JP2001179596A - 工作物の内面研磨法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内面が円筒状の工作物内に極わずかな研磨材
を装入してその内面を効率的に研磨する工作物の内面研
磨法を提供すること。 【解決手段】 内面が円筒状の工作物１内に研磨材Ａを
装入して該内面９を研磨するようにした工作物の内面研
磨法であって、前記研磨材Ａの装入容量を工作物内空間
容量の５％以内とした。 【効果】 特別な付帯設備を必要とせずまた簡単な方法
で多種類の工作物の内面研磨を短時間で行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は工作物内に研磨材
を装入してその円筒状内面を効率的に研磨する工作物の
内面研磨法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の工作物の内面研磨法は、対象とな
る工作物内に、研磨材を装入し、さらに必要に応じて水
と内面の錆防止や水の軟化をする目的でコンパウンドと
を入れ、その後工作物に回転運動を付与して内面研磨を
行っていた。この回転運動は工作物の長手軸を中心に行
うもので、回転運動によって研磨材がその群の上端より
下端に向かって滑り落ち、衝突時の圧削力によって工作
物内面を研磨していた。つまり図１に示すように工作物
１内では、研磨材Ａがその群の表層部で滑って流動層を
形成し、この流動層が工作物内面９に当たるときに研磨
していた。そして流動層以外の箇所ではほとんど研磨に
寄与していなかった。この考えに基づき、研磨材装入容
量は工作物内空間容量の５０％としたときに最も流動層
距離を長く取ることができるので、その時が最良の研磨
条件になると考えられていた。

【０００３】またこの方法をさらに増強するものとし
て、特開昭６２−２４１６５５号公報に開示されたもの
がある。このものは研磨力をアップさせる目的で円筒状
工作物内に螺旋状の羽根を挿入して回転し、強制的に研
磨材を内面に押し付けて研磨するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前者の方
法では研磨は可能なものの、時間がかかり効率的ではな
かった。また後者の方法では時間短縮は可能なものの、
装置構造が複雑になる上に、内径の異なる工作物に合わ
せて羽根を用意せねばならず加工段取りや製造コストの
面で得策ではなかった。この発明はこうした課題に鑑み
てなされたもので、その要旨とするところは研磨時間の
短縮が可能であると共に特別な付帯設備を必要とせず簡
単な方法で工作物の内面研磨を効率的に行うものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ちこの発明は、内面が
円筒状の工作物内に研磨材を装入して該内面を研磨する
ようにした工作物の内面研磨法において、前記研磨材の
装入容量は工作物内空間容量の５％以内としたのであ
る。このようにすると装入された研磨材には流動層はほ
とんど形成されず、少量の研磨材が工作物の内面上に並
んだ状態で内面と接し、工作物が回転運動をする一方で
研磨材は滑って一定範囲にわたって滞留する形になり、
その結果相対運動差が生じて従来の５０％装入による研
磨法よりも大きな研磨力が得られる。しかし装入容量が
５％を越えると流動層が著しい形で形成され、流動層の
下方では流動層に押圧されるためか滞留がなくなり（工
作物の回転運動に連れ回りする）、結局研磨に寄与する
のは流動層のみとなり従来の研磨法と変わらなくなる。
さらにこの発明において研磨材の装入容量を工作物内空
間容量の２〜３％とすれば滑りによる滞留が広範囲に及
び且つ安定し、研磨工率は最良となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下にこの発明
の第１実施形態を図２〜４を参照しながら説明する。１
は研磨対象となる内面円筒状の工作物で、その開口部は
蓋１０によって密閉可能となっている。この工作物１は
内外面共に円筒状に形成され、その外周面を工作物軸と
並行に架設された２本のローラ２によって回転可能に支
持されている。ローラ２にはガイド１９が工作物の大き
さに合わせて嵌着され工作物１が軸方向でずれるのを防
止している。またローラ２の端部は段付加工されて小径
状になっており軸受３に嵌入されている。この２本のロ
ーラ２は軸受３によって機台４上に架設されるが、一方
のローラ２はフリーに回転するようになっている。他方
のローラ２はその一端にプーリ５が固着され、このプー
リ５は機台４の下方に設置されたモータ７の出力を受け
て変速プーリ８ａ、８ｂ、８ｃによりベルト６ａ，６ｂ
を介して回転するようになっている。１１は変速プーリ
８ｂと８ｃとを連結するシャフトで、１２はプーリカバ
ーである。この第１実施形態に係る装置はこの様な簡単
な構成を基本としている。尚この装置は表面粗さを高精
度に仕上げたいものや工作物自身に負荷がかかりにくい
ことから後述の高速遠心流動式では遠心力によって変形
するもの（軟質金属など）に適している。単に時間短縮
したいのであれば後述の高速遠心流動式装置を用いた方
が効率は良い。

