(57)【要約】【課題】  研磨時の研磨液の存在量が少なくても、研磨の継続が可能で、研磨力をアップさせて研磨時間を短縮させることのできる新規な構成のバレル研磨装置を提供すること。【解決手段】  研磨槽に、ワークとメディアを、適宜、研磨液又は洗浄液とともに投入して、ワークとメディアの集合体であるマスを形成し、該マスを混合流動化させて研磨を行うバレル研磨装置。研磨槽２２に対する液体供給装置１４と流体排出装置１８とを備えている。液体供給装置１４は、研磨溶液又は洗浄液を選択的に、且つ、連続的に供給可能な構成である。流体排出装置１８は、研磨液又は水が、マスＭの混合流動化により形成されるワークとメディアの相互間隙間を置換移動（フロースルー）しながら連続的に排出可能な構成とされている。【選択図】図２
2009012085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨槽と、該研磨槽内にワークとメディアを装入して形成される集合体（以下「マス」という。）を混合流動化する流動化手段と、を備えたバレル研磨装置であって、
前記研磨槽に、研磨液又は洗浄液（両者とも水の場合を含む。以下同じ。）を供給する液体供給手段と、液体排出手段とを備え、
前記液体供給手段は、前記研磨液又は洗浄液を選択的に、且つ、連続的に又は間欠的に供給可能な構成で、
前記液体排出手段は、前記研磨液又は洗浄液が、前記マスの混合流動化により形成される流動層内における前記ワーク及びメディアの相互間隙間（以下「流動層内隙間」という。）を置換移動（フロースルー）しながら連続的に又は間欠的に排出可能な構成である、
ことを特徴とするバレル研磨装置。
【請求項２】
さらに、前記研磨槽に気体供給手段と気体排出手段とを備え、
前記気体供給手段及び前記気体排出手段は、気体を、連続的に供給し、前記流動層内隙間を差圧通過させながら、連続的に又は間欠的に排出可能な構成である、ことを特徴とする請求項１記載のバレル研磨装置。
【請求項３】
前記研磨槽が筒形状の固定槽であり、前記流動化手段が、前記固定槽の下部側内周部に摺接隙間を形成して回転する皿盤状の回転盤で形成されている、ことを特徴とする請求項１記載のバレル研磨装置。
【請求項４】
前記研磨槽が筒形状の固定槽であり、前記流動化手段が、前記固定槽の下部側内周部に摺接隙間を形成して回転する皿盤状の回転盤で形成されている、ことを特徴とする請求項２記載のバレル研磨装置。
【請求項５】
前記研磨槽に流体排出管が接続され、該流体排出管は切替弁を備え、該切替弁を介して元部管部と二方向の分岐管部とされるとともに、該分岐管部の一方が排液系とされ、他方が排気系とされて、前記液体排出手段と前記気体排出手段が形成されていることを特徴とする請求項４記載のバレル研磨装置。
【請求項６】
前記回転盤と固定槽の底板との間に、前記摺接隙間と連通する流体通路を備え、前記回転板の中心部寄りに前記流体通路に連通する連通孔を備え、該連通孔は前記ワーク及びメディアが通過不能で、かつ、研磨滓を含んだ研磨液が通過容易な径を有し、さらに、前記流体通路に前記排出管が接続されていることを特徴とする請求項５記載のバレル研磨装置。
【請求項７】
さらに、前記固定槽の上部側に溢流口を備え、該溢流口に溢流排出管が接続されていることを特徴とする請求項６記載のバレル研磨装置。
【請求項８】
研磨槽内に、ワークとメディアを装入して形成されるマスを混合流動化させながら、研磨液を供給して研磨を行うバレル研磨方法において、
前記研磨槽に対して、前記研磨液を連続的に又は間欠的に供給・排出させて、前記研磨液が前記マスの構成物の流動層内隙間を置換移動（フロースルー）する工程を具備して前記ワークの研磨を行うことを特徴とするバレル研磨方法。
【請求項９】
前記研磨後のワークとメディアを排出しないでワークとメディアの洗浄を行う方法であって、
前記研磨槽内における前記マスを連続的に又は間欠的に混合流動化させながら、前記洗浄液を前記研磨槽に対して連続的に又は間欠的に供給・排出し、前記洗浄液が前記流動層内隙間を置換移動（フロースルー）する工程により前記ワークとメディアの洗浄を行うことを特徴とする請求項８記載のバレル研磨方法。
【請求項１０】
バレル研磨後のワークとメディアを排出しないでワークとメディアの洗浄を行う方法であって、
研磨槽内におけるマスを連続的に又は間欠的に混合流動化させながら、洗浄液を前記研磨槽に対して連続的に又は間欠的に供給・排出し、前記洗浄液が流動層内隙間を置換移動（フロースルー）する工程により前記ワークとメディアの洗浄を行うことを特徴とするバレル研磨方法。
【請求項１１】
前記ワークとメディアを洗浄後、さらに、前記ワークとメディアを、排出せずにさらに乾燥用気体（冷却用気体を含む。）を用いて乾燥を行う方法であって、
前記研磨槽内にマスを連続的又は間欠的に混合流動化させながら、前記乾燥用気体を、前記研磨槽に対して連続的に又は間欠的に差圧供給・排出して、前記流動層内隙間を強制通過させる工程により前記ワークとメディアの乾燥を行うことを特徴とする請求項９又は１０記載のバレル研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バレル研磨装置に関し、特に、湿式の流動バレル研磨装置に適用した場合に好適なバレル研磨装置に関する。
【０００２】
ここでは、研磨液の存在下に研磨を行う湿式の流動バレル研磨装置を、例に採り説明するが、本発明は、バレル研磨装置としての前記流動型の他に、遠心型、振動型（特許文献３等）、さらには、従来多用されていた回転型（水平回転円筒型）の各種湿式乃至乾式のバレル研磨装置に適用できる。
