JPS61159361A - 球体の製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はセラミックスからなる球体の製造方法に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、高温条件下で用いられる構造材として、高温強度
に優れたファインセラミ、り、スが注目されつつおる。

そのなかのひとつとして高温下で回転運動をする回転体
を支持する玉軸受に用いる球体がファインセラミックス
によシ形成されている。

従来、このようなファインセラミックスからなる球体を
製造する方法として、セラミックス焼結体からなる棒状
の素体を用意し、この素体の一部を研削加工にて各々球
形に形成した後に素体から分離して球形に成形する方法
が検討されている。

しかしながらこのような製造方法では、棒状のセラミッ
クス焼結体から球体を１個づつ球形に加工して分離する
ものであるから、加工に手数を要して加工時間が長く加
工能率が悪いという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、セラミック
スの球体を能率良く得ることができ量産性に富んだ球体
の製造方法を提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明による球体の製造方法は、セラミックス焼結体か
らなる素体を用意し、この素体を球状空間部を有する振
動器における各球状空間部に各々収容して、振動器を振
動させることにより、各球状空間部に収容した素体を球
状空間部内面に摺接させて球体に形成することを特徴と
するものである。

本発明の製造方法の好ましい態様を図面について説明す
る。

まず、第４図で示すように全体に緻密で且つ均質なファ
インセラミックスのセラミックス焼結体からなる立方体
形状の素体１を多数用意する。

ここでファインセラミックスとは、高温での強度にすぐ
れたセラミックスを総称するもので、具体的には窒化け
い素、サイアロン、窒化アルミニウム、ジルコニア、ア
ルミナなどが挙げられる。素体を形成するセラミックス
焼結体は、高い緻密性をもたせるためにホットプレスに
よシ得たものが好ましい、なかでもホットプレスされた
窒化けい素焼給体は、強度と靭性に優れている。素体は
、加圧焼結された化ラミ、クス焼結体の板体から角棒を
切シ出し、この角棒を順次立方体状に切断して形成する
。

次に素体１を、多数の球状空間部を有する振動器におけ
る前記球状空間部に入れ、振動器に超音波振動を加える
ことによ〕素体を球状に加工して球体を得る。

振動器は素体を球状に効率良く加工できる構成とし、具
体的には第１図ないし第３図で示すものがある。すなわ
ち振動器は、半円球状の凹部４Ａを多数並べて形成した
下面体２と、同じく半円球状の凹部４Ｂを多数並べて形
成し且つこれら凹部４Ｂに加工液を供給する加工液供給
通路５を形成した上面体３とを、各凹部形成面が対面す
るように上下に組合せて構成するもので、下面体２と上
面体３の各凹部４Ａ、４Ｂが組合されることによ）素体
１を収容する球状空間部４を形成できる。各凹部４Ａ、
４Ｂの内面には砥粒例えばダイヤモンド砥粒６を電着法
によシ塗着する。下面体２は超音波振動袋ｅ７に設置し
て超音速振動を加えるように設ける。上面体３はばね８
具体的には圧縮コイルばねで支持することにより、変位
自在で且つ下側への圧力が加わるように設ける。上面体
３を設けるためにはばねに限らず、他の支持手段で変位
自在に支持し且つ他の加圧手段によフ圧力を加えるよう
にしても良い。素体１は下面体２の凹部４人と上面体３
の凹部４Ｂとで構成される各球状空間部４に各々１個づ
つ収容する。この場合素体１は上面体３の凹部４Ｂによ
り上側から押圧され、素体１の各角部は凹部４Ａ、４Ｂ
の内面に・塗着した砥粒６に接触する。

そして、超音波振動装置７を運転して下面体２に超音波
振動を伝えて振動させる。下面体２の振動によシ凹部４
人を介して各球状空間部４内に収容した素子１が振動さ
れ、さらに上面体３が素子１を押えながら一緒に振動す
る。素子１は振動することによシ縦横に向きを変えるの
で、素子１の各角部が凹部４人、４Ｂの砥粒６に摺接し
て摩耗する。また同時に上面体３の加工液供給通路５を
通して各球状空間部４に砥粒を含む加工液、例えばダイ
ヤモンド砥粒を含む水を供給する。加工液は球状空間部
４の内部で振動しながら素材１の表面全体を研摩する。

加工液は下面体２と上面体３との間から流出する。

このようにして素材１は立方体の角部と稜線部が摩耗し
て多面体となシ、さらに摩耗が進行して円形となる。素
材１の摩耗に応じて上面体３が下降していき、素材１１
は最終的に凹部４　Ａ。

４Ｂの組合せに見合った球状となる。

このようにして素材１に超音波振動加工を行々い第５図
で示すように球状に加工して球体とする。加工球体寸法
はφ１鴎〜φ１５ｍ　　でろる。

加工終了後は素材１に対してう、ピングなどの仕上げ加
工を行ない、円滑な球面をもった球体として形成する。

〔発明の実施例〕

焼結助剤として、Ｙ２Ｏ３＋　ＡＪ１２０ｓを含む５ｔ
３Ｎ４でなる粉末成形体をホ、トゲレスして板状の焼結
体を得、この板状体から角棒体を切シ出し、さらに角棒
体を切断して寸法約４瓢の立方体からなる素材を得た。

この素材を第１図および第２図で示す振動器の球状空間
部にセ、トシ、振動器に周波数的２０　ｋＨｚの超音ｉ
振動を加えることによシス体を直径約１２瓢の球体に粗
加工しついで仕上加工（う、ピング）を施こした。

この結果得られた球体の真球度は０．２　ｍ寸法精度±
０．１０ｍで８った。これに対して比較のために前記の
角棒の一部を研摩加工によシ球形に加工して切断する方
法によシ略同寸法の球体を得、同様の仕上加工を行なっ
た。この結果本発明によれば球体１個当シの加工時間は
Ａ以下であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の球体の製造方法によれば、
セラミックス焼結体からなる球体を短時間で多数製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

は振動器の球状空間部を拡大して示す説明図、第４図は
加工前の素体を示す斜視図、第５図は加工後の素体（球
体）を示す斜視図である。 １・・・素体、２・・・下面体、３・・・上面体、４Ａ
。 ４Ｂ・・・凹部、４・・・球状空間部、７・・・超音波
振動装置。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図　　　
　第２図 第３図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス焼結体からなる素体を用意し、この
   素体を球状空間部を有する振動器の前記各球状空間部に
   収容して、前記振動器を振動させることにより、前記球
   状空間部に収容した前記素体を空間部内面に摺接させて
   球体に形成することを特徴とする球体の製造方法。
2. （２）振動器の球状空間部に砥粒を含む加工液を供給す
   る特許請求の範囲第１項に記載の球体の製造方法。
3. （３）振動器の球状空間部の内面に砥粒を塗着してなる
   特許請求の範囲第１項に記載の球体の製造方法。
4. （４）振動器は半円球凹部を有する一対の構造体を対面
   して組合せたもので、一方の構造体に超音波振動を加え
   るとともに他方の構造体を変位自在な状態で支持して一
   方の構造体側に向けて圧力を加えたものである特許請求
   の範囲第１項に記載の球体の製造方法。
5. （５）セラミックス焼結体は加圧焼結されたファインセ
   ラミックスである特許請求の範囲第１項に記載の球体の
   製造方法。
6. （６）素体は立方体形状である特許請求の範囲第１項に
   記載の球体の製造方法。
7. （７）振動器に超音波振動を加えて振動させる特許請求
   の範囲第１項に記載の球体の製造方法。