(57)【要約】【課題】  変動磁場中に磁性工具を配して行う磁気援用加工において、パイプの内面に、圧縮応力の付与、加工硬化による硬度アップ、摩擦抵抗の低減などを目的とした加工を容易に行うことができる磁気援用加工法及びこれに用いられる磁性工具を提供する。【解決手段】  変動磁場中に磁性工具を配し、磁場の変動によってその磁性工具に運動を与え、その磁性工具を工作物に衝突させることで加工を行う磁気援用加工法において、磁性工具として、少なくとも磁気異方性を有し、磁極端部の形状が加工により又は樹脂若しくは金属被覆により曲面になっているものを用いる。磁性工具は形状異方性を有するものであり、また、樹脂若しくは金属中に研磨材が含まれるようにしてもよい。【選択図】    図１
2006272520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変動磁場中に磁性工具を配し、磁場の変動によって当該磁性工具に運動を与え、当該磁性工具を工作物に衝突させることで加工を行う磁気援用加工法において、前記磁性工具として、少なくとも磁気異方性を有し、磁極端部の形状が加工により又は樹脂若しくは金属被覆により曲面になっているものを用いることを特徴とする磁気援用加工法。
【請求項２】
変動磁場中に磁性工具を配し、磁場の変動によって当該磁性工具に運動を与え、当該磁性工具を工作物に衝突させることで加工を行う磁気援用加工法に用いられる磁性工具であって、少なくとも磁気異方性を有し、磁極端部の形状が加工により又は樹脂若しくは金属被覆により曲面になっていることを特徴とする磁性工具。
【請求項３】
前記磁性工具が、形状異方性を有することを特徴とする請求項２に記載の磁性工具。
【請求項４】
前記樹脂若しくは金属中に研磨材が含まれることを特徴とする請求項２又は３に記載の磁性工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気援用加工法及びこれに用いられる磁性工具に関し、更に詳しくは、例えば、変動磁場中に与えられた磁性工具によって、例えば、半導体産業や化学製品分析機器等で用いられているクリーンパイプ、各種セラミックパイプ、さらにＴ字パイプやＬ字パイプ等の複雑な形状をもつパイプの内面に、圧縮応力の付与、加工硬化による硬度アップ、摩擦抵抗の低減などを目的とした加工を行うことが容易な、磁気援用加工法及びこれに用いられる磁性工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁場の作用を取り込んだ精密加工技術である「磁気援用加工法（磁気研磨法）」は、既成概念にとらわれない新技術として注目されている。この磁気援用加工法は、磁力線を媒介にして磁性砥粒や磁性粒子に加工力と運動力を与えて精密な表面加工を実現するものである。磁力線を媒介にする磁気援用加工法は、Ｘ線の物体透過現象と同じく、磁力線が非磁性体を透過する現象に着目した技術であり、従来の機械加工では困難な部品の研磨等の加工を可能とすることができ、例えば、複雑な形状を有する部品の表面、工具が入らない穴の内面、工具が届かない管の内面等の研磨等を行うことができる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
なお、従来、このような磁気援用加工法において、変動磁場中にピン形状の磁性工具を配して加工することが検討されていたが、従来用いられているピン形状の磁性工具としては、加工誘起マルテンサイトステンレス鋼や炭素鋼等の軟質磁性材料からなるワイヤーを切断したものが用いられていた。
【特許文献１】特開２００２−１９２４５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ワイヤーを単に切断したピン形状の磁性工具は、その磁極端部のエッジが鋭利な形状となっており、そうした磁性工具を用いて磁気援用加工法を行うと、その鋭利なエッジ形状が被加工材であるパイプ内面にそのまま転写され、パイプ内面がＶ溝状にえぐれた圧痕を有するものとなってしまうという難点があった。
【０００５】