【０００３】
なお、本願発明の説明に使用するいくつかの技術用語の意味は下記のとおりである。
【０００４】
・「研磨液（コンパウンド溶液）」及び「洗浄液」：研磨剤や洗浄剤を含まない単なる「水乃至市水（水道水）」も含む。
【０００５】
・「マス」：ワーク(加工部品)とメディアとを研磨槽に装入して形成される集合体をいい、静止状態及び混合流動化（流動層）状態との双方を含む。
【０００６】
・「流動層内隙間」：マスを流動化させて形成される流動層内におけるワークとメディア相互の隙間ばかりでなく、ワーク相互及びメディア相互の隙間も含む。
【背景技術】
【０００７】
湿式流動バレル研磨装置の研磨装置本体１２による研磨の方法は、研磨槽内におけるメディアｍとワークｗの集合体であるマスＭの量に近い研磨液Ｌ１を加えるのが一般的である（図１（Ａ）参照）。研磨液Ｌ１の量が少ないと、研磨時に損耗したメディアや削られたワークの微粒子（研磨滓）で研磨液の汚れが促進される。そして、時間の経過に伴い、研磨液の汚れが進行すると、メディア表面の目詰まりにより研磨力が低下するとともに、ワーク自身も汚れて、事実上、研磨継続が不可となる。水の量が多いのは、その中に研磨滓（磨耗微粉）を懸濁・捕集して、上記メディア表面の目詰まりやワークの汚れを防止するためである。
【０００８】
他の湿式のバレル研磨機においても同様の現象が発生する。
【０００９】
また、研磨槽（固定槽）２２と研磨槽２２の底部に摺接隙間Ｓを有して回転盤２４を組み付ける構成の流動バレル研磨装置の場合、研磨液Ｌ１の量が少ないと、上記問題点に加えて、下記問題点が発生する。
【００１０】
研磨中に研磨槽２２内の温度が短時間の間に上昇し易く、ライナー（通常、ウレタンライニング材：図示せず）が膨張する。該膨張により、回転盤２４と研磨槽２２の間の摺接隙間Ｓが許容範囲を超えて狭くなる。すると、回転盤と研磨槽２２との間でカジリ現象が発生して、研磨継続ができなくなる。すなわち、そのまま研磨継続をすると、摺接隙間Ｓのライナー（通常、ウレタン製）が摩擦熱で溶けて回転盤２４が研磨槽２２に対して溶着して回転不可（過負荷）となり研磨継続ができなくなる。
【００１１】
なお、本発明の特許性に影響を与えるものではないが、バレル研磨装置に関する先行技術文献情報として、流動型として特許文献１を、遠心型として特許文献２を、振動型として特許文献３を、それぞれ挙げることができる。
【特許文献１】特開2003−103450号公報
【特許文献２】特開2005−193370号公報
【特許文献３】特許3369987号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記にかんがみて、研磨時の研磨液の存在量が少なくても、研磨継続が不可とならず、研磨力をアップさせて研磨時間を短縮させることのできる新規な構成のバレル研磨装置及びバレル研磨方法を提供することを目的（第一課題）とする。
【００１３】
本発明の他の目的（第二課題）は、上記新規な構成の研磨装置及び研磨方法において、さらには、小物ワークや扁平ワークが排出の際、研磨槽の壁面や、選別スクリーン等への付着を防ぐことができ、全体としてバレル研磨の生産性を格段に上昇させることができるバレル研磨装置及びバレル研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のバレル研磨装置は、下記構成により上記課題を解決するものである。
【００１５】
研磨槽と、該研磨槽内にワークとメディアを装入して形成する集合体（以下「マス」という。）を混合流動化する流動化手段と、を備えたバレル研磨装置であって、
研磨槽に、研磨液又は洗浄液（両者とも水の場合を含む。以下同じ。）を供給する液体供給手段と、液体排出手段とを備え、
液体供給手段は、研磨液又は洗浄液を選択的に、且つ、連続的に又は間欠的に供給可能な構成で、
液体排出手段は、研磨液又は洗浄液が、マスの混合流動化により形成される流動層内におけるワークとメディアの相互間隙間（以下「流動層内隙間」という。）を置換移動（フロースルー）しながら連続的に又は間欠的に排出可能な構成である、ことを特徴とする。
【００１６】
そして、本発明のバレル研磨装置に対応するバレル研磨方法は、下記構成となる。
【００１７】
研磨槽内に、ワークとメディアとを装入して形成されるマスを混合流動化させながら、研磨液を供給して研磨を行うバレル研磨方法において、
研磨槽に対して、研磨液を連続的に又は間欠的に供給・排出させて、研磨液がマスの構成物の流動層内隙間を置換移動（フロースルー）する工程を含ませてワークの研磨を行うことを特徴とする。
【００１８】
そして上記バレル研磨（湿式・乾式の双方を含む。）における、研磨後のワーク及びメディアの洗浄・乾燥は、下記の如く行うことが望ましい。
【００１９】
１）バレル研磨後のワークとメディアを排出しないでワークとメディアの洗浄を行う方法であって、
研磨槽内におけるマスを連続的に又は間欠的に混合流動化させながら、洗浄液を研磨槽に対して連続的に又は間欠的に供給・排出し、洗浄液が流動層内隙間を置換移動（フロースルー）する工程によりワークとメディアの洗浄を行うことを特徴とする。
【００２０】
２）ワークとメディアを洗浄後、さらに、ワークとメディアを、排出せずにさらに乾燥用気体（冷却用気体を含む。）を用いて乾燥を行う方法であって、
研磨槽内にマスを連続的又は間欠的に形成しながら、乾燥用気体を、研磨槽に対して連続的に又は間欠的に差圧供給・排出して、流動層内隙間を強制通過させる工程によりワークとメディアの乾燥を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のバレル研磨装置及びバレル研磨方法の効果をまとめると、下記の如くになる。
