JPH03256661A - 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］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えばセラミックス製球体の加工に好適する
球体加工装置に関する。

（従来の技術） 一般に、球体は、各種装置の構成要素として、広区画技
術分野に応用されている。とくに、セラミックスからな
る球体は、その耐食、耐熱、耐摩耗性などを生かした特
殊用途への適用が注目されている。そうして、球体は、
セラミックスであるとないとにかかわらず、真球度のよ
い所定直径のものが要求されるため、この要求に応じて
種々の球体加工装置が開発されている。たとえば、第３
図は球体加工装置の一例を示すものである。この球体加
工装置は、鋼製で円板状をなす下ラップ盤（Ａ）に鋼製
で円板状をなす上ラップ盤（Ｂ）を対向させ、これら下
ラップ盤ＦＡ）　　と上ラップ盤（Ｂ）　　との間に球
体状の被加工物（Ｃ１・・・を位置決め・保持する保持
板（ＤＪを介挿したものである。そして、被加工物（Ｃ
）・・・は、保持板（Ｄ）の同一円周上に設けられた貫
通孔ｆＥ）に支持されて、下ラップ盤（Ａ）のｖ字状の
保持溝（Ｆ）に載置され、下ラップ盤（Ａ）　と上ラッ
プ盤（Ｂ）　とにより挟圧・転勤駆動される。このとき
、保持溝（Ｆ）に供給されたラップ剤により、被加工物
（Ｃ）・・・の球体加工が進行する。

ところで、上ラップ盤（Ｂ）　は、自在継手（６）を介
して支持されている。この自在継手（Ｇ）を介ｊ５て、
上ラップ盤（Ｂ）　は、モータにより回転駆動されると
ともに、空気圧シリンダにより矢印（ｒ１１方向の研磨
圧が被加工物（Ｃ）・・・に加えられるようになってい
る。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、球体加工される被加工物（Ｃ）・・・間には
、球径の不揃い（直径不同、直径相誤差）が大なり小な
り存在する。その結果、被加工物（Ｃ）・・・に加わる
研磨圧が不均一となる。たとえば、第４図（この図にて
は説明の便宜上保持板（Ｄ）を省略している。）に示す
ように、被加工物（ＣＩ）の球径が被加工物（Ｃ２）よ
りも大きい場合、上ラップ盤（Ｂ）は、矢印（Ｙｌ）　
　方向に押し上げられる一方、他の被加工物（Ｃ２）は
逆に自在継手（Ｇ）を中心とした梃の作用により矢印（
Ｙｌ）　　方向の圧力が加重されるので、被加工物（Ｃ
Ｉ）と被加工物（Ｃ２）とでは、研磨圧が異なってしま
うばかりか、被加工物（Ｃ２）には過度の研磨圧が加わ
ることになる。したがつて、真球に加工するための被加
工物（Ｃ）・・・の健全な転勤運動の妨げとなることは
もとより、過度の研磨圧が加わることにより、保持溝（
Ｆ）の異常磨耗が発生し、球体加工精度低下の一因とな
っている。

本発明は、上記事情を参酌してなされたもので、球体加
工精度を向上させることの出来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） 本発明の球体加工装置は、凸球面を有する上ラップ盤を
弾性軸を介して支持するようにしているので、回転駆動
された上ラップ盤と下ラップ盤とにより、下ラップ盤の
保持溝に保持されている被加工物を挟圧して球体加工す
る際に、被加工物間の球径に不揃いがあっても、上ラッ
プ盤は、弾性軸を介して、被加工物にほぼ−様な研磨圧
が加わるように傾動する。

したがって、この発明の球体加工装置においては、被加
工物を、荷重ムラにより転勤が停止したり、保持溝に損
傷を与えたりすることなく、すべて所望の球径かつ真球
度に高精度に研磨加工することができる。

［発明の目的］ （実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例の球体加工装置を示している。こ
の球体加工装置は、鋼製で円盤状をなす下ラップ盤（１
）と、この下ラップ盤（１）に対向して設けられた鋼製
で円盤状をなす上ラップ盤（２）と、これら下ラップ盤
（１）と上ラップ盤（２）との間に介挿されあらかじめ
例えば研削により粗球体にまで加工されたセラミックス
（例えばＳｉ。

