(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バレル槽を有するバレル研磨装置を用いて行うバレル研磨方法であって、
被加工物、鉱物成分を含む水、研磨メディア、及びコンパウンドを含むマスを前記バレル槽に装入するマス装入工程であり、該コンパウンドが、脂肪酸基を有する成分及び無機酸塩を含む（ただし、カチオン化セルロースを含む場合を除く）、該マス装入工程と、
前記バレル槽内において前記マスを流動化させて、前記被加工物を研磨すると共に、前記脂肪酸基を有する成分から構成される第一の皮膜、及び、前記鉱物成分と前記無機酸塩とが反応して生成される第二の皮膜を前記被加工物の表面に形成する研磨・防錆工程と、を有する、バレル研磨方法。
【請求項２】
前記脂肪酸基は植物由来の成分である、請求項１に記載のバレル研磨方法。
【請求項３】
前記脂肪酸基はヤシ油由来の成分である、請求項１または２に記載のバレル研磨方法。
【請求項４】
前記脂肪酸基を有する成分はアミド基を更に有する、請求項１または２に記載のバレル研磨方法。
【請求項５】
前記第一の皮膜及び前記第二の皮膜により構成される皮膜の厚さは１０ｎｍ〜４０ｎｍである、請求項１〜４の何れか一項に記載のバレル研磨方法。
【請求項６】
前記無機酸塩が、ホスホン酸塩、重合燐酸塩又は正燐酸塩である、請求項１〜５の何れか一項に記載のバレル研磨方法。
【請求項７】
前記水が、前記鉱物成分としてカルシウム又はマグネシウムを含む、請求項１〜６の何れか一項に記載のバレル研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式でバレル研磨を行った後の被加工物に錆が発生するのを防ぐことができるバレル研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バレル研磨は、被加工物の表面処理（バリ取り、Ｒ付け加工、面粗度調整、平滑仕上げ、光沢仕上げ、鏡面仕上げ、薄膜層除去、等）に広く用いられている。バレル研磨は、バレル槽に装入されたマスを流動化することで、被加工物の研磨を行う。ここで、マスとはバレル槽に装入した物品で構成されるものを指す。バレル研磨装置としては、バレル槽の底部に設けられた回転盤を回転させてマスを流動化するタイプの流動バレル装置、バレル槽を自公転させてマスを流動化するタイプの遠心バレル装置、バレル槽を振動させてマスを流動化するタイプの振動バレル装置、等が広く知られている。【０００３】
湿式のバレル研磨では、被加工物と研磨メディアと水とコンパウンドとをバレル槽に装入し、当該マスをバレル槽内で流動化させることで被加工物の研磨を行う。このようなバレル研磨では、研磨対象の被加工物が鉄系の材料からなる場合に、研磨後の時間の経過と共に被加工物の表面に錆が発生する問題がある。このため、被加工物には、バレル研磨を行った後に防錆剤に浸漬したり防錆剤を塗布したりして防錆処理が行われる。このような防錆剤としては有機酸塩やジエタノールアミンやトリエタノールアミン等の薬剤を用いることが一般的である。このような防錆処理を行った場合には、後工程で製品に組み付ける前に、被加工物を洗浄して防錆剤を十分に除去する工程を設ける必要がある。防錆剤を除去する工程を追加すると、洗浄によって発生した廃水の処理や洗浄に係る工数の増加等による製品の製造コストの増加等の問題がある。【０００４】
また、防錆剤を含むコンパウンドを用いたバレル研磨方法が知られている。例えば特許文献１には、防錆剤と界面活性剤とが混合されたコンパウンドをバレル研磨に用いることが記載されている。特許文献１には、防錆剤として「亜硝酸塩、硼酸塩、燐酸塩、芳香族カルボン酸塩等」を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２７１８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の防錆剤のうち亜硝酸塩、硼酸塩、燐酸塩は環境負荷および作業者の安全の観点から用いるのは好ましくない。また、芳香族カルボン酸塩は防錆に寄与する疎水性を示すアルキル基の分子量が小さいので、防錆効果は大きくない。したがって、芳香族カルボン酸塩を用いた場合には、確実に防錆を行うために前述のような防錆処理を行う必要がある。【０００７】
