JP4055796B2 - Sphere polishing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、玉軸受等に使用される球体を研磨する球体研磨装置に関する。 The present invention relates to a sphere polishing apparatus for polishing a sphere used for a ball bearing or the like.
従来のこの種の球体の研磨装置においては、図１９に示すように、回動する回転盤体１及び該回転盤体１と対向する非回動の固定盤体２には、研磨加工される球体３の径寸法に近い寸法の環状溝（ボール溝）４が複数本同心状に設けられている。そして、研磨加工される球体３を環状溝４内に、回転するコンベア５により搬送案内して、所定規格の球形に研磨加工するようになっている。
In the conventional spherical polishing apparatus of this type, as shown in FIG. 19, the rotating rotating
実際の球体３の研磨加工に際しては、一度に例えば数万個の球体３をコンベア５内に収容し、スルーフィードで繰り返し研磨加工していくものであるが、このように一度にコンベア５内に収容する「数万個の球体３」を１ロットと称する。このようにして、１ロットについての加工が全て終了すると、次のロットの加工へ移る。
In actual polishing of the
この１ロットの研磨加工工程においては、通常、図２０に示すように粗加工、中仕上加工及び仕上加工のごとく３段階の加工を有し、それぞれの段階に見合った加工速度及び径寸法に精度を得るべく、加工圧力の調整が行われる。図２０（ａ）は、各加工段階と加工圧力との関係を示し、図２０（ｂ）は、各加工段階と球体の径寸法変化量との関係を示す。 As shown in FIG. 20, this one-lot polishing process usually has three stages of processing, such as roughing, intermediate finishing, and finishing, and the processing speed and diameter are suitable for each stage. In order to obtain the above, the processing pressure is adjusted. FIG. 20A shows the relationship between each processing step and the processing pressure, and FIG. 20B shows the relationship between each processing step and the dimensional change of the sphere.
即ち、図２０（ａ）に示すように、各加工段階における加工圧力の設定値は、粗加工時が最も高く、中仕上加工時は中程度、仕上加工時は最も低くなるように設定される。このようにして各加工段階によって加工圧力を変えて、粗加工時には研磨量を大きくし、仕上加工時には球体表面の精度と求められる仕上げ寸法（球体径寸法）に近付けるようにしている。図２０（ｂ）には、各加工段階における球体の予定研磨取り代のレベルが図示されているが、これも各加工段階における加工目的の差を示している。 That is, as shown in FIG. 20A, the set value of the processing pressure in each processing stage is set so as to be the highest during rough processing, medium during intermediate finishing, and lowest during finishing. . In this way, the processing pressure is changed depending on each processing stage, the polishing amount is increased during rough processing, and the precision of the sphere surface and the required finishing dimension (sphere diameter dimension) are approached during finishing. FIG. 20B shows the level of the planned grinding allowance of the sphere at each processing stage, which also shows the difference in processing purpose at each processing stage.
図２１は、従来の球体の研磨装置の構成を示す縦断面図であり、同図において、６は基台、７ａ，７ｂは基台６上に設置された支持体である。一方（図において左側）の支持体７ａには、回転盤体１が回転可能に且つ図において左右方向にスライド可能に支持されており、従って、一方の支持体７ａは、案内体を兼ねている。回転盤体１は、回転軸８の一端部に一体形成されたフランジ９に固定されている。回転軸８は、一方の支持体７ａの中心孔内にスライド可能に嵌挿されたピストンロッド１０の中心孔内に回転可能に挿入され、このピストンロッド１０の両端部において玉軸受或いは円錐コロ軸受等の転がり軸受１１ａ，１１ｂを介して回転可能に且つこのピストンロッド１０と一体にスライド可能に支持されている。回転軸８の他端部にはプーリ１２が回転軸８のスプラインを介して固定され、且つ摺動自在に取り付けられ、このプーリ１２は、図示しない無端ベルトを介してモータの駆動軸に接続されている。そして、前記モータの駆動力により回転軸８と一体に回転盤１が回転される。
FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional spherical polishing apparatus, in which 6 is a base and 7 a and 7 b are supports installed on the
また、一方の支持体７ａの中心孔内周面とピストンロッド１０の外周面との間には、２つの油圧室１３ａ，１３ｂが形成され、各液圧（油圧）室１３ａ，１３ｂに開口する液圧（油圧）ポート１４ａ，１４ｂが支持体７ａに穿設されている。各液圧ポート１４ａ，１４ｂは、図示しない液圧回路に接続されている。各液圧室１３ａ，１３ｂに作動液（油）を交互に流出入させることにより、ピストンロッド１０と一体に回転盤体１が図において左右方向にスライドするようになっている。そして、一方の液圧室１３ａ内に作動液を供給し、他方の液圧室１３ｂ内の作動液を排出することにより、回転盤体１が他方の支持体７ｂに固定された固定盤体２の対向面に押圧される。この押圧力は、前記液圧回路に配設された圧力調整機構により調整される。なお、図２１中、１５はピストンロッド１０の一方の支持体７ａの一端側から露出する部分を被覆する蛇腹状のカバーである。
Further, two
そして、回転盤体１と固定盤体２との間（環状溝４相互間）に研磨加工される球体３を挟持し、回転盤体１を固定盤体２側に押圧して回転させることにより、球体３が環状溝４を繰り返し通過することによって、球体３の径寸法が減少しながら目標とする寸法及び品質に仕上がるように研磨加工されるものである。このとき、球体３の品質（径寸法精度や真球精度等）を高めるためには、最終の仕上げ加工での加工荷重（回転盤体１への負荷力）を可能な限り高精度で且つ微小な力に調整することが望ましい。
Then, the
このような従来の球体の研磨装置において両盤体に環状溝を成形する場合は、前記固定盤体に予め別途旋盤等により環状溝を成形した後、該固定盤体を研磨装置本体の固定盤体取付部に取り付ける。次に、平面状態で環状溝の付いていない砥石を有する回転盤体と環状溝の成形された固定盤体との間に非研磨加工部材である球体を導入して、該球体の研磨加工を繰り返すことにより、回転盤体にも環状溝を成形する、いわゆる「盤ならし加工」が行われる。そして、この回転盤体の環状溝が所定の深さに成形され且つ両盤体の環状溝と球体との接触状態が均一になるまで、前記「盤ならし加工」を継続される。 In the case of forming an annular groove on both plate bodies in such a conventional spherical polishing apparatus, after forming the annular groove on the fixed plate body in advance by a lathe or the like, the fixed plate body is fixed to the fixed plate of the polishing apparatus main body. Attach to the body attachment. Next, a sphere that is a non-abrasive member is introduced between the rotating disk body having a grindstone without an annular groove in a planar state and the fixed disk body formed with the annular groove, and polishing of the sphere is performed. By repeating the process, so-called “board leveling” is performed in which an annular groove is also formed in the rotating disk body. Then, the “board leveling” is continued until the annular groove of the rotating disk body is formed to a predetermined depth and the contact state between the annular groove and the sphere of the two disk bodies is uniform.
しかしながら、上述した従来の球体の研磨装置にあっては、以下のような問題点があった。 However, the conventional spherical polishing apparatus described above has the following problems.
