(57)【要約】【課題】非磁性工作物と同様に磁性工作物や金型等を磁気を応用して精密仕上げ加工することが可能な精密仕上げ装置を提供する。【解決手段】磁力を利用して、工具側磁極と工作物表面との間に磁性砥粒等を集中させ、磁性砥粒等と工作物表面との間に研磨圧力を発生させながら相対運動させることにより加工を行う磁気を応用した精密仕上げ装置において、柔軟で磁性を有する磁性柔軟繊維を集めて構成されている磁性柔軟繊維ブラシ部と、非磁性スラリーと、非磁性スラリーを加工部位に供給するスラリー供給部とを有することを特徴とする精密仕上げ装置とした。また、磁性柔軟繊維ブラシ部を非磁性柔軟繊維中に微細磁性材料を含ませてなる磁性柔軟繊維を集めて構成したり、磁性柔軟金属からなる磁性柔軟繊維を集めて構成した。【選択図】    図１
2004202616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁力を利用して、工具側磁極と工作物表面との間に磁性砥粒等を集中させ、該磁性砥粒等と前記工作物表面との間に研磨圧力を発生させながら相対運動させることにより加工を行う磁気を応用した精密仕上げ装置であって、
柔軟で磁性を有する磁性柔軟繊維を集めて構成されている磁性柔軟繊維ブラシ部と、非磁性スラリーと、該非磁性スラリーを加工部位に供給するスラリー供給部とを有する精密仕上げ装置。
【請求項２】
前記磁性柔軟繊維ブラシ部が、微細磁性材料を非磁性柔軟繊維材料により連続的に交互に結合した磁性柔軟繊維を集めて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の精密仕上げ装置。
【請求項３】
前記磁性柔軟繊維ブラシ部が、非磁性柔軟繊維中に微細磁性材料を含ませてなる磁性柔軟繊維を集めて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の精密仕上げ装置。
【請求項４】
前記磁性柔軟繊維ブラシ部が、磁性柔軟金属からなる磁性柔軟繊維を集めて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の精密仕上げ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性および非磁性の一般工作物および金型等を精密仕上げ加工する精密仕上げ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁気を応用し、磁性砥粒を用いる磁気研磨加工法の概略図を図５に示す。図５のコイル部１０で発生した磁束は、コイル部１０、上ヨーク部１１、工具側磁極部１３、工作物１５、工作物側磁極部１４、下ヨーク部１２から構成される閉磁気回路を流れる。このとき、工具側磁極部１３と工作物表面１５ａ間の磁力を利用して柔軟な加工挙動を示す多数の磁性砥粒２０からなる粒子ブラシを形成し、工作物表面１５ａに研磨圧力を発生させることにより加工を行い、主に非磁性部品に対して形状精度を維持しながら面精度の向上を図れる優れたユニークな加工法である。
また、従来の磁気研磨加工法は、磁力結合による粒子ブラシを形成するため、砥粒に磁気感応性を与えることが必要である。従って、従来の磁性砥粒は、強磁性体と研磨材の２成分を一個の粒子に混在させて構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２０１３６９号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般の金属材料工作物および金型材料は磁性材が多くを占めており、磁極により磁性工作物および金型表面が磁化される。このため、磁性砥粒が工作物表面に磁気吸引され、粒子ブラシはブラシ中間でねじれ現象と攪拌現象を伴う過酷な条件下におかれる。
【０００５】
この結果、磁性砥粒の粉砕・細粒化および磁性砥粒の金型表面への残留現象が見られ、加工中の作用砥粒数の減少が問題となっていた。
これらの現象は、非磁性工作物材料の磁気研磨には見られない磁性工作物材料特有の現象であるが、磁性材料に対しては大きな問題となっている。
【０００６】
