JP3161915U - 研磨装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】研削液の飛散を抑制するとともに研磨効果を向上させることができる研磨装置を提供する。【解決手段】研削液供給手段と、エア供給手段と、流通流路４１とエア混入部４５とを有する噴出手段４０とを備え、流通流路４１は、流路径が研削液の流入部４２Ａからエア混入部４５に向かって小径となるテーパ状に形成された流入流路４２とエア混入部４５から研削液の噴出部４３Ａに向かって大径となるテーパ状に形成された噴出流路４３とを有しており、エア混入部４５は、圧縮エアの流入部４６と流通流路４１に該圧縮エアを吐出するための複数の吐出孔４７と流通流路４１の噴出方向に対して鋭角となるように吐出孔４６に連通して形成されたエア流路４８とを有し、研削液を噴出する際には、流入流路４２を通過した研削液に圧縮エアを混入させて噴出流路４３を通過させることにより研削液に旋回流を発生させることを特徴とする。【選択図】図２
Description
本考案は、研削液に圧縮エアを混入させて被研磨材に噴出させる研磨装置に関する。
従来、精密部品や金型等の表面を精密な仕上げ面とするためには、研磨砥粒が含有された研削液を精密部品や金型等の被研磨材に噴出して研磨する研磨装置が用いられる（例えば、特許文献１参照。）。このような研磨装置では、研削液を噴出ロータに導入し、噴出ロータの回転による遠心力により研磨砥粒を噴射させる装置、あるいは、供給された研削液に圧縮エアを混合させて噴出させる装置が知られている。
噴出ロータの回転によって研削液を噴出させる研磨装置の場合、研削液の噴出圧力が低いと十分な研磨効果を得ることができないため、研磨効果を向上させるためには噴出圧力を高くする必要がある。しかしながら、噴出圧力が高くなると、噴出ロータが摩耗しやすくなる等の耐久性の問題が発生する。
また、研削液に圧縮エアを混合させて噴出させる研磨装置の場合、噴出ノズルの後部から噴出口に向かって流通する圧縮エアに研削液を供給して混合させるため、噴出ノズルを流通する研削液の流れに乱れが生じやすくなり、研削液が飛散したり、十分な研磨効果が得られない問題があった。
本考案は前記の点に鑑みなされたものであり、研削液の飛散を抑制するとともに研磨効果を向上させることができる研磨装置を提供するものである。
すなわち、請求項１の考案は、研磨砥粒が含有された研削液を供給する研削液供給手段と、圧縮エアを供給するエア供給手段と、前記研削液供給手段から供給された前記研削液を被研磨材に対して噴出するための流通流路と前記エア供給手段から供給された前記圧縮エアを前記流通流路内で前記研削液に混入させるエア混入部とを有する噴出手段とを備えた研磨装置であって、前記流通流路は、流路径が前記研削液の流入部から前記エア混入部に向かって小径となるテーパ状に形成された流入流路と前記エア混入部から前記研削液の噴出部に向かって大径となるテーパ状に形成された噴出流路とを有しており、前記エア混入部は、前記圧縮エアの流入部と前記流通流路に該圧縮エアを吐出するための複数の吐出孔と前記流通流路の噴出方向に対して鋭角となるように前記吐出孔に連通して形成されたエア流路とを有し、前記研削液を噴出する際には、前記流入流路を通過した前記研削液に前記圧縮エアを混入させて前記噴出流路を通過させることにより前記研削液に旋回流を発生させることを特徴とする研磨装置に係る。
請求項２の考案は、前記エア供給手段により供給される前記圧縮エアのエア圧力が調整可能である請求項１に記載の研磨装置に係る。
