石ユニット８２（２個の第２磁石８９）と、が軸線Ｌ回りに相対回転する。これにより、同一磁極が対向する状態と異なる磁極が対向する状態が交互に発生するので、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に軸線方向Ｘの引力が作用する第１状態と、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に軸線方向Ｘの斥力が作用する第２状態とが交互に発生する。従って、第２磁石ユニット８２に接続された出力部材４は、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に発生する引力および斥力によって、軸線方向Ｘに往復直線移動する。
【０１１５】
ここで、図１０、図１１に示すように、外輪部材３は、内部に、出力部材４および第２磁石ユニット８２の第１方向Ｘ１への移動を規制する第１移動規制部９を備える。第１移動規制部９は、図１５に示すように、第１レバー８７と直交し、且つ、入力軸２と直交する方向に延びる第２レバー９１と、第２レバー９１の中央に取り付けられた円柱状の移動規制部材９２と、を備える。図１１、図１２から分かるように、第２レバー９１は、第２外輪部材３２の凹部４０の底面に設けられた軸孔４１および一対の溝部４５の内側に収容される。また、図１１に示すように、第２レバー９１は、その両端部分が溝部４５の底面に固定される。これにより、第１移動規制部９は、外輪部材３に一体とされる。
【０１１６】
移動規制部材９２は、第２レバー９１の中央から第２方向Ｘ２へ突出する。移動規制部材９２は、第２磁石ユニット８２の第１レバー８７を出力部材４の第１方向Ｘ１の端部分に固定する第２有頭ねじ９３に第１方向Ｘ１から対向する。
【０１１７】
また、外輪部材３は、内部に、出力部材４および第２磁石ユニット８２の第２方向Ｘ２への移動を規制する第２移動規制部１０を備える。図１０、図１２に示すように、第２移動規制部１０は、第２外輪部材３２の一対の円形凹部４２のそれぞれの底面に固定されたストッパ部材４３の第１方向Ｘ１の端面である。第２移動規制部１０は、第２磁石ユニット８２において、第１レバー８７の両端に、それぞれ座金８８と第２磁石８９とを固定する２本の第１有頭ねじ９０に対向する。
【０１１８】
出力部材用付勢部材８３は、図１０に示すように、出力部材４の外周側に配置されるコイルばねである。出力部材用付勢部材８３は、リニアブッシュ７の第１方向Ｘ１の端部と第１レバー８７との間に配置されている。出力部材用付勢部材８３の第１方向Ｘ１の端部は第１レバー８７に固定され、第２方向Ｘ２の端部はリニアブッシュ７に固定される。
【０１１９】
出力部材用付勢部材８３は、出力部材４を、第２磁石ユニット８２が第１移動規制部９に当接する位置に支持する。出力部材用付勢部材８３は、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間の斥力によって出力部材４が第２方向Ｘ２に移動したときに出力部材４を第１方向Ｘ１に付勢する付勢力を発揮する。本例では、出力部材用付勢部材８３は、出力部材４および第２磁石ユニット８２を第１移動規制部９に付勢している。従って、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に斥力が作用する第２状態となると、直線往復動作付与機構８は、出力部材用付勢部材８３に抗して、第２磁石ユニット８２および出力部材４を第２方向に移動させる。
【０１２０】
ここで、工作機械のヘッド１００の回転中心線Ｌ０が垂直方向を向いているときに、直線往復動作付与機構８によって出力部材４を第１方向Ｘ１（上方）に移動させる場合には、出力部材４を第２方向Ｘ２に移動させる場合と比較して、第２磁石ユニット８２の自重、および出力部材４の自重を合計した重量分の力が必要となる。また、出力部材４に工具１５が保持されている場合には、さらに、工具１５の自重分の力が必要となる。従って、出力部材４を垂直方向に往復移動させるためには、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に作用する引力を、第２磁石ユニット８２の自重、出力部材４の自重、および工具１５の自重の合計分の重量を考慮した大きな値とする必要がある。
