JPH045242Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ 考案の目的 〈産業上の利用分野〉 本考案は、研磨、バリ取り等の工具のホルダー
または、前記の被加工品のホルダーに関する。

〈従来の技術〉 複雑な形の表面を具えた部材の表面研磨、メツ
キのための下地処理または鋳造品のバリ取り作業
等は従来、自動化機械加工になじまず人手による
羽布研磨、ポリツシングまたはハツリにより行わ
れていたが、作業環境の悪さ、人員不足、工賃の
昂騰など諸種の原因で、最近は、塗装、溶接加工
等の作業と同様に、次第にロボツトの導入が試み
られて来ている。

ところで複雑な曲面を有する被加工物の表面研
磨には、工具を曲面に沿わせて動かす必要がある
ので、この工程をロボツトにテイーチングするこ
とになるが、一般には被加工品の形、寸法の誤差
やセツテイングの誤差があるため、加工量に過不
足が生じて装置に無理をかけ仕上げ面に傷を付け
るとか磨き足りない個所を残す等の問題点があ
る。特に鋳造品部品の形成精度または溶接ビード
の寸法形成精度はバラツキの範囲が大きく、一定
の寸法範囲の加工を基準としたロボツトテイーチ
ングのみでは、研磨加工仕上げを標準化し難い。

上述の問題点を解決するために、たとえば加工
面に対する研磨圧を砥石側に組込まれた永久磁石
の吸引力を利用して得られるようにした研磨工具
を三次元ロボツトにより操作するとか、工具のロ
ボツトのアームとの間に、工具の回転軸に直角な
方向に設定圧以上の負荷が掛かると、工具が逃げ
るようにした機構を介在させたバリ取り手段など
が提案され、これによつて上述加工に導入したロ
ボツトシステムを簡素化すると共に各種の形の曲
面の処理に対応して良好な仕上げ面が得られる自
動機が実用化されつつある。

〈考案が解決しようとする問題点〉 そこで本考案は、上述手段をさらに発展させ機
械的手段を用いて工具の加工面を常時一定位置に
保ちながら同工具の回転軸方向および同軸に直角
な平面上のどの方向にも対応して、加工面に所定
圧を超えた負荷が掛かつたときは、その方向に工
具を逃がすようにした工具ホルダーまたはワーク
ホルダー、要すれば工具の保持圧を簡単に調整可
能なホルダーを提供し、以て各種変形被加工物の
表面研磨、ポリツシングの自動化を図ることを目
的とする。

ロ 考案の構成 〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するために本考案は、次に述べ
る各構成要件を具備している。

(1) 一端に球軸受を具え中空のケース、前記軸受
に揺動可能に支承された球体、前記球体の中心
を貫いて、その直径方向に摺動可能に軸支さ
れ、かつ、中空のケースの内方に伸びるホルダ
ーとから成り、前記ホルダーには、ホルダーが
ケース外方に抜け出さぬよう前記球体に対する
ストツパが設けられ、また、前記ホルダーの内
端とケース内壁との間には各等価の弾性部材を
対称的に介在させ、ホルダーの中心軸に対する
各付勢力を釣合わせる一方、ホルダーを軸方向
で、かつ、ケース外方向に押出すよう常時付勢
することにより、前記ホルダーをケースに対し
て定位置を保つよう組付けたことを特徴とする
工具ホルダー。

(2) 中空のケース内壁の少なくとも三方向に溝付
きローラを軸支して、ここにホルダー内端に連
結した同数の可撓線条およびスプリングを掛け
渡し、そのスプリングの他端を、まとめてケー
ス側に設けたスプリングアジヤスタに連結して
成る上記第(1)項記載の工具ホルダー。

(3) 前記ホルダーの内端とケース内壁との間に
は、ホルダーの揺動方向および摺動方向に対し
て、それぞれ抵抗力を生じるゴムその他の弾性
材を詰物として介在させたことにより成る上記
第(1)項記載の工具ホルダー。

