JPH10156701A - 乾式バレル研磨法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切刃となる砥材を混合させて固めた多孔質の
合成樹脂製のメディアを使用して長時間研磨しても、研
磨力の低下を抑えてワークを研磨することができる乾式
バレル研磨法を提供すること。 【解決手段】 本発明に係る乾式バレル研磨法は、切刃
となる砥材を混合させて固めた多孔質の合成樹脂製のメ
ディアＭを使用してワークＷを研磨する。ワーク研磨時
の研磨槽１内には、メディアＭのドレッシングを行なう
砥粒Ｓを混入させて、研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メディアとワーク
とを研磨槽内で旋回流動させてワークの表面を乾式で研
磨する乾式バレル研磨法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、乾式バレル研磨法は、
水やコンパウンドを使用する湿式バレル研磨法に比べ、
ワークの洗浄等が不要となって、ワークの取扱いが簡単
となることから、注目されている。

【０００３】そして、従来の乾式バレル研磨法におい
て、ワークを研磨するためのメディアとして、切刃とな
る砥材を混合させて固めた多孔質の合成樹脂製のものを
使用する場合があった。

【０００４】この種のメディアを使用する場合には、多
孔質となっているため、それらの孔に、研磨時に生ずる
研磨粉（ワークの研磨屑やメディア同志の干渉による粉
末等）が入って、切刃の目詰まりが生じ難い。

【０００５】しかしながら、長時間の研磨では、水やコ
ンパウンドを使用する湿式バレル研磨法と相違して、研
磨粉がメディア表面に付着することが避けられず、その
結果、切刃を埋設させてしまうようなメディアの目詰り
を生じさせる場合があり、そのような場合には、研磨効
果が低下してしまう。

【０００６】本発明は、上述の課題を解決するものであ
り、切刃となる砥材を混合させて固めた多孔質の合成樹
脂製のメディアを使用して長時間研磨しても、研磨力の
低下を抑えてワークを研磨することができる乾式バレル
研磨法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る乾式バレル
研磨法は、切刃となる砥材を混合させて固めた多孔質の
合成樹脂製のメディアを使用してワークを研磨する乾式
バレル研磨法であって、ワーク研磨時の研磨槽内に、前
記メディアのドレッシングを行なう砥粒を混入させて、
研磨することを特徴とする。

【０００８】前記砥粒は、粒度を３６〜４００番の範囲
として、前記研磨槽内に、前記ワーク容量の１／１０〜
１／３０の容量、混入することが望ましい。

【０００９】また、前記研磨槽には、研磨時に生ずる研
磨粉を吸引する集塵装置を接続させるとともに、該集塵
装置により吸引される前記砥粒を補充可能な供給装置を
接続させて、研磨時に生ずる研磨粉を除去し、かつ、該
研磨粉の除去に伴なう前記砥粒の減少を防止しつつ、研
磨することが望ましい。

【００１０】さらに、前記集塵装置には、吸引した前記
砥粒を分離回収可能な回収装置を接続して、該回収装置
を前記供給装置に接続させて、前記砥粒を循環使用する
ことが望ましい。

【００１１】

【発明の効果】本発明に係る乾式バレル研磨法は、研磨
槽内に、メディアのドレッシングを行なう砥粒を混入さ
せることから、ワーク研磨時の研磨槽内では、メディ
ア、ワーク、及び、砥粒が旋回流動して、砥粒にドレッ
シングされつつメディアがワークを研磨することとな
る。

【００１２】すなわち、研磨時に生ずる研磨粉がメディ
ア表面に付着して切刃を埋設させようとしても、砥粒が
ドレッシングするため、メディアの切刃が創生されて露
出し、研磨力を低下させることなくワークが研磨される
こととなる。勿論、メディアは、切刃を固めた多孔質の
合成樹脂製としており、砥粒のドレッシンングで切刃を
露出し易いことから、ワークの研磨中であっても、円滑
にドレッシングされることとなる。

