(57)【要約】【課題】加工対象物を確実に保持することを可能にして、表面処理の加工効率を向上させ、そして、量産効果を向上させるようにした表面処理装置を提供する。【解決手段】加工対象物２を収容槽６の中心に保持させる保持手段９が、加工対象物２の内部に収容されて該加工対象物２の軸方向に延在する中空軸部材９１と、該中空軸部材９１の外周面に軸方向に沿って複数設けられた、流体の圧力によって膨らんで前記加工対象物２の内周面に密接する、膨出部材９２と、で構成されている。そのために、加工対象物２の内径形状精度が十分でない場合でも、膨出部材９２が加工対象物２の内周面の形状に倣って膨らんで密接することにより、加工対象物２を中空軸部材９１の周囲に確実に保持させることができる。【選択図】図２
2008229730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の加工対象物及び磁性砥粒を収容する収容槽と、該収容槽内に前記磁性砥粒を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により前記磁性砥粒を前記加工対象物に衝突させる磁場発生部と、該磁場発生部を前記収容槽の長手方向に沿って移動させる移動手段と、前記加工対象物を前記収容槽の中心に保持させる保持手段と、前記保持した加工対象物を前記収容槽の長手方向と平行な軸芯回りに回転させる回転手段と、を有する表面処理装置において、
前記保持手段が、前記加工対象物の内部に収容されて該加工対象物の軸方向に延在する中空軸部材と、該中空軸部材の外周面に軸方向に沿って複数設けられた、流体の圧力によって膨らんで前記加工対象物の内周面に密接する、膨出部材と、で構成されていることを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
前記保持手段の膨出部材が、前記中空軸部材の外周面に設けられたチューブ部材と、該チューブ部材の両端開放部を封止する封止部材と、を備え、そして、
前記チューブ部材に、前記保持手段の中空軸部材の内部を挿通する流体導入管が連通して設けられていることを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。
【請求項３】
前記保持手段の中空軸部材が、前記加工対象物の両端部より突出して設けられ、そして、
前記中空軸部材の両端突出端部が、それぞれ、回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１又は２記載の表面処理装置。
【請求項４】
前記膨出部材のチューブ部材に接続された前記流体導入管に、供給される流体の圧力を調整する圧力調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【請求項５】
前記中空軸部材と、前記膨出部材の封止部材とが、磁性材料で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、円筒状に形成された加工対象物の外表面に磁性砥粒を衝突させることで、該加工対象物の表面を粗面化する表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒状に形成された加工対象物の外表面を粗面化するために、磁性砥粒と加工対象物を収容槽内に封入し、磁性砥粒を移動させる回転磁場を発生させて、回転磁場と磁性砥粒との間に働く電磁力によって、磁性砥粒をランダムに励磁させて、加工対象物に衝突させることによって、その外表面を粗面化する表面処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の表面処理装置は、砥粒を空気圧又は水圧で噴出させて、該砥粒を加工対象物に衝突させるサンドブラスト装置やショットブラスト装置に比べ、加工効率が良いことが知られている。
【０００４】
しかし、前記表面処理装置では、加工対象物の内部に挿入される中空保持部材から外方に向けて突出可能となっている一対のチャック爪を加工対象物の内周面に押圧させることにより、該加工対象物を収容槽の中心に保持させるようになっているので、加工対象物の内径形状精度が十分でなく、例えば、加工対象物の細径部分で加工対象物の内周面に前記一対のチャック爪が押圧されるような場合には、何らかの拍子で該細径部分に押圧されていたチャック爪が外れてしまうと、チャック爪で保持されてチャック爪とともに回転される加工対象物がチャック爪とともに回転せず、チャック爪だけが空回りするようになる。