(4) 前記ホルダーの外側部を、ホルダー摺動軸方
向に直交する平面を具えた被加工物載置用テー
ブルとし、中空ケース側を固定台としたことよ
り成る上記第(1)項、第(2)項または第(3)項記載の
工具ホルダー。

〈作用〉 本考案工具ホルダーは、ケース側をロボツトの
アームに、ホルダー側に工具を把持するようにし
て使用し、通常は、ホルダーの摺動方向中心軸と
ツール（工具）の回転軸心とを一致させてホルダ
ーに工具を保持するものとする。その際、工具の
加工面は、球軸受と中空ケース内側に装備された
弾性部材とによつて、工具の回転軸線方向および
同軸線に直角な平面の360°方向に対して定位置に
維持されているが、加工面に設定値以上の負荷が
掛かると、たとえば弾性部材の付勢に抗して工具
の回転軸方向に逃げる。そのときホルダー外周面
と球体に設けた軸受面との間で相互に摺動が生じ
るが、工具に掛かつた負荷が減少もしくは無くな
れば工具すなわちホルダーは弾性部材によつて押
出され、そのストツパが球体に当接する迄、前進
し、定位置に復帰する。

また、工具回転軸に直交する面内で設定値を超
えた負荷が掛かると、ホルダーは球体を支点とし
て揺動し、その内端がケース内側に装備した弾性
体を反対方向に押圧してこれを歪ませる結果、工
具は負荷に応じて、その方向に逃げる。勿論、何
等かの原因で負荷が所定値以下になれば工具加工
面は直ちに旧位置に復帰すること前述のとおりで
ある。

上述の作用を奏する弾性部材としてゴムなどを
詰め込む手段もあるが、ホルダー内端を可撓ワイ
ヤおよびスプリングによつて三方から引張・保持
し、かつ、その摺動軸方向に付勢するようにした
弾性部材を使用し、さらにスプリングの他端を、
まとめてケースに取付けたアジヤスタに連結する
ようにすれば、一個のアジヤスタを調整するだけ
でホルダー、すなわち工具加工面の回転軸方向お
よび同軸に直交する面に対する加工面の逃げ
（押）圧、すなわち設定圧の調節が同時に可能に
なるという特徴が生じる。

これによつて、一個のホルダーにより各種形式
の工具のセツトおよび加工または被加工物の表面
処理に簡単に適応できるものとなる。

したがつて、被加工面に対する追従性が向上
し、過負荷の加工が行なわれないから、加工表面
にびびりなどの不良面が生ぜず、刃具、工具の耐
用時間を伸ばし、またロボツトに対するテイーチ
ングの簡素化を図ることができる等々、従来の表
面処理加工手段に比べ格別の効果を期待すること
ができる。

上述のうち、工具の加工面とワーク表面との関
係は相対的なものであるから、工具をホルダーに
セツトする代りにワークを本考案工具ホルダー側
に保持させても、略々、上述同様な作用・効果を
得ることができる。その際は、ホルダー外側端を
テーブル状として要すれば、その表面にＴ溝等を
穿設して被加工物（ワーク）を固定できるように
する一方、中空ケース側を床面に固定するか、脚
支持構造として一見作業台または作業テーブルの
様に形成する。その作用は、上述のものと基本的
に相違はない。