滑り案内機構は摩擦抵抗が大きく、また、転がり案内においても通常、与圧による摩擦力の増加や、シール部の抵抗等があり、球体３の研磨加工圧力と比べて無視できない。このため、球体３の研磨加工中に、上述した加工段階に従って加工圧力の調整を行う上で、調整したはずの加工圧力に図２２に示すようにヒステリシスを生じる。また、安定加工中であっても摩擦力は変化するため、加工圧力を高精度にコントロールすることは困難である。
The sliding guide mechanism has a large frictional resistance, and the rolling guide usually has an increase in the frictional force due to the pressurization, the resistance of the seal portion, etc., and cannot be ignored as compared with the polishing pressure of the
また、滑り案内を使用した図２１に示す球体の研磨装置において、図２０に示すように、粗加工、中仕上げ加工、仕上げ加工の３段階の研磨加工圧力が、球体３を研磨加工した場合、上述したヒステリシスに起因して、各段階の実際の加工圧力は、設定値に対して高い側や低い側にばらついてしまい、実際の加工圧力は安定しない。
Further, in the sphere polishing apparatus shown in FIG. 21 using the sliding guide, as shown in FIG. 20, when the
また、図９及び図１０に示すような転がり案内を使用した球体の研磨装置の場合は、滑り案内を使用した図２１に示す球体の研磨装置の場合に比べると、上述した問題点は改善されるものの、なお、無視できないようなヒステリシスが残り、結果として滑り案内ほどではないにしても、指令値と実際の加工圧力とにはギャップが残るのが現状であった。その結果、加工圧力は時間当たりの加工量に大きく影響するため、加工圧力のコントロール精度の誤差が大きくなったり、また、前記コントロールができないような変化が生じると、図６に示すように、１つのロットの研磨加工の進み具合と別のロットの研磨加工の進み具合とで差が生じることになり、要するに、各ロット間での差が問題となる。 Further, in the case of the spherical polishing apparatus using the rolling guide as shown in FIGS. 9 and 10, the above-mentioned problems are improved as compared with the case of the spherical polishing apparatus shown in FIG. 21 using the sliding guide. However, there is still a hysteresis that cannot be ignored, and as a result, there is a gap between the command value and the actual machining pressure even if it is not as much as the sliding guide. As a result, the machining pressure greatly affects the machining amount per hour. Therefore, when the error in the control accuracy of the machining pressure becomes large, or when a change that cannot be controlled occurs, as shown in FIG. A difference occurs between the progress of the polishing process of one lot and the progress of the polishing process of another lot. In short, the difference between the lots becomes a problem.
図６と本発明の実施の形態に基づくロット間のばらつきを示す図５とを比較すると、図６のロット間のばらつきの方が大きいことは明確である。即ち、狙いとする寸法が得られないことになる。また狙いとする加工パターンを得ることができないため球体の精度も得ることができない。 Comparing FIG. 6 with FIG. 5 showing the variation between lots according to the embodiment of the present invention, it is clear that the variation between lots in FIG. 6 is larger. That is, the target dimension cannot be obtained. In addition, since the target processing pattern cannot be obtained, the accuracy of the sphere cannot be obtained.
また、上述したように両盤体１，２に同心状に設けられた環状溝４相互間に球体３を挟持しながら該球体３を研磨加工する工程においては、固定盤体２に設けられた環状溝４と回転盤体１に設けられた環状溝４とが高精度で同心回転する必要がある。これらがもしも、相対的な偏心もしくは回転盤体１に相対的回転誤差があると、図２３に示すように、回転盤体１と固定盤体２の対向する環状溝４の相対位置がずれて、やはり球体３の加工精度に悪影響を与える。即ち、１つのロット内で球体３同士で直径不同及び真球度のバラツキが生じる原因となる。
In addition, as described above, in the step of polishing the
引用した従来装置は、滑り案内と転がり回転の組み合わせ或いは転がり案内と転がり回転の組み合わせであり、上述した各問題点が同時に生じる。 The cited conventional apparatus is a combination of sliding guide and rolling rotation or a combination of rolling guide and rolling rotation, and the above-mentioned problems occur simultaneously.
このような場合でも、これまでの要求仕様であれば、これらの球体を使用した、例えば従来のＨＤＤ（ハードディスク）装置等に使用する玉軸受用には問題ない場合もあったが、昨今のハードティスク装置の大容量化に対応するには不十分となってきている。即ち、使用される玉軸受より生じる非同期振動成分（ＮＲＲＯ）に対する要求水準が厳しくなってきたためである。 Even in such a case, there is a case where there is no problem for a ball bearing using these spheres, for example, used for a conventional HDD (hard disk) device etc. It has become inadequate to cope with the increase in capacity of tisque devices. That is, the requirement level for the asynchronous vibration component (NRRO) generated from the ball bearing used is becoming stricter.
また、従来の球体の研磨装置において、加工される球体３の精度を向上させるためには、前記加工圧力の調整だけでは限度があり、回転盤体１及び固定盤体２に設けられた互いに対向する環状溝４の形状が適正で且つ両盤体１，２間に導入された球体３が入口から出口まで移動する間、互いに対向する環状溝４の相対位置誤差（図２３参照）を最小限に抑える必要がある。
Further, in the conventional sphere polishing apparatus, in order to improve the accuracy of the processed
この互いに対向する環状溝４に相対位置誤差を生じると、球体３には制御不可能な負荷がかかり、特に球体３の精度を高める研磨工程の最終工程において、このような負荷を生じることは、球体３の品質精度を低下させることになる。この両環状溝４は、別途予め旋盤等で同心状の概略形状の環状溝を加工形成した固定盤体と、環状溝のついていない回転盤体とで球体３の疑似研磨加工を繰り返すことで成形される。従って、原理上は両盤体１，２の環状溝４の相対位置誤差は修正されていく。
When a relative position error occurs in the
しかし、回転盤体１の支持軸受には、もともと回転誤差がある。一般に、該支持軸受の回転誤差は転がり軸受で１〜１０μ、静圧軸受で０．１〜０．２μ程度である。従って、両環状溝４の相対位置が完全に一致することはない。固定盤体２の１点に注目すれば、環状溝４を通過する球体３には、図２４（ａ）や図２４（ｂ）の状態を繰り返すことになる。この場合、回転盤体１、もしくは固定盤体２の環状溝４の形状を適正形状から崩し、また、球体３にも異常な力が付加されることになる。これが球体３の真球度を向上させるための障害になる。
However, the support bearing of the
更に、従来の球体の研磨装置における両盤体に対する環状溝の成形方法は、固定盤体に予め成形された環状溝と回転盤体の回転中心とは偏心を生じないように注意がはらわれているが、通常１０〜２０μ程度の偏心を生じる。このため、前記「盤ならし加工」は偏心が修正されるまで通常２〜３か月間行う必要がある。特に、固定盤体が鋳物で回転盤体が砥石の場合、球体研磨工程による回転盤体の摩耗量が少なく、偏心の修正のための「盤ならし加工時間」が長くなるという問題点がある。 Further, in the conventional method of forming the annular grooves for the two disk bodies in the spherical polishing apparatus, care is taken so that the annular groove formed in advance on the fixed disk body and the rotation center of the rotating disk body do not cause eccentricity. However, it usually produces an eccentricity of about 10 to 20 μm. For this reason, it is usually necessary to perform the “board leveling” for 2 to 3 months until the eccentricity is corrected. In particular, when the fixed platen body is cast and the rotary platen is a grindstone, there is a problem that the wear amount of the rotary platen due to the spherical polishing process is small, and the “board leveling time” for correcting eccentricity is long. .
本発明の目的は、予め固定盤体に成形される環状溝の回転盤体回転中心との偏心を極力小さくし、球体研磨工程における「盤ならし加工時間」の短縮を図ることができる球体研磨装置を提供しようとするものである。 An object of the present invention is to advance the fixed disk minimize the eccentricity of the rotary plate rotation center of the annular groove that is formed into, spheres polishing can be shortened "It if board machining time" in the sphere polishing step The device is to be provided.