Ｎａ”窒化珪素）製の被加工物（Ｗ）・・・を位置決め
・保持する保持板（３）と、下ラップ盤（１）の下部に
連結された回転軸（４）と、この回転軸（４）を矢印（
５）方向に回転駆動するモータ（６）と、上ラップ盤（
２）の上部に着脱自在に連結された可撓性の例えばステ
ンレス鋼製、バネ鋼製のワイヤなどからなる弾性軸（７
）と、この弾性軸（７）の上端部に接続されこの弾性軸
（７）を矢印（８）方向に回転駆動するモータ（９）と
、加工部位にダイヤモンドパウダなどのラップ剤を供給
するラップ削供給機構（図示せず。）とからなっている
。しかして、下ラップ盤（１）の上面は平面（１２）に
形成されている。

この平面（１２）上には横断面かＶ字状の保持＃　（１
３）か、下ラップ盤（１）の下部に連結された回転軸（
４）と同軸となるように刻設されている。一方、保持板
（３）には、保持溝（Ｉ３）と同一径の円周に沿って被
加工物（Ｗ］　・・・が−個ずつ遊挿される透孔（１４
）・・・が穿設されている。そして、この保持板（３）
は、。

図示せぬ治具により下ラップ盤（１）　と上ラップ盤（
２）との間の一定位置に固定されるようになっている。

そうして、上ラップ盤（２）の下面は中心がの軸線上に
ある凸球面（１０１に形成されている。この凸球面（１
０）の曲率は、保持板（３）に保持された被加工物（Ｗ
）・・・を下ラップ盤（１）　　と上ラップ盤（２）と
により挟圧できる程度に設定されている。つまり、保持
溝（１３）に配置された被加工物（Ｗ）・・・に上ラッ
プ盤（２）の凸球面（１０）が接触している状態で、凸
球面（１０）の中心か保持板（３）に接触しないように
設けられている。また、保持板（３）の中央部には、貫
通穴（３りが穿設され、凸球面（１Ｇ＋が接触しにくく
なるように設けられている。そして、上ラップ盤（２）
の重量は、被加工物（ｌｒ）・・・に対する研磨圧とし
て十分な程度となるように設けられている。

つぎに、上記構成の球体加工装置の作動について述べる
。

まず、被加工物（Ｗ）・・・を保持溝（１３）に載置す
る。つぎに、これら被加工物（Ｗ）・・・を保持板（３
）の透孔（１４）・・・に遊挿させ、図示せぬ治具によ
りこの保持板（３）を固定する。ついで、弾性軸（７）
に上ラップ盤（２）を接続し上ラップ盤（２）を被加工
物（Ｗ）・・・上に載置する。これにより、被加工物（
Ｗ）・・・は、下ラップ盤（１）　　と上ラップ盤（２
）とにより挟圧される。つづいて、モータ（６１，（９
１を起動して下ラップ盤（１）と上ラップ盤（２）をそ
れぞれ矢印（５）、　（８）方向に回転させる。その結
果、保持板（３）に保持された被加工物ｔｗ＋　・・・
は、凸球面（１０）と保持溝（１３）との川内側面との
３点にて支持されなから転勤する。このとき、被加工物
（Ｗ）・・・には、ダイヤモンドパウダなどのラップ剤
を供給する。すると、上記３点におけるラップ速度が違
ってくるために、被加工物ｆＷ）・・・と下ラップ盤Ｃ
Ｉ）と上ラップ盤（２）の間には滑り運動か生じて、球
体加工が進行する。ところで、第２図に示すように、被
加工物（Ｗｌ）の球径Ｄ１と被加工物（Ｗｌ）の球径Ｄ
２との間に球径差かあると、上ラップ盤（２）は、この
球径差に応じて、矢印（１５１）、（１５ｂ）方向の力
が作用する。その結果、弾性軸（７）が矢印（１６）方
向に弾性的に曲り、これにともなって上ラップ盤（２）
が、被加工物（Ｗｌ）の球径Ｄ１と被加工物（Ｗｌ）の
球径Ｄ２との球径差を解消するように、矢印（１５ｚ）
（１５ｂ）方向に傾動する。このときの傾動中心は、自
在継手のように固定的なものではなく、瞬間的なものと
なる。そして、上ラップ盤（２）が傾動した時に被加工
物（Ｗｌ）と被加工物（Ｗｌ）に加わる力Ｐ１、Ｐ２は
ほぼ等しいものとなる。したがって、矢印（８）方向に
回転している上ラップ盤（２）は、被加工ｍ　ＴＶ）・
・・間の球径のバラツキに応じて瞬間的に傾動運動を繰
り返すことになり、被加工物ｆＷ）・・・にはほぼ−様
な研磨圧が加わる。その結果、被加工物（Ｗ）・・・は
、過荷重により、転勤が停止したり、保持溝（１３）に
損傷を与えたりすることなく、すべて所望の球径かつ真
球度に高精度研磨加工される。

