特開2016-221585(P2016-221585A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特開2016-221585球体研磨装置及びそのツルーイング方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-221585(P2016-221585A)
(43)【公開日】2016年12月28日
(54)【発明の名称】球体研磨装置及びそのツルーイング方法
(51)【国際特許分類】
   B24B 53/00 20060101AFI20161205BHJP
   B24B 11/06 20060101ALI20161205BHJP
【FI】
   B24B53/00 Z
   B24B11/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2015-107239(P2015-107239)
(22)【出願日】2015年5月27日
(71)【出願人】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(74)【代理人】
【識別番号】100089082
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 脩
(74)【代理人】
【識別番号】100130188
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 喜一
(74)【代理人】
【識別番号】100190333
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 群司
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 亮
(72)【発明者】
【氏名】小野▲崎▼ 徹
(72)【発明者】
【氏名】若園 賀生
(72)【発明者】
【氏名】三井 哲弥
(72)【発明者】
【氏名】新美 匡俊
【テーマコード(参考)】
3C047
3C049
【Fターム(参考)】
3C047AA15
3C047BB08
3C047BB15
3C047CC08
3C047DD02
3C047EE11
3C049AA04
3C049AA19
3C049CA02
3C049CB05
(57)【要約】
【課題】対向する両方の研磨盤の研磨溝を機上でツルーイングすることができる球体研磨装置を提供する。
【解決手段】球体研磨装置(1)は、第一研磨盤(23)及び第二研磨盤(33)に対して第一研磨盤(23)の中心軸線(L1)方向及び中心軸線(L1)の直交方向の少なくとも2軸方向に相対的に移動可能に基台(11)に設けられ、第一研磨溝(23a)及び第二研磨溝(33a)をツルーイングするツルア(65)を備える。ツルア(65)を2軸方向(X2,Y2)に相対的に移動させ且つ第一研磨盤(23)を回転させながらツルア(65)により第一研磨溝(23a)をツルーイングし、且つ、ツルア(65)を2軸方向(X2,Y2)に移動させ且つ第二研磨盤(33)を回転させながらツルア(65)により第二研磨溝(33a)をツルーイングする。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基台と、
中心軸線回りに回転可能に前記基台に設けられ、一方の面に前記中心軸線回りに環状に形成される第一研磨溝を有する第一研磨盤と、
前記第一研磨盤の中心軸線と同軸上の中心軸線回りに回転可能に前記基台に設けられ、前記第一研磨盤の前記一方の面に対向する面に、前記中心軸線回りに環状に形成される第二研磨溝を有する第二研磨盤と、
前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤に対して前記第一研磨盤の中心軸線方向及び中心軸線の直交方向の少なくとも2軸方向に相対的に移動可能に前記基台に設けられ、前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝をツルーイングするツルアと、
前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤を相対回転させて前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝により球体を研磨し、前記ツルアを前記2軸方向に相対的に移動させ且つ前記第一研磨盤を回転させながら前記ツルアにより前記第一研磨溝をツルーイングし、且つ、前記ツルアを前記2軸方向に移動させ且つ前記第二研磨盤を回転させながら前記ツルアにより前記第二研磨溝をツルーイングする制御装置と、
