JP2002192453A - 磁気援用加工方法およびその装置 - Google Patents
磁気援用加工方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡素な構造により、３次元的なランダムな工
具挙動を実現するとともに、清浄で発塵の虞れのない容
器内での研磨を可能にした低コストな磁気援用加工方法
およびその装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 容器３外からの磁力駆動により、密閉状
の非磁性体の容器３内に収容されたいずれか一方が磁性
の工作物４と工具５との間に相対運動を発生させて工具
５を工作物４表面に衝接せしめ、該工作物４における表
面仕上げまたはエッジの仕上げ、あるいは表面硬化加工
を行うことを特徴とするもので、一方が磁性の工作物４
と工具５との間の相対運動による工作物４の仕上げ研磨
が、密閉状の非磁性体の容器３外からの磁力駆動により
行えるので、研磨粉等が外部に飛散することなく清浄な
研磨作業が行える。しかも、前記相対運動が３次元方向
である場合は、工作物４と工具５とのよりランダムな相
対運動による衝接によって研磨が促進される。
具挙動を実現するとともに、清浄で発塵の虞れのない容
器内での研磨を可能にした低コストな磁気援用加工方法
およびその装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 容器３外からの磁力駆動により、密閉状
の非磁性体の容器３内に収容されたいずれか一方が磁性
の工作物４と工具５との間に相対運動を発生させて工具
５を工作物４表面に衝接せしめ、該工作物４における表
面仕上げまたはエッジの仕上げ、あるいは表面硬化加工
を行うことを特徴とするもので、一方が磁性の工作物４
と工具５との間の相対運動による工作物４の仕上げ研磨
が、密閉状の非磁性体の容器３外からの磁力駆動により
行えるので、研磨粉等が外部に飛散することなく清浄な
研磨作業が行える。しかも、前記相対運動が３次元方向
である場合は、工作物４と工具５とのよりランダムな相
対運動による衝接によって研磨が促進される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ関連
部品等の各種機能性精密部品、非磁性体あるいは磁性体
工作物の細部、内面、表面仕上げおよびエッジ部のバリ
取り仕上げあるいは表面層の硬化、圧縮応力の残留によ
る曲げ疲労強度の向上が図れる磁気援用加工方法および
その装置に関する。
部品等の各種機能性精密部品、非磁性体あるいは磁性体
工作物の細部、内面、表面仕上げおよびエッジ部のバリ
取り仕上げあるいは表面層の硬化、圧縮応力の残留によ
る曲げ疲労強度の向上が図れる磁気援用加工方法および
その装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンピュータ関連部品等の各種機
能性精密部品は、小型化・高集積化に伴い、その構成部
品の小型化、複雑化、緻密化が進行し、既存の加工技術
では対応が困難となってきており、面精度や形状精度の
みならず表面性状についても制御できる新しい加工技術
の開発が求められている。また、これらの機能性精密部
品にあっては加工による残留砥粒を極度に嫌うものもあ
る。近年では、残留砥粒の洗浄工程によって生じた廃棄
物の処理に課題を残し、環境問題の観点からも好ましい
ものではない。そのようなことから、近年では本件発明
者らが開発してきた磁気研磨あるいは磁気を援用した加
工方法が注目されている。本件発明者以外による磁気研
磨加工方法も開発提案されており、図５および図６にそ
れらを例示する。
能性精密部品は、小型化・高集積化に伴い、その構成部
品の小型化、複雑化、緻密化が進行し、既存の加工技術
では対応が困難となってきており、面精度や形状精度の
みならず表面性状についても制御できる新しい加工技術
の開発が求められている。また、これらの機能性精密部
品にあっては加工による残留砥粒を極度に嫌うものもあ
る。近年では、残留砥粒の洗浄工程によって生じた廃棄
物の処理に課題を残し、環境問題の観点からも好ましい
ものではない。そのようなことから、近年では本件発明
者らが開発してきた磁気研磨あるいは磁気を援用した加
工方法が注目されている。本件発明者以外による磁気研
磨加工方法も開発提案されており、図５および図６にそ
れらを例示する。
【０００３】図５は、非磁性管の内面を磁性の研磨材を
磁力駆動することで研磨するように構成した特開平５−
３３７８１３号公報に開示されたものである。これを簡
単に説明すると、非磁性管１０１の周囲を回転する回転
リング１２１に案内孔１２１ａを穿設してマグネット１
２３Ａ、１２３Ｂを取り付け、非磁性管１０１はモータ
駆動により自転するとともに、圧電バイレータによる高
周波振動が重畳されたリンク機構により往復動（図面に
垂直な方向）が可能に構成されている。かくして、回転
リング１２１の回転速度と非磁性管１０１の回転速度と
の相対回転制御、および非磁性管１０１の軸動により、
非磁性管１０１内に収容された磁性体工具によって非磁
性管１０１の内面を研磨するように構成したものであ
