(57)【要約】【課題】研磨精度の高い球状部品を高い研磨効率で研磨できる研磨装置及び球状部品の製造方法を提供すること。【解決手段】砥粒が配置された円弧状内面１３を有する転動溝１２を外周面１１に有するローラ状の砥石５と、この砥石５に対して間隙９をおいて並列に軸支されたバックアップローラ６と、砥石５及びバックアップローラ６の少なくとも一方をその軸線方向に前後進させる運動機構７と、間隙９の近傍に配置され、球状部品３を砥石５及びバックアップローラ６に押し止める押止部材８とを備えた研磨装置１、並びに、砥粒が配置された転動溝１２内に配置された球状部品３に砥石５の回転方向の第１転動力及びこの回転方向と異なる方向の第２転動力を作用させて球状部品３を転動溝１２で研磨する工程を有する球状部品の製造方法。【選択図】          図４
2013056382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨対象となる球状部品の外面に接触し、砥粒が配置された円弧状内面を有する少なくとも１本の転動溝を外周面に有し、回転可能に軸支されたローラ状の砥石と、
前記砥石に対して間隙をおいて並列状態となるように回転可能に軸支されたバックアップローラと、
前記砥石及び前記バックアップローラの少なくとも一方をその軸線方向に前後進させる運動機構と、
前記間隙の近傍に配置され、前記転動溝内を転動する前記球状部品を前記砥石及び前記バックアップローラに押し止める押止部材とを備えた研磨装置。
【請求項２】
前記転動溝は、その形成方向全体にわたって前記円弧状内面を有している請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記転動溝は、互いに独立した複数の転動溝である請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記転動溝は、その形成方向が前記砥石の軸線に対して垂直又は傾斜している請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記円弧状内面は、前記球状部品の狙い半径と略同一の半径を有している請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記間隙は、前記転動溝に対向する前記バックアップローラの表面との最大距離が前記球状部品の直径よりも小さい間隙である請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記運動機構は、前記バックアップローラに接続され、前記バックアップローラをその軸線方向に前後進させる請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項８】
ローラ状の砥石の外周面に形成され、砥粒を有する転動溝内に配置された球状部品に前記砥石の回転方向の第１転動力及びこの回転方向と異なる方向の第２転動力を作用させて、前記球状部品を前記転動溝で研磨する工程を有する球状部品の製造方法。
【請求項９】
球状部品を準備する工程を有する請求項８に記載の球状部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、研磨装置及び球状部品の製造方法に関し、さらに詳しくは、研磨精度の高い球状部品を高い研磨効率で研磨できる研磨装置及び球状部品の製造方法に関する。
【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、研磨又は研削することがある。球状部品を研磨又は研削する研磨装置及び研磨方法として、例えばバフ研磨、バレル研磨、ラップ研磨、センターレス研磨等を称される、種々の研磨方法及びこれらに用いられる研磨装置がある。
【０００３】
これらの研磨方法のうちバレル研磨は、通常、研磨対象物である球状部品と砥石としての研磨用メディアとを混合してこれらを攪拌して研磨する方法であり、混合物の質量及び体積が共に大きくなるうえ長時間の研磨時間を要するので高い研磨効率を実現しにくいことが指摘されている。
【０００４】
球状部品を比較的均等に研磨できる研磨方法としてラップ研磨が知られている。ラップ研磨は、一般に、球状部品を比較的均等に研磨できるものの、研磨に長時間を要すること、砥石が大型化する傾向があるので、加工時間及び装置のメインテナンス性に劣ることが知られている。
【０００５】
