(57)【要約】【課題】ワークの被研磨面の形態によらず、被研磨面をムラなく鏡面仕上できる研磨工具を提供する。【解決手段】研磨工具の工具本体６ａの表面に形成される研磨層６ｂとして、繊維材が植設されてなる植毛層を設けることにより、ワーク７の被研磨面７ａが複雑な形状であっても、植設された多数の繊維材の自由側端部がそれぞれ独立にワーク７の被研磨面７ａに押し付けられ、結果として被研磨面７ａの全面にわたって確実に研磨層６ｂが被研磨面７ａに押し付けられるようになり、被研磨面７ａをほぼ均一に鏡面仕上できるようにしたのである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体と、前記工具本体の表面に形成された研磨層とを備え、前記研磨層に研磨材を保持させ、その研磨材を保持した研磨層をワークの被研磨面に当接させた状態でワークと相対移動させることにより、前記ワークの被研磨面を研磨する研磨工具において、
前記研磨層が、繊維材、軟質発泡材または軟質樹脂材からなる柔軟性構造体によって形成されていることを特徴とする研磨工具。
【請求項２】
前記柔軟性構造体は、前記工具本体の表面に前記繊維材が植設されてなる植毛層であることを特徴とする請求項１に記載の研磨工具。
【請求項３】
前記ワークの被研磨面がワークの表面にあけられた穴の内面であり、前記工具本体が前記ワークの穴に挿入される柱状体であることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具本体の表面に形成された研磨層で被研磨部材の被研磨面を研磨する研磨工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
被研磨部材（以下、「ワーク」と称する。）の被研磨面を鏡面に仕上げる技術として、バフ研磨がよく知られている。一般的なバフ研磨では、布やフェルト等で円盤状に形成されて砥粒等の研磨材を保持しているバフを回転体の外周に取り付けた研磨工具を用い、そのバフをワークの被研磨面に押し付けた状態で研磨工具を回転させることにより、ワークの被研磨面を研磨して鏡面に仕上げている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０７１２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来のバフ研磨では、ワークの被研磨面の形態によっては、鏡面仕上げとすることが困難な場合や、研磨を行うこと自体が難しい場合がある。例えば、ワークの被研磨面が細かい凹凸を有するような複雑な形状であると、バフを被研磨面にかなり強く押し付けて変形させても、被研磨面の全面にわたってバフの表面形状を被研磨面の形状に一致させることは困難なため、被研磨面の凹部の底側部分等を十分に研磨できず、被研磨面に研磨ムラができてしまうことがある。
【０００５】
また、ワークの被研磨面がワークの表面にあけられた穴の内面である場合、その穴の径が小さくなると、通常のバフを有する研磨工具では穴に挿入できず、研磨自体ができないことがある。
【０００６】
そこで、本発明は、ワークの被研磨面の形態によらず、被研磨面をムラなく鏡面仕上できる研磨工具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、工具本体と、前記工具本体の表面に形成された研磨層とを備え、前記研磨層に研磨材を保持させ、その研磨材を保持した研磨層をワークの被研磨面に当接させた状態でワークと相対移動させることにより、前記ワークの被研磨面を研磨する研磨工具において、前記研磨層が、繊維材、軟質発泡材または軟質樹脂材からなる柔軟性構造体によって形成されている構成を採用した。
【０００８】
すなわち、工具本体の表面に形成される研磨層として、繊維材、軟質発泡材または軟質樹脂材からなる柔軟性構造体を設けることにより、ワークの被研磨面が複雑な形状であっても、研磨層を構成する柔軟性構造体が、ワークの被研磨面に押し付けられたときに、被研磨面の全面にわたって被研磨面に沿う形状に変形して、被研磨面をムラなく鏡面仕上できるようにしたのである。
【０００９】
前記柔軟性構造体は、前記工具本体の表面に前記繊維材が植設されてなる植毛層とすることができる。このようにすれば、植設された多数の繊維材の自由側端部がそれぞれ独立してワークの被研磨面に押し付けられるので、被研磨面の位置による柔軟性構造体の被研磨面への押し付け力の変動が小さくなり、被研磨面をより均一に鏡面仕上できるようになる。
【００１０】
また、前記ワークの被研磨面がワークの表面にあけられた穴の内面である場合は、前記工具本体が前記ワークの穴に挿入される柱状体である構成とすることにより、そのワークの穴の内面をムラなく鏡面仕上することができる。しかも、柔軟性構造体で構成される研磨層の厚さはバフ研磨のバフに比べて薄くできるので、通常のバフを有する研磨工具は挿入できないような小径の穴の内面研磨も可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の研磨工具は、上述したように、工具本体の表面に形成される研磨層として、繊維材、軟質発泡材または軟質樹脂材からなる柔軟性構造体を設けたものであるから、ワークの被研磨面が複雑な形状であっても、研磨層を構成する柔軟性構造体が、ワークの被研磨面に押し付けられたときに、被研磨面の全面にわたって被研磨面に沿う形状に変形することにより、被研磨面をムラなく鏡面仕上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の研磨工具が装着された研磨装置の正面図