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る発明は、研磨装置本体の回転盤体取付部に回転可能に取り付けられた回転盤体と、前記研磨装置本体の固定盤体取付部に前記回転盤体と対向して非回転状態に取り付けられた固定盤体とを有し、前記回転盤体の前記固定盤体との対向面に設けられた環状溝と前記固定盤体の前記回転盤体との対向面に設けられた環状溝との間に球体を加圧挟持した状態で、前記回転盤体を回転することにより、前記球体を自転させながら前記環状溝内を移動させて、前記球体を研磨加工する球体研磨装置において、前記固定盤体の前記回転盤体との対向面に設けられた環状溝は、前記回転盤体に一体回転可能に取り付けられた切削工具によって成形されたものであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
また、上記目的を達成するため、本発明の請求項２に係る発明は、研磨装置本体の回転盤体取付部に回転可能に取り付けられた回転盤体と、前記研磨装置本体の固定盤体取付部に前記回転盤体と対向して非回転状態に取り付けられた固定盤体とを有し、前記回転盤体の前記固定盤体との対向面に設けられた環状溝と前記固定盤体の前記回転盤体との対向面に設けられた環状溝との間に球体を加圧挟持した状態で、前記回転盤体を回転することにより、前記球体を自転させながら前記環状溝内を移動させて、前記球体を研磨加工する球体研磨装置において、前記回転盤体取付部は前記回転盤体と同軸回転する回転基礎盤体であり、前記固定盤体の前記回転盤体との対向面に設けられた環状溝は、前記回転基礎盤体に一体回転可能に取り付けられた切削工具によって成形されたものであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
本発明によれば、回転盤体の回転軸と同一軸を使って固定盤体の環状溝が成形されているので、固定盤体の環状溝は回転盤体の回転中心と偏心することがなく、これによって、「盤ならし加工時間」を短縮することができる。 According to the present invention, the annular groove of the rotary plate rotation axis and the fixed disk by using the same axis are formed, the annular groove of the fixed disk is to be eccentric with the center of rotation of the rotary plate I In this way, the “board leveling time” can be shortened.
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１８に基づき説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態を図１〜図６に基づき説明する。本実施の形態は、回転盤体１の案内スライド機構Ｓを静圧スライド構成としたものである。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the guide slide mechanism S of the
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る球体の研磨装置の構成を示す概略側面図、図２は、同装置の要部縦断面図、図３は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 FIG. 1 is a schematic side view showing a configuration of a spherical polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an essential part of the apparatus, and FIG. It is sectional drawing which follows a line.
図１〜図３に関して、図２を中心に説明すると、第１の回転軸８ａと第２の回転軸８ｂが、スプライン機構１６により互いに軸線方向にスライド可能に且つ一体回転可能に結合されている。第１の回転軸８ａの一端に一体形成されたフランジ９に回転盤体１が固定されている。第１の回転軸８ａは、案内体１７に転がり軸受１８ａ，１８ｂを介して回転可能に支持されている。案内体１７は、図３に示されるように案内スライド機構Ｓを構成する静圧案内部材１９により基台６の両側上部に一体形成された一方（図１及び図２において左側）の支持体７ａ，７ａに、図１及び図２において左右方向にスライド可能に支持されている。即ち、図３に示されるように、静圧案内部材１９は、案内体１７の両側面に突設された係合突部１７ａ，１７ｂを、支持体７ａ，７ａの対向面に設けられた断面コ字状の係合溝２３ａ，２３ｂ内にスライド可能に係合されて構成されている。
1 to 3, the first
第２の回転軸８ｂは、基台６の一側部に設けられた支持部材２０の中心孔内に転がり軸受２１ａ，２１ｂを介して回転可能に且つ軸線方向にスライド不可能に支持されている。また、第２の回転軸８ｂのスプライン機構１６と反対側の端部にプーリ１２が固定されている。案内体１７は、支持部材２０の円周方向に等配した複数個（本実施の形態では２個）のシリンダ機構２２により軸線方向にスライド可能となっている。シリンダ機構２２のシリンダ２２ａは、支持部材２０に固定され、ピストンロッド２２ｂの外端部は、案内体１７に固定されている。そして、各シリンダ機構２２のシリンダ２２ａ内の液圧（油圧）室が図示しない液圧（油圧）回路に接続され、そのピストンロッド２２ｂと一体に案内体１７及び第１の回転軸８ａ及び回転盤体１が軸線方向にスライド可能となっている。
The second
また、各シリンダ機構２２は、案内体１７を図１及び図２において左右方向にスライドさせるアクチュエータであり、球体の研磨加工のための加工圧力も、これらのシリンダ機構２２により負荷される。案内体１７は、静圧スライド構成よりなる案内スライド機構Ｓにより前後方向（図１，２において左右方向）の移動（スライド）が案内され、スライドに対する上下方向、または左右方向のラジアル荷重やモーメント荷重は、摩擦抵抗無しに支持されるため、シリンダ機構２２への付加力がほとんどそのまま実際の球体の研磨加工のための加工圧力として作用する。
Each
更に、各シリンダ機構２２は、図４に示すように、球体の研磨加工のための加工圧力を調整するための液圧（油圧）回路に接続されている。同図に示すように、シリンダ２２ａの各ポートに接続された管路２８ａ，２８ｂには、方向切換弁２９の各ポートが接続されている。また、切換弁２９には、それぞれ不図示のポンプを用いた作動液圧（油圧）供給回路及びタンク３０につながる管路２８ｃ，２８ｄが接続されている。更に、一方の管路２８ｃには、比例電磁制御弁３１が介装されている。そして、シリンダ２２ａへの作動液の供給圧力を比例電磁制御弁３１により調整して、ピストンロッド２２ｂを介して回転盤体１を図４中、左右方向に移動調整することにより、粗加工、中加工及び仕上げ加工の３段階の研磨加工圧力の制御を行うものである。
Further, as shown in FIG. 4, each
案内スライド機構Ｓに関し、係合溝２３ａ，２３ｂの内面には、図１に示すように案内体１７のスライド方向に所定間隔を存して作動液（油）回収用の溝２４が複数個形成されている。これらの溝２４は、係合溝２３ａ，２３ｂの内面に沿うコ字状をなしている。これにより、後述する静圧ポケット２５ａ，２５ｂ，２５ｃから溝２４内に流出した作動液が下部の軸方向に沿って設けられた通路２４ａを経由して回収されるようになっている。溝２４相互間に位置して係合溝２３ａ，２３ｂの内面には、図１に示すように長軸が案内体１７のスライド方向に沿う矩形の静圧ポケット２５ａ，２５ｂ，２５ｃがそれぞれ設けられている。各静圧ポケット２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、図３に示すようにオリフィス２６が介装された通路２７及び不図示の配管を介して作動液圧（油圧）供給部にそれぞれ接続される。
With respect to the guide slide mechanism S, a plurality of
一方、図１及び図２中、７ｂは他方の支持体で、基台６の図１及び図２において右側に設けられており、この支持体７ｂには回転盤体１と対向する固定盤体２が取り付けられている。
On the other hand, 7b in FIG.1 and FIG.2 is the other support body, and it is provided in the right side in FIG.1 and FIG.2 of the
本実施の形態に係る球体の研磨装置において、実際の研磨加工中における真の加工圧力は、案内スライド機構Ｓを静圧スライド構成としたため、従来の滑り案内スライド構成や転がり案内スライド構成の場合に見られた、図２２に示すようなヒステリシスが除去されたため、設定加工圧力と正確に一致する。ここでいう「真の加工圧力」とは、シリンダ機構２２による付加力ではなく、真に加工中の球体にかかる負荷のことである。
In the spherical polishing apparatus according to the present embodiment, the true processing pressure during the actual polishing process is such that the guide slide mechanism S has a static pressure slide configuration, so that the conventional slide guide slide configuration or rolling guide slide configuration is used. Since the observed hysteresis as shown in FIG. 22 has been removed, it exactly matches the set processing pressure. The “true processing pressure” referred to here is not an applied force by the
次に、上記構成になる本実施の形態に係る球体の研磨装置の動作を説明する。 Next, the operation of the spherical polishing apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described.
