(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルムの洗浄効果によって最小クーラント流量を達成すると同時にマイクロフィニッシュフィルムの耐用期間と性能を改善するシステムとプロセスを提供する。【解決手段】ワーク表面の仕上げ加工を行うためのマイクロフィニッシュシステムは、ワーク１０５に擦り付ける研磨剤の層を持つマイクロフィニッシュフィルム１１０、前記マイクロフィニッシュフィルム１１０を支持する接触ツール１１５、前記接触ツール１１５に構成され、最小限のクーラント１２２を所望箇所に流すことによって研磨剤の層が前記ワーク１０５と擦れることによって発生する熱と摩擦損失を戦略的に削減するように構成されたポート１２０から構成される。ポートは典型的にドリルで穴を開けたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク (105)の所望箇所に表面仕上げ処理を行うためのマイクロフィニッシュ システム (100)。前記マイクロフィニッシュ システム (100)は以下から構成される:
・前記ワーク (105)の所望位置に擦れるように構成された研磨剤層 (110)を持つマイクロフィニッシュ フィルム
・前記マイクロフィニッシュ フィルムを支持すべく構成された接触ツール (115)
・前記接触ツール (115)に配置されたポート (120) であってクーラントをワークの所望箇所へ流すことにより、前記研磨剤の層 (110)が前記ワーク (105)と擦れる際に発生する熱と摩擦損失を戦略的に削減する。
【請求項２】
請求項1に請求されているマイクロフィニッシュ システム (100)であって、ここに、前記研磨剤の層 (110) に多孔構造 (112)が施されており、このためクーラントが(122)前記ワーク (105)へ向かって前記接触ツール (115)の前記ポート (120)から流れることを可能にする。
【請求項３】
請求項2に請求されるマイクロフィニッシュ システム (100)であって、ここに、前記多孔構造 (112) は異なるパターンを持つように構成されており、規則的にも不規則的にも幾何学的な形状をなすことができる。
【請求項４】
請求項1に請求されているマイクロフィニッシュ システム (100)であって、ここに、前記研磨剤の層 (110)はフィルムやテープ、ベルトの形状をなす。
【請求項５】
請求項1に請求されているマイクロフィニッシュ システム (100)であって、ここに、前記研磨剤の層 (110)を前記ワーク (105)に対して前記の通り擦る動作は前記ワーク (105)の不定形表面薄膜を除去するように構成されている。
【請求項６】
請求項1に請求されているマイクロフィニッシュ システム (100)であって、これは、前記研磨剤の層 (110)を周期的にインデックス化するように構成されたインデキシング手段を含む。
【請求項７】
請求項1に請求されているマイクロフィニッシュ システム (100)であって、これは、前記ワーク (105)を前記研磨剤の層 (110)に対して回転または振幅させ、所望の箇所にクロスハッチを発生させるように構成された手段を含む。
【請求項８】
請求項1に請求されているマイクロフィニッシュ システム (100)であって、ここに、前記ポート (120)は典型的にドリルで穴を開けたものである。
【請求項９】
マイクロフィニッシュ フィルムを使用してワーク表面の所望の場所でマイクロフィニッシュ処理を行うためのプロセスであって、前記マイクロフィニッシュ プロセスは以下の手順から成る：
・前記マイクロフィニッシュ フィルムを接触ツールで支持し、
・研磨剤層を前記マイクロフィニッシュ フィルムに提供し、
・前記研磨剤層を前記ワークと擦り、
・前記接触ツールにポートを構成し、
・クーラントをワークの所望箇所に供給して前記研磨剤層と前記ワークの摩擦により発生する摩擦損失を削減する。
【請求項１０】
請求項8に請求されるマイクロフィニッシュ プロセスは前記研磨剤の層を周期的にインデックス化する手順から構成される。
【請求項１１】
請求項8に請求されるマイクロフィニッシュ プロセスはさらに、前記ワークを前記研磨剤の層に対して回転および振幅させることによって、ワーク表面の所望箇所にクロスハッチを形成させる手順から成る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に表面仕上げプロセスの分野、より具体的にマイクロフィニッシュ プロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
定義
本明細書において以下では「マイクロフィニッシュ」という用語はワークの表面仕上げを改善し、ワークにクロスハッチパターンを形成する金属加工プロセスを指す。
【０００３】
発明の背景
マイクロフィニッシュプロセスは技術的にはカムシャフトローブ、クランクシャフトピンなどのワークとして知られる数種類の工業用ワークに対してその部分または全体を対象として典型的に必要なものである。マイクロフィニッシュプロセスは概してウェット状態でクーラントの存在下で実行されており、細かい切削屑で詰まるマイクロフィニッシュ フィルムのクリーニングを容易にし、マイクロフィニッシュが実行されたワークを冷却するものである。
