研摩装置及び研摩方法
【課題】球状部品の多寡にかかわらず研磨精度を大きく犠牲にすることなく高い作業性で球状部品を研磨できる研摩装置及び研摩方法を提供すること。
【解決手段】互いに間隙をおいて並列状態に軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４を備え、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の少なくとも一方はその外周面１１、１４に螺旋状の突出部１６を有する研磨装置１、並びに、並列状態に軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４の間隙路１０に球状部品を供給し、球状部品を、第１管状砥石３及び前記第２管状砥石４の少なくとも一方の外周面１１、１４に突設された螺旋状の突出部１６で間隙路１０上を搬送しつつ第１管状砥石３及び前記第２管状砥石４の少なくとも一方で研摩することを含む研磨方法。
【解決手段】互いに間隙をおいて並列状態に軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４を備え、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の少なくとも一方はその外周面１１、１４に螺旋状の突出部１６を有する研磨装置１、並びに、並列状態に軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４の間隙路１０に球状部品を供給し、球状部品を、第１管状砥石３及び前記第２管状砥石４の少なくとも一方の外周面１１、１４に突設された螺旋状の突出部１６で間隙路１０上を搬送しつつ第１管状砥石３及び前記第２管状砥石４の少なくとも一方で研摩することを含む研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、研摩装置及び研摩方法に関し、さらに詳しくは、球状部品の多寡にかかわらず研摩精度を大きく犠牲にすることなく高い作業性で球状部品を研摩できる研摩装置及び研摩方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品又は半製品として製造された球状部品を、真球度等の精度を高めるため、又は、表面の平坦性を高めるために、研摩又は研削することがある。球状部品を研摩又は研削する研摩装置及び研摩方法として種々の研摩装置及び研摩方法がある。例えば、バフ研摩、球状部品の一部を収納する凹部が形成された砥石を用いるラップ研摩、回転砥石と調整砥石とを用いるセンターレス研摩等が挙げられる。
【０００３】
具体的には、特許文献１には、「多種少量のボールを簡便にして能率的に研摩加工できるボールの研摩方法」として「一つがポリシャまたは研摩砥石からなる少なくとも二つの円柱状のローラを近接配置し、前記ローラによってボールを研摩するボールの研摩方法において、前記円柱状のローラ間に接触させてボールを介在させる工程と、前記ローラとボールとの接触部分にスラリまたは加工液を供給する工程と、少なくとも一つのローラを軸中心に回転させるとともに少なくとも一つのローラを軸方向に移動させてボールを研摩する工程と、を有することを特徴とするボールの研摩方法」が提案されている。
【０００４】
特許文献２には、「個別に回転駆動される３つの研磨ロール(44,46,48)における各研磨面を、研磨すべき球体(50)の直径より内側で所要の中心角をもって略垂直に対向させ、これら３つの研磨ロール(44,46,48)の上に前記球体(50)を共通的に載置した状態で、２つの研磨ロール(44,46)と１つの研磨ロール(48)とを相互に反対方向へ回転させると共に、これら３つの研磨ロール(44,46,48)の全体を、水平面において正転方向および反転方向へ間欠的に回転させるようにしたことを特徴とする球体の研磨方法」が記載されている。
【０００５】
一般に、バフ研摩及びラップ研摩は、一度に１つ又は少数の球状部品しか研摩できないから、球状部品のセット及び取り出し作業を要し、球状部品の連続研摩に不向きで高い研摩効率すなわち高い作業性を達成できないことが多い。
【０００６】
特許文献２に記載の「球体の研磨方法」においても、球体５０は「３つの研磨ロール４４、４６、４８の研磨面上に安定した状態で共通的に載置され」るから（００１２欄、００１５欄等）、多数の球体５０を連続して研磨処理できず、やはり高い研摩効率で球体５０を研磨できない。
【０００７】
特許文献１の「ボールの研摩方法」は「多種少量のボールを研摩加工する研摩方法」であるから、やはり多量のボールを研摩加工するのには適しているとはいえず、研摩効率という観点において改善の余地がある。また、この「ボールの研摩方法」では、ボールはローラの軸線方向にしか転動しないからボールの表面を全体的かつ均等に研摩できない場合があり、研摩精度及びその再現性に劣ることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２７２５７２９号明細書
【特許文献２】特開２００２−０２８８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、球状部品の多寡にかかわらず研摩精度を大きく犠牲にすることなく高い作業性で球状部品を研摩できる研摩装置及び研摩方法を提供することに、ある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、互いに間隙をおいて並列状態に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方はその外周面に螺旋状の突出部を有することを特徴とする研磨装置であり、
請求項２は、前記第１管状砥石は研磨砥石であり、前記第２管状砥石はその外周面に螺旋状の突出部を有する調整ロールであることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置であり、
請求項３は、前記突出部はその螺旋方向に連続して延在する突条体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置であり、
請求項４は、前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石で形成される間隙路の下方にその延在方向に沿って配置された支持部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨装置であり、
請求項５は、球状部品を１球ずつ受け入れる凹部が外周面に列設されたスプロケットを有し、前記間隙路の上流側に配置された部品供給部を備えて成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨装置であり、
請求項６は、並列状態に軸支され、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の間隙路に球状部品を供給し、前記球状部品を前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石の少なくとも一方の外周面に突設された螺旋状の突出部で前記間隙路上を搬送しつつ前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石の少なくとも一方で研摩することを含む研磨方法であり、
請求項７は、前記第１管状砥石と前記第２管状砥石との周速比（第１管状砥石の周速：第２管状砥石の周速）が５〜１：１であることを特徴とする請求項６に記載の研磨方法である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る研摩装置は、互いに間隙をおいて並列状態に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方はその外周面に螺旋状の突出部を有しているから、多量であっても少量であっても球状部品を、順に、回転する管状砥石の突出部によって種々の回転軸を中心にして転動している状態で、搬送しつつ研摩することができる。
【００１２】
また、この発明に係る研摩方法は、球状部品を、突出部で間隙路上を搬送しつつ第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方で研摩するから、間隙路に供給される球状部品が多量であっても少量であっても、間隙路に連続して供給された球状部品を、順に、種々の回転軸を中心にして転動する状態で搬送しつつ研摩することができる。
【００１３】
したがって、この発明によれば、球状部品の多寡にかかわらず研摩精度を大きく犠牲にすることなく高い作業性で球状部品を研摩できる研摩装置及び研摩方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、この発明に係る研摩装置の一実施例である研摩装置を示す要部概略上面図である。
【図２】図２は、この発明に係る研摩装置の一実施例である研摩装置を示す要部概略正面図である。
【図３】図３は、この発明に係る研摩装置の一実施例である研摩装置を管状砥石の軸線に垂直な平面で切断したときの断面を示す要部概略断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る研摩装置の一実施例である研摩装置における球状部品の搬送状態及び研摩状態を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明に係る研摩装置は、互いに間隙をおいて並列状態に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方はその外周面に螺旋状の突出部を有することを特徴の１つとする。そして、この突出部は、並列配置された第１管状砥石と第２管状砥石との間隙、例えば第１管状砥石の外周面及び第２管状砥石の外周面で形成される間隙路に供給される球状部品をこの間隙路の延在方向すなわち第１管状砥石及び第２の管状砥石の軸線方向に沿って間隙路の供給側から下流側に向けて送り出し、搬送するように、前記軸線方向に向かって延在する螺旋状に配置されている。
【００１６】
したがって、この発明に係る研摩装置は、球状部品が多量であっても少量であっても間隙路に供給された球状部品を順に送り出し搬送することができるから、球状部品を連続的に投入し研摩加工することが可能になって高い作業性を発揮すると共に自動化が容易になる。さらに、この発明に係る研摩装置は、球状部品を順に、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方に突設された螺旋状の突出部で種々の回転軸を中心にして転動させた状態で搬送すると共に、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方でこの転動状態を保持しつつ研摩することができるから、種々の球状部品、例えば、金属製であっても樹脂製又はゴム製であっても球状部品の表面を全面的かつほぼ均等にまんべんなく研摩でき、比較的高い研摩精度を達成できる。
【００１７】
このように、この発明に係る研摩装置は、球状部品を研摩又は研削して研摩精度の高い部品を製造できるから、球状部品の製造装置と称することもできる。
【００１８】
この発明に係る研摩装置は、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方の外周面に螺旋状の突出部を有していることを特徴の１つとするから、その他の構成等は公知の研摩装置、例えば、センターレス研摩装置と同様に構成されることができ、また、例えば、以下に示す具体的な態様等に基づいて適宜に変更又は改良することができる。
【００１９】
この発明に係る研摩装置又は研摩方法によって研摩又は研削される球状部品は、幾何学的に正確な球状の部品である必要はなく、研摩又は研削が必要な球状の部品であればよく、規格値よりも直径の大きな球状部品、わずかに真円度の低い略球状部品又は楕円球状部品、バリ等を有する球状部品又は表面平坦性の低い球状部品等が挙げられる。すなわち球状部品は転動しやすい形状を有していればよい。このような球状部品として、例えば、ベアリングボール、乗物用シートベルトのプリテンションベルトに装着される機械装置用ボール、ゴルフボールの芯球体、球技用ボール（例えば、卓球用ボール、パチンコ球等）等が挙げられる。
【００２０】
この発明に係る研摩装置又は研摩方法において、球状部品は間隙路の一端側又はその近傍に連続的又は間欠的に供給される。したがって、この発明に係る研摩装置又は研摩方法によって研摩される球状部品は、多数又は少数の球状部品の集合体であってもよく、単数の球状部品であってもよい。
