(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに形成されている円形孔の直径より大きい直径の球面からなる研磨面を有する真球形状の砥石を使用し、円形孔の中心軸とは一致していない砥石軸回りに砥石を回転させながら、研磨面が円形孔の周縁部全周に接触している状態で、ワークと砥石軸とを相対的に回転させることにより、前記接触部が研磨面上を常に移動するようにし、球面の研磨面の円形孔直径相当部分の中心帯全周を使用して、円形孔の周縁部の面取りを行うことを特徴とする円形孔の面取り方法。
【請求項２】
請求項１の円形孔の面取り方法を行う装置であって、ワークに形成されている円形孔の直径より大きい直径の球面からなる研磨面を有する真球形状の砥石と、砥石を円形孔の中心軸とは一致していない砥石軸回りに回転させる砥石回転手段と、研磨面が円形孔の周縁部全周に接触している状態で接触部が研磨面上を常に移動するようにワークと砥石軸とを相対的に回転させる相対回転手段とを備えていることを特徴とする円形孔の面取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークに形成された円形の孔の周縁部を面取りするための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの周縁部や孔の周縁部を面取りする方法および装置として、面取り用傾斜形状を有する総形砥石により研磨を行うものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−５５４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１の面取り方法および装置によると、ワークに当たる研磨面の範囲が狭く、ワークに当たっている部分だけが早期に摩耗して、研磨面側に研磨痕として溝が形成され、頻繁にドレッシングが必要となるという問題や寿命が短いという問題があった。特に、ガラス、石英、水晶等の脆性材料に形成された円形孔の周縁部の面取りを行うために、砥石として弾性砥石のように軟らかいものを使用する場合に、この問題は大きいものとなる。
【０００４】
この発明は、頻繁にドレッシングが必要となるという問題や寿命が短いという問題が解消された円形孔の面取り方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明による円形孔の面取り方法は、ワークに形成されている円形孔の直径より大きい直径の球面からなる研磨面を有する真球形状の砥石を使用し、円形孔の中心軸とは一致していない砥石軸回りに砥石を回転させながら、研磨面が円形孔の周縁部全周に接触している状態で、ワークと砥石軸とを相対的に回転させることにより、前記接触部が研磨面上を常に移動するようにし、球面の研磨面の円形孔直径相当部分の中心帯全周を使用して、円形孔の周縁部の面取りを行うことを特徴とするものである。
【０００６】
この発明による円形孔の面取り装置は、上記（請求項１）の円形孔の面取り方法を行う装置であって、ワークに形成されている円形孔の直径より大きい直径の球面からなる研磨面を有する真球形状の砥石と、砥石を円形孔の中心軸とは一致していない砥石軸回りに回転させる砥石回転手段と、研磨面が円形孔の周縁部全周に接触している状態で接触部が研磨面上を常に移動するようにワークと砥石軸とを相対的に回転させる相対回転手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明の円形孔の面取り方法および装置において、ワークとしては、ガラス、石英、水晶等の脆性材料が特に適しているが、あらゆる素材のワークに適用することができる。また、砥石としては、種々の砥石が使用可能であるが、軟らかい弾性砥石を使用する場合、得られる効果が大きいものとなる。
【０００８】
この発明の円形孔の面取り方法および装置において、ワークと砥石軸とを相対的に回転させるに際しては、ワークを円形孔の中心軸回りに回転させてもよく、砥石を支持する台をワークの円形孔の中心軸回りに回転させてもよい。第１の発明の円形孔の面取り方法および装置においては、孔の中心軸回りの回転に加えてまたはこれに代えて、砥石軸または円形孔の中心軸を所定の点を中心として回転（揺動）させるようにしてもよい。
【０００９】
