JP2007229901A - 研削装置及び研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性を落とさずに精度の高い研削加工が可能な研削装置及び研削方法を提供する。
【解決手段】 加工対象物１を搬送する搬送レール３と、搬送レール３によって搬送される加工対象物１を研削加工する研削砥石２とを備える。加工対象物１は、両端部分に傾斜面１ｂ、１ｃを有するとともに、搬送レール３は加工対象物１の傾斜面１ｂ、１ｃに対応して形成され搬送方向に延在する一対の傾斜面３ａ、３ｂを有する。加工対象物１は、両端部分の傾斜面１ｂ、１ｃが搬送レール３の一対の傾斜面３ａ、３ｂで支持された状態で搬送され、研削砥石２による研削加工が行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば希土類焼結磁石の輪郭加工等に用いられる研削装置及び研削方法に関するものであり、特に、傾斜面を有する加工対象物を安定且つ精度良く研削加工することが可能な研削装置及び研削方法に関する。

モータをはじめとする各種電気部品の小型化の要求、及びこれに対応した磁石の特性向上の要求に伴い、高性能小型磁石の開発が求められている。このような中、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石等のＲ−Ｔ−Ｂ系（Ｒは、希土類元素の１種以上である。Ｔは、Ｆｅを必須とし、その他金属元素を含む。）焼結磁石は、磁気特性に優れていること、主成分であるＮｄが資源的に豊富で比較的安価であること等の利点を有することから、近年、その需要が益々拡大する傾向にある。

希土類焼結磁石の製造方法としては、粉末冶金法が知られており、低コストでの製造が可能なことから広く用いられている。粉末冶金法により希土類焼結磁石を製造するには、先ず、原料合金インゴットを粗粉砕及び微粉砕し、粒径が数μｍ程度の原料合金粉を得る。このようにして得られた原料合金粉を磁場中で配向させ、磁場中成形を行う。磁場中成形後、成形体を真空中、または不活性ガス雰囲気中で焼結及び時効を行う。さらに、機械加工や表面処理等の工程を行う。

前述の粉末冶金法による希土類焼結磁石の製造においては、磁場中成形により所望の形状（例えば、アーク形状やリング形状等）に成形し、熱処理（焼結及び時効）後に切断加工等を施して形状を整えるのが一般的である。しかしながら、前記小型化の要求に伴い、流動性のあまり良くないＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金粉を小型なアーク形状やリング形状等に成形することが困難になってきている。

そこで、例えばアーク形状の希土類焼結磁石を作製する場合、前記磁場中成形において一回り大きな矩形形状に成形し、あるいは前記アーク形状を複数個取りすることが可能な大きさのブロック形状に成形し、熱処理によって焼結体を作製した後に、砥石を用いて輪郭加工することで所望のアーク形状に加工処理することも試みられている（例えば、特許文献１や特許文献２等を参照）。

特許文献１には、研削する磁石部材を一方向に案内する搬送路と、搬送路に複数の磁石部材を搬送方向に付勢して連続的に搬送路に送り出す搬送手段と、搬送路を挟んで配され、搬送される磁石部材の互いに反対側となる面をそれぞれ研削する一対の研削手段と、研削手段の下流において磁石部材をその搬送方向と逆方向に付勢する付勢手段を具備する磁石部材の加工装置が開示されている。特許文献１記載の加工装置では、先ず、断面が略扇形形状の磁石部材に基準面加工とＲ面荒加工を同時に施した後に、仕上げ加工を施すようにしている。

特許文献２には、周回走行するベルトにワークを１個ずつ送るために複数のスクレーパーを設けたワーク送り装置を隣接させ、一方のワーク送り装置のベルト張り側と他方のワーク送り装置のベルト張り側とが直線状に、隣接するワーク送り装置の端部とが連接するように配置すると共に、これらベルト張り側の下方または上方に研削砥石を設け、さらに各ベルトの張り側に沿って研削砥石方向にスクレーパーで送られるワークを案内するガイドレールを設けて、各々のワーク送り装置を同期走行するようにした研削供給装置が開示されている。特許文献２記載の研削供給装置によれば、アーク形ワークの複数の面、例えば外Ｒ面、内Ｒ面、座面を順次研削するときに、ワークを反転する必要がなく、またワークのカケ発止も防止することができる。
特開平１１−３４７９００号公報 特開平６−２３８５６０号公報

前述の各特許文献記載の発明は、いずれもワークの搬送方法に特徴を有し、これを工夫することにより安定且つ精度の高い研削を実現するようにしている。例えば、特許文献１においては、内Ｒと外Ｒを同時加工する際に発生する上下の摩擦力の違いによって研削精度が低下することを従来の課題とし、研削砥石の下流に付勢手段を設けることで磁石部材の上下動を抑制し、その改善を図るようにしている。

ところで、いわゆるＣ型形状（アーク形状）に焼結体を加工する場合、２種類の総型砥石を利用して所望の形状とするが、前記２種類の総型砥石によりＲ面を加工する際に、内Ｒと外Ｒの中心が精度良く制御されていることが重要である。前記内Ｒと外Ｒの中心が偏ることで、Ｃ型形状において肉厚のバラツキや輪郭精度の低下が問題となる。

