JPH07164310A - 球体研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨加工中に被加工球体に微小なキズを付け
ることなく、被加工球体を旋回でき、しかも構造の簡単
な球体研磨装置を提供する。 【構成】 固定盤体１と回転盤体２の間に被加工球体３
を挟持して回転盤体２を回転させることにより、被加工
球体３は環状溝４に案内されて転動し、被加工球体３の
表面は真球状に研磨される。固定盤体１の環状溝４の円
周方向外側には接触部材５がボルト１２で取り付けられ
ている。接触部材５の先端部５ａは環状溝４に案内され
て自転しながら転動してくる被加工球体３と接触する
と、摩擦力により被加工球体３の自転方向と直交する方
向に被加工球体３を１／２・πだけ旋回させる。このよ
うな研磨を繰り返すことにより、被加工球体３の表面を
一様に研磨できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被加工球体の表面を真球
状に研磨加工する球体研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の球体研磨装置として、２つの盤体
の内側に被加工球体を挟持して少なくとも一方を回転す
ることにより被加工球体の表面を真球状に研磨加工する
ものが知られている。盤体の内側の面には円周方向に環
状溝が刻まれており、この環状溝に案内されて被加工球
体は転動しながら研磨されることになるが、そのままで
は研磨加工の痕跡を示すバンドマークは通常、被加工球
体の一方向にしか付かないことになる。そのため、研磨
加工中に転動する被加工球体を旋回（スキュ）させる方
法が従来より種々提案されている。

【０００３】図９は従来の第１の球体研磨方法を示す説
明図である。図９において、盤体ａの円周方向の環状溝
ｂには被加工球体ｃが旋回できる遊びｄが設けられてお
り、研磨加工中に転動する被加工球体ｃは遊びｄにおい
て旋回することになる。また、図１０は従来の第２の球
体研磨方法を示す説明図である。図１０において、盤体
ａの円周方向の環状溝ｂの途中には一部欠けている溝部
分ｅがあり、被加工球体ｃが転動してその溝部分ｅにさ
しかかると旋回するようにされている。さらに、図１１
は従来の第３の球体研磨方法を示す説明図である。図１
１において、対向する２つの盤体ａの一方を２つに分割
して３つの盤体ａ１、ａ２、ａ３とし、これらを被加工
球体ｃと３箇所で保持しながら研磨加工する。研磨加工
の途中で、盤体ａ１、ａ２、ａ３の少なくとも１つの回
転速度を変更すると、強制的に被加工球体ｃを旋回する
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の第１の球体研磨方法では、環状溝ｂに被加工球体ｃ
が旋回できる遊びｄが設けられているだけなので、被加
工球体ｃを任意の旋回角度に制御することができないば
かりか、遊びｄで旋回するときに被加工球体ｃに微小な
キズが付いてしまうといった問題があった。また、前記
従来の第２の球体研磨方法では、環状溝ｂの途中に一部
欠落した溝部分ｅを設けて被加工球体ｃを研磨するの
で、溝の偏磨耗によって溝断面の形状が悪化し、加工さ
れる球体の精度が低下したり、微小のキズが付いてしま
うといった問題があった。さらに、前記従来の第３の球
体研磨方法では、３つの盤体ａ１、ａ２、ａ３を被加工
球体ｃと３箇所で保持しながら研磨加工するので、被加
工球体ｃを案内する環状溝が１本の場合には盤体ａ１、
ａ２、ａ３の製造は比較的容易であるが、工業的に多数
の環状溝を有する盤体を生産しようすると極めて複雑な
構造となり、生産が困難であるといった問題があった。

【０００５】そこで、本発明は研磨加工中に被加工球体
に微小なキズを付けることなく、被加工球体を旋回で
き、しかも構造の簡単な球体研磨装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の球体研磨装置は所定間隔を設けて対向する
２つの盤体の内側に被加工球体を挟持し、前記２つの盤
体の少なくとも一方を回転することにより、前記被加工
球体の表面を真球状に研磨加工する球体研磨装置におい
て、前記２つの盤体の少なくとも一方に前記被加工球体
を円周方向に案内する環状溝を設け、該環状溝の少なく
とも一か所の脇に、前記被加工球体と接触して当該被加
工球体を旋回させる接触部材を設ける。

【０００７】

【作用】本発明の球体研磨装置では、２つの盤体間を円
周方向に形成された環状溝に案内されて転動しながら研
磨加工される被加工球体は、その途中において接触部材
と接触して旋回する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る球体研磨装置
を図面に基づいて説明する。

【０００９】［第１実施例］図７は球体研磨装置の構成
を示す斜視図である。球体研磨装置は、多数の被加工球
体３を蓄えるコンベア２５および研磨工具となる固定盤
体１、回転盤体２を備えており、コンベア２５に蓄えら
れた被加工球体３を整列させながら固定盤体１と回転盤
体２の間に送り込んで研磨加工を開始し、固定盤体１を
一周し終えたところで再びコンベア２５に被加工球体３
を還流させる。この動作を多数回繰り返すことによっ
て、被加工球体３の表面を真球状に研磨する。

