(57)【要約】【課題】噴射能力の低減を最小限にとどめ、かつ、研磨材の噴射方向の自由度を向上することができる供給装置を提供する。【解決手段】多数の研磨材を回転体３の遠心力により外部に噴射させるとともに略一定方向にかつ略一定の噴射路１０を保つ噴射手段４と、筒状にて成り、一方端５ａが噴射手段４から噴射された研磨材１を導入し、一方端５ａから他方側に向けて内径が小さくなるテーパー形状にて形成され、かつ、他方側の内径の大きさは噴射された研磨材が集約される所定径寸法にて形成されるテーパー部を有し、テーパー部の他方側に所定寸法長さ形成された送出部を有する集約手段と、集約手段の送出部の研磨材の噴射路に周方向において均等間隔に形成された複数の導入孔より略均一に圧縮気体を研磨材の噴射路の噴射方向に沿って導入する導入手段と、集約手段の他方側の端部に接続されたフレキシブル手段とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の研磨材を被研磨材に噴射して研磨する研磨装置において、
上記多数の研磨材を回転体の遠心力により外部に噴射させるとともに略一定方向に噴射路を保つ噴射手段と、
筒状にて成り、一方端が上記噴射手段から上記研磨材が噴射される側に配設され上記噴射手段から噴射された上記研磨材を導入し、上記一方端から他方側に向けて内径が小さくなるテーパー形状にて形成され、かつ、上記他方側の内径の大きさは噴射された上記研磨材が集約される所定径寸法にて形成されるテーパー部を有し、上記テーパー部の上記他方側に所定寸法長さ形成された送出部を有する集約手段と、
上記集約手段の送出部の上記研磨材の噴射路に周方向において均等間隔に形成された複数の導入孔より略均一に圧縮気体を上記研磨材の噴射路の噴射方向に沿って導入する導入手段と、
上記集約手段の他方側の端部に接続されたフレキシブル手段と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
上記導入手段の導入孔は、上記送出部の周囲外方から軸方向に向かって傾斜して形成され、
上記送出部の内壁は、上記導入孔に沿って傾斜する傾斜面にて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
上記集約手段は、内壁が金属部材またはセラミック部材にて形成され、上記内壁が平滑にて形成され、
上記フレキシブル手段は、フレキシブルに方向が変更できる樹脂部材またはゴム部材にて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項４】
上記集約手段の傾きの角度を上記噴射手段の上記研磨材の噴射方向に対して変化させる角度調整手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨装置。
【請求項５】
上記噴射手段により噴射された上記研磨材を上記噴射手段に搬送して供給する搬送供給手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項６】
上記研磨材は、核体がゼラチンから成り、この核体に液体分を含有することにより生じる上記核体の弾力性により上記核体に複数の砥粒を含有させて形成され、上記核体に液体分を保持して弾力性を持たせた状態で研磨に使用することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項７】
上記各研磨材に液体分を供給する液体分供給手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。
【請求項８】
上記液体分供給手段にて液体分が供給された上記各研磨材を撹拌する攪拌手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載の研磨装置。
【請求項９】
