(57)【要約】　　　（修正有）【課題】セラミックス部材を同時に複数個かつ均一に研磨することができるような研磨荷重の調整手段を提供すること。【解決手段】一方の研磨円盤４に軸８を貫通かつ固定し、他方の研磨円盤３に軸８を固定せずに貫通し、さらにこの２枚の研磨円盤３，４間に複数の開口部５を形成した保持円盤６をやはり軸８を貫通かつ固定して配置し、この開口部５にセラミックス部材２を収容し、他方の研磨円盤３の荷重を任意に調整できるようにし、所定の力を加えてセラミックス部材２を押圧しながら一方の研磨円盤４を回転駆動する。【選択図】　図１
2004034182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス部材を挟む少なくとも２枚の研磨円盤と、これらの研磨円盤のいずれかに前記セラミックス部材を収容する開口部を形成し、前記各円盤の中心を貫通するとともに研磨円盤の一方を回転せしめる回転軸とからなり、前記開口部は半径方向に対して若干角度をもたせ、前記研磨円盤のうち上方の研磨円盤を回転可能に支持する荷重調整手段を設けたことを特徴とするセラミック部材の研磨装置。
【請求項２】
前記荷重調整手段は、研磨円盤と研磨円盤支持具との間に介在されたスプリングにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック部材の研磨装置。
【請求項３】
前記荷重調整手段は、研磨円盤に連設されるアームとアームの端部に固定された回転継ぎ手により接続された油圧シリンダーにより調整されることを特徴とする請求項１に記載のセラミック部材の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックス部材の研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックス部材の表面の研磨方法として、図９に示す方法が知られている。即ち、ボール盤１００のチャック１０１にセラミックス部材１０２を固着し、このセラミックス部材１０２を回転させながらその外表面を治具１０３で研磨するようにしているものが主流であった。
【０００３】
上述した先行技術にあっては、個々のセラミックス部材に対して手作業による研磨作業を行わなければならないため作業性が悪く、特に、セラミック発光管のように曲面を有する部材に対しては、被研磨部材の研磨ムラ等がないように加工を行うのは、時間がかかるばかりか熟練者による作業を必要としている。
【０００４】
また、ボール盤にセラミックス部材を取り付けて治具を用いて１つ１つ研磨していたのでは、個々のセラミックス部材の形状が異なり、製品形状として均一性のあるものが得られない。
【０００５】
そこで、本出願人は、特開平９−１５０３５３号として、図１０に示すような研磨装置を提案している。この研磨装置１は、上下２枚の研磨円盤３、４を備えている。この研磨円盤３、４は全体を銅製或いは研磨面を銅板とするか、研磨面にダイヤモンド粒を電着せしめたものを利用している。また、前記研磨円盤３、４の中間に研磨対象としてのセラミックス部材２を収容する複数の開口部５を形成した保持円盤６が配置され、また、上側の研磨円盤３上には荷重調整用のウエイト７が載置され、更に、各円盤３、４、６の中心を回転軸８が貫通し、下側の研磨円盤４及び保持円盤６と回転軸８とがキー嵌合していいる。回転軸８を、例えば、時計方向に回転させたときは、下側の研磨円盤４及び保持円盤６は時計方向へ回転するが、研磨円盤４及び保持円盤６と結合状態にない上側の研磨円盤３はウエイト７によってセラミックス部材２と所定の圧力で接触しているので、セラミックス部材２の回転に従って研磨円盤４の回転方向とは逆方向である反時計方向に回転する。この回転によって、２つの研磨円盤間によってはさまれているセラミック部材が研磨される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
作業効率や研磨後の均一性、量産性に優れているものの、研磨円盤を介してセラミック部材に掛かる荷重は、研磨円盤の重さとその上にのせるウエイトにより調整していたが、研磨円盤は、平面度を保つためには、円盤の厚みをある程度確保せざるを得ないため、研磨円盤の重さより小さな荷重で研磨したいものの場合には、まだ、改善の余地が残されていた。
【０００７】
また、研磨円盤より重い荷重を掛ける際にも、その上にのせるウエイトの細かな調整をする際は、複数のウエイトを準備して、その組み合わせにより荷重調整を図るようするので、作業が煩雑になるなど、この場合にも、荷重の調整には、改善の余地が残されていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明は、セラミックス部材を挟む少なくとも２枚の研磨円盤と、これらの研磨円盤のいずれかに前記セラミックス部材を収容する開口部を形成し、前記各円盤の中心を貫通するとともに研磨円盤の一方を回転せしめる回転軸とからなり、前記開口部は半径方向に対して若干角度をもたせ、前記研磨円盤のうち上方の研磨円盤を回転可能に支持する荷重調整手段を設けたことを特徴とするセラミック部材の研磨装置とした。