【０００５】
そのために、本来、チャック爪に保持されて所定回転数で回転される加工対象物の外表面に励磁された磁性砥粒を衝突させて加工対象物の外表面を所定の粗さに表面処理するところが、加工対象物の保持が十分でなく加工対象物が所定の回転数で回転しないために、粗面化処理後の加工対象物の外表面の状態が安定せず、該粗面化処理後の加工対象物の品質にばらつきが生じるという問題があった。そして、該粗面化処理後の加工対象物の品質にばらつきが生じると、表面処理の加工効率を向上させることができず、表面処理装置の量産効果を向上させることができないという問題があった。
【特許文献１】特開２００６−２５５８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる問題点を解決することを目的とし、加工対象物を確実に保持することを可能にして、表面処理の加工効率を向上させ、そして、量産効果を向上させるようにした表面処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の表面処理装置は、円筒状の加工対象物及び磁性砥粒を収容する収容槽と、該収容槽内に前記磁性砥粒を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により前記磁性砥粒を前記加工対象物に衝突させる磁場発生部と、該磁場発生部を前記収容槽の長手方向に沿って移動させる移動手段と、前記加工対象物を前記収容槽の中心に保持させる保持手段と、前記保持した加工対象物を前記収容槽の長手方向と平行な軸芯回りに回転させる回転手段と、を有する表面処理装置において、前記保持手段が、前記加工対象物の内部に収容されて該加工対象物の軸方向に延在する中空軸部材と、該中空軸部材の外周面に軸方向に沿って複数設けられた、流体の圧力によって膨らんで前記加工対象物の内周面に密接する、膨出部材と、で構成されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の表面処理装置は、請求項１記載の表面処理装置において、前記保持手段の膨出部材が、前記中空軸部材の外周面に設けられたチューブ部材と、該チューブ部材の両端開放部を封止する封止部材と、を備え、そして、前記チューブ部材に、前記保持手段の中空軸部材の内部を挿通する流体導入管が連通して設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の表面処理装置は、請求項１又は２記載の表面処理装置において、前記保持手段の中空軸部材が、前記加工対象物の両端部より突出して設けられ、そして、前記中空軸部材の両端突出端部が、それぞれ、回転自在に支持されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の表面処理装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表面処理装置において、前記膨出部材のチューブ部材に接続された前記流体導入管に、供給される流体の圧力を調整する圧力調整手段が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の表面処理装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表面処理装置において、前記中空軸部材と、前記膨出部材の封止部材とが、磁性材料で構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の表面処理装置によれば、円筒状の加工対象物及び磁性砥粒を収容する収容槽と、該収容槽内に前記磁性砥粒を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により前記磁性砥粒を前記加工対象物に衝突させる磁場発生部と、該磁場発生部を前記収容槽の長手方向に沿って移動させる移動手段と、前記加工対象物を前記収容槽の中心に保持させる保持手段と、前記保持した加工対象物を前記収容槽の長手方向と平行な軸芯回りに回転させる回転手段と、を有する表面処理装置において