よって、本技術分野では、上述のような防錆剤を用いることなく、バレル研磨後の被加工物に防錆効果を付与する方法が求められている。特に、被加工物を研磨すると共に優れた防錆効果を付与することができるバレル研磨方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一側面では、バレル槽を有するバレル研磨装置を用いて行うバレル研磨方法が提供される。この方法は、被加工物、水、研磨メディア、及びコンパウンドを含むマスをバレル槽に装入するマス装入工程であり、該コンパウンドが脂肪酸基を有する成分を含有する、該マス装入工程と、バレル槽内においてマスを流動化させて、被加工物を研磨すると共に、被加工物の表面に脂肪酸基を有する成分から構成される付着物を付着させる研磨・防錆工程と、を有する。一側面のバレル研磨方法では、研磨後の被加工物が付着物でコーティングされるので、被加工物に対する空気中の酸素および水分の接触が妨げられる。そのため、被加工物の研磨後には、研磨により発生した微粉末を除去する程度の洗浄を行うだけでよく、防錆剤をコーティングすることなく優れた防錆効果を被加工物に与えることが可能となる。その結果、被加工物に対する錆びの発生を抑制することができる。また、この付着物は脂肪酸基を有する成分を主成分としているので、後工程で製品に組み付ける際の悪影響（例えば他の部品に対する悪影響、組み付けの際に用いる装置に対する悪影響、作業性に対する悪影響）が少ない。よって、後工程の移行前に被加工物を改めて洗浄する必要がない。このため、本バレル研磨方法では、防錆剤を含有するコンパウンドを用いた従来のバレル研磨方法に比べて研磨後の被加工物の洗浄を簡便にすることができる。【０００９】
一実施形態では、前記脂肪酸基は植物由来の成分であってもよい。脂肪酸基を植物由来の成分とすると、常温での水に対する分散性がよいので、均一に防錆効果を付与することができる。また、一実施形態では、前記脂肪酸基はヤシ油由来の成分であってもよい。ヤシ油由来の成分は撥水性のあるアルキル基の分子量が大きいので、脂肪酸基をヤシ油由来の成分を用いることにより、良好な防錆効果を得ることができる。【００１０】
一実施形態では、脂肪酸基を有する成分はアミド基を更に有していてもよい。脂肪酸基を有する成分が更にアミド基を有している場合には、被加工物の表面に付着物がより強固に付着するので、防錆効果を向上させることができる。【００１１】
一実施形態では、付着物により、被加工物の表面に第一の皮膜が形成されてもよい。被加工物の表面が第一の皮膜でコーティングされることで、被加工物表面全体が空気と接触するのを防ぐことができる。これにより、防錆効果をより向上させることが可能となる。【００１２】
一実施形態において、研磨・防錆工程においては、研磨メディアによって第一の皮膜の厚さが調整されてもよい。本実施形態によれば、防錆効果が得られ、被加工物との密着性が良好で、且つ被加工物の寸法精度に影響を及ぼさない第一の皮膜を得ることができる。一実施形態では、研磨・防錆工程において形成された第一の皮膜の厚さは１．０ｎｍ〜６．０ｎｍであってもよい。【００１３】
一実施形態では、コンパウンドは無機酸塩を更に含有し、研磨・防錆工程においては、コンパウンドによって、水に含まれる鉱物成分を含む第二の皮膜が被加工物の表面に更に形成されてもよい。第二の皮膜は第一の皮膜に比べ厚く、かつ被加工物との密着力が強い。この第二の皮膜には細孔が形成されるが、この細孔を塞ぐように付着物が付着することで、緻密で、密着力が強く、且つ第一の皮膜に比べて厚さが厚い皮膜を得ることができる。この皮膜は、コンパウンドに脱脂機能等の他の機能を付与しても、被加工物に防錆効果を付与することができる。【００１４】
また、一実施形態では、第二の皮膜は付着物によって架橋されてもよい。本実施形態では、被加工物を覆う皮膜が全体としてより緻密かつ強固な構成となる。その結果、より高い防錆効果を得ることができる。【００１５】
