JPH01321155A - セラミック部品の孔端部加工装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セラミック部品の孔倫部加工装置に関し、
セラミック部品に形成された微小孔の孔端部に対するア
ール付および孔周辺の研磨を同時に行う孔端部加工装置
に関するものである。

〔従来め技術〕

微小孔を有するセラミック部品として、例えば、プリン
ター用の印字ワイヤ案内部材がある。印字ワイヤ案内部
材には、高速往復運動する細い金属製の印字ワイヤを案
内するために、ワイヤ径に相当する微小な案内孔が多数
形成される。この案内孔としては、印字ワイヤの摩耗を
起こさないとともに、案内孔自体の摩耗・欠は等も生じ
ず、印字ワイヤの動作時に摺動不良を起こさないことが
要求される。

しかし、成形および焼成によって製造されるセラミック
部品に形成されたままの案内孔は、孔端部に角があるた
め、そのまま使用すると印字ワイヤが孔端部の角に接触
し、印字ワイヤの摩耗が著しいとともに、案内孔の孔端
部も摩耗したり欠は易い。

上記問題を解消するには、案内孔の孔端部にアール付加
工を行うとともに周辺部を研磨加工しておけば、印字ワ
イヤの摺動がスムーズに行われるようになり、印字ワイ
ヤおよび案内孔自体の摩耗も少なくなる。そこで、従来
は、セラミック部品に案内孔を形成した後、通常のボリ
シング装置やパフ装置を用い、軟質パッドによるポリシ
ングやパフ磨きによる研削もしくは研磨加工を施すこと
によって、案内孔の孔端部に、ＲＩＯ〜５０μｌ程度の
アール付加工を施すと同時に周辺部に研磨加工を施して
いた。

また、ポリシング装置やパフ装置にセラミック部品をセ
ットする際には、回転自在に取り付けられた研磨部材で
ある軟質パッドやパフと対向して設けられ、被加工物を
装着してお（回転テーブルに、松ヤニなどの熱溶融式接
着剤を用いる熱熔融接着装置を用いて、セラミック部品
を接着固定していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来用いられているポリシング装置やパフ装
置は、パッドあるいはパフの回転方向が一定であるため
、案内孔の円周位置によってパッドやパフの当たる方向
が異なり、孔端部が多く研磨される所と、あまり研磨さ
れない所ができ、ひとつの案内孔で円周位置によって、
孔端部に加工されたアールの大きさにバラツキが生じて
しまい、案内孔全周を均一にアール付加工することがで
きず、片寄ったアール付の案内孔が出来てしまったり、
孔端部周辺の滑らかさ、すなわち表面粗さにもバラツキ
が生じる。案内孔のアール付が片寄ってしまったり、表
面の滑らかさにバラツキがあると、印字ワイヤの摺動が
スムーズに行われず、摩耗を太き（するので好ましくな
い。

また、案内孔の円周位置によってアール付加工にバラツ
キがあると、案内孔全周を充分な大きさのアールにアー
ル付加工するには加工時間が長くかかることになり、加
工能率も悪い。

一定方向のみに回転するパッドやパフでは、案内部材が
表面に凹凸のある複雑な形状であると、案内孔の形成位
置によって、は、孔端部にパッドやパフを充分に当接さ
せることができず、アール付および周辺部の研磨加工が
有効に行えない場合もある。特に、ポリシング装置の場
合には、パッドを複雑な凹凸に沿わせることは困難なの
で、このような複雑な形状のセラミック部品には対応し
難いものであった。

また、前記のように、加工装置すなわち回転テーブルへ
のセラミック部品の取り付けを、接着固定によって行う
と、セラミック部品の取り付は取り外しが面倒であり、
取り扱いに不便で作業性が悪かった。特に、加工後に接
着剤を除去するには、大掛かりな洗浄装置を必要とする
という問題もあり、設備コストが高くつく欠点もあった
。

