JP2835628B2

JP2835628B2 - セラミックスの真球研磨法と、それに用いる真球研磨用案内具

Info

Publication number: JP2835628B2
Application number: JP1335949A
Authority: JP
Inventors: 由喜男森; 正之高橋
Original assignee: MYAGIKEN
Current assignee: MYAGIKEN
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1998-12-14
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JPH03196963A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は振動バレル研磨とラッピングによるセラミッ
クスの真球研磨法と、そのラッピングに用いる真球研磨
用案内具に関する。

「従来技術」焼成したセラミックス球は非常に硬く、これを真球に
加工する場合は、多くの加工時間を費やすと共に、その
寸法精度を管理することは至難であった。ラップ盤を応
用し、Ｖ溝ラップで研磨する従来の方法では、24時間以
上の加工時間を必要としていた。その理由は、CIP成形
などの後に研磨を行わず焼成したり、仮焼成などの後に
研磨を行わずに焼成するからである。

「発明が解決しようとする課題」本発明はセラミックス球の加工を容易にするために、
焼結体セラミックス球に比べ、加工し易い軟らかい状態
で研磨することに着目し、焼成を行う前に850〜1000℃
内で仮焼成を行って研磨することにより寸法や形状にバ
ラツキがあっても、短時間に寸法形状を一定に整え、真
球に研磨できるようにするものである。

「発明が解決する手段」特許を受けようとする第１発明は、セラミックスの真
球研磨工程において、型により成形直後の球状体を仮焼
状態の粗球となし、成形に際して型により生じたパーテ
ィングラインや給粉口に生じるバリを、三角メディアを
研磨材とした振動バレル研磨で除去することを第一手段
とし、バリを除去することにより、より円滑な転動が可
能になった粗球を、上盤と下盤の間に個々の粗球を収容
保護する真球研磨用案内具を挿置することを第二の手段
とし、前記案内具はラップ盤の回転軸を中心に上盤と下
盤の相対速度差により自転及び公転し得るようにするこ
とを第三の手段とし、仮焼体としたセラミックスの粗球
を自転公転することにより真球に研磨することを特徴と
したセラミックスの真球研磨法である。

特許を受けようとする第２発明は、上盤と下盤の間に
真球研磨用案内具を介して粗球を挟み、当該上盤と下盤
を回転させることによって粗球を研磨するラップ盤にお
いて、真球研磨用案内具を粗球を個々に入れ得る円筒環
体で、その内孔の直径が粗球の直径より大きく、その厚
みが粗球の直径より小さい構成となし、粗球を円筒環体
内に収納しラップ盤の上盤と下盤の間に介装したとき、
粗球を自由に遊嵌する状態で保持し、上盤と下盤を回転
したとき、粗球は上盤と下盤と円筒環体の内孔壁との３
点に接触支持されながら自転及び公転し、円筒環体も摺
動し得るように構成したことを特徴とする真球研磨用案
内具である。

「作用」セラミックス球体を研磨するにあたって、第１図に示
すような成形（ラバープレス）などにより生じた型のパ
ーティングラインや球粉口に生じたバリを除去する方法
として、まず焼成を行う前に、850〜1000℃の間で仮焼
成し、この軟らかい状態で振動バレルを用いてバリを除
去する。仮焼体セラミックス球は、軟らかく脆いため、
図３に示すような従来のラップ盤による真球加工した場
合、強い研磨力によって衝撃が加わって破砕することが
あり、破砕片が他の仮焼体セラミックス球を破砕した
り、深いキズを生じて不良となることが多い。本願発明
は、衝撃力が小さく破砕したりキズの生じない振動バレ
ルによりバリを除去して転動が可能な粗球とする。

そのあと、このバリを除去した粗球を、上盤と下盤の
間に個々の粗球を収容保護する真球研磨用粗球案内具を
挿置し、粗球を自転及び公転させて真球に研磨する。本
願発明に係る真球研磨用粗球案内具は、硬質ゴム製及び
プラスチック製で個々に粗球を入れる内孔のある円筒環
体であり、これは上盤と下盤の間に介装され、粗球は当
該円筒環体内で保護されながら上盤と下盤の回転の相対
速度差によって穏やかに研磨されるので研磨力で破砕さ
れることは殆どない。

