JP2000334644A - 内面研磨方法及び内面研磨用工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管状の被研磨物の内面の研磨を簡単な工具
で、確実に行う。 【解決手段】 管状の被研磨物３の内部に工具軸２を設
置する工程と、少なくとも被研磨物３の内面と工具軸２
の外面との間に帯電した超微粒子を有した研磨材６を供
給する工程と、被研磨物３の外方に配置された電極７お
よび工具軸２に電圧を印加する工程と、工具軸２を被研
磨物３の長手方向に移動させると共に回転させる工程と
を有する。超微粒子が工具軸２に付着して被研磨物３の
内面を研磨するため、簡単で確実に研磨できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液分析器に用い
る試薬分注用の部品としてのガラス管シリンダ、レーザ
ー光を透過させ検査を行うため被検体が内部に充填され
るガラス製の容器、金属管などの管或いは容器などの被
研磨物の内面を鏡面化する際に用いる内面研磨法及び内
面研磨用工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は上述した各種の被研磨物の内面を
研磨するため、実公平８−１８０８号公報に記載された
従来の研磨工具１０１を示す。研磨工具１０１はホーニ
ング加工で用いる拡張性を有した工具であり、曲がった
管内面を研磨するために用いられる。この研磨工具１０
１は、回転軸となる工具軸１０２に球形状の膨出部１０
４が設けられており、膨出部１０４の外周面には研磨面
１０３が形成されている。この工具１０１は膨出部１０
４の研磨面１０３を管内面に擦ることによって管内面の
研磨加工を行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す従来の研磨工具１０１では、研磨を行う膨出部１０
４を研磨する管の内面の寸法（内径寸法）に応じた形状
に予め成形する必要があり、管の内径寸法に対して、膨
出部の球形状の半径を予め設定して製作しなければなら
ない煩雑さを有している。しかも、従来の研磨工具１０
１では、管の断面形状が円形であることが前提となって
おり、キュペットのように管断面が四角形を有するワー
クに対応することが難しい問題を有している。

【０００４】また、管内径が非常に小さい場合は、膨出
部１０４を工具軸１０２に形成することが難しいばかり
でなく、工具軸１０２自体も細くなるため、研磨時の加
工抵抗力に耐え得るだけの強度を確保することができな
くなる。このことは、数ミリメートル以下の極細管の場
合に、特に顕著となっている。さらに膨出部１０４が研
磨加工に応じて摩耗するため、膨出部を形成するための
再製作を行う必要が生じる。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、管状の被研磨物の内径寸法に
適合するための研磨用工具の製作を不要にすると共に、
極細管であっても、その内面を確実に研磨でき、しかも
研磨に伴う工具の摩耗を生じることがなく、長期の使用
も可能な内面研磨方法及び内面研磨用工具を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の研磨方法は、管状の被研磨物の内
面を研磨する内面研磨方法において、上記被研磨物の内
部に工具軸を設置する工程と、少なくとも上記被研磨物
の内面と上記工具軸の外面との間に帯電した超微粒子を
有した研磨材を供給する工程と、上記被研磨物の外方に
配置された電極および上記工具軸に電圧を印加する工程
と、上記工具軸を上記被研磨物の長手方向に移動させる
工程と、を有することを特徴とする。

【０００７】この発明では、被研磨物の内部に工具軸を
挿入した状態に対し、帯電した超微粒子を有する研磨材
を供給し、電源手段から工具軸に超微粒子の極性とは逆
の極性の電荷を印加すると共に、被研磨物の外方の電極
に超微粒子と同じ極性の電荷を印加する。この印加によ
って超微粒子が極性の異なる工具軸に電気泳動して付着
する、いわゆる電気泳動現象に伴う超微粒子の付着が発
生する。そして、工具軸の周囲に付着した超微粒子によ
って、被研磨物の内面と工具軸との隙間が埋まった状態
になる。この状態で工具軸を長手方向に移動させること
により、微粒子が工具軸に引きずられ、同時に被研磨物
の内面を擦れるため、内面の研磨加工を行うことができ
る。

【０００８】従って、この発明では、工具軸を管状の被
研磨物の内径寸法に適合させる必要がなく、被研磨物が
極細管であっても、その内面を確実に研磨でき、しかも
研磨に伴う摩耗を生じることがなく、安定して長期間使
用することができる。

