JP3517679B2 - 球状物製造装置及び製造方法並びに該装置に用いる研削ホイール及び調整ホイール - Google Patents

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、ＣＤ（コンパク
トディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等の
読取装置に用いられるガラスボールや、半導体ＩＣに用
いられる半導体ボールや、種々の用途に用いられるセラ
ミックボールやフェライトボール等の球状物の製造装置
に関するものである。なお、本明細書における「球状
物」とは、およそその材質や寸法を問わず、また、不可
避的な表面の凹凸の有無に拘わらず、球に近い形状に可
及的形成されたものの総称をいう。球状物は粗球（あら
だま）と呼ばれることもある。さらに同じく「円柱状工
作物」とは、実質的に円柱の外観を備える工作物であっ
て、加工をする上で円柱とほぼ同様に扱うことのできる
多角形柱や、これに類するあらゆる柱状のもののことを
いう。この円柱状工作物には、その材質や寸法等に何ら
の制限もない。

【０００２】

【従来の技術】これまでに知られている球状物製造装置
として、バレル研磨機がある。このバレル研磨機は、小
形化した工作物を研磨材とともに容器内に入れ、これを
攪拌するように構成されている。このようにして製造さ
れた球状物は、その用途により必要な場合にラップ仕上
げやカップ仕上げ等が施されることにより、その球面精
度が高められるのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たバレル研磨機による研磨では、球状物完成までに膨大
な時間が必要である。たとえば、ＣＤの読取装置に用い
る直径１ミリメートル前後のガラスボールを製造しよう
とすると、球面仕上げに手間がかかるため満足できる形
状にまで整えるのに最低３０時間は必要である。これ
は、バレル研磨機というものは、工作物と研磨材との常
時接触により研磨するのではなく、攪拌の際に容器内に
おける両者の偶発的な接触に頼って研磨するものだから
である。また、このような原理で作動するバレル研磨機
では、研磨効率を高く保つためには、ある程度の数の工
作物と研磨材が容器内で混在することが必要である。し
たがって、製造する球状物の数が少ない場合には、多い
場合よりも余計に時間を掛けたり、余剰物の製造される
のを覚悟で多数の工作物を研磨したりしなければならな
かった。本発明が解決しようとする課題は、上述した球
状物の製造時間を大幅に短縮するとともに、必要数が少
ない場合であっても無駄のない製造を行うことのできる
球状物製造装置を提供することにある。

【０００４】なお、以下に説明する本願発明に係る球状
物製造装置の構造に類似するものとして、「心なし研削
盤」がある。この心なし研削盤は、研削ホイールと、こ
れに隣接する調整ホイールと、支持ブレードと、により
概ね構成され、支持ブレードにより下方から支持された
工作物を研削ホイール及び調整ホイールの回転により円
筒研削するための装置である。上述したように、この心
なし研削盤は、あくまでも円筒研削する機能しか備えて
おらず、また、支持ブレードは、工作物が研削ホイール
と調整ホイールとの間から研削に伴い細くなった工作物
が落下するのを阻止する作用しかない。したがって、本
願発明に係る球状物製造装置と心なし研削盤とは、その
目的も、構成も、作用効果も著しく相異なるものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために発明者は、バレル研磨機のように小形の工作物と
研磨材との偶発的な接触による研磨（研削）ではなく、
外周面に環状溝が形成された研磨ホイールと工作物との
連続接触により工作物を研削し、また、研削促進用に構
成した調整ホイールと可動ブレードとにより、その研削
を促進する、という構成を採用した。その詳しい内容に
ついては、項を改めて説明する。なお、何れかの請求項
における発明の説明において行う用語の定義等は、その
発明カテゴリーの違いに拘わらず可能な範囲において他
の請求項における発明にも適用されるものとする。