、前記保持手段が、前記加工対象物の内部に収容されて該加工対象物の軸方向に延在する中空軸部材と、該中空軸部材の外周面に軸方向に沿って複数設けられた、流体の圧力によって膨らんで前記加工対象物の内周面に密接する、膨出部材と、で構成されているので、加工対象物の内径形状精度が十分でない場合でも、膨出部材が加工対象物の内周面の形状に倣って膨らんで密接することにより、加工対象物を中空軸部材の周囲に確実に保持させることができ、そのために、保持した加工対象物を所定の回転数で確実に回転させて所望の粗面化処理を行うことができ、粗面化処理後の加工対象物の品質のばらつきを防ぐことができる。よって、加工対象物の表面処理の加工効率を向上させることができ、量産効果を向上させた表面処理装置とすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の表面処理装置によれば、前記保持手段の膨出部材が、前記中空軸部材の外周面に設けられたチューブ部材と、該チューブ部材の両端開放部を封止する封止部材と、を備え、そして、前記チューブ部材に、前記保持手段の中空軸部材の内部を挿通する流体導入管が連通して設けられているので、チューブ部材が、流体導入管から流入する流体の圧力によって膨み、加工対象物の内周面の形状に倣って密接することにより、加工対象物の内周面を傷つけることなく加工対象物を中空軸部材の周囲に確実に保持させることができ、加工対象物の表面処理を安定して行うことができる。
【００１４】
請求項３に記載の表面処理装置によれば、前記保持手段の中空軸部材が、前記加工対象物の両端部より突出して設けられ、そして、前記中空軸部材の両端突出端部が、それぞれ、回転自在に支持されているので、中空軸部材が軸ぶれを生ずることなく安定して回転するようになり、そのために、中空軸部材の周囲に保持された加工対象物を軸ぶれなく安定して回転させることができる。よって、安定して回転する加工対象物を表面処理することにより、表面処理後の加工対象物の品質を安定させることができ、加工対象物の表面処理の加工効率を向上させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の表面処理装置によれば、前記膨出部材のチューブ部材に接続された前記流体導入管に、供給される流体の圧力を調整する圧力調整手段が設けられているので、加工対象物の内径形状精度が十分でない場合でも、チューブ部材が、圧力調整手段で調整された最適な圧力で膨らんで、加工対象物の内周面に確実に密接することができ、そのために、加工対象物を中空軸部材の周囲に確実に保持させることができ、加工対象物の表面処理を安定して行うことができる。
【００１６】
請求項５に記載の表面処理装置によれば、前記中空軸部材と、前記膨出部材の封止部材とが、磁性材料で構成されているので、中空軸部材の周囲に保持された加工対象物に励磁された磁性砥粒を衝突させて加工対象物の表面処理を行う際の磁性砥粒の挙動を妨げることがなくなり、そのために、安定して加工対象物の表面処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図５に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる表面処理装置の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示された表面処理装置の収容槽部分を示す断面図である。図３は、加工対象物を保持する保持手段を示す断面図、図４は、前記保持手段の側面図である。図５は、前記保持手段で保持された加工対象物の回転状態を説明する図である。
【００１８】
表面処理装置１は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像ローラや帯電ローラなどの円筒状の加工対象物２（図２に示す）の外表面を粗面化する装置である。
【００１９】
表面処理装置１は、図１に示すように、装置ベース３と、該装置ベース３から立設した保持ベース４と、加工対象物２及び磁性砥粒５（図２に示す）を収容する収容槽６と、該収容槽６内に前記磁性砥粒５を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により前記磁性砥粒５を前記加工対象物２に衝突させる磁場発生部としての電磁コイル７と、該電磁コイル７を前記収容槽６の長手方向に沿って移動させる移動手段としての電磁コイル移動部８と、を備えている。