【０００９】請求項２の発明の内面研磨用工具は、管状
の被研磨物の内面を研磨する内面研磨用工具において、
上記被研磨物の内径よりも小さい外径を有した導電性
の工具軸と、この工具軸に一方の端子が接続される電源
手段と、この電源手段の他方の端子が接続され上記被研
磨物の外方に設置される電極と、を具備することを特徴
とする。

【００１０】この発明では、電源手段が工具軸及び被研
磨物の外方の電極に電荷を印加することにより、超微粒
子が電気泳動によって工具軸の周囲に付着する。このた
め、工具軸を長手方向に移動させることにより、被研磨
物の内面を研磨することができる。従って、工具軸を被
研磨物の内径寸法に適合させる必要がなく、しかも被研
磨物が極細管であっても、その内面を研磨することがで
き、摩耗もないため、長期間使用することができる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２記載の発明で
あって、上記工具軸の外面に弾性体からなる研磨シート
が貼り付けられていることを特徴とする。

【００１２】この発明では、研磨シートに超微粒子が回
り込んだり、剥離した超微粒子が研磨シート表面の凹凸
で捕獲されるため、確実な研磨を行うことができる。ま
た、研磨シートが弾性を有しているため、工具軸と被研
磨物との隙間に追従でき、良好な研磨が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態により具体的に説明する。なお、各実施の形態におい
て、同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。

【００１４】（実施の形態１）図１（ａ）、（ｂ）は本
発明の実施の形態１を示し、内面研磨用工具１は、被研
磨物となるガラスからなるシリンダ３の内径より細い外
径を有し、図示を省略したホーニング装置又はボール盤
の上軸に接続された工具軸２と、工具軸２に電圧を印加
する電源手段としての電源装置５と、研磨材６とを備え
ている。

【００１５】工具軸２はステンレス、真鍮、りん青銅な
どの導電性を有した材料によって成形されている。電源
装置５は直流電源からなり、一方の端子であるブラシ４
が工具軸２に接続されていると共に、他方の端子が電極
７に接続されている。この電源装置５は工具軸２にプラ
ス電荷を、電極７にマイナス電荷を印加する。

【００１６】研磨材６は液状となっており、研磨用容器
１５に充填されている。この研磨材６にはシリンダ３，
工具軸２及び電極７が浸漬される。この場合、工具軸２
はシリンダ３の内部に挿入される一方、電極７はシリン
ダ３の外方に位置するように研磨材６に浸漬されるもの
である。

【００１７】研磨材６は帯電した超微粒子を有してお
り、例えば、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、
コロイダルセリウムなどを使用することができる。これ
らの研磨材６には帯電した超微粒子が分散しており、コ
ロイダルシリカには、マイナスに帯電しているシリカ超
微粒子８が分散している。一方、コロイダルアルミナお
よびコロイダルセリウムは、製造法によって超微粒子を
プラスにも帯電させることができる。このように超微粒
子がプラスに帯電しているコロイダルアルミナやコロイ
ダルセリウムの場合には、以下の実施の形態とは逆に、
工具軸２をマイナスに、電極７をプラスに接続すること
により、以下の実施の形態と同様な同様な効果を得るこ
とができるものである。

【００１８】この実施の形態では、被研磨物となるシリ
ンダ３、工具軸２および電極７を、帯電した超微粒子を
有するコロイダルシリカの研磨材６の液中に浸し、電源
装置５から工具軸２にプラス、電極７にマイナスの電荷
を印加する。この印加によって、マイナスに帯電してい
るシリカ超微粒子８はプラスの工具軸２に泳動して付着
する。これにより、図１（ｂ）で示すように、工具軸２
の周囲には、シリカ超微粒子８が付着し、この付着によ
ってシリンダ３の内面と工具軸２との隙間ｈがシリカ超
微粒子８によって埋め尽くされた状態になる。

【００１９】この状態で工具軸２を支持するホーニング
機やボール盤の上軸を、回転すると共に、長手方向であ
る上下方向に往復移動させる。この移動によってシリカ
超微粒子８は工具軸２に引きずられ、同時に被研磨物で
あるシリンダ３の内面を擦れるため、シリンダ３内面の
研磨加工を行う。

【００２０】なお、内面研磨用工具１の全体を装置とし
ては、上下方向、すなわち被研磨物であるシリンダ３の
長手方向に移動が可能であれば、既存のホーニング機や
ボール盤などで良く、このようなホーニング機やボール
盤の場合には、内面研磨用工具１の全体を工具軸２の回
りに回転させることもできるため、より好ましい。