【０００６】（請求項１に記載した発明の特徴） 請求項１に記載した発明に係る球状物製造装置（以下、
適宜「請求項１の製造装置」という）は、円柱状工作物
を球状に形成可能な断面形状の溝底を有する環状溝群
（複数の環状溝）が外周面に形成された研削ホイール
と、前記研削ホイールと所定幅の空隙を介して隣接する
調整ホイールと、前記研削ホイールと前記調整ホイール
とにより下方から支持された円柱状工作物を上方から摺
動可能に押える可動ブレードと、前記可動ブレードの先
端に設けられたブレード先端部と、を含むものである。
このように構成された請求項１の製造装置は、前記ブレ
ード先端部が、前記可動ブレードが降下したときに前記
研削ホイールと接触せずに各環状溝内に突出可能な形状
に形成され、前記研削ホイールの回転、および前記調整
ホイールの前記研削ホイールと同方向の回転、および前
記調整ホイールの支持と前記可動ブレードの押え、によ
り円柱状工作物を前記研削ホイール方向へ移動させつつ
研削して複数の球状物を製造するようになっていること
を特徴とする。調整ホイールは、研削ホイールよりも小
径であり、かつ、研削ホイールの回転速度よりも低速で
回転するように構成されることが研削時間を短くするた
めに好ましい。

【０００７】（請求項１に記載した発明の作用効果） 請求項１の製造装置によれば、円柱状工作物は、研削ホ
イールと調整ホイールと可動ブレードの少なくとも三者
により回転させられながら支持され、前ニ者の回転と最
後者の押えとにより円柱状工作物から複数の球状物が製
造される。すなわち、円柱状工作物は、可動ブレードか
ら押え力と、調整ホイールから受ける反作用による押え
力と、をその円柱面に受ける。このような押え力を構成
する研削ホイール方向への分力により、円柱状工作物が
研削ホイール方向に移動させられ、この際に回転する研
削ホイールにより研削される。この結果、円柱状工作物
は、研削されつつ各環状溝内に移動させられ、さらなる
研削により球状物に形成される。この研削に際して可動
ブレードが降下してブレード先端部が研削ホイールの各
環状溝内に突出することにより、球状物を形成するため
の円柱状工作物の切断（分断）が、より確実に行われる
ようになる。すなわち、ブレード先端部が各環状溝内に
突出することにより、円柱状工作物が分断され、分断さ
れた各々が各環状溝内に押し込まれる。押し込まれた個
々の分断片は、研削ホイールのさらなる研削により球状
物に形成される。請求項１の製造装置によれば、回転す
る研削ホイールの研削により球状物が形成されるので、
研削ホイールの研削能力や円柱状工作物の素材の種類に
よって異なるものの、一般に短時間のうちに球状物を製
造することができる。したがって、球状物の製造時間を
バレル研磨に比べて大幅に短縮できるとともに、円柱状
工作物の数を調整することにより必要な数だけ製造する
ことができる。

【０００８】（請求項２に記載した発明の特徴） 請求項２に記載した発明に係る球状物製造装置（以下、
適宜「請求項２の製造装置」という）は、請求項１の製
造装置の構成を具体的にしたものであり、前記環状溝の
溝底の断面形状、すなわち、円柱状工作物を球状に形成
可能な溝底の断面形状が、ほぼ半球状又はＵ字状に形成
されていることを特徴とする。

【０００９】（請求項２に記載した発明の作用効果） 請求項２の製造装置によれば、請求項１の製造装置の作
用効果に加え、ほぼ半球状又はＵ字状の溝底による研削
により、円柱状工作物から球状物が形成される。

【００１０】（請求項３に記載した発明の特徴） 請求項３に記載した発明に係る球状物製造装置（以下、
適宜「請求項３の製造装置」という）は、請求項１又は
２の製造装置の構成に限定が加わり、前記調整ホイール
が、前記調整ホイールの中心が前記研削ホイールの中心
を通る水平線より上方に位置するように配され、前記可
動ブレードが、前記研削ホイールと前記調整ホイールと
の間の空隙を貫通可能な形状に形成されたブレード先端
部を有し、かつ、前記研削ホイール及び前記調整ホイー
ルに対する前記ブレード先端部の相対位置が、降下した
ときに前記ブレード先端部が前記空隙を貫通可能となる
ように設定されていることを特徴とする。

【００１１】（請求項３に記載した発明の作用効果） 請求項３の製造装置によれば、請求項１又は２の製造装
置の作用効果に加え、可動ブレードが降下してブレード
先端部が研削ホイールと調整ホイールとの間の空隙を貫
通することにより、球状物を形成するための円柱状工作
物の切断（分断）が、より確実に行われるようになる。
すなわち、ブレード先端部が研削ホイールと調整ホイー
ルとの間の空隙を貫通することにより、円柱状工作物が
分断され、分断された各々が各環状溝内に押し込まれ
る。押し込まれた個々の分断片は、研削ホイールのさら
なる研削により球状物に形成される。