Ａ．湿式研磨におけるマスからなる流動層内隙間を置換移動（フロースルー）させる工程を具備させたことによる効果：
研磨槽（固定槽）内に滞留する研磨液を、連続的に又は間欠的に置換移動（フロースルー：入れ替わる）させることができる。このため、研磨時の研磨液の存在量を、通常の湿式研磨における量の約1／10乃至1／20以下としても（図１（Ｂ）参照）、研磨槽内の温度上昇を抑えることができ、従来のような問題点「研磨屑で水が汚れ、時間の経過とともに汚れが進行しメディア表面が目詰まりして研磨力が低下するとともに、ワーク自身も汚れて事実上研磨継続が不可となる。」及び「研磨槽（固定槽）と、研磨槽の底部に摺接隙間を有して組み付けられる回転盤とで構成される流動バレル研磨装置の場合、研磨液の量が少ないと研磨中に研磨槽内の温度が短時間に上昇して、ライナーが膨張して、回転盤と固定槽の間の摺接隙間が狭くなる現象を抑えることができる。」が発生することがない。
【００２２】
これらの効果は、後述の実施例において、確認している。
【００２３】
すなわち、マスの量と略同等量の研磨液を、研磨槽内に貯留させて在研磨をしたいわゆるストック方式の従来例１（図１（Ａ））と、本発明に係るマスの流動層内隙間により研磨液を置換移動させたいわゆるフロースルー方式のマスの量の1／10以下の研磨液の存在下で研磨をした実施例１とでは、研磨量比較において、実施例１は従来例１の1.2〜1.6倍であった。
【００２４】
なお、図１（Ｃ）におけるいわゆる内筒式研磨装置を用いて同様に研磨を行った場合、ストック方式の従来例２とフロースルー方式の実施例２とでは、研磨量の比較において、実施例２は従来例２の1.4〜1.8倍であった。
Ｂ．洗浄・乾燥を、マス（ワーク・メディア）を排出することなく研磨槽の中で継続して行うことによる効果：
(1) 小サイズ、薄物のワーク、メディアの付着現象がなく、次工程のワークとメディアの選別が的確（容易）に行なうことができる。すなわち、通常、研磨終了後、マスを研磨槽から排出した後に水洗、選別するのに対して、本発明では研磨槽内で乾燥させ、排出した後に選別することになるからである。
【００２５】
(2) 洗浄後、直ちに乾燥を行なうことができるから、「錆（サビ）」の発生を防止できる。また、研磨槽内で乾燥を行うことで乾燥装置を別に設ける必要がなく、選別の前に乾燥していることで、小物ワークや扁平ワークが排出の際、研磨槽の壁面や、選別スクリーン等への付着を防ぐことができる。
【００２６】
従来における乾燥工程は、研磨が終了した後、研磨槽からマスを排出し、水洗、選別をした後乾燥するのが一般的である。この場合、扁平なワークや小サイズのメディアやワークは、水に濡れた状態のため研磨槽や選別機に付着しやすく、それを無くすために多量の水やエアーを噴射しなければならないという欠点があった。しかし、本発明では研磨槽内で乾燥させるため付着に対する従来の前記のような配慮を必要としない。
【００２７】
(3) 研磨槽上部から温風等の乾燥気体を供給し、間欠回転しながらマスを混合流動化させた状態で乾燥を行う。乾燥気体は研磨槽上部から入り、流動層内隙間を通過して研磨槽下部の摺接部から集塵機に吸入される。乾燥効率が向上するとともに、乾燥に際してワークにシミが発生し難い。
【００２８】
(4) なお、本発明のバレル研磨における、洗浄・乾燥の各方法は、乾式バレル研磨後のワーク及びメディアの洗浄・乾燥にも適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を、望ましいいくつかの実施形態について説明する。
（Ａ）流動バレル研磨装置（図２）
少量の研磨液又は洗浄液を、研磨槽内にワークｗとメディアｍを装入して形成される集合体（マス）Ｍを混合流動化させて形成される流動層内におけるワークｗとメディアｍの相互間隙間（流動層内隙間）を置換移動（フロースルー）させて研磨するものである。
【００３０】
流動バレル研磨装置本体（以下「研磨装置本体」という。）１２と液体供給装置（液体供給手段）１４と気体供給装置（気体供給手段）１６と流体排出装置（液体・気体排出手段）１８とを備えている。
【００３１】
上記研磨装置本体１２は、研磨槽（固定槽）２２と回転盤（流動化手段）２４とで構成されている。具体的には、研磨槽２２は、竪型円筒の筒形状であり、回転盤２４は、研磨槽２２の底部内周部に摺接隙間Ｓを有して駆動回転可能とされている。すなわち、回転盤２４の中心部には駆動回転軸２６と連結され、該回転軸２６は、主軸モータ２８とプーリー連結（ベルト伝動）された減速機３０により駆動回転されるようになっている。
【００３２】
上記液体供給装置１４は、通常、研磨液タンク３２と水タンク（洗浄液タンク）３２Ａと、該両タンク３２、３２Ａの底部と研磨槽２２の液体供給口２２ａとを接続する液体供給配管３４とからなる。該液体供給配管３４は、研磨液又は洗浄液を、選択的に汲み上げて研磨槽２２に供給可能に、切替弁（図示せず。）及び供給ポンプ３６を備えている。適宜供給ポンプ３６の吐出側には開閉弁（図示せず。）を設けてもよい。
【００３３】
上記気体供給装置１６は、気体輸送機（気体発生機）３８と、該気体輸送機３８の吐出口３８ａと研磨槽２２の気体供給口２２ｂとを接続する気体供給配管４０とからなる。なお、気体供給装置１６（気体輸送機３８の吐出側乃至気体供給配管４０の途中）には、適宜、ヒータ・熱交換器等の加熱手段や凝縮器のような吸湿手段を具備させて、空調可能としておくこともできる。
【００３４】
