JPH02190253A - 球体加工装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はセラミックス球、樹脂球、繊維強化樹脂球、金
属球などの各材料の球体を加工する加工装置に関する。

（従来の技術） 最近、セラミックスの優れた機械的性質を活かして機械
部品としての球体を製造することが行なわれている。例
えば高温条件下で用いる軸受に設ける球体を高温強度に
優れた窒化けい素焼粘体で製造することが行なわれてい
る。

一般にセラミックス球体を製造する場合には、焼結体か
ら粗球を形成し、次に粗球を加工して中間段階の球体を
形成し、さらに球体を仕上げ加工して真球度の高い球体
に仕上げる工程が採用されている。例えば軸受用球体に
要求されている真球度はサブミロンの単位である。

そこで、従来球体の仕上げ加工おいては、上位円盤と下
位円盤とを相対して配置し、これら円盤のいずれか一方
の対向面に円盤回転中心を中心として球体直径より浅い
環状の溝を形成した球体加工装置が用いられている。こ
の球体加工装置で球体の加工を行なう場合には、一方の
円盤に形成された溝に球体を入れ、他方の円蓋で球体を
押えて、両方の円盤を偏心した回転中心で互いに逆方向
に回転することにより球体を環状溝内で運動させて加工
している。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の球体加工装置には次に述べる問題がある
。

すなわち、球体の精度は加工に用いる円盤の加工面の精
度の影響を受ける。しかるに、従来の加工装置において
円盤の溝に球体を入れて加工すると、加工された球体の
表面が粗く、充分な真球度が得られず、また球体間の相
互差が拡大することがあるという問題がある。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、円盤に溝
に代る手段を設け、球体を精度良く加工することができ
る球体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と作用） 本発明の発明者は球体の加工について研究を重ねてきた
が、従来の加工装置において球体を精度良く加工できな
いことがあるのは、定盤に形成した溝の底面の精度が良
好でなく、この溝底面の精度が球体の加工に影響を受け
るためであることを見出した。すなわち、従来の加工装
置において円盤を製作する場合には、上位円盤の下面と
下位円盤の上面とを組合せて研摩材を用いてすり合せ加
工し、これら両円盤の対向する表面を精度良く仕上げて
いる。そして、一方の円盤に旋盤加工を施してそのすり
合せ面を基準にして溝を形成している。しかしながら、
旋盤加工においてバイトを用いて切削加工により溝を形
成するために、溝底面は大きな凹凸を生じ定盤のすり合
せ面に比して平坦度や表面粗さが悪くなっている。球体
加工時には溝底面が加工面となるために、溝底面の精度
の粗さが球体の加工精度に影響することになる。

そこで、発明者は円盤に加工面を旋盤加工で形成せず、
すり合せ面を球体の加工面としてそのまま利用し球体を
精度良く加工する球体加工装置を開発した。

すなわち、本発明の球体加工装置は、上位円盤の下面お
よび下位円盤の上面の一方に回転中心を囲む突部を形成
し、且つ両方の円盤の間に直径が異なる複数のリングを
前記突部を形成した円盤の回転中心を中心として同心円
状に配置し、これら複数のリングで突部の表面を区画し
て環状の球体通路を形成することを特徴とするものであ
る。

本発明の球体加工装置について具体的に説明する。

第１図および第２図は球体加工装置の基本的な構成を示
している。この構成は上位円盤または下位円盤の表面に
すり合せ面を残した突部を形成し、この突部を囲んでリ
ングを配置して球体通路を形成したものである。

図中１は金属からなる上位円盤、２は金属からなる下位
円盤で、これら両円盤１，２は互いに偏心した位置に垂
直に設けた回転軸３，４に取付けられている。これら回
転輪３．４は図示しない回転装置により回転駆動される
。

第１図の構成では下位円盤２の上面に回転軸４を中心と
する円環状をなす環状突部５が形成されている。上位円
盤１の下面は平坦面となっている。

これら円盤を製作する場合には、初め上位円盤１の下面
と下位円盤２の上面とを合せてすり合せ加工し、次いで
下位円盤２の環状突部５を除く他の部分を旋盤加工によ
り切削して取除くことにより環状突部５を形成する。従
って、環状突部５の表面はすり合せ而が残る。さらに、
下位円盤２の上面には環状突部５の内周側と外周側を囲
む円形のリング６．７が配置されている。このリング６
゜７は環状突部５の内周側と外周側に対応した直径着さ
れている。リング６．７の厚さは環状突部５の高さに球
体Ｓの半径を加えた程度の大きさに設定する。このよう
にして環状突部５およびリング６．７により円形をなす
球体通路が形成される。

第２図で示す構成は上位円盤１の下面に回転軸３を中心
として円形の環状突部５が形成され、この環状突部５の
表面がすり合せ面となっている。

位円盤１に接着されている。従って、環状突部５とリン
グ６．７により球体通路が形成される。

このように構成された球体加工装置により球体Ｓを加工
する場合には、球体Ｓを環状突部５およびリング６．７
からなる球体通路に配置する。第１図の構成では球体Ｓ
を下位円盤２の環状突部５の表面に載せ、その上から上
位円盤１を被せて球体Ｓを押える。第２図の構成では球
体Ｓを下位円盤２の上面に載せ、その上から上位円盤１
の環状突部５を被せて球体を押える。そして、上位およ
び下位円盤１．２を回転軸３．４により互いに逆方向に
異なる回転速度で回転することにより、球体Ｓを球体通
路内で楕円軌道を描くように運動させて加工を行なう。