前述のように内Ｒと外Ｒの中心を精度良く制御することを考えた場合、前記各特許文献記載の技術では必ずしも十分とは言えない。特に、ワークの断面左右方向の精度に問題が残る。例えば、特許文献１記載の発明では、断面矩形状のガイドフレームによって磁石部材を搬送しており、前記ガイドフレームで磁石部材の左右側面を支持することにより研削時に位置決めされることになる。ここで、前記ガイドフレームには、磁石部材の幅に対して搬送に必要なクリアランスが必要である。前記クリアランスが全く無いと、磁石部材を円滑に搬送することは難しい。しかしながら、前記クリアランスを設けると、当該クリアランスによって、２回目の加工おいて１回目の加工のＲ中心との位置ズレが発生し、加工精度の低下をもたらすことになる。

特許文献２記載の発明においても同様である。特許文献２記載の発明では、２回目のＲ加工の際には、ガイドレールによって前工程で加工済みの面を案内するようにしているが、前記加工済みの面は、座面（水平面）と左右の側面（垂直面）であり、特に左右の側面の支持については先の特許文献１の場合と変わりがない。したがって、同様にクリアランスによる位置ズレの発生が問題となる。

また、前述の各特許文献記載の発明においては、Ｒ面加工される磁石部材（ワーク）は、左右両端部分に垂直面や水平面を有することが前提であり、Ｃ型形状への加工を考えた場合、最終的な形状が大きく制約されるという問題もある。例えば、円筒を複数に分割したＣ型磁石を組み合わせることで円筒磁石とする場合、２分割でない限りＣ型磁石の両端面は所定の開き角をもった傾斜面となる。両端面が傾斜面とされたＣ型磁石の研削加工には、前記各特許文献に記載される搬送路やガイドレールは適用することができない。

本発明は、前述の従来の実情に鑑みて提案されたものであり、クリアランスによる位置ズレの心配がなく、傾斜面を安定且つ確実に支持することができ、一連の加工により生産性を落とさずに精度の高い研削加工が可能な研削装置及び研削方法を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の研削装置は、加工対象物を搬送する搬送レールと、前記搬送レールによって搬送される加工対象物を研削加工する砥石とを備え、前記加工対象物が両端部分に傾斜面を有するとともに、前記搬送レールは前記加工対象物の傾斜面に対応して形成され搬送方向に延在する一対の傾斜面を有し、加工対象物の両端部分の傾斜面が搬送レールの一対の傾斜面で支持された状態で搬送され、研削加工が行われることを特徴とする。

また、本発明の研削方法は、両端部分に傾斜面を有する加工対象物を、当該加工対象物の傾斜面に対応して形成され搬送方向に延在する一対の傾斜面を有する搬送レールによって搬送し、加工対象物の両端部分の傾斜面を搬送レールの一対の傾斜面で支持した状態で研削加工を行うことを特徴とする

本発明においては、加工対象物の両端傾斜面を搬送レールで支持しながら研削加工を行うことが大きな特徴である。例えば、所定の開き角をもって形成される一対の傾斜面によって構成される搬送レールに対して、前記一対の傾斜面とほぼ等しい開き角を有する傾斜面が両端部分に形成された加工対象物を載置すると、重力によって対向する傾斜面同士が突き合わされる形となり、必然的にその位置が決まる。この位置決め状態は高度に保たれ、例えば加工対象物の上部から研削砥石の力が加わっても変化することはない。したがって、精度の高い研削が安定に実現される。

また、前記搬送レールと加工対象物との間には、クリアランスも必要なく、前記重力による傾斜面同士の突き合わせにより、クリアランスが形成されることもない。したがって、前記クリアランスに起因する位置ズレの発生が問題になることもない。さらに、両端面が傾斜面とされたＣ型磁石の研削加工に適用可能であることから、両端面の形状が水平面や垂直面に制約されるという問題も解消される。

本発明によれば、クリアランスによる位置ズレ等を起こすことなく、加工対象物の傾斜面を安定且つ確実に支持することができる。したがって、一連の加工により生産性を落とさずに精度の高い研削加工が可能である。例えば、Ｃ型形状に研削加工する際に、内Ｒと外Ｒの位置ズレを解消することができ、加工精度の高いＣ型形状製品を生産性良く作製することが可能である。また、加工対象物は重力によって自ずと位置決めされるので、作業も容易であり、前記精度の高い研削加工を安定に行うことが可能である。

以下、本発明を適用した研削装置及び研削方法について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明の研削装置は、図１に示すように、加工対象物１を研削加工（輪郭加工）するための研削砥石２と、前記加工対象物１を搬送する搬送レール３とから構成されている。加工対象物１は、例えば希土類焼結磁石であり、図２（ａ）に示すように、内側円弧面（内Ｒ面と称する。）１ａが研削加工されるとともに、両端部分も研削加工されて傾斜面１ｂ、１ｃとされている。また、前記加工対象物１は、図２（ｂ）に示すように、前記研削砥石２によって研削加工され、外Ｒ面１ｄが形成される。

研削砥石２は、例えば希土類焼結磁石を所定の形状（前記外Ｒ面１ｄ）に削り出す研削加工（いわゆる輪郭加工）を行うものであり、例えば円板状台金の外周面に研削部分となる電着面を形成してなるものである。前記研削砥石２は、前記円板状台金の砥石取り付け孔に回転軸を挿入固定することにより研削装置に装着され、前記回転軸によって高速で回転され、前記外周面である電着面を加工対象物１に当接することで研削加工（輪郭加工）が行われる。このとき砥石直径と回転速度により周速度が決定されるが、、前記研削加工に際して、周速度は８００〜３０００ｍ／分であることが好ましく、１０００〜２５００ｍ／分であることがより好ましい。周速度が前記範囲以下であると研削抵抗が上昇し、逆に前記範囲を越えると振動や滑りによる加工不良が発生するおそれがある。

