(57)【要約】【課題】  複数個のリング磁石を同時に内面研削する方法において、リング磁石のがたつきや抜け落ちによる同軸度の悪化及びリング磁石の割れや欠けを防止するとともに、コレットチャックを繰り返し使用したり、研削時に研削液を使用しても、均等な把持力を安定して付与することができ、かつリング磁石の内面研削のコスト削減を図ることができるコレットチャック及びそれを用いたリング磁石の内面研削方法を提供する。【解決手段】コレットチャックの把持部に注型成形された弾性体が配置されている。複数個のリング磁石を軸方向に並べて前記コレットチャックにより把持した後、複数個のリング磁石の内面を同時に研削する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持部に注型成形された弾性体が配置されていることを特徴とするコレットチャック。
【請求項２】
前記弾性体が樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のコレットチャック。
【請求項３】
前記樹脂がウレタンゴムであることを特徴とする請求項２に記載のコレットチャック。
【請求項４】
前記弾性体は厚さが１ｍｍ〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコレットチャック。
【請求項５】
前記弾性体は硬度がＪＩＳ−Ａ硬度４０以上ＪＩＳ−Ｄ硬度７０以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のコレットチャック。
【請求項６】
前記把持部に周方向に溝が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のコレットチャック。
【請求項７】
前記把持部に軸方向に溝が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のコレットチャック。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のコレットチャックを用いたリング磁石の内面研削方法であって、
複数個のリング磁石を軸方向に並べて前記コレットチャックにより把持した後、前記複数個のリング磁石の内面を同時に研削することを特徴とするリング磁石の内面研削方法。
【請求項９】
前記リング磁石がＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結リング磁石であることを特徴とする請求項８に記載のリング磁石の内面研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコレットチャック及びそれを用いたリング磁石の内面研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車用電装部品、電気機器用部品などの小型化、高機能化に伴い、それらに用いられる永久磁石についても小型化、高性能化並びにコスト削減が要求されている。一般に、永久磁石を各種用途に提供する際には、要求される寸法、形状を満足するために研削（研磨）が施される。特に、各種モータに用いられるリング磁石（円筒状磁石）においては、両端面研削、外面研削に加え、内面研削が必要である。従来、リング磁石の内面研削は、リング磁石をコレットチャックなどの把持装置で固定し、砥石によって研削を行なっていた。
【０００３】
しかし、作業能率向上によりコスト削減を図るため、軸方向に複数個のリング磁石を並べてコレットチャックにより把持し、同時に内面研削した場合、外面研削の寸法精度のばらつきにより個々のリング磁石の外径寸法がわずかに異なっているため、相対的に外径が小さいリング磁石はコレットチャックによる把持力が付与されず、内面研削中にがたついたり抜け落ちたりして同軸度が悪化したり、リング磁石に割れや欠けが生じる問題があった。
【０００４】
そこで、従来は、軸方向に複数個のリング磁石を並べ、その外面にテープなどを巻きつけて固定した後、コレットチャックにより把持することにより、がたつきや抜け落ちを防止していた。しかし、工数の増加により、コストが増加するという問題があった。
【０００５】