（実施例） その１ 第１図は、本考案ホルダーの一実施例の断面図
で、本実施例ではホルダーの部分にエアーツール
を置換したものを示している。

図中、１は、工具ホルダー枠で、その先端開放
部２には球軸受３を嵌着・固定し、後端閉鎖部４
には、ばね圧調整杆（アジヤスタ）５の挿通孔６
を穿設し、前記孔６の中心軸線の延長が球面軸受
３のセンタを通るように設ける。前記構造をまと
めて中空ケースが成り立つている。７は、枠１の
周面に突設したロボツトハンドへの取付座であ
る。８は、球軸受３の中心を貫いて、その直径方
向に摺動可能に軸受けされた円筒部（ホルダーと
称す）で、本来ならば、前記部材は、工具ホルダ
ーの機能を具備し、各種の加工工具を着脱可能に
保持するものであるが、構造を簡易化するため、
本例では、ホルダーに対してエアーモータが置換
され、その出力軸の先端には研削砥石９が設けて
ある。ホルダーの円筒部８、本例ではエアーモー
タボデーは中途で径を異にしており、その部分が
ストツパとなつて、同部８が球軸受３から外方に
抜け出せないように、しかしながらホルダー枠内
方には摺動できるように軸支されている。１０
は、枠先端開放部方向内側壁に、少なくとも三個
所に位置して軸支されたプーリで、可撓ワイヤ１
１およびコイルばね１２を直列に継いだ弾性部材
の一方端を円筒部８の後端部に連結し、これを前
記プーリ１０に張架して、その他端を前記ばね圧
調整杆５の内端に連結し、コイルばね１２の張力
によつて円筒部（エアーモータ）８を、その直径
方向および中心軸に沿つてホルダー枠外方（図で
下方向）に、それぞれ付勢する。

ばね圧調整杆（アジヤスタ）５が、ばね１２の
張力によつて枠内に落込まぬように、また、杆５
を枠に対して挿・脱することにより、ばね圧を調
節し、円筒部８への付勢を加減できるよう同杆５
の外方側にねじを切つてナツト１３を螺合する。

前述円筒部８のストツパは、その際、円筒部が
付勢されることにより球軸受３から外方に抜け出
さない為に必要である。

１４は、被加工物である。

本実施例は、以上説明した構成を具えているの
で、ロボツトのハンドで取付座７を押え、エアー
モータ８を駆動することにより回転する研削砥石
９を、被加工物１４の表面に沿わせて移動させて
加工している際、被加工物１４の外形の不規則ま
たは取付誤差などの原因で正規の倣いと現実との
間に設定値以上の差異が生じ、砥石９に大きな負
荷がかかるときは砥石９は、ばね１２による付勢
に抗して、球軸受３の中心の回りに矢印のように
揺動して逃げるか、回転軸方向に後退・変位し、
砥石９には、ばね圧に基く所定値以上の負荷が掛
らない。そのとき、砥石９に掛かる所定値の負荷
の大きさを変える必要があれば、ナツト１３を回
して調整杆５を枠１に対して出し入れし、杆５と
プーリ１０との間の距離を変化させることによつ
て、コイルばね１２の張力を変える。これによつ
て、砥石９は球軸受３の周りの揺動および回転軸
方向の撓み強さを同時に調節することができる。

その２ 第２図は、本考案の他の実施例の断面図を示
し、本実施例では、球軸受３の中心を貫いて、そ
の直径方向に摺動可能に軸支された円筒部８の外
方端には、同円筒の長手中心軸に直交した平面を
具えた被加工物１４載置テーブル８′が固定され
ている。

図中、１は、ホルダー枠で、その下方部は少な
くとも三分割された脚構造に形成され、円筒部８
の長手軸が垂直方向に、したがつてテーブル８′
面が水平位置を占めるよう設置される。枠１の上
側開放部２には球軸受３を嵌着・固定し、脚相互
間を連結する梁の中央部に、ばね圧調節杆５の挿
通孔６を穿設し、前記孔６の中心軸線の延長が球
軸受３のセンタを通るように設ける。１０は、枠
開放部方向内側壁に、少なくとも三個所に配置し
て軸支したプーリで、可撓ワイヤ１１およびコイ
ルばね１２を直列につないだ弾性部材の一方端を
円筒部８の後端部に連結し、これを前記プーリ１
０に張架して、その他端を、ばね圧調整杆５の上
端に連結し、コイルばね１２の張力によつて円筒
部（テーブル８′）を、その直径方向および中心
軸に沿つて、枠、上方に、それぞれ付勢する。ば
ね圧調整杆５が、ばね１２の張力によつて枠内に
引込まれぬよう、また、杆５を枠に対して挿・脱
することによつて、ばね圧を調節し、円筒部８へ
の付勢強さを加減するように、杆５の外方側にね
じを切つて、ここにナツト１３を螺合する。

