JPH01228766A - セラミックス体の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はセラミックス焼結体あるいは成形体を球形に加
工する加工装置に関する。

（従来の技術） 近時、セラミックス製品はその優れた機械的性質により
広く使用されており、例えば自動車用軸受や歯科研磨器
に使用する玉軸受には、優れた耐摩耗性を活かしてセラ
ミックスからなる球体が使用されている。

一般にこのようなセラミックス球体を製造する方法とし
て、サイコロ形や円柱形をなすセラミックス成形体を成
形し、この焼結体をバレル加工により球形に加工する方
法が採用されている。

このセラミックスの球体加工に使用されるバレル加工装
置は、研削砥石を上面に設けた回転盤の周囲を囲むとと
もに、周壁体の開放部を上盤で覆ったものである。従来
のバレル加工装置では、上盤を回転盤の砥石の上に載せ
るセラミックス体よりも上方に離間した位置に固定して
周壁体に取付け、セラミックス体と上盤との間に空間が
存在するように構成している。すなわち、従来のバレル
加工装置では、研削を行なう場合に周壁体に囲まれた回
転盤にセラミックス体を載せ、回転駆動装置により回転
盤を回転すると、この回転に伴う遠心力によりセラミッ
クス体が飛ばされ周壁体および上盤の各内面に衝突して
跳ね返って回転盤の砥石に衝突し、またセラミックス体
が跳ね飛ばされるという動作の繰返しによりセラミック
ス体を研削して球形に加工するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このように回転盤の回転によりセラミッ
クス体を回転盤と上盤との間の空間部で跳ね飛ばして研
削を行なう方式のバレル加工では、研削加工された各セ
ラミックス球体の相互の直径寸法に大きなバラツキがあ
り、また加工された各セラミックス球体の真球度も悪い
ものであった。このバレル加工を行なう前のセラミック
ス体はサイコロ形や円柱形をなすものであるが、これら
の形状にする機械加工は荒い加工であるために各ロンド
間のセラミックス体の寸法に大きなバラツキがある。こ
のため、バレル加工ではこれら寸法が異なる各セラミッ
クス体をまとめてバレル加工する場合に、各セラミック
ス体の寸法のバラツキを吸収して各セラミックス体の直
径寸法のバラツキが小さい球体に加工することが望まれ
るが、従来のバレル加工装置ではセラミックス球体の直
径寸法のバラツキを小さく押えて加工することが困難で
あり、また充分な真球度を得ることも困難であった。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、各セラミ
ックス体の直径寸法のバラツキが小さく且つ良好な真球
度を持った球体を得ることが出来るｖ箸４加工装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明の発明者はセラミックス体を球形にするするバレ
ル加工装置について種々研究を重ねてきた。この結果、
次のことがわがった。すなわち、従来方式のバレル加工
装置では寸法の大小に拘らず各セラミックス体に対して
同じ加工度合で加工するために、加工前の各セラミック
ス体の寸法のバラツキを吸収できずに加工後の球体の直
径寸法に持ち込まれてしまい、球体の直径寸法にバラツ
キが生じることになる。また、回転盤の砥石に対するセ
ラミックス体の衝突が不規則であり、セラミックス体の
全面にわたり均一に加工が行なわれないために、球体の
真球度が不均一であることがわかった。

そこで、上記目的を達成するために本発明のセラミック
ス体の加工装置は、上面に研削体が設けられこの研削体
の上にセラミックス体を載せて回転駆動装置により回転
される回転盤と、この回転盤の周囲を囲む周壁体と、周
壁体の内部に周壁体に対して自由で昇降自在に設けられ
前記回転盤に載せたセラミックス体の上に配置される上
盤とからなることを特徴とするものである。