【００１３】したがって、本発明に係る乾式バレル研磨
法では、切刃となる砥材を混合させて固めた多孔質の合
成樹脂製のメディアを使用して長時間研磨しても、研磨
力の低下を抑えてワークを研磨することができる。

【００１４】そして、砥粒の粒度を３６〜４００番の範
囲として、研磨槽内に、ワーク容量の１／１０〜１／３
０の容量の砥粒を混入させるようにすれば、砥粒のワー
クへの不要な傷付けを防止して、メディアのドレッシン
グ効果を十分発揮して、ワークを研磨することができ
る。

【００１５】すなわち、砥粒が、粒度を３６番を越える
ように大きくしていないため、ワークを傷付けることを
防止することができ、また、粒度を４００番を越えるよ
うに小さくしていないため、メディアの多孔質の孔を詰
らせることを防止することができる。さらに、砥粒の容
量がワーク容量の１／１０を越えずに大量でないことか
ら、メディアの量に比べて、砥粒が多くなり過ぎず、メ
ディアの研磨を阻害しない。ちなみに、メディアの容量
は、ワークの容量の２．５倍程度としている。また、砥
粒の容量がワーク容量の１／３０未満の少量でないこと
から、メディアのドレッシング効果を阻害しない。

【００１６】また、研磨槽に、研磨時に生ずる研磨粉を
吸引する集塵装置を接続させるとともに、集塵装置によ
り吸引される砥粒を補充可能な供給装置を接続させて、
研磨時に生ずる研磨粉を除去し、かつ、研磨粉の除去に
伴なう砥粒の減少を防止しつつ、研磨するようにすれ
ば、つぎのような作用・効果を得ることができる。

【００１７】すなわち、研磨時に生ずる研磨粉が除去さ
れるため、作業環境が良好となる。また、研磨槽内での
砥粒の容量を、一定範囲に維持することができるため、
メディアによるワークの良好な研磨状態を、一層、長時
間にわたって維持することができる。

【００１８】さらに、集塵装置に、吸引した砥粒を分離
回収可能な回収装置を接続して、回収装置を供給装置に
接続させて、砥粒を循環使用するようにすれば、砥粒の
再利用が可能となり、経済的にワークの研磨を行なうこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００２０】実施形態に使用する乾式バレル研磨装置Ｇ
は、図１に示すように、研磨槽１を備えて構成されてい
る。研磨槽１は、固定槽２と、固定槽２の内部の下部に
配置される回転盤３と、を備えて構成されている。

【００２１】固定槽２は、円筒状の周壁部２ａの下部に
配置される底部２ｂが、複数の支持脚７によって支持さ
れ、回転盤３は、固定槽２の底部２ｂに取り付けられた
モータ６によって、水平方向へ回転可能に配置されてい
る。また、回転盤３は、固定槽２の底部２ｂとの間に空
間４を設け、さらに、固定槽２の周壁部２ａとの間に隙
間５を設けて、配置されている。

【００２２】さらにまた、固定槽２の底部２ｂには、ダ
クト８・１０が接続されている。ダクト８は、開閉バル
ブ９を配置させてダクト１２の略中間部位に接続されて
いる。ダクト１０は、開閉バルブ（図符号省略）を配置
させて、圧縮空気を供給する供給パイプ１１に接続され
ている。ダクト１２は、元部側を集塵装置１４に接続さ
せるとともに、先端側を研磨槽１を覆ったカバー体１８
の天井部１８ｂに接続させている。

【００２３】カバー体１８は、研磨時に生ずる研磨粉
（ワークＷの研磨屑、メディアＭ同志の干渉による粉砕
片、砥粒Ｓ等）の飛散を防止するものであり、有底の円
筒状の本体部１８ａと、本体部１８ａから取り外し可能
な天井部１８ｂと、を備えて、支持脚７ごと研磨槽１を
覆っている。