る。
磁力駆動することで研磨するように構成した特開平５−
３３７８１３号公報に開示されたものである。これを簡
単に説明すると、非磁性管１０１の周囲を回転する回転
リング１２１に案内孔１２１ａを穿設してマグネット１
２３Ａ、１２３Ｂを取り付け、非磁性管１０１はモータ
駆動により自転するとともに、圧電バイレータによる高
周波振動が重畳されたリンク機構により往復動（図面に
垂直な方向）が可能に構成されている。かくして、回転
リング１２１の回転速度と非磁性管１０１の回転速度と
の相対回転制御、および非磁性管１０１の軸動により、
非磁性管１０１内に収容された磁性体工具によって非磁
性管１０１の内面を研磨するように構成したものであ
る。
【０００４】図６は、交流による変動磁場によって容器
内に収容した部品を研磨するように構成した特開平８−
４７８５３号公報に開示されたバレル研磨機である。こ
れを簡単に説明すると、容器２０４の外部底面と側面に
巻線２０７が巻かれた鉄心２０８を配置し、それらの巻
線２０７に電流を流すことで、回転磁場を容器２０４内
に発生させる。その磁場によって、容器２０４内の磁性
を有するメディア２０１に電磁力を与え、メディア２０
１を移動させる。そして、容器２０４内の部品２０２と
の相対運動によって部品２０２を研磨するものである。
内に収容した部品を研磨するように構成した特開平８−
４７８５３号公報に開示されたバレル研磨機である。こ
れを簡単に説明すると、容器２０４の外部底面と側面に
巻線２０７が巻かれた鉄心２０８を配置し、それらの巻
線２０７に電流を流すことで、回転磁場を容器２０４内
に発生させる。その磁場によって、容器２０４内の磁性
を有するメディア２０１に電磁力を与え、メディア２０
１を移動させる。そして、容器２０４内の部品２０２と
の相対運動によって部品２０２を研磨するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の磁気研磨加工方法にあって、前記図５の第１従来例の
ものでは、非磁性管１０１に対してマグネット１２３
Ａ、１２３Ｂが回転方向および軸方向の３次元にて相対
移動して効率よく非磁性管１０１の内面を研磨すること
が可能となったものの、非磁性管１０１の内面のみの研
磨に限られる他、制御構造が複雑で装置が肥大化してコ
ストアップを招いた。また、前記図６の第２従来例のも
のでは、容器２０４内に収容した部品２０２とメディア
２０１とに回転磁場等の変動磁場を作用させ、相対運動
によって部品２０２を研磨することが可能となったもの
の、回転磁場等の変動磁場を与えるための巻線２０７や
鉄心２０８を容器２０４の外部底面や側面に配設する必
要があり、膨大な巻線を必要として製造に手間を要して
コストアップを招く他、回転磁場を発生させる制御が複
雑となることは避けられなかった。
の磁気研磨加工方法にあって、前記図５の第１従来例の
ものでは、非磁性管１０１に対してマグネット１２３
Ａ、１２３Ｂが回転方向および軸方向の３次元にて相対
移動して効率よく非磁性管１０１の内面を研磨すること
が可能となったものの、非磁性管１０１の内面のみの研
磨に限られる他、制御構造が複雑で装置が肥大化してコ
ストアップを招いた。また、前記図６の第２従来例のも
のでは、容器２０４内に収容した部品２０２とメディア
２０１とに回転磁場等の変動磁場を作用させ、相対運動
によって部品２０２を研磨することが可能となったもの
の、回転磁場等の変動磁場を与えるための巻線２０７や
鉄心２０８を容器２０４の外部底面や側面に配設する必
要があり、膨大な巻線を必要として製造に手間を要して
コストアップを招く他、回転磁場を発生させる制御が複
雑となることは避けられなかった。
【０００６】そこで、本発明では、簡素な構造により、
３次元的なランダムな工具挙動を実現するとともに、清
浄で発塵の虞れのない容器内での研磨を可能にした低コ
ストな磁気援用加工方法およびその装置を提供すること
を目的とする。
３次元的なランダムな工具挙動を実現するとともに、清
浄で発塵の虞れのない容器内での研磨を可能にした低コ
ストな磁気援用加工方法およびその装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため第１の発明は、
容器外からの磁力駆動により、密閉状の非磁性体の容器
内に収容されたいずれか一方が磁性の工作物と工具との
間に相対運動を発生させて工具を工作物表面に衝接せし
め、該工作物における表面仕上げまたはエッジの仕上
げ、あるいは表面硬化加工を行うことを特徴とする。ま
た本発明は、前記相対運動が３次元方向であることを特
徴とする。また第２の発明は、いずれか一方が磁性の工
作物と工具とが収容された密閉状の非磁性体の容器と、
該容器に対向して設置された少なくとも１個の磁石を有
する回転テーブルとを対向させて配置したことを特徴と
する。また本発明は、前記磁石が回転テーブル上にて配
置換え自在に構成したことを特徴とする。また本発明
は、前記磁石が永久磁石あるいは電磁コイルもしくはこ
れらの組合せから構成したことを特徴とする。また本発
明は、前記工作物を非磁性体とし、該工作物を容器内に
て固定可能に構成したことを特徴とする。また本発明
