JP4006018B2

JP4006018B2 - 磁力線ビーム加工装置

Info

Publication number: JP4006018B2
Application number: JP26811698A
Authority: JP
Inventors: 新保義憲
Original assignee: Kyoei Denko Co Ltd
Current assignee: Kyoei Denko Co Ltd
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: JP2000094300A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ、ステンレス、合成樹脂等の非磁性体からなる精密部品の製造に適用され、表面のバリ取り、研磨及び洗浄等の加工を行う磁力線ビーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アルミ等の非磁性体からなる精密部品の内部や手の届かない面のバリ取り作業は困難を極めている。例えば、コンピュータ用のハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の磁気ヘッド用キャリッジ部材のようにミクロンオーダーの加工精度を必要する精密部品は、押し出し成形か引き抜き成形により成形した長尺物を多数のブロックに切断し、これを切削加工する方法がとられている。
【０００３】
図１５は、上記キャリッジ部材の斜視図を示し、キャリッジ部材１は、基部１ａと、この基部１ａから平行に延びるように櫛状に切削加工された複数のプレート部（アーム部）１ｂとを備え、プレート部１ｂ間に多数のスリット１ｆが形成された構造になっている。なお、１ｇ、１ｈはネジを通すための穴である。前記基部１ａには支持軸穴１ｃが形成されるとともに、平面視で略三角形状に形成された各プレート部１ｂの先端部には、磁気ヘッドを取りつけるためのヘッド取付孔１ｄと、プレート部１ｂの軽量化のための開口１ｅとが切削加工により形成されている。そして、複数のアーム部１ｂがＨＤＤの複数のディスク間に張り出すように移動し磁気ヘッドがディスクの情報を読み取るように構成される。各プレート部１ｂの外周や、孔１ｃ、１ｄ、開口１ｅの角部には切削によりバリが発生するので、このまま組み立てるとバリがディスクに接触して傷付けたり、ディスクとヘッドの間にバリが挟まったり、バリがＨＤＤ稼働中にディスク上に落下してディスクやヘッドが破損してしまうという大問題があるため、各部のバリ取り及び面取りを確実に行う必要がある。さらに、その後のハードディスク組立工程においてプレート部１ｂに被膜や異物が付着してしまう場合もあり、このような被膜や異物も確実に洗浄除去する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したキャリッジ部材１の場合、櫛状プレート部１ｂ内部の孔１ｃ、１ｄや開口１ｅの角部に発生するバリ取りは、加工工具が内部に入り込めないため自動化が困難であり、多くの人手をかけてブラシがけを行わざるを得ず、単なる仕上げ処理のために多大な加工コストをかけているのが現状である。また、人手を使っての手作業のバリ取り方法においても、複雑に構成された上記キャリッジ部材１の内部に対しては加工処理が不可能な場合があり、このためにキャリッジ部材１の構造を簡単なものに変更せざるを得ないことから、キャリッジ部材１の小型化、軽量化を妨げているという問題を有している。このような状況は、上記キャリッジ部材１のみならず、外面に幅の狭いスリットを有し内部に開口部又は孔を有する精密部品の表面加工或は表面処理を行う場合にも存在し、種々の製品製造の可能性を妨げているという問題を有している。
【０００５】
さらに、このバリ取りに対して電解研磨やショット掛け、或は超音波研磨等の方法を採用することも考えられるが、ミクロン精度で作られている部品の元の形状を崩してしまうという問題を有している。