【００２０】
収容槽６は、図１及び図２に示すように、円筒部材６１と、該円筒部材６１の両端部を保持するフランジ部材６２ａ、６２ｂと、を備えている。
【００２１】
円筒部材６１は、円筒状に形成されており、その内部に加工対象物２と、磁性砥粒５と、を収容する。円筒部材６１には、図示しない砥粒供給孔が設けられ、磁性砥粒５を円筒部材６１に出し入れする。図示例では、円筒部材６１の外径は、４０〜８０ｍｍ、円筒部材６１の肉厚は、０．３〜２ｍｍ、円筒部材６１の軸方向の長さは、３００〜５００ｍｍで、円筒部材６１は、非磁性体の材料で構成されている。
【００２２】
フランジ部材６２ａ、６２ｂは、円環状に形成されて、円筒部材６１の両端部にそれぞれ取り付けられている。円筒部材の一端部６１ａに取り付けられたフランジ部材６２ａには、保持ベース４に立設されたブラケット６３が取り付けられている。ブラケット６３は、高さ調整機構６４を備えている。円筒部材の他端部６１ｂに取り付けられたフランジ部材６２ｂには、フランジ部材移動用アクチュエータ６５が取り付けられている。フランジ部材６２ｂは、その内側に後述する中空軸部材９１を挿通させている。
【００２３】
そして、図１に示すように、前記フランジ部材６２ａ、６２ｂにより円筒部材６１の両端部が保持されることにより、円筒部材６１より形成される収容槽６が保持ベース４の所定位置に保持される。円筒部材６１の保持位置は、フランジ部材６２ａの高さ調整機構６４と、フランジ部材６２ｂのフランジ部材移動用アクチュエータ６５とにより、その位置が調整される。
【００２４】
前記収容槽６の外周には、図１及び図２に示すように、収容槽６内に磁性砥粒５を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により磁性砥粒５を加工対象物２に衝突させる電磁コイル７が、収容槽６を囲むように設けられている。
【００２５】
電磁コイル７は、電磁コイル移動部８により、収容槽６の長手方向に移動可能に構成されている。電磁コイル移動部８は、電磁コイル保持ベース８１と、レール８２と、電磁コイル移動用アクチュエータ８３と、を備えている。電磁コイル保持ベース８１は、その表面上に電磁コイル７を設置する。電磁コイル保持ベース８１は、保持ベース４に設置されたレール８２上を図１中Ｘ方向に移動可能とされている。電磁コイル保持ベース８１の移動は、電磁コイル移動用アクチュエータ８３を作動させて行う。図示例では、電磁コイル移動用アクチュエータ８３の移動速度は、３００ｍｍ／ｓまで調整可能であり、移動距離も６００ｍｍ以内の任意の距離まで移動可能である。
【００２６】
電磁コイル７は、図２に示すように、円筒状に形成された外皮７１と、該外皮７１内に配された複数のコイル部７２と、を備えて、全体として円環状に形成されている。複数のコイル部７２は、外皮７１に沿って互いに並設されている。
【００２７】
電磁コイル７の内径は、収容槽６の外径より大きい。即ち、電磁コイル７の内周面と収容槽６の外周面との間には、空間が形成されている。また、電磁コイル７の軸方向の全長は、収容槽６の軸方向の全長より十分に短い。図示例では、電磁コイル７の内径は、７５〜８２ｍｍ、電磁コイル７の軸方向の長さは、７０〜８５ｍｍである。
【００２８】
電磁コイル７は、収容槽６と、収容槽６の内部に収容された加工対象物２と、収容槽６の他端部を保持するフランジ部材６２ｂの内側を挿通する後述する中空軸部材９１と、同軸に配置されている。
【００２９】
電磁コイル７の複数のコイル部７２は、図示しない三相交流電源により印加される。複数のコイル部７２には互いに位相のずれた電力が印加されて、これらの複数のコイル部７２が互いに位相のずれた磁場を発生する。そして、電磁コイル７は、これらの磁場を合成して形成される該電磁コイル７の軸芯回りの回転方向の磁場（回転磁場）を内側に生じさせる。
【００３０】
電磁コイル７は、三相交流電源から印加されて、回転磁場を発生するとともに、電磁コイル移動部８によりその軸方向即ち収容槽６の長手方向に沿って移動される。そして、電磁コイル７は、回転磁場により、収容槽６の内部の磁性砥粒５を加工対象物２の外周に位置付け、該磁性砥粒５を収容槽６及び加工対象物２の軸芯回りに回転（移動）させる。そして、電磁コイル７は、回転磁場により磁性砥粒５を加工対象物２の外表面に衝突させる。
