JP2005028513A - 被加工球の球形仕上げ加工方法及び被加工球の球形仕上げ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】素球の加工精度を高めると共に、コスト低減化を図ることを可能とした球形仕上げ加工方法及びその加工装置を提供することである。
【解決手段】互いに所定間隔を存して対向し、相対回転可能に配設した上側加工盤１と下側加工盤４の相互間に多数の被加工球１５を挟持し、前記上側加工盤１と下側加工盤４を相対回転させることにより、該上側加工盤１の対面１ａと下側加工盤４の対面４ａに備えた両ダイヤシート３，６間にて研削することで被加工球１５を球形仕上げ加工する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば軸受の転動体として使用されるボールであって、プレス成形などにより成形された成形球の帯取り（バリ取り）をし、球形仕上げをする加工方法の改良に関するものである。なお、本明細書において「シート」とは、「フィルム」の概念をも含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、軸受の転動体として使用されるボール（例えば鋼球等）は、次のような工程を経て製造される。
▲１▼材料（線材）→▲２▼球体成形→▲３▼フラッシング→▲４▼熱処理→▲５▼精研磨、ラッピング→▲６▼洗浄→▲７▼外観・品質検査→▲８▼ボール完成
従来、上記一連の工程中において、金型でプレス成形等することにより素球が得られる（▲２▼球体成形工程）が、金型の合わせ面などにより素球の外周には帯状などのバリ（成形球の余肉部）が生じる。
そこで、このバリを除去するため、従来種々の方法を講じていた（例えば上述の工程中の▲３▼フラッシング工程など）。
また、セラミックス素球を製造する場合、セラミックスの未焼結のボール（グリーンボールともいう）を、金型成形・ＣＩＰ成形（冷間等方加圧成形）等により成形するが、鋼球を製造する場合と同様に、型の合わせ面等には帯状などのバリが生じてしまう。
【０００３】
「第一の従来技術」
例えば、図３に示すように、互いに所定間隔を存して対向し、相対回転可能に配設した一対の加工盤（粗ダイヤ砥石盤）１００，２００相互間に、バリを有している素球３００を挟持し、前記一対の加工盤１００，２００を相対回転させることにより研削することで、素球３００のバリを除去し真球に近い球形仕上げをする方法が知られている。
「第二の従来技術」
また、図４に示すように、タンブラー４００又は攪拌容器５００に、メリア・ダイヤ砥粒６００・ラップ液７００と共に、バリを有する素球３００を投入し、混合攪拌して、素球３００のバリを除去し真球に近い球形仕上げをする方法も知られている。
しかし、第一の従来技術のように、砥石盤加工方式の場合、研削対象となる被加工球が素球３００なため砥石盤１００，２００に与えるダメージが大きく砥石盤１００，２００の磨耗が早く、かつダイヤ砥石盤１００，２００は高価であるためコスト的にも課題が残っていた。
また、第二の従来技術のように、混合攪拌方式の場合には、加工時間が掛かり大量処理は望めず、さらに混合撹拌時に、バリ除去のみならず、素球３００そのものに割れや欠けなどを生じてしまう事があった。
【０００４】
「第三の従来例」
また、図５に示すように、表面を研磨加工用の金網等の格子孔の粗面構成部材としたエンドレスベルト８０１及び裏面ガイド部材８０２からなる下側加工盤８００と、円盤状の上側加工盤９００とで構成されている加工装置を用い、上側加工盤９００と下側加工盤８００のエンドレスベルト８０１との間に素球３００を挟みこみ、上側加工盤９００を軸を中心に回転作動させると共に、下側加工盤８００のエンドレスベルト８０１を走行駆動させることで、素球３００のバリを除去し真球に研磨加工するものが先行技術として開示された（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３１４３０８号（段落番号００１６，図３等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１では、素球３００のバリ取り研磨用として、上述の通り、金網等の粗面構成部材としたエンドレスベルト８０１からなる下側加工盤８００を配し、上側加工盤９００と下側加工盤８００との間に挟みこんだ素球３００に、上側加工盤９００で押圧しつつ回転作動を加えていたものであるため、素球３００のバリ除去はされるが素球３００そのものも、金網等により損傷を負う可能性があった。
