JPH0224606Y2

JPH0224606Y2 -

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Publication number: JPH0224606Y2
Application number: JP1985125901U
Authority: JP
Priority date: 1985-08-16
Filing date: 1985-08-16
Publication date: 1990-07-05
Also published as: JPS6235760U

Description

【考案の詳細な説明】〔技術分野〕本考案は、回転するバレルの内部に磁性研磨剤
が充填されて、この磁性研磨剤が磁気にて配向さ
れて磁気ブラシが形成されており、且つこの磁気
ブラシ内にワークが挿入され回転駆動されて研磨
作業が行なわれる磁気研磨装置に係り、特にバレ
ル内の磁界の向きを効果的に設定し、ワークの各
面が効果的に研磨されるようにした磁気研磨装置
に関する。

〔従来技術ならびにその問題点〕

第９図は磁性研磨剤を使用した磁気研磨装置の
従来例を示しているものであり、例えば特開昭58
−132455号公報に開示されているものと同種のも
のである。

この磁気研磨装置には、回転するバレル１が設
けられている。このバレル１は軸受２によつて架
台３上にて回転自在に支持されている。またバレ
ル１の下部には従動プーリ４が一体化されてお
り、モータMaに設けられた駆動プーリ５の動力
がベルト６によつてこの従動プーリ４に伝わり、
バレル１が回転駆動されるようになつている。ま
た固定部７には励磁コイル８が設けられており、
ここの励磁コイル８によつてバレル１の空間内に
矢印で示すような磁界が形成されるようになつて
いる。バレル１の空間内には磁性研磨剤９が充填
されており、上記の磁界の中にてこの磁性研磨剤
９が密集して磁気ブラシが形成されている。ま
た、上部には保持円板１１が設けられており、こ
の保持円板１１に設けられた軸受１２にワーク保
持シヤフト１３が回転自在に支持されている。こ
のワーク保持シヤフト１３は、各々モータMbに
よつて回転駆動されている。ワーク保持シヤフト
１３は保持円板１１上に所定の間隔を開けて複数
本支持されている。そして、各ワーク保持シヤフ
ト１３の下端に設けられたチヤツクにワークＷが
保持されている。

研磨作業を行なうときには、ワークＷを保持し
てワーク保持シヤフト１３が上方からバレル１の
空間内へ挿入される。モータMaの動力によつて
バレル１が回転駆動され、且つモータMbによつ
て各々のワーク保持シヤフト１３が回転駆動され
る。そして、ワーク保持シヤフト１３の下端のチ
ヤツクに保持されたワークＷが回転駆動されて、
磁性研磨剤９による磁気ブラシの内部にてその表
面が研磨されることになる。

この種の磁気研磨装置では、バレル１内の磁性
研磨剤９の配向密度によつてワークＷの研磨品質
の良否が決定される。この磁性研磨剤９の配向密
度は励磁コイル８によつてバレル１内に形成され
る磁界の強さならびに磁束の通過経路などによつ
て大きく左右される。ところが、第９図に示す従
来の磁気研磨装置では、バレル１が上下にストレ
ートに開放されており、このバレル１の空間の側
方から底部にかけて磁束が通過する構成となつて
いる。したがつて、磁性研磨剤９をバレル１の底
部に配向集結させる磁力が弱くなつており、十分
な磁気ブラシが形成できず、実用化に適さない欠
点がある。

また、第１０図はバレル内のワークの周囲の磁
束密度を高めて磁性研磨剤の配向密度を高めた従
来例を示すものである。この種の磁気研磨装置
は、例えば特開昭60−34264号公報に開示されて
いる。この従来例における符号２１はバレルであ
る。このバレル２１も、第９図にて符号１で示し
たバレルと同様に固定部２２の周りを回転するよ
うに駆動されている。また固定部２２には、バレ
ル２１内に磁界を形成するための励磁コイル２３
が設けられている。またバレル２１の空間内に挿
入されているワーク保持シヤフト２４の下端のチ
ヤツクにワークＷが保持されている。このワーク
保持シヤフト２４は、第９図におけるワーク保持
シヤフト１３と同様にモータによつて回転駆動さ
れている。また、この磁気研磨装置では、バレル
２１の空間の底部２５がステンレス材などの非磁
性材料によつて形成されている。また底部２５に
は間隔を開けて磁性材料製のセグメント２６が複
数設けられている。またバレル２１の空間の内外
両側面にも磁性材料製のセグメント２８と２９が
対向して設けられている。

