JP2000210862A - 球体研磨方法および球体研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨作業全体にかかる時間を短縮できるとと
もに、セラミックス球の研磨に適した球体研磨方法およ
び球体研磨装置を提供する。 【解決手段】 球体研磨装置10は、研磨面を対向させて
配設した２枚の盤体11，12間に球体Ａを介在させ、盤体
11，12間にラップ液を供給しながら盤体11，12を相対軸
回転させて球体Ａを研磨し、研磨効果が異なる第１ラッ
プ液および第２ラップ液を選択的に用いることにより、
複数工程の研磨加工を１台の球体研磨装置で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、球体研磨方法およ
び球体研磨装置に係り、例えば転がり軸受に用いられる
転動体を製造するための球体研磨方法および球体研磨装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４には、転がり軸受等に用いられる球
体を研磨するための球体研磨装置40が示されている。球
体研磨装置40は、同軸配置された一対の円盤１，２と、
各円盤１に対して円盤２を押圧する押圧手段４と、各円
盤１，２に支持されて互いに対向する研磨面１Ａ，２Ａ
と、円盤２に対して円盤１を軸回転させる駆動手段３
と、研磨面１Ａ，２Ａ間にラップ液を供給する供給手段
５とを有している。そして、この球体研磨装置40は、研
磨面１Ａ，２Ａ間に球体Ａを挟持させるとともに、研磨
面１Ａ，２Ａ間にラップ液を供給しながら円盤２に対し
て円盤１を軸回転させることにより、高度な真球度およ
び小さな表面粗さを有する球体Ａを製造する。

【０００３】ところで、従来より、球体Ａに対する加工
時間を短くするとともに高い加工精度を得るために、円
盤１の回転速度およびラップ液の種類が異なる３台の球
体研磨装置40により粗加工工程，中仕上工程，精密仕上
工程の３工程が施される。具体的には、粗加工工程を行
う球体研磨装置40は、円盤１を高速回転させながら８μ
ｍ程度の遊離砥粒を含むラップ液を研磨面１Ａ，２Ａ間
に供給する。また、中仕上工程を行う球体研磨装置40
は、円盤１を中速回転させながら４μｍ程度の遊離砥粒
を含むラップ液を研磨面１Ａ，２Ａ間に供給する。そし
て、精密仕上工程を行う球体研磨装置40は、円盤１を低
速回転させながら１μｍ以下の遊離砥粒を含むラップ液
あるいはラップ液のみを研磨面１Ａ，２Ａ間に供給す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
球体研磨方法では、粗加工工程，中仕上工程，精密仕上
工程を３台以上の球体研磨装置40により行うため、各球
体研磨装置40の設置スペースが必要であるとともに、各
球体研磨装置40間において球体を搬送するための搬送作
業あるいは搬送装置が必要であり、球体の製造コストが
高くなるという問題がある。

【０００５】また、従来の球体研磨方法では、粗加工工
程および中仕上工程において研磨面１Ａ，２Ａに目詰ま
りが生じると、生球を使用して研磨面１Ａ，２Ａの目詰
まりを直す目立作業を長時間施す必要があり、球体の製
造工程が長時間中断するという問題もある。特に、近
年、転がり軸受に多用されるセラミックス球は、硬さHv
830 以下の鋼球に比較して、製造工程において研磨面１
Ａ，２Ａを目詰まりさせ易いため加工が難しく、球体研
磨方法および球体研磨装置の改善が求められていた。

【０００６】本発明は、前述した要望を満たすためにな
されたものであり、その目的はセラミックス球であって
も製造コストを低くできる球体研磨方法および球体研磨
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ラップ液に含
まれる遊離砥粒を積極的に研磨面の目立に用いたり、あ
るいは遊離砥粒を用いないで研磨面を意図的に目詰まり
させれば、球体に対して同一の球体研磨装置が複数種類
の研磨加工を施せることに本発明者が着目してなされた
ものである。従って、前述した目的を達成するために、
本発明の球体研磨方法は、同軸配置された一対の円盤に
おける互いに対向する研磨面間に球体を挟持するととも
に、前記各円盤のうちの一方を他方に対して相対的に軸
回転させることにより前記球体を研磨する球体研磨方法
であって、所定の研磨効果を有する第１ラップ液を前記
各研磨面間に供給する第１研磨工程を所定時間行った
後、前記第１ラップ液に比較して前記研磨効果が低い第
２ラップ液を前記各研磨面間に供給する第２研磨工程を
行うことを特徴としている。

