JP2005342815A - 球体研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１工程で研磨加工される１ロット内の被加工球体群中の偶数角形状球体や奇数角形状球体を減少させ、さらに高精度要求に対応し得る球体研磨装置を提供する。
【解決手段】固定盤体８に同心状で環状の円弧溝９ｂとＶ形溝９ａを交互に設け、砥石面７ａを備えた回転盤体７との間で所定の研磨通路１０を構成し、該研磨通路は、半径方向内側のグループＧ１と外側のグループＧ２に分けられ、第１振分け供給通路２３を介して前記半径方向内側のグループＧ１の研磨通路１０に供給された球体は、第１振分け排出通路３０を介してストレージコンベアの第２振分け搬送路１７に返送され、次回の研磨工程では前記球体が直前に送り込まれた前記第１振分け供給路２３とは異なる第２振分け供給路２４を介して半径方向外側のグループＧ２の研磨通路１０へ供給される。
【選択図】図３

Description

本発明は、球体研磨装置、特に玉軸受等に使用される球体（例えば、鋼球，セラミックス，超硬，被覆された球体など）を研磨する球体研磨装置に関する。

転がり玉軸受等に使用される鋼球などの球体は、球体の径寸法や真球度を向上させるため、球体研磨装置を用いて数回研磨作業が繰り返し行われた後に提供されている。球体研磨装置は、例えば、ストレージコンベアと、固定盤体と回転砥石盤体からなる研磨機構とで構成されており、１回の研磨作業で研磨される約数十万個の被加工球体がストレージコンベアに収容され、該ストレージコンベアから、回転砥石盤体と固定盤体との間に形成されている複数本の同心環状の球体転送溝からなる研磨通路に送り込まれ、回転砥石盤体と固定盤体との間で加圧挟持されつつ研磨処理を受けた後にストレージコンベアへと排出され、再度この研磨処理工程を繰り返し行うことで徐々に球体の径寸法や真球度を向上させるものである。

この種の球体研磨装置として、例えば特許文献１に開示されている球体研磨装置が知られている。
特許文献１に開示の球体研磨装置は、従前の球体研磨装置の抱えていた課題を解決するために改良された有用な構成を有している。
すなわち、特許文献１が提供される以前の従前の球体研磨装置は、回転砥石盤体と固定盤体との間に形成される研磨通路として、断面視円弧形状の溝若しくは断面視Ｖ形状の溝のいずれか一種のみからなる球体転送溝が用いられていた。
一般にストレージコンベアに収容される多数の被加工球体には、偶数角や奇数角を持つ形状の被加工球体が混在しており、これら双方の被加工球体を一種類の溝形状を持つ球体転送溝からなる研磨通路のみで真球度を向上させるべく研磨加工することは困難で、研磨加工された球体寸法相互間でバラツキが生じていた。
なお、「偶数角形状の球体」若しくは「奇数角形状の球体」とは、球体の中心を通る任意の拡大断面で見た場合に現れる平面形状が、大略偶数角形状若しくは大略奇数角形状となっているものをいい、粗研削した状態の多数の球体にはこのような形状のものが混在している。

そこで、特許文献１では、このような課題を解決するために、回転盤体と固定盤体の少なくとも一方に、複数本の同心状の球体転走溝を形成し、前記複数本の球体転走溝は、前記盤体の球体転走溝形成面全体でみて、球体転走溝内の球体が両盤体に挟圧されて２点接触支持あるいは近似２点接触支持となる溝断面形状の球体転走溝と、３点接触支持あるいは近似３点接触支持となる溝断面形状の球体転走溝とで構成される研磨通路を備える構成としている。すなわち、盤体に形成した複数本の球体転走溝が同一の溝断面形状でなく、１つの盤体に２点あるいは近似２点支持の溝と３点あるいは近似３点支持の溝とが併設されているので、ストレージコンベヤ内でランダムに混合された奇数角形状および偶数角形状の被加工球体は、ある時は３点あるいは近似３点支持の溝に入って研磨加工され、またある時は２点あるいは近似２点支持の溝に入って研磨加工され、この動作が多数回繰り返し行われることになり、これによって奇数角形状のものも偶数角形状のものも共に高精度な球体に研磨されるとしたものである。
特許第３２２５５４８号公報

このように従前の課題を解決し得る特許文献１に開示の技術的手段であってもさらに解決すべく課題が残っている。
すなわち、例えば２点接触支持あるいは近似２点接触支持となる溝断面形状の球体転走溝からなる研磨通路にて研磨されストレージコンベアへと排出された被加工球体は、次に３点接触支持あるいは近似３点接触支持となる溝断面形状の球体転走溝からなる研磨通路に供給されるとは限らず、繰り返し前記同様の２点接触支持あるいは近似２点接触支持となる溝断面形状の球体転走溝からなる研磨通路に供給されて研磨される可能性もあり、また３点接触支持あるいは近似３点接触支持となる溝断面形状の球体転走溝からなる研磨通路にて研磨されて排出された被加工球体は、繰り返し前記同様の３点接触支持あるいは近似３点接触支持となる溝断面形状の球体転走溝からなる研磨通路に供給されて研磨される可能性があったため、１工程で研磨加工された被加工球体の中には、偶数角形状や奇数角形状の球体が存することがあった。
昨今のコンピュータ関連機器として使用されるＨＤＤ（ハードディスク）装置等に使用される玉軸受としては、いわゆる非同期振動成分（Non Repeated Run Out)に対する要求精度が厳しくなってきている。非同期振動成分とは、玉軸受の回転に非同期に出る振動成分である。特定の非同期振動成分は、１ロット内の各球体の寸法のバラツキである球体の寸法相互差を小さくすることにより減少させることができる。