【００２４】そして、カバー体１８の本体部１８ａの上
部には、砥粒Ｓを研磨槽１内に供給可能な供給装置１９
が配置されている。

【００２５】集塵装置１４は、砥粒Ｓを回収可能なサイ
クロンを利用した分級装置からなる回収装置１５を接続
させており、回収装置１５は、ブロアからなる搬送装置
１６を接続させて、回収した砥粒Ｓを配管１７を介し
て、供給装置１９のホッパ１９ａに供給できるように構
成されている。

【００２６】研磨槽１内にワークＷとともに装入するメ
ディアＭは、切刃となる砥材を混合させて固めた多孔質
のフェノール樹脂・ユリア樹脂・メラミン樹脂等の合成
樹脂製としている。メディアＭの製造は、粉末状のフェ
ノール樹脂・ユリア樹脂・メラミン樹脂等と、粉末状の
アルミナ系・炭化珪素系等の砥材と、を所定量混合して
型中で加熱成形しつつ、微小気泡を均等に分散含有させ
て多孔質（開口径は４０μｍ程度）として、φ３．５〜
１３程度で高さを４〜２６mm程度とする円柱状や、一辺
の長さを４〜２０mm程度として高さを４〜２０mm程度と
する三角等の多角柱状等の形状に形成して製造する。な
お、切刃となる砥材は、６０〜１５００メッシュ程度の
ものを使用する。また、研磨時に使用するメディアＭの
大きさは、粗研磨から中研磨・微小研磨に移行するに従
って小さい形状のものを適宜使用する。

【００２７】このメディアＭの研磨槽１内への装入量
は、ワークＷの容量の２．５倍程度とする。勿論、それ
以上、研磨槽１内に装入しても良いが、経済的な見地か
ら、少ない方が良いことから、ワークＷの２．５倍程度
の容量で研磨槽１内に装入する。

【００２８】メディアＭのドレッシング用の砥粒Ｓは、
アルミナ質研削材・炭化珪素質研削材等が使用され、粒
度を３６〜４００番の範囲としている。粒度の範囲をこ
のように設定する理由は、粒度を３６番（粒径８４０μ
ｍ以下）を越えるように大きくすると、ワークＷを傷付
ける虞れが生じ、また、粒度を４００番（平均径４０μ
ｍ程度）を越えるように小さくすると、メディアＭの多
孔質の孔を詰らせて、ドレッシング効果を半減させてし
まうからである。

【００２９】そして、砥粒Ｓの研磨槽１内への装入量
は、ワーク容量の１／１０〜１／３０の容量とする。そ
の理由は、砥粒Ｓの容量がワーク容量の１／１０を越え
るような大量にすると、メディアＭの量に比べて、砥粒
Ｓが多くなり過ぎ、メディアＭの研磨を阻害するからで
あり、また、砥粒Ｓの容量がワーク容量の１／３０未満
の少量にすると、メディアＭのドレッシング効果を阻害
するからである。

【００３０】この乾式バレル研磨装置Ｇを使用して、ワ
ークＷを研磨する際には、まず、カバー体１８の天井部
１８ｂを開け、研磨槽１の回転盤３上に、ワークＷと所
定量のメディアＭ・砥粒Ｓとを装入して、天井部１８ｂ
を塞ぐ。そして、モータ６を作動させるとともに、開閉
バルブ９・１３を開いて集塵装置１４・搬送装置１６等
を作動させる。

【００３１】すると、回転盤５が回転して、ワークＷ・
メディアＭ・砥粒Ｓが旋回流動されて、砥粒Ｓにドレッ
シングされつつメディアＭがワークＷを研磨することと
なる。

