(57)【要約】【課題】平均粒径１μｍ以下の微細砥粒８を用いても、カートリッジＡの底部に、沈殿した砥粒が凝集し固まり、吸い上げ管に凝集砥粒が詰まるなどの不都合を解消し、極小径（φ5.0mm 以下）ワークの微細穴の内壁面の高精度な加工ができるような微細穴の流動加工装置を提供。【解決手段】一対の直圧式増圧器１０、１０各直圧式増圧器と連結されかつ溶媒としての水７が入れられた一対のカートリッジＢ９、９、各カートリッジＢと配管で上層部同士が連結されかつ水７と砥粒８との混合物であるスラリー６、６が入れられた一対のカートリッジＡ４、４、及び各カートリッジＡ下層部と吸い上げ管５、５で連結された一対のワーク保持具１１、１１を有する微細穴の処理装置において、一対のカートリッジＡ４、４の少なくとも一方の底部３に超音波振動子１を配置。【選択図】図１
2005066774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の流体圧供給装置、各流体圧供給装置と連結されかつ溶媒を入れた一対のカートリッジＢ、各カートリッジＢと配管で上層部同士が連結されかつ前記溶媒に砥粒を加えたスラリーを入れた一対のカートリッジＡ、及び各カートリッジＡ下層部と吸い上げ管で連結された一対のワーク保持具を有し、前記ワーク保持具の少なくとも一方は軸方向貫通微細穴を有するワークを保持するようにされた流動加工装置において、前記一対のカートリッジＡの少なくとも一方に超音波振動子を配置したことを特徴とする超音波を援用した流動加工装置。
【請求項２】
前記一対のカートリッジＡの底部に前記超音波振動子を配置したことを特徴とする請求項１記載の超音波を援用した流動加工装置。
【請求項３】
前記超音波振動子は４０ KHz以上の超音波振動装置であることを特徴とする請求項１又は請求項１記載の超音波を援用した流動加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極小径（φ5.0mm 以下）の軸方向貫通丸穴、角穴、ストレート穴、テーパ穴、曲がり穴などで構成された穴を有する部品の内面処理（研磨、洗浄、バリ取り、エッジのＲ取り・面取り、表面処理）を行ことができる微細穴の超音波を援用した流動加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の微細穴の流動加工装置としては、例えば特許文献１に記載する図２に示すようなものがあった。この流動加工装置は、エアコンプレッサ１２と連結された一対の流体圧供給装置である直圧式増圧器１０、１０、各直圧式増圧器１０、１０と連結されかつ溶媒として水７が入れられた一対のカートリッジＢ９、９、各カートリッジＢ９、９と配管で上層部同士が連結されかつ溶媒としての、水７と砥粒８としてアルミナとの混合物である、スラリー６、６が入れられた一対のカートリッジＡ４、４、及び各カートリッジＡ４、４下層部と吸い上げ管５、５で連結された一対のワーク保持具１１、１１で構成されている。カートリッジＢ９、９は直圧式増圧器１０、１０に砥粒８が侵入することを防ぎ、装置の耐久性を向上させるためのトラップ、ワーク保持具１１、１１は図示しない微細穴ワークであるセラミックフェルールを保持し、フェルールの被加工軸方向貫通微細穴は吸い上げ管５、５でカートリッジＡ４、４に接続する。
【０００３】
作動においてはエアコンプレッサ１２を稼動し、出力圧縮空気を電磁弁１３、フィルタレギュレータ１４、１４を介して所定の圧力に制御し、制御した圧縮空気を右（左）側の直圧式増圧器１０、１０に送気する。直圧式増圧器１０、１０と連通する右（左）側のカートリッジＢ９、９内部の水７を増圧し、右（左）側のカートリッジＢ９、９内の水７に流体圧を加える。カートリッジＢ９内の水７は右（左）側のカートリッジＡ４、４内に注送され、カートリッジＡ４、４内の水７に流体圧を加えることになる。このことにより、カートリッジＡ４、４内のフェルール保持具１１、１１に接続してある吸い上げ管５、５を通ってスラリー６、６がフェルール内面に注送されることになる。研磨はスラリーがフェルール被加工軸方向貫通微細穴内面を流動することにより行われる。右（左）側のカートリッジＡ４、４のスラリー６、６が左（右）側のカートリッジＡ４、４に注送されて移動し終わった(１パス目) 後、左（右）側の直圧式増圧器４、 ４内部の水７を増圧し、スラリーは逆向きに注送される（２パス目で１往復) 。この流動動作を繰り返してフェルールの微細穴内を研磨する。