基本的な研磨加工動作は従来装置の場合と変わらない。即ち、図示しないモータによりプーリ１２を回転させると、これと一体に第１及び第２の回転軸８ａ，８ｂ及び回転盤体１が回転する。これと共に、シリンダ機構２２を動作させてピストンロッド２２ｂを突出方向（図１及び図２において右方向）に移動させると、これと一体に案内体１７が図１及び図２において右方向にスライドする。これにより、回転盤体１が回転しながら固定盤体２に接近加圧し、図１９に示すようにコンベア５により搬送されて両盤体１，２相互間に挟持された球体３の研磨加工が１ロット単位で行われる。実際には、研磨加工は少なくとも両盤体１，２のいずれか一方が砥石であるか、もしくは両盤体１，２が金属盤で研磨加工中に球体３にかけられる加工液に砥粒を混入して行われる。
The basic polishing operation is the same as that of the conventional apparatus. That is, when the
ここで、案内体１７の係合突部１７ａ，１７ｂと基台６上の支持体７ａ，７ａの係合溝２３ａ，２３ｂとの間において、各静圧ポケット２５ａ〜２５ｃに通路２７からオリフィス２６を介して高圧（例えば１０気圧）の作動液（油）が供給され、この圧力が係合突部１７ａ，１７ｂの上下面及び側面に作用することによって、案内体１７が基台６上の支持体７ａ，７ａの係合溝２３ａ，２３ｂ内に摩擦抵抗が殆ど生じない状態に支持される。
Here, between the engaging
なお、静圧ポケット２５ａ〜２５ｃの周囲から流出した作動液は、各溝２４から通路２４ａを介して図示しないサクションポンプで吸引されて作動液圧（油圧）供給部へ回収するようにしてもよい。
Note that the hydraulic fluid that has flowed out of the periphery of the static pressure pockets 25a to 25c may be sucked from each
上述した本実施の形態に係る球体の研磨装置では、案内体１７の案内スライド機構Ｓを静圧スライド構成としたから、研磨加工圧力調整時のヒステリシスは少なくなり、また、安定加工中の球体３への負荷も安定する。このため、加工工程の各段階にあるべき加工圧力を高精度に制御できるため、それぞれの段階に見合った加工速度及び径寸法及び加工精度を得ることができる。
In the sphere polishing apparatus according to the present embodiment described above, the guide slide mechanism S of the
また、図５に示すように各ロットの加工時間が安定し、各ロット間の仕上がり程度の差を抑制することができる。図５は、本実施の形態に係る球体の研磨装置での各ロット毎の球体研磨加工曲線を示す図であり、同図の各曲線は、各ロット毎の平均値を表わす。従来装置の場合での各ロット毎の球体研磨加工曲線を示す図６と対比すると、本発明の方が各ロット間の仕上がり程度の差を大きく抑制することができることは明らかである。 Moreover, as shown in FIG. 5, the processing time of each lot is stabilized, and the difference of the finishing degree between each lot can be suppressed. FIG. 5 is a diagram showing a sphere polishing process curve for each lot in the sphere polishing apparatus according to the present embodiment, and each curve in the figure represents an average value for each lot. Compared with FIG. 6 showing the spherical polishing curve for each lot in the case of the conventional apparatus, it is clear that the present invention can greatly suppress the difference in the degree of finish between the lots.
なお、静圧スライド構成による案内スライド機構Ｓは、例えばリング外形の研削装置のように、ワーク寸法に見合った位置にスライド位置を高精度に制御する加工装置においては既に広く使用されているが、加工圧力を制御し、被加工物の高い精度を出す球体の研磨装置では、スライド位置の停止精度としてはそれ程必要なく、また、旧来の球体研磨の要求加工精度では、それ程高い制御精度は必要ではなく、使われた例はない。 The guide slide mechanism S having a static pressure slide configuration is already widely used in a processing apparatus that controls the slide position with high accuracy to a position corresponding to the workpiece size, for example, a ring outer shape grinding apparatus. In a spherical polishing machine that controls the processing pressure and provides high accuracy of the workpiece, the slide position stop accuracy is not so much required, and the conventional required processing accuracy of spherical polishing does not require a high control accuracy. There is no example used.
なお、本実施の形態に係る球体の研磨装置によれば、加工パターンを高精度に制御できるため、球体のロット内の径相互差も格段に解消することができ、また、確実に所望寸法の球体が得られる。 In addition, according to the sphere polishing apparatus according to the present embodiment, the processing pattern can be controlled with high accuracy, so that the difference in diameter within the lot of the sphere can be remarkably eliminated, and the desired dimension can be reliably ensured. A sphere is obtained.
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図７〜図１１に基づき説明する。本実施の形態は、第１の回転軸８ａの軸受機構を静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２及び静圧スラスト軸受Ｂ３により構成したことである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the bearing mechanism of the first
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る球体の研磨装置の概略側面図、図８は、同装置の要部縦断面図、図９は、図８のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図１０は、図８のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。なお、図７〜図１０において、上述した第１の実施の形態の図１〜図３と同一機能部位には、同一符号が付してある。 7 is a schematic side view of a spherical polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a longitudinal sectional view of an essential part of the apparatus, and FIG. 9 is taken along a line DD in FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line E-E in FIG. 7 to 10, the same functional parts as those in FIGS. 1 to 3 of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals.
