(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁の内側表面に通路が設けられ、壁を貫通する開口により少なくとも１つの枝路出口が画定された本体につき、開口の周面部と本体との交差領域の内側表面を研削する方法であって、
ａ）入口と、開口の周面部に近接する出口とを有する第１の媒体供給管を通路の第１の端部内に配置し、
ｂ）第１の媒体供給管の入口を介して出口へ流動性の研摩材媒体を供給し、
ｃ）第１の媒体供給管の出口から開口を介して媒体を案内するステップより成る研削方法。
【請求項２】
媒体を案内するステップは、開口の周面部に近接するが媒体供給管に対向するように、転向手段を通路の第２の端部内に配置して、媒体の流れが妨げられるようにし、媒体が第１の方向から開口に流れ込むようにするステップより成る請求項１の方法。
【請求項３】
媒体を案内するステップの後、
ｄ）第１の媒体供給管を、出口が開口の周面部に近接するように通路の第２の端部内に再配置し、
ｅ）転向手段を、通路内の、開口の周面部に近接して再配置することにより、媒体の流れが妨げられて、媒体が開口に流れ込むようにし、かくして第２の方向から該開口を媒体が流れ込むようにするステップをさらに含む請求項２の方法。
【請求項４】
本体と媒体供給管のうち一方が固定され、他方が所望の位置へ移動されて、研摩材媒体が開口に流れ込むようにする請求項２の方法。
【請求項５】
ａ）入口と、開口の周面部に近接する出口とを有する第２の媒体供給管を通路内に配置し、
ｂ）流動性の研摩材媒体を第２の媒体供給管の入口を介してその出口へ供給し、
ｃ）媒体を第２の媒体供給管の出口から開口へ流れ込むように案内するステップより成り、
ｄ）媒体を第１の媒体供給管の出口から開口へ流れ込むように案内するステップと、媒体を第２の媒体供給管の出口から開口へ流れ込むように案内するステップとは、第１の媒体供給管と第２の媒体供給管とを開口の両側で対向するように配置して媒体の対向する流れが開口に流れ込むようにするステップをさらに含む請求項１の方法。
【請求項６】
媒体供給管及び本体の一方が固定され、他方が所望の位置に移動される請求項５の方法。
【請求項７】
第１の媒体供給管は上述の入口と共に別の入口を有し、出口は、それらの入口間にあり、流動性の研摩材媒体を供給するステップは、第１の媒体供給管の媒体を上述の入口と別の入口との両方を介して出口へ供給することにより、各入口からの流れを異なる方向から交差領域に接近させるステップより成る請求項１の方法。
【請求項８】
媒体を案内するステップは、第１の媒体供給管の出口の周りにバッフルを固着するステップより成り、バッフルは交差領域を取り囲むため、第１の媒体供給管の出口と開口との間に媒体の流路が形成される請求項１の方法。
【請求項９】
媒体を案内するステップの後に、
ｄ）出口が開口に近接するように第１の媒体供給管を通路の第２の端部内に配置して、媒体の流れが妨げられるようにし、媒体が第２の方向から開口に流れ込むようにするステップをさらに含む請求項２の方法。
【請求項１０】
本体と媒体供給管の一方が固定され、他方が所望の位置へ移動される請求項１の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
１． 発明の分野
本発明は、研摩材の流れによる研削に関し、さらに詳細には、本体の枝路出口と通路との間の交差領域を研摩するための研摩材の流れによる研削に関する。
【０００２】
２． 背景技術
研摩材の流れによる研削は、金属及び関連材料の加工、特に、機械加工の困難な或る特定の作業の代替方法としての、内部形状、孔部、オリフィス及び複雑な三次元形状の研削加工及び仕上げのために使用される。研摩材の流れによる研削は、特に、バリ取り、丸み付け、寸法調整及び研摩／仕上げ作業に使用される。
【０００３】