流体排出装置１８は、流体排出配管４２と、減圧吸引装置（集塵装置）４４とからなる。流体排出配管４２は、研磨槽２２側から開閉弁４６、液体・気体切替弁４８を備え、該液体・気体切替弁４８を介して元部管部４２ａから二方向の分岐管部４２ｂ、４２ｃに分岐されるとともに、該分岐管部の一方４２ｂが排液系とされ他方４２ｃが排気系とされて、それぞれ液体排出手段と気体排出手段が形成されている。
【００３５】
また、排気系の分岐管部４２ｃの先端側には減圧吸引装置４４が接続されている。通常、減圧吸引装置４４は、減圧ポンプ５０と減圧ポンプ５０の吸引側にバグフィルター（ろ布）５２を備えた集塵装置（集塵手段）とされている。集塵手段は、バグフィルター集塵に限定されず、他の、フィルター集塵、さらには、遠心力集塵、電気集塵等も適用可能である。
【００３６】
次に、上記流動バレル研磨装置を用いてのバレル研磨方法について説明する。
【００３７】
なお、以下の説明で記載した各運転条件は、新東ブレーター（株）製流動バレル研磨装置「ＥＶＦ−０４」（研磨槽容量40Ｌ）で、投入マスの合計量：15Ｌの場合におけるものである。
【００３８】
１）研磨工程：
研磨槽２２内に、ワークｗとメディアｍを装入（投入）して集合体であるマスＭを形成する。なお、流体排出配管４２における液体・気体切替弁４８は排液系側位置にある。また、液体供給ポンプ３６は研磨液タンク３２側に接続されている。なお、研磨液も洗浄液も水を使用する場合は、研磨液タンク３２と洗浄液タンク３２Ａは兼用できる。
【００３９】
ワーク（加工部品）としては、例えば、各種機械部品（例えば、アングル、軸受けローラ、スラストレース、チェーンプレート等）を挙げることができる。また、メディアとしては、種々の形状（例えば、三角柱、四角錘、円柱、球体）及び材質（例えば、セラミック、金属、プラスチック）を使用できる。
【００４０】
研磨の開始に際して、マスＭは充分濡れた状態にしておく。メディアが乾燥した状態から研磨を開始する場合は、最初に開閉弁４６を閉じ、少量の研磨液を添加して短時間、回転盤２４を回転させる。
【００４１】
例えば、研磨液約0.5Ｌを加えて約10ｓ稼動するとマス全体が均一に濡れた状態となる。続いて、液体供給装置１４の供給ポンプ３６を稼働して、研磨液Ｌ１を毎分約0.2〜0.5Ｌ程度連続的に供給し、所定時間、研磨を行う。研磨中に発生する研磨屑（微細粒子）は、連続的に研磨槽２２外に排出される。
【００４２】
研磨槽２２内の研磨液Ｌ１は、研磨中は遠心力によって回転盤２４外周と研磨槽（固定槽）２２との間の摺接隙間Ｓを通って研磨槽２２の底部の排出口２２ｃから研磨槽２２外に排出される。こうして、研磨槽内の液（水）量はマスＭが充分濡れる程度は存在するが、それ以上になることはない範囲（通常、マス量の１／10以下、望ましくは1／20以下）の設定量に維持される。
【００４３】
研磨槽２２内の、研磨に際して液量が従来に比して少ない（通常、１／10以下）ことで、研磨力は増加する。すなわち、マスの混合流動化により形成されるマスの流動層内のワークとメディアの相互間隙間（流動層内隙間）に介在する液（水）の緩衝作用でワークとメディアの接触抵抗が小さくなり研磨力は低下するのに対し、本発明の方法は研磨槽内の水量が少ないため流動層内隙間に介在する液（水）の緩衝作用がほとんどなく、研磨力が増加して研磨時間を短縮できる。
【００４４】
ここで、メディアの損耗量は大きくなり、内筒式でない場合において、研磨液を多量に使用する従来方法（ストック方式）に比して内筒式でない本発明方法（フロースロー方式）の場合、研削比（ワークの加工量／メディアの損耗量）が若干低下する（図７：従来例１と実施例１参照）。研磨槽内に内筒を配した、図１（ｃ）に示す構成とすれば（PCT／JP／2233：出願時未公開）研削比はほとんど低下しないことを確認している（図８：従来例２と実施例２参照）。
【００４５】
なお、研磨液Ｌ１の研磨槽２２に対する供給・排出、さらには、回転盤２４の稼動も連続的でなくてもよい。例えば、研磨槽２２に、開閉弁４６を閉として、当初は研磨液をマス量に近い量を供給した後、回転盤２４を間欠的に正転・逆転した後、開閉弁４６を開とするとともに、回転盤２４を稼動して研磨液を排出するし予備研磨後、上記、1／10以下の研磨液を存在下によるフロースルーによる本研磨を行う。より具体的には、流量では、マスの量１００Ｌに対し、０．５〜１０Ｌ／ｍｉｎ、望ましくは、１〜５Ｌ／ｍｉｎとする。
【００４６】
２）洗浄工程：
研磨工程（加工）が終了した後、液体供給ポンプ３６を停止して、排液開閉弁４６を開いて研磨槽内の汚れた研磨液Ｌ１を排出する。マスＭが汚れている場合は、適宜、洗浄を行う。
【００４７】
例えば、一旦、開閉弁４６を閉じて、マス量と略同量近くの洗浄液（水）を研磨槽２２内に供給し、濯ぎ洗いを10秒間した後、開閉弁４６を開いて水を流すことを繰り返すことで研磨槽２２内のマスＭを洗浄する。研磨槽内の水は回転盤と固定槽との間の摺接部と回転盤中心部の液抜き蓋２４ａの周囲に形成される液抜き孔２４ｂから排出される。
【００４８】
また、上記洗浄方法の代わりに、開閉弁４６を開いたままで回転盤２４を回転させながら洗浄液（水）を連続的に供給しながらワークとメディアの洗浄をすることもできる。洗浄終了後は、注水を止め、回転盤を回転させると研磨槽内の水は遠心力で摺接部から短時間（例えば10秒間程度）で槽外に排出され、研磨槽内は水が切れた状態となる。鉄系の錆易いワークの場合は、通常、最後に防錆液を加えた後、水を切る。
【００４９】
３）乾燥工程：