を備える、球体研磨装置。
【請求項2】
前記球体研磨装置は、1個の前記ツルアを備え、
1個の前記ツルアが、前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝をツルーイングする、請求項1に記載の球体研磨装置。
【請求項3】
前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤は、前記基台に対して前記第一研磨盤の中心軸線の直交方向に移動規制され、
前記ツルアは、前記基台に対して前記2軸方向に移動可能に設けられる、請求項1又は2に記載の球体研磨装置。
【請求項4】
前記制御装置は、前記ツルアを前記第一研磨盤に対して前記第一研磨盤の中心軸線の直交方向に相対的に移動させること、及び、前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤を前記ツルアに対して前記中心軸線方向に相対的に移動させることを同時に行うことで、前記ツルアにより前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝を同時にツルーイングする、請求項1−3の何れか一項に記載の球体研磨装置。
【請求項5】
前記ツルアは、前記第一研磨盤の中心軸線の直交方向の軸線回りに回転するロータリツルアである、請求項1−4の何れか一項に記載の球体研磨装置。
【請求項6】
球体研磨装置のツルーイング方法であって、
前記球体研磨装置は、
基台と、
中心軸線回りに回転可能に前記基台に設けられ、一方の面に前記中心軸線回りに環状に形成される第一研磨溝を有する第一研磨盤と、
前記第一研磨盤の中心軸線と同軸上の中心軸線回りに回転可能に前記基台に設けられ、前記第一研磨盤の前記一方の面に対向する面に、前記中心軸線回りに環状に形成される第二研磨溝を有する第二研磨盤と、
前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤に対して前記第一研磨盤の中心軸線方向及び中心軸線の直交方向の少なくとも2軸方向に相対的に移動可能に前記基台に設けられ、前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝をツルーイングするツルアと、
を備え、
前記ツルーイング方法は、前記ツルアを前記2軸方向に相対的に移動させ且つ前記第一研磨盤を回転させながら前記ツルアにより前記第一研磨溝をツルーイングし、且つ、前記ツルアを前記2軸方向に移動させ且つ前記第二研磨盤を回転させながら前記ツルアにより前記第二研磨溝をツルーイングする、球体研磨装置のツルーイング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、球体研磨装置及びそのツルーイング方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に記載の球体研磨装置は、対向する固定盤と回転盤とを備え、回転盤に切削工具を取り付けた状態で回転盤を回転させて切削工具により固定盤の環状溝を成形する。そして、盤ならし加工によって、回転盤の環状溝を成形するとされている。特許文献2に記載の球体研磨装置は、球体を研磨する円盤状の回転砥石の表面を、球体を研磨する部位とは異なる部位にて、ツルーイング用砥石によりツルーイングを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−43881号公報
【特許文献2】特開平5−8170号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献1において、回転盤の盤ならし加工時間は多大となる。仮に、両方の研磨盤の環状溝を予め成形する場合には、切削工具を研磨盤のそれぞれに取り付けて行うことが考えられるが、段取り替えが必要となる。さらに、両方の研磨盤が、切削工具を取り付け可能な構造にする必要があり、研磨盤の構造が複雑となる。
【0005】
また、特許文献2に記載の球体研磨装置では、1枚の研磨盤のみを用いる構造であるため、球体を研磨する部位とは異なる部位にツルーイング用砥石によりツルーイングを行うことができるが、対向する研磨盤を有する構成では適用できない。
【0006】
