JPH09290355A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 公転運動と同期して強制的な自転運動を生じ
させるようにして、被加工物とツールとの間のあたりか
たが不安定になることが防止されると共に、ツールの自
転運動を確保することにより、研削及び研磨能力を飛躍
的に向上させることができる加工装置を提供する。 【解決手段】 駆動源２１の回転駆動軸２３に、偏心部
材２４を介して自転軸２５が固定されており、この自転
軸２５には軸受２６を介して加工ツール２９の保持具２
７が自転軸２５に対して回転可能に支持されている。そ
して、駆動源２１に固定されたスリーブ２２の内周面と
保持具２７の外周面とには、相互に噛み合う歯車３０、
３１が設けられており、これにより、自転軸２５が公転
運動すると、保持具２７も公転運動し、固定スリーブ２
２から回転駆動力を付与されて保持具２７は自転運動す
る。このようにして、加工ツール２９は公転運動すると
共に、強制的に自転運動することになり、被加工物を安
定して研磨又は研削することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研削及び研磨等の
加工に使用する加工装置に関し、特に、加工ツールを自
転及び公転させることにより、被加工物を研削又は研磨
する加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の研削及び研磨等の加工ツー
ルを備えた加工装置を示す模式図である。駆動源１はそ
の駆動軸２（以下、公転軸ともいう）を鉛直下方に向け
て固定設置されている。この駆動軸２の下端には、偏心
アーム３が駆動軸２に垂直に、即ち水平方向に延出する
ように固定されている。この偏心アーム３の先端部には
偏心軸４（以下、自転軸ともいう）が偏心アーム３に垂
直に、即ちその軸方向を鉛直にして固定されている。こ
の偏心軸４には自転軸受６が外嵌されており、この自転
軸受６には保持具５が取り付けられており、保持具５は
軸受６を介して自転軸４に対して自由回転可能に支持さ
れている。この保持具５の下面には、研削又は研磨用の
ツール７が取り付けられている。

【０００３】このように構成された従来の加工装置にお
いては、駆動源１により公転軸２を回転駆動すると、偏
心アーム３は公転軸２を中心として回転運動する。そし
て、偏心アーム３の先端に垂直に固定された自転軸４は
垂直姿勢を保持しつつ、公転軸２の周りに公転運動す
る。保持具５は自転軸４に対して自由に回転運動する。
従って、自転軸４が駆動源１の駆動により公転運動する
と、被加工物に押しつけられたツール７は、被加工物と
の間の摩擦力により、自転軸４に対して回転しつつ、公
転軸２の周りに公転する。即ち、ツール７は駆動源１に
よる駆動力に依存せずに自転運動する。このような公転
及び自転運動により、ツール７は被加工物の表面を摺動
し、被加工物を研磨し、又は研削する。

【０００４】この加工装置においては、加工ツール７の
自転速度は、研削又は研磨加工用ツール７の慣性質量、
自転を自在にしている軸受６の抵抗力、被加工物と加工
ツール７との間の抵抗力により変化する。このため、加
工ツール７は自転速度が不安定であり、このような不安
定な自転速度により被加工物を加工する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す加工装置の場合には、加工ツール７は偏心配置され
た自転軸４に対して回転自在に配置されているため、加
工時の押し付け圧力及び被加工物の表面状態により、保
持具５及び加工ツール７の自転軸４に対する回転数が安
定せず、加工むらが生じる原因となる。

【０００６】また、凹形状の被加工物等を加工する際、
ツールの片側に偏って被加工物が接触すると、加工ツー
ルの自転速度が急激な変化を生じ、被加工物に疵等の損
傷を生じさせるおそれがある。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、公転運動と同期して強制的な自転運動を生
じさせるようにして、被加工物とツールとの間のあたり
かたが不安定になることが防止されると共に、ツールの
自転運動を確保することにより、研削及び研磨能力を飛
躍的に向上させることができる加工装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る加工装置
は、加工ツールと、この加工ツールを自転駆動する自転
手段と、この自転手段を公転駆動する公転手段と、前記
自転手段と公転手段を同期させる同期手段とを有するこ
とを特徴とする。