本実施の形態に係る球体の研磨装置において、上述した従来装置と異なる点は、第１の回転軸８ａの軸受機構を静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２及び静圧スラスト軸受Ｂ３により構成したことである。即ち、案内体１７の両端部内周面には、図９に示すように周方向に所定間隔を存して静圧ポケット３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄが設けられている。各静圧ポケット３８ａ〜３８ｄは、その長軸が案内体１７の軸線方向に沿う矩形とされている。各静圧ポケット３８ａ〜３８ｄは、オリフィス３９を介装した通路４０を介して作動液圧（油圧）供給源（図示省略）に接続されている。また、第１の回転軸８ａの軸線方向略中間部には、図８に示すように鍔４１が形成されている。案内体１７の、鍔４１の両側面と対向する面には、静圧ポケット４２が設けられている。各静圧ポケット４２は、図１０に示すように円環形状の溝とされている。各静圧ポケット４２は、オリフィス４３を介装した通路４４を介して前記作動液圧供給源に接続されている。
The spherical polishing apparatus according to the present embodiment is different from the conventional apparatus described above in that the bearing mechanism of the first
また、案内体１７の内周面に設けられた静圧ポケット３８ａ〜３８ｄのそれぞれの両側には、環状の溝４５ａが設けられ、更に静圧ポケット３８ａ〜３８ｄを挟んで対向する溝４５ａ間を連通する溝４５ｂが設けられている。溝４５ａの下部は、不図示の通路に接続され、これにより、静圧ポケット３８ａ〜３８ｄ，４２から直接、溝４５ａ内に流出した作動液（油）及び静圧ポケット３８ａ〜３８ｄから溝４５ｂを経由し、溝４５ａ内に流出した作動液が不図示の作動液タンク内に回収されるようになっている。
In addition,
以上の構成になる本実施の形態に係る球体の研磨装置は、第１の回転軸８ａの外周面と案内体１７の内周面との間において、各静圧ポケット３８ａ〜３８ｄ及び４２ａ，４２ｂに通路４０，４４からオリフィス３９，４３を介して高圧（例えば１０気圧）の作動液（油）が供給され、この圧力が第１の回転軸８ａの外周面に作用することによって、第１の回転軸８ａが案内体１７内に摩擦抵抗が殆ど生じない状態に回動可能に支持される。これにより、回転盤体１はラジアル方向及びスラスト方向共に高精度な回転を行うことができる。
In the spherical polishing apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration, the static pressure pockets 38a to 38d and 42a and 42b are provided between the outer peripheral surface of the first
ここで、図１１に示される真球度の分布データは、案内体１７の案内スライド機構Ｓが転がり案内で、回転盤体１の軸受機構が静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２及び静圧スラスト軸受Ｂ３の場合のデータである。図１１に示すデータはＨＤＤ用玉軸受によく使われる直径２ｍｍの球体であり、現在の鋼球（球体）の最上位の規格である「クラス３」の真球度０．０８μｍに比較して、真球度の分布も格段に向上していることがわかる。
Here, the distribution data of the sphericity shown in FIG. 11 is that the guide slide mechanism S of the
案内体１７の案内スライド機構Ｓが静圧案内スライドの場合には、図５に示すように球体に対する加工曲線が安定することにより、図１１に示す真球度及びその分布範囲も更に向上することが期待できる。
When the guide slide mechanism S of the
即ち、本実施の形態においては、案内体１７の案内スライド機構Ｓは転がり案内スライド構成及び静圧案内スライド構成のいずれであっても良いが、静圧案内スライド構成の方が好ましい。
That is, in the present embodiment, the guide slide mechanism S of the
なお、オリフィス３９，４３に代えて、毛細管絞り或いは制御絞りでも良い。
In place of the
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を図１２及び図１３に基づき説明する。なお、本実施の形態に係る球体の研磨装置の基本的な構成は、上述した第２の実施の形態における図７〜図１０と同一であるから、これらの各図を流用して説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The basic configuration of the spherical polishing apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIGS. 7 to 10 in the second embodiment described above.
本実施の形態は、回転盤体１の軸受機構である静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２及び静圧スラスト軸受Ｂ３の軸支持剛性力を調整可能にし、加工工程中に静圧ラジアル軸受Ｂ１及びＢ２の軸支持剛性力を調整して球体を研磨加工することにより、加工工程での固定盤体２の環状溝４及び該環状溝４の溝底に安定して載置された球体に対して回転盤の環状溝４を調心させることにより、球体の加工精度の向上を図るようにしたものである。
In the present embodiment, the shaft support rigidity force of the hydrostatic radial bearings B1 and B2 and the hydrostatic thrust bearing B3 which are bearing mechanisms of the
静圧ラジアル軸受Ｂ１及びＢ２の軸支持剛性を調整する剛性調整手段としては、図１２に示すように、例えばポンプＰから分岐した３本の管路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に電磁比例減圧弁等の圧力調整弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３をそれぞれ介装し、第１の圧力調整弁Ｖ１の吐出側を第１の静圧ラジアル軸受Ｂ１の回路に接続し、第２の圧力調整弁Ｖ２の吐出側を第２の静圧ラジアル軸受Ｂ２の回路に接続し、第３の圧力調整弁Ｖ３の吐出側を静圧スラスト軸受Ｂ３の回路に接続する。 As the stiffness adjusting means for adjusting the shaft support stiffness of the hydrostatic radial bearings B1 and B2, as shown in FIG. 12, for example, an electromagnetic proportional pressure reducing valve or the like is provided in three pipes L1, L2, L3 branched from the pump P. Pressure regulating valves V1, V2, and V3 are provided, the discharge side of the first pressure regulating valve V1 is connected to the circuit of the first static pressure radial bearing B1, and the discharge side of the second pressure regulating valve V2 is connected. The second static pressure radial bearing B2 is connected to the circuit, and the discharge side of the third pressure regulating valve V3 is connected to the static pressure thrust bearing B3 circuit.
そして、ポンプＰから吐出された圧力Ｐｏの作動液（油）は、圧力調整弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３により任意の供給圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に調整された後、オリフィス３９，４３をそれぞれ介して、静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２及び静圧スラスト軸受Ｂ３を構成する各静圧ポケット３８ａ〜３８ｄ，４２内にそれぞれ供給される。
And the hydraulic fluid (oil) of the pressure Po discharged from the pump P is adjusted to arbitrary supply pressures P1, P2, P3 by the pressure regulating valves V1, V2, V3, and then through the
ここで、静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２の軸支持剛性力Ｋと供給圧力Ｐ１，Ｐ２とは、ほぼ比例関係にある。従って、ここでは供給圧力Ｐ１，Ｐ２による静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２の軸支持剛性力Ｋの調整例を示した。 Here, the shaft support rigidity force K of the static pressure radial bearings B1 and B2 and the supply pressures P1 and P2 are substantially proportional. Therefore, here, an example of adjusting the shaft support rigidity force K of the static pressure radial bearings B1 and B2 by the supply pressures P1 and P2 is shown.
図１３は、本実施の形態に係る球体の研磨装置における通常の粗加工、中仕上げ加工及び仕上げ加工の３段階の加工工程をもつ球体の研磨加工工程における各静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２への供給圧力Ｐ１，Ｐ２の制御例を示す図である。 FIG. 13 is a plan view of the spherical radial bearings B1 and B2 in a spherical polishing process having three stages of normal roughing, intermediate finishing and finishing in the spherical polishing apparatus according to the present embodiment. It is a figure which shows the example of control of supply pressure P1, P2.
図１３において、粗加工時はシリンダ２２ａへの供給圧力を高く保持して、球体への負荷を高くした上で、各静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２への供給圧力Ｐ１，Ｐ２をも高く保持し、各静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２の軸支持剛性力Ｋを高くして回転軸８ａを保持し、強制的に球体を所望の寸法及び精度に研磨する。
In FIG. 13, during rough machining, the supply pressure to the
また、中仕上げ加工時はシリンダ２２ａへの供給圧力を低く保持して、球体への負荷を低くした上で、前側（図８において右側）の第１の静圧ラジアル軸受Ｂ１への供給圧力Ｐ１をも低く保持し、この第１の静圧ラジアル軸受Ｂ１の軸支持剛性力Ｋを低くして回転軸８ａを保持し、球体を所望の寸法及び精度に研磨する。
Further, during the intermediate finishing process, the supply pressure to the
更に、仕上げ加工時は被加工球体の加工効率を下げて、寸法及び精度を整えるため、シリンダ２２ａへの供給圧力を更に低く保持して、球体への負荷を更に低くした上で、第１の静圧ラジアル軸受Ｂ１への供給圧力Ｐ１をも更に低く保持し、この第１の静圧ラジアル軸受Ｂ１の軸支持剛性力Ｋを更に低くして回転軸８ａを保持し、球体を所望の寸法及び精度に研磨する。
Further, at the time of finishing, in order to reduce the processing efficiency of the sphere to be processed and to adjust the size and accuracy, the supply pressure to the
これにより、回転盤体１の加工部への回転精度の影響力を下げ、両盤体１，２間の環状溝４と、この環状溝４に挟持される球体とで構成される回転軸を基準に回転盤体１を回転させることにより、球体への異常な力が低減し、良好な仕上げ加工が可能になる。
Thereby, the influence of the rotation accuracy on the processing part of the
即ち、本実施の形態に係る球体の研磨装置によれば、加工工程中に回転盤体１の軸受機構である静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２の軸支持剛性力を調整して、特に仕上げ加工工程での固定盤体２の環状溝４にある球体に調心させることにより、球体の加工精度の向上を図ることができる。
In other words, according to the spherical polishing apparatus according to the present embodiment, the shaft supporting rigidity force of the static pressure radial bearings B1 and B2 that are the bearing mechanism of the
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態を図１４に基づき説明する。なお、本実施の形態に係る球体の研磨装置の基本的な構成は、上述した第２の実施の形態における図７〜図１０と同一であり、また、静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２の軸支持剛性を調整する剛性調整手段の制御回路の構成は、上述した第３の実施の形態における図１２と同様であるから、これらの各図を流用して説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the spherical polishing apparatus according to the present embodiment is the same as that in FIGS. 7 to 10 in the second embodiment described above, and the shaft support for the static pressure radial bearings B1 and B2 Since the configuration of the control circuit of the stiffness adjusting means for adjusting the stiffness is the same as that in FIG. 12 in the third embodiment described above, these diagrams will be used for explanation.
