JP3296247B2

JP3296247B2 - 磁気研磨装置

Info

Publication number: JP3296247B2
Application number: JP10598897A
Authority: JP
Inventors: 伸宏吉岡; 茂樹番野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 2002-06-24
Anticipated expiration: 2017-04-23
Also published as: JPH10296612A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長尺薄物材料の表
面研磨等に使用する磁気研磨装置に関し、より詳しく
は、電気カミソリ刃、リレー部品、マイクロスイッチ部
品、コネクタ部品等の製造に供するテープ状の金属薄板
のバリ取り、表面研磨等に関して好適に用いることがで
きる。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１０に示すような磁気研磨装置
が特開平８−３２３６１３号公報に示されている。すな
わち、この磁気研磨装置は、テープ状の被加工材１を送
る送り装置２と、被加工材１との対向面が磁化された鉄
芯３，３と、被加工材１面に対する略直交軸回りに鉄芯
３，３を回転させる鉄芯駆動装置４，４と、磁化された
鉄芯３，３に吸着される粉状の磁性材５を供給する磁性
材供給装置６と、鉄芯３，３と被加工材１との間に研磨
剤７を供給する研磨剤供給装置８，８とから構成されて
いる。鉄芯３，３は、磁気ヨーク２３の側面に設けた貫
通孔に回動自在に貫通し、鉄芯端部と鉄芯回転駆動モー
ター２６，２６の回転軸とをベルト連結して回転できる
ようになっている。磁性材供給装置６としては、着磁機
６ａを用いて被加工材１を磁化させて粉状の磁性材５を
吸着させた後、この被加工材１に吸着した磁性材５がよ
り磁力の強い鉄芯端面３ａに吸着されることで行われ
る。研磨剤供給装置８，８は鉄芯３，３の被加工材側と
は反対の側に配置され、鉄芯３，３の回転軸に設けたパ
イプ１９，１９を通して鉄芯３，３の間に研磨剤７を供
給している。

【０００３】以上の構成の磁気研磨装置において、被加
工材１の研磨方法としては、鉄芯表面に粉状の磁性材５
を吸着させて研磨ブラシを形成し、この研磨ブラシの隙
間及び表面に研磨剤７を付着させた状態で、鉄芯３，３
を鉄芯駆動装置４，４によって回転させることにより行
っていた。磁性材５が被加工材１の表面の凹凸部に自在
に入り込んで研磨するため、細部まで研磨することがで
きた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の、鉄芯
３，３の回転による被加工材１の研磨方法では、以下の
（１）、（２）に示すような問題があった。

【０００５】（１）図１１（ａ）に示すように、被加工
材１が電気カミソリ刃のような孔６４を含むメッシュ状
の金属薄板であって、（ｂ）、（ｃ）に示すように、孔
６４の縁より立設して孔６４内部へ曲折するバリ６５の
削除のために磁気研磨装置を使用する場合、図中矢印Ａ
の向きに研磨するのが望ましい。すなわち、孔内部側か
らバリ６５の表面と直交する向きに研磨すると、（ｄ）
に示すようにバリ６５を削りやすくなる。矢印Ｂ又は矢
印Ｄの向きに研磨すると、鉄芯表面の磁性材５は薄板状
のバリ６５の薄い側面に衝突するため、研磨する力が逃
げやすく、また、矢印Ｃの向きに研磨すると、バリ６５
が孔６４の中に倒れて逃げやすく、バリ６５を削りにく
い。また、（ｅ）に示すように、この孔６４が多角形で
孔６４の全周にバリ６５が立設している場合、孔６４の
中心から多角形の各辺と直交する向きＣ１〜Ｃ１０に研
磨しなければならない。つまり、研磨する向きは３６０
度のあらゆる角度に連続的に変化するようにしなけれ
ば、あらゆる形状の孔に対応して、その周囲に立設する
バリ６５がくまなく研磨することはできない。

【０００６】しかし、図１２に示す従来の研磨方法で
は、鉄芯の研磨する向きは狭い範囲に限定されていた。
図中Ａ１〜Ａ５は被加工材１の中央に位置する点Ａの移
動位置、Ｂ１〜Ｂ５は被加工材の側端に位置する点Ｂの
移動位置、矢印Ｃは鉄芯３の回転する向き、及び矢印Ｄ
は被加工材１の送り方向を示す。図１４において、略円
柱上の鉄芯３の中央を被加工材１が移動したとき、点Ａ
はＡ１〜Ａ５まで移動して研磨され、点Ａを研磨する鉄
芯の向きはＡ１〜Ａ３の間では上向き、Ａ３〜Ａ５の間
では下向きとなり、この上下方向以外には存在しない。
図中各矢印は各点での研磨する向きと大きさ、すなわ
ち、回転する鉄芯の各点における速度ベクトルを示す。
また、点ＢはＢ１〜Ｂ５の位置まで移動して研磨され、
点Ｂを研磨する鉄芯の向きは、斜め左上方から斜め左下
方まで連続的に変化する。点Ａに比べると点Ｂのほう
が、広範囲に研磨する向きが変化しているが、それで
も、３６０度の全角度のうち、半分以下しか研磨する向
きが存在しない。このように、研磨する向きが狭い範囲
に限定されるため、十分なバリ取りができていなかっ
た。

