JP2002028851A

JP2002028851A - 球体の研磨方法およびその装置

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Publication number: JP2002028851A
Application number: JP2000211893A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Yano; 義昭矢野; Kazunori Narisada; 一則成定
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp; Inoac Elastomer Co Ltd
Current assignee: Inoac Corp; Inoac Elastomer Co Ltd
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2002-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】球体の表面を効率良く研磨し得ると共に、該
球体の真円度および平滑度も併せて向上させ得る球体の
研磨方法およびその装置を提供する。【解決手段】個別に回転駆動される３つの研磨ロール
４４,４６,４８における各研磨面を、研磨すべき球体５
０の直径より内側で所要の中心角をもって略垂直に対向
させ、これら３つの研磨ロールの上に球体を共通的に載
置した状態で、２つの研磨ロール４４,４６と１つの研
磨ロール４８とを相互に反対方向へ回転させると共に、
これら３つの研磨ロールの全体を、水平面において正転
方向および反転方向へ間欠的に回転させるようにしたこ
とを特徴とする球体の研磨方法により解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、球体の表面を効
率良く研磨し得ると共に、該球体の真円度および平滑度
も併せて向上させ得る球体の研磨方法と、その方法を好
適に実施し得る研磨装置とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばフロートバルブの分野では、管体
に接続して開口する弁座に離昇自在に着座し、これによ
り流体の遮断・開放を行なう球体(ボール)が弁体として
使用されている。この球体弁としては、水洗トイレの水
槽へ水を自動的に定量供給する機構が一般に知られてい
るが、他の民生用や工業用としては大型タンクやプール
における大流量の流体の制御にも広く供されている。こ
のような用途に応じて、使用される球体の製法や材質に
は各種の相違が存在する。一例として家庭用の水槽に供
される球体は、ＦＲＰ等を材質とする半球を２つ向き合
わせて接合することで製造され、接合面のバリを除去す
る程度でも実用に供し得る。これに対し、前述した工業
用等の大流量の流体制御に使用される球体は、大きな流
体圧に耐え得るようにエボナイト等の材質から球状に成
形されており、これには球体表面の平滑度や真円度につ
いて高い達成値が要求されている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】先に述べた大流量の流体制御
等に使用される球体は、表面の平滑度や真円度の要求値
が大きいために、最終製造工程でバフ掛けをしたりバレ
ル研磨を施したりすることで対処している。このバフ掛
けは、作業者がモータ駆動のバフを球体表面に当てがっ
て満遍なく行なうもので、熟練した手作業を要すると共
に塵埃が飛散する作業環境とならざるを得なかった。ま
たバレル研磨では、多数の球体を一挙に研磨し得る利点
はあるが、充分な平滑度を得るのは一般に困難であっ
た。更に前記何れの手段によっても、球体に高い真円度
を実現することは極めて困難であって、作業者による長
年の勘と熟練や長時間の研磨作業等を必要とし、このた
めに効率的な球体の製造を妨げているのが実情である。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、前述した球体の研磨に内在し
ていた課題を解決するために提案されたものであって、
球体の表面を効率良く研磨し得ると共に、該球体の真円
度および平滑度も併せて向上させ得る球体の研磨方法お
よびその装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【発明を解決するための手段】前記課題を克服し、所期
の目的を達成するために本発明に係る球体の研磨方法
は、個別に回転駆動される３つの研磨ロールにおける各
研磨面を、研磨すべき球体の直径より内側で所要の中心
角をもって略垂直に対向させ、これら３つの研磨ロール
の上に前記球体を共通的に載置した状態で、２つの研磨
ロールと１つの研磨ロールとを相互に反対方向へ回転さ
せると共に、これら３つの研磨ロールの全体を、水平面
において正転方向および反転方向へ間欠的に回転させる
ようにしたことを特徴とする。また前記３つの研磨ロー
ルにおける各研磨面が、前記球体の直径より内側で対向
し合う中心角は例えば約１２０°に設定するのが好まし
い。この場合に、前記３つの研磨ロールの回転中心は、
その夫々が前記球体の外側に仮想的に位置する正三角形
の各稜辺を対応的に通過するようになっている