この磁気研磨装置では、励磁コイル２３によつ
て形成される磁束が、側方のセグメント２８から
底部のセグメント２６ならびに他側のセグメント
２９の方向へ向かうことになる。第１０図ではワ
ークＷが磁性材料製の場合を示している。磁束は
第１０図において矢印で示す状態に形成され、バ
レル２１の空間内の磁性研磨剤９が、この磁束に
したがつて密集して配向され磁気ブラシが形成さ
れるようになつている。

第１０図の従来例によれば、セグメント２６，
２８，２９の存在によつて、第９図に示す従来の
磁気研磨装置に比べてワークＷの周囲の磁束の密
度が高くなつて高密度な磁気ブラシが形成される
ようになつている。しかしながら、第１０図に示
す磁気研磨装置では、側方のセグメント２８から
出た磁束が底部のセグメント２６に向かつて下向
きに延びる構造となつているので、ワークＷの周
囲に均一な磁束密度を構成するのに不十分であ
る。特にワークＷの上面に接する部分の磁束の集
結が不十分であり、この部分の磁性研磨剤９の配
向が不均一になつて、回転するワークＷの表が均
一に研磨できなくなる欠点がある。

〔考案の目的〕

本考案は上記従来の問題点に着目してなされた
ものであり、ワークの底部と側部と上面に均一な
磁束密度を形成して、この部分に接する磁性研磨
剤を密集して配向させるようにし、ワークの外周
が磁気ブラシによつて均一に研磨できるようにし
た磁気研磨装置を提供することを目的としてい
る。

〔考案の概要〕本考案による磁気研磨装置は、回転駆動される
バレルと、このバレルの空間内に挿入され且つそ
れ自体が回転駆動されるワーク保持部材と、バレ
ルの空間内に磁界を形成する励磁コイルとが設け
られており、このバレル内に磁性研磨剤が充填さ
れている磁気研磨装置において、前記バレルの空
間内には、前記ワーク保持部材に保持されている
ワークの下面に対向する底部磁極と、ワークの側
面に対向する側部磁極と、ワークの上面に対向す
る上部磁極とが設けられて、これらの各磁極は垂
直断面がコの字形状に配置されており、且つ底部
磁極と側部磁極と上部磁極は、バレルの回転方向
に沿つて磁性体と非磁性体とが交互に配置されて
形成されており、さらに前記ワーク保持部材を回
転駆動するワーク保持シヤフトはバレルの開口部
上方にて昇降動作する保持板に支持されていると
ともに、この保持板には、バレル内に下降したワ
ークが前記の断面がコの字形状に配置された各磁
極に囲まれた研磨空間内に確実に介在する位置ま
で前記ワーク保持シヤフトを水平方向へ移動させ
る駆動機構が搭載されていることを特徴としてい
る。

本考案では、バレル内においてワークの底部と
側部とさらに上部に対向するように垂直断面がコ
の字形状に配置された磁極を設けたので、励磁コ
イルによる磁束は、ワークの周囲全周に均一に且
つ高密度に形成されることになる。したがつて、
ワークの周囲には磁性研磨剤による均一な磁気ブ
ラシが形成されることになり、回転するワークの
全周が高精度にてそして均一に研磨されるように
なつている。さらにワーク保持部材に保持された
ワークはバレルの開口部上方に配置された保持板
の下降動作によつてバレル内に挿入され、さらに
保持板に設けられた駆動機構によつてワーク保持
シヤフトが水平方向へ駆動され、これによつてワ
ークは垂直断面がコの字形状に形成された前記磁
極に囲まれる位置まで確実に挿入される。特にワ
ークの上面ならびに上縁部が上部磁極に確実に対
向するようになるため、ワークに対し磁性研磨ブ
ラシによる高精度な研磨が行なわれるようにな
る。