【０００７】（２）図１２において、鉄芯３，３端面３
ａの半径方向の周速差により、研磨ムラが生じていた。
回転速度の大きい外周部Ａ１、Ａ５、Ｂ１、Ｂ５などで
は研磨量が大きくなり、逆に中央部Ａ３、Ｂ３などでは
研磨量が小さくなる。また、この研磨量の大きい外周部
では、被加工材１の移動方向に対して直交する方向の成
分しか存在せず、研磨量が小さい中央部では被加工材１
の移動方向の成分だけが存在する。つまり、常に、被加
工材１の移動方向にその長手方向を持つバリ６５は取れ
やすく、移動方向の直角方向にその長手方向を持つバリ
６５は取りにくかった。

【０００８】上記（１）及び（２）の問題を解決する方
法として、鉄芯３，３を被加工材１の移動方向に対して
直交する方向に、被加工材１の移動速度よりも速い周期
Ｔで揺動させて研磨することが考えられる。鉄芯３，３
を回転させながら上下に揺動させることにより、被加工
材１上の各点であらゆる方向に略均等の研磨を行い、バ
リ６５を残らず削去させることができる。

【０００９】しかし、鉄芯３，３や鉄芯３，３と接続さ
れたヨーク２３又はコイル２２などは重量が大きく、こ
れを揺動させるには、ハイパワーの揺動装置１５が要求
される。モーターのリンク機構などで揺動装置１５を構
成する場合、モーターの制動トルクが非常に大きいもの
が必要となり、高価であるとともに軽快に揺動させるこ
とは困難であった。

【００１０】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、研磨中の鉄
芯を短周期で軽快に揺動させるとともに、ハイパワーを
必要としない構造の簡単な揺動装置を備えた磁気研磨装
置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の磁気研磨装置は、略平面状の端面３ａが磁化
された鉄芯３をこの端面３ａと直交する軸回りに回転さ
せる鉄芯駆動装置４と、端面３ａにテープ状の被加工材
１を近接して送る送り装置２と、この被加工材１表面と
端面３ａとの間のギャップ１０に、粉状の磁性材５を供
給する磁性材供給装置６と、ギャップ１０に研磨剤７を
供給する研磨剤供給装置８とからなる磁気研磨装置にお
いて、鉄芯３を回転自在に支える鉄芯支持台１６を一端
部に設け、他端部に重り１１を設けた揺動板１２の重心
に、支持台１３により回動自在に支持された揺動軸１４
を形成し、この揺動軸１４を中心に揺動板１２を揺動さ
せる揺動装置１５を設けてなることを特徴としている。

【００１２】この磁気研磨装置では、磁性材供給装置６
により粉状の磁性材５が供給され、磁化された鉄芯３の
被加工材１側表面に適量吸着して磁性材ブラシを形成す
る。この磁性材ブラシの表面及び磁性材５間の隙間に、
研磨剤供給装置８により研磨剤７が供給される。磁性材
ブラシ及び研磨剤７は、回転する鉄芯３につられて回転
し、移動する被加工材１の表面を順に磨いていく。この
磁性材ブラシは被加工材１表面の凹凸に合わせて形を変
え、凹部に入り込むため、研磨剤７が被加工材１の凹部
に自在に入り込んで研磨することができる。

【００１３】また、鉄芯３を回転自在に支える鉄芯支持
台１６と重り１１とが揺動板１２の両端に配置され、支
持台１３が揺動軸１４を回動自在に支持してシーソーの
ように揺動板１２がモーメントバランスをとっているた
め、簡単な揺動装置１５で揺動板１２を楽に揺動させる
ことができる。揺動装置１５は、鉄芯３の重量を支えて
いるわけではないので、軽い力でモーメントバランスさ
れた揺動板１２を揺動させることができる。

【００１４】請求項１記載の磁気研磨装置において、第
二の鉄芯９と、第二の鉄芯９を回転自在に支える鉄芯支
持台１６とから、重り１１を形成してなることを特徴と
している。

【００１５】この磁気研磨装置では、揺動板１２の両端
に第一の鉄芯３及び第二の鉄芯９を備えているため、軽
い力で両鉄芯３，９を揺動できるとともに、この両鉄芯
３，９で２段階に被加工材１を研磨することができる。

【００１６】請求項２記載の磁気研磨装置は、前記揺動
板１２の両端部に設けた鉄芯３，９のうち、一方を被加
工材１の粗研磨用として用い、他方を精密研磨用として
用いることを特徴としている。

【００１７】この磁気研磨装置では、第一の鉄芯３及び
第二の鉄芯９を粗研磨用と精密研磨用とに用途を分けた
ため、各用途に応じて、磁性材５又は研磨材７の種類又
は供給特性、ギャップ１０、あるいは鉄芯３、９の形状
又は速度などの研磨条件を最適に個別に設定できるの
で、被加工材１の研磨品質を向上できる。

【００１８】請求項３記載の磁気研磨装置は、請求項１
又は請求項２記載の磁気研磨装置において、鉄芯３、９
における被加工材１と反対の端部を延設して、鉄芯３，
９と連動して揺動する磁気ヨーク２３を形成し、この磁
気ヨーク２３が揺動自在に貫通するコイル２２を設けて
なることを特徴としている。

【００１９】この磁気研磨装置では、揺動する磁気ヨー
ク２３の揺動範囲よりも、磁気ヨーク２３が貫通してい
るコイル２２の貫通空間２２ａが大きいため、コイル２
２を揺動させずに固定しておくことができる。したがっ
て、揺動させる重量をコイル２２の分だけ軽減できるの
で、揺動の際の慣性重量が小さくなって揺動を軽快に行
うことができる。

【００２０】請求項４記載の磁気研磨装置は、請求項１
又は請求項２記載の磁気研磨装置において、磁性体から
形成した揺動軸１４と、鉄芯３，９における被加工材１
と反対の端部とを磁気ヨーク２３を用いて連結し、この
揺動軸１４にコイル２２を貫通させてなることを特徴と
している。