【００２１】このような実施の形態では、付着したシリ
カ超微粒子８は、電源装置５が与える電位によって工具
軸２に付着しているため、シリンダ３の内面と擦れる力
で剥離が生じても、周囲に介在するシリカ超微粒子８を
再度、工具軸２に付着させて研磨を続行することがで
き、長期間研磨を行うことができる。同時に付着に伴う
シリカ超微粒子８の成長が、シリンダ３の内面と工具軸
２の間で圧力を発生させるため、高い研磨速度を得るこ
ともできる。

【００２２】また研磨加工によってシリンダ３の内径寸
法が増加しても、シリカ超微粒子８が成長して工具軸２
の外径が大きくなるため、シリンダ３の内面との接触状
態や、研磨に作用する圧力が低下することがない。さら
に、シリンダ３の内径寸法が、極細径、例えば３ｍｍ以
下のような場合であっても、工具軸２の軸径を、その内
径よりもわずかに小さく製作することで加工を行うこと
ができるため、極細管の内面までを研磨することも可能
となる。

【００２３】従って、このような本実施の形態によれ
ば、電気泳動現象による超微粒子の付着と成長を活用す
ることにより、工具軸２を被研磨物の内径寸法に合わせ
て予め成形する必要がなく、極細管の内面までを研磨す
ることができる。

【００２４】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２を示す。この実施の形態では、被研磨物への研磨能
率を高めるために、工具軸２の外周部を、超微粒子を捕
獲保持し易い構造とするものである。このため、この実
施の形態では、工具軸２の外周部に、ドリル刃のような
螺旋溝９を軸方向に形成している。この実施の形態にお
ける研磨の作動は、実施の形態１と同様である。

【００２５】この実施の形態によれば、実施の形態１と
同様に作用するが、工具軸２の外周部に螺旋溝９が形成
されているため、電気泳動現象で付着したシリカ超微粒
子８が、螺旋溝９の窪みに捕獲され保持され易くなる。
これにより付着したシリカ超微粒子８の剥離を防止で
き、より高い研磨能率を確保することができる。また、
螺旋溝９が形成されることによって、工具軸２の表面に
は、鋭利な形状を有する頂部１０が形成される。この頂
部１０に電荷の集中が発生し易くなるため、電気泳動現
象に伴うシリカ超微粒子８の集中的な付着が発生し易く
なり、さらに効率的な研磨加工を行うこともできる。

【００２６】なお、図２では、螺旋溝９としているが、
シリカ超微粒子８が付着、保持され易くするための凹凸
部であれば、螺旋溝９に限定されるものではない。例え
ば、工具軸２の表面をサンドブラストや目の粗いヤスリ
を用いて荒らすことにより形成した細かな凹凸であって
も、同様な効果を得ることができる。

【００２７】従って、このような実施の形態によれば、
電気泳動現象による超微粒子の付着と成長を促進できる
と共に、高い保持力を与えることができ、より高い研磨
能率を確保することができる。

【００２８】（実施の形態３）図３は実施の形態３を示
す。この実施の形態は、研磨能率を高めるため、工具軸
２を超微粒子を捕獲保持し易い構造にすると共に、より
高い研磨能率を確保するものである。

【００２９】図３に示すように、工具軸２の外周部に
は、弾性体からなる研磨シート１１が貼り付けられてい
る。弾性体からなる研磨シート１１としては、ポリウレ
タンなどの発泡樹脂シートや不織布シートを使用するこ
とができる。このような研磨シート１１において、発泡
樹脂シートの場合は、シート自体に多数の孔を有してお
り、不織布シートの場合は、部分的に削除して工具軸２
が露出するように成形される。なお、工具軸２と研磨シ
ート１１を合わせた外径寸法は、被研磨物であるシリン
ダ３の内部に挿入できるように設定されるものである。
この実施の形態における作動は実施の形態１と同様であ
る。

【００３０】この実施の形態によれば、実施の形態１と
同様に作用するが、工具軸２の表面に研磨シート１１が
貼り付けられているため、電気泳動現象で付着したシリ
カ超微粒子８が、研磨シート１１が有する多くの孔や、
表面の凹凸に捕獲されるため、保持され易くなる。この
捕獲は電気的な付着に関係ないため、剥離したシリカ超
微粒子８までをも保持することができる。これにより付
着したシリカ超微粒子８の剥離が防げるために、より高
い研磨能率を確保することができる。