本発明は、対向する両方の研磨盤の研磨溝を機上でツルーイングすることができる球体研磨装置及びそのツルーイング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】
【0007】
(1.球体研磨装置)
球体研磨装置は、基台と、中心軸線回りに回転可能に前記基台に設けられ、一方の面に前記中心軸線回りに環状に形成される第一研磨溝を有する第一研磨盤と、前記第一研磨盤の中心軸線と同軸上の中心軸線回りに回転可能に前記基台に設けられ、前記第一研磨盤の前記一方の面に対向する面に、前記中心軸線回りに環状に形成される第二研磨溝を有する第二研磨盤と、前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤に対して前記第一研磨盤の中心軸線方向及び中心軸線の直交方向の少なくとも2軸方向に相対的に移動可能に前記基台に設けられ、前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝をツルーイングするツルアと、前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤を相対回転させて前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝により球体を研磨し、前記ツルアを前記2軸方向に相対的に移動させ且つ前記第一研磨盤を回転させながら前記ツルアにより前記第一研磨溝をツルーイングし、且つ、前記ツルアを前記2軸方向に移動させ且つ前記第二研磨盤を回転させながら前記ツルアにより前記第二研磨溝をツルーイングする制御装置とを備える。
【0008】
(2.球体研磨装置のツルーイング方法)
また、球体研磨装置のツルーイング方法は、以下の球体研磨装置を対象とする。前記球体研磨装置は、基台と、中心軸線回りに回転可能に前記基台に設けられ、一方の面に前記中心軸線回りに環状に形成される第一研磨溝を有する第一研磨盤と、前記第一研磨盤の中心軸線と同軸上の中心軸線回りに回転可能に前記基台に設けられ、前記第一研磨盤の前記一方の面に対向する面に、前記中心軸線回りに環状に形成される第二研磨溝を有する第二研磨盤と、前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤に対して前記第一研磨盤の中心軸線方向及び中心軸線の直交方向の少なくとも2軸方向に相対的に移動可能に前記基台に設けられ、前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝をツルーイングするツルアとを備える。
【0009】
前記球体研磨装置のツルーイング方法は、前記ツルアを前記2軸方向に相対的に移動させ且つ前記第一研磨盤を回転させながら前記ツルアにより前記第一研磨溝をツルーイングし、且つ、前記ツルアを前記2軸方向に移動させ且つ前記第二研磨盤を回転させながら前記ツルアにより前記第二研磨溝をツルーイングする。
【0010】
(3.球体研磨装置及びそのツルーイング方法による効果)
上述した球体研磨装置及びそのツルーイング方法によれば、第一研磨盤及び第二研磨盤は、共に基台に対して回転可能に設けられる。ツルアは、第一研磨盤及び第二研磨盤に取り付けられるのではなく、第一研磨盤及び第二研磨盤に対して相対移動可能に設けられる。従って、ツルアは、第一研磨盤に対して相対的に軸方向移動させることにより、第一研磨盤を回転させている状態で第一研磨溝をツルーイングすることが可能となる。同様に、ツルアは、第二研磨盤に対して相対移動させることにより、第二研磨盤を回転させている状態で第二研磨溝をツルーイングすることが可能となる。このように、ツルアによる相対的な軸方向移動と、第一研磨盤及び第二研磨盤の回転との協働によって、第一研磨溝及び第二研磨溝のツルーイングが可能となる。特に、第一研磨盤及び第二研磨盤共に回転する構成を採用することで、第一研磨溝及び第二研磨溝の偏心をなくすことができ、高精度な球体研磨が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本実施形態の球体研磨装置の構成を示す図であり、図2のI−I断面図である。
図2図1の球体研磨装置の横断面図であり、図3のII-II断面図である。
図3図2のIII-III断面図である。
図4】制御装置のブロック構成図である。
図5】ツルアにより第一研磨溝をツルーイングする際の球体研磨装置の図である。
図6】ツルアにより第二研磨溝をツルーイングする際の球体研磨装置の図である。
