特許 7550472 研削工具および研磨工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-05

(45)【発行日】2024-09-13

(54)【発明の名称】研削工具および研磨工具

(51)【国際特許分類】

   B24B 5/40 20060101AFI20240906BHJP

【ＦＩ】

B24B5/40 D

B24B5/40 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022195897

(22)【出願日】2022-12-07

(65)【公開番号】P2024082144

(43)【公開日】2024-06-19

【審査請求日】2022-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】502305261

【氏名又は名称】有限会社タカシマ技研

(74)【代理人】

【識別番号】100075557

【弁理士】

【氏名又は名称】西教 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】早津 伊三男

【審査官】山内 康明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００８３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２２４２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０３－５００６２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ） 被加工体に形成される円孔の内面を研削する研削工具であって、
（ｂ） 一対の研削片と連結部とを有する研削部材であって、
（ｂ１） 各研削片は、共通な一直線上に軸線を有し、その軸線方向に間隔Ａ１をあけて配置され、研削片の半径方向外方に臨む研削面を有し、
（ｂ２） 連結部は、研削面よりも小さい外径Ｄ２を有し、剛性であり、各研削片を連結する研削部材と、
（ｃ） 研削部材に、その軸線方向に延びて固定され、被加工体における円孔の開口端部から外方に延び、伸縮せず、自然状態で直線状であり、弾発的に撓むことができ、捩り剛性を有する駆動軸とを含み、
（ｄ） 駆動軸が、その長手軸線まわりに回転駆動されながら、円孔内に押し込まれ、または引っ張られて長手軸線方向に変位駆動され、円孔の軸線方向の長さに対して、研削部材の軸線方向の長さは短く、これによって、軸線が弯曲した、または直線状である円孔内において、研削面が、円孔の内面の全面に接触して均一な加工量で研削しながら移動することを特徴とする研削工具。

【請求項2】

駆動軸は、研削部材の軸線方向の一方に延びることを特徴とする請求項１に記載の研削工具。

【請求項3】

駆動軸は、研削部材の軸線方向の両方に延び、その両方で長手軸線まわりに同一回転方向に回転駆動されることを特徴とする請求項１に記載の研削工具。

【請求項4】

請求項２または３の研削工具と、
被加工体における円孔の開口端部に設けられ、駆動軸の長手軸線が円孔の開口端部で円孔の軸線にほぼ一致するように、駆動軸を保持して案内する案内部材と、
被加工体に対して駆動軸をその長手軸線まわりに回転駆動する回転駆動機構と、
被加工体に対して駆動軸をその長手軸線方向に変位駆動する変位駆動機構とを含むことを特徴とする研削装置。

【請求項5】

（ａ） 被加工体に形成される円孔の内面を研磨する研磨工具であって、
（ｂ） 一対の研磨片と連結部とを有する研磨部材であって、
（ｂ１） 各研磨片は、共通な一直線上に軸線を有し、その軸線方向に間隔Ａ１１をあけて配置され、弾性の大きいバフにおける砥粒が保持され、研磨片の半径方向外方に臨む研磨面を有し、
（ｂ２） 連結部は、研磨面よりも小さい外径Ｄ２を有し、剛性であり、各研磨片を連結する研磨部材と、
（ｃ） 研磨部材に、その軸線方向に延びて固定され、被加工体における円孔の開口端部から外方に延び、伸縮せず、自然状態で直線状であり、弾発的に撓むことができ、捩り剛性を有する駆動軸とを含み、
（ｄ） 駆動軸が、その長手軸線まわりに回転駆動されながら、円孔内に押し込まれ、または引っ張られて長手軸線方向に変位駆動され、円孔の軸線方向の長さに対して、研磨部材の軸線方向の長さは短く、これによって、軸線が弯曲した、または直線状である円孔内において、研磨面が、円孔の内面の全面に接触して均一な加工量で研磨しながら移動することを特徴とする研磨工具。

【請求項6】

駆動軸は、研磨部材の軸線方向の一方に延びることを特徴とする請求項５に記載の研削工具。

【請求項7】

駆動軸は、研磨部材の軸線方向の両方に延び、その両方で長手軸線まわりに同一回転方向に回転駆動されることを特徴とする請求項５に記載の研磨工具。

【請求項8】

請求項６または７の研磨工具と、
被加工体における円孔の開口端部に設けられ、駆動軸の長手軸線が円孔の開口端部で円孔の軸線にほぼ一致するように、駆動軸を保持して案内する案内部材と、
被加工体に対して駆動軸をその長手軸線まわりに回転駆動する回転駆動機構と、
被加工体に対して駆動軸をその長手軸線方向に変位駆動する変位駆動機構とを含むことを特徴とする研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工体に形成される弯曲した軸線を有する円孔の内面のために好適な研削工具および研磨工具に関する。

【背景技術】

【0002】

本件明細書中、研削は、砥粒、砥石を用いて、たとえば、３次元プリンタによる造形、鋳型によって鋳造する鋳物、合成樹脂の金型を用いる射出成形・押出成形による成形、および切削などよりも、もう一段精密な仕上げを施す加工である。研磨は、弾性の大きい布、スポンジ状の合成樹脂などのバフにおける半径方向外周部に砥粒が付着、塗布などされて保持される研磨面を押し当てながら回転することによって、研削などよりもさらに滑らかな高精度の仕上げ面を得る加工である。研削と研磨のうち、主に研削について以下に説明し、研磨については冗長を避けるために研削との違いを説明する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、医薬品業界，食品業界，化粧品業界などの産業分野で幅広い用途がある。これらの用途では、前述の３次元プリンタによる造形品、鋳型による鋳物、金型による合成樹脂の射出成形品・押出成形品、および切削された加工品などは、円孔の内面の形状実現の信頼度が高い反面、後述の図２７（１）における円孔１０２の内面から半径方向内方に突出した突起物１２１、１２２の発生を避けがたい、という課題がある。前記用途では、突起物１２１、１２２の絶無が要求され、円孔の内面の表面粗さに対する要求レベルは高く、図２７（２）のような高精度の内面が要求される。表面粗さの要求レベルは、算術平均粗さＲａ６．３（≒最大高さ粗さＲｚ２５）から算術平均粗さＲａ０．２（≒最大高さ粗さＲｚ０．８）程度までと幅広い。従来、この要求には応え切れないのが現状であり、研削や研磨の技術革新が求められる。

【0004】

これらの要求レベルの高さを求める第１の理由は、円孔の内面の突起物に、その円孔内に輸送される粉体などの流動体が付着して残留し、この残留物が経時変化して剥落して混入し、品質劣化や一部ロットにおける異物混入が懸念されるからである。

【0005】

表面粗さの要求レベルの高さを求める第２の理由は、輸送される電気絶縁性粉体の目詰まり現象を発生させないためである。特に超微粒子（粒径１００ナノメートル以下）の粉体の場合、円孔の内面の突起物は、円孔の供給経路の途中で、目詰まり現象を発生させやすく、粉体の安定的かつ定量的に供給することを困難にする。目詰まり現象は、比較的粗い粉体でも発現する。目詰まり現象の主な要因は、円孔の内面での突起物による滞留である。この滞留の初期段階では微粒子滞留物に後続の微粒子が衝突することで静電気が発生し、次々と付着滞留が発生して成長する。粉体の突起物による目詰まり現象は、滞留物の自重落下によって打破されることもあるが、粉体に低速度の搬送用ガスを混合して供給物の密度を減少しても目詰まり打破の効果はない。従来、目詰まり現象が生じたとき、外部から衝撃力を与えることによって打破し、また、目詰まり現象の予防には、バイブレータによって振動し続けざるをえない、という問題がある。

【0006】

前述の突起物による問題を解決して、円孔の内面を、精度の高い加工面にして表面粗さの高い要求レベルに応えるために、従来、研削あるいは研磨を行なっている。円孔の内面の研削あるいは研磨では、直線状の軸線を有する円孔には種々の工具や工法がある。従来の内面の研削あるいは研磨の代表例である液体ホーニング法は、円孔の内面に研磨砥粒がノズルから噴射される工法であり、直線状の円孔の内面の研磨に対しては仕上げ面の程度の良さと生産性の良さにおいて高い評価を得ている。