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、素球の加工精度を高めると共に、コスト低減化を図ることを可能とした球形仕上げ加工方法及びその加工装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明がなした技術的手段は、互いに所定間隔を存して対向し、相対回転可能に配設した一対の加工盤相互間に被加工球を挟持し、前記一対の加工盤を相対回転させることにより、該夫々の加工盤の対面に備えた両ダイヤシート間にて研削することで球形仕上げ加工することである。
前記一対の加工盤は、夫々の中心軸を偏心させて相対回転させるものとすることもできる。
前記加工方法に使用される加工装置は、例えば、被加工球を転動自在に挟持できるよう互いに所定間隔を存して対向させた一対の加工盤を相対回転可能に配設し、前記一対の加工盤の対面には、夫々ダイヤシートが配設されていることを特徴とする。前記一対の加工盤は、夫々の中心軸を偏心させて配設されているものとすることもできる。
一対の加工盤のいずれか一方若しくは双方の対面には、複数本の同心円状の被加工球案内溝を設けることもでき、この場合、前記案内溝にはダイヤシートを配設する。
ダイヤシートは、固定治具により着脱可能に加工盤の対面に張設されている構成が好ましい。
このように、被加工球（素球）のバリ取り研磨用としてダイヤシートを使用することにより、シート自体の弾性で、欠け、割れを生じない。
また、上側加工盤と下側加工盤を偏心させて相対回転させることにより、加工速度が速く量産も可能である。
また、ダイヤシートが経時的に摩耗・破損したとしても、ダイヤシートの価格が安価であると共に、再度張り替えれば済むため、結果的にコスト低減となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定して解釈されるものではなく本発明の範囲内において適宜設計変更可能である。また、本発明により、加工対象とされる被加工球（素球）は、セラミックス素球、鋼製素球など何等限定されない。
【０００９】
図１及び図２は、本発明加工方法及び加工装置の一実施形態で、金型でプレス成形等することにより得られた鋼製素球（被加工球）や、金型成形・ＣＩＰ成形（冷間等方加圧成形）等により得られたセラミックス素球（被加工球）を挟み込んで研削することにより、被加工球の外周に形成されている帯状などのバリを除去するもので、円盤状の上側加工盤１と、該上側加工盤１よりも大径状で、その中心軸５を上側加工盤１の中心軸２から偏心させると共に、所定間隔を存して対向させて配設した円盤状の下側加工盤４とで構成されている。
また、本実施形態では、上側加工盤１は固定（非回転）で、下側加工盤４は図示しない駆動機構を介して回転可能に構成されている。なお、本発明にあっては、少なくとも上側加工盤１と下側加工盤４のいずれか一方が回転可能に構成されていれば良く、上側加工盤１と下側加工盤４の双方共が回転可能に構成されているものであってもよく任意に選択できる。上側加工盤１と下側加工盤４は、図示しない駆動機構により上下方向に接離可能に構成されている。
本実施形態では、上側加工盤１と下側加工盤４を偏心させて配設しているが、これに限定されるものではなく、同一軸状に配設する構成も本発明の範囲内である。
なお、図中、１４はラップ液噴出用のノズルの一例を示す。
【００１０】
本実施形態では、上側加工盤１の対面（内面）１ａ及び下側加工盤４の対面（外面）４ａを夫々平面とすると共に、夫々の対面１ａ，４ａには、着脱自在な固定治具７，１１を介して所望粗さのダイヤシート３，６が張設されている。
ダイヤシート３，６は、所望なべースシート（支持体）上に、バインダを介して所望番手のダイヤモンド研磨砥粒を塗布して構成されている周知のシートが本発明の範囲内で採用され、特に限定はされない。
例えば、支持体として所望厚みのポリエステルフィルム、バインダとしてソフトバインダを採用する。砥粒番手は任意に設定される。
また、ダイヤシート３，６の加工盤対向面３ａ，６ａは、着脱自在な粘着剤を塗布してなるものが好ましいが限定はされない。
このように粘着剤を塗布してなる構成の場合には、その粘着剤の強度にもよるが、固定治具７，１１を使用しないものとすることも可能である。
