(57)【要約】【課題】  被処理物表面のバリ等を完全に除去し且つ装置が損傷したり耐久性が損なわれるようなことがなく、特に小型医療機器等の被処理物のバリ取り・研磨に適した技術を提供する。【解決手段】  砥粒を混濁させた研磨液と被処理物とを肉厚の薄い薄肉容器内に収納して密閉し、この薄肉容器を超音波洗浄槽の洗浄液内に浸漬するとともに、超音波洗浄槽の洗浄液を脱気して溶存酸素量を３ｍｇ／ｌ以下に保持し、超音波洗浄槽内の洗浄液に向けて振動周波数２０〜５０ＫＨｚの超音波を発振することで、薄肉容器内の被処理物のバリ取りと表面研磨を行う。この際、薄肉容器内の研磨液の溶存酸素量をＤＯ値で２ｐｐｍ程度以下に脱気すれば好適である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒を混濁させた研磨液と被処理物とを肉厚の薄い薄肉容器内に収納して密閉する工程と、この薄肉容器を超音波洗浄槽の洗浄液内に浸漬する工程と、超音波洗浄槽の洗浄液を脱気して溶存酸素量を３ｍｇ／ｌ以下に保持する工程と、超音波洗浄槽内の洗浄液に向けて振動周波数２０〜５０ＫＨｚの超音波を発振することで、薄肉容器内の被処理物のバリ取りと表面研磨を行う工程とを備えたことを特徴とする超音波バリ取り・表面研磨方法。
【請求項２】
前記薄肉容器内の研磨液の溶存酸素量をＤＯ値で２ｐｐｍ以下に脱気することを特徴とする請求項１に記載の超音波バリ取り・研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥粒を混濁させた研磨液を用いて超音波のキャビテーションにより、特に小型医療機器等の被処理物表面のバリ取りや研磨を行うのに適した技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波のキャビテーションによる衝撃力によってワーク表面に発生したバリ等を除去するような技術が知られおり、このような技術では、超音波洗浄液に中にワークを浸漬し、洗浄液に向けて超音波を発振することでワークの表面を研磨するのが一般的であるが、本発明者は、既に、洗浄液中に砥粒を分散させ、キャビテーションの衝撃力とともに、砥粒の研磨作用をも活用してワーク表面を研磨するような技術を提案している。（例えば、特許文献１、２、３参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３９８４０号公報
【特許文献２】特開平７−１５６０４５号公報
【特許文献３】特開平９−１０９００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のような技術では、洗浄槽内の洗浄液に直接砥粒を分散させ、この洗浄液に向けて超音波を発振するようにしているため、被処理物の研磨能力は著しく向上するものの、被処理物の表面のみならず洗浄槽の内面や振動板の表面等も一緒に研磨され、装置の保護、耐久性などの面から実用的ではなかった。
一方、例えば小型医療機器など、例えば、手術用ハサミやメス等を製造した後、バリを除去するような作業は、超音波バリ取りでも完全に除去することができず、最終的には細かい手作業に頼らなければならないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、被処理物表面のバリ等を完全に除去し且つ装置が損傷したり耐久性が損なわれるようなことがなく、特に小型医療機器等の被処理物のバリ取り・研磨に適した技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、砥粒を混濁させた研磨液と被処理物とを肉厚の薄い薄肉容器内に収納して密閉する工程と、この薄肉容器を超音波洗浄槽の洗浄液内に浸漬する工程と、超音波洗浄槽の洗浄液を脱気して溶存酸素量を３ｍｇ／ｌ以下に保持する工程と、超音波洗浄槽内の洗浄液に向けて振動周波数２０〜５０ＫＨｚの超音波を発振することで、薄肉容器内の被処理物のバリ取りと表面研磨を行う工程とを設けるようにした。
【０００７】
すなわち、砥粒を混濁させた研磨液と超音波洗浄槽の洗浄液とを別個に区画し、超音波洗浄槽の洗浄液に超音波を発振した際に、この超音波の振動が薄肉容器を介して内部の研磨液にも伝達されるようにすることで、薄肉容器内の被処理物の表面のバリ取りと表面研磨を、超音波のキャビテーションの衝撃力と砥粒の研磨作用の両者の作用のもとで効率的に行うことができ、しかも超音波洗浄槽内に砥粒が漏れ出して洗浄槽の内面等が研磨されるような不具合が防止される。
【０００８】
この際、薄肉容器内の研磨液の溶存酸素量をＤＯ値で２ｐｐｍ以下に脱気することが好ましい。
【０００９】