研磨が終了して、適宜、上記洗浄を行った後、排液・排気切替弁４８を排気側に切り替える。そして、研磨槽２２の上部に蓋２３をしてその中央部から温風を供給し、集塵装置（減圧吸引装置）４４を稼動して温風を、集塵装置４４のろ布５２を通過させて排気する。温風は流動層内隙間（マス構成物の相互間隙間）を通過して摺接隙間Ｓから集塵機５４へ導かれる。乾燥に要する時間は5〜10分間である。このとき流動層内隙間を温風が通過することが必要で、マスが動かない状態で温風を供給し続けると、マス中の温風の流れが一定（偏流）となり、乾燥にはきわめて長時間要することとなる。
【００５０】
具体的には研磨槽２２内のマスを停止した状態で１〜２分間温風を供給し、その後数秒間は回転盤２４を回転させてマスＭを混合流動化状態とする。この動作を繰り返すことで均一に速く乾燥させることができる。温風供給の乾燥中、回転盤２４を回転し続けると、ワークとメディアの乾燥は速くできるがメディアとワークが水のない状態で擦り合うこととなり好ましくない。
【００５１】
この乾燥工程の条件は、研磨槽２２の容量、マス（ワークとメディア）の種類・容量により異なるが、例えば、１分間温風を供給、吸引し、その後５秒間研磨槽を回転し、マスを流動させる。この操作を繰り返すと効率よく短時間に乾燥させることができる。このときの運転条件は、例えば、温風温度60〜80℃、風量3.15ｍ3／分とする。尚、温風の代わりに除湿空気を供給してもよい。
【００５２】
本実施形態のバレル研磨方法は、研磨が終了した研磨槽の中で乾燥まで行うことに、特長があり、纏めると下記の如くになる。
【００５３】
従来の湿式バレル研磨では、研磨が終了した後研磨機外で水洗、選別、防錆乾燥を行うのが一般的であるが、メディア、ワークが小サイズであったり、ワークが扁平な形状出会ったりする場合は研磨槽内や選別装置に付着しそれを取り除くために大量の水を使用するなど、濡れた状態での排出や選別には課題が多い。生産ラインの中では、ワークの付着はワーク種類が変わった場合の異品混入のトラブルの原因となる。本発明ではそのようなことがなくなる。
【００５４】
なお、本実施形態の方法は、汎用流動バレル研磨装置だけでなく、図１（Ｃ）に示すような、研磨槽２２に内筒２５を配した内筒式流動バレル研磨装置にも適用できる。
【００５５】
本実施形態における研磨方法は、通常に比べて研磨力は1.1〜1.8倍程度上昇する。しかし研磨中水の緩衝作用が働かないために、通常の研磨方法に比べてワークの打痕や変形が生じやすくなるため、対象ワークは、硬い材質や小サイズのもので、かつ、使用するメディアも比較的小サイズに限定される。これ以外のワークが相対的に柔らかったり、小さかったり、さらには、メディアが大きいような場合は、次に記す、従来と同様に、多量の研磨液の存在下で研磨することもできる。
（B）溢流型流動バレル研磨装置（図３）
従来と同様、多量の研磨液の存在下で、流動バレル研磨する場合に適用する場合の装置である。乾燥装置（乾燥手段）は省略してある。また、前述例と同一部分については同一図符号を付して、それらの説明の全部又は一部を省略する。
【００５６】
この場合、流体排出配管４２の開閉弁４６は閉じたままの状態とし、所定量の水とコンパウンドを加えて研磨を開始する。その後、一定量（例えば、0.2〜0.5Ｌ／min）の研磨液（コンパウンド溶液）Ｌ１を液体供給ポンプ（定量ポンプ）３６で供給し、研磨槽内の液量（水量）は一定に保ったまま研磨槽２２の上部に設けた溢流口（排出口）５６から上部排液管５７を介して、略供給量と同量の研磨液を常時排出する。研磨槽２２内の溶液は溢流口５６の溢流高さを調節できるようにして適正な液量を決める。
【００５７】
具体的には、研磨槽２２の上方部の周壁に上下方向の長孔状の溢流口５６を形成し、該溢流口５６に上下スライド移動可能（図例では調節用長孔５８ａで調節）に、液位調節板５８を取り付けてある。液位調節板５８には、溢流口５６の幅に一致するように並列して形成された該排出小孔５８ｂを備えている。
【００５８】
図２との違いは、研磨中の研磨槽内の研磨液（水）量が多いことで、研磨液の緩衝作用が働き打痕や変形の心配は無く、そのため研磨力は弱いが表面粗さは細かくなるとともに、メディアの損耗も少なくなる。従って、例えばバリ取り研磨が目的のワークにあっては、初期のバリが小さく表面粗さも小さく抑えたい場合や、比較的軟らかい軟鉄や非鉄金属の研磨に適するなど研磨対象のワークによって両者を選定する。
【００５９】
また通常の研磨方法(研磨槽内の水量が多くフロースルー方式でない方法)と比較した本発明の特長は、研磨中の磨耗微粉が常時排出されるため、研磨槽内の清浄度が保たれ研磨したワークの表面粗さが細かく、きれいな色調の表面研磨することができる点にある。また、研磨が長時間必要な場合、研磨槽内の液温の上昇を抑えることができる。
【００６０】
フロースルー方式でない従来の方式では、研磨槽内の液温が上昇した場合、槽内の研磨液を交換して温度の上昇を抑えることが必要となる。通常、夏場には１ｈ毎にそれを繰り返す。
【００６１】
本発明のフロースルー方式では、後述の実施例で示す如く、温度の上昇が抑制され、長時間を要する研磨でも連続して行うことができる。
【００６２】
なお、温度が上昇したまま研磨を続けると、ウレタン樹脂でできている研磨槽が膨張し、通常、回転盤２４と研磨槽２２の間の0.6ｍｍ程度ある摺接隙間Ｓが無くなって溶着して研磨途中で回転が停止してしまう。すると、研磨槽を分解して摺接部の溶着を外す大掛かりな工事が必要となり、同時に摺接部が広がって、研磨槽全体はあまり磨耗していないのに摺接部が広がったために研磨槽全体を交換しなければならなくなる。そのため研磨中の水温は60℃以上に上昇させてはならないとされている。