【０００９】この場合に、前記公転手段は、公転軸と、
この公転軸に連結され前記自転手段を支持する偏心部材
と、前記公転軸に同心的に固定設置された公転スリーブ
とを有するように構成することができる。

【００１０】また、前記自転手段は、前記偏心部材に連
結された自転軸と、この自転軸に固定された加工ツール
保持用の保持具とを有するように構成することができ
る。

【００１１】更に、前記保持具は前記自転軸と同心的な
外面を有し、前記同期手段は、前記公転軸を回転駆動す
る駆動手段と、前記公転スリーブの内面にその周方向に
延びるように設けられた内面歯車と、前記保持具の前記
外面にその周方向に延びるように設けられ前記内面歯車
に噛み合う外面歯車とを有するように構成することがで
きる。この場合に、前記内面歯車及び外面歯車の替わり
に、相互に摩擦係合する内面摩擦部材及び外面摩擦部材
を設けることもできる。

【００１２】更にまた、前記公転スリーブの内面は、そ
の下端開口部に向けて拡開しており、この拡開部に前記
内面摩擦部材が配設されているように構成することがで
きる。

【００１３】

【作用】本発明においては、加工ツールが自転軸の周り
に自由回転するのではなく、この加工ツールを自転軸の
周りに公転運動と同期させて自転駆動する。このため、
加工ツールは強制的に自転運動することになり、加工ツ
ールは安定して被加工物と接触し、被加工物を安定して
研削し、研磨する。

【００１４】この場合に、自転手段と公転手段とを同期
させる同期手段として、公転手段の公転スリーブの内面
に設けられた内面歯車又は内面摩擦部材と、自転手段の
保持具の外面に設けられた外面歯車又は外面摩擦部材と
を設け、内面歯車と外面歯車とを噛み合わせるか、又は
内面摩擦部材と外面摩擦部材とを摩擦係合させることに
より、公転軸を回転駆動するだけで、自転軸をこの公転
軸に同期して回転駆動することができる。このため、装
置構成が簡素化される。

【００１５】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
について具体的に説明する。図１は本発明の実施例に係
る加工装置を示す模式図である。駆動源２１はその回転
駆動軸２３を下方にし、回転軸の中心軸を垂直にして固
定設置されている。この駆動軸２３（以下、公転軸とも
いう）の先端（下端）には、水平の偏心部材２４がその
一端部で固定されている。また、駆動源２１には、公転
軸２３に同心的に、スリーブ２２がその開口部を下方に
向けて固定されている。偏心部材２４の他端部には、鉛
直の自転軸２５が固定されている。そして、この自転軸
２５には軸受２６を介してスリーブ状の保持具２７が取
り付けられている。この保持具２７は有底円筒状をな
し、円筒部が軸受２６を介して自転軸２５を嵌合し、底
部下面は水平であり、この底部下面には、円板状の裏当
材２８を介して加工ツール２９が固定されている。ま
た、固定されたスリーブ２２の内周面には、その周方向
に延びるように歯車３０が配設されており、保持具２７
の外周面にはその周方向に延びる歯車３１が配設されて
おり、両歯車３０、３１は相互に噛み合うようになって
いる。

【００１６】このように構成された本実施例の加工装置
によれば、駆動源２１により公転軸２３が回転駆動され
ると、偏心軸２４がその長手方向を水平にして公転軸２
３を中心として回転する。そうすると、偏心軸２４の先
端に固定された自転軸２５は公転軸２３の周りに公転運
動する。従って、自転軸２５に軸受２６を介して軸支さ
れた保持具２７も公転軸２３の周りに公転運動する。こ
の場合に、保持具２７の外周面に設けられた歯車３１
が、固定スリーブ２２の内周面に設けられた歯車３０に
噛合しているので、保持具２７が公転すると、即ち、ス
リーブ２２の内周面に沿ってその周方向に移動すると、
保持具自体は自転軸２５の周りに自転運動する。従っ
て、保持具２７は公転軸２３の周りに公転すると共に、
自転軸２５を中心として自転する。このため、保持具２
７の下面に取り付けられた加工ツール２９は公転運動及
び自転運動を同時に行いながら、被加工物を研削又は研
磨加工する。

