(57)【要約】【課題】  簡易な構成で小径から大径のワーク孔の内壁面を精度よく研磨できる研磨装置を提供する。【解決手段】  砥粒液６を線材とワーク孔内壁との隙間へ供給しながら研磨材１を一方向へ回転させてワーク孔３内で砥粒液６を送りながらワーク孔内壁面を研磨する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の線材を螺旋状に絡ませて連なる線状研磨具をワーク孔へ挿通して両端部を固定し、当該固定部を通じて線状研磨具にテンションを加えたまま駆動源によって一方向へ回転可能な研磨部と、線状研磨具とワーク孔との隙間に砥粒液を供給する砥粒液供給部を備え、
砥粒液供給部から砥粒液を線状研磨具とワーク孔との隙間へ供給しながら研磨部において線状研磨具を一方向へ回転させてワーク孔内で砥粒液を送りながらワーク孔内壁面を研磨することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
線状研磨具を回転させ砥粒液を送りながら当該線状研磨具又はワークをワーク孔の軸線方向へ移動させることによりワーク孔内壁面を研磨することを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
研磨部には、ワークを保持するワーク保持部と、該ワーク保持部で保持されたワーク孔の両側で線状研磨具をガイドし、ワーク孔の軸心と同心状の中心孔を有するガイド部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項４】
線状研磨具は、複数の線材を縒り合わせて螺旋状に巻き回されてなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項５】
線状研磨具は、芯線とその周囲に線材が螺旋状に巻き回されてなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項６】
研磨部は、線状研磨具の一端側固定部を駆動源に連繋して一方向へ回転させ、他端側固定部を従動回転させるようになっていることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項７】
研磨部は、線材の両端側固定部に連繋する各駆動源の同期を取って一方向へ回転させることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の線材を螺旋状により合わせて連なる線状研磨具をワーク孔へ挿通し、当該線状研磨具を一方向へ回転させてワーク孔内で砥粒液を送りながらワーク孔内壁面を研磨する研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
脆弱な加工物（ワーク）を切断するワイヤーとしてピアノ線などの金属線材をより合わせてなる芯線にダイヤモンド砥粒を電着させたものが用いられ、リール間に巻き付けられた状態で往復動させてワークを切断する装置が提案されている（特許文献１参照）。
また、微小なワーク孔の内面を研磨する砥石として可撓性を有する金属線材（ワイヤー）の表面に接着剤を介して多数の砥粒が接着された砥石が提案されている（特許文献２参照）。
或いは合成樹脂に研磨砥粒を混合して成形したシートを偶数本の芯材により合わせて挟み込んだ研磨具を用いて、該研磨具の一端側を固定子し他端側を回転駆動軸に接続して回転させることで、パイプ内面やワークの孔内面を研磨する技術が提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１１−２７７３９８号公報
【特許文献２】特開平８−３９４３５号公報
【特許文献３】特開平５−２４５７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ワークを切断する場合には、切断刃となる砥粒を線材に固着する必要があるが、例えばワークに貫通孔が形成された精密光学部品を研磨する場合には、その必要がないうえに、孔径が細くなれば砥粒を金属線材に均一に固着するのが難しくなる。特に金属線材の表面に砥粒を電着したり接着したりする砥石を用いるとすれば、ワーク孔に挿通させたうえで往復動作により摺動するため、ワーク孔の内壁面への当て方によって研磨量がばらつくおそれがある。
また、研磨砥粒を混在したシートを芯材に挟み込んだ研磨具をワーク孔に挿入して回転させるとすれば、小径のワーク孔には研磨具が入らず、加工ができない。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、簡易な構成で小径から大径のワーク孔の内壁面を精度よく研磨できる研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
複数の線材を螺旋状に絡ませて連なる線状研磨具をワーク孔へ挿通して両端部を固定し、当該固定部を通じて線状研磨具にテンションを加えたまま駆動源によって一方向へ回転可能な研磨部と、線状研磨具とワーク孔との隙間に砥粒液を供給する砥粒液供給部を備え、
砥粒液供給部から砥粒液を線状研磨具とワーク孔との隙間へ供給しながら研磨部において線状研磨具を一方向へ回転させてワーク孔内で砥粒液を送りながらワーク孔内壁面を研磨することを特徴とする。
また、線状研磨具を回転させ砥粒液を送りながら当該線状研磨具又はワークをワーク孔の軸線方向へ移動させることによりワーク孔内壁面を研磨することを特徴とする。