一方、コレットチャックに所要の手段を施すことも考えられる。特許文献１には、コレットチャック又はガイドブッシュの内周面の耐磨耗性と摺動性を高めるために、内周面を炭素繊維などで構成することが開示されている。しかし、この手段では、内周面に構成された炭素繊維などの硬度が高すぎるため、外径寸法が異なるリング磁石に均等な把持力を付与することができず、がたつきや抜け落ちを防止することはできない。
【０００６】
特許文献２には、コレットチャックの内周面に、ワークの割れを防止するためにウレタンゴムなどの緩衝材を貼り付けることが開示されている。しかし、この手段では、コレットチャックを繰り返し使用したり、研削時に用いる研削液などの影響によって緩衝材を貼付している接着剤の接着力が低下し、緩衝材が剥がれたりずれたりするため、ワークの固定が不安定になり、リング磁石の内面研削の場合、同軸度（リング磁石の外径の中心に対する内径の中心のズレの大きさ）が悪化するという問題がある。また、接着剤の厚さのばらつきも同軸度の悪化を招くという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−６６３９８号公報
【特許文献２】特開昭５９−１９１２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、複数個のリング磁石を同時に内面研削する方法において、リング磁石のがたつきや抜け落ちによる同軸度の悪化及びリング磁石の割れや欠けを防止するとともに、コレットチャックを繰り返し使用したり、研削時に研削液を使用しても、均等な把持力を安定して付与することができ、かつリング磁石の内面研削のコスト削減を図ることができるコレットチャック及びそれを用いたリング磁石の内面研削方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明のコレットチャックは、把持部に注型成形された弾性体が配置されていることを特徴とする。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のコレットチャックにおいて、前記弾性体が樹脂であることを特徴とする。
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載のコレットチャックにおいて、前記樹脂がウレタンゴムであることを特徴とする。
請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれかに記載のコレットチャックにおいて、前記弾性体は厚さが１ｍｍ〜３０ｍｍであることを特徴とする。
請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれかに記載のコレットチャックにおいて、前記弾性体は硬度がＪＩＳ−Ａ硬度４０以上ＪＩＳ−Ｄ硬度Ｄ７０以下であることを特徴とする。
請求項６に記載の本発明は、請求項１から５のいずれかに記載のコレットチャックにおいて、前記把持部に周方向に溝が形成されていることを特徴とする。
請求項７に記載の本発明は、請求項１から６のいずれかに記載のコレットチャックにおいて、前記把持部に軸方向に溝が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項８に記載の本発明のリング磁石の内面研削方法は、請求項１から７のいずれかに記載のコレットチャックを用いたリング磁石の内面研削方法であって、複数個のリング磁石を軸方向に並べて前記コレットチャックにより把持した後、前記複数個のリング磁石の内面を同時に研削することを特徴とする。
請求項９に記載の本発明は、請求項８に記載のリング磁石の内面研削方法において、前記リング磁石がＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結リング磁石であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコレットチャックによれば、複数個のリング磁石を一度に把持しても、リング磁石のがたつきや抜け落ちによる同軸度の悪化及びリング磁石の割れや欠けを防止することができる。
【００１２】
本発明のコレットチャックによれば、弾性体が把持部に注型成形されているので、弾性体を接着剤にて貼付した場合に比べて、コレットチャックをくり返し使用しても、あるいは研削時に用いる研削液によっても、弾性体が剥がれたりずれたりすることがなく、また、接着剤の厚さのバラツキもないので、ワークに均等な把持力を安定して付与することができる。また、寿命が長くなるので、コレットチャックのメンテナンスに要するコストを削減することができる。