本発明は上記問題点にかんがみてなされたもので、非磁性工作物と同様に磁性工作物をも精密仕上げ加工することが可能な精密仕上げ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、磁力を利用して、工具側磁極と工作物表面との間に磁性砥粒等を集中させ、磁性砥粒等と工作物表面との間に研磨圧力を発生させながら相対運動させることにより加工を行う磁気を応用した精密仕上げ装置において、
柔軟で磁性を有する磁性柔軟繊維を集めて構成されている磁性柔軟繊維ブラシ部と、非磁性スラリーと、非磁性スラリーを加工部位に供給するスラリー供給部とを有することを特徴とする精密仕上げ装置としてある。
【０００８】
この発明によれば、従来の磁性砥粒を用いる磁気研磨加工法で磁性工作物や金型を加工すると磁性砥粒が工作物表面に磁気吸引され、粒子ブラシはブラシ中間でねじれ現象と攪拌現象を伴う過酷な条件下におかれて工作物表面に磁性砥粒が残留して作用砥粒数が減少したのに対して、磁性工作物および金型表面が磁化されても、磁性を有する磁性柔軟繊維ブラシ部は従来の磁性砥粒の粒子ブラシではなく工具側磁極に固定保持されている連続した一本ずつの磁性柔軟繊維で構成されているため、工作物表面に磁気吸引されて残留することがなく、また、非磁性スラリーを供給しているので、砥粒が工作物表面に磁気吸引されず工作物表面に砥粒が残留して作用砥粒数が減少することがない。また磁性柔軟繊維ブラシ部に対して磁力の制御を行うことにより研磨圧力を可変にすることができる。そのため、非磁性材料と同様に磁性材料でも磁気を応用した精密仕上げ加工を行うことができる。
【０００９】
また、磁性柔軟繊維ブラシ部が、微細磁性材料を非磁性柔軟繊維材料により連続的に交互に結合した磁性柔軟繊維を集めて構成されていることが好ましい。
【００１０】
本発明の方法によれば、磁性柔軟繊維ブラシ部が微細磁性材料を非磁性柔軟繊維材料により連続的に交互に結合した一本ずつの磁性柔軟繊維を集めて構成されているため、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部が磁性の工作物表面に磁気吸引されて研磨圧力は発生するが工作物表面に残留することはなく、また非磁性スラリーを供給しているので、砥粒が工作物表面に残留して作用砥粒数が減少することもない。また、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部が適度の圧力に制御されながら実用的に加工することができる。
【００１１】
また、磁性柔軟繊維ブラシ部が、非磁性柔軟繊維中に微細磁性材料を含ませてなる磁性柔軟繊維を集めて構成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の方法によれば、磁性柔軟繊維ブラシ部が、非磁性柔軟繊維中に微細磁性材料を含ませてなる一本ずつの磁性柔軟繊維を集めて構成されているため、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部が磁性の工作物表面に磁気吸引されて研磨圧力は発生するが工作物表面に残留することはなく、また非磁性スラリーを供給しているので、砥粒が工作物表面に残留して作用砥粒数が減少することもない。また、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部が適度の圧力に制御されながら実用的に加工することができる。特に、磁性柔軟繊維ブラシ部の一本ずつの磁性柔軟繊維が、硬度の高い微細磁性材料を硬度の低い非磁性柔軟繊維で覆って構成されているので微細形状の工作物表面にダメージの少ない精密な研磨加工をすることができる。
【００１３】
また、磁性柔軟繊維ブラシ部が、磁性柔軟金属からなる磁性柔軟繊維を集めて構成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の方法によれば、磁性柔軟繊維ブラシ部が、極細の磁性柔軟金属からなる一本ずつの磁性柔軟繊維を集めて構成されているため、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部が磁性の工作物表面に磁気吸引されて研磨圧力は発生するが工作物表面に残留することはなく、また非磁性スラリーを供給しているので、砥粒が工作物表面に残留して作用砥粒数が減少することもない。また、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部が適度の圧力に制御されながら実用的に加工することができる。