研削砥石２の電着面は、円板状台金の外周面に砥粒を電着固定することにより構成されるが、砥粒としては、例えばダイヤモンドや窒化ボロン立方晶（ＣＢＮ）等の超砥粒が用いられる。これら砥粒は、Ｎｉ等の電着金属によって前記電着面に固定されている。また、研削砥石２の電着面の形状は、加工対象物１の輪郭形状に対応した形状を有し、本実施形態の場合、加工対象物１の加工面形状（外Ｒ面１ｄの形状）に対応して、両側部分が突出し中央部が後退した断面円弧状とされている。

一方、前記搬送レール３は、前記加工対象物１の両端部分に形成された傾斜面１ｂ、１ｃに対応して両側に傾斜面３ａ、３ｂが形成されており、これら傾斜面３ａ、３ｂが互いに対向した状態で搬送方向に延在されている。

本例の場合、前記加工対象物１の各傾斜面１ｂ、１ｃは、図３（ａ）に示すように、内Ｒ面１ａに対応する円の中心を通り径方向に放射状に広がる各法線ｈ_１，ｈ_２に対応する角度を有し、傾斜面１ｂ、１ｃ間の開き角は、法線ｈ_１，ｈ_２間の中心角に対応した角度となる。例えば、加工対象物１の加工形状が円筒形状を等角度間隔に３分割した形状の場合、前記開き角（中心角）θ_１は、１２０°になる。加工対象物１の加工形状が円筒形状を等角度間隔に４分割した形状の場合、前記開き角（中心角）θ_１は、９０°になる。

前記加工対象物１の傾斜面１ｂ、１ｃ間の開き角θ_１はこれに限らず、例えば前記開き角θ_１＝１５°〜１５０°の範囲で任意に設定することが可能である。ただし、前記傾斜面１ｂ、１ｃ間の開き角θ_１が１５°未満であると、各傾斜面１ｂ、１ｃが垂直面に近くなり、円滑な搬送が難しくなるおそれがある。逆に、前記傾斜面１ｂ、１ｃ間の開き角θ_１が１５０°を越えると、各傾斜面１ｂ、１ｃが水平面に近くなり、水平方向の位置決めが難しくなるおそれがある。

前記搬送レール３の傾斜面３ａ、３ｂは、前記加工対象物１の傾斜面１ｂ、１ｃに対応した角度で形成されている。すなわち、前記加工対象物１の傾斜面１ｂ、１ｃが内Ｒ面１ａの法線に対応して形成されている場合には、前記傾斜面３ａ、３ｂも同様の角度で傾斜する傾斜面とされ、これら傾斜面３ａ、３ｂ間の開き角θ_２も、前記加工対象物１の傾斜面１ｂ、１ｃ間の開き角θ_１と等しく設定される。

前記加工対象物１を搬送レール１に載せて搬送する際には、図３（ｂ）に示すように、重力により加工対象物１の傾斜面１ｂ、１ｃが搬送レール３の傾斜面３ａ、３ｂに支持された状態となり、加工対象物１の傾斜面１ｂが搬送レール３の傾斜面３ａ上を摺動し、加工対象物１の傾斜面１ｃが搬送レール３の傾斜面３ｂ上を摺動することで、加工対象物１の搬送が行われ、研削砥石２による研削が行われる。

ここで、前記支持状態は、重力の働きにより必然的に決まるものであり、極めて安定性に優れたものである。しかも、この状態では、前記加工対象物１はクリアランスなく支持される形になり、精度良く位置決めされることになる。例えば、加工対象物１がＣ型形状を有する場合、その中心位置は前記搬送レール３への載置により一義的に決まる。したがって、前記搬送レール３により搬送しながら前記研削砥石２によって加工対象物１を研削加工すれば、位置ズレによる加工精度の低下を惹起することなく、精度の高い研削加工を安定に行うことが可能である。

なお、前記実施形態においては、加工対象物１の傾斜面１ｂ、１ｃが内Ｒ面１ａ，外Ｒ面１ｄの法線ｈ_１，ｈ_２に対応する角度を有し、したがってこれら傾斜面１ｂ、１ｃ及び搬送レール３の傾斜面３ａ、３ｂはいずれも左右対称とされているが、これに限らず、前記傾斜面１ｂ、１ｃ及び傾斜面３ａ、３ｂが左右非対称であってもよい。図４は、前記傾斜面１ｂ、１ｃ及び傾斜面３ａ、３ｂが左右非対称である場合を示すものである。図４に示す例では、図中左側の傾斜面１ｂは法線ｈ_１と一致する角度に設定されているが、右側の傾斜面１ｃは法線ｈ_２と傾斜角度が異なる。このような角度設定の場合、前記傾斜面１ｂ、１ｃ及び傾斜面３ａ、３ｂが左右非対称となるが、前記位置決めは同様に可能であり、精度の高い研削加工を安定に行うことが可能である。

また、前記搬送レール３には、図５に示すように、少なくとも前記研削砥石２による研削加工位置において、前記加工対象物１の裏面側を支持する補助部材４を設置することも可能である。前記補助部材４は、前記加工対象物１の裏面側を積極的に付勢する必要はなく、先端が加工対象物１の裏面に当接するか、裏面から僅かに離間するように設置すればよい。この場合、補助部材４の先端面は、例えば加工対象物１の内Ｒ面１ａとほぼ一致する円弧面とすればよいが、摺動性の観点からは、前記補助部材４の先端面の幅が前記加工対象物１の幅の１／２以下であることが好ましく、さらに前記先端面の円弧の曲率半径が前記加工対象物１の内Ｒ面１ａの曲率半径よりも小さいことが好ましい。

