(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に雌ねじを設けた筒部と一部が外側に突出するよう球体を保持する内周面をＲ球面とした貫通穴を設けた底部とを形成したナットと、外周面に前記ナットの雌ねじと螺合する雄ねじを設け先端面で被加工用球体を押さえる円筒部を備えたボルトと、より成り、
前記ナットの底部に設けられた貫通穴の球体保持側のＲ球面は、被加工用球体と接する範囲の曲率中心が、保持された状態の前記被加工用球体の曲率中心より下側の偏心した位置であり、且つ該被加工用球体の曲率半径より大きな曲率を有することを特徴とする球体保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、球体を加工する際に使用する、球体を固定保持するために使用する球体保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械部品の中には、硬い球体の一部を切削或いは研磨等により加工して使用する必要のあるものがある。例えば、ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプ部品として、一部を切り取って平坦面加工を施した球体（通常、鋼製又はセラミックス製が多い）が使用される。最近はディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプは、電子制御され高性能化しているため、このような噴射装置に使用される部品についても精密で耐久性に優れたものを要求されているが、このような部品に使用される球体についても精密な加工が要求されている。
【０００３】
一部を平坦面とした球体は、球体の一部を研磨加工を施し、平らにすることで得られるが、研磨加工するためには、被加工用球体（以下、単に球体とする場合もある）を確実に固定保持しなければならない。しかしながら、球体の研摩加工に際しては、球体を動かないように保持する球体保持装置のようなものは実際には見当たらず、各技術分野に応じて既存の工具或いは適当なその場限りで使用する治具を製作して保持し加工しているのが実情である。
【０００４】
例えば、球体の固定保持装置として、図４に示すような装置が提案されている。この球体保持装置３０は、第１の平面板部材３１と、第２の平面板部材３３とで構成される。第１の平面板部材３１には、貫通方向に均一な厚みを持ち、球体３５の直径よりもやや小さい直径の貫通口３２が形成され、第２の平面板部材３３には、球体３５よりも径を小さくした貫通口３４と円筒状の凹部３６とが形成されている。球体３５を固定する場合は、第１の平面部材３１に球体３５を乗せて貫通口３２に球体３５を嵌め込み、更に第２の平面板部材３３の凹部３６の側壁で接するように貫通口３４の角で押さえ、第１の平面板部材３１の貫通口３２が第２の平面板部材３３の貫通口３４と同心円に組み立て固定される。こうして二枚の平面板部材３１，３３を重ね合わせ、それぞれの貫通口３２，３４の角で球体３５が固定される（特開平７−３１１３２５号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の球体保持具３０は、主に高分子樹脂製の球体を保持し表面加工を行う為のものであり、その加工には大きな力がかからないので保持する力も緩く保持できれば良い。これに対し、ディーゼルエンジン用燃料噴射装置に使用する球体はセラミック製や特殊鋼製の硬球で製作されており、研摩加工時動かないように球体を保持することはかなり困難である。このような硬い球体を加工するに際しては、加工時の切削トルク等で球体が回転することがなく、かつ、球体や保持具のいずれの側にもクランプ傷などを付けないような保持装置としなければならない。しかしながら、現在のところ多量の球体を切削時の大きなトルクに耐えられるように且つ傷が付かないように固定して加工するための球体保持方法及びその保持装置はなかった。
【０００６】
この発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、加工時硬い球体を動かないように且つ傷が付かないように確実に固定保持することが可能であり、且つ多量の球体の高精度な加工にも対応することのできる球体保持装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明は、上記する課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、球体保持装置が、内周面に雌ねじを設けた筒部と一部が外側に突出するよう球体を保持する内周面をＲ球面とした貫通穴を設けた底部とを形成したナットと、外周面に前記ナットの雌ねじと螺合する雄ねじを設け先端面で被加工用球体を押さえる円筒部を備えたボルトと、より成り、
前記ナットの底部に設けられた貫通穴の球体保持側のＲ球面は、被加工用球体と接する範囲の曲率中心が、保持された状態の前記被加工用球体の曲率中心より下側の偏心した位置であり、且つ該被加工用球体の曲率半径より大きな曲率を有することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。  図１は、この発明の球体保持装置の構成を示す縦断面図である。この球体保持装置は、内周面に雌ねじ２０ａを設けた筒部２０と、一部が外側に突出するよう内側に被加工用の球体３を保持するＲ球面２３を形成した貫通穴２２（図２（Ａ）参照）を中心部に設けた底部２１と、を形成したナット２と、外周面に前記ナット２の雌ねじ２０ａと螺合する雄ねじ１１ａを設け端面１１ｂで球体３を押さえる円筒部１１と該円筒部１１につながる本体１２とで形成したボルト１と、で構成される。