磁性柔軟繊維ブラシ部の一本ずつの磁性柔軟繊維が磁性柔軟金属であるので、研磨圧力をやや大きい範囲で制御することができるので能率的な研磨加工ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の精密仕上げ装置の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる精密仕上げ装置を示す図である。
また、図２〜図４は、本発明の磁性柔軟繊維の構成を示す図である。
図１から図４を参照しながら、本発明の第１の実施形態にかかる精密仕上げ装置を説明する。
図１のコイル部１０、上ヨーク部１１、工具側磁極部１３、磁性柔軟繊維ブラシ部１６、工作物１５、工作物側磁極部１４、下ヨーク部１２は、磁性材料からなる閉磁気回路を構成している。
図１に示すコイル部１０に電圧を印加することにより発生させた磁束は、コイル部１０、上ヨーク部１１、工具側磁極部１３、磁性柔軟繊維ブラシ部１６、工作物１５、工作物側磁極部１４、下ヨーク部１２から構成される閉磁気回路を流れる。
【００１７】
また、磁性を有する磁性柔軟繊維ブラシ部１６は従来の磁性砥粒からなる粒子ブラシとは異なり、工具側磁極部１３に固定保持され、工具側磁極部１３から工作物表面１５ａまでの距離より少し長く伸びている連続した一本ずつの磁性柔軟繊維１６ａで構成されている。
ここで、磁性柔軟繊維１６ａは、図２に示すように鉄等の強磁性体を材料とする微細磁性材料１６ｂとレーヨンやナイロン等の非磁性柔軟繊維材料１６ｃとからなり、それぞれを連続的に交互に結合していたり、また、図３に示すようにレーヨンやナイロン等の非磁性柔軟繊維１６ｃの中に鉄等の微細磁性材料１６ｂを含ませてなっていたり、更には、図４に示すように鉄等の極細の磁性柔軟金属１６ｄからなっていたりする。このため、磁性柔軟繊維１６ａは、磁性を有すると同時に柔軟性がある繊維で、この繊維が細く長いほど柔軟性は向上し、より細いほど微細な形状の部位にまで入り込むことができる。
【００１８】
また、工具側磁極部１３は、上ヨーク部１１に対して、上下および回転方向に摺動可能に保持されており、図示せぬ駆動部により駆動されて上下および回転方向に運動することができる。
【００１９】
工作物側磁極部１４は、図示せぬ保持具により工作物１５を固定保持している。また、工作物側磁極部１４は、下ヨーク１２に対して、下ヨーク１２の面上に摺動可能に保持されており、図示せぬ駆動部により駆動されて下ヨーク面１２ａ上を運動することができる。
【００２０】
スラリー供給部１８は、工作物１５と磁性柔軟繊維ブラシ部１６との間の加工部位に非磁性スラリー１７を供給する。
非磁性スラリー１７は、図示せぬスラリー回収容器に回収される。
【００２１】
コイル部１０に設定された電圧が印加されると、前記閉磁気回路に磁束が流れる。
このとき、磁性柔軟繊維ブラシ部１６と工作物１５との間の磁力を利用して柔軟な加工挙動を示す磁性柔軟繊維ブラシ部１６と工作物１５とが、工作物表面１５ａに設定された適度な研磨圧力を発生させながら工具側磁極部１３および工作物側磁極部１４の図示せぬ駆動部により駆動されることにより相対運動を行い、磁性柔軟繊維ブラシ部１６と工作物１５との間に供給される非磁性スラリー１７により加工を行う。
【００２２】
本実施形態によれば、従来の磁性砥粒を用いる磁気研磨加工法で磁性工作物や金型等を加工すると磁性砥粒が工作物表面１５ａに磁気吸引され、粒子ブラシはブラシ中間でねじれ現象と攪拌現象を伴う過酷な条件下におかれて工作物表面１５ａに磁性砥粒が残留して作用砥粒数が減少したのに対して、磁性の工作物１５が磁化されても、磁性を有する磁性柔軟繊維ブラシ部１６は従来の磁性砥粒からなる粒子ブラシではなく工具側磁極部１３に固定保持され、工具側磁極部１３から工作物表面１５ａまでの距離より少し長く伸びている連続した一本づつの磁性柔軟繊維で構成されているため工作物表面１５ａに磁気吸引されて残留することがなく、また、非磁性スラリー１７を供給しているので、砥粒が工作物表面１５ａに磁気吸引されず工作物表面１５ａに砥粒が残留して作用砥粒数が減少することがない。また磁性柔軟繊維ブラシ部１６に対して磁力の制御を行うことにより研磨圧力を可変にすることができる。