図7】ツルアにより第一研磨溝及び第二研磨溝を同時にツルーイングする際の球体研磨装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(1.球体研磨装置1の構成)
本実施形態の球体研磨装置1について図1を参照して説明する。球体研磨装置1は、基台11、コラム12、第一移動体13、第二移動体14及び上下駆動機構15を備える。基台11は、床面に設置され、中央に上下方向への貫通孔11aを備える。コラム12は、基台11の上面に固定される。コラム12の側面には、上下方向に延びるガイドレール12a,12bが設けられる。
【0013】
第一移動体13は、基台11の上面及び貫通孔11aに配置される。第一移動体13は、第一本体部21、第一研磨盤支持体22、第一研磨盤23、第一静圧軸受24及び第一モータ25を備える。
【0014】
第一本体部21は、中央孔21aを有する円盤状に形成される。第一本体部21は、中央孔21aが基台11の貫通孔11aと同軸上に位置するように、基台11の上面に固定される。中央孔21aの中心軸線は、L1であり、鉛直軸方向に一致する。第一本体部21は、基台11に対して中心軸線L1の方向及び中心軸線L1の直交方向に移動規制される。
【0015】
第一研磨盤支持体22は、第一本体部21に対して、中心軸線L1の回りに回転可能に設けられる。第一研磨盤支持体22は、第一本体部21の中央孔21aを貫通する軸部22a、第一本体部21の上面及び下面に対向する円盤状のフランジ部22b,22cを備える。
【0016】
第一研磨盤23は、第一研磨盤支持体22の上側のフランジ部22bの上面に一体的に固定される。つまり、第一研磨盤23は、第一本体部21に対して中心軸線L1の回りに回転可能に設けられる。第一研磨盤23は、環状に形成される。さらに、第一研磨盤23は、一方の面(上面)に中心軸線L1の回りに環状に形成される第一研磨溝23aを有する。第一研磨溝23aの断面形状は、円弧凹状に形成される。第一研磨溝23aは、研磨対象である球体2を研磨する。
【0017】
第一静圧軸受24は、第一本体部21に保持され、第一研磨盤23に一体的に固定される第一研磨盤支持体22を、第一本体部21に対してラジアル方向及びスラスト方向に支持する。詳細には、第一静圧軸受24は、第一本体部21の中央孔21aに保持され、軸部22aの外周面に対して流体圧により支持するラジアル軸受24aを備える。さらに、第一静圧軸受24は、第一本体部21の上面及び下面に保持され、フランジ部22b,22cに対して流体圧により支持するスラスト軸受24b,24cを備える。
【0018】
本実施形態においては、第一静圧軸受24に供給される流体は、共通の流体供給源から供給され、ラジアル軸受24a、スラスト軸受24b,24cに分岐される。第一静圧軸受24は、さらにオリフィス絞り24d(図4に示す)を備える。オリフィス絞り24dは、ラジアル軸受24a、スラスト軸受24b,24cのそれぞれに設けられる。ここで、第一静圧軸受24を構成するオリフィス絞り24dの位置は可変であるため、流体圧は可変とされる。第一モータ25は、第一本体部21又は基台11に支持され、第一研磨盤支持体22を回転駆動する。
【0019】
第二移動体14は、コラム12に対して上下方向に移動可能に配置される。第二移動体14は、第二本体部31、第二研磨盤支持体32、第二研磨盤33、第二静圧軸受34及び第二モータ35を備える。
【0020】
第二本体部31は、円筒状に形成され、下円盤部及び上円盤部には中央孔31a,31bを有する。第二本体部31の中央孔31a,31bの中心軸線は、L2であり、第一本体部21の中央孔21aの中心軸線L1に一致する。第二本体部31の円筒部は、コラム12の側面のガイドレール12a,12bに摺動可能に設けられる。つまり、第二本体部31は、コラム12に対して上下方向(Y1方向)に移動可能である。そして、第二本体部31は、基台11及びコラム12に対して中心軸線L2の直交方向に移動規制される。
【0021】
第二研磨盤支持体32は、第二本体部31に対して、中心軸線L2の回りに回転可能に設けられる。第二研磨盤支持体32は、第二本体部31の下円盤部の中央孔31aを貫通する軸部32a、第二本体部31の下円盤部の下面及び上面に対向する円盤状のフランジ部32b,32cを備える。
【0022】
