JPH06344257A - バレル研磨用ポットおよびバレル研磨加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 精密小物部品を効率的にかつ高品質に加工で
きるバレル研磨用ポットおよびバレル研磨加工法を提供
することにある。 【構成】 研磨砥粒３を分散メッキ法で内面に付着固定
したバレル研磨用ポット１と、軽合金製のバレル研磨用
ポットおよび研磨砥粒３を内面に付着固定したバレル研
磨用ポット１内に被加工物１０とともに流動性微粉２０
を混在させバレル研磨加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時計部品や電子部品な
どの精密小物部品を研磨加工するときに使用するバレル
研磨用ポットの構造ならびにその加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバレル研磨用ポット（以下ポッ
ト）の構造は、円筒形のポット胴とポット蓋およびポッ
ト蓋を固定するポット蓋固定ネジとからなり、ポット胴
は合金工具鋼などの鉄鋼製で造られていた。精密小物部
品のバレル研磨用ポットへの研磨砥粒の付着固定方法と
しては、熱硬化性樹脂を結合剤として用いる方法と、研
磨砥粒の固着されたプラスチックフィルムを内面に貼り
付ける方法が行われていた。使用される研磨砥粒として
は、カーボランダムやアルミナおよびダイヤモンドなど
が用いられているが、被加工物の材質や硬さ・形状など
によって最適な砥粒を選択して使用していた。また、研
磨用砥粒の平均粒径は一般に４０ミクロン〜１００ミク
ロンを用い、付着固定されたときの表面への露出量は平
均砥粒径の１／３〜１／２としていた。該バレル研磨用
ポットを用いて行う加工においては、このポットの中に
被加工物のみを入れて蓋をした後、バレル研磨機にセッ
トしポットを自公転させて加工を行っていた。ポットの
内部に入れられた被加工物は、公転による遠心力により
ポットの内面に圧接され、さらに自転によりポットの内
面を滑りながら移動する。この時ポット内面に露出した
研磨砥粒の作用により、研磨加工が行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ポ
ットの内面に研磨砥粒を付着固定する場合の熱硬化性樹
脂を結合剤として用いる方法と、研磨用砥粒の固着され
たプラスチックフィルムを内面に貼り付ける方法とによ
ると、ポット内面形状が母材の内面形状に倣わず正確な
形状を得ることが困難であった。このため、精密小物部
品をバレル研磨加工すると、被加工物がポット内で流動
する際、内面のひっかかりにより円滑な流動が阻害さ
れ、また内表面の微少なうねりのため接触する研磨砥粒
が限定されてしまうことで効率的な研磨作用が得られな
いという課題があった。また、熱硬化性樹脂を結合剤と
して使用した場合には、結合剤が絶縁体であることから
静電気を発生し易く、精密小物部品の中でも薄物の加工
物においては、被加工物がポット内面に吸着した状態で
流動しなかったり、熱伝導率が低いことから研磨加工時
に発生した熱が放熱されず研磨砥粒の性能を低下させて
しまうなどの課題があった。またポット胴が鉄鋼製であ
ることから大型のポットになると重く扱いにくいため作
業性が著しく低下し安全性も低かった。このポットをバ
レル研磨機に装着し運転した場合、回転させるために無
駄な電力を必要としていた。さらに加工性が悪いことか
ら製作費が高価であるなどの課題があった。

【０００４】また、上記従来技術による加工方法では、
ポットの内に被加工物だけを入れてバレル研磨を行うた
め、加工中に発生した研磨粉が露出している研磨砥粒お
よびその研磨砥粒間に付着・堆積し目詰まりを発生させ
る。このため研磨量が多く、また長時間にわたる加工を
行う場合には、所定の研磨量を得ることが困難になると
いう課題があった。また、被加工物が水晶や圧電材料等
の割れ易い材質であった場合には、加工中被加工物同士
のぶつかり合いとポット内面に衝突する際の衝撃により
微少な欠けや割れを発生させてしまうという課題があっ
た。