【０００６】
一方、磁界内でワーク（加工対象物）を研磨処理する技術は、例えば特公昭５７−１３８９号公報により知られている。しかしながら、この方式はワークが非磁性体の場合を考慮しておらず強磁性研磨材を用いるため、アルミ等の比較的柔らかいワークの表面を傷つけてしまうという問題を有し、また、強磁性研磨材の中でワーク側を振動させるため、ワークに強い力が作用しワークを保持することが困難であるという問題を有し、特に大量のワークを自動加工する場合にワークを着脱自在でかつ強力に保持するための装置が困難であるという問題を有している。さらに、図１５に示したキャリッジ部材１を研磨しようとする場合、前記方式は、ワークを単に上下方向に振動させる方式のため、孔１ｃ、１ｄや開口１ｅの角部に発生するバリ取りは困難であるという問題を有している。
【０００７】
この問題を解決するために、本出願人は、特願平９−３２９７９９号において、磁極間に形成された磁界内に磁気研磨材を保持させ磁気ブラシを形成した状態とし、該磁気ブラシ中に狭幅のスリットを有する非磁性体のワークを配置し、前記磁極とワークを相対的に振動させることにより、スリットの表面を加工することを特徴とする磁力線ビーム加工方法を提案している。
【０００８】
この方法は、ワークを非磁性体に限定した場合に、磁力線がワーク内部を自由に通過し、この透過した磁力線に磁気ブラシを保持させて磁気力をワークに作用させることができることに着目し、外面から内部にかけて狭幅のスリットを有するワークに対して、高精度かつ効率良くワークの表面のバリ取り、研磨及び洗浄等の加工を行うことができ、しかも、ワーク内部の加工すべき箇所に狙いを定めてワークの表面のバリ取り、研磨及び洗浄を高精度かつ効率良く行うことができる。
【０００９】
本発明は、上記方法を実施するための具体的な加工装置を提供することを目的とし、外面から内部にかけて狭幅のスリットを有する非磁性体のワークであって、しかも大量のワークを短時間で、高精度かつ効率良くワーク表面のバリ取り、研磨及び洗浄等の加工を行うことができる磁力線ビーム加工装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の磁力線ビーム加工装置は、床に固定された架台２と、架台２上にＺ軸（上下）方向に昇降可能に装着された第１の移動台３と、第１の移動台３にＸ軸（水平）方向に移動可能に装着された第２の移動台４と、第２の移動台４にＸ軸と直角なＹ軸方向に移動可能に装着された第３の移動台５と、第３の移動台５にＸ軸の回りに揺動可能に装着された揺動台６と、揺動台６に着脱自在に装着され、ワーク１を水平方向に揺動させるワーク装着装置７と、架台２上に配設された磁極ユニット８と、磁極ユニット８をＹ軸方向に振動させる振動発生装置９とを備え、外面から内部にかけて狭幅のスリットが形成された非磁性体からなるワーク１を前記磁極ユニット８内の三次元空間で移動させることを特徴とする。なお、上記構成に付加した番号は、本発明の理解を容易にするために図面と対比させるもので、これにより本発明が何ら限定されるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の磁力線ビーム加工装置の１実施形態を示す分解斜視図である。本発明に係わる磁力線ビーム加工装置は、概略、床に固定された架台２と、架台２上にＺ軸（上下）方向に昇降可能に装着された第１の移動台３と、第１の移動台３にＸ軸（水平）方向に移動可能に装着された第２の移動台４と、第２の移動台４にＸ軸と直角なＹ軸（水平）方向に移動可能に装着された第３の移動台５と、第３の移動台５にＸ軸廻りでα方向に揺動可能に装着された揺動台６と、揺動台６に着脱自在に装着されるワーク装着装置７と、架台２の上部に形成された支持部２′上に配設された磁極ユニット８と、磁極ユニット８をＹ軸方向に振動させる振動発生装置９とから構成されている。
【００１２】