【０１２１】
これに対して、本例では、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に作用する斥力によって第２磁石ユニット８２および出力部材４が第２方向Ｘ２に移動すると、コイルばねである出力部材用付勢部材８３が圧縮されるので、出力部材用付勢部材８３が第２磁石ユニット８２および出力部材４を第１方向Ｘ１に付勢する付勢力が増大する。従って、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に作用する引力によって第２磁石ユニット８２および出力部材４を第１方向Ｘ１に移動させる際には、出力部材用付勢部材８３の付勢力が、出力部材４の第１方向Ｘ１への移動をアシストする。よって、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に作用する引力を、第２磁石ユニット８２の自重、出力部材４の自重、および工具１５の自重の合計分の重量を考慮した場合よりも、小さく設定できる。
【０１２２】
（動作）
図１７は、出力部材４が第２方向Ｘ２に移動した状態の工具ホルダ１の断面図である。図２に示すように、工具ホルダ１は、入力軸２が工作機械のヘッド１００に連結されて使用される。工具ホルダ１の出力部材４には工具１５が保持される。
【０１２３】
工作機械の駆動によって入力軸２がヘッド１００と一体に回転すると、出力部材４は、軸線Ｌ回りの回転動作および軸線方向Ｘの直線往復動作を行う。従って、出力部材４に保持された工具１５は、回転動作および直線往復動作を同時に行いながらワークＷの表面に接触する。
【０１２４】
具体的には、ヘッド１００が回転すると、ヘッド１００に接続された入力軸２が回転して外輪部材３が入力軸２と共回りする。ここで、フラップ５に働く遠心力がフラップ付勢部材５１の付勢力よりも大きくなると、フラップ開動作が行われて、フラップ５が開姿勢となる。フラップ５が開姿勢となると、フラップ５を介して外輪部材３に回転方向と逆方向の流体圧が作用する。従って、外輪部材３と入力軸２との間には、回転速度差が発生す
る。これにより、外輪部材３と一体に回転する出力部材４と入力軸２とが相対回転するので、直線往復動作付与機構８は、回転動作を行っている出力部材４に、軸線方向Ｘの直線往復動作を付与する。すなわち、直線往復動作付与機構８は、入力軸２と出力部材４とが相対回転する際に第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に交互に発生する引力と斥力とを利用して、出力部材４に直線往復動作を付与する。
【０１２５】
ここで、図１０、図１７に示すように、出力部材４の直線往復動作では、出力部材４は、第２外輪部材３２の第１移動規制部９（移動規制部材９２）に第２磁石ユニット８２の第２有頭ねじ９３が当接する第１位置４Ａと、第２外輪部材３２の第２移動規制部１０（ストッパ部材４３）に第２磁石ユニット８２の第１有頭ねじ９０に当接する第２位置４Ｂと、の間を移動する。ここで、第１位置４Ａでは、第２位置４Ｂよりも出力部材４と入力軸２とが接近する。従って、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２とは接近するが、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間には隙間が確保される。よって、第１磁石８６と第２磁石８９との衝突が防止される。また、第２磁石８９が第１磁石８６に吸着されることが防止される。
【０１２６】
その後、ワークＷへの加工が終了すると、工作機械は、ヘッド１００の回転駆動を停止させる。ここで、ヘッド１００の回転速度の低下によって入力軸２の回転速度が低下すると、入力軸２の回転速度の低下に伴って、入力軸２と共回りする外輪部材３の回転速度が低下する。この結果、フラップ５に働く遠心力が小さくなり、フラップ付勢部材５１がフラップ５を内周側へ付勢する付勢力の方が遠心力よりも大きくなる。従って、フラップ閉動作が行われ、フラップ５は、閉姿勢となる。
【０１２７】
［実施例２］