このようなラップ研磨に用いられる装置として、例えば、特許文献１には「ストレージに収容された被加工球体を、互いに所定間隔を有して対向している回転盤体と固定盤体との間に複数列で供給しかつこの両盤体により加工圧を加えて研磨加工し、前記両盤体から排出された被加工球体を前記ストレージに戻して再び前記両盤体間に供給し、この動作を繰り返すように構成した球体研磨装置において、前記両盤体の少なくとも一方の盤体に複数本の同芯状の球体転走溝を形成し、前記複数本の球体転走溝は、前記盤体の球体転走溝形成面全体でみて、球体転走溝内の球体が両盤体に挟圧されて２点接触支持あるいは近似２点接触支持となる溝断面形状の球体転走溝と、３点接触支持あるいは近似３点接触支持となる溝断面形状の球体転走溝とで構成されることを特徴とする球体研磨装置」（請求項１等）が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には「互いに所定間隔を存して対向する２つの盤体相互間に被加工球体を挟持して、前記２つの盤体の少なくとも一方を回転することにより前記被加工球体の表面を真球状に研削加工する球体研削装置において、前記２つの盤体の少なくともいずれか一方に前記被加工球体を円周方向に転動案内する環状の案内溝を設け、該案内溝の断面形状を、前記被加工球体が前記案内溝をその円周上で公転するとき前記案内溝と前記被加工球体との接触点が周期的に変化する如く前記盤体の円周方向に連続して変化させたことを特徴とする球体研削装置」（請求項１等）が記載さている。
【０００７】
これら特許文献１の「球体研磨装置」及び特許文献２の「球体研削装置」においても前記したように加工時間及び装置のメインテナンス性に劣ることがある。
【０００８】
研磨効率の高い研磨方法として回転砥石と調整砥石とを用いるセンターレス研磨方法が知られているものの、この研磨方法は球状部品を均等に研磨しにくいことが指摘されている。このようなセンターレス研磨に用いられる装置として、例えば、特許文献３には、「回転研磨面を有する研磨手段と、該研磨手段に接近・離反可能な調整車と、該調整車と研磨手段との中間にあってワークを支持する支持台と、上記調整車を研磨手段に向けて付勢する弾性手段と、上記調整車と研磨手段との間の距離を測定する距離センサと、上記弾性手段の付勢力より小さい押圧力で弾性手段が調整車を押圧する力を減ずる押圧力減少手段と、を有し、上記距離センサが検知した調整車の位置に応じて上記押圧力減少手段を作動させることを特徴とするセンターレス研磨機」が記載さている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３２２５５４８号公報
【特許文献２】特許第３２２５６１５号公報
【特許文献３】特開２００１−３１５０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、研磨精度の高い球状部品を高い研磨効率で研磨できる研磨装置及び球状部品の製造方法を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、研磨対象となる球状部品の外面に接触し、砥粒が配置された円弧状内面を有する少なくとも１本の転動溝を外周面に有し、回転可能に軸支されたローラ状の砥石と、前記砥石に対して間隙をおいて並列状態となるように回転可能に軸支されたバックアップローラと、前記砥石及び前記バックアップローラの少なくとも一方をその軸線方向に前後進させる運動機構と、前記間隙の近傍に配置され、前記転動溝内を転動する前記球状部品を前記砥石及び前記バックアップローラに押し止める押止部材とを備えた研磨装置であり、
請求項２は、前記転動溝はその形成方向全体にわたって前記円弧状内面を有している請求項１に記載の研磨装置であり、
請求項３は、前記転動溝は互いに独立した複数の転動溝である請求項１又は２に記載の研磨装置であり、
請求項４は、前記転動溝はその形成方向が前記砥石の軸線に対して垂直又は傾斜している請求項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、前記円弧状内面は前記球状部品の狙い半径と略同一の半径を有している請求項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、前記間隙は前記転動溝に対向する前記バックアップローラの表面との最大距離が前記球状部品の直径よりも小さい間隙である請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨装置であり、
請求項７は、前記運動機構は前記バックアップローラに接続され、前記バックアップローラをその軸線方向に前後進させる請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨装置であり、
請求項８は、ローラ状の砥石の外周面に形成され、砥粒を有する転動溝内に配置された球状部品に前記砥石の回転方向の第１転動力及びこの回転方向と異なる方向の第２転動力を作用させて、前記球状部品を前記転動溝で研磨する工程を有する球状部品の製造方法であり、