【００３１】また、弾性体からなる研磨シート１１を工
具軸２とシリンダ３の内面の間に介在させるため、研磨
シート１１がシリンダ３の内径に圧入される程度のラフ
な外径で成形することも可能であり、成形が容易とな
る。しかも圧入状態することにより、シリンダ３の内面
により高い研磨圧力を付加させることができるため、よ
り高い研磨能率を得ることができる。さらに、研磨シー
ト１１が介在することにより、工具軸２とシリンダ３の
内面が直接接触することを防げるため、接触に伴う被研
磨物内面への傷の発生を防止することもできる。

【００３２】さらに、この実施の形態では、研磨シート
１１が発泡ポリウレタンの場合、シート自体が多孔質の
ため、孔（ポア）を通して電流が流れて、超微粒子を付
着させることができる。また、研磨シート１１が不織布
の場合には、不織布を部分的に削り取ることにより工具
軸２を露出させて用いることができる。例えば実施の形
態２で示したような、螺旋溝８を形成するように不織布
を削ることにより、シリカ超微粒子８を捕獲し易くな
り、高い研磨効果を得ることができる。

【００３３】このような実施の形態によれば、より高い
研磨能率を確保することができるとともに、工具軸２と
被研磨物３の研磨面とが接触して傷等の不良を発生させ
ることを防止できる。

【００３４】（実施の形態４）図４は実施の形態４を示
す。この実施の形態では、多角形形状を有する被研磨物
の内面を研磨するものであり、被研磨物としては、血液
分析機などでレーザー光を透過させて被検体を計測する
際に用いるガラス製の容器１２に適用することができ
る。

【００３５】図４に示すように、被研磨物としての容器
１２は、四角形の内面を有した管状となっている。これ
に対し、工具軸２の外形は容器１２の内面に合わせた四
角形となるように形成されている。

【００３６】この実施の形態における研磨の作動は実施
の形態１と同様であるが、この実施の形態では、容器１
２の内面が四角形であるため、実施の形態１〜３のよう
な工具軸２を回転させることはすることなく、工具軸２
の上下動のみで研磨加工を行うものである。この研磨に
おいても、研磨材中の超微粒子が研磨工具２の外面に付
着するため、四角形であっても良好に研磨することがで
きる。また、この実施の形態においても、実施の形態１
〜３と同様に、工具軸２の表面に溝を形成したり、研磨
シートを貼り付けて研磨しても良い。また、三角形や五
角形等の四角形以外の多角形の内面に対しても、工具軸
２をこれらの多角形に合わせた外形とすることにより、
その研磨を行うことができる。

【００３７】なお、この実施の形態において、工具軸２
の四角形の角部１３には電荷の集中が発生し易く、容器
１２の角部分の研磨の進行が、内面の他の部分より早ま
る場合がある。この場合には、研磨能率を調整するため
に工具軸２の角部１３に面取りを加えて研磨速度を調整
する。

【００３８】従って、この実施の形態によれば、被研磨
物の内面が多角形であっても研磨加工を行うことができ
る。

【００３９】以上の説明から、本発明は以下に示す付記
項の発明を包含するものである。

【００４０】（付記項１）ガラス管や金属管の管状の被
研磨物の内面を研磨する内面研磨方法において、被研磨
物の管内部に工具軸を設置する工程と、管内部および電
極に帯電した超微粒子を有する研磨材を供給する工程
と、工具軸および電極に電圧を印加する工程と、工具軸
を上下および回転方向に動作させる工程からなることを
特徴とする内面研磨方法。

【００４１】この発明では、工具軸に付着した超微粒子
によって研磨が行われるため、工具軸を管内部の形状に
合致させる必要がなく、被研磨物が極細管であっても、
研磨でき、しかも研磨に伴う摩耗を生じることがなくな
る。

【００４２】（付記項２）ガラス管や金属管の管状の被
研磨物の内面を研磨する内面研磨用工具において、被研
磨物の内径より細い外径を有し、かつ導電性を有する工
具軸と、工具軸に接続された電源装置と、工具軸と逆の
極に接続された電極からなることを特徴とする内面研磨
用工具。