は、前記磁石による磁場を回転テーブルの回転数あるい
は電磁石への通電周波数変動により制御することを特徴
とする。また本発明は、前記工具として形状異方性、磁
気異方性あるいはボール状工具を、順次あるいは適宜に
組み合わせて用いたことを特徴とする。また本発明は、
前記工具として、磁性工具を樹脂等の非磁性材料にてコ
ーティングするか、あるいは非磁性工具を磁性材料にて
コーティングして構成したことを特徴とする。また本発
明は、前記容器内に油等の液状潤滑剤を封入して湿式研
磨がなされるように構成したことを特徴とするもので、
これらを課題解決のための手段とするものである。
容器外からの磁力駆動により、密閉状の非磁性体の容器
内に収容されたいずれか一方が磁性の工作物と工具との
間に相対運動を発生させて工具を工作物表面に衝接せし
め、該工作物における表面仕上げまたはエッジの仕上
げ、あるいは表面硬化加工を行うことを特徴とする。ま
た本発明は、前記相対運動が３次元方向であることを特
徴とする。また第２の発明は、いずれか一方が磁性の工
作物と工具とが収容された密閉状の非磁性体の容器と、
該容器に対向して設置された少なくとも１個の磁石を有
する回転テーブルとを対向させて配置したことを特徴と
する。また本発明は、前記磁石が回転テーブル上にて配
置換え自在に構成したことを特徴とする。また本発明
は、前記磁石が永久磁石あるいは電磁コイルもしくはこ
れらの組合せから構成したことを特徴とする。また本発
明は、前記工作物を非磁性体とし、該工作物を容器内に
て固定可能に構成したことを特徴とする。また本発明
は、前記磁石による磁場を回転テーブルの回転数あるい
は電磁石への通電周波数変動により制御することを特徴
とする。また本発明は、前記工具として形状異方性、磁
気異方性あるいはボール状工具を、順次あるいは適宜に
組み合わせて用いたことを特徴とする。また本発明は、
前記工具として、磁性工具を樹脂等の非磁性材料にてコ
ーティングするか、あるいは非磁性工具を磁性材料にて
コーティングして構成したことを特徴とする。また本発
明は、前記容器内に油等の液状潤滑剤を封入して湿式研
磨がなされるように構成したことを特徴とするもので、
これらを課題解決のための手段とするものである。
【０００８】
【実施の形態】以下、本発明の磁気援用加工方法および
その装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１
および図２は本発明の磁気援用加工方法およびその装置
の第１実施の形態を示すもので、図１は本発明の磁気援
用加工方法の加工原理図、図２は本発明の磁気援用加工
装置の概略斜視図である。本発明の磁気援用加工方法
は、図１に示すように、容器３外からの磁力駆動（ヨー
ク６により接続されたＮ、Ｓ磁極７から構成された磁石
２の回転磁場変動に伴う）により、密閉状の非磁性体の
容器３内に収容されたいずれか一方（図示の例では工具
５が磁性）が磁性の工作物４と工具５との間に相対運動
を発生させて工具５を工作物４表面に衝接せしめ、該工
作物４における表面仕上げまたはエッジの仕上げ、ある
いは表面硬化加工を行うことを特徴とする。
その装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１
および図２は本発明の磁気援用加工方法およびその装置
の第１実施の形態を示すもので、図１は本発明の磁気援
用加工方法の加工原理図、図２は本発明の磁気援用加工
装置の概略斜視図である。本発明の磁気援用加工方法
は、図１に示すように、容器３外からの磁力駆動（ヨー
ク６により接続されたＮ、Ｓ磁極７から構成された磁石
２の回転磁場変動に伴う）により、密閉状の非磁性体の
容器３内に収容されたいずれか一方（図示の例では工具
５が磁性）が磁性の工作物４と工具５との間に相対運動
を発生させて工具５を工作物４表面に衝接せしめ、該工
作物４における表面仕上げまたはエッジの仕上げ、ある
いは表面硬化加工を行うことを特徴とする。
【０００９】磁気援用加工装置の第１実施の形態を図２
に示す。いずれか一方が磁性の工作物４と工具５とが収
容された密閉状の非磁性体の容器３と、該容器３に対向
して設置（図示の例では下方に近接して）された少なく
とも１個の、図示の例では２組の磁石２Ａ、２Ｂと２
Ｃ、２Ｄを有する回転テーブル１とを対向させて配置し
たものである。前記工具５として形状異方性（対称的で
ないもの）、磁気異方性あるいはボール状工具を、順次
あるいは適宜に組み合わせて用いることができる。ま
た、磁性工具５を樹脂等の非磁性材料にてコーティング
するか、あるいは非磁性工具５を磁性材料にてコーティ
ングして構成することもできる。さらに、工作物４を非
磁性体とした場合、該工作物４を容器内にて適宜の把持
装置によって固定可能に構成してもよい。
に示す。いずれか一方が磁性の工作物４と工具５とが収
容された密閉状の非磁性体の容器３と、該容器３に対向
して設置（図示の例では下方に近接して）された少なく
とも１個の、図示の例では２組の磁石２Ａ、２Ｂと２
Ｃ、２Ｄを有する回転テーブル１とを対向させて配置し
たものである。前記工具５として形状異方性（対称的で
ないもの）、磁気異方性あるいはボール状工具を、順次