加工対象物１を例えばＣ型形状に研削加工する場合、搬送レール３の傾斜面３ａ、３ｂによって加工対象物１の両端部を支持する形態では、加工対象物１の中心部に力が加わった時に損傷または破損するおそれがある。前記補助部材４を設置し、加工対象物１を裏面側から支持しておけば、過剰な力が加わることによる加工対象物１の損傷または破損を回避することができる。また、加工対象物１が希土類焼結磁石等の場合、研削砥石２の押圧力により撓むことがあるが、前記補助部材４は撓みを防止し、搬送される加工対象物１の暴れを防止するという機能も発揮する。前記機能は、厚みが０．５〜３ｍｍ程度のＣ型希土類磁石の加工に有効である。

さらに、前記搬送レール３には、複数組の傾斜面を設けることも可能である。例えば、加工対象物１からＣ型形状の製品を２個取りする場合、図６（ａ）に示すように、前記加工対象物１に対して２つの内Ｒ面１ａ及びその両側の傾斜面１ｂ、１ｃを研削加工により形成する。この場合には、図６（ｂ）に示すように、搬送レール３にも２組の傾斜面３ａ、３ｂを形成し、加工対象物１の各傾斜面１ｂ、１ｃをこれら傾斜面３ａ、３ｂで支持すればよい。

前述の研削装置及び研削方法は、加工対象物１の一連の研削加工に応用することが可能である。前記の通り、加工対象物１は、内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃを研削加工した後、外Ｒ面１ｄを研削加工する。前記内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃの研削加工を第１の研削加工、前記外Ｒ面１ｄの研削加工を第２の研削加工とし、これら第１の研削加工と第２の研削加工を一連の工程として行うことが可能である。

図７は、第１の研削加工と第２の研削加工を連続して行う研削装置の概略構成を示すものである。この研削装置は、大別して第１エリアと第２エリアに分けることができ、第１エリアにおいて第１の研削加工（内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃの研削加工）を行い、第２エリアにおいて第２の研削加工（外Ｒ面１ｄの研削加工）を行う。

ここで、第１エリアは、第１の搬送レール１１とその中途位置に設けられた第１の研削砥石１２、及び前記第１の研削砥石１２と対向して配置される支持治具１３とから構成されている。前記第１の搬送レール１１は、直方体形状の加工対象物１を搬送するものであり、図８（ａ）に示すように、矩形のガイド溝１１ａが形成されている。第１の研削砥石１２は、研削対象物１の内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃの研削加工を行う総型砥石であり、搬送レール１１に設けた開口部（図示は省略する。）から加工対象物１の下面に対して研削加工を行う。支持治具１３は、前記第１の研削砥石１２によって加工対象物１の下面を研削加工する際に、加工対象物１を上から押さえてこれを保持する役割を果たす。

第２エリアは、第２の搬送レール２１と第２の研削砥石２２とから構成されており、加工対象物１の上面に対して外Ｒ面１ｄの研削加工を行う。第２の搬送レール２１は、前記第１の研削加工によって内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃが形成された加工対象物１を支持し搬送するものであり、前記傾斜面１ｂ、１ｃに対応した傾斜面２１ａ、２１ｂを有する。また、本例の場合、前記搬送レール２１の中央部分（傾斜面２１ａ、２１ｂ間の領域）には、加工対象物１の裏面側を支持する補助レール部２１ｃが形成されている。この補助レール部２１ｃは、第２の研削砥石２２による研削加工の際に、加工対象物１の裏面側を支持するものであり、前述の補助部材に相当するものである。したがって、前記補助レール部２１ｃは、図８（ｂ）に示すように矩形状とすることも可能であるが、前述のＲ面を有する形状とすることが好ましい。

以上の構成の研削装置により加工対象物１をＣ型形状に研削加工する場合、先ず、加工対象物１を搬送するための第１の搬送レール１１上に加工対象物１を載置する。このとき、第１の搬送レール１１のガイド溝１１ａの側壁によって加工対象物１の両側面がガイドされた状態で搬送されるが、このガイド溝１１ａの側壁と加工対象物１の両側面の間には若干のクリアランスを設けておく。これにより搬送が円滑に行われる。なお、前記クリアランスは最終的に加工された加工対象物１のＣ型形状における内Ｒ面１ａと外Ｒ面１ｄの中心位置ズレの原因になることはない。

第１の搬送レール１１上に載置された加工対象物１は、搬送手段（例えば弾性力のある材質で被覆されたローラを用いた搬送や、弾性力のあるベルト状部材を２個のローラによって稼動させることによる搬送等）Ｒ１によって第１の搬送レール１１のガイド溝１１ａに沿って搬送され、加工対象物１が搬送される向きとは逆方向に回転している第１の研削砥石１２と接触する。なお、前記加工対象物１は次々に供給され、第１の加工対象物１の後ろには第２、第３の加工対象物１が連続して搬送される。

前記搬送手段においては、加工対象物１が希土類焼結磁石である場合には、研削抵抗が非常に大きいため前記搬送手段Ｒ１を上下一対の構造とすることが好ましい。また、加工対象物１の送り速度は、主に切り込み量と加工対象物１の材質及び砥石寿命の要求値によって適宜設定され、通常は１０〜３０００ｍｍ／分程度に設定される。特に、加工対象物１が希土類焼結磁石である場合には、前記送り速度を５０〜１０００ｍｍ／分とすることが好ましい。送り速度が５０mm／分以下であると、連続加工による効率向上のメリットが無くなり、逆に送り速度が１０００mm／分以上になると、加工対象物１に熱クラックが生じるおそれがある。