なお、上記した問題は、印字ワイヤ用の案内部材に対す
る案内孔の加工に限らず、各種セラミック部品に形成さ
れた微小孔の孔端部にアール付および周辺部の研磨加工
を行う場合にも、同様の問題が生じていた。

そこで、この発明の課題は、セラミ、り部品に形成され
た微小孔に対して、片寄りのない均一なアール付および
周辺部の研磨加工を行うことのできる加工装置を提供す
ることにある。また、加工するセラミック部品のセツテ
ィングおよび取り外しが簡便にできて作業能率の優れた
加工装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１記載の発明は、孔端部を研磨するための研磨部
材として、互いに逆方向に回転する一対の研磨ブラシを
備えておくようにしている。

請求項２記載の発明は、研磨部材に対向して設けられ、
セラミック部品が装着される回転テーブルに、セラミッ
ク部品を保持する凹状の保持ポケットが設けられている
とともに、セラミック部品を保持ポケットの底部から上
方に突き上げる突き上げ機構を備えておくようにしてい
る。

〔作　　　用〕

請求項１記載の発明によれば、互いに逆方向に回転する
研磨ブラシによって、孔端部を異なる方向から研磨する
ことができるので、加工する孔ノ全ての円周位置で平均
的に研磨作用が行われ、全周にわたって均一で良好な大
きさのアール付加工および周辺部の研磨加工を行うこと
ができる。

請求項２記載の発明によれば、凹状の保持ポケットにセ
ラミック部品を嵌め込むだけで、セラミック部品を回転
テーブルに極めて簡単に装着できるとともに、セラミッ
ク部品を取り出す際には、突き上げ機構でセラミック部
品を保持ポケットの上方に突き上げることによって、セ
ラミック部品を回転テーブルから簡単に取り外すことが
できる〔実　施　例〕 ついで、この発明を実施例を示す図面を参照しながら以
下に詳しく説明する。なお、図示した実施例では、加工
するセラミック部品として、前記した印字ワイヤ用案内
部材を例にとって説明する。第３図には、このような印
字ワイヤ用案内部材Ｃの構造を示しており、矩形板状の
セラミックスからなる案内部材Ｃには、印字ワイヤの本
数に相当する多数の微小な案内孔Ｈが貫通形成されてい
る。そして、上記案内孔Ｈの孔端部に対して、アール付
加工および周辺部の研磨加工を果たすものである。

第１図は加工装置の全体構造を示している。装置本体１
０は、ベース１１と架台１２および回転テーブル固定板
１３からなり、回転テーブル固定板１３の上に、被加工
物である案内部材Ｃが装着される回転テーブル２０が備
えられている。回転テーブル２０は回転テーブル固定板
１３の下部に設置された駆動モータ２１によって回転自
在になっている。

回転テーブル２０の側方には、装置本体１０から支柱３
０が立てられていて、支柱３０の上部には水平な主軸固
定板３１が、主軸固定板３Ｉの取付高さを調整できる締
付ネジ３２によって締め付は固定されている。主軸固定
板３１には、一対の垂直な研磨用主軸３３．３３が取り
付けられ、研磨用主軸３３．３３は、それぞれ駆動モー
タ３４．３４によって回転自在になっている。研磨用主
軸３３の下端にはチャック３５を備えており、このチャ
ック３５には研磨ブラシ３６．３６が着脱自在に取り付
けられている。一対の研磨用主軸３３．３３の回転方向
は、互いに逆方向になるように設定されていて、′＠暦
ブラシ３６．３６も互いに逆方向に回転しながら、回転
テーブル２０の上面に当接するようになっている。