【００１７】本実施例においては、ツールは強制的に自
転駆動されるので、公転運動は勿論のこと、自転運動も
安定して行われ、ツール２９が被加工物に安定して接触
し、高効率で研磨又は研削が行われる。

【００１８】この場合に、公転軸と自転軸の速度比は以
下のようにして求められる。図２に示すように、ツール
の公転運動を規制するスリーブ２２の内周面を円Ａで表
し、このスリーブ内周面に転動する保持具２７の外周面
を円Ｂで表す。そして、保持具２７の外周面の直径をｄ
₀とし、スリーブ２２の内周面の直径をｄ₁とし、偏心量
をｅとすると、速度比Ｒ（公転軸の速度／自転軸の速
度）は下記数式１により与えられる。

【００１９】

【数１】 Ｒ＝（ｄ₁−ｄ₀）／ｄ₁

【００２０】

【数２】 ｄ₁＝ｄ₀＋２ｅ

【００２１】このため、ｄ₁及びｄ₂の値を適宜設定する
ことにより、公転軸と自転軸の回転速度比を任意に設定
することができる。

【００２２】次に、図３を参照して、本発明の第２実施
例について説明する。図３において、図１と同一物には
同一符号を付してその詳細な説明は省略する。駆動源２
１には、駆動軸２３を外嵌するスリーブ３２が固定され
ており、更にこのスリーブ３２には円筒状のスリーブ３
３が嵌合されている。このスリーブ３３はその上部でボ
ルトナット３５によりスリーブ３２に固定されている
が、この固定位置は上下方向に若干調整可能になってい
る。また、スリーブ３３の下半部内周面３４は下方にい
くほど拡開されており、縦断面で楔状をなしている。

【００２３】一方、自転軸２４に軸受２６を介して嵌合
された保持具２７には、その外周面にその周方向に延び
る半円状の凹部３７が形成されており、この凹部３７に
リング状のゴム体３７（具体例はゴムでしょうか）が摩
擦部材として嵌合されている。このゴム体３７は固定さ
れたスリーブ３３の内周面３４と接するようになってお
り、従って、ゴム体３７はスリーブ内周面３４と保持具
外周面との間に挟まれた状態で保持される。

【００２４】このように構成された本実施例の加工装置
によれば、加工ツール２９を被加工物に押しつけると、
楔状に傾斜したスリーブ内周面３４と保持具２７の外周
面との間に挟まれた摩擦部材としてのゴム体３７を介し
て両者が摩擦係合する。このため、公転軸２３が回転駆
動されると、自転軸２５は公転軸２３の周りに公転運動
し、保持具２７も公転運動する。このとき、保持具２７
の外周面はゴム体３７を介して固定スリーブ３３の内周
面３４に摩擦係合しているので、公転駆動力により自転
軸２５の周りに回転する自転駆動力が付与され、自転運
動も行う。従って、加工ツール２９は公転軸２３の周り
に公転運動すると共に、自転軸２５の周りに自転運動
し、このような複合運動をしつつ被加工物を研磨し又は
研削する。このようにして、本実施例においても、第１
実施例と同様の効果を奏する。また、本実施例において
は、摩擦係合しているので、過負荷時にはすべりを生じ
るので、この摩擦係合は安全装置としても作動する。

【００２５】次に、図４及び図５は本発明の第３実施例
を示す図である。駆動源２１に設けられた駆動軸（公転
軸）２３の下端には、水平方向に延びる偏心部材４１の
一端部が固定されている。この偏心部材４１の他端部に
は、その長手方向を鉛直とする自転軸３８が回転可能に
支持されている。この自転軸３８の下端には、加工ツー
ル２９を保持し、裏当材として機能する円板状の保持具
３９がその面を水平にして固定されている。そして、駆
動源２１の駆動軸２３と自転軸３８との間には駆動力伝
達用のベルト４０が架け渡されている。