【０００８】また、本発明の球体研磨装置は、同軸配置
された一対の円盤と、前記各円盤に支持されて互いに対
向する研磨面と、前記各円盤のうちの一方を他方に対し
て相対的に軸回転させる駆動手段と、前記各研磨面間に
ラップ液を供給する供給手段とを有し、前記供給手段
が、所定の研磨効果を有する第１ラップ液と、前記第１
ラップ液に比較して前記研磨効果が低い第２ラップ液と
を選択的に前記各研磨面間に供給可能であることを特徴
としている。

【０００９】ここで、第１ラップ液および第２ラップ液
としては、ラップ液に含まれる砥粒の有無や、ラップ液
に含まれる遊離砥粒の粗さ、あるいはラップ液に含まれ
る遊離砥粒の比率、各研磨面間に対する供給量，供給速
度等を適宜選択することにより、研磨効果を相違させれ
ばよい。また、遊離砥粒としては、ダイヤモンド砥石を
例示できるが、ＣＢＮ砥石を用いてもよい。

【００１０】これらのように構成された本発明において
は、同一の球体研磨装置を用いて第１ラップ液および第
２ラップ液を適宜選択することにより、遊離砥粒による
目立効果を積極的に利用して中仕上工程とするととも
に、研磨面の目詰まりを利用して精密仕上げとする。さ
らに、精度向上のために、精密仕上げ工程で研磨砥石の
砥粒を変えた２台以上の球体研磨装置を用いる場合は、
それらを１台で兼ねることができる。すなわち、これら
の発明においては、球体を製造するために３工程を行う
場合、従来において必要とされた３台以上の球体研磨装
置を少数化できるため、球体の製造コストを低くできる
ことになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に示すように、本発明に係る
実施形態の球体研磨装置10は、従来と同様に、同軸配置
された回転盤11および固定盤12を備えている。回転盤11
は、モータ13，プーリ14，15，ベルト16等を含む回転機
構17により適宜な回転数で駆動される。一方、固定盤12
は、図示しない油圧シリンダ等の押圧機構18により回転
盤11に対して近付く方向へ適宜な圧力で押圧される。

【００１２】そして、回転盤11および固定盤12における
互いに対向する研磨面には、それぞれダイヤモンド等の
砥石が植設された略渦巻き状の溝11Ａ，12Ａが形成され
ている。球体研磨装置10は、円盤状のコンベア19と、コ
ンベア19の出口および入口に設置したシュート20，21と
を含む球体供給機構22を備えている。シュート20の先端
は、前述した溝11Ａ，12Ａの一端に臨んで位置されてい
る。

【００１３】また、球体研磨装置10は、２つのラップ液
タンク23，24と、タンク23，24内のラップ液を回転盤11
および固定盤12間に供給するポンプ25，26等を含むラッ
プ液供給機構27を備える。タンク23，24内のラップ液
は、切換弁28を介して選択的に回転盤11および固定盤12
の間に導かれ、使用後のラップ液は切換弁29およびフィ
ルタ30，31を介して各々のタンク23，24に導かれる。

【００１４】このように構成された球体研磨装置10にお
いて、コンベア19上の球体Ａは、シュート20を介して回
転盤11の溝11Ａと固定盤12の溝12Ａ間に供給され、溝11
Ａ，12Ａの砥石によって研磨された後、シュート21を介
してコンベア19上へ排出される。その間、切換弁28によ
りタンク23，24のうちの一方、例えばタンク23のラップ
液が回転盤11および固定盤12間に供給され、使用後に切
換弁29を介してタンク23に戻される。その際、ラップ液
に混入した所定よりも大きな粒子はフィルタ30，31によ
って取り除かれる。 なお、ポンプを切換弁28の下流に
設ければ、一台で済む。また、回転数や押圧の変更は、
中仕上げと精密仕上げの工程が変わる際に行ってもよい
し、中仕上げ，精密仕上げの工程中に行ってもよい。

【００１５】以下、この実施形態における球体研磨方法
を説明する。まず、前述した球体研磨装置10において、
一方のタンク23に中仕上げ用のラップ液を入れ、他方の
タンク24に精密仕上げ用のラップ液を入れる。中仕上げ
用のラップ液としては、0.5cSt〜５cSt の流体、例えば
殺虫ソルベント等の白灯油系の油に、砥石の粒度と同等
か、それより粒度が小さい0.25μｍ〜２μｍの遊離砥粒
を混入させたものを使用し、精密仕上げ用のラップ液と
しては、遊離砥粒を混入させないものを使用する。な
お、ラップ液の基油は、0.5cSt〜５cSt の範囲であれ
ば、中仕上げ用と精密仕上げ用とは別でもよく、同じ油
あるいは溶剤を用いた場合には、中仕上げ用のラップ液
と精密仕上げ用のラップ液をブレンドして研磨量や仕上
げ面粗さを調整することもできる。