【００１３】
本発明のコレットチャックによれば、研削時に用いる研削液や工業用水による膨潤がほとんどないので、ワークに均等な把持力を安定して付与することができる。
【００１４】
本発明のリング磁石の内面研削方法によれば、複数個のリング磁石を同時に内面研削できるので加工能率が向上し、また、コレットチャックのメンテナンス周期も長くなるので、内面研削に要するコストを削減することができる。
【００１５】
本発明のリング磁石の内面研削方法によれば、複数個のリング磁石に均等な把持力を安定して付与することができるので、リング磁石の同軸度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のコレットチャックを示す斜視図である。
【図２】図１のコレットチャックの概略構成を示す断面図である。
【図３】弾性体の厚みとリング磁石の同軸度の関係を示すグラフである。
【図４】感圧紙による把持力の測定結果を示す図である。
【図５】内面研削回数とリング磁石の同軸度の関係を示すグラフである。
【図６】研削液への浸漬時間と弾性体の寸法変化率の関係を示すグラフである。
【図７】工業用水への浸漬時間と弾性体の寸法変化率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のコレットチャックの実施形態について、以下に説明する。
図１は本発明のコレットチャックの実施形態を示す斜視図、図２は本発明のコレットチャックの実施形態の概略構成を示す断面図である。各図において同じ部分には同じ符号を付している。
【００１８】
図１において、コレットチャック１は、円筒部２、円筒部２に連続するテーパ部３を有し、前記円筒部２及びテーパ部３は摺割部４によって６分割されている。テーパ部３の内周面には注型成形された弾性体５が配置されている。なお、本実施形態においては、前記円筒部２及びテーパ部３は摺割部４によって６分割としているが、分割数は任意に選択することができる。
【００１９】
図２に示すように、テーパ部３の内周面には把持部６が形成されている。円筒部２内周面と把持部６は傾斜部７を介して連続している。傾斜部７は把持部６（テーパ部３の内周面）の内径よりも円筒部２内周面の内径が大きくなるように傾斜している。弾性体５は、把持部６上に注型成形により配置されている。なお、本発明において、ワークは弾性体５で把持するが、一般的なコレットチャックの各部名称と合わせるために、テーパ部３の内周面を把持部６と称する。
【００２０】
注型成形には一般に知られる真空注型成形を用いることができる。例えば、コレットチャック１内部に洗浄などの前処理を施した後、把持部６上に弾性体５が配置されるように、コレットチャック１内部に型を挿入して固定し、真空注型機内で硬化後に弾性体となる液体を型に流し込む。真空脱泡により液体中の隅々の空気を抜いた後、真空注型機の減圧・排気を止めて、装置内を大気圧に戻す。これによって加圧された液体は細部にいきわたる。液体を熱硬化して弾性体となした後、型を取りはずし、仕上げ加工を施すことによって、把持部６に注型成形された弾性体５が配置されている本発明のコレットチャック１を作製することができる。
【００２１】
弾性体５は、少なくとも把持部６上に配置されていればよく、本実施形態のように、傾斜部７上にも配置するなど、円筒部２方向に延長されていてもよい。円筒部２方向に延長させることにより、弾性体５と把持部６をより強固に密着し、弾性体が剥がれたりずれたりすることを防止することができる。
【００２２】
本実施形態においては、把持部６に周方向に溝部８が形成されている。溝部８は必須ではなく、溝部８がなくても本発明による効果を得ることができるが、溝部８を形成すると、注型成形された弾性体５が溝部８内にも入り込み、弾性体５と把持部６をより強固に密着し、弾性体が剥がれたりずれたりすることを防止することができる。
【００２３】
本実施形態においては、上記のように周方向に溝部８が形成されているが、軸方向に形成されていてもよく、周方向と軸方向の両方に形成されていてもよい。また、本実施形態においては、溝部８の本数を４本としているが、本数は任意に選択することができる。
【００２４】
本発明のコレットチャックにおいて、弾性体は樹脂であることが好ましく、樹脂としてはウレタンゴム、シリコーンゴムが好ましく、ウレタンゴムが最も好ましい。