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あり、その目的とするところは、１工程で研磨加工される１ロット内の被加工球体群中の偶数角形状球体や奇数角形状球体を減少させ、さらに高精度要求に対応し得る球体研磨装置を提供することにある。

前記課題を解決するためになした第１の発明は、球体収容搬送機構に収容された被加工球体を、互いに所定間隔を有して対向している回転盤体と固定盤体との間に球体供給手段を介して複数列で供給し、かつこの両盤体により加工圧を加えて研磨加工し、前記両盤体から球体排出手段を介して排出された被加工球体を前記球体収容搬送機構に戻して再び前記両盤体間に供給し、この動作を繰り返すように構成した球体研磨装置において、前記回転盤体と固定盤体の少なくとも一方若しくは双方には、複数本の同心状の球体転走溝を設けて複数列の研磨通路を形成し、前記複数列の研磨通路は、前記盤体の球体転走溝形成面全体で見て、球体転走溝内の被加工球体が両盤体にて２点接触若しくは近似２点接触にて圧接される溝断面形状の球体転走溝と、３点接触若しくは近似３点接触にて圧接される溝断面形状の球体転走溝とで構成されており、前記球体供給手段は、球体収容搬送機構から送り出された被加工球体を、複数列の研磨通路へと振り分けて送り込む複数の振分け供給通路を有し、前記球体排出手段には、前記振分け供給通路を介して送り込まれた研磨通路から排出された被加工球体を、球体収容搬送機構へと振分け排出する複数の振分け排出通路を有し、前記球体収容搬送機構には、前記複数の振分け排出通路から排出された夫々の被加工球体を、該被加工球体が直前に送り出された振分け供給通路とは異なる他の振分け供給通路へと振分け案内する複数の振分け搬送路を有していることを特徴とする球体研磨装置としたことである。
すなわち、本発明によれば、研磨通路から排出された被加工球体を、先に送り込まれた研磨通路とは異なる溝形状の研磨通路へと積極的に振分け案内することができるため、例えば、２点接触溝から２点接触溝、３点接触溝から３点接触溝のように、同じ溝形状の研磨通路へと繰り返し入る確率をより少なくすることができる。従って、上述のように積極的に異なる溝形状の研磨通路を介して被加工球体を効率よく研磨加工することができるため、偶数角形状や奇数角形状を無くし、球体の真円真球度を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、複数の振分け供給通路、複数の振分け排出通路及び複数の振分け搬送路は、夫々仕切板によって区分けされていることを特徴とする球体研磨装置としたことである。

第３の発明は、第１の発明において、研磨通路は、異なる球体転送溝形状を備えた半径方向内側のグループと半径方向外側のグループとに分けられ、球体供給手段は、前記固定盤体の側面の少なくとも１ヶ所に設けられた半径方向の球体供給排出部に連絡され、前記複数の研磨通路の半径方向内側のグループに接続されると共に当該半径方向内側のグループに被加工球体を供給する第１振分け供給通路と、前記複数の研磨通路の半径方向外側のグループに接続されると共に当該半径方向外側のグループに被加工球体を供給する第２振分け供給通路とを有し、球体排出手段は、前記球体供給排出部に連絡され、前記研磨通路の半径方向内側のグループに接続されると共に当該半径方向内側のグループで研磨された被加工球体を排出する第１振分け排出通路と、前記複数の研磨通路の半径方向外側のグループに接続されると共に前記半径方向外側のグループで研磨された被加工球体を排出する第２振分け排出通路とを有し、球体収容搬送機構は、前記球体供給手段と前記球体排出手段との間に設けられており、前記第２振分け排出通路を前記第１振分け供給通路に接続して前記被加工球体を搬送する第１振分け搬送路と、前記第１振分け排出通路を前記第２振分け供給通路に接続して前記被加工球体を搬送する第２振分け搬送路を有することを特徴とする球体研磨装置としたことである。

第４の発明は、第３の発明において、研磨通路は、非回転の固定盤体の軸中心に同心で複数配された第１環状溝と、前記固定盤体に同軸的に対向して回転する砥石体からなる回転盤体に、前記第１環状溝と同心で対向して複数配された第２環状溝とにより構成されていることを特徴とする球体研磨装置としたことである。

第５の発明は、第１乃至第４のいずれかの発明において、研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、隣接する溝１本ずつ交互に円弧溝形状とＶ形溝形状にしたことを特徴とする球体研磨装置としたことである。

第６の発明は、第１乃至第４のいずれかの発明において、研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、円弧溝形状，Ｖ形溝形状および角形溝形状の混在形としたことを特徴とする球体研磨装置としたことである。

第７の発明は、第１乃至第４のいずれかの発明において、研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、隣接する溝１本ずつ交互に円弧溝形状と、円弧溝形状の溝底に円周方向に延びる凹状の逃げを持つ溝形状にしたことを特徴とする球体研磨装置としたことである。

第８の発明は、第１乃至第６のいずれかの発明において、研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、該溝の円周方向長さの一部分について異なる形状としたことを特徴とする球体研磨装置としたことである。

第９の発明は、第８の発明において、研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、該溝の円周方向長さの約１／２を円弧溝形状とし、残りをＶ形溝形状としたことを特徴とする球体研磨装置としたことである。

第１０の発明は、第８の発明において、研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、該溝の円周方向長さの約１／２を円弧溝形状とし、残りの円周方向約１／２を円弧溝形状の溝底に円周方向に延びる凹状の逃げを持つ溝形状としたことを特徴とする球体研磨装置としたことである。