【００３１】
また、三相交流電源と電磁コイル７との間には、図１に示すように、磁場変更手段としてのインバータ装置７３が設けられている。インバータ装置７３は、三相交流電源が電磁コイル７に印加する電力の周波数、電流値、電圧値を変更自在である。インバータ装置７３は、電磁コイル７に印加する電力の周波数、電流値、電圧値を変更することで、三相交流電源が電磁コイル７に印加する電力を増減させて、該電磁コイル７が発生する回転磁場の強さを変更する。
【００３２】
前記したように、電磁コイル７の回転磁場により加工対象物２の外表面に衝突する磁性砥粒５は、円柱状に形成されている。磁性砥粒５の大きさは、外径が０．８〜１ｍｍで、全長が０．５〜１ｍｍ程度であるが、加工対象物２の所望する表面粗さなどに合わせて適宜変更できる。
【００３３】
本発明による表面処理装置１は、前記収容槽６の内部に磁性砥粒５とともに収容される加工対象物２を収容槽６の中心に保持させる保持手段９が、加工対象物２の内部に収容されて該加工対象物２の軸方向に延在する中空軸部材９１と、該中空軸部材９１の外周面に軸方向に沿って複数設けられた、流体の圧力によって膨らんで前記加工対象物２の内周面に密接する、膨出部材９２と、で構成されている。
【００３４】
前記したように、電磁コイル７の回転磁場により収容槽６に収容した加工対象物２の外表面に磁性砥粒５を衝突させて加工対象物２の表面処理を行うには、加工対象物２を収容槽６と同軸になるように配置保持する必要がある。
【００３５】
フランジ部材６２ａ、６２ｂにより保持ベース４の所定位置に保持された収容槽６の内部に前記加工対象物２を収容保持するために、図１及び図２に示すように、収容槽６の他端部を保持するフランジ部材６２ｂの内側を挿通してフランジ部材移動用アクチュエータ６５側から収容槽６側に向けて延び、加工対象物２の内部に収容されて該加工対処物の軸方向に延在する中空軸部材９１を備えている。中空軸部材９１は、磁性材料で構成されている。
【００３６】
加工対象物２の両端外周部には、図２及び図３に示すように、円筒状のキャップ部２１ａ、２１ｂが嵌合されている。両端にキャップ部２１が取り付けられた加工対象物２の内部に前記中空軸部材９１が収容される。加工対象物２の内部を軸方向に延在する中空軸部材９１の先端部９１ａは、加工対象物２の一端部２ａから突出して加工対象物２の内部から外側に露出している。
【００３７】
加工対象物２の一端部２ａから突出する中空軸部材９１の先端部９１ａは、収容槽６の一端部を保持するフランジ部材６２ａの内側に配置された位置決め部材９３に回転自在に支持されている。また、フランジ部材６２ｂの内側を挿通してフランジ部材移動用アクチュエータ６５側から収容槽６側に向けて延びる中空軸部材９１の図示しない基端部は、図示しないフランジ部材移動用アクチュエータ６５側の位置決め部材により回転自在に支持されている。そのために、後述する回転手段によって中空軸部材９１が軸ぶれを生ずることなく安定して回転するようになり、よって、後述するように中空軸部材９１の周囲に保持された加工対象物２を軸ぶれなく安定して回転させることができる。
【００３８】
加工対象物２の内部を軸方向に延在する中空軸部材９１の外周面には、図３に示すように、加工対象物２の両端部分に対応した部分に、流体の圧力によって膨らんで加工対象物２の内周面に密接する膨出部材９２が２箇所設けられている。各膨出部材９２は、それぞれ、中空軸部材９１の外周面に設けられたチューブ部材９２ａと、該チューブ部材９２ａの両端開放部を封止する封止部材９２ｂと、を備えている。封止部材９２ｂは、磁性材料で構成されている。
【００３９】
上記したように、膨出部材９２が加工対象物２の内周面の形状に倣って膨らんで密接することにより、加工対象物２の内径形状精度が十分でない場合でも、加工対象物２を中空軸部材９１の周囲に確実に保持させることができる。
【００４０】
前記中空軸部材９１の内部には、流体導入管９４が挿通しており、該流体導入管９４は前記チューブ部材９２ａに連通されている。そのために、チューブ部材９２ａの内部に流体導入管９４から流入する流体の圧力でチューブ部材９２ａが膨らみ、チューブ部材９２ａが加工対象物２の内面に密接するようになっている。そして、チューブ部材９２ａが加工対象物２の内周面の形状に倣って密接することにより、加工対象物２の内周面を傷つけることなく加工対象物２を中空軸部材９１の周囲に確実に保持させることができる。