【０００６】同じく前記課題を克服し、所期の目的を達
成するために本願の別の発明に係る球体の研磨装置は、
回転自在に略水平に軸支され、第１の回転源に接続して
正転方向および反転方向へ間欠的に回転されるテーブル
と、このテーブルの上に配設されて夫々の研磨面を所要
の中心角で対向させ、各対応の第２の回転源に接続して
個別に回転される３つの研磨ロールと、前記テーブルを
回転させる第１の回転源および前記３つの研磨ロールを
夫々回転させる第２の回転源に電気的に連繋して、該テ
ーブルを正転方向および反転方向へ間欠的に回転させる
と共に、２つの研磨ロールと１つの研磨ロールとを相互
に反対方向へ回転させる制御を与える制御系とからな
り、前記３つの研磨ロールの上に研磨すべき球体を共通
的に載置した状態で、前記制御系から第１の回転源およ
び第２の回転源に制御指令を与えることで、前記テーブ
ルを正転方向および反転方向へ間欠的に回転させると共
に、２つの研磨ロールと１つの研磨ロールとを相互に反
対方向へ回転させて該球体の表面を均一に研磨するよう
構成したことを特徴とする。また前記３つの研磨ロール
における各研磨面は、研磨すべき球体の直径より内側で
所要の中心角をもって対向しており、この中心角は約１
２０°に設定するのが好ましい。この場合に、前記３つ
の研磨ロールの回転中心は、その夫々が前記球体の外側
に仮想的に位置させた正三角形の各稜辺を対応的に通過
するようになっている。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に本発明に係る球体の研磨方法
およびその装置について、好適な実施例を挙げて、添付
図面を参照しながら以下説明する。図１は、好適な実施
例に係る球体の研磨装置の構成を示す縦断面図、図２
は、該研磨装置の平面図、図３は該研磨装置の概略を略
図的に示す説明図である。図示の実施例で研磨すべき球
体は、工業用フロートバルブの弁体として使用されるも
のであって、エボナイトを材質とする直径１０センチの
規格品である。

【０００８】図１において球体研磨装置１０は、回転自
在に略水平に軸支されて、第１の回転源１２に接続して
正転方向および反転方向へ間欠的に回転されるテーブル
１４を備えている。すなわち床面ＦＬに設置される台座
１６の中央部位に、所要直径の筒状支柱１８が立設さ
れ、この筒状支柱１８の上方外周に２個のラジアル軸受
２０,２０が上下の関係で配設されている。また上端に
フランジ２２を備えたスリーブ２４が、前記軸受２０,
２０を介して前記筒状支柱１８に水平回転自在に外挿支
持されている。このスリーブ２４のフランジ２２には所
要直径の円板状テーブル１４が載置固定され、該テーブ
ル１４の中心を筒状支柱１８の中心Ｃに整列させてい
る。なお前記筒状支柱１８の上端部は、前記テーブル１
４の中心に開設した円形通孔２６を貫通して、該テーブ
ル１４の上面と面位置を一致させてある。

【０００９】図１において、前記スリーブ２４の下方外
周にリングギヤ２８が固定され、このリングギヤ２８
は、前記筒状支柱１８に取付けた第１の回転源である電
気モータ１２により駆動されるピニオン３０に噛合して
いる。このモータ１２は、後述する電気的制御系３２に
接続して、正転方向および反転方向への回転指令を間欠
的に受けるようになっている。すなわち前記モータ１２
が回転すると、ピニオン３０とリングギヤ２８との噛合
作用下に前記スリーブ２４が前記筒状支柱１８の周りを
回転し、これに伴って前記テーブル１４も水平に回転し
得るものである。そして前記制御系３２からの指令に従
った前記モータ１２の正転および反転に伴い、前記テー
ブル１４は正転方向および反転方向へ間欠的に回転駆動
される。