また、研磨部には、ワークを保持するワーク保持部と、該ワーク保持部で保持されたワーク孔の両側で線状研磨具をガイドし、ワーク孔の軸心と同心状の中心孔を有するガイド部が設けられていることを特徴とする。
また、線状研磨具は、複数の線材を縒り合わせて螺旋状に巻き回されてなることを特徴とする。
また、線状研磨具は、芯線とその周囲に線材が螺旋状に巻き回されてなることを特徴とする。
また、研磨部は、線状研磨具の一端側固定部を駆動源に連繋して一方向へ回転させ、他端側固定部を従動回転させるようになっていることを特徴とする。
また、研磨部は、線材の両端側固定部に連繋する各駆動源の同期を取って一方向へ回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
上述した研磨装置を用いれば、砥粒液供給部から砥粒液を線状研磨具とワーク孔との隙間へ供給しながら当該線状研磨具を一方向へ回転させてワーク孔内で砥粒液を送りながらワーク孔内壁面を研磨するので、線状研磨具の回転によって砥粒液がスクリュー状の螺旋溝に沿って送液されるので、ワーク孔内壁面を均一に研磨できる。従って、簡易な構成で小径から大径のワーク孔の内壁面を精度よく研磨できる。
また、線状研磨具を回転させ砥粒液を送りながら線状研磨具又はワークをワーク孔の軸線方向へ移動させることによりワーク孔内壁面を研磨するようにすると、砥粒液のワーク内壁面への接触速度を変えることでワーク孔内壁面の研磨が均一に行える。
また、ワーク孔に挿通され、該ワーク孔の両側でテンションを付与される線状研磨具をワーク孔の軸心と同心状の中心孔を有するガイド部でガイドすると、線状研磨具がワーク孔の軸心より傾くことを防げるので、ワーク内壁面の均一な研磨が行なえる。
また、線状研磨具は、複数の線材を縒り合わせて螺旋状に巻き回されていても、芯線とその周囲に線材が螺旋状に巻き回されていてもいずれでもよく、回転により砥粒液を送り出す作用をすれば、金属線材に限らず繊維線材、樹脂線材など幅広い材質が選択できる。
また、研磨部は、線状研磨具の一端側固定部を駆動源に連繋して一方向へ回転させ、他端側固定部を従動回転するようになっていてもよいし、線状研磨具の両端側固定部が連繋する各駆動源の同期を取って一方向へ回転させるようにしてもよい。これによって、簡易な構成でワーク孔内において研磨液を螺旋溝に沿って回転させなら送液することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係る研磨装置の最良の実施形態について添付図面とともに詳細に説明する。本実施形態の研磨装置は、ワークとして金属材、ガラス材、セラミックス材などに利用可能であり、ワークに貫通孔が形成された該ワーク孔の内壁面を研磨する研磨装置について説明する。
【０００８】
図１乃至図５を参照して、研磨装置の概略構成について説明する。
先ず、研磨部の構成について説明する。図１において、線状研磨具１は複数の線材を用いて螺旋状に絡ませたものが用いられる。具体的には線状研磨具１は、図１のように複数の線材１ａ、１ｂを縒り合わせて螺旋状に巻き回されてなるものであってもよいし、或いは図２のように芯線１ｃとその周囲に線材１ｄが螺旋状に巻き回されてなるものいずれであってもよい。
【０００９】
線材１ａ〜１ｄとしては、金属線（例えばピアノ線）合成樹脂線（例えば釣り糸や）、植物又は動物繊維線（綿糸、麻糸、毛糸、腸線など）、など金属線材のほかに樹脂線材、各種繊維線材、など硬質、軟質のいずれも利用することができる。
【００１０】
この線状研磨具１はワーク２の貫通孔（ワーク孔）３へ挿通される。線状研磨具１の径方向サイズはワーク２の材質にもよるが、ワーク孔３と略同径（孔内壁面に当接する）の大きさかあるいは孔内壁面との間に若干隙間がある程度の大きさでもよい。ワーク２は、本実施例ではガラスレンズやプラスチックレンズを想定している。この場合には、線状研磨具１はワーク孔内壁面に当接しなくてもよい。図３において線状研磨具１は両端部が固定部４、５により固定されている。この固定部４、５を通じて線状研磨具１がたるむことなく適度なテンションが加えられる。固定部４、５のうち少なくとも一方側は後述するように駆動源に連繋して一方向へ回転するようになっている。
【００１１】
また、ワーク孔３には、砥粒液供給部より線状研磨具１とワーク内壁面との隙間に砥粒液６が供給される。砥粒液６は流体（例えば純水など）に砥粒を混入したものが用いられ、場合によっては、アルカリや酸などの化学液も添加される。砥粒としては、酸化セリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、二酸化マンガン、酸化鉄、酸化亜鉛、炭化珪素、ダイヤモンドである。特に酸化セリウムにおいては、Ｃｅ（セリウム）原子自体がガラス中のＳｉ（シリコン）原子と入れ替わる水和反応を利用して研磨が行なわれるため、研磨液中に化学液を添加する必要はない。
【００１２】
また、研磨部には、ワーク２を保持するワーク保持部７が設けられる。このワーク保持部７の両端側開口部には線状研磨具１をガイドするガイド部（例えば座金などのガイドリング）８が設けられている。ガイド部８にはワーク孔３の軸心と同心状の中心孔９が形成されている。このガイド部８によって、線状研磨具１がワーク孔３の軸心より傾くことを防げるので、ワーク内壁面の均一な研磨が行なえる。