一実施形態では、付着物および第二の皮膜により構成される皮膜の厚さを１０ｎｍ〜４０ｎｍとしてもよい。本実施形態によれば、被加工物の寸法精度に影響を及ぼすことなく優れた防錆効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一側面及び種々の実施形態によれば、防錆剤を含有するコンパウンドを用いた従来のバレル研磨方法に比べて、研磨後の被加工物の洗浄が簡便なバレル研磨方法を提供できる。このため、洗浄に係る環境への付加を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態で用いた遠心バレル研磨装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】第一実施形態における軸受け部品の製造方法を示すフロー図である。
【図３】第一実施形態のバレル研磨方法を示すフロー図である。
【図４】第二実施形態におけるシートベルト用部品の製造方法を示すフロー図である。
【図５】実施例５の被加工物の表面の分析結果である。図５（Ａ）は正イオンのスペクトル解析結果、図５（Ｂ）はマッピング分析の結果、である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一例を、図を参照して説明する。以下の説明では、鉄系の被加工物を遠心バレル研磨装置にて乾式で研磨した場合を例に説明する。なお、説明における上下左右方向は、特に断りのない限り図中の方向を指す。
【００１９】
図１は、一実施形態に係るバレル研磨装置１０の模式図である。図１に示すバレル研磨装置１０は、遠心バレル研磨装置であり、マスが装入される４つのバレル槽１１と、バレル槽１１がそれぞれ着脱自在に固定される４つのバレル槽ケース１２と、バレル槽ケース１２を回転可能に固定する一対のタレット１３（公転円盤）と、タレット１３の平面中心に固定されている公転軸１４と、公転軸１４を軸心としてタレット１３を回転させる駆動機構１５と、タレット１３の回転に従動してバレル槽ケース１２を回転させる従動機構１６と、を備える。なお、図１では、便宜上３つのバレル槽１１及び３つのバレル槽ケース１２のみを図示している。
【００２０】
バレル槽１１は、その内部に八角形の断面形状を有する空間を画成する中空の容器であり、上面が開口したバレル槽本体と、この開口部を覆って内部の空間を密封できるバレル槽蓋と、で構成される。内部が密封されたバレル槽１１はバレル槽ケース１２に着脱自在に固定される。
【００２１】
バレル槽ケース１２はそれぞれ両端に自転軸１２ａを備えている。また、内部が密閉されたバレル槽１１を着脱自在に固定できる構成となっている。
【００２２】
一対のタレット１３は円盤形状を有しており、互いに対面するように設けられている。各タレット１３の平面中心には公転軸１４が挿通できる穴が形成されており、各穴には公転軸１４を回転可能に嵌合できる第一軸受け１３ａが設けられている。各タレット１３は、シャフトホルダ１４ａに固定される公転軸１４に第一軸受け１３ａを介してそれぞれ回転可能に支持されている。また、各タレット１３には、その周方向に沿って複数の第二軸受け１３ｂが等間隔で設けられている。これらの第二軸受け１３ｂは、複数のバレル槽ケース１２の自転軸１２ａに個別に嵌合し、各自転軸１２ａを回転可能に支持している。即ち、一対のタレット１３は、バレル槽ケース１２を、自転軸１２ａおよび第二軸受け１３ｂを介して挟み込むように配置されており、且つ中心に挿通された公転軸１４に固定されている。この構成により、４つのバレル槽ケース１２が両タレット１３の間に等間隔で、かつタレット１３に対して相対回転可能に配置されている。
【００２３】
駆動機構１５は、駆動モータ１５ａ、モータプーリ１５ｂ、公転プーリ１５ｃ、及び駆動ベルト１５ｄを含んでいる。モータプーリ１５ｂは、駆動モータ１５ａの回転軸に固定されている。公転プーリ１５ｃは、一対のタレット１３のうち一方のタレット１３（図１では左側）の外周に設けられている。駆動ベルト１５ｄは、モータプーリ１５ｂと公転プーリ１５ｃとの間に架け渡されている。
【００２４】
従動機構１６は、駆動プーリ１６ａ、従動プーリ１６ｂ、及び従動ベルト１６ｃを含んでいる。駆動プーリ１６ａは、公転軸１４に固定されている。従動プーリ１６ｂは、自転軸１２ａに固定されている。従動ベルト１６ｃは、駆動プーリ１６ａと前記従動プーリ１６ｂとの間に架け渡されている。
【００２５】