上記液体分は、水分または水溶性オイルまたはアルコールのいずれか少なくとも１つにて成ることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、研磨材の噴射能力の低減を最小限にとどめるとともに、噴射角度の自由度を向上することができる研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の研磨装置は、研磨材を噴射する噴射装置と、研磨材を被研磨材に吹き付けるための噴射ノズルを備え、噴射ノズルにその内部で砥粒の噴射方向に開口する圧縮空気の供給装置を接続した上で、噴射ノズルにフレキシブルチューブを連結し、さらにフレキシブルチューブの先端に別のノズルを取り付けたものがある（例えば、特許文献１の図９参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４７９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前者の従来の研磨装置は、圧縮空気の導入の例として、噴射された研磨材を噴射ノズルに沿わせて噴射し、その噴射ノズルの一方向側からのみ圧縮空気を導入している。このため、この圧縮空気の導入に伴って研磨材の噴射流に乱れが発生し、このような研磨装置で研磨を行った場合、噴射流の流れの速度が減速または乱流により、研磨材の噴射能力が低下して、ひいては、研磨材の研磨能力が低減するという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、噴射能力の低減を最小限にとどめ、かつ、研磨材の噴射方向の自由度を向上することができる研磨装置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】
【０００６】
この発明は、多数の研磨材を被研磨材に噴射して研磨する研磨装置において、
多数の研磨材を回転体の遠心力により外部に噴射させるとともに略一定方向にかつ略一定の噴射路を保つ噴射手段と、
筒状にて成り、一方端が噴射手段から研磨材が噴射される側に配設され噴射手段から噴射された研磨材を導入し、一方端から他方側に向けて内径が小さくなるテーパー形状にて形成され、かつ、他方側の内径の大きさは噴射された研磨材が集約される所定径寸法にて形成されるテーパー部を有し、テーパー部の他方側に所定寸法長さ形成された送出部を有する集約手段と、
集約手段の送出部の研磨材の噴射路に周方向において均等間隔に形成された複数の導入孔より略均一に圧縮気体を研磨材の噴射路の噴射方向に沿って導入する導入手段と、
集約手段の他方側の端部に接続されたフレキシブル手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の研磨装置は、多数の研磨材を被研磨材に噴射して研磨する研磨装置において、
多数の研磨材を回転体の遠心力により外部に噴射させるとともに略一定方向にかつ略一定の噴射路を保つ噴射手段と、
筒状にて成り、一方端が噴射手段から研磨材が噴射される側に配設され噴射手段から噴射された研磨材を導入し、一方端から他方側に向けて内径が小さくなるテーパー形状にて形成され、かつ、他方側の内径の大きさは噴射された研磨材が集約される所定径寸法にて形成されるテーパー部を有し、テーパー部の他方側に所定寸法長さ形成された送出部を有する集約手段と、
集約手段の送出部の研磨材の噴射路に周方向において均等間隔に形成された複数の導入孔より略均一に圧縮気体を研磨材の噴射路の噴射方向に沿って導入する導入手段と、
集約手段の他方側の端部に接続されたフレキシブル手段とを備えたので、噴射能力の低減を最小限にとどめ、かつ、研磨材の噴射方向の自由度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における研磨装置の構成を示す図、図２は図１に示した研磨装置の集約手段、導入手段、フレキシブル手段および角度調整手段の構成を示す図、図３は図２に示した集約手段、導入手段の構成を示す分解図、図４は図２に示した研磨装置の集約手段、導入手段を説明するための図、図５は図１に示した研磨装置の実験例を示す図である。図において、容器１００内にて載置台１０１に載置された被研磨材２に多数の研磨材１を噴射して研磨する研磨装置である。そして、噴射手段４と、集約手段５と、フレキシブル手段１１と、角度調整手段１２と、搬送供給手段１３とを備えている。
【０００９】
噴射手段４は、多数の研磨材１を回転体３の遠心力により外部に噴射させるとともに略一定方向Ａの噴射路１０を保つものである。噴射手段４は、４つのプーリ４０が無端ベルト４１に従動して矢印Ｂの方向回転し、それにより回転体３が矢印Ｇの方向に回転駆動させている。そして、回転体３に供給されている研磨材１が回転による遠心力により、回転体２の無端ベルト４１の開放部分である箇所から略一定方向Ａに研磨材１を噴射する。
【００１０】