図１８は、実施例２の工具ホルダの断面図である。図１９は、実施例２の工具ホルダの直線往復動作付与機構の斜視図である。図２０は、実施例２の第２外輪部材を第１方向Ｘ１から見た場合の斜視図である。本例の工具ホルダ１Ａの外観は図２に示す実施例１と同一である。なお、図１８は、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。実施例２の説明では、実施例１と同一の構成は同一の符号を付して、その説明を省略する。また、実施例１とは異なる構成のみ図面を参照して説明する。
【０１２８】
本例の工具ホルダ１Ａは、入力軸２と、入力軸２に回転可能に支持された外輪部材３と、工具１５を着脱可能に保持する出力部材４と、外輪部材３に取り付けられたフラップ５と、を備える。外輪部材３は入力軸２を外周側から囲む円筒部３４を備え、入力軸２と共回りする。出力部材４は、入力軸２と同軸に配置されている。出力部材４は、入力軸２の軸線Ｌに沿った軸線方向Ｘに移動可能な状態で外輪部材３に支持されている。出力部材４は、外輪部材３に対して回転不能とされており、外輪部材３と一体に回転する。出力部材４は、工具１５が着脱可能に装着される工具保持部１１を備える。フラップ５は、外輪部材３の外周側で径方向に開閉する。
【０１２９】
また、工具ホルダ１Ａは、入力軸２と外輪部材３とが共回りしたときに、外輪部材３の回転速度を入力軸２の回転速度よりも低下させるブレーキ機構５０を備える。さらに、工具ホルダ１Ａは、外輪部材３の回転速度が入力軸２の回転速度よりも低下して入力軸２と出力部材４とが相対回転すると、外輪部材３と一緒に回転動作を行っている出力部材４に軸線方向Ｘの直線往復動作を付与する直線往復動作付与機構８Ａを備える。
【０１３０】
図１８に示すように、直線往復動作付与機構８Ａは、周方向に延在する環状のカム面１８１と、カム面１８１に対して軸線方向Ｘに当接するカムフォロア１８０と、カム面１８１とカムフォロア１８０の一方を他方に対して軸線方向Ｘに押し付ける付勢部材１８３を備える。本例では、カムフォロア１８０が入力軸２に設けられており、カム面１８１が出
力部材４に設けられている。付勢部材１８３は、出力部材４を第１方向Ｘ１に付勢する。
【０１３１】
すなわち、入力軸２は、第１軸部２１と、第２軸部２２、および第２軸部２２の端部に固定されたカムフォロア１８０を備える。図１９に示すように、カムフォロア１８０は、第１円板部１８４と、第１円板部１８４の環状外周面に取り付けられた複数の軸付きのローラ１８２とを備える。第１円板部１８４を軸線方向Ｘから見た場合の形状は円形である。各軸付きのローラ１８２は、第１円板部１８４の環状外周面に開口するねじ孔にねじ止めされた軸部１８５と、軸部１８５に回転可能に取り付けられたローラ１８６を備える。軸部１８５は径方向に延びており、ローラ１８６は径方向を向く軸線Ｌ周りに回転可能である。本例では、図１８、図１９に示すように、４個の軸付きローラ１８２が周方向で等間隔に配置される。
【０１３２】
出力部材４は、第１方向Ｘ１の端部に第２円板部１８７と、第２円板部１８７の外周縁から第１方向Ｘ１へ突出するカム部１８８と、を備える。第２円板部１８７を軸線方向Ｘから見た場合の形状は円形である。カム面１８１は、カム部１８８の第２方向Ｘ２の端面である。カム部１８８は、第２方向Ｘ２へ突出する同一形状の突出部１８９を複数位置に備えている。従って、カム面１８１は、周方向に並ぶ軸線方向Ｘの凹凸を備えている。突出部１８９の周方向の配置は、カムフォロア１８０における軸付きローラ１８２の周方向の配置と対応する。本例では、４個の軸付きローラ１８２が周方向に等間隔で配置され、カム部１８８は、周方向に等間隔で配置される２箇所の突出部１８９を備える。
【０１３３】
付勢部材１８３は、出力部材４の外周側に配置されるコイルばねである。付勢部材１８３は、リニアブッシュ７の第１方向Ｘ１の端部と第２円板部１８７との間に配置されている。付勢部材１８３は、自由長よりも圧縮された状態で配置されている。従って、付勢部材１８３は、第２円板部１８７を介して、カム面１８１を第２方向Ｘ２へ付勢する。これにより、カム面１８１は、カムフォロア１８０に第２方向Ｘ２から押し付けられる。
【０１３４】
