JPH06349659A - 磁石素材の仕上加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スピードメータ等に用いられる中心部に貫通
孔を有する円板状のアルニコ磁石等の磁石素材の仕上げ
において、その内径仕上げに使用されるダイヤモンドチ
ップによるインターナル研磨の廃止、及び工程順序の変
更により、一定の仕上げ精度とコスト低減の２つの課題
を共に達成する。 【構成】 鋳造等にて成形された磁石素材Ｗについて、
平面粗加工により湯口が落とされ、また外周も粗加工さ
れた後、貫通孔１の内径仕上げが超硬チップ３によって
行われる。これは貫通孔１に回転する超硬チップ３を同
心的に押し込んで、特に円筒孔部ｂの内径仕上げを行う
ものである。さらに、ケース密着側の平面Ｓ1が平面仕
上げされた後、ショットブラストＳＢが施される。ケー
ス密着側の平面Ｓ1はショットブラスト面そのままに維
持されるが、カシメ側の平面Ｓ2及び外周はそれぞれ仕
上加工される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば中心部に貫通
孔を有する、円板状に成形された磁石素材について、そ
の外表面全体の仕上げ及び貫通孔の内径仕上げを行う仕
上加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アルミニウム、ニッケル、コ
バルト等を組成に含む円板状のアルニコ磁石がスピード
メータの１部品として使用されている。例えば図１０及
び１１に示すような中心部に貫通孔１００を有するアル
ニコ磁石１０１が使用され、この場合、貫通孔１００は
テーパ孔部ａと円筒孔部ｂがつながったものとなってい
る。そして、図１２に示すように、円板状のアルニコ磁
石１０１が浅い有底円筒形状のケース１０２に収容され
る。貫通孔１００にはシャフト１０３が差し通され、か
つテーパ孔部ａが開口する側の平面Ｓ2に、整磁鋼材１
０４を介してシャフト１０３の先端部がかしめられて１
つのアッセンブリとされ、このようなアルニコ磁石１０
１を含むアッセンブリがシャフト１０３により高速で回
転させられることとなる。

【０００３】なお、アルニコ磁石１０１の円筒孔部ｂ側
の平面Ｓ1は、ショットブラスト、ショットピーニン
グ、あるいはサンドブラスト等の粒子吹付加工により所
定の面粗さに仕上げられ、ここがケース１０２の底面に
押し付けられることにより、摩擦係数が大きくされて、
ケース１０２とアルニコ磁石１０１との位置ズレが生じ
にくくなっている。

【０００４】上例のようなアルニコ磁石１０１は、その
貫通孔１００及び外形の全体が鋳造によって成形され、
それが仕上げられて製品となる。従来では、一般に図１
３に示すように、鋳込みされた後、解体により湯口やラ
ンナがばらされ、さらに磁気特性を出すためにテンパー
処理（焼戻し）が行われる。その後、ケース密着側の平
面が平面研磨装置等により仕上加工され、さらに外周面
が粗仕上げされる。その後、ショットブラスト、ショッ
トピーニングあるいはサンドブラスト等の粒子吹付加工
ＳＢにより、磁石素材の表面が全体的に粗く仕上げられ
る。その後、カシメ側の平面が仕上加工され、さらに外
周面が仕上げられた後、最終的に貫通孔の内径仕上げが
インターナル研磨によって行われる。

【０００５】これは図１４及び図１５に示すように、ア
ルニコ磁石素材１０１をチャック装置で固定した状態
で、回転軸の先端に取り付けられた円筒形のダイヤモン
ドチップ１０５を自転させ、貫通孔１００の円筒孔部ｂ
の内周面に押し付けつつ、その内周面に沿って公転させ
る（遊星運動を行わせる）ことにより、貫通孔１００の
内径を精度よく仕上げるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなインターナル研磨の工程は、仕上精度の面では問
題ないが、１回ごとにチャック装置で磁石素材を押える
必要があり、また特にダイヤモンドチップを用いるため
に、内径仕上コストが非常に高くつく欠点がある。