回転テーブル２０の側方で、前記支柱３０とは別の位置
に、本体装置１０から砥粒供給装置固定板４０が立設さ
れており、砥粒供給装置固定板４０の上方は水平方向に
屈曲されて、ここに砥粒供給装置４１が取り付けられて
いる。砥粒供給装置４１の下端には砥粒供給ノズル４２
が備えられていて、このノズル４２の先端から回転テー
ブル２０の上に、オイル等の研磨液に混合されたダイヤ
モンド砥粒などからなる研摩用の砥粒を供給できるよう
になっている。回転テーブル２０の外周には、上記砥粒
や研磨粉が飛散しないように、飛散防止用カバー２２が
設けられている。

つぎに、回転テーブル２０の詳細構造を第３図および第
４図に示しており、回転テーブル２０の外周近くには、
案内部材Ｃの外形に対応する凹状をなす保持ポケット２
３が、回転テーブル２ｏの円周上に沿って多数形成され
ている。この保持ポケット２３には、案内部材Ｃが丁度
域まり込み、案内部材Ｃの上面が回転テーブル２０の表
面に露出するようになっている。

保持、ポケット２３の底部中央には、回転テーブル２０
を貫通して、突き上げ孔２４が設けられている。突き上
げ孔２４には、回転テーブル２０の下部に設けられた突
き上げピン２５が、突き上げ孔２４を通過して、上方に
進出可能に設けられている。突き上げピン２５は、装置
本体１０の一部に取り付けてあって、図示しないが、エ
アシリンダ機構等の適宜移動機構によって、上下動自在
になっている。そして、回転テーブル２０の回転に合わ
せて、保持ポケット２３の突き上げ孔２４と突き上げピ
ン２５の位置が合ったときに、突き上げピン２５が上方
に進出するようになっている。

突き上げ孔２４の下端は、突き上げビン２５が通過し易
いように、テーパ状の誘い込み部２６となっている。

つぎに、第２図には、上記のような加工装置の作動を制
御するための制御装置を示しており、前記各駆動モータ
２１．３４等の作動を、電気的に制御するものである。

制御装置は、砥粒供給装置用の砥粒制御装置５０と、回
転テーブル２０、突き上げ機構および研磨ブラシ３６部
分を制御する本体制御装置６０とからなっている。砥粒
制御装置５０には、作動スイッチ５１、作動タイマ５２
、砥粒の供給圧力すなわち供給量を調整する圧力調整ツ
マミ５３、供給圧力を表示する圧力ゲージ５４、および
制御装置５０内部で上記各部に接続された電子回路とを
備えている。本体制御装置６０には、突き上げビン２５
等の突き上げ機構の作動を制御する突き上げ機構コント
ローラ６１、回転テーブル２０の作動、回転数等を制御
する回転テーブルコントローラ６２、研磨ブラシ３６の
作動、すなわち駆動モータ３４の作動や回転数を制御す
る研磨ブラシコントローラ６３、これらの各部の作動時
間を設定する作動タイマ６４、作動スイッチＧ５および
、制御装置６０内部で各部に接続された電子回路とを備
えている。

以上に説明した加工装置の作動について説明する。案内
部材Ｃは、回転テーブル２０の各保持ポケット２３に嵌
め込んで装着しておく。このとき、従来のように接着固
定しておかなくても、案内部材Ｃがずれたり移動するこ
とはない。

回転テーブル２０を回転させるとともに、一対の主軸３
３．３３に取り付けた研磨ブラシ３６゜３６を互いに逆
方向に回転させながら、研磨ブラシ３６．３６を回転テ
ーブル２０上の案内部材Ｃの表面に押し付ける。このと
き、砥粒供給装置４１から回転テーブル２０の上に研磨
用の砥粒を供給することによって、研磨ブラシ３６と案
内部材Ｃの間に砥粒を介して研磨する。

第５図には、加工前後の案内部材Ｃの案内孔Ｈの断面構
造を示しており、加工前の状態（ａ）では、図中上側の
孔端部ｒには角がついている。この孔端部ｒ側を回転テ
ーブル２０の表面に露出するようにして加工すると、互
いに逆方向に回転する一対の研磨ブラシ３６．３６が孔
端部ｒおよびその周辺の孔内面に当接して、その部分を
研磨する。

