(57)【要約】【課題】研磨対象であるワークを研磨媒体に埋没させることなく、ワークの外周部のみを規定量研磨することができるバレル研磨装置および方法を提供する。【解決手段】研磨対象となるワーク１と、研磨媒体２と、研磨媒体収容槽３と、ワーク支持部とを備え、研磨媒体収容槽３は、その内部空間に円周面を含み、円周面の少なくとも一部の周面全体に研磨媒体２を分布させるように、研磨媒体収容槽３を円周面の円周方向に回転させる槽回転駆動機構をさらに備える。【選択図】図２
2012055972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定された研磨対象を研磨するバレル研磨装置であって、
研磨対象となるワークと、前記ワークを研磨する研磨媒体と、前記ワークおよび前記研磨媒体を収容する研磨媒体収容槽と、前記ワークを支持するワーク支持部とを備え、
前記研磨媒体収容槽は、その内部空間に円周面を含み、
前記円周面の少なくとも一部の周面全体に前記研磨媒体を分布させるように、前記研磨媒体収容槽を前記円周面の円周方向に回転させる槽回転駆動機構をさらに備える、バレル研磨装置。
【請求項２】
前記ワークを前記研磨媒体収容槽の内部で自転させるためのワーク自転駆動機構をさらに備える、請求項１に記載のバレル研磨装置。
【請求項３】
前記ワーク支持部は、前記ワークと前記研磨媒体との位置を調整するためのワーク位置調整機構を備える、請求項１または２に記載のバレル研磨装置。
【請求項４】
前記ワークは、ホブカッターである、請求項１、２、または３に記載のバレル研磨装置。
【請求項５】
固定された研磨対象を研磨するバレル研磨方法であって、
研磨対象となるワークをワーク支持腕に固定し、前記ワークおよび前記ワークを研磨する研磨媒体を内部空間に円周面を含む研磨媒体収容槽に収容するステップと、
前記研磨媒体収容槽を回転させることにより前記研磨媒体を前記円周面の少なくとも一部の周面全体に分布させて回転の遠心力により前記研磨媒体を圧縮し、前記研磨媒体に前記ワークを接触させて前記ワークを研磨するステップとを備え、
前記ワークを研磨するステップにおいて、前記研磨媒体収容槽の回転速度を調整することにより、前記研磨媒体の圧縮状態を変化させ、前記ワークの研磨能力を制御するステップを含む、バレル研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固定された研磨対象を研磨するバレル研磨装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるバレル研磨装置は、同一バレルの中で研磨媒体と研磨対象であるワークをともに流動させワークを研磨するもの（例えば、特許文献１を参照）や、ワークを支持している場合においても研磨媒体にワーク全体を浸漬するもの（例えば、特許文献２を参照）が常であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１９７４１１号公報
【特許文献２】特開平１１−２１６６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、研磨対象であるワークを研磨媒体に埋没させ、研磨媒体と研磨対象であるワークを供に槽内において流動させた場合には、ワーク全体に研磨媒体が接触することからワークの外周部のみを規定量研磨することが不可能であり、ワークの外周部以外の研磨不要な部分も研磨されてしまう。
【０００５】
また、ワークが研磨媒体の中で不規則に泳動し、槽内面への衝突や複数のワークを同時に研磨した場合のワーク相互の衝突によって不測の損傷が発生する虞がある。
【０００６】