駆動モータ１５ａを作動させると公転軸１４を中心にタレット１３が回転する。このタレット１３の回転に伴い、バレル槽ケース１２に固定されたバレル槽１１が公転軸１４を軸心として旋回（公転）する。また、従動機構１６によって、バレル槽１１は自転軸１２ａを軸心としてタレット１３の回転方向と逆方向に回転（自転）する。
【００２６】
以上の様に、バレル槽１１は自身の回転による自転およびタレット１３の回転による旋回をすることができる。バレル槽１１を自公転（遊星運動）させると、被加工物および研磨メディアを含むマスが流動状態になる。これにより、被加工物は研磨メディアとの接触、被加工物同士の接触、バレル槽１１の壁面との接触、によって研磨される。
【００２７】
（第一実施形態）
次に、図１に示すバレル研磨装置１０を用いて光沢仕上げ（面粗度調整）を行うバレル研磨方法を第一実施形態として説明する。ここでは、軸受け部品（ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｔａｎｄｅｒｄｓ）  Ｇ４８０５；２００８に規定されるＳＵＪ２材）の加工を例に、図２を更に用いて説明する。図２に示すように、従来の工程では、バルク体を軸受け部品の形状に切削加工した後（Ｓ０１）、熱処理を施し（Ｓ０２）、これを被加工物としてバレル研磨して光沢仕上げ（面粗度の調整）を行う（Ｓ０３）。次いで、バレル研磨後の被加工物を回収し、防錆剤の液中に浸漬する（Ｓ０４）。その後、他の部品に組み付ける前に防錆剤を洗浄して除去した後（Ｓ０５）、他の部品に組み付けて（Ｓ０６）軸受けが完成する。工程Ｓ０６の前には、寸法等の検査が行われる。この際、防錆剤が付着していると測定器の故障の原因となったり、測定結果の信頼性に影響がでたりするので、被加工物に付着している防錆剤を洗浄する必要がある。
【００２８】
一方、本実施形態では、工程Ｓ０３で被加工物をバレル研磨すると共に被加工物に防錆効果を付与することで、バレル研磨後の防錆処理（Ｓ０４）およびこの防錆処理による防錆剤を除去する工程（Ｓ０５）が不要となる。以下、図３を参照して第一実施形態のバレル研磨方法について説明する。
【００２９】
図３は、第一実施形態のバレル研磨方法を示すフロー図である。第一実施形態のバレル研磨方法では、まず工程Ｓ２１においてマスが各バレル槽１１に装入される（マス装入工程）。このマスは、被加工物、水、研磨メディア、及びコンパウンドを含んでいる。研磨メディアの材質、形状、寸法は被加工物に応じて適宜選択され得るが、研磨メディアの材質としては、セラミックス（焼結品や焼成品）、砥粒が分散された樹脂、天然石、金属、ガラス等が例示される。また、当該コンパウンドは、脂肪酸基を有する成分を含有する。
【００３０】
マスをバレル槽本体に装入したら、バレル槽蓋にてバレル槽１１の内部を密閉する。マスが装入されたバレル槽をそれぞれバレル槽ケース１２に着脱自在に固定する。
【００３１】
次いで、第一実施形態のバレル研磨方法では、工程Ｓ２２においてマスがバレル槽１１内で流動化される（研磨・防錆工程）。具体的に、駆動機構１５を作動させることによってバレル槽１１は遊星運動を開始する。この遊星運動により、マスはバレル槽１１の内部で流動化する。この流動化により、研磨メディアが被加工物に衝突または擦れて、被加工物の研磨が行われる。
【００３２】
同時に、被加工物の表面には、コンパウンドに含まれる脂肪酸基を有する成分から構成される付着物が付着する。この付着物は、被加工物の表面全体を覆うように皮膜状に形成され得る（第一の皮膜）。即ち、コンパウンドに含まれる成分Ａ（後述）から構成される付着物が第一の皮膜として被加工物の表面に形成される。この皮膜は、堆積する過程で研磨メディアの衝突および接触によって緻密化されると共に、被加工物との密着力が向上する。錆は被加工物が外気に含まれる酸素や水分と接触することで発生し、進行する。第一実施形態のバレル研磨方法では、被加工物の表面に形成された緻密な第一の皮膜によって被加工物の表面は大気との接触が妨げられるので、研磨後の被加工物に錆が発生するのを防ぐことができる。
【００３３】