【００４１】
図示例では、チューブ部材９２ａに供給される流体として圧縮空気を使用するが、流体であれば気体に限らず液体でもよく、油圧を利用することもできる。
【００４２】
チューブ部材９２ａに供給される圧縮空気は、チューブ部材９２ａが設けられた箇所の中空軸部材９１に形成された圧縮空気穴９５を介して供給される。圧縮空気穴９５は、チューブ部材９２ａの両端を封止する封止部材９２ｂに形成してもよい。圧縮空気穴９５の数は、必要とする圧縮空気の流量に応じて適宜決定する。また、必要に応じて圧縮空気穴９５の一部を螺子などで塞ぐことにより、圧縮空気の流量を変更できる。
【００４３】
また、前記流体導入管９４には、図１に示すように、供給される圧縮空気の圧力を調整して所定圧力にする圧力調整手段９６が設けられている。さらに、圧力調整手段９６には、該圧力調整手段９６を制御する圧力調整制御器９７が接続されている。
【００４４】
本発明による表面処理装置１は、前記膨出部材９２で中空軸部材９１の周囲に保持した加工対象物２を収容槽６の長手方向と平行な軸芯回りに回転させる図示しない回転手段を備えている。前記回転手段は、前記中空軸部材９１の図示しない基端部を回転自在に支持するフランジ部材移動用アクチュエータ６５側に設けられている。
【００４５】
回転手段が中空軸部材９１を回転させることにより、中空軸部材９１の周囲に膨出部材９２を介して保持された加工対象物２が回転する。加工対象物２の回転数は、図４に示すように、中空軸部材９１の表面に配置した回転センサ９８により検知可能である。回転センサ９８からの信号は、図１に示すように、回転検知機器９９に送られる。
【００４６】
次に、前記した構成の表面処理装置１を用いて加工対象物２の外表面を粗面化する工程を説明する。
【００４７】
まず、加工対象物２の長手方向の両端の外周に円筒状のキャップ部２１ａ、２１ｂを嵌合させる。両端にキャップ部２１が取り付けられた加工対象物２の内部に中空軸部材９１を通して、中空軸部材９１が、加工対象物２の内部で軸方向に延在するようにする。その後、加工対象物２から突出する中空軸部材９１の先端部９１ａを位置決め部材９３で回転自在に支持する。また、中空軸部材９１の図示しない基端部も図示しない位置決め部材により回転自在に支持する。そして、中空軸部材９１の膨出部材９２を圧縮空気によって膨らませて膨出部材２を加工対象物２の内周面に密接させることにより、中空軸部材９１の周囲に加工対象物２を確実に保持させる。
【００４８】
そして、収容槽６内に中空軸部材９１の周囲に保持した加工対象物２を収容するとともに、収容槽６内に磁性砥粒５を供給する。こうして、収容槽６内に磁性砥粒５及び加工対象物２を収容する。さらに、収容槽６の両端部をフランジ部材６２で保持して、収容槽６を保持ベース４の所定位置に保持する。これにより、収容槽６と加工対象物２と中空軸部材９１とが同軸になる。
【００４９】
そして、図示しない回転手段で中空軸部材９１とともに加工対象物２を収容槽６の軸芯回りに回転させる。その後、電磁コイル７に図示しない三相交流電源からの電力を印加して、電磁コイル７に回転磁場を発生させる。すると、電磁コイル７の内側に位置する磁性砥粒５が自転しながら軸芯回りに公転（回転即ち移動）して、該磁性砥粒５が加工対象物２の外表面に衝突して、該加工対象物２の外表面を粗面化する。
【００５０】
そして、電磁コイル移動部８が、適宜、電磁コイル７を軸芯に沿って移動する。すると、電磁コイル７の内側に侵入した磁性砥粒５が前述した回転磁場により移動（自転及び公転）するとともに、電磁コイル７の内側から抜け出た磁性砥粒５が停止する。また、図示しない仕切部材が収容槽６内の空間を仕切っているので、磁性砥粒５が仕切部材を越えて移動することが規制され、電磁コイル７の内側から抜け出た磁性砥粒５が前記した回転磁場内から抜け出ることとなる。さらに、電磁コイル移動部８が予め定められた所定の回数電磁コイル７を往復移動させると、加工対象物２の外表面の粗面化が終了する。
【００５１】