研摩材の流れによる研削には、研摩材粒子が実質的に均等に分布した塑性または半固形媒体が使用される。半固形媒体の目的は、米国特許第５，０５４，２４７号に記載されるように、研摩材粒子を加工物の通路を介して移送して、所望の研削結果を得ることである。この特許を本願の一部として引用する。
【０００４】
研摩材の流れによる研削はまた、研摩材粒子を含む塑性または半固形媒体を使用するだけでなく、研摩材粒子を実質的に均等に含んだ液状のまたはオイル系の媒体を含む場合がある。液状の媒体によると、通路及び媒体供給管の清浄が容易となる。
【０００５】
しかしながら、研摩材媒体が半固形であれ、液状であれ、またオイル系であれ、媒体は、その外観及び触感が、高粘度の材料から粘度が極端に低い流体までの範囲にまたがるの理想的である。特定の用途にとって最も効果的な媒体は、用途及び研削または研摩される材料の幾何学的形状並びにその特性により異なる。
【０００６】
用途にとって特定の媒体は、力が印加されるか重力下に置かれると、出口またはオリフィスを介して適当な速度で流動するような粘度及び流動学的性質を有するものであり、その速度は研摩材の流れによる処理条件により決まる。
【０００７】
特定の用途に合致するように媒体を選択する場合、多数の事項を考慮しなければならない。媒体は、媒体供給管、及び研摩材流研削プロセスにより表面、半径または開口を研削される通路を流れる流動性を有することが好ましくい。さらに、媒体は、通路を流れる間、所望の研削作用を発揮するに十分な流動学的挙動を示す必要がある。加えて、媒体は、流れている間に、必要とされる箇所及び時間において、丸み付け作用を発揮するに十分な凝集性を維持しなければならない。最後に、媒体は所要の流量を維持し研摩材による適当な処理を行える程度の研削作用及び潤滑作用を発揮する必要がある。
【０００８】
この用途に必要とされる所望の流動学的挙動を有する適当な種類の媒体には、本願の出願人に譲渡され、本願の一部として引用する米国特許第５，６７９，０５８号（発明の名称"Abrasive Jet Cutting Medium"）に記載されたものがある。また、この用途に好適なものとして、粒子上構造(supraparticle structure)または十分な柔軟性及びせん断性と共に十分な凝集性を有する微細構造を含んだ媒体がある。
【０００９】
加工物が、例えば、燃料レイルまたは自動車用マニホルドのような、多数の開口が長さ方向に並んだ通路を有する本体である場合、本体の多数の枝路出口と通路との交差領域の研摩材の流れによる研削は、研摩材媒体を通路を介して枝路出口へ流すことにより行われる。説明のために、通路を有する本体には、マニホルド、パイプ、チューブ、導管にような、少なくとも１つの出口と２つまたはそれ以上の出口を有するものが包含される。
【００１０】
図１を参照して、この断面図は、多数の枝路出口１５がそれぞれ壁２５を貫通する開口２０により画定される、通路１１を備えた本体１０を示す。開口２０を有する典型的な枝路出口１５について説明するが、その説明は残りの枝路出口及び関連の開口にも当てはまることを理解されたい。枝路出口１５の開口２０は通常、穿孔作業より形成されるが、この作業により、図２に示すようなバリ３０が開口２０の周面部３５に残る。バリ３０は、開口２０から突出して、開口２０の周面部３５と本体の壁２５との交差領域３７の本体の内側表面４０に不連続箇所を形成する。
【００１１】
図１は、研摩材流を用いた研削により、バリ３０を除去した後、その下側表面の研摩する従来の方法を示す。詳説すると、流動性の研摩材媒体４５は、一方の端部５５から通路１１内へ導入される。媒体４５は、加圧下で、通路１１の反対端部６０の方へ移動される。研摩材媒体４５がバリ３０の表面上を流れることにより、バリ３０が除去され、その下側表面が研摩される。図１に示すような多数の枝路出口を有する本体１１では、媒体４５の流れを少なくとも１つの枝路出口１５に一度に差し向ける必要がある。
【００１２】