【００２１】
この発明に係る研摩装置における一実施例の研摩装置１は、図１〜図３に示されるように、第１管状砥石３と、第２管状砥石４と、軸支駆動部５と、支持部材６と、部品供給部７と、部品回収部８とを備えている。この研摩装置１において、球状部品９が供給される、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の間隙、すなわち、第１管状砥石３の外周面１１及び第２管状砥石４の外周面１４で形成される間隙路１０の端部又はその近傍（図１及び図２において紙面の左側）を一端側Ａと称し、その反対側の端部又はその近傍を他端側Ｂと称する。なお、前記一端側Ａは、供給側、基端側、搬送方向の上流側とも称することができ、前記他端側Ｂは、排出側、先端側、搬送方向の下流側とも称することができる。
【００２２】
第１管状砥石３は、図１及び図３に示されるように、その外周面１１の全面が研摩面となっているローラ状の研摩砥石であり、研摩面１１に後述するような螺旋状の突出部を有していない。この研摩面１１は、球状部品の研摩量等に応じて適宜の粗さに調整されている。このような第１管状砥石３の研磨面１１となる砥石は、一般的な砥石を用いることができ、具体的には、砥材が緑色炭化珪素、粒度が８０番、結合材がビトリファイドである砥石が挙げられる。第１管状砥石３は、その両端部それぞれに後述する軸支駆動部５に軸支される第１軸体１２を有している。第１管状砥石３の外径及び軸線長さは特に限定されず、例えば、研磨する球状部品９の研磨量等に応じて適宜に設定される。第１管状砥石３の外径を大きくすると、間隙路１０に供給された球状部品９との接触面積が増大するから、間隙路１０の延在長さが短くても、又は、球状部品９の搬送速度が速くても、効率よく研摩できる。
【００２３】
第２管状砥石４は、図１〜図３に示されるように、その外周面１４の全面が非研摩面となっているローラ状の調整ロールであり、非研摩面１４に螺旋状の突出部１６を有している。第２管状砥石４は、その両端部それぞれに後述する軸支駆動部５に軸支される第２軸体１５を有している。すなわち、第２管状砥石４は、その外周面１４に突設された突出部１６以外は第１管状砥石３と基本的に同様である。したがって、第１管状砥石３及び第２管状砥石４は、図１〜図３に示されるように、同一の外径及び軸線長さを有している。第２管状砥石４の突出部１６については後述する。
【００２４】
第２管状砥石４は、図１〜図３に示されるように、その外周面１４に螺旋状の突出部１６を有している。すなわち、第２管状砥石４は、研摩面１１と非研摩面１４とで形成される間隙路１０に供給された球状部品９をその一端側Ａから他端側Ｂに向けて間隙路１０上を搬送する、軸線Ｃ２方向に向かって延在する螺旋状の突出部１６を非研摩面１４に有している。この突出部１６は非研摩面１４に円筒螺旋状に設けられているということもできる。
【００２５】
この突出部１６は、図１及び図２に示されるように、第２管状砥石４の一端側４ａから他端側４ｂの全体にわたって一端側４ａから他端側４ｂに向かって非研摩面１４に螺旋方向に連続して延在する突条体とされている。換言すると、突出部１６は、非研摩面１４に螺旋状に巻き付いた状態に設けられた突条体とされている。この突出部１６は、具体的には、図１に示されるように、軸支駆動部５に軸支された第２管状砥石４を上方から見たときに、第２管状砥石４における第１管状砥石３の反対側から第１管状砥石３側に向かって一端側４ａから他端側４ｂの方向に延在する所謂「Ｓ巻き」の螺旋状をなしている。突出部１６がこのような螺旋状なっていると、第２管状砥石４を例えば図３に示される矢印の方向に回転させたときに、間隙路１０の一端側Ａに供給された部品を間隙路１０の一端側Ａから他端側Ｂまで軸線Ｃ１及びＣ２（両者を併せて軸線Ｃと称することがある）に沿って搬送することができる。したがって、突出部１６は球状部品を案内しつつ搬送する搬送案内手段とも称することができる。
【００２６】
突出部１６において、図１に示されるように、第２管状砥石４の軸線Ｃ２方向に隣接する突出部１６同士の螺旋ピッチｐ、換言すると、突出部１６が第２管状砥石４の外周面１４を一回転したときの軸線Ｃ２方向の変位量は、球状部品９等の搬送時間すなわち研摩量、研摩精度等に応じて適宜に設定される。この研摩装置１において、螺旋ピッチｐは、比較的短い搬送時間で高い研摩精度を達成できる点で、球状部品９の直径の０．５〜５倍に設定されるのが好ましく、１〜３倍に設定されるのが特に好ましい。突出部１６は、螺旋ピッチｐが第２管状砥石４の一端側４ａから他端側４ｂにわたって一定となるように設定され、常螺旋状に設けられている。
【００２７】
突出部１６において、図１に示されるように、突出部１６の延在方向と第２管状砥石４の軸線Ｃ２に垂直な平面（図１において破線で示す。）とが交差する螺旋角θは、螺旋ピッチｐ、球状部品９等の搬送時間、研摩精度等に応じて、０°を超え９０°未満の角度から適宜に設定される。この研摩装置１において、螺旋角θは、比較的短い搬送時間で高い研摩精度を達成できる点で、０．５〜６０°に設定されるのが好ましく、５〜３０°に設定されるのが特に好ましい。
【００２８】
突出部１６において、図１に示されるように、外周面１４からの突出量すなわち高さｈは、球状部品９等の搬送時間、研摩精度等に応じて、適宜に設定される。この研摩装置１において、高さｈは、高い研摩精度を達成できる点で、球状部品の直径の０．０５〜０．５倍に設定されるのが好ましく、０．０５〜０．３倍に設定されるのが特に好ましい。
【００２９】
突出部１６において、その延在方向に垂直な平面で切断したときの切断面における断面形状は、特に限定されず、例えば、半円形、半楕円径、多角形等に調整される。前記多角形は頂面を有していてもいなくてもよい。突出部１６を形成しやすく、球状部品９を所望のように搬送して高い研摩精度を達成できる点で、外周面１４から略垂直に立ち上がる側面を有する多角形であるのが好ましく、前記断面形状は前記側面を有する矩形であるのがより好ましく、長方形又は正方形であるのが特に好ましい。この例における突出部１６は断面形状が長方形となっている。
【００３０】
突出部１６の幅ｗは研摩精度等に応じて適宜に設定される。この研摩装置１において、幅ｗは、高い研摩精度を達成できる点で、球状部品の直径の０．０５〜０．５倍に設定されるのが好ましく、０．０５〜０．３倍に設定されるのが特に好ましい。前記幅ｗは前記断面形状における根元部分の幅である。なお、前記断面形状における頂部分又は頂面の幅（頂辺の長さ）は、前記幅Ｗよりも小さくても大きくてもよく、また、前記幅Ｗと同じであってもよい。
【００３１】
第１管状砥石３及び第２管状砥石４は、図１〜図３に示されるように、それらの間に研摩面１１と非研摩面１４とで形成される間隙路１０が球状部品９の直径よりも小さな間隔となるように、互いに間隙をおいてすなわち互いに離間するように並列状態に、後述する軸支駆動部５に軸支されている。また、第１管状砥石３及び第２管状砥石４は、それらの軸線Ｃ１及びＣ２が平行となる並列状態で、かつ、図２に明確に示されるように、それらの軸線Ｃ１及びＣ２、換言すると、間隙路１０が一端部Ａから他端部Ｂに向かって水平になるように、軸支駆動部５に軸支されている。さらに、軸支駆動部５が基台（図１において図示しない。）２７に設置されているから、第１管状砥石３及び第２管状砥石４はそれらの軸線Ｃ１及びＣ２方向に不動となるように、軸支駆動部５に軸支されている。
【００３２】
したがって、研摩装置１は、図１〜図３に示されるように、互いに間隙をおいて並列状態に回転可能に軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４を備えおり、換言すると、回転可能に軸支された第１筒状砥石３と、第１筒状砥石３と間隙をおいて並列状態に回転可能に軸支された第２筒状砥石４とを備えている。そして、このように軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４の間には間隙が形成され、第１管状砥石３の軸線Ｃ１及び第２管状砥石４の軸線Ｃ２を含む平面Ｌの上方であって第１管状砥石３の研摩面１１と第２管状砥石４の非研摩面１４との間には球状部品９が供給されて載置、搬送され、そして研摩される間隙路１０が形成されている。このように、研摩装置１においては、間隙路１０に供給される球状部品９の中心が平面Ｌよりも上方になるように第１筒状砥石３と第２筒状砥石４とが配置されている。
【００３３】
軸支駆動部５は、図１及び図２に示されるように、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の両端部近傍にそれぞれ配置される一対の軸支駆動部５ａ及び５ｂを有し、第１管状砥石３及び第２管状砥石４を回転可能に軸支する。軸支駆動部５は、第１軸体１２及び第２軸体１５をそれぞれ軸支する軸支部（図示しない。）と、第１軸体１２及び第２軸体１５を介して第１管状砥石３及び第２管状砥石４を回転させるモータ等の動力源（図示しない。）及び動力伝達手段（図示しない。）とを備えている。間隙路１０の上流側Ａに配置される軸支駆動部５ａは、図１に示されるように、第１管状砥石３を軸支する軸支部（図示しない。）と第２管状砥石４を軸支する軸支部（図示しない。）との間に凹陥部１８を有しており、その内部に後述する部品供給部７が挟まれるように配置される。
【００３４】
軸支駆動部５は、第１管状砥石３と第２管状砥石４とを独立に又は同期して回転するように構成されている。第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転方向は、回転する研摩面１１と非研摩面１４とで間隙路１０上で球状部品９が転動可能となる回転方向であればよく、同方向であっても逆方向であってもよい。第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転方向は、平面Ｌよりも上方に形成される間隙路１０を研摩面１１及び非研摩面１４が下方すなわち平面Ｌ側から上方に通過するように、互いに逆方向に設定されてもよい。球状部品９を効率よく研摩するには、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転方向は、研摩面１１及び非研摩面１４の一方が間隙路１０を下方から上方に通過し、研摩面１１及び非研摩面１４の他方が間隙路１０を上方から下方に通過するように、互いに同方向に設定されるのが好ましく、図３に示されるように、研摩面１１が間隙路１０を下方から上方に通過し、非研摩面１４が間隙路１０を上方から下方に通過するように、互いに同方向に設定されるのが特に好ましい。
【００３５】
軸支駆動部５は、間隙路１０に供給された球状部品９の搬送時間と研摩精度とを考慮して、第１管状砥石３及び第２管状砥石４を適宜の回転数で回転される。研摩装置１において、軸支駆動部５は、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の外径を考慮して、第１管状砥石３の研摩面１１の周速と第２管状砥石４の非研摩面１４の周速との周速比（第１管状砥石の研摩面１１の周速：第２管状砥石の非研摩面１４の周速）が５〜１：１となるように、第１管状砥石３及び第２管状砥石４を回転させるのが好ましい。第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転数は、この周速比を満たすように、例えば、好ましくは１０〜６００ｒｐｍの範囲、特に好ましくは３０〜１８０ｒｐｍの範囲から選択される。
【００３６】
支持部材６は、図１及び図２、特に明確には図３に示されるように、平面Ｌを挟んで間隙路１０の反対側、すなわち、間隙路１０の下方に、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の軸線Ｃ方向すなわち間隙路１０の延在方向に沿って配置されている。この支持部材６は、間隙路１０から球状部品９が落下することを防止すると共に、球状部品９の搬送及び部品回収部８への回収を案内する。したがって、この支持部材６は、研摩面１１と突出部１６との最短離間距離と同じ又はそれよりも小さな厚さを有し、長手方向が間隙路１０の延在方向となる板体すなわち壁状体とされ、基台２７に設置されている。この支持部材６は、研摩面１１、非研摩面１４及び突出部１６に接触しないように配置されており、その高さは平面Ｌよりも低い高さであっても平面Ｌを超える高さであってもよい。支持部材６は、図１に示されるように、その下流側端部が後述する部品回収部８近傍まで延在しており、これによって間隙路１０を搬送されてきた球状部品９を部品回収部８に案内する。
