JPH04275876A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被研磨物に対して研
磨剤を高圧で吹きつけることによって被研磨物の表面研
磨を行う研磨装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】物体の表面の機械的研削，研磨加工には
、その必要研磨量、要求される加工後の表面状態（表面
粗度，平滑度等）、被加工物の材質，表面状態，形状等
に応じて種々の方法が用いられている。一般的な研磨方
法としては乾式ブラストや液体ホーニング法がよく用い
られる。これらの方法は圧縮空気を用いて研磨剤を加速
し、高速で被加工物に衝突させることによって表面の研
削，研磨を行うものである。この方法は比較的手軽で、
しかも被加工物の形状，材質等の制約が少ないため工業
的もに幅広く用いられている。

【０００３】図５は研磨剤の噴出を行うガン部分の構成
を示した図である。ガン４１は例えば円筒状に形成され
、被加工物４２に対して研磨剤を高速で噴出する。噴出
された研磨剤は図示するように５〜１０゜の若干の広が
りをもち、被加工物の研磨領域はガン４１の口径に比し
て若干大きくなる。また、中央部の研磨圧は高く、周辺
部の研磨圧が低くなってしまうために中央部の研磨率が
高く凹凸が生じる。通常、ガン３１による研削，研磨は
ガン４１を一方向に走査することによって行われる。 ところがガン４１を単純に一方向に走査しただけでは十
分な研磨を行えないことがある。例えば研磨幅（研磨領
域の幅）がガン４１の口径よりも狭い場合には両端の非
研磨領域までも研磨してしまうおそれがあり、これを防
止するためには両端の非研磨領域をテープ，ゴム板，金
属板等でマスクして研磨処理を行っていた。また逆に研
磨幅が口径よりも広いときには全体を研磨するために、
■口径が多段階に異なるガンを用意して研磨幅に応じて
ガンを変える（図６（Ａ）参照）、■小口径のガンを複
数並べて実質的に研磨幅を広げる（図６（Ｂ）参照）、
■ガンにより１列を研磨後、ガンを横方向にずらせて走
査してゆく（図６（Ｃ）参照）、■ガンを連続的に振幅
運動させる（図６（Ｄ）参照）、という方法がとられて
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
処理方法において、研磨幅が狭い場合には品質の良い研
磨結果を得ることが可能であるが、研磨幅が広い場合に
は品質の良い研磨結果を得ることが困難であった。以下
に研磨幅が広い場合での欠点を示す。

【０００５】■　　ガンの口径を大きくすると研磨剤を
加速するのに必要な圧縮空気の量が多くなり、空気圧縮
のためのコストが大きくなる。例えば、口径４０ｍｍの
ガンを用い、実際の加工に最も多く用いられる４ｋｇ／
ｃｍ２　程度の圧力を与える場合約３．６Ｎｍ３／ｍｉ
ｍ　の圧縮空気が必要で、この圧力を得るためには出力
２０ＫＷクラスの大型コンプレッサーが必要になってし
まう。また大口径のガンの場合、ガン内部での研磨剤お
よび加速する圧縮空気の流れが不均一になり易く加工ム
ラが発生し易くなる問題もある。さらに、口径の違うガ
ンを複数本用意しなければならない問題があり、しかも
、現在実用上の口径の最も大きいガンの噴出部口径は約
４０ｍｍ程度であってこれ以上の範囲に研磨を行う場合
には他の方法を用いなければならない問題がある。

【０００６】■　　ガンを複数本並べた場合にも圧縮空
気量が増大しコストが大きくなる欠点がある。また、ガ
ン自身の加工精度の影響で研磨加工の状態が微妙に違っ
てくるため複数本のガンを並べて使用する場合に研磨領
域全体としての研磨状態が均一となるようにコントロー
ルするのは極めて困難であり、ガンの経時変化の問題も
あるから、均一な研磨状態を得るのはさらに困難である
。

【０００７】■　　ガンを横方向にずらす時、前の走査
で研磨した領域と次の走査で研磨する領域との間に未研
磨の領域ができるのを防止するため、両者の研磨領域を
若干重なるように設定することになるが、この場合、重
なりの量が多すぎると研磨量がムラになってしまう問題
が生じる。