加工対象物１は、前記第１の研削砥石１２と接触することで内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃの研削加工が行われる。前記傾斜面１ｂ、１ｃは、好ましくは例えば鉛直方向に対してそれぞれ２０°〜８０°傾斜する傾斜面とする。前記研削加工に際しては、加工対象物１は支持治具１３によって支持された状態で研削加工が行われる。支持治具１３は、いわゆる加工対象物１を搬送するためのガイドとしての役割を果たす。また、加工対象物１を所望の厚みにするために位置調整可能な機構とされている。

前記第１エリアにおいて内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃが形成された加工対象物１は、次に第２エリアへ搬送され、外Ｒ面１ｄの研削加工が行われる。前記第１エリアから第２エリアへの加工対象物１の移行は、加工対象物１を前記第１の搬送レール１１から第２の搬送レール２１へと搬送することにより行う。このとき、第１の搬送レール１１と第２の搬送レール２１の継ぎ目においては、第１の搬送レール１１の端部に対して第２の搬送レール２１の端部を同等以下にする。好ましくは、前記第２の搬送レール２１の端部が僅かに下がるように微小な段差を設けておくことで、加工対象物１の第１の搬送レール１１から第２の搬送レール２１への搬送を円滑に行うことができる。

第２の搬送レール２１では、前記加工対象物１の傾斜面１ｂ、１ｃをこれに対応した傾斜角度を有する傾斜面２１ａ、２１ｂで支持した状態で搬送し、第２の研削加工を行う。第２の搬送レール２１の形状としては、加工対象物１の前記傾斜面１ｂ、１ｃのみならず、加工対象物１の内Ｒ面１ａにも合わせた形状とすることも可能であるが、加工対象物１の両端の傾斜面１ｂ、１ｃをこれに合致した傾斜面２１ａ、２１ｂで支持し、前記内Ｒ面１ａと搬送レール２１との間に隙間を有する形状とした方が、傾斜面２１ａ、２１ｂのみの精度で位置決め可能となり、外Ｒ面１ｄの研削加工における加工精度も向上することができる。

なお、前記搬送レール２１を用いて加工対象物１を搬送する場合、搬送機構（例えば搬送ローラ）Ｒ２を使用して搬送を行えばよいが、前記搬送機構Ｒ２としては、加工対象物１を搬送レール２１の傾斜面２１ａ、２１ｂに押し付けるように付勢する単ローラを用いることができる。ただし、加工対象物１が研削抵抗の大きい物である場合、あるいは機械的強度が低い材質により形成されている場合には、上下一対のローラを用いることが好ましい。また、加工対象物１を前記搬送レール２１で保持する際には、少なくとも傾斜面１ｂ、１ｃの下端が傾斜面２１ａ、２１ｂの下端から０．５ｍｍ以上上部に位置するように保持することが好ましい。搬送機構Ｒ２は、第１エリアの次に設置でき、あるいは省略することも可能である。

前記外Ｒ面１ｄの研削加工は第２の研削砥石２２によって行うが、前記の通り、搬送レール２１に傾斜面２１ａ、２１ｂを設け、加工対象物１の傾斜面１ｂ、１ｃをこれら傾斜面２１ａ、２１ｂで受け止める形で支持しながら行う。したがって、外Ｒ面１ｄを研削加工する際に、加工対象物１に第２の研削砥石２２の上部からの力が加わっても、加工対象物１の中心（内Ｒ面１ａの中心）が内Ｒ面１ａと同時に研削加工された傾斜面１ｂ、１ｃを前記傾斜面２１ａ、２１ｂで支持することにより一義的に決まり、加工精度が大きく向上する。また、大量の研削処理が進み、砥石の摩耗等により第１の研削加工の輪郭精度がある程度低下しても、研削停止や破損等の不具合を抑制することも可能である。例えば特許文献１記載の技術において、内Ｒ面から端部まで総型砥石にて加工した場合には、連続運転中に砥石精度が低下すると、第１の研削加工の終了の後、第２の研削加工に移行するためのガイドフレームに詰まりが生じたり搬送が不可能になる等の障害が発生するおそれがある。

以上のように、図７に示す研削装置を用いることにより、内Ｒ面１ａから外Ｒ面１ｄまでの一連の研削加工を連続的に行うことができ、しかも内Ｒ面１ａと外Ｒ面１ｄの中心位置ズレのない精度の高い研削加工が可能である。

前記図７に示す研削装置は、加工対象物から製品を複数個取りする場合にも適用可能である。例えば、図９（ａ）に示すような直方体形状の加工対象物３１から２つのＣ型形状の製品に研削加工する場合、先ず、図１０（ａ）に示すような、２つの内Ｒ面に対応する円弧面３２ａ、３２ｂと、その両側の傾斜面に対応する傾斜面３２ｃを有する研削砥石３２を用いて第１の研削加工を行う。これにより、図９（ｂ）に示すように、加工対象物３１に２つの内Ｒ面３１ａ、３１ｂと、各内Ｒ面３１ａ、３１ｂの両側の傾斜面３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆが形成される。次に、加工対象物３１の裏面側を図１０（ｂ）に示すような外Ｒ面に対応する２つの円弧面３３ａ、３３ｂを有する研削砥石３３を用いて第２の研削加工を行い。この第２の研削加工では、図９（ｄ）に示すように、前記２つの内Ｒ面３１ａ、３１ｂ及び外Ｒ面３１ｇ、３１ｈに対応して、２つの製品３４に分割する。加工対象物が希土類焼結磁石のように研削抵抗が大きい場合には、図９（ｃ）に示すように、外Ｒ面３１ｇ、３１ｈを研削加工した後、図９（ｄ）に示すように製品３４を分割することが好ましい。このようにすることで、２つの製品３４間を加工する砥石を長寿命化することが可能となる。同様な理由から、図９（ｂ）を２回に分けて研削することも有効である。