【0007】

しかし、図２５のたとえば合成樹脂製の被加工体１０１に形成された円孔１０２の弯曲した軸線１０３を有するＵ字状のカーブ状のもの、および図２６の被加工体１１１に形成された円孔１１２の弯曲した軸線１１３を有するＳ字状またはＺ字状の屈曲斜坑状のものに対しては、液体ホーニング法によって、円孔１０２、１１２の内面に対し均一の加工を施すことは困難である。

【0008】

図２７（１）は、図２５の切断面線ＸＸ－ＸＸから見た軸直角断面図である。前述の造形品、鋳物、成形品、切削された加工品などの被加工体１０１では、円孔１０２の内面の突起物１２１、１２２などが多々発生する。前述の用途では、このような突起物１２１、１２２を除去して、内面の研削あるいは研磨を全面にわたって高精度に加工して図２７（２）に示される高精度の内面１０２を得ることが望まれる。図２６の軸直角断面についても、同じように、内面を高精度に加工することが望まれる。

【0009】

図２５および図２６を併せて参照して、液体ホーニング法では、円孔１０２、１１２の開口端部付近に配置されたノズル１０４、１１４から研磨砥粒が噴射され、円孔１０２、１１２の内面に衝突しながら移動し、経路１０５、１１５を辿る。砥粒を、その経路１０５、１１５と同じ参照符で示すことがある。カーブ状や屈曲斜坑状の円孔１０２、１１２に対する砥粒１０５、１１５による研磨作用の効果の程度は、円孔１０２、１１２の弯曲した軸線１０３、１１３を含む仮想平面（図２５および図２６の紙面）内における半径方向外方の内面（外側の内面と呼ぶ。）１０６、１０７：１１６、１１７に集中的に作用し、前記仮想平面内における半径方向内方の内面（内側の内面と呼ぶ。）１０８：１１８、１１９への研磨には極めて不適である。また、円孔の外側の内面と内側の内面との間にわたる、円孔の軸線に沿う両側方の内面の研磨の程度は、円孔の軸線に沿ってそのまわりに異なる。したがって、軸線１０３、１１３に沿う、これらの外側の内面と内側の内面とそれらの間の両側方の内面との研磨効果、すなわち、研磨の加工量に差が生じ、内面を軸線１０３、１１３に沿ってそのまわりに均一な加工量で研磨する要求を満たすことができない。

【0010】

この課題を解決するために、ノズル１０４、１１４を円孔１０２、１１２内の軸線１０３、１１３が弯曲した個所まで挿入し、ノズル１０４、１１４の先端部を軸線１０３、１１３上に確保しつつ噴射角度を適宜調整する方策が、容易に考えられるであろう。この方策の新たな課題は、研磨対象の円孔の内径がかなり大きくなければならず、小さい内径の円孔には不適であり、また、研磨のためのノズル１０４、１１４の操作が困難であり、円孔の内面の表面粗さのばらつきの克服が困難であり、さらに、少量や中量生産にはコストや管理面で不適となる。液体ブラスト工法も液体ホーニング法と同様な課題を有する。

【0011】

本発明の目的は、被加工体に形成される弯曲などすることもある軸線を有する円孔の内面の全面を、均一な加工量で高精度に研削および研磨することができる工具および装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

後述の実施の各形態の研削、研磨は、（ｉ）図１～図１８では、被加工体１に形成されたＵ字状に弯曲した軸線３を有する円孔２の内面に、（ｉｉ）図１９～図２２では、被加工体１ｐに形成されたＳ字状またはＺ字状の屈曲斜坑状に弯曲した軸線３ｐを有する円孔２ｐの内面に、（ｉｉｉ）図２３、図２４では、被加工体１ｑに形成されたＹ字状に接続される円孔２ｑ１～２ｑ３の各軸線３ｑ１～３ｑ３が接続個所８０も含めて弯曲して形成され、それらの内面に、それぞれ行なわれる。

【0013】

本発明では、円孔２、２ｐ、２ｑ１～２ｑ３の弯曲した各軸線３、３ｐ、３ｑ１～３ｑ３は、２次元の一仮想平面内にあってもよいが、３次元の立体で弯曲して形成されてもよく、また、円弧状に丸みをおびてもよいが、丸みがなく角ばっていてもよい。本発明は、円孔の軸線が後述のＵ、Ｓ、Ｚ、Ｙ字状以外の弯曲、屈曲などしている構成でも、さらにその他、たとえば、直線状の構成でも、実施できる。以下の発明の説明では、煩雑になることを避けるために、主に図１～図１８の実施の形態を採り上げ、図１９～図２４の実施の各形態の説明を簡略に、または省略する。

【0014】

以下の発明の構成要素には、理解の便宜のために、一部の図面に示される参照符を付し、また、対応する図面を示し、残余の図面に使用される対応の構成要素に付される参照符の記載を適宜省略して冗長を避ける。
本発明は、
（ａ） 被加工体１に形成される円孔２の内面を研削する研削工具１０であって、
（ｂ） 一対の研削片１４、１５と連結部１６とを有する研削部材１１であって、
（ｂ１） 各研削片１４、１５は、共通な一直線上に軸線１３を有し、その軸線方向に間隔Ａ１をあけて配置され、研削片１４、１５の半径方向外方に臨む研削面１９、２３を有し、
（ｂ２） 連結部１６は、研削面１９、２３よりも小さい外径Ｄ２を有し、剛性であり、各研削片１４、１５を連結する研削部材１１と、
（ｃ） 研削部材１１に、その軸線方向に延びて固定され、被加工体１における円孔２の開口端部４、４ａから外方（たとえば、図１、図１４の下方、図２１、図２３の上方と下方）に延び、伸縮せず、自然状態で直線状であり、弾発的に撓むことができ、捩り剛性を有する駆動軸１２、１２ａとを含み、
（ｄ） 駆動軸１２、１２ａが、その長手軸線１７、１７ａまわりに回転駆動されながら、円孔２内に押し込まれ、または引っ張られて長手軸線方向に変位駆動され、円孔２の軸線方向の長さに対して、研削部材１１の軸線方向の長さは短く、これによって、軸線３が弯曲した、または直線状である円孔２内において、研削面１９、２３が、円孔２の内面の全面に接触して均一な加工量で研削しながら移動する（段落［００２２、００３６、００４２］）ことを特徴とする研削工具である。
本発明の研削工具１０は、軸線３が、たとえば、直線状などである円孔２にも適用でき、このとき、円孔２の軸線方向の長さに対して、研削部材１１の軸線方向の長さは長くてもよく、これらのことは、研磨工具６０についても同じである。

【0015】

本発明は、
駆動軸１２は、研削部材１１の軸線方向の一方に延びることを特徴とする。

【0016】

本発明は、
駆動軸１２、１２ａは、研削部材１１の軸線方向の両方に延び、その両方で長手軸線１７、１７ａまわりに同一回転方向に回転駆動されることを特徴とする。

【0017】

本発明は、
前述の研削工具１０（１０ａ）と、
被加工体１における円孔２の開口端部４（４ａ）に設けられ、駆動軸１２（１２ａ）の長手軸線１７（１７ａ）が円孔２の開口端部４（４ａ）で円孔２の軸線３にほぼ一致するように、駆動軸１２（１２ａ）を保持して案内する案内部材３０（３０ａ）と、
被加工体１に対して駆動軸１２（１２ａ）をその長手軸線１７（１７ａ）まわりに回転駆動する回転駆動機構４０（４０ａ）と、
被加工体１に対して駆動軸１２（１２ａ）をその長手軸線方向に変位駆動する変位駆動機構４５（４５ａ）とを含むことを特徴とする研削装置である。

【0018】

本発明は、
（ａ） 被加工体１に形成される円孔２の内面を研磨する研磨工具６０であって、
（ｂ） 一対の研磨片６４、６５と連結部６６とを有する研磨部材６１であって、
（ｂ１） 各研磨片６４、６５は、共通な一直線上に軸線６３を有し、その軸線方向に間隔Ａ１１をあけて配置され、弾性の大きいバフ１３１における砥粒が保持され、研磨片６４、６５の半径方向外方に臨む研磨面６９、７３を有し、
（ｂ２） 連結部６６は、研磨面６９、７３よりも小さい外径Ｄ２を有し、剛性であり、各研磨片６４、６５を連結する研磨部材６１と、
（ｃ） 研磨部材６１に、その軸線方向に延びて固定され、被加工体１における円孔２の開口端部４、４ａから外方（たとえば、図１０、図１７の下方、図２１、図２３の上方と下方）に延び、伸縮せず、自然状態で直線状であり、弾発的に撓むことができ、捩り剛性を有する駆動軸６２、６２ａとを含み、
（ｄ） 駆動軸６２、６２ａが、その長手軸線７７、７７ａまわりに回転駆動されながら、円孔２内に押し込まれ、または引っ張られて長手軸線方向に変位駆動され、円孔２の軸線方向の長さに対して、研磨部材６１の軸線方向の長さは短く、これによって、軸線３が弯曲した、または直線状である円孔２内において、研磨面６９、７３が、円孔２の内面の全面に接触して均一な加工量で研磨しながら移動する（段落［００３０、００３６、００７１］）ことを特徴とする研磨工具である。