円筒部８のストツパは、その際、円筒部が付勢
されることにより球軸受３から上方に抜け出さな
い為に必要である。１４は、被加工物である。

本実施例の作用、効果は、実施例その１におい
て、砥石９のところを被加工物１４と読み替える
ことで理解される。

ハ 考案の効果 本考案ホルダーは上述のとおりの構成を具えて
いるので、同ホルダーをロボツト装置と工具との
間、またはワークと固定台との間に装着すれば、
常時、定位置に工具（または被加工物）を保持
し、いずれの方向に対しても設定値以上の外力
（負荷）が、かかると変位するようになるので、 (1) 被加工表面の細かい、または不規則な変化に
対して正しく追従して均等な加工圧の許にトレ
ースすることができる。

(2) 被加工表面のどの部分にも加工もれが無く、
また、単位時間内での過大な加工が生じないか
ら機構、工具等のビビリによる加工面の傷が出
ない。

(3) ロボツト装置に対して被加工物の形の詳細な
テーチングが不要になる。換言すれば高性能な
ロボツトを設備すること無く比較的複雑な形の
被加工物を取扱うことができる。

(4) 被加工物の設定位置の誤差による影響を排除
する。

(5) 工具に無理な負荷がかからず、耐用時間を伸
ばすことができる。

等々、従来機構には期待することができない格別
の作用、効果を奏するものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案工具ホルダーの一実施例の断
面図、第２図は、他の実施例の断面図を示すもの
である。 １……工具ホルダー枠中空ケース、３……球軸
受、４……後端閉鎖部、５……ばね圧調整杆、６
……挿通孔、７……取付座、８……円筒部（ホル
ダー）、９……研削砥石、１０……プーリ、１１
……可撓ワイヤ、１２……コイルばね、１３……
ナツト、１４……被加工物。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 一端に球軸受を具え中空のケース、前記軸受
   に揺動可能に支承された球体、前記球体の中心
   を貫いて、その直径方向に摺動可能に軸支さ
   れ、かつ、中空のケースの内方に伸びるホルダ
   ーとから成り、前記ホルダーには、ホルダーが
   ケース外方に抜け出さぬよう前記球体に対する
   ストツパが設けられ、また、前記ホルダーの内
   端とケース内壁との間には各等価の弾性部材を
   対称的に介在させ、ホルダーの中心軸に対する
   各付勢力を釣合わせる一方、ホルダーを軸方向
   で、かつ、ケース外方向に押出すよう常時付勢
   することにより、前記ホルダーをケースに対し
   て定位置を保つよう組付けたことを特徴とする
   工具ホルダー。 (2) 中空のケース内壁の少なくとも三方向に溝付
   きローラを軸支して、ここにホルダー内端に連
   結した同数の可撓線条およびスプリングを掛け
   渡し、そのスプリングの他端を、まとめてケー
   ス側に設けたスプリングアジヤスタに連結して
   成る実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の工具
   ホルダー。 (3) 前記ホルダーの内端とケース内壁との間に
   は、ホルダーの揺動方向および摺動方向に対し
   て、それぞれ抵抗力を生じるゴムその他の弾性
   材を詰物として介在させたことより成る実用新
   案登録請求の範囲第(1)項記載の工具ホルダー。 (4) 前記ホルダーの外側部を、ホルダー摺動軸方
   向に直交する平面を具えた被加工物載置用テー
   ブルとし、中空ケース側を固定台としたことよ
   り成る実用新案登録請求の範囲第(1)項、第(2)項
   または第(3)項記載の工具ホルダー。