特開 2016-221589 球体研磨装置及び球体研磨方法

(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2016-221589(P2016-221589A)

(43)【公開日】2016年12月28日

(54)【発明の名称】球体研磨装置及び球体研磨方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 11/06 20060101AFI20161205BHJP

   B24D 3/00 20060101ALI20161205BHJP

   B24D 3/18 20060101ALI20161205BHJP

   B24D 3/10 20060101ALI20161205BHJP

【ＦＩ】

   B24B11/06

   B24D3/00 330G

   B24D3/18

   B24D3/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-107243(P2015-107243)

(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】増田 祐生

(72)【発明者】

【氏名】新美 匡俊

【テーマコード（参考）】

3C049

3C063

【Ｆターム（参考）】

3C049AA04

3C049AA18

3C049AC04

3C049CA01

3C049CA02

3C049CB01

3C063AA02

3C063AB05

3C063BA02

3C063BA26

3C063BA35

3C063BB02

3C063BB03

3C063BB04

3C063BC02

3C063BC03

3C063BC05

3C063BC09

3C063BC10

3C063EE40

3C063FF30

(57)【要約】

【課題】逃げ溝を設けずに、球体の姿勢を変化させることにより球体の真球度を向上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、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）の回りに第一研磨盤（２３）に対して相対的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。第一研磨盤（２３）及び第二研磨盤（３３）の構成物は、少なくとも複数の砥粒（６１）を含む。第一研磨盤（２３）と第二研磨盤（３３）の構成物の少なくとも一つの種類が異なる、又は、構成物の割合が異なる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の面に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前記第一研磨盤に対して相対的に回転可能に設けられ、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、
を備え、
前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤の構成物は、少なくとも複数の砥粒を含み、
前記第一研磨盤と前記第二研磨盤の構成物の少なくとも一つの種類が異なる、又は、前記構成物の割合が異なる、球体研磨装置。

【請求項2】

前記第一研磨盤と前記第二研磨盤とは、研磨対象である球体を前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝のそれぞれに押し付けた状態において、前記球体をすべり移動させるための力が異なるように形成される、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の構成物は、前記複数の砥粒を接合するボンドを含み、
前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤の前記ボンドは、ヤング率が異なる材料である、請求項１又は２に記載の球体研磨装置。

【請求項4】

前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤の前記砥粒は、異なる種類である、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】

前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤の構成物は、前記複数の砥粒の間に存在する気孔を含み、
前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤の前記気孔の割合が、異なる、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】

請求項１−５の何れか一項に記載の球体研磨装置を用いる球体研磨方法であって、
前記第一研磨溝と前記第二研磨溝との間に研磨対象である球体を配置し、前記第一研磨盤と前記第二研磨盤とを相対的に回転させて前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝により前記球体を研磨する、球体研磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、球体研磨装置及び球体研磨方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、回転盤と固定盤とに形成される研磨溝に、球体の通路上に所定間隔をおいた複数の所定位置に逃げ溝が形成されることで、球体の自転軸の傾きを変更させる球体研磨装置が記載されている。このように球体の姿勢が変化することで、球体の真球度が向上する。

【0003】

特許文献２には、対向する研磨盤の一方に螺旋溝が形成される球体研磨装置が記載されている。螺旋溝は球体を外周端から内周端に進行させ、螺旋溝には、球体の進行方向に２種以上の砥石部が配置される。球体の進行に伴って、球体に対する荒研削、精研削及び研磨の複数の加工を連続に行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−１８０６０５号公報

【特許文献2】特開平３−３２５７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１においては、球体の通路上において、逃げ溝が形成されていない位置においては、球体の姿勢は変化しない。逃げ溝を多数設ければ、その分、球体の姿勢の変化を促すことができるが、逃げ溝では球体が研磨されないため、研磨効率が低下する。

【0006】

本発明は、逃げ溝を設けずに、球体の姿勢を変化させることにより球体の真球度を向上できる球体研磨装置及び球体研磨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、一方の面に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前記第一研磨盤に対して相対的に回転可能に設けられ、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を備える。前記第一研磨盤及び前記第二研磨盤の構成物は、複数の砥粒と、前記複数の砥粒をブリッジ状に接合するボンドと、前記ボンドの間に形成される気孔とを含み、前記第一研磨盤と前記第二研磨盤の構成物の少なくとも一つの種類が異なる、又は、前記構成物の割合が異なる。