【図２】図1の研磨工具を拡大して示す正面図
【図３】ａ、ｂは、それぞれ静電吹き付け植毛方法および静電植毛方法の説明図
【図４】第２実施形態の研磨工具の使用状態を示す正面断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は第１の実施形態の研磨工具が装着された研磨装置を示す。この研磨装置は、基台１と、基台１上に設置されたテーブル２と、基台１上のテーブル２から離れた位置に立設されたコラム３と、コラム３の側面にアーム４ａを介して上下方向移動可能に取り付けられた駆動モータ４とを備え、その駆動モータ４の出力軸４ｂに連結されたチャック５に、第１実施形態の研磨工具６の工具本体６ａの軸部を着脱可能に取り付けたものである。
【００１４】
そして、研磨対象のワーク７をその被研磨面７ａが上に向く姿勢でテーブル２に載置して固定した後、研磨工具６の上下方向位置をチャック５および駆動モータ４と一体に調整して、研磨工具６の下面側に設けられて砥粒や研磨液等の研磨材を保持している研磨層６ｂを、ワーク７の被研磨面７ａに適度な押し付け力で押し付けた状態で、駆動モータ４で研磨工具６を回転駆動することにより、ワーク７の被研磨面７ａを研磨するようになっている。
【００１５】
ここで、研磨工具６の研磨層６ｂは、図２に示すように、繊維材からなる柔軟性構造体、具体的には、工具本体６ａの下面に繊維材が植設されてなる植毛層であり、周知の植毛技術である静電吹き付け植毛によって形成されている。静電吹き付け植毛は、図３（ａ）に模式的に示すように、予め植毛対象部材１１の表面に接着剤を塗布して接着剤層１２を形成しておき、一定の繊維長の短繊維１３を帯電させてエアーで接着剤層１２に吹き付け、短繊維１３を静電気力で接着剤層１２に植え付けた後、乾燥工程および仕上げ工程等を行なって、所要密度で植毛対象部材１１表面を層状に覆う植毛層１４を形成するものである。この静電吹き付け植毛では、エアーの吹き付けによって、短繊維１３が植毛対象部材１１の表面に対して傾いた状態で固定される。
【００１６】
また、植毛方法としては、上記の静電吹き付け植毛に代えて、周知の静電植毛を採用することもできる。静電植毛は、図３（ｂ）に模式的に示すように、予め植毛対象部材１１の表面に形成した接着剤層１２に、帯電させた短繊維１３を静電気力のみでほぼ垂直に植え付けた後、静電吹き付け植毛と同様に乾燥工程および仕上げ工程等を行なって、植毛層１５を形成するものである。
【００１７】
上記の二つの植毛方法では、短繊維１３を傾けた状態で固定できる静電吹き付け植毛の方が、静電植毛よりも、植毛密度を減少させて短時間で効率よく植毛できる点で有利である。
【００１８】
植毛に用いる短繊維の素材としては、植毛用短繊維として使用可能であれば特に限定されず、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロン等の合成樹脂繊維、（２）カーボン繊維、グラスファイバー等の無機繊維、（３）レーヨン、アセテート等の再生繊維や、綿、絹、麻、羊毛等の天然繊維が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
これらの短繊維素材の中でも、合成樹脂繊維は、油による膨潤や溶解などが生じ難く化学的に安定であり、均質な繊維を多量に生産することができるうえ、安価に入手することができるので好ましい。
【００２０】
また、短繊維として撥水性短繊維を用いることもできる。撥水性短繊維は、前述の短繊維を撥水加工処理したものである。短繊維に対する撥水加工処理は、繊維の表面を疎水性物質で覆うか、または化学反応により疎水性基を繊維分子に結合させるものであり、できるだけ耐久性のある撥水加工処理を施すことが好ましい。
【００２１】
周知の撥水加工剤としては、フッ素系撥水剤、シリコーン系撥水剤、パラフィン含有撥水剤等が挙げられる。シリコーン系撥水剤としては、水酸基、グリシジル基、アミノ基等の官能基を有するシリコーン化合物を主成分とするものが挙げられ、フッ素系撥水剤は、パーフルオロアルキル基を有するフッ素化合物を主成分とするものが耐久性が良くて好ましい。
【００２２】
撥水加工の方法は、塗布やスプレーであってもよいが、必要に応じて架橋剤等の各種補助薬剤を配合した、液状の撥水加工剤を繊維に含浸し、熱乾燥、キュアリングのための熱セットを行う等の方法を採用することが好ましい。
【００２３】
また、短繊維の形態としては、植毛層の形成箇所において、研磨工具の機能に悪影響を与えないものであれば特に限定されない。具体的にはワークの被研磨面の形態に応じて設定できるが、繊維長は１〜１０ｍｍ程度、繊維太さは０．５〜５０デシテックスが好ましく、植毛層の短繊維の密度は、植毛した面積当たりに繊維の占める割合が１０〜３０％であることが好ましい。
【００２４】