（作用） 回転盤の研削体に載せたセラミックス体の上に上盤を載
せると、大きな寸法のセラミックス体が上盤を支える。

回転盤を回転するとセラミックス体が研削体の上で転が
り、大きな寸法のセラミックス体から順に研削される。

それとともに上盤が下降し、各セラミックス体の相互の
寸法の幅が順次小さくなる。各セラミックス体を同じ直
径寸法に揃え且つ各セラミックス体に同じ加工圧を加え
ることにより、直径寸法が揃い寸法のバラツキが大変小
さい球形を形成することができる。また。

セラミックス体の直径寸法を揃え、同じ加工圧を加えて
加工することに加えて、セラミックス体を上盤で上から
押えて回転させることにより、セラミックス体が全面に
わたり均一に研削砥石に接触して真球度の高い球体に研
削加工することができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図および第２図について説
明する。

図中１は円形をなす回転盤で、図示しない軸受により水
平に回転自在に支承され、下面中心部には図示しない回
転駆動装置に設けた回転軸２を取付けである。回転盤１
は合成樹脂あるいは金属で形成されたもので、平坦な上
面には全面に研削体の一例である砥石３が設けである。

この砥石３は回転！１１の上面に砥粒を平均的に敷き詰
め接着剤で接着して構成したものである。４は回転盤１
を囲む円環形をなす金属などで形成された周壁体で、下
端開放部に回転盤１を嵌込んで配置され、図示しない支
持部材で支持されている。５は上盤で、周壁体４の内径
より小さな直径をもつ円形をなすもので、後述するよう
に加工時にセラミックス体を押えるに必要な重量を得る
ように材質および厚さを設定しである。また、上盤５の
下面には全面にわたり例えばゴムシート６を接着して設
けである。上盤５はセラミックス体の加工時に周壁体４
の内部に水平にして周壁体４に対して自由な状態で設け
られる。すなわち、上盤５は周壁体４の内部に移動自在
で且つ常に自重で下降するように配置される。

このように構成されたバレル加工装置を用いてセラミッ
クス体を球形に研削加工する場合について説明する。

第１図で示すように複数のロッドで形成されたサイコロ
形または円柱形をなす多数のセラミックス体Ａ１すなわ
ちセラミックス焼結体またはセラミックス粉末成形体を
用意する。これらセラミックス体Ａを上盤５を取外して
開放された周壁体４の上開放部から周壁体４と回転盤１
とで囲まれた部分に投入し、回転盤１の上面に設けた砥
石３の上に載せる。その後、上盤５を周壁体４の上開放
部から内部に挿入し、回転盤１に載っているセラミック
ス体Ａ群の上に重ねて載せる。この場合、上盤１はセラ
ミックス体Ａ群の中で寸法が大きいセラミックス体Ａ１
に当たって支えられる。すなわち、寸法の小さいセラミ
ックス体Ａ２は上盤５に接触しない。この状態で回転駆
動装置により回転軸２を介して回転！８１を回転すると
、回転盤１の回転に伴う遠心力により各セラミックス体
Ａが回転盤１と上盤５との間で回転盤１の半径方向およ
び円周方向に回転しながら繰返し移動する。この場合、
寸法が大きいセラミックス体Ａ１は上方から上盤５で直
接押えられて上盤５の重量が加工圧として加わっており
、この状態で回転盤１の砥石３の上を回転移動する。こ
のため、寸法が大きいセラミックス体Ａ１は寸法が小さ
いセラミックス体Ａ２に比して大きい加工速度をもって
研削され角部が削られて行く。また、寸法の小さいセラ
ミックス体Ａは上！１５の重量が直接加わらないために
、その加工速度は小ざい。なお、上盤５を支えるセラミ
ックス体Ａ１の研削の進行によりセラミックス体Ａ１の
寸法が減少するのに伴い上盤５がその自重で自動的に周
壁体４の内部を下降する。

このため、上盤５は常にセラミックス体のＡ１に上方か
ら接触して重量を加える。そして、研削加工が継続する
と、第２図で示すように寸法が大きいセラミックス体Ａ
１の研削が進行して行き、その直径寸法は寸法が小さい
セラミックス体Ａ２の寸法に並ぶ大きざまで減少する。