【０００７】次にこの工作物１の蓋１０を開け、内部に
研磨材Ａを装入する。研磨材Ａの装入容量としては内面
空間容量に対して５％以下を基本とする。この理由は５
％を越えると研磨材表層に流動層が著しい形で形成さ
れ、且つこの流動層が下部の研磨材を押圧するためか研
磨材が工作物の回転運動と共に連れ回りしてしまうから
である。その結果工作物内面と接する研磨材は工作物の
回転に連れて最下端位置から最上端位置へと移動し、つ
いには流動層に乗って再び最下端位置へと滑り落ちる従
来の研磨法と何ら差がなくなり、研磨力の向上は望めな
いからである。

【０００８】この発明の研磨法では２〜３％装入容量を
最良な研磨条件としている。その理由は研磨材が内面に
対して並ぶ範囲が最も広範囲に及び且つ研磨材が工作物
の回転運動に対し連れ回りすることなく安定して一定範
囲で滞留するからである。

【０００９】その後水とコンパウンドを研磨材の量に合
わせて装入する。水、コンパウンドは必ずしも必要なく
場合によっては乾式研磨で行っても良い。

【００１０】この状態で蓋１０をしてモータ７を起動す
ると、モータ７からの出力によって変速プーリ８ａが回
動し、この回動力をベルト６ａが変速プーリ８ｂに伝達
し、同様に変速プーリ８ｂがシャフト１１を介して変速
プーリ８ｃへ伝達し、最後にベルト６ｂを介してプーリ
５を回動させる。プーリ５はローラ２の一方に固着され
ているのでローラ２も回転し、その結果工作物１を回転
させることになる。

【００１１】一方工作物１内では、図４に示すように研
磨材Ａは工作物の内面９の最下面から回転方向にかけて
滞留し、この滞留範囲で回転する工作物内面とに相対運
動差を生じて内面を研磨する。このようにして従来概念
では予想もしなかった方法により短時間で良好な研磨を
達成することができるのである。

【００１２】

【実施例】この発明に基づいて実施した例を次に挙げ
る。 工作物・・・内面円筒状容器（軟質金属製） 研磨目的・・・内面粗さ向上 研磨材・・・ＨＴ−４（チップトン製、粗仕上用研磨
石）２〜３％装入 水・・・研磨材を工作物に入れた時の研磨材の表面位置
まで装入 コンパウンド・・水に対し２％装入 この条件で工作物の内面研磨をしたところ、約４日間で
目標の表面粗さに到達することができた。一方従来の５
０％装入法でも同様に行ったところ、目標値まで約１週
間かかった。

