(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨対象となる管の両側に接続され、液体中に混入された研磨材を収納する第１および第２の研磨材容器と、前記各研磨材容器と接続され、前記液体中の研磨材を沈殿させる第１および第２の沈殿トラップと、前記両沈殿トラップの間に設けられ、前記液体を交互に方向を変えて加圧する加圧手段を備えるとともに、前記加圧手段により、前記液体を高圧で交互に向きを変えて加圧することにより、前記研磨材容器中の液体中に混入された研磨材を、前記管の内面に高速で往復動させて粗研磨を行った後、低圧で前記液体を交互に向きを変えて加圧することにより、前記液体中に混入された研磨材を、前記管の内面に低速で往復動させて仕上げ研磨を行うようにしたことを特徴とする管の内面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細管の内面を研磨するための管の内面研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、管の内面研磨は、ホーニング研磨法や電解研磨法により行われていた。前者は、管の内部に挿入した砥石に回転運動と往復運動とを与えつつ、これを管内面に付勢させるようにし、後者は、陽極とした管の内部に、陰極となる電極を挿入し、両電極間に電解液を介して電流を通ずることにより、それぞれ管内面を研磨するものである。また、後者に砥粒の擦過作用を複合させた電解複合研磨法もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近時は半導体装置用のガス系の配管等において比較的長尺の細管が用いられるようになったが、これらの細管は、上述した従来の研磨方法では研磨することができないことが多い。それは、いずれの方法においても、管の内部に砥石や電極等を挿入しなければならないので、自ら研磨できる管の内径が制約されてしまうからである。
【０００４】
本発明はこのような実情に鑑みてなされ、比較的に長尺な細管をも能率よく研磨することのできる管の内面研磨装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の管の内面研磨装置は、研磨対象となる管の両側に接続され、液体中に混入された研磨材を収納する第１および第２の研磨材容器と、前記各研磨材容器と接続され、前記液体中の研磨材を沈殿させる第１および第２の沈殿トラップと、前記両沈殿トラップの間に設けられ、前記液体を交互に方向を変えて加圧する加圧手段を備えるとともに、前記加圧手段により、前記液体を高圧で交互に向きを変えて加圧することにより、前記研磨材容器中の液体中に混入された研磨材を、前記管の内面に高速で往復動させて粗研磨を行った後、低圧で前記液体を交互に向きを変えて加圧することにより、前記液体中に混入された研磨材を、前記管の内面に低速で往復動させて仕上げ研磨を行うように構成されている。
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【作用】
そして、上記構成よりなる本発明の管の内面研磨装置においては、まず、加圧手段により液体を高圧で加圧すると、加圧された側の沈殿トラップを介して研磨材容器中の研磨材が液体とともに、管の内面に高圧で圧送される。前記液体は、加圧手段によって交互に方向を変えて圧送されるので、研磨材は液体とともに、管の内面を高圧高速で往復圧送され、これにより、管の内面が能率よく粗研磨される。
【００１０】
次いで、液体を低圧で交互に方向を変えて加圧することにより、研磨材を液体とともに管の内面を低圧低速で往復圧送させ、これにより、管の内面が鏡面に仕上げられる。
【００１１】
上述の研磨工程中で、液体に混入した研磨材の一部が研磨材容器から溢出すると、これを沈殿トラップ内に沈殿させることができ、これにより、加圧手段により構成される液体の駆動系が研磨材によって損傷を受けるようなトラブルの発生を回避することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明を実施するための研磨装置の全体構成を示し、符号１は研磨対象となる細管で、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の研磨材２を水３に混入させて貯留する第１および第２の研磨材容器４ａ，４ｂの上部に貫挿されたパイプ５ａ，５ｂの外端に設けられている両管継手６ａ，６ｂ間に架設固定され、前記パイプ５ａ，５ｂの内端は、研磨材容器４ａ，４ｂ内の下部まで垂下し、水面下底部に開口している。一方、前記水面には、研磨材容器４ａ，４ｂと第１および第２の沈殿トラップ７ａ，７ｂとの間に貫挿されるパイプ８ａ，８ｂの一端が臨んでおり、各パイプ８ａ，８ｂは沈殿トラップ７ａ，７ｂ内でやや径が大きくなって垂下し、その他端を水面下底部に開口させている。そして、各沈殿トラップ７ａ，７ｂ内の水面に一端を臨ませたパイプ９ａ，９ｂが沈殿トラップ７ａ，７ｂの上部に貫挿されて、その他端が、水３とそれよりも比重の軽い液体１３とを境界面１４を形成して貯留する境界面トラップ１５の下部に接続されている。
【００１３】