近年、各種産業で利用される精密パイプに対する研磨のうち、特に通常の研磨手法を適用できない内面研磨に対しては、圧縮応力の付与、加工硬化による硬度アップ、摩擦抵抗の低減などの種々の要望があるが、従来はこうした要望に応える検討がされていなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、変動磁場中に磁性工具を配して行う磁気援用加工において、パイプの内面に、圧縮応力の付与、加工硬化による硬度アップ、摩擦抵抗の低減などを目的とした加工を容易に行うことができる磁気援用加工法及びこれに用いられる磁性工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の磁気援用加工法は、変動磁場中に磁性工具を配し、磁場の変動によって当該磁性工具に運動を与え、当該磁性工具を工作物に衝突させることで加工を行う磁気援用加工法において、前記磁性工具として、少なくとも磁気異方性を有し、磁極端部の形状が加工により又は樹脂若しくは金属被覆により曲面になっているものを用いることを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の磁性工具は、変動磁場中に磁性工具を配し、磁場の変動によって当該磁性工具に運動を与え、当該磁性工具を工作物に衝突させることで加工を行う磁気援用加工法に用いられる磁性工具であって、少なくとも磁気異方性を有し、磁極端部の形状が加工により又は樹脂若しくは金属被覆により曲面になっていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の磁性工具において、前記磁性工具が、形状異方性を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の磁性工具において、前記樹脂若しくは金属中に研磨材が含まれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の磁気援用加工法によれば、変動磁場中に配する磁性工具として、少なくとも磁気異方性を有し、磁極端部の形状が加工により又は樹脂若しくは金属被覆により曲面になっているものを用いるので、従来のピン形状の磁性工具を用いた場合のように、鋭利なエッジ形状が被加工材であるパイプ内面にそのまま転写されてパイプ内面がＶ溝状にえぐれた圧痕の形成を防ぐことができる。本発明の磁気援用加工法によれば、そうした磁性工具を用いるので、滑らかな内面形状にすることができると共に、磁性工具の材質や樹脂若しくは金属被膜の材質を選定することにより、圧縮応力の付与、加工硬化による硬度アップ、摩擦抵抗の低減などの要望にも応えることができる。
【００１２】
本発明の磁性工具によれば、少なくとも磁気異方性を有し、磁極端部の形状が加工により又は樹脂若しくは金属被覆により曲面になっているので、こうした磁性工具を変動磁場中に配することにより、例えばパイプ内面を滑らかな形状にすることができると共に、磁性工具の材質や樹脂若しくは金属被膜の材質を選定することにより、圧縮応力の付与、加工硬化による硬度アップ、摩擦抵抗の低減などの要望にも応えることができる。
【００１３】
また、本発明の磁性工具によれば、少なくとも磁極端部を被覆する樹脂若しくは金属中に研磨材が含まれるので、その研磨材の作用により、例えばパイプ内面の研磨状態を調整することができる。また、研磨材の大きさや硬さを変更することにより、被加工材であるパイプ内面の圧縮応力を調整したり、加工硬化による硬度を調整したり、摩擦抵抗を調整したりすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の磁気援用加工法及びこれに用いられる磁性工具について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
本発明は、変動磁場中に磁性工具を配し、磁場の変動によってその磁性工具に運動を与え、磁性工具を工作物に衝突させることで加工を行う磁気援用加工法において用いられる磁性工具に特徴を有するものである。詳しくは、変動磁場中に配される磁性工具として、少なくとも磁気異方性を有し、磁極端部の形状が加工により又は樹脂若しくは金属被覆により曲面になっているものを用いることに特徴がある。以下、発明を構成する事項について順次詳しく説明する。