ここで、図１８に示すように、外輪部材３の第２外輪部材３２は、第１外輪部材３１の円板部３５に第２方向Ｘ２から当接する胴部３７と、胴部３７と同軸で胴部３７よりも外径寸法が小さい小径胴部３８と、胴部３７と小径胴部３８を接続するテーパー部３９と、を備える。図２０に示すように、胴部３７は、第１方向Ｘ１の端面に、円形の凹部４０を備える。凹部４０は、胴部３７と同軸に設けられている。従って、第２外輪部材３２の第１方向Ｘ１の端部分は筒状である。凹部４０の底面の中心には、胴部３７、テーパー部３９および小径胴部３８を軸線方向Ｘに貫通する軸孔４１が設けられている。軸孔４１にはリニアブッシュ７が挿入されている。リニアブッシュ７は、軸孔４１の内周面の第２方向Ｘ２の端部分に固定されている。リニアブッシュ７は、小径胴部３８の径方向内側に位置する。図１８に示すように、凹部４０には、入力軸２のカムフォロア１８０と、出力部材４の第２円板部１８７およびカム部１８８が収容される。第２円板部１８７およびカム部１８８は、凹部４０内において、軸線方向Ｘに移動可能である。
【０１３５】
出力部材４は、第２外輪部材３２の軸孔４１、およびリニアブッシュ７を貫通して延びる。リニアブッシュ７は、出力部材４の軸線方向Ｘへの移動を許容し、軸線Ｌ回りの回転を規制する。従って、出力部材４は、軸線方向Ｘに移動可能、かつ、軸線Ｌ回りに回転不能な状態で第２外輪部材３２に支持される。よって、入力軸２が回転して、外輪部材３が入力軸２と同一回転方向に共回りする際には、出力部材４は、リニアブッシュ７と共に、外輪部材３と一体に回転する。
（直線往復動作付与機構の動作）
工具ホルダ１Ａの回転時にブレーキ機構５０が機能すると、外輪部材３と入力軸２との間に回転速度差が発生して出力部材４と入力軸２とが相対回転する。これにより、入力軸２に設けられたカムフォロア１８０と、出力部材４に設けられたカム面１８１とは、相対
回転する。従って、カムフォロア１８０は、カム面１８１に沿って周方向に移動する。ここで、出力部材４は、軸線方向Ｘに移動可能な状態で外輪部材３に支持されており、カム面１８１が付勢部材１８３によってカムフォロア１８０に付勢されている。従って、出力部材４は、外輪部材３と一体の回転動作を行うとともに、カム面１８１の凹凸に従って軸線方向Ｘに往復移動する。出力部材４の直線往復動作のストロークは、カム面１８１の軸線方向Ｘの凹凸の深さと一致する。ここで、図１８に示す状態は、出力部材４が最も入力軸２から第２方向Ｘ２に離間している状態である。
【０１３６】
［実施例３］
図２１は、実施例３の工具ホルダの断面図である。本例の工具ホルダ１Ｂの外観は図２に示す実施例１と同一である。図２１は、工具ホルダ１Ｂを図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。実施例３の説明では、実施例１、２と同一の構成は同一の符号を付して説明を省略する。また、実施例３の説明では、実施例１、２とは異なる構成のみ図面を参照して説明する。
【０１３７】
本例の工具ホルダ１Ｂは、入力軸２と、入力軸２に回転可能に支持された外輪部材３と、工具１５を着脱可能に保持する出力部材４と、外輪部材３に取り付けられたフラップ５と、を備える。外輪部材３は入力軸２を外周側から囲む円筒部３４を備え、入力軸２と共回りする。出力部材４は、入力軸２と同軸に配置されている。出力部材４は、入力軸２の軸線Ｌに沿った軸線方向Ｘに移動可能な状態で外輪部材３に支持されている。出力部材４は、外輪部材３に対して回転不能とされており、外輪部材３と一体に回転する。出力部材４は、工具１５が着脱可能に装着される工具保持部１１を備える。フラップ５は、外輪部材３の外周側で径方向に開閉する。
【０１３８】
また、工具ホルダ１Ｂは、入力軸２と外輪部材３とが共回りしたときに、外輪部材３の回転速度を入力軸２の回転速度よりも低下させるブレーキ機構５０を備える。さらに、工具ホルダ１Ｂは、外輪部材３の回転速度が入力軸２の回転速度よりも低下して入力軸２と出力部材４とが相対回転すると、外輪部材３と一緒に回転動作を行っている出力部材４に軸線方向Ｘの直線往復動作を付与する直線往復動作付与機構８Ｂを備える。
【０１３９】