請求項９は、球状部品を準備する工程を有する請求項８に記載の球状部品の製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る研磨装置は、研磨対象となる球状部品の外面に接触し、砥粒が配置された円弧状内面を有する少なくとも１本の転動溝を外周面に有し、回転可能に軸支されたローラ状の砥石と、前記砥石に対して間隙をおいて並列状態となるように回転可能に軸支されたバックアップローラと、前記砥石及び前記バックアップローラの少なくとも一方をその軸線方向に前後進させる運動機構と、前記間隙の近傍に配置され、前記転動溝内を転動する前記球状部品を前記砥石及び前記バックアップローラに押し止める押止部材とを備えているから、転動溝に配置された球状部品は、砥石の回転に伴う第１転動力と、砥石及び／又はバックアップローラの軸線方向の前後進に伴う第２転動力とによって、転動の回転軸を変化させながら転動溝で転動しながら研磨される。
【００１３】
また、この発明に係る球状部品の製造方法は、ローラ状の砥石の外周面に形成され、砥粒を有する転動溝内に配置された球状部品に前記砥石の回転方向の第１転動力及びこの回転方向と異なる方向の第２転動力を作用させて、この球状部品を転動溝で研磨する工程を有しているから、球状部品は種々の回転軸を中心にして転動しつつ研磨される。
【００１４】
したがって、この発明によれば、研磨精度の高い球状部品を高い研磨効率で研磨できる研磨装置及び球状部品の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、この発明に係る研磨装置の一例である研磨装置を示す要部概略平面図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ端面を示す概略端面図である。
【図３】図３は、この発明に係る研磨装置の別の一例である研磨装置を示す要部概略平面図である。
【図４】図４は、この発明に係る研磨装置の一例である研磨装置で球状部品を研磨する工程を説明する概略平面図である。
【図５】図５は、この発明に係る研磨装置の一例である研磨装置で球状部品を研磨する工程を説明する、図４におけるＡ−Ａ端面を示す概略端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明に係る研磨装置は、研磨対象となる球状部品の外面に接触し、砥粒が配置された円弧状内面を有する少なくとも１本の転動溝を外周面に有し、回転可能に軸支されたローラ状の砥石と、この砥石に対して間隙をおいて並列状態となるように回転可能に軸支されたバックアップローラと、砥石及びバックアップローラの少なくとも一方をその軸線方向に前後進させる運動機構と、前記間隙の近傍に配置され、転動溝内を転動する球状部品を砥石及びバックアップローラに押し止める押止部材とを備えている。
【００１７】
この発明に係る研磨装置は、転動溝に配置された球状部品に砥石の回転に伴う第１転動力と砥石及び／又はバックアップローラの軸線方向の前後進に伴う第２転動力とを作用させて、この球状部品の回転軸を変化させながら転動させて研磨することができるように、構成されている。したがって、球状部品は、金属製であっても樹脂製又はゴム製であっても、また研磨時間が短くてもその球面が均等すなわち均一に研磨されるので研磨精度が高くほぼ真球形状に研磨される。
【００１８】
このように、この発明に係る研磨装置は、球状部品を研磨して研磨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。
【００１９】
この発明に係る研磨装置は、ローラ状の砥石とバックアップローラとで挟むようにして球状部品を研磨するので、改良されたセンターレス研磨装置とも称することができ、ローラ状の砥石、バックアップローラ、運動機構及び押止部材以外の構成等は公知の研磨装置、例えば、センターレス研磨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もできる。
【００２０】
この発明において、球状部品は、この発明に係る研磨装置及びこの発明に係る球状部品の製造方法において研磨対象となる部品を意味することもあり、またこの発明に係る研磨装置で研磨された部品及びこの発明に係る球状部品の製造方法によって製造された部品をも意味することもある。以下、理解を容易にするため、研磨対象となる部品を便宜上「被研磨球状部品」と称し、研磨又は製造された部品を便宜上「真球部品」と称する。なお、この発明において「研磨」は「研削」をも含む概念である。
【００２１】
この発明に係る研磨装置及びこの発明に係る球状部品の製造方法において研磨対象となる被研磨球状部品としては、幾何学的に正確な球状で所定寸法を有する球状部品ではなく、形状整形又は寸法調整のため、研磨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。すなわち被研磨球状部品は転動しやすい形状を有していればよい。一方、この発明に係る研磨装置及びこの発明に係る球状部品の製造方法において研磨又は製造された真球部品は、ほぼ真球形状で所定寸法を有する球状部品である。ここで、ほぼ真球形状とは後述する測定方法における直径のばらつきが所定寸法の２％以下である場合をいう。
【００２２】
この発明において、球状部品すなわち被研磨球状部品及び真球部品は、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。
【００２３】