前記境界面トラップ１５は縦長に形成されてその各上部が、第１および第２の配管１６ａ，１６ｂを介して加圧手段１０を構成する増圧シリンダの第１および第２の油室２１，２２に接続され、各油室２１，２２内を往復動する第１ピストン２３および第２ピストン２４と一体の大ピストン２５が第１および第２の空圧室２６，２７を画成するシリンダ内を往復動することにより、所定の増圧効果（１０倍）が得られるようになっている。各空圧室２６，２７は、配管２８，２９を介して、コントローラ３０によって制御切換される四方切換弁３１の各出口と接続され、四方切換弁３１の入口がエアパイプ３２と接続されている。このエアパイプ３２の上流端は、高圧パイプ３３と低圧パイプ３４に分岐し、高圧パイプ３３には圧力計３５と手動調圧弁３７および電磁開閉弁３９が、低圧パイプ３４には圧力計３６と手動調圧弁３８および電磁開閉弁４０がそれぞれ装着され、各電磁開閉弁３９，４０はそれぞれコントローラ３０によって制御開閉される一方、高圧パイプ３３と低圧パイプ３４の上流端は，合流してエアコンプレッサー４１と接続されている。
【００１４】
上記構成の研磨装置による研磨作業の好ましい一例を説明すると、内径０．４ｍｍ、長さ１０００ｍｍで内表面の粗さ２μｍ程度の細管１を研磨する場合、研磨材２として粒度２０〜６０μｍのアルミナを水３に対して５〜３０ｖｏｌ％混合させたものを研磨材容器４ａ，４ｂ内に充填するとともに、図示のように、沈殿トラップ７ａ，７ｂと、各境界面トラップ１５の下部に水３を注入し、かつ両境界面トラップ１５内に油１３を注入して水３との間に境界面１４を形成する。
【００１５】
そして、一方の手動調圧弁３７を５ｋｇ／ｃｍ2 、他方の手動調圧弁３８を２ｋｇ／ｃｍ2 にそれぞれ設定し、まず、一方の電磁開閉弁３９を開いて他方の電磁開閉弁４０を閉じた状態でエアコンプレッサー４１を作動させるとともに，四方切換弁３１により、所定時間間隔で配管２８と配管２９とを交互にエアパイプ３２と継接切り換える。すると、研磨材容器４ａ，４ｂ中の研磨材２が水３とともに、約５０ｋｇ／ｃｍ2 の高圧で細管１内を往復圧送され、これにより、細管１の内表面が０．３〜０．５μｍの表面粗さに仕上げられる。
【００１６】
次いで、一方の電磁開閉弁３９を閉じて他方の電磁開閉弁４０を開いた状態で、同様に、所定時間間隔で配管２８と配管２９とを交互にエアパイプ３２と継接切り換え、約２０ｋｇ／ｃｍ2 の低圧で研磨材２を水３とともに、細管１内を往復圧送させ、これにより、細管１の内表面を０．０５〜０．２μｍの鏡面に仕上げることができる。
【００１７】
このような方法で、内径が０．１〜３ｍｍ程度の比較的長尺な細管１を粗研磨から仕上げ研磨まで連続して能率よく研磨することができる。液状の研磨材２としては、上述のアルミナは１０〜１００μｍ程度の粒度のものを、５〜３０ｖｏｌ％で水と混合して用いればよく、研磨を効率よく行うためには、研磨材２を含んだ水３が細管１内を乱流となるように高速で流過させればよく、その流れの方向を交互に変えてもよく、あるいは一定方向に流過させてもよい。
【００１８】
能率のよい研磨を行うためには、管１の内径および長さに応じて研磨材２の圧送圧力、その濃度、その研磨材２を混入する水３の温度等を個々に設定する必要がある。一般的に研磨効率をよくするためには、圧送圧力は高く、濃度は低く、水３の温度は高くなるようにすればよく、圧送圧力、すなわち流速を変化させることにより、単位時間当たりの研磨量、研磨面の仕上がり表面粗さを変えることができる。しかして、まず、大きな流速で大きな凹凸、うねりをなくした後、小さな流速で小さな凹凸をなくして鏡面に仕上げればよい。
【００１９】
なお、上述の研磨工程で、研磨された後の研磨材２が徐々に黒変し、研磨材容器４ａ，４ｂ中の水が黒濁し、研磨材２の一部が沈殿トラップ７ａ，７ｂに移って沈殿するが、研磨材２が、境界面トラップ１５内の境界面１４を越えて比重の軽い液体１３側に移ることはなく、これにより、増圧シリンダ１０の良好な耐久性が確保される。
【００２０】
ちなみに、境界面トラップ１５を充分細長に形成した場合には、比重の軽い液体との間に境界面を形成しなくても、水のみで充分研磨材阻止効果を得ることができる。つまり、とくに比重の軽い液体を用いるには及ばない。
【００２１】
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の管の内面研磨装置においては、研磨対象となる管の両側に接続され、液体中に混入された研磨材を収納する第１および第２の研磨材容器と、前記各研磨材容器と接続され、前記液体中の研磨材を沈殿させる第１および第２の沈殿トラップと、前記両沈殿トラップの間に設けられ、前記液体を交互に方向を変えて加圧する加圧手段を備えるとともに、前記加圧手段により、前記液体を高圧で交互に向きを変えて加圧することにより、前記研磨材容器中の液体中に混入された研磨材を、前記管の内面に高速で往復動させて粗研磨を行った後、低圧で前記液体を交互に向きを変えて加圧することにより、前記液体中に混入された研磨材を、前記管の内面に低速で往復動させて仕上げ研磨を行うようにしているので、上記研磨方法と同様に、研磨対象の管が比較的長尺かつ細くても、その内面を能率よく研磨することができる。
【００２３】
【００２４】
そして、上記管の内面研磨装置においては、研磨対象となる管内でのみ研磨材を往復させ、かつ沈殿トラップを設けているので、加圧手段に直接研磨材を侵入させることなく、装置の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の管の内面研磨装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【符号の説明】
１…管（細管）、２…研磨材、３…液体（水）、４ａ，４ｂ…研磨材容器、７ａ，７ｂ…沈殿トラップ、１０…加圧手段（増圧シリンダ）。
【図１】
0003711250.tif 000002