図１４は、本実施の形態に係る球体の研磨装置における通常の粗加工、中仕上げ加工及び仕上げ加工の３段階の加工工程をもつ球体の研磨加工工程における各静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２への供給圧力Ｐ１，Ｐ２の制御例を示す図である。 FIG. 14 shows the static pressure radial bearings B1 and B2 in the spherical polishing process having three stages of normal roughing, intermediate finishing and finishing in the spherical polishing apparatus according to the present embodiment. It is a figure which shows the example of control of supply pressure P1, P2.
実際には、回転盤体１系には自重があり、横軸型の回転軸８ａでは、加工部は回転盤体１の軸受機構である静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２の軸支持剛性力に比例して幾何学的中心位置よりは下がる。従って、粗加工時と仕上げ加工時に静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２の軸支持剛性力を変えることは、自重により回転盤体１の位置も変わる。
Actually, the
従って、本実施の形態においては、回転軸８ａの軸受機構である静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２の軸支持剛性力を調整することにより、上述した粗加工時における回転盤体１の位置変化を抑制するようにしたものである。
Therefore, in the present embodiment, by adjusting the shaft support rigidity force of the static pressure radial bearings B1 and B2 that are the bearing mechanism of the
即ち、図１４において、粗加工時はシリンダ２２ａへの供給圧力を高く保持して、球体への負荷を高くした上で、前側（図８において右側）の第１の静圧ラジアル軸受Ｂ１への供給圧力Ｐ１を高く保持し、この第１の静圧ラジアル軸受Ｂ１の軸支持剛性力Ｋを高くし、後側の第２の静圧ラジアル軸受Ｂ２への供給圧力Ｐ２を低く保持し、この第２の静圧ラジアル軸受Ｂ２の軸支持剛性力Ｋを低くして回転軸８ａを保持する。
That is, in FIG. 14, during rough machining, the supply pressure to the
また、中仕上げ加工時はシリンダ２２ａへの供給圧力を低く保持して、球体への負荷を低くした上で、第１の静圧軸受Ｂ１への供給圧力Ｐ１を低く保持し、この第１の静圧ラジアル軸受Ｂ１の軸支持剛性力Ｋを低くし、後側の第２の静圧ラジアル軸受Ｂ２への供給圧力Ｐ２を高く保持し、この第２の静圧ラジアル軸受Ｂ２の軸支持剛性力Ｋを高くして回転軸８ａを保持する。
Further, at the time of intermediate finishing, the supply pressure to the
更に、仕上げ加工時は球体の加工効率を下げて、寸法及び精度を整えるため、シリンダ２２ａへの供給圧力を更に低く保持して、球体への負荷を更に低くした上で、第１の静圧ラジアル軸受Ｂ１への供給圧力Ｐ１をも更に低く保持し、この第１の静圧ラジアル軸受Ｂ１の軸支持剛性力Ｋを更に低くし、後側の第２の静圧ラジアル軸受Ｂ２への供給圧力Ｐ２を高く保持し、この第２の静圧ラジアル軸受Ｂ２の軸支持剛性力Ｋを高くして回転軸８ａを保持する。
Further, at the time of finishing processing, in order to reduce the processing efficiency of the sphere and adjust the size and accuracy, the supply pressure to the
これにより、回転盤体１の回転精度の加工部への影響力を下げ、両盤体１，２間の環状溝４と、この環状溝４に挟持される球体とで構成される回転軸を基準に回転盤体１を回転させることにより、球体への異常な力が低減し、良好な仕上げ加工が可能になる。
As a result, the influence of the rotational accuracy of the
即ち、本実施の形態に係る球体の研磨装置によれば、加工工程中に回転盤体１の軸受機構である静圧ラジアル軸受Ｂ１，Ｂ２の軸支持剛性力を調整して、特に仕上げ加工工程での固定盤体２の環状溝４にある球体に調心させることにより、球体の加工精度の向上を図ることができる。
In other words, according to the spherical polishing apparatus according to the present embodiment, the shaft supporting rigidity force of the static pressure radial bearings B1 and B2 that are the bearing mechanism of the
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態を図１５及び図１６に基づき説明する。図１５は、本発明の第５の実施の形態に係る球体の研磨装置の要部を示す縦断面図であり、同図において、上述した第１の実施の形態における図１と同一部位には、同一符号が付してある。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a main part of a spherical polishing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 15, the same parts as those in FIG. 1 in the first embodiment described above are shown. The same reference numerals are attached.