【００２１】この磁気研磨装置では、回動する揺動軸１
４の周囲にコイル２２が配置しているため、揺動軸１４
が貫通しているコイル２２の貫通空間２２ａの内径は揺
動軸１４の外径より少し大きければよく、したがって、
コイル２２を小型化できる。

【００２２】請求項５記載の磁気研磨装置は、請求項１
ないし請求項５のいずれか１項記載の磁気研磨装置にお
いて、鉄芯３，９を略円柱状に形成し、この鉄芯３，９
の揺動周期の間に送られる被加工材１の移動距離が鉄芯
端面３ａ、９ａの直径以下であるとともに、揺動による
鉄芯３，９の移動距離である揺動ストロークが被加工材
１における所要研磨部分１ａの幅方向の距離に鉄芯端面
３ａの直径を加えた値以上であることを特徴としてい
る。

【００２３】この磁気研磨装置では、揺動ストロークが
被加工材１における所要研磨部分１ａの幅方向の距離以
上あるとともに、鉄芯３，９の揺動周期の間に送られる
被加工材１の移動距離が鉄芯端面３ａの直径以下である
ため、鉄芯３，９が研磨する向きを変えながら、所要研
磨部分１ａを余すところなく研磨することができる。

【００２４】請求項６記載の磁気研磨装置は、請求項５
記載の磁気研磨装置において、被加工材１を一定の速度
で送ることを特徴としている。

【００２５】この磁気研磨装置では、被加工材１を一定
の速度で送るため、送り装置２の速度制御が簡単であ
る。

【００２６】請求項７記載の磁気研磨装置は、請求項５
記載の磁気研磨装置において、鉄芯３，９の揺動におけ
る往路と復路との間及び復路と往路との間に揺動休止期
を設け、往路及び復路では被加工材１を停止させ、この
揺動休止期では鉄芯端面３ａの直径以下の所定距離だけ
被加工材１を送ることを特徴としている。

【００２７】この磁気研磨装置では、鉄芯３，９の往路
と復路とで研磨する向きを変えながら、所要研磨部分１
ａを余すところなく研磨することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気研磨装置の参
考となる形態を図１〜図３に示し、実施の形態を図４〜
図１１に基づいて説明する。

【００２９】図１及び図２は、図３に示す磁気研磨装置
において、被加工材１を基準に片側のみを示した要部の
断面図である。図３は、一部に断面図を含む磁気研磨装
置の平面図である。図１〜図３において、磁気研磨装置
は、テープ状の金属薄板である被加工材１に対する磁気
研磨によって、被加工材１の両面の研磨又はバリ取りを
行うためのものである。複数の脚２０によって支持され
ているベースプレート２１上に、支持台１３を介して回
動自在に揺動軸１４が配設され、この揺動軸１４を固定
し、揺動装置１５によって揺動自在となっている揺動板
１２が配設されている。この揺動板１２上の一端に、鉄
芯３，３を回転自在に支持している鉄芯支持台１６，１
６、及び他端に重り１１，１１が揺動軸１４，１４を中
心として、水平にモーメントバランスのとれた位置に設
けられている。鉄芯支持台１６は鉄芯３が回転自在に貫
通しているコイル２２で構成されている。鉄芯３は円柱
状に形成され、コイル２２の内周壁と鉄芯３外側面との
間に設けたベアリング２４を介して、鉄芯駆動装置４に
より軸回りの回転が自在となっており、平面状の端面３
ａ，３ａ同士を所定の間隔で対向させている。鉄芯駆動
装置４は、鉄芯回転駆動モーター２６と、鉄芯回転駆動
モーター２６と鉄芯３とを連結するベルト２７とから構
成され、鉄芯回転駆動モーター２６の回転で鉄芯３は軸
回りに回転を行う。鉄芯３，３が揺動するため、鉄芯
３，３と連動するように、鉄芯駆動装置４，４は揺動板
１２，１２上に固定されている。また、重り１１は四角
柱状に形成され、鉄芯３と鉄芯支持台１６と鉄芯駆動装
置４との合成重量と略同一な重量を持つ、比重の大きい
ものが好適に用いられ、この場合は鉄が用いられてい
る。また、被加工材１は矢印Ｘの向きに送ら、鉄芯３は
矢印Ｙの向きに揺動する。

【００３０】揺動装置１５は、ベースプレート２１の下
方に固定され、揺動板１２，１２の両端と対応する位置
に、各々エアー又は油圧の動力によって鉛直方向に伸縮
自在とされたアーム２８，２８を上端に備えた一対のエ
アー又は油圧シリンダーなどのアクチュエーター２５，
２５で構成されている。両アーム２８，２８は、ベース
プレート２１に設けられた貫通孔を非接触に貫通し、そ
の上端を揺動板１２下面と当接させている。所定の揺動
周期で揺動板１２を揺動させるように、両アーム２８，
２８の動作は連動制御され、一方のアーム２８が押上げ
状態のとき、他方のアーム２８は引下がるようになって
いる。

【００３１】被加工材１は送り装置２によって、両鉄芯
３，３間の間隙に、鉄芯３，３の端面３ａ，３ａと所定
のギャップ１０，１０を保持して通される。ここにおけ
る送り装置２は、被加工材１の送り込み側にあって摩擦
クラッチにより送り出しに制動を加える制動装置２ａ
と、被加工材１の引き出し側にあってゴムローラー３１
により被加工材１を引っ張る引き取り装置２ｂとからな
り、被加工材１における鉄芯３，３の間を通過する部分
にテンションを加えておくものとなっている。ゴムロー
ラー３１を用いるのは、滑り防止のためである。また、
制動装置２ａにおける摩擦クラッチの制動力を可変とす
ることで、被加工材１に加えるテンションを可変として
いる。