【００１６】
（磁性工具）
本発明に係る磁性工具の材料としては、加工誘起マルテンサイトステンレス鋼や炭素鋼等の軟質磁性の金属材料が好ましく用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。こうした材料からなる磁性工具は磁気異方性を有するので、変動磁場を用いた磁気援用加工法においては、磁場の変動によって磁性工具が運動し、その磁性工具が加工対象となる工作物に衝突して加工が行われることになる。
【００１７】
本発明に係る磁性工具としては、上記したような材料で形成されて磁気異方性を有するものであれば、金属素材を加工したものであっても、焼結素材を加工したものであってもよい。また、その寸法、形状等についても特に限定されないが、形状については、少なくとも形状異方性を有するものが好ましい。形状異方性がある磁性工具は、変動磁場を用いた磁気援用加工法において好ましい運動挙動を示す。形状異方性のある磁性工具としては、その一例として、以下に示すようなピン形状のものが好ましく用いられる。ピン形状の磁性工具の場合、その長さが１〜５ｍｍ程度で直径が０．１〜２ｍｍ程度であり、長さと直径の比（長さ／直径）が２〜２５程度のものが好ましく用いられる。
【００１８】
図１の（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の磁性工具の代表的なピン形状の磁性工具の例を示す模式断面図である。図１（Ａ）に示す磁性工具１Ａはピン形状の両端部が曲面になっているものである。図１（Ｂ）に示す磁性工具１Ｂはピン形状の両端部が曲面であり、さらにその曲面上に樹脂若しくは金属からなる被覆材２が被覆されているものである。図１（Ｃ）に示す磁性工具１Ｃはピン形状の両端部が矩形端面であり、さらにその矩形端面上に樹脂若しくは金属からなる被覆材２が被覆されているものである。図１（Ｄ）に示す磁性工具１Ｄはピン形状の両端部が曲面であり、さらにその曲面上に樹脂若しくは金属からなる被覆材２が被覆され、その被覆材２中には研磨材が含まれているものである。なお、図１（Ｅ）に示す磁性工具は１Ｅは、ワイヤーを切断したままの鋭利なエッジを有する従来型の磁性工具である。
【００１９】
両端部が曲面になっている本発明に係る磁性工具１Ａ，１Ｂ，１Ｄは、その端面が、研磨等の機械加工で加工されたものであってもよいし、熱処理等によって加工されたものであってもよいし、また、製造時に曲面を有した状態で製造されたものであってもよい。こうした曲面を有する磁性工具１Ａ，１Ｂ，１Ｄは、変動磁場中での磁気援用加工法により、被加工材である工作物に形成される圧痕形状を滑らかなものとして表面粗さを小さくすることができるという効果がある。例えばパイプ内面の表面粗さを小さくすることにより、パイプ内を流動する流体の摩擦抵抗を調整できるという効果もある。
【００２０】
両端部を曲面にするには、図１（Ｃ）に示す磁性工具１Ｃのように、矩形端面上に樹脂を被覆する方法によっても達成できる。樹脂からなる被覆材２を被覆して両端部を曲面にした磁性工具にも、上記と同様の効果を持たせることができる。曲面を形成するための樹脂材料としては、変動磁場による磁気援用加工中でも容易に剥げることがない硬い樹脂であることが好ましい。そうした樹脂材料としては、例えば、エポキシ、シアノアクリレート等の樹脂材料が挙げられる。
【００２１】
また、図１（Ｂ）に示す磁性工具１Ｂのように、両端部が曲面となっている磁性工具にも樹脂若しくは金属からなる被覆材２で被覆することができる。こうして得られた磁性工具１Ｂについて、両端部が、素地金属部と異なる特性を有する樹脂若しくは金属で被覆されることにより、その樹脂若しくは金属の特性に由来した加工を行うことができる。例えば、素地金属部よりも柔軟な樹脂若しくは金属が被覆されている場合には、樹脂若しくは金属が被覆されていないものに比べて、工作物の表面の残留応力を小さなものにすることができる。また、素地金属部よりも硬い樹脂若しくは金属が被覆されている場合には、樹脂若しくは金属が被覆されていないものに比べて、工作物の表面の残留応力を大きなものにすることができる。樹脂材料としては、例えば、エポキシ、シアノアクリレート等を挙げることができ、また、金属材料としては、例えば、銅、ニッケル等を挙げることができる。
