JPH1190811A - 球加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 傷や破損のおそれがなく、高真球度のものを
大量生産することができる。 【解決手段】 上研磨板１１を一定の高さで水平に保持
した状態で回転させ、下研磨板１３の上面の円形Ｖ溝１
４に被加工物１５を配し、シリンダ３３内にコンプレッ
サ３８から空気圧を送り、ピストン３４を上昇させて下
研磨板１３を上研磨板１１側に押圧する、この押圧力を
制御器４２により設定保持する。上下方向の振動、衝撃
を緩衝タンク３７で吸収する。

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、高精度かつ歪み
を嫌う真球形状を有する素子を作成する球加工機を提供
する。

【０００２】

【従来の技術】従来磁気共鳴素子などの高精度真球加工
を必要とする素子の製作には以下の方法が用いられてい
た。２つの回転するパイプに被加工物を挟み研磨液を供
給して加工する２パイプ法、砥石に切った溝の中を圧搾
空気などで被加工物を転がすボンド法、二つの研磨板の
２平面間で被加工物を転がす平面研磨法がある。また、
Ｖ溝中に入れた被加工物を上から平面の研磨板で加圧し
溝中を転がす、Ｖ溝研磨法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】数千個規模で高真球度
球加工を行う場合、２パイプ法は数量の点で採用できな
い、また、ボンド法、平面研磨法は、真球度の点で問題
が有る。また従来のＶ加工機では、図２に示すように重
量の有る上研磨板１１をカウンターバランス１２で支え
重量を相殺し、下研磨板１３上のＶ溝１４に配した被加
工物１５に接触させ、この重量が大きい上研磨板１１と
カウンターバランス１２とにより被加工物１５への荷重
がゼロになるように平衡させ、上研磨板１１上に図に示
していない重り、例えば数１０〜１００ｇ程度のものを
配して、被加工物１５に荷重を与え、この状態で下研磨
板１３を回転させている。しかしこの球加工機が載置さ
れた基盤に対し、つまり加工機に対し、振動、衝撃など
による瞬間的に働く力が大きく、高脆性材料の被加工物
の加工には適さない。またこの方法では、カウンターバ
ランス機構の摩擦などにより、加工加重の再現性に乏し
い欠点もある。

【０００４】したがって、歪み、破損が無く、高真球度
の球加工を大量に行いうる球加工機が望まれていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明によれば従来の
Ｖ加工方法を逆転し、上に固定して回転する上研磨板を
置き、下よりＶ溝を有する下研磨板を押し上げる構成と
する。下から下研磨板を押し上げ加圧機構に流体圧を用
い、且つ加圧源から下研磨板への流体伝達パイプに十分
大きな緩衝タンクを連通して設置する。

【０００６】この発明の構成により、上研磨板の重量を
相殺する機構をなくすことができる。また加工圧力の安
定性、再現性を向上しうると同時に緩衝タンクが、衝撃
力を吸収して定加重を保つために、高脆性材料の真球加
工をも可能にした。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施例を示し、
図２と対応する部分に同一符号を付けてある。この発明
では上研磨板１１を同一位置で水平面内で回転自在に保
持される。例えば基台２１に支持柱２２が立てられ、支
持柱２２上にモータ２３が取付けられ、モータ２３の回
転軸２４は下側に突出して鉛直に設けられ、回転軸２４
の下端にチャック２５により上研磨板１１の軸２６の上
端が連結される。必要に応じて支持柱２２の途中に水平
に突出して支持片２７が固定され、支持片２７に軸受２
８が取付けられ、軸受２８に回転軸２４が挿通される。
つまり軸受２８としてのボールベアリングの内輪に回転
軸２４が挿通固定される。また図に示していないが、必
要に応じて回転軸２４を上研磨板１１に直接、連結する
ことなく、歯車又はプーリにより減速して回転軸２４を
上研磨板１１に回転を伝達する。

【０００８】上研磨板１１の底面と対応して、下研磨板
１３が配され、下研磨板１３の上面にはその軸心を中心
とする円上にＶ溝１４が１乃至複数本形成されている。
このＶ溝１４上に被加工物１５が配される。下研磨板１
３は、流体圧を利用した押し上げ加圧機３１により、上
研磨板１１側に押圧される。例えば、軸心が鉛直方向と
されたシリンダ３３が設けられ、シリンダ３３内のピス
トン３４が上側から外部に突出され、その突出端に下研
磨板１３の軸３５の下端が固定される。シリンダ３３内
にパイプ３６の一端が連通され、パイプ３６の他端は緩
衝タンク３７内に連通される。また緩衝タンク３７内
に、コンプレッサ３８の排出パイプ３９が連通される。
よってコンプレッサ３８は例えば空気を圧縮して、シリ
ンダ（圧力容器）３３内に緩衝タンク３７を介して空気
圧を与え、ピストン３４が押し上げられ、下研磨板１３
が上研磨板１１側に押圧される。