【０００５】そこで本発明は、精密小物部品をバレル研
磨する場合の加工効率を向上させると同時に、取扱い易
く製作し易いバレル研磨用ポットの提供と長時間加工に
対応でき、かつ加工品質を向上させる加工方法の提供を
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、分散メッキ
法により研磨砥粒を内面に付着固定したバレル研磨用ポ
ットと研磨砥粒を付着固定するバレル研磨用ポット材質
に軽合金を用いて製造したバレル研磨用ポットを使用す
ること、さらには研磨砥粒を内面に付着固定したバレル
研磨用ポットを用いたバレル研磨加工において、バレル
研磨用ポット内に被加工物とともに流動性微粉としてそ
の粒径がバレル研磨用ポットの内面に付着固定した研磨
砥粒の露出高さよりも小さく、またその硬度が研磨砥粒
を付着固定するために使用されている結合剤よりも高
く、またその形状が多角面体であるものを混合させ、バ
レル研磨加工を行うことにより達成される。

【０００７】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。図１はバレル研磨用ポット内面に研磨砥粒を分散メ
ッキ法により付着固定した実施例を示す図である。該ポ
ットは、内面形状が円筒状であるポット１の内面に結合
剤４によって研磨砥粒３を固着したものである。具体的
には、結合剤４のメッキ材としてニッケルを用い、研磨
砥粒３には平均粒径１００ミクロン程度のダイヤモンド
砥粒を使用した。このポットの製作方法を以下に述べ
る。ニッケル電解メッキ液の入ったメッキ槽にダイヤモ
ンド砥粒を混入し、そこへ研磨加工に必要なポット円筒
内面以外をマスキングしたポット１を浸し通電する。こ
の際、電解メッキ液中に混入したダイヤモンド砥粒がメ
ッキ槽の底に沈澱するのを防ぐため泡による攪拌（バブ
リング）を行いながらメッキを成長させ分散メッキを行
った。また、メッキ槽の中でポットを回転させること
で、より均一に砥粒を分散させることができた。メッキ
厚は必要に応じて変えることが可能だが、実験では１０
０ミクロン程度とした。ポット１の材質は鉄鋼性でもよ
いが、製作のし易さとバレル研磨加工時における取扱い
易さおよびバレル研磨加工機の重量的負荷を考慮し、軽
合金を用い、具体的にはアルミニウム合金を使用した。
同一寸法のポットを製作した場合、重量で約１／３とな
り、バレル研磨加工機に取付て加工した場合では使用消
費電力を約１５％節約することが可能となった。図２は
これら研磨砥粒を内面に付着固定したバレル研磨用ポッ
トを使用した加工方法例を示す。該ポット１の中に被加
工物１０と流動性微粉２０とを入れポットの蓋２をした
後、バレル研磨機にセットしポット１を自公転回転させ
て加工を行う。被加工物１０と流動性微粉２０はバレル
研磨機の公転による遠心力でポット１の内面に押しつけ
られ、さらに自転によりポット１の内面、つまり内面に
露出した研磨砥粒３に圧接された状態で滑りながら移動
する。この時、被加工物１０に比べ小さな粒径をもつ流
動性微粉２０はポット１の内面に露出した研磨砥粒３と
被加工物１０との間、さらにはポット１の内面に露出し
た研磨砥粒３同士の間に入り込み流動するためこの研磨
砥粒３および研磨砥粒間へ付着・堆積しようとする研磨
粉を排出する。また流動性砥粒が混在することで、被加
工物１０のポット１の内面への衝突や被加工物１０同士
のぶつかり合いは緩和される。加工における具体的な内
容を以下に述べる。バレル研磨加工用ポットは上記分散
メッキでの製作方法により、研磨砥粒として平均粒径１
００ミクロン程度のダイヤモンド砥粒を付着固定し、そ
の露出量を粒径の１／３とした露出高さ約３０ミクロン
のポットを用いた加工で、被加工材として水晶の薄片と
流動性微粉として平均粒径２４ミクロンの溶融アルミナ
系の微粉を混入し加工を８時間行った。その結果、加工
を開始して２時間経過するまでは従来加工法と本実施例
の加工法とはほぼ同率の研磨量となるが、２時間以降の
加工では従来加工法における研磨量の増加が頭打ちにな
るのに比べ、本実施例の加工法は連続して良好な研磨量
が得られた。使用する流動性微粉２０としてはポット１
の内面に付着固定された研磨砥粒３の研磨作用を阻害し
ないようにその平均粒径を限定する必要がある。図３に
ポット１の内面の拡大図を示すとおり、流動性微粉２０
の粒径がポット１の内面に露出した研磨砥粒３の露出高
さＨよりも大きい場合は、ポット１の内面と被加工物１
０の間に流動性微粉２０が存在することから、被加工物
１０は露出した研磨砥粒３に接触する機会が減少し加工
効率は著しく低下する。また露出した研磨砥粒３同士の
間にも流動性微粉２０が入り込みにくくなることから、
付着および堆積しようとする研磨粉を排出しにくくなり
目詰まりが発生する。そのため流動性微粉２０の粒径は
研磨砥粒３の露出高さＨよりも小径とする必要があり、
かつまた微粉の流動性を確保するためにできるかぎり研
磨砥粒３の露出高さＨに近い粒径を採用することが望ま
しい。また、流動性微粉２０の形状は露出した研磨砥粒
３同士の間に堆積しようとする研磨粉の排出を効率的に
実現するために多角面体が選ばれる。さらにバレル研磨
加工時、研磨砥粒３を付着固定した結合剤４を流動性微
粉２０の作用により削り取ることで研磨砥粒３の自生作
用を促し、新しい研磨砥粒３を露出させることができ
る。そのために流動性微粉２０は、結合剤４よりも硬い
材質が必要であり、かつまた使用する研磨砥粒３よりも
柔らかいかもしくは同質なものが望ましい。なお加工を
行う際の流動性微粉２０の投入量は、ポット１の内面積
と研磨砥粒３の露出量や集中度、さらには被加工物１０
の投入量や加工時間および研磨量により調整される。

