JP2010036294A

JP2010036294A - 研磨装置

Info

Publication number: JP2010036294A
Application number: JP2008201374A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamashita; 健治山下; Tetsuya Yamashita; 徹也山下; Toshimasa Takagi; 利昌高木
Original assignee: ASIA YAMASHITA WORKS CO Ltd; YAMASHITA WORKS KK; Yamashita Works Co Ltd
Current assignee: ASIA YAMASHITA WORKS CO Ltd; YAMASHITA WORKS KK; Yamashita Works Co Ltd
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2010-02-18

Abstract

【課題】小型化かつ低コストの研磨装置を提供する。
【解決手段】容器２内にて多数の研磨材１００を被研磨材１０１に噴射して研磨する研磨装置１で、容器２内にて噴射される各研磨材１００を自重による落下により貯留するために容器内の下部に形成された貯留部３と、貯留部３内に下端４ａが配設された供給管部４と、容器２の下部内壁２ｂに一端５ａが固定され他端５ｂが容器２内に開放されて成り、一端５ａと他端５ｂとの間にて供給管部４の上端４ｂが連通され、一端５ａから容器５の外部のコンプレッサ６が連通され気体を導入し気体とともに供給管部４の下端４ａから各研磨材１００を導入して他端５ｂから研磨材１００を噴射する噴射ノズル部５と、容器２内の排気を行う排気口８とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、小型化かつ低コストの研磨装置に関するものである。

従来の研磨装置は、ベルトコンベアにて研磨材を移動させ、それを羽根車にて被研磨材に噴射する構造にて形成されているものである（例えば、特許文献１参照）。
また、他の従来の研磨装置は、強制循環により研磨材を移動させ、それを噴射ノズルにて被研磨材に研磨材を噴射する構造にて形成されているものである（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２１１３５９号公報特開平８−１５１７号公報

従来の研磨装置は、研磨材を噴射するための羽根車または噴射ノズルに研磨材を移動させるために、ベルトコンベアや、強制循環などを用いるため、装置が大型化し、さらに、研磨装置を作成するための部品点数が多くなり製造コストがかかり研磨装置が高価になるという問題点があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、小型化でき低コストにて作製することができる研磨装置を提供することを目的とする。

この発明は、容器内にて多数の研磨材を被研磨材に噴射して研磨する研磨装置において、
容器内にて噴射される各研磨材を自重による落下により貯留するために容器内の下部に形成された貯留部と、
貯留部内に下端が配設された供給管部と、
容器の壁部に一端が固定され他端が容器内に開放されて成り、
一端と他端との間にて供給管部の上端が連通され、
一端から容器の外部の気体導入部が連通され気体を導入し当該気体とともに供給管部の下端から各研磨材を導入して他端から研磨材を噴射する噴射ノズル部と、
容器内の排気を行う排気口とを備えたものである。

この発明の研磨装置は、容器内にて多数の研磨材を被研磨材に噴射して研磨する研磨装置において、
容器内にて噴射される各研磨材を自重による落下により貯留するために容器内の下部に形成された貯留部と、
貯留部内に下端が配設された供給管部と、
容器の壁部に一端が固定され他端が容器内に開放されて成り、
一端と他端との間にて供給管部の上端が連通され、
一端から容器の外部の気体導入部が連通され気体を導入し当該気体とともに供給管部の下端から各研磨材を導入して他端から研磨材を噴射する噴射ノズル部と、
容器内の排気を行う排気口とを備えたので、小型化でき低コストにて作製することができる。

実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における研磨装置の構成を示す側面図、図２は図１に示した研磨装置の構成を示す正面図、図３は図１に示した研磨装置の構成を示す上面図、図４は図１に示した研磨装置の噴射ノズル部と気体ノズル部との関係を示した図、図５は図１に示した研磨装置の噴射ノズル部の構成を示す断面図、図６は図５に示した研磨装置の噴射ノズル部内の気体と研磨材との流れを説明するための断面図、図７および図８は図１に示した研磨装置の研磨方法を説明するための図、図９は図１に示した研磨装置の研磨方法を説明するための図である。