図２〜図１１は、図１の詳細な構造を示す図である。なお、以下の説明においては、各図面間で同一の構成には同一の番号をつけて説明を省略する場合がある。
【００１３】
図２は、図１の架台２、第１の移動台３および第２の移動台４の構造を示す斜視図である。架台２上には、４つのガイドプレート２ａと１つの支持部材２ｂが固定されている。支持部材２ｂの下部には第１の電動モータ１０が固定され、電動モータ１０の回転軸にはカップリング１１を介してネジ軸１２が連結され、ネジ軸１２の他端は支持部材２ｂに回動自在に取り付けられている。
【００１４】
一方、第１の移動台３は、矩形状のフレーム３ａと、フレーム３ａの中央部に橋架されたクロスメンバー３ｂと、フレーム３ａの４隅に設けられたガイドプレート３ｃを有している。そして、クロスメンバー３ｂにはボールネジ１３が固定され、このボールネジ１３が前記ネジ軸１２に、ガイドプレート３ｃが架台２のガイドプレート２ａにスライドガイド１４を介して移動可能にされ、これにより、第１の移動台３は、第１の電動モータ１０の正逆回転によりＺ軸方向に昇降可能にされている。スライドガイド１４は、図３に示すように、ガイドプレート３ｃとガイドプレート２ａ間にボール１４ａを配設している。
【００１５】
また、ガイドプレート３ｃ間には一対のガイドシャフト３ｄが設けられている。さらに、フレーム３ａの側方には、第２の電動モータ１５が固定され、電動モータ１５の回転軸にはカップリング１６を介してネジ軸１７が連結され、ネジ軸１７の他端はクロスメンバー３ｂに回動自在に取り付けられている。
【００１６】
また、第２の移動台４は、矩形状のフレーム４ａと、フレーム４ａの中央部に橋架されたクロスメンバー４ｂと、フレーム４ａの４隅下部に設けられたガイドプパイプ４ｃを有し、ガイドプパイプ４ｃは、第１の移動台３のガイドシャフト３ｄに嵌合されている。また、フレーム４ａの側面下部にはボールネジ１８が固定され、このボールネジ１８が第１の移動台３のネジ軸１７に螺合され、これにより、第２の移動台４は、第２の電動モータ１５の正逆回転によりＸ軸方向に移動可能にされている。
【００１７】
また、フレーム４ａには一対のガイドシャフト４ｄが設けられている。さらに、フレーム４ａの前方には、第３の電動モータ１９が固定され、電動モータ１９の回転軸にはカップリング２０を介してネジ軸２１が連結され、ネジ軸２１の他端はフレーム４ａに回動自在に取り付けられている。
【００１８】
図５は、図１の第３の移動台５および揺動台６の構造を示す斜視図である。第３の移動台５は、矩形状のフレーム５ａと、フレーム５ａの下部に設けられたガイドプパイプ５ｂを有し、ガイドプパイプ５ｂは、第２の移動台４のガイドシャフト４ｄに嵌合される。また、フレーム５ａの前面下部にはボールネジ２２が固定され、このボールネジ２２が第２の移動台４のネジ軸２１に螺合され、これにより、第３の移動台５は、第３の電動モータ１９の正逆回転によりＹ軸方向に移動可能にされている。
【００１９】
また、フレーム５ａの上面には一対の支持壁５ｃが立設され、この支持壁５ｃは、架台２の支持部２′に形成された開口部２ｃ内を貫通されている。また、支持部２′には４本のガイドレール２３が固定され、このガイドレール２３に図１の磁極ユニット８が装着される。
【００２０】
一方、揺動台６は、支持プレート６ａと、支持プレート６ａに形成された開口部６ｂと、支持プレート６ａの両側に固定された固定台６ｃと、開口部６ｂの両側に設けられた位置決めピン６ｄと、固定台６ｃに設けられた止め具６ｅと、支持プレート６ａの下面に形成された一対の垂直プレート６ｆとを有し、一方の垂直プレート６ｆは軸２４を介して第３の移動台５の一方の支持壁５ｃに回動自在に装着され、他方の支持プレート６ｆは、他方の支持壁５ｃに固定された第４の電動モータ２５の回転軸２５ａに連結固定されている。これにより、揺動台６は、第４の電動モータ２５の正逆回転によりＸ軸回りでα方向に回動可能にされている。
【００２１】