あるいは適宜に組み合わせて用いることができる。ま
た、磁性工具５を樹脂等の非磁性材料にてコーティング
するか、あるいは非磁性工具５を磁性材料にてコーティ
ングして構成することもできる。さらに、工作物４を非
磁性体とした場合、該工作物４を容器内にて適宜の把持
装置によって固定可能に構成してもよい。
【００１０】前記回転テーブル１上に設置された２組の
磁石２Ａ、２Ｂと２Ｃ、２Ｄは配置換え自在に構成され
ており、これらの磁石２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを各別
に、回転テーブル１上に形成された多数の取付孔に選択
的に取り付けるか、放射方向に形成されたレールや溝上
をスライドさせて任意位置に固定することによって、回
転テーブル１の回転時に前記容器３内に収容された工作
物４および工具５に対してランダムな磁場を与えること
ができるように構成される。回転テーブル１の回転時
に、少なくとも１個の、図示の例では２組の磁石２Ａ、
２Ｂと２Ｃ、２Ｄが配設されていることにより、例えば
磁性工具５群が容器３内にて対をなして分離しつつ工作
物４に対してランダムに衝接する。しかも、これらの磁
石２Ａ、２Ｂと２Ｃ、２Ｄは容器３の下方に近接配置さ
れていることによって、工作物４と衝接して磁場から脱
落した磁性工具５群は吸引、反発を繰り返して軸方向に
もランダムな挙動を示す。つまり、工作物４と工具５と
の相対運動が３次元方向となる。容器３は軸方向の位置
を調整可能（回転テーブル１を上下に調整するようにし
てもよい）で、回転テーブル１上の磁石２Ａ、２Ｂ、２
Ｃ、２Ｄに対する工作物４および工具５の軸方向距離を
設定して磁場の磁気力が調整される。
磁石２Ａ、２Ｂと２Ｃ、２Ｄは配置換え自在に構成され
ており、これらの磁石２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを各別
に、回転テーブル１上に形成された多数の取付孔に選択
的に取り付けるか、放射方向に形成されたレールや溝上
をスライドさせて任意位置に固定することによって、回
転テーブル１の回転時に前記容器３内に収容された工作
物４および工具５に対してランダムな磁場を与えること
ができるように構成される。回転テーブル１の回転時
に、少なくとも１個の、図示の例では２組の磁石２Ａ、
２Ｂと２Ｃ、２Ｄが配設されていることにより、例えば
磁性工具５群が容器３内にて対をなして分離しつつ工作
物４に対してランダムに衝接する。しかも、これらの磁
石２Ａ、２Ｂと２Ｃ、２Ｄは容器３の下方に近接配置さ
れていることによって、工作物４と衝接して磁場から脱
落した磁性工具５群は吸引、反発を繰り返して軸方向に
もランダムな挙動を示す。つまり、工作物４と工具５と
の相対運動が３次元方向となる。容器３は軸方向の位置
を調整可能（回転テーブル１を上下に調整するようにし
てもよい）で、回転テーブル１上の磁石２Ａ、２Ｂ、２
Ｃ、２Ｄに対する工作物４および工具５の軸方向距離を
設定して磁場の磁気力が調整される。
【００１１】回転テーブル１に設置される磁石２Ａ、２
Ｂ、２Ｃ、２Ｄは永久磁石あるいは電磁コイルもしくは
これらの組合せから構成され、電磁コイルが採用される
場合は静止部から容器３の近傍まで延設配設された電磁
コイルの簡単な電流制御により磁力を発生させることが
できる。永久磁石による磁力は回転テーブルの回転数に
より制御され、電磁コイルからなる電磁石による磁力は
電磁コイルへの通電周波数変動により制御される。必要
に応じて、容器３側の軸と回転テーブル１における回転
軸とを交差構成することもできる。すなわち回転テーブ
ル１または容器３を傾斜させることで、容器３内の工具
４と回転中の磁石２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄとの距離を順
次変更させることもできる。回転中に傾斜角度をランダ
ムに変更すれば、さらに、工具５と工作物４との間の相
対位置にランダムな挙動を与えることができる。
Ｂ、２Ｃ、２Ｄは永久磁石あるいは電磁コイルもしくは
これらの組合せから構成され、電磁コイルが採用される
場合は静止部から容器３の近傍まで延設配設された電磁
コイルの簡単な電流制御により磁力を発生させることが
できる。永久磁石による磁力は回転テーブルの回転数に
より制御され、電磁コイルからなる電磁石による磁力は
電磁コイルへの通電周波数変動により制御される。必要
に応じて、容器３側の軸と回転テーブル１における回転
軸とを交差構成することもできる。すなわち回転テーブ
ル１または容器３を傾斜させることで、容器３内の工具
４と回転中の磁石２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄとの距離を順
次変更させることもできる。回転中に傾斜角度をランダ
ムに変更すれば、さらに、工具５と工作物４との間の相
対位置にランダムな挙動を与えることができる。
【００１２】図３は本発明の磁気援用加工装置の第２実
施の形態を示すもので、工作物４および工具５に対する
磁石２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの位置の調整の自由度を向
