JPH02190252A

JPH02190252A - 球体加工装置

Info

Publication number: JPH02190252A
Application number: JP866889A
Authority: JP
Inventors: Takashi Koba; 孝木場
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1990-07-26

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）本発明はセラミックス球、樹脂球、繊維強化樹脂球、金
属球などの各材料を球体に加工する加工装置に関する。

（従来の技術）最近、セラミックスの優れた機械的性質を生かして機械
部品としての球体を製造することが行なわれている。例
えば高温条件下・で用いる軸受に設ける球体を高温強度
に優れた窒化けい素焼粘体で製造することが行なわれて
いる。

一般にセラミックス球体を製造する場合には、焼結体か
ら粗球を形成し、次に粗球を加工して中間段階の球体を
形成し、さらに球体を仕上げ加工して真球度の高い球体
に仕上げる工程が採用されている。例えば軸受用球体に
要求されている真球度はサブミクロンの単位である。

球体の加工装置で望まれることは、真球度がよいこと、
表面粗さがよいこと、相互差が小さいこと、加工作業を
能率的に行うこと、歩留りが良いことなどであり、その
ためには球体に直線運動や円運動をさせずに楕円軌道を
描いて移動する楕円運動をさせるような力を加えること
が必要だとされている。

そこで、従来は次に述べる球体加工装置が用いられてい
る。

すなわち、上位円盤と、球体直径より浅い環状の溝を形
成した下位円盤とを相対して配設し、この下位円盤の環
状溝に球体とスラリー状の砥粒を入れて上位円盤で押え
て上位円盤と下位円盤とを偏心して回転することにより
、球体を運動させて砥粒により研摩加工する。ここで、
球体は上位円盤と接触することにより下位円盤の環状溝
内を楕円軌道を描いて移動する運動して加工を行なうこ
とができる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の球体加工装置には次の
ような問題点がある。

すなわち、加工開始時に於いては球体の直径にばらつき
がある。このため、直径の小さい球体には上位円盤に接
触しないものもある。このような小さい球体は加工を行
なう時に下位円盤の遠心力で環状溝の外側壁に接触する
か、もしくは、スラリー状の砥粒の表面張力で下位円盤
の環状溝の内側壁に接触するため円運動となり楕円運動
を行なえず、その結果、良好に加工できず直径の小さな
球体の真球度及び相互差が悪くなるという問題が生じて
いる。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、小径の球
体も楕円運動させて良好に加工して真球度が高く、相互
差の小さい球体を得ることができ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］（課題を解決する手段と作用）本発明の発明者は真球度が高く、表面粗さの良い樹脂球
、繊維強化樹脂球、金属球、セラミック球等の加工につ
いて研究を重ねてきたが、従来の加工装置では下位円盤
の溝を円形に加工したために溝壁に接触している球体が
円運動をして真球度及び相互差を悪くしていることを見
出した。そして、このことを踏まえて、上位および下位
の円盤の間に楕円通路構成部材、例えば楕円形状の板を
２枚挿入して楕円通路を構成し、この通路に球体を配置
して、下位円盤上の最外周部の球体と最内周部の球体に
楕円運動を与えることができる加工装置を開発した。

すなわち、本発明の球体加工装置は、相対して配置した
上位円盤と下位円盤との間に球体を介在し、百円盤の回
転させて球体を加工する装置において、上位円盤と下位
円盤との間に、これらと平行に楕円通路構成部材を配置
し、この楕円通路構成部材で構成される楕円通路に球体
を配置したことを特徴とするものである。

次に本発明の球体加工装置を具体的に説明する。

第１図および第２図は球体加工装置の構成を示している
。図中１は上位円盤、２は下位円盤で、これら百円盤１
，２は上下に相対して配設されている。上位円盤１には
垂直な回転軸３が取付けられ、下位円盤２には上記回転
軸３位置とは所定距離偏心した位置に垂直な回転軸４が
取付けられ、これら回転軸３．４は図示しない回転装置
により回転駆動されるようになっている。また、上位円
盤１と下位円盤２との間には、これらと平行に楕円通路
構成部材５が配設しである。この楕円通路構成部材５は
楕円形をなす空間部をもった外側板６と、この外側板６
の楕円形空間部の中央に配置された楕円形をなす内側板
７とを組合せて楕円形をなす通路８を構成するものであ
る。外側板６は例えば百円盤１．２の周囲に設けた保持
枠９で保持し、内側板７は例えば下位円盤２および回転
軸４を貫通して設けた保持軸１０で保持する。すなわち
、外側板６と内側板７は百円盤１．２とは独立して設け
られる。

しかして、この構成をなす球体加工装置で球体Ｓを加工
する場合には、球体Ｓとスラリー状の遊離砥粒を楕円１
通路構成部材５の外側板６と内側板７とで構成する楕円
通路８に入れて下位円盤２の上面に載せ、回転軸３．４
により上位円盤１と下位円盤２を異なる回転速度で互い
に逆方向に回転する。これにより球体Ｓは楕円通路８を
移動しながら楕円軌道を描いて移動する運動をして研摩
加工される。すなわち、直径の大きな球体Ｓは上位円盤
１の下面に接触して楕円軌道を描いて移動させられる。