【特許文献１】特開２００２−３５５７４６号公報  図１
【特許文献２】特開平７−５２０２２号公報  図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で、各カートリッジＡ４、４はその底部の拡大要部断面図である図３に示すように、各カートリッジＡ４、４のスラリー６、６は、微細穴ワーク内壁面の高精度な加工を行うために、平均粒径１μｍ以下の微細砥粒を用いると、水と砥粒を混濁する際に、砥粒８の凝集（ブラウン運動で粒子同志の衝突・合体が起こり、粒子が成長する、及び分子間のファンデルワールス力による粒子表面間の吸引）が問題となった。それによって、各カートリッジＡ４、４の底部に、沈殿した砥粒８が凝集し固まり、吸い上げ管５に凝集砥粒８が詰まり、加工不能となるか、又はワークの微細穴の加工品質を悪化させるなどの不都合が生じていた。従って、従来のかかる微細穴の流動加工装置はある程度の加工品質を加工するには良い装置であるが、微細砥粒を用いることは構造上難しいとされていた。特許文献２ではスラリーを入れる攪拌槽にモータで攪拌フインを配置したものが開示されているが、装置が大きくなりかつ平均粒径１μｍ以下の微細砥粒には効果がない、など微細砥粒の沈殿凝集を抑制する機能は不充分であった。
【０００５】
本発明の課題は、平均粒径１μｍ以下の微細砥粒を用いても、カートリッジＡの底部に、沈殿した砥粒が凝集し固まり、吸い上げ管に凝集砥粒が詰まるなどの不都合を解消し、極小径（φ5.0mm 以下）ワークの微細穴の内壁面の高精度な加工ができるような微細穴の流動加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため本発明は、一対の流体圧供給装置、各流体圧供給装置と連結されかつ溶媒を入れた一対のカートリッジＢ、各カートリッジＢと配管で上層部同士が連結されかつ前記溶媒に砥粒を加えたスラリーを入れた一対のカートリッジＡ、及び各カートリッジＡ下層部と吸い上げ管で連結された一対のワーク保持具を有し、前記ワーク保持具の少なくとも一方は軸方向貫通微細穴を有するワークを保持するようにされた流動加工装置において、前記一対のカートリッジＡの少なくとも一方に超音波振動子を配置したことを特徴とする超音波を援用した流動加工装置を提供することにより上記課題を解決した。
【発明の効果】
【０００７】
かかる構成により、本発明は微細穴ワーク内壁面の高精度な加工を行うために、平均粒径１μｍ以下の砥粒を用いるときも、超音波振動子により、カートリッジＡ内で砥粒を溶媒である水に拡散させるので、カートリッジＡの底部に、沈殿した砥粒が凝集し固まり、吸い上げ管に凝集砥粒が詰まり、加工不能となるか又は極小径（φ5.0mm 以下）ワークの微細穴の加工品質を悪化させるなどの不都合を解消した、超音波を援用した流動加工装置を提供するものとなった。これにより、砥粒径の使用範囲の拡大を図ることができ、加工精度の向上と加工時間の短縮が可能となった。
【０００８】
好ましくは、前記カートリッジＡの少なくとも一方の底部に前記超音波振動子を配置することにより、容易に超音波振動子を配置することができ、流動加工装置に低コストで取付けることができるようになった。
【０００９】
さらに好ましくは、前記超音波振動子は４０ KHz以上の超音波振動装置であることにより、安定した性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態の一例を図１を参照して説明する。図１は本発明を実施するための最良の形態の一例である超音波を援用した流動加工装置のカートリッジＡの底部の拡大要部断面図を示す。本発明の超音波を援用した流動加工装置はカートリッジＡ以外は図２と同じであるので説明を省略する。図１の超音波を援用した流動加工装置では、一対のカートリッジＡ４、４（カートリッジＡ４、４の一方だけでもよい）の底部３（カートリッジＡ４、４の側面でもよい）に超音波振動子１が配置されている。