研摩材流方式は、任意の１つの枝路出口１５を介して媒体を十分な流量、流す場合、最も効果的である。従って、媒体４５を多数の異なる枝路出口を介して流すことも可能であるが、媒体４５を単一の枝路出口１５に差し向けるのが好ましいことが多く、この場合、この研削法の効率が最大限になる。
【００１３】
これを行うには、本体１０を、複数の栓を有する組立体の内部に取り付け、これらの栓を選択的に作動して１またはそれ以上の枝路出口１５を封止することにより、媒体４５が枝路出口１５を介して流出しないようにする。説明のために、単一の栓６０ついて説明するが、この栓は残りの栓を代表するものであることを理解されたい。図１に示すように、栓６０が枝路出口１５から離れる方向に移動すると、媒体４５が開口２０を過ぎて枝路出口１５から流れ出る。
【００１４】
この方法を用いると、図２に示すようなバリ３０が、図３に示すように、開口２０の周面部３５からざっくり除去される。
【００１５】
図３に示すように、この方法はバリ３０の大きな部分の除去に効果的であるが、バリ３０の一部が残る。これは、媒体４５が通路１１内を単一方向に流れるからであり、その結果、小さなバリ３０が残るだけでなく、開口２０の周面部３５の丸みが非均一となる。特に、図３に示すように、開口の周面部３５の上流表面の方が下流表面より大きく研削される。
【００１６】
加えて、枝路出口において媒体４５の流れを遮断するように働く複数の栓を操作する装置は、かなり複雑なものとなり、本体それぞれについて特注しなければならない。かかる装置は高価格であり、その装置による段取りに時間がかかる。加えて、かかる装置は物理的な障害物となるため、媒体４５を、枝路出口１５を出ようとする時に捕捉し閉じ込めるのが困難である。最後に、図１に示す装置を使用する場合、通路１１全体に研摩材媒体４５を充填した後、媒体４５を所望の出口１５を介して選択的に流すことにより、研削プロセスを開始させる。このため、研削プロセスが完了した時に除去しなければならない余剰の媒体４５が通路１１内に生じることになる。
【００１７】
可動の栓を用いる複雑な装置に頼ることなく、その装置を使用する前の段取りに時間をとられることなく、また研削プロセスの前に通路を媒体で完全に充填する必要がなく、通路１１を介して流動性の研摩媒体４５を効率的に流すことの可能な方法が要望されている。
【００１８】
さらに、流動性の研摩材媒体４５を単一方向に流すと開口２０の周面部３５が非均一に研削されるのを回避する方法が要望されている。
【００１９】
【発明の概要】
本発明の第１の実施例によると、壁の内側表面に通路が設けられ、壁を貫通する開口により少なくとも１つの枝路出口が画定された本体につき、開口の周面部と本体との交差領域の内側表面を研削する方法であって、
ａ）入口と、開口の周面部に近接する出口とを有する第１の媒体供給管を通路の第１の端部内に配置し、
ｂ）第１の媒体供給管の入口を介して出口へ流動性の研摩材媒体を供給し、
ｃ）第１の媒体供給管の出口から開口を介して媒体を案内するステップより成る研削方法が提供される。
【００２０】
媒体を案内するには、通路内に転向手段を配置して、媒体の流れが開口に流れ込むようにする。
【００２１】
本発明の第２の実施例では、第２の媒体供給管を、通路内において、第１の媒体供給管に対向するように配置することにより、媒体が第２の媒体供給管を介して供給され、第１及び第２の媒体供給管からの媒体の流れが開口へ流れ込むようにする。
【００２２】
本発明の第３の実施例では、第１及び第２の媒体供給管を結合して、出口が２つの入口間にある単一の供給管を形成する。供給管の出口は通路の開口と整列する位置に置かれ、媒体が開口へ流れ込むように供給される。
【００２３】
本発明の第４の実施例では、バッフルが、第１の媒体供給管の出口の周りに固着されて、媒体供給管の出口から開口にかけて媒体の流路を形成する。
【００２５】
【好ましい実施例の詳細な説明】
従来の方法とは異なり、本発明の各実施例による方法はそれぞれ、通路１１内の流動性の研摩材媒体４５を少なくとも媒体供給管１００により導入するものである。