上させるもので、回転テーブル１の中心に貫通孔１Ａが
穿設されている。このように構成したことによって、工
作物４および工具５に対する各磁石２の軸方向位置の調
整が、容器３の外周部にまで及んで調整の自由度が向上
する。本実施の形態のものも各磁石２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、
２Ｄの径方向の位置の調整が可能に構成されることは言
うまでもない。また、図２および図３に図示の装置自体
を９０°回転させた状態すなわち容器３および回転テー
ブル１の軸を略水平状に設置（図１がこれに当たる。）
することにより、容器３の円筒面が上下に配置された加
工形態を採用することもできる。
施の形態を示すもので、工作物４および工具５に対する
磁石２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの位置の調整の自由度を向
上させるもので、回転テーブル１の中心に貫通孔１Ａが
穿設されている。このように構成したことによって、工
作物４および工具５に対する各磁石２の軸方向位置の調
整が、容器３の外周部にまで及んで調整の自由度が向上
する。本実施の形態のものも各磁石２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、
２Ｄの径方向の位置の調整が可能に構成されることは言
うまでもない。また、図２および図３に図示の装置自体
を９０°回転させた状態すなわち容器３および回転テー
ブル１の軸を略水平状に設置（図１がこれに当たる。）
することにより、容器３の円筒面が上下に配置された加
工形態を採用することもできる。
【００１３】前記加工原理に基づく加工装置によって加
工実験を行った。回転テーブル１はアルミニウム合金等
の非磁性材料にて構成し、磁石２として１８×１２×１
０ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ希土類永久磁石を円周上等分に
４個の２組設置した。磁性工具５としてＳＵＳ３０４ス
テンレス鋼ピン（φ１×５ｍｍ）を７０ｇ、工作物４と
してＡ２０１７アルミニウム合金円板（φ１０×１．５
ｍｍ）の中心に直径３ｍｍのドリル加工したものを準備
した。容器３と磁石２とのオフセット量１５ｍｍ、回転
テーブル１の回転速度１分間１５００回転にて１０分間
の加工を行った。その結果を示したものが図４である。
これにより、加工前において見られた工作物４のドリル
加工した際のバリは完全に除去されていることが解る。
また、図示はしていないが、工作物４の表面について
も、加工前の６．８μｍＲｙから４．４μｍＲｙに平滑
化され、表面硬度が１４８ＨＶから１６８ＨＶに上昇し
たことが確認されている。
工実験を行った。回転テーブル１はアルミニウム合金等
の非磁性材料にて構成し、磁石２として１８×１２×１
０ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ希土類永久磁石を円周上等分に
４個の２組設置した。磁性工具５としてＳＵＳ３０４ス
テンレス鋼ピン（φ１×５ｍｍ）を７０ｇ、工作物４と
してＡ２０１７アルミニウム合金円板（φ１０×１．５
ｍｍ）の中心に直径３ｍｍのドリル加工したものを準備
した。容器３と磁石２とのオフセット量１５ｍｍ、回転
テーブル１の回転速度１分間１５００回転にて１０分間
の加工を行った。その結果を示したものが図４である。
これにより、加工前において見られた工作物４のドリル
加工した際のバリは完全に除去されていることが解る。
また、図示はしていないが、工作物４の表面について
も、加工前の６．８μｍＲｙから４．４μｍＲｙに平滑
化され、表面硬度が１４８ＨＶから１６８ＨＶに上昇し
たことが確認されている。
【００１４】以上、本発明の実施の形態について説明し
てきたが、本発明の趣旨の範囲内で、回転テーブルの形
状、材質およびその回転駆動形態（駆動源は電動のみな
らず油圧、空気圧でもよいし、工具挙動をより活発にす
るためパルスモータによる非等速回転や回転方向制御が
なされてもよい）、回転テーブルに設置される磁石の数
およびその磁極の配列形態（Ｓ、Ｎ極の配列の他、永久
磁石の配設と電磁石の通電制御との併用）、磁石の磁場
の変動制御形態（永久磁石および電磁石が設置された回
転テーブルの回転数制御による周波数変動により磁場を
変動制御したり、電磁石が設置された場合は、回転数制
御に優先させて電磁石のランダムな電流制御により励磁
力を変動させて磁場をランダムに変動制御してもよ
い。）、容器の形状、材質、磁性工具の形状、材質、
数、非磁性工具の形状、材質、数、工作物の材質、容器
内での固定形態、工具の形状異方性あるいは磁気異方性
（磁力の大きさおよび方向を刻々変動させることで、見
かけ上の磁気的異方性を増長させることもできる）の付
与形態等については適宜選定できる。
てきたが、本発明の趣旨の範囲内で、回転テーブルの形
状、材質およびその回転駆動形態（駆動源は電動のみな
らず油圧、空気圧でもよいし、工具挙動をより活発にす
るためパルスモータによる非等速回転や回転方向制御が
なされてもよい）、回転テーブルに設置される磁石の数