【００３２】磁気研磨のための磁性材５は磁性材供給装
置６によって供給される。この磁性材供給装置６として
は、一軸編心ネジ型で断面が円形のローターと断面が長
方形のステーターを持ち、両者の空間に充填した物質を
吸い込み側から吐出側に移送する周知のモーノ型ポンプ
５３を使用し、モーノ型ポンプ５３の駆動源として、回
転数を任意にかつ高精度に制御可能なステッピングモー
ター５１を使用している。また、ステッピングモーター
５１の回転軸とモーノ型ポンプ５３の回転軸はカップリ
ング継手５２で締結している。磁性材５はモーノ型ポン
プ５３によって、フレキシブルに変形できる連結チュー
ブ５６内を移動し、鉄芯３における被加工材側と反対の
端部に、ベアリング２４を介して回転自在に内嵌してい
る連結体３８内を非接触に貫通するアルミニウム製の内
パイプ３２へ送られ、ギャップ１０へ供給される。

【００３３】磁気研磨のための研磨剤７は研磨剤供給装
置８によって供給される。この研磨剤供給装置８は、ロ
ータリー定量ポンプを使用し、内パイプ３２の外側に同
軸に設けられ、連結体３８内を非接触に貫通するアルミ
ニウム製の外パイプ３６を通じて、研磨剤７をギャップ
１０へ供給している。ロータリー定量ポンプは被加工材
１の送り速度や加工状態に応じて、出力を制御してい
る。

【００３４】しかして、この磁気研磨装置は、鉄芯回転
駆動モーター２６，２６によって、鉄芯３，３は軸回り
の回転を行うとともに、コイル２２への直流電流の通電
により、両鉄芯３，３の対向面は互いに異極となるよう
に、つまり互いに引き合うように励磁される。一方、磁
性材供給装置６によって、鉄芯３内部の内パイプ３２中
を通ってギャップ１０に持ち込まれた磁性材５は、鉄芯
３端面３ａに吸着され、送り装置２によって鉄芯３，３
間の間隙を通る被加工材１の表面に回転しながら圧接す
る磁性材ブラシを構成する。そして、研磨剤供給装置８
によって鉄芯３内部の外パイプ３６中を通って粉状の磁
性材５の隙間に入った研磨剤７が、被加工材１の表裏両
面を研磨し、被加工材１のバリ等を除去する。粉状の磁
性材５による磁性材ブラシは被加工材１の表面の凹凸に
合わせて形を変えながら動くために、所定のギャップ１
０で被加工材ガイド９端面３ａを摺動する被加工材１の
表面研磨やバリ取りを確実にかつ均一に行うことができ
る。

【００３５】次に、鉄芯の揺動について以下に説明す
る。まず、一方のアーム２８がアクチュエータ２５によ
るエアー圧又は油圧を受けて鉛直上方に伸び、アーム２
８の上端が揺動板１２の下面を揺動板１２の端方向へや
や摺動して揺動板１２を押上げるとともに、それと連動
して他方のアーム２８が揺動板１２の端方向へやや摺動
して引下がることにより、揺動板１２が所定角度だけ傾
き、鉄芯が揺動ストロークの上限まで移動する。次に、
揺動ストロークの上限で両アーム２８の伸縮が一旦停止
した後、今度は逆に伸び切ったアーム２８が引下がると
ともに、下がりきった他方のアーム２８が鉛直上方に伸
びることにより、揺動板１２が角度を変えながら回動
し、鉄芯３が揺動ストロークの下限まで移動する。この
動きを繰り返すことにより、鉄芯３を揺動させることが
できる。鉄芯３表面の磁性材５及び研磨材７は、被加工
材１の両面を面方向に回転するとともに揺動し、被加工
材１の各研磨箇所を研磨角度を変えながら研磨するた
め、被加工材１表面の各点における研磨角度範囲が増
え、バリを的確に削除している。また、鉄芯３を直接支
持して揺動させるのではなく、揺動板１２と重り１１と
を用いてシーソーのようにモーメントバランスのとれた
状態で保持された鉄芯を揺動させるため、軽い力で揺動
させることができる。このため、アクチュエーター２５
にかかる負荷が軽減され、短周期で鉄芯を揺動できると
ともに、低出力で安価なアクチュエーター２５で十分に
対応することができる。

【００３６】なお、磁性材供給装置６及び研磨剤供給装
置８はフレキシブルに変形する連結チューブ５６で、鉄
芯３と連結されているため、鉄芯３の揺動と連動して揺
動させる必要はなく、ベースプレート２１に固定されて
いる。

【００３７】研磨量は鉄芯３の回転数、コイル２２への
供給電流、被加工材１の送り速度及びテンション、鉄芯
３と被加工材１とのギャップ１０、磁性材５及び研磨剤
７の供給量等の制御により、微妙に調整することができ
る。この加工条件は被加工材１又は求める面粗さ等の要
求品質に応じて適当に決定され、以下の条件を目安とす
ることができる。

【００３８】磁性材粒子径：０．０５〜０．５mm、研磨
剤粒度：♯１０００〜♯１００００、鉄芯−被加工材間
距離：１〜４mm、鉄芯回転数：５００〜２０００rpm、
磁束密度：０．５〜１．７Ｔ、送り速度：５０〜５００
mm／min、被加工材１テンション：１〜１０kgf／cm、磁
性材供給量：０．５〜５g／min、研磨剤供給量：５０〜
５００cc／min 研磨された後の被加工材１は、脱磁機３９によって脱磁
された後、洗浄液４０ａを吐出する洗浄ノズル４０ｂと
回転ブラシ４０ｃとを備えた洗浄機４０で洗浄されるこ
とで、付着していた磁性材５又は研磨剤７等が落とさ
れ、外部へと送り出される。