【００１０】この場合のテーブル１４の回転数は、研磨
すべき球体の性状に依存して一定ではないが、例えば５
〜２３ＲＰＭの範囲から選定するのが好ましい。また前
記テーブル１４の回転方向を間欠的に切換えるインタバ
ルは、３〜６回置きに行なうのが推奨されるが、研磨す
べき球体の性状に依存して適宜変更させ得るものであ
る。なお図１に示す筒状支柱１８の下部側面には開口３
４が開設され、この開口３４にダクト３６が連通接続さ
れている。このダクト３６は図示しない空気吸引源に接
続して、後述する球体の研磨作業時に発生する塵埃を前
記筒状支柱１８の上部開放口１８ａから強制吸引した
後、該ダクト３６から外方へ排出し得るようになってい
る。

【００１１】前記テーブル１４の上面には、殊に図２に
示すように、所要の中心角をもって対向し、各対応の第
２の回転源３８,４０,４２に接続して個別に回転される
３つの研磨ロール４４,４６,４８が配設されている。例
えば第２の回転源は一般的に電気モータが好適に採用さ
れ、該モータ３８(４０,４２)の回転軸に研磨ロール４
４(４６,４８)が固定されている。このとき前記３つの
研磨ロール４４,４６,４８の研磨面は、図２から判明す
るように、研磨すべき球体５０の直径よりも内側に位置
し、約１２０°の中心角をもって対向している。そして
前記３つの研磨ロール４４,４６,４８の回転中心Ｃ₁，
Ｃ₂，Ｃ₃は、研磨すべき球体５０よりも外側に仮想的に
位置する正三角形(図２に破線で示す)の夫々の稜辺を通
過するようになっている。

【００１２】また夫々の研磨ロール４４,４６,４８は、
中央がくびれて鼓形をなす外周研磨面を有しており、そ
の研磨面は研磨すべき球体５０の外部球面に略合致する
円弧面を形成している。従って前記球体５０は、図２お
よび図３に略示される如く、約１２０°の中心角をもっ
て対向し合っている３つの研磨ロール４４,４６,４８の
研磨面上に安定した状態で共通的に載置される。すなわ
ちロール間隙が大き過ぎて該球体５０が落下したり、逆
にロール間隙が狭過ぎて飛び出したりしない間隙に調節
される。例えば、夫々の研磨ロール４４(４６,４８)の
直径を、研磨すべき球体５０の直径より充分大きい寸法
に設定しておけば、これらロールの回転により上方向に
作用する力と、該球体５０の重量により下方向へ作用す
る力とが平衡して、該球体５０は自ら回転しながらも一
定の位置に留まることになる。従って前記の要件を満す
限りは、異なる直径の球体５０の研磨に移行する場合
も、研磨ロール４４(４６,４８)を交換することなく共
用し得るものである。

【００１３】なお、研磨ロールの研磨面を、研磨すべき
ロットにおける球体５０の外部球面に略合致する円弧面
となるよう形成しておいてもよい。この場合は、例えば
１０センチのロットの球体５０の研磨が終了して、次に
９センチのロットの球体５０の研磨に移行するときに、
当該球体の外部球面に略合致する円弧面を備えた研磨ロ
ールに交換することになる。なお研磨面としては、布状
基材に研磨砂を塗布したサンダー面や、フェルトその他
ネル等の基材に起毛加工したバフ面が採用される。この
場合のサンダー面は、球体５０の仕上がり状況に応じて
＃６００の荒研磨用や、＃１０００の中研磨用等が選択
される。更に最終仕上げ用としてバフ面が使用され、こ
れはポリッシャーとして機能する。

【００１４】第２の回転源であるモータ３８,４０,４２
は、図１に示す制御系３２に電気的に夫々接続され、例
えば２基のモータ３８,４０に個別に設けた研磨ロール
４４,４６と、残りの１基のモータ４２に設けた研磨ロ
ール４８とを相互に反対方向へ回転させる制御を与える
ようになっている。この場合における研磨ロール４４,
４６,４８の回転数は、これも研磨すべき球体５０の性
状等の要素に大きく依存するが、一例として１７５０Ｒ
ＰＭが推奨される。

