(57)【要約】【課題】乾式メディアの目詰まりを防止するとともに長期に亘ってメディア性能の維持が可能な乾式バレル研磨方法を提供すること。【解決手段】砥材を樹脂で結合したバレル研磨用メディアとワークをバレル槽５に投入し、集塵機７による吸塵作用を及ぼしながら研磨する乾式バレル研磨方法において、前記バレル槽５内にワックスを添加したことを特徴とする乾式バレル研磨方法である。また前記ワックスの添加は、ワックス又はワックスに砥粒を添加したものである。さらに前記ワークがアルミニウム合金又は銅合金であると良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥材を樹脂で結合したバレル研磨用メディアとワークをバレル槽に投入し、集塵機による吸塵作用を及ぼしながら研磨する乾式バレル研磨方法において、前記バレル槽内にワックスを添加したことを特徴とする乾式バレル研磨方法。
【請求項２】
前記ワックスの添加は、ワックス又はワックスに砥粒を添加したものであることを特徴とする請求項１記載の乾式バレル研磨方法。
【請求項３】
前記ワークがアルミニウム合金又は銅合金であることを特徴とする請求項１又は２記載の乾式バレル研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、乾式バレル研磨メディアの目詰まりを防止するとともに長期に亘ってメディア性能の維持が可能な乾式バレル研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の乾式バレル研磨方法は、砥材を樹脂で結合した多孔質な乾式メディアとワークをバレル槽に投入し、集塵機による吸塵作用を及ぼすとともにバレル槽に回転運動や振動運動を付与して行っていた。この作用により、ワークにはバリ取りや丸み付けといった所期の加工がなされ、その一方で研磨により生じた摩耗粉は、バレル槽に設けられた吸引孔を介して集塵除去された。こうして多孔質メディアの表面は摩耗粉による目詰まりが除去され、ワーク表面も美麗な状態に保たれるといった効果を奏した。しかしながらこの研磨方法で量産加工を重ねて行くと、メディア表面には次第に摩耗粉が堆積して目詰まりを起こし、研磨性能の低下を来たした。この性能低下によってワークの加工も進行せず、その結果、ワーク表面も次第に摩耗粉で汚染されるとともに黒色化して行くといった問題があった。
【０００３】
こうした課題を解決する技術として次のようなものがあった。特許２６４３９０９号には多孔質乾式メディアの目詰まり防止に関する技術が開示されている。即ち、研磨中の多孔質メディアにその表面が湿気を帯びる程度の水を添加し、メディア表面を膨潤させるとともに研磨による擦過作用によって膨潤した組織を脱落させ、新規な組織を表出させることによって目詰まりを防止するものである。また特開平１０−１５６７０１号に開示の技術は、研磨中の多孔質メディアにその表面のドレッシングを行う砥粒を混入し、砥粒が目詰まりしたメディア表面を再生することによりメディアの性能維持を図ろうとするものである。
【０００４】
しかしながらこれら従来の技術にも次のような問題があった。即ち、特許２６４３９０９号に開示の技術は、水の添加直後は効果があるものの、次第にその効果が薄れ、短時間で水を追添加するか、滴下タンクを用意して常時定量の水を添加しなければならず、メディアの湿り気状態を一定に維持することが大変難しかった。また特開平１０−１５６７０１号に開示の技術は、集塵機からの吸塵作用と共に混入した砥粒も除去されるため、同様にドレッシング効果の維持が大変難しかった。
【特許文献１】特許第２６４３９０９号公報
【特許文献２】特開平１０−１５６７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上よりこの発明が解決しようとする課題は、乾式バレル研磨メディアの目詰まりを防止するとともに長期に亘ってメディア性能の維持が可能な乾式バレル研磨方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための請求項１の乾式バレル研磨方法は、砥材を樹脂で結合したバレル研磨用メディアとワークをバレル槽に投入し、集塵機による吸塵作用を及ぼしながら研磨する乾式バレル研磨方法において、前記バレル槽内にワックスを添加したことを特徴とする。次に請求項２の発明は、請求項１の乾式バレル研磨方法において、前記ワックスの添加は、ワックス又はワックスに砥粒を添加したものであることを特徴とする。