上記の通り、第一の皮膜は、脂肪酸基を含んでいる。防錆用の皮膜として不動体皮膜を形成する場合、コンパウンドに亜硝酸塩や硼酸塩を用いなければならない。また、防錆用の皮膜として燐酸塩皮膜を形成する場合、コンパウンドに燐酸塩を用いなくてはならない。これらの物質は前述の通り環境負荷および作業者の安全の観点から用いるのは好ましくない。第一実施形態のバレル研磨方法において、第一の皮膜が脂肪酸基を含む組成とするのは、コンパウンドに脂肪酸基を持つ化合物（成分Ａ）を含むものを使用することで実現できる。成分Ａは、環境負荷や作業者の安全に問題なく被加工物に防錆効果を付与することができる。成分Ａとしては、例えば、脂肪酸ソルビタン、ヤシ油脂肪酸塩、ヤシ油脂肪酸アルカノールアミド、ヤシ油脂肪酸アルキルエステルスルホン酸塩等が例示されるが、成分Ａは脂肪酸基を含んでいればこれらの化合物に限定されない。
【００３４】
第一の皮膜が含有する脂肪酸は動物由来でも植物由来でも好適に用いることができる。動物由来の脂肪酸を用いた場合、比較的低い温度で固化するため、植物性の脂肪酸に比べて水に対する分散性が劣る。植物由来の脂肪酸を用いることで、全ての被加工物に対して均一に防錆効果を付与することができる。また、植物由来の脂肪酸の内、ヤシ油由来の脂肪酸であってもよい。ヤシ油由来の脂肪酸は撥水性のあるアルキル基の分子量が大きいので、優れた防錆効果を得ることができる。
【００３５】
また、脂肪酸基をもつ化合物は、更にアミド基を有していてもよい。脂肪酸基及びアミド基を有する成分としては、ヤシ油脂肪酸アルカノールアミドが例示されるが、脂肪酸基及びアミド基を含んでいる限り限定されない。コンパウンドが脂肪酸基及びアミド基を有する成分を含むことにより、脂肪酸基及びアミド基を含む第一の皮膜が被加工物の表面に形成される。これにより、第一の皮膜がより強固に被加工物に吸着する。よって、バレル研磨を行う際に第一の皮膜が被加工物の表面から剥離することを防止することができる。
【００３６】
また、工程Ｓ２２において第一の皮膜は、膜厚が必要以上に厚くなりすぎないように研磨メディアによって研磨される。第一の皮膜の厚さは１．０ｎｍ〜６．０ｎｍ（好ましくは１．８ｎｍ〜２．６ｎｍ、より好ましくは２．０ｎｍ〜２．４ｎｍ）とするとよい。膜厚が薄すぎると、第一の皮膜の密度が低く、被加工物が大気と接触するのを妨げることが出来ないことがある。膜厚が厚すぎると、第一の皮膜の残留圧縮応力により被加工物との密着力が低下する。また、被加工物の寸法精度に影響を与えることがある。
【００３７】
バレル槽１１を所定時間遊星運動させた後、駆動機構１５の作動を停止する。そして、バレル槽１１をバレル槽ケース１２より取り外し、バレル槽からマスを取り出す。マスは選別機（例えば振動篩や磁力選別機等）によって、被加工物と研磨メディアと液体とに分離される。被加工物には研磨によって発生した微粉末が付着しているので、水洗を行ってこの微粉末を除去してもよい。
【００３８】
これを乾燥させて、バレル研磨工程が完了する。得られた被加工物の表面には第一の皮膜が形成されているので、このまま大気中に放置しても大気中の水分や酸素と反応して表面が錆びることが防止される。
【００３９】
（第二実施形態）
次に、脱脂を行うバレル研磨方法を第二実施形態として説明する。ここでは、シートベルト用部品（ＪＩＳ  Ｇ３１０１；２００４に規定されるＳＳ４００材）の加工を例に、図４を更に用いて説明する。以下の説明では、主に第一実施形態と異なる点について説明する。
【００４０】
従来の工程では、鋼板を所定の大きさに切断した後（工程Ｓ０１）、この鋼板をプレス機械にて成型する（工程Ｓ０２）。成型後の成形体には、プレス加工油等の油分が付着している。この油分を除去すると共に角部バリ取りおよび丸み付け（Ｒ付け）を行うために、この成形体を被加工物としてバレル研磨を行う（工程Ｓ０３）。次いで、バレル研磨後の被加工物を回収し、防錆剤の液中に浸漬する（工程Ｓ０４）。その後、他の部品に組み付ける前に防錆剤を洗浄して除去した後（工程Ｓ０５）、他の部品に組み付けて（工程Ｓ０６）シートベルトが完成する。他の部品に組み付ける際に防錆材が付着していると、組み付け装置の誤作動または故障の原因となる。また、作業者のハンドリングが困難となる。その為、被加工物に付着している防錆材を洗浄する必要がある。
【００４１】
本実施形態は第一実施形態と同様に工程Ｓ０３で被加工物をバレル研磨すると共に防錆効果を付与することで、バレル研磨後の防錆処理（工程Ｓ０４）およびこの防錆処理による防錆剤を除去する工程（工程Ｓ０５）が不要となる。