〔考案の実施例〕

以下本考案の実施例を第１図〜第８図の各図面
によつて説明する。

第１図は本考案の第一実施例による磁気研磨装
置の一部を示す断面図、第２図はその磁気研磨装
置の全体を示す断面図、第３図は第２図の平面図
である。

まず、第２図によつて磁気研磨装置の全体構造
を説明する。符号３１はバレルである。また固定
部３２は架台３３上に設けられており、この固定
部３２の下部にラジアル軸受３４が設けられてい
る。バレル３１の下端に一体化された回転部材３
５は上記軸受３４の外周に設けられており、回転
部材３５とバレル３１は固定部３２の周囲にて回
転自在となつている。上記回転部材３５の下部に
は従動プーリ３６が固設されている。また架台３
３の側部には別の架台３７が設けられており、こ
の架台３７上にモータMaが設けられている。モ
ータMaの回転軸には駆動プーリ３８が固定され
ており、この駆動プーリ３８と従動プーリ３６と
の間にベルト３９が掛けられている。モータMa
の駆動力によつて回転部材３５ならびにバレル３
１が回転駆動される。また固定部３２の内部には
励磁コイル４１が設けられており、この励磁コイ
ル４１によつてバレル３１の空間内に磁界が形成
されるようになつている。

また、バレル３１の上方には保持円板４２が設
けられている。この保持円板４２の中央は昇降シ
ヤフト４３の下部に固定されている。この昇降シ
ヤフト４３は揺動レバー４４に搭載されたエアー
シリンダ４５によつて昇降駆動されている。また
揺動レバー４４の端部はメインシヤフト４６に支
持されており、このメインシヤフト４６の下端は
架台４７に回転自在に支持されている。架台４７
の側部にはモータMcが固定されており、このモ
ータMcの回転軸に固定された駆動ギヤ４９と、
メインシヤフト４６に固定された従動ギヤ４８と
が噛み合つている。モータMcの駆動力によつて
揺動レバー４４が駆動されると、保持円板４２が
第３図にて一点鎖線で示すＡとＣの状態に駆動さ
れるようになつている。

保持円板４２上にはワーク保持シヤフト５１が
設けられている。このワーク保持シヤフト５１は
複数本設けられており、保持円板４２の周方向へ
等間隔にて配置されている。このワーク保持シヤ
フト５１は、保持円板４２の上面に設けられたス
ライド板５２に支持されている。また保持円板４
２上にはエアーシリンダ５３が半径方向に向けて
配置されており、このエアーシリンダ５３によつ
てスライド板５２と共にモータMbとワーク保持
シヤフト５１が保持円板４２の半径方向へ移動で
きるようになつている。

次に第１図によつてバレル３１の空間ならびに
その周辺部分の構造の概略を説明する。

第１図は断面を示しているが、この断面の表示
のうち粗いハツチングで示す部材は鋼材などの磁
性材料によつて構成されており、細かいハツチン
グで示す部材はステンレスなどの非磁性材料によ
つて構成されている。

固定部３２の構造は、励磁コイル４１の内側が
磁性材料による基台６１、励磁コイル４１の下側
が磁性材料による下部基板６２、励磁コイル４１
の上側が同じく磁性材料による上部基板６３とな
つている。上部基板６３の上には案内部材６４が
固設されている。この案内部材６４も磁性材料に
よつて形成されている。案内部材６４には案内口
６４ａが穿設されており、前記ワーク保持シヤフ
ト５１はこの案内口６４ａからバレル３１の空間
内に挿入されるようになつている。

バレル３１は、外周板６５と内周板６６が非磁
性材料によつて形成されている。また中間の底部
には底板６７が設けられている。この底板６７は
磁性材料によつて形成されている。この底板６７
上に磁極リング７１が設置されている。この磁極
リング７１は第４Ａ図と第４Ｂ図（第４Ａ図の
−断面図）に示す形状となつている。この磁極
リング７１の周縁部の形状は断面Ｌ字形となつて
おり、水平部分が底部磁極７１ａで、立ち上がり
部分が側部磁極７１ｂを構成している。また磁極
リング７１には非磁性材料によるセグメント７２
が埋設されている。このセグメント７２は断面が
Ｌ字形状であり、底部磁極７１ａの部分と側部磁
極７１ｂの両部分にわたつて嵌着されている。ま
たこのセグメント７２は、磁極リング７１の全周
にわたり等間隔にて複数個埋設されている。第１
図に示すように、磁極リング７１の上には中間リ
ング７３ならびに内部リング７６が重ねて設置さ
れている。この中間リング７３と内側リング７６
は共に非磁性材料によつて形成されている。そし
て内部リング７６の上には上部磁極リング７４が
設けられている。この上部磁極リング７４の形状
は、第５Ａ図と第５Ｂ図（第５Ａ図の−断面
図）に示すように、断面逆Ｌ字形状となつてい
る。この上部磁極リング７４は磁性材料によて形
成されている。また上部磁極リング７４の下端に
は非磁性材料によつて形成されたセグメント７５
が埋設されている。このセグメント７５は上部磁
極リング７４の全周にわたり、等間隔にて埋設さ
れている。このセグメント７５の配置ピツチと、
前記磁極リング７１に埋設されているセグメント
７２の配置ピツチは同一ピツチとなつている。