【０００４】
従来の技術によるとマイクロフィニッシュプロセスにはマイクロフィニッシュ フィルムと接触ツーリングが含まれ、これらは表面仕上げを行うワークを囲い込む。クーラントをワークに合間を置いてまたは連続的に供給し、クリーニングや冷却する。しかし、従来のマイクロフィニッシュプロセスにおいて、クーラントは本来必要な囲まれた領域にまで届かない。また、クーラント流量はこの非効率のために高く維持される。さらにクーラントが囲まれた領域に届かないので、フィルムの消費はフィルムのクリーニング不足のために高まる。
【０００５】
従来の技術によると最小クーラント システムは、孔のある穿孔工具を使用する穿孔加工やクリーニングと冷却のための噴霧潤滑といったマシニング工程においても開発されてきた。しかしツールは大きく異なるので、同一の技術はマイクロフィニッシュ プロセスには適用できない。
【０００６】
従ってフィルムの連続洗浄によって最小クーラント流量を達成すると同時にマイクロフィニッシュ フィルムの耐用期間と性能を改善するマイクロフィニッシュ システムとプロセスの開発ニーズが存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明のいくつかの目的は先行特許の一つまたは複数の問題の改良または少なくとも有用な代替方法を提供することであり、以下に列挙される。
【０００８】
本発明の目的は、フィルムの連続洗浄によって最小クーラント流量を達成すると同時にマイクロフィニッシュ フィルムの耐用期間と性能を改善するマイクロフィニッシュ システムとプロセスを提供することである。
【０００９】
本発明のもう一つの目的は、クーラント流量、エネルギー消費、機械の占有面積、クーラントの処分量を削減するマイクロフィニッシュ システムとプロセスを提供することである。
【００１０】
本発明のもう一つの目的は、クーラント管理を改善し、この処理のために必要な機械面積を削減するマイクロフィニッシュ システムとプロセスを提供することである。
【００１１】
本発明のさらにもう一つの目的は、ワーク一個当たり表面仕上げ単価を削減するマイクロフィニッシュ システムとプロセスを提供することである。
【００１２】
本発明のさらにもう一つの目的は、フィルムがより清潔になることで処理を加速するマイクロフィニッシュ システムとプロセスを提供することである。
【００１３】
本発明のその他の目的および優位点は以下の説明を本発明の範囲を限定することは意図されているわけではない添付図と共に読むとさらにわかりやすくなる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ワークの所望箇所の表面仕上げ工程を実現するマイクロフィニッシュ システムを目的とする。マイクロフィニッシュ システムは以下から構成される：(i) ワークの所望の位置で擦れるように構成された研磨剤の層を具備したマイクロフィニッシュ フィルム、(ii) マイクロフィニッシュ フィルムを支持するように構成された接触ツール、(iii) 研磨剤の層がワークと擦れることによって発生する熱と摩擦損失を削減するように所望の位置へクーラントの流れを供給するように接触ツール上に配置された複数のポート。ポートは典型的にドリルで穴を開けたものである。
【００１５】
本発明の一実施例において、マイクロフィニッシュ システムの研磨剤の層は多孔構造であり、これらがクーラントを接触ツールのポートを通してワークへ流させる。もう一つの実施形態において、研磨剤の層の多孔構造は異なるパターンを呈するように構成されており、規則的にも不規則的にも幾何学的な形状をなす。
【００１６】
本発明のもう一つの実施形態において、マイクロフィニッシュ システムの研磨剤層はフィルムやテープ、ベルトの形をとる。さらに、ワークに対する研磨剤層の摩擦はワークの薄い不定形表面層を除去するように構成されている。さらにもう一つの実施形態において、研磨剤の層は周期手kにインデックスされ、ワークが回転および振幅されるので、クロスハッチが所望の場所に発生するようになる。
【００１７】
本発明はさらに、マイクロフィニッシュ フィルムを使用してワーク表面の所望の場所にマイクロフィニッシュを行うためのプロセスを提供することも目的としている。マイクロフィニッシュ プロセスは以下の手順からなる:(i) マイクロフィニッシュ フィルムを接触ツールで支持する、(ii) マイクロフィニッシュ フィルム上の研磨剤層を形成する、(iii) ワークに対して研磨剤層を摩擦させ、(iv) 接触ツールにポートを形成し、(v) クーラントをワークの所望箇所に供給して研磨剤層がワークに擦れることにより発生する摩擦損失を削減する。さらに、マイクロフィニッシュ プロセスは研磨剤の層を周期的にインデックス化し、ワークを研磨剤の層に対して回転および振幅させることによって、所望箇所におけるクロスハッチを形成させることからなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明のマイクロフィニッシュ システムとプロセスを添付図面を使用して説明するが、ここにおいて：