（Ｃ）遠心バレル研磨装置（図４・５）
図４は、遠心バレル研磨装置における（遠心）研磨槽６２の略図で、研磨槽が縦型で描いてある。研磨槽本体６２ａの上下は、２重に内蓋・外蓋６２ｂ、６２ｃで閉じられている。内蓋６２ｂは金網や樹脂メッシュの多孔体で形成され、外蓋６２ｃは気密を保てるような剛性の高いめくら蓋となっている。研磨中は内・外蓋６２ｂ、６２ｃは閉じたままである。４つの研磨槽６２を自転公転ができるようにタレット６４に縦（垂直）に固定する。研磨が開始され、タレット６４の駆動軸６６及びタレット６４に装着された自転軸６８が回転を始めると研磨槽６２内のマスＭは遠心力で研磨槽２２の内壁側に押し付けられ、垂直になる。この状態を保ったまま自転公転を行い研磨される。このときマスは内蓋（メッシュ）６２ｂの部分にはかかっていないため、耐磨耗性の劣る材質であっても内蓋６２ｂが磨耗することはない。加工が終了して回転が止まれば垂直だったマスＭは崩れて図４（Ｃ）のように研磨槽６２の底部に堆積する。研磨槽６２を研磨装置本体に装着したまま水洗、乾燥を行っても差し支えないが機械系が非常に複雑になる。
【００６３】
このため、図５に示すような、洗浄・乾燥装置６９を使用して洗浄・研磨を行う。
【００６４】
研磨が終了した後、装置本体から研磨槽６２を取り外し、さらに外蓋（めくら蓋）６２ｃを外した状態で、洗浄・乾燥装置６９の研磨槽保持台７０に装着する。
【００６５】
この洗浄・乾燥装置６９は、前述の流動バレル研磨装置と同様の洗浄液供給装置（液体供給手段）１４、気体供給装置（気体供給手段）１６及び流体排出装置（液体・気体排出手段）１８を備えている。これらの各装置の説明は、対応図符号を付して説明を省略する。なお、本実施形態では、研磨槽６２への液体供給口と気体供給口は同一の液体・気体供給口７２となっているため、液体供給配管３４と気体供給配管４０の合流位置には給液・給気切替弁７４が設けられ、液体・気体供給口７２に接続されている。
【００６６】
そして、研磨槽６２の上部から洗浄液（水）を供給し、下部から排出することで洗浄する。この際、研磨槽６２は斜めに傾けゆっくり回転させながらワークとメディアの洗浄をする。このため、保持台７０は、減速機７３の回転軸とベルト伝動により回転可能とされている。
【００６７】
洗浄終了後は給液・給気切替弁７４を給気側に切り替えて温風を同様に研磨槽６２の上部から供給し、下方から排液・排気切替弁４８を排気系側へ切り替えて集塵装置４４へ吸引することで乾燥を行う。このときマス内を温風が流れるように、減速機７３で保持台７０とともに研磨槽６２を回転させる。流動層内隙間を温風が通過することで短時間に乾燥させることができる。乾燥終了後は研磨槽６２を保持台７０から取り外し、内蓋（メッシュ蓋）６２ｂを外してマスを選別装置に排出し選別を行う。このとき乾燥が完全に行われていれば、研磨槽内にワークやメディアが付着することはない。
（Ｄ）振動バレル研磨装置（図６）
ボックス型のものにおいて、前述の流動バレル研磨装置と同様の洗浄液供給装置（液体供給手段）１４、気体供給装置（気体供給手段）１６及び流体排出装置（液体・気体排出手段）１８を備えたものである。これらの各装置の説明は、対応図符号を付して説明の全部又は一部を省略する。
【００６８】
なお、研磨槽７６は、支持台７８上にコイルばね８０で支持され、研磨槽７６の底部に装着された偏心錘８４に、モータ８２の回転力を伝動させて偏心運動をさせることにより、加振されるようになっている。
【００６９】
通常、（振動）研磨槽７６で研磨（加工）が終了した後における洗浄方法は、排液用の開閉弁４６を閉じて研磨槽内に水を張り、研磨槽７６を振動させてマスを流動させた後バルブを開いて汚れた水を排出する。この操作を数回繰り返して洗浄を行う。本発明のフロースルー方式では、研磨槽内の清浄が保たれているため、洗浄回数は少なくてよい。ワークが鉄系で錆び易い場合は、防錆剤を加えて1〜2分間マスを混合流動化させる。該洗浄が終了した後、研磨槽７６の上部から温風を供給し研磨槽７６の下部から吸引して乾燥させる。乾燥は下部の吸引口が多いほどよく、図例の如く、吸引口７６ａを研磨槽７６の底部側周壁に等間隔で複数個設けることができる。また、乾燥効率を上げるため間欠的に研磨槽７６を加振して、研磨層７６内のマスＭを流動させる。
【００７０】
振動バレルの研磨槽７６は、流動バレルの研磨槽のように遠心力を利用して水を切ることはできないため乾燥時間は長くなるが、上記の如く、研磨槽７６の底部に温風の吸引口７６ａを複数個設けることで充分乾燥することができる。
（Ｅ）本発明の研磨方法における作用の概略：
本発明のバレル研磨装置を使用することにより、流動化手段で形成したマスの混合流動層における流動層内隙間を、研磨液、洗浄液（水を含む。）又は乾燥用気体を通過させながら流すことができる。これにより、研磨、洗浄、防錆、さらには、乾燥の各操作を生産性（効率）が向上する。
【００７１】
すなわち、研磨操作や洗浄操作の場合、研磨液乃至洗浄液の供給・排出を連続的に又は間欠的に行う。このため、該研磨や洗浄により発生する汚れが常時ないし順次除去されて汚れの無い又は少ない研磨液乃至洗浄液で、研磨操作や洗浄操作が行われる結果、研磨効率乃至洗浄効率の向上が図れる。
【００７２】
また、乾燥操作の場合、乾燥空気をマスの流動層内隙間を、乾燥用気体を連続的に通過させる。このため、洗浄後のワークとメディアを静止状態で乾燥させる場合に比して、マスの内外部の乾燥が均一に進み、全体として乾燥効率の向上が図れる。
【００７３】
さらに、研磨、洗浄、及び、乾燥の各操作を、マスの容器外へ排出をせずに、同一容器（研磨槽）で継続的に行うことができる。したがって、一連の処理操作の効率も全体として向上する。