【００３７】
部品供給部７は、図１及び図２に示されるように、間隙路１０の上流側に、具体的には、軸支駆動部５ａの２つの軸支部に挟まれるように凹陥部１８内に配置されたスプロケット２１と、スプロケット２１のさらに上流側に配置され、球状部品９を収容してスプロケット２１に供給する収容部２２とを有している。この収容部２２は、具体的には、球状部品を収容する筐体２３と、筐体２３の底部からスプロケット２１に向かって延在して球状部品９をスプロケット２１に供給する供給通路２４とを有している。スプロケット２１は、球状部品９を１球ずつ受け入れる複数の凹部２５が周方向に列設された円盤体又は筒体であり、歯車状供給部材と称することもできる。このスプロケット２１は、その軸線が第１管状砥石３及び第２管状砥石４の軸線Ｃに略垂直に交差するように、すなわち、スプロケット２１の外周面が間隙路１０の延在方向上になるように、支持駆動部５ａに回転可能に軸支されている。スプロケット２１は、収容部２２から供給される球状部品９を凹部２５に受け入れて、自身が回転することによって、受け入れた球状部品９を１球ずつ間隙路１０に送り出して供給する。スプロケット２１に列設する凹部２５の数は、好ましくは、突出部１６における１つの螺旋ピッチｐ内に１つの球状部品９が配置されるように、スプロケット２１の回転数、第２管状砥石４の回転数、突出部１６の螺旋ピッチｐ、突出部１６の螺旋角θ等に応じて、適宜に設定され、この例においては４個である。
【００３８】
部品回収部８は、図１及び図２に示されるように、間隙路１０の下流側であって第１軸体１２及び第２軸体１５の下方すなわち基台２７側に位置するように基台２７に設置されている。部品回収部８は、上面が開放された収容ボックスであり、その上面近傍には支持部材６の下流側端部が位置している。
【００３９】
このように構成される研摩装置１は適宜の材料で作製される。具体的には、第１管状砥石３は、その外周面１１が砥石となっていれば、それ以外はいかなる材質で形成されていてもよく、第２管状砥石４は、球状部品等を搬送することができれば、いかなる材質で形成されていてもよく、前記材質として、例えば、各種金属、各種樹脂、各種ゴム等が挙げられる。突出部１６を有する第２管状砥石４は、適宜の方法で作製することができ、例えば、第２管状砥石４と突出部１６とを一体成形する方法、突出部１６を第２管状砥石４に植設又は打設する方法、第２管状砥石４に突出部１６となる線条体を巻きつける方法、線条体を貼設する方法又は線条体の一部を埋設若しくは挿設する方法等が挙げられる。また、軸支駆動部５、支持部材６、部品供給部７及び部品回収部８それぞれは、例えば、各種金属、各種樹脂等で形成できる。
【００４０】
次に、この発明に係る研摩方法を説明する。この発明に係る研摩方法は、並列状態に軸支され、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の間隙路に球状部品を供給し、球状部品を、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方の外周面に突設された螺旋状の突出部で間隙路上を搬送しつつ、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方で研摩することを特徴の１つとする。そして、この突出部は、間隙路に供給される球状部品を間隙路の延在方向に沿って間隙路の供給側から間隙路の下流側に向けて送り出すように、突設されている。
【００４１】
したがって、この発明に係る研摩方法は、球状部品が多量であっても少量であっても間隙路に供給された球状部品を順に送り出し搬送するから、球状部品を連続的に投入し研摩加工することが可能になって高い作業性を発揮すると共に容易に自動化できる。さらに、この発明に係る研摩方法は、球状部品を順に、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方に突設された螺旋状の突出部で種々の回転軸を中心にして転動させた状態で搬送しつつ、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方で研摩するから、種々の球状部品、例えば、金属製であっても樹脂製又はゴム製であっても球状部品の表面を全面的かつほぼ均等にまんべんなく研摩でき、比較的高い研摩精度を維持できる。
【００４２】
このように、この発明に係る研摩方法は、球状部品を研摩又は研削して研摩精度の高い部品を製造できるから、球状部品の製造方法と称することもできる。
【００４３】
研摩装置１を用いた、この発明に係る研摩方法における一実施例の研摩方法（以下、一研摩方法と称する。）を説明する。一研摩方法は、並列状態に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を回転させる工程と、第１管状砥石及び第２管状砥石で形成される間隙路に球状部品を供給する工程と、球状部品を、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方の外周面に突設された螺旋状の突出部で間隙路上を搬送しつつ、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方で研摩する工程とを含んでいる。
【００４４】
研摩装置１は前記した通りであり、図１〜３に示されるように、第１管状砥石３、第２管状砥石４、軸支駆動部５、支持部材６、部品供給部７及び部品回収部８が前記のように配置されている。具体的には、図１〜図３に示されるように、間隙路１０の間隔は球状部品９の直径よりも小さくなるように第１管状砥石３及び第２管状砥石４が並列状態に軸支駆動部５に軸支されている。また、突出部１６の螺旋ピッチｐ、突出部１６の螺旋角θ、突出部１６の高さｈはいずれも前記範囲内に設定されている。
【００４５】
一研摩方法においては、図４に示されるように、部品供給部７に球状部品９を収容して、第１管状砥石３及び第２管状砥石４を例えば図３の矢印で示される回転方向にそれぞれ回転させる。このとき、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転数は、第１管状砥石３の研摩面１１の周速と第２管状砥石４の非研摩面１４の周速との周速比（第１管状砥石の研摩面１１の周速：第２管状砥石の非研摩面１４の周速）が５〜１：１となるように、調整されると、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転によって飛び出すことなく球状部品９を間隙路１０に供給でき、また、球状部品９を研磨効率よく研磨できる。なお、一研摩方法においては、回転する第１管状砥石３及び第２管状砥石４はいずれもその軸線Ｃ１及びＣ２方向に前後進移動されることなく軸線方向に固定されている。
【００４６】
一研摩方法においては、次いで、図４に示されるように、部品供給部７を駆動させて間隙路１０に球状部品９を供給する。具体的には、供給通路２４から供給される球状部品９を凹部２５に受け入れたスプロケット２１を回転させて球状部品９を間隙路１０に供給する。すなわち、供給通路２４から供給される球状部品９を１球ずつ受け入れた凹部２５がスプロケット２１の回転と共に周上を移動して球状部品９を１球ずつ搬送し、凹部２５が間隙路１０の上流側近傍に到達すると球状部品９を排出して間隙路１０に１球ずつ供給する。このように、部品供給部７のスプロケット２１で球状部品９を排出すると、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転によって弾き飛ばされることなく球状部品９を間隙路１０に供給できる。スプロケット２１の複数の凹部２５は周方向に列設されているから球状部品９を１球ずつ一定間隔で間隙路１０に供給できる。一研摩方法においては、好ましくは、スプロケット２１の回転数、第２管状砥石４の回転数、突出部１６の螺旋ピッチｐ、突出部１６の螺旋角θ等を考慮して、突出部１６における１つの螺旋ピッチｐ内に１つの球状部品９が供給されるようにスプロケット２１に列設する凹部２５の数が設定されているから、間隙路１０上で前後の球状部品９が接触も衝突もすることなく突出部１６で搬送される。
【００４７】
一研摩方法において、このように球状部品９を間隙路１０に供給すると、供給された球状部品９は、図３及び図４に示されるように、間隙路１０上に留まり、突出部１６で搬送されながら第１管状砥石３で研摩される。このとき、間隙路１０に供給された球状部品９は、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転、並びに、突出部１６によって、前進する回転及び前進以外の不規則な回転が与えられて種々の回転軸を中心にして転動する。したがって、球状部品９は、自重によって一定の回転軸を中心にして間隙路１０上を転動する可能性が極めて小さく、球状部品９は回転方向が強制的かつ任意に変化するように転動する。球状部品９がこのように種々の回転軸を中心にして転動しつつ搬送されると、球状部品９の表面が全面的かつほぼ均等にまんべんなく研摩される。特に、球状部品９の真円度の低い部分、球状部品９のバリ等の突起部等が第１管状砥石３に接触して研摩される。
【００４８】
また、球状部品９の搬送は、突出部１６及び第２管状砥石４の回転数等で任意に調整できるから、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の軸線長さが一定であっても、球状部品９の研摩量又は研摩精度を容易かつ任意に調整できる。
【００４９】
このようにして、球状部品９は転動状態が強制的に変化されて搬送及び研摩されるから、比較的高い研摩精度及び再現性を維持できる。さらに、球状部品９は、突出部１６における１つの螺旋ピッチｐ内に１つが配置されるように間隙路１０に供給されるから、間隙路１０上で前後の球状部品９が接触も衝突もすることなく研摩され、球状部品９の傷付きが効果的に防止される。
【００５０】
一研摩方法において、図４に示されるように、このようにして搬送され研摩された球状部品９は間隙路１０の下流側に到達して、支持部材６で案内されて部品回収部８内に回収される。
【００５１】
一研摩方法においては、このようにして、球状部品９を次々と搬送し研摩することができる。
【００５２】
以上説明したように、研摩装置１及び一研摩方法によれば、球状部品９が多量であっても少量であっても間隙路１０に供給された球状部品９を順に、種々の回転軸を中心にして転動させた状態で、かつ、間隙路１０上で前後の球状部品９を接触も衝突もさせることなく、送り出し搬送しつつ研摩することができるから、高い作業性を発揮すると共に比較的高い研摩精度及び再現性を達成できる。
【００５３】
この発明に係る研摩装置は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。
【００５４】
この発明に係る研摩装置は、螺旋状の突出部で球状部品を搬送するから、例えば特許文献１のように第１管状砥石及び第２管状砥石をその軸線方向に移動させなくてもよく、第１管状砥石及び第２管状砥石はその軸線方向に不動となるように設置されている。
【００５５】
研摩装置１は、２本の管状砥石３及び４を備えているが、この発明において、研摩装置は３本以上の管状砥石を備えていてもよい。この場合には、１本の管状砥石の両側に間隙路が形成されてもよい。
【００５６】
研摩装置１は、螺旋状の突出部を有しない第１管状砥石３と螺旋状の突出部を有する第２管状砥石４とを備えているが、この発明において、研摩装置は、螺旋状の突出部を有する第１管状砥石と螺旋状の突出部を有する第２管状砥石とを備えていてもよい。この場合に、第１管状砥石に突設される螺旋状の突出部は、第１管状砥石及び第２管状砥石が回転したときに、第１管状砥石に突設された突出部と逆方向に交差する方向に延在する螺旋状であるのが好ましい。このように第１管状砥石に螺旋状の突出部が突設されていると研摩精度が高くなる点で好ましい。
【００５７】
研摩装置１は、ローラ状の第１管状砥石３及び第２管状砥石４を備えているが、この発明において、研摩装置は無端ベルト状の第１管状砥石又は第２管状砥石を備えていてもよい。この場合には、第２管状砥石が無端ベルト状の管状砥石とされるのが好ましい。
【００５８】
研摩装置１において、第２管状砥石４は、突出部１６を有していること、及び、その外周面１４の全面が非研摩面となっていること以外は第１管状砥石３と基本的に同様であるが、この発明において、第１管状砥石と第２管状砥石とは互いに異なっていてもよい。例えば、第１管状砥石と第２管状砥石とは互いに異なる外径又は軸線長さを有していてもよい。また、第２管状砥石は、その外周面の少なくとも一部が研磨面であってもよく、第１管状砥石と同様にその外周面の全面が研磨面であってもよい。