【００３９】なお、上述の磁気研磨装置では、鉄芯３、
揺動装置１５、磁性材供給装置６及び研磨剤供給装置８
等を被加工材１に対して略対称に配設して、被加工材１
の両面を同時に研磨しているが、被加工材１の片面の研
磨だけを行う場合は、これらの装置を被加工材１の研磨
面側だけに配設すればよい。

【００４０】図４は、図１と異なる揺動装置１５の実施
の形態を示す縦断面図である。図４において、図１と異
なる点は、被加工材１を研磨する第二の鉄芯９を備えた
鉄芯支持台１６及び鉄芯駆動装置４を重り１１の代わり
に使用していること、及び揺動装置１５をアクチュエー
ター２５ではなく、カム４１を用いた駆動モーター４２
で構成していることである。揺動板１２、揺動軸１４及
び支持台１３は図１と同様のものが用いられている。す
なわち、ベースプレート２１上に、揺動板１２中央に固
定された揺動軸１４が支持台１３を介して揺動自在に設
けられ、揺動板１２上面の両端に略同形状の鉄芯３，
９、鉄芯支持台１６及び鉄芯駆動装置４が設けられてい
る。この第一の鉄芯３と第二の鉄芯９とは、その被加工
材側の端面３ａを同一平面上に有し、軸回りに各鉄芯駆
動装置４により回転自在となっている。被加工材１は第
一及び第二の鉄芯の端面３ａ，９ａと略等しいギャップ
１０，１０を形成して送り装置２により長手方向に送ら
れる。また、揺動板１２は揺動軸１４を中心として水平
にモーメントバランスがとれた状態で保持されている。
揺動板１２下面の一端より垂下されたアーム２８がベー
スプレート２１を非接触に貫通し、アーム２８下端に水
平に突設された、軸回りに回転自在な円柱状のカムフォ
ロワ４３が設けられている。カムフォロワ４３はその側
周面が、駆動モーター４２の軸に偏芯嵌合された円柱状
のカム４１の側周面と保持バネ４４により圧接してい
る。保持バネ４４は、ベースプレート２１の下面に固定
された保持部材４７とアーム２８におけるカムフォロワ
４３の近傍とを連結し、カムフォロワ４３をカム４１に
押し付けている。また、被加工材１は矢印Ｘの向きに送
ら、鉄芯３は矢印Ｙの向きに揺動する。

【００４１】このような磁気研磨装置では、カム４１が
駆動モーター４２の回転により、偏芯回転するため、こ
のカム４１と側周面同士を保持バネ４４により圧接され
たカムフォロワ４３、及びカムフォロワ４３を下端に有
するアーム２８を上下に振動させるとともに、アーム２
８の上端に固定された揺動板１２が、アーム２８の振動
に伴い揺動する。したがって、揺動板１２両端に回動自
在に支持された両鉄芯３，９が揺動し、被加工材１の表
面を略鉛直方向の互いに異なる向きに移動する。被加工
材１は第一及び第二の鉄芯３，９により２段階の研磨を
受けて研磨量が倍増する。したがって、図１に示す磁気
研磨装置と同等の研磨量にする場合、送り装置２の速度
を２倍にすればよく、研磨速度が向上し、研磨工程時間
の短縮化を図ることができる。また、シーソー構造の鉄
芯３，９を揺動するため、揺動装置１５の駆動モーター
４２への負荷が軽減でき、低制動トルクの駆動モーター
４２で十分対応できる。

【００４２】また、第一及び第二の鉄芯３，９にそれぞ
れ固有の役割を持たせることもできる。例えば、第一の
鉄芯３を被加工材の粗研磨用として用い、第二の鉄芯９
を精密研磨用として用いることもできる。第一及び第二
の鉄芯３，９はそれぞれに磁性材供給装置及び研磨剤供
給装置を備えており、磁性材及び研磨剤の種類又は供給
量などを変えて研磨することができる。この場合、粗研
磨と精密研磨との使い分けは、研磨剤の粒径、磁性材の
粉径、又は鉄芯端面と被加工材とのギャップの大きさな
どにより行う。粗研磨に対しては、研磨剤及び磁性材の
粒径の大きいものを使用し、ギャップを小さくする。精
密研磨に対しては、逆に研磨剤及び磁性材の粒径の小さ
いものを使用し、ギャップを大きいする。

【００４３】なお、揺動ストロークはカム４１の形状又
は鉄芯と揺動軸１４との距離により自在に調整でき、揺
動周期は駆動モーター４２の回転数をインバータ等で制
御することにより調整できる。また、揺動装置１５は図
１で示したアクチュエータ２５を用いてもよい。