第二研磨盤33は、第二研磨盤支持体32の下側のフランジ部32bの下面に一体的に固定される。つまり、第二研磨盤33は、第二本体部31に対して中心軸線L2の回りに回転可能に設けられる。第二研磨盤33は、環状に形成される。さらに、第二研磨盤33は、一方の面(下面)に中心軸線L2の回りに環状に形成される第二研磨溝33aを有する。第二研磨溝33aの断面形状は、円弧凹状に形成される。第二研磨溝33aは、研磨対象である球体2を研磨する。
【0023】
第二研磨盤33の第二研磨溝33a側の面は、第一研磨盤23の第一研磨溝23a側の面に対向する。第二研磨溝33aの環状径は、第一研磨溝23aの環状径と同径に形成される。さらに、第二研磨溝33aの断面円弧径は、第一研磨溝23aの断面円弧径と同径に形成される。
【0024】
第二静圧軸受34は、第二本体部31の下円盤部に保持され、第二研磨盤33に一体的に固定される第二研磨盤支持体32を、第二本体部31に対してラジアル方向及びスラスト方向に支持する。詳細には、第二静圧軸受34は、第二本体部31の下円盤部の中央孔31aに保持され、軸部32aの外周面に対して流体圧により支持するラジアル軸受34aを備える。さらに、第二静圧軸受34は、第二本体部31の下円盤部の上面及び下面に保持され、フランジ部32b,32cに対して流体圧により支持するスラスト軸受34b,34cを備える。
【0025】
本実施形態においては、第二静圧軸受34に供給される流体は、共通の流体供給源から供給され、ラジアル軸受34a、スラスト軸受34b,34cに分岐される。第二静圧軸受34は、さらにオリフィス絞り34d(図2に示す)を備える。オリフィス絞り34dは、ラジアル軸受34a、スラスト軸受34b,34cのそれぞれに設けられる。ここで、第二静圧軸受34を構成するオリフィス絞り34dの位置は可変であるため、流体圧は可変とされる。また、第二静圧軸受34に流体を供給する流体供給源は、第一静圧軸受24に流体を供給する流体供給源と共通して設けられる。第二モータ35は、第二本体部31に支持され、第二研磨盤支持体32を回転駆動する。
【0026】
上下駆動機構15は、コラム12に対して第二本体部31を上下移動させる。上下駆動機構15は、コラム12の上端に固定されるモータ41と、モータ41の出力軸に連結されるボールねじ42と、ボールねじ42に螺合する第二本体部31の上円盤部の中央孔31bに固定されるボールねじナット43とを備える。
【0027】
(2.ツルーイング装置17の構成)
球体研磨装置1は、さらにツルーイング装置17を備える。ツルーイング装置17について、図2及び図3を参照して説明する。ツルーイング装置17は、ガイド部材61、第一移動体62、第二移動体63、回転軸部材64及びツルア65を備える。
【0028】
ガイド部材61は、基台11の上面に配置される。ガイド部材61は、第一研磨盤23の中心軸線L1に直交する軸線L3方向に沿って形成される。第一移動体62は、ガイド部材61の上に配置され、ガイド部材61の軸線L3方向に移動可能に設けられる。第一移動体62は、図示しないモータによって、ガイド部材61上を、軸線L3方向に移動する。第一移動体62の側面には、第一研磨盤23の中心軸線L1方向に沿ってガイドが形成される。
【0029】
第二移動体63は、第一移動体62の側面ガイドに係止され、第一移動体62の側面ガイドの軸線L1方向に移動可能に設けられる。第二移動体63は、図示しないモータによって、第一移動体62の側面ガイドに沿って、軸線L1方向に移動する。
【0030】
回転軸部材64は、第二移動体63に軸線L3の回りに回転可能に設けられる。回転軸部材64は、図示しないモータによって、第二移動体63に対して回転可能とされる。ツルア65は、回転軸部材64の先端に取り付けられる。つまり、ツルア65は、第一研磨盤23及び第二研磨盤33に対して、第一研磨盤23の中心軸線L1方向及び中心軸線L1の直交方向の少なくとも2軸方向に相対的に移動可能に基台11に設けられる。このツルア65は、回転軸部材64の回転に伴って回転するロータリツルアである。1個のツルア65は、第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aをツルーイングする。
【0031】
(3.制御装置16の構成)
球体研磨装置1は、さらに制御装置16を備える。制御装置16は、図4に示すように、モータ制御部51と、流体圧調整部52と、ツルーイング制御部53とを備える。モータ制御部51は、各モータ25,35,41を制御する。つまり、モータ制御部51が第一モータ25を回転駆動することにより、第一研磨盤23が回転する。また、モータ制御部51が第二モータ35を回転駆動することにより、第二研磨盤33が回転する。また、モータ制御部51がモータ41を回転駆動することにより、第二移動体14が上下動する。