【0019】

本発明は、
駆動軸は、研磨部材６１の軸線方向の一方に延びることを特徴とする。

【0020】

本発明は、
駆動軸は、研磨部材６１の軸線方向の両方に延び、その両方で長手軸線７７、７７ａまわりに同一回転方向に回転駆動されることを特徴とする。

【0021】

本発明は、
前述の研磨工具６０と、
被加工体１における円孔２の開口端部４に設けられ、駆動軸６２の長手軸線７７（７７ａ）が円孔２の開口端部４（４ａ）で円孔２の軸線３にほぼ一致するように、駆動軸６２を保持して案内する案内部材３０（３０ａ）と、
被加工体１に対して駆動軸６２をその長手軸線７７（７７ａ）まわりに回転駆動する回転駆動機構４０（４０ａ）と、
被加工体１に対して駆動軸６２をその長手軸線方向に変位駆動する変位駆動機構４５（４５ａ）とを含むことを特徴とする研磨装置である。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、研削工具１０（１０ａ）は、研削部材１１と駆動軸１２（１２ａ）とを含む。研削部材１１は、一対の研削片１４、１５が連結部１６に連結されて固定されて構成される。駆動軸１２（１２ａ）は、研削部材１１に固定され、被加工体１における円孔２の開口端部４（４ａ）から外方（たとえば、後述の図１の下方）に延びる。この駆動軸１２（１２ａ）を、円孔２の外方から長手軸線１７（１７ａ）まわりに回転駆動しながら、その長手軸線方向に押し込みまたは引っ張り込んで、変位駆動する。これによって、研削部材１１の一対の研削片１４、１５の研削面１９、２３は、円孔２の内面を研削しながら円孔２内を移動する。

【0023】

研削部材１１の連結部１６は剛性であり、各研削片１４、１５は共通な一直線上に軸線１３を有し、その軸線方向に研削面１９、２３の間隔Ａ１をあけて配置され、連結部１６は、各研削片１４、１５の研削面１９、２３の外径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２を有する（Ｄ２＜Ｄ１）。したがって、連結部１６は円孔２の内面に接触せず、円孔２の内面と連結部１６の外面との間の空間に切屑を貯留できるので、研削片１４、１５による円滑な研削動作が可能である。

【0024】

本発明に従う研削部材１１が剛性の連結部１６に固定された一対の研削片１４、１５を有する構成は、研削工具１０（１０ａ）の駆動軸１２（１２ａ）をその長手軸線１７（１７ａ）まわりに回転駆動して研削動作中、駆動軸１２（１２ａ）の長手軸線１７（１７ａ）に垂直方向の振れである、いわゆるアバレ現象を抑えるために重要な要素である。このアバレ現象の抑制効果は、研磨部材６１、研磨工具６１によっても同じく達成される。

【0025】

駆動軸１２（１２ａ）は、捩り剛性を有するので、円孔２の外方で駆動軸１２（１２ａ）をその長手軸線１７（１７ａ）まわりに回転駆動して研削することができる。また、駆動軸１２（１２ａ）は伸縮しないので、駆動軸１２（１２ａ）の軸線方向に押すか引っ張るかして変位駆動して移動可能である。駆動軸１２（１２ａ）は、自然状態で直線状であり、可撓性を有し、円孔２の軸線３に沿って弾発的に撓むことができ、したがって、駆動軸１２（１２ａ）を、軸線３が弯曲した円孔２内に押し込みまたは引っ張り込んで変位駆動できる。

【0026】

研削部材１１の一対の各研削片１４、１５は、同一構成を有してもよいが、異なる構成を有してもよい。

【0027】

単一の駆動軸１２は、後述の図１～図１３のように、研削部材１１の軸線方向の一方に延び、回転駆動されながら変位駆動される構成を有してもよいが、図１４～図１６のように、２つの各駆動軸１２、１２ａは、研削部材１１の軸線方向の両方に延び、その両方で長手軸線１７、１７ａまわりに同一回転方向に回転駆動されながら、一方が前進し、他方が後退して変位駆動される構成を有してもよい。

【0028】

研削装置１００は、前述の研削工具１０（１０ａ）と、被加工体１における円孔２の開口端部４（４ａ）に設けられる案内部材３０（３０ａ）と、駆動軸１２（１２ａ）のための回転駆動機構４０（４０ａ）と、駆動軸１２（１２ａ）のための変位駆動機構４５（４５ａ）とを含む。案内部材３０（３０ａ）は、駆動軸１２（１２ａ）の長手軸線１７（１７ａ）が円孔２の開口端部４（４ａ）で円孔２の軸線３にほぼ一致するように、駆動軸１２（１２ａ）を保持して、駆動軸１２（１２ａ）がその長手軸線１７（１７ａ）に変位可能に案内する。回転駆動機構４０（４０ａ）は、被加工体１に対して駆動軸１２（１２ａ）をその長手軸線１７（１７ａ）まわりに回転駆動する。変位駆動機構４５（４５ａ）は、被加工体１に対して駆動軸１２（１２ａ）をその長手軸線方向に変位駆動する。

【0029】

案内部材３０は、研削および研磨の各動作中における駆動軸１２（１２ａ）のアバレ現象を抑えるために重要な要素である。

【0030】

図１０～図１３の研磨工具６０、研磨装置は、図１～図９の研削工具１０、研削装置１００と同じように構成され、円孔２の、たとえば、前述の研削された内面を研磨動作する。前述の研削工具１０、研削部材１１、研削片１４、１５、連結部１６を、研磨工具６０、研磨部材６１、研磨片６４、６５、連結部６６にそれぞれ読み替えることによって、研磨装置の構成と研磨動作が理解される。研削装置１００における研削のための案内部材３０（３０ａ）、回転駆動機構４０（４０ａ）、変位駆動機構４５（４５ａ）は、研磨装置でも同じように構成される。

【0031】

本発明は、現状の産業界の改善および次世代の新技術にも大きく貢献できると信ずるものである。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の実施の一形態における被加工体１に形成される円孔２の内面を研削工具１０によって研削動作している状態を示す断面図である。

【図2】図１の切断面線ＩＩ－ＩＩから見た断面図である。

【図3】被加工体１の円孔２の内面を研削する研削工具１０を備える研削装置１００の正面図である。

【図4】研削装置１００の右側面図である。

【図5】被加工体１の開口端部４に設けられて装着される案内部材３０を示す図３、図４の下方から見た断面図である。

【図6】案内部材３０の背面図である。

【図7】図６の切断面線ＶＩＩ－ＶＩＩから見た断面図である。

【図8】（１）～（３）は、本発明に従う研削部材１１の優れた効果を達成する動作を説明するための断面図である。

【図9】研削部材１１を製造する工程を示す図である。

【図10】本発明の実施の他の形態における研磨工具６０によって被加工体１に形成される円孔２の内面を研磨動作している状態を示す断面図である。

【図11】研磨工具６０の実施の各形態を示す断面図である。

【図12】図１０の切断面線ＸＩＩ－ＸＩＩから見た断面図である。

【図13】（１）～（６）は、研磨片６４を製造する工程を示す図である。

【図14】本発明の実施の他の形態における被加工体１に形成される円孔２の内面を研削工具１０ａによって研削動作している状態を示す断面図である。

【図15】被加工体１の円孔２の内面を研磨する研削工具１０ａを備える研削装置１００ａの正面図である。

【図16】被加工体１の開口端部４、４ａにそれぞれ設けられる各駆動軸１２、１２ａのための案内部材３０、３０ａを図１４、図１５の下方から見た断面図である。

【図17】本発明の実施の他の形態における被加工体１に形成される円孔２の内面を研磨工具６０ａによって研磨動作している状態を示す断面図である。

【図18】図１７の研磨工具６０ａを示す断面図である。

【図19】本発明の実施の一形態における被加工体１ｐに形成される円孔２ｐの内面を前述の研削工具１０によって研削動作している状態を示す断面図である。

【図20】被加工体１ｐの円孔２ｐの内面を研削する研削工具１０を備える前述の研削装置１００の正面図である。

【図21】本発明の実施の他の形態における被加工体１ｐに形成される円孔２ｐの内面を前述の研削工具１０ａによって研削動作している状態を示す断面図である。

【図22】被加工体１ｐの円孔２の内面を研磨する研削工具１０ａを備える研削装置１００ｂの正面図である。

【図23】本発明の実施の他の形態における被加工体１ｑに形成されてＹ字状に接続される円孔２ｑ１～２ｑ３の内面を前述の研削工具１０ａによって研削動作している状態を示す断面図である