【００１２】（請求項４に記載した発明の特徴） 請求項４に記載した発明に係る球状物製造装置（以下、
適宜「請求項４の製造装置」という）は、前記１乃至３
の何れかの製造装置の構成に限定が加わり、前記研削ホ
イールの少なくとも研削面（工作物と接触する面）が、
ダイヤモンド粉末によって被覆されていることを特徴と
する。ダイヤモンド粉末の被覆方法には、たとえば、電
着塗装や静電塗装がある。これら以外の塗装方法を用い
てもよい。

【００１３】（請求項４に記載した発明の作用効果） 請求項４の製造装置によれば、請求項１乃至３の何れか
の製造装置の作用効果に加え、研削ホイールの研削面に
ダイヤモンド粉末が塗装されているので、その塗装によ
り研削ホイールの耐磨耗性と研磨効率とを向上させ、さ
らに、工作物の研削面を均一化させることができる。

【００１４】（請求項５に記載した発明の特徴） 請求項５に記載した発明に係る球状物製造装置（以下、
適宜「請求項５の製造装置」という）は、請求項１乃至
４の何れかの製造装置の構成に限定が加わり、前記調整
ホイールの少なくとも外周面にエラストマー材、すなわ
ち、常温付近でゴム弾性を示す高分子物質が設けられて
いることを特徴とする。エラストマー材としては、合成
ゴムや天然ゴムが代表的である。

【００１５】（請求項５に記載した発明の作用効果） 請求項５の製造装置によれば、請求項１乃至４の何れか
に記載した製造装置の作用効果に加え、エラストマー材
の弾性により、円柱状工作物を研削ホイール側に押し付
けることができるので、その分、研削効率を高めること
ができる。また、エラストマー材は、一般に摩擦係数が
大きいので、摩擦力を与えて円柱状工作物を効率よく回
転させ、これによっても研削効率を高めることができ
る。

【００１６】（請求項６に記載した発明の特徴） 請求項６に記載した発明に係る球状物製造方法（以下、
適宜「請求項６の製造方法」という）は、環状溝群を外
周面に有する研削ホイールと、当該研削ホイールに隣接
する調整ホイールとにより下方から支持したほぼ円柱状
の円柱状工作物を、前記各環状溝内に突出可能なブレー
ド先端部を有する可動ブレードによって上方から押える
第１工程を行い、前記研削ホイールを回転させ、および
前記調整ホイールの前記研削ホイールと同方向に回転さ
せ、および前記調整ホイールの支持と前記可動ブレード
の押えとを協働させ、および、前記ブレード先端部を前
記各環状溝内に突出させることにより、円柱状工作物を
前記研削ホイール方向へ移動させつつ研削して複数の球
状物を製造する第２工程を行うことにより、円柱状工作
物から球状物を製造する方法であることを特徴とする。

【００１７】（請求項６に記載した発明の作用効果） 請求項６の製造方法によれば、第１工程において円柱状
工作物は、研削ホイールと調整ホイールと可動ブレード
の少なくとも三者により支持される。次いで、第２工程
において、研削ホイールの回転と調整ホイールの回転と
可動ブレードの押えにより、円柱状工作物から複数の球
状物が製造される。すなわち、円柱状工作物は、可動ブ
レードから押え力と、調整ホイールから受ける反作用に
よる押え力と、をその円柱面に受ける。このような押え
力を構成する研削ホイール方向への分力により、円柱状
工作物が研削ホイール方向に移動させられ、これと同時
に回転する研削ホイールにより研削される。この結果、
円柱状工作物は、研削されつつ各環状溝内に移動させら
れ、さらなる研削により球状物に形成される。この研削
に際してブレード先端部が研削ホイールの各環状溝内に
突出することにより、球状物を形成するための円柱状工
作物の切断（分断）が、より確実に行われるようにな
る。請求項６の製造方法によれば、回転する研削ホイー
ルの研削により球状物が形成されるので、研削ホイール
の研削能力や円柱状工作物の素材の種類によって異なる
ものの、一般に短時間のうちに球状物を製造することが
できる。したがって、球状物の製造時間をバレル研磨に
比べて大幅に短縮できるとともに、円柱状工作物の数を
調整することにより必要な数だけ製造することができ
る。