【0032】
流体圧調整部52は、各オリフィス絞り24d,34dの絞り量を調整する。流体圧調整部52が第一オリフィス絞り24dの位置を移動させることにより、第一静圧軸受24の剛性が変化する。また、流体圧調整部52が第二オリフィス絞り34dの位置を移動させることにより、第二静圧軸受34の剛性が変化する。
【0033】
本実施形態においては、第一オリフィス絞り24dは、ラジアル軸受24a、スラスト軸受24b,24cの流体圧全てを同時に調整する。つまり、第一オリフィス絞り24dが調整されることで、ラジアル軸受24aによる剛性、及び、スラスト軸受24b,24cによる剛性が調整される。同時に、第一静圧軸受24によるモーメント剛性が調整される。
【0034】
また、第二オリフィス絞り34dは、ラジアル軸受34a、スラスト軸受34b,34cの流体圧全てを同時に調整する。つまり、第二オリフィス絞り34dが調整されることで、ラジアル軸受34aによる剛性、及び、スラスト軸受34b,34cによる剛性が調整される。同時に、第二静圧軸受34によるモーメント剛性が調整される。
【0035】
なお、第一オリフィス絞り24dをラジアル軸受24a、スラスト軸受24b,24cのそれぞれに設けることで、ラジアル軸受24a、スラスト軸受24b,24cのそれぞれの流体圧を独立して調整することも可能である。また、第二オリフィス絞り34dについても同様である。
【0036】
また、上記実施形態においては、第一,第二オリフィス絞り24d,34dの位置を可変とすることにより、第一,第二静圧軸受24,34の流体圧を可変とした。この他に、流体圧調整部52は、第一,第二静圧軸受24,34への流体供給源による供給される流体圧を調整することもできる。
【0037】
ツルーイング制御部53は、ツルーイング装置17を制御する。詳細には、ツルーイング制御部53は、第一移動体62を移動するモータ、第二移動体63を移動するモータ、及び、回転軸部材64を回転するモータをそれぞれ制御する。
【0038】
(4.球体研磨装置1を用いる球体2の研磨方法)
制御装置16の流体圧調整部52は、第一,第二静圧軸受24,34の流体圧が球体2の研磨を行うときに使用する流体圧となるように、オリフィス絞り24d,34dを設定しておく。
【0039】
そして、制御装置16は、モータ41を駆動して、第二移動体14を上方へ移動させておく。この状態で、研磨素材である複数の球体2を、第一研磨盤23の第一研磨溝23aに配置する。続いて、制御装置16は、モータ41を駆動して、第二移動体14を下方へ移動させて、第二研磨盤33の第二研磨溝33aが球体2に接触する状態とする。
【0040】
続いて、制御装置16は、第一研磨盤23の回転速度を一定値とするように又は周期的に変動させるように第一モータ25を駆動し、且つ、第二研磨盤33の回転速度を一定値とするように第二モータ35を駆動する。このとき、第一研磨盤23と第二研磨盤33とは逆方向に回転される。このようにして、球体2は、第一,第二研磨盤23,33によって研磨される。この状態を設定した時間を経過したところで、制御装置16は、第一モータ25及び第二モータ35を停止して、モータ41を駆動して第二移動体14を上方へ移動させる。なお、球体2の研磨中において、ツルア65は、第一研磨盤23及び第二研磨盤33の径方向外側に位置している。
【0041】
(5.球体研磨装置1の基本構成による効果)
上述したように、球体研磨装置1は、中心軸線L1の回りに回転可能に設けられ、一方の面に中心軸線L1の回りに環状に形成される第一研磨溝23aを有する第一研磨盤23と、第一研磨盤23の中心軸線L1と同軸上の中心軸線L2の回りに回転可能に設けられ、第一研磨盤23の一方の面に対向する面に、中心軸線L2の回りに環状に形成される第二研磨溝33aを有する第二研磨盤33とを備える。このように、対向する第一,第二研磨盤23,33を回転可能にすることで、第一,第二研磨溝23a,33aに複数の球体2を配置して、複数の球体2の研磨を同時に加工となる。
【0042】