図において、研磨装置１は、容器２内にて多数の研磨材１００を被研磨材１０１に噴射して研磨するものである。そして、研磨装置１は、容器２内にて噴射される各研磨材１００を自重による落下により貯留するために容器２内の下部に貯留部３を備えている。容器２は、略筒状に形成された上部内壁２ａと、上部内壁２ａの下部に、上部の径より下部の径が小さくなるテーパー状に形成された下部内壁２ｂを備え、貯留部３は下部内壁２ｂの下端中央部に形成されている。よって、容器２内に噴射された多数の研磨材１００は、自重により落下し、テーパー状の下部内壁２ｂにより貯留部３に収集されることとなる。そして、貯留部３の底部には、貯留されている研磨材１００を研磨装置１の外部に排出することができる開状態３０ａが可能な底蓋部３０を備えている。

さらに、貯留部３内に下端４ａが配設された供給管部４を備え、貯留部３に研磨材１００が貯留されている状態において、その下端４ａは貯留部３に貯留された研磨材１００内に配設されることとなる。そして、容器２の壁部である下部内壁２ｂに一端５ａが固定され他端５ｂが容器１内に開放されて成り、一端５ａと他端５ｂとの間にて供給管部４の上端４ｂが連通される噴射ノズル部５を有する。噴射ノズル部５の一端５ａには容器１の外部の気体導入部としてのコンプレッサ６が気体導入管７を介して連通され、気体、ここでは圧縮空気を導入し、この気体とともに供給管部４の下端４ａから各研磨材１００を導入して他端５ｂから研磨材１００を噴射する。

この噴出ノズル部５は、噴射ノズル部５の他端５ｂの口径ｔ１が、６ｍｍにて形成され、噴射ノズル部５内にて供給管部４から研磨材１００を吸引するための気体の流れを作るため、気体導入部径ｔ２が４ｍｍ、気体開放部径ｔ３が２０ｍｍ、にて形成されている。さらに、気体開放部径ｔ３の近傍箇所には気体開放部径ｔ３から他端５ｂの口径ｔ１箇所に向かうほど径の小さくなる傾斜面５ｄが形成されている。そして、供給管部４の上端４ｂ側は、内径部ｔ４が２３ｍｍにて形成されている。さらに、この噴射ノズル部５に供給される気体は、コンプレッサ６により気体圧が０．２Ｍｐａないし０．３Ｍｐａにて導入されている。また、噴射ノズル部５は、この噴射ノズル部５の他端５ｂが例えばねじ方式にて着脱可能な先端部５ｃにて形成され、先端部５ｃの種類を変更することにより他端５ｂの口径ｔ１の大きさが変更可能に構成されている。

そして、容器２内の排気を行うため上部内壁２ａの上部に排気口８が形成され、排気口８にはフィルタ９が設置されている。そして、被研磨材１０１の容器２内への出し入れを行うために容器２の上面に形成され開状態１０ａが可能な開閉部１０と、被研磨材１０１を容器２内にて把持するため容器２の側壁としての上部内壁２ａに形成された把持部１１と、コンプレッサ６から分岐し容器２内にて気体を噴射する気体ノズル部１２と、容器２内の照明を行うためのランプ１３ａとこのランプ１３ａを覆うためのカバー１３ｂにて構成されている照明部１３とを備える。さらに、研磨装置１を支持するとともに、容器２を移動するためキャスタが設置されている容器２の底部に形成された支持移動部１４と、容器２内に被研磨材１０１を載置することができ、不使用時には垂直方向に折りたたみ収納状態１５ａが可能な載置台１５とを備えている。尚、コンプレッサ６と、噴射ノズル部５および気体ノズル部１２との気体導入の関係は図４に示すように分岐してそれぞれ接続されている。