この発明に係る研磨装置を、図面を参照して、具体的に説明する。この発明に係る研磨装置の一例である研磨装置１は、図１及び図２に示されるように、ローラ状の砥石５と、バックアップローラ６と、運動機構７と、押止部材８とを備えている。
【００２４】
砥石５は、軸体１４を有するローラ形状又は筒状をなしており、軸体１４の両端部を軸支する支持駆動部１５で図示しない基板に水平に配置、固定されている。したがって、この砥石５はその軸線方向に前後進することなく、前記基板に固設されている。この砥石５は、少なくとも転動溝１２の円弧状内面１３に砥粒が配置されて被研磨球状部品３を研磨できるように構成されていればよく、円弧状内面１３に加えて外周面１１にも砥粒が配置されていてもよい。
【００２５】
この砥石５は、その外周面１１に、図示しない被研磨球状部品３の外面に接触する円弧状内面１３を有する６本の転動溝１２Ａ〜１２Ｆ（これらを合せて転動溝１２と称する。）を、等間隔で有している。このときの隣接する転動溝１２同士の間隙すなわち間隔は、隣接する転動溝１２に配置された被研磨球状部品３同士が接触しない間隙、すなわち被研磨球状部品３の直径よりも大きな間隙になっている。転動溝１２それぞれは、その形成方向すなわち延在方向が砥石５の軸線に対して垂直で砥石５の周方向に一巡する輪環状に形成され、それぞれが互いに他の転動溝１２に接続又は接することのない独立した溝になっている。
【００２６】
転動溝１２それぞれは、その形成方向全体にわたって同一形状及び同一寸法の円弧状内面１３を有している。このように円弧状内面１３が同一形状及び同一寸法を有していると被研磨球状部品３の加工精度が向上し、又は、砥石５の加工精度を確保しやすくなる。この円弧状内面１３は被研磨球状部品３を受け入れて転動を案内すると共に被研磨球状部品３の球面を研磨する。したがって、円弧状内面１３は、被研磨球状部品３を受け入れることのできる寸法を有していればよく、例えば、被研磨球状部品３の球面の大部分を被覆するような略Ｃ字状となる中心角が１８０°を越える円弧状の内面であってもよく、被研磨球状部品３の球面の略半分を被覆するような略Ｕ字状となる中心角が１８０°前後の半円弧状の内面であってもよく、また被研磨球状部品３の球面の一部を被覆するような略弓状となる中心角が１８０°未満の円弧状の内面であってもよい。この例においては、中心角が約１５０°の円弧状内面になっている。この円弧状内面１３は、被研磨球状部品３の狙い半径、すなわち研磨後半径、さらにいうと真球部品の半径と略同一の半径を有し、被研磨球状部品３の球面を均等に研磨する。このように円弧状内面１３がこの狙い半径と略同一の半径を有していると円弧状内面１３に接触している被研磨球状部品３の球面を均等に研磨でき、すなわち、寸法の大きい箇所から砥石に接触するため、寸法の大きい箇所は研磨代が多く優先的に研磨され、高い寸法精度を実現できる。ここで、狙い半径と略同一の半径とは、例えば、狙い半径±０．５％の半径を意味する。
【００２７】
砥石５において、被研磨球状部品３を研磨する砥粒（図１及び図２において図示しない。）は少なくとも転動溝１２の円弧状内面１３に配置されていればよく、砥石５の転動溝１２が形成されていない外周面に配置されていてもよい。このように円弧状内面１３に砥粒が配置されているから、この円弧状内面１３は砥粒に基づく凹凸又はこれと同等の効果を有する凹凸を有しており、所謂「ヤスリ」になっている。砥粒は公知の結合材等を介して円弧状内面１３等に強固に配置されている。このように砥石５は少なくとも円弧状内面１３に砥粒を有する円筒体であり、円弧状内面１３及び前記外周面以外は転動溝が配置可能であれば中実体であっても中空体であってもよく、また無端ベルト状であってもよい。少なくとも円弧状内面１３に配置される砥粒は、被研磨球状部品３を研磨できるものであれば従来公知の砥粒を採用することができ、その材質（砥材とも称する。）として、例えば、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、炭化珪素、酸化アルミニウム等が挙げられる。なお、砥粒の形状及び寸法等は被研磨球状部品３の形状及び研磨量等に応じて適宜に決定される。
【００２８】
砥石５としては、具体的には、前記砥材でローラ状に中実に形成された多孔質構造を有しない砥石、例えばダイヤモンド砥石、又は、前記砥材をローラ状に焼結した多孔質構造を有する焼結砥石例えば焼結ダイヤモンド砥石等に転動溝１２を形成した砥石を用いることができる。また、砥石５としては、前記砥材で形成された砥粒をめっき層で砥石母材表面に固着した電着砥石、例えばダイヤモンド電着砥石、ＣＢＮ電着砥石等を用いることができる。これらの砥石において、転動溝１２を形成する方法として、例えば、砥粒を電着によりＲ曲面を有した砥石母材表面に固定した後にこの表面をＣＢＮ砥石等を用いて溝を仕上げ切削する方法、砥粒を結合材と混合して成型後に焼結する方法等が挙げられる。この発明においては、少なくとも円弧状内面１３に砥粒が配置された砥石、具体的には、前記砥材でローラ状に中実に形成された砥石、焼結砥石又は電着砥石を用いるから、研磨精度よく球状部品を研磨できる。