さらに、第一、第二研磨盤23,33を回転可能にすることで、研削の自由度が高くなる。例えば、第一,第二研磨盤23,33は、後述するように流体圧を高くすることで第一,第二研磨盤23,33の中心軸線L1,L2を高精度に位置決め可能となる。特に、第一,第二研磨盤23,33が静圧軸受により支持されることで、転がり軸受を用いる場合に比べて、初期摩耗及び経年摩耗を生じないことにより高精度に位置決めし続けることができる。また、第一,第二研磨盤23,33は、後述するように流体圧を低くすることで第一,第二研磨盤23,33の中心軸線L1,L2のずれを許容できる。その結果、高精度に球体2を研磨できる。
【0043】
(6.ツルーイング方法)
ツルーイング装置17による第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aのツルーイング方法について、図5図7を参照して説明する。ここで、図5及び図6に示すように、ツルア65によって第一研磨溝23aと第二研磨溝33aとを別々にツルーイングする方法と、図7に示すように、ツルア65によって第一研磨溝23aと第二研磨溝33aとを同時にツルーイングする方法がある。
【0044】
図5を参照して、ツルア65による第一研磨溝23aのツルーイング方法について説明する。まず、モータ制御部51は、モータ41を駆動して、第二研磨盤33を上方へ移動させる。続いて、ツルーイング制御部53は、ツルーイング装置17の第二移動体63を上方(Y2方向)へ移動させた後に、ツルア65が第一研磨溝23aの上方に対向する位置に至るまで第一移動体62を第一研磨盤23側(X2方向)へ移動させる。
【0045】
続いて、ツルーイング制御部53がツルア65を軸線L3の回りに回転させると共に、モータ制御部51が第一研磨盤23を軸線L1の回りに回転させる。続いて、ツルーイング制御部53が、第一移動体62のX2方向へ移動と第二移動体63のY2方向への移動を同期制御しながら、ツルア65を第一研磨溝23aの成形形状に沿って移動させる。このとき、ツルア65は、第一研磨溝23aの外周縁から溝底を通過して内周縁へ移動することによって、第一研磨溝23aを成形する。
【0046】
次に、図6を参照して、ツルア65による第二研磨溝33aのツルーイング方法について説明する。まず、モータ制御部51は、モータ41を駆動して、第二研磨盤33を上方へ移動させて位置決めする。続いて、ツルーイング制御部53は、ツルーイング装置17の第二移動体63を上方(Y2方向)へ移動させた後に、ツルア65が第二研磨溝33aの下方に対向する位置に至るまで第一移動体62を第二研磨盤33側(X2方向)へ移動させる。
【0047】
続いて、ツルーイング制御部53がツルア65を軸線L3の回りに回転させると共に、モータ制御部51が第二研磨盤33を軸線L2の回りに回転させる。続いて、ツルーイング制御部53が、第一移動体62のX2方向へ移動と第二移動体63のY2方向への移動を同期制御しながら、ツルア65を第二研磨溝33aの成形形状に沿って移動させる。このとき、ツルア65は、第二研磨溝33aの外周縁から溝底を通過して内周縁へ移動することによって、第二研磨溝33aを成形する。
【0048】
次に、ツルア65により第一研磨溝23aと第二研磨溝33aとを同時にツルーイングする方法について、図7を参照して説明する。まず、モータ制御部51は、モータ41を駆動して、第二研磨盤33を上方へ移動させる。続いて、ツルーイング制御部53は、ツルーイング装置17の第二移動体63を上方(Y2方向)へ移動させた後に、ツルア65が第一研磨溝23aと第二研磨溝33aとの対向領域に至るまで第一移動体62を第一研磨盤23側(X2方向)へ移動させる。
【0049】
続いて、ツルーイング制御部53がツルア65を軸線L3の回りに回転させると共に、モータ制御部51が第一研磨盤23を軸線L1の回りに回転させ、且つ、第二研磨盤33を軸線L2の回りに回転させる。続いて、ツルーイング制御部53が、第一移動体62のX2方向へ移動と第二移動体63のY2方向への移動を同期制御しながら、ツルア65を第一研磨溝23aの成形形状に沿って移動させる。ツルア65の動作に同期して、第二研磨盤33をY1方向に移動させることにより、ツルア65を第二研磨溝33aの成形軽々形状に沿って相対的に移動させる。
【0050】
つまり、ツルア65のX2,Y2方向の2軸の同期動作によって、ツルア65が第一研磨溝23aの外周縁から溝底を通過して内周縁へ移動することによって、第一研磨溝23aが成形される。一方、ツルア65のX2,Y2方向の2軸の同期動作に加えて、第二研磨盤33のY1方向の同期動作によって、ツルア65が第二研磨溝33aの外周縁から溝底を通過して内周縁へ移動することによって、第二研磨溝33aが成形される。
【0051】
(7.ツルーイングに関する効果)