【００２２】
また、図１（Ｄ）に示す磁性工具１Ｄにように、両端部を被覆する樹脂若しくは金属からなる被覆材２中に研磨材３を含有させることもできる。研磨材３を含有した被覆材２で被覆された磁性工具１Ｄは、その研磨材３の効果を発揮させることができる。例えば、(i)硬い樹脂若しくは金属からなる被覆材２中に硬い研磨材３を含有させた場合には、工作物の表面を効果的に研磨したり、残留応力を高めたりすることができる。また、(ii)硬い樹脂若しくは金属からなる被覆材２中に軟らかい研磨材３を含有させた場合には、その研磨材３が弾力性のある緩衝材として作用するので、工作物の表面を少しずつ研磨することができたり、工作物の表面の残留応力を小さなものにすることができる。また、(iii)軟らかい樹脂若しくは金属からなる被覆材２中に硬い研磨材３を含有させた場合には、その被覆材２が弾力性のある緩衝材として作用し、工作物の表面で研磨材３が僅かに滑るので効果的に研磨を行うことができ、滑らかな表面に研磨加工することができる。また、(iv)軟らかい樹脂若しくは金属からなる被覆材２中に軟らかい研磨材３を含有させた場合には、その被覆材２と研磨材３が弾力性のある緩衝材として作用するので、工作物の表面を少しずつ研磨することができたり、工作物の表面の残留応力を小さなものにすることができる。
【００２３】
そうした研磨材３としては、各種の粒子状又は粉末状の研磨材を使用することができる。一例を挙げれば、例えばＪＩＳ表示でＡ、ＷＡ、ＧＣ、ＳＡ、ＭＡ、Ｃ、ＭＤ、ＣＢＮといったものを含む、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＺｒＯ２、Ｂ４Ｃ、ダイアモンド、立方晶窒化ホウ素、ＭｇＯ、ＣｅＯ２又はヒュームドシリカ等の研磨材を挙げることができる。また、研磨材３の大きさや形状は特に限定されないが、被覆される被覆材２（樹脂若しくは金属）の厚さとの関係を考慮して選択される。こうした研磨材３は、樹脂中は容易に含有させることができるし、金属中にも例えば分散めっき等で容易に含有させることができる。
【００２４】
図２は、本発明の磁性工具１を用いた磁気援用加工態様を示す模式図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は平面図である。図２において、工作物としてパイプ１０を使用し、そのパイプ１０内にピン形状の磁性工具１を入れ、そのパイプ１０の近傍に電磁コイル２０，２０を配置し、その電磁コイル２０，２０に交流電流を通電することにより変動磁場を発生させる。こうして、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、パイプ１０内部の磁性工具１がパイプ１０の内面に衝突して研磨等の加工が行われる。
【００２５】
以上説明した本発明の磁性工具は、磁極端部の形状が加工により又は樹脂若しくは金属被覆により曲面になっているので、こうした磁性工具を変動磁場中に配することにより、例えばパイプ内面を滑らかな形状にすることができると共に、磁性工具の材質や樹脂若しくは金属被膜の材質を選定することにより、圧縮応力の付与、加工硬化による硬度アップ、摩擦抵抗の低減などの要望にも応えることができる。
【００２６】
また、本発明の磁性工具によれば、少なくとも磁極端部を被覆する樹脂若しくは金属中に研磨材が含まれるので、その研磨材の作用により、例えばパイプ内面の研磨状態を調整することができる。また、研磨材の大きさや硬さを変更することにより、被加工材であるパイプ内面の圧縮応力を調整したり、加工硬化による硬度を調整したり、摩擦抵抗を調整したりすることができる。
【００２７】
（磁気援用加工法）
次に、上述したような本発明の磁性工具を用いて行われる、本発明の磁気援用加工法について説明する。
【００２８】
本発明の磁気援用加工法は、上述したような本発明に係る磁性工具を用いることを特徴とするものであり、それ以外については、基本的に従来公知の磁気援用加工法と同様のものである。