集約手段５は、筒状にて成り、一方端５ａが噴射手段４から研磨材１が噴射される側に配設され噴射手段４から噴射された研磨材１を導入する。そして、一方端５ａから他方側５ｂに向けて内径が小さくなるテーパー形状にて形成され、かつ、他方側５ｂの内径の大きさは噴射された研磨材１が集約される所定径寸法ｔ１にて形成されるテーパー部６を有する。この「所定径寸法ｔ１」とは、研磨材１が集約される寸法であり、研磨材１が噴射される噴射路１０と略同一の大きさの幅または若干小さい程度までテーパー部６を規制してやり、テーパー部６内が研磨材１（噴射路１０）にて満たされ、空気のみが通過する空間が存在しない寸法に設定するものである。
【００１１】
さらに、集約手段５は、テーパー部６の他方側５ｂに所定寸法長さｔ２にて形成された送出部７を有する。この「所定寸法長さｔ２」（図３において、ｔ３＋ｔ４の長さに相当する）とは、集約された研磨材１に後述する導入孔８から導入される圧縮気体を混ぜ合わせて送出するために必要な長さに設定するものである。長さｔ２が、所定寸法より短かいと、集約された研磨材１と圧縮気体との混合がうまくいかず噴射能力の向上が少なくなるためである。また、長さｔ２が、所定寸法より長いと、集約された研磨材１と圧縮気体との混合はうまくいくものの、噴出するまでの距離が長くなり、向上した噴出能力を低減される可能性があるためである。そして、集約手段の内壁５０は、金属部材またはセラミック部材にて形成され、集約手段の内壁５０が平滑にて形成されている。よって、研磨材１が集約手段５内を通過している場合はその噴射速度がほとんど低下することはない。
【００１２】
導入手段９は、集約手段５の送出部７の研磨材１の噴射路１０に周方向において均等間隔に複数の導入孔８が形成され、この各導入孔８より略均一に圧縮気体を研磨材１の噴射路１０の噴射方向に沿って導入する。尚、導入手段９の導入孔８は、本実施の形態１においては、図３（ｂ）の上面方向からの導入孔８の関係を説明するための図３（ｄ）に示すように、周方向において均一間隔にて４箇所形成する例を示している。但し、この個数は４個に限定されるものではなく、２個以上、６個程度までであれば有効であることが確認されている。さらに、導入手段９の導入孔８は、送出部７の周囲外方から軸方向Ｘに向かって傾斜（傾斜角θ２）して形成されている。そして、送出部の内壁７０は、導入孔６に沿って傾斜する傾斜面にて形成されている。また、圧縮気体は例えば圧縮空気であり容器１００の外部からボンベおよびバルブなどを介して供給されるものである。この傾斜角θ２（図４（ｂ）参照）を変更して実験を行った結果、この傾斜角θ２は、１５〜２５°の角度が適当であり、２０°の角度が最適であると判断された。
【００１３】
フレキシブル手段１１は、集約手段５の他方側５ｂの端部５ｃに接続され形成されており、フレキシブルに方向が変更できる樹脂部材またはゴム部材にて形成されている。このようにフレキシブルに方向性を変更できるようなものであるため、その摩擦抵抗は、集約手段の内壁５０と比較すると大きくなり、研磨材１の噴射速度を低減させる要因と成る。
【００１４】
角度調整手段１２は集約手段５の傾きの角度を、噴射手段４の研磨材１の噴射方向（略一定方向Ａ）に対して変化させるものである。ここでは、集約手段５の上下方向Ｄ傾きの変更、およびピン１２ａの中心線を中心に旋回することにより左右方向（図１の面上において前後の方向）の傾きの変更を行うことができるように設定されている。尚、この角度変更手段１２は１例であり、これに限られることはない。いずれの構成を採用し、角度変更手段１２により角度が変更されたとしても、集約手段５は噴射手段４から噴射された研磨材１を導入することができるように形成されており、テーパー部６の一端側５ａの径寸法ｔ５はその点を考慮して作成されている。
【００１５】
搬送供給手段１３は、噴射手段４により噴射された研磨材１を再び噴射手段４に搬送して供給するものである。搬送供給手段１３は、容器１００内の下底の研磨材１の貯留部１０２に一端を、噴射手段４に他端を有するベルトコンベア１３１と、このベルトコンベア１３１に形成された複数のトレイ１３２とを備えている。そして、ベルトコンベア１３１が矢印Ｃの方向に回転することにより、貯留部１０２に存在する研磨材１がトレイ１３２に収納され、噴射手段４に搬送供給される。
【００１６】