また、一方の固定台６ｃの下面には、第５の電動モータ２６が固定され、その回転軸２６ａは固定台６を貫通して上方に延び、回転軸２６ａの先端に回動アーム２７の一端が固定され、回動アーム２７の他端にはローラ２８が回動自在に装着されている。
【００２２】
図６は、図１のワーク把持装置７の構造を示す斜視図である。ワーク装着装置７は、支持台７ａと、支持台７ａの両側に設けられた把手７ｂおよび位置決め穴７ｃと、支持台７ａに回動可能に装着される４本のワーク把持具２９を備えている。ワーク把持具２９は、その下端に設けられたワーク１のチャック部２９ａ（図では１つのワーク把持具に対してのみ示している。）と、チャック部２９ａを動作させるための作動ロッド２９ｂと、作動ロッド２９ｂの上端に固定された摘み２９ｃを有し、各ワーク把持具２９には回動アーム３０が連結されている。そして、各回動アーム３０は、連結部材３１、自在継手３２および軸受３３を介してロッド３４に連結され、ロッド３４の端部には、２枚の円板３５が設けられている。
【００２３】
図７は、図６のワーク把持具２９の詳細を示し、図７（Ａ）はワーク把持具の軸方向断面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【００２４】
図７（Ａ）において、ワーク把持具２９は、支持台７ａに回動可能に装着されるワーク支持体５１と、ワーク支持体５１を貫通しその上部はワーク支持体５１に螺合される作動ロッド２９ｂと、作動ロッド２９ｂの下端にネジにより固定された楔部材５２と、ワーク支持体５１の先端と楔部材５２間において作動ロッド５１の周りに配設された押圧ユニット５３とから構成され、先端部にチャック部２９ａを構成している。ワーク保持体５１の先端部には円錐状の嵌合部５１ａが一体に形成され、嵌合部５１ａの上部にはワーク係止用の段部５１ｂが形成されている。また、楔部材５２の上面には逆円錐状の嵌合部５２ａが形成されている。
【００２５】
押圧ユニット５３は、図７（Ｂ）に示すように、作動ロッド２９ｂの周囲に配設された３つの押圧部材５３ａ、５３ｂ、５３ｃからなり、各押圧部材５３ａ〜５３ｃの上面及び下面はそれぞれワーク保持体５１の嵌合部５１ａ、楔部材５２の嵌合部５２ａと同一形状になるように構成されている。また、各押圧部材５３ａ〜５３ｃの外周には２列に溝が形成され、この溝内に弾性部材からなる弾性リング５５が嵌合され、この弾性リング５５により各押圧部材５３ａ〜５３ｃが外れないようにしている。また、各押圧部材５３ａ〜５３ｃの内側両端部には凹部５６が形成されるとともに、ワーク保持体５１の嵌合部５１ａに三本のガイドピン５７を立設し、ガイドピン５７を隣接する押圧部材５３ａ〜５３ｃの凹部５６の間に臨ませるようにしている。
【００２６】
上記ワーク把持具２９の作用について説明する。摘み２９ｃを回動し作動ロッド２９ｂを図７（Ａ）の矢印に示す如く移動させると、楔部材５２の嵌合部５２ａが、押圧部材５３ａ〜５３ｃの下面に入り込み、同時に押圧部材５３ａ〜５３ｃの上面がワーク保持体５１の嵌合部５１ａに沿って移動していく。このとき、各押圧部材５３ａ〜５３ｃがガイドピン５７に沿って軸方向に滑らかに摺動され、楔部材５２の軸方向の移動により、各押圧部材５３ａ〜５３ｃは、楔部材５２の嵌合部５２ａ及びワーク保持体５１の嵌合部５１ａの作用により弾性リング５５に抗して径方向に広げられ、ついには、図に示すように、ワーク１の軸穴１ｃの内周面に均一に押し付けられ、ワーク１を確実に保持することができる。ワーク１の保持を解除するときは、作動ロッド２９ｂを逆方向に移動させると楔部材５２の嵌合部５２ａが、押圧部材５３ａ〜５３ｃから退出するため、押圧部材５３ａ〜５３ｃが弾性リング５５により内方に移動し、ワーク１の保持が解除される。
【００２７】