【０００９】
次に、前記ナット２の底部２１に穿設した貫通穴２２について説明する。
図２（Ａ）は、前記ナット２の縦断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＰ部拡大図である。ナット２の底部２１に設けた貫通穴２２の球体保持側の内周面には、球体３を保持したとき該球体３の一部が図の上側に突出するようなＲ球面２３が形成してある。この場合、ナット２の底部２１は一定の肉厚があり、Ｒ球面２３の曲率中心Ｏ1 は、前記球体３を貫通穴２２に保持させたとき、該球体３の曲率中心Ｏ0 より水平方向に対してｄ下側で且つ垂直方向に左右のいずれかにｅ偏心させた位置にある。即ち、Ｒ球面２３の曲率中心Ｏ1 は、ここに保持させた球体３の曲率中心Ｏ0 より下側の偏心した位置にある。
【００１０】
また、前記Ｒ球面２３の曲率半径は、球体３の曲率半径をＲとするとき「Ｒ＋α」としてある。従って、Ｒ球面２３の加工を施す際にも、この位置Ｏ1 が曲率中心となるように且つ曲率半径も球体３の曲率半径より大きくなるように加工する。また、この場合、Ｒ球面２３は全体が「Ｒ＋α」となるようにする必要はなく、球体３が保持されて固定されたとき該球体３が接する範囲で上記条件を満たせば良い。
【００１１】
上記Ｒ球面２３の曲率中心Ｏ1 を加工中心とする理由は、次の通りである。
図３（Ａ）は、前記ナット２の縦断面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＰ部拡大図である。当初、これらの図に示すように、Ｒ球面２３の加工を施す際には、底部２１より球体３が少し突出するよう球体３を貫通穴２２のＲ球面２３で保持させたとき、球面加工の曲率中心と球体３の曲率中心Ｏ0 とを一致させ、且つ外側端に近い先端部の球体３との接触位置２１ｂ、２１ｂの内側位置のＲ球面２３が、球体３の曲率半径Ｒと同一となるように球面加工を施してみた。しかし、実際には、図３（Ｂ）に示すように加工刃具の振れにより、Ｒ球面２３の曲率が徐々に大きくなり、その結果、球体３がこのＲ球面２３と先端当りとなり、薄肉部（前記接触位置２１ｂ，２１ｂ）に負荷がかかりナット２の寿命が短かくなる、という問題があった。
【００１２】
更に、前記球体３と前記接触位置２１ｂ，２１ｂは薄肉であり、先端当りとなると、ナット２の球体３保持のための締付け時に薄肉が変形し、球体３が規定以上に嵌まり込むことにより、加工後に球体３を貫通穴２２からスムーズに取り出せないという問題もあった。従って、このような球面加工の中心と球体３の曲率中心Ｏ0 とを一致させ、且つ外側端に近い先端部の球体３との接触位置２１ｂ，２１ｂのＲ球面２３が、球体３の曲率半径Ｒと同一となるような球面加工を施しても良い結果は得られなかった。
【００１３】
この発明の球体保持装置は、以上のような構成からなり、加工機に取り付け、球体３をこの加工機へ自動供給・回収するオートローダを製作して量産することが可能となる。なお、被加工用の球体３は、ナット２の中へ自動的に供給されたあとボルト１の円筒部１１の雄ねじ１１ａと、ナット２の雌ねじ２０ａとを螺合させ、トルクリミッタで締め付けトルクを管理する。
【００１４】
また、前記ナット２の筒部２０の形状は円筒形状であっても良いし，多角形であっても良い。但し、筒部２０を円筒形状とするときには、ナット２に球体３を嵌め入れボルト１の円筒部１１先端１１ｂで押し付けるとき、締め付けやすいように外周にローレット加工を施す等トルクレンチが係合しやすくすることが好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明の球体保持方法及びその装置によれば、被加工用の硬い球体を加工する際動かないように確実に固定保持することができる。また、多量の球体の加工にも対応することのできるので、極めて効率のよい加工装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の球体保持装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】  図２（Ａ）は、この発明の球体保持装置を構成するナットの縦断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＰ部拡大図である。
【図３】  図３（Ａ）は、この発明の球体保持装置を開発する前に試験的に製作した球体保持装置を構成するナットの縦断面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＰ部拡大図である。
【図４】  従来から知られている球体保持装置の一部断面図である。
【符号の説明】
１    ボルト
１１  円筒部
１２  本体
２    ナット
２０  ナットの筒部
２１  ナットの底部
２２  貫通穴
２３  Ｒ球面
３    球体
【図１】
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【図２】
0003860988.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003860988.tif 000005