【００１８】請求項７に記載した発明に係る研削ホイー
ル（以下、適宜「請求項７の研削ホイール」という）
は、請求項１乃至３の何れかの球状物製造装置に用いる
ものであって、少なくとも研削面が、ダイヤモンド粉末
によって被覆されていることを特徴とする。

【００１９】（請求項７に記載した発明の作用効果） 請求項７の研削ホイールによれば、請求項1乃至３の何
れかの製造装置に用いたときに、研削ホイールの研削面
にダイヤモンド粉末が被覆されているので、その塗装に
より研削ホイールの耐磨耗性と研磨効率とを向上させ、
さらに、工作物の研削面を均一化させることができる。

【００２０】（請求項８に記載した発明の特徴） 請求項８に記載した発明に係る調整ホイール（以下、適
宜「請求項８の調整ホイール」という）は、請求項１乃
至４の何れかに記載した球状物製造装置に用いるもので
あって、少なくとも外周面にエラストマー材が設けられ
ていることを特徴とする。

【００２１】（請求項８に記載した発明の作用効果） 請求項８の調整ホイールによれば、請求項１乃至４の何
れかの製造装置に用いたときに、エラストマー材の弾性
により、円柱状工作物を研削ホイール側に押し付けるこ
とができるので、その分、研削効率を高めることができ
る。また、エラストマー材は、一般に摩擦係数が大きい
ので、摩擦力を与えて円柱状工作物を効率よく回転さ
せ、これによっても研削効率を高めることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、各図を参照しながら、本発
明の実施の形態（以下、「本実施形態」という）につい
て説明する。図１は球状物製造装置の概略斜視図であ
り、図２は同側面図である。図３は研削ホイールの正面
図であり、図４は一部を切り欠いた調整ホイールの斜視
図である。図５は可動ブレードの正面図及び断面図であ
り、図６は図１のＡ−Ａ断面図である。図７は図６のＣ
−Ｃ断面図である。図８は円柱状工作物が球状物に形成
される過程を示す斜視図である。図９は可動ブレードの
第１変形例を示す斜視図である。図１０は可動ブレード
の第２変形例を示す側面図である。なお、図６に示す可
動ブレードの位置が、説明の都合上、図１に示す可動ブ
レードの位置より下になっている。また、図７におい
て、説明の都合上、研削ホイールは断面とせず、かつ、
球状物を認識し易いように可動ブレードのハッチングを
省略した。

【００２３】（球状物製造装置の概略構造） 図１及び２を参照しながら、球状物製造装置の概略構造
について説明する。球状物製造装置１は、円柱状工作物
Ｋを研削するための研削ホイール３と、この研削ホイー
ル３と所定幅の空隙Ｇを介して隣接する調整ホイール５
と、円柱状工作物Ｋをその回転を妨げずに（摺動可能
に）上方から押えるための可動ブレード９と、を備えて
いる。研削ホイール３及び調整ホイール５は、それぞれ
回転軸３ｊ及び５ｊを介してギヤボックス７内に収納さ
れた駆動機構により同方向に、かつ、好ましくは前者よ
り後者の方が高速で回転するようになっている。可動ブ
レード９は、後述する傾動支持板１１により昇降可能に
支持されている。

【００２４】（研削ホイールの構造） 図１、３、６及び７を参照しながら、研削ホイール３に
ついて説明する。研削ホイール３は、円柱状の研削砥石
の外周面（研削面）に複数の環状溝３ｇ，３ｇ，...が
形成されたものによって構成されている。さらに、耐磨
耗性及び研磨効率を向上させ、さらに、工作物の研削面
を均一化させられるように、この外周面はダイヤモンド
粉末によって被覆されている。被覆方法は、被覆能力の
高さや、均一な塗膜が得られる等の利点から電着塗装が
好ましいが、これ以外の方法によるものであってもよ
い。各環状溝３ｇは、図７に示すように、溝底３ｇ´を
備え、溝底３ｇ´と隣接する他の溝底３ｇ´間には、山
部３ｍが形成されている。本実施形態における溝底３ｇ
´の断面形状は、形成しようとする球状物の直径より僅
かに大きな直径の半球状に形成されている。溝底３ｇ´
の断面形状は、円柱状工作物を球状に形成可能な断面形
状であれば、上記したほぼ半球状のものに限られず、た
とえば、ほぼ半球状のものに僅かな直線部を加えたＵ字
状に形成することもできる。