【０００９】シリンダ３３内に設けられた圧力センサ４
１よりの検出圧力が制御器４２に入力され、検出圧力
が、設定圧力より大になると、緩衝タンク３７に設けた
リーク弁４３が制御され、緩衝タンク３７内の気圧、つ
まりピストン３４の押し上げ力が低下される。一方シリ
ンダ３３内の検出圧力が設定圧力より低下すると、制御
器４２は、パイプ３９に挿入された制御弁４４の開度を
大として、シリンダ３３内の空気圧を上げて、ピストン
３４の押し上げ力を大とする。よって、設定圧力に応じ
た力で下研磨板１３が上研磨板１１に押圧される。

【００１０】この押圧力が、例えば数１０〜１００ｇ程
度になるように設定圧力が決定される。この押圧力は、
被加工物１５の材質、下研磨板１３上の被加工物１５の
数、上研磨板１１の回転速度などにより、適切な値とさ
れる。これは、例えば被加工物１５へ両研磨板１１，１
３に対する接触面積を想定し、必要な押圧力、つまり、
従来において、上研磨板１１とバランスウエイト１２と
で上研磨板１１による被加工物１５に対する荷重をゼロ
とした状態で、上研磨板１１上に乗せる重りによる被加
工物１５に与える荷重と同一の荷重が下研磨板１３の押
上げ力により被加工物１５に与えられるように計算し、
これにもとづき、実際に被加工物１５を加工し、その時
の研磨量を測定し、これが適切な値になるように、設定
圧力を調節して、好ましい設定圧力を決定する。

【００１１】このようにして設定圧力が決定されると、
生産加工に移るが、被加工物１５を、下研磨板１３のＶ
溝１４上に配置するのは、シリンダ３３内の圧力を下げ
て、下研磨板１３を下げ、被加工物１５を両研磨板１
１，１３間に容易に出し入れできる状態にして、被加工
物１５を下研磨板１３上に載せる。その後、シリンダ３
３内の圧力を設定圧力として、上研磨板１１を回転し
て、加工を開始する。

【００１２】加工中に加工機が外部から衝撃、振動を受
けても、下研磨板１３が被加工物１５へ実質的な影響を
与えない程度に、つまり前記振動、衝撃を吸収できる程
度に緩衝タンク３７の容積を十分大きくしておく。つま
り、衝撃による圧力変動にもとづく、シリンダ３３と緩
衝タンク３７と両内容積の和Ｖの変動ΔＶがＶに対して
例えば１０００分の１にすれば、前記圧力変動も、変動
前の圧力に対し１０００分の１になり、無視できる。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
流体圧により下研磨板１３を上研磨板１１側に押圧し、
その押圧力が設定値に保持されるようにしており、バラ
ンスウエイト１２を用いないため、カウンタバランス機
構の摩擦などによる、加工加重の再現性が乏しいような
ことがなく、常に所望の加圧力で加工することができ
る。

【００１４】また緩衝タンク３７を用いることにより、
加工中に特に上下方向の衝撃、振動を受けても、緩衝タ
ンク３７により、その衝撃、振動が吸収され、被加工物
１５が高脆性材料のものであっても、破損するおそれが
ない。従って、傷や歪みがなく、破損のおそれがなく、
高真球度の球加工を大量に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による球加工機の実施例を示す図。

【図２】従来の球加工機を示す図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高さ位置を固定し、回転可能に水平に
   保持された上研磨板と、 その上研磨板を回転させる手段と、 上記、上研磨板の下に設けられ、上面に円形のＶ溝が設
   けられ、そのＶ溝に被加工物が配される下研磨板と、 上記Ｖ溝に配された上記被加工物が上記上研磨板に接触
   するように上記下研磨板を上記上研磨板に押圧する流体
   圧加圧機構と、 を具備する球加工機。
2. 【請求項２】 上記流体圧加圧機の流体圧発生部と、 上記その流体圧を上記下研磨板の底面に伝達するパイプ
   との間に緩衝タンクが連結されていることを特徴とする
   請求項１記載の球加工機。