【００５９】
研摩装置１は、第１管状砥石３と第２管状砥石４とがそれらの軸線Ｃが水平になるように軸支されているが、この発明において、第１管状砥石と管状砥石とはそれらの軸線が一端部から他端部に向かって上昇勾配又は下降勾配となるように軸支されてもよい。第１管状砥石及び第２管状砥石を上昇勾配又は下降勾配に軸支する場合には、水平面に対する傾斜角は例えば０°を超え４５°以下であるのが好ましい。
【００６０】
研摩装置１は、第１管状砥石３と管状砥石４とがそれらの軸線Ｃが平行となるように、軸支されているが、この発明において、第１管状砥石と管状砥石とはそれらの軸線が正確に平行となるように軸支されていなくてもよく、また、軸線間距離が順次大きくなる所謂「末広がり状態」に又は順次小さくなる所謂「逆末広がり状態」に軸支されてもよい。特に、支持部材を設けずに、第１管状砥石及び第２管状砥石の軸線間距離を順次大きくなるように又は順次小さくなるように設定すると、所望の直径になるまで研摩された球状部品を間隙路から落下させることができ、必要以上に球状部品を研摩することを防止できる。
【００６１】
研摩装置１において、突出部１６は、図１に示されるように、第２管状砥石４の一端側４ａから他端側４ｂの全体にわたって形成されているが、この発明において、突出部は第２管状砥石の一端部から途中までに形成されていてもよい。また、研摩装置１において、突出部１６は、螺旋ピッチｐ、螺旋角θ、突出量ｈ、断面形状及び幅ｗはいずれも第２管状砥石４の一端側４ａから他端側４ｂの全体にわたって一定となるように設定されているが、この発明において、突出部は、螺旋ピッチｐ、螺旋角θ、突出量ｈ、断面形状及び幅ｗそれぞれは第２管状砥石の一端側から他端側にかけて一定でなく適宜に変化してもよい。例えば、螺旋ピッチｐ及び／又は螺旋角θを下流方向に沿って次第に大きくすると、間隙路１０の上流側では搬送速度が遅く真球度の比較的低い球状部品を十分に研摩され、次第に搬送速度が速くなって真球度が高くなった球状部品の研摩量が徐々に小さくなるから、球状部品の研摩効率をさらに向上させることができる。
【００６２】
研摩装置１において、突出部１６は、螺旋方向に連続して延在する突条体として設けられているが、この発明において、突出部は、螺旋方向に不連続な複数の突条体が螺旋方向に所定の間隔を取って配列されて構成されていてもよく、外周面から突出するピン状部材が螺旋方向に所定の間隔を取って配列されて構成されていてもよい。前記所定の間隔は間隙路に供給される球状部品の直径未満の距離であるのが好ましい。
【００６３】
研摩装置１は、支持部材６を備えているが、この発明において、研摩装置は支持部材を備えていなくてもよい。研摩装置が支持部材を備えていないと、第１管状砥石と第２管状砥石との間隙と同じ直径になるまで研摩された球状部品は第１管状砥石と第２管状砥石との間隙から落下して、この間隙よりも大きな直径を有する球状部品から選別できる。このように、第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、支持部材を備えていない研摩装置は、球状部品を研摩すると共に直径の大小によって選別することができる。このような研摩装置は研摩選別装置ということもできる。特に、第１管状砥石及び第２管状砥石の軸線間距離を順次大きくなるように又は順次小さくなるように設定すると、球状部品を複数の直径を有する群に選別できる。
【００６４】
この発明において、研摩装置は、間隙路すなわち第１管状砥石の研摩面にスラリ又は研摩液を供給する液供給部を備えていてもよい。
【００６５】
この発明に係る研摩方法は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。
【００６６】
この発明に係る研摩方法は、このように螺旋状の突出部で球状部品を搬送するから、例えば特許文献１のように第１管状砥石及び第２管状砥石をその軸線方向に移動させなくてもよく、第１管状砥石及び第２管状砥石をその軸線方向に不動にできる。
【００６７】
一研摩方法は、螺旋状の突出部を有しない第１管状砥石３と螺旋状の突出部１６を有する第２管状砥石４とを用いているが、この発明に係る研摩方法は、螺旋状の突出部を有する第１管状砥石と螺旋状の突出部を有する第２管状砥石とを用いてもよい。この場合に、第１管状砥石に突設される螺旋状の突出部は前記した通りである。
【００６８】
一研摩方法は、ローラ状の第１管状砥石３及び第２管状砥石４を備えているが、この発明に係る研摩方法は無端ベルト状の第１管状砥石又は第２管状砥石を備えていてもよい。
【００６９】
一研摩方法において、突出部１６を有していること、及び、その外周面１４の全面が非研摩面となっていること以外は第１管状砥石３と基本的に同様の第２管状砥石４を用いているが、この発明に係る研摩方法は、前記したように、互いに異なる第１管状砥石及び第２管状砥石を用いてもよい。
【００７０】
一研摩方法において、軸線Ｃが水平になるように軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４を用いているが、この発明に係る研摩方法は、前記したように、上昇勾配又は下降勾配となるように軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を用いてもよい。
【００７１】
一研摩方法において、軸線Ｃが平行となるように軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４を用いているが、この発明に係る研摩方法は、前記したように、軸線間距離が順次大きくなる所謂「末広がり状態」に又は順次小さくなる所謂「逆末広がり状態」に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を用いてもよい。
【００７２】
一研摩方法において、第２管状砥石４の一端側４ａから他端側４ｂの全体にわたって螺旋ピッチｐ、螺旋角θ、突出量ｈ、断面形状及び幅ｗが一定となるように突出部１６が形成された第２管状砥石４を用いているが、この発明に係る研摩方法は、前記したように、第２管状砥石の一端部から途中まで突出部が形成された第２管状砥石を用いてもよく、また、螺旋ピッチｐ、螺旋角θ、突出量ｈ、断面形状及び幅ｗそれぞれが適宜に変化するように突設された突出部が形成された第２管状砥石を用いてもよい。例えば、螺旋ピッチｐ及び／又は螺旋角θを下流方向に沿って次第に大きくした突出部が形成された第２管状砥石を用いると、間隙路１０の上流側では搬送速度が遅く真球度の比較的低い球状部品を十分に研摩し、次第に搬送速度が速くなって真球度が高くなった球状部品の研摩量を徐々に小さくできるから、球状部品の研摩効率をさらに向上させることができる。
【００７３】
一研摩方法において、螺旋方向に連続して延在する突条体として突設された第２管状砥石４を用いているが、この発明に係る研摩方法は、螺旋方向に不連続な複数の突条体が螺旋方向に所定の間隔を取って配列されて成る突出部、又は、外周面から突出するピン状部材が螺旋方向に所定の間隔を取って配列されて成る突出部を有する第２管状砥石４を用いてもよい。
【００７４】
この発明に係る研摩方法は、支持部材を備えていない研摩装置を用いることができる。この場合には、前記したように、第１管状砥石と管状砥石との間隙と同じ直径になるまで研摩された球状部品が第１管状砥石と管状砥石との間隙から落下して、この間隙よりも大きな直径を有する球状部品から選別できる。このように、第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、支持部材を備えていない研摩装置を用いると、球状部品を研摩すると共に直径の大小によって選別することができる。このような研摩方法は研摩選別方法ということもできる。特に、第１管状砥石及び第２管状砥石の軸線間距離を順次大きくなるように又は順次小さくなるように軸支した研摩装置を用いると、球状部品を複数の直径を有する群に選別できる。
【００７５】
この発明に係る研摩方法においては、球状部品の間隙路への供給と同時又は前後に、間隙路すなわち研摩面にスラリ又は研摩液を供給することもできる。
【実施例】
【００７６】
（実施例１）
研摩装置１及び球状部品９を準備した。この研摩装置１において、第１管状砥石３は、研摩面１１の軸線Ｃ１方向長さ２５５ｍｍ、外径３０５ｍｍで、研摩面１１の砥石は砥材が緑色炭化珪素、粒度が８０番、結合材がビトリファイドの砥石を用いた。第２管状砥石４は、軸線Ｃ２方向長さ２５５ｍｍで外径２０５ｍｍの非研摩面１４に、図１に示されるように、第１管状砥石３の反対側から第１管状砥石３側に向かって一端側４ａから他端側４ｂの方向に延在する所謂「Ｓ巻き」の螺旋状となるように、断面形状が正方形のＪＩＳ Ａ硬度７０のシリコーンゴム製の線条体を、貼設して突出部１６を突設した。この突出部１６は、螺旋ピッチｐ２０ｍｍ（球状部品９の直径の約２倍）、螺旋角θ１５°、突出量ｈ２．５ｍｍ（球状部品９の直径の０．２３倍）、幅ｗ２．５ｍｍ（球状部品９の直径の０．２３倍）であった。第１管状砥石３と第２管状砥石４とは軸線Ｃが略平行で水平になるように軸支され、研摩面１１と非研摩面１４との最小間隔は１０．８ｍｍであった。スプロケット２１の周面には６個の凹部２５が凹設されている。また、球状部品９として直径約１０．９０ｍｍのシリコーンゴム製ボールを準備して、収容部２２に収容した。
【００７７】
軸支駆動部５を起動して、第１管状砥石３及び第２管状砥石４を図３に示される矢印の方向に、第１管状砥石３と第２管状砥石４との周速比（第１管状砥石３の周速：第２管状砥石４の周速）を２：１に調整して、回転させた。
【００７８】
次いで、回転駆動させたスプロケット２１の凹部２５に収容部２２から供給通路２４を経由して球状部品９を供給して、突出部１６における１つの螺旋ピッチｐ内に１つの球状部品９が配置されるように、間隙路１０に球状部品９を連続的に一定の間隔で供給した。
【００７９】
このようにして、供給された球状部品９それぞれを、第２管状砥石４の外周面１４に突設された螺旋状の突出部１６で他の球状部品９に接触も衝突もすることなく間隙路１０上を搬送すると共に、第１管状砥石３の研摩面１１で研摩した。このようにして間隙路１０の他端側まで研摩されながら搬送された球状部品９を部品回収部８に回収した。なお、この研摩方法において間隙路１０から落下した球状部品９は皆無であった。
【００８０】
（実施例２）
外径が３０５ｍｍであること以外は実施例１の第２管状砥石４と同様の第２管状砥石４を用いて実施例１と基本的に同様にして球状部品９を研磨処理したところ、実施例１とほぼ同様に多数の球状部品９を研磨できた。
【符号の説明】
【００８１】
１ 研摩装置
３ 第１管状砥石
４ 第２管状砥石
４ａ 一端側
４ｂ 他端側
５ 軸支駆動部
５ａ、５ｂ 軸支駆動部
６ 支持部材
７ 部品供給部
８ 部品回収部
９ 球状部品
１０ 間隙路
１１ 研摩面（外周面）
１２ 第１軸体
１４ 非研摩面（外周面）
１５ 第２軸体
１６ 突出部
Ａ 一端側
Ｂ 他端側
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２ 軸線
Ｌ 平面
【技術分野】
【０００１】
この発明は、研摩装置及び研摩方法に関し、さらに詳しくは、球状部品の多寡にかかわらず研摩精度を大きく犠牲にすることなく高い作業性で球状部品を研摩できる研摩装置及び研摩方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品又は半製品として製造された球状部品を、真球度等の精度を高めるため、又は、表面の平坦性を高めるために、研摩又は研削することがある。球状部品を研摩又は研削する研摩装置及び研摩方法として種々の研摩装置及び研摩方法がある。例えば、バフ研摩、球状部品の一部を収納する凹部が形成された砥石を用いるラップ研摩、回転砥石と調整砥石とを用いるセンターレス研摩等が挙げられる。
【０００３】
具体的には、特許文献１には、「多種少量のボールを簡便にして能率的に研摩加工できるボールの研摩方法」として「一つがポリシャまたは研摩砥石からなる少なくとも二つの円柱状のローラを近接配置し、前記ローラによってボールを研摩するボールの研摩方法において、前記円柱状のローラ間に接触させてボールを介在させる工程と、前記ローラとボールとの接触部分にスラリまたは加工液を供給する工程と、少なくとも一つのローラを軸中心に回転させるとともに少なくとも一つのローラを軸方向に移動させてボールを研摩する工程と、を有することを特徴とするボールの研摩方法」が提案されている。