【００１５】次に、このように構成した球体研磨装置１
０を稼働させることで実施される球体の研磨方法につい
て説明する。ここで研磨されるべき球体５０は、先に述
べた如くエボナイトを材質とする直径１０センチの中実
球であるから、相当大きな質量を有している。この球体
５０を、図１および図３に示す球体研磨装置１０におけ
る３つの研磨ロール４４,４６,４８の上に載置する。す
なわち夫々の研磨ロールの鼓形をなす外周研磨面は、前
述の如く研磨すべき球体５０の外部球面に略合致する円
弧面となっているから、該球体５０は図２に示すよう
に、約１２０°の中心角をもって対向し合っている３つ
の研磨ロールの研磨面上に安定状態で共通的に載置され
る。

【００１６】この状態の下で、図示しないスイッチを投
入することで前記制御系３２が作動し、該制御系３２か
らテーブル１４を回転させる第１のモータ１２および３
つの研磨ロール４４,４６,４８を夫々回転させる第２の
モータ３８,４０,４２に電気的指令が与えられる。すな
わち第１のモータ１２は、前記制御系３２からの指令を
受けて、前記テーブル１４を例えば５〜２３ＲＰＭで回
転させると共に、その回転方向を３〜６回転毎に正方向
および反対方向へ間欠的に切り換える。また第２のモー
タ３８,４０,４２は、同じく前記制御系３２からの指令
を受けて、例えば１７５０ＲＰＭの速度で前記３つの研
磨ロール４４,４６,４８を夫々回転させる。但し、２つ
の研磨ロール４４,４６の回転方向と、残りの１つの研
磨ロール４８の回転方向とは、図２に示すように相互に
反対となるように制御される。

【００１７】このような２つの研磨ロール４４,４６お
よび１つの研磨ロール４８の相互に反対方向の回転によ
り、前記球体５０は一方では引き寄せる方向での研磨が
与えられると共に、他方では排斥する方向での研磨が与
えられる。しかも球体５０は相当大きな質量を有してい
るので、３つの研磨ロール４４,４６,４８の研磨面上に
載置された状態において、前記テーブル１４の水平回転
により加えられる外力に対し慣性により当該位置に止ま
ろうとする作用が働く。しかるにテーブル１４は、前記
の如く強制的に正方向への回転および反対方向への回転
を間欠的に反復するために、前記慣性により当該位置に
止まろうとしている球体５０に対して、前記３つの研磨
ロール４４,４６,４８が当接する位置も頻繁に変化する
ことになる。すなわち結果として球体５０の外表面は、
前記２つの研磨ロール４４,４６と１つの研磨ロール４
８とにおける相互に反対方向への回転と、これら３つの
研磨ロール４４,４６,４８の全体が間欠的に反復する正
転方向および反転方向への回転との相俟った作用によ
り、均一に研磨されることになる。しかも均一な研磨が
球体５０の全表面に亘って施されるために、該球体５０
に得られる真円度も極めて高いものとなる。

【００１８】なお研磨作業中に球体５０および研磨ロー
ル４４,４６,４８から発生する微細な粉塵ないし塵埃
は、図１に示す筒状支柱１８の上部開放口１８ａから強
制的に吸引され、ダクト３６を介して外方へ排出され
る。また夫々の研磨ロールの粗さには番手があり、前述
の如く該ロールのサンダー面は、球体５０の仕上がり状
況に応じて＃６００の荒研磨用や＃１０００の中研磨用
等が選択的に使用される。更に最終仕上げに際しては、
バフ面を有する研磨ロールに交換されて、ポリッシング
がなされる。また直径が異なるロットの球体５０を研磨
する場合は、当該球体５０の外部球面に略合致する円弧
面を備えた研磨ロールに交換することは前述した通りで
ある。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係る球体
の研磨方法およびその装置によれば、球体の平滑度およ
び真円度を極めて良好な値にまで向上させることができ
る。しかも作業者に熟練や勘を要することなく、研磨作
業の高い効率化を達成し得る優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る球体研磨装置の全体構造を示す縦
断面図である。