【００４２】
本実施形態のバレル研磨方法は、第一実施形態のバレル研磨方法と同じであるので詳細な説明を省略する。ただし、第二実施形態では、コンパウンドに上述の成分Ａに加えて成分Ｂが更に含まれている。成分Ｂは無機酸塩である。
【００４３】
本実施形態のバレル研磨方法では、被加工物の表面にコンパウンドに含まれる組成によって、被加工物の脱脂が行われると共に、脂肪酸基を持つ成分から構成される付着物と、水に含まれる鉱物成分をもつ水酸化物または酸化物の皮膜（第二の皮膜）の形成により、複合的な皮膜が形成される（この皮膜を、以降「複合皮膜」と記す。）。即ち、本実施形態では、コンパウンドに含まれる成分Ｂと水に含まれるカルシウム（Ｃａ）やマグネシウム（Ｍｇ）といった鉱物成分（鉱物質）とが反応して第二の皮膜が形成される。この第二の皮膜は第一の皮膜に比べて厚く形成されるが、内部に細孔が分散して形成されている多孔質であるので、第二の皮膜単独では防錆力が不足する。本実施形態のバレル研磨方法では、第二の皮膜の表面に形成されている細孔を塞ぐように、コンパウンドに含まれる成分Ａが付着するので、被加工物の表面には緻密な皮膜が形成される。
【００４４】
また、本実施形態では、成分Ａが付着する際に、第二の皮膜の内部に形成されている細孔に成分Ａが入り込むことによって第二の皮膜が架橋される。したがって、第二の皮膜の強度が向上する。
【００４５】
複合皮膜は上述の形態ばかりでなく、第一の皮膜が更に形成されてもよい。即ち、被加工物の表面又は第二の皮膜の表面の少なくとも何れかに成分Ａの付着による第一の皮膜が更に形成され、全体として混合皮膜が形成されていてもよい。
【００４６】
成分Ｂは無機酸塩とすると、水中の鉱物質と反応しやすいので第二の皮膜が形成されやすい。特に、成分Ｂとしてホスホン酸塩、重合燐酸塩、正燐酸塩等を選択することより第二の皮膜が形成されやすくなる。なお、第二実施形態において、バレル槽１１に装入される水は、鉱物成分を含むものであれば軟水および硬水の何れであってもよい。バレル研磨に鉱物成分を含む水を用いることにより、無機酸塩が当該鉱物成分と反応して、被加工物の表面に第二の皮膜を形成することができる。
【００４７】
脂肪酸基を持つ付着物は、第一実施形態と同様にさらにアミド基を有していてもよい。
【００４８】
また、複合皮膜は、膜厚が必要以上に厚くなりすぎないように研磨メディアによって研磨される。複合皮膜の厚さは１０ｎｍ〜４０ｎｍ（好ましくは２０ｎｍ〜３０ｎｍ）とするとよい。膜厚が薄すぎると、複合皮膜の密度が低く、被加工物が大気と接触するのを妨げることが出来ない。膜厚が厚すぎると、複合皮膜の残留圧縮応力により被加工物との密着力が低下する。また、被加工物の寸法精度に影響が生じる。
【００４９】
（実施例）
次に、第一実施形態および第二実施形態のバレル研磨方法にてバレル研磨した結果を説明する。実施例１〜１２では、被加工物として以下の示す被加工物Ａおよび被加工物Ｂを用いた。内容積が８Ｌの４つのバレル槽のそれぞれに、マスとして５枚の被加工物と、見かけ体積が該バレル層の３７〜６５％となるような複数個の研磨メディア（新東工業株式会社製；ＰＮ−Ｂ４）と、該研磨メディアが全て浸漬する量の水と、１５〜５０ｍｌのコンパウンド（濃度０．３〜１．６７ｗｔ％の水溶液）（以下に示すコンパウンドＡ〜Ｃ）と、をそれぞれ装入した。実施例１〜１２において用いたコンパウンドは、表１に示す通りである。また、比較例１、２として、コンパウンドを用いずに被加工物Ａを、コンパウンドＤを用いて被加工物Ｂを、それぞれ研磨した。
＜被加工物＞
被加工物Ａ・・・円柱形状（直径６ｍｍ×高さ８ｍｍ、表面粗さＲａ＝０．１７μｍ）のＳＵＪ２材
被加工物Ｂ・・・プレス機械で成型した平板（５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ３．２ｍｍ）のＳＳ４００材
＜コンパウンド＞
コンパウンドＡ・・・前述の脂肪酸基をもつ化合物（アミド基は有さない）を成分Ａとして含む。成分Ｂは含まない。
コンパウンドＢ・・・前述の脂肪酸基および前述のアミド基を有する化合物を成分Ａとして含む。成分Ｂは含まない。
コンパウンドＣ・・・前述の脂肪酸基および前述のアミド基を有する化合物を成分Ａとして、前述の無機酸塩を成分Ｂとして含む。