【０００４】
特許文献２には、「個別に回転駆動される３つの研磨ロール(44,46,48)における各研磨面を、研磨すべき球体(50)の直径より内側で所要の中心角をもって略垂直に対向させ、これら３つの研磨ロール(44,46,48)の上に前記球体(50)を共通的に載置した状態で、２つの研磨ロール(44,46)と１つの研磨ロール(48)とを相互に反対方向へ回転させると共に、これら３つの研磨ロール(44,46,48)の全体を、水平面において正転方向および反転方向へ間欠的に回転させるようにしたことを特徴とする球体の研磨方法」が記載されている。
【０００５】
一般に、バフ研摩及びラップ研摩は、一度に１つ又は少数の球状部品しか研摩できないから、球状部品のセット及び取り出し作業を要し、球状部品の連続研摩に不向きで高い研摩効率すなわち高い作業性を達成できないことが多い。
【０００６】
特許文献２に記載の「球体の研磨方法」においても、球体５０は「３つの研磨ロール４４、４６、４８の研磨面上に安定した状態で共通的に載置され」るから（００１２欄、００１５欄等）、多数の球体５０を連続して研磨処理できず、やはり高い研摩効率で球体５０を研磨できない。
【０００７】
特許文献１の「ボールの研摩方法」は「多種少量のボールを研摩加工する研摩方法」であるから、やはり多量のボールを研摩加工するのには適しているとはいえず、研摩効率という観点において改善の余地がある。また、この「ボールの研摩方法」では、ボールはローラの軸線方向にしか転動しないからボールの表面を全体的かつ均等に研摩できない場合があり、研摩精度及びその再現性に劣ることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２７２５７２９号明細書
【特許文献２】特開２００２−０２８８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、球状部品の多寡にかかわらず研摩精度を大きく犠牲にすることなく高い作業性で球状部品を研摩できる研摩装置及び研摩方法を提供することに、ある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、互いに間隙をおいて並列状態に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方はその外周面に螺旋状の突出部を有することを特徴とする研磨装置であり、
請求項２は、前記第１管状砥石は研磨砥石であり、前記第２管状砥石はその外周面に螺旋状の突出部を有する調整ロールであることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置であり、
請求項３は、前記突出部はその螺旋方向に連続して延在する突条体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置であり、
請求項４は、前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石で形成される間隙路の下方にその延在方向に沿って配置された支持部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨装置であり、
請求項５は、球状部品を１球ずつ受け入れる凹部が外周面に列設されたスプロケットを有し、前記間隙路の上流側に配置された部品供給部を備えて成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨装置であり、
請求項６は、並列状態に軸支され、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の間隙路に球状部品を供給し、前記球状部品を前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石の少なくとも一方の外周面に突設された螺旋状の突出部で前記間隙路上を搬送しつつ前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石の少なくとも一方で研摩することを含む研磨方法であり、
請求項７は、前記第１管状砥石と前記第２管状砥石との周速比（第１管状砥石の周速：第２管状砥石の周速）が５〜１：１であることを特徴とする請求項６に記載の研磨方法である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る研摩装置は、互いに間隙をおいて並列状態に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方はその外周面に螺旋状の突出部を有しているから、多量であっても少量であっても球状部品を、順に、回転する管状砥石の突出部によって種々の回転軸を中心にして転動している状態で、搬送しつつ研摩することができる。
【００１２】
また、この発明に係る研摩方法は、球状部品を、突出部で間隙路上を搬送しつつ第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方で研摩するから、間隙路に供給される球状部品が多量であっても少量であっても、間隙路に連続して供給された球状部品を、順に、種々の回転軸を中心にして転動する状態で搬送しつつ研摩することができる。
【００１３】
したがって、この発明によれば、球状部品の多寡にかかわらず研摩精度を大きく犠牲にすることなく高い作業性で球状部品を研摩できる研摩装置及び研摩方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、この発明に係る研摩装置の一実施例である研摩装置を示す要部概略上面図である。
【図２】図２は、この発明に係る研摩装置の一実施例である研摩装置を示す要部概略正面図である。
【図３】図３は、この発明に係る研摩装置の一実施例である研摩装置を管状砥石の軸線に垂直な平面で切断したときの断面を示す要部概略断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る研摩装置の一実施例である研摩装置における球状部品の搬送状態及び研摩状態を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明に係る研摩装置は、互いに間隙をおいて並列状態に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方はその外周面に螺旋状の突出部を有することを特徴の１つとする。そして、この突出部は、並列配置された第１管状砥石と第２管状砥石との間隙、例えば第１管状砥石の外周面及び第２管状砥石の外周面で形成される間隙路に供給される球状部品をこの間隙路の延在方向すなわち第１管状砥石及び第２の管状砥石の軸線方向に沿って間隙路の供給側から下流側に向けて送り出し、搬送するように、前記軸線方向に向かって延在する螺旋状に配置されている。
【００１６】
したがって、この発明に係る研摩装置は、球状部品が多量であっても少量であっても間隙路に供給された球状部品を順に送り出し搬送することができるから、球状部品を連続的に投入し研摩加工することが可能になって高い作業性を発揮すると共に自動化が容易になる。さらに、この発明に係る研摩装置は、球状部品を順に、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方に突設された螺旋状の突出部で種々の回転軸を中心にして転動させた状態で搬送すると共に、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方でこの転動状態を保持しつつ研摩することができるから、種々の球状部品、例えば、金属製であっても樹脂製又はゴム製であっても球状部品の表面を全面的かつほぼ均等にまんべんなく研摩でき、比較的高い研摩精度を達成できる。
【００１７】
このように、この発明に係る研摩装置は、球状部品を研摩又は研削して研摩精度の高い部品を製造できるから、球状部品の製造装置と称することもできる。
【００１８】
この発明に係る研摩装置は、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方の外周面に螺旋状の突出部を有していることを特徴の１つとするから、その他の構成等は公知の研摩装置、例えば、センターレス研摩装置と同様に構成されることができ、また、例えば、以下に示す具体的な態様等に基づいて適宜に変更又は改良することができる。
【００１９】
この発明に係る研摩装置又は研摩方法によって研摩又は研削される球状部品は、幾何学的に正確な球状の部品である必要はなく、研摩又は研削が必要な球状の部品であればよく、規格値よりも直径の大きな球状部品、わずかに真円度の低い略球状部品又は楕円球状部品、バリ等を有する球状部品又は表面平坦性の低い球状部品等が挙げられる。すなわち球状部品は転動しやすい形状を有していればよい。このような球状部品として、例えば、ベアリングボール、乗物用シートベルトのプリテンションベルトに装着される機械装置用ボール、ゴルフボールの芯球体、球技用ボール（例えば、卓球用ボール、パチンコ球等）等が挙げられる。
【００２０】
この発明に係る研摩装置又は研摩方法において、球状部品は間隙路の一端側又はその近傍に連続的又は間欠的に供給される。したがって、この発明に係る研摩装置又は研摩方法によって研摩される球状部品は、多数又は少数の球状部品の集合体であってもよく、単数の球状部品であってもよい。
【００２１】
この発明に係る研摩装置における一実施例の研摩装置１は、図１〜図３に示されるように、第１管状砥石３と、第２管状砥石４と、軸支駆動部５と、支持部材６と、部品供給部７と、部品回収部８とを備えている。この研摩装置１において、球状部品９が供給される、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の間隙、すなわち、第１管状砥石３の外周面１１及び第２管状砥石４の外周面１４で形成される間隙路１０の端部又はその近傍（図１及び図２において紙面の左側）を一端側Ａと称し、その反対側の端部又はその近傍を他端側Ｂと称する。なお、前記一端側Ａは、供給側、基端側、搬送方向の上流側とも称することができ、前記他端側Ｂは、排出側、先端側、搬送方向の下流側とも称することができる。
【００２２】
第１管状砥石３は、図１及び図３に示されるように、その外周面１１の全面が研摩面となっているローラ状の研摩砥石であり、研摩面１１に後述するような螺旋状の突出部を有していない。この研摩面１１は、球状部品の研摩量等に応じて適宜の粗さに調整されている。このような第１管状砥石３の研磨面１１となる砥石は、一般的な砥石を用いることができ、具体的には、砥材が緑色炭化珪素、粒度が８０番、結合材がビトリファイドである砥石が挙げられる。第１管状砥石３は、その両端部それぞれに後述する軸支駆動部５に軸支される第１軸体１２を有している。第１管状砥石３の外径及び軸線長さは特に限定されず、例えば、研磨する球状部品９の研磨量等に応じて適宜に設定される。第１管状砥石３の外径を大きくすると、間隙路１０に供給された球状部品９との接触面積が増大するから、間隙路１０の延在長さが短くても、又は、球状部品９の搬送速度が速くても、効率よく研摩できる。
【００２３】
第２管状砥石４は、図１〜図３に示されるように、その外周面１４の全面が非研摩面となっているローラ状の調整ロールであり、非研摩面１４に螺旋状の突出部１６を有している。第２管状砥石４は、その両端部それぞれに後述する軸支駆動部５に軸支される第２軸体１５を有している。すなわち、第２管状砥石４は、その外周面１４に突設された突出部１６以外は第１管状砥石３と基本的に同様である。したがって、第１管状砥石３及び第２管状砥石４は、図１〜図３に示されるように、同一の外径及び軸線長さを有している。第２管状砥石４の突出部１６については後述する。
【００２４】
第２管状砥石４は、図１〜図３に示されるように、その外周面１４に螺旋状の突出部１６を有している。すなわち、第２管状砥石４は、研摩面１１と非研摩面１４とで形成される間隙路１０に供給された球状部品９をその一端側Ａから他端側Ｂに向けて間隙路１０上を搬送する、軸線Ｃ２方向に向かって延在する螺旋状の突出部１６を非研摩面１４に有している。この突出部１６は非研摩面１４に円筒螺旋状に設けられているということもできる。
【００２５】