この発明においては、砥石５として多孔質構造を有しない砥石又は電着砥石を用いると、研磨効率が高いにもかかわらず、研磨精度及び寸法再現性により一層優れ、円弧状内面１３の形状及び半径を精度よく維持できる。特に、砥石５は経時変化によって円弧状内面１３の形状及び半径が変化したとしてもその形状及び寸法の調整が容易になるという効果を有する。この研磨装置１において、砥石５としては転動溝１２を６本形成したダイヤモンド電着砥石が採用されている。このようなダイヤモンド電着砥石として、例えば、商品名「ＳＤ８０Ｎ１００Ｐ１．５」（旭ダイヤモンド工業株式会社製、粒度：＃８０、結合剤：硬質クロームめっき）等が挙げられる。なお、軸体１４は樹脂、金属、木材等の硬質材料で外周面１１と同軸に形成されている。
【００２９】
支持駆動部１５は、砥石５の軸体１４を支持すると共に軸体１４を介して砥石５を、転動溝１２に配置された被研磨球状部品３をバックアップローラ６との間隙上に存在するように、一方向すなわち時計方向に回転させる。この支持駆動部１５は、例えば、図示しないモータ等の駆動源と、駆動源の回転軸に軸体１４を接続する回転力伝達機構とを有している。
【００３０】
バックアップローラ６は、被研磨球状部品３に接する平坦な外周面２１と、軸体２２を有しており、軸体２２の両端部を軸支する支持駆動部２３で、砥石５に対して間隙９をおいて並列状態となるように水平に図示しない基板に軸支されている。すなわち、砥石５及びバックアップローラ６は、互いに間隙をおいて並列配置されている。このとき、砥石５の軸線とバックアップローラ６の軸線とは例えば図２及び図５に示されるように同一平面内にあり、砥石５とバックアップローラ６との間隙９もこの平面内にある。この間隙９は、転動溝１２に対向するバックアップローラ６の表面との最大距離すなわち円弧状内面１３の最深部とアップローラ６の表面との距離が被研磨球状部品３の直径よりも小さい間隙になっている。この研磨装置１において、間隙９は前記最大距離を有していればよく、砥石５とバックアップローラ６とのローラ表面間距離（間隙９の最小距離とも称する。）は、例えば、研磨後の半径すなわち狙い半径−０．３（ｍｍ）に設定されている。したがって、例えば図５に示されるように転動溝１２に収納された被研磨球状部品３は砥石５とバックアップローラ６とで間隙９よりも上方で支持される。このバックアップローラ６は、一方の支持駆動部２３内に収納された後述する運動機構７によって、その軸線方向に前後進すなわち往復運動するように、支持されている。このように支持されたアップローラ６によって転動溝１２に配置された被研磨球状部品３に前記軸線方向に転動させる転動力が伝達される。
【００３１】
バックアップローラ６は、被研磨球状部品３に転動力を伝達できればよく、この例において、ゴム、樹脂、金属、木材等の各材料で形成され、平坦な外周面を有している。
【００３２】
支持駆動部２３は、バックアップローラ６の軸体２２を支持すると共に軸体２２を介してバックアップローラ６を、転動溝１２に配置された被研磨球状部品３を砥石５との間隙９上に存在するように、一方向すなわち半時計方向に回転させる。すなわち、砥石５とバックアップローラ６とは互いに逆方向に回転する。この支持駆動部２３は支持駆動部１５と基本的に同様である。
【００３３】
運動機構７は、図１に破線で示すように、一方の支持駆動部２３内でバックアップローラ６に接続してバックアップローラ６をその軸線方向に前後進運動させる。この運動機構７としては、特に図示しないが、例えば、支持駆動部２３の駆動源とは異なる駆動源例えばモータと、この駆動源の回転軸とバックアップローラ６の軸体２２を接続する動力接続機構、例えば、軸体２２の外表面に形成された螺旋溝に螺合する歯車を備えた所謂「ラックアンドピニオン」が挙げられる。
【００３４】
押止部材８は、砥石５とバックアップローラ６との間隙９の近傍であって間隙９から転動溝１２と外周面２１とで被研磨球状部品３が支持される位置に向かう方向の延長線上すなわち上方に配置されている。押止部材８は、砥石５の回転方向上流側に配置されているということもできる。押止部材８が配置される位置は、転動溝１２に配置された被研磨球状部品３の球面に当接する位置又はわずかなスペースを空けて臨む位置である。この研磨装置１において、押止部材８は被研磨球状部品の研磨の進捗度に応じて徐々に前記間隙に向かって前進するようになっていてもよく、押止部材８が最終的に配置される位置は、具体的には、被研磨球状部品が狙い半径となったときにこの被研磨球状部品に当接する位置であるのが好ましい。この押止部材８は、１枚の板状体又は棒状体であって砥石５及びバックアップローラ６の軸線方向にこれらの軸線方向全体にわたって位置している。センターレス研磨装置においては、被研磨球状部品が砥石及びバックアップローラの回転によって跳ね上げられて研磨できないことがあるが、押止部材８を備えていると、転動溝１２内を転動する被研磨球状部品３は砥石５及びバックアップローラ６の回転等で跳ね上げられても、被研磨球状部品３は砥石５及びバックアップローラ６に押し止められる。また、この押止部材８は、被研磨球状部品３の寸法が転動溝１２のそれよりも大きくても被研磨球状部品３を転動溝１２に押圧して転動溝１２内に押し込むこともある。したがって、この押止部材８は、被研磨球状部品３の押圧部材、規制部材とも称することができる。