そうすると、加工後の状態山）では、前記孔端部ｒにア
ール付加工されるとともに、研磨ブラシ３６が当接した
範囲の孔端部ｒの周辺部が滑らかに研磨加工される。こ
のとき、互いに逆回転する研磨ブラシ３６．３６が、孔
端部ｒに対して、逆方向から当接するので、案内孔Ｈの
全周にわたって、均等に研磨ブラシ３６が当接して研磨
することになり、案内孔Ｈの全周に均一な大きさのアー
ル付加工が施されるとともに、孔端部ｒの周辺部の研磨
加工も均一になる。このようにして加工された、孔端部
ｒおよびその周辺部の表面粗さは、例えば、Ｒｏ、０１
〜０．０５ｍ＋ｍ程度の滑らかさになる。

なお、研磨加工する孔端部ｒのアールの大きさやｖｒ潜
面の表面粗さ等と案内部材Ｃの材質等の加工条件によっ
て、前記した制御装置５０．６０を適当に設定しておく
。

以上のようにして、案内部材Ｃの孔端部ｒの加工が終了
すると、突き上げピン２５を、回転テーブル２０の下面
から突き上げ孔２４を通過させて、案内部材Ｃの底面を
突き上げ、案内部材Ｃを保持ポケット２３の上方に突き
出す。保持ポケット２３の上方に取り出された案内部材
Ｃは、適宜手段で回収すればよい。なお、案内部材Ｃの
うち、前記孔端部ｒと反対側の孔端部ｒ′についても加
工が必要であれば、案内部材Ｃを裏返して、再び保持ポ
ケット２３に嵌め込んで、前記同様の加工を施せばよい
。

上記のような孔端部の加工が施された、印字ワイヤ用の
案内部材Ｃの案内孔Ｈには、孔端部ｒの全周にわたって
、片寄りのない均一なアール付加工と周辺部の滑らかな
研磨加工が施されているので、使用時に、ワイヤの摩耗
が少なく、ワイヤの摺動が良好になるため、印字精度も
向上する。

以上に説明した加工装置のうち、研磨ブラシ３６は、ブ
タ毛などの動物性の柔らかいタッチでしかもある程度の
コシのあるものが好ましいが、その他、各種の研磨ブラ
シ材料も使用できる。研磨ブラシ３６の植毛方向は、加
工する案内部材Ｃ等のセラミック部品の、案内孔Ｈ等の
加工孔の軸方向に対して、はぼ同じ方向に沿って配置し
ておくのが、孔端部ｒに対する研磨効率等が良好になる
。研磨ブラシ３６の設置数は、少なくとも正逆両方向の
１対の研磨ブラシ３６を設けておけばよいが、複数対の
研磨ブラシ３６を設置することもできる。

研磨ブラシ３６は、図示したようシこ、主軸３３に対し
てチャック３５で着膜自在に取り付は可能になったもの
が、研磨ブラシ３６の取り替え等に便利であり、チャッ
ク３５の構造は、通常の各種機械装置における工具の着
脱機構に自由に変更することができる。

一対の研磨ブラシ３６は、図示したように、別々の駆動
モータ３４で駆動する構造のほか、同じ駆動モータから
、適宜変速機構等を介して、一対の研磨ブラシ３６に正
逆両方向の回転を伝達するようにしてもよい。研磨ブラ
シ３６の回転速度、すなわち回転数は、一定の回転数に
固定されたものでもよいが、加工するセラミック部品の
材質等に対応して、前記制御装置６０等で調整制御すれ
ば、より効率的かつ高品質な加工が可能になって、好ま
しい。