この発明の円形孔の面取り方法および装置において、砥石の回転軸は、例えば、孔の中心軸に対して直交するものとされるが、これに限定されるものではなく、孔の中心軸と交差はするが一致していなければよく、孔の中心軸に対して所定角度（０°より大きく９０°以下）傾斜していればよい。この角度は、９０°に近い方が研磨面を広く使えるので、長寿命化の点で望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の円形孔の面取り方法および装置によると、研磨面を広く使って面取りを行うことができるので、砥石寿命を長くすることができる。また、周縁部に均等の負荷で接触し、その接触部分は砥石軸での回転により次々と変わることから、砥石が摩耗しても砥石の接触面全体の形状を崩すことなく使用することができ、弾性砥石のような比較的軟らかい砥石を使用することができる。さらにまた、砥石を円形孔内に入れて面取りを行う必要はないので、砥石の大きさ（直径）を孔径より大きくでき、砥石寿命をより一層長くすることができる。しかも、砥石が摩耗する場合でも、加工部（孔周縁部）に倣った形状で摩耗していくので、砥石形状を修正（ドレッシング）することなく連続して使用することができる。特に、面取り角度に許容範囲がある場合には、その範囲内で砥石の径が変わっても使用可能であり、極めて長期間の連続使用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１２】
図１および図２は、この発明による円形孔の面取り方法および装置を模式的に示している。
【００１３】
この発明による円形孔の面取り装置は、ワーク(2)に形成された円形孔(3)の周縁部(3a)を面取りするためのものであり、球面の研磨面(1a)を有する真球形状（真球体）の砥石(1)と、砥石(1)を円形孔(3)の中心軸（ここではワーク(2)面の鉛直方向とする）と直交する砥石軸(5)回りに回転させる砥石回転手段（回転方向矢印で示す）(4)と、ワーク(2)と砥石(1)とを相対的に回転させる相対回転手段（図示略）とを備えている。
【００１４】
砥石(1)の研磨面(1a)の直径は、面取りの対象となる円形孔(3)の直径より大きいものとされており、砥石(1)は、円形孔(3)の周縁部全周と接触している状態を維持したまま、砥石軸(5)回りに回転させられる。相対回転手段は、例えば、円形孔(3)の中心軸を中心にワーク(2)または砥石の支持台（図示略）を回転させるものとされる。これにより、球面の研磨面(1a)の円形孔直径相当部分（研磨使用領域）の中心帯全周を使用して面取りが行われる。
【００１５】
この発明の円形孔の面取り方法および装置によると、砥石(1)の回転により研磨面上の前記接触部が常に移動するので、研磨面(1a)を広く面取りに使えることから、砥石(1)の寿命を長くすることができる。また、砥石(1)の研磨面(1a)の円形孔直径相当部分（研磨使用領域）の中心帯全周が面取り対象である孔(3)の周縁部(3a)に当たることから、砥石(1)が摩耗しても砥石(1)の研磨使用領域全体の形状を崩すことなく使用することができ、弾性砥石のような比較的軟らかい砥石(1)を使用することができる。さらにまた、砥石(1)の直径が孔径より大きいので、砥石寿命をより一層長くすることができる。しかも、砥石(1)が摩耗する場合でも、孔(3)の周縁部(3a)に倣った形を維持して摩耗していくので、砥石形状を修正することなく連続して使用することができる。特に、面取り角度に許容範囲がある場合には、砥石の径が変化しても許容範囲内に収めることが容易であり、極めて長期間の連続使用が可能となる。
【００１６】
図１および図２においては、砥石軸(5)と円形孔(3)の中心軸とが直交するようになされているが、砥石軸(5)は、円形孔(3)の中心軸と一致していない方向であれば、円形孔(3)の中心軸と交差する任意の方向（０°より大きく９０°以下）に設けることができる。
【００１７】