【００３５】
この押止部材８は、ゴム、樹脂、金属等で形成され、被研磨球状部品３を損傷させない材料で形成されるのが好ましく、摩擦係数の小さな材料例えばフッ素樹脂等で形成されるのが特に好ましい。
【００３６】
研磨装置１において、砥石５及びバックアップローラ６等の各部材は被研磨球状部品３の寸法、研磨量等に応じて適宜の寸法に設計される。支持駆動部１５は例えば周速１５〜１２０ｍ／ｍｉｎの回転速度で砥石５を回転させ、支持駆動部２３は例えば周速０．５〜５ｍ／ｍｉｎの回転速度でバックアップローラ６を回転させ、運動機構７は移動速度が研磨前製品直径（ｍｍ）×９０〜研磨前製品直径（ｍｍ）×８００（ｍｍ／ｍｉｎ）の範囲内となるように０．５〜２ｓｅｃ毎に逆方向にバックアップローラ６を移動させる。このとき、砥石５及びバックアップローラ６の回転速度は同一であってもよく異なっていてもよい。
【００３７】
この発明に係る研磨装置の別の一例である研磨装置２は、図３に示されるように、運動機構７が砥石５に接続されていること以外は研磨装置１と基本的に同様であり、具体的には、砥石５と、バックアップローラ６と、運動機構７と、押止部材８とを備えている。運動機構７は一方の支持駆動部１６内に収納され、砥石５をその軸線方向に前後進すなわち往復運動させること以外は研磨装置１の運動機構７と基本的に同様である。バックアップローラ６は支持駆動部２４に回転可能に軸支され、図示しない基板に水平に固定されていること以外は研磨装置１のバックアップローラ６と基本的に同様である。この研磨装置２において、支持駆動部１６は例えば周速１５〜１２０ｍ／ｍｉｎの回転速度で砥石５を回転させ、支持駆動部２４は例えば周速０．５〜５ｍ／ｍｉｎの回転速度でバックアップローラ６を回転させ、運動機構７は移動速度が研磨前製品直径（ｍｍ）×９０〜研磨前製品直径（ｍｍ）×８００（ｍｍ／ｍｉｎ）の範囲内となるように０．５〜２ｓｅｃ毎逆方向に砥石５を移動させる。
【００３８】
この発明に係る球状部品の製造方法は、ローラ状の砥石の外周面に形成され、砥粒を有する転動溝内に配置された被研磨球状部品に砥石の回転方向の第１転動力及びこの回転方向と異なる方向の第２転動力を作用させて、被研磨球状部品を転動溝で研磨する工程を有している。このように、この発明に係る球状部品の製造方法は、被研磨球状部品に第１転動力及び第２転動力を作用させて被研磨球状部品を種々の回転軸で転動させた状態で研磨できる。したがって、被研磨球状部品は、金属製であっても樹脂製又はゴム製であっても、また研磨時間が短くてもその球面が均等すなわち均一に研磨されるので研磨精度が高くほぼ真球形状に研磨される。
【００３９】
この発明に係る球状部品の製造方法における研磨する工程は、被研磨球状部品を高い研磨精度で研磨できる被研磨球状部品の研磨方法と称することもでき、また、この発明に係る球状部品の製造方法における好適な研磨する工程は、ローラ状の砥石とバックアップローラとで挟むようにして被研磨球状部品を研磨する工程であるから、被研磨球状部品のセンターレス研磨方法と称することもできる。
【００４０】
この発明に係る球状部品の製造方法を、図面を参照して、具体的に説明する。この発明に係る球状部品の製造方法の一例（以下、一製造方法と称する。）は、この発明に係る研磨装置、例えば研磨装置１を用いる方法であり、被研磨球状部品を準備する工程と、研磨する工程とを有している。
【００４１】
一製造方法においては、まず、被研磨球状部品３を準備する工程を実施する。例えば、被研磨球状部品３は、ゴム組成物、樹脂組成物、金属等の材料を公知の方法で球状に整形して、準備する。具体的には、被研磨球状部品３をゴム組成物又は樹脂組成物で成形する場合には各種のゴム組成物例えばシリコーンゴム組成物又は樹脂組成物等を適宜の成形方法で成形し、被研磨球状部品３を金属で整形する場合には金属を切削等により整形する。
【００４２】
一製造方法においては、研磨装置１を準備し、例えば温度１０〜３５℃、相対湿度４５〜８０％の環境下に設置する。この研磨装置１は前記した通りであり、図４及び図５に示されるように砥石５とバックアップローラ６と運動機構７と押止部材８とを備えている。
【００４３】
一製造方法においては、このようにして準備した被研磨球状部品３及び研磨装置１を用いて研磨する工程を実施する。具体的には、準備した６個の被研磨球状部品３それぞれを、図４及び図５に示されるように、間隙９の近傍であって研磨装置１の６本の転動溝１２内に配置する。そうすると、図５に明確に示されるように、被研磨球状部品３はその一部が転動溝１２内に収納され、残部が転動溝１２の外側に突出してバックアップローラ６の外周面２１に当接する。このようにして被研磨球状部品３は砥石５とバックアップローラ６とで間隙９の上方に支持配置される。