当該ラップ盤において、被加工物を真球に研磨する案
内具の条件は、３点支持であることが必要である。本発
明の円筒環体も３点支持である他、自転及び公転がで
き、更に必要に応じて円筒環体も自由に摺動し得るよう
に構成してあるので、研磨力が緩やかとなるのである。
また、研磨力で仮焼体球がホルダーの縁に押し付けられ
ても、縁がゴムやプラスチックのため仮焼体球にキズが
付くことはない。更に、仮に、粉砕が生じても破片は真
球研磨用案内具に留まり、他のセラミックス球に波及す
ることはない。

「実施例」以下、本発明に係るセラミックスの真球研磨法と、そ
れに用いる真球研磨用案内具について、図示の実施例に
基づいて詳細に説明する。

焼成したセラミックス球は非常に硬く、これを真球に
加工するためには多くの時間を要するので、本願ではこ
れを850〜1000℃で仮焼成を行った仮焼体セラミックス
球の状態で加工する。仮焼体セラミックス球１は、軟ら
かく脆いため衝撃が加わるとすぐ破砕する。

そこで、第１工程であるゴム型によって生じたパーテ
ィングライン２や球粉口３などのバリ取り作業は、振動
バレル研磨とする。振動バレル研磨は、回転バレルや遠
心流動バレルに比べて研磨力が弱いため衝撃力が小さく
柔らかく脆い仮焼体セラミックス球の研磨では破砕を生
じさせる確率が最も小さい。

第２図、第３図はこれらに関するデータで、第２図は
三角メディア〔アルミナ（Al₂O₃）又は炭化硅素（Sic）
系砥粒〕を使用するこにより仮焼体セラミックス球が迅
速に研磨できることを示すものである。三角形状の研磨
材は丸メディアに比べ研磨力が高い。第３図は、三角メ
ディアによる球粉口３の除去状態を示すものであって、
図からも分かるように成形（ラバープレス法）後の給粉
口３は角ばっているが、振動バレル研磨で１時間研磨す
ると丸みを帯びてくる。バリを除去した仮焼体セラミッ
クス球１はラップ加工での転動がスムーズになる。

第２手段としての第２工程では、第４図に示すように
バリを除去した粗球４を上盤５と下盤６が互いに逆向き
に回転するラップ盤で真球に研磨する。この場合、仮焼
体セラミックス球は破砕したり、又は深いキズが生じて
不良となることが多い。本願発明はこれを防止するもの
で、第５図のようにラップ盤の上盤５と下盤６との間に
硬質ゴム製及びプラスチック製の真球研磨用案内具を挿
置する。当該真球研磨用案内具は、粗球を個々に入れる
円筒環体10を摺動自在に下盤６上に置くもので、円筒環
体10の穴の直径は、粗球４の直径より大きく、厚みは粗
球４の直径より小さく構成して、粗球４を収容した状態
で下盤６上で回転軸を中心に自転及び公転ができる。こ
の場合の下盤６の周縁には、縁取り11が設けられてい
る。

ラッピング加工にあたっては、回転する下盤６上で自
転、公転する円筒環体10内に収容された粗球４が下盤６
と逆方向に偏心揺動及び回転する上盤５との接触摩擦と
共に、粗球４の回転力による案内具への反力と案内具が
振動する回転力による粗球４への研磨力で短時間に真球
に研磨される。そして、粗球４はそれぞれを収容する円
筒環体10により保護されて破砕が防がれ、真球度も高め
られ、たとえ１個が破砕しても、その破片で他の粗球体
を破砕させたり、キズを発生させることがない。円筒環
体10を用いた真球研磨用案内具は、粗球に加わる研磨力
によってその移動速度も異なるが、加わる研磨力が小さ
いときは、真球研磨用案内具はある程度の速度で回転し
ているが、研磨力が増大すると真球研磨用案内具の回転
が減少して研磨力を減ずる方向にはたらく。これによっ
て仮焼体セラミックス球である粗球に強制的な研磨力が
作用しなくなり、おむすび型の球が生じない安定した真
球が研磨できるようになる。