【００１６】

【実施例】図２および図３は、球体研磨方法における単
位時間の研磨量と精度（粗さ，真球度）について、本発
明と従来とを比較したものである。本発明の球体研磨方
法では、粒度１μｍのダイヤモンド砥石に、中仕上げで
は最大系１μｍの遊離砥粒を0.5 〜２ｇ／ｌ混入した殺
虫ソルベント，精密仕上げでは遊離砥粒を入れない殺虫
ソルベントを使用した。

【００１７】また、従来の球体研磨方法としては、中仕
上げに粒度４μｍのダイヤモンド砥石とラップ液として
殺虫ソルベント用い、精密仕上げに粒度１μｍのダイヤ
モンド砥石とラップ液としてダフニーカットＨＬ２を用
い、切れ味が悪くなったときに遊離砥粒を適宜混入して
加工した。加工した球は、球径1/16（φ1.5625mm）のＳ
ｉ₃ Ｎ₄ のセラミックス球を用いた。

【００１８】図２および図３のグラフでは、太実線が本
発明の方法による結果を示し、細実線が従来の方法によ
る結果を示している。図２のグラフにおいて、従来の方
法（細線）では、研磨に先立って砥石の目立てをおこな
っているのに対し、本発明の方法（太線）では、B1部で
明らかなように、遊離砥粒の自動目立て作用により砥石
の目が粗くなり、研磨量が増えている。また、従来の方
法では、精密仕上げで砥石の粒度が小さくなるので、最
初から研磨量が小さいが、本発明の方法では、B2部で明
らかなように、最初のうちは砥石の目が粗いので、研磨
量が大きいが、目詰まりにより砥石の目が次第に細かく
なり、研磨量が小さくなり加工精度が上がる。

【００１９】このように、本発明では、精密仕上げにお
いて研磨量が大きいため、従来の所要時間T2に対して本
発明の所要時間はT3と短縮される。なお、本発明では、
中仕上げにおいても、従来の所要時間T1に対して、砥粒
の径および量を調整することによって、砥粒による砥石
の目立て作用によって所要時間をT4に短縮できる。ま
た、図３に示したように、本発明の方法（太実線）で
は、従来方法（細実線）に対して短時間で所望とする精
度が得られる。

【００２０】なお、前述した前述した実施例では、粒度
１μｍのダイヤモンド砥石を使用したが、砥石粒度はこ
の場合に限らず、0.25μｍとか、0.5 μｍとか任意に選
ぶことができ、その場合も遊離砥粒は砥石粒度と同じ
か、それ以下のものを用いることは実施例と同様であ
る。 さらに、球体としてセラミックス球を用いている
が、本発明は、通常の軸受球よりも硬さが硬いHv830 以
上の特殊鋼、例えばハイス等の難加工材料の球体の研磨
にも適する。

【００２１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の球体研
磨方法および球体研磨装置によれば、研磨効果が異なる
ラップ液を選択的に用いるため、同一の球体研磨装置に
より球体を製造するために３工程を行う場合、従来にお
いて必要とされた３台の球体研磨装置を少数化できるた
め、球体の製造コストを低くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態の球体研磨装置を示す全
体斜視図である。

【図２】単位時間あたりの研磨量について実施例と従来
例とを比較したグラフである。

【図３】加工面の精度について実施例と従来例とを比較
したグラフである。

【図４】従来の球体研磨機を示す概要図である。

【符号の説明】

10 球体研磨装置 11 回転盤 11Ａ 溝 12 固定盤 12Ａ 溝 17 回転機構 18 押圧機構 22 球体供給機構 23，24 ラップ液タンク 27 ラップ液供給機構 28，29 切換弁 30，31 フィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸配置された一対の円盤における互い
   に対向する研磨面間に球体を挟持するとともに、前記各
   円盤のうちの一方を他方に対して相対的に軸回転させる
   ことにより前記球体を研磨する球体研磨方法であって、 所定の研磨効果を有する第１ラップ液を前記各研磨面間
   に供給する第１研磨工程を所定時間行った後、前記第１
   ラップ液に比較して前記研磨効果が低い第２ラップ液を
   前記各研磨面間に供給する第２研磨工程を行うことを特
   徴とする球体研磨方法および前記第１ラップ液と前記第
   ２ラップ液とを選択的に前記各研磨面間に供給可能であ
   ることを特徴とする球体研磨装置。