【００４４】図５は、図１又は図４と異なる揺動装置１
５を有する磁気研磨装置の実施の形態を示す縦断面図で
ある。

【００４５】図５における磁気研磨装置は、図１及び図
４と同様なシーソー構造を有する揺動装置１５において
鉄芯を３個備えたものである。すなわち、揺動板１２の
一端に第一の鉄芯３、他端に第二及び第三の鉄芯９，４
５を併設するとともに、揺動軸１４を揺動板１２の中心
より、第二及び第三の鉄芯９，４５側にずらして配設
し、この揺動軸１４を中心として揺動板１２を水平にモ
ーメントバランスのとれた状態に保持している。この３
個の鉄芯３，９，４５は、その被加工側の端面３ａ，９
ａ，４５ａを同一平面上に形成している。また、揺動装
置１５は揺動板１２の一端（この場合では第二及び第三
の鉄芯側）の下面に設けた軸に上端を軸着したアーム２
８が、ベースプレート２１を非接触に貫通し、ベースプ
レート２１下方に設けられた円板上のハンドラー４６の
円周部に設けた軸に下端を軸着している。ハンドラー４
６は、ベースプレート２１下面より下方に固定された保
持部材４７に固定されたモータ４８ーの回転軸に、その
中心が固定されている。また、被加工材１は矢印Ｘの向
きに送られる。

【００４６】このような磁気研磨装置では、モーター４
８の回転によりハンドラー４６が回転し、アーム２８の
下端がハンドラー４６円周部を回転し、アーム２８の上
端が上下に振動する。このアーム２８が揺動軸１４を中
心に揺動板１２を揺動させることにより、第一の鉄芯３
と第二及び第三の鉄芯９，４５とが交互に上下方向に揺
動する。被加工材１は第一、第二、及び第三の鉄芯に順
に略均一のギャップ１０を保って研磨されて送られる。
３個の鉄芯を用いて同様の研磨方法で被加工材を研磨す
ることにより、研磨効率が向上し、研磨工程をより短縮
化することができる。また、図４の説明で述べたよう
に、研磨剤の粒径、磁性材の粉径、又は鉄芯端面と被加
工材とのギャップの大きさなどにより、３個の鉄芯をそ
れぞれ粗面研磨、通常研磨、精密研磨に用途を分けて用
いることができ、研磨品質を向上させることができる。
なお、揺動装置１５は、図１又は図２に示したアクチュ
エーター２５又はカム式でもよい。

【００４７】図６は、図１、図４又は図５と異なる揺動
装置１５を有する磁気研磨装置の実施の形態を示す。
（ａ）は一部に断面図を含む磁気研磨装置の概略平面
図、（ｂ）は磁気研磨装置の概略縦断面図である。

【００４８】図６において、この磁気研磨装置は、図４
に示すものと同様に、カム式の揺動装置１５により揺動
板１２の両端に配設された第一及び第二の鉄芯３，９が
揺動して、被加工材１を２段階に両面同時に研磨するも
のである。図４と異なる点は、対向する一対の鉄芯３，
３、９，９における被加工材１と反対側の端部同士を、
ベースプレート２１の下方に配設したコの字状の磁気ヨ
ーク２３で連結し、この磁気ヨーク２３が中央に空間を
有し、ベースプレート２１に固定されたコイル２２を非
接触に貫通していることである。揺動板１２の各端には
鉄芯３，９、鉄芯駆動装置４、及び磁気ヨーク２３が設
けられ、揺動装置１５により揺動する。磁気ヨーク２３
が貫通しているコイル２２内の空間２２ａは、揺動する
磁気ヨーク２３に触れない十分な大きさを有している。
また、被加工材１は矢印Ｘの向きに送られる。

【００４９】このような磁気研磨装置では、コイル２２
により磁気ヨーク２３を通じて鉄芯３，９が磁化され、
揺動装置１５により揺動されて被加工材１を磁気研磨す
る。磁気ヨーク２３よりも重いコイル２２が揺動板１２
に載置されていないため、揺動の際の慣性重量が低減す
る。揺動装置１５の負荷が軽減されるので短周期の揺動
が可能になり、均一な加工が可能である。

【００５０】図７は、図１、図４、図５又は図６と異な
る揺動装置１５を有する磁気研磨装置の実施の形態を示
す。（ａ）は一部に断面図を含む磁気研磨装置の概略平
面図、（ｂ）は磁気研磨装置の概略縦断面図である。

【００５１】図７において、この磁気研磨装置は、図６
に示すものと同様に、鉄芯３，９における被加工材１と
反対の端部に磁気ヨーク２３を接続するとともに鉄芯
３，９を磁化するコイル２２に貫通させ、カム式の揺動
装置１５により揺動板１２の両端に配設された第一及び
第二の鉄芯３，９が揺動して、被加工材１を２段階に両
面同時に研磨するものである。図６と異なる点は、第一
の鉄芯３の端部と第二の鉄芯９の端部を棒状の磁気ヨー
ク２３で連結し、磁気部材から形成され、磁気ヨーク２
３の中央に接続された揺動軸１４が鉄芯３を磁化するコ
イル２２を嵌入して貫通していることである。コイル２
２は、ベースプレート２１形成された開口部に位置し、
揺動板１２に固定されている。揺動軸１４、磁気ヨーク
２３及び鉄芯３，９を磁化する。また、被加工材１は矢
印Ｘの向きに送られる。

【００５２】このような磁気研磨装置では、コイル２２
が揺動軸１４の回動と連動して回動するが、揺動軸１４
回りに配設されているため、揺動に対する慣性モーメン
トへの影響は少ない。また、コイル２２内の空間２２ａ
は揺動軸１４に外嵌しているため、コイル２２を小型化
することができる。

【００５３】図８は図１〜図７に示した磁気研磨装置に
おける鉄芯３の揺動の仕方を示す説明図である。

【００５４】図８において、被加工材１は送り装置２に
より一定の速度Ｖで送られ、鉄芯は揺動装置１５によ
り、被加工材１の送り方向と直角方向に被加工１材表面
に沿って、揺動ストロークＬ、周期Ｔで揺動する。ま
た、被加工材１における所要研磨部分１ａの幅方向の距
離をＷとし、略円柱状の鉄芯３における略円状の端面３
ａの半径をＲとすると、次式（１）、（２）の関係を有
している。