上記ワーク装着装置７は、図５及び図６に示すように、各ワーク把持具２９の先端にワーク１を把持した状態でワーク１を揺動台６の開口部６ｂ内から磁極ユニット８内に配置し、位置決め穴７ｃを位置決めピン６ｄに係合すると共に、図４に示すように、２枚の円板３５の間に回動アーム２７に設けられたローラ２８を係止させ、止め具６ｅによりワーク装着装置７を揺動台６に固定する。そして、第５の電動モータ２６の正逆回転により回動アーム２７が図示矢印方向に回動すると、ロッド３４がＸ軸方向に移動し、その結果、ワーク１はワーク把持具２９の軸Ｗの回りでβ方向に揺動されることになる。
【００２８】
図８は、図１の磁極ユニット８と振動発生装置９の構造を示す斜視図である。架台２の支持部２′、２″には、第６の電動モータ３６が固定されるとともに、４本の回転軸３７が軸受４０を介して回動自在に配設されている。そして、第６の電動モータ３６に固定された駆動プーリ３６ａと中央の２本の回転軸３７に固定された従動プーリ３７ａがタイミングベルト３８により連結され、中央の２本の回転軸３７に固定された駆動プーリ３７ｂと両端の回転軸３７に固定された従動プーリ３７ｃがそれぞれタイミングベルト３９により連結されている。
【００２９】
各回転軸３７には、偏心カム４１（図では１つの回転軸にのみ示している。）が固定され、偏心カム４１には作動プレート４２の一端がベアリング４４を介して装着され、作動プレート４２の他端にはベアリング４３が設けられている。図９に示すように、偏心カム４１にベアリング４４のインナレース４４ａが固定され、また、作動プレート４２にベアリング４４のアウタレース４４ｂがネジ４４ｃにより固定され、回転軸３７の回転を偏心カム４１、ベアリング４４により作動プレート４２の往復運動に変換するようにしている。
【００３０】
図８において、図５で説明したガイドレール２３上には磁極ユニット８の基台４５が摺動自在に載置され、基台４５の一端に設けた連結ロッド４６が作動プレート４２のベアリング４３に嵌合されている。これにより、第６の電動モータ３６の回転は、偏心カム４１の作用により磁極ユニット８のＹ軸方向の振動に変換される。
【００３１】
図１０は、図８の磁極ユニット８の詳細を示す断面図である。基台４５の下面にはガイド部材４７が設けられ、このガイド部材４７をベアリングを介してガイドレール２３上に摺動自在に載置している。対向する磁極支持部材６０にはヨーク６１、磁極６２、６３が固定され、対向する磁極６３、６３間には弱磁性体のピンからなる磁気研磨材が挿入され、これにより磁極間に生じる磁力線にそって磁気研磨材が配列した磁気ブラシ（後述）が形成される。ヨーク６１、磁極６３、６３の外周には磁気ブラシ規制板６４が固定されている。この磁気ブラシ規制板６４は非磁性体からなり、ヨーク６１、磁極６２、６３の外周を覆う外周部６４ａと、この外周部から上下左右に広がる規制部６４ｂを備えている。この規制部６４ｂは、対向する磁極６３、６３間に挿入された磁気研磨材が反対側方向に回り込むのを防止するとともに、磁気ブラシ６５が磁極６３、６３間の外方に広がるのを防止し、磁気ブラシ６５が常時磁極６３間に整列するようにしている。
【００３２】
以上の構成により、ワーク１は磁極ユニット８に対して、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に相対的に移動可能にされるとともに、α、β方向に揺動可能にされ、さらに、Ｙ軸方向に振動が付与されることになる。なお、第１〜第５の電動モータは、光センサーにより正転、逆転の制御が行われる。これを第４の電動モータ２５を例にして説明する。図１１に示すように、回転軸２５ａに先端が折曲された遮光片４９を設け、一方、支持壁５ｃには、制御信号を送る位置に複数の光センサー４８を配置し、遮光片４９が発光素子４８ａと受光素子４８ｂ間に位置したとき制御信号を発するようにしている。
【００３３】
図１２及び図１３は、ワークの加工方法を説明するための図であり、図１２は模式図、図１３（Ａ）は図１２の磁極ユニットの平面図、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図、図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）の拡大断面図である。