【０００８】■　　ガンの振幅運動の両端部が中央部に
比べて多くなり、図６（Ｄ）に示したように加工ムラが
生じ易い。また、振幅運動を速くする（周期を短くする
）と振幅の両端でガンの動く方向に急激な変化が始まる
ため、研磨剤の流れがその変化で振られてしまい、加工
状態の変動につながり易い。

【０００９】この発明の目的は上述したような問題に鑑
み、コストアップになることなく、速く、しかもムラの
ない切削，研磨加工を行うことのできる研磨装置を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、被加工物表
面に対して研磨剤を高圧噴出するガンと、このガンを被
加工物表面に沿って回転運動させる回転移動機構と、前
記ガンおよび回転移動機構を被加工物表面に沿って走査
する手段と、を備えるとともに、前記回転移動機構に、
ガンの回転半径を任意に設定する手段を備えたことを特
徴とする。

【００１１】

【作用】この発明においては、ガンは被加工物表面に沿
って回転運動され、その回転半径は任意に設定される。 ここで、ガンの回転運動の直径が研磨幅となるように回
転半径の調整を行ったとすると、ガンの回転運動によっ
て研磨幅全体が研磨されてしまうから、ガンおよび回転
移動機構を被加工物表面に沿って走査すると研磨領域全
体を必要十分に研磨することができる。

【００１２】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示した図で
ある。

【００１３】ガンユニット１は移動体１１を備えている
。移動体１１はプーリ２ａ，２ｂ間に張架されたベルト
３に固定され、ベルト３の回転によって図中矢印Ａ，Ｂ
方向に移動する。この移動体１１の移動によってガンユ
ニット１は被加工物４を走査する。移動体１１にはモー
タ１２が固定されている。このモータ１２の軸１３には
回転板１４が取りつけられており、回転板１４は軸１３
の取り付け部を中心に回転する。なお回転板１４への軸
１３の取り付け位置は移動可能である。回転位置１４に
は長孔１４ａが形成され、この長孔１４ａ中を軸１３が
移動され、適当な位置で固定される。このように軸１３
の取り付け位置を変えることにより、回転板１４の回転
半径が変わる。回転板１４の一端には支持棒１５の一端
が固定されている。支持棒１５の他端には支持板１６が
取り付けられ、支持板１６にはガン１７が保持されてい
る。

【００１４】このように構成される研磨装置の動作を説
明する。モータ１２がオンすると回転板１４が回転する
。すると回転板１４の一端に固定されている支持棒１５
も回転し、支持板１６も円を描いて回転する。これによ
ってガン１７は図２に示したように円を描いて回転し、
被加工物４を研磨してゆく。このとき、ガン１７の回転
半径は回転板１４への軸１３の固定位置を調整すること
によって適宜設定することができ、研磨幅が変わった場
合でもその幅全体を研磨しながら走査することができる
。なお、このように支持棒１５および支持体１６を介し
て回転体１４にガン１７を取りつけたことによりガン１
７に取り付けられている研磨剤供給ホース１７ａや圧縮
空気供給ホース１７ｂ等がホースが軸１３や回転体１４
等に絡まってしまうのを防止することができる。

【００１５】図３はこの発明の他の実施例の構成を示し
た図である。

【００１６】ベルト５はプーリ５ａ，５ｂ間に張架され
、モータ５ｃによって回転される。

【００１７】またベルト６はプーリ６ａ，６ｂ間に張架
され、モータ６ｃによって回転される。このベルト５と
６とは被加工物のセット位置を挟んで平行に配置されて
いる。

【００１８】ベルト５には移動体２１の一端が取り付け
られ、ベルト６には移動体２２の一端が取り付けられて
いる。ベルト５の内側にベルト５と平行してレール２３
が配置され、移動体２１の他端はレール２３に支持され
ている。同様に、ベルト６の内側にベルト６と平行して
レール２４が配置され、移動体２２の他端はレール２４
に支持されている。ベルト５およびベルト６が回転する
と移動体２１および２２が移動する。ベルト５，６およ
び移動体２１，２２が回転機構とガンの走査機構である
。