【００１３】（第２実施形態）次にこの発明の第２実施
形態について図５〜７を参照しながら説明する。このも
のは高速遠心流動式装置を用いるもので、工作物１は自
転軸１３に固着されたマガジン１４内にクランプされ、
自転公転させて工作物内面を研磨するものである。具体
的にはマガジン１４は自転軸１３に固着され、この自転
軸１３は軸受によって２枚のターレット１５ａ，１５ｂ
（１５ｂは筐状に形成されている）間に等間隔に４本配
置され自転可能になっている。また２枚のターレット１
５ａ、１５ｂはその中心が公転軸１６上に固設され、タ
ーレット１５ｂは機台４下方に設けられたモータ７とこ
れらの中間に位置する減速プーリ８ａ，８ｂ，８ｃ、ベ
ルト６ａ、６ｂにより回転可能となっている。また公転
軸１６は軸受２０を介して機台４上に支持されている。
一方機台４の下方には工作物１の取出し時に自転軸１３
のみを回転させるためのギアードモータ７１が設けら
れ、その出力軸にはスプロケット５１ａが固着され、公
転軸１６の一端のスプロケット５１ｂとにチェーン６１
ａが掛回されている。スプロケット５１ｂは公転軸１６
に対し回転可能となっており、さらに公転軸１６上であ
って筐状ターレット１５ｂ内には図示しない４つのスプ
ロケットがスプロケット５１ｂと連動するようになって
おり、これらと４本の自転軸１３に固着されたスプロケ
ット５１ｃとに４つのチェーン６１ｂが掛回されてい
る。５１ｄはチェーン６１ｂのテンション調整用スプロ
ケットで、チェーン６１ｂと同数配置されている。１７
はステー、１８は操作盤である。

【００１４】この装置の動作説明をする。先程と同様に
工作物１内に研磨材Ａ、水、コンパウンドを入れ蓋１０
をする。続いて工作物１をマガジン１４にセットして装
置を起動すると、ターレット１５はモータ７により減速
プーリ８ａ、８ｂ、８ｃ、ベルト６ａ、６ｂを介して公
転する。その一方で公転軸１６ではスプロケット５１ｂ
がギアードモータ７１（ここでは作動しない）からの規
制を受けて回転を止められているため、このスプロケッ
ト５１ｂに連動した４つのスプロケットも回転せず、こ
れに掛回されたチェーン６１ｂは公転方向と逆方向に回
転する。したがって自転軸１３も公転方向と逆方向に回
転し、こうしてマガジン１４にセットされた工作物１は
自転公転を受けて内面研磨されるのである。この装置で
は７Ｇから１０Ｇもの遠心力を受けるので実施形態１の
ものに比べ約５０倍もの研磨力を有し、一層の研磨時間
短縮を望むことができる。またこの様にした場合、工作
物１内では図７に示すように研磨材Ａは一定範囲にわた
って滞留し、この滞留範囲で回転する工作物内面とに相
対運動差を生じて内面を研磨する。尚、この装置を用い
る場合は強い遠心力を受けるので遠心力によって変形し
ない強度を有する工作物に向いており、例えばスチール
製ガスボンベの内面研磨などに適している。

【００１５】

【効果】この発明によれば、従来概念からは予想もしな
かった研磨法により研磨効率を向上させることができ、
特別な付帯設備を必要とせずまた簡単な方法で内径の異
なる多種類の工作物の内面研磨を短時間で行うことがで
きる。

【００１６】また使用する研磨材の量は従来法に比べ極
わずかで済み、しかも従来のように研磨材同士の共摺り
による損耗が少なく、内面研磨のために損耗されるので
長期にわたって研磨材を使用することができ、これまで
の研磨法を根底から覆した画期的な方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の研磨状況を示す要部断面図

【図２】本発明の第１実施形態に係る装置の正面図

【図３】同じく側面図

【図４】同じく研磨状況を示す要部断面図

【図５】本発明の第２実施形態に係る装置の正面図

【図６】同じく側面図

【図７】同じく研磨状況を示す要部断面図

【符号の説明】 １＝工作物 ９＝工作物内面 Ａ＝研磨材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面が円筒状の工作物内に研磨材を装入
   して該内面を研磨するようにした工作物の内面研磨法に
   おいて、前記研磨材の装入容量は工作物内空間容量の５
   ％以内としたことを特徴とする工作物の内面研磨法。
2. 【請求項２】 前記研磨材の装入容量は工作物内空間容
   量の２〜３％としたことを特徴とする請求項１記載の工
   作物の内面研磨法。