JPH03196963A - 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 - 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】 「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、■溝うップで研磨する従来の方法では、成形などの
後に加工を行わず、かつ仮焼成などの後に研磨を行わず
に焼成することから、寸法や形状のバラツキが大きいた
め２４時間以上の加工時間を必要としていた。

「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８５０〜１００
０℃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」 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（ラバープレス法）などにより生じた型のパ
ーティングラインや珪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衝撃力の小さい振動バ
レルを用いてバリを除去することを第１手段とし、この
バリを除去した粗球な、ラップ盤の上盤と下盤の間に、
粗球体を１個毎保護収容する円形穴をもち、下盤上で回
転軸を中心に公転できるようにした硬質ゴム製及びプラ
スチック製案内具又は、下盤上で自由に自転及び公転で
きる硬質ゴム製またはプラスチック製円筒環体案内具を
挿置して仮焼体としたセラミックス球を真球に研磨する
ことを特徴としたものである。

「作　用Ｊ 仮焼体セラミックス球は、軟らかく脆いため、ラップ盤
による真球加工のような場合、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、深いキズな生じて全数不良
となるが、本願は振動バレル研磨でバリを除去した後、
硬質ゴム製またはプラスチック製案内具の円形穴に個々
に粗球を入れてラップ盤による研磨作業をするので、粗
球はゴムホルダーの円形穴又は円筒環体内で保護されな
がら上盤と下盤によって研磨されるから研磨力で破砕さ
れることは殆どない、仮に、粉砕が生じても破片は案内
具に留まり、他のセラミックス球に波及することはない
。

そして、硬質ゴム製またはプラスチック製案内具又は円
筒環体は、セラミックスが研磨される際に生じる研磨力
（研磨抵抗による回転力）で上盤、下盤の回転と同期し
ないで回転するから、注入される研磨材が円形穴に堆積
した場合でもそれによる研磨抵抗の増大で円盤が回転し
、円形穴に堆積した研磨材を除去し、必要量のみを各円
形穴に均等にすることができて真球に研磨され仮焼体セ
ラミックスが転動しなくなって、そのため研磨不能とな
ることはない。また、研磨力で仮焼体法がホルダーの縁
に押し付けられても、縁がゴムやプラスチックのため仮
焼体法にキズが付くことはない。

「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工程である型によって生じたパーティング
ライン２や珪粉口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軟らか
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（Ａｌ□０．）又は炭化硅素（Ｓ
　ｉ　ｃ）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は角ぼっているが、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全
数不良となることがある０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案内具を挿置する。硬
質ゴム製またはプラスチック製案内具は中央に軸穴７を
有する一枚の円盤の円周に沿って多数の円形穴８をあけ
た案内円盤９となす。この案内円盤９の厚みは、加工す
る球径の直径より小さくて下盤６の上に摺動可能に置き
、軸穴７は軸より大きめとして、回転軸を中心に自由に
公転できるようにする。各円形穴８には仮焼体セラミッ
クス球の粗球４を入れるが、円形穴８の径は粗球４の径
より大きく構成して、粗球体も円形穴の中で自由に転動
できるようにする。ラップ盤を駆動すると、互いに逆方
向に回転する上盤５と下盤６の相対速度の差により、ラ
ッピングを行いながら粗球な真球に加工する。

第６図は案内円盤９の替わりに粗球な個々に入れる円筒
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に周縁に縁取り１１を設ける。

ラッピング加工にあたっては、回転する下盤６上で自転
、公転する案内円盤９又は、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
の反力と案内具が摺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
ぞれを収容する案内円盤９又は円筒環体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、案内円盤９や円筒環体１０
等の案内具は、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、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
案内具の回転が減少して研磨力を減する方向にはたらく
。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。更に、上盤５
の揺動によって粗球４はガイド内を回転するため、より
真球度は高まってくる。これらの作用が連続的に行われ
ることによりガイド内の粗球は、真球に研磨されていく
。

第７図は円筒環体１０内で研磨状態を示す斜視図、第８
図は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９図は案内円盤９を使用した場合の
真球度で、真球度２０μｍ以内がコンスタントに得られ
る。第１０図は円筒環体１０を使用した場合で真球度２
０μｍ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ない、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、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な破砕したりキズな
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（ＺｒＯ□）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機構の側面図、
第５図は、本発明案内円盤による真球研磨機構の組み立
て斜視図、第６図は、本発明円筒環体による真球研磨機
構の組み立て斜視図、第７図は、円筒環体な例にとり案
内具使用の場合の真球度が高まる作用を示す斜視図、第
８図は、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９図は、案内円盤を使用した研
磨実験例で、真球となった状態を示す説明図、第１０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。 ｌ　・・・　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、 ７　・・・　軸穴、 ８　・・・　円形穴、 ９　・・・　案内円盤、 １０　　・・・　円筒環体、 １１　・・・　縁取り。 第３図 第４図 第６図 第７図 第８図 真球度；８８．９７．＋ｍ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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紛口に生じる
   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粗球案内具を挿置する
   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または、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。
2. （２）ラップ盤の上盤と下盤の間に介装する粗球案内具
   として中央に遊転軸穴を設け、円周に沿って多数の円形
   穴を穿設した、硬質ゴム製またはプラスチック製の案内
   円盤となした真球研磨用案内具。
3. （３）ラップ盤の上盤と下盤の間の下盤上に載置する粗
   球案内具として、個々に粗球を遊納保持する円筒環体と
   なした請求項２記載の真球研磨用案内具。