【００１０】尚、球体研磨装置には、回転盤体２を固定
盤体１に押圧する力、すなわち盤間力を発生する加圧手
段（図示せず）が設けられており、固定盤体１に形成さ
れた環状溝４に被加工球体３を送り込むときにはこの加
圧手段によって盤間力を低圧にしておくことで被加工球
体３の送り込みを滑らかにできる。

【００１１】図３は固定盤体１および回転盤体２の内側
に被加工球体３が挟持された状態を示す説明図である。
固定盤体１および回転盤体２の対向する面にはそれぞれ
円周方向に３本の環状溝４が形成されており、研磨加工
時に被加工球体３は環状溝４に案内されて自転しながら
転動する。図１は環状溝４近傍の構造を示す断面図であ
る。図２は環状溝４と接触部材５の位置関係を示す説明
図である。固定盤体１に形成された各環状溝４の脇に
は、各環状溝４の円周方向に関して被加工球体３の出入
り口と略反対側の１ケ所に接触部材５が設けられてい
る。接触部材５は転動する被加工球体３と接触するため
の先端部５ａが一体に形成された本体５ｂからなり、ボ
ルト１２によって固定盤体１に取り付けられている。接
触部材５は硬質ゴムやプラスチックなどの弾性材料から
できており、その先端部５ａは円筒な面に成形されてい
る。接触部材５が被加工球体３と接触するときにその先
端部５ｂは弾性変形して滑らない。

【００１２】被加工球体３が環状溝４に送り込まれた状
態で、回転盤体２を固定盤体１に対して回転させると、
被加工球体３は環状溝４に案内されて自転しながら転動
する。被加工球体３が固定盤体１と回転盤体２の間を転
動しているときにその表面は研磨されることになる。被
加工球体３が接触部材５に近付くと、先端部５ａの一方
の端ｃから接触を始めて他方の端ｄで接触を終える。被
加工球体３が先端部５ａと接触している間には滑りが生
じないので、先端部５ａの端ｃから端ｄまでの長さｂに
相当する分だけ被加工球体３は自転方向と直交する方向
に旋回することになる。ここで、被加工球体３の半径を
ｒとすると、前述の先端部５ａの端ｃから端ｄまでの接
触面の長さｂを１／２・πｒに設定することにより、被
加工球体３を理想的な旋回角である１／２・πだけ旋回
させることができる。図８は研磨加工の痕跡であるバン
ドマークを示す説明図である。上述のように、被加工球
体３を１／２・πの旋回角丁度に旋回させることによ
り、旋回がなければバンドマーク１３ａは一方向にしか
できず、自転軸の両極付近が研磨されずに残っていたも
のが、これと直交するバンドマーク１３ｂが加えられる
ことになる。したがって、被加工球体３が固定盤体１を
一周する間に、被加工球体３の全面が確実に研磨される
ので、コンベア２５に還流された後に、再びこの研磨加
工を多数回繰り返すことによって、被加工球体３の表面
全体が一様に研磨加工される。

【００１３】以上示したように、本実施例の球体研磨装
置によれば、被加工球体３が固定盤体１の環状溝４に案
内されて自転しながら研磨加工されているときに、接触
部材５の先端部５ｂと接触すると自転方向と直交する方
向に摩擦力を受けるので、被加工球体３は接触面の長さ
ｂだけ旋回する。これにより、被加工球体３はそれ迄と
９０度向きを変えて再び自転を続けることになり、効率
良く球体表面を研磨加工することができる。

【００１４】尚、本実施例では、先端部５ｂの接触面の
長さｂを調節することにより、旋回角を１／２πの奇数
倍、あるいは１／３πなど任意の旋回角度に設定するこ
とができる。また、接触部材５は固定盤体１に限らず回
転盤体２に取り付けても良い。さらに、固定盤体１およ
び回転盤体２は、本実施例のように縦型に置いても、あ
るいは横型に置いてもどの向きに置いてもよい。さら
に、被加工球体３が転動するときに遠心力が働く向き、
すなわち環状溝４の外側に接触部材５が位置しているの
で、被加工球体３と先端部５ｂとの接触面に摩擦力が大
きく働くようにされているが、接触部材５は環状溝４の
内側に取り付けてもよいことは勿論である。

【００１５】［第２実施例］つぎに、第２実施例の球体
研磨装置について説明する。図４は環状溝４とファイバ
ー７の位置関係を示す説明図である。また、図５は環状
溝４近傍の構造を示す断面図である。第２実施例の球体
研磨装置では、前記第１実施例の接触部材５の代わりに
ファイバー７が接触部材として設けられており、ファイ
バー７の周囲の構造を除いては前期第１実施例と同じ構
造である。固定盤体１に形成された環状溝４の外側には
ファイバー７が挿通される一対の孔８、９及びファイバ
ーを所望の高さに支持するための支持部材１０が形成さ
れている。固定盤体１に形成された孔８、９に挿通され
たファイバー７の両端には図示しない荷重が加えられて
張力が与えられている。ファイバー７の両端に加えられ
る荷重が大きい程、ファイバー７の張力は強くなり、被
加工球体３と接触するファイバー７の側面の弾性力が増
す。したがって、被加工球体３は前記第１実施例と同様
にファイバー７と接触する長さｂだけ旋回することにな
る。また、ファイバー７の張力は固定盤体１の外部から
加えられる荷重によって決まるので、流体圧力手段など
を用いて荷重を加えるようにすれば任意の張力に設定で
きる。