【図24】図２３の上方から被加工体１ｑの開口端面５ｑ２を見た断面図である。

【図25】従来、被加工体１０１に形成された円孔１０２の弯曲した軸線１０３を有するＵ字状のカーブ状のものに対して、液体ホーニング法によって円孔１０２、１１２の内面に研削している状態を示す断面図である。

【図26】従来、被加工体１１１に形成された円孔１１２の弯曲した軸線１１３を有するＳ字状またはＺ字状の屈曲斜坑状のものに対して、液体ホーニング法によって、円孔１１２の内面に研削している状態を示す断面図である。

【図27】図２５の切断面線ＸＸ－ＸＸから見た、突起物１２１、１２２が発生した内面、および高精度の内面１０２をそれぞれ示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

図１は、本発明の実施の一形態における被加工体１に形成される円孔２の内面を研削工具１０によって研削動作している状態を示す断面図である。研削工具１０は、後述の図３、図４の研削装置１００に備えられる。被加工体１は、たとえば、３次元プリンタによる合成樹脂製の造形品であり、軸線３が仮想平面（図１の紙面）内でＵ字状に弯曲した円孔２を有する。円孔２は、図３のとおり、２つの平行な軸線を有する直線部８１、８２と、半円の円弧軸線を有する弯曲部８３とが連続して形成される。被加工体１は、一例として、直方体などの矩形体であり、図１の縦、横がいずれも１０～２０ｃｍであり、図１の紙面に垂直方向の厚さが１０～２５ｍｍであり、開口端面５に開口する円孔２の軸直角断面は、直径φ４～２０ｍｍの円であってもよく、軸線３に沿って一様である。被加工体１は、亜鉛、アルミニウム、鉄などの金属製などでもよい。円孔２は、それが開口する開口端面５にガスケットなどのシール材を介して他の部材の輸送通路に気密に接続されてもよい。

【0034】

研削工具１０は、研削部材１１と駆動軸１２とを有する。研削部材１１は、一対の研削片１４、１５と連結部１６とを有する。各研削片１４、１５は、共通な一直線上に軸線１３を有し、それらの研削面１９、２３は半径方向外方に凸に形成され、円孔２の内面を研削する。研削片１４、１５は、それらの半径方向最外方端が軸線方向に研削面１９、２３の間隔Ａ１をあけて配置される。研削片１４、１５は連結部１６によって間隔Ａ２があけられる。

【0035】

図２は、図１の切断面線ＩＩ－ＩＩから見た断面図である。連結部１６は、研削片１４、１５の研削面１９、２３の外径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２を有し（Ｄ２＜Ｄ１）、剛性であり、各研削片１４、１５を連結する。

【0036】

再び図１を参照して、駆動軸１２は、研削部材１１に、その軸線方向の一方（図１の下方）に延びて固定され、被加工体１における円孔２の開口端部４から外方（図１の下方）に延び、伸縮せず、自然状態で直線状であり、弾発的に撓むことができ、捩り剛性を有し、長手軸線１７まわりに回転駆動されながら、その長手軸線方向に変位駆動される。駆動軸１２は、たとえば、ピアノ線を使用し、その外径を最小φ１．６ｍｍから最大φ３．０ｍｍに選ぶ。これによって、駆動軸１２の撓み部分に関して、ばね力が研削力に対して強すぎないようにし、したがって、研削片１４、１５の研削面１９、２３が、軸線３の弯曲した円孔２の内面を均一な研削加工量で研削しながら軸線３に沿って円滑に変位することができる。駆動軸１２の素材はピアノ線以外でもよく、撓み部分である駆動軸１２のばね強度選択の多様性への対応策として素材選択と焼き入れ処理の調整とによって、対象物である被加工体１の素材強度に適応させる。駆動軸１２は、たとえば、伸縮しないコイルばね状の形状などによって実現されてもよい。

【0037】

研削片１４、１５の各研削面１９、２３は、研削部材１１の軸線１３を含む仮想平面（図１の紙面）内で、半径方向外方に凸の半円形に形成され、回転体である。研削面１９、２３は、同一寸法、形状とすることが望ましい。円孔２の内径Ｄ０と研削面１９、２３の外径Ｄ１とについて、
下地研削段階に於いては、
Ｄ１ ＜ Ｄ０ …（１）
であって、円孔２の内径Ｄ０よりも研削面１９、２３の外径Ｄ１を僅かに小さく選ぶ。

【0038】

中仕上げや仕上げ段階においては、
Ｄ１ ≧ Ｄ０ …（２）
とする。

【0039】

研削片１４、１５の研削面１９、２３の半径方向最外方端の軸線方向間隔Ａ１とそれらの外径Ｄ１との関係を述べる。本件発明者の実験によれば、
Ａ１ ≧ ｋ・Ｄ１ …（３）
であって、
ｋ＝１．０～２．０ …（４）
が適当である。この値ｋは、Ｕ字状のカーブ状の円孔２（図１）、Ｓ字状またはＺ字状の屈曲斜坑状の円孔２ｐ（図１９）、およびＹ字状に接続される円孔２ｑ１～２ｑ３（図２３）について、その軸線３などの角度または曲率、および円孔の内径などによって決定すべきであり、曲がりが緩やかであれば大きな値に、急であれば小さい値に選び、研削面１９、２３の円弧半径などの形状とともに、円孔２、２ｐ、２ｑ１～２ｑ３に対応して具体的な現物の実際の断面図を作成して決定すべきものである。研削面１９、２３は、図１のような半円形でなくてもよく、たとえば、研削部材１１の軸線１３に垂直な面に関して面対称でなくてもよい。これらのことは、研磨工具６０についても同じである。

【0040】

研削工具１０の研削動作中、駆動軸１２に図１の上方への押し込み力を作用しながら変位することによって、円孔２の弯曲部８３において、研削部材１１の押し込み移動方向下流（図１の上方）の研削片１４は、駆動軸１２の弾発力によって駆動軸１２の長手軸線１７の反りの外側（すなわち、円孔２の弯曲した軸線３の半径方向外方）へ押し付けられ、研削面１９が円孔２の軸線３を含む仮想平面内における半径方向外方の内面（外側の内面）２ａに接触しつつ、長手軸線１７のまわりに回転駆動されて研削する。このとき、研削片１４の研削面１９は、円孔２の前記仮想平面内における半径方向内方の内面（内側の内面）２ｂから離間する。

【0041】

また、移動方向上流（図１の下方）の研削片１５は、駆動軸１２の長手軸線１７の反りの内側（すなわち、円孔２の弯曲した軸線３の半径方向内方）へ押し付けられ、研削面２３が円孔２の内側の内面２ｂに接触しつつ、長手軸線１７のまわりに回転駆動されて研削する。このとき、研削片１５の研削面２３は、円孔２の外側の内面２ａから離間する。連結部１６は剛性であるので、移動方向下流の研削片１４の研削面１９が円孔２の外側の内面２ａに押し付けられる力は、移動方向上流の研削片１５の研削面２３が円孔２の内側の内面２ｂに押し付けられる力と等しい値である。したがって、研削部材１１が円孔２の軸線３に沿って移動することによって、円孔２の外側の内面２ａと内側の内面２ｂとが、均一な加工量で研削される。