次に請求項３の発明は、請求項１又は２記載の乾式バレル研磨方法において、前記ワークがアルミニウム合金又は銅合金であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、摩耗粉は集塵機の吸塵作用によりバレル槽外へ除去されるか、バレル槽内に残留してもワックスに吸着され、ワックスと共に吸塵除去されるので、メディア表面が汚染されずメディアの目詰まりが防止される。同様にワークにも摩耗粉が付着せず、ワークの研磨が進行すると共に表面が白色の美麗な状態に保たれるといった効果を奏する。そしてこの効果は従来技法に比べて長期に亘って維持されるのである。次に請求項２の発明によれば、ワックス又はワックスに砥粒を添加することによって、ワークの研磨量及び光沢度を調整することができる。そして請求項３の発明によれば、ワークがアルミニウム合金又は銅合金である場合は、前記の効果が著しく高いことが確認されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の乾式バレル研磨方法を実施する手順について説明する。図の１は乾式遠心バレル研磨機で、公転するターレット２にバレル槽を装着するバレルケース３が自転可能に取り付けられている。バレルケース３は両側を自転軸４によって支持され、その内の１つは中空自転軸４ａとなっている。またバレルケース３のバレル槽装着面には、磨耗粉を受け入れ可能な袋状のチャンバー３ａが形成され、中空自転軸４ａと連通している。
【０００９】
バレルケース３に装着されるバレル槽５には、ワーク及びメディアは通過不能だが、磨耗粉は通過可能な複数の孔部が２つの側面に形成されている。この内の一面は、集塵機の吸塵作用により磨耗粉を排出する排出孔部５ａで、他方は、バレル槽外からエアを導入する導入孔部５ｂとなっている。バレル槽５がバレルケース３に装着される面が排出孔部５ａで、磨耗粉は排出孔部５ａ、チャンバー３ａ、中空自転軸４ａを通って排出されるようになっている。
【００１０】
２つのターレット２の内の１つは、ターレット２の公転を許容する固定フード６で覆われ、固定フード６には集塵機７が接続されている。つまり、中空自転軸４ａを出た磨耗粉は固定フード６に入り、その後、集塵機７で回収されるようになっている。
【００１１】
上記構成の乾式遠心バレル研磨機１で研磨するには、まずバレル槽５にワーク、メディアを投入し、さらにワックスを添加しておく。その後、研磨機１を稼動すると、ターレット２の矢示Ａの公転とともにバレル槽５は矢示Ｂの自転をする。つまりバレル槽５は自転及び公転する。バレル槽５内では研磨の進行に伴い磨耗粉が発生するが、集塵機７の作動により、磨耗粉は、排出孔部５ａ、チャンバー３ａ、中空自転軸４ａを通って固定フード６に入り、最後に集塵機７で回収される。また集塵作用に伴い、バレル槽外から新しいエアが導入孔部５ｂを介してバレル槽内に入るから、バレル槽５の冷却と磨耗粉の排出が円滑に行われるようになっている。
【００１２】
ここで、バレル槽５内にはワックスが添加されている。そのため磨耗粉は直接排出される場合と、ワックスに取り込まれてワックスとともに排出される場合がある。これにより従来方法よりもメディアが目詰まりせず長期に亘って研磨性能が維持されるのである。
【実施例１】
【００１３】
上記実施形態に基づいた実験例を示す。実験にあたり、メディアは押出し成形によって得た組織が多孔質なものを使用した。そしてこのメディアを強制的に目詰まりさせたものを用意した。この目詰まりメディアに対し、本発明のワックスを添加したもの（実験例１）、何も添加しないもの（比較例１）、特許２６４３９０９号の水を添加したもの（比較例２）及び特開平１０−１５６７０１号の砥粒を添加したもの（比較例３）を比較実験した。実験に供した条件は次のとおりで、実験結果を表１に示す。
乾式遠心バレル研磨機：株式会社チップトン製  ＨＳＲ−３０Ｄ  バレル槽容量７．５リットル×４槽
メディア：アルミナ砥材をポリアミド樹脂で結合したもの
（形状は一辺７ｍｍ、高さ７ｍｍの三角柱）バレル槽容量に対して５０％装入
研磨時間：３０分、６０分
ワーク：アルミニウム合金（径２８ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱）
ワックス：株式会社チップトン製ピンクル（オイルと油脂を主成分としたペースト状砥粒含有ＷＡＸ）メディア重量に対して０．３重量％添加
水添加：メディア重量に対して０．５重量％添加
砥粒添加：メディア重量に対して１重量％添加
【００１４】
【表１】
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上記実験で磨耗率＝（研磨前メディア重量―研磨後メディア重量）／研磨前メディア重量＊１００
