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振動磁気研磨方法及び装置並びに工具 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P110005217
整理番号 P05-033
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2006-083917
公開番号 特開2007-253303
登録番号 特許第4423425号
出願日 平成18年3月24日(2006.3.24)
公開日 平成19年10月4日(2007.10.4)
登録日 平成21年12月18日(2009.12.18)
発明者
  • 進村 武男
  • 鄒 艶華
出願人
  • 国立大学法人宇都宮大学
発明の名称 振動磁気研磨方法及び装置並びに工具 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】細長くて狭い円管内面やスリットの内面等の精密仕上げ、精密内バリ取りを可能とする新規な研磨方法を提供する。
【解決手段】筒状あるいは溝状の被加工物(3)の内面を研磨する方法であって、当該被加工物の内部に永久磁石を挿入してこれを加工工具(1)となし、さらに、この加工工具の両側に、それぞれ別の磁石(2a、2b)を、当該加工工具となる永久磁石の磁極に対して、同極の磁極がそれぞれ対向するように離間配置して、前記加工工具とこれら両側部の磁石との間に磁気反発力による磁気ばねを構成させ、一方、前記磁石工具に外部より変動磁場を印加させることにより、磁気力を利用して加工工具を振動させ、被加工物内面上を摺接させて研磨を行うことを特徴とする振動磁気研磨方法により上記課題を解決した。
【選択図】図4

従来技術、競合技術の概要


例えば、細管(内径0.2~1mm、長さ100~2000mm)、キャピラリー(毛細管:内径0.05~0.2mm、長さ100~200mm)の内面、あるいは、スリット幅0.2~1mm、長さ10~30mmの櫛歯状スリット等の内面を鏡面仕上げする、あるいは、内面に生じた微細なバリを除去する社会的要望は非常に多い。



とくに、最近の精密部品の微細化・複雑化、形状の多様化に伴い、この種の加工技術の開発が高く望まれているところである。



ところで、一般の機械加工では困難な部品の研磨、例えば、複雑形状を有する部品の表面、工具が入らない穴の内面、工具が届かない管の内面等の研磨等を行うことのできる方法として、磁場の作用を取り込んだ精密加工技術である「磁気援用加工法(磁気研磨法)」が知られている(例えば、特許文献1参照)。



この加工法においては、磁力線を媒介にして磁性砥粒や磁性粒子に加工力と運動力を与えて精密な表面加工を実現するものである。磁力線を媒介にする意味は、X線の物体透過現象と同じく、磁力線が非磁性体を透過する現象に着目した技術であり、従来の機械加工では困難な部品の研磨を可能とすることができる。



例えば、円管内面を磁気研磨法により研磨する場合、磁性砥粒を永久磁石で円管内面に引きつけながら回転させて内面を精密に仕上げる。この研磨法は実用化され、半導体製造産業で応用されている。



しかし、例えば、円管の内径が1mm程度以下になると加工域の円管内部の磁場は局部的に集中しないため磁気力が低くなり、研磨圧力が著しく低下するとともに、回転磁石に対して磁性粒子は追従回転せず、研磨不能になり、上述したような細菅等の内面の研磨技術としては、その応用が困難であった。