前記した加工対象物２の外表面の粗面化が終了すると、電磁コイル７への電力の印加を停止するとともに、回転手段を停止する。そして、保持ベース４の所定位置に保持した収容槽６を保持ベース４から離し、収容槽６内から外表面の粗面化が終了した加工対象物２を取り出して、新たな加工対象物２を収容槽６内に収容する。こうして、加工対象物２の外表面の粗面化を行う。
【００５２】
本発明による表面処理装置１によれば、電磁コイル７が移動することにより、加工対象物２の加工を行うと同時に、磁性砥粒５が回転磁場内から急激に抜け出ることととなる。そのために、磁性砥粒５に作用する磁場の強さが急激に変化（減少）して、磁性砥粒５内で揃っていた磁区が不揃いになることにより磁化が弱まり、加工対象物２の加工と同時に磁性砥粒５の残留磁化を取り除くことができる。
【００５３】
この結果、表面処理装置１と別体の磁性砥粒５の残留磁化を取り除く消磁装置などが不要となる。したがって、容易に磁性砥粒５の消磁を行うことが可能になり、加工対象物２の長時間に亘る連続した加工が可能になって、表面処理の加工効率を向上させることができる。したがって、加工対象物２の大量生産を前提とした量産装置としての表面処理装置１を得ることができる。
【００５４】
本発明においては、円筒状の加工対象物２及び磁性砥粒５を収容する収容槽６と、該収容槽６内に前記磁性砥粒５を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により前記磁性砥粒５を前記加工対象物２に衝突させる電磁コイル７と、該電磁コイル７を前記収容槽６の長手方向に沿って移動させる電磁コイル移動部８と、前記加工対象物２を前記収容槽６の中心に保持させる保持手段と、前記保持した加工対象物２を前記収容槽６の長手方向と平行な軸芯回りに回転させる回転手段と、を有する表面処理装置１の保持手段９が、加工対象物２の内部に収容されて該加工対象物２の軸方向に延在する中空軸部材９１と、該中空軸部材９１の外周面に軸方向に沿って複数設けられた、流体の圧力によって膨らんで前記加工対象物２の内周面に密接する、膨出部材９２と、で構成されているので、加工対象物２の内径形状精度が十分でない場合でも、膨出部材９２が加工対象物２の内周面の形状に倣って膨らんで密接することにより、加工対象物２を中空軸部材９１の周囲に確実に保持させることができる。
【００５５】
そのために、図５に示すように、中空軸部材９１の周囲に確実に保持させた加工対象物２を所望の回転数で安定して回転させることができ、加工時間の経過とともに加工対象物２の保持があまくなって、加工対象物２の回転数が安定しなくなるようなことがない。よって、加工対象物２を所定の回転数で確実に回転させて所望の粗面化処理を行うことができ、粗面化処理後の加工対象物２の品質のばらつきを防いで、加工対象物２の表面処理の加工効率を向上させることができ、量産効果を向上させた表面処理装置１とすることができる。
【００５６】
本発明においては、保持手段９の膨出部材９２が、中空軸部材９１の外周面に設けられたチューブ部材９２ａと、該チューブ部材９２ａの両端開放部を封止する封止部材９２ｂと、を備え、そして、前記チューブ部材９２ａに、前記中空軸部材９１の内部を挿通する流体導入管９４が連通して設けられているので、チューブ部材９２ａが、流体導入管９４から流入する流体の圧力によって膨み、加工対象物２の内周面の形状に倣って密接することにより、加工対象物２の内周面を傷つけることなく加工対象物２を中空軸部材９１の周囲に確実に保持させることができ、加工対象物２の表面処理を安定して行うことができる。
【００５７】
また、保持手段９の膨出部材９２が、中空軸部材９１の外周面に設けられたチューブ部材９２ａと、該チューブ部材９２ａの両端開放部を封止する封止部材９２ｂとで構成されているので、部品点数を抑えた簡単な構造とすることができ、そのために、表面処理装置１全体のコストを低減させることができる。
【００５８】
本発明においては、保持手段９の中空軸部材９１が、加工対象物２の両端部より突出して設けられ、そして、前記中空軸部材９１の両端突出端部が、それぞれ、回転自在に支持されているので、中空軸部材９１が軸ぶれを生ずることなく安定して回転するようになり、そのために、中空軸部材９１の周囲に保持された加工対象物２を軸ぶれなく安定して回転させることができる。よって、安定して回転する加工対象物２を表面処理することにより、表面処理後の加工対象物２の品質を安定させることができ、加工対象物２の表面処理の加工効率を向上させることができる。