研磨量＝研磨前ワーク重量―研磨後ワーク重量
光沢度＝（研磨後ワークの光の反射率―研磨前ワークの光の反射率）／研磨後ワークの光の反射率＊１００
上記実験結果から、目詰まり状態から未添加（比較例１）で３０分研磨したものは、目詰まり状態のままなので表面組織の脱落は少なく、磨耗率は低い。研磨量に関しては、目詰まりしたメディアで研磨しているので研磨量は低い。光沢度に関しても低い数値を示した。
【００１５】
水添加後（比較例２）の３０分研磨したものは、研磨量に関しては、比較例１に比べて若干上昇したが、さらに３０分研磨した６０分研磨後では、研磨量の低下が見られる。光沢度に関しては、比較例１に比べて若干上昇したが、さらに３０分研磨した６０分研磨後では、低下が見られる。これは、水添加後は目詰まりが修復され、研磨量と光沢度が回復したものの、短時間で再度目詰まりが生じ始め、効果が薄れて研磨量と光沢度がともに低下したことを示している。つまり水添加では目詰まり防止の耐久性が低いことがわかる。なお、磨耗率が低下したのは、メディアの吸水による重量増が原因したものと考えられる。
【００１６】
砥粒添加後（比較例３）の３０分研磨したものは、研磨量に関しては、比較例１に比べて大幅に上昇したが、さらに３０分研磨した６０分研磨後では、研磨量の低下が見られる。光沢度に関しては、若干上昇している。これは、砥粒添加後は目詰まりが大幅に修復され、研磨量と光沢度が回復したものの、集塵作用とともに砥粒が排出され、砥粒によるドレッシング効果が短時間で薄れてしまったことが原因と考えられる。つまり砥粒添加でも目詰まり防止の耐久性が低いことがわかる。
【００１７】
これに対し本発明のワックス添加（実施例１）の３０分研磨したものは、研磨量に関しては、大幅に上昇し、さらに３０分研磨した６０分研磨後でも研磨量の低下が見られない。光沢度に関しても上昇している。これは、ワックスに磨耗粉が吸着されたことにより目詰まりが大幅に修復され、研磨量と光沢度が回復したものと考えられる。そしてその効果が持続しているものと考えられる。
【実施例２】
【００１８】
次にワックスに砥粒を添加した実験結果について示す。初期のメディアの条件は実施例１と同様で、実験に供した条件は次のとおりで実験結果を表２に示す。
乾式遠心バレル研磨機：株式会社チップトン製  ＨＳＲ−３０Ｄ
メディア：アルミナ砥材をポリアミド樹脂で結合したもの
（形状は一辺７ｍｍ、高さ７ｍｍの三角柱）バレル槽容量に対して５０％装入
研磨時間：３０分
ワーク：アルミニウム合金（径２８ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱）及び
ステンレス（径２８ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱）
ワックス：株式会社チップトン製ピンクル（オイルと油脂を主成分としたペースト状砥粒含有ＷＡＸ）メディア重量に対して０．３重量％添加
砥粒：アルミナ＃５００をワックス重量に対して２０重量％添加
【００１９】
【表２】
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色調：目視による判断で、○は良好、×は不良
ワックス未添加の比較例４では、３０分研磨後にアルミニウム合金ワーク（ＡＬ）の表面が汚染されて黒色化した。これはアルミニウム合金ワークが軟質なために汚れが堆積しやすいことが影響したものと考えられる。一方、ワックス添加の実験例２では、表面は美麗な白色状態となった。ステンレスワーク（ＳＵＳ）に関してはワックスの添加によっては若干色調が向上したものの、アルミニウム合金ワークほどの差は目視で見られなかったため、いずれも良好と判断した。
【００２０】
一方、研磨量に関しては、アルミニウム合金ワークはワックス添加（実験例２、実験例３）により向上が見られたが、ステンレスワークに関しては若干の向上傾向が見られた程度だった。なお、アルミニウム合金ワークの色調に顕著な効果が現れたが、銅合金ワークも軟質なために同様な色調の改善が見られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の乾式バレル研磨を行ったバレル研磨機の正面断面図
【符号の説明】
【００２２】
１    乾式遠心バレル研磨機
２    ターレット
３    バレルケース
３ａ  チャンバー
４    自転軸
４ａ  中空自転軸
５    バレル槽
５ａ  排出口部
５ｂ  導入口部
６    固定フード
７    集塵機
【図１】
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