なお、本実施形態では加工能率を向上させるために上側加工盤１と下側加工盤４の双方の対面１ａ，４ａにダイヤシート３，６を配設しているが、ダイヤシート３，６はいずれか一方の加工盤１又は４にのみ配設し、他方の加工盤は平面とすることも可能である。
【００１１】
上側加工盤１のダイヤシート３固定用の固定治具７は、外周固定治具８と中心固定治具９とで構成されている。以下、固定治具７の一例を説明する。
【００１２】
外周固定治具８は、上側加工盤１の外周面１ｂに着脱自在に嵌合され、下側加工盤４の対面４ａ方向に非接触状態に突出する突出壁８ａを設けると共に、上側加工盤１の対面１ａ方向に、該対面１ａとすきま１０を持って所望長さ突出する円環状のシート押さえ鍔８ｂを設けた上下開放の円筒状に形成されている。
本実施形態では、上側加工盤１の外周面１ｂに嵌合される構成としているが、所望な取り付け部材を介して着脱自在に取り付けられる構成を採用することも可能である。
中心固定治具９は、外周に下側加工盤４の対面４ａ方向に非接触状態に突出する円環状の突出壁９ａを設けた所望径の円盤状に形成され、図示しない所望な取り付け部材を介して上側加工盤の対面中心に着脱自在に取り付けられている。
すなわち、上側加工盤１の対面１ａと同径円形状に形成されたダイヤシート３を、該対面１ａ上に配した後、中心固定治具９で挟み込んでダイヤシート３の中心部分を押さえると共に、外周固定治具８のシート押さえ鍔８ｂでダイヤシート３の外周部分を押さえ込むことによりダイヤシート３を上側加工盤１の対面１ａに着脱自在に配設する。
なお、中心固定治具９の全体大きさ（径）と外周固定治具８のシート押さえ鍔８ｂの長さは、被加工球１５の加工スペースＳが出来る限り大きく得られるように形成するものとする。なお、中心固定治具９の突出壁９ａと外周固定治具８のシート押さえ鍔８ｂは、被加工球１５と接する部分のエッジを無くす構成としてもよい。
また、中心固定治具９は、上側加工盤１の中心軸２によってダイヤシート３を挟み込み固定する構成を採用することもでき、上側加工盤１に対して着脱自在な構成であれば本発明の範囲内で設計変更可能である。
外周固定治具８のシート押さえ鍔８ｂと上側加工盤１の対面１ａとの間のすきま１０は、ダイヤシート３を挟み込んで押さえることの出来る程度のすきまとする。
【００１３】
下側加工盤４のダイヤシート６固定用の固定治具１１は、下側加工盤４の外周面４ｂに着脱自在に嵌合され、下側加工盤４の対面４ａ方向に、該対面４ａとすきま１２を持って所望長さ突出する円環状のシート押さえ鍔１１ａを設けた上下開放の円筒状に形成されている。
すなわち、本実施形態では、シート押さえ鍔１１ａでダイヤシート６の外周部分を押さえ込むことによりダイヤシート６を下側加工盤４の対面４ａに着脱自在に配設する。
本実施形態では、下側加工盤４の外周面４ｂに嵌合される構成としているが、所望な取り付け部材を介して着脱自在に取り付けられる構成を採用することも可能である。
また、前記シート押さえ鍔１１ａと下側加工盤４の対面４ａとの間のすきま１２は、ダイヤシート６を挟み込んで押さえることの出来る程度のすきまとする。
【００１４】
本実施形態では、ダイヤシート３，６は、上側加工盤１と下側加工盤４の夫々の対面１ａ，４ａに接着することなく、固定治具７（８・９），１１を介して着脱可能に張設されているものであるため、経時的な使用によりダイヤシート３，６が摩耗・破損しても固定治具７（８・９），１１を加工盤１，４の対面１ａ，４ａから外すことで簡単に取り外し、新しいダイヤシートを張り替えることが出来る。
また、裏面側に着脱可能な粘着剤を塗布してなる場合も同様である。
【００１５】
そして、上側加工盤１と下側加工盤４のいずれか一方若しくは双方には、盤間から被加工球１５がこぼれ出さないように、脱落防止壁１３を設ける。本実施形態では、上側加工盤用ダイヤシート３の外周固定治具８の突出壁８ａ部分をもって被加工球脱落防止壁としている。
なお、本実施形態のように、固定治具８の突出壁８ａ部分を被加工球脱落防止壁１３として利用するものに限らず、これとは別に改めて脱落防止壁を設ける構成を採用することも可能である。
【００１６】
したがって、夫々の対面１ａ，４ａにダイヤシート３，６を配設した上側加工盤１と下側加工盤４の間に、外周に帯状などのバリを有している被加工球（例えばセラミックス素球，鋼製素球など）１５を所望数挟み込み、ノズル１４を介してラップ液を噴出させると共に、下側加工盤４を所望な回転数でもって回転作動させる。このように偏心加工を行う事で加工速度は促進される。また、ダイヤシート３，６の支持体及びバインダの弾性により素球１５自体の割れや欠けの生じる割合が極めて低くなり歩留まりもよい。