【００１９】
【図１】図1は、本発明の実施形態に従うマイクロフィニッシュ システムの概念図であり、
【図２】図2は、本発明の代表的実施形態に従うマイクロフィニッシュ システムとプロセスに使用された研磨剤の断面図である。
【００２０】
【表１】
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【発明を実施するための形態】
【００２１】
発明の詳細な説明
マイクロフィニッシュプロセスはカムシャフトローブ、クランクシャフトピンなど数種類の工業用ワークに対してその部分または全体を対象として典型的に必要なものである。マイクロフィニッシュプロセスは典型的にウェット状態でクーラントの存在下で実行され、細かい切削屑で詰まるマイクロフィニッシュ フィルムのクリーニングを容易にし、ワークを冷却する。
【００２２】
従来の技術によるとマイクロフィニッシュプロセスは、表面仕上げを施すワーク/製品を囲むマイクロフィニッシュ フィルムと接触ツールを含む。クーラントをワークに合間を置いてまたは連続的に供給してクリーニングや冷却する。しかし、従来のマイクロフィニッシュプロセスにおいて、クーラントは本来必要な囲まれた領域にまで届かない。また、クーラント流量はこの非効率のために高く維持される。さらにクーラントが囲まれた領域に届かないので、フィルムの消費はフィルムのクリーニング不足のために高まる。
【００２３】
従来の技術によると最小クーラント システムは孔のある穿孔工具を使用する穿孔加工やクリーニングと冷却のための噴霧潤滑といったマシニング工程においても開発されてきた。しかし同一の技術はマイクロフィニッシュ プロセスには適用できないことが判明している。
【００２４】
本発明は上記の欠点を克服または軽減するマイクロフィニッシュ システムとプロセスを目的としている。本発明の実施形態に従うマイクロフィニッシュ システムとプロセスについて、本開示の範囲および適用可能性を制限するものではない実施形態を参照しながら説明する。マイクロフィニッシュ システムとプロセスの説明は純然たる例示にすぎない。
【００２５】
図1は、本発明の実施形態に従うマイクロフィニッシュ システムとプロセス 100の概念図である。図2は、本発明の代表的実施形態に従う.マイクロフィニッシュ システムとプロセス 100で使用される研磨剤の層 110の断面図である。
【００２６】
本発明により開示されているマイクロフィニッシュ システムとプロセス 100はワーク表面にマイクロフィニッシュをティーチし、最小のクーラント流量で済ませ、マイクロフィニッシュ フィルムを連続的に洗浄することによってマイクロフィニッシュ フィルムの寿命と性能を改善（図には番号で表記されていない）する。本発明のマイクロフィニッシュ システムとプロセスはポートを持つ接触ツールと多孔性研磨剤の層を使用してマイクロフィニッシュを行い、最小のクーラント流量で済ませようとする。マイクロフィニッシュは典型的に、表面仕上げを改善する金属加工プロセスである。この改善は研磨剤を使用しワークの薄い不定形表面層を除去することによって達成される。
【００２７】
本発明の図1に表されるマイクロフィニッシュ システムとプロセス 100は、マイクロフィニッシュ フィルム、表面仕上げを所望の場所で行うワーク 105、研磨剤層 110、接触ツール 115、接触ツール 115上に配置されたポート 120から構成される。
【００２８】
研磨剤の層 110はワーク 105を擦るように構成されている。一つの実施形態において、研磨剤の層 110は多孔構造 112を持つ。もう一つの実施形態において、 研磨剤の層 110はフィルムやテープ、ベルトの形をとることができる。実際の運用可能な構成においてインデックス化の手段を提供しており、研磨フィルム/テープ/ベルトである研磨剤の層 110を周期的にインデックス化する一方、もう一つの手段はワーク 105 を研磨剤層 110に対して回転または振幅させて所望の位置にクロスハッチを形成するものである。一つの実施形態において、ワークは振幅されずに「直線」仕上げを生成する方法がときとき取られる。
【００２９】
マイクロフィニッシュ フィルムを支持する接触ツール 115が構成される。ポート 12は、クーラントを所望の位置で最小限供給するため、接触ツール 115上に戦略的に配置され、研磨剤の層 110がワーク 105に擦れることによって発生する熱や摩擦損失を軽減する。一つの実施形態において、ポート 120は典型的にドリルで穴を開けたものである。
【００３０】