【００７４】
また、常に、ワークとメディアが清浄化されているから、ワークの研磨状態が綺麗に仕上がり、次工程の洗浄を的確（容易）に行なうことができる。また、フロースルー方式によって研磨槽内への磨耗粉塵の滞留がすくなくなることで、表面粗さを細かくすることが可能となる。
【００７５】
さらに、本発明を、研磨槽が筒形状の固定槽であり、流動化手段が、固定槽の下端開ロ内周部に摺接隙間を形成して回転する皿盤状の回転盤とからなる構成で、ライナーが固定槽の内側に貼付されているいわゆる流動型のバレル研磨に適用した場合、研磨槽内の温度上昇も抑制できる。従って、該膨張により、回転盤と研磨槽（固定槽）の間の設定隙間の範囲を超えて狭くなり、回転盤と研磨槽との間でカジリ現象が発生することもなくなり、溶着現象の発生も防止できる。
【実施例】
【００７６】
本発明の効果を確認するために従来例とともに行った実施例について説明をする。
＜従来例１・実施例１＞
新東ブレーター製の流動バレル研磨装置「ＥＶＦ−０４型」（研磨槽容量40Ｌ）を使用して、下記運転条件でバレル研磨を行った。
【００７７】
メディア・・・セラミック製（三角柱型：三角形一辺10ｍｍ高さ7ｍｍ）、投入量15Ｌ
研磨助剤（コンパウンド）・・・バレル用コンパウンド（新東ブレーター製「SLM-E」）
研磨液・・・従来例１：コンパウンド250倍希釈液
実施例１：コンパウンド500倍希釈液、
ワーク・・・Ｓ４５ＣＴＰ：標準試験片、22ｍｍφ×15ｍｍｈ
鉄アングル：ＳＳ４００生材、25ｍｍ×25ｍｍ×2.5ｍｍｔ
アルミアングル：25ｍｍ×25ｍｍ×2.5ｍｍｔ
ベアリングローラ：10ｍｍφ×15ｍｍｈ
スラストレース：37ｍｍφ×内径17ｍｍφ×2ｍｍｔ
投入量：各２個ずつ
回転盤速度、加工時間・・・200min-1、1ｈ
上記運転条件において、研磨液を、従来例１では「10.5Ｌ」貯留（ストック）」、実施例１では「0.4Ｌ／min」流し（フロースロー）させて研磨を行った。
【００７８】
そして、下記各項目について、下記方法に従って計測をした。
【００７９】
(1)研磨量（ｍｇ／ｈ）：研磨加工前後の各ワークについて、電子天秤にて質量を測定して、質量差分を求めた。
【００８０】
(2)メディア損耗率（％／ｈ）：研磨加工前後のメディア全量について、質量を測定して、１ｈ後のメディア損耗量を投入メディアの全量で割って求めた。
【００８１】
(3)研削比（無次元量）：研磨量（ｍｇ／ｈ）をメディア損耗率（％／ｈ）で割って求めた。研磨量が大きい場合、メディア損耗率が小さい程、研削比は大きくなる。すなわち、研削比が大きいということは、研磨効率が高い（研磨能力に優れている）といえる。
【００８２】
それらの結果を示す図７から、研磨量は実施例１の場合、従来例１の1.2〜1.6倍になり、研削時間を短縮できることが分かる。また、メディアの損耗率は約1.6倍になり、研削比はワークの種類によるが、同等ないし若干低下するだけであることが分かる。
＜従来例２・実施例２＞
新東ブレーター製の内筒式の流動バレル研磨装置「ＥＶＦX−１型」（研磨槽容量35Ｌ）を使用して（図１（Ｃ）参照）、下記運転条件でバレル研磨を行った。
【００８３】
メディア・・・同前
研磨助剤・・・同前
研磨液・・・従来例２：コンパウンド250倍希釈液
実施例２：コンパウンド500倍希釈液、
ワーク・・・同前
回転盤速度、加工時間・・・同前
上記運転条件において、研磨液を、従来例２は従来例１と、実施例２は実施例１と、それぞれ同様に研磨液をストック乃至フロースルーさせて研磨を行い、同一の各項目につい計測試験を行った。
【００８４】
それらの結果を示す図８から、研磨量は実施例２の場合、従来例２の1.2〜1.8倍になり、研削時間を短縮できることが分かる。また、メディアの損耗率は約1.6倍になり、研削比はワークの種類によるが、同等以上を示すことが分かる。
＜実施例３・従来例３＞
新東ブレーター株式会社製の流動バレル研磨装置「ＥＶＦ−０８Ｒ型」（研磨槽容量190Ｌ、ウレタンライナー内張り）を使用して、下記運転条件でバレル研磨を行った。
【００８５】
メディア・・・同前、投入量80Ｌ
研磨液・・・市水
ワーク・・・スラストレース（同前）、投入量20Ｌ（52ｋｇ）
回転盤速度、加工時間・・・120min-1、4ｈ
上記運転条件において、研磨液（水）を、従来例３では「70Ｌ」貯留（ストック）、実施例３では「2Ｌ／min」流し（フロースロー）させて研磨を行った。
【００８６】
そして、ウレタンライナー部及び研磨槽内の初期（運転開始時）温度を測定後、運転を開始して30分毎に運転終了時（4ｈ経過）まで温度変化を測定した。それと同時に、初期及び運転終了時の、図９のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各位置における回転盤摺接部隙間を測定し、変化量を求めた。
【００８７】
それらの結果を、温度変化は表１及び図１０に示し、隙間経時変化（変化量）は表２に示す。
【００８８】
【表１】
2009012085.tif 000003
【００８９】
【表２】
2009012085.tif 000004
表１及び図１０に示す結果から、マス温度の上昇を抑制できることが分かる。そして、このため、連続運転可能時間を従来に比して長く設定することが可能となる。さらに、実際に、流動バレル研磨に適用した場合、回転盤摺接部におけるウレタンライナーが溶着防止に効果的であることが分かる。
＜実施例４＞