【００２６】
上述したように、研摩材媒体４５は、半固形の媒体、液状またはオイル系の媒体である。
【００２７】
図４は、図１のものと類似の本体１０を示すが、この本体１０の壁２５の内側表面４０には通路１１が形成され、少なくとも１つの枝路出口１５が壁２５を貫通する開口２０により画定されている。第１の実施例において、本発明は、開口２０の周面部３５と壁２５との交差領域３７の内側表面４０を研削する方法に関する。
【００２８】
媒体供給管１００は、入口１０５と出口１１０とを有する。媒体供給管１００は、出口１１０が処理すべき開口２０の周面部３５に近接するように通路１１内に配置されている。
【００２９】
本明細書で用いる用語「近接する」は、開口２０に対する媒体供給管の出口１１０の相対位置を定義するものである。「近接する」と言えるためには、出口１１０は、通路１１内において、開口２０から、研摩材媒体４５の流れが開口２０に対して作用するような距離の所で、研摩材媒体４５を放出する必要がある。媒体供給管の出口１１０は、通路１１内で、開口２０の突出部内に延びることはできない。
【００３０】
流動性の研摩材媒体４５は、媒体供給管１００の入口１０５を介して出口１１０へ供給される。媒体４５は、供給手段から加圧状態で供給される。
【００３１】
媒体４５が他の枝路出口を介して流れるか、または通路１１をさらに流れ下るのを阻止するために、媒体４５は、供給管１００の出口１１０から開口２０を通るように案内される。図４の実施例において、これは、通路１１内の、開口２０の周面部３５に近接するが、媒体供給管１００に対向する位置に、転向手段１１５を配置することにより媒体４５の流れを妨げて、媒体が開口２０を介して通路の端部５５から枝路出口１５の方へ矢印１２０で示す第１の方向へ流れるようにして行う。媒体供給管１００を介して供給される研摩材媒体４５はその後、開口２０から枝路出口１５を通過するため、開口の周面部に必要な処理が施され、バリ３０の有意な部分が除去される（図２及び３を参照）。
【００３２】
説明のために、開口２０を有するただ１つの枝路出口１５について説明するが、供給管１００と転向手段１１５とを通路１１内で移動することにより他の任意の開口及びその関連の枝路出口を処理できることに注意されたい。
【００３３】
図４に示す構成は単一方向の流れを提供するものであるから、図３の開口２０の周面部３５に起こるような同じ非対称性が生じる。そのため、図５で示すように、媒体４５を第１の方向１２０に案内するステップの後に、供給管１００を、通路１１の第２の端部６０内において、供給管の出口１１０が開口２０の周面部３５に近接するように再配置する必要がある。さらに、通路１１の第１の端部５５内の、開口２０の周面部３５に近接する位置に、転向手段１１５を再配置することにより、媒体４５の流れが妨げられ、媒体が矢印１２５で示す第２の方向から開口２０に流れ込むようにする必要がある。
【００３４】
供給管１１０と転向手段１１５を配置するには、本体１０を一定位置に固定し、供給管１１０及び転向手段１１５を通路１１内で移動させて、これらが枝路出口の開口に近接する適正位置に配置されるようにすることを理解されたい。また供給管１００と転向手段１１５を一定位置に維持し、本体１０を、異なる枝路出口の開口に流れが供給されるように移動することが可能である。
【００３５】
媒体４５が供給管１００と壁２５の内側表面４０との間を流れないようにするため、媒体供給管１００は、交差領域３７において、通路１１の形状及び断面積に近い形状の断面積を有する。しかしながら、断面積及び／または形状が有意に異なる場合、供給管１００から半径方向外方に延びるシール１３０を導入して、交差領域３７の供給管１００と、壁２５の内側表面４０との間のギャップが最小限に抑えられるようにすることも可能である。同じ方法を転向手段１１５に用いることが可能であり、例えば、図５は、転向手段１１５の周りのシール１３５を示す。