そのため、非磁性材料と同様に磁性材料でも磁気を応用した精密仕上げ加工を行うことができる。
【００２３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図１および図２を参照しながら説明する。
なお、図２は、本発明の第２の実施形態にかかる磁性柔軟繊維の構成を示す図である。また、第１の実施形態と同一の部位、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
この実施の形態では、磁性柔軟繊維ブラシ部１６の一本の磁性柔軟繊維１６ａは、鉄等の強磁性体を材料とする微細磁性材料１６ｂとレーヨンやナイロン等の非磁性柔軟繊維材料１６ｃとからなり、それぞれを連続的に交互に結合している。
また、磁性柔軟繊維ブラシ部１６は、工具側磁極部１３に固定保持され、工具側磁極部１３から工作物表面１５ａまでの距離より少し長く伸びている連続した一本ずつの磁性柔軟繊維１６ａで構成されている。
【００２４】
本実施形態によれば、磁性柔軟繊維ブラシ部１６は、鉄等の微細磁性材料１６ｂをレーヨンやナイロン等の非磁性柔軟繊維材料１６ｃにより連続的に交互に結合した一本の磁性柔軟繊維１６ａを集めて構成されているため、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部１６が磁性の工作物表面１５ａに磁気吸引されて研磨圧力は発生するが工作物表面１５ａに残留することはなく、また非磁性スラリー１７を供給しているので、砥粒が工作物表面１５ａに残留して作用砥粒数が減少することもない。また、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部１６が適度の圧力に制御されながら実用的に加工することができる。
【００２５】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を図３を参照しながら説明する。
なお、図３は、本発明の第３の実施形態にかかる磁性柔軟繊維の構成を示す図である。また、第１の実施形態と同一の部位、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
この実施の形態では、磁性柔軟繊維ブラシ部１６は、レーヨンやナイロン等の非磁性柔軟繊維１６ｃの中に鉄等の微細磁性材料１６ｂを含ませてなる一本ずつの磁性柔軟繊維１６ａを集めて構成されている。また、磁性柔軟繊維ブラシ部１６は、工具側磁極部１３に固定保持され、工具側磁極部１３から工作物表面１５ａまでの距離より少し長く伸びている連続した一本ずつの磁性柔軟繊維１６ａで構成されている。
【００２６】
本実施形態によれば、磁性柔軟繊維ブラシ部１６は、非磁性柔軟繊維１６ｃの中に微細磁性材料１６ｂを含ませてなる一本ずつの磁性柔軟繊維１６ａを集めて構成されているため、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部１６が磁性の工作物表面１５ａに磁気吸引されて研磨圧力は発生するが工作物表面１５ａに残留することはなく、また非磁性スラリー１７を供給しているので、砥粒が工作物表面１５ａに残留して作用砥粒数が減少することもない。また、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部１６が適度の圧力に制御されながら実用的に加工することができる。
更に、磁性柔軟繊維ブラシ部１６の一本ずつの磁性柔軟繊維１６ａが、硬度の高い微細磁性材料１６ｂを硬度の低い非磁性柔軟繊維１６ｃで覆って構成されているので微細形状の工作物表面１５ａにダメージの少ない精密な研磨加工をすることができる。