そして、研磨材１００は、例えば、液体分を含有すると所望の弾力性および粘着性を有するゼラチンにて成る核体と、核体に含有される液体分と、核体に液体分を含有することにより生じる核体の弾力性により核体に複数の砥粒を含有させて、この砥粒を核体の表面、および、その一部が核体内部に取り込まれてなる。そしてこの研磨材１００は、核体に液体分を保持して弾力性を持たせた状態で研磨に使用するものである。そして、核体と液体分との重量比率は１０対２ないし５にて成る。液体分としては水分が考えられる。また、他の液体分としては水溶性オイル、アルコールなども考えられる。これらのいずれか１つを用いるものである。砥粒としては、例えばダイヤモンド、炭化珪素、アルミナなど一般的な研磨砥粒を用いるものである。このようにして成る研磨材１００の核体の径は、０．１ｍｍから５ｍｍ程度のものであり、これらを多数使用することとなる。例えば、１つの研磨装置１あたり０．５ｋｇから１ｋｇ程度の量が使用される。

次に上記のように構成された実施の形態１の研磨装置を使用した研磨方法について説明する。まず、液体分を所定量含有する多数の研磨材１００を準備する。次に、開閉部１０を開状態１０ａとして、当該研磨材１００を開閉部１０から容器２内に投入する。この際、載置台１５は収納状態１５ａとしておく。そして、各研磨材１００は容器２の上部内壁２ａ、下部内壁２ｂに沿って容器１内の底部に形成された貯留部３に貯留される（図７（ａ））。次に、被研磨材１０１を開閉部１０から容器１内の挿入し、載置台１５を水平状態に設置して載置台１５上に載置する（図７（ｂ））。

次に、開閉部１０を閉じ、研磨を行う作業者が手を把持部１１に挿入し、被研磨材１０１を把持するとともに、載置台１５を収納状態１５ａに収納する。次に、コンプレッサ６を作動させ、気体導入管７を介して圧縮空気を噴射ノズル部５の一端５ａから導入する。すると、この圧縮空気により供給管部４の下端４ａから貯留部３に貯留された研磨材１００が吸い上げられる。そして、研磨材１００は供給管部４の上端４ｂから噴射ノズル部５に導入され、圧縮空気とともに噴射ノズル部５の他端５ｂから被研磨材１０１に噴射され研磨される。

この噴射の状態について図６を用いて説明する。図６において、実線矢印は圧縮空気の流れを、点線矢印は研磨材の流れを示しているものである。そして、図６に示すように、径の小さいな気体導入部径ｔ２から径の大きな気体開放部径ｔ３に圧縮空気が開放されることにより、圧縮空気は一気に広がり傾斜面５ｄに衝突して口径ｔ１側に向かった上昇気流を発生させる。これにともなって、供給管部４から研磨材１００が吸引され、圧縮空気とともに口径ｔ１から噴射される。このように圧縮空気の圧縮が開放されることによる吸引力を、研磨材１００の噴射に利用しているため、圧縮空気の導入される気体圧、噴射ノズル部５の口径ｔ１、気体導入部径ｔ２、気体開放部径ｔ３、および供給管部４の内径部ｔ４の各大きさが、実験により所望の大きさとすることにより、研磨材１００が良好な噴射を得ることが確認されている。

良好は条件としては、気体圧が、０．２Ｍｐａないし０．３Ｍｐａである。これは０．２Ｍｐａより小さいと研磨材１００を吸引する能力に欠けるためであり、０．３Ｍｐａより大きいと逆に研磨材１００の吸引する能力に大差がなく、無駄が多くなるためである。また、噴射ノズル部５の口径ｔ１は、５ｍｍないし８ｍｍである。これは５ｍｍより小さいと、研磨材１００がうまく噴射されず研磨材１００による目詰まりが発生する可能性があり、また、８ｍｍより大きいと研磨材１００が間欠的に噴射される可能性があるためである。また、噴射ノズル部５の気体導入部径ｔ２は、３ｍｍないし５ｍｍである。これは、３ｍｍより小さいと圧縮空気がうまく導入されないためであり、５ｍｍより大きいと圧縮の開放による吸引力が低下するためである。