本発明のマイクロフィニッシュ システム 100の固有な特長はポートが開いた接触ツール 115にある。一つの実施形態において、ツール上のポート 120によってクーラント122はツールを通りワーク 105へ流れる。一つの実施形態において、ポート 120は典型的にドリルで穴を開けたものであるが、その他の種類のポートであってもよい。本発明のマイクロフィニッシュ システム 100のもう一つの固有な特長は多孔性の研磨剤層 110にある。研磨剤層 110の多孔構造 112によってクーラントはポート 120から研磨剤と処理されるワーク 105へ流れる。一つの実施形態において、研磨剤に施された多孔 112 構造は異なるパターンを呈することができ、規則的にも不規則的にも幾何学的な形状をなすことができ、図2の例示に限定されない。
【００３１】
本発明はさらに、マイクロフィニッシュ フィルムを利用してワークの所望箇所に表面仕上げ処理を行うためのマイクロフィニッシュ プロセスも提供する。マイクロフィニッシュ プロセスは以下の手順からなる:(i) マイクロフィニッシュ フィルムを接触ツールで支持し、(ii) 研磨剤層をマイクロフィニッシュ フィルムに形成し、(iii) 研磨剤層をワークの所望箇所に擦り付け、(iv) ポートを接触ツールの上に戦略的に構成してクーラントがワークの所望箇所へ流れ易くして、研磨剤層がワークと擦れるために発生する摩擦損失を削減する。
【００３２】
表面フィニッシュメカニズム/プロセス 100 の優位点： i) クーラント流量の削減、(ii) ポンプの省エネ、 (iii) 機械(コンピュータ)の占有面積削減、(iv) クーラント廃棄量削減、(v) マイクロフィニッシュ フィルムの寿命延長、(vi) マイクロフィニッシュのワーク一個単価削減、(vii) 機械の生産性向上、(viii) フィルムが清潔なので処理の迅速化。一つの実施形態において、マイクロフィニッシュ システム/プロセス 100 はあらゆるマイクロフィニッシュ機械に応用できる。
【００３３】
技術進歩及び経済的意義
上述された本発明に従うマイクロフィニッシュ システム/プロセスは次の特長を持つシステム/プロセスの提供に限定されることなくこれを含むいくつかの技術的、経済的優位性がある:
・最小クーラント流量で済ませられ、フィルムが定常的に洗浄されるためマイクロフィニッシュ フィルムの寿命と性能を改善する。
・クーラント流量の削減、省エネか、機械の占有面積削減、クーラント廃棄量の削減。 
・クーラント管理を改善し、本プロセスに要する機械占有面積を削減する。
・ワーク一個当たり表面仕上げ単価の削減
・より清潔なフィルムによるプロセスの高速化。
【００３４】
本明細書を一貫して用語「構成」またはその類の表記「成る」あるいは「構成される」は表記されている要素、完全体、手順、あるいは、要素、完全体、または手順の群を含意する一方、その他の要素、完全体、または手順、あるいは、要素、整数、または手順の群を除外するのではないものとして理解されるべきものである。
【００３５】
「少なくとも」あるいは「少なくとも一種（一つの）」という表現の使用はその使用が目的の対象物または結果のうち一つまたは複数のものを実現するために本発明の実施例に採用されている通り、一つまたは複数の要素または混合物、または数量を使用することを意味する。
【００３６】
本明細書に記載された文書、動作、材料、装置、品目等についての検討は本明細書においては発明に文脈を付与するための目的のみを持つ。以上の材料のうち任意のものまたは全てが既知の発明の基礎を成すまたは本発明に関連する分野において本申請の優先権主張日より前に任意の場所に存在した共有されている一般的知識であったものと、許容することを意味してはいない。
【００３７】
本システムおよび方法はこの明細書に開示された特定の実施形態に限定されない。さらに、システムおよび方法別にワークをここに説明されている他のワークや方法から独立的かつ分離して処理できる。各ワークと方法は他のワークや方法と組み合わせることも可能である。
【００３８】
優先実施例の特定の特長が相当強調されている一方では、多様な実施形態が可能であるとともに、発明の趣旨から乖離することなく優先的実施例においては多くの追加的特徴を付加できることが認識されている。本発明の優先実施形態およびその変更が可能であることはは本発明に基く当該分野において技能を有する者には自明であって、この際本明細書の事項は本発明の説明としてのみ解釈されるべきものであり、開示内容に限定するものとしては解釈されない点を明示的に認識している。
【００３９】
本発明の実施例及びその多様な特長並びに有利性を以下ではここに記載される実施例に限ることなくこれらの実施例を参照として用い説明する。周知のワーク及び処理技術の説明は実施例を不要に複雑にすることを避けるためにここでは省略する。本発明で使用される事例はここに記載されている実施例の実施方法の理解の一助とするため及びここに記載されている実施例の実施を当該分野の技能を有する者が容易に行えるようにするためにのみ掲載している。従って、事例はここに記載の実施例の範囲を限定するものとして解釈することはできない。
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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