【0042】

円孔２の外側と内側との各内面２ａ、２ｂの間にわたる、円孔２の軸線３の押し込み方向に向かって左右の両側方（図１の紙面に関して手前および背後）の各内面は、研削部材１１の軸線３に沿う移動中、研削片１４、１５によってそれぞれ研削される。こうして、駆動軸１２がその長手軸線１７まわりに回転駆動されつつ、その長手軸線方向に変位され、研削面１９、２３によって円孔２の内面全面にわたって均一な加工量で回転研削が行なわれる。

【0043】

研削片１４、１５は、その各研削面１９、２３が、前述のとおり、半径方向外方に凸の半円形に形成された回転体であるので、円孔２の内面と各研削面１９、２３とは点接触または線接触する。そのため、剛性の連結部１６で連結された研削片１４、１５と円孔２の内面との作用、反作用は、いわば一点集中的となる。したがって、駆動軸１２の回転中の研削片１４、１５のブレ（すなわち、研削部材１１の軸線１３に垂直方向の振動）が発生しにくくなり、このことによっても円孔２の内面全体を均一に研削できることになる。また、前記作用、反作用の働きによって、駆動軸１２の撓みによる駆動軸１２のブレ（すなわち、駆動軸１２の長手軸線１７に垂直方向の振動）も抑えられ、駆動軸１２からの駆動トルクが一対の研削片１４、１５に安定的に伝導される。

【0044】

図３は被加工体１の円孔２の内面を研削する研削工具１０を備える研削装置１００の正面図であり、図４は研削装置１００の右側面図である。装置本体９１には、被加工体１が固定部材９２によって取り外し自在に固定される。円孔２の開口端部４は、被加工体１の図３、図４の下方に向かって、開口端面５に臨む。開口端部４には、案内部材３０が設けられる。案内部材３０は、駆動軸１２の長手軸線１７が円孔２の開口端部４で円孔２の軸線３にほぼ一致するように、駆動軸１２を保持して案内する。

【0045】

装置本体９１には、被加工体１に対して研削工具１０の駆動軸１２を回転駆動する回転駆動機構４０と、駆動軸１２を変位駆動する変位駆動機構４５とが備えられる。回転駆動機構４０において、図３および図４の上下方向に変位可能なスライドテーブル４１には、回転駆動用モータ４２が取付けられ、このモータ４２の出力軸は、チャック４３によって接続された駆動軸１２を、その長手軸線１７まわりの研削に最適な予め定める一定の回転速度（たとえば、５００～６００ｒｐｍ）で回転駆動する。

【0046】

変位駆動機構４５において、装置本体９１には、スライドテーブル４１を案内するリニアレール４６と、ボールねじ４７とが、図３および図４の上下方向に平行に延びて設けられる。スライドテーブル４１には、ボールねじ４７に螺合するナット４８が固定される。このボールねじ４７は、変位駆動用モータ４９によって回転され、ボールねじ４７の回転方向に対応して、ナット４８、したがって、スライドテーブル４１が図３および図４において上昇し、駆動軸１２がその長手軸線方向に変位駆動され、駆動軸１２に押し込み力が作用する。変位駆動用モータ４９は、研削片１４、１５がその軸線１３まわりに回転駆動されて円孔２の内面を研削中、予め定める一定の回転速度でボールねじ４７を回転して、駆動軸１２を回転速度に対応する一定の変位速度で長手軸線１７に沿って上方に押して変位駆動する。仮に、研削片１４、１５が回転したままで一点に停滞すれば円孔２の内面に段差が生じるが、この実施の形態によれば、駆動軸１２による研削片１４、１５の円孔２への挿入動作が滑らかになり、このような段差は生じない。制御回路９３は、変位駆動用モータ４９、回転駆動用モータ４２の各回転速度を制御する。モータ４９、４２は、シンクロナスモータ、サーボモータなどによって実現されてもよい。

【0047】

図５は被加工体１の開口端部４に設けられて装着される案内部材３０を示す図３、図４の下方から見た正面図であり、図６は案内部材３０の背面図であり、図７は図６の切断面線ＶＩＩ－ＶＩＩから見た断面図である。案内部材３０は、被加工体１の厚さ方向（図５、図６の上下方向）に延びて開口端面５に当接する端板３１と、端板３１に連なり被加工体１の厚さ方向両面（図５の上下の各面）に係止する一対の係止突起３２ａ、３２ｂと、端板３１に被加工体１の開口端部４に臨む側で固定される薄い円板状の嵌合部３３とを有し、図５の左右に延びる仮想面に関して上下対象に構成される。嵌合部３３は、開口端部４で円孔２に取外し可能に嵌合され、したがって、案内部材３０が円孔２の軸線３の垂直方向にずれることを防ぐ。

【0048】

端板３１および嵌合部３３には、駆動軸１２が挿通するＵ字溝状の切欠き３４、３５がそれぞれ形成される。切欠き３４、３５は、開口端部４からもう１つの開口端部４ａに向かって（図５、図６の右方に）延びて開放する。切欠き３４、３５は、一対の対向する平行案内面３４ａ、３５ａと、平行案内面３４ａ、３５ａに滑らかに連なる半円形の円弧案内面３４ｂ、３５ｂとを有する。円弧案内面３４ｂ、３５ｂの中心は、開口端部４に臨む円孔２の軸線３にほぼ一致する位置にある。したがって、円弧案内面３４ｂ、３５ｂは、これに挿通される駆動軸１２が、その弾発力で図１、図５、図６の左方に変位することを阻止して、回転駆動および変位駆動可能に保持、案内する。端板３１の平行案内面３４ａは、図６の右方に拡がる傾斜案内面３４ｃに連なるように構成されてもよい。これによって傾斜案内面３４ｃは、駆動軸１２を平行案内面３４ａ、３５ａに円滑に嵌まり込むように案内する。傾斜案内面３４ｃは、図５では、図示を省略する。

【0049】

円弧案内面３４ｂ、３５ｂは、円孔２の軸線３から、弯曲した軸線３の半径方向外方（図１、図５、図６の左方）にずれた位置に保つことによって、研削部材１１を円孔２の弯曲部８３（図１）に、駆動軸１２の弾発力に抗して押し込みやすくできる。本発明の実施の他の形態では、円弧案内面３４ｂ、３５ｂの中心は、駆動軸１２の長手軸線１７が円孔２の軸線３に一致してもよい。

【0050】

案内部材３０は、撓んだ駆動軸１２を受けて支持する。駆動軸１２は回転駆動用モータ４０の出力軸とチャック４３によって連結されており、案内部材３０は、この連結状態を保ったままで取り外すことなく、被加工体１の装着や取り外しを可能にする。被加工体１の装置本体１への装着にあたって、駆動軸１２を案内部材３０の切欠き３４、３５の平行案内面３４ａ、３５ａで挟み込む要領で、被加工体１の円孔２の直線部８１に研削部材１１を差し込む作業を行なう。このとき、一対の係止突起３２ａ、３２ｂは、被加工体１の厚さ方向両面（図５の上下の各面）を挟んで係止する。この係止突起３２ａ、３２ｂは、研削動作中における案内部材３０の回転防止と、がたつきによる駆動軸１２のブレ防止の働きを果たし、案内部材３０の係止突起３２ａ、３２ｂによる被加工体１との嵌め合い取付け状態は、緩くてもよい。研削部材１１と案内部材３０との取り外しは装着の逆作業である。

【0051】

案内部材３０のさらに重要な働きは、駆動軸１２の撓みによる研削部材１１と回転駆動用モータ４２との間に発生する、駆動軸１２の長手軸線１７に垂直方向の振れである、いわゆるアバレを解消することである。

【0052】

案内部材３０の使用によって、駆動軸１２と研削部材１１との回転トルクの伝達状態は安定的となる。この回転トルクの伝達状態の安定性について、より詳しく考察すると、駆動軸１２の撓みによる長手軸線１７に垂直な横方向へのアバレの極小化が図られることが必要である。このアバレは、２つの研削片１４、１５の研削面１９、２３の外径と円孔２の内面との差によって発生するものであり、研削面１９、２３の寸法が円孔２の内面の内径寸法以上であれば、アバレ現象の極小化がより向上される。なお、このアバレ現象は、駆動軸１２が剛性を有する他の分野の研削工具についても発生している。