【００２９】
すなわち、本発明の磁気援用加工法においては、従来公知のように、変動磁場中に磁性工具を配し、磁場の変動によってその磁性工具に運動を与え、磁性工具を工作物に衝突させることで加工を行う。
【００３０】
変動磁場としては、Ｎ・Ｓ交番磁場、回転磁場等のＮ極とＳ極とが交互に変動する磁場であればよい。これらの磁場は、例えば永久磁石、電磁コイル、又はこれらの組合せから構成される。電磁コイルによるＮ・Ｓ交番磁場を採用する場合は、加工場となる非磁性の工作物（被加工材）の近傍まで延設した電磁コイルを、電流制御（例えば交流電流の通電）することにより変動磁場を発生させることができ、その磁力の制御は、電磁コイルへの通電周波数を変動させることにより制御することができる。また、永久磁石による回転磁場を採用する場合は、例えば永久磁石を備えた回転テーブルを回転させることにより変動磁場を発生させることができ、その磁力の制御は、その回転数を変動させることにより制御することができる。
【００３１】
このような変動磁場発生装置中に、加工場となる非磁性の工作物を配置し、この工作物の内部に、活発な三次元挙動をするのに必要な適当数の磁性工具を収納した後、その工作物に対して変動磁場を与える。変動磁場が与えられた工作物内の磁性工具は、磁場の変動に引っ張られ、工作物内で三次元的な不規則運動を起こす。こうした磁性工具の不規則運動は、工作物表面にランダムに衝突し、工作物の表面研磨や表面仕上げ、又は残留応力の付与、又は表面硬化加工等を行うことができる。
【００３２】
以上、本発明の磁気援用加工法について簡単に説明してきたが、使用される装置の細部構成については適宜変更可能である。例えば、(a)回転磁場装置における回転テーブルの形状、材質及びその回転駆動形態、(b)永久磁石を取り付けた回転テーブルに設置される磁石の数及びその磁極の配列形態、(c)磁石の磁場の変動制御形態、(d)加工場となる工作物の形状、材質、(e)磁性工具の形状、数、等については適宜変更可能である。
【００３３】
本発明の磁気援用加工法は、用途の一例として、各種被加工物の精密加工への適用が期待できる。例えば、次世代半導体や医療分野の製造プロセス等に用いられるスーパークリーンパイプ、各種セラミックパイプ、さらにＴ字パイプやＬ字パイプ等の複雑な形状をもつパイプ等のように、精密研磨等の加工処理が要求される製品やパイプ内のような微小空間の高精度の加工（研磨等）が要求される製品等の加工に有効である。本発明の磁気援用加工法は、こうした応用に限定されず、非磁性体工作物の細部、内面、表面仕上げ及びエッジ部のバリ取り仕上げ、又は表面層の硬化、圧縮応力の残留による曲げ疲労強度の向上等のために、各種の用途に広く適用可能である。
【実施例】
【００３４】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
【００３５】
（実施例１）
実験装置及び実験方法；図３は、変動磁場を利用した磁気援用加工装置３０の一例を示す模式的な正面図（Ａ）と平面図（Ｂ）である。対向する電磁コイル３３，３３に交流安定化電源３６から交流電流（周波数７Ｈｚ、電圧１００Ｖ）を通電すると、対向する電磁コイル３３，３３が備える鉄心３２，３２間に設置した非磁性のパイプ１０内に、Ｎ・Ｓ変動磁場が与えられる。このときの対向する鉄心３２，３２の間隔は３ｍｍであり、その鉄心３２，３２とパイプ１０との距離が３ｍｍとなるように、パイプ１０をその鉄心３２，３２位置よりもやや下方に配置した。加工時間を３０分間とした。なお、図３中、符号３１は工作物であるパイプ１０の支持治具であり、符号３４は電磁コイルの支持治具であり、符号３５は加工ステージである。
【００３６】
工作物であるパイプ１０としては、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼の円管（外径２０ｍｍ×内径１８ｍｍ×長さ１７０ｍｍ）を用いた。また、ピン形状の磁性工具としては、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼からなる外径１ｍｍ×長さ５ｍｍのピンを３．０ｇ相当数用いた。ここで用いた磁性工具は、図１（Ａ）に示した形態の磁性工具であり、両端部が曲面（曲率半径：０．５ｍｍ）に加工されたものである。