【００４４】
一製造方法においては、次いで、支持駆動部１５及び支持駆動部２３を起動して砥石５及びバックアップローラ６を図５に示す矢印の方向に回転させる。このとき、砥石５は例えば周速１５〜１２０ｍ／ｍｉｎの回転速度で、バックアップローラ６は例えば周速０．５〜５ｍ／ｍｉｎの回転速度で、それぞれ同一速度に回転される。
【００４５】
一製造方法においては、砥石５及びバックアップローラ６の回転と同時又はその前後に、運動機構７を起動してバックアップローラ６をその軸線方向に前後進させる。このとき、バックアップローラ６は、移動速度が製品直径（ｍｍ）×９０〜製品直径（ｍｍ）×８００（ｍｍ／ｍｉｎ）の範囲内で０．５〜２ｓｅｃ毎に逆方向に移動するように、往復運動する。なお、バックアップローラ６の１回の移動距離は特に限定されず、例えば、製品外周距離の２５〜１００％程度に設定できる。
【００４６】
一製造方法においては、被研磨球状部品３を転動溝１２内に配置し、支持駆動部１５及び支持駆動部２３を起動し、次いで、運動機構７を起動する間、又は、その後に、押止部材８が転動溝１２内に配置された被研磨球状部品３に接触又は非接触で間隙９と共に被研磨球状部品３を挟むように配置される。このときの押止部材８が配置される位置及び最終的に配置される位置は前記した通りである。
【００４７】
一製造方法において、このようにして、砥石５及びバックアップローラ６を回転させ、かつバックアップローラ６を前後進運動させると、各転動溝１２内に配置された被研磨球状部品３には、砥石５及びバックアップローラ６の回転による回転方向の第１転動力と、バックアップローラ６の前後進運動による前記回転方向と異なる方向、例えば、バックアップローラ６の軸線方向又はバックアップローラ６の軸線と被研磨球状部品３の中心とを結ぶ仮想線方向の第２転動力が同時に作用する。そうすると、被研磨球状部品３は、第１転動力によって砥石５の軸線方向を回転軸とする回転と、第２転動力によってバックアップローラ６の軸線と被研磨球状部品３の中心とを結ぶ仮想線に垂直な方向を回転軸とする回転とが生じて、転動溝１２内で転動する被研磨球状部品３の回転軸が変化して種々の回転軸を中心にして転動する。このように回転軸を刻々と変化させながら転動する被研磨球状部品３はその球面がほぼ均等に転動溝１２の円弧状内面１３に接して研磨される。
【００４８】
一製造方法において、砥石５及びバックアップローラ６の回転及びバックアップローラ６の前後進運動によって砥石５とバックアップローラ６とで支持配置された被研磨球状部品３が跳ね上げられても、押止部材８によって被研磨球状部品３は砥石５及びバックアップローラ６に押し止められるから、第１転動力及び第２転動力が効率よく伝達されると共に円弧状内面１３に接触する。
【００４９】
このようにして研磨する工程が実施される一製造方法においては、第１転動力及び第２転動力が効率よく伝達された被研磨球状部品３は回転軸が変化させながら転動して研磨される。したがって、被研磨球状部品３は金属製であっても樹脂製又はゴム製であっても、また研磨時間が短くてもその球面が均等すなわち均一に研磨されて高い研磨精度でほぼ真球形状になる。
【００５０】
また、一製造方法においては、被研磨球状部品３を転動溝１２内で転動させつつ研磨するから、円弧状内面１３の表面に結合材等を介して配置された砥粒に被研磨球状部品３が満遍なく接触又は圧接して砥粒の偏磨耗を抑えることができる。
【００５１】
この発明に係る研磨装置は、前記した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。例えば、研磨装置１及び２はいずれも６本の転動溝１２を有する砥石５を備えているが、この発明において、研磨装置は少なくとも１本の転動溝を有する砥石５を備えていればよく、研磨効率等を勘案して形成される転動溝数が決定される。
【００５２】
研磨装置１及び２はいずれも転動溝が砥石５の軸線に対して垂直な方向に沿って形成されているが、この発明において転動溝は砥石の軸線に対して傾斜する方向に沿って形成されていてもよい。また、研磨装置１及び２はいずれも６本の転動溝が互いに独立に形成されているが、この発明において転動溝は独立している必要はなく、例えば１本の螺旋状に形成されていてもよい。
【００５３】
研磨装置１及び２はいずれもバックアップローラ６がゴム、樹脂、金属、木材等の各材料で形成され、平坦な外周面を有しているが、この発明において、バックアップローラは砥石で形成されていてもよく、また、その外周面に被研磨球状部品に転動力を伝達する輪環状又は螺旋状の突条を有していてもよい。
【００５４】
研磨装置１及び２はいずれも枚の板状体又は棒状体の押止部材８を備えているが、この発明において、押止部材は、櫛状に形成され、各櫛歯が転動溝近傍に配置されていてもよく、転動溝それぞれの近傍に配置される独立した複数の棒状体であってもよい。
【００５５】