本発明によれば、先に送り込まれた研磨通路とは異なる溝形状の研磨通路へと積極的に被加工球体を振分け案内して研磨加工することができるため、例えば、２点接触溝から２点接触溝、３点接触溝から３点接触溝のように、同じ溝形状の研磨通路へと繰り返し入る確率をより少なくすることができる。従って、上述のように積極的に異なる溝形状の研磨通路を介して被加工球体を効率よく研磨加工することができるため、１ロット中の被加工球体の偶数角や奇数角を減少させることができる。

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解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。

本発明の実施の形態に係る球体研磨装置は、例えば図１に示すように、ベッド１上の一端側に軸支部２がボルトで固定されており、該ベッド１上の他端側には支持部３がボルトで固定されている。
軸支部２には図示しない駆動軸が回転自在に軸支されている。
支持部３に面する前記駆動軸の一端には、被加工球体（例えば、鋼球，セラミックス，超硬，被覆された球体など）を研磨する砥石体からなる回転盤体７が取り付けられており、該駆動軸の他端には駆動軸プーリ４が取り付けられている。ベッド１の中には図示しない駆動モータが配されており、回転盤体７は駆動モータにより駆動軸プーリ４を介して駆動される。

支持部３には、軸支部２に回転可能に軸支された駆動軸と同軸的に図示しない軸が長手方向に移動自在に支持されている。
軸支部２に面する前記図示しない軸の一端には、固定盤体８が取り付けられている。
固定盤体８は、前記回転盤体７と略同一外径の円盤状に形成されると共に、前記回転盤体７と共に所定の研磨通路１０を形成している。
固定盤体８は、支持部３内に配された適宜な機構により回転盤体７に向かって押圧され、これにより、回転盤体７及び固定盤体８による被加工球体の研磨加工圧力が、例えば粗加工、中加工及び仕上げ加工の３段階に調整される。
なお、本実施例では、図のように両盤体１０，２０の軸線が水平なもの（横軸型）としているが、両盤体１０，２０の軸線が垂直となったもの（縦軸型）でもよい。
一方、ベッド１の他端に隣接して台５が配されており、本実施形態では、台５の上には台座６を介して球体収容搬送機構（ストレージコンベア）１１が載置されている。
以下、本発明の実施の形態に係る球体研磨装置の要部構成を説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る球体研磨装置の要部の斜視図である。

本実施例において球体研磨装置の要部構成は、図２に示すように、ストレージコンベア１１、球体供給手段１８、球体排出手段２５、及び回転盤体７と固定盤体８との間に形成された研磨通路１０にある。

ストレージコンベア（回転コンベア）１１は盆状をなしており、中央部に回転センター部１２を有する図示しない反時計方向に回転自在な円状底部と、円状底部の外周に円状底部と別体に配されていると共に静止した外周枠１３とを有している。
回転センター部１２と外周枠１３の間には、外周枠１３と同心状に仕切板（中間枠）１４が配されており、仕切板１４は、固定部材１５により固定且つ保持されている。
ストレージコンベア１１の台座６内には、回転センター部１２及び円状底部を回転させる図示しない回転機構が組み込まれている。
このストレージコンベア１１内には、１工程に収容可能な被加工球体が１ロットとして、例えば数十万個程度収容されており、研磨加工される被加工球体Ｂ…は例えば直径１〜３ｍｍである。

上述のように、回転センター部１２と外周枠１３の間に仕切板１４を設けることにより、仕切板１４と外周枠１３との間には、第１振分け搬送路１６が環状に形成され、回転センター部１２と仕切板１４との間には、第２振分け搬送路１７が形成される。
この仕切板１４は、第１振分け搬送路１６と、第２振分け搬送路１７の球体収用スペースを略同一とするように形成してもよく、また前記球体収容スペースを異にするように形成してもよく特に限定はされない。
前記ストレージコンベア１１には、球体排出手段２５の振分け排出通路（例えば後述する第１振分け排出通路３０）から排出された夫々の被加工球体Ｂを、該被加工球体Ｂが直前に送り出された球体供給手段１８の振分け供給通路（例えば第１振分け供給通路２３）とは異なる他の振分け供給通路（例えば第２振分け供給通路２４）へと振分け案内する振分け搬送路（例えば第２振分け搬送路）を有しているものであれば本発明の範囲内であり特に限定されない。
なお、ストレージコンベアは、円形コンベアに限らず、直線状等のベルトコンベアからなっていてもよい。

球体供給手段１８として、本実施例では図示する球体供給シュート１９を採用し、前記固定盤体８に切欠き形成されている球体供給排出部８ｄと、ストレージコンベア１１の球体排出部Ｓ１側（コンベア上流側）との間にわたり、該球体供給排出部８ｄと球体排出部Ｓ１側との双方に連通し、かつ該球体供給排出部８ｄ方向に向かって下り傾斜状に掛け渡されている。

球体供給シュート１９は、長尺板体の両側に両側壁２１を立上げ形成してなる断面視略コ字状のシュート本体２０と、該本体２０の球体流通方向に延設されると共に、該本体２０の幅方向中央に備えられる仕切板２２とで構成され、該仕切板２２により、第１振分け供給通路２３と第２振分け供給通路２４の２つの通路が形成されている。
なお、前記仕切板２２は、第１振分け供給通路２３と、第２振分け供給通路２４の球体流通スペースを略同一とするように形成してもよく、また前記球体流通スペースを異にするように形成してもよく特に限定はされない。

第１振分け供給通路２３は、前記ストレージコンベア１１の第１振分け搬送路１６に連通状に接続され、第２振分け供給通路２４は、第２振分け搬送路１７に連通状に接続され、さらに第１振分け供給通路２３の先端は、固定盤体８の複数の研磨通路１０のうち半径方向内側のグループＧ１に接続され、第２振分け供給通路２４の先端は、固定盤体８の複数の研磨通路１０のうち半径方向外側のグループＧ２に接続されている。