すなわち、薄肉容器内の研磨液の溶存酸素量を所定値以下にしたり、超音波洗浄槽内の洗浄液を脱気しておくのは、超音波発振時のキャビテーションの衝撃力を高めるためであり、これら研磨液や洗浄液の溶存酸素量を所定値以下に脱気しておくことで、超音波発振時のキャビテーションの衝撃量が強力のまま研磨液に伝達されるようになり、被処理物の微小なバリ等も完全に除去できるようになって、特に、医療用の小さな器具等、特に、手術用のハサミやメスや注射針等の小型医療機器の表面加工に適している。
【００１０】
ここで、薄肉容器の材質は特に制限されるものでなく、ペットボトルのような合成樹脂製のものであってもよく、アルミ缶やスチール缶等の金属製のものであってもよいが、内部の研磨液を脱気して溶存酸素量を所定値以下に保持しておくため、脱気後、内部を密封しても形が崩れることのない比較的硬質で剛性のある材料であることが好ましく、また、外部の洗浄液を通して内部の研磨液に超音波振動を確実に伝達するため、あまり厚肉のものは好ましくない。因みに、容器の肉厚の一例としては、例えばペットボトルのような樹脂製の場合は、０．１〜０．５ｍｍ程度が好ましく、アルミ缶やスチール缶などの金属製の場合は、０．５〜１．２ｍｍ程度が好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
超音波発振に伴うキャビテーションの衝撃力の効果に加えて、砥粒による研磨作用によって被処理物の表面を加工するため、微細なバリ等を確実に除去できるとともに、砥粒による研磨作用が超音波洗浄槽の内面等に悪影響を与えないため、特に医療用の小さな器具等、特に、手術用のハサミやメスや注射針等の小型医療機器の表面加工に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る超音波バリ取り・表面研磨方法が採用される装置全体の概要図である。
【図２】薄肉容器内を脱気する方法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
本発明は、被処理物表面のバリ等を完全に除去すると同時に、それに伴って装置が損傷したり耐久性が損なわれるような不具合を防止することのできるバリ取り・研磨技術であり、特に被処理物が小型医療機器等であるような場合に好適な技術として構成されている。
【００１４】
まず、図１に基づいて本超音波バリ取り・表面研磨方法が適用される装置の構成概要について説明する。
【００１５】
本超音波バリ取り・研磨装置１は、図１に示すように、洗浄液を貯留する洗浄槽２に隣接してオーバーフロー槽３が設けられ、このオーバーフロー槽３と洗浄槽２間には、洗浄液を脱気して循環させるための脱気循環回路４が接続されるとともに、この脱気循環回路４の途中には、洗浄液に含まれる異物を除去するためのフィルター部５や、洗浄液中に含まれる空気等を除去するための脱気部６や、循環ポンプ７などが設けられている。
【００１６】
また、脱気部６には、脱気槽８内に洗浄液が一定量導入されると、導入された洗浄液に向けて振動周波数５００ＫＨｚ〜２ＭＨｚの超音波を発振することのできる複数の超音波振動子１１と、洗浄液に含まれる気体を真空引きで除去するための真空ポンプ１０が設けられており、前記周波数を発振する超音波振動子１１は、脱気槽８の下面に設けられている。そして、この超音波振動子１１から超音波を洗浄液に向けて発振することにより、洗浄液に含まれる気体を泡状に析出させて液面上に向けて浮遊させることができるようにされている。ここで、超音波振動子１１の振動周波数を５００ＫＨｚ〜２ＭＨｚにしている訳は、この範囲であると、洗浄液に溶解する気体が泡状となって析出されやすくなるからである。
【００１７】
そして、この泡状となって液面上に浮遊した気体を、真空ポンプ１０で吸引することにより、洗浄液の溶存酸素量を３ｍｇ／ｌ以下に脱気して循環させ、再び洗浄槽２に戻すことができるようにされている。また、この脱気槽８には、内部に導入される洗浄液の液面の高さを検知することのできる液面計や、大気解放弁などが設けられており、一定量の洗浄液が脱気槽８内に導入されると、導入側と導出側のバルブが閉じると同時に、超音波振動子１１が作動して脱気が開始されるようにされ、所定時間脱気させると、大気解放弁と導出側のバルブが開くことによって脱気槽８内の洗浄液を循環ポンプ７側に向けて送り出し、これが繰り返されるようにされている。
【００１８】
洗浄槽２には、貯留された洗浄液に向けて振動周波数２０〜５０ＫＨｚの超音波を発振することのできる振動板１２が設けられており、洗浄液はこの振動板１２上に貯留されている。そして、振動板２の裏側には、複数の超音波振動子１３が取り付けられている。ここで、洗浄槽２の超音波振動子１３の振動周波数を２０〜５０ＫＨｚとして訳は、キャビテーションの衝撃力を強力にするためである。