前述のように加工対象物から製品を複数個取り（２個取り）する場合には、第１の研削工程においては図１１（ａ）に示すような搬送レール３５を用い、第２の研削工程においては図１１（ｂ）に示すような搬送レール３６を用いる。第１の研削工程に用いる搬送レール３５は、直方体形状の加工対象物３１に対応して矩形の搬送溝３５ａが設けられている。また、その底面には、搬送方向に延在する補助溝３５ｂが複数形成されている。このようにすることで、搬送時の加工対象物３１と搬送レール３５の接触抵抗を低減できる。一方、第２の研削工程に用いる搬送レール３６においては、前記傾斜面３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆを支持する傾斜面３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが形成されるとともに、傾斜面３６ａと傾斜面３６ｂの間、及び傾斜面３６ｃと傾斜面３６ｄの間に、それぞれ加工対象物３１の裏面側を支持する補助レール部３６ｅ、３６ｆが形成されている。第２の研削加工においては、加工対象物３１は前記搬送レール３６によって搬送され、各製品３４について、内Ｒ面３１ａ、３１ｂと外Ｒ面３１ｇ、３１ｈとの間に中心位置ズレのない精度の高い研削加工が行われる。

前述の研削装置及び研削方法は、例えば希土類焼結磁石の研削加工に適用して好適である。この場合、希土類焼結磁石を加工対象物として前述の搬送及び研削を行う。

希土類焼結磁石は、例えば希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素を主成分とするものであるが、磁石組成は特に限定されず、用途等に応じて任意に選択すればよい。例えば、希土類元素Ｒとは、具体的にはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ又はＬｕのことをいい、これらから１種又は２種以上を用いることができる。中でも、資源的に豊富で比較的安価であることから、希土類元素Ｒとしての主成分をＮｄとすることが好ましい。また、遷移金属元素Ｔは、従来から用いられている遷移金属元素をいずれも用いることができ、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等から１種又は２種以上を用いることができる。これらの中では、磁気特性の点からＦｅを主体とすることが好ましく、特に、キュリー温度の向上、粒界相の耐蝕性向上等に効果があるＣｏを添加することが好ましい。また、前記希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素Ｂのみならず、他の元素の含有を許容する。例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｖ、Ａｇ、Ｇｅ等の元素を適宜含有させることができる。一方で、酸素、窒素、炭素等の不純物元素を極力低減することが望ましい。特に磁気特性を害する酸素は、その量を７０００ｐｐｍ以下、さらには５０００ｐｐｍ以下とすることが望ましい。酸素量が多いと非磁性成分である希土類酸化物相が増大して、磁気特性を低下させるからである。なお、加工対象となる希土類焼結磁石１としては、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系の希土類焼結磁石に限られるものではない。例えば希土類焼結磁石は、ＳｍＣｏ系焼結磁石等であってもよく、これらについても本発明の研削加工方法を適用することが効果的である。

希土類焼結磁石は粉末冶金法によって作製されるが、その製造プロセスは、基本的には、合金化工程、粗粉砕工程、微粉砕工程、成形工程、焼結工程、時効工程とにより構成される。なお、酸化防止のために、焼結後までの各工程は、ほとんどの工程を真空中、あるいは不活性ガス雰囲気中（窒素ガス雰囲気中、Ａｒガス雰囲気中等）で行う。

合金化工程では、原料となる金属、あるいは合金を所望の希土類合金粉末の組成に応じて配合し、真空あるいは不活性ガス、例えばＡｒ雰囲気中で溶解し、鋳造することにより合金化する。鋳造法としては、任意の方法を採用し得るが、溶融した高温の液体金属を回転ロール上に供給し、合金薄板を連続的に鋳造するストリップキャスト法（連続鋳造法）が生産性等の観点から好適であり、得られる合金の形態の点でも好適である。

前記合金化の際に用いる原料金属（合金）としては、純希土類元素、希土類合金、純鉄、フェロボロン、さらにはこれらの合金等を使用することができる。合金は、ほぼ最終磁石組成である単一の合金を用いても良いし、最終磁石組成になるように、組成の異なる複数種類の合金を混合しても良い。

粗粉砕工程では、先に鋳造した原料合金の薄板、あるいはインゴット等を、粒径数百μｍ程度になるまで粉砕する。粉砕手段としては、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用いることができる。粗粉砕性を向上させるために、水素を吸蔵及び放出させて脆化させた後、粗粉砕を行うことが効果的である。

前述の粗粉砕工程が終了した後、必要に応じて粗粉砕した原料合金粉に潤滑剤を添加する。潤滑剤としては、例えば脂肪酸系化合物等を使用することができるが、特に、融点が６０℃〜１２０℃の脂肪酸や脂肪酸アミドを潤滑剤として用いることで、良好な磁気特性、特に高配向で高い磁化を有する希土類焼結磁石を得ることができ、その種類や添加量によって、成形体強度を所定の値に調整することができる。

粗粉砕工程の後、微粉砕工程を行うが、この微粉砕工程は、例えば気流式粉砕機等を使用して行われる。微粉砕の際の条件は、用いる気流式粉砕機に応じて適宜設定すればよく、原料合金粉を平均粒径が１〜１０μｍ程度、例えば２〜６μｍとなるまで微粉砕する。気流式粉砕機としては、ジェットミル等が好適である。