【０００７】本発明の課題は、特に内径仕上げにおける
インターナル研磨の欠点を解消し、鋳造や粉末焼結、プ
レス等で成形される磁石素材に求められる仕上精度の維
持と、仕上コストの低減という２つの要請を共に満足す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、２平面で規定
される厚さを有する外形と、その厚さ方向に貫通して形
成された貫通孔とを備えた磁石素材の仕上加工方法であ
って、次の各工程を備えることを特徴とする。 上記外形を粗仕上げする工程。 超硬チップを備えた回転仕上工具を上記貫通孔内に同
心的に挿入することにより、その内径仕上げを行う工
程。 前記２平面のうち少なくとも一方の平面を仕上加工す
る工程。 それら２平面を含む表面全体をショットブラスト等の
粒子吹付加工により所定の面粗さに仕上げる工程。 上記２平面のうち他部材と密着させられることが予定
されている１の平面以外の平面を仕上加工する工程。 上記２平面をつなぐ外周面を仕上加工する工程。

【０００９】ここでとの工程は順序が逆になっても
よく、また及びの工程についても同様である。の
平面仕上げは、最終的にショットブラスト等による所定
粗さの仕上面を製品に残す場合、そのショットブラスト
等の仕上面の下地となる平面を作るためである。

【００１０】上述のショットブラスト等の粒子吹付加工
による所定の面粗さに仕上げる工程を省略した発明も成
立する。それは、上述の発明と比較し、〜まで同じ
であるが、の工程が省略され、その後の工程とし
て、上記２平面を仕上加工することを経て、上述のの
外周仕上げの工程へ移行する。

【００１１】ここで、ショットブラスト等の粒子吹付加
工が省略され得るのは、そのような粒子吹付加工により
例えば梨地状等に仕上げなくても、製品として使用でき
る場合も少なくないからである。

【００１２】

【作用・効果】本発明によれば、内径仕上げに関し、高
価なダイヤモンドチップを用いたインターナル研磨を廃
止できたことにより、仕上コストが大幅に低減する。超
硬チップによる仕上げは、ダイヤモンドチップによるイ
ンターナル研磨と比べて、仕上げ精度の点ではそこまで
いかないとしても、工程を入れ換えることにより、すな
わち平面仕上げ等を超硬チップによる内径仕上げの後に
もってくることにより、仮に内径仕上げでバリ等が生じ
ても、それが後の平面仕上げ等の工程で除去される。そ
のため、バリ等が最終製品に残る心配もなく、一定以上
の仕上げ精度を維持しつつ、仕上コストの低減を図るこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１はその一実施例である仕上げ工程図であ
る。そこでＡで囲った鋳込み、解体及び熱処理は従来と
同様である。その後、平面粗仕上げとして、アルニコ磁
石素材等の鋳造磁石素材Ｗ（以下、磁石素材という）に
おいて、鋳造時に残された湯口が除去される。これは例
えば端面フライス等の回転切削工具により行われ、その
後、磁石素材Ｗの外周が粗仕上げされる。これは、磁石
素材Ｗを両側から挟み付けて回転させ、その外周に粗仕
上げ用の刃物工具を押し付けること等により行うことが
できる。

【００１４】その後、磁石素材Ｗの中心部にある貫通孔
１の内径仕上げが行われる。この内径仕上げは、貫通孔
１の特に円筒孔部ｂの内径を所定の公差内に仕上げるも
ので、これには、例えば図７に示すような、回転軸２の
先端に超硬チップ３が一体的に取り付けられた回転仕上
工具Ｔが用いられる。この超硬チップ３は角柱状の形態
をなしているが、特に図８に示すように、正方形の４つ
の角部が４５度の角度で均等に面取りされたような８角
形断面を有するものが好適に採用される。この例では、
ランド３ａが４箇所に均等配置され、８角形断面の各内
角θはいずれも１３５度となっている。すなわち、切り
刃角度θが１３５度程度と緩く、また切り刃が８箇所に
分散することとなるため、工具寿命が長い利点がある。
また、超硬チップ３の材質としては、よく知られている
ように、例えば炭化タングステン（ＷＣ）や炭化チタン
（ＴｉＣ）等を含む超硬合金が好適に用いられる。