図２２は、実施例３の直線往復動作付与機構８Ｂの斜視図である。図２１、図２２に示すように、実施例３の直線往復動作付与機構８Ｂは、入力軸２と一体に回転する入力歯車２８１、および、入力軸２と直交する軸回りに回転する出力歯車２８２を備えたギアユニット２８０と、出力歯車２８２に一端が連結され、他端が出力部材４に連結されたリンク部材２９０と、を備えている。
【０１４０】
入力歯車２８１は、入力軸２の第２方向Ｘ２の端部に、入力軸２と一体に設けられている。入力歯車２８１は、入力軸２と同軸の傘歯車である。ギアユニット２８０は、入力歯車２８１と噛み合う２個の出力歯車２８２と、２個の出力歯車２８２を回転可能に支持する支軸２８３と、支軸２８３と外輪部材３とを連結する連結部材２８４を備える。
【０１４１】
図２２に示すように、支軸２８３は、入力歯車２８１の第２方向Ｘ２において軸線方向Ｘと直交する方向に延びる。２個の出力歯車２８２は、支軸２８３の両端に配置され、径方向で対称に配置される。連結部材２８４は、支軸２８３と直交し、且つ、軸線方向Ｘと直交する方向へ延びる第１腕部２８５と、第１腕部２８５の両端から第１方向Ｘ１へ延びて外輪部材３の円板部３５に接続される２本の第２腕部２８６を備える。支軸２８３は、第１腕部２８５の長手方向の中央部分に保持されている。
【０１４２】
一方、出力部材４は、出力部材４の第１方向Ｘ１の端部に設けられた円板部２８７と、円板部２８７から第１方向Ｘ１へ突出する一対の突出部２８８と、を備える。一対の突出
部２８８は、軸線Ｌを間に挟んだ両側に配置される。各突出部２８８には、それぞれ、径方向外側へ突出するピン２８９が形成されている。各リンク部材２９０は、出力歯車２８２から径方向外側へ突出するピン２９１に一端が連結され、他端は、突出部２８８に形成されたピン２８９に連結されている。出力歯車２８２に形成されたピン２９１は、出力歯車２８２の回転中心よりも外周縁に近い位置に形成されている。
【０１４３】
ここで、外輪部材３の第２外輪部材３２は、図２０に示すように、実施例２と同様の構成を備える。すなわち、第１外輪部材３１の円板部３５に第２方向Ｘ２から当接する胴部３７と、胴部３７と同軸で胴部３７よりも外径寸法が小さい小径胴部３８と、胴部３７と小径胴部３８を接続するテーパー部３９と、を備える。胴部３７は、第１方向Ｘ１の端面に、円形の凹部４０を備える。凹部４０は、胴部３７と同軸に設けられている。従って、第２外輪部材３２の第１方向Ｘ１の端部分は筒状である。凹部４０の底面の中心には、胴部３７、テーパー部３９および小径胴部３８を軸線方向Ｘに貫通する軸孔４１が設けられている。軸孔４１にはリニアブッシュ７が挿入されている。リニアブッシュ７は、軸孔４１の内周面の第２方向Ｘ２の端部分に固定されている。リニアブッシュ７は、小径胴部３８の径方向内側に位置する。
【０１４４】
図２１に示すように、凹部４０には直線往復動作付与機構８Ｂが収容される。すなわち、凹部４０には、入力歯車２８１および出力歯車２８２を備えたギアユニット２８０、出力歯車２８２に一端が連結され、他端が出力部材４に連結されたリンク部材２９０とが収容される。また、凹部４０には、出力部材４の円板部２８７および一対の突出部２８８が収容される。
【０１４５】
（直線往復動作付与機構の動作）
工具ホルダ１Ｂの入力軸２が工作機械のヘッド１００に連結されて入力軸２が回転すると、直線往復動作付与機構８Ｂは、ギアユニット２８０の入力歯車２８１が入力軸２と一体に回転する。一方、入力歯車２８１と噛み合う出力歯車２８２は、外輪部材３が入力軸２に共回りすると、外輪部材３の円板部３５に固定された連結部材２８４および連結部材２８４に支持される支軸２８３と共に、軸線Ｌ回りの周方向へ移動する。ここで、ブレーキ機構５０が機能することによって入力軸２と外輪部材３および出力部材４とが相対回転すると、２個の出力歯車２８２は、それぞれ、支軸２８３を中心として回転する。これにより、出力歯車２８２のピン２９１が支軸２８３を中心として回転するので、ピン２９１に連結された２本のリンク部材２９０が軸線方向Ｘへ往復移動する。従って、リンク部材２９０の第２方向Ｘ２の端部に円板部２８７が連結された出力部材４は、リニアブッシュ７にガイドされて軸線方向Ｘに往復直線移動する。出力部材４の直線往復動作のストロークは、出力歯車２８２の回転中心からピン２９１まで距離の２倍である。図２１に示す状態は、出力部材４が最も入力軸２に接近している状態である。