そして、研磨材１は、例えば、液体分を含有すると所望の弾力性および粘着性を有するゼラチンにて成る核体と、核体に含有される液体分と、核体に液体分を含有することにより生じる核体の弾力性により核体に複数の砥粒を含有させて、この砥粒を核体の表面、および、その一部が核体内部に取り込まれて成る。そしてこの研磨材１は、核体に液体分を保持して弾力性を持たせた状態で研磨に使用するものである。そして、核体と液体分との重量比率は１０対２ないし５にて成る。液体分としては水分が考えられる。また、他の液体分としては水溶性オイル、アルコールなども考えられる。これらのいずれか１つを用いるものである。砥粒としては、例えばダイヤモンド、炭化珪素、アルミナなど一般的な研磨砥粒を用いるものである。このようにして成る研磨材１の核体の径は、０．１ｍｍから５ｍｍ程度のものであり、これらを多数使用することと成る。例えば、１つの研磨装置あたり０．５ｋｇから３ｋｇ程度の量が使用される。尚、他の研磨材、例えば液体分を保持しないような研磨材でも同様に、研磨に利用することができることは言うまでもない。
【００１７】
そして、このような研磨材１を連続して使用する場合、各研磨材１に液体分を供給して補給する必要があるため、液体部の補給を行う液体分供給手段１０３を貯留部１０２の近傍に配設する。さらに、液体分供給手段１０３にて液体分が供給された各研磨材１を撹拌する攪拌手段１０４を備える。尚、この実施の形態１においては、搬送供給手段１３が下端部を攪拌手段１０４として兼用して使用する。但し、この例に限られることはなく、他の新たな攪拌手段を備えるようにしてよいことは言うまでもない。
【００１８】
次に上記のように構成された実施の形態１の研磨装置を使用した研磨方法について説明する。まず、液体分を所定量含有する多数の研磨材１を準備する。次に、当該研磨材１を容器１００内の噴射手段４に供給する。次に、被研磨材２を容器１００内の搬入し、載置台１０１上に載置させる。次に、研磨を行う作業者が手を挿入可能なハンド部（図示せず）にて、フレキシブル手段１１を把持する。次に、噴射手段４の回転体３を回転させて研磨材１を集約手段５の一端側５ａに噴射させる。これとともに、導入手段９を介して圧縮空気を集約手段５の送出部７に導入する。そして、噴射された研磨材１は集約手段５のテーパー部６を通過することにより集約される。そして、研磨材１は、送出部７にて導入手段９にて導入された圧縮空気が導入孔８から導入されて混合され噴射速度を増してフレキシブル手段１１から研磨材１が被研磨材２に噴射され、被研磨座１２が研磨される。
【００１９】
そして、噴射された研磨材２はその自重により容器１００の貯留部１０２に落下して貯留される。次に、搬送供給手段１３を動作させ、ベルトコンベア１３１を矢印Ｃの方向に回転させ、トレイ１３２に研磨材１を収納して、貯留部１０２に貯留された各研磨材１を容器１００内の上部に形成された噴射手段４まで移動させて供給する。搬送供給手段１３はこの動作を研磨中繰り返して行う。
【００２０】
そして、作業者は研磨材１の噴射中に、図１に示した矢印Ｆに示すようにフレキシブル手段１１の傾き角度を変えて被研磨材２の必要な箇所に研磨材１を噴射させて研磨を行う。尚、矢印Ｆ以外にも図面の紙面上前後、斜め方向など自由に傾き角度θ１を変更することができることは言うまでもない。但し、９０°程度の折れ曲がるほどに方向性を変えた場合は、フレキシブル手段１１から研磨材１が噴射しなくなることは言うまでもない。
【００２１】
このときの、研磨材の流れと、圧縮空気の流れとは図４（ａ）に示すように、研磨材の流れに対して、圧縮空気の流れが周方向から略均等に導入され、研磨材の流れと略均等に混合して送出部７から外部に送出されることとなり、研磨材の流れを圧縮空気の流れにて押し出す力を増大しているものと考えられる。また、この際、送出部７にて圧縮空気の流れが送出部７から外部に送出される方向に発生するため、集約手段５に導入された研磨材の流れを吸引する作用が発生するものと考えられる。
【００２２】
そして、この研磨においてフレキシブル手段１１の傾き角度θ１を変更した場合の研磨状態の実験結果を図５に示す。図からも明らかなように、傾き角度θ１を５６°程度まで変更させたとしても良好な研磨状態を得ることができた。尚、ここで用いた面粗度の測定方法は、”算術平均粗さ”にて測定している値である。研磨材１の噴射量は１１リットル／分程度、圧縮空気の導入量は１４０リットル／分程度にて行うものである。
【００２３】