球体研磨装置1は、第一研磨盤23及び第二研磨盤33に対して第一研磨盤23の中心軸線L1方向及び中心軸線L1の直交方向の少なくとも2軸方向に相対的に移動可能に基台11に設けられ、第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aをツルーイングするツルア65を備える。そして、制御装置16によって、第一研磨盤23及び第二研磨盤33を相対回転させて、第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aにより球体2を研磨する。さらに、制御装置16によって、ツルア65を2軸方向(X2,Y2方向)に相対的に移動させ、且つ、第一研磨盤23を回転させながらツルア65により第一研磨溝23aをツルーイングする。また、制御装置16によって、ツルア65を2軸方向(X2,Y2方向)に移動させ、且つ、第二研磨盤33を回転させながらツルア65により第二研磨溝33aをツルーイングする。
【0052】
ここで、第一研磨盤23及び第二研磨盤33は、共に基台11に対して回転可能に設けられる。ツルア65は、第一研磨盤23及び第二研磨盤33に取り付けられるのではなく、第一研磨盤23及び第二研磨盤33に対して相対移動可能に設けられる。従って、ツルア65は、第一研磨盤23に対して相対的に軸方向移動させることにより、第一研磨盤23を回転させている状態で第一研磨溝23aをツルーイングすることが可能となる。同様に、ツルア65は、第二研磨盤33に対して相対移動させることにより、第二研磨盤33を回転させている状態で第二研磨溝33aをツルーイングすることが可能となる。このように、ツルア65による相対的な軸方向移動と、第一研磨盤23及び第二研磨盤33の回転との協働によって、第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aのツルーイングが可能となる。特に、第一研磨盤23及び第二研磨盤33共に回転する構成を採用することで、第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aの偏心をなくすことができ、高精度な球体2の研磨が可能となる。
【0053】
また、上記の球体研磨装置1は、1個のツルア65を備え、1個のツルア65が、第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aをツルーイングする。このように、1個のツルア65のみを用いて、第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aのツルーイングが可能となるため、低コスト化が図れる。
【0054】
また、第一研磨盤23及び第二研磨盤33は、基台11に対して第一研磨盤23の中心軸線L1の直交方向に移動規制され、ツルア65は、基台11に対して上記の2軸方向(X2,Y2方向)に移動可能に設けられる。第一研磨盤23及び第二研磨盤33を駆動する部分の構成が簡易になるため、第一研磨盤23及び第二研磨盤33による球体2の研磨精度が高くなる。
【0055】
また、制御装置16は、ツルア65を第一研磨盤23に対して第一研磨盤23の中心軸線L1の直交方向(X2方向)に相対的に移動させること、及び、第一研磨盤23及び第二研磨盤33をツルア65に対して中心軸線L1方向(Y1方向)に相対的に移動させることを同時に行うことで、ツルア65により第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aを同時にツルーイングする。第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aの同時ツルーイングができるため、ツルーイング時間の短縮を図ることができる。
【0056】
また、ツルア65は、第一研磨盤23の中心軸線L1の直交方向の軸線L3回りに回転するロータリツルアとしている。ツルア65をロータリツルアとすることにより、第一研磨溝23a及び第二研磨溝33aのツルーイング精度が向上する。
【符号の説明】
【0057】
1:球体研磨装置、 2:球体、 11:基台、 12:コラム、 16:制御装置、 17:ツルーイング装置、 23:第一研磨盤、 23a:第一研磨溝、 24:第一静圧軸受、 33:第二研磨盤、 33a:第二研磨溝、 34:第二静圧軸受、 65:ツルア
図1
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図7