【０１４６】
［実施例４］
図２３は、実施例４の工具ホルダの外観斜視図である。図２４は、図２３のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。本例の工具ホルダ１Ｃは、実施例１の工具ホルダ１と対応する構成を備える。従って、対応する構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１４７】
図２３に示すように、本例の工具ホルダ１Ｃは、入力軸２と、入力軸２に回転可能に支持された外輪部材３と、を備える。外輪部材３は入力軸２を外周側から囲む円筒部３４を備える。外輪部材３は、入力軸２と共回りする。出力部材４は、入力軸２と同軸に配置されている。出力部材４は、入力軸２の軸線Ｌに沿った軸線方向Ｘに移動可能な状態で外輪部材３に支持されている。出力部材４は、外輪部材３に対して回転不能とされており、外輪部材３と一体に回転する。出力部材４は、工具１５が着脱可能に装着される工具保持部１１を備える。
【０１４８】
ここで、工具ホルダ１Ｃは、実施例１の工具ホルダ１と対応する構成を備えるが、フラップ５などのブレーキ機構５０を備えていない。これに替えて、外輪部材３に取り付けられた固定部材３０１を備える。固定部材３０１は、棒状の部材であり、第１外輪部材３１の円筒部３４に設けられた固定孔３０２に一方の端部分が嵌った状態で外輪部材３に固定される。固定部材３０１は、外輪部材３から径方向外側に延びる。
【０１４９】
工具ホルダ１Ｃは、入力軸２が、マシニングセンタなどの工作機械のヘッド１００に連結されて使用される。また、工具ホルダ１Ｃは、外輪部材３から外周側に突出する固定部材３０１を、工作機械に予め設けた固定部（不図示）に固定して使用される。固定部材３０１が工作機械に固定されると、固定部材３０１によって外輪部材３がヘッド１００の回転中心線Ｌ０回りに回転することが阻止される。出力部材４の工具保持部１１には、工具１５が保持される。図２３に示す例では、工具保持部１１に、工具１５として、ブラシ状砥石が保持されている。工具ホルダ１Ｃを介して、工具１５がヘッド１００に接続された状態では、ヘッド１００の回転中心線Ｌ０と、入力軸２の軸線Ｌとは一致する。ワークＷに加工を施す際には、工作機械を駆動して、ヘッド１００を、回転中心線Ｌ０回りに回転させるとともに、当該回転中心線Ｌ０と交差する交差方向に移動させながら、工具１５をワークＷに接触させる。
【０１５０】
ここで、工具ホルダ１Ｃは、直線往復動作付与機構８を備える。しかし、本例では、工作機械に固定された固定部材３０１によって外輪部材３が入力軸２と共回りすることが阻止されている。従って、入力軸２が回転しても、外輪部材３および出力部材４は回転しない。よって、直線往復動作付与機構８は、入力軸２と外輪部材３とが相対回転したときに、出力部材４を軸線方向Ｘに直線往復動作させる回転直動変換機構８´となる。
【０１５１】
回転直動変換機構８´は、入力軸２に固定された第１磁石ユニット８１と、出力部材４に固定された第２磁石ユニット８２と、を備える。本例では、入力軸２が回転したときに、出力部材４および外輪部材３が回転しないので、回転直動変換機構８´の第１磁石ユニット８１（４個の第１磁石８６）と、第２磁石ユニット８２（２個の第２磁石８９）とが軸線Ｌ回りに相対回転する。これにより、同一磁極が対向する状態と異なる磁極が対向する状態が交互に発生するので、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に軸線方向Ｘの引力が作用する第１状態と、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に軸線方向Ｘの斥力が作用する第２状態とが交互に発生する。従って、第２磁石ユニット８２に接続された出力部材４は、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に発生する引力および斥力によって、軸線方向Ｘに往復直線移動する。よって、工具ホルダ１Ｃは、工作機械のヘッドと工具１５との間に介在して、ヘッド１００の回転をヘッド１００の回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達する。