【００１５】なお、超硬チップ３については、必ずしも
ここに例示のものに限らず、例えばランドの数が３ある
いは２とされたものや、断面が４角形あるいは６角形等
のもの、さらに切り刃角度がそれに応じて小さくされ、
あるいは大きくされたものを用いることもできる。

【００１６】そして、このような超硬チップ３が、図５
及び図６に示すように磁石素材Ｗの貫通孔１に同心的に
押し込まれ、特にテーパ孔部ａに続く円筒孔部ｂの内周
面をわずかに回転切削して、その内径寸法を予め定めら
れた公差範囲に仕上げる。ここで、超硬チップ３を磁石
素材Ｗにリーマ形態で押し込んで仕上加工する際、超硬
チップ３の先端部のみで内径仕上げを行うことも可能で
あるが、その場合は先端部のみが繰返し使用されるた
め、摩耗が速くなる。これに対し、超硬チップ３の先端
ではなく中間部で内径仕上げを行うようにすれば、摩耗
も少なくて済み、一定の内径を付与しやすい。

【００１７】なお、磁石素材Ｗが内径仕上げ位置に対
し、図６の（ａ）の状態で供給されるか、（ｂ）の状態
で供給されるかは、一般には確定できないのが普通であ
るため、図６の（ａ）及び（ｂ）のいずれの状態でも内
径仕上げの可能な超硬チップ３を使用することが望まし
い。

【００１８】内径仕上工程は、例えば図３及び図４に示
すように連続して行うことができる。フィーダ５にスト
ックされている多数の磁石素材Ｗは、整列させられて順
次その搬送路６に沿って流出させられ、移送シリンダ７
により内径仕上ステーションＩSに供給される。ここ
で、クランプシリンダ８のロッド８ｂが前進し、そのテ
ーパ状の凹面８ａにおいて磁石素材Ｗを固定ブロック９
に押し付ける。これにより、磁石素材Ｗは図４に示す超
硬チップ３を含む回転仕上工具Ｔと同心的に位置決めさ
れ、その後、超硬チップ３が下降することにより、上述
の内径仕上げが行われる。内径仕上げが完了した磁石素
材Ｗは、そのステーションＩSから排出され、さらに排
出シリンダ１０により押し出されて、回収箱１１へ収容
される。

【００１９】図１に戻って、上記のような超硬チップ３
による内径仕上げが完了した後、その磁石素材Ｗの２平
面のうち円筒孔部側の平面Ｓ1、言い換えれば図１２に
示したようなケース１０２に密着させられる側の平面Ｓ
1に対して平面仕上げが施される。これは、図１におい
て後に予定されているショットブラスト、ショットピー
ニングあるいはサンドブラスト等の粒子吹付加工ＳＢ
（以下、ショットブラストで代表させる）の下地となる
平面を作るためで、磁石素材Ｗをテーブルの上に固定
し、平面研磨装置でその平面Ｓ1を研磨することとな
る。

【００２０】平面Ｓ1が仕上げられた磁石素材Ｗには、
その表面全体にショットブラストＳＢが施される。この
工程は例えば図９に示すように、多数の磁石素材Ｗをケ
ージ１２の中に収容した状態で、このケージ１２を回し
ながらショット等を外部から吹き付けることによって行
う。それにより磁石素材Ｗの表面は全体的に梨地状等、
所定の表面粗さの状態となる。

【００２１】さらに、図１において、ショットブラスト
後の磁石素材Ｗの平面Ｓ2に対し、平面仕上げが施され
る。この平面Ｓ2は、図１２に示すようにシャフト１０
３がカシメられる側の平面であり、この面はショットブ
ラストされた状態に比べて、より滑らかなものとなる。
ただし反対側の平面Ｓ1は、ケース１０２に密着する側
の平面であるため、ショットブラスト面はそのままとさ
れて、所定の面粗さ、ひいてはある程度大きな摩擦係数
が得られるようにされる。また、図１の磁石素材Ｗの外
周面もショットブラスト面となっているが、これをより
表面粗さの細かい面となるように外周仕上加工が施され
る。これは、例えば磁石素材Ｗを多数横方向に同心的に
連ねて芯なし研削等を行う等、適宜の方法で行われる。