【0008】

（２．球体研磨方法）
また、球体研磨方法は、上述した球体研磨装置を用いる球体研磨方法であって、前記第一研磨溝と前記第二研磨溝との間に研磨対象である球体を配置し、前記第一研磨盤と前記第二研磨盤とを相対的に回転させて前記第一研磨溝及び前記第二研磨溝により前記球体を研磨する。

【0009】

（３．球体研磨装置及び方法による効果）
上述した球体研磨装置及び球体研磨方法によれば、前記第一研磨盤と前記第二研磨盤の構成物の少なくとも一つの種類が異なる、又は、前記構成物の割合が異なるため、第一研磨溝による研磨抵抗と第二研磨溝による研磨抵抗とが異なるようにできる。その結果、第一研磨盤と第二研磨盤との相対的な回転によって、球体は、第一研磨盤の中心軸線に直交する軸線回りに回転すると共に、他の軸線回りに回転する状態となる。従って、球体は、第一研磨溝と第二研磨溝によって研磨されている最中において、球体の姿勢を変化できる。その結果、球体の真球度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態の球体研磨装置の構成を示す図である。

【図2】第一研磨盤及び第二研磨盤の拡大図である。

【図3】制御装置のブロック構成図を示す。

【図4】第一研磨溝、第二研磨溝及び球体を含む部分の拡大図である。

【図5】球体を図４のＶ方向から見た場合のさらなる拡大図である。

【図6】球体を図４のVI方向から見た場合のさらなる拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（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、上下駆動機構１５及び制御装置１６（図３に示す）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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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３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。

【0018】

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。

【0019】

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に対して上下方向に移動可能である。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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３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。

【0025】

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。

【0026】

（２．第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３の詳細構成）
第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３の詳細構成について、図２を参照して説明する。第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３は、複数の砥粒６１、複数の砥粒６１をブリッジ状に接合するボンド６２、及び、複数の砥粒６１及びボンド６２以外の領域に形成される気孔６３により構成される。なお、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３の構成物は、複数の砥粒６１及びボンド６２の他に、例えば、複数の砥粒６１間に介在される骨材などを含むようにしてもよい。この場合、気孔６３は、砥粒６１、ボンド６２及び骨材以外の領域に形成される。また、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３は、ボンド６２の種類によっては、気孔６３を構成物として有しないようにすることもできる。

【0027】

第一研磨盤２３と第二研磨盤３３とは、構成物（６１，６２，６３）の少なくとも一つの種類が異なる、又は、構成物（６１，６２，６３）の割合が異なる。砥粒６１の材質、平均径、硬さなどを異ならせることにより、砥粒６１の種類が異なるものとなる。砥粒６１の集中度（単位体積内に砥粒６１が占める割合）を異ならせることにより、砥粒６１の割合が異なるものとなる。ボンド６２の材質、硬さなどを異ならせることにより、ボンド６２の種類が異なるものとなる。

【0028】

砥粒６１の材質は、ＣＢＮ、ダイヤモンド、ＷＡ、ＧＣなどである。ボンド６２の種類は、レジンボンド、ビトリファイドボンド、メタルボンドなどである。また、ボンド６２は、種々の添加剤を含む。

【0029】

そして、第一研磨盤２３と第二研磨盤３３とは、研磨対象である球体２を第一研磨溝２３ａ及び第二研磨溝３３ａのそれぞれに押し付けた状態において、球体２をすべり移動させるための力が異なるように形成される。例えば、以下のようにする。

【0030】

（第一例）第一研磨盤２３のボンドと第二研磨盤３３のボンド６２は、ヤング率が異なる材料とする。
（第二例）第一研磨盤２３の砥粒６１と第二研磨盤３３の砥粒６１は、材質、平均径又は集中度を異なるものとし、第一研磨盤２３の砥粒６１による切れ味と第二研磨盤３３の砥粒６１による切れ味とは異なるものとする。
（第三例）第一研磨盤２３の気孔６３の割合と第二研磨盤３３の気孔６３の割合とを異ならせる。
（第四例）第一研磨盤２３の砥粒６１のヤング率と第二研磨盤３３の砥粒６１のヤング率とを異ならせる。

【0031】

（３．制御装置１６の構成）
制御装置１６は、図３に示すように、モータ制御部５１と、流体圧調整部５２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】

（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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