回転テーブル２０の保持ポケット２３は、加工するセラ
ミック部品の外形に対応する形状に設けられ、保持ポケ
ット２３にセラミック部品を嵌め込んだときに、セラミ
ック部品の外周との間に０゜１〜０．２ｍｍ程度以下の
隙間があくものが、セラミック部品の着脱が容易で、し
かも加工中のガタッキを生じず好ましい。また、保持ポ
ケット２３は、セラミック部品の外形全周にぴったりと
対応する形状に形成する必要はなく、セラミック部品の
外形の数個所でガタが出ない程度に嵌め合わせることが
できればよい。保持ポケット２３の深さは、セラミック
部品の厚み程度とするが、セラミック部品を保持ポケッ
ト２３に装着したときに、セラミック部品の孔端部ｒが
回転テーブル２０の表面から少し浮き上がる程度になる
ほうが、研磨ブラシ３６に適度に当接して、良好に加工
することができる。

上記のように、保持ポケット２３の形状は、加工するセ
ラミック部品の形状によって変える必要があるので、保
持ポケット２３を形成した回転テーブル２０を、装置本
体１０から取り替え可能にしておけば、セラミック部品
の形状を変更する度　゛に、それに応じた保持ポケット
２３を備えた回転テーブル２０に取り替えることができ
る。但し、回転テーブル２０のうち、保持ポケット２３
部分のみを取り替えるようにしてもよい。保持ポケット
２３は、回転テーブル２０の円周上に１列に配置してい
るが、複数列の保持ポケット２３を配置しておいてもよ
い。

砥粒供給装置４１は、通常の各種研磨装置に装備されて
いるのと同様の構造のもので実施されるが、砥粒として
は、ダイヤモンド砥粒がセラミックス等の高硬度材料の
研磨のために好ましく、砥粒の粒径は０．５〜２０μ程
度の大きさのものが好ましい。砥粒は、前記したように
、オイル等の研磨液に混合された状態のものやペースト
状に調製されたもの等、通常の研磨剤が、用途に合わせ
て自由に使用できる。砥粒の材料は、前記ダイヤモンド
のほか、ボラゾン（ＣＢ　Ｎ）砥粒やＳｉＣ砥粒、アル
ミナ砥粒等も使用できる。砥粒の供給量は、セラミック
部品の材質や加工する孔の形状やアールの大きさ等の条
件に対応して自由に決定され、その供給量あるいは供給
時間等を、前記制御装置５・Ｏに設定しておいて、研磨
ブラシ３６や回転テーブル２０の作動に合わせて、自動
的に供給されるようにするのが好ましい。

突き上げ機構としては、図示したように、回転移動する
回転テーブル２０とは別個に、装置本体１０側に取り付
けた突き上げピン２５を、セラミック部品の取り出しの
際のみ、突き上げ孔２４から上方に突き出すようにする
と、装置本体１０に固定された１個所の突き上げ機構す
なわち突き上げピン２５を、回転テーブル２０の回転に
合わせて、周期的に進退させることによって、各保持ポ
ケット２３内のセラミック部品を次々に突き上げて取り
出すことができ、突き上げ機構の簡略化を図ることがで
きる。また、回転テーブル２０側に複雑な突き上げ機構
を設置する必要がなく、回転テーブル２０の駆動あるい
は取り替えが容易である。但し、装置本体１０の複数個
所もしくは、保持ポケット２３の全数に対応する個所に
突き上げ機構を設けたり、回転テーブル２０自体に突き
上げ機構を設けたものでも実施可能である。

上記のような突き上げ機構において、突き上げピン２５
の作動タイミングを回転テーブル２０の回転に正確に同
期させるためには、機械的な同期手段を設けておいても
よいが、前記した制御装置６０等によって、電気的に突
き上げピン２５の作動を制御するのが好ましい。