【００２５】（調整ホイールの構造） 図１、４及び６を参照しながら、調整ホイール５につい
て説明する。調整ホイール５は、円柱状工作物Ｋを回転
させながら下方から支持するためのものであって、回転
軸５ｊと、その外周面を被覆するゴム製の外周部５ｇ
と、から構成されている。外周部５ｇは、円柱状工作物
Ｋに摩擦力を加えてこれを回転させるとともに、その弾
性を利用して円柱状工作物Ｋを研削ホイール３方向に移
動させる役目を担っている。また、円柱状工作物Ｋに僅
かな反りや凹凸等があるときに、それらを弾性変形によ
り吸収して円柱状工作物を研削ホイール３上で安定させ
る働きもある。本実施形態における外周部５ｇは、上述
したようにゴム製であるが、円柱状工作物Ｋに適度な摩
擦力を与え、かつ、上記目的を達成し得る弾性を備えて
いるエラストマー材又はこれに類する部材であれば、ど
のようなものでもよい。調整ホイール５は、研削ホイー
ル３に比べて小径に構成されている。調整ホイール５の
設置位置については後述する。

【００２６】（可動ブレードの構造） 図１、２及び５乃至７を参照しながら、可動ブレード９
について説明する。可動ブレード９は、矩形の鋼板によ
って構成され、ブレード本体９ｂとブレード本体９ｂの
先端のブレード先端部９ｔによって構成されている。ブ
レード本体９ｂには、ブレード９を傾動支持板１１の取
付端部１１ａにネジ固定するための長孔９ｈ，９ｈ，９
ｈが貫通形成されている。各長孔９ｈは、可動ブレード
９を取付端部１１ａに取り付ける際に横方向の位置調整
ができるように形成されている。ブレード先端部９ｔに
は、先端凸部９ｐ，９ｐ，...と、先端凸部９ｐ，９ｐ
間に研削形成された先端凹部９ｇ，９ｇ，...と、が設
けられている。先端凸部９ｐは、後述するように、研削
ホイール３の環状溝３ｇ内に突出させるためのものであ
るから、先端凸部９ｐの幅寸法９ｗは、環状溝３ｇの溝
幅３ｗより僅かに小さい幅寸法に設定されている。ま
た、先端凸部９ｐの厚み寸法９ｄは、調整ホイール５と
の関係で環状溝３ｇ内への突出に差支えない寸法に形成
されている。

【００２７】（三者の相対位置） 図１、２、６及び７を参照しながら、研削ホイール３と
調整ホイール５及び可動ブレード９の三者間の相対位置
について説明する。研削ホイール３の回転軸３ｊの中心
と調整ホイール５の回転軸５ｊとは、ほぼ水平に配置さ
れている。研削ホイール３と調整ホイール５との間に形
成される所定幅の空隙Ｇは、両者の不可避的な回転ブレ
により両者が接触しないように、かつ、研削前の円柱状
工作物Ｋ及び研削後の球状物Ｋｂが落下しないように設
定されている。次に、研削ホイール３及び調整ホイール
５に対する可動ブレード９の相対位置は、可動ブレード
９が降下したときに、各先端凸部９ｐが各環状溝３ｇ内
に突出するも溝底３ｇ´と接触しないように、かつ、調
整ホイール５とも接触しないように設定されている。以
上の説明から理解されるように、各先端凸部９ｐの各環
状溝３ｇへの突出可能ということは、研削ホイール３の
各山部３ｍをブレード先端部９ｔの先端凹部９ｇ内に逃
してやることにより各山部３ｍがブレード先端部９ｔに
接触させないことと同義である。