さらに、研磨対象であるワークを研磨媒体に埋没させるため、高価な研磨媒体が多量に必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のバレル研磨装置は、上記課題を解決するために、固定された研磨対象を研磨するバレル研磨装置であって、研磨対象となるワークと、前記ワークを研磨する研磨媒体と、前期ワークおよび前記研磨媒体を収容する研磨媒体収容槽と、前記ワークを支持するワーク支持部とを備え、前記研磨媒体収容槽は、その内部空間に円周面を含み、前記円周面の少なくとも一部の周面全体に前記研磨媒体を分布させるように、前記研磨媒体収容槽を前記円周面の円周方向に回転させる槽回転駆動機構をさらに備えるようにしたものである。
【０００８】
本発明によれば、回転する研磨媒体収容槽において、研磨媒体収容槽内部の周面全体に分布した研磨媒体が、回転の遠心力により研磨媒体収容槽の内壁面近傍に圧縮されて密集し、この回転する研磨媒体の密集体がワーク支持腕に支持されたワークの表面の一部に接触するので、目的とするワークの表面のみが研磨される。
【０００９】
また、上記のバレル研磨装置において、前記ワークを前記研磨媒体収容槽の内部で自転させるためのワーク自転駆動機構をさらに備えていてもよい。
【００１０】
本発明によれば、上述した回転する研磨媒体の密集体に対し、自ら回転するワークが接触するので、ワークの回転方向および回転速度の設定により、研磨媒体とワークとの衝突力が任意に調整され、ひいては、研磨能力が調整される。
【００１１】
また、上記のバレル研磨装置において、前記ワーク支持部は、前記ワークと前記研磨媒体との位置を調整するためのワーク位置調整機構を備えていてもよい。
【００１２】
本発明によれば、ワークの支持位置の調整により、ワークと上述した回転する研磨媒体の密集体との距離、即ち、接触度合が任意に調整され、ひいては、研磨能力が調整される。
【００１３】
また、上記のバレル研磨装置において、前記ワークは、ホブカッターであってもよい。
【００１４】
本発明によれば、円形部材の外周部に多数の刃先を有する形状であるホブカッターに対し、上述した回転する研磨媒体の密集体が、ホブカッターの外周部のみに接触するので、ホブカッターの刃先のみが選択的に研磨される。
【００１５】
本発明のバレル研磨方法は、上記課題を解決するために、固定された研磨対象を研磨するバレル研磨方法であって、研磨対象となるワークをワーク支持腕に固定し、前記ワークおよび前記ワークを研磨する研磨媒体を内部空間に円周面を含む研磨媒体収容槽に収容するステップと、前記研磨媒体収容槽を回転させることにより前記研磨媒体を前記円周面の少なくとも一部の周面全体に分布させて回転の遠心力により前記研磨媒体を圧縮し、前記研磨媒体に前記ワークを接触させて前記ワークを研磨するステップとを備え、前記ワークを研磨するステップにおいて、前記研磨媒体収容槽の回転速度を調整することにより、前記研磨媒体の圧縮状態を変化させ、前記ワークの研磨能力を制御するステップを含むものである。
【００１６】
本発明によれば、回転する研磨媒体収容槽において、研磨媒体収容槽内部の周面全体に分布した研磨媒体が、回転の遠心力により研磨媒体収容槽の内壁面近傍に圧縮されて密集し、この回転する研磨媒体の密集体がワーク支持腕に支持されたワークの表面の一部に接触するので、目的とするワークの表面のみが研磨される。また、研磨媒体収容槽の回転速度の調整により、高速回転した場合とその高速回転に比べて低速回転した場合とで研磨媒体収容槽内側から外側へかかる研磨媒体への遠心力が異なり、研磨媒体の圧縮状態の変更により研磨能力が任意に設定される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のバレル研磨装置およびバレル研磨方法を用いることにより、研磨対象であるワークを研磨媒体に埋没させることがないため、ワークの外周部以外の研磨不要な部分を研磨することなく、損傷無しにワークの外周部のみを規定量研磨することができる。
【００１８】
また、研磨媒体収容槽の回転により研磨媒体を研磨媒体収容槽の内面に遠心力によりほぼ均等平滑に分布させるため、高価な研磨媒体の使用量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のバレル研磨装置の一実施例を示す外観図である。