次に、ＥＶＦ−０４型（同前）の汎用流動バレル研磨装置と、温風発生機(株式会社竹網製作所製TSK−15型)と集塵機(新東ブレーター株式会社製のろ布式集塵機)から構成した、流動バレル研磨装置を用いて研磨・洗浄・乾燥の一例操作（工程）を行った実施例について説明する。
【００９０】
メディア（同前）12Ｌ及び研磨液（コンパウンド（同前）50ｍL＋水10Ｌ）にワークとしてチェーンプレート3Ｌを入れて、ストック方式で、スケール除去とエッジ部の丸み付けのための研磨（加工）を90分間行った。
【００９１】
研磨（加工）終了後、開閉弁を開いて研磨槽内の水を排出し、研磨槽内を水洗するためバルブを閉じて約10Ｌ水を入れ、15秒間回転盤を回して水洗した後、再び開閉弁を開いて研磨槽内の水を排出した。さらに、防錆用コンパウンド溶液300ｍＬを加え、約20秒間、マスを流動させれば、研磨槽内の水やコンパウンド溶液の大半は排出されるが、このままではメディアやワークの接触している部分にはかなりの量の水が保持されている。
【００９２】
そこで再び回転盤を約15秒間回し、マスに遠心力を与えて研磨槽内に残った水を回転盤と固定槽の間の摺接部から槽外に排出し、所謂水切り操作を行った。
【００９３】
水切り操作の後、研磨槽上部を蓋で覆い、その中心部に直径60ｍｍの開口部から60℃の温風（風量3.15ｍ3／min）を供給した。同時に集塵機を稼動して温風を集塵機のろ布を通過して排気することでワークとメディアを乾燥させた。このときの風量は供給より排気の方を多くするために、研磨槽上部の蓋には1部外気が吸入できるように開口しておく。乾燥操作中、マスは停止（静止）させた状態に保った。このとき完全に乾燥するに要した時間は20分間であった。
【００９４】
一方、乾燥操作として、マスは55秒間停止した後、5秒間回転盤を動かすことで流動させ、この操作を繰り返して乾燥させた結果、7分間で乾燥させることができた。同様にマスを115秒間停止して回転盤を5秒間回転したときの乾燥に要した時間は10分間、175秒間停止して５秒間回転したときの乾燥時間は12分間であった。
【００９５】
常時回しながら乾燥させればさらに乾燥時間は短縮できるが、この状態でマスを流動させることは、水を入れないで加工を行っていることと同じになり、メディアやワークの表面が目詰まり等で黒くなったり、ワークに打痕傷が入ったりワークが変形したりする恐れがあるため好ましくない。間欠的にマスを流動させるための回転時間は、5秒間にする必要はないが、可及的に短い時間とすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】汎用流動バレル研磨装置を使用しての従来及び本発明の、並びに、内筒式流動バレル研磨装置を使用しての本発明の各研磨方法を説明するためのモデル断面図である。
【図２】本発明の流動バレル研磨装置の一例を示す概略全体断面図である。
【図３】同じく、他の例を示す概略全体断面図である。
【図４】遠心バレル研磨装置の（遠心）研磨槽のタレット盤上の配置図（Ａ）、該配置図のＢ−Ｂ線断面図（Ｂ）、及び、取り外して外蓋を取り外した研磨槽の断面図（Ｃ）である。
【図５】遠心バレル研磨装置から取り外した研磨槽に使用する洗浄・乾燥装置の一例を示す概略断面図である。
【図６】振動バレル研磨装置において洗浄・乾燥装置を付設した一例を示す概略断面図である。
【図７】汎用流動バレル研磨装置を使用しての従来例１及び実施例１における研磨特性の試験結果を示すグラフ図である。
【図８】内筒式流動バレル研磨装置を使用しての従来例２及び実施例２における研磨特性の試験結果を示すグラフ図である。
【図９】図１０における温度変化測定試験において研磨開始時と研磨終了時の摺接隙間の測定位置を示す説明図である。
【図１０】汎用流動バレル研磨装置を使用しての従来例３及び実施例３における運転時間とウレタン部及び研磨槽内の温度変化の関係を測定した試験結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００９７】
１２    流動バレル研磨装置本体
１４    液体供給装置（液体供給手段）
１６    気体供給装置（気体供給手段）
１８    流体排出装置（液体・気体排出手段）
２２    研磨槽（固定槽）
２２ａ  研磨槽の液体供給口
２２ｂ  研磨槽の気体供給口
２２ｃ  研磨槽の流体排出口
２４    回転盤
２４ａ    液抜き蓋
３２    研磨液タンク
３２Ａ    洗浄液タンク（水タンク）
３６    液体供給ポンプ
３８    気体輸送機
４０    気体供給配管
４２    流体排出配管
４２ａ    流体排出配管の元管部
４２ｂ    流体排出配管の分岐管部（排液系）
４２ｃ    流体排出配管の分岐管部（排気系）
４４    減圧吸引装置（集塵装置）
４６    流体排出配管の開閉弁
４８    流体排出配管の排液・排気切替弁
５０    減圧ポンプ
５２    バグフィルター
５６    溢流口
Ｍ    マス
ｗ    ワーク（加工部品）
ｍ    メディア
【図１】
2009012085.tif 000005
【図２】
2009012085.tif 000006
【図３】
2009012085.tif 000007
【図４】
2009012085.tif 000008
【図５】
2009012085.tif 000009
【図６】
2009012085.tif 000010
【図７】
2009012085.tif 000011
【図８】
2009012085.tif 000012
【図９】
2009012085.tif 000013
【図１０】
2009012085.tif 000014