およびその磁極の配列形態（Ｓ、Ｎ極の配列の他、永久
磁石の配設と電磁石の通電制御との併用）、磁石の磁場
の変動制御形態（永久磁石および電磁石が設置された回
転テーブルの回転数制御による周波数変動により磁場を
変動制御したり、電磁石が設置された場合は、回転数制
御に優先させて電磁石のランダムな電流制御により励磁
力を変動させて磁場をランダムに変動制御してもよ
い。）、容器の形状、材質、磁性工具の形状、材質、
数、非磁性工具の形状、材質、数、工作物の材質、容器
内での固定形態、工具の形状異方性あるいは磁気異方性
（磁力の大きさおよび方向を刻々変動させることで、見
かけ上の磁気的異方性を増長させることもできる）の付
与形態等については適宜選定できる。
【００１５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明で
は、容器外からの磁力駆動により、密閉状の非磁性体の
容器内に収容されたいずれか一方が磁性の工作物と工具
との間に相対運動を発生させて工具を工作物表面に衝接
せしめ、該工作物における表面仕上げまたはエッジの仕
上げ、あるいは表面硬化加工を行うことにより、一方が
磁性の工作物と工具との間の相対運動による工作物の仕
上げ研磨が、密閉状の非磁性体の容器外からの磁力駆動
により行えるので、研磨粉等が外部に飛散することなく
清浄な研磨作業が行える。しかも、前記相対運動が３次
元方向である場合は、工作物と工具とのよりランダムな
相対運動による衝接によって研磨が促進される。また、
作業終了後には、磁気の付与により工作物と工具とを容
易に分別できる。
は、容器外からの磁力駆動により、密閉状の非磁性体の
容器内に収容されたいずれか一方が磁性の工作物と工具
との間に相対運動を発生させて工具を工作物表面に衝接
せしめ、該工作物における表面仕上げまたはエッジの仕
上げ、あるいは表面硬化加工を行うことにより、一方が
磁性の工作物と工具との間の相対運動による工作物の仕
上げ研磨が、密閉状の非磁性体の容器外からの磁力駆動
により行えるので、研磨粉等が外部に飛散することなく
清浄な研磨作業が行える。しかも、前記相対運動が３次
元方向である場合は、工作物と工具とのよりランダムな
相対運動による衝接によって研磨が促進される。また、
作業終了後には、磁気の付与により工作物と工具とを容
易に分別できる。
【００１６】また、いずれか一方が磁性の工作物と工具
とが収容された密閉状の非磁性体の容器と、該容器に対
向して設置された少なくとも１個の磁石を有する回転テ
ーブルとを対向させて配置したことにより、簡素な構造
で低コストの装置により、例えば磁性工具群が容器内に
て対をなして分離しつつ工作物に対してランダムに衝接
しながら、磁場から脱落した後、吸引、反発を繰り返し
て軸方向にもランダムな挙動を示して、工作物と工具と
の３次元方向での相対運動を容易に得ることができる。
さらに、前記磁石が回転テーブル上にて配置換え自在に
構成した場合は、回転テーブルの回転時に前記容器内に
収容された工作物および工具に対してランダムな磁場を
与えることができる。さらにまた、前記磁石が永久磁石
あるいは電磁コイルもしくはこれらの組合せから構成し
た場合は、選択する磁石の設計の自由度が向上する他、
永久磁石における回転数制御による磁場変動制御に優先
させて電磁石の電流制御により励磁力を変動させて磁場
を変動制御させて、より精密な磁場制御も可能となる。
とが収容された密閉状の非磁性体の容器と、該容器に対
向して設置された少なくとも１個の磁石を有する回転テ
ーブルとを対向させて配置したことにより、簡素な構造
で低コストの装置により、例えば磁性工具群が容器内に
て対をなして分離しつつ工作物に対してランダムに衝接
しながら、磁場から脱落した後、吸引、反発を繰り返し
て軸方向にもランダムな挙動を示して、工作物と工具と
の３次元方向での相対運動を容易に得ることができる。
さらに、前記磁石が回転テーブル上にて配置換え自在に
構成した場合は、回転テーブルの回転時に前記容器内に
収容された工作物および工具に対してランダムな磁場を
与えることができる。さらにまた、前記磁石が永久磁石
あるいは電磁コイルもしくはこれらの組合せから構成し
た場合は、選択する磁石の設計の自由度が向上する他、
永久磁石における回転数制御による磁場変動制御に優先
させて電磁石の電流制御により励磁力を変動させて磁場
を変動制御させて、より精密な磁場制御も可能となる。
【００１７】また、前記工作物を非磁性体とし、該工作
物を容器内にて固定可能に構成した場合は、比較的大き
な工作物における表面仕上げ研磨作業にも適用できる。
さらに、前記磁石による磁場を回転テーブルの回転数あ
るいは電磁石への通電周波数変動により制御する場合
は、工作物および工具との関係に応じて磁場における磁
力を制御して研磨力を適正に制御することが可能とな
る。さらにまた、前記工具として形状異方性、磁気異方
性あるいはボール状工具を、順次あるいは適宜に組み合
わせて用いた場合は、工作物に対する工具の衝接挙動が
よりランダムとなって、研磨効率が向上する。しかも、
比較的大きな加工力の作用によって、表面層の硬化、圧
縮応力の残留による曲げ疲労強度の向上および平滑化も