球体排出手段２５として、本実施例では図示する球体排出シュート２６を採用し、前記固定盤体８に切欠き形成されている球体供給排出部８ｄと、ストレージコンベア１１の球体受入れ側Ｓ２（コンベア下流側）との間にわたり、該球体供給排出部８ｄと球体受入れ側Ｓ２との双方に連通し、かつ該球体受入れ側Ｓ２方向に向かって下り傾斜状に掛け渡されている。

球体排出シュート２６は、長尺板体の両側に両側壁２８を立上げ形成してなる断面視略コ字状のシュート本体２７と、該本体２７の球体流通方向に延設されると共に、該本体２７の幅方向中央に備えられる仕切板２９とで構成され、該仕切板２９により、第１振分け排出通路３０と第２振分け排出通路３１の２つの通路が形成されている。
なお、前記仕切板２９は、第１振分け排出通路３０と、第２振分け排出通路３１の球体流通スペースを略同一とするように形成してもよく、また前記球体流通スペースを異にするように形成してもよく特に限定はされない。

第１振分け排出通路３０は、固定盤体８の複数の研磨通路１０の半径方向内側のグループＧ１に接続され、第２振分け排出通路３１は、固定盤体８の複数の研磨通路１０のうち半径方向外側のグループＧ２に接続され、さらに第１振分け排出通路３０の先端は第２振分け搬送路１７の球体受入れ側Ｓ２（コンベア下流側）上に位置しており、第２振分け排出通路３１の先端は第１振分け搬送路１６の球体受入れ側Ｓ２（コンベア下流側）上に位置している。

また、球体供給シュート１９と球体排出シュート２６との間において、板状のストッパ３２が外周枠１３に固定されている。

研磨通路１０は、本実施例では、図４に示すように、回転盤体７の砥石面７ａと固定盤体８に形成されている複数列の球体転送溝９とで構成されている。
研磨通路１０は、前記固定盤体８の球体転走溝形成面８ａ全体で見て、球体転走溝９内の被加工球体Ｂが両盤体７，８にて３点接触若しくは近似３点接触にて圧接される溝断面形状の球体転走溝９（９ａ）と、２点接触若しくは近似２点接触にて圧接される溝断面形状の球体転走溝９（９b）とで構成されている。
本実施例では、回転盤体７に球体転走溝は形成されず、固定盤体８にのみ球体転送溝９としてのＶ形溝９ａと円弧溝９ｂとが交互に、かつ、同心状に、前記球体供給排出部８ｄの相対向する両縁部８ｅ，８ｆに夫々の溝両端が開口状に臨んで形成されている。
なお、本実施例では、固定盤体８にのみ球体転送溝９を形成しているが、回転盤体７と固定盤体８の双方に球体転送溝９を形成してもよく、また回転盤体７にのみ球体転送溝９を形成することもできる。

そして、本実施例では、図中符号Ｇ１で示す研磨通路群を半径方向内側のグループ、Ｇ２で示す研磨通路群を半径方向外側のグループとする。
また、本実施例で半径方向内側のグループＧ１には、固定盤体８の内径８ｂ側から円弧溝９ｂ・Ｖ形溝９ａ・円弧溝９ｂと順に形成されており、半径方向外側のグループＧ２には、固定盤体８の外径８ｃ側からＶ形溝９ａ・円弧溝９ｂ・Ｖ形溝９ａと順に形成されている。
すなわち、固定盤体８の内径８ｂ側から外径８ｃ側に向かって、円弧溝９ｂとＶ形溝９ａが交互に備えられていることとなる。
なお、各球体転送溝９の並びは限定されるものではなく、任意に設計変更可能である。

従って、球体供給シュート１９の第１振分け供給通路２３から、両盤体７，８間に供給された被加工球体Ｂ，Ｂは、両盤体７，８に加圧挟持されつつ、半径方向内側のグループＧ１の研磨通路１０のうち、Ｖ形溝９ａと円弧溝９ｂのいずれかを転走して研磨加工され、一方、球体供給シュート１９の第２振分け供給通路２４から、両盤体７，８間に供給された被加工球体Ｂ，Ｂは、両盤体７，８に加圧挟持されつつ、半径方向外側のグループＧ２の研磨通路１０のうち、Ｖ形溝９ａと円弧溝９ｂのいずれかを転走して研磨加工される。

ここでＶ形溝９ａに入った被加工球体Ｂは、両盤体７，８に対して３点接触で研磨加工されるため、特に３角形状および奇数角形状の球体の真円真球精度が向上する。一方円弧溝９ｂに入った被加工球体Ｂは、両盤体７，８と近似２点接触で研磨加工されるため、特に２角形状および偶数角形状の精度が向上する。
前述したように多数の被加工球体Ｂはストレージコンベヤ１１内でランダムに混合されて繰り返し数十回から数百回も両盤体７，８間へ送り込まれ、しかもＶ形溝９ａ，円弧溝９ｂは交互に配列されており、かつ、第１振分け排出通路３０（または第２振分け排出通路３１）から排出された被加工球体Ｂは、該被加工球体Ｂが直前に送り出された第１振分け供給通路２３（または第２振分け供給通路２４）とは異なる第２振分け供給通路２４（または第１振分け供給通路２３）へと第２振分け搬送路１７（または第１振分け搬送路１６）を介して振分け案内されるため、個々の被加工球体Ｂはこの繰返し中に特定の溝にのみ集中して入ることはない。従って、３角形状、奇数角形状および２角形状，偶数角形状を有する球体の真円真球度が向上するため、従来のように溝形状の異なる研磨通路を備えた別の球体研磨装置による研磨加工をしなくても従来にない高精度球体を得ることができる。