突き上げピン２５の形状や突き上げ孔２４の形成位置は
、セラミック部品の形状や構造に合わせて適宜変更する
ことができ、図示したように、ひとつの保持ポケット２
３にひとつの突き上げ孔２４を設けて、１本の突き上げ
ピン２５でセラミック部品を突き上げるもののほか、複
数本の突き上げピン２５で同時にひとつのセラミック部
品を突き上げるようにしてもよい。突き上げピン２５の
形状は、図示した丸棒状のもののほか、角形その他の任
意の棒状をなすもの等で実施できる。

以上に説明した構造のほか、この発明にかかる加工装置
としては、通常の各種研摩装置と同様の各種機構や構造
を付加することもできる。

この発明にかかる加工装置で加工するセラミック部品と
しては、前記した印字ワイヤ用案内部材Ｃのほか、微小
な孔の孔端部に対するアール付および研磨加工を必要と
する、各種形状および構造を有するセラミック部品にも
、良好に通用することができる。

〔発明の効果〕

以上に述べた、この発明にかかるセラミック部品の孔端
部加工装置のうち、請求項１記載の発明によれば、互い
に逆方向に回転する研磨ブラシによって、加工する微小
孔の全周にわたって均一で良好な大きさのアール付加工
および周辺部の研磨加工を能率的に行うことができるこ
とになり、従来加工が困難であった、セラミック部品の
微小孔の孔端部に対するアール付および周辺部の研磨加
工を、橿めて高品質かつ高能率に実施することが可能に
なる。しかも、セラミック部品の表面が複雑な形状を有
するものの場合、■方向のみに回転する研摩ブラシでは
研磨できない部分があっても、互いに逆方向に回転する
研磨ブラシの何れかで研磨することができるので、複雑
な形状のセラミック部品に対しても、何ら問題なく対応
することができる。

請求項２記載の発明によれば、回転テーブルに凹状の保
持ポケットを設けておくことによって、セラミック部品
を保持ポケットに嵌め込むだけでセラミック部品の装着
が行え、従来のような接着固定作業が不要になる。した
がって、セラミック部品の装着作業が極めて簡単になり
、作業能率が上がる。しかも、セラミック部品を取り出
す際には、突き上げ機構でセラミック部品を保持ポケッ
トの上方に突き上げることによって、セラミック部品を
簡単に保持ポケットから取り外すことができる。

したがって、従来のセラミック部品を接着固定する方法
に比べて、接着剤の除去作業が不要になるため、セラミ
ック部品の取り外し作業が極めて簡単かつ能率的に行え
、接着剤除去のだめの大掛かりな装置も不要になり、設
備コストが大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す加工装置全体の斜視図
、第２図は制御装置の斜視図、第３図は保持ポケット部
分の要部拡大図、第４図は突き上げ機構の作動を示す概
略断面図、第５図は加工前後のセラミック部品を示す断
面図である。 ２０・・・回転テーブル　２３・・・保持ポケット　２
４・・・突き上げ孔　２５・・・突き上げピン　３６・
・・研磨ブラシ　Ｃ・・・セラミック部品　Ｈ・・・孔
　ｒ・・・孔端部 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　セラミック部品に形成された微小孔の孔端部に、回
   転する研磨部材を当接して、孔端部のアール付加工と同
   時に孔周辺の研磨加工を行う孔端部加工装置において、
   前記研磨部材として、互いに逆方向に回転する一対の研
   磨ブラシを備えていることを特徴とするセラミック部品
   の孔端部加工装置。 ２　セラミック部品に形成された微小孔の孔端部に、回
   転する研磨部材を当接して、孔端部のアール付加工と同
   時に孔周辺の研磨加工を行う孔端部加工装置において、
   研磨部材に対向して設けられ、セラミック部品が装着さ
   れる回転テーブルに、セラミック部品を保持する凹状の
   保持ポケットが設けられているとともに、セラミック部
   品を保持ポケットの底部から上方に突き上げる突き上げ
   機構が備えられていることを特徴とするセラミック部品
   の孔端部加工装置。