【０１５２】
（各工具ホルダの作用効果）
実施例１〜３の工具ホルダ１、１Ａ、１Ｂは、入力軸２と、入力軸２を回転可能に支持するとともに、入力軸２と共回りする外輪部材３と、入力軸２と同軸に配置され、入力軸２の軸線方向Ｘに移動可能な状態で外輪部材３に支持されて当該外輪部材３と一体に回転する出力部材４と、を備える。また、工具ホルダ１は、入力軸２と外輪部材３とが共回りしたときに、外輪部材３の回転速度を入力軸２の回転速度よりも低下させるブレーキ機構５０と、外輪部材３の回転速度が入力軸２の回転速度よりも低下して入力軸２と出力部材４とが相対回転すると、外輪部材３と一緒に回転動作を行っている出力部材４に軸線方向Ｘの直線往復動作を付与する直線往復動作付与機構８,８Ａ,８Ｂと、を備える。従って、工具ホルダ１によれば、出力部材４に保持した工具１５に、回転動作と直線往復動作の２つの動作を同時に行わせることができる。
【０１５３】
また、実施例１〜３の工具ホルダ１、１Ａ、１Ｂは、軸線方向Ｘの直線往復動作を発生させるために外輪部材３を、工作機械などに固定する必要がない。従って、外輪部材３を固定するために工作機械を改造する必要がない。よって、工具ホルダ１は、工作機械への取付作業が容易である。従って、実施例１〜３の工具ホルダ１、１Ａ、１Ｂを用いれば、ワークＷに表面テクスチャを施すことが容易となる。
【０１５４】
次に、実施例１の工具ホルダ１では、直線往復動作付与機構８は、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２とを接触させずに軸線方向Ｘの往復動作を発生させる。同様に、実施例４の工具ホルダ１Ｃでは、回転直動変換機構８´は、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２とを接触させずに軸線方向Ｘの往復動作を発生させる。すなわち、工具ホルダ１の直線往復動作付与機構８および工具ホルダ１Ｃの回転直動変換機構８´では、入力軸２および第１磁石ユニットと、出力部材４および第２磁石ユニットとの間を機械的に接続する必要がない。従って、工具ホルダ１、１Ｃでは、第１磁石ユニット８１と第２磁石ユニット８２との間に発生する斥力によって出力部材４が第１位置４Ａよりも第２位置４Ｂの側（第２方向Ｘ２）に移動しているときに出力部材４が保持する工具１５に第１方向Ｘ１に向かう荷重が加わった場合には、出力部材４が第１方向Ｘ１に移動する。すなわち、工具ホルダ１、１Ｃは、保持している工具１５がヘッド１００から離間する方向に移動しているときに、工具１５をヘッド１００の側に移動可能に支持する。
【０１５５】
従って、工具ホルダ１、１Ｃを用いた場合には、例えば、出力部材４が第１位置４Ａよりも第２方向Ｘ２に移動しているときに工具１５がワークＷの表面の凸部などを通過する場合には、制御プログラムによって工作機械のヘッド１００を軸線方向Ｘに移動させることなく、工具１５を凸部の形状に追随させて軸線方向Ｘに移動させることができる。また、工具ホルダ１、１Ｃを用いた場合には、表面テクスチャ方法において工具が第２位置に移動してワークＷの表面に接触したときに、工具の先端がワークＷとの衝突によって破損することを防止或いは抑制できる。さらに、工具がワークＷの表面に衝突して、ワークＷの表面に必要以上の加工を施してしまうことを防止或いは抑制できる。
【０１５６】
（工具ホルダの変形例）
なお、工具ホルダ１Ａ、１Ｂにおいても、ブレーキ機構５０に替えて、外輪部材３の回転を阻止するための固定部材３０１を備えることができる。また、工具ホルダ１Ａ、１Ｂを使用する際に、固定部材３０１を工作機械の固定部に固定すれば、直線往復動作付与機構８Ａ,８Ｂは、出力部材を軸線方向の直線往復動作させる回転直動変換機構８´として機能する。すなわち、工具ホルダ１Ａ、１Ｂにおいても、ブレーキ機構５０に替えて、外輪部材３の回転を阻止するための固定部材３０１を備えれば、工具ホルダ１Ａ、１Ｂは、ヘッドの回転を当該ヘッドの回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具に伝達する工具ホルダとなる。
【０１５７】