【００３７】
（実施例２）
ピン形状の磁性工具として、実施例１の磁性工具の両端部にシアノアクリレート樹脂を厚さ約２０μｍとなるように塗布した磁性工具（図１（Ｂ）の磁性工具１Ｂを参照）を用いた。さらに、工作物であるパイプ１０として、ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼の円管（外径２０ｍｍ×内径１８ｍｍ×長さ１７０ｍｍ）を用いた。その他は、実施例１と同様にして磁気援用加工を行った。
【００３８】
（実施例３）
ピン形状の磁性工具として、実施例１で用いた磁性工具の両端部が加工されずに矩形端部となっているものを用い、さらにその両端部にシアノアクリレート樹脂を厚さ約２０μｍとなるように塗布した磁性工具（図１（Ｃ）の磁性工具１Ｃを参照）を用いた。さらに、工作物であるパイプ１０として、ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼の円管（外径２０ｍｍ×内径１８ｍｍ×長さ１７０ｍｍ）を用いた。その他は、実施例１と同様にして磁気援用加工を行った。
【００３９】
（実施例４）
ピン形状の磁性工具として、実施例１の磁性工具の両端部に、厚さ約２０μｍとなるようにシアノアクリレート樹脂を塗布し、それに粒径３０μｍのアルミナ（ＷＡ＃４００）を研磨材として含ませた磁性工具（図１（Ｄ）の磁性工具１Ｄを参照）を用いた。さらに、工作物であるパイプ１０として、ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼の円管（外径２０ｍｍ×内径１８ｍｍ×長さ１７０ｍｍ）を用いた。その他は、実施例１と同様にして磁気援用加工を行った。
【００４０】
（実施例５）
ピン形状の磁性工具として、実施例１の磁性工具の両端部に、厚さ約２０μｍとなるようにシアノアクリレート樹脂を塗布し、それに粒径４μｍのアルミナ（ＷＡ＃３０００）を研磨材として含ませた磁性工具（図１（Ｄ）の磁性工具１Ｄを参照）を用いた。さらに、工作物であるパイプ１０として、ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼の円管（外径２０ｍｍ×内径１８ｍｍ×長さ１７０ｍｍ）を用いた。その他は、実施例１と同様にして磁気援用加工を行った。
【００４１】
（比較例１）
磁性工具として、実施例１で用いた磁性工具の両端部が加工されずに矩形端部となっている磁性工具（図１（Ｅ）の磁性工具１Ｅを参照）を用いた他は、実施例１と同様にして磁気援用加工を行った。
【００４２】
（結果）
図４は、実施例１と比較例１の磁気援用加工により得られたパイプの内面の表面粗さ（最大高さ／Ｒｚ）を測定した結果である。表面粗さ（最大高さ／Ｒｚ）は、パイプを切断してそのパイプ内面を触針式表面粗さ測定装置により測定した。表面粗さ（最大高さ／Ｒｚ）は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１（ＩＳＯ４１８７−１９９７準拠）により測定した最大高さＲｚで評価した。図４の結果から明らかなように、実施例１の磁気援用加工により得られたパイプ内面は、表面粗さ（最大高さ／Ｒｚ）が小さくなっており、滑らかな表面に加工することができた。
【００４３】
図５は、このときの顕微鏡写真である。図５（Ａ）は加工前のパイプ内面の顕微鏡写真であり、図５（Ｂ）は実施例１の磁気援用加工後のパイプ内面の顕微鏡写真であり、図５（Ｃ）は比較例１の磁気援用加工後のパイプ内面の顕微鏡写真である。この結果からわかるように、実施例１の磁気援用加工で得られたパイプ内面は、一様で微細な圧痕を有する内面となっていたが、比較例１の磁気援用加工で得られたパイプ内面は、Ｖ溝状にえぐれた圧痕を有する内面となっていた。
【００４４】