【００１１】
発明者らは、図２に示す従来の微細穴の流動加工装置で、実際に平均粒径１μｍ以下の砥粒を使用したときのカートリッジＡ内での不具合を観察したところ、砥粒の凝集の問題は、砥粒を挿入するカートリッジＡの底部で砥粒が固まり（凝集）し、溶媒としての水７と砥粒８との混合物であるスラリー６、６を吸い上げるとき、吸い上げ管５に凝集砥粒が詰まり、吸い上げることが困難となることにあることがわかった。そこで、カートリッジＡ内で砥粒８を水７に拡散することにより、スラリー６、６を吸い上げ管５でワークであるフェルールの微細穴に送り込むことが可能となった。カートリッジＡ内で砥粒８を水７に拡散することにより、加工中の砥粒の凝集の問題は、高速（例えば20 m/sec以上）でスラリー６、６が流動するので問題ではなくなった。
【００１２】
好ましくは、前記超音波振動子１は４０ KHz以上のより高周波数であるほど効果が高く、より安定した性能を得ることができる。高周波出力は流動加工装置の規模により決定される。
【実施例１】
【００１３】
図１に示す本発明品の外径 100mm、800ml のカートリッジＡを有する超音波を援用した流動加工装置を使用し、実際に平均粒径１μｍ以下の砥粒を使用し、極小径のφ0.8mm のワークの加工を、超音波振動子１を４０ KHz、８０ｗに設定してテストを行ったところ、スラリーが吸い上げ管に凝集砥粒が詰まることなく、極小径のφ0.8mm のワークの微細穴の加工品質も表面粗度が３μｍ以下と、良好な成績であった。
（本発明の最良の実施形態の効果）
【００１４】
以上述べたように本発明の最良の実施形態においては、一対のカートリッジＡ４、４に超音波振動子１が配置されているので、微細穴ワーク内壁面の高精度な加工を行うために、平均粒径１μｍ以下の砥粒を用いるときも、超音波振動子により、カートリッジＡ内で砥粒を溶媒である水に拡散させ、カートリッジＡの底部に、沈殿した砥粒が凝集し固まり、吸い上げ管に凝集砥粒が詰まり、加工不能となるか又は極小径（φ5.0mm 以下）ワークの微細穴の加工品質を悪化させるなどの不都合を解消した、超音波を援用した流動加工装置を提供するものとなった。これにより、砥粒径の使用範囲の拡大を図ることができ、加工精度の向上と加工時間の短縮が可能となった。
【００１５】
好ましくは、カートリッジＡの底部に超音波振動子を配置することにより、容易に超音波振動子を配置することができ、流動加工装置に低コストで取付けることができるようになった。カートリッジＡの底部の超音波振動子の振動がカートリッジＡに伝わり、カートリッジＡの振動がスラリー６に伝わり、砥粒８を水７に拡散させる。超音波は指向性が強いので、カートリッジＡの支持容器の底部に装着することにより、カートリッジＡの底部に溜まった砥粒に向けて超音波振動を作用させる。このとき拡散の度合は大きくなくても良く、吸い上げ管にスムーズに砥粒が送り込める程度でよいので、超音波振動子は大きい出力でなくてもよい。
【００１６】
さらに好ましくは、前記超音波振動子は４０ KHz以上の超音波振動装置であることにより、安定した性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の一例である超音波を援用した流動加工装置のカートリッジＡの底部の拡大要部断面図を示す。
【図２】従来の微細穴の流動加工装置の一部を断面図で示す概略ブロック図。
【図３】図２に示す従来の微細穴の流動加工装置のカートリッジＡの底部の拡大要部断面図を示す。
【符号の説明】
【００１８】
１  超音波振動子  ２  カートリッジＡ
３  カートリッジＡの底部
４  直圧式増圧器（流体圧供給装置）
５  吸い上げ管    ６  スラリー
７  水（溶媒）    ８  砥粒  
９  カートリッジＢ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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