【００３２】すなわち、研磨時に生ずる研磨粉がメディ
アＭの表面に付着して切刃を埋設させようとしても、砥
粒Ｓがドレッシングするため、メディアＭの切刃が創生
されて露出し、研磨力を低下させることなくワークＷが
研磨されることとなる。勿論、メディアＭは、切刃を固
めた多孔質の合成樹脂製としており、砥粒Ｓのドレッシ
ンングで切刃を露出し易いことから、ワークＷの研磨中
であっても、円滑にドレッシングされることとなる。

【００３３】したがって、実施形態の乾式バレル研磨法
では、切刃となる砥材を混合させて固めた多孔質の合成
樹脂製のメディアＭを使用して長時間研磨しても、研磨
力の低下を抑えてワークＷを研磨することができる。

【００３４】勿論、実施形態の研磨は、乾式であるた
め、湿式と相違して、排水処理設備等が不要でランニン
グコストを抑えて研磨処理を行なうことができる。ま
た、切刃を固めた多孔質の合成樹脂製のメディアＭでワ
ークＷを研磨しており、メディアＭの切刃を除いた部位
が、合成樹脂製として金属等の場合に比べて軟らかいた
め、ワークＷの変形や歪の発生を防止して研磨すること
ができ、さらに、ワークＷの表面に加工硬化を生じさせ
ることも無いことから、ワークＷの後加工に支障を生じ
させることも無い。

【００３５】なお、研磨装置Ｇの作動時、開閉バルブ９
を閉じ、開閉バルブ１３を開いた状態として、供給パイ
プ１１・ダクト１０を経て、研磨槽１内に圧縮空気を導
入させ、ワークＷ・メディアＭ・砥粒Ｓの流動性を高め
て、研磨しても良い。

【００３６】そして、実施形態の研磨法では、使用する
砥粒Ｓが、粒度を３６〜４００番の範囲として、研磨槽
１内に、ワークＷの容量の１／１０〜１／３０の容量の
砥粒Ｓを混入させるようにしており、砥粒ＳのワークＷ
への不要な傷付けを防止して、メディアＭのドレッシン
グ効果を十分発揮して、ワークＷを研磨することができ
る。

【００３７】すなわち、砥粒Ｓが、粒度を３６番を越え
るように大きくしていないため、ワークＷを傷付けるこ
とを防止することができ、また、粒度を４００番を越え
るように小さくしていないため、メディアＭの多孔質の
孔を詰らせることを防止することができる。さらに、砥
粒Ｓの容量がワークＷの容量の１／１０を越えずに大量
でないことから、メディアＭの量に比べて、砥粒Ｓが多
くなり過ぎず、メディアＭの研磨を阻害でず、また、砥
粒Ｓの容量がワークＷの容量の１／３０未満の少量でな
いことから、メディアＭのドレッシング効果を阻害しな
いしないからである。

【００３８】また、実施形態の場合、研磨槽１に、研磨
時に生ずる研磨粉を吸引する集塵装置１４を接続させる
とともに、集塵装置１４により吸引される砥粒Ｓを補充
可能な供給装置１９を接続させており、開閉バルブ９・
１３を開いて集塵装置１４を作動させるとともに、供給
装置１９を操作すれば、研磨時に生ずる研磨粉が、隙間
５や空間４からダクト９・１１を経て、あるいは、カバ
ー体天井部１８ｂからダクト１１を経て、集塵装置１４
に吸引され、また、研磨粉の除去に伴なう砥粒Ｓが集塵
装置１４に吸引されても、供給装置１９からの砥粒Ｓが
研磨槽１の回転盤３上に補充されて、砥粒Ｓの減少を防
止しつつ、ワークＷを研磨することができる。

【００３９】したがって、実施形態の研磨法では、研磨
槽１内から研磨時に生ずる研磨粉が除去されるため、作
業環境が良好となり、また、研磨槽１内での砥粒Ｓの容
量を、一定範囲に維持することができるため、メディア
ＭによるワークＷの良好な研磨状態を、一層、長時間に
わたって維持することができることとなる。