【００２８】（傾動支持板の構造） 図１及び２に戻り、可動ブレード９を昇降させるための
昇降構造について説明する。この昇降構造を構成する主
部材は、傾動支持板１１である。傾動支持板１１は、そ
の先端に形成された取付端部１１ａを備えている。この
取付端部１１ａには、長孔９ｈ，９ｈ，９ｈが貫通形成
され、これらを貫通するネジ９ａ，９ａ，９ａにより可
動ブレード９が固定されている。傾動支持板１１の後端
は、支軸１３を含む軸受部１１ｂを中心に回動自在（回
転自在）に支持され、この傾動支持板１１の傾動により
可動ブレード９が円柱状工作物Ｋに対して昇降するよう
になっている。傾動支持板１１（取付端部１１ａ）及び
可動ブレード９は、研削される円柱状工作物Ｋの跳ね返
りや暴れ等に抗するのに十分な重量を備えている。上述
したように傾動支持板１１は軸受部１１ｂを中心に回動
するので、可動ブレード９の昇降軌跡は円弧状になって
いるが、可動ブレード９と軸受部１１ｂとの距離を、実
質的な研削のために必要な可動ブレードの昇降距離に対
して大きく設定してあるので、同昇降軌跡は実質的に直
線を描くようになっている。

【００２９】図１及び２を参照しながら、研削時に傾動
支持板１１を傾動させるための傾動構造について説明す
る。傾動構造２１は、傾動支持板１１の側端下面に設け
られた支持ローラ１５と、この支持ローラを下方から支
持する傾斜案内レール２３と、この傾斜案内レール２３
を水平方向に移動させる駆動部２５と、この駆動部２５
を制御するための制御部２７と、を備えている。傾斜案
内レール２３のレール上面２３ａは、可動ブレード９方
向（図２の右方向）に下り傾斜しており、その上に支持
ローラ１５を載せられる位置に配されている。傾斜案内
レール２３は、駆動部２５により水平方向に双方向（図
２の左右方向）に移動可能に構成されている。ここで、
制御部２７の指令信号により傾斜案内レール２３が図２
の左方向に移動すると、そのレール上面２３ａ上の支持
ローラ１５は、その傾斜面に案内されて下降する。この
支持ローラ１５の下降により傾動支持板１１が傾動し、
その結果、可動ブレード９が円柱状工作物Ｋを押えるた
めに下降するようになっている。可動ブレード９を上昇
させるには、傾斜案内レール２３を右方向に移動させて
もよいし、作業員が自らの手で持ち上げるようにしても
よい。

【００３０】（球状物製造装置の使用方法） 図１，２及び６乃至８を参照しながら、球状物製造装置
１の使用方法について説明する。まず、研削ホイール３
と調整ホイール５との上に円柱状工作物Ｋを載せ、傾動
支持板１１を、図１の想像線で示す状態から実線で示す
状態へ倒して可動ブレード９を下降させる。可動ブレー
ド９が円柱状工作物Ｋを押えたら、ギヤボックス７内の
回転機構を駆動させる。これにより、研削ホール３と調
整ホイール５が回転して円柱状工作物Ｋを回転させる。
次いで、制御部２７から指令を送り、駆動部２５を駆動
させて傾斜案内レール２３を、図２の左方向に移動させ
る。図２に想像線で示すのが移動前の状態であり、実線
で示すのが移動後の状態である。傾斜案内レール２３が
左方向に移動するにつれ、レール上面２３ａに案内され
て支持ローラ１５が下降し、これにより、傾動支持板１
１が傾動して可動ブレード９が下降する。可動ブレード
９の下降は、円柱状工作物Ｋを研削ホイール３と調整ホ
イール５とに押し付けて、研削に反発した暴れや跳ね返
りを阻止する。調整ホイール５の外周部５ｇは、円柱状
工作物Ｋにより押されて変形し、そのために外周部５ｇ
内に発生する内部応力により円柱状工作物Ｋを研削ホイ
ール３に押し付ける。このような可動ブレード９と調整
ホイール５との協働作用及び研削ホイール３の回転によ
り、円柱状工作物Ｋが研削される。