この突出部１６は、図１及び図２に示されるように、第２管状砥石４の一端側４ａから他端側４ｂの全体にわたって一端側４ａから他端側４ｂに向かって非研摩面１４に螺旋方向に連続して延在する突条体とされている。換言すると、突出部１６は、非研摩面１４に螺旋状に巻き付いた状態に設けられた突条体とされている。この突出部１６は、具体的には、図１に示されるように、軸支駆動部５に軸支された第２管状砥石４を上方から見たときに、第２管状砥石４における第１管状砥石３の反対側から第１管状砥石３側に向かって一端側４ａから他端側４ｂの方向に延在する所謂「Ｓ巻き」の螺旋状をなしている。突出部１６がこのような螺旋状なっていると、第２管状砥石４を例えば図３に示される矢印の方向に回転させたときに、間隙路１０の一端側Ａに供給された部品を間隙路１０の一端側Ａから他端側Ｂまで軸線Ｃ１及びＣ２（両者を併せて軸線Ｃと称することがある）に沿って搬送することができる。したがって、突出部１６は球状部品を案内しつつ搬送する搬送案内手段とも称することができる。
【００２６】
突出部１６において、図１に示されるように、第２管状砥石４の軸線Ｃ２方向に隣接する突出部１６同士の螺旋ピッチｐ、換言すると、突出部１６が第２管状砥石４の外周面１４を一回転したときの軸線Ｃ２方向の変位量は、球状部品９等の搬送時間すなわち研摩量、研摩精度等に応じて適宜に設定される。この研摩装置１において、螺旋ピッチｐは、比較的短い搬送時間で高い研摩精度を達成できる点で、球状部品９の直径の０．５〜５倍に設定されるのが好ましく、１〜３倍に設定されるのが特に好ましい。突出部１６は、螺旋ピッチｐが第２管状砥石４の一端側４ａから他端側４ｂにわたって一定となるように設定され、常螺旋状に設けられている。
【００２７】
突出部１６において、図１に示されるように、突出部１６の延在方向と第２管状砥石４の軸線Ｃ２に垂直な平面（図１において破線で示す。）とが交差する螺旋角θは、螺旋ピッチｐ、球状部品９等の搬送時間、研摩精度等に応じて、０°を超え９０°未満の角度から適宜に設定される。この研摩装置１において、螺旋角θは、比較的短い搬送時間で高い研摩精度を達成できる点で、０．５〜６０°に設定されるのが好ましく、５〜３０°に設定されるのが特に好ましい。
【００２８】
突出部１６において、図１に示されるように、外周面１４からの突出量すなわち高さｈは、球状部品９等の搬送時間、研摩精度等に応じて、適宜に設定される。この研摩装置１において、高さｈは、高い研摩精度を達成できる点で、球状部品の直径の０．０５〜０．５倍に設定されるのが好ましく、０．０５〜０．３倍に設定されるのが特に好ましい。
【００２９】
突出部１６において、その延在方向に垂直な平面で切断したときの切断面における断面形状は、特に限定されず、例えば、半円形、半楕円径、多角形等に調整される。前記多角形は頂面を有していてもいなくてもよい。突出部１６を形成しやすく、球状部品９を所望のように搬送して高い研摩精度を達成できる点で、外周面１４から略垂直に立ち上がる側面を有する多角形であるのが好ましく、前記断面形状は前記側面を有する矩形であるのがより好ましく、長方形又は正方形であるのが特に好ましい。この例における突出部１６は断面形状が長方形となっている。
【００３０】
突出部１６の幅ｗは研摩精度等に応じて適宜に設定される。この研摩装置１において、幅ｗは、高い研摩精度を達成できる点で、球状部品の直径の０．０５〜０．５倍に設定されるのが好ましく、０．０５〜０．３倍に設定されるのが特に好ましい。前記幅ｗは前記断面形状における根元部分の幅である。なお、前記断面形状における頂部分又は頂面の幅（頂辺の長さ）は、前記幅Ｗよりも小さくても大きくてもよく、また、前記幅Ｗと同じであってもよい。
【００３１】
第１管状砥石３及び第２管状砥石４は、図１〜図３に示されるように、それらの間に研摩面１１と非研摩面１４とで形成される間隙路１０が球状部品９の直径よりも小さな間隔となるように、互いに間隙をおいてすなわち互いに離間するように並列状態に、後述する軸支駆動部５に軸支されている。また、第１管状砥石３及び第２管状砥石４は、それらの軸線Ｃ１及びＣ２が平行となる並列状態で、かつ、図２に明確に示されるように、それらの軸線Ｃ１及びＣ２、換言すると、間隙路１０が一端部Ａから他端部Ｂに向かって水平になるように、軸支駆動部５に軸支されている。さらに、軸支駆動部５が基台（図１において図示しない。）２７に設置されているから、第１管状砥石３及び第２管状砥石４はそれらの軸線Ｃ１及びＣ２方向に不動となるように、軸支駆動部５に軸支されている。
【００３２】
したがって、研摩装置１は、図１〜図３に示されるように、互いに間隙をおいて並列状態に回転可能に軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４を備えおり、換言すると、回転可能に軸支された第１筒状砥石３と、第１筒状砥石３と間隙をおいて並列状態に回転可能に軸支された第２筒状砥石４とを備えている。そして、このように軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４の間には間隙が形成され、第１管状砥石３の軸線Ｃ１及び第２管状砥石４の軸線Ｃ２を含む平面Ｌの上方であって第１管状砥石３の研摩面１１と第２管状砥石４の非研摩面１４との間には球状部品９が供給されて載置、搬送され、そして研摩される間隙路１０が形成されている。このように、研摩装置１においては、間隙路１０に供給される球状部品９の中心が平面Ｌよりも上方になるように第１筒状砥石３と第２筒状砥石４とが配置されている。
【００３３】
軸支駆動部５は、図１及び図２に示されるように、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の両端部近傍にそれぞれ配置される一対の軸支駆動部５ａ及び５ｂを有し、第１管状砥石３及び第２管状砥石４を回転可能に軸支する。軸支駆動部５は、第１軸体１２及び第２軸体１５をそれぞれ軸支する軸支部（図示しない。）と、第１軸体１２及び第２軸体１５を介して第１管状砥石３及び第２管状砥石４を回転させるモータ等の動力源（図示しない。）及び動力伝達手段（図示しない。）とを備えている。間隙路１０の上流側Ａに配置される軸支駆動部５ａは、図１に示されるように、第１管状砥石３を軸支する軸支部（図示しない。）と第２管状砥石４を軸支する軸支部（図示しない。）との間に凹陥部１８を有しており、その内部に後述する部品供給部７が挟まれるように配置される。
【００３４】
軸支駆動部５は、第１管状砥石３と第２管状砥石４とを独立に又は同期して回転するように構成されている。第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転方向は、回転する研摩面１１と非研摩面１４とで間隙路１０上で球状部品９が転動可能となる回転方向であればよく、同方向であっても逆方向であってもよい。第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転方向は、平面Ｌよりも上方に形成される間隙路１０を研摩面１１及び非研摩面１４が下方すなわち平面Ｌ側から上方に通過するように、互いに逆方向に設定されてもよい。球状部品９を効率よく研摩するには、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転方向は、研摩面１１及び非研摩面１４の一方が間隙路１０を下方から上方に通過し、研摩面１１及び非研摩面１４の他方が間隙路１０を上方から下方に通過するように、互いに同方向に設定されるのが好ましく、図３に示されるように、研摩面１１が間隙路１０を下方から上方に通過し、非研摩面１４が間隙路１０を上方から下方に通過するように、互いに同方向に設定されるのが特に好ましい。
【００３５】
軸支駆動部５は、間隙路１０に供給された球状部品９の搬送時間と研摩精度とを考慮して、第１管状砥石３及び第２管状砥石４を適宜の回転数で回転される。研摩装置１において、軸支駆動部５は、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の外径を考慮して、第１管状砥石３の研摩面１１の周速と第２管状砥石４の非研摩面１４の周速との周速比（第１管状砥石の研摩面１１の周速：第２管状砥石の非研摩面１４の周速）が５〜１：１となるように、第１管状砥石３及び第２管状砥石４を回転させるのが好ましい。第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転数は、この周速比を満たすように、例えば、好ましくは１０〜６００ｒｐｍの範囲、特に好ましくは３０〜１８０ｒｐｍの範囲から選択される。
【００３６】
支持部材６は、図１及び図２、特に明確には図３に示されるように、平面Ｌを挟んで間隙路１０の反対側、すなわち、間隙路１０の下方に、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の軸線Ｃ方向すなわち間隙路１０の延在方向に沿って配置されている。この支持部材６は、間隙路１０から球状部品９が落下することを防止すると共に、球状部品９の搬送及び部品回収部８への回収を案内する。したがって、この支持部材６は、研摩面１１と突出部１６との最短離間距離と同じ又はそれよりも小さな厚さを有し、長手方向が間隙路１０の延在方向となる板体すなわち壁状体とされ、基台２７に設置されている。この支持部材６は、研摩面１１、非研摩面１４及び突出部１６に接触しないように配置されており、その高さは平面Ｌよりも低い高さであっても平面Ｌを超える高さであってもよい。支持部材６は、図１に示されるように、その下流側端部が後述する部品回収部８近傍まで延在しており、これによって間隙路１０を搬送されてきた球状部品９を部品回収部８に案内する。
【００３７】
部品供給部７は、図１及び図２に示されるように、間隙路１０の上流側に、具体的には、軸支駆動部５ａの２つの軸支部に挟まれるように凹陥部１８内に配置されたスプロケット２１と、スプロケット２１のさらに上流側に配置され、球状部品９を収容してスプロケット２１に供給する収容部２２とを有している。この収容部２２は、具体的には、球状部品を収容する筐体２３と、筐体２３の底部からスプロケット２１に向かって延在して球状部品９をスプロケット２１に供給する供給通路２４とを有している。スプロケット２１は、球状部品９を１球ずつ受け入れる複数の凹部２５が周方向に列設された円盤体又は筒体であり、歯車状供給部材と称することもできる。このスプロケット２１は、その軸線が第１管状砥石３及び第２管状砥石４の軸線Ｃに略垂直に交差するように、すなわち、スプロケット２１の外周面が間隙路１０の延在方向上になるように、支持駆動部５ａに回転可能に軸支されている。スプロケット２１は、収容部２２から供給される球状部品９を凹部２５に受け入れて、自身が回転することによって、受け入れた球状部品９を１球ずつ間隙路１０に送り出して供給する。スプロケット２１に列設する凹部２５の数は、好ましくは、突出部１６における１つの螺旋ピッチｐ内に１つの球状部品９が配置されるように、スプロケット２１の回転数、第２管状砥石４の回転数、突出部１６の螺旋ピッチｐ、突出部１６の螺旋角θ等に応じて、適宜に設定され、この例においては４個である。
【００３８】
部品回収部８は、図１及び図２に示されるように、間隙路１０の下流側であって第１軸体１２及び第２軸体１５の下方すなわち基台２７側に位置するように基台２７に設置されている。部品回収部８は、上面が開放された収容ボックスであり、その上面近傍には支持部材６の下流側端部が位置している。
【００３９】
このように構成される研摩装置１は適宜の材料で作製される。具体的には、第１管状砥石３は、その外周面１１が砥石となっていれば、それ以外はいかなる材質で形成されていてもよく、第２管状砥石４は、球状部品等を搬送することができれば、いかなる材質で形成されていてもよく、前記材質として、例えば、各種金属、各種樹脂、各種ゴム等が挙げられる。突出部１６を有する第２管状砥石４は、適宜の方法で作製することができ、例えば、第２管状砥石４と突出部１６とを一体成形する方法、突出部１６を第２管状砥石４に植設又は打設する方法、第２管状砥石４に突出部１６となる線条体を巻きつける方法、線条体を貼設する方法又は線条体の一部を埋設若しくは挿設する方法等が挙げられる。また、軸支駆動部５、支持部材６、部品供給部７及び部品回収部８それぞれは、例えば、各種金属、各種樹脂等で形成できる。
【００４０】
次に、この発明に係る研摩方法を説明する。この発明に係る研摩方法は、並列状態に軸支され、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の間隙路に球状部品を供給し、球状部品を、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方の外周面に突設された螺旋状の突出部で間隙路上を搬送しつつ、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方で研摩することを特徴の１つとする。そして、この突出部は、間隙路に供給される球状部品を間隙路の延在方向に沿って間隙路の供給側から間隙路の下流側に向けて送り出すように、突設されている。