【0053】

アバレ現象の一要因について述べると、被加工体１の円孔２の内面と研削片１４、１５の研削面１９、２３とに作用、反作用が働き、円孔２内で駆動軸１２の長手軸線１７が撓んで円状に膨らんで回転するブレ運動を起す現象が発生し、この現象は、被加工体１の外方でも駆動軸１２の回転駆動および長手軸線方向の変位駆動を行なう回転トルクの伝導部分に悪影響を及ぼす。駆動軸１２の強度、すなわち、撓みの弾性係数は、ブレを抑える余裕を有し、アバレ現象を回転トルクの伝導に支障がないように抑え込むことができる程度に大きい値に選ばれることが望まれる。

【0054】

本発明の実施の一形態において、駆動軸１２については軸径が小さく、細い構成では、アバレ現象を抑える駆動軸１２の強度は望むことが困難である。たとえば、円孔２の内径が小口径(φ４ｍｍ～φ３０ｍｍ)であり、駆動軸１２の軸径が、実務上、最大でもφ５ｍｍである構成では、研削片１４、１５の研削面１９、２３による研削加工量に対応する研削力と駆動軸１２の弾性係数に対応する弾発力とのバランス、および駆動軸１２の長手軸線まわりの回転速度を適切に選択することによって、アバレ現象の解消を図る。本発明に従う研削部材１１が剛性の連結部１６に固定された一対の研削片１４、１５を有する構成は、アバレ現象を抑えるために重要な要素であり、案内部材３０の使用も重要である。

【0055】

図８は、本発明に従う研削部材１１の優れた効果を達成する動作を説明するための断面図である。図８（１）は、研削部材１１が、前述の図１の状態からさらに被加工体１の弯曲部８３内に押し込まれて、研削動作している状態を示す。研削部材１１は、一対の研削片１４、１５が剛性の連結部１６によって連結され、弾発的な駆動軸１２に固定される構成を有するので、弯曲した軸線３を有する円孔２の内面を上首尾に研削できる。

【0056】

図８（２）は、比較例１の研削工具２１０が被加工体２０１の弯曲した軸線２０３を有するＵ字状のカーブ状の円孔２０２内に押し込まれた状態を示す。研削工具２１０は、単一の研削片２１４が弾発的な可撓性を有する駆動軸２１２に固定されて構成される。研削工具２１０は、単一の研削片２１４によって被加工体２０１における円孔２０２の直線部２８１、２８２を研削できるが、弯曲部２８３への侵入が不可能である。

【0057】

図８（３）は、比較例１の前述の研削工具２１０が被加工体２１１の弯曲した軸線２１３を有するＳ字状またはＺ字状の屈曲斜坑状Ｕ字状のカーブ状の円孔２２２内に押し込まれた状態を示す。研削工具２１０は、円孔２２２内における駆動軸２１２のばね作用が働く上流の外側の内面２１６と、下流の内側の内面２１９のみの研削となり、上流の内側の内面２１８と、下流の外側の内面２１７の研削できない。したがって、円孔２２２の内面の全面にわたる均一な研削を実現できない。これらのことは、研削片２１４に代えて研磨片を用いる研磨についても同様である。本発明は、図８（２）、図８（３）に示される比較例１の前述の課題を解決する。

【0058】

図９は、研削部材１１を製造する工程を示す図である。図９（１）のとおり、直径Ｄ２の直円柱状丸棒を切削して連結部１６の軸線方向両端部２５、２６を直径Ｄ３に形成する。この丸棒は、亜鉛、アルミニウム、鉄などの金属製であってもよい。次に、図９（２）のとおり、連結部１６とその両端部２５、２６との各外面に、ローレット加工などによって多数の凹凸を形成し、砥粒を結合剤と共に覆って加圧成形し、外径が軸線方向に一様な砥石２７を加圧成形して固定する。その後、図９（３）のとおり、研削片１４、１５の予め定める形状、寸法となるように研削するとともに、連結部１６を覆う砥石を研削片１４、１５よりも小径に形成し、または連結部１６を露出して加工する。次に、図９（４）では、両端部２５、２６と連結部１６とにわたって、一直線状の共通な軸線１３を有する取付け孔２８を、ドリルによって形成して中空に加工する。両端部２５、２６の研削片１４、１５から外方に延びる部分は、加工操作のための把持に役立ち、その後、切除する。こうして、切削部材１１を完成する。

【0059】

切削部材１１と駆動軸１２の端部とは固定される。駆動軸１２の直径が、たとえば、φ４ｍｍより小さい円形断面である場合、駆動軸１２の端部をプレス加工でツブシ加工して変形を施し、その端部を研削部材１１の取付け孔２８に圧入して接合することが好ましい。実施の他の形態では、駆動軸１２の端部を取付け孔２８に挿通し、砥石２７から露出した連結部１６を外方から半径方向内方に押圧し、駆動軸１２とともに塑性変形することによって、連結部１６と駆動軸１２とを固定して研削工具１０を完成してもよい。駆動軸１２の端部と研削工具１０の連結部１６とを溶接してもよい。連結部１６は、中空でなくて、中実でもよく、駆動軸１２の端部と溶接されてもよい。丸棒に取付け孔２８が形成される構成に代えて、筒体が用いられてもよい。

【0060】

本発明の実施の他の形態では、研削片１４、１５は、ダイヤモンド砥石で実現されてもよい。ダイヤモンド砥石は、電着または焼結の手法によって製作され、金属を基体とする前述のような半円形の最外周面に砥粒としてダイヤモンド粒子を付着させ、ダイヤモンド粒子の不要部分についてはマスキングで対応した構成を有する。ダイヤモンド砥石の粒度については、被加工体１の金属や合成樹脂などの素材性質に適応できるように多種類で対応する。

【0061】

本発明の実施の他の形態では、変位駆動用モータ４９はボールねじ４７を前記押し込みとは逆方向に回転し、これによって、スライドテーブル４１が図３および図４において下降し、駆動軸１２がその長手軸線方向に変位駆動され、駆動軸１２に引っ張り力が作用する。これによってもまた、研削工具１０の研削動作が達成される。

【0062】

図１０は、本発明の実施の他の形態における研磨工具６０によって被加工体１に形成される円孔２の内面を研磨動作している状態を示す断面図である。被加工体１は、その円孔２の内面が、研磨に先立って、たとえば、前述の研削工具１０によって研削されて準備される。研磨工具６０は、図３、図４に関連して前述した研削装置１００における研削工具１０に代えて使用され、研磨装置が実現される。以下、研磨工具６０およびそれを用いる研磨装置について、前述の研削工具１０と研削装置１００と同じまたは類似の説明を省略する。

【0063】

図１１は研磨工具６０の実施の各形態を示す断面図である。図１１（１）において、前述の図１０に示される研磨工具６０は、研磨部材６１と駆動軸６２とを有する。研磨部材６１は、一対の研磨片６４、６５と金属製筒体である連結部６６とを有する。各研磨片６４、６５は、共通な一直線上に軸線６３を有し、それらの研磨面６９、７３は、軸線６３と平行であって、予め定める幅を有する。各研磨面６９、７３の軸線６３に沿う中央位置が軸線方向に間隔Ａ１１をあけて配置され、半径方向外方に臨んで円孔２の内面を研磨する。研磨片６４、６５は連結部６６によって間隔Ａ１２があけられる。

【0064】

図１２は、図１０の切断面線ＸＩＩ－ＸＩＩから見た断面図である。連結部６６は、研磨片６４、６５の研磨面６９、７３の自然状態における外径Ｄ１１よりも小さい外径Ｄ１２を有し（Ｄ１２＜Ｄ１１）、剛性であり、各研磨片６４、６５を連結する。

【0065】

再び図１０を参照して、駆動軸６２は、研磨部材６１に、その軸線方向の一方（図１０の下方）に延びて固定され、被加工体１における円孔２の開口端部４から外方（図１０の下方）に延びる。駆動軸６２の構成と作用は、前述の研削のための駆動軸１２に類似する。

【0066】

図１３は、研磨片６４を製造する工程を示す図である。図１３（１）のとおり、研磨片６４を構成する複数枚の各バフ１３１は、扇状のバフ材１３２を、周方向に部分的に重ねて多数の襞（ひだ）を形成しながら、襞折りして全体の形状を扁平な円板状に形成し、始端と終端の部分１３３を重ね縫いして完成する。バフ材１３２は、たとえば、弾性の大きい布、スポンジ状の合成樹脂などの材料から成る。バフ１３１における半径方向外周部にトリポリなどの砥粒が保持される研磨面６９、７３を、円孔２の内面に弾発的に押し当てて回転しながら研磨する。図１３（２）は、バフ材１３２を予め定める必要枚数だけ重ねて集合配置した状態を示す。この状態で、中心孔１３５の穴径を調整加工する。図１３（３）は、集合配置したバフ１３１を圧縮したバフ基体１３４を示す。