【００３１】研削ホイール３による初期の研削は、外周
面の各山部３ｍによって行われ、図８に示す（ａ）の状
態にあった円柱状工作物Ｋを（ｂ）の状態に形成する。
符号Ｋｇは、研削により形成された溝（研削溝）を示し
ている。可動ブレード９がさらに下降し研削が進むと研
削溝Ｋｇがさらに深くなり、各山部３ｍの研削に加え溝
底３ｇ´の研削により円柱状工作物Ｋが、図８に示す
（ｂ）の状態から、（ｃ）の状態に形成され、最後には
研削溝ｋｇを境に分断され（ｄ）に示す状態に形成され
る。図８（ｄ）に示す状態は、円柱状工作物Ｋが、すで
に球状物Ｋｂに形成されている。このとき、ブレード先
端部９ｔの各先端凸部９ｐが研削ホイール３の各環状溝
３ｇ内に突出すると同時に、各山部３ｍが各先端凹部９
ｇに突出する。これにより、研削ホイール３と可動ブレ
ード９と接触することはない。研削が終了したら、研削
ホイール３、調整ホイール５、可動ブレード９及び傾動
構造２１の各々を停止させ、傾動支持板１１を持ち上げ
て、研削ホイール３と調整ホイール５との間に載ってい
る各球状物Ｋｂを回収する。以上により、円柱状工作物
Ｋから複数の球状物Ｋｂを形成する作業を終了する。

【００３２】本実施形態における球状物製造装置１を使
用すると、円柱状工作物Ｋを研削ホイール３に（環状溝
３ｇ）により直接研削することができるので、球状物の
製造時間を大幅に短縮することができる。さらに、必要
な球状物の個数に合わせて研削を行うことができるので
余剰物を製造する必要がない。したがって、必要数が少
ない場合であっても無駄のない製造を行うことができ
る。

【００３３】（可動ブレードの変形例） 図９に基づいて、可動ブレードの変形例について説明す
る。可動ブレード９´が前述した可動ブレード９と異な
るのは、後者の先端凹部９ｇが、前者において厚み方向
に貫通する先端凹部（切欠）９ｇ´に代わっている点で
ある。本変形例における先端凹部９ｇ´の作用効果は、
本実施形態における先端凹部９ｇの作用効果と異ならな
い。

【００３４】（可動ブレードの第２変形例） 図１０に示すのは、可動ブレード９の第２変形例であ
る。第２変形例における可動ブレード９´のブレード先
端部９ｔ´は、研削ホイール３と調整ホイール５との間
の空隙Ｇの幅寸法よりも薄い幅寸法に形成され、降下し
たときにこの空隙Ｇ間に貫通可能となるように構成され
ている。ブレード先端部９ｔ´は、凹凸を含まず平坦に
形成されている。また、本変形例における調整ホイール
５´は、その中心が研削ホイール３´の中心を通る水平
線より上方に位置するように配されている。すなわち、
図１０に示す研削ホイール３´の中心と調整ホイール５
´の中心を通る直線Ｌ１と、研削ホイール３´を通る水
平線Ｌ２との間に所定鋭角αを形成させている。この鋭
角αは、研削ホイール３´や調整ホイール５´の直径、
さらに、円柱状工作物の直径等の違いにより異なるが、
概ね５度〜２５度の範囲、好ましくは、１０度前後に設
定すると良い。

【００３５】調整ホイール５´の中心を研削ホイール３
´の中心より上方に配置させたので、両者を水平に配置
させた場合に比べて、図６における円柱状工作物が左方
向にずれ、その分、円柱状工作物Ｋ´の右側にスペース
ができる。本変形例では、そのスペース内を可動ブレー
ド９´に通過させ、さらに、研削ホイール３´と調整ホ
イール５´との間の空隙Ｇを貫通させられるように構成
されている。本変形例においても、円柱状工作物から複
数の球状物を製造する時間を従来に比べて大幅に短縮す
ることができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、球状物の製造時間を大
幅に短縮するとともに、必要数が少ない場合であっても
無駄のない製造を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 球状物製造装置の概略斜視図である。

【図２】 球状物製造装置の側面図である。

【図３】 研削ホイールの正面図である。

【図４】 一部を切り欠いた調整ホイールの斜視図であ
る。

【図５】 可動ブレードの正面図及び断面図である。

【図６】 図１のＡ−Ａ断面図である。

【図７】 図６のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】 円柱状工作物が球状物に形成される過程を示
す斜視図である。