コンパウンドＤ・・・成分Ａ及び成分Ｂを含まない市販の脱脂用のコンパウンド。
【００５０】
実施例１〜１２および比較例１、２では、駆動機構１５を所定時間作動させて被加工物を研磨した。そして、バレル槽１１から取り出した被加工物を５個選択し、水が攪拌されている水槽中に３０秒投入して被加工物の表面を洗浄した後、乾燥機（田中技研株式会社製；ＴＢ−１８Ｈ）にて１００℃で乾燥した。その後、皮膜の評価、外観評価、防錆評価を行った。
【００５１】
皮膜の評価は、まずＴＯＦ−ＳＩＭＳ（アルバック・ファイ株式会社製；ＴＲＩＦＴ５）によるマッピング分析および面分析（マッピング）により皮膜の有無および皮膜の種類を評価した。
皮膜の厚さは、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により測定した値をＳｉＯ２換算して算出した。具体的な測定方法は下記の通りである。
アルゴンイオンを光源として皮膜が形成された被加工物の表面をスパッタし、飛び出したイオンをＸＰＳで分析する。被覆成分のスパッタリング率をｒ、被覆成分が検出できなくなった時間あるいは被加工物の物質が検出された時間をスパッタ時間ｔ、とすると、被覆成分の厚さであるスパッタ深さｄは、ｄ＝ｒ×ｔにより算出される。ここで、スパッタリング率ｒが既知でない物質を測定する場合、標準試料であるＳｉＯ２のスパッタリング率を用いてスパッタ深さｄを算出し、これを被覆成分のスパッタ深さとするのが一般的である。
本実施例の被覆成分のスパッタリング率は既知でないため、上述のようにＳｉＯ２のスパッタリング率を用いて算出したスパッタ深さｄを被覆成分の厚さとした。
【００５２】
外観評価は、被加工物の種類によって異なる。被加工物Ａの場合、乾燥後の被加工物の表面粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１；１９９４にて規定）を表面粗さ測定器（東京精密株式会社製；Ｓｕｒｆｃｏｍ  １５００ＤＸ）にて測定してその平均値を算出した。この値を未加工品の表面粗さＲａと比較して、研磨の進行を評価した。
被加工物Ｂの場合、マイクロスコープ（株式会社ハイロックス製；ＫＨ３０００）で角部を観察し、角部の全てが丸み付けされている場合を「○」評価、丸み付けが不十分の箇所が残っている場合を「×」評価とした。
また、内側の隅角部もマイクロスコープで観察し、油分の残留がない場合を「○」評価、油分が残留している場合を「×」評価とした。
【００５３】
外観評価した被加工物を、庫内の雰囲気を温度４９℃、湿度９５％に保持した恒温恒湿槽（楠本化成株式会社製；ＴＨ４０３ＨＥ）に、樹脂製の架台を介して放置した。これを７２時間以降１２間毎にマイクロスコープで観察し、目視にて錆の進行を評価することで防錆効果を確認した。評価基準は下記のようにした。
○・・・錆がない。
△・・・錆があるが、大きさは全て０．５ｍｍ未満である。
×・・・０．５ｍｍ以上の錆がある。
【００５４】
結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
0006493384.tif 000002
【００５６】
（１）皮膜の評価
表１に示すように、コンパウンドＡを用いた場合には、被加工物の表面に脂肪酸基を有する厚さ１．８ｎｍの皮膜が形成された（実施例１）。コンパウンドＢを用いた場合には、被加工物の表面に脂肪酸基およびアミド基を有する厚さ１．１ｎｍ〜５．７ｎｍの皮膜が形成された（実施例２〜８）。コンパウンドＣを用いた場合には、脂肪酸基およびアミド基を有する皮膜と鉱物質を持つ皮膜とで構成され、厚さが１１ｎｍ〜３８ｎｍの皮膜が形成された（実施例９〜１２）。一方、コンパウンドを用いない場合およびコンパウンドＤを用いた場合は、被加工物の表面には何れの皮膜も確認できなかった（比較例１、２）。以上の結果、第一実施形態又は第二実施形態のバレル研磨方法により、被加工物の表面に極めて薄い皮膜を形成できることが確認された。