【００４３】この発明では、電源装置の印加により、超
微粒子が電気永動によって工具軸の周囲に付着して研磨
が行われる。このため、工具軸を被研磨物の内径寸法に
適合させる必要がなく、しかも被研磨物が極細管であっ
ても、その内面を研磨することができ、摩耗もないた
め、長期間使用することができる。

【００４４】（付記項３）付記項２記載の工具軸におい
て、上記工具軸の外径部に弾性体からなる研磨シートを
貼り付けて構成することを特徴とする内面研磨用工具。

【００４５】この発明では、研磨シートに超微粒子が回
り込んだり、剥離した超微粒子が研磨シート表面の凹凸
で捕獲されるため、確実な研磨を行うことができる。

【００４６】（付記項４）管状の被研磨物の内面を研磨
する内面研磨用工具において、導電性を有しており、上
記被研磨物の内径よりも小さい外径を有する工具軸と、
上記工具軸に一方の端子が接続された電源手段と、上記
電源手段の他方の端子が接続され、上記被研磨物の外方
に配置された電極と、を具備することを特徴とする内面
研磨用工具。

【００４７】この発明では、電源手段の印加により、超
微粒子が電気永動によって工具軸の周囲に付着して研磨
が行われるため、工具軸を被研磨物の内径寸法に適合さ
せる必要がなく、しかも被研磨物が極細管であっても、
その内面を研磨することができ、摩耗もないため、長期
間使用することができる。

【００４８】（付記項５）付記項４記載の発明であっ
て、上記工具軸は、回転可能で且つ軸方向に移動可能で
あることを特徴とする内面研磨用工具。

【００４９】この発明では、工具軸が回転及び軸方向移
動するため、付着している超微粒子が引きずられて被研
磨物の内面に研磨作用を及ぼすことができる。

【００５０】（付記項６）付記項４又は５記載の発明で
あって、上記工具軸の外径部に凹凸を設けたことを特徴
とする内面研磨用工具。

【００５１】この発明では、工具軸に設けた凹凸によっ
て超微粒子を確実に捕獲することができるため、研磨を
良好に行うことができる。

【００５２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、超微粒子を工
具軸に付着させて研磨を行うため、工具軸を管状の被研
磨物の内径寸法に適合させる必要がなく、被研磨物が極
細管であっても、確実に研磨でき、しかも研磨に伴う摩
耗を生じることがなく、安定して長期間使用することが
できる。

【００５３】請求項２の発明によれば、超微粒子が付着
した工具軸を長手方向及び回転させることにより、被研
磨物の内面を研磨できるため、工具軸を被研磨物の内径
寸法に適合させる必要がなく、被研磨物が極細管であっ
ても研磨することができ、摩耗もないため、長期間使用
することができる。

【００５４】請求項３の発明によれば、工具軸が研磨シ
ートを備えるため、超微粒子を確実に捕獲でき、確実な
研磨を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示し、（ａ）はその全
体の断面図、（ｂ）はその研磨部分の拡大断面図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態２の全体の断面図である。

【図３】本発明の実施の形態３の全体の断面図である。

【図４】本発明の実施の形態４の全体の斜視図である。

【図５】従来の研磨工具の斜視図である。

【符号の説明】

１ 内面研磨用工具 ２ 工具軸 ３ シリンダ ５ 電源装置 ６ 研磨材 ７ 電極 ８ シリカ超微粒子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状の被研磨物の内面を研磨する内面研
   磨方法において、 上記被研磨物の内部に工具軸を設置する工程と、 少なくとも上記被研磨物の内面と上記工具軸の外面との
   間に帯電した超微粒子を有した研磨材を供給する工程
   と、 上記被研磨物の外方に配置された電極および上記工具軸
   に電圧を印加する工程と、 上記工具軸を上記被研磨物の長手方向に移動させる工程
   と、を有することを特徴とする内面研磨方法。
2. 【請求項２】 管状の被研磨物の内面を研磨する内面研
   磨用工具において、 上記被研磨物の内径よりも小さい外径を有した導電性の
   工具軸と、この工具軸に一方の端子が接続される電源手
   段と、この電源手段の他方の端子が接続され上記被研磨
   物の外方に設置される電極と、を具備することを特徴と
   する内面研磨用工具。
3. 【請求項３】 上記工具軸の外面に弾性体からなる研磨
   シートが貼り付けられていることを特徴とする請求項２
   記載の内面研磨用工具。