【図９】 可動ブレードの第１変形例を示す斜視図であ
る。

【図１０】 可動ブレードの第２変形例を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

Ｋ 円柱状工作物 １ 球状物製造装置 ３ 研削ホイール ３ｇ 環状溝 ３ｇ´ 溝底 ３ｊ 回転軸 ３ｗ 溝幅 ５ 調整ホイール ５ｇ 外周部 ５ｊ 回転軸 ７ ギヤボックス ９ 可動ブレード ９ａ ネジ ９ｂ ブレード本体 ９ｄ 厚み寸法 ９ｇ 先端凹部 ９ｈ 長孔 ９ｐ 先端凸部 ９ｔ ブレード先端部 １１ 傾動支持板 １１ａ 取付端部 １１ｂ 軸受部 １３ 支軸 １５ 支持ローラ ２１ 傾動構造 ２３ 傾斜案内レール ２３ａ レール上面 ２５ 駆動部 ２７ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平13−121390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−279455（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 5/18 B24B 11/00 - 11/04 B24B 11/08

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状工作物を球状に形成可能な断面形
   状の溝底を有する環状溝群が外周面に形成された研削ホ
   イールと、 前記研削ホイールと所定幅の空隙を介して隣接する調整
   ホイールと、 前記研削ホイールと前記調整ホイールとにより下方から
   支持された円柱状工作物を上方から摺動可能に押える可
   動ブレードと、前記可動ブレードの先端に設けられたブレード先端部
   と、 を含み、前記ブレード先端部が、前記可動ブレードが降下したと
   きに前記研削ホイールと接触せずに各環状溝内に突出可
   能な形状に形成され、 前記研削ホイールの回転、および 前記調整ホイールの前記研削ホイールと同方向の回転、
   および 前記調整ホイールの支持と前記可動ブレードの押え、に
   より円柱状工作物を前記研削ホイール方向へ移動させつ
   つ研削して複数の球状物を製造するように構成されたこ
   とを特徴とする球状物製造装置。
2. 【請求項２】 前記環状溝の溝底の断面形状が、ほぼ半
   球状又はＵ字状に形成されていることを特徴とする請求
   項１に記載した球状物製造装置。
3. 【請求項３】 前記調整ホイールが、前記調整ホイール
   の中心が前記研削ホイールの中心を通る水平線より上方
   に位置するように配され、 前記可動ブレードが、前記研削ホイールと前記調整ホイ
   ールとの間の空隙を貫通可能な形状に形成されたブレー
   ド先端部を有し、かつ、 前記研削ホイール及び前記調整ホイールに対する前記ブ
   レード先端部の相対位置が、降下したときに前記ブレー
   ド先端部が前記空隙を貫通可能となるように設定されて
   いることを特徴とする請求項１又は２に記載した球状物
   製造装置。
4. 【請求項４】 前記研削ホイールの少なくとも研削面
   が、ダイヤモンド粉末によって被覆されていることを特
   徴とする請求項１乃至３の何れかに記載した球状物製造
   装置。
5. 【請求項５】 前記調整ホイールの少なくとも外周面に
   エラストマー材が設けられていることを特徴とする請求
   項１乃至４の何れかに記載した球状物製造装置。
6. 【請求項６】 環状溝群を外周面に有する研削ホイール
   と、当該研削ホイールに隣接する調整ホイールとにより
   下方から支持したほぼ円柱状の円柱状工作物を、前記各
   環状溝内に突出可能なブレード先端部を有する可動ブレ
   ードによって上方から押え、 前記研削ホイールを回転させ、および 前記調整ホイールを前記研削ホイールと同方向に回転さ
   せ、および 前記調整ホイールの支持と前記可動ブレードの押えとを
   協働させ、および、前記ブレード先端部を前記各環状溝
   内に突出させることにより、円柱状工作物を前記研削ホ
   イール方向へ移動させつつ研削して複数の球状物を製造
   するようにしたことを特徴とする球状物製造方法。
7. 【請求項７】 少なくとも研削面が、ダイヤモンド粉末
   によって被覆されていることを特徴とする請求項１乃至
   ３の何れかに記載した球状物製造装置用研削ホイール。
8. 【請求項８】 少なくとも外周面にエラストマー材が設
   けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか
   に記載した球状物製造装置用調整ホイール。