図れる。また、前記工具として、磁性工具を樹脂等の非
磁性材料にてコーティングするか、あるいは非磁性工具
を磁性材料にてコーティングした場合は、採用すべき工
具の素材の幅が広がり、設計の自由度が向上するととも
に工作物加工面に対する影響を微妙に調整することも可
能となる。さらに、前記容器内に油等の液状潤滑剤を封
入して湿式研磨がなされるように構成した場合は、研磨
が円滑になされて散塵も抑制され、作業終了後の工具と
工作物との分離の手間を少なくできる。このように本発
明によれば、簡素な構造により、３次元的なランダムな
工具挙動を実現するとともに、清浄で発塵の虞れのない
容器内での研磨を可能にした低コストな磁気援用加工方
法およびその装置が提供される。
物を容器内にて固定可能に構成した場合は、比較的大き
な工作物における表面仕上げ研磨作業にも適用できる。
さらに、前記磁石による磁場を回転テーブルの回転数あ
るいは電磁石への通電周波数変動により制御する場合
は、工作物および工具との関係に応じて磁場における磁
力を制御して研磨力を適正に制御することが可能とな
る。さらにまた、前記工具として形状異方性、磁気異方
性あるいはボール状工具を、順次あるいは適宜に組み合
わせて用いた場合は、工作物に対する工具の衝接挙動が
よりランダムとなって、研磨効率が向上する。しかも、
比較的大きな加工力の作用によって、表面層の硬化、圧
縮応力の残留による曲げ疲労強度の向上および平滑化も
図れる。また、前記工具として、磁性工具を樹脂等の非
磁性材料にてコーティングするか、あるいは非磁性工具
を磁性材料にてコーティングした場合は、採用すべき工
具の素材の幅が広がり、設計の自由度が向上するととも
に工作物加工面に対する影響を微妙に調整することも可
能となる。さらに、前記容器内に油等の液状潤滑剤を封
入して湿式研磨がなされるように構成した場合は、研磨
が円滑になされて散塵も抑制され、作業終了後の工具と
工作物との分離の手間を少なくできる。このように本発
明によれば、簡素な構造により、３次元的なランダムな
工具挙動を実現するとともに、清浄で発塵の虞れのない
容器内での研磨を可能にした低コストな磁気援用加工方
法およびその装置が提供される。
【図１】本発明の磁気援用加工方法の加工原理図を示す
概略図である。
概略図である。
【図２】本発明の磁気援用加工装置の第１実施の形態を
示す概略斜視図である。
示す概略斜視図である。
【図３】本発明の磁気援用加工装置の第２実施の形態を
示す概略斜視図である。
示す概略斜視図である。
【図４】本発明の磁気援用加工装置による実験結果を示
す表面粗さの図である。
す表面粗さの図である。
【図５】第１従来例である非磁性管の内面研磨装置の横
断面図である。
断面図である。
【図６】第２従来例であるバレル研磨機の図である。
１ 回転テーブル ２ 磁石 ３ 容器 ４ 工作物 ５ 工具 ６ ヨーク ７ 磁極
Claims (10)
- 【請求項１】 容器外からの磁力駆動により、密閉状の
非磁性体の容器内に収容されたいずれか一方が磁性の工
作物と工具との間に相対運動を発生させて工具を工作物
表面に衝接せしめ、該工作物における表面仕上げまたは
エッジの仕上げ、あるいは表面硬化加工を行うことを特
徴とする磁気援用加工方法。 - 【請求項２】 前記相対運動が３次元方向であることを
特徴とする請求項２に記載の磁気援用加工方法。 - 【請求項３】 いずれか一方が磁性の工作物と工具とが
収容された密閉状の非磁性体の容器と、該容器に対向し
て設置された少なくとも１個の磁石を有する回転テーブ
ルとを対向させて配置したことを特徴とする磁気援用加
工装置。 - 【請求項４】 前記磁石が回転テーブル上にて配置換え
自在に構成したことを特徴とする請求項３に記載の磁気
援用加工装置。 - 【請求項５】 前記磁石が永久磁石あるいは電磁コイル
もしくはこれらの組合せから構成したことを特徴とする
請求項３または４に記載の磁気援用加工装置。 - 【請求項６】 前記工作物を非磁性体とし、該工作物を
容器内にて固定可能に構成したことを特徴とする請求項
３ないし５のいずれかに記載の磁気援用加工装置。 - 【請求項７】 前記磁石による磁場を回転テーブルの回
転数あるいは電磁石への通電周波数変動により制御する
ことを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載の
磁気援用加工装置。 - 【請求項８】 前記工具として形状異方性、磁気異方性
あるいはボール状工具を、順次あるいは適宜に組み合わ
せて用いたことを特徴とする請求項３ないし７のいずれ
かに記載の磁気援用加工装置。 - 【請求項９】 前記工具として、磁性工具を樹脂等の非
磁性材料にてコーティングするか、あるいは非磁性工具
を磁性材料にてコーティングして構成したことを特徴と
する請求項３ないし８のいずれかに記載の磁気援用加工
装置。 - 【請求項１０】 前記容器内に油等の液状潤滑剤を封入
して湿式研磨がなされるように構成したことを特徴とす