【００２６】このように構成された本実施例の加工装置
においては、駆動源２１の駆動により公転軸２３が矢印
Ｅ方向に回転すると、偏心部材４１も矢印Ｃ方向に回転
する。そして、偏心部材４１の先端部に取り付けられた
自転軸３８は矢印Ｃ方向に公転運動すると共に、駆動軸
２３の回転駆動力がベルト４０を介して自転軸３８に伝
達されているので、これにより、自転軸３８は矢印Ｄ方
向に自転運動する。従って、本実施例においても、自転
軸３８に固定された加工ツール２９は公転軸２９：加工
ツール２３の周りに公転運動すると共に、自転軸３８の
周りに自転運動する。そして、この自転運動は、ベルト
４０を介して駆動軸２３の回転駆動力が伝達されたもの
であり、強制的に自転運動することになる。従って、本
実施例も第１及び第２実施例と同様の効果を奏する。

【００２７】なお、図６に示すように、自転軸３８に変
速用プーリ４２を取り付けることにより、公転軸３８の
回転速度と、自転軸３８の回転速度との比を任意に調整
することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加工ツールを自転駆動する自転手段と自転手段を公転駆
動する公転手段とを同期させる同期手段を設けたので、
加工ツールの自転運動は強制的に回転駆動されたものと
なり、加工ツールは自転運動と公転運動とを強制的に行
いつつ、被加工物を研磨又は研削するから、被加工物と
ツールとの間のあたりかたが不安定になることはなく、
研削能力及び研磨能力を飛躍的に向上させることができ
る。

【００２９】また、本願請求項２乃至６に記載の加工装
置においては、このような公転運動と強制的な自転運動
とを簡素な構造により同期させることができ、装置の大
型化をもたらすことなく、上述の優れた効果を得ること
を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図である。

【図２】同期態様を説明する模式図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す図である。

【図５】同じくその要部斜視図である。

【図６】同じくその変形例を示す斜視図である。

【図７】従来の加工装置を示す図である。

【符号の説明】

１、２１：駆動源、２、２３：駆動軸（公転軸）、３：
偏心アーム、４、２５、３８：自転軸、２２、３２、３
３：スリーブ、２４、４１：偏心部材、２６：軸受、２
７、３９：保持具、２９：加工ツール、３０、３１：歯
車、３４：内周面、３６：ゴム体、３７：凹部、４０：
ベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 徹 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内 (72)発明者 藤原 浩志 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内 (72)発明者 牧野 徹 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工ツールと、この加工ツールを自転駆
   動する自転手段と、この自転手段を公転駆動する公転手
   段と、前記自転手段と公転手段を同期させる同期手段と
   を有することを特徴とする加工装置。
2. 【請求項２】 前記公転手段は、公転軸と、この公転軸
   に連結され前記自転手段を支持する偏心部材と、前記公
   転軸に同心的に固定設置された公転スリーブとを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 【請求項３】 前記自転手段は、前記偏心部材に連結さ
   れた自転軸と、この自転軸に固定された加工ツール保持
   用の保持具とを有することを特徴とする請求項２に記載
   の加工装置。
4. 【請求項４】 前記保持具は前記自転軸と同心的な外面
   を有し、前記同期手段は、前記公転軸を回転駆動する駆
   動手段と、前記公転スリーブの内面にその周方向に延び
   るように設けられた内面歯車と、前記保持具の前記外面
   にその周方向に延びるように設けられ前記内面歯車に噛
   み合う外面歯車とを有することを特徴とする請求項３に
   記載の加工装置。
5. 【請求項５】 前記保持具は前記自転軸と同心的な外面
   を有し、前記同期手段は、前記公転軸を回転駆動する駆
   動手段と、前記公転スリーブの内面にその周方向に延び
   るように設けられた内面摩擦部材と、前記保持具の前記
   外面にその周方向に延びるように設けられ前記内面摩擦
   部材に摩擦係合する外面摩擦部材とを有することを特徴
   とする請求項３に記載の加工装置。
6. 【請求項６】 前記公転スリーブの内面は、その下端開
   口部に向けて拡開しており、この拡開部に前記内面摩擦
   部材が配設されていることを特徴とする請求項５に記載
   の加工装置。