また、ダイヤシート３，６は、固定治具７，１１を外すことで容易に取り外すと共に、新たに張り替えることができるため、経時的な使用でダイヤシート３，６が摩耗、破損しても、安価なダイヤシートを簡単に張替え作業できる。よって、従来技術として知られていたダイヤ砥石盤と比して低コストで加工ができる。
また、本実施形態では、上側加工盤１の対面１ａに配設したダイヤシート３が、該対面１ａと同径の円形状としたが、少なくとも被加工球１５の加工スペースＳ内に配設されていればよいため、例えば、中心固定治具９で内径周縁を押さえ込むことのできるように、中心部分を中心固定治具９よりも僅かに小径とする穴を有したドーナツ状に形成してもよい。また、中心固定治具９は図示例よりも小径とすることにより加工スペースＳを広く確保してもよい。
【００１７】
さらに、図示はしないが、上側加工盤１の対面１ａと下側加工盤４の対面４ａのいずれか一方若しくは双方に、複数本の被加工球案内溝を同心円状に設けても良く、上記実施形態と同様の作用効果が期待できる。
このような実施形態を採用する場合には、加工盤１，４に直接ダイヤシート３，６を接着しても良いが、例えば加工盤対面１ａ，４ａとダイヤシート３，６のいずれか一方若しくは双方に着脱自在な介在物、例えば着脱自在な粘着シート（あるいは粘着剤を塗布してもよい。）を介してダイヤシート３，６を着脱自在に配設するものとすると、ダイヤシートの張替えが可能となり好ましい。
被加工球案内溝を一方の加工盤１又は４にのみ設ける場合、下側加工盤４に設けるものとすると、加工開始時に被加工球１５を被加工球案内溝に並べてから上側加工盤１を加工させて加圧できる。ただし、上側加工盤１にのみ被加工球案内溝を設けるものとすることもでき本発明の範囲内である。
なお、被加工球案内溝を一方にのみ設ける構成を採用する場合、加工能率を考えると、溝のあるほうに少なくともダイヤシートを配設して砥石盤とした方が良いが、被加工球案内溝にダイヤシートを配設して砥石盤とすると共に、溝のない平面の加工盤側にもダイヤシートを配設して砥石盤とする方がさらに加工能率がよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、素球の加工精度を高めると共に、コスト低減化を図ることを可能とした球形仕上げ加工方法及びその加工装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略断面図。
【図２】本発明の一実施形態を示す概略斜視図。
【図３】第一の従来技術を示す概略図。
【図４】第二の従来技術を示す概略図。
【図５】第三の従来技術を示す概略図。
【符号の説明】
１：上側加工盤
１ａ，４ａ：対面
２，５：中心軸
４：下側加工盤
３，６：ダイヤシート
７，１１：固定治具
８：外周固定治具
９：中心固定治具
１５：被加工球（素球）

Claims (6)

1. 互いに所定間隔を存して対向し、相対回転可能に配設した一対の加工盤相互間に被加工球を挟持し、
   前記一対の加工盤を相対回転させることにより、該夫々の加工盤の対面に備えた両ダイヤシート間にて研削することで球形仕上げ加工することを特徴とする被加工球の球形仕上げ加工方法。
2. 一対の加工盤の夫々の中心軸を偏心させて相対回転させることを特徴とする請求項１に記載の球体の帯取り加工方法。
3. 被加工球を転動自在に挟持できるよう互いに所定間隔を存して対向させた一対の加工盤を相対回転可能に配設し、
   前記一対の加工盤のいずれか一方もしくは双方の対面には、ダイヤシートが配設されていることを特徴とする被加工球の球形仕上げ加工装置。
4. 一対の加工盤は、夫々の中心軸を偏心させて配設されていることを特徴とする請求項３に記載の被加工球の球形仕上げ加工装置。
5. 一対の加工盤のいずれか一方若しくは双方の対面には、複数本の同心円状の被加工球案内溝を設け、該案内溝にはダイヤシートが配設されていることを特徴とする請求項３又は４のいずれかに記載の被加工球の球形仕上げ加工装置。
6. ダイヤシートは、固定治具により着脱可能に加工盤の対面に張設されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の被加工球の球形仕上げ加工装置。

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