以下、図１乃至図４を参照して本実施例の球体研磨装置の作動を詳しく説明する。

ストレージコンベア１１の作動により、第１振分け搬送路１６から被加工球体Ｂが球体供給シュート１９の第１振分け供給通路２３を介して半径方向内側のグループＧ１の研磨通路１０に供給される。
そして、半径方向内側のグループＧ１の研磨通路１０に供給された被加工球体Ｂは、前述のように固定盤体８を回転盤体７に押圧しつつ回転盤体７を回転させることにより該研磨通路１０で研磨され、この研磨された被加工球体Ｂは、球体排出シュート２６の第１振分け排出通路３０を介してストレージコンベア１１の第２振分け搬送路１７に返送される。

また、上記同様に、ストレージコンベア１１の作動により、第２振分け搬送路１７から被加工球体Ｂが球体供給シュート１９の第２振分け供給通路２４を介して半径方向外側のグループＧ２の研磨通路１０に供給される。
そして、半径方向外側のグループＧ２の研磨通路１０に供給された被加工球体Ｂは、前述のように固定盤体８を回転盤体７に押圧しつつ回転盤体７を回転させることにより該研磨通路１０で研磨され、この研磨された被加工球体Ｂは、球体排出シュート２６の第２振分け排出通路３１を介してストレージコンベア１１の第１振分け搬送路１６に返送される。

従って、前記ストレージコンベア１１の第２振分け搬送路１７に返送された被加工球体Ｂは、球体供給シュート１９方向へと送られ、該球体供給シュート１９の第１振分け供給通路２３に送り出され、他方前記ストレージコンベア１１の第１振分け搬送路１６に返送された被加工球体Ｂは、球体供給シュート１９方向へと送られ、該球体供給シュート１９の第２振分け供給通路２４に送り出されるため、夫々の被加工球体Ｂは、常に夫々の被加工球体Ｂが直前に送り出された振分け供給通路とは異なる振分け供給通路へと振分け案内される。
すなわち、直前の研磨工程で半径方向外側のグループＧ２の研磨通路１０に供給されて研磨された被加工球体Ｂは、半径方向内側のグループＧ１の研磨通路１０に供給されて研磨され、他方直前の研磨工程で半径方向内側のグループＧ１の研磨通路１０に供給されて研磨された被加工球体Ｂは、半径方向外側のグループＧ２の研磨通路１０に供給されて研磨されることとなる。
このように本実施例によれば、複数の研磨通路１０の半径方向外側のグループＧ２と半径方向内側のグループＧ１とを被加工球体Ｂが交互に経由することとなるので、被加工球体Ｂの加工研磨条件の平準化を図ることができる。

ここで、特に図示はしないが本実施例１の変形例を説明する。
「変形例１」
本実施例１では、上述の通り、ストレージコンベア１１に第１振分け搬送路１６と第２振分け搬送路１７を形成し、球体供給シュート１９に第１振分け供給通路２３と第２振分け供給通路２４を形成し、球体排出シュート２６に第１振分け排出通路３０と第２振分け排出通路３１を形成したことにより、２系統の球体流路を構成し、この２系統の球体流路が、半径方向外側のグループＧ２の研磨通路１０と半径方向内側のグループＧ１の研磨通路１０に連絡されている構成としているが、振分け搬送路、振分け供給通路及び振分け排出通路を夫々３つ以上の通路に形成して３系統以上の球体流路を構成し、これらを任意の組合せで半径方向外側のグループＧ２の研磨通路１０と半径方向内側のグループＧ１の研磨通路１０に連絡することも可能で本発明の範囲内で設計変更可能である。

「変形例２」
また、複数の研磨通路を半径方向内側のグループ、半径方向中側のグループ、半径方向外側のグループと３つのグループに分けることも可能である。
この時、そのグループ数に対応する数の振分け搬送路、振分け供給通路及び振り分け排出通路を備えるものとすると共に、あるグループの研磨通路に供給されて排出された被加工球体は、直前の振分け供給通路とは異なる振分け供給通路へと連絡する振分け搬送路へと排出され、直前に供給された研磨通路とは異なる研磨通路により研磨されるものとする。
すなわち、例えば半径方向外側のグループの研磨通路で研磨された被加工球体は、次に半径方向内側のグループの研磨通路に供給され、半径方向内側のグループの研磨通路で研磨された被加工球体は、次に半径方向中側のグループの研磨通路に供給され、そして半径方向中側のグループの研磨通路で研磨された被加工球体は、次に半径方向外側のグループの研磨通路に供給される構成を採用する。これによれば、被加工球体は、常に３つのグループの研磨通路に順に供給されることとなる。
この場合、夫々のグループ毎に異なる溝形状の球体転送溝を備えた研磨通路とすると毎回の研磨工程毎に異なる溝形状の研磨通路によって研磨されるため研磨精度が高くなる。なお、この構成を採用するために、前記のように仕切板によって複数の通路に区分けする構成ではなく、別個の球体収容搬送機構、球体供給手段及び球体排出手段を夫々備えるものとすることも本発明の範囲内である。
さらに４個以上のグループに分けることも本発明の範囲内で設計変更可能である。

「変形例３」
さらに、上述の通り研磨通路を複数のグループに分けて、各グループ毎に振分け供給通路と振分け排出通路及び振分け搬送路からなる球体通路を接続する構成ではなく、各研磨通路毎に接続される一本ずつの球体通路を設ける構成を採用することも可能である。
この場合にあっても上述した変形例２と同様に、ある一つの振分け供給通路からある一つの研磨通路に供給されて排出された被加工球体は、前記した直前の振分け供給通路とは異なる振分け供給通路へと連絡する振分け搬送路へと排出され、直前に供給された研磨通路とは異なる研磨通路により研磨されるものとする。従って、次に供給される研磨通路は、直前に供給された研磨通路の溝形状とは異なる溝形状となるように設計される。