微粉砕工程の後、磁場中成形工程において、原料合金粉を磁場中にて成形する。具体的には、微粉砕工程にて得られた原料合金粉を電磁石を配置した金型内に充填し、磁場印加によって結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。磁場中成形は、成形圧力と磁界方向が平行な平行磁界成形、成形圧力と磁界方向が直交する直行磁界成形のいずれであってもよい。さらに、磁界印加手段として、パルス電源と空芯コイルも採用することができる。この磁場中成形は、例えば７００〜１６００ｋＡ／ｍの磁場中で、３０〜３００ＭＰａ、好ましくは１３０〜１６０ＭＰａ前後の圧力で行えばよい。

前記成形工程により所定の形状に成形した後、焼結工程において、成形体に対して焼結処理を実施する。焼結処理では、前記成形体を真空または不活性ガス雰囲気中（Ａｒガス雰囲気中等）で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、例えば１０００〜１２００℃で１〜１０時間程度焼結すればよく、焼結後、急冷することが好ましい。なお、焼結工程においては、必要に応じて、焼結に先立って脱脂処理を行うことが好ましい。

前記焼結後には、得られた焼結体に時効処理を施すことが好ましい。この時効処理は、得られる希土類磁石の保磁力Ｈｃｊを制御する上で重要な工程であり、例えば不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で時効処理を施す。時効処理としては、２段時効処理が好ましく、１段目の時効処理工程では、８００℃前後の温度で１〜３時間保持する。次いで、室温〜２００℃の範囲内にまで急冷する第１急冷工程を設ける。２段目の時効処理工程では、６００℃前後の温度で１〜３時間保持する。次いで、室温まで急冷する第２急冷工程を設ける。６００℃近傍の熱処理で保磁力Ｈｃｊが大きく増加するため、時効処理を一段で行う場合には、６００℃近傍の時効処理を施すとよい。

以上により、例えばブロック形状（直方体形状）の希土類焼結磁石が作製されるが、このブロック形状の希土類焼結磁石を加工対象物とし、最終製品の形状（例えばＣ型形状）に合わせて輪郭加工を行う。このとき、前記研削装置及び研削方法を用いることで、精度の高い研削加工を実現することが可能である。例えば、希土類焼結磁石を粉末冶金法によって製造する場合、微粉末を磁場中成形するが、この時、原料となる希土類合金粉末は流動性が悪い。そのため、薄肉小型形状のものは成形することが困難である。本発明は、特に、厚みが１〜５０ｍｍの直方体形状の焼結体から厚みが０．５〜５ｍｍ程度の最終加工物（希土類焼結磁石）を作製する際に適用することが有効である。なお、製品形状に本発明の加工方法にて加工した後、さらに切断等により所望の寸法に整えることも可能である。

以上、本発明を適用した研削装置、研削加工方法の実施形態について説明してきたが、本発明がこれら実施形態に限定されるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。

実施例
加工対象物として５０ｍｍ×１０ｍｍ×３ｍｍの四角いブロック状の希土類焼結磁石を用い、図７に示す研削装置を用いてＣ型形状に輪郭加工を行った。研削加工に際しては、複数の希土類焼結磁石ブロックを第１の搬送レール上に配置し、搬送ローラによって搬送しながら内Ｒ面及び傾斜面の研削加工を行った後、第２の搬送レールによって搬送を行いながら外Ｒ面の研削加工を行った。したがって、本実施例では、第２の研削加工の際には、第２の搬送レールの傾斜面によって希土類焼結磁石ブロックの両端傾斜面が支持される。

研削砥石にはダイヤモンド砥粒を電着した電着砥石を用いた。ダイヤモンド砥粒の粒径は１００〜５００μｍとした。また、研削加工の際の研削砥石の回転数は３０００ｒｐｍ、希土類焼結磁石ブロックの送り速度は２００ｍｍ／分とした。前記の研削加工は、５００サンプルについて行った。

比較例
第２の搬送レールも矩形の搬送溝とし、他は実施例と同様に希土類焼結磁石ブロックをＣ型形状に輪郭加工した。前記矩形の搬送溝には、希土類焼結磁石ブロックの両側面との間にそれぞれ０．０５ｍｍのクリアランスを設けた。前記の研削加工は、５００サンプルについて行った。

寸法精度の計測
輪郭加工後のＣ型希土類焼結磁石において、内Ｒ面及び外Ｒ面の中心位置の厚さを測定した。前記測定をＣ型希土類焼結磁石（５００サンプル）の搬送方向の先端部、中央部、後端部について行い、実施例と比較例の寸法精度を比較した。結果を表１に示す。

この表１から明らかなように、傾斜面によって希土類焼結磁石ブロックの両端傾斜面を支持しながら外Ｒ面の研削加工を行った実施例において、比較例に比べて寸法精度が大幅に改善されることがわかる。