また、噴射ノズル部５の気体開放部径ｔ３は、１８ｍｍないし２２ｍｍである。これは、１８ｍｍより小さいと圧縮空気の圧縮がうまく開放されす吸引力が低下し、２２ｍｍより大きいと圧縮が開放されすぎて吸引力が低下するためである。また、供給管部４の内径部ｔ４は、２０ｍｍないし２５ｍｍである。これは、２０ｍｍより小さいと研磨材１００が噴射ノズル部５にスムーズに導入されないためであり、２５ｍｍより大きいと研磨材１００が先に発生した吸引力により吸引が低下するためである。さらに実験の結果、先に示したような研磨材１００を使用する場合には、この中での最良の条件として、気体圧０．３Ｍｐａ、噴射ノズル部５の口径ｔ１、６ｍｍ、気体導入部径ｔ２、４ｍｍ、気体開放部径ｔ３、２０ｍｍ、供給管部４の内径部ｔ４、２３ｍｍであることが確認されている。

そして、噴射された研磨材１００は、その自重による落下により容器２の下部内壁２ｂなどを伝って貯留部３に到達して貯留される（図７（ｃ））。この際、噴射ノズル部５は容器２に固定されているため、被研磨材１０１を把持部１１にて把持しながら自由に方向を変えたりして研磨を行うことが可能である。そして、各研磨材１００が上記動作が巡回して行われ研磨が連続して行われる。そして、噴射ノズル部５により導入された圧縮空気は容器２内と外気との気圧差となり、排気口８からフィルタ９を介して自然排気されることとなる。そして、被研磨材１０１の研磨が終了すると、コンプレッサ６を停止する。すると、各研磨材１００は容器２の貯留部３に貯留される。

そして、載置台１５を設置して被研磨材１０１を載置する。次に、気体ノズル部１２により被研磨材１０１上に残存している研磨材１００などを気体により吹きとり、さらに、気体ノズル部１２により噴射ノズル部５の先端部５ｃに残存している研磨材１００などを気体により吹きとる（図８（ａ））。次に、開閉部１０を開状態１０ａとして、被研磨材１０１を取り出す。また、研磨材１００を取り替える際には、底蓋部３０を開状態３０ａとして、研磨材１００を回収容器１６にて回収し、研磨装置１から取り出す（図８（ｂ））。

また、被研磨材１０１が例えば管の場合には、管１０２の内壁１０２ａを研磨する場合には、図９（ａ）に示すように、管１０２を噴射ノズル部５の先端部５ｃに挿入して上記に示した場合と同様に研磨を行うことができる。また、他の管１０３のように管１０２と異なる径の場合には、例えば図８（ｂ）に示すように、噴射ノズル部５の先端部５ｃを他の先端部５ｅに変更して、他の管１０３を他の先端部５ｅに挿入して上記に示した場合と同様にその内壁１０３ａの研磨を行うことができる。また、内壁１０２ａ、１０３ａ以外の箇所は上記に示した場合と同様に研磨することができることは言うまでもない。

上記のように構成された実施の形態１の研磨装置による研磨方法によれば、多数の研磨材を用いて連続して研磨を行う場合、強制的な空気の移動などにより研磨材を循環利用しておらず、また、コンベアなどの装置による移動により研磨材を循環利用していないため、研磨装置を小さくかつ部品点数を少なく形成することができ、研磨装置の小型化、かつ、低コスト化が可能となる。

また、噴射ノズル部の他端の口径を、５ｍｍないし１０ｍｍにて形成し、気体を０．２Ｍｐａないし０．３Ｍｐａにて導入しているので、研磨材の噴射が良好にかつ効率よく行うことができる。

また、噴射ノズル部の他端が着脱可能な先端部にて形成され、先端部を変更することにより他端の口径の大きさが変更可能に構成されているため、例えば、被研磨材が管状のものの場合、この管の口径に応じて先端部を変更することにより、被研磨材の研磨を容易に行うことができる。

また、被研磨材の容器内への出し入れを開閉部、また、被研磨材を容器内にて把持を把持部にて行うようにしているため、被研磨材の容器への出し入れ、研磨時の方向変えなどを容易に行うことができる。