図５は実施例２の要部を示す部分拡大断面図で、本実施例は、実施例１と研磨通路１０構成を異にするものである。その他の構成作用効果は実施例１と同様であるため説明は省略する。
本実施例では、実施例１における球体転送溝９としてのＶ形溝９ａに代えて溝底部中央に凹状の逃げ部９ｄをもつ逃げ溝付き円弧溝９ｃとしてある。すなわち、当該逃げ溝付き円弧溝９ｃと、逃げ溝（逃げ部９ｄ）を備えていない円弧溝９ｂとが、固定盤体８の内径８ｂ側から外径８ｃ側に向けて交互に備えられている。
前記逃げ部９ｄは、断面視矩形状に形成されると共に円弧溝９ｂの周方向全周にわたって連続して形成されている。
このような逃げ部９ｄが形成された逃げ溝付き円弧溝９ｃと平坦な回転盤体７の砥石面７ａとにより被加工球体Ｂは近似３点接触により加圧挟持され、被加工球体３ｂは実施例１と同様に近似２点接触で研磨加工される。
従って、円弧溝９ｂと逃げ溝付き円弧溝９ｃとを交互に配置することにより、実施例１の円弧溝９ｂとＶ形溝９ａの交互配置構成と同様な作用，効果を発揮する。

図６は実施例３の要部を示す部分拡大断面図で、本実施例は、実施例１と研磨通路１０構成を異にするものである。その他の構成作用効果は実施例１と同様であるため説明は省略する。
本実施例では、研磨通路１０が、非回転の固定盤体８の軸中心に同心で複数配された第１環状溝（実施例１の球体転送溝９）と、前記固定盤体８に同軸的に対向して回転する砥石体からなる回転盤体７に、前記第１環状溝９と同心で対向して複数配された第２環状溝９とにより構成されている実施の一例である。
図面は、回転盤体７に被加工球体Ｂの球半径に相当する円弧溝（第２環状溝）９ｂを同心で複数形成し、固定盤体８には実施例１と同様の円弧溝９ｂとＶ形溝（第１環状溝）９ａを設けた例であり、回転盤体７が摩耗して被加工球体Ｂに馴染む状態を予め該回転盤体７に付与して高精度，高能率化を実現したものである。

図７は実施例４の要部を示す部分拡大断面図で、本実施例は、実施例１と研磨通路１０構成を異にするものである。その他の構成作用効果は実施例１と同様であるため説明は省略する。
本実施例は、固定盤体８側に球体転送溝９としてＶ形溝９ａと角形溝９ｅを交互に形成した例である。回転盤体７側は溝無しとし、角形溝９ｅの部分では回転盤体７と協働して２点接触の研磨加工がなされる。この実施例４の変形例として角形溝９ｅまたはＶ形溝９ａに代えて、あるいはこれらに付加する形で台形溝を採用してもよい。

図８は実施例５の要部である固定盤体８の球体転走溝形成面８ａの平面図で、本実施例は、実施例１と研磨通路１０構成を異にするものである。その他の構成作用効果は実施例１と同様であるため説明は省略する。
本実施例は、図示のように同心状の各球体転走溝９の円周方向長さの略１／２をＶ形溝９ａとし、残りを円弧溝９ｂとしてある。図中実線はＶ形溝９ａ、破線は円弧溝９ｂを概略で現している。
これにより両盤体７，８間に入るすべての被加工球体Ｂは両盤体７，８内を一周して出てくる間にＶ形溝９ａによる３点接触の研磨加工と円弧溝９ｂによる近似２点接触の研磨加工（回転盤体７が溝無しの場合）を受けることになり、繰り返し研磨加工の回数が少なくても３角形状，奇数角形状および２角形状，偶数角形状を有する被加工球体を夫々高精度の真円真球度にすることができる。
なお円弧溝９ｂに代えて角形溝９ｅとＶ形溝９ａの組み合せとしてもよく、また回転盤体７にも円弧溝９ｂや角形溝９ｅを付与することも可能である。さらに、球体転走溝９の円周方向長さの約１／２を前記Ｖ形溝９ａに代えて、実施例２の図５で図示した逃げ溝付き円弧溝９ｃとし、残りの円周方向約１／２の長さの部分を逃げ溝の無い円弧溝９ｂとしてもよい。この場合は溝加工が容易であり、かつ被加工球体はスムーズに近似３点接触から近似２点接触へと移行する。

図９は実施例６の要部である固定盤体８の球体転走溝形成面８ａの平面図で、前記実施例５と研磨通路１０構成を異にするものである。その他の構成作用効果は実施例１及び実施例５と同様であるため説明は省略する。
本実施例は、固定盤体８の各球体転走溝９を円周方向長さで１／４ずつ変化させた例であり、夫々中心角の略１／４の範囲で、非対称Ｖ形溝９ｆから対称Ｖ形溝９ａへ、さらに角形溝９ｅ、円弧溝９ｂへと順に断面形状を変化させてある。図中太実線は非対称Ｖ形溝９ｆ、細実線は対称Ｖ形溝９ａ、破線は角形溝９ｅ、二重破線は円弧溝９ｂを概略で現している。
本実施例によれば、被加工球体Ｂは上述の通り多種の形状の溝による研磨加工を受け、循環繰返し回数を減らしても高精度球体を得ることができる。
なお、１／４ずつ変化させる溝形状は、上述した例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で任意に設計変更可能である。