短繊維の形状にはストレートやベンド（先端部が曲がった形状）のものがあり、断面形状としては円形や多角形状のものがある。ベンド形状の短繊維では、ストレート形状のものと比較して、砥粒や研磨液等の研磨材をより強く保持することができる。また、多角形状断面の短繊維を使用すれば、円形断面の短繊維よりも表面積を大きくしてや研磨液の表面張力を大きくすることができる。したがって、短繊維の形状は、必要な特性に合わせて選定することが好ましい。
【００２５】
短繊維を植毛対象部材の表面に固定するための接着剤としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等を主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
また、植毛層に保持させる研磨材としては、砥粒では、例えば、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化セリウムが挙げられ、鏡面仕上を行う際に通常用いられるものであれば特に制限なく用いることができる。また、研磨液についても、砥粒と同様に、鏡面仕上の際に通常用いられるものであれば特に制限なく用いることができる。
【００２７】
この第１実施形態の研磨工具６は、上述した構成であり、工具本体６ａの表面に形成される研磨層６ｂとして、繊維材からなる柔軟性構造体、具体的には繊維材が植設されてなる植毛層を設け、ワーク７の被研磨面７ａが複雑な形状であっても、植設された多数の繊維材の自由側端部がそれぞれ独立にワーク７の被研磨面７ａに押し付けられるようにしたので、被研磨面７ａの全面にわたって確実に研磨層６ｂが被研磨面７ａに押し付けられるだけでなく、被研磨面７ａの位置による研磨層６ｂの被研磨面７ａへの押し付け力の変動が小さく、被研磨面７ａをほぼ均一に鏡面仕上することができる。
【００２８】
図４は第２実施形態の研磨工具８の使用状態を示す。この実施形態の研磨工具８は、二段円筒状のワーク９の小径側端面にあけられた円形穴の内周面を被研磨面９ａとして研磨するもので、ワーク９の円形穴に挿入される柱状の工具本体８ａの先端側外周面に、研磨層８ｂとして第１実施形態と同様の繊維材からなる柔軟性構造体（植毛層）が設けられており、その研磨層６ｂに研磨材が保持されるようになっている。
【００２９】
この実施形態の研磨工具８によるワーク９の研磨も、第１実施形態の研磨工具６の場合と同じく、図１に示した研磨装置を用いて行うことができる。すなわち、図１の研磨装置のチャック５にこの研磨工具８の工具本体８ａの基端側（研磨層８ｂのない側）を取り付け、テーブル２にワーク９をその円形穴が上に向く姿勢で載置して固定した後、研磨工具８の工具本体８ａの先端側をワーク９の円形穴に挿入して、その研磨層８ｂをワーク９の円形穴内周の被研磨面９ａに適度な押し付け力で押し付けた状態で、駆動モータ４で研磨工具８を回転駆動することにより、ワーク９の円形穴内周の被研磨面９ａを研磨することができる。
【００３０】
この第２実施形態では、上述したように、柱状の工具本体８ａの外周面に研磨層８ｂとなる植毛層を形成したので、ワーク９の円形穴内周の被研磨面９ａを、第１実施形態と同様にほぼ均一に鏡面仕上することができる。しかも、植毛層で構成される研磨層８ｂの厚さはバフ研磨のバフに比べて薄くできるので、通常のバフを有する研磨工具は挿入できないような小径の穴の内面研磨への適用も可能である。
【００３１】
なお、上述した各実施形態では、研磨層を繊維材からなる柔軟性構造体によって形成した場合、すなわち多数の繊維が植設されてなる植毛層とした場合について説明したが、研磨層を軟質発泡材または軟質樹脂材からなる柔軟性構造体によって形成しても、その柔軟性構造体が、ワークの被研磨面に押し付けられたときに、被研磨面の全面にわたって被研磨面に沿う形状に変形して、被研磨面をムラなく鏡面仕上することができる。その軟質発泡材としては、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、フェノール、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂や、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴム等のゴムを発泡したものが挙げられる。軟質樹脂材としては、コルク材、ゴム板材、ポリエチレンや塩化ビニル等の軟質シートが挙げられる。
【００３２】
また、本発明は、各実施形態のように固定されたワークに押し付けられた状態で回転する研磨工具に限らず、ワークに押し付けられた状態でワークと相対移動する研磨工具に適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  基台
２  テーブル
３  コラム
４  駆動モータ
５  チャック
６、８  研磨工具
６ａ、８ａ  工具本体
６ｂ、８ｂ  研磨層（柔軟性構造体、植毛層）
７、９  ワーク
７ａ、９ａ  被研磨面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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