また、図５においては特に示していないが、導入手段９にて圧縮空気の導入を行わずに傾き角度θ１を変更した場合、フレキシブル手段１１内およびそれに伴って集約手段５内に研磨材１が滞留してしまい、研磨材１を被研磨材２に噴射を行うことができなくなるため、データとして記載していないものである。これは、集約手段５においては、集約手段の内壁５０は摩擦抵抗が少ないため、研磨材の速度が低下することはない。しかしながら、フレキシブル手段１１がその方向性を変更させるために、例えば樹脂部材にて形成され、摩擦抵抗が集約手段５より大きくなるためであると考えられる。
【００２４】
上記のように構成された実施の形態１の研磨装置は、送出部において集約された研磨材と圧縮空気とが均一に混合して噴射能力を向上させて送出部から噴射され、フレキシブル手段にてその噴射角度を変更することができるため、噴射能力の低減を最小限にとどめ、かつ、研磨材の噴射方向の自由度を向上することができる。
【００２５】
また、導入手段の導入孔は、送出部の周囲外方から軸方向に向かって傾斜して形成され、送出部の内壁は、導入孔に沿って傾斜する傾斜面にて形成されているため、導入孔からの圧縮気体の導入がより一層スムーズに成り、送出部において集約された研磨材と圧縮空気とがより一層均一に混合することができ、噴射能力をより一層向上させてことができる。よって、噴射能力の低減をより一層低減し、かつ、研磨材の噴射方向の自由度を向上することができる。
【００２６】
また、集約手段の内壁が、金属部材またはセラミック部材にて形成され、内壁が平滑にて形成され、フレキシブル手段は、フレキシブルに方向が変更できる樹脂部材またはゴム部材にて形成されているため、集約手段の内壁内にて研磨材の噴射能力の低下を最小限にとどめ、フレキシブル手段にて研磨材の噴射の方向を容易に変更させることができる。
【００２７】
また、集約手段の傾きの角度を噴射手段の研磨材の噴射方向に対して変化させる角度調整手段を備えたので、フレキシブル手段以外に集約手段の傾き角度を変更することにより、研磨材の噴射方向の自由度をより一層向上することができる。
【００２８】
また、噴射手段により噴射された研磨材を上記噴射手段に搬送して供給する搬送供給手段を備えたので、研磨材における噴射研磨を連続して行うことができる。
【００２９】
また、研磨材は、核体がゼラチンから成り、この核体に液体分を含有することにより生じる核体の弾力性により核体に複数の砥粒を含有させて形成され、核体に液体分を保持して弾力性を持たせた状態で研磨に使用するように、研磨材に液体分が保持されていたとしても研磨材の噴射を良好に行うことができる。
【００３０】
また、各研磨材に液体分を供給する液体分供給手段を備えたので、研磨材を連続して使用する際に発生する液体分の補給を行うことができるため、連続した研磨を長時間行うことができる。
【００３１】
また、液体分供給手段にて液体分が供給された各研磨材を撹拌する攪拌手段を備えので、研磨材への液体分の補給がより均一に行うことができるため、連続した研磨を長時間行うことができる。
【００３２】
また、液体分は、水分または水溶性オイルまたはアルコールのいずれか少なくとも１つにて成るため、研磨材の弾力性を安価に持続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１の研磨装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示した研磨装置の集約手段、導入手段、フレキシブル手段および角度調整手段の構成を示す図である。
【図３】図２に示した集約手段、導入手段の構成を示す分解図である。
【図４】図２に示した研磨装置の集約手段、導入手段の説明するための図である。
【図５】図１に示した研磨装置の実験例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  研磨材、２  被研磨材、３  回転体、４  噴射手段、１０  噴射路、
５  集約手段、５０  集約手段の内壁、５ａ  一方端、５ｂ  他方側、５ｃ  端部、
６  テーパー部、７  送出部、７０  送出部の内壁、８  導入孔、９  導入手段、
１１  フレキシブル手段、１２  角度調整手段、１３  搬送供給手段、１００  容器、
１０１  載置台、１０２  貯留部、１０３  液体分供給手段、１０４  攪拌手段、
１３１  ベルトコンベア、１３２  トレイ、Ａ  略一定方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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