また、気体導入部から分岐して気体ノズル部を備えているため、被研磨材、噴射ノズル部などに残存している研磨材を容易に吹きとることができる。

また、研磨材は、核体がゼラチンから成り、この核体に液体分を含有することにより生じる核体の弾力性により核体に複数の砥粒を含有させて形成され、核体に液体分を保持して弾力性を持たせた状態で研磨に使用しているため、被研磨材の研磨を容易にかつ確実に行うことができる。

また、研磨材の液体分は、水分または水溶性オイルまたはアルコールのいずれか少なくとも１つにて形成しているため、核体の弾力性を容易に得ることができ、被研磨材の研磨を容易にかつ確実に行うことができる。

尚、上記実施の形態１においては、特に示していないが、噴射ノズル部の他端の傾斜角度を変更する角度変更手段を備え、噴射ノズル部の他端の傾きを替えることができるようにしてもよいことは言うまでもなく。このように構成することにより、研磨材の噴射可能な領域を拡大することが可能となり、研磨の操作性を向上することができる。

この発明の実施の形態１の研磨装置の構成を示す側面図である。図１に示した研磨装置の構成を示す正面図である。図１に示した研磨装置の構成を示す上面図である。図１に示した研磨装置の噴射ノズル部と気体ノズル部との関係を示した図である。図１に示した研磨装置の噴射ノズル部の構成を示す断面図である。図５に示した研磨装置の噴射ノズル部内の気体と研磨材との流れを説明するための断面図である。図１に示した研磨装置の研磨方法を説明するための図である。図１に示した研磨装置の研磨方法を説明するための図である。図１に示した研磨装置の研磨方法を説明するための図である。

符号の説明

１研磨装置、２容器、２ａ上部内壁、２ｂ下部内壁、３貯留部、
４供給管部、４ａ下端、４ｂ上端、５噴射ノズル部、５ａ一端、５ｂ他端、５ｃ先端部、５ｅ他の先端部、６コンプレッサ、７気体導入管、８排気口、
９フィルタ、１０開閉部、１１把持部、１２気体ノズル部、１３照明部、
１３ａランプ、１３ｂカバー、１４支持移動部、１５載置台、３０底蓋部、
１００研磨材、１０１被研磨材。

Claims

容器内にて多数の研磨材を被研磨材に噴射して研磨する研磨装置において、
上記容器内にて噴射される上記各研磨材を自重による落下により貯留するために上記容器内の下部に形成された貯留部と、
上記貯留部内に下端が配設された供給管部と、
上記容器の壁部に一端が固定され他端が上記容器内に開放されて成り、
上記一端と他端との間にて上記供給管部の上端が連通され、
上記一端から上記容器の外部の気体導入部が連通され気体を導入し当該気体とともに上記供給管部の下端から上記各研磨材を導入して上記他端から上記研磨材を噴射する噴射ノズル部と、
上記容器内の排気を行う排気口と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。
上記噴出ノズル部は、当該噴射ノズル部の他端の口径が、５ｍｍないし８ｍｍにて形成され、上記気体が０．２Ｍｐａないし０．３Ｍｐａにて導入されることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
上記噴射ノズル部は、当該噴射ノズル部の他端が着脱可能な先端部にて形成され、上記先端部を変更することにより上記他端の口径の大きさが変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨装置。
上記噴射ノズル部の他端の傾斜角度を変更する角度変更手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の研磨装置。
上記被研磨材の上記容器内への出し入れを行うために上記容器の上面に形成された開閉部と、上記被研磨材を上記容器内にて把持するため上記容器の側壁に形成された把持部とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の研磨装置。
上記気体導入部から分岐して上記容器内にて気体を噴射する気体ノズル部を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の研磨装置。
上記研磨材は、核体がゼラチンから成り、この核体に液体分を含有することにより生じる上記核体の弾力性により上記核体に複数の砥粒を含有させて形成され、上記核体に液体分を保持して弾力性を持たせた状態で研磨に使用することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の研磨装置。
上記液体分は、水分または水溶性オイルまたはアルコールのいずれか少なくとも１つにて成ることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の研磨装置。