【００５５】Ｌ≧Ｗ+２Ｒ・・・（1）Ｒ≧Ｔ・Ｖ／２・・・（2）上記（１）式について図８を参照して以下に説明する。
ここでは円柱状の鉄芯３を用いている。図中Ａは鉄芯３
の揺動ストロークにおける下限に位置している鉄芯端面
３ａを示し、Ｂは鉄芯３の揺動ストロークにおける上限
に位置している鉄芯端面３ａを示し、Ｃは、Ａの鉄芯端
面３ａの1周期後を示し、またＤは鉄芯端面３ａ中心の
移動軌跡を示し、矢印Ｚ向きに移動する。また、被加工
材１は矢印Ｘの向きに送られる。Ａでは、鉄芯端面３ａ
の上端が被加工材１における所要研磨部分１ａの下端よ
りも下位に位置し、Ｂでは鉄芯端面３ａの下端が被加工
材１における所要研磨部分１ａの上端よりも上位に位置
している。この揺動ストロークで鉄芯３を揺動させなが
ら被加工材１を送ると、所要研磨部分１ａの任意の点に
おいて研磨する向きが変化するため、被加工材１の研磨
品質が向上する。

【００５６】次に、上記（２）式について以下に説明す
る。周期Ｔの間に被加工材１が移動する距離が鉄芯端面
３ａの直径よりも小さくなっている。したがって、鉄芯
３は被加工材における所要研磨部分１ａをくまなく研磨
することができる。また、等速で被加工材１を送るた
め、送り装置２において、送り用モーターの回転を制御
の簡単な定速にできるので、送り装置２の構成も簡単な
ものとなっっている。

【００５７】図９は、図１〜図７に示した磁気研磨装置
における図８と異なる鉄芯の揺動の仕方を示す説明図で
ある。

【００５８】図９において、図中Ｅは鉄芯揺動の往路に
おける揺動ストロークの下限に位置する鉄芯端面３ａ、
Ｆは上限に位置する鉄芯端面３ａを示し、Ｇは鉄芯揺動
の復路における揺動ストロークの上限に位置する鉄芯端
面３ａ、Ｈは下限に位置する鉄芯端面３ａを示す。また
ＩはＥの１周期後の位置での鉄芯端面３ａを示す。Jは
鉄芯中心の揺動軌跡を示す。また、被加工材１は矢印Ｘ
の向きに送られる。Ｅ〜Ｆの間では、被加工材１は停止
し、鉄芯３が被加工材１の長手方向と直角方向に移動し
て被加工材１を研磨する。次に、Ｆ〜Ｇでは、鉄芯の揺
動が停止し、被加工材１が鉄芯端面３ａの半径距離分送
られる。Ｇ〜Ｈでは、被加工材１は停止し、鉄芯が被加
工材１の長手方向と直角方向に移動して被加工材１を研
磨する。Ｈ〜Ｉでは、鉄芯３の揺動が停止し、被加工材
１が鉄芯端面３ａの半径距離分送られる。以後、この動
作を繰り返して被加工材１を研磨する。

【００５９】この揺動の仕方では、揺動の往路と復路と
で鉄芯３による研磨の重なる部分の研磨する向きが逆に
なるため、研磨角度が広がり研磨品質が向上する。特
に、次式（３）を満足すると、鉄芯３が研磨する向きを
変えながら、被加工材１の所要研磨部分１ａをくまなく
研磨することができる。

【００６０】Ｒ≧Ｋ・・・（３）ここにおいて、Ｋは被加工材１の一回分の送り距離を示
す。

【００６１】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、磁性材供給装
置により粉状の磁性材が供給され、磁化された鉄芯の被
加工材側表面に適量吸着して磁性材ブラシを形成する。
この磁性材ブラシの表面及び磁性材間の隙間に、研磨剤
供給装置により研磨剤が供給される。磁性材ブラシ及び
研磨剤は、回転する鉄芯につられて回転し、移動する被
加工材の表面を順に磨いていく。この磁性材ブラシは被
加工材表面の凹凸に合わせて形を変え、凹部に入り込む
ため、研磨剤が被加工材の凹部に自在に入り込んで研磨
することができる。

【００６２】また、鉄芯を回転自在に支える鉄芯支持台
と重りとが揺動板の両端に配置され、支持台が揺動軸回
動自在に支持してシーソーのように揺動板がモーメント
バランスをとっているため、簡単な揺動装置で揺動板を
楽に揺動させることができる。揺動装置は、鉄芯の重量
を支えているわけではないので、軽い力でモーメントバ
ランスされた揺動板を揺動させることができる。

【００６３】請求項１記載の発明では、揺動板の両端に
第一の鉄芯及び第二の鉄芯を備えているため、軽い力で
両鉄芯を揺動できるとともに、この両鉄芯で２段階に被
加工材１を研磨することができる。

【００６４】請求項２記載の発明では、第一の鉄芯及び
第二の鉄芯を粗研磨用と精密研磨用とに用途を分けたた
め、各用途に応じて、磁性材又は研磨材の供給特性、あ
るいは鉄芯の形状又は速度などの研磨条件を最適に個別
に設定できるので、被加工材１の研磨品質を向上でき
る。

【００６５】請求項３記載の発明では、揺動する磁気ヨ
ークの揺動範囲よりも、磁気ヨークが貫通しているコイ
ルの空間が大きいため、コイルを揺動させずに固定して
おくことができる。したがって、揺動させる重量をコイ
ルの分だけ軽減できるので、揺動の際の慣性重量が小さ
くなって揺動を軽快に行うことができる。