（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。

【0041】

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。

【0042】

（６．第一研磨盤２３と第二研磨盤３３を異ならせることによる効果）
次に、第一研磨盤２３と第二研磨盤３３を上記のように異ならせることによる効果について、図４−図６を参照して説明する。図５及び図６において、太い実線２ａ，２ｂは、球体２と研磨溝２３ａ，３３ａとの接触線を示す。また、図５及び図６において、接触線から図の上下方向への矢印及び曲線は、球体２における当該接触点による研磨溝２３ａ，３３ａに対するすべり速度を示す。

【0043】

説明を簡単にするために、第一研磨盤２３と第二研磨盤３３が、上記の第一例としてのヤング率が異なるボンド６２の材料であるとする。第一研磨盤２３のボンド６２のヤング率が、第二研磨盤３３のボンド６２のヤング率より小さいとする。

【0044】

この場合、図４及び図６に示すように、第一研磨溝２３ａが弾性変形して、第一研磨溝２３ａの一部分と球体２とが接触する。このときの接触線２ａの接触範囲はＡとなる。一方、図４及び図５に示すように、第二研磨溝３３ａが弾性変形して、第二研磨溝３３ａの一部分と球体２とが接触する。このときの接触線２ｂの接触範囲はＢとなる。第一研磨盤２３のボンド６２のヤング率が第二研磨盤３３のボンド６２のヤング率より小さいため、接触線２ａの接触範囲Ａは接触線２ｂの接触範囲Ｂより短くなる。つまり、球体２を第一研磨溝２３ａ及び第二研磨溝３３ａのそれぞれに押し付けた状態において、球体２をすべり移動させるための力は、第二研磨溝３３ａの方が第一研磨溝２３ａより大きくなる。

【0045】

ここで、第一研磨盤２３と第二研磨盤３３とは相対的に回転しているため、球体２は、第一研磨盤２３の中心軸線Ｌ１に直交する軸線Ｘ１の回りに回転する。そして、第一研磨溝２３ａ及び第二研磨溝３３ａは、環状に形成されている。そのため、球体２における研磨溝２３ａ，３３ａとの接触範囲Ａ，Ｂでのすべり速度は、研磨溝２３ａ，３３ａの径方向外側で径方向内側より大きくなり、径方向中央付近では両端とは反対方向となる。球体２の所定の接触点におけるすべり速度が大きいとは、当該接触点における研磨抵抗が大きいことに相当する。

【0046】

ここで、接触線２ｂの接触範囲Ｂは、接触線２ａの接触範囲Ａより長い。さらに、接触範囲Ａ，Ｂのそれぞれにおいて、径方向外側での研磨抵抗が径方向内側での研磨抵抗より大きい。そのため、接触線２ａの接触範囲Ａでの研磨抵抗と接触線２ｂの接触範囲Ｂでの研磨抵抗とを打ち消し合った場合に、軸線Ｘ１の回りに回転する成分と、中心軸線Ｌ１に平行な軸線Ｙ１の回りに回転する成分とが残る。従って、球体２は、第一研磨溝２３ａと第二研磨溝３３ａによって研磨されている最中において、球体２の姿勢が変化する。その結果、球体２の真球度が向上する。

【0047】

第一研磨盤２３と第二研磨盤３３とは、研磨対象である球体２を第一研磨溝２３ａ及び第二研磨溝３３ａのそれぞれに押し付けた状態において、球体２をすべり移動させるための力が異なるように形成されることにより、上記の現象を実現できる。

【0048】

また、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３のボンド６２は、ヤング率が異なる材料とすることで、上記の現象を確実に且つ容易に実現できる。
第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３の砥粒６１は、異なる種類とすることでも、砥粒６１による切れ味が異なることによる研磨抵抗を異ならせることができるため、この場合でも上記を確実に実現できる。

【0049】

また、第一研磨盤２３及び第二研磨盤３３の気孔６３の割合が異なるようにすることでも、ボンド６２のヤング率を異なるようにすることに等しい状態となる。従って、このようにしても、容易に且つ確実に、上記の現象を実現できる。なお、他の態様であっても、上記の現象を実現できることはもちろんである。

【符号の説明】

【0050】

１：球体研磨装置、 ２：球体、 １１：基台、 １２：コラム、 １６：制御装置、 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、 ６１：砥粒、 ６２：ボンド、 ６３：気孔、 Ａ：第一研磨溝と球体の接触範囲、 Ｂ：第二研磨溝と球体の接触範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】