図６は、実施例２〜５の磁気援用加工により得られたパイプの内面の表面粗さ（最大高さ／Ｒｚ）を測定した結果である。表面粗さ（最大高さ／Ｒｚ）測定は、図４で得たものと同様の方法で行った。図６の結果から明らかなように、実施例２，４，５の磁気援用加工により得られたパイプ内面は、表面粗さ（最大高さ／Ｒｚ）が小さくなっており、滑らかな表面に加工することができた。特に、細かいアルミナ粒子を樹脂中に含有する実施例５の磁気援用加工で得られたパイプ内面は、小さな表面粗さとなった。一方、実施例３の磁気援用加工で得られたパイプ内面は、若干高い表面粗さを示していた。これは、両端部の矩形形状が影響しているものと考えられる。
【００４５】
図７は、実施例２〜５の磁気援用加工により得られたパイプ内面の顕微鏡写真である。図７の結果から明らかなように、実施例２の磁気援用加工により得られたパイプ内面（図７（Ａ）を参照）は滑らかであったが、実施例３の磁気援用加工により得られたパイプ内面（図７（Ｂ）を参照）は若干荒れているのが確認された。これは、両端部の矩形形状が影響しているものと考えられる。また、実施例４の磁気援用加工により得られたパイプ内面（図７（Ｃ）を参照）は一様な圧痕が確認されたが、実施例５の磁気援用加工により得られたパイプ内面（図７（Ｄ）を参照）はより細かい圧痕が一様に形成されているのが確認された。これは、樹脂中のアルミナ粒子の粒径に依存しているものと考えられる。
【００４６】
さらに、実施例１〜６及び比較例１の磁気援用加工により得られたパイプ内面の残留応力を測定した。残留応力の測定は、加工後のパイプを切断した後、Ｘ線応力測定装置（理学電機株式会社製、ＭＳＦ２Ｍ）により測定した。実施例１〜６及び比較例１の磁気援用加工により得られたパイプ内面の残留応力は、その順に、−３５３±３３ＭＰａ、−２７３±２１ＭＰａ、−３２０±２９ＭＰａ、−２５０±１９ＭＰａ、−１８７±３９ＭＰａ、−３７９±１６ＭＰａであった。この結果より、細かいアルミナ粒子を樹脂中に含有する実施例５の磁気援用加工で得られたパイプ内面は、最も小さな残留応力となっており、その次に小さい残留応力を有するものは、大きいアルミナ粒子を樹脂中に含有する実施例４の磁気援用加工で得られたパイプ内面であった。なお、最も高い残留応力を有するものは、比較例１の磁気援用加工で得られたパイプ内面であった。
【００４７】
以上の結果から明らかなように、磁性工具の形状、両端部を被覆する被覆材等によって、パイプ内面の表面形状、表面粗さ、残留応力等について所望の形態に制御することができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の磁性工具の代表的なピン形状の磁性工具の例を示す模式断面図である（なお（Ｅ）は従来例である）。
【図２】本発明の磁性工具を用いた磁気援用加工態様を示す模式図である。
【図３】変動磁場を利用した実験装置の一例を示す正面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図４】実施例１と比較例１の磁気援用加工により得られたパイプの内面の表面粗さ（最大高さ／Ｒｚ）を測定した結果である。
【図５】実施例１と比較例１の磁気援用加工により得られたパイプの内面の顕微鏡写真である。
【図６】実施例２〜５の磁気援用加工により得られたパイプの内面の表面粗さ（最大高さ／Ｒｚ）を測定した結果である。
【図７】実施例２〜５の磁気援用加工により得られたパイプ内面の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００４９】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  磁性工具
２  被覆材
３  研磨材
１０  パイプ
２０  電磁コイル
３０  磁気援用加工装置
３１  パイプの支持治具
３２  鉄心
３３  電磁コイル
３４  電磁コイルの支持治具
３５  加工ステージ
３６  交流安定化電源
【図１】
2006272520.tif 000003
【図２】
2006272520.tif 000004
【図３】
2006272520.tif 000005
【図４】
2006272520.tif 000006
【図５】
2006272520.tif 000007
【図６】
2006272520.tif 000008
【図７】
2006272520.tif 000009