次にワークＷの研磨動作について説明する。

ワークＷの取り付け作業は、第３図において保
持円板４２がＡの位置となつているときに行なわ
れる。このＡの位置では、揺動レバー４４上のエ
アーシリンダ４５によつて保持円板４２は上方へ
持ち上げられている。この位置にて、ワークＷ
を、複数のワーク保持シヤフト５１の下端のチヤ
ツク５１ａに保持させる。その後、モータMcに
よつてメインシヤフト４６が回転駆動されて揺動
レバー４４が第３図におけるＢの位置に移動さ
れ、ここで揺動レバー４４上のエアーシリンダ４
５によつて昇降シヤフト４３が下降され、これに
よつて保持円板４２が下降する。このとき保持円
板４２上の複数のエアーシリンダ５３が吸引動作
し、保持円板４２上のスライド板５２は中心方向
（イ方向）へ移動した状態になつている。保持円
板４２の下降により各ワーク保持シヤフト５１の
下端に保持されたワークＷが、案内部材６４の案
内口６４ａからバレル３１の空間内に完全に挿入
されると、保持円板４２上の各エアーシリンダ５
３が伸出動作し、スライド板５２が保持円板４２
の外周方向へ移動して、ワークＷの一側部が、磁
極リング７１とセグメント７２とで構成されてい
る底部磁極７１ａならびに側部磁極７１ｂと、上
部磁極リング７４とセグメント７５とで構成され
ている上部磁極とに対してほぼ等間隔にて対向す
る位置に移動して設置される。

なお、第７図（第１図の部分拡大図）に示すよ
うに、バレル３１の空間内には符号９で示す磁性
研磨剤が充填されている。よつて前記の如く挿入
されたワークＷは磁性研磨剤９の内部に埋設され
ることになる。

固定部３２に設けられた励磁コイル４１に通電
すると、第１図において矢印で示すような磁力線
の閉回路が形成される。すなわち磁力線は、磁性
材料による基台６１から、同じく磁性材料による
上部基板６３と案内部材６４を通過し、第７図に
示すように、案内部材６４の下端から上部磁極リ
ング７４をたどる。第７図ではワークＷが磁性材
料によつて形成されている場合を示しているが、
磁力線は上部磁極リング７４の下端からワークＷ
の側部上端に及び、ワークＷ内を通過して、底部
磁極７１ａならびに側部磁極７１ｂに入る。さら
に磁力線は磁極リング７１から磁性材料による底
板６７を通過し、下部基板６２を経て基台６１を
通過する経路をたどるようになる。

ここで、磁極リング７１は磁性材料によつて形
成され、その表面には非磁性材料によるセグメン
ト７２が間隔を開けて埋設されており、且つ磁性
材料による上部磁極リング７４にも非磁性材料に
よるセグメント７５が間隔を開けて埋設されてい
る。磁性材料の各リング７１，７４と各セグメン
ト７２，７５との境界部では磁束密度が高くなる
ので、この部分では磁性研磨剤９の配向密度が高
く濃密度の磁気ブラシが形成される。またワーク
Ｗの一側部（第７図における図示左側部）におい
ては、その下面に底部磁極７１ａが、側面には側
部磁極７１ｂが対向しており、またワークＷの上
面には上部磁極リング７４が対向している。よつ
てワークＷの下側α部、横側β部、ならびに上側
γ部では、磁性研磨剤９による均一な磁気ブラシ
が形成されていることになる。研磨動作では、第
１図に示すモータMaによつて回転部材３５とバ
レル３１とが固定部３２の周囲にて回転駆動され
る。同時に保持円板４２上の各モータMbによつ
てワーク保持シヤフト５１が回転駆動され、磁性
研磨剤９内にてワークＷが回転させられる。前述
の如く、α，β，ならびにγ部分では、磁束密度
が高く、高密度の磁気ブラシが均一に形成されて
いるので、バレル３１の回転とモータＷ自体の回
転によつて、ワークＷの下面、側面ならびに上面
が均一に且つ高精度に研磨される。