以上のように、この実施例の球体加工装置においては、
凸球面（１０）を有する上ラップ盤（２）を弾性軸（７
）を介して支持するようにしているので、回転駆動され
た上ラップ盤（２）と下ラップ盤（１）とにより、下ラ
ップ盤（１）　に設けられた保持溝（１３）に保持され
ている被加工物（Ｗ）・・・を挟圧して球体加工する際
に、被加工物（Ｗ）・・・間の球径に不揃いがあっても
、上ラップ盤（２）は、弾性軸（７）を介して、被加工
物（Ｗ）−・・にほぼ−様な研磨圧が加わるように傾動
する。したがって、この実施例の球体加工装置において
は、被加工物（Ｗ）・・・を、荷重ムラにより転勤が停
止したり、保持溝（１３）に損傷を与えたりすることな
く、すべて所望の球径かつ真球度に高精度に研磨加工す
ることができる。

なお、上記実施例において、弾性軸（７）の材質として
、金属に限ることなく、プラスチック、ゴム等を用いて
もよい。さらに、上記実施例においては、研磨圧は上ラ
ップ盤（２）の自重を利用しているが、弾性軸（７）に
例えば空気圧シリンダなどの加圧手段を設けてもよい。

さらにまた、保持板（３）は、被加工物（Ｗ）・・・を
保持溝（１３）に密に保持させる場合は、省略してもよ
い。さらに、保持溝（１３）を回転８１　（４）　　の
軸線に対して偏心させてもよい。

［発明の効果］ 本発明の球体加工装置は、凸球面を有する上ラップ盤を
弾性軸を介して支持するようにしているので、回転駆動
された上ラップ盤と下ラップ盤とにより、下ラップ盤の
保持溝に保持されている被加工物を挟圧して球体加工す
る際に、被加工物間の球径に不揃いがあっても、上ラッ
プ盤は、弾性軸を介して、被加工物にほぼ−様な研磨圧
が加わるように傾動する。したがって、この発明の球体
加工装置においては、被加工物を、荷重ムラにより転勤
が停止したり、保持溝に損傷を与えたりすることなく、
すべて所望の球径かっ真球度に高精度に研磨加工するこ
とかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の球体加工装置の説明図、第
２図は同じく作動説明図、第３図及び第４図は従来技術
の説明図である。 （Ｗ）：被加工物、　　（１）　　；下ラップ盤、　　
（２）　　；上ラップ盤、　　（６）　　；モータ（第
２駆動手段）、（？）；弾性軸、　　（９）　　；モー
タ（第１駆動手段）、（１０）；凸球面、（１３）；保
持溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　平面をなす上面に被加工物を保持する横断面がＶ字状
   の保持溝が刻設されてなる下ラップ盤と、この下ラップ
   盤に対向して設けられ上記保持溝とともに上記被加工物
   を挟圧する凸球面が形成されてなる上ラップ盤と、上ラ
   ップ盤の上部に連結された可撓性の弾性軸と、この弾性
   軸に接続されこの弾性軸を介して上ラップ盤を回転駆動
   する第１駆動手段と、上記下ラップ盤を回転駆動する第
   ２駆動手段とを具備することを特徴とするの球体加工装
   置。