【００２２】図２は、図１におけるショットブラストＳ
Ｂの工程を省略した実施例で、磁石素材Ｗの用途等によ
っては、ショットブラスト等によって与えられる比較的
摩擦係数の大きな表面が必要でない場合もあるし、また
図１２のように使用される場合でも、シャフト１０３の
カシメ力を大きくすれば、ショットブラスト面は必ずし
も必要でない場合もでてくる。このような前提で、図２
の工程からはショットブラストＳＢ等の粒子吹付工程が
省略され、超硬チップ３による内径仕上げの後、磁石素
材Ｗの両面Ｓ1、Ｓ2がそれぞれ平面研磨により仕上げら
れ、また外周の仕上げも行われて、仕上げ工程が終了す
るものとなっている。

【００２３】図１及び図２のいずれにしても、超硬チッ
プによる内径仕上げの後に、磁石素材Ｗの両側の平面に
対する仕上加工が行われることにより、内径仕上げで仮
にバリ等が生じても、それが最終製品に残ることがな
い。

【００２４】なお、実施例は、アルニコの鋳造磁石素材
について説明したが、本発明はこれに限らず、金属粉末
を圧粉し焼結した磁石素材やプレス成形されるプラスチ
ック磁石にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る発明の一実施例を示す工程図。

【図２】請求項２に係る発明の一実施例を示す工程図。

【図３】内径仕上加工に使用される装置の一例を簡略に
示す平面図。

【図４】その側面図。

【図５】超硬チップによる内径仕上げの一例を示す平面
図。

【図６】その断面図。

【図７】超硬チップを含む回転仕上工具の一例を示す側
面図。

【図８】その先端端面図。

【図９】ショットブラスト等の粒子吹付工程の一例を簡
略に示す説明図。

【図１０】鋳造磁石の一例としてスピードメータに使用
される円板状アルニコ磁石の平面図。

【図１１】その断面図。

【図１２】そのアルニコ磁石がスピードメータに組み付
けられた状態の断面図。

【図１３】鋳造磁石素材に対する従来の仕上工程を示す
工程図。

【図１４】ダイヤモンドチップのインターナル研磨によ
る従来の内径仕上工程を示す平面図。

【図１５】その断面図。

【符号の説明】

１ 貫通孔 ａ テーパ孔部 ｂ 円筒孔部 Ｔ 回転仕上工具 ３ 超硬チップ ３ａ ランド θ 切り刃角度 Ｗ 鋳造磁石素材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２平面で規定される厚さを有する外形
   と、その厚さ方向に貫通して形成された貫通孔とを備え
   た磁石素材の仕上加工方法であって、 前記外形を粗仕上げする工程と、 超硬チップを備えた回転仕上工具を前記貫通孔内に同心
   的に挿入することにより前記貫通孔の内径仕上げを行う
   工程と、 前記２平面のうち少なくとも一方の平面を仕上加工する
   工程と、 それら２平面を含む表面全体を粒子吹付加工により所定
   の面粗さに仕上げる工程と、 前記２平面のうち他部材と密着させられることが予定さ
   れている１の平面以外の平面を仕上加工する工程と、 前記２平面をつなぐ外周面を仕上加工する工程と、 を含むことを特徴とする磁石素材の仕上加工方法。
2. 【請求項２】 ２平面で規定される厚さを有する外形
   と、その厚さ方向に貫通して形成された貫通孔とを備え
   た磁石素材の仕上加工方法であって、 前記外形を粗仕上げする工程と、 超硬チップを備えた回転仕上工具を前記貫通孔内に同心
   的に挿入することにより前記貫通孔の内径仕上げを行う
   工程と、 前記２平面を仕上加工する工程と、 前記２平面をつなぐ外周面を仕上加工する工程と、 を含むことを特徴とする磁石素材の仕上加工方法。
3. 【請求項３】 前記超硬チップが４角柱状をなし、その
   正方形断面の４角部が４５度の角度で面取りされた８角
   形断面を有するものである請求項１又は２の仕上加工方
   法。