請求項１の考案に係る研磨装置は、研磨砥粒が含有された研削液を供給する研削液供給手段と、圧縮エアを供給するエア供給手段と、前記研削液供給手段から供給された前記研削液を被研磨材に対して噴出するための流通流路と前記エア供給手段から供給された前記圧縮エアを前記流通流路内で前記研削液に混入させるエア混入部とを有する噴出手段とを備えた研磨装置であって、前記流通流路は、流路径が前記研削液の流入部から前記エア混入部に向かって小径となるテーパ状に形成された流入流路と前記エア混入部から前記研削液の噴出部に向かって大径となるテーパ状に形成された噴出流路とを有しており、前記エア混入部は、前記圧縮エアの流入部と前記流通流路に該圧縮エアを吐出するための複数の吐出孔と前記流通流路の噴出方向に対して鋭角となるように前記吐出孔に連通して形成されたエア流路とを有し、前記研削液を噴出する際には、前記流入流路を通過した前記研削液に前記圧縮エアを混入させて前記噴出流路を通過させることにより前記研削液に旋回流を発生させるため、研削液の流れが安定して研削液の飛散が抑制されるとともに、研磨効果を向上させることができる。
請求項２の考案は、請求項１において、前記エア供給手段により供給される前記圧縮エアのエア圧力が調整可能であるため、噴出される研削液の増圧調整が可変可能となって、より効果的に研磨を実施することができる。
図１に示す本考案の一実施例に係る研磨装置１０は、研削液供給手段２０と、エア供給手段３０と、噴出手段４０とを備える。図１において、符号１１は後述する研削液を貯留するための研削液貯留部、１２は研削液貯留部１１と研削液供給手段２０とを接続する第１供給流路、１３は研削液供給手段２０と噴出手段４０とを接続する第２供給流路、１４はエア供給手段と噴出手段４０とを接続する第３供給流路、Ｗは被研磨材を表す。
研削液供給手段２０は、研削液貯留部１１から研磨砥粒が含有された研削液を供給するものであって、公知の噴出ローラや電動ポンプ等が用いられる。研磨砥粒としては、公知のダイヤモンド砥粒が好適に使用され、用途や要求される研磨精度に応じた適宜の粒径のダイヤモンド砥粒が選択される。また、ダイヤモンド砥粒の粒径は、０．２〜３５μｍが好ましい。粒径が０．２μｍより小さい場合は砥粒の製造が困難となり、３５μｍより大きい場合は精密な研磨が困難となる問題がある。
エア供給手段３０は、圧縮エアを供給して研削液の噴出圧力を増圧させるための物であって、公知のコンプレッサー等が使用される。エア供給手段３０により供給される圧縮エアのエア圧力は調整可能であることが好ましい。調整される圧縮エアのエア圧としては、用途や要求される研磨精度に応じた適宜の圧力とされるが、１ｋｇｆ／ｃｍ2〜３ｋｇｆ／ｃｍ2が好ましい。エア圧が１ｋｇｆ／ｃｍ2より低い場合は十分な噴出圧力が得られず良好な研磨が困難となり、３ｋｇｆ／ｃｍ2より高い場合は噴出圧力が高くなりすぎて研削液が飛散する恐れがある。
噴出手段４０は、図２に示すように、研削液供給手段２０から供給された研削液を被研磨材Ｗに対して噴出するための流通流路４１とエア供給手段３０から供給された圧縮エアを流通流路４１内で研削液に混入させるエア混入部４５とを有し、研削液を噴出する際に研削液に旋回流を発生させるように構成される。
流通流路４１は、流路径が研削液の流入部４２Ａからエア混入部４５に向かって小径となるテーパ状に形成された流入流路４２とエア混入部４５から研削液の噴出部４３Ａに向かって大径となるテーパ状に形成された噴出流路４３とを有する。図２において、符号４４は噴出部４３Ａに取り付けられ噴出される研削液の飛散を抑制する先端部材である。
エア混入部４５は、図２，３に示すように、圧縮エアの流入部４６と流通流路４１に該圧縮エアを吐出するための複数の吐出孔４７と流通流路４１の噴出方向に対して鋭角となるように吐出孔４７に連通して形成されたエア流路４８とを有する。吐出孔４７は流通流路４１に同一円周上に等間隔で形成され、その数としては３〜６個が好ましい。吐出孔４７の数が２個の場合は吐出孔４７の間隔が広すぎて旋回流を効果的に発生させることができない問題があり、吐出孔４７の数が７個以上の場合は吐出孔４７の間隔が狭すぎて研削液の流れに乱れが生じやすく旋回流を効果的に発生させることができない問題がある。なお、実施例の吐出孔４７の数は、図３に示すように４個である。
上記研磨装置１０では、研削液供給手段２０から供給された研削液が噴出手段４０の流入流路４２を通過する（ａ１）と、エア混入部４５にてエア供給手段３０から供給された圧縮エアが複数の吐出孔４７を介して流通流路４１内に吐出され（ｂ１）、圧縮エアが混入される（ａ２）。圧縮エアが混入された研削液は、圧縮エアにより加速されて噴出流路４３へ送られ、テーパ状の噴出流路４３を通過することにより旋回流が発生するとともにさらに加速されて（ａ３）、噴出部４３Ａから増圧されて噴出される。