【図２】図１に示す研磨装置の平面図である。

【図３】研磨装置の概略構成を略図的に示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１２第１の回転源(電気モータ) １４テーブル３８,４０,４２第２の回転源(電気モータ) ４４,４６,４８研磨ロール３２制御系５０球体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者成定一則岐阜県揖斐郡池田町本郷680番地イノアックエラストマー株式会社内Ｆターム(参考） 3C058 AA03 AA11 AA16 AB01 AB04 AB06 CA02 CB01 CB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】個別に回転駆動される３つの研磨ロール
(44,46,48)における各研磨面を、研磨すべき球体(50)の
直径より内側で所要の中心角をもって略垂直に対向さ
せ、これら３つの研磨ロール(44,46,48)の上に前記球体(50)
を共通的に載置した状態で、２つの研磨ロール(44,46)
と１つの研磨ロール(48)とを相互に反対方向へ回転させ
ると共に、これら３つの研磨ロール(44,46,48)の全体を、水平面に
おいて正転方向および反転方向へ間欠的に回転させるよ
うにしたことを特徴とする球体の研磨方法。
【請求項２】前記３つの研磨ロール(44,46,48)におけ
る各研磨面が、前記球体(50)の直径より内側で対向し合
う中心角は約１２０°である請求項１記載の球体の研磨
方法。
【請求項３】前記３つの研磨ロール(44,46,48)の回転
中心(C₁,C₂,C₃)は、その夫々が前記球体(50)の外側に仮
想的に位置する正三角形の各稜辺を対応的に通過するよ
うになっている請求項１記載の球体の研磨方法。
【請求項４】回転自在に略水平に軸支され、第１の回
転源(12)に接続して正転方向および反転方向へ間欠的に
回転されるテーブル(14)と、このテーブル(14)の上に配設されて夫々の研磨面を所要
の中心角をもって対向させ、各対応の第２の回転源(38,
40,42)に接続して個別に回転される３つの研磨ロール(4
4,46,48)と、前記テーブル(14)を回転させる第１の回転源(12)および
前記３つの研磨ロール(44,46,48)を夫々回転させる第２
の回転源(38,40,42)に電気的に連繋して、該テーブル(1
4)を正転方向および反転方向へ間欠的に回転させると共
に、２つの研磨ロール(44,46)と１つの研磨ロール(48)
とを相互に反対方向へ回転させる制御を与える制御系(3
2)とからなり、前記３つの研磨ロール(44,46,48)の上に研磨すべき球体
(50)を共通的に載置した状態で、前記制御系(32)から第
１の回転源(12)および第２の回転源(38,40,42)に制御指
令を与えることで、前記テーブル(14)を正転方向および
反転方向へ間欠的に回転させると共に、２つの研磨ロー
ル(44,46)と１つの研磨ロール(48)とを相互に反対方向
へ回転させて該球体(50)の表面を均一に研磨するよう構
成したことを特徴とする球体の研磨装置。
【請求項５】前記３つの研磨ロール(44,46,48)におけ
る各研磨面は、研磨すべき前記球体(50)の直径より内側
で所要の中心角をもって対向している請求項４記載の球
体の研磨装置。
【請求項６】前記３つの研磨ロール(44,46,48)におけ
る各研磨面が、前記球体(50)の直径より内側で対向し合
う中心角は約１２０°である請求項５記載の球体の研磨
装置。
【請求項７】前記３つの研磨ロール(44,46,48)の回転
中心(C₁,C₂,C₃)は、その夫々が前記球体(50)の外側に仮
想的に位置する正三角形の各稜辺を対応的に通過するよ
うになっている請求項４記載の球体の研磨装置。