【図２】本発明のバレル研磨装置の一実施例を示す層回転駆動機構の内部構成図である。
【図３】本発明のバレル研磨装置の一実施例を示す研磨媒体収容槽の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施形態の一例として、ワークに歯切り工具の一つであるホブカッターを採用して以下に説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態におけるバレル研磨装置の外観図である。図２は、本実施形態における層回転駆動機構の内部構成図である。図３は、本実施形態における研磨媒体収容槽の断面図である。
【００２２】
図１ないし図３を参照して、１は研磨対象ワークであるホブカッター、２は研磨媒体を収容する研磨媒体収容槽、３は研磨媒体、４は研磨対象ワークであるホブカッターへ自転駆動力を伝達する機能とワークの位置を調節する機能を有する自転駆動力伝達機構、５はワークを支持し自転駆動力を伝達するワーク支持腕自転駆動軸、６はワークの自転駆動力発生源であるモータからの駆動力を伝達するワーク自転駆動モータ駆動軸、７はワークの自転駆動力発生源であるワーク自転駆動モータ、８は研磨媒体収容槽中心軸と同軸上に配置締結されている研磨媒体収容槽回転駆動ギア、９は研磨媒体収容槽回転駆動ギアに駆動源からの駆動力を伝達する研磨媒体収容槽回転駆動力伝達ギア、１０は研磨媒体収容槽回転駆動力伝達ギアに研磨媒体収容槽回転駆動力発生源であるモータからの駆動力を伝達する研磨媒体収容槽回転駆動モータ駆動軸、１１は研磨媒体収容槽回転駆動力発生源である研磨媒体収容槽回転駆動モータ、１２は研磨媒体収容槽内を閉塞する研磨媒体収容槽蓋、１３は研磨媒体収容槽内を観測するための研磨媒体収容槽内のぞき窓、１４は研磨媒体収容槽３及びその回転駆動機構全体を支持する支持架台である。１５は研磨媒体収容槽３及びその回転駆動機構全体を連結し、支持架台１４に固定可能な自由回転を行う研磨媒体収容槽回転軸である。
【００２３】
図１ないし図３に示すように、本実施形態におけるバレル研磨装置は、円筒状の研磨媒体収容槽３を具備しており、研磨媒体２は研磨媒体収容槽３に収容される。
【００２４】
研磨媒体２は、セラミクス粒等の乾式砥粒研磨または湿式砥粒研磨等種々の研磨媒体であるが、特にこれらに限定されない。
【００２５】
研磨媒体収容槽３は、図２および図３に示すように、その内部空間の少なくとも一部に、回転時に研磨媒体２の層を形成するための円周面領域を有している。
【００２６】
また、研磨媒体収容槽３は、支持架台１４に研磨媒体収容槽回転軸１５を介して回転自在に固定されている。研磨媒体収容槽回転軸１５は、図示しないクランプ機構を用いて半固定の状態とすることにより、研磨媒体収容槽３を任意の位置角度で維持することができる。
【００２７】
研磨媒体収容槽回転軸１５で構成される機構を調整して、研磨媒体収容槽３の円筒軸を垂直状態に移動させることにより、研磨媒体収容槽３を水平状態から直立状態（研磨媒体収容槽直立状態１６）の間の任意の位置角度に維持することができる。
【００２８】
図２に示すように、ワーク１は、ワーク自転駆動機構により自転する。即ち、ワーク１は、少なくとも自転駆動力伝達機構４、ワーク支持腕自転駆動軸５、ワーク自転駆動モータ駆動軸６を介してワーク自転駆動モータ７の回転駆動力が伝達されることにより自転する。
【００２９】
なお、ワーク自転駆動モータ７の回転速度および回転方向（正転・逆転）を任意に変化させることにより、ワーク１の回転速度および回転方向（正転・逆転）を変更することができる。
【００３０】
ワーク自転駆動力伝達機構４は、自転駆動力伝達を損なうことなくワーク１の位置を変化させることにより、ワーク１と研磨媒体２との距離、即ち、接触度合を任意に調整することができる。