このようにして噴出される研削液では、混入されたエアが旋回流によって微細な気泡として発生し、研磨砥粒とともに噴出される。そして、噴出された研削液が被研磨材Ｗに衝突すると、微細な気泡が変形、破裂するため、噴出による直線方向の力が被研磨材Ｗの形状に沿った方向の力に変換される。これにより、研磨砥粒も被研磨材Ｗの形状に沿って移動するため、研削液の飛散が大幅に抑制されるとともに被研磨材Ｗの形状に関係なく精密な研磨を実施することができる。
また、エア供給手段３０により供給される圧縮エアのエア圧力を公知の電空レギュレータ等により適宜調整すれば、噴出される研削液の増圧調整が可変可能となって、より効果的に研磨を実施することができる。
次に、本考案の研磨装置１０の具体的な実施例について説明する。以下の実施例において、研削液供給手段２０の供給圧力は３ｋｇ／ｃｍ2、噴出手段４０の流路長は２００ｍｍ、噴出部４３Ａの開口径は１４ｍｍとし、噴出手段４０を地面から約１ｍの高さの位置に設置してエア供給手段３０から供給される圧縮エアのエア圧を０ｋｇ／ｃｍ2、１．５ｋｇ／ｃｍ2、３ｋｇ／ｃｍ2と変化させて、それぞれ研削液の噴出距離（ｍ）と噴出力（ｇ）とを測定した。
表１の結果から理解されるように、圧縮エアを供給しなかった場合（エア圧０ｋｇ／ｃｍ2）と比較して、１．５ｋｇ／ｃｍ2の圧縮エアを供給した場合は噴出距離が約７倍、噴出力が約６倍に増加し、３ｋｇ／ｃｍ2の圧縮エアを供給した場合は噴出距離と噴出力がともに約１０倍に増加しており、本考案の研削装置１０を用いて研削液に圧縮エアを混入させることにより、研削液の噴出圧力を効果的に増圧させることができることがわかった。
なお、本考案の研磨装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例えば、研削液供給手段とエア供給手段とを単一の制御装置で制御することにより、研削液供給手段とエア供給手段とを連動させて作動させるように構成してもよい。これにより、作業効率を向上させることができる。
１０ 研磨装置
２０ 研削液供給手段
３０ エア供給手段
４０ 噴出手段
４１ 流通流路
４２ 流入流路
４２Ａ 流入部
４３ 噴出流路
４３Ａ 噴出部
４５ エア混入部
４６ 流入部
４７ 吐出孔
４８ エア流路
Ｗ 被研磨材
２０ 研削液供給手段
３０ エア供給手段
４０ 噴出手段
４１ 流通流路
４２ 流入流路
４２Ａ 流入部
４３ 噴出流路
４３Ａ 噴出部
４５ エア混入部
４６ 流入部
４７ 吐出孔
４８ エア流路
Ｗ 被研磨材
Claims (2)
- 研磨砥粒が含有された研削液を供給する研削液供給手段と、圧縮エアを供給するエア供給手段と、前記研削液供給手段から供給された前記研削液を被研磨材に対して噴出するための流通流路と前記エア供給手段から供給された前記圧縮エアを前記流通流路内で前記研削液に混入させるエア混入部とを有する噴出手段とを備えた研磨装置であって、
前記流通流路は、流路径が前記研削液の流入部から前記エア混入部に向かって小径となるテーパ状に形成された流入流路と前記エア混入部から前記研削液の噴出部に向かって大径となるテーパ状に形成された噴出流路とを有しており、
前記エア混入部は、前記圧縮エアの流入部と前記流通流路に該圧縮エアを吐出するための複数の吐出孔と前記流通流路の噴出方向に対して鋭角となるように前記吐出孔に連通して形成されたエア流路とを有し、
前記研削液を噴出する際には、前記流入流路を通過した前記研削液に前記圧縮エアを混入させて前記噴出流路を通過させることにより前記研削液に旋回流を発生させる
ことを特徴とする研磨装置。 - 前記エア供給手段により供給される前記圧縮エアのエア圧力が調整可能である請求項１に記載の研磨装置。
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