研磨作業が完了した後には、保持円板４２上の
エアーシリンダ５３を収縮動作させ、各スライド
板５２と共にワーク保持シヤフト５１をイ方向へ
移動させ、ワークＷの図示左端部を上部磁極リン
グ７４の下から抜き出す。その状態にてエアーシ
リンダ４５を収縮動作させ、保持円板４２を持ち
上げて、各ワーク保持シヤフト５１をバレル３１
の空間内から抜き出す。そしてモータMcを駆動
して、メインシヤフト４６を回転させ、揺動レバ
ー４４を第３図のＣの位置へ移動させて、研磨完
了後のワークＷを取り出す。

第７図に示すα，β，γ，の各部分、すなわち
ワークＷの各面と、底部磁極７１ａ、側部磁極７
１ｂ、上部磁極リング７４との間の各間隔が短い
ほど、磁気ブラシの配向は均一で且つ高密度にな
る。この各部の理想的な間隔は励磁コイル４１の
強さや各部品の磁性材料の種類などによつて異な
るが、例えば５mm程度が良好である。

次に、第６図は本考案の第二実施例による磁気
研磨装置を示す半断面図、第８図はその一部を拡
大して示す断面図である。

この実施例では、ワーク保持シヤフト５１が磁
性材料によつて形成されている。ワーク保持シヤ
フト５１には磁性材料製の伝達部材８６が固定さ
れており、これが上部基板６３上に固定された案
内部材８５に対して微小間隔にて対向している。
またバレル３１の底部に位置している磁極リング
７１は第１図に示しているものと同じであり、磁
性材料によつて形成されており、複数のセグメン
ト７２が周方向に沿つて所定のピツチにて埋設さ
れている。しかし第１図の実施例と異なるのは、
磁極リング７１の上端に設けられている中間リン
グ８１と内部リング８２が磁性材料によつて形成
されている点である。また上部磁極リング８３も
第１図の実施例と異なり非磁性材料によつて形成
されている。そしてこの上部磁極リング８３の下
端には磁性材料製のセグメント８４が埋設されて
いる。上部磁極リング８３の形状とセグメント８
４は、第１図のものと材質が逆であるが形状は同
じである。

この第二実施例による磁気研磨装置では、励磁
コイル４１によつて形成される磁力線が、基台６
１から上部基板６３を経て案内部材８５に伝わ
り、さらに伝達部材８６からワーク保持シヤフト
５１に導かれる。ワークＷが磁性材料によつて形
成されている場合には、磁力線がワーク保持シヤ
フト５１からワークＷ内を伝わり、第８図に示す
ように、ワークＷの底部から底部磁極７１ａへ至
る。同様に磁力線はワークＷの側面から側部磁極
７１ｂへ、またワークＷの上面から上部磁極リン
グ８３内のセグメント８４に至る。セグメント８
４へ至つた磁力線は、内部リング８２、中間リン
グ８１を伝わり、さらに磁極リング７１からバレ
ル３１の底板６７へ至る。

この場合も、第８図に示すようにワークＷの底
部と側部と上部に接するα，β，ならびにγ部で
は磁束密度が高く、磁性研磨剤９による高密度な
磁気ブラシが形成される。よつてバレル３１の回
転とワークＷ自体の回転によつてワークＷの外周
面が高精度で且つ均一に研磨されるようになる。

なお、図の実施例ではワークＷとして断面が角
形状のものを使用しているので、このワークＷの
外面に対向する磁極リング７１をＬ字形状にして
いる。仮りにワークＷの断面形状にてその縁部が
円などの曲線となつている場合では、磁極リング
７１が第７図の実施例のようにＬ字形でも研磨作
業は充分に行なわれるが、理想的には、磁極リン
グ７１の内面を曲面にして、底部磁極７１ａ、側
部磁極７１ｂならびに上部磁極リング７４の端部
がワークＷの外周に曲面に沿う形状とすれば、研
磨精度などはなお一層良好になる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば以下に列記する効
果を奏するようになる。