【００２５】
弾性体の厚さは１ｍｍ以上が好ましい。１ｍｍ未満では複数個のワークを同時に把持する場合に均等な把持力を安定して付与することができず、例えば、軸方向に複数個のリング磁石を並べて把持して同時に内面研削を行う場合、リング磁石の同軸度が悪化するため好ましくない。厚さの上限は特に規定しないが、３０ｍｍを超えると、外径が小さなワークを把持する場合であっても大口径のコレットチャックを使用しなければならず、それにともないコレットチャックを保持するチャック装置も大型化するため好ましくない。従って、弾性体の厚さは１ｍｍ〜３０ｍｍが好ましい。
【００２６】
弾性体の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度４０以上ＪＩＳ−Ｄ硬度７０以下の範囲内にあるものが好ましい。本発明において、ＪＩＳ−Ａ硬度とは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に従うデュロメータ硬さ試験でタイプＡ試験機を用いて測定した硬度をいい、ＪＩＳ−Ｄ硬度とは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に従うデュロメータ硬さ試験でタイプＤ試験機を用いて測定した硬度をいう。ＪＩＳ−Ａ硬度４０以上ＪＩＳ−Ｄ硬度７０以下とは、ＪＩＳ−Ａ硬度とＪＩＳ−Ｄ硬度とは重複する部分があるため（例えばＪＩＳ−Ａ硬度９５とＪＩＳ−Ｄ硬度５０とはほぼ同じ硬さである）、硬度の下限はＪＩＳ−Ａ硬度で、硬度の上限はＪＩＳ−Ｄ硬度で表わしたものである。ＪＩＳ−Ａ硬度４０未満では硬度が低すぎて複数個のワークを同時に把持する場合に均等な把持力を安定して付与することができず、ＪＩＳ−Ｄ硬度７０を超えると硬度が高すぎて複数個のワークを同時に把持する場合にワークががたついたり抜け落ちたりするため好ましくない。より好ましい硬度は後述する実施例に示すようにＪＩＳ−Ａ硬度９０以上ＪＩＳ−Ｄ硬度７０以下であり、さらに好ましい硬度はＪＩＳ−Ａ硬度９０以上ＪＩＳ−Ａ硬度９８以下である。
【００２７】
上述の通り、本発明のコレットチャックは、把持部に注型成形された弾性体が配置されているため、例えば、軸方向に複数個のリング磁石を並べて把持して同時に内面研削を行う場合、個々のリング磁石の外径寸法がわずかに異なっていても、弾性体によってリング磁石全てに対して均等な把持力が付与されるため、相対的に外径が小さいリング磁石のがたつきや抜け落ちによる同軸度の悪化及びリング磁石の割れや欠けを防止することができる。
【００２８】
また、本発明のコレットチャックは、弾性体が把持部に注型成形されているので、接着剤を用いる必要がない。そのためコレットチャックをくり返し使用しても、あるいは研削時に用いる研削液によっても、弾性体が剥がれたりずれたりすることがなく、また、接着剤の厚さのバラツキもないので、ワークに均等な把持力を安定して付与することができる。また、寿命が長くなるので、コレットチャックのメンテナンスに要するコストを削減することができる。
【００２９】
本発明のコレットチャックは、公知の旋盤、ボール盤、内面研削盤などの種々の加工機に用いることができる。加工機への固定は公知の手段を採用することができる。
【００３０】
本発明のコレットチャックを用いたリング磁石の内面研削方法の実施形態について、以下に説明する。
【００３１】
まず、本発明のコレットチャックを内面研削盤の主軸台に設置されたチャック装置に挿入し固定部材で固定する。コレットチャック内部に軸方向に複数個のリング磁石を挿入し、締め付け手段によってコレットチャックのテーパ部を締め付ける。これによって複数個のリング磁石が把持される。把持された複数個のリング磁石の内面を砥石台の砥石によって同時に研削する。
【００３２】
内面研削には公知の手法を用いることができる。一例としては、主軸台に固定された複数個のリング磁石と砥石をともに回転させる。砥石台を回転軸方向に移動させて砥石をリング磁石内に配置する。砥石台を回転軸方向に往復移動（トラバース研削）させながら、主軸台を回転軸方向と直角方向に移動させ、砥石をリング磁石内面に当接させて目的とする内径寸法にまで内面研削を行なう。
【００３３】
本発明のコレットチャックを用いたリング磁石の内面研削方法は、コレットチャックの把持部に注型成形された弾性体が配置されているため、複数個のリング磁石を同時に内面研削できるので加工能率が向上し、また、本発明のコレットチャックは弾性体が把持部に注型成形されているため、メンテナンス周期が長くなるので、内面研削に要するコストを削減することができる。