【００３６】
供給管１００と転向手段１１５とを再配置することにより、研摩材媒体４５の流れを、既存の第１の方向からと共に、第２の方向にも流すことにより、双方向の流れにし、その後、図６に示すように、開口２０の周面部３５を均一に研削することができる。
【００３７】
図７は、入口１０５及び出口１１０を有する第１の媒体供給管１００が、出口１１０が枝路出口１５の開口２０に近接するように、通路１１内に配置された構成を示す。図４及び５に述べたように、転向手段１１５を導入する代わりに、第２の媒体供給管２００を通路１１内に配置してもよい。第２の媒体供給管２００は、入口２０５及び出口２１０を有する。出口２１０は、媒体供給管１００の出口１１０と対向する関係で、開口２０の周面部３５に近接する位置にある。そこで、流動性の研摩材媒体４５を、開口２０の両側に配置した第１の媒体供給管１００と第２の媒体供給管２００の両方の入口１０５、２０５に導入することにより、媒体４５の流れが双方向から開口２０に流れ込むようにする。このようにすると、開口２０の周面部３５が、図６に示すように、対称的に処理される。
【００３８】
図４及び５に示す実施例につき述べたように、媒体供給管１００、２００または本体１０の一方を固定し、他方を所望の方向に移動させてもよい。
【００３９】
図７は、第１の媒体供給管１００と第２の媒体供給管２００とが通路１１内に配置された実施例を示すが、これらの媒体供給管はそれぞれ独立のものである。
【００４０】
図８を参照して、単一の媒体供給管３００が、第１の入口３０５と第２の入口３０７、並びにそれらの間の出口３１０を具備するようにしてもよい。その結果、流動性の研摩材媒体４５を供給するステップは、第１の入口３０５を介して媒体を供給するだけでなく、さらに、媒体供給管３００の第２の入口３０７を介して出口３１０へ媒体４５を供給するステップより成る。このようにすると、各入口３０５、３０７からの媒体４５の流れは、異なる方向から交差領域３７に接近するため、双方向の流れにより、図６に示すように、開口２０の周面部３５が均一に研削される。
【００４１】
前の例と同様に、本体１００を固定し、供給管３００を本体１００の内部で移動させるか、または供給管３００を固定し、本体１０をそれに関して相対移動させて、出口３１０を割り出し、媒体４５の流れが通路１１の長さ方向の種々の枝路出口に向かうようにしてもよい。
【００４２】
これまで、媒体供給管の出口の下流で通路全体を物理的にブロックすることにより供給管の出口を出た研摩材媒体４５を案内する方法について説明した。媒体４５の流れを、枝路出口１５の特定の開口２０へ向かうように選択的に案内することも可能である。
【００４３】
図９は、入口４０５及び出口４１０を有する供給管４００により媒体４５を案内し、供給管出口４１０からバッフル４１５、４２０、４２５、４３０（図１３）が延びる構成を示す。バッフル４１５、４２０、４２５、４３０は、交差領域３７を取り囲み、供給管入口４０５から供給管出口４１０を通って開口２０の方へ向かう媒体４５の流路を形成する。図１３に示す構成によると、通路１１に沿って供給管４００を移動させることにより、媒体４５を１つの特定の出口１５（図９）に選択的に差し向けることができる。複数の別個の部品として説明するが、バッフル４１５、４２０、４２５、４３０を組合せて供給管４００に固着するか、それと一体的な単一部品として形成してもよい。
【００４４】
通路に沿う同じ縦方向位置に多数の枝路出口が存在する場合、通路１１を介して供給される媒体４５の量は、同じ縦方向位置にある枝路出口を適切に研削するに要する分量条件を満足するには不充分なものである。そのため、１またはそれ以上の枝路出口へ一度に媒体４５を選択的に差し向け、同じ縦方向位置にある他の枝路出口は除外することが必要な場合がある。これらの例では、関連のバッフル手段を有する供給管４００により、媒体４５をこのように選択的に案内することができる。
【００４５】