研磨装置１及び２において、運動機構７は、例えば、支持駆動部２３の駆動源とは異なる駆動源と、この駆動源の回転軸とバックアップローラ６の軸体２２を接続する動力接続機構とを有しているが、この発明において、運動機構は手動であってもよい。
【００５６】
この発明に係る球状部品の製造方法は、前記した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。例えば、一製造方法は研磨装置１を用いているが、この発明に係る球状部品の製造方法おいて、この発明に係る研磨装置を用いることができる。
【００５７】
また、この発明に係る球状部品の製造方法おいて、研磨する工程の後に真球部品を洗浄する洗浄工程を実施してもよい。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
研磨装置１及び被研磨球状部品３を準備した。この研磨装置１において、砥石５はダイヤモンド電着砥石を用いた。このダイヤモンド電着砥石は、外周面１１の軸線方向長さ１５０ｍｍ、外径１２５ｍｍの中実のローラ状砥石母材をＳ４５Ｃで形成し、その外周面１１に１３．４ｍｍの等間隔で、半径が５．４ｍｍで中心角が約１５０°の１１本の転動溝１２を軸線に垂直に一巡するように形成し、これら転動溝１２の円弧状内面１３上に硬質クロームめっきを結合材としてダイヤモンド製の砥粒（粒度＃８０番）を電着により固定して、ダイヤモンド電着砥石を製造した。バックアップローラ６は、ＳＵＳ製で、軸線方向長さ１７０ｍｍ、外径２５ｍｍのローラ状をなし、間隙９の最小距離が５．１ｍｍで最大距離が９．３ｍｍとなるように、砥石５と並列に配列されていた。押止部材８は、砥石５とバックアップローラ６との間隙９の上方に配置され、間隙９に向けて被研磨球状部品３が狙い半径の５．４０ｍｍとなったときにこの被研磨球状部品３に当接する位置まで前進可能になっている。
【００５９】
シリコーンゴム組成物（商品名「ＫＥ−７０５５Ｕ」、信越化学工業株式会社製）を成形して直径約１０．９０ｍｍのシリコーンゴム製の被研磨球状部品３を準備した。この被研磨球状部品３の直径を拡大倍率２０倍の投影機を透過照明で１０点測定したところ最大測定値と最小測定値との差分は０．３ｍｍであった。
【００６０】
このようにして準備した研磨装置１の転動溝１２に被研磨球状部品３を配置した後に、支持駆動部１５を起動して２００ｒｐｍ（周速７５ｍ／ｍｉｎ）の回転速度で砥石５を回転させ、一方、支持駆動部２３を起動して４０ｒｐｍ（周速３ｍ／ｍｉｎ）の回転速度でバックアップローラ６を回転させると共に、運動機構７を起動してバックアップローラ６を移動速度が研磨前製品直径（ｍｍ）×９０〜８００（ｍｍ／ｍｉｎ）の範囲内で０．５ｓｅｃ毎に逆方向に移動するように往復運動させた。間隙９の上方に配置された押止部材８を狙い半径となったときの被研磨球状部品３に当接する位置まで徐々に間隙９に向かって前進させつつ、この砥石５の回転並びにバックアップローラ６の回転及び往復運動を３０秒実施して、直径が１０．８０ｍｍとなるように被研磨球状部品３を研磨した。
【００６１】
このようにして得られた真球部品の直径を、拡大倍率２０倍の投影機を用いて透過照明下で、１０点測定したところ最大測定値と最小測定値との差分は０．１８ｍｍで直径のばらつきが１０．８０ｍｍの１．７％であった。
【００６２】
（比較例１）
砥石５に代えて転動溝１２を有していないローラ状の砥石を用いたこと以外は実施例１と基本的に同様にして被研磨球状部品３を研磨した。得られた真球部品は平面を持つ歪な形状に研磨されており、その直径における前記差分は１〜１．５ｍｍで直径のばらつきが１０．８０ｍｍの９．３〜１３．９％であった。
【００６３】
（比較例２）
バックアップローラをその軸線方向に前後進運動させなかったこと以外は実施例１と基本的に同様にして被研磨球状部品３を研磨した。比較例２において、被研磨球状部品３は、研磨する工程において転動の回転軸がほとんど変化していので、研磨装置を停止したときに砥石５の軸線方向に沿う長径とこの長径に垂直な短径とを有する平面視略楕円形のラグビーボール様形状に研磨されていた。得られた真球部品の直径における前記差分は０．４８ｍｍで直径のばらつきが１０．８０ｍｍの４．４％であった。
【符号の説明】
【００６４】
１、２  研磨装置
３  （被研磨）球状部品
５  砥石
６  バックアップローラ
７  運動機構
８  押止部材
９  間隙
１１外周面
１２、１２Ａ〜１２Ｆ  転動溝
１３  円弧状内面
１４  軸体
１５  支持駆動部
１６  支持駆動部
２１  外周面
２２  軸体
２３  支持駆動部
２４  支持駆動部
【図１】
2013056382.tif 000003
【図２】
2013056382.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013056382.tif 000006
【図５】
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