【００３４】
また、本発明のコレットチャックを用いたリング磁石の内面研削方法は、複数個のリング磁石に均等な把持力を安定して付与できるため、リング磁石の同軸度を向上させることができる。
【００３５】
本発明のコレットチャックを用いたリング磁石の内面研削方法において、リング磁石には、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石などの公知の種々材質の磁石が適用できる。また、鋳造磁石、ボンド磁石、焼結磁石、圧延磁石、ホットプレス磁石など、公知の種々製造方法よる磁石も適用可能である。
【００３６】
特に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結リング磁石は、軸方向異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結リング磁石に比べて、製造工程によって生じる内部応力が高くなっており、コレットチャックによって把持する際に、不均一な把持力が加わると比較的割れ易いという問題がある。本発明のコレットチャックは複数個のリング磁石に均等な把持力を安定して付与できるので、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結リング磁石の内面研削に好適である。
【実施例】
【００３７】
実施例１
弾性体として厚みが１ｍｍ、６ｍｍ、１１ｍｍ、１６ｍｍ、２３ｍｍ、３０ｍｍのＪＩＳ−Ａ硬度９０のウレタンゴムを注型成形により把持部に配置した図１に示す本発明のコレットチャックを準備した。それぞれのコレットチャックに、外径２０ｍｍ、内径１６ｍｍ、高さ１３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結リング磁石を３個軸方向に並べて挿入し、コレットチャックにより把持した後、内面研削を行なった。なお、リング磁石の外径は２０±０．０２ｍｍの範囲で寸法精度がばらついていた。内面研削後の個々のリング磁石の同軸度を測定した。測定結果を図３に示す。
【００３８】
図３は横軸を弾性体の厚み（ｍｍ）、縦軸をリング磁石の同軸度（ｍｍ）としたグラフである。図３から明らかなように、弾性体の厚さが１ｍｍ〜３０ｍｍの範囲では、リング磁石の同軸度が０．０３ｍｍ以下となる。一般に要求されるリング磁石の同軸度は約０．０５ｍｍであるから、本発明によるコレットチャックを用いることにより、外径の寸法精度にばらつきがある複数個のリング磁石を同時に内面研削しても、市場の要求を満足する充分な同軸度が得られていることがわかる。
【００３９】
実施例２
弾性体として厚み１６ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度９０、同９５、同９８のウレタンゴムを注型成形により把持部に配置した図１に示す本発明のコレットチャックを準備した。また、比較例として弾性体を配置しないコレットチャックを準備した。それぞれのコレットチャックに、外径２０±０．０２ｍｍ、内径１６ｍｍ、高さ１３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結リング磁石を３個軸方向に並べて挿入するとともに、弾性体とリング磁石の間に厚さ０．２ｍｍの感圧紙を挿入した。コレットチャックを内面研削盤のチャック装置に挿入し固定部材で固定した後、締め付け手段によってコレットチャックのテーパ部を締め付け、リング磁石を把持した。その後、締め付け手段を開放して、感圧紙とリング磁石を取り出した。
【００４０】
図４に取り出したそれぞれの感圧紙を示す。図において、濃淡が濃い部分（黒い部分）ほど強い把持力が付与されたことを示す。また、図中、Ａ側はコレットチャックの奥側（円筒部側）、Ｃ側はコレットチャックの手前側（テーパ部側）を示す。さらに、図中、ＪＩＳＡ９０、ＪＩＳＡ９５、ＪＩＳＡ９８とは、それぞれＪＩＳ−Ａ硬度９０、ＪＩＳ−Ａ硬度９５、ＪＩＳ−Ａ硬度９８のことを示し、金属とは弾性体を配置しないコレットチャックの場合を示す。。
【００４１】