【0067】

図１３（４）は、バフ基体１３４の中心孔１３５に固定される芯体１３０を示す分解斜視図である。金属製芯体１３０は、芯筒１３６の一端部に爪付き端板１３７がスポット溶接によって固定される組み合わせ片１３８が先ず準備され、次に、図１３（５）のとおり、バフ基体１３４の中心孔１３５に芯筒１３６が挿通され、芯筒１３６の他端部にもう１つの爪付き端板１３９がスポット溶接されて構成される。爪付き端板１３７、１３９の内向き爪１４１、１４２は、バフ基体１３４に食い込み、これによって、バフ基体１３４に芯体１３０が固定される。爪付き端板１３７、１３９には、芯筒１３６と共通の軸線を有する挿通孔１４３、１４４が形成され、前記スポット溶接を、芯筒１３６と端板１３７、１３９の挿通孔１４３、１４４との芯ずれが生じないように、行なう。こうして、図１３（６）のとおり、研磨片６４が製作され、芯体１３０は連結部６６の一端部に溶接され、もう１つの研磨片６５も同じように製作され、連結部６６の他端部に溶接され、駆動軸６２が挿通されて前述の駆動軸１２と同じように連結部６６に固定され、研磨工具６０が構成される。

【0068】

研磨工具６０については、円孔２、２ｐ、２ｑ１～２ｑ３の内径Ｄ０と研磨片６４、６５の研磨面６９、７３の自然状態における外径Ｄ１１とについて、
Ｄ１１ ＞ Ｄ０ …（５）
とし、研磨面６９、７３は、同一寸法、形状、構造とすることが望ましい。研磨片６４、６５について、前述の式（１）～（４）のＤ１をＤ１１に、Ａ１をＡ１１に、それぞれ読み替えて、同じことがいえる。

【0069】

研磨片６４、６５の各研磨面６９、７３は、研磨部材６１の軸線６３を含む仮想平面（図１０の紙面）内で、自然状態で軸線１３と平行な回転体である。したがって、研磨面１９、２３は、円孔２、２ｐ、２ｑ１～２ｑ３の内面に、それらの軸線方向に延びて幅をもって弾発的に接触する。

【0070】

研磨工具６０の動作中、研磨片６４、６５の研磨面６９、７３は円孔２の内面とその軸線３に沿って幅をもって接触する。したがって、押し込み方向下流（図１０の右方）の研磨片６４は、その端部５１ａで円孔２の外側の内面２ａによるツブレ現象を生じ、端部５１ｂで内側の内面２ｂによるフクレ現象を生じる。押し込み方向上流（図１０の左方）の研磨片６５は、その端部５２ｂ、５２ａで円孔２の内側および外側の内面２ｂ、２ａで同じ現象を生じる。

【0071】

バフ材１３２は、これらのツブレ、フクレの現象に耐えうる前述の材料から成る。バフ材１３２が布から成る場合、布はバフ材１３２に半径方向外周部でばらけ易いものを用い、布が薄くても外周部である研磨面６９、７３を広くして厚さによる不利益要素を補う。バフ材１３２がスポンジ状の合成樹脂などの材料から成る場合、研磨中の潰れの作用によって容易に外膨れとなり不利益要因が除かれ、好都合である。したがって、研磨部材６１が円孔２の軸線３に沿って移動することによって、円孔２の外側の内面２ａと内側の内面２ｂとが、均一な加工量で研磨され、また、円孔２の軸線３の押し込み方向に向かって左右の両側方（図１０１の紙面に関して手前および背後）の各内面も、研磨部材６１の軸線３に沿う移動中、研磨片６４、６５によってそれぞれ研磨される。そのため、研磨面６９、７３によって円孔２の内面全面にわたって均一な加工量で回転研磨が行なわれる。

【0072】

発明の実施の他の形態では、図１１（２）のとおり、研磨部材６８において、研磨片６４、６５にわたる芯筒１４６の両端部に溶接される爪付き端板１３７、１３９によってバフを固定し、連結部６６（図１０、図１１（１））の位置に対応するバフの外径を研磨片６４、６５の外径よりも小さく形成してもよい。芯筒１３６、１４６、連結部６６は中空でなくて、中実でもよく、これらと駆動軸６２とは溶接などによって固定されてもよい。

【0073】

本発明の実施の他の形態では、研磨のために、変位駆動機構４５によって、駆動軸６２を図１０の上方に押し込む代りに、図１０の下方に引っ張り込んでもよい。

【0074】

図１４は、本発明の実施の他の形態における被加工体１に形成される円孔２の内面を研削工具１０ａによって研削動作している状態を示す断面図である。研削工具１０ａは、後述の図１５の研削装置１００ａに備えられる。この実施の形態は、前述の図１～図９の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の数字の参照符を付し、また、添え字ａなどを付して示す。注目すべきは、研削工具１０ａには、その軸線方向の両方に延びる駆動軸１２、１２ａが延びて固定され、その両方で長手軸線１７、１７ａまわりに同一回転方向に同期してそれぞれ回転駆動する。各駆動軸１２、１２ａは、研削部材１１にそれぞれ固定されてもよいが、単一の共通の駆動軸が研削部材１１に挿通されて固定され、軸線方向の両方に延びて構成されてもよい。これによって、研削のために、両方の駆動軸１２、１２ａによって研削部材１１にその軸線１３まわりの大きなトルクを与えることができる。こうして、前述の実施の形態における単一の駆動軸１２が、研削部材１１の研削中に捩り剛性の不足によって捩り変形したり、破損することを防ぐことができる。

【0075】

図１５は、被加工体１の円孔２の内面を研磨する研削工具１０ａを備える研削装置１００ａの正面図である。研削装置１００ａにおける装置本体９１ａには、一方の駆動軸１２のための回転駆動機構４０と変位駆動機構４５とが備えられるとともに、他方の駆動軸１２ａのための回転駆動機構４０ａと変位駆動機構４５ａとが備えられ、回転駆動用モータ４２、４２ａ、変位駆動用モータ４９、４９ａは、制御回路９４によって制御される。制御回路９４は、回転駆動用モータ４２、４２ａによって研削部材１１がその軸線１３まわりに予め定める一方向に回転研削するように、駆動軸１２、１２ａを同一回転方向に同一回転速度で同期して回転駆動する。そのために、回転駆動用モータ４２、４２ａの各出力軸、したがって、各チャック４３、４３ａの回転方向は、図１４の各駆動軸１２、１２ａの矢符のとおり、図１５の上から見て相互に逆方向である。

【0076】

制御回路９４はまた、一方の変位駆動用モータ４９が駆動軸１２を図１５の上方に押し込んでいる動作中、他方の変位駆動用モータ４９ａが駆動軸１２ａを図１５の下方に引き込むように動作し、また、この押し込み、引き込みを逆に動作してもよい。このとき、変位駆動用モータ４９、４９ａは、駆動軸１２、１２ａをそれらの軸線方向に相互に逆方向（図１５の上下方向）に、たとえば、前進後退の同一速度でそれぞれ変位し、引き込まれる駆動軸１２または１２ａに、（ｉ）その軸線方向の力が作用しないように、（ｉｉ）圧縮力が作用するように、（ｉｉｉ）引張力が作用するように、または（ｉｖ）軸線方向の力が時間経過とともに変化するように、ボールねじ４７、４７ａの回転速度を設定して、変位駆動する。

【0077】

図１６は、被加工体１の開口端部４、４ａにそれぞれ設けられる各駆動軸１２、１２ａのための案内部材３０、３０ａを図１４、図１５の下方から見た断面図である。案内部材３０は、図５～図７に関連して前述した構成を有し、案内部材３０ａは、案内部材３０と同じ構成を有し、対応する部分には同じ数字の参照符に添え字ａを付して示す。案内部材３０ａは、被加工体１の開口端部４、４ａに、図１６において案内部材３０と左右対称に装着される。案内部材３０ａは、案内部材３０と同じように駆動軸１２ａを案内する。