供給管４００上のバッフルにより、供給管４００を回転させて、通路１１の同じ縦方向位置で、異なる角度位置にある１つの枝路出口１５から第２の枝路出口４３５（図１０、１２）へ、媒体４５を選択的に差し向けることができる。出口４１０を枝路出口１５との整列位置から枝路出口４３５との整列位置へ再配置することにより、媒体４５を枝路出口１５を除外して枝路出口４３５へ供給することができる。
【００４６】
図４及び５について説明したと同じ態様で、供給管４００により、媒体４５を矢印４４０で示す単一方向に供給するが、その結果、供給管４００を通路１１の端部５５から取り外して、通路１１の端部６０に挿入する必要がある。詳説すると、媒体４５を、図９に示す第１の方向において供給管４００へ案内するステップの後、この供給管を通路１１内において、出口４１０が開口２０の周面部３５に近接するように再配置して、媒体４５の流れが妨げられようにし、媒体が矢印４４５で示す第２の方向から開口２０へ流れ込むようにする必要がある。
【００４７】
他の実施例で述べたと同様に、本体１０の位置を固定し、供給管４００を移動させて本体１０内に配置するか、または、供給管４００を固定し、本体１０を供給管４００上で移動させて、供給管４００を本体１０内で適切に割り出すことが可能である。
【００４８】
以上において、壁を貫通する開口により画定された少なくとも１つの枝路出口を備えた通路を有する本体の内側表面を研削する方法について説明した。
【００４９】
本発明を、好ましい実施例について説明したが、以上の詳細な説明を読んで理解すれば、他の変形例及び設計変更を想到することができるであろう。本発明は、かかる変形例及び設計変更が頭書の特許請求の範囲及びその均等物の範囲に入る限りこれら全てを包含するように解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、１つの枝路出口が従来技術の方法により流動性の研摩材媒体により処理される、多数の枝路出口を有する通路を備えた本体の断面図である。
【図２】図２は、該研摩材研削プロセスにより除去されるバリを有する開口を拡大して示す斜視図である。
【図３】図３は、研摩材研削プロセスにおいて流動性の研摩材媒体の単一方向の流れが作用する枝路出口の開口を示す斜視図である。
【図４】図４は、媒体供給管及び転向手段を用いる本発明の一実施例を示す断面図である。
【図５】図５は、図４に類似の構成を示す断面図であり、媒体供給管と転向手段とが本体の通路内で対向位置にある状態を示す。
【図６】図６は、研摩材研削プロセスにおいて流動性の研摩材媒体の双方向の流れが作用する開口を示す斜視図である。
【図７】図７は、２つの媒体供給管が通路の反対端部から導入される、本発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図８】図８は、単一の媒体供給管が、研摩材媒体が導入される枝路出口に隣接して開口を有する本発明の第３の実施例を示す断面図である。
【図９】図９は、バッフルを有する単一の媒体供給管により研摩材媒体が枝路出口の開口へ差し向けられる本発明の第４の実施例を示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９の矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。
【図１１】図１１は、図９と類似の構成であるが、媒体供給管が通路の反対端部から導入される構成を示す断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の矢印ＸＩＩ−ＸＩＩに沿う断面図である。
【図１３】図１３は、図９−１２に示す媒体供給管の斜視図図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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