このため、上盤５は各セラミックス体Ａ１、Ａ２の全体
に夫々接触するようになり、上盤５の荷重が全てのセラ
ミックス体ＡＩ　、Ａ２に夫々均等に加えられる。すな
わち、各セラミックス体Ａ１、Ａ２は夫々同じ大きざの
寸法に揃えられ、さらに各セラミックス体ＡＩ　、Ａ２
に夫々等しい加工圧が加わる。さらに、加工を続けて行
くと各セラミックス体Ａ１、Ａ２は夫々上盤５に上方か
ら押えられながら回転盤１の砥石３の上を回転しながら
移動し、同じ程度の加工速度をもって研削され球形に加
工されて行く。なお、この場合もセラミックス体Ａ１、
Ａ２の研削に伴う寸法の減少により上盤５が自重で下降
し、常に各セラミックス体ＡＩ、Ａ２に上方から接触し
て荷重を加える。そして、各セラミックスＡＩ、Ａ２の
全体が必要とする直径を持った球形に形成された時点で
回転盤１の回転を停止し、上盤５を周壁体４から抜き外
して回転盤１に載っているセラミックス体Ａｔ　、Ａ２
を周壁体４の外部に取り出す。

また、上盤５の下面にゴムシート６を設けであるので、
加工に際して直径の相互差が大きくても加工できる。な
お、ゴムシート６の代わりに研削砥石などを上盤５の内
面に設けても良い。なお、上盤５は周壁体４との摩擦の
ため回転することが望ましい。

このようにセラミックス体Ａをバレル加工することによ
り、直径寸法のガラツキが大変小さく、且つ良好な真球
度をもイ数のセラミックス成形体を形成することができ
る。なお、必要に応じて球体に仕上げ加工を行なう。

本発明の加工装置で加工するセラミックス球体は軸受な
どの幅広い用途に使用することができる。

従来は上盤５がセラミックス体Ａの上方に離間した位置
で周壁体４に固定され、回転盤１の回転によりセラミッ
クス体Ａが跳ね飛び砥石３に衝突して研削する方式であ
るから、セラミックス体Ａの球体の直径寸法が大きく且
つ真球度も悪いものであった。

因みに、寸法が１０．２ｍｍｘ　１０，２ｍａｘ　１０
．２ｍｍ’ｔ’あるサイコロ形の窒化けい素焼粘体を直
径９．８！１Ｉ１１の球体に加工する場合について、本
発明の加工装置と従来の加工装置を夫々適用して加工を
行なった。

この結果、各ロッド内の直径寸法のバラツキは、従来の
装置を使用した場合は０１ｔ４　ｍｍ／　２００　ｐで
あったが、本発明の装置を使用した場合は０．０８〜Ｑ
、１０　ａｍ／　２００　ｐであった。真円度は、従来
の装置を使用した場合は６０〜１００μｍであったが、
本発明の装置を使用した場合は５０μ国以下であった。

本発明の加工装置で加工するセラミックス球体は軸受な
どの幅広い用途に使用することができる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明のセラミックス体の加工装置
によれば、セラミックス体に研削加工すなわちバレル加
工を出して、直径寸法のバラツキが大変小さく、且つ良
好な真球度のセラミックス球体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の加工装置の一実施例を示
す断面図である。 １・・・回転盤、３・・・砥石、４・・・周壁体、５・
・・上盤。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上面に研削体が設けられこの研削体の上にセラミックス
   体を載せて回転駆動装置により回転される回転盤と、こ
   の回転盤の周囲を囲む周壁体と、この周壁体の内部に周
   壁体に対して自由で昇降自在に設けられ前記回転盤に載
   せたセラミックス体の上に配置される上盤とからなるこ
   とを特徴とするセラミックス体の加工装置。