また、上位円盤１の下面に接触しない小さい直径の球体
Ｓのうちあるものは、下位円盤１の遠心力で楕円通路８
の最外周側すなわち、外側板６の楕円形をなす空間部層
縁に沿って楕円軌道を描いて移動する。さらに、小さい
直径の球体Ｓのあるものは、スラリー状砥粒の表面張力
で楕目通路８の最内周側すなわち、楕円形をなす内側板
７の周縁に沿って楕円軌道を描いて移動する。

このように小さい直径の球体Ｓも円軌道を描いて移動す
ることなく楕円軌道を描いて移動する。従って、球体Ｓ
全体が良好に加工されて高い真球度に仕上げられ、各球
体Ｓ間の相互差も向上する。

楕円通路構成部材５を楕円通路８の大きさが異なる複数
種のものを用意しておき、加工すべき球体Ｓの大きさに
応じて、適切な大きさの楕円通路８を有する楕円通路構
成部材５を選択して使用すると、球体Ｓをより高精度で
加工することができる。

また、上位および下位円盤１．２の間にセットした楕円
通路構成部材５を回転して楕円通路８の位置を変更でき
るようにしても良い。

なお、本発明の球体加工装置は直径８．０ｍ＋ｗ以下の
球体の加工に適している。

また、本発明の球体加工装置は、セラミックス球体に限
定されず、樹脂球、繊維強化樹脂球、金属球を加工する
場合にも適用できる。

（実施例）本発明の実施例１について説明する。

焼結助剤を１０重量部添加した窒化けい素粉床をプレス
成形し、脱脂、焼結、粗加工して直径５１のセラミック
焼結体を準備した。

そして、この粗加工した球体から直径４．７５ｍｍの球
体を得ることを目的とし、第１図で示す加工装置を使用
してセラミック焼結体を加工した。上位、下位円盤の間
に取り付けられた厚み３　ｍ＋＊の楕円状の板６，７の
間に球体Ｓと直径４〜８μｍのダイヤモンド砥粒をスラ
リー状にしたものを投入し、上位円盤１は２　Ｏｒｐｍ
で左回りに、下位円盤２は３０　ｒｐｍで右回りに、ま
た板６（穴の長径２５ｃｍ、穴の短径１８ｃ＋ｎ）、板
７（長径１５ｃｍ、短径１１ｃｍ　）を１　Ｏｒｐｍで
右回りに回転させて５０時間加工した球体と、従来から
よく用いられている下位円盤に溝を設けた方式で加工（
加工条件は本発明例と同じ）した球体について真球度及
び相互差をＭ１定比較した。その結果、比較例では真球
度０．３４μｍ１相互差０．６２μｍであったのに対し
て、本発明例では真球度０，１２μｍ、相互差０．２９
μｍと真球度及び相互差も高精度になっていることが判
明した。

本発明の実施例２について説明する。

焼結助剤を１０重量部添加した窒化けい素粉床をプレス
成形し、脱脂、焼結、粗加工して直径２．７關のセラミ
ック焼結体を準備した。

そして、この粗加工した球体から直径２　、３８ｍ＋ｓ
の球体を得ることを目的とし、第１図で示す加工装置を
使用してセラミック焼結体を加工した。上位、下位円盤
の間に取り付けられた厚み１．８ｍｍの楕円状の板６，
７の間に球体Ｓと直径４〜８μｍのダイヤモンド砥粒を
スラリー状にしたものを投入し、上位円盤１は２　Ｏｒ
ｐｍで左回りに、下位円盤２は３０　ｒｐｎで右回りに
、また板６（穴の長径２５ｃｍ。

穴の短径２０ｃＩＴ＋）、板７（長径１５ｃｍ、短径１
２ｃ＋ｎ）を１　Ｏｒｐｍで右回りに回転させて６０時
間加工した球体と、従来からよく用いられている下位円
盤に溝を設けた方式で加工（加工条件は本発明例と同じ
）した球体について真球度及び相互差を測定比較した。

その結果、比較例では真球度０．５３μｍ１相互差０．
７８μｍであったのに対して、本発明例では真球度０，
２５μｍ１相互差０．３３μｍと真球度及び相互差も高
精度になっていることが判明した。

［発明の効果］以上説明したように本発明の球体加工装置によれば、上
位円盤に接触しない直径の小さい球体も楕円通路構成部
材の楕円通路により楕円軌道を描くように移動する運動
させることができるので、球体全体を楕円軌道を描いて
移動させて良好に加工し、真球度および寸法差に優れた
球体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の球体加工装置を示す断面図、第２図は
楕円通路構成部材を示す平面図である。１・・・上位円盤、２・・・下位円盤、５・・・楕円通
路構成部材、８・・・楕円通路、Ｓ・・・球体。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

相対して配置した上位円盤と下位円盤との間に球体を介
在し、両円盤を回転させて球体を加工する装置において
、前記上位円盤と前記下位円盤との間に、これらと平行
に楕円通路構成部材を配置し、この楕円通路構成部材で
構成される楕円通路に前記球体を配置したことを特徴と
する球体加工装置。