図１０は、Ｖ形溝９ａ（９ｆ）の一例の断面形状を示した図である。
図１０（ａ）は左右対称９０度のＶ形溝９ａ、（ｂ）はＶ形溝中心線が盤体面の法線に対し８度傾斜した９０度のＶ形溝９ｆ、（ｃ）は同様に１５度傾斜した９０度のＶ形溝９ｆ、（ｄ），（ｅ）は各々のＶ形溝９ａが被加工球体で馴染んだ時の溝形状を予め付与した例である。図１０（ｆ）は左右対称１２０度のＶ形溝９ａの溝断面を示したものである。

図１１は実施例７の要部である回転盤体７の砥石面７ａに球体転送溝９を設けた実施の一例で、前記実施例１と研磨通路１０構成を異にするものである。その他の構成作用効果は実施例１と同様であるため説明は省略する。
本実施例は、回転盤体７の砥石面７ａに同心円状に複数本の環状の球体転送溝９を設け、半径方向外側のグループＧ２の研磨通路１０を構成する球体転送溝形状と、半径方向内側のグループＧ１の研磨通路１０を構成する球体転送溝形状を異にする構成としたものである。
例えば、その一例を説明すると、半径方向外側のグループＧ２には、環状の円弧溝９ｂとＶ形溝９ａを交互に又は任意配列で同心状に設け、半径方向内側のグループＧ１には環状の円弧溝９ｂのみを同心状に設ける。
なお、両グループＧ１，Ｇ２に設けられる球体転送溝９は、両グループＧ１，Ｇ２で異にする構成であればよく、前記各実施例で説明した種々の溝形状が本発明の範囲内で設計変更可能であって限定はされない。例えば半径方向外側のグループＧ２には複数本の環状のＶ形溝９ａのみ、半径方向内側のグループＧ１には複数本の環状の円弧溝９ｂのみとしてもよく、また半径方向外側のグループＧ２にはＶ形溝９ａと円弧溝９ｂ、半径方向内側のグループＧ１には角形溝９ｅと円弧溝９ｂを設ける等任意の組合せが考えられる。

図１２は実施例８の要部を示す平面図で、本実施例は、球体収容搬送機構１１の変形例に関するものであり、その構成は外周枠１３、及び仕切板１４の各周側の案内面に低摩擦摺動材３３が貼り付けられている点において、前記各実施例の球体研磨装置の構成と異なる。従って、その他の構成作用効果は実施例１乃至７と同様であるためその説明は省略する。

ストレージコンベア１１の外周枠１３の内側案内面、仕切板１４の内側案内面及び外側案内面には、夫々低摩擦摺動材３３が貼り付けられている。また、球体供給シュート１９及び球体排出シュート２６は図示省略しているが、夫々の内側案内面（側部）にも上記低摩擦摺動材３３が貼り付けられている。

上記低摩擦摺動材３３は、該当する内側案内面にコーティングされてもよく、内側案内面自体が低摩擦摺動部材からなってもよい。また、低摩擦摺動材がセグメント状に形成されてもよい。低摩擦摺動材３３としては、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）、ＰＦＥＰ（六フッ化エチレンプロピレン）、ＰＦＡ（パーフロロアルキコシ）などのフッ素樹脂等を使用することができる。

以下、被加工球体Ｂに加わる摩擦抵抗、及び球体搬送路１６，１７内における被加工球体Ｂの挙動を、第１振分け搬送路１６内の被加工球体Ｂを例として説明する。

ストレージコンベア１１の外周枠１３の内側案内面にフッ素樹脂等からなる低摩擦摺動材３３が取り付けられているので、当該低摩擦摺動材３３に接触する被加工球体Ｂの列は、低摩擦摺動材３３からほとんど摩擦抵抗を受けない。この摩擦抵抗は、他の被加工球体Ｂとの間の滑り摩擦に比べて小さいので、低摩擦摺動材３３に接触する被加工球体Ｂは自転せず、第１振分け搬送路１６を進む被加工球体Ｂの速度が低摩擦摺動材３３に接触しない被加工球体Ｂと同様に略ストレージコンベア１１の底部１１ａの移動速度と同じになり、ストレージコンベア１１内の第１振分け搬送路１６内における被加工球体Ｂの流れを均一にする。その結果、研磨通路１０をパスする回数に差が生じるのを防止し、しかも他の被加工球体Ｂとの滑りにより被加工球体Ｂの表面に傷がつくのを防止して、被加工球体Ｂの表面仕上げ状態に影響を与えない。

本発明においては、上述の実施例で示した各盤体７，８の溝９形状を、回転盤体７と固定盤体８について逆にしても同様の効果が得られることは勿論である。また実施例では回転盤体７を砥石盤体としたが、固定盤体８を砥石盤体とすることも可能である。さらに両盤体７，８共に砥粒のない鋳物等の金属盤とし、これら両盤体７，８間に遊離砥粒を供給するようにしてもよく、本発明における球体転走溝９構造はこのような盤体にも有効に適用できる。なお、円弧溝９ｂと被加工球体Ｂとの接触の場合は、溝９ｂに直交する断面でみた場合の円弧溝９ｂと被加工球体Ｂとの接触が、Ｖ形溝９ａや角形溝９ｅの場合に比べ厳密には広い範囲に渡る接触となるため、このような場合を指して近似１点接触と称するものであり、上述した近似２点接触、近似２点支持あるいは近似３点接触、近似３点支持なる表現はこの意味で使用されたものであることは明らかである。