【００１９】
また、洗浄槽２内には、以下に述べるような、砥粒を混濁させた研磨液と被処理物とを収容する薄肉容器１４を保持することのできる容器保持部材１５が配設されており、この容器保持部材１５は、洗浄液に向けて振動板１２から発振される超音波を遮断することなく薄肉容器１４に伝達できるような材質または形状とされている。
【００２０】
前記薄肉容器１４は、本実施例の場合、厚みが０．１〜０．５ｍｍの合成樹脂製のペットボトルのような容器であり、この容器内に砥粒を水に混濁させた研磨液と被処理物とを収容し、気体が入らないように研磨液を一杯に満たして密封するようにしている。
この際、砥粒の種類等は任意であり、アルミナ系砥粒でも炭化ケイ素系砥粒でもダイヤモンド砥粒でもよく、粒度なども任意であり、被処理物Ｗのバリ取り・研磨に効果的なものが選定される。
【００２１】
この際、薄型容器１４内の研磨液を脱気することが好ましい。そして、この場合、研磨液の溶存酸素量をＤＯ値で２ｐｐｍ以下とすれば、研磨液内のキャビテーションの衝撃力が強力となり、キャビテーションの衝撃力と砥粒の研磨作用が両者相俟って、被処理物Ｗに微細なバリ等があっても綺麗に除去される。
【００２２】
因みに、図２は、被処理物Ｗと研磨液を収容した薄型容器１４内の研磨液から脱気する方法の一例であり、この方法では、研磨液から脱気するための真空引き容器１６として、容器本体１７に対してシール部材１８を介して密封状に開閉自在な蓋２０を備えており、容器本体１７の底面には、振動周波数５００ＫＨｚ〜２ＭＨｚの超音波を発振することのできる超音波振動子２１が設けられるとともに、前記蓋２０の一部には、真空引きライン２２を介して真空ポンプ２３が接続されている。ここで、真空引き容器１６の超音波振動子２１の振動周波数を５００ＫＨｚ〜２ＭＨｚにしている理由も、前記脱気部６の超音波振動子１１の周波数の場合と同様の理由である。
【００２３】
そして、被処理物Ｗと研磨液が収容された薄肉容器１４を、容器本体１７の底面上に載置して蓋２０をし、真空ポンプ２３で真空引きすることで、研磨液の溶存酸素量を２ｐｐｍ以下の所定値に脱気し、脱気後、素早く薄肉容器１４の蓋を閉めて内部を密閉することで、最終的に研磨液の溶存酸素量が２ｐｐｍ以下になるようにしている。
もちろん、薄型容器１４の研磨液から脱気する方法は、図２に示す方法に限られるものではなく、その方法は任意である。
【００２４】
以上のような超音波バリ取り・研磨方法の作用等について説明する。
まず、薄肉容器１４内に砥粒を混濁させた研磨液と被処理物Ｗを容器内一杯に収容し、図２に示すような真空引き容器１６の中に入れ、真空引き容器１６の蓋２０をして所定時間真空引きする。この際、薄肉容器１４のサイズ等に対してどれくらいの時間で研磨液の溶存酸素量を２ｐｐｍ以下の所定値に脱気できるかを調べておき、少なくともその時間以上かけて脱気する。そして、脱気が完了すると、手早く薄肉容器１４の蓋をして内部を密封する。
【００２５】
そして、このように研磨液を脱気した薄肉容器１４を、図１に示す洗浄槽２内の容器保持部材１５内にセットするとともに、循環ポンプ７によって洗浄液を循環させながら脱気部６で洗浄液の溶存酸素量を３ｍｇ／ｌ以下に保持しつつ、超音波振動子１３を作動させて振動周波数２０〜５０Ｈｚの超音波を洗浄液に向けて発振する。すると、洗浄液で発生するキャビテーションの強力な衝撃力は、薄肉容器１４を通して内部の研磨液に伝わり、研磨液内で被処理物Ｗのバリ取り・研磨が行われる。
【００２６】
以上のような要領によって、特に医療用の小さな器具等、特に、手術用のハサミやメスや注射針等の小型医療機器の表面加工が効果的に行われ、微細なバリ等も除去することができる。
【００２７】
なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。例えば、薄肉容器１４の材質は合成樹脂製に限られるものではなく、また、薄肉容器内の研磨液からの脱気方法も任意である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
特に、手術用ハサミやメスなどの医療用小機器のバリ取り・研磨において、従来のような細かい手作業を省略できるため、広い範囲での普及が期待される。
【符号の説明】
【００２９】
１…バリ取り・研磨装置、２…洗浄槽、４…脱気循環回路、１１…超音波振動子、１２…振動板、１４…薄肉容器、Ｗ…被処理物。
【図１】
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【図２】
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