さらに、本発明に係る真球研磨用案内具は、粗球を円
筒環体内に収納しラップ盤の上盤と下盤の間に介装した
とき、粗球を自由に遊嵌する状態で保持されており、更
に、上盤と下盤を回転すると、粗球は上盤と下盤と円筒
環体の内孔壁との３点に接触支持されながら自転及び公
転し、円筒環体も摺動し得るように構成してある。従っ
て、本願発明の円筒環体で研磨される球は、円筒環体の
側面を揺動しながら、上盤と下盤の相対速度差により円
筒環体の側面に接しながら回転を繰り返すため、球は平
面上で良好な転動が行われる。このため、本願発明は高
効率な真球研磨が可能である。

しかも、本発明の場合ラップ盤を回転作動すると、緩
やかな研磨力により真球度が高まり、これらの作用が連
続的に行われることにより円筒環体内の粗球は、壊れる
ことなく真球に研磨されていく。

第６図は円筒環体10内で研磨状態を示す斜視図、第７
図は真球研磨用案内具を使用しないで研磨した場合の真
球度で、おむすび型となる。第８図は円筒環体10を使用
した場合で真球度20μｍ以内がコンスタントに得られ
る。

「効果」本発明は上述のように、焼成前に仮焼成を行い、仮焼
成したセラミックス球を振動バレル研磨によりバリ取り
するので破砕することなく容易にバリが除去できる。ま
た、これは転動し易い粗球となり真球研磨用案内具に１
個ずつ収容保護しながらラッピング加工をするので軟ら
かい粗球にも拘らず破砕することなく真球研磨加工がで
き、最終研磨によりベアリング等の高精度セラミックス
球の短時間で高能率研磨及び、大量生産が可能となる効
果を得るものである。更に、真球研磨用案内具により粗
球が破砕し難く、たとえ破砕してもその破砕片が他の粗
球を破砕したりキズを及ぼしたりすることはない効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、成形（ラバープレス法）により生じた仮焼体
セラミックス球のバリの状態を示す斜視図、第２図は、
振動バレル研磨におけるメディアの違いによる仮焼体セ
ラミックス球（ZrO₂）の研磨量の違いを示す線図、第３
図は、振動バレル研磨による成形で生じた仮焼体セラミ
ックス球の給粉口の除去率と研磨時間の関係を示す説明
図、第４図は、一般的なラッピング盤の側面図、第５図
は、円筒環体による真球研磨用案内具を用いたラップ盤
の組み立て斜視図、第６図は、円筒環体による真球研磨
用案内具を使用した場合の真球度が高まる作用を示す斜
視図、第７図は、真球研磨用案内具を使用しない場合の
研磨実験例でおむすび型となった説明図、第８図は、円
筒環体を使用した研磨実験例の真球となった状態を示す
説明図である。主な符号の説明１……仮焼体セラミックス球、２……パーティングライン、３……球粉口、４……粗球、５……上盤、６……下盤、８……内孔、 10……円筒環体、 11……縁取り。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックスの真球研磨工程において、型
により成形直後の球状体を仮焼状態の粗球となし、成形
に際して型により生じたパーティングラインや給粉口に
生じるバリを、三角メディアを研磨材とした振動バレル
研磨で除去することを第一手段とし、バリを除去するこ
とにより、より円滑な転動が可能になった粗球を、上盤
と下盤の間に個々の粗球を収容保護する真球研磨用案内
具を挿置することを第二の手段とし、前記案内具はラッ
プ盤の回転軸を中心に上盤と下盤の相対速度差により自
転及び公転し得るようにすることを第三の手段とし、仮
焼体としたセラミックスの粗球を自転公転することによ
り真球に研磨することを特徴としたセラミックスの真球
研磨法。
【請求項２】上盤と下盤の間に真球研磨用案内具を介し
て粗球を挟み、当該上盤と下盤を回転させることによっ
て粗球を研磨するラップ盤において、真球研磨用案内具
は、粗球を個々に入れ得る円筒環体で、その内孔の直径
が粗球の直径より大きく、その厚みが粗球の直径より小
さい構成となし、粗球を円筒環体内に収納しラップ盤の
上盤と下盤の間に介装したとき、粗球を自由に遊嵌する
状態で保持し、上盤と下盤と円筒環体の内孔壁との３点
に接触支持されながら自転及び公転し、円筒環体も摺動
し得るように構成したことを特徴とするセラミックスの
真球研磨用案内具。