本実施の形態は、回転盤体１の一端面中心部に、固定盤体２側中心部よりストッパーを当接させて、回転盤体１を軸方向に移動させるためのシリンダ機構（押圧機構）の押圧力に制限を加えることにより、加工圧力を微調整し得るようにして、特に仕上げ加工工程時における球体の加工精度の向上を図るようにしたものである。
In the present embodiment, a cylinder mechanism (pressing mechanism) for moving the
図１５において、回転盤体１は、上述した各実施の形態と同様に、第１の回転軸８ａにより回転自在に支持され、回転盤体１と第１の回転軸８ａは、シリンダ機構（押圧機構）により図１５において左右方向（図中矢印方向）に移動自在になっている。固定盤体２は他方の支持部材７ｂに固定されている。この固定盤体２と他方の支持部材７ｂとには、それらの中心部を貫通する貫通孔５０，５１が形成されている。他方の支持部材７ｂの貫通孔５１の一端部（図中左端部）には軸受部５２を介して加工圧力を微調整するための微調整手段の一部を構成するストッパー５３が回転方向及び軸方向に移動自在に支持されている。このストッパー５３は所定軸長を有する杆状をなしている。
In FIG. 15, the
回転盤体１には、その中心部を貫通する貫通孔５４が形成されている。この貫通孔５４内に位置して第１の回転軸８ａの端部には杆状の受け部材５５が突設されている。この受け部材５５の先端面とストッパー５３の先端面は互いに対向し、必要に応じてストッパー５３の先端面を受け部材５５の先端面に当接させることにより、前記シリンダ機構の押圧力に制限を加え、加工圧力を微調整し得るようになっている。
A through
即ち、ストッパー５３の基端部は、静圧軸受５６を介してネジ軸５７の先端部に接続されている。このネジ軸５７は、例えばボールネジよりなり、他方の支持部材７ｂの貫通孔５１の他端部にボールネジのナット５８を介して回転自在に支持されている。ネジ軸５７の基端部には平歯車５９が固定され、この平歯車５９はピニオン歯車６０に噛合している。このピニオン歯車６０は、他方の支持部材７ｂの端面に固定されたブラケット６１に回転自在に軸支されている。ピニオン歯車６０はサーボモータ６２により回転駆動される。
That is, the proximal end portion of the
そして、サーボモータ６２を正逆回転させることにより、ピニオン歯車６０、平歯車５９、ネジ軸５７及び静圧軸受５６を介して、ストッパー５３を図中左右方向に移動（位置）調節できるようになっている。
Then, by rotating the
静圧軸受５６は、ストッパー５３とネジ軸５７とを、それぞれ単独回転できるように接続するカップリング部材６３を有し、このカップリング部材６３には作動液（油）流出孔６３ａが穿設されている。
The
静圧軸受５６内には、図示しないポンプにより作動液が供給できるようになっている。即ち、ネジ軸５７の中心にはその全軸長に亘って作動液供給路６４が形成され、この作動液供給路６４の一端部はカップリング部材６３内に開放し、他端部は回転継手６５、ホース６６を介して従来公知の構成のダイヤフラム型制御絞り６７の流出口６７ａに接続されている。このダイヤフラム型制御絞り６７の流入口６７ｂは、前記ポンプの吐出口に接続され、このポンプの吸入口は図示しない作動液タンクに接続されている。ダイヤフラム型制御絞り６７は、基台６の端面に固定されている。なお、ダイヤフラム型制御絞り６７は、操作に便なる場所に固定することが望ましい。
A hydraulic fluid can be supplied into the
そして、前記作動液タンク内の作動液（油）が前記ポンプによりダイヤフラム型制御絞り６７の流入口に供給される。該ダイヤフラム型制御絞り６７により、ストッパー５３とネジ軸５７との対向面間の隙間δが一定に保たれるように作動液の圧力が自動的に絞られ、その作動液は流出口からホース６６、回転継手６５及び作動液供給路６４を順次介して静圧軸受５６のカップリング部材６３内に供給される。カップリング部材６３内に供給された作動液は、カップリング部材６３の作動液流出孔６３ａから図示しない作動液回収回路を介して前記作動液タンク内に回収される。
Then, the hydraulic fluid (oil) in the hydraulic fluid tank is supplied to the inlet of the diaphragm
次に、上記構成になる本実施の形態に係る球体の研磨装置の動作を説明する。球体の研磨加工動作は、上述した各実施の形態と同様であるが、本実施の形態特有の動作は、特に仕上げ加工工程時に、ストッパー５３の先端面を受け部材５５の先端面に当接させることにより、回転盤体１を軸方向に移動させるためのシリンダ機構（押圧機構）の押圧力に制限を加えて、加工圧力を微調整するようにしたことである。
Next, the operation of the spherical polishing apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described. The spherical polishing operation is the same as that of each of the above-described embodiments, but the operation unique to this embodiment is to contact the front end surface of the
即ち、サーボモータ６２を一方向に回転させ、ピニオン歯車６０、平歯車５９、ネジ軸５７及び静圧軸受５６を介して、ストッパー５３を図中左方向に移動させることにより、該ストッパー５３の先端面を受け部材５５の先端面に当接させる。これにより、受け部材５５にかかる軸方向のスラスト力をストッパー５３が受けることによって、前記シリンダ機構の押圧力の一部をストッパー５３で受け止めることになり、加工圧力が微調整される。
That is, by rotating the
受け部材５５の先端面にストッパー５３の先端面を当接させたとき、該ストッパー５３は受け部材５５により回転されるが、静圧軸受５６により支持されているため、回転によりストッパー５３のスラスト方向の負荷変動は殆どない。
When the front end surface of the
このストッパー５３の先端面を受け部材５５の先端面に当接させる時点は、球体の寸法が所望寸法に近くなった時点をとり、下記（１）式を満足するように、ストッパー５３のサーボモータ６２への負荷、もしくはネジ軸５７の先端面にかかる負荷をロードセル等の負荷検出器により検出し、この検出値に基づいてサーボモータ６２を制御してストッパー５３の位置を調整保持するものである。
The time when the tip surface of the
ｆｐ＝Ｆ０×ｋ （０＜Ｋ≦１） …（１）
図１６は、本実施の形態に係る球体の研磨装置による仕上げ加工工程時の加工圧力を示す図であり、同図において、縦軸は回転盤体１を軸方向に移動させるためのシリンダ機構による負荷を、横軸は時間をそれぞれ示す。また、ＦＯは仕上げ加工工程時に回転盤体１が前記シリンダ機構により付加される力、即ち、初期仕上げ加工工程時の加工圧力、ｆｐはストッパー５３をきかせたとき、即ち、ストッパー５３の先端面を受け部材５５の先端面に当接させたときの真の加工圧力、ｆｓはストッパー５３のストッパー力である。
fp = F0 × k (0 <K ≦ 1) (1)
FIG. 16 is a diagram showing a processing pressure at the time of the finishing process by the spherical polishing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 16, the vertical axis is determined by a cylinder mechanism for moving the
図１６中、前記シリンダ機構により付加される力ＦＯは従来の仕上げ加工工程時の加工圧力であり、時間ロの時点で加工を終了する。また、時間イの時点はストッパー５３をきかせた点、即ち、ストッパー５３の先端面を受け部材５５の先端面に当接させた点である。図１６に示すように、球体にかかる加工圧力は、当初はＦＯであるがストッパー５３をきかせた点、即ち、時間イの時点からはｆｐとなり、この時間イの時点から加工が進み球体の差が減少するのに従って加工圧力が徐々に減少する。
In FIG. 16, the force FO applied by the cylinder mechanism is a processing pressure in the conventional finishing process, and the processing is completed at the point of time b. Further, the point of time A is a point where the
また、ストッパー５３をきかせていることにより、加工中において両盤体１，２相互間に、多数のある値の球体（鋼球）中に前記ある値より少し径の大きい少数の球体（鋼球）が混在する場合、前記ある値より少し径の大きい球体には大きな加工圧力がかかって多く削ることができ、また、前記ある値の球体には小さな加工圧力がかかるため削り量は少なくなる。このような加工を繰り返すことにより、各球体相互間の寸法差の改善を有効に図ることができ、いわゆる研削作業にかけるスパークアウト状態を設けたことになる。
Further, since the
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態を図１７に基づき説明する。図１７は、本発明の第６の実施の形態に係る球体の研磨装置の要部を示す縦断面図であり、同図において、上述した第５の実施の形態における図１５と同一部位には、同一符号が付してある。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing the main part of a spherical polishing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 17, the same parts as in FIG. 15 in the fifth embodiment described above are shown. The same reference numerals are attached.
図１７において図１５と異なる点は、図１５の構成から軸受５２、静圧軸受５６、回転継手６５、ホース６６、制御絞り６７を削除し、ネジ軸５７の先端部に鋼球等よりなるストッパー５３ａをロー付け等により固定すると共に、受け部材５５を回転盤体１の中心部にラジアル軸受６８とスラスト軸受６９を介して回転自在に支持したことである。スラスト軸受６９は円筒状の転動体を有する円筒スラスト軸受であり、受け部材５５が回転盤体１に対する回転を生じた場合、該受け部材５５とストッパー５３ａとの当接部の左右方向の振れを極力小さくするため、前記転動体の寸法精度を厳格に選択したものである。
17 differs from FIG. 15 in that the
なお、本実施の形態におけるストッパー５３ａの移動動作及びそれに伴う作用効果は、上述した第５の実施の形態と同一であるから、その詳細説明は省略する。
In addition, since the movement operation | movement of the
（第７の実施の形態）
次に、本発明の第７の実施の形態を図１８に基づき説明する。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施の形態は、固定盤体への環状溝成形方法を工夫することによって、予め固定盤体に成形される環状溝の中心と回転盤体の回転中心との偏心を極力小さくし、球体研磨工程における「盤ならし加工時間」の短縮を図ることができるようにしたものである。 In this embodiment, by devising an annular groove forming method for the fixed platen body, the eccentricity between the center of the annular groove formed on the fixed platen body and the rotation center of the rotary platen body is made as small as possible. This makes it possible to shorten the “board leveling time” in the process.