【０００９】
本発明によれば、セラミック部材に掛かるを荷重を細かく制御でき、対象となるセラミック部材の大きさ、強度に合わせて適正な荷重で研磨が行えるものとなる。
【００１０】
また、前記荷重調整手段として、研磨円盤と研磨円盤支持具との間に介在されたスプリングにより構成することで、スプリングを固定する位置や数種の荷重を持ったスプリングを研磨円盤と研磨円盤との間に張架させるだけで、荷重の細かな設定が可能となる。また、ウエイトを併用すれば、調整の幅を広げることができる。尚、スプリングを利用する場合には、比較的小さな過重や研磨に有効に働く荷重領域が小さいものを研磨する場合に、特に有効である。
【００１１】
また、前記荷重調整手段は、研磨円盤に連設されるアームとアームの端部に固定された回転継ぎ手により接続された油圧シリンダーにより調整するようにすることで、油圧シリンダーの圧力を調整することで任意の荷重設定ができるようになるため、電子制御にて研磨操作が行えるようになる。回転継ぎ手を利用することで、油圧シリンダーにより適正値に設定された過重を、研磨円盤の回転に支障を与えることなくアームに伝えることができる。油圧シリンダーを利用する場合には、比較的大きな荷重を必要とするセラミック部材や有効荷重領域が広いものに特に有効である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明の第１の形態に係るセラミックス部材の研磨装置の断面図である。従来技術と同じ部位は、同じ符号を用いる。研磨装置１は上下２枚の研磨円盤３、４を備えている。この研磨円盤３、４は全体を銅製或いは研磨面を銅板とするか、研磨面にダイヤモンド粒を電着せしめたものを利用している。
【００１３】
また、前記研磨円盤３、４の中間に研磨対象としてのセラミックス部材２を収容する複数の開口部５を形成した保持円盤６が研磨装置１本体に固定配置され、また、上側の研磨円盤３には、研磨装置１本体の上面から立ち上がる研磨円盤支持具９に一端が固定された過重調整可能なスプリング７が張架されている。更に、各研磨円盤３、４、６の中心を回転軸８が貫通し、下側の研磨円盤４及び回転軸８とがキー嵌合している。保持円盤６は、研磨装置１本体に回転不能に固定されているが、回転軸に固定しても良い。荷重としては、例えば、ランプ用の発光管のようなものであれば、０．３〜１．３ｋｇ／ｃｍ２で好適に利用できる。０．３ｋｇ／ｃｍ２より小さいと研磨に時間がかかりすぎ、１．３ｋｇ／ｃｍ２より大きいと後述するポリッシングクロスの摩耗が激しくなる。
【００１４】
上記構成において、回転軸８を、例えば時計方向に回転させたときは、下側の研磨円盤４は時計方向へ回転するが、研磨円盤４と結合状態にない上側の研磨円盤３はスプリング７により過重調整された過重で、セラミックス部材２と所定の圧力で接触しているので、セラミックス部材２の回転に従って研磨円盤４の回転方向とは逆方向である反時計方向に回転する。回転数としては、１分間に３０〜７０回位が望ましく、３０回より少ないと研磨に時間がかかり、７０回より多いと部材との当りがなくなり研磨が進行しなくなる。
【００１５】
ここで、前記スプリング７は上側の研磨円盤３上と研磨円盤支持具９との間に張架されているだけであるため、セラミックス部材２の強度に応じて容易に交換することができ、セラミックス部材２にクラックが生じない好ましい過重を容易に選定でき、精度のよい研磨加工を施すことができる。
【００１６】
図１のＡ−Ａ矢視図である図２に示すように、開口部５は回転軸８を中心とする円周上に等間隔で形成されている。この開口部５は長手方向の軸線を研磨円盤の径方向線に対して若干（１〜２０度）傾けるとともに、開口部５の長手方向の長さをセラミックス部材２の長手方向長さより長く形成している。
【００１７】
この構成によって、上下の研磨円盤３、４が逆方向へ回転したとき、セラミックス部材２を半径方向外方へ移動させようとする力と半径方向内方へ移動させようとする力が作用し、セラミックス部材２は開口部５内で回転すると同時に長手方向でも往復動し、均一な研磨加工を行うことができる。
【００１８】
尚、図中１０は前記開口部５とは形状の異なる開口部であり、このように複数種類の開口部を形成することで、複数種類の部材を同時に研磨加工することが可能となる。
【００１９】
図３は本発明の第２の形態に係るセラミックス部材の研磨装置の断面図、図４は図３のＢ−Ｂ矢視図であり、第１の形態と同一部分には同一符号を付して示し、説明を省略する。　尚、図３の符号１１は、ウエイトであり、研磨円盤３で不足する分を補っている。また、スプリングなどの荷重調整手段は、省略しているが、第一の形態同様、研磨円盤と研磨円盤支持具との間に介在されている。
【００２０】
この第２の形態においては、開口部５を挟んだ上下の研磨円盤３、４の対向する面にセラミックス部材２の外面より曲率半径の若干大きな半径を有する凹部１２をそれぞれ形成し、セラミックス部材２の上下の研磨円盤３、４との接触面積を大きくるとともに、最終の製品形状に対応してセラミックス部材２の表面研磨を行うようにしている。尚、凹部１２内面にはポリシングクロスを貼付しておくのが好ましい。
【００２１】