【００３１】
また、研磨媒体収容槽３は、槽回転駆動機構により回転する。即ち、研磨媒体収容槽３は、少なくとも研磨媒体収容槽回転駆動ギア８、研磨媒体収容槽回転駆動力伝達ギア９、研磨媒体収容槽回転駆動モータ駆動軸１０を介して研磨媒体収容槽回転駆動モータ１１の回転駆動力が伝達されることにより回転する。
【００３２】
なお、研磨媒体収容槽回転駆動モータ１１の回転速度および回転方向（正転・逆転）を任意に変化させることにより、研磨媒体収容槽３の回転速度および回転方向（正転・逆転）を変更することができる。
【００３３】
さらに、研磨媒体２を収納した研磨媒体収容槽３の回転速度を速くすることにより、研磨媒体２に研磨媒体収容槽３の内側へ向かう遠心力が増大し、研磨媒体２が圧縮される。このようにして、図２および図３に示すように、回転する研磨媒体収容槽３内部の円周面領域において、研磨媒体２の層が形成される。
【００３４】
また、研磨媒体２の圧縮状態により、研磨媒体２研磨能力が変化する。よって、研磨媒体収容槽３の回転速度を変化させることにより、任意の研磨能力を得ることができる。
【００３５】
そして、自転駆動モータ７、研磨媒体収容槽回転駆動モータ１１の回転速度の変更により、ワーク１と研磨媒体収容槽３の回転速度の組合せが種々選択可能となり、研磨媒体２とワーク１との接触時の速度変化による任意の研磨能力を得ることができる。
【００３６】
次にワーク１であるホブカッターの刃先部分のみを研磨する場合の実施例を以下に示す。
【００３７】
図１に示すように、研磨媒体収容槽３の回転軸（円筒軸）が垂直な状態になるように、支持架台１４に設けられた研磨媒体収容槽回転軸１５を調整した。
【００３８】
次に、研磨媒体収容槽３内を閉塞する研磨媒体収容槽蓋１２を取外した。そして、ワーク支持腕自転駆動軸５にワーク１であるホブカッターを取付け、研磨媒体収容槽３に研磨媒体２を充填収容した後、研磨媒体収容槽３に研磨媒体収容槽蓋１２を取り付けて再び閉塞した。
【００３９】
また、研磨媒体収容槽３の回転軸が水平な状態になるように、支持架台１４に設けられた研磨媒体収容槽回転軸１５を調整した。
【００４０】
研磨媒体収容槽回転駆動モータ１１を起動し、研磨媒体収容槽３を円周方向に任意速度で回転させ、図３に示すように、研磨媒体２が研磨媒体収容槽３の内面全てにほぼ均等平滑に分布している状態を研磨媒体収容槽内のぞき窓１３から確認した。また、ワーク１であるホブカッターの刃先が、自転駆動力伝達機構４により研磨媒体２に接触していることを確認した。
【００４１】
そして、ワーク自転駆動モータ７を起動し、ワーク１を任意速度で研磨媒体収容槽３と逆方向に自転させ、ワーク１と研磨媒体収容槽３を所定時間回転させた。
【００４２】
このとき、研磨媒体収容槽３の回転速度を調整することにより、研磨媒体２の圧縮状態を変化させ、ワーク１の研磨能力の調整を適宜行った。
【００４３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記の実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４４】
１    ワーク
２    研磨媒体
３    研磨媒体収容槽
４    自転駆動力伝達機構
５    ワーク支持腕自転駆動軸
６    ワーク自転駆動モータ駆動軸
７    ワーク自転駆動モータ
８    研磨媒体収容槽回転駆動ギア
９    研磨媒体収容槽回転駆動力伝達ギア
１０    研磨媒体収容槽回転駆動モータ駆動軸
１１    研磨媒体収容槽回転駆動モータ
１２    研磨媒体収容槽蓋
１３    研磨媒体収容槽のぞき窓
１４    支持架台
１５    研磨媒体収容槽回転軸
１６    研磨媒体収容槽直立状態
【図１】
2012055972.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012055972.tif 000005