【０００８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、研磨
砥粒を分散メッキ法でバレル研磨用ポット内面に付着固
定すると、ポット内面形状を母材形状に沿った面として
製作することができるため精密小物部品を加工する際
に、円滑で効率的な研磨作用が得られるという効果を有
する。またポットを軽合金で製作することにより取扱い
易く、バレル研磨加工機においても重量負荷を軽減でき
るという効果を有する。また研磨砥粒を内面に付着固定
したバレル研磨用ポットを用いて精密小物部品のバレル
研磨加工を行う際には、流動性微粉を混入することで研
磨粉による目詰まりによって加工効率が低下することを
防ぐという効果を有する。また流動性微粉の作用により
研磨砥粒の自生作用を促し、良好な研磨加工を長時間維
持することが可能となる。さらに従来技術の加工方法で
脆性材の加工時に発生した微少な欠けや割れの発生を防
止し加工品質の向上ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例のバレル研磨用ポットを示
す断面図である。

【図２】 本発明の一実施例のバレル研磨加工を行うポ
ットの断面図である。

【図３】 本発明の一実施例のバレル研磨加工を行うポ
ットの断面拡大図である。

【符号の説明】

１ バレル研磨用ポット ２ ポットの蓋 ３ 研磨砥粒 ４ 結合剤 ５ ポット蓋固定ネジ １０ 被加工物 ２０ 流動性微粉 Ｈ 露出した研磨砥粒の高さ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分散メッキ法により研磨砥粒を内面に付
   着固定したことを特徴とするバレル研磨用ポット。
2. 【請求項２】 研磨砥粒を付着固定するバレル研磨用ポ
   ット材質に軽合金を用いて製造したことを特徴とする請
   求項１記載のバレル研磨用ポット。
3. 【請求項３】 研磨砥粒を内面に付着固定したバレル研
   磨用ポットを用いたバレル研磨加工において、該バレル
   研磨用ポット内に被加工物と流動性微粉とを混在させバ
   レル研磨加工を行うことを特徴とするバレル研磨加工
   法。
4. 【請求項４】 流動性微粉の粒径が、バレル研磨用ポッ
   トの内面に付着固定した研磨砥粒の露出高さよりも小さ
   いことを特徴とする請求項３記載のバレル研磨加工法。
5. 【請求項５】 流動性微粉の硬度が、バレル研磨用ポッ
   トの内面に研磨砥粒を付着固定するために使用される結
   合剤よりも高いことを特徴とする請求項３記載のバレル
   研磨加工法。
6. 【請求項６】 流動性微粉の形状が、多角面体であるこ
   とを特徴とする請求項３記載のバレル研磨加工法。