【００６６】請求項４記載の発明では、回動する揺動軸
の周囲にコイルが配置しているため、揺動軸が貫通して
いるコイルの空間の内径は揺動軸の外径より少し大きけ
ればよく、したがって、コイルを小型化できる。

【００６７】請求項５記載の発明では、揺動ストローク
が被加工材における所要研磨部分の幅方向の距離以上あ
るとともに、鉄芯の揺動周期の間に送られる被加工材の
移動距離が鉄芯端面の直径以下であるため、研磨する向
きを変えながら、所要研磨部分を余すところなく研磨す
ることができる。

【００６８】請求項６記載の発明では、被加工材を一定
の速度で送るため、送り装置の速度制御が簡単である。

【００６９】請求項７記載の発明では、鉄芯の往路と復
路とで研磨する向きを変えながら、所要研磨部分を余す
ところなく研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考となる磁気研磨装置において、被
加工材を基準に片側のみを示した要部の断面図である。

【図２】本発明の参考となる磁気研磨装置において、被
加工材を基準に片側のみを示した要部の断面図である。

【図３】本発明の参考となる磁気研磨装置の平面図であ
る。

【図４】本発明の実施例である磁気研磨装置における揺
動装置の縦断面図である。

【図５】本発明の異なる実施例である磁気研磨装置にお
ける揺動装置を示す縦断面図である。

【図６】本発明のさらに異なる実施例である磁気研磨装
置における揺動装置を示す平面図及び断面図である。

【図７】本発明のさらに異なる実施例である磁気研磨装
置における揺動装置を示す平面図及び断面図である。

【図８】本発明の図１〜図７に示した磁気研磨装置にお
ける鉄芯の揺動の仕方を示す説明図である。

【図９】本発明の磁気研磨装置における図８と異なる鉄
芯の揺動の仕方を示す説明図である。

【図１０】従来の磁気研磨装置を示す平面図である。

【図１１】従来の磁気研磨装置を用いた研磨方法を示す
説明図である。

【図１２】従来の磁気研磨装置を用いた研磨方法を示す
説明図である。

【符号の説明】

１被加工材１ａ所要研磨部分２送り装置２ａ制動装置２ｂ引き取り装置３鉄芯３ａ鉄芯の端面４鉄芯駆動装置５磁性材６磁性材供給装置６ａ着磁機６ｂ磁性材容器７研磨剤８研磨剤供給装置９第二の鉄芯９ａ第二の鉄芯の端面１０ギャップ１１重り１２揺動板１３支持台１４揺動軸１５揺動装置１６鉄芯支持台２０脚２１ベースプレート２２コイル２２ａ貫通空間２３磁気ヨーク２４ベアリング２５アクチュエーター２６鉄芯回転駆動モーター２７ベルト２８アーム３１ゴムローラー３２内パイプ３６外パイプ３８連結体３９脱磁機４０洗浄機４０ａ洗浄液４０ｂ洗浄ノズル４０ｃ回転ブラシ４１カム４２駆動モーター４３カムフォロワ４４保持バネ４５第三の鉄芯４６ハンドラー４７保持部材５２カップリング継手５３モーノ型ポンプ５６連結チューブ５７ロータリー定量ポンプ６４孔６５バリ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 31/112 B24B 37/00 B24B 49/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】略平面状の端面が磁化された鉄芯をこの
端面と直交する軸回りに回転させる鉄芯駆動装置と、前
記端面にテープ状の被加工材を近接して送る送り装置
と、この被加工材表面と前記端面との間のギャップに、
粉状の磁性材を供給する磁性材供給装置と、前記ギャッ
プに研磨剤を供給する研磨剤供給装置とからなる磁気研
磨装置において、前記鉄芯を回転自在に支える鉄芯支持
台を一端部に設け、他端部に第二の鉄芯と、第二の鉄芯
を回転自在に支える鉄芯支持台とから形成された重りを
設けた揺動板の重心に、支持台により回動自在に支持さ
れた揺動軸を形成し、この揺動軸を中心に揺動板を揺動
させる揺動装置を設けてなることを特徴とする磁気研磨
装置。
【請求項２】揺動板の両端部に設けた鉄芯のうち、一
方を被加工材の粗研磨用として用い、他方を精密研磨用
として用いることを特徴とする請求項１記載の磁気研磨
装置。
【請求項３】鉄芯における被加工材と反対の端部を延
設して、鉄芯と連動して揺動する磁気ヨークを形成し、
この磁気ヨークが揺動自在に貫通するコイルを設けてな
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気研
磨装置。
【請求項４】磁性体から形成した前記揺動軸と、鉄芯
における被加工材と反対の端部とを磁気ヨークを用いて
連結し、この揺動軸にコイルを貫通させてなることを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気研磨装置。
【請求項５】鉄芯を略円柱状に形成し、この鉄芯の揺動
周期の間に送られる被加工材の移動距離が鉄芯端面の直
径以下であるとともに、揺動による鉄芯の移動距離であ
る揺動ストロークが被加工材における所要研磨部分の幅
方向の距離に鉄芯端面の直径を加えた値以上であること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記
載の磁気研磨装置。
【請求項６】被加工材を一定の速度で送ることを特徴と
する請求項５記載の磁気研磨装置。
【請求項７】鉄芯の揺動における往路と復路との間及び
復路と往路との間に揺動休止期を設け、往路及び復路で
は被加工材を停止させ、前記揺動休止期では鉄芯端面の
直径以下の所定距離だけ被加工材を送ることを特徴とす
る請求項５記載の磁気研磨装置。