(1) バレル内には、ワークの底面に対向する底部
磁極と、ワークの側面に対向する側部磁極と、
ワークの上面に対向する上部磁極とが設けら
れ、各磁極は垂直断面がコの字形状に配置され
ているので、ワークの上下側面の各部分に接触
する部分の磁束密度を高くでき、この部分に高
密度配向の磁性研磨剤による磁気ブラシが形成
される。よつてワークの全周面が均一に且つ高
精度に研磨されるようになる。

(2) 底部磁極と側部磁極と上部磁極は、全て磁性
体と非磁性体とが交互に配置されて構成されて
いるので、磁性体と非磁性体の境界部の磁束密
度を高くできて、研磨効率の良い磁気ブラシが
三方向に形成されるようになる。よつて、ワー
クの各面の研磨が高精度で且つ均一にできるよ
うになる。

(3) ワーク保持部材を回転駆動するワーク保持シ
ヤフトがバレル上に配置された保持板によつて
昇降駆動され、しかもこの保持板にはワーク保
持シヤフトを水平方向へ駆動する駆動機構が設
けられている。よつてバレル内に下降させられ
たワークは、垂直断面がコの字形状に形成され
た磁極に囲まれる研磨空間内に確実に挿入され
る。特にワークの上面ならびに上縁部が上部磁
極に確実に対向するようになるため、ワークに
対し磁気研磨ブラシによる高精度な研磨が行な
われるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一実施例による磁気研磨装
置を示す半断面図、第２図はその全体構図を示す
断面図、第３図は第２図の平面図、第４Ａ図は底
部磁極と側部磁極を構成する磁極リングの平面
図、第４Ｂ図は第４Ａ図の−断面図、第５Ａ
図は上部磁極を構成する上部磁極リングを示す平
面図、第５Ｂ図は第５Ａ図の−断面図、第６
図は本考案の第二実施例による磁気研磨装置を示
す半断面図、第７図は第１図の部分拡大図、第８
図は第６図の部分拡大図、第９図と第１０図は従
来の磁気研磨装置を示す断面図である。９……磁性研磨剤、３１……バレル、Ma……
バレルを回転させるモータ、４２……保持円板、
５１……ワーク保持シヤフト、５２……スライド
板、５３……ワーク保持シヤフト駆動用のエアー
シリンダ、Mb……ワーク保持シヤフトを回転さ
れるモータ、７１……底部磁極と側部磁極を構成
する磁性材料製の磁極リング、７２……非磁性材
料製のセグメント、７４……上部磁極を構成する
磁性材料製の上部磁極リング、７５……非磁性材
料製のセグメント、８３……上部磁極を構成する
非磁性材料製の上部磁極リング、８４……磁性材
料製のセグメント、Ｗ……ワーク。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

回転駆動されるバレルと、このバレルの空間内
に挿入され且つそれ自体が回転駆動されるワーク
保持部材と、バレルの空間内に磁界を形成する励
磁コイルとが設けられており、このバレル内に磁
性研磨剤が充填されている磁気研磨装置におい
て、前記バレルの空間内には、前記ワーク保持部
材に保持されているワークの下面に対向する底部
磁極と、ワークの側面に対向する側部磁極と、ワ
ークの上面に対向する上部磁極とが設けられて、
これらの各磁極は垂直断面がコの字形状に配置さ
れており、且つ底部磁極と側部磁極と上部磁極
は、バレルの回転方向に沿つて磁性体と非磁性体
とが交互に配置されて形成されており、さらに前
記ワーク保持部材を回転駆動するワーク保持シヤ
フトはバレルの開口部上方にて昇降動作する保持
板に支持されているとともに、この保持板には、
バレル内に下降したワークが前記の断面がコの字
形状に配置された各磁極に囲まれた研磨空間内に
確実に介在する位置まで前記ワーク保持シヤフト
を水平方向へ移動させる駆動機構が搭載されてい
ることを特徴とする磁気研磨装置。