図４から明らかなように、弾性体の硬度がＪＩＳ−Ａ硬度９０、同９５、同９８においては、Ａ側とＣ側で若干把持力の違いはあるものの、ほぼ３つのリング磁石全てに把持力が付与されていることが分かる。特に、ＪＩＳ−Ａ硬度９０と同９５では、全てのリング磁石に対してほぼ均等な把持力が付与されていることが分かる。ＪＩＳ−Ａ硬度９０と同９５に比べて硬度が高い同９８では、Ｃ側のリング磁石に対する把持力がやや弱くなっている。これに対して、弾性体を配置しない場合はＡ側にのみ強い把持力が付与され把持力にばらつきがあることが分かる。このように、本発明によるコレットチャックを用いて外径の寸法精度にばらつき（２０±０．０２ｍｍ）がある複数個のリング磁石を把持しても、全てのリング磁石に対して均等な把持力を付与できることが分かる。
【００４２】
実施例３
弾性体として厚み２３ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度９５のウレタンゴムを注型成形により把持部に配置した図１に示す本発明のコレットチャックを準備した。コレットチャックに、外径２０±０．０２ｍｍ、内径１６ｍｍ、高さ１３ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結リング磁石を２個軸方向に並べて挿入し、コレットチャックにより把持した後、内面研削を行なった。内面研削終了後、リング磁石の同軸度を測定した。上記のリング磁石挿入、コレットチャックによる把持、内面研削、同軸度測定を１工程として、工程毎に内面未研削のリング磁石に取り替えて前記工程を複数回繰り返し、内面研削の回数とリング磁石の同軸度の関係を調べた。その結果を図５に示す。
【００４３】
図５は横軸を内面研削回数（回）、縦軸をリング磁石の同軸度（ｍｍ）としたグラフである。図５から明らかなように、本発明のコレットチャックを用いることにより、外径の寸法精度にばらつき（２０±０．０２ｍｍ）がある複数個のリング磁石を同じコレットチャックで繰り返し把持して内面研削を行なっても、リング磁石の同軸度がほとんど０．０３ｍｍ以下となる。すなわち、コレットチャックを繰り返し使用しても、リング磁石に均等な把持力を安定して付与できることが分かる。
【００４４】
このように、本発明のコレットチャックは、弾性体が把持部に注型成形されているので、くり返し使用しても、リング磁石に均等な把持力を安定して付与できることが分かる。また、コレットチャックの寿命が長くなるため、メンテナンスに要するコストを削減することができる。
【００４５】
実施例４
弾性体としてＪＩＳ−Ａ硬度９０、同９５、同９８及びＪＩＳ−Ｄ硬度６０、同７０のウレタンゴムを注型成形により把持部に配置した図１に示す本発明のコレットチャックを準備した。コレットチャックを内面研削時に使用する研削液と工業用水に長時間浸漬し、浸漬時間とウレタンゴムの寸法変化の関係を調べた。その結果を図６、図７に示す。図６が研削液に浸漬した結果であり、図７が工業用水中に浸漬した結果である。
【００４６】
図６、図７から明らかなように、硬度の違いにより寸法変化率に若干の違いはあるものの、長時間研削液や工業用水に晒されても、実用上差し支えの無い程度しか膨潤しないことが分かる。このように、本発明のコレットチャックは、研削時に用いる研削液や工業用水による膨潤がほとんどないので、ワークに均等な把持力を安定して付与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のコレットチャックは、公知の旋盤、ボール盤、内面研削盤などの種々の加工機に利用することができる。また、本発明のコレットチャックを用いたリング磁石の内面研削方法は、自動車用電装部品、電気機器用部品などの各種モータに用いられるリング磁石の内面研削に利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  コレットチャック
２  円筒部
３  テーパ部
４  摺割部
５  弾性体
６  把持部
７  傾斜部
８  溝部
【図１】
2011224746.tif 000003
【図２】
2011224746.tif 000004
【図３】
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【図５】
2011224746.tif 000006
【図６】
2011224746.tif 000007
【図７】
2011224746.tif 000008
【図４】
2011224746.tif 000009