【００４１】
したがって、この発明に係る研摩方法は、球状部品が多量であっても少量であっても間隙路に供給された球状部品を順に送り出し搬送するから、球状部品を連続的に投入し研摩加工することが可能になって高い作業性を発揮すると共に容易に自動化できる。さらに、この発明に係る研摩方法は、球状部品を順に、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方に突設された螺旋状の突出部で種々の回転軸を中心にして転動させた状態で搬送しつつ、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方で研摩するから、種々の球状部品、例えば、金属製であっても樹脂製又はゴム製であっても球状部品の表面を全面的かつほぼ均等にまんべんなく研摩でき、比較的高い研摩精度を維持できる。
【００４２】
このように、この発明に係る研摩方法は、球状部品を研摩又は研削して研摩精度の高い部品を製造できるから、球状部品の製造方法と称することもできる。
【００４３】
研摩装置１を用いた、この発明に係る研摩方法における一実施例の研摩方法（以下、一研摩方法と称する。）を説明する。一研摩方法は、並列状態に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を回転させる工程と、第１管状砥石及び第２管状砥石で形成される間隙路に球状部品を供給する工程と、球状部品を、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方の外周面に突設された螺旋状の突出部で間隙路上を搬送しつつ、第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方で研摩する工程とを含んでいる。
【００４４】
研摩装置１は前記した通りであり、図１〜３に示されるように、第１管状砥石３、第２管状砥石４、軸支駆動部５、支持部材６、部品供給部７及び部品回収部８が前記のように配置されている。具体的には、図１〜図３に示されるように、間隙路１０の間隔は球状部品９の直径よりも小さくなるように第１管状砥石３及び第２管状砥石４が並列状態に軸支駆動部５に軸支されている。また、突出部１６の螺旋ピッチｐ、突出部１６の螺旋角θ、突出部１６の高さｈはいずれも前記範囲内に設定されている。
【００４５】
一研摩方法においては、図４に示されるように、部品供給部７に球状部品９を収容して、第１管状砥石３及び第２管状砥石４を例えば図３の矢印で示される回転方向にそれぞれ回転させる。このとき、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転数は、第１管状砥石３の研摩面１１の周速と第２管状砥石４の非研摩面１４の周速との周速比（第１管状砥石の研摩面１１の周速：第２管状砥石の非研摩面１４の周速）が５〜１：１となるように、調整されると、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転によって飛び出すことなく球状部品９を間隙路１０に供給でき、また、球状部品９を研磨効率よく研磨できる。なお、一研摩方法においては、回転する第１管状砥石３及び第２管状砥石４はいずれもその軸線Ｃ１及びＣ２方向に前後進移動されることなく軸線方向に固定されている。
【００４６】
一研摩方法においては、次いで、図４に示されるように、部品供給部７を駆動させて間隙路１０に球状部品９を供給する。具体的には、供給通路２４から供給される球状部品９を凹部２５に受け入れたスプロケット２１を回転させて球状部品９を間隙路１０に供給する。すなわち、供給通路２４から供給される球状部品９を１球ずつ受け入れた凹部２５がスプロケット２１の回転と共に周上を移動して球状部品９を１球ずつ搬送し、凹部２５が間隙路１０の上流側近傍に到達すると球状部品９を排出して間隙路１０に１球ずつ供給する。このように、部品供給部７のスプロケット２１で球状部品９を排出すると、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転によって弾き飛ばされることなく球状部品９を間隙路１０に供給できる。スプロケット２１の複数の凹部２５は周方向に列設されているから球状部品９を１球ずつ一定間隔で間隙路１０に供給できる。一研摩方法においては、好ましくは、スプロケット２１の回転数、第２管状砥石４の回転数、突出部１６の螺旋ピッチｐ、突出部１６の螺旋角θ等を考慮して、突出部１６における１つの螺旋ピッチｐ内に１つの球状部品９が供給されるようにスプロケット２１に列設する凹部２５の数が設定されているから、間隙路１０上で前後の球状部品９が接触も衝突もすることなく突出部１６で搬送される。
【００４７】
一研摩方法において、このように球状部品９を間隙路１０に供給すると、供給された球状部品９は、図３及び図４に示されるように、間隙路１０上に留まり、突出部１６で搬送されながら第１管状砥石３で研摩される。このとき、間隙路１０に供給された球状部品９は、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の回転、並びに、突出部１６によって、前進する回転及び前進以外の不規則な回転が与えられて種々の回転軸を中心にして転動する。したがって、球状部品９は、自重によって一定の回転軸を中心にして間隙路１０上を転動する可能性が極めて小さく、球状部品９は回転方向が強制的かつ任意に変化するように転動する。球状部品９がこのように種々の回転軸を中心にして転動しつつ搬送されると、球状部品９の表面が全面的かつほぼ均等にまんべんなく研摩される。特に、球状部品９の真円度の低い部分、球状部品９のバリ等の突起部等が第１管状砥石３に接触して研摩される。
【００４８】
また、球状部品９の搬送は、突出部１６及び第２管状砥石４の回転数等で任意に調整できるから、第１管状砥石３及び第２管状砥石４の軸線長さが一定であっても、球状部品９の研摩量又は研摩精度を容易かつ任意に調整できる。
【００４９】
このようにして、球状部品９は転動状態が強制的に変化されて搬送及び研摩されるから、比較的高い研摩精度及び再現性を維持できる。さらに、球状部品９は、突出部１６における１つの螺旋ピッチｐ内に１つが配置されるように間隙路１０に供給されるから、間隙路１０上で前後の球状部品９が接触も衝突もすることなく研摩され、球状部品９の傷付きが効果的に防止される。
【００５０】
一研摩方法において、図４に示されるように、このようにして搬送され研摩された球状部品９は間隙路１０の下流側に到達して、支持部材６で案内されて部品回収部８内に回収される。
【００５１】
一研摩方法においては、このようにして、球状部品９を次々と搬送し研摩することができる。
【００５２】
以上説明したように、研摩装置１及び一研摩方法によれば、球状部品９が多量であっても少量であっても間隙路１０に供給された球状部品９を順に、種々の回転軸を中心にして転動させた状態で、かつ、間隙路１０上で前後の球状部品９を接触も衝突もさせることなく、送り出し搬送しつつ研摩することができるから、高い作業性を発揮すると共に比較的高い研摩精度及び再現性を達成できる。
【００５３】
この発明に係る研摩装置は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。
【００５４】
この発明に係る研摩装置は、螺旋状の突出部で球状部品を搬送するから、例えば特許文献１のように第１管状砥石及び第２管状砥石をその軸線方向に移動させなくてもよく、第１管状砥石及び第２管状砥石はその軸線方向に不動となるように設置されている。
【００５５】
研摩装置１は、２本の管状砥石３及び４を備えているが、この発明において、研摩装置は３本以上の管状砥石を備えていてもよい。この場合には、１本の管状砥石の両側に間隙路が形成されてもよい。
【００５６】
研摩装置１は、螺旋状の突出部を有しない第１管状砥石３と螺旋状の突出部を有する第２管状砥石４とを備えているが、この発明において、研摩装置は、螺旋状の突出部を有する第１管状砥石と螺旋状の突出部を有する第２管状砥石とを備えていてもよい。この場合に、第１管状砥石に突設される螺旋状の突出部は、第１管状砥石及び第２管状砥石が回転したときに、第１管状砥石に突設された突出部と逆方向に交差する方向に延在する螺旋状であるのが好ましい。このように第１管状砥石に螺旋状の突出部が突設されていると研摩精度が高くなる点で好ましい。
【００５７】
研摩装置１は、ローラ状の第１管状砥石３及び第２管状砥石４を備えているが、この発明において、研摩装置は無端ベルト状の第１管状砥石又は第２管状砥石を備えていてもよい。この場合には、第２管状砥石が無端ベルト状の管状砥石とされるのが好ましい。
【００５８】
研摩装置１において、第２管状砥石４は、突出部１６を有していること、及び、その外周面１４の全面が非研摩面となっていること以外は第１管状砥石３と基本的に同様であるが、この発明において、第１管状砥石と第２管状砥石とは互いに異なっていてもよい。例えば、第１管状砥石と第２管状砥石とは互いに異なる外径又は軸線長さを有していてもよい。また、第２管状砥石は、その外周面の少なくとも一部が研磨面であってもよく、第１管状砥石と同様にその外周面の全面が研磨面であってもよい。
【００５９】
研摩装置１は、第１管状砥石３と第２管状砥石４とがそれらの軸線Ｃが水平になるように軸支されているが、この発明において、第１管状砥石と管状砥石とはそれらの軸線が一端部から他端部に向かって上昇勾配又は下降勾配となるように軸支されてもよい。第１管状砥石及び第２管状砥石を上昇勾配又は下降勾配に軸支する場合には、水平面に対する傾斜角は例えば０°を超え４５°以下であるのが好ましい。
【００６０】
研摩装置１は、第１管状砥石３と管状砥石４とがそれらの軸線Ｃが平行となるように、軸支されているが、この発明において、第１管状砥石と管状砥石とはそれらの軸線が正確に平行となるように軸支されていなくてもよく、また、軸線間距離が順次大きくなる所謂「末広がり状態」に又は順次小さくなる所謂「逆末広がり状態」に軸支されてもよい。特に、支持部材を設けずに、第１管状砥石及び第２管状砥石の軸線間距離を順次大きくなるように又は順次小さくなるように設定すると、所望の直径になるまで研摩された球状部品を間隙路から落下させることができ、必要以上に球状部品を研摩することを防止できる。
【００６１】
研摩装置１において、突出部１６は、図１に示されるように、第２管状砥石４の一端側４ａから他端側４ｂの全体にわたって形成されているが、この発明において、突出部は第２管状砥石の一端部から途中までに形成されていてもよい。また、研摩装置１において、突出部１６は、螺旋ピッチｐ、螺旋角θ、突出量ｈ、断面形状及び幅ｗはいずれも第２管状砥石４の一端側４ａから他端側４ｂの全体にわたって一定となるように設定されているが、この発明において、突出部は、螺旋ピッチｐ、螺旋角θ、突出量ｈ、断面形状及び幅ｗそれぞれは第２管状砥石の一端側から他端側にかけて一定でなく適宜に変化してもよい。例えば、螺旋ピッチｐ及び／又は螺旋角θを下流方向に沿って次第に大きくすると、間隙路１０の上流側では搬送速度が遅く真球度の比較的低い球状部品を十分に研摩され、次第に搬送速度が速くなって真球度が高くなった球状部品の研摩量が徐々に小さくなるから、球状部品の研摩効率をさらに向上させることができる。
【００６２】
研摩装置１において、突出部１６は、螺旋方向に連続して延在する突条体として設けられているが、この発明において、突出部は、螺旋方向に不連続な複数の突条体が螺旋方向に所定の間隔を取って配列されて構成されていてもよく、外周面から突出するピン状部材が螺旋方向に所定の間隔を取って配列されて構成されていてもよい。前記所定の間隔は間隙路に供給される球状部品の直径未満の距離であるのが好ましい。
【００６３】
研摩装置１は、支持部材６を備えているが、この発明において、研摩装置は支持部材を備えていなくてもよい。研摩装置が支持部材を備えていないと、第１管状砥石と第２管状砥石との間隙と同じ直径になるまで研摩された球状部品は第１管状砥石と第２管状砥石との間隙から落下して、この間隙よりも大きな直径を有する球状部品から選別できる。このように、第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、支持部材を備えていない研摩装置は、球状部品を研摩すると共に直径の大小によって選別することができる。このような研摩装置は研摩選別装置ということもできる。特に、第１管状砥石及び第２管状砥石の軸線間距離を順次大きくなるように又は順次小さくなるように設定すると、球状部品を複数の直径を有する群に選別できる。