る請求項３ないし９のいずれかに記載の磁気援用加工装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000392156A JP2002192453A (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | 磁気援用加工方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000392156A JP2002192453A (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | 磁気援用加工方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002192453A true JP2002192453A (ja) | 2002-07-10 |
Family
ID=18858187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000392156A Pending JP2002192453A (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | 磁気援用加工方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002192453A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107457681A (zh) * | 2017-09-07 | 2017-12-12 | 河南工业大学 | 一种回转式磁流变抛光头装置及其抛光方法 |
| CN109249310A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-22 | 东莞市振亮五金科技有限公司 | 一种移相器自动循环去毛刺设备及其使用方法 |
| CN110905920A (zh) * | 2018-09-18 | 2020-03-24 | 北京亚之捷环保科技有限责任公司 | 一种适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置 |
| CN112454013A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-03-09 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种CuCr触头表面处理加工的辅助金属加工工艺 |
| CN115302394A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-11-08 | 深圳市恒永达科技股份有限公司 | 一种磁流体抛光专用设备 |
-
2000
- 2000-12-25 JP JP2000392156A patent/JP2002192453A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107457681A (zh) * | 2017-09-07 | 2017-12-12 | 河南工业大学 | 一种回转式磁流变抛光头装置及其抛光方法 |
| CN107457681B (zh) * | 2017-09-07 | 2023-10-27 | 河南工业大学 | 一种回转式磁流变抛光头装置及其抛光方法 |
| CN110905920A (zh) * | 2018-09-18 | 2020-03-24 | 北京亚之捷环保科技有限责任公司 | 一种适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置 |
| CN109249310A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-22 | 东莞市振亮五金科技有限公司 | 一种移相器自动循环去毛刺设备及其使用方法 |
| CN112454013A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-03-09 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种CuCr触头表面处理加工的辅助金属加工工艺 |
| CN115302394A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-11-08 | 深圳市恒永达科技股份有限公司 | 一种磁流体抛光专用设备 |
| CN115302394B (zh) * | 2022-06-27 | 2024-04-02 | 深圳市恒永达科技股份有限公司 | 一种磁流体抛光专用设备 |
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20051104 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051115 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060111 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061010 |