【００１９】移動体２１の下面には回転体２５が取り付
けられている。この回転体２５の周面部付近には下側に
支持棒２７が突出形成され、これが支持体２９の一端を
支持している。また、移動体２１の下面にも回転体２６
が取り付けられ、回転体２６の下側に突出形成された支
持棒２８によって支持体２９の他端が支持されている。 回転体２６にはモータ３０が接続され、モータ３０によ
って回転体２６が回転する。すると支持体２９も回転し
、回転体２５は支持体２９および支持棒２７を介して回
転体２６の回転に従動する。なお、支持体２９の中央部
にはガン３１が取り付けられており、これによってガン
３１が図中矢印で示したように回転する。この実施例に
おいて、ガン３１の回転半径は回転体２５，２６を交換
することによって行われる。すなわち、回転体２５，２
６を大径のものにすることによってガン３１の回転半径
は大きくなり、逆に回転体２５，２６を小径のものにす
ることによってガン３１の回転半径は小さくなる。

【００２０】なお図４にガンの回転数および走査速度の
設定例を示した。この例は、口径１０ｍｍのガンを用い
て研磨幅約８０ｍｍの被加工物を研磨する場合について
示したものであり、この場合、ガンの口径および噴出す
る研磨剤の広がりを考慮すると回転半径はほぼ３０ｍｍ
に設定される。そしてこの場合の回転数および走査速度
の設定例を図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示している。 図（Ａ）の条件は走査速度６０ｃｍ／ｍｉｎ　、回転数
１６．７ｒｐｍ　、図（Ｂ）の条件は走査速度３０ｃｍ
／ｍｉｎ　、回転数１６．７ｒｐｍ　、図（Ｃ）の条件
は走査速度６０ｃｍ／ｍｉｎ　、回転数３３．３ｒｐｍ
　である。これらの条件で研磨を行ったところ、図（Ａ
）の条件ではガンの軌跡の重なりが少なく、研磨状態に
ムラを生じる。また、図（Ｂ）の条件は図（Ａ）の走査
速度を半分にしたもので、ガンの軌跡の重なりが多くな
り加工品質の向上がみられた。また、図（Ｃ）の条件は
回転数を図（Ａ）の条件のほぼ２倍したものであり、こ
の場合も図（Ｂ）の条件とほぼ同様の品質の加工結果を
得ることができた。このように、ガンの走査速度および
回転数を適宜設定することにより研磨加工の品質を調整
することができる。なお上記のガン口径および回転半径
において実際的な走査速度および回転数は、５０ｃｍ／
ｍｉｎ　、５０〜６０ｒｐｍ　程度である。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、ガンが回転されなが
ら走査される。このようにガンが回転されるために、従
来往復移動時等に生じていたようなガンが被加工物表面
の一箇所に対向して停止してしまうということがなく、
例えば両端部が研磨され過ぎて研磨ムラが生じてしまう
という問題が生じることがない。また、回転速度および
走査速度を適宜設定することにより容易にガンの軌跡の
重なり状態を調整することができ、研磨ムラの発生を防
止できる利点がある。さらに、ガンの回転半径を設定で
き、これによって研磨幅を適宜設定することができるた
め、被加工物に適応する研磨を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である研磨装置の構成を示し
た図

【図２】同研磨装置による研磨状態を示した図

【図３】
他の実施例の研磨装置の構成を示した図

【図４】（Ａ）
〜（Ｃ）はそれぞれ異なる研磨条件での研磨状態を示し
た図

【図５】ガンからの研磨剤の噴出状態および研磨剤によ
る被加工物の研磨状態を示した図

【図６】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ異なる従来のガン走
査の状態を示した図

【符号の説明】

１　　ガンユニット ２ａ，２ｂ，５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ　　プーリ３，５
，６　　ベルト １１，２１，２２　　移動体 １２，３０　　モータ １３　　軸 １４　　回転体 １５　　支持棒 １６　　支持板 １７　　ガン ２５，２６　　回転体 ２７，２８　　支持棒 ２９，　　支持体 ３１　　ガン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物表面に対して研磨剤を高圧噴出す
   るガンと、このガンを被加工物表面に沿って回転運動さ
   せる回転移動機構と、前記ガンおよび回転移動機構を被
   加工物表面に沿って走査する手段と、を備えるとともに
   、前記回転移動機構に、ガンの回転半径を任意に設定す
   る手段を備えたことを特徴とする研磨装置。