この評価結果の一例として、実施例５の被加工物の分析結果を図５に示す。図５（Ａ）は、被加工物表面の正イオンのスペクトル解析結果を示している。このスペクトル解析結果のうち質量７４ｍ／ｚに発現しているピークは成分Ａに由来する正イオンである。図５（Ｂ）は、被加工物の表面の成分Ａに由来する正イオンの存在を面分析（マッピング）した結果である。図５（Ｂ）に示すように、実施例５の処理を行うことで、成分Ａに由来する正イオンが被加工物の表面全体から検出された。以上の結果より、実施例５のバレル研磨方法により、被加工物の表面に脂肪酸基およびアミド基を含む皮膜が略均一に形成されることが確認された。
【００５７】
（２）外観評価
被加工物Ａをバレル研磨した後の表面粗さＲａは０．０８μｍ〜０．１８μｍであった（実施例１〜実施例７、比較例１）。バレル研磨前の被加工物の表面粗さＲａが０．１７μｍであったので、良好にバレル研磨が行われていた。
被加工物Ｂをバレル研磨した場合、丸み付けの評価および油分の残留の評価は全て「○」評価であったので、良好にバレル研磨が行われていた（実施例９〜１２、比較例２）。
【００５８】
（３）防錆効果の評価
実施例１のバレル研磨が行われた被加工物Ａには恒温恒湿槽に７２時間以上放置しても錆が発生せず、実施例１のバレル研磨によって防錆効果が付与されていることが確認された。その後、被加工物Ａには、９６時間で錆が発見されたが、１２０時間放置しても錆は０．５ｍｍ以上に成長しなかった。また、実施例２〜７のバレル研磨が行われた被加工物Ａ及び被加工物Ｂには、恒温恒湿槽に７２時間以上放置しても錆が発生せず、実施例２〜７のバレル研磨によって防錆効果が付与されていることが確認された。特に、皮膜の厚さがより好ましい範囲にある実施例４、５では１２０時間放置しても錆が発生せず、良好な防錆効果が得られていた。一方、被加工物の表面に皮膜が形成されていない比較例１では、恒温恒湿槽に７２時間放置した時点で０．５ｍｍ以上の錆が発見された。以上のように、被加工物の表面に脂肪酸基または脂肪酸基とアミド基とを有する皮膜を形成することで防錆効果を得ることができることが確認された。
【００５９】
また、実施例８のバレル研磨が行われた被加工物Ｂには恒温恒湿槽に７２時間放置しても錆が発生せず、防錆効果が付与されていることが確認された。その後、被加工物Ｂには８４時間で錆が発見されたが、１２０時間放置しても錆は０．５ｍｍ以上に成長しなかった。実施例２〜７に比べて錆の発生が早かったのは、被加工物Ｂのバレル研磨は丸み付けも目的としており、被加工物Ａの加工条件より研磨力が強かったので、バレル研磨中に被加工物の表面に形成された皮膜が必要以上に研磨されて薄くなったのが原因であると推測される。
さらに、実施例９〜１２のバレル研磨が行われた被加工物Ｂには、恒温恒湿槽に７２時間以上放置しても錆が発生せず、防錆効果が付与されていることが確認された。特に、皮膜の厚さが好ましい範囲にある実施例１０、１１のバレル研磨が行われた被加工物Ｂは、１２０時間放置されても錆が発生せず、良好な防錆効果が付与されていることが確認された。
一方、比較例２のバレル研磨が行われた被加工物Ｂには、恒温恒湿槽に７２時間放置した時点で０．５ｍｍ以上の錆が発見された。以上の結果から、上記実施形態のように被加工物の表面に第一の皮膜、或いは、第一の皮膜及び第二の皮膜を形成することで被加工物に高い防錆効果を付与することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
実施形態では、遠心バレル研磨装置によるバレル研磨方法を説明したが、バレル研磨方法に用いるバレル研磨装置は遠心バレル研磨装置に限定されない。上記実施形態のバレル研磨方法は、バレル槽の底部に設けられた回転盤を回転させることでマスを流動化して研磨する「流動バレル研磨装置」や、研磨槽を振動させることでマスを流動化して研磨する「振動バレル研磨装置」等、あらゆるバレル研磨装置を用いたバレル研磨に適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０…バレル研磨装置、１１…バレル槽、１２…バレル槽ケース、  １２ａ…自転軸、１３…タレット、１３ａ…第一軸受け、１３ｂ…第二軸受け、１４…公転軸、１５…駆動機構、１６…従動機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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