【００１６】前記第１実施例では盤間力を低下させてか
ら被加工球体３を送り込んでいたが、被加工球体３が特
に小さい球体であるときには接触部材５から受ける抵抗
力が大き過ぎて被加工球体３を滑らかに送り込むことが
できないといったことがあった。しかしながら、第２実
施例の球体研磨装置では、固定盤体１と回転盤体２の間
に小さな被加工球体３を送り込むときにファイバー７の
張力を弱くし、その後に張力を強くすることにより、小
さな被加工球体３を滑らかに送り込むことができる。ま
た、小さな被加工球体３を研磨加工するときには、固定
盤体１と回転盤体２の間の距離が短くしなければなら
ず、盤体間のスペースがなくなって前記第１実施例のよ
うな接触部材５を設けることが困難となるが、第２実施
例のファイバー７であれば少ないスペースで済むので小
さな被加工球体３の球体研磨装置に極めて適している。

【００１７】なお、前記支持部材１０は必ずしも設けな
くてもよい。固定盤体１と回転盤体２の間の間隔が比較
的大きく、ファイバー７を持ち上げる必要のある場合に
使用すればよいものである。

【００１８】［第３実施例］つぎに、第３実施例の球体
研磨装置について説明する。図６は第３実施例の固定盤
体と回転盤体の内側の構造を示す断面図である。第３実
施例の球体研磨装置は前記第１実施例の接触部材５と異
なる接触部材１５を設けている他は前記第１実施例と同
じ構造である。第３実施例の接触部材１５では、被加工
球体３と接触する先端部１５ａは被加工球体３に傷を付
けない材質の摩擦部材１８と、硬質ゴム、プラスチック
などを有した弾性体１６とからできており、弾性体１６
と本体１５ｂの間には圧電素子１７が設けられている。
圧電素子１７に電圧を加えてその長さを縮めた状態にす
ることで、固定盤体１と回転盤体２の間に被加工球体３
を滑らかに送り込むことができる。研磨加工中は、圧電
素子１７の長さを元通りにする。また、研磨加工の途中
で異常が起きたときには電圧を加えてその長さを縮める
ことにより逃げることもできる。また、圧電素子１７の
長さを電圧により調節することにより、被加工球体３と
接触するときの弾性体１６の弾性力を変更して摩擦力を
変えることができる。

【００１９】上記いずれの実施例においても、固定盤体
１に形成された環状溝４の外側の１か所だけに限らず、
複数の箇所に接触部材５、１５、あるいはファイバー７
を設けても良い。また、旋回角度は１／２・πに限ら
ず、任意の角度でよいことは勿論である。

【００２０】

【発明の効果】本発明の球体研磨装置によれば、弾性力
のある接触部材で研磨加工中に転動する被加工球体と接
触することによりその表面を傷付けることなく、被加工
球体を確実に旋回でき、２つの盤体間を１周させる間に
被加工球体の全面を研磨することができる。しかも、２
つ盤体の間に接触部材を設けるだけなので、極めて簡単
な構造で実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の環状溝４近傍の構造を示す断面図
である。

【図２】環状溝４と接触部材５の位置関係を示す説明図
である。

【図３】固定盤体１および回転盤体２の内側に被加工球
体３が挟持された状態を示す説明図である。

【図４】第２実施例の環状溝４とファイバー７の位置関
係を示す説明図である。

【図５】環状溝４近傍の構造を示す断面図である。

【図６】第３実施例の固定盤体と回転盤体の内側の構造
を示す断面図である。

【図７】球体研磨装置の外観を示す斜視図である。

【図８】研磨加工の痕跡であるバンドマークを示す説明
図である。

【図９】従来の第１の球体研磨方法を示す説明図であ
る。

【図１０】従来の第２の球体研磨方法を示す説明図であ
る。

【図１１】従来の第３の球体研磨方法を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ … 固定盤体 ２ … 回転盤体 ３ … 被加工球体 ４ … 環状溝 ５ … 接触部材 ７ … ファイバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔を設けて対向する２つの盤体の
   内側に被加工球体を挟持し、前記２つの盤体の少なくと
   も一方を回転することにより、前記被加工球体の表面を
   真球状に研磨加工する球体研磨装置において、 前記２つの盤体の少なくとも一方に前記被加工球体を円
   周方向に案内する環状溝を設け、 該環状溝の少なくとも一か所の脇に、前記被加工球体と
   接触して当該被加工球体を旋回させる接触部材を設けた
   ことを特徴とする球体研磨装置。