なお、本出願人が行った先行技術調査の結果では、後述するような本発明に係る振動磁気研磨方法に関連する先行文献等は存在しないものであった。

【特許文献1】特開2002-192453号公報

産業上の利用分野


本発明は、振動磁気研磨方法及び装置並びに工具に関するものである。詳しく述べると、本発明は、永久磁石を研磨工具として利用し、これに規則的な振動を与えて、研磨処理を行う新規な研磨方法及び装置ならびに工具に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
筒状あるいは溝状の被加工物の内面を研磨する方法であって、当該被加工物の内部に永久磁石を挿入してこれを加工工具となし、さらに、この加工工具の両側に、それぞれ別の磁石を、当該加工工具となる永久磁石の磁極に対して、同極の磁極がそれぞれ対向するように離間配置して、前記加工工具とこれら両側部の磁石との間に磁気反発力による磁気ばねを構成させ、一方、前記加工工具に外部より変動磁場を印加させることにより、磁気力を利用して加工工具を振動させ、被加工物内面上を摺接させて研磨を行い、前記変動磁場は、電磁コイルを用い、これに周期的に変動する電流を印加して形成されるものであり、
前記周期的に変動する電流が交流電流波形を有するものであり、これにより電磁コイルが交番磁場を形成するものである、
又は、
前記周期的に変動する電流が、半波整流波形ないしパルス波形を有し、これにより電磁コイルが断続的な磁場を形成するものである、
ことを特徴とする振動磁気研磨方法。

【請求項2】
筒状あるいは溝状の被加工物の内面を研磨する方法であって、当該被加工物の内部に永久磁石を挿入してこれを加工工具となし、さらに、この加工工具の両側に、それぞれ別の磁石を、当該加工工具となる永久磁石の磁極に対して、同極の磁極がそれぞれ対向するように離間配置して、前記加工工具とこれら両側部の磁石との間に磁気反発力による磁気ばねを構成させ、一方、前記加工工具に外部より変動磁場を印加させることにより、磁気力を利用して加工工具を振動させ、被加工物内面上を摺接させて研磨を行い、前記変動磁場は、永久磁石を機械的に運動させることによって形成されるものである、ことを特徴とする振動磁気研磨方法。

【請求項3】
前記加工工具は、1つの永久磁石により構成されているものである請求項1又は2に記載の振動磁気研磨方法。

【請求項4】
前記加工工具は、2ないしそれ以上の永久磁石により構成され、これらの永久磁石は、互いに同極の磁極がそれぞれ対向するようにして離間配置され、これらの永久磁石間に磁気反発力による磁気ばねが形成されているものである請求項1又は2に記載の振動磁気研磨方法。

【請求項5】
内径1mm以下の非磁性円管内面あるいは幅1mm以下のスリット内面等の研磨に用いられるものである請求項1~のいずれか1つに記載の振動磁気研磨方法。

【請求項6】
筒状あるいは溝状の被加工物の内面を研磨する研磨装置であって、当該被加工物の内部に挿入され加工工具として機能する永久磁石と、この加工工具の両側に配置される別の磁石であって、当該加工工具となる永久磁石の磁極に対して同極の磁極がそれぞれ対向するように離間配置され、前記加工工具との間における磁気反発力により磁気ばねを構成するよう機能する端部磁石と、前記加工工具に変動磁場を印加する変動磁場形成部とを有し、磁気力を利用して加工工具を振動させ、被加工物内面を研磨し、前記端部磁石が非磁性材棒の両端に固定され、その間に配される加工工具となる永久磁石がこの非磁性材棒をガイドとして摺動するように構成されてなるものである、ことを特徴とする振動磁気研磨装置。

【請求項7】
前記加工工具は、1つの永久磁石により構成されているものである請求項に記載の振動磁気研磨装置。

【請求項8】
前記加工工具は、2ないしそれ以上の永久磁石により構成され、これらの永久磁石は、互いに同極の磁極がそれぞれ対向するようにして離間配置され、これらの永久磁石間に磁気反発力による磁気ばねが形成されているものである請求項に記載の振動磁気研磨装置。

【請求項9】
前記変動磁場形成部が、周期的に変動する電流を供給される電磁コイルを有するものである請求項6~8のいずれか1つに記載の振動磁気研磨装置。

【請求項10】
前記変動磁場形成部は、機械的に運動させる永久磁石を有するものである請求項6~8のいずれか1つに記載の振動磁気研磨装置。

【請求項11】
請求項1~のいずれか1つに記載の振動磁気研磨方法において用いられることを特徴とする永久磁石からなる加工工具。

【請求項12】
筒状あるいは溝状の被加工物の内面の研磨の度合いに応じた、形状を有する、あるいは研磨剤を表面に有することを特徴とする請求項11に記載の加工工具。
産業区分
  • 切削
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006083917thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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