また、開口部５の長手方向にセラミックス部材２の両端から突出する脚部２ａ（セラミックス部材を発光管とした場合には電極を挿入する部分）を収容する凹部５ａを形成し、上下の研磨円盤３、４が逆方向へ回転したとき、セラミックス部材２は回転に伴って矢印ａ（脚部２ａは矢印ｂ）のように往復動でき、第１の形態の場合と同様に効率の良い研磨加工を行うことができる。
【００２２】
図５は本発明の第３の形態に係るセラミックス部材の研磨装置の断面図であり、第１および第２の形態と同一部分には同一符号を付して示し、説明を省略する。
【００２３】
この第３の形態においては、下側の研磨円盤４の上部に中間円盤１３を配置している。この中間円盤１３は開口部５に収容したセラミックス部材２の本体部分２ｂと対応する部分を切り欠いてブラシ１４を植設している。また、上側の研磨円盤３（実際には研磨を行わない）も開口部５に収容したセラミックス部材２の本体部分２ｂと対応する部分を切り欠いて、セラミックス部材２は脚部２ａだけが上下の研磨円盤３、４間で挟持されるようにしている。
【００２４】
したがって、回転軸８を回転させたとき、発光管２は開口部５内で回転し、ブラシ１４のみによって外面が研磨加工される。ブラシ１４としては、ラップ液（ダイヤモンドペースト）を含浸させた金属、獣毛、または合成繊維等を使用する。なお、ブラシ１２は研磨加工の際の摩擦によって熱を持つため、耐熱性や靱性を備える必要があり、また円盤の回転が止った場合には熱的負担が過大となるため、ブラシ１４を開放するように配慮する。
【００２５】
尚、以上の図示例では、下側の研磨円盤を回転させ、上側の研磨円盤を連れ回りする構成としたが、上側の研磨円盤を回転軸に固着し、下側の研磨円盤が連れ回りするようにしてもよい。また、保持円盤を研磨装置に固定したり、下側の研磨円盤と一体的に回転するようにしたが、保持円盤については何れの研磨円盤に対してもフリーの状態にしてもよいものである。
【００２６】
また、本発明の好適な形態として、図６に示すような回転軸２０の片端に固定されたセラミックリング２１を配置したスピンドルのようなものでも、そのままの状態で研磨ができるので、メンテナンスなどの際の再調整に好適に利用できる。符号２０ａは、スピンドルを研削装置などの装置に固定する際の取付部である。（ｂ）図は、（ａ）図の矢印方向から見た側面図である。
【００２７】
上記したセラミックリングを研磨する際には、まず、図７に示すように回転軸の他端に片端の黄銅製のリング２２を固定し、セラミックの外径と同径に円筒研削盤にて加工する。その後、図８に示すように上記した研磨装置の保持円盤の開口をスピンドルが挿入できるような開口２３に加工し、この開口２３に位置させ利用する。黄銅製のリングを加工する手間はかかるものの、セラミックリングを外して加工後、軸心を合わせて取り付ける手間より遥かに簡便であるので、作業効率が格段に向上する。（ｂ）図は、（ａ）図の矢印方向から見た側面図である。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明は、同軸上にはあるが互いに結合していない２枚の研磨円盤間の保持円盤に形成した開口部にセラミックス部材を収容し、一方の円盤のみ回転させてセラミックス部材の研磨加工を行うようにし、複数のセラミック部材を一度に均一に研磨でき、しかも、セラミック部材の強度などに応じてセラミック部材に掛かる荷重を上方の研磨円盤を支持する荷重調整手段により簡単に調整できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の形態に係るセラミックス部材の研磨装置の断面図
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図
【図３】本発明の第２の形態に係るセラミックス部材の研磨装置の断面図
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視図
【図５】本発明の第３の形態に係るセラミックス部材の研磨装置の断面図
【図６】本発明の研磨装置に好適に適用できるセラミックス部材を示す外観図
【図７】図６のセラミック部材の研磨時の形態を示す外観図
【図８】図７のセラミック部材を保持する保持円盤の外観図
【図９】従来のセラミックス部材の研磨方法を説明する図
【図１０】従来のセラミックス部材の研磨方法を説明する図
【符号の説明】
１…研磨装置、２…発光管（セラミックス部材）、３、４…研磨円盤、５…開口部、６…保持円盤、７…スプリング、８…回転軸、９…研磨円盤支持具。
【図１】
2004034182.tif 000003
【図２】
2004034182.tif 000004
【図３】
2004034182.tif 000005
【図４】
2004034182.tif 000006
【図５】
2004034182.tif 000007
【図６】
2004034182.tif 000008
【図７】
2004034182.tif 000009
【図８】
2004034182.tif 000010
【図９】
2004034182.tif 000011
【図１０】
2004034182.tif 000012