第１図の構成はダイヤモンドやＳｉＣ，ＢＮなどの遊離
砥粒を使用する場合に、第２図の構成は砥石円盤を使用
する場合に夫々有効である。

この加工では球体Ｓが接触する加工面は、すり合せ加工
により精度良く仕上げられている環状突部５の表面すな
わちすり合せ面である。このため、球体Ｓは精度良く加
工され、表面粗さ、真球度および相互差が大変優れた球
体Ｓを得ることができる。

しかして、この球体Ｓの加工に伴い上位円盤１または下
位円盤２の環状突部２の表面の精度が低下した場合には
、リング６．７を円盤から取外す。

この取外しに際しては例えばリング６．７を接着剤を加
熱して溶解する。こうすると環状突部５の表面を相手側
の上位円盤の下面または下位円盤２の上面に接触させて
すり合せ加工することが可能となる。そして、このすり
合せ加工により環状突部５の表面の精度を再び向上させ
ることができ、従って環状突部５の表面すなわち加工面
の状態を高精度に維持することができる。

また、厚さの異なる複数種のリング６．７を用意してお
き、加工する球体の大きさに応じて適切な厚さのリング
６．７を選択して円盤に接着するようにすれば、１組の
上位円盤１および下位円盤２の組合せで複数種の球体Ｓ
の加工が可能で大変経済的である。

第３図および第４図で示す構成は上位円盤１と下位円盤
２に夫々突部を形成したものである。

第３図で示す構成は、上位円盤１の下面中央部に円形の
突部８を、下位円盤２の上面外周部に環状の突部９を夫
々下位円盤２の回転軸４を中心として同心円状に形成し
ている。これら突部８，９の表面は最初のすり合せ加工
により仕上げたすり合せ面となっている。また、リング
６は突部９の内周側に配置され１．リング７は突部８の
外周側に夫々配置して下位円盤２および上位円盤１に接
着されている。そして、突部８，９とリング６．７によ
り球体通路を形成している。第４図で示す構成は第３図
の場合とは逆に上位円盤１に突部９を形成し、下位円盤
２に突部８を形成したものである。

そして、球体Ｓの加工時には上位円盤１および下位円盤
２の間の球体通路に球体Ｓを配置して各円盤１，２を回
転させる。この加工においても前述した場合と同様に球
体Ｓを精度良く加工することができる。

また、前述の場合のように球体Ｓの大きさに合せて適切
な厚さのリング６．７を選択して両川盤１．２に接着し
て使用することもできる。

なお、本発明の球体加工装置は直径６．０ｍ１１以下の
球体の加工に適している。

また、本発明の球体加工装置は、セラミックス球体に限
定されず、樹脂球、繊維強化樹脂球、金属球を加工する
場合にも適用できる。

（実施例） 本発明の球体加工装置の第１の実施例について説明する
。

焼結助剤を１０重量部添加した窒化けい素粉末をプレス
成形し、脱脂、焼結、粗加工して直径５龍のセラミック
焼結体を準備した。

そして、この粗加工した球体から直径４．７５ｍｍの球
体を得ることを目的とし、第１図で示す加工装置を使用
してセラミック焼結体を加工した。下位円盤に取り付け
られた高さ５＋ａｍ、幅１０＋ａｍの２本の環状リング
６．７の間に球体Ｓと直径４〜８μ曙のダイヤモンド砥
粒スラリー状にしたものを投入し、上位円盤１は２　Ｏ
ｒｐｍで左回りに、下位円盤２は３’Ｏｒｐｍで右回り
に回転させて５０時間加工した球体と、従来からよく用
いられている下位円盤に溝を設けた方式で加工（加工条
件は本発明例と同じ）した球体について表面粗さと真球
度及び相互差を測定比較した（なお、第１図の下位円盤
の表面粗さは０．７Ｓ、比較例の下位円盤の表面粗さは
６，５Ｓであった。）。その結果、比較例では表面粗さ
０．０２７μ、１１　、真球度０．１６μ摺、相互差０
．３８μｍであったのに対して、本発明例では表面粗さ
０．００５μｍ、真球度０．０６μｍ、相互差０，１５
μｍと表面粗さ、真球度及び相互差も高精度になってい
ることが判明した。

本発明の第２の実施例について説明する。

焼結助剤を１０重量部添加した窒化けい米粉末をプレス
成形し、脱脂、焼結、粗加工して直径２．３開のセラミ
ック焼結体を準備した。

そして、この粗加工した球体から直径２　、００　ｍｍ
の球体を得ることを目的とし、第１図で示す加工装置を
使用してセラミック焼結体を加工した。上下円盤は実施
例１で使用したものをそのまま用い、環状リング６．７
の高さを６．５市と小さくして実施例１と同じ条件で３
５時間加工を行った。その結果、表面粗さ０．００９　
ｕ　ＩＩＩＲａ　、真球度０．０８μｍ。

相互差０．２０μｍとなり、実施例１とほぼ同じレベル
になっていることが判明した。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の球体加工装置によれば、上
位および下位円盤の少なくとも一方の加工面の表面状態
を精度良く保つことができるので、球体を精度良く加工
して表面粗さ、真球度および相互差に優れた球体を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の球体加工装置を示す図で
ある。 １・・・上位円盤、２・・・下位円盤、５・・・環状突
部、６．７・・・リング、８，９・・・突部、Ｓ・・・
球体。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第３図 第４図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相対して設けた上位円盤と下位円盤との間に球体を介在
   し、これら両円盤の回転により球体を加工する装置にお
   いて、上位円盤の下面および下位円盤の上面の一方に回
   転中心を囲む突部を形成し、且つ前記両方の円盤の間に
   直径が異なる複数のリングを前記突部を形成した円盤の
   回転中心を中心として同心円状に配置し、これら複数の
   リングで前記突部の表面を区画して環状の球体通路を形
   成したことを特徴とする球体加工装置。