【0078】

図１７は、本発明の実施の他の形態における被加工体１に形成される円孔２の内面を研磨工具６０ａによって研磨動作している状態を示す断面図である。研磨工具６０ａは、図１５に関連して前述した研削装置１００ａにおける研削工具１０ａに代えて使用され、研磨装置が実現される。以下、研磨工具６０ａおよびそれを用いる研磨装置について、前述の研削工具１０ａと研削装置１００ａと同じ説明を省略する。この実施の形態は、前述の図１０～図１３の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の数字の参照符を付し、また、添え字ａなどを付して示す。

【0079】

図１８は、図１７の研磨工具６０ａを示す断面図である。注目すべきは、研磨工具６０ａには、その軸線方向の両方に延びる駆動軸６２、６２ａが延びて固定され、その両方で長手軸線７７、７７ａまわりに同一回転方向に同期してそれぞれ回転駆動する。駆動軸６２、６２ａは、研磨部材６１にそれぞれ固定されてもよいが、単一の共通の駆動軸が研磨部材６１にに挿通されて固定されて軸線方向の両方に延びて構成されてもよい。これによって、研磨のために、両方の駆動軸６２、６２ａによって研磨部材６１にその軸線６３まわりの大きなトルクを与えることができる。こうして、前述の実施の形態における単一の駆動軸６２が、研磨部材６１の研磨中に捩り剛性の不足によって捩り変形したり、破損することを防ぐことができる。その他の構成と動作は、図１０～図１３の実施の形態に類似する。

【0080】

図１９は、本発明の実施の一形態における被加工体１ｐに形成される円孔２ｐの内面を前述の研削工具１０によって研削動作している状態を示す断面図である。被加工体１ｐに形成される円孔２ｐは、Ｓ字状またはＺ字状の屈曲斜坑状に弯曲した軸線３ｐを有する。

【0081】

図２０は、被加工体１ｐの円孔２ｐの内面を研削する研削工具１０を備える前述の研削装置１００の正面図である。研削装置１００の装置本体９１には、図３の被加工体１に代えて被加工体１ｐが固定される。被加工体１ｐの円孔２ｐは、開口端面５ｐ１、５ｐ２間で、直線部１８１、１８２、１８３と弯曲部１８４、１８５とを有する。駆動軸１２が回転駆動機構４０によって軸線１７まわりに回転されながら、変位駆動機構４５によって図１９、図２０の下方から上方に押し込まれて変位されることによって、研削工具１０は、円孔２ｐの内面を前述と同じように研磨する。

【0082】

本発明の実施の他の形態では、図１９、図２０の研削工具１０に代えて図１１、図１２の研磨工具６０を使用して、被加工体１ｐの円孔２ｐの内面を研磨することができる。被加工体１ｐについて、研削および研磨のためのその他の構成および動作は、前述の実施の形態に類似する。

【0083】

図２１は、本発明の実施の他の形態における被加工体１ｐに形成される円孔２ｐの内面を前述の研削工具１０ａによって研削動作している状態を示す断面図である。研削工具１０ａは、後述の図２２の研削装置１００ｂに備えられる。この実施の形態は、前述の図１９、図２０の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の数字の参照符を付し、また、添え字ａ、ｂなどを付して示す。被加工体１pの図２１における下と上の各開口端部４、４ａには、各駆動軸１２、１２ａをそれぞれ案内するための案内部材３０、３０ａが設けられる。

【0084】

図２２は、被加工体１ｐの円孔２の内面を研磨する研削工具１０ａを備える研削装置１００ｂの正面図である。研削装置１００ｂにおける装置本体９１ｂには、一方の駆動軸１２のための回転駆動機構４０と変位駆動機構４５とが備えられるとともに、他方の駆動軸１２ａのための回転駆動機構４０ｂと変位駆動機構４５ｂとが備えられ、回転駆動用モータ４２、４２ｂ、変位駆動用モータ４９、４９ｂは、制御回路９５によって制御される。回転駆動機構４０ｂと変位駆動機構４５ｂとは、回転駆動機構４０と変位駆動機構４５とのもう１つの組み合わせが、上下逆の姿勢で装置本体９１ｂに備えられる構成を有し、各動作は、前述の図１４、図１５の実施の形態における回転駆動機構４０ａと変位駆動機構４５ａとにそれぞれ類似する。

【0085】

図２３は、本発明の実施の他の形態における被加工体１ｑに形成されてＹ字状に接続される円孔２ｑ１～２ｑ３の内面を前述の研削工具１０ａによって研削動作している状態を示す断面図である。円孔２ｑ１～２ｑ３は、たとえば、図２３の上下に延びる円孔２ｑ１の軸線３ｑ１を含む対称面に関して左右の面対称に形成される。こうして、被加工体１ｑに形成されたＹ字状円孔２ｑ１～２ｑ３の各軸線３ｑ１～３ｑ３が接続個所８０も含めて弯曲して形成され、それらの内面に、本発明に従って研削と、その後の研磨が行なわれる。図２３では、研削工具１０ａは、先ず、その長手軸線まわりに回転されながら分岐した一方の円孔２ｑ２から、他方の円孔２ｑ３とともに共通に接続される円孔２ｑ１に変位されて研削動作する。次に、他方の円孔２ｑ３も同じく回転されながらその円孔２ｑ３まで、または、それからさらに共通の円孔２ｑ１に変位されて研削動作する。

【0086】

図２４は、図２３の上方から被加工体１ｑの開口端面５ｑ２を見た断面図である。図２３および図２４を併せて参照して、円孔２ｑ１は開口端部５ｑ１から図２３の上方に延びる直線部５３である。円孔２ｑ２、２ｑ３は、開口端部５ｑ２から図２３の下方に、直線部５４ａ、５４ｂから直線部５５ａ、５５ｂに弯曲部５６ａ、５６ｂを経てそれぞれ延び、円孔２ｑ１と直線部５５ａ、５５ｂとは、接続個所８０で弯曲して連なる。被加工体１ｑの用途の１つは、たとえば、開口端部５ｑ２に開口する２つの円孔２ｑ２、２ｑ３内に粉体などの流動体をそれぞれ供給し、接続個所８０で混合して、開口端部５ｑ１に開口する円孔２ｑ１から排出するためなどに使用される。

【0087】

円孔２ｑ１～２ｑ３の開口端部４、４ａ１、４ａ２には、案内部材３０、３０ａ、３０ｂが設けられる。案内部材３０、３０ａ、３０ｂは、駆動軸１２、１２ａの長手軸線が円孔２ｑ１～２ｑ３の開口端部４、４ａ１、４ａ２で円孔２ｑ１～２ｑ３の軸線にほぼ一致するように、駆動軸１２、１２ａを保持して案内する。

【0088】

研削工具１０ａは、前述の図２２の研削装置１００ｂに類似する研削装置に取り外し自在に固定される。この研削装置では、回転駆動機構４０ｂと変位駆動機構４５ｂとが被加工体１ｑの円孔２ｑ２または２ｑ３に対応して配置されて備えられる。

【0089】

研削工具１０ａに代えて、研削工具１０を使用して前述と同じ研削動作をすることができる。研削工具１０ａに代えて、研磨工具６０、６０ａを使用して前述と同じ研磨動作をすることができる。被加工体１ｑについて、研削および研磨のためのその他の構成および動作は、前述の実施の形態に類似する。

【0090】

以上、本開示の実施の形態について詳細に説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。前述の実施の各形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能である。

【符号の説明】

【0091】

１、１ｐ、１ｑ 被加工体
２、２ｐ、２ｑ１～２ｑ３ 円孔
３、３ｐ、３ｑ１～３ｑ３ 軸線
４、４ａ 開口端部
１０、１０ａ 研削工具
１１ 研削部材
１２、１２ａ、６２ 駆動軸
１３、６３ 軸線
１４、１５ 研削片
１６、６６ 連結部
１７、１７ａ、７７ 長手軸線
１９、２３、６９，７３ 研削面
３０、３０ａ、３０ｂ 案内部材
４０、４０ａ、４０ｂ 回転駆動機構
４５、４５ａ、４５ｂ 変位駆動機構
６０、６０ａ 研磨工具
６１ 研磨部材
６２、６２ａ 駆動軸
６４、６５ 研磨片
６３ 軸線
６９、７３ 研磨面
７７、７７ａ 長手軸線
９３～９５ 制御回路
１００、１００ａ、１００ｂ 研削装置
１３１ バフ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8-1】

【図8-2】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13-1】

【図13-2】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】