図１８は、本実施の形態に係る固定盤体への環状溝成形方法を説明するための球体の研磨装置の構成を示す概略側面図である。なお、図１８において、上述した第５の実施の形態における図１５と同一部分には、同一符号が付してある。 FIG. 18 is a schematic side view showing a configuration of a spherical polishing apparatus for explaining a method of forming an annular groove on a stationary platen according to the present embodiment. In FIG. 18, the same parts as those in FIG. 15 in the fifth embodiment described above are denoted by the same reference numerals.
図１８に示すように、研磨装置本体の回転盤体取付部である回転基礎盤体１ａは、回転盤体１と同軸回転するものである。この回転基礎盤体１ａから回転盤体１を取り外した後、この回転基礎盤体１ａの固定盤体２との対向面に刃物台取付ベース７０を図示しないボルト等により着脱自在に取り付ける。この刃物台取付ベース７０に刃物台７１を回転基礎盤体１ａの回転軸線と直交する方向（図中、矢印方向）に移動可能に取り付ける。即ち、刃物台７１の一側面に設けられた係合突部７１ａが刃物台取付ベース７０の係合溝７０ａにスライド可能に係合されている。
As shown in FIG. 18, a rotating
また、刃物台７１の中央部にボールネジ等からなるネジ棒７２が螺合されている。このネジ棒７２は刃物台取付ベース７０の支持壁７０ｂに回転可能に且つ軸線方向には移動不可能に支持されている。ネジ棒７２の基端部（図においては下端部）には調整摘み７２ａが設けられ、この調整摘み７２ａを持ってネジ棒７２を正逆回転させることにより、刃物台７１が図中、矢印方向に移動して位置調整できると共に、調整後は、その位置に刃物台７１を固定できるようになっている。刃物台７１には、環状溝を切削加工するための刃物（切削工具）７３が取り付けられている。固定盤上に加工される環状溝の深さはサーボモータ６２により位置調整されたストッパー５３と、回転基礎盤体１ａに取り付けられた受け部材５５を当接することにより決まる。
Further, a
次に、固定盤体２に環状溝４を成形する手順について図１８を用いて説明する。回転基礎盤体１ａと固定盤体２との対向面間が開かれた状態で、図１８に示すように回転基礎盤体１ａの固定盤体２との対向面に、刃物台取付ベース７０を介して刃物台７１を取り付け、この刃物台７１に刃物７３を取り付ける。次に、調整摘み７２ａを持ってネジ棒７２を正逆回転させることにより、刃物台７１を図中矢印方向に移動させて刃物７３の刃先位置を初期位置に調整固定する。なお、この刃物７３の刃先調整位置は、固定盤体２を装置本体の固定盤取付部である支持部材７ｂに固定する前に印を付けておいてもよく、また、固定盤体２を支持部材７ｂに固定した後にスケール等で測定して決めてもよい。
Next, the procedure for forming the
次に、あらかじめ設定された回転基礎盤体１ａ上に設けられた刃物７３の刃先位置と受け部材５５の先端位置との相対関係と得ようとする環状溝の深さとからストッパー５３の位置調整をサーボモータ６２により行う。
Next, the position adjustment of the
回転基礎盤体１ａを回転機構により駆動回転させ且つ案内スライド機構により固定盤２方向に移動させる。すると、刃物７３が回転基礎盤体１ａと一体回転しながら固定盤体２に近づくことにより、該刃物７３により固定盤体２には、１本の環状溝が切削加工され、ストッパー５３と受け部材５５との対向面が当接することにより、環状溝の切削加工が完了する。
The
このようにして１本の環状溝の切削加工が完了したならば、図示しないダイヤルゲージ等により計りながら、刃物台７１を所定のピッチずつ回転基礎盤体１ａの径方向に移動させ、刃物７３の刃先位置を調整固定した後、上記と同様の切削加工を繰り返す。
When the cutting of one annular groove is completed in this way, the
以上詳述したように、本実施の形態に係る固定盤体への環状溝の成形方法によれば、固定盤体２への環状溝は、回転盤体１の回転軸と同軸を使って切削加工されるため、回転盤体１の回転中心との偏心を生じることなく成形することができる。
As described above in detail, according to the method of forming the annular groove on the stationary platen according to the present embodiment, the annular groove on the
なお、本実施の形態においては、回転基礎盤体１ａには、これに装着される環状溝切削加工装置（刃物台取付ベース７０、刃物台７１、ネジ棒７２及び刃物７３）に対するバランスウエイトを取り付けることが望ましい。
In the present embodiment, a balance weight for the annular groove cutting device (the tool
１ 回転盤体
１ａ 回転基礎盤体（回転盤体取付部）
２ 固定盤体
３ 球体
４ 環状溝
７ａ 支持体（固定盤体取付部）
７１ 刃物台
７３ 刃物（切削工具）
1 Rotating
2
71 Tool post 73 Tool (cutting tool)
Claims (2)
前記固定盤体の前記回転盤体との対向面に設けられた環状溝は、前記回転盤体に一体回転可能に取り付けられた切削工具によって成形されたものであることを特徴とする球体研磨装置。 A rotating disc body rotatably attached to a rotating disc body mounting portion of the polishing apparatus main body, and a fixed disc body attached to the stationary disc body mounting portion of the polishing apparatus main body in a non-rotating state facing the rotating disc body. And a spherical body between an annular groove provided on the surface of the rotating plate body facing the fixed plate body and an annular groove provided on the surface of the fixed plate body facing the rotating plate body. In a sphere polishing apparatus for polishing the sphere by rotating the rotating disc body while rotating and rotating the sphere while moving the inside of the annular groove while being pressed and clamped,
It said annular groove provided on the opposing surfaces of the rotary plate of the fixed disk is spherical polishing apparatus which is characterized in that having been shaped by integrally rotatably mounted cutting tool to the rotary plate .
前記回転盤体取付部は前記回転盤体と同軸回転する回転基礎盤体であり、
前記固定盤体の前記回転盤体との対向面に設けられた環状溝は、前記回転基礎盤体に一体回転可能に取り付けられた切削工具によって成形されたものであることを特徴とする球体研磨装置。 A rotating disc body rotatably attached to a rotating disc body mounting portion of the polishing apparatus main body, and a fixed disc body attached to the stationary disc body mounting portion of the polishing apparatus main body in a non-rotating state facing the rotating disc body. A spherical body between an annular groove provided on the surface of the rotating plate body facing the fixed plate body and an annular groove provided on the surface of the fixed plate body facing the rotating plate body. In the sphere polishing apparatus for polishing the sphere by rotating the rotating disc body while rotating and rotating the sphere while moving the inside of the annular groove while being pressed and clamped,
The rotating disk body mounting portion is a rotating base disk body that rotates coaxially with the rotating disk body,
It said annular groove provided on the opposing surfaces of the rotary plate of the fixed disk is spherical polishing, characterized in that those shaped by integrally rotatably mounted cutting tool to the rotating basic plate body Equipment .
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