【００６４】
この発明において、研摩装置は、間隙路すなわち第１管状砥石の研摩面にスラリ又は研摩液を供給する液供給部を備えていてもよい。
【００６５】
この発明に係る研摩方法は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。
【００６６】
この発明に係る研摩方法は、このように螺旋状の突出部で球状部品を搬送するから、例えば特許文献１のように第１管状砥石及び第２管状砥石をその軸線方向に移動させなくてもよく、第１管状砥石及び第２管状砥石をその軸線方向に不動にできる。
【００６７】
一研摩方法は、螺旋状の突出部を有しない第１管状砥石３と螺旋状の突出部１６を有する第２管状砥石４とを用いているが、この発明に係る研摩方法は、螺旋状の突出部を有する第１管状砥石と螺旋状の突出部を有する第２管状砥石とを用いてもよい。この場合に、第１管状砥石に突設される螺旋状の突出部は前記した通りである。
【００６８】
一研摩方法は、ローラ状の第１管状砥石３及び第２管状砥石４を備えているが、この発明に係る研摩方法は無端ベルト状の第１管状砥石又は第２管状砥石を備えていてもよい。
【００６９】
一研摩方法において、突出部１６を有していること、及び、その外周面１４の全面が非研摩面となっていること以外は第１管状砥石３と基本的に同様の第２管状砥石４を用いているが、この発明に係る研摩方法は、前記したように、互いに異なる第１管状砥石及び第２管状砥石を用いてもよい。
【００７０】
一研摩方法において、軸線Ｃが水平になるように軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４を用いているが、この発明に係る研摩方法は、前記したように、上昇勾配又は下降勾配となるように軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を用いてもよい。
【００７１】
一研摩方法において、軸線Ｃが平行となるように軸支された第１管状砥石３及び第２管状砥石４を用いているが、この発明に係る研摩方法は、前記したように、軸線間距離が順次大きくなる所謂「末広がり状態」に又は順次小さくなる所謂「逆末広がり状態」に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を用いてもよい。
【００７２】
一研摩方法において、第２管状砥石４の一端側４ａから他端側４ｂの全体にわたって螺旋ピッチｐ、螺旋角θ、突出量ｈ、断面形状及び幅ｗが一定となるように突出部１６が形成された第２管状砥石４を用いているが、この発明に係る研摩方法は、前記したように、第２管状砥石の一端部から途中まで突出部が形成された第２管状砥石を用いてもよく、また、螺旋ピッチｐ、螺旋角θ、突出量ｈ、断面形状及び幅ｗそれぞれが適宜に変化するように突設された突出部が形成された第２管状砥石を用いてもよい。例えば、螺旋ピッチｐ及び／又は螺旋角θを下流方向に沿って次第に大きくした突出部が形成された第２管状砥石を用いると、間隙路１０の上流側では搬送速度が遅く真球度の比較的低い球状部品を十分に研摩し、次第に搬送速度が速くなって真球度が高くなった球状部品の研摩量を徐々に小さくできるから、球状部品の研摩効率をさらに向上させることができる。
【００７３】
一研摩方法において、螺旋方向に連続して延在する突条体として突設された第２管状砥石４を用いているが、この発明に係る研摩方法は、螺旋方向に不連続な複数の突条体が螺旋方向に所定の間隔を取って配列されて成る突出部、又は、外周面から突出するピン状部材が螺旋方向に所定の間隔を取って配列されて成る突出部を有する第２管状砥石４を用いてもよい。
【００７４】
この発明に係る研摩方法は、支持部材を備えていない研摩装置を用いることができる。この場合には、前記したように、第１管状砥石と管状砥石との間隙と同じ直径になるまで研摩された球状部品が第１管状砥石と管状砥石との間隙から落下して、この間隙よりも大きな直径を有する球状部品から選別できる。このように、第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、支持部材を備えていない研摩装置を用いると、球状部品を研摩すると共に直径の大小によって選別することができる。このような研摩方法は研摩選別方法ということもできる。特に、第１管状砥石及び第２管状砥石の軸線間距離を順次大きくなるように又は順次小さくなるように軸支した研摩装置を用いると、球状部品を複数の直径を有する群に選別できる。
【００７５】
この発明に係る研摩方法においては、球状部品の間隙路への供給と同時又は前後に、間隙路すなわち研摩面にスラリ又は研摩液を供給することもできる。
【実施例】
【００７６】
（実施例１）
研摩装置１及び球状部品９を準備した。この研摩装置１において、第１管状砥石３は、研摩面１１の軸線Ｃ１方向長さ２５５ｍｍ、外径３０５ｍｍで、研摩面１１の砥石は砥材が緑色炭化珪素、粒度が８０番、結合材がビトリファイドの砥石を用いた。第２管状砥石４は、軸線Ｃ２方向長さ２５５ｍｍで外径２０５ｍｍの非研摩面１４に、図１に示されるように、第１管状砥石３の反対側から第１管状砥石３側に向かって一端側４ａから他端側４ｂの方向に延在する所謂「Ｓ巻き」の螺旋状となるように、断面形状が正方形のＪＩＳ Ａ硬度７０のシリコーンゴム製の線条体を、貼設して突出部１６を突設した。この突出部１６は、螺旋ピッチｐ２０ｍｍ（球状部品９の直径の約２倍）、螺旋角θ１５°、突出量ｈ２．５ｍｍ（球状部品９の直径の０．２３倍）、幅ｗ２．５ｍｍ（球状部品９の直径の０．２３倍）であった。第１管状砥石３と第２管状砥石４とは軸線Ｃが略平行で水平になるように軸支され、研摩面１１と非研摩面１４との最小間隔は１０．８ｍｍであった。スプロケット２１の周面には６個の凹部２５が凹設されている。また、球状部品９として直径約１０．９０ｍｍのシリコーンゴム製ボールを準備して、収容部２２に収容した。
【００７７】
軸支駆動部５を起動して、第１管状砥石３及び第２管状砥石４を図３に示される矢印の方向に、第１管状砥石３と第２管状砥石４との周速比（第１管状砥石３の周速：第２管状砥石４の周速）を２：１に調整して、回転させた。
【００７８】
次いで、回転駆動させたスプロケット２１の凹部２５に収容部２２から供給通路２４を経由して球状部品９を供給して、突出部１６における１つの螺旋ピッチｐ内に１つの球状部品９が配置されるように、間隙路１０に球状部品９を連続的に一定の間隔で供給した。
【００７９】
このようにして、供給された球状部品９それぞれを、第２管状砥石４の外周面１４に突設された螺旋状の突出部１６で他の球状部品９に接触も衝突もすることなく間隙路１０上を搬送すると共に、第１管状砥石３の研摩面１１で研摩した。このようにして間隙路１０の他端側まで研摩されながら搬送された球状部品９を部品回収部８に回収した。なお、この研摩方法において間隙路１０から落下した球状部品９は皆無であった。
【００８０】
（実施例２）
外径が３０５ｍｍであること以外は実施例１の第２管状砥石４と同様の第２管状砥石４を用いて実施例１と基本的に同様にして球状部品９を研磨処理したところ、実施例１とほぼ同様に多数の球状部品９を研磨できた。
【符号の説明】
【００８１】
１ 研摩装置
３ 第１管状砥石
４ 第２管状砥石
４ａ 一端側
４ｂ 他端側
５ 軸支駆動部
５ａ、５ｂ 軸支駆動部
６ 支持部材
７ 部品供給部
８ 部品回収部
９ 球状部品
１０ 間隙路
１１ 研摩面（外周面）
１２ 第１軸体
１４ 非研摩面（外周面）
１５ 第２軸体
１６ 突出部
Ａ 一端側
Ｂ 他端側
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２ 軸線
Ｌ 平面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隙をおいて並列状態に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、
第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方は、その外周面に螺旋状の突出部を有することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記第１管状砥石は研磨砥石であり、
前記第２管状砥石はその外周面に螺旋状の突出部を有する調整ロールであることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記突出部は、その螺旋方向に連続して延在する突条体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石で形成される間隙路の下方にその延在方向に沿って配置された支持部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項５】
球状部品を１球ずつ受け入れる凹部が外周面に列設されたスプロケットを有し、前記間隙路の上流側に配置された部品供給部を備えて成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項６】
並列状態に軸支され、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の間隙路に球状部品を供給し、
前記球状部品を、前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石の少なくとも一方の外周面に突設された螺旋状の突出部で前記間隙路上を搬送しつつ、前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石の少なくとも一方で研摩することを含む研磨方法。
【請求項７】
前記第１管状砥石と前記第２管状砥石との周速比（第１管状砥石の周速：第２管状砥石の周速）が５〜１：１であることを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
【請求項１】
互いに間隙をおいて並列状態に軸支された第１管状砥石及び第２管状砥石を備え、
第１管状砥石及び第２管状砥石の少なくとも一方は、その外周面に螺旋状の突出部を有することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記第１管状砥石は研磨砥石であり、
前記第２管状砥石はその外周面に螺旋状の突出部を有する調整ロールであることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記突出部は、その螺旋方向に連続して延在する突条体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石で形成される間隙路の下方にその延在方向に沿って配置された支持部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項５】
球状部品を１球ずつ受け入れる凹部が外周面に列設されたスプロケットを有し、前記間隙路の上流側に配置された部品供給部を備えて成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項６】
並列状態に軸支され、回転する第１管状砥石及び第２管状砥石の間隙路に球状部品を供給し、
前記球状部品を、前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石の少なくとも一方の外周面に突設された螺旋状の突出部で前記間隙路上を搬送しつつ、前記第１管状砥石及び前記第２管状砥石の少なくとも一方で研摩することを含む研磨方法。
【請求項７】
前記第１管状砥石と前記第２管状砥石との周速比（第１管状砥石の周速：第２管状砥石の周速）が５〜１：１であることを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−３０２９５（Ｐ２０１２−３０２９５Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６９５９３（Ｐ２０１０−１６９５９３）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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