本発明の研削装置の基本構成を示す概略斜視図である。 加工対象物の形状を示すものであり、（ａ）は内Ｒ面及び傾斜面を形成した状態を示し、（ｂ）は外Ｒ面を形成したＣ型形状を示す。 （ａ）は加工対象物の傾斜面と搬送レールの傾斜面を示す図であり、（ｂ）は加工対象物の搬送レールへの載置状態を示す図である。 加工対象物の傾斜面と搬送レールの傾斜面が左右非対称な例を示す図である。 補助部材の設置状態を示す図である。 （ａ）は加工対象物においてＣ型形状を２個取りする場合の内Ｒ面及び傾斜面形成状態を示す図であり、（ｂ）はこれに対応した搬送レールを示す図である。 一連の輪郭加工を連続して行う研削装置の一例を示す図である。 （ａ）は第１の搬送レールの概略斜視図であり、（ｂ）は第２の搬送レールの概略斜視図である。 Ｃ型形状を２個取りする場合の研削プロセスを示す図であり、（ａ）は加工対象物を、（ｂ）は内Ｒ面及び傾斜面形成状態を、（ｃ）は外Ｒ面形成状態を、（ｄ）は分離状態をそれぞれ示す。 図９に示す研削プロセスにおいて用いられる研削砥石の形状例を示すものであり、（ａ）は内Ｒ面及び傾斜面形成用砥石の形状を示し、（ｂ）は外Ｒ面形成及び分離用砥石の形状を示す。 図９に示す研削プロセスにおいて用いられる搬送レールを示すものであり、（ａ）は内Ｒ面及び傾斜面形成時に用いられる搬送レールの一例を示し、（ｂ）は外Ｒ面形成時に用いられる搬送レールの一例を示す。

符号の説明

１，３１ 加工対象物、１ａ，３１ａ，３１ｂ 内Ｒ面、１ｂ，１ｃ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ 傾斜面、１ｄ，３１ｇ，３１ｈ 外Ｒ面、２ 研削砥石、３ 搬送レール、３ａ，３ｂ 傾斜面、４ 補助部材、１１，３５ 第１の搬送レール、１２ 第２の研削砥石、１３ 支持治具、２１，３６ 第２の搬送レール、２１ａ，２１ｂ，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ 傾斜面、２１ｃ，３６ｅ，３６ｆ 補助レール部、２２ 第２の研削砥石

Claims (19)

1. 加工対象物を搬送する搬送レールと、前記搬送レールによって搬送される加工対象物を研削加工する砥石とを備え、
   前記加工対象物が両端部分に傾斜面を有するとともに、前記搬送レールは前記加工対象物の傾斜面に対応して形成され搬送方向に延在する一対の傾斜面を有し、
   加工対象物の両端部分の傾斜面が搬送レールの一対の傾斜面で支持された状態で搬送され、研削加工が行われることを特徴とする研削装置。
2. 前記加工対象物の両端部分の傾斜面の開き角と搬送レールの一対の傾斜面の開き角が略等しく、それぞれ１５°〜１５０°であることを特徴とする請求項１記載の研削装置。
3. 前記加工対象物の両端部分の傾斜面が左右対称であり、これに対応して搬送レールの一対の傾斜面が左右対称とされていることを特徴とする請求項１または２記載の研削装置。
4. 前記加工対象物の両端部分の傾斜面が左右非対称であり、これに対応して搬送レールの一対の傾斜面が左右非対称とされていることを特徴とする請求項１または２記載の研削装置。
5. 前記加工対象物が複数組の傾斜面を有し、前記搬送レールがこれら複数組の傾斜面に対応して複数組の傾斜面を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の研削装置。
6. 前記砥石は、前記加工対象物を円弧面に研削加工することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の研削装置。
7. 前記搬送レールの前記砥石による研削加工位置には、前記傾斜面間において加工対象物の裏面側を支持する補助部材が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の研削装置。
8. 加工対象物に対して第１の研削加工を施す第１研削エリアと、第２の研削加工を施す第２研削エリアを備え、
   前記第１の研削加工により加工対象物の両端部分に傾斜面が形成され、第２研削エリアの搬送レールが前記一対の傾斜面を有する搬送レールとされていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の研削装置。
9. 前記第１研削エリアに搬入される加工対象物の形状が直方体形状であることを特徴とする請求項８記載の研削装置。
10. 第１研削エリアの搬送レールは矩形の搬送溝を有することを特徴とする請求項８または９記載の研削装置。
11. 前記第１研削エリアの搬送レールには、第１の研削加工を施す砥石に対応して開口部が形成されており、当該開口部において加工対象物の下面に対して第１の研削加工が行われることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項記載の研削装置。
12. 前記第１の研削加工により加工対象物の一方の面に円弧状の研削加工が行われ、前記第２の研削加工により加工対象物の他方の面に略同心円状の研削加工が行われ、前記加工対象物がＣ型形状に研削加工されることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項記載の研削装置。
13. 両端部分に傾斜面を有する加工対象物を、当該加工対象物の傾斜面に対応して形成され搬送方向に延在する一対の傾斜面を有する搬送レールによって搬送し、
    加工対象物の両端部分の傾斜面を搬送レールの一対の傾斜面で支持した状態で研削加工を行うことを特徴とする研削方法。
14. 第１の研削加工により加工対象物の両端部分に傾斜面を形成し、第２の研削加工を請求項１３記載の研削方法により行うことを特徴とする研削方法。
15. 前記第１研削エリアに搬入される加工対象物の形状を直方体形状とすることを特徴とする請求項１４記載の研削方法。
16. 前記第１の研削加工により内周側の円弧面の研削加工を行い、前記第２の研削加工により外周側の研削加工を行うことを特徴とする請求項１４または１５記載の研削方法。
17. 加工対象物を略Ｃ型形状に研削加工することを特徴とする請求項１６記載の研削方法。
18. 前記略Ｃ型形状の研削加工において、搬送レールに複数組の傾斜面を設けて多数個取りを行うことを特徴とする請求項１７記載の研削方法。
19. 加工対象物が希土類焼結磁石であることを特徴とする請求項１３から１８のいずれか１項記載の研削方法。

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