【００２７】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態を図４を参照しながら説明する。
なお、図４は、本発明の第４の実施形態にかかる磁性柔軟繊維の構成を示す図である。また、第１の実施形態と同一の部位、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
この実施の形態では、磁性柔軟繊維ブラシ部１６は、鉄等の極細の磁性柔軟金属１６ｄからなる一本ずつの磁性柔軟繊維１６ａを集めて構成されている。また、前記磁性柔軟繊維ブラシ部１６は、工具側磁極部１３に固定保持され、工具側磁極部１３から工作物表面１５ａまでの距離より少し長く伸びている連続した一本ずつの磁性柔軟繊維１６ａで構成されている。
【００２８】
本実施形態によれば、磁性柔軟繊維ブラシ部１６は、鉄等の極細の磁性柔軟金属１６ｄからなる一本ずつの磁性柔軟繊維１６ａを集めて構成されているため、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部１６が磁性の工作物表面１５ａに磁気吸引されて研磨圧力は発生するが工作物表面１５ａに残留することはなく、また非磁性スラリー１７を供給しているので、砥粒が工作物表面１５ａに残留して作用砥粒数が減少することもない。また、磁力により磁性柔軟繊維ブラシ部１６が適度の圧力に制御されながら実用的に加工することができる。
更に、磁性柔軟繊維ブラシ部１６の一本ずつの磁性柔軟繊維１６ａが全て磁性柔軟金属１６ｄであるので、研磨圧力をやや大きい範囲で制御することができるので能率的な研磨加工ができる。
【００２９】
本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は上記の説明により何ら限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の磁性砥粒を用いる磁気研磨加工法で磁性工作物や金型等を加工すると磁性砥粒が工作物表面に磁気吸引され、粒子ブラシはブラシ中間でねじれ現象と攪拌現象を伴う過酷な条件下におかれて工作物表面に磁性砥粒が残留して作用砥粒数が減少したのに対して、磁性工作物および金型表面が磁化されても、磁性を有する磁性柔軟繊維ブラシ部は従来の磁性砥粒の粒子ブラシではなく工具側磁極に固定保持されている連続した一本ずつの磁性柔軟繊維で構成されているため、工作物表面に磁気吸引されて残留することがなく、また、非磁性スラリーを供給しているので、砥粒が工作物表面に磁気吸引されず工作物表面に砥粒が残留して作用砥粒数が減少することがない。また磁性柔軟繊維ブラシ部に対して磁力の制御を行うことにより研磨圧力を可変にすることができる。
そのため、磁性材料でも非磁性材料と同様に磁気を応用した精密仕上げ加工を行うことができる精密仕上げ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の精密仕上げ装置の第１の実施形態にかかる図である。
【図２】本発明の精密仕上げ装置の第２の実施形態にかかる磁性柔軟繊維の構成を説明する拡大した断面図である。
【図３】本発明の精密仕上げ装置の第３の実施形態にかかる磁性柔軟繊維の構成を説明する拡大した断面図である。
【図４】本発明の精密仕上げ装置の第４の実施形態にかかる磁性柔軟繊維の構成を説明する拡大した断面図である。
【図５】従来の磁気研磨装置を説明する図である。
【符号の説明】
１０  コイル部
１１  上ヨーク部
１２  下ヨーク部
１３  工具側磁極部
１４  工作物側磁極部
１５  工作物
１５ａ  工作物表面
１６  磁性柔軟繊維ブラシ部
１６ａ  磁性柔軟繊維
１６ｂ  微細磁性材料
１６ｃ  非磁性柔軟繊維
１６ｄ  磁性柔軟金属
１７  非磁性スラリー
１８  スラリー供給部
１９  カバー部
２０  磁性砥粒
【図１】
2004202616.tif 000003
【図２】
2004202616.tif 000004
【図３】
2004202616.tif 000005
【図４】
2004202616.tif 000006
【図５】
2004202616.tif 000007