【００５９】
本発明においては、膨出部材９２のチューブ部材９２ａに接続された流体導入管９４に、供給される流体の圧力を調整する圧力調整手段９６が設けられているので、加工対象物２の内径形状精度が十分でない場合でも、チューブ部材９２ａが、圧力調整手段９６で調整された最適な圧力で膨らんで、加工対象物２の内周面に確実に密接することができ、そのために、加工対象物２を中空軸部材９１の周囲に確実に保持させることができ、加工対象物２の表面処理を安定して行うことができる。
【００６０】
本発明においては、中空軸部材９１と、膨出部材９２の封止部材９２ｂとが、磁性材料で構成されているので、中空軸部材９１の周囲に保持された加工対象物２に励磁された磁性砥粒５を衝突させて加工対象物２の表面処理を行う際の磁性砥粒５の挙動を妨げることがなくなり、そのために、安定して加工対象物２の表面処理を行うことができる。
【００６１】
図６は、本発明の他の実施形態に係る表面処理装置１の収容槽６部分を示し、本実施形態の場合、加工対象物２の内部を軸方向に延在する中空軸部材９１の外周面には、中空軸部材９１の軸方向に沿って等間隔に３箇所、流体の圧力によって膨らんで加工対象物２の内周面に密接する膨出部材９２が設けられている。
【００６２】
膨出部材９２を３箇所に設けると、膨出部材９２と加工対象物２との接触面積が広くなり、加工対象物２をより確実に保持することができる。特に、電磁コイル７に流れる電流の切り換えにより電磁コイル７の発生磁場を大きくした場合で、中空軸部材９１の周囲に膨出部材２を介して保持される加工対象物２の保持力を調整する必要があるようなときに有効である。
【００６３】
前記した実施形態には、本発明の代表的な実施形態を示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面処理装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の表面処理装置の収容槽部分を示す断面図である。
【図３】本発明の加工対象物を保持する保持手段を示す断面図である。
【図４】本発明の保持手段の中空軸部材を示す側面図である。
【図５】本発明の保持手段で保持された加工対象物の回転状態を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る表面処理装置の収容槽部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１              表面処理装置
２              加工対象物
２１ａ、２１ｂ  キャップ部
４              保持ベース
５              磁性砥粒
６              収容槽
６１            円筒部材
６２ａ、６２ｂ  フランジ部材
６３            ブラケット
６４            高さ調整機構
６５            フランジ部材移動用アクチュエータ
７              電磁コイル（磁場発生部）
７２            コイル部
７３            インバータ装置
８              電磁コイル移動部（移動手段）
８１            電磁コイル保持ベース
８２            レール
８３            電磁コイル移動用アクチュエータ
９              保持手段
９１            中空軸部材
９１ａ          中空軸部材の先端部
９２            膨出部材
９２ａ          チューブ部材
９２ｂ          封止部材
９３            位置決め部材
９４            流体導入管
９５            圧縮空気穴
９６            圧力調整手段
９８            回転センサ
【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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【図６】
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