また、実施例の表面テクスチャリング方法に用いる工具ホルダおよびバレル研磨方法に用いる工具ホルダ（ワークホルダ）は、工作機械のヘッド１００と工具１５との間に介在して、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０回りの回転動作および当該回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達するものであればよい。また、変形例の表面テクスチャリング方法およびバレル研磨方法に用いる工具ホルダは、工作機械のヘッド１００と工具１５との間に介在して、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達するものであればよい。従って、上記の表面テクスチャリング方法に用いる工具ホルダは、上記の実施例１〜４に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１５８】
１,１Ａ,１Ｂ,１Ｃ…工具ホルダ（ワークホルダ）、２…入力軸、３…外輪部材、４…出力部材、４Ａ…第１位置、４Ｂ…第２位置、５…フラップ、５Ａ…閉姿勢、５Ｂ…開姿勢
、６…軸受部、７…リニアブッシュ、８,８Ａ,８Ｂ…直線往復動作付与機構、８´…回転直動変換機構、９…第１移動規制部、１０…第２移動規制部、１１…工具保持部、１５…工具、１５（１）…ブラシ状砥石、１５（２）…ロータリーバー、１５（３）、１５（４）…軸付き砥石、１５（５）…軸付き球形工具、１５（６）…軸付き電着砥石、１５（７）…バフ工具、１５（８）…スティック砥石、２０…ボーンスクリュー、２１…第１軸部、２２…第２軸部、３１…第１外輪部材、３２…第２外輪部材、３３…端板部材、３４…円筒部、３５…円板部、３６…開口部、３７…胴部、３８…小径胴部、３９…テーパー部、４０…凹部、４１…軸孔、４２…円形凹部、４３…ストッパ部材、４４…第２磁石ユニット収容部、４５…溝部、５０…ブレーキ機構、５１…フラップ付勢部材、５２…軸部、５３…軸孔、５４…支軸、５５…フラップ、８１…第１磁石ユニット、８２…第２磁石ユニット、８３…出力部材用付勢部材、８４…ディスク、８５…座金、８６…第１磁石、８６…第２磁石、８７…第１レバー、８８…座金、８９…第２磁石、９０…第１有頭ねじ、９１…第２レバー、９２…移動規制部材、９３…第２有頭ねじ、１００…ヘッド、１５１…線状砥材、１５２…砥材ホルダ、１５３…砥石、１５４…シャンク部、１５５…ネック部、１５５…ネック部、１５６…球形部分、１５７…軸部分、１５８…バフ、１５９…ネック部、１８０…カムフォロア、１８１…カム面、１８２…軸付きローラ、１８３…付勢部材、１８４…第１円板部、１８５…軸部、１８６…ローラ、１８７…第２円板部、１８８…カム部、１８９…突出部、２８０…ギアユニット、２８１…入力歯車、２８２…出力歯車、２８３…支軸、２８４…連結部材、２８５…第１腕部、２８６…第２腕部、２８７…円板部、２８８…突出部、２８９…ピン、２９０…リンク部材、２９１…ピン、３０１…固定部材、３０２…湖底孔、Ｌ０…工作機械のヘッドの回転中心線、Ｌ…工具ホルダの軸線、Ｘ…軸線方向、Ｘ１…第１方向、Ｘ２…第２方向
【要約】
【課題】ワークの表面に多様な加工を施すことが容易となる表面テクスチャリング方法を提案すること。
【解決手段】
ワークＷに表面テクスチャリングを施すのに際して、まず、工作機械のヘッド１００と工具１５との間に、ヘッド１００の回転を回転中心線Ｌ０回りの回転動作および回転中心線Ｌ０方向の直線往復動作に変換して工具１５に伝達する工具ホルダ１を介在させる（ステップＳＴ１）。次に、工作機械を駆動してヘッド１００を所定の回転方向Ｒに回転させるとともに、ヘッド１００を交差方向Ｄに移動させながら、工具１５をワークＷに接触させる（ステップＳＴ２）。工具１５は、軸付き砥石（３）であり、弾性を備えるネック部１５５を備える。ワークＷは金型であり、軸付き砥石（３）は、金型のキャビティＶ内に設けられたリブＧの側面に接触する。
【選択図】図５【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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