図３から図５までは、砥石軸(5)と砥石(1)の当たり面（研磨使用領域）との関係を示すもので、図３に示すように、砥石軸(5)が孔(3)の中心軸と直交している場合には、研磨使用領域は、球体を砥石軸(5)に直交しかつ大円（球の中心を通りかつ砥石軸と直交する平面と球面との交線である円）からそれぞれ孔(3)の半径分の位置（現実的には少し長めの位置）にある２つの平行面(11)(12)によって切り落とした形状（樽型部分真球体）(1b)となる。また、図４に示すように、砥石軸(5)が孔(3)の中心軸と直交していない場合には、研磨使用領域は、球体を砥石軸(5)に直交しかつ大円に対して非対称の位置である、それぞれ円形孔(3)周縁と異なる１点で接触する位置（現実的には砥石の球体中心より遠ざかる方向に離れた位置）にある２つの平行面(13)(14)によって切り落とした形状（傘型部分真球体）(1c)となる。図４の傘型部分真球体は、球の大円部分を含んでいるが、砥石軸(5)と孔(3)の中心軸とがなす角が小さくなると、図５に示すように、研磨使用領域は、球体を砥石軸(5)に直交しかつ大円に対して前述と同様の非対称の位置にある２つの平行面(15)(16)によって切り落とした形状（傘型部分真球体）(1d)でかつ球の大円部分を含まないものとなる。なお、図４および図５の傘型部分真球体(1c)(1d)の研磨使用領域において、研磨使用領域の幅ｗ（平行面(13)(14)間距離、平行面(15)(16)間距離）は、砥石軸が孔の中心軸となす角をα、円形孔の直径をｄとして、ｗ≧ｄsinαとなる。図３から図５までのいずれの場合でも、砥石(1)は、円形孔(3)に嵌まっている状態を維持したまま、すなわち、孔(3)の周縁部(3a)の全周にわたって研磨面(1a)を接触させた状態で、砥石軸(5)回りに回転させられる。
【００１８】
図６は、この発明による円形孔の面取り方法および装置で使用される相対回転手段の実施形態の例を模式的に示している。
【００１９】
図６（ａ）において、相対回転手段は、ワーク(2)をその孔(3)の中心軸(7)回りに回転させるワーク回転手段（回転方向矢印で示す）(6)からなるものとされている。この場合、砥石軸(5)は、軸を中心に回転自在に固定とされてもよい。
【００２０】
図６（ｂ）において、相対回転手段は、砥石(1)を支持する台（図示略）を二点鎖線で示す範囲内で孔(3)の中心軸(7)回りに回転させる砥石支持台回転手段（回転方向矢印で示す）(8)からなるものとされている。この場合、ワーク(2)は、固定とされてもよい。
【００２１】
上記この発明による面取り方法および装置において、面取り角度θは、円形孔の直径ｄと砥石の直径Ｄとによって決定されるもので、Ｄ＝ｄ／sinθの関係を有している。例えば、面取り角度が４５°の場合、Ｄ＝１．４１ｄとなり、面取り角度が６０°の場合、Ｄ＝１．１５ｄとなり、面取り角度が３０°の場合、Ｄ＝２ｄとなる。面取り角度の許容範囲が４５°±１５°であるとすると、Ｄ＝２ｄの砥石で研磨するに際して、Ｄ＝１．１５ｄとなるまで面取りを継続して行うことができることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、この発明による円形孔の面取り方法および装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２は、同３面図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図３】図３は、この発明による円形孔の面取り方法および装置における砥石の当たり面（研磨使用領域）を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】図４は、この発明による円形孔の面取り方法および装置において、砥石軸が第１の実施形態と異なる場合の砥石の当たり面の１例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】図５は、この発明による円形孔の面取り方法および装置において、砥石軸が第１の実施形態と異なる場合の砥石の当たり面の他の例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図６】図６は、この発明による円形孔の面取り方法および装置における砥石とワークとの相対回転の異なる実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
(1)   砥石
(1a)(1b)(1c)(1d)  研磨面
(2)   ワーク
(3)   円形孔
(3a)  周縁部
(4)   砥石回転手段
(5)   砥石軸
(6)   ワーク回転手段
(7)   円形孔の中心軸
(8)   砥石支持台回転手段
【図１】
0004609286.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004609286.tif 000006
【図６】
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