【００４０】そしてさらに、実施形態の場合には、集塵
装置１４に、吸引した砥粒Ｓを分離回収可能な回収装置
１５を接続し、搬送装置１６と配管１７とを利用して回
収装置１５を供給装置１９のホッパ１９ａに接続させ
て、砥粒Ｓを循環使用するように構成しており、砥粒Ｓ
の再利用が可能となるため、経済的にワークＷの研磨を
行なうことができる。

【００４１】なお、実施形態の研磨法が長時間にわたっ
てワークＷの良好な研磨状態を維持できる効果を調べた
結果を、図２に示す。

【００４２】一点鎖線のグラフは、ワークＷとして、外
径１７．９mm、内径８．５mm、厚さ１．６mmの鋼製の平
ワッシャを使用して、そのワークＷを研磨装置Ｇの研磨
槽１内に４リットル（１２．５Kg）装入し、メディアＭ
を研磨槽１内に１０リットル装入し、さらに、砥粒Ｓと
して、アルミナ質研削材の粒度を１８０番（ＷＡ＃１８
０）としたものを使用して、その砥粒Ｓを３００ｃｃ研
磨槽１内に装入し、開閉バルブ９・１３を開いてモータ
６・集塵装置１４・搬送装置１６等を作動させるととも
に、供給装置１９を操作して、ワークＷを研磨した場合
を示す。そして、研磨状態を調べるために、直径２２m
m、高さ１５mmの鋼製円柱体のテストピースを研磨槽１
内に装入して、そのテストピースの重量の減量状態を調
べた。

【００４３】一方、破線のグラフは、砥粒Ｓを全く使用
せず、かつ、集塵装置１４・搬送装置１６等を作動しな
い他は、上記と同様な状態となる従来法で、ワークＷを
研磨した状態を示すものである。

【００４４】図２から解るように、従来法は、時間の経
過とともに、テストピースの減量状態が急速に鈍くなっ
ているが、実施形態の研磨法では、略直線状にテストピ
ースが減量されており、研磨力の低下が抑えられて、メ
ディアＭによるワークＷの良好な研磨状態が長時間にわ
たって維持されたことが解る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態で使用する乾式バレル研磨
装置を示す図である。

【図２】実施形態と従来法との研磨状態を調べた結果を
示すグラフ図である。

【符号の説明】

１…研磨槽、 １４…集塵装置、 １５…回収装置、 １９…供給装置、 Ｗ…ワーク、 Ｍ…メディア、 Ｓ…砥粒、 Ｇ…乾式バレル研磨装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切刃となる砥材を混合させて固めた多孔
   質の合成樹脂製のメディアを使用してワークを研磨する
   乾式バレル研磨法であって、 ワーク研磨時の研磨槽内に、前記メディアのドレッシン
   グを行なう砥粒を混入させて、研磨することを特徴とす
   る乾式バレル研磨法。
2. 【請求項２】 前記砥粒が、粒度を３６〜４００番の範
   囲として、前記研磨槽内に、前記ワーク容量の１／１０
   〜１／３０の容量、混入されて、研磨することを特徴と
   する請求項１記載の乾式バレル研磨法。
3. 【請求項３】 前記研磨槽に、研磨時に生ずる研磨粉を
   吸引する集塵装置を接続させるとともに、該集塵装置に
   より吸引される前記砥粒を補充可能な供給装置を接続さ
   せて、 研磨時に生ずる研磨粉を除去し、かつ、該研磨粉の除去
   に伴なう前記砥粒の減少を防止しつつ、研磨することを
   特徴とする請求項１若しくは請求項２記載の乾式バレル
   研磨法。
4. 【請求項４】 前記集塵装置に、吸引した前記砥粒を分
   離回収可能な回収装置を接続して、該回収装置を前記供
   給装置に接続させて、前記砥粒を循環使用して、研磨す
   ることを特徴とする請求項３記載の乾式バレル研磨法。