【００１３】
また、線状研磨具１の一端側固定部４を駆動源に連繋して一方向へ回転させ、他端側固定部５を従動回転するようになっている。或いは、線状研磨具１の両端側固定部４、５が連繋する各駆動源の同期を取って一方向へ回転させるようになっていてもよい。線状研磨具１の両端部を異なる向きへ回転すると、線材のからみあいが崩れて砥粒液６の送りが妨げられることから一方向へ回転させる必要がある。この場合、図４において、固定部４、５が同期をとって往復動させてもよい。これにより、砥粒液６の送り方向が変わりより均一な研磨が行なえる。
【００１４】
図１及び図２において、砥粒液供給部から砥粒液６を線状研磨具１とワーク孔内壁との隙間へ供給しながら当該線状研磨具１を一方向へ回転させてワーク孔３内で砥粒液６を送りながらワーク孔内壁面を研磨する。砥粒液供給部は砥粒液６をワーク孔３に連続して供給できるものであればよく、砥粒液６が貯留槽にワーク２を浸漬させる場合も含まれる。線状研磨具１の回転によって砥粒液６がスクリューポンプのように螺旋溝に沿って送液されるので、ワーク孔内壁面を均一に研磨できる。従って、簡易な構成で小径から大径のワーク孔の内壁面を精度よく研磨できる。
【００１５】
また、線状研磨具１はワーク孔３の軸線方向へ移動させてワーク孔内壁面を研磨するようにしてもよい。図４において、研磨部を構成する線状研磨具１及びワーク２を砥粒液６中に浸漬させてある。図４（ａ）は、ワーク２はそのままの位置で、線状研磨具１を固定部４、５間でテンションを維持したまま進行方向（矢印左方向）に対して反時計回り方向に回転させながら移動させる場合を示す。また、図４（ｂ）は、線状研磨具１を固定部４、５間でテンションを維持したまま進行方向（矢印右方向）に対して反時計回り方向に回転させながら移動させる場合を示す。この移動を交互に繰り返すことにより、ワーク孔３内を通過する砥粒液６の方向が入れ替わることで、ワーク孔内壁面の研磨が均一に行なわれる。
尚、上記線状研磨具１の動作とは別に或いは線状研磨具１の動作と合わせてワーク２を線状研磨具１の移動方向と同方向又は反対方向に移動させると、ワーク孔３内を移動する砥粒液６の流速が変化するので、研磨速度や研磨量の微調整をすることができる。
【００１６】
上述した実施例ではワーク２の軸線方向を横向きに保持した装置構成について説明した。図５ではワーク２を軸線方向が縦向きとなるように保持して研磨する装置構成について説明する。図５において、ワーク２は、図示しないワーク保持部によって軸線方向が縦向きとなるように保持されている。このワーク２の上端側に近接して砥粒液供給部１０が設けられている。砥粒液供給部１０は、砥粒液６を供給する供給パイプ１１と、砥粒液６を一時的に貯留しておく貯留部１２を備えている。
【００１７】
また、線状研磨具１はワーク孔３を挿通して固定部４、５が上下に設けられている。上側固定部４は、駆動源であるモータなどに連繋しており、例えば時計回り方向へ回転駆動される。一方、下側固定部５は、時計回り方向へ従動回転するようになっている。線状研磨具１は、自重のほかに固定部４、５間で適度なテンションが付与されている。
【００１８】
貯留部１２に蓄えられた砥粒液６は自重によりワーク孔３へ導かれ、線状研磨具１を一方向（時計回り方向）へ回転させてワーク孔内で砥粒液６を送りながらワーク孔内壁面を研磨する。このとき、線状研磨具１を軸線方向に上下に移動させると、ワーク孔３内を移動する砥粒液６の流速が変化するので、研磨速度や研磨量の微調整をすることができる。例えば、線状研磨具１を上方向へ移動させると、砥粒液６の流速が速くなることから、研磨速度や研磨量が増え、下方向へ移動させると砥粒液６の流速が遅くなることから、研磨速度や研磨量が遅くなる。また、貯留部１２とワーク２との間のシール性が維持されるならば、ワーク２を上方向又は下方向へ移動させてもよい。
【００１９】
尚、前述した研磨装置は、ワークの種類に応じて、砥粒液の種類、砥粒の種類、砥粒液の温度などを調整することで、最適な研磨条件に設定できるので、より複雑な形状のワークを高精度に研磨仕上げすることができる。また、研磨装置は線状研磨具又はワークを上下方向の移動に加えて水平方向の移動を併用すると真円孔のみでなく楕円孔の研磨も行なえる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】研磨装置の要部の模式図である。
【図２】他例に係る線状研磨具を用いた研磨装置の要部の模式図である。
【図３】研磨装置の断面図である。
【図４】研磨動作の模試説明図である。
【図５】他例に係る研磨装置の説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  線状研磨具
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  線材
２  ワーク
３  ワーク孔
４、５  固定部
６  砥粒液
７  ワーク保持部
８  ガイド部
９  中心孔
１０  砥粒液供給部
１１  供給パイプ
１２  貯留部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007216342.tif 000006
【図５】
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