本発明の実施例１における球体研磨装置を示す全体斜視図。 球体研磨装置の要部斜視図。 被加工球体の流れのイメージを示す要部概略平面図。 要部である研磨通路の一実施例を示す部分拡大断面図。 実施例２の要部である研磨通路を示す部分拡大断面図。 実施例３の要部である研磨通路を示す部分拡大断面図。 実施例４の要部である研磨通路を示す部分拡大断面図。 実施例５の要部である研磨通路を示す部分拡大断面図。 実施例６の要部である研磨通路を示す部分拡大断面図。 Ｖ形溝の断面形状を示す部分拡大断面図。 実施例７の要部である研磨通路を示す斜視図。 実施例８の要部である球体収容搬送機構を示す平面図。

符号の説明

７：回転盤体
８：固定盤体
８ｄ：球体転送溝
９：球体転送溝
９ａ：Ｖ形溝
９ｂ：円弧溝
９ｃ：逃げ溝付き円弧溝
９ｅ：角形溝
１０：研磨通路
１１：球体収容搬送機構（ストレージコンベア）
１４，２２，２９：仕切板
１６：第１球体搬送路
１７：第２球体搬送路
１８：球体供給手段
１９：球体供給シュート
２３：第１振分け供給通路
２４：第２振分け供給通路
２５：球体排出手段
２６：球体排出シュート
３０：第１振分け排出通路
３１：第２振分け排出通路
Ｂ：被加工球体

Claims (10)

1. 球体収容搬送機構に収容された被加工球体を、互いに所定間隔を有して対向している回転盤体と固定盤体との間に球体供給手段を介して複数列で供給し、かつこの両盤体により加工圧を加えて研磨加工し、前記両盤体から球体排出手段を介して排出された被加工球体を前記球体収容搬送機構に戻して再び前記両盤体間に供給し、この動作を繰り返すように構成した球体研磨装置において、
   前記回転盤体と固定盤体の少なくとも一方若しくは双方には、複数本の同心状の球体転走溝を設けて複数列の研磨通路を形成し、
   前記複数列の研磨通路は、前記盤体の球体転走溝形成面全体で見て、球体転走溝内の被加工球体が両盤体にて２点接触若しくは近似２点接触にて圧接される溝断面形状の球体転走溝と、３点接触若しくは近似３点接触にて圧接される溝断面形状の球体転走溝とで構成されており、
   前記球体供給手段は、球体収容搬送機構から送り出された被加工球体を、複数列の研磨通路へと振り分けて送り込む複数の振分け供給通路を有し、
   前記球体排出手段には、前記振分け通路を介して送り込まれた研磨通路から排出された被加工球体を、球体収容搬送機構へと振分け排出する複数の振分け排出通路を有し、
   前記球体収容搬送機構には、前記複数の振分け排出通路から排出された夫々の被加工球体を、該被加工球体が直前に送り出された振分け供給通路とは異なる他の振分け供給通路へと振分け案内する複数の振分け搬送路を有していることを特徴とする球体研磨装置。
2. 複数の振分け供給通路、複数の振分け排出通路及び複数の振分け搬送路は、夫々仕切板によって区分けされていることを特徴とする請求項１に記載の球体研磨装置。
3. 研磨通路は、異なる球体転送溝形状を備えた半径方向内側のグループと半径方向外側のグループとに分けられ、
   球体供給手段は、前記固定盤体の側面の少なくとも１ヶ所に設けられた半径方向の球体供給排出部に連絡され、前記複数の研磨通路の半径方向内側のグループに接続されると共に当該半径方向内側のグループに被加工球体を供給する第１振分け供給通路と、前記複数の研磨通路の半径方向外側のグループに接続されると共に当該半径方向外側のグループに被加工球体を供給する第２振分け供給通路とを有し、
   球体排出手段は、前記球体供給排出部に連絡され、前記研磨通路の半径方向内側のグループに接続されると共に当該半径方向内側のグループで研磨された被加工球体を排出する第１振分け排出通路と、前記複数の研磨通路の半径方向外側のグループに接続されると共に前記半径方向外側のグループで研磨された被加工球体を排出する第２振分け排出通路とを有し、
   球体収容搬送機構は、前記球体供給手段と前記球体排出手段との間に設けられており、前記第２振分け排出通路を前記第１振分け供給通路に接続して前記被加工球体を搬送する第１振分け搬送路と、前記第１振分け排出通路を前記第２振分け供給通路に接続して前記被加工球体を搬送する第２振分け搬送路を有することを特徴とする請求項１に記載の球体研磨装置。
4. 研磨通路は、非回転の固定盤体の軸中心に同心で複数配された第１環状溝と、前記固定盤体に同軸的に対向して回転する砥石体からなる回転盤体に、前記第１環状溝と同心で対向して複数配された第２環状溝とにより構成されていることを特徴とする請求項３に記載の球体研磨装置。
5. 研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、隣接する溝１本ずつ交互に円弧溝形状とＶ形溝形状にしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の球体研磨装置。
6. 研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、円弧溝形状，Ｖ形溝形状および角形溝形状の混在形としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の球体研磨装置。
7. 研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、隣接する溝１本ずつ交互に円弧溝形状と、円弧溝形状の溝底に円周方向に延びる凹状の逃げを持つ溝形状にしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の球体研磨装置。
8. 研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、該溝の円周方向長さの一部分について異なる形状としたことを特徴とする請求項１又は６に記載の球体研磨装置。
9. 研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、該溝の円周方向長さの約１／２を円弧溝形状とし、残りをＶ形溝形状としたことを特徴とする請求項８に記載の球体研磨装置。
10. 研磨通路を構成する球体転走溝の溝断面形状を、該溝の円周方向長さの約１／２を円弧溝形状とし、残りの円周方向約１／２を円弧溝形状の溝底に円周方向に延びる凹状の逃げを持つ溝形状としたことを特徴とする請求項８に記載の球体研磨装置。
    
    
    
    

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