【００３４】
図１３（Ａ）に示すように、磁極６３（Ｎ極）と磁極６３（Ｓ極）とを対向配置し、この間に磁気研磨材を挿入する。磁気研磨材としては、比透磁率が１．１〜１００の弱磁性体のもの、例えば、弱磁性体のステンレス（例えば、１８−８ステンレスを冷間加工したもの）からなり、長さが０．５〜１．５ｍｍの円筒形状或は多角形状の角柱のものを用いる。これは、アルミ等の部品の表面に突き刺さったり表面を傷つけることがなく、かつ、磁極間に適度の保持力をもって磁気ブラシを保持させることにより、ワーク内部の加工すべき箇所に狙いを定めてワークの表面のバリ取り、研磨及び洗浄を高精度かつ効率良く行うためであり、また、磁気研磨材が磁極の裏側に回り込むのを防止するためである。そして、磁極６３、６３間には磁力線に沿って磁気研磨材が配列した磁気ブラシ６５が形成される。
【００３５】
ワーク１は、先ず、図１３（Ａ）に示すように、その軸穴１ｃ内にワーク把持具２９のチャック部２９ａが挿入され、このワーク１を隣接する磁極ユニット８の間になるように、図１２、図１３（Ｂ）に示す如くＺ方向に下降させ、次いで、ワーク１をＸ方向に移動させて磁気ブラシ６５内に差し込んで磁極６３間に垂直姿勢で保持する。そして、磁極６３に例えばＹ方向ストロークが７ｍｍ、Ｘ、Ｚ方向ストロークが１ｍｍ、振動周波数が４０Ｈｚの振動を加える。そして、図１３（Ａ）の状態から図５で説明した第５の電動モータ２６を駆動させることにより、チャック部２９ａを左右に角度βだけ回動させる。このようにして磁極６３にＸ、Ｙ、Ｚ方向の振動を加えると、磁気ブラシ６５が同様にＸ、Ｙ、Ｚ方向に振動し、ワーク１に対して磁気研磨材が接触し、主としてプレート部１ｂの表裏の表面と、プレート部１ｂの外周縁に直角方向に形成された角部が研磨される。
【００３６】
以上の方法は、主としてワーク１の複数のプレート部１ｂの表面を研磨する際に用いることができるが、磁気ブラシがプレート部１ｂ面に対して平行なため加工力が弱いので、ワーク１におけるプレート部１ｂの内面奥部の角部のバリ取りを高精度に行う場合には、概略以下のようにして研磨を行う。
【００３７】
すなわち、第４の電動モータ２５により作動ロッド２９を回動させることにより、図１３（Ｂ）に示すように、ワーク１の挿入方向Ｚに延びる軸線に対してワーク１を左右に角度αだけ傾けた状態とし、この姿勢のまま水平及び垂直振動を加え、上記と同様に加工を行う。図中垂直姿勢での加工工程と、当該傾斜姿勢での加工工程の時間はそれぞれワーク１の形状や角部の処理に対する要求水準により適宜決定される。図１３（Ｃ）に示すように、ワーク１のプレート部１ｂには、その外周縁に形成された２つの角部１ｉ、１ｊと開口部１ｅの内周縁に形成された２つの角部１ｋ、１ｍとを備えている。図１３（Ｂ）に示す姿勢では、プレート部１ｂの面内から他のプレート部に向かって（すなわち、プレート部１ｂの表面と交差する方向に向かって）突出するバリを除去することはできるが、プレート部１ｂの外周縁から外側へ突出するバリ及び開口部１ｅの内周縁から内側へ突出するバリ（すなわち、プレート部１ｂの表面と平行な方向に突出するバリ）を除去することは困難である。
【００３８】
図１４（Ｃ）に示す姿勢で行われる加工では、磁力線の延長方向に配列された磁気ブラシ６５が角部１ｉ〜１ｍに接触するようになり、角部１ｉ、１ｊに存在する外周縁から外側に突出するバリ、角部１ｋ、１ｍに存在する内周縁から内側に突出するバリを除去できるとともに、角部１ｉ〜１ｍを所定の形状に加工する（角部の面取りまたはＲ面付け加工等を行う）ことができる。本加工方法においては、ワークが非磁性体であるため、ワークを傾斜させても磁力線はワークを自由に透過するため、複雑な三次元構造の精密部品の表面に形成された多数の角部を一度に処理することができる。特に、開口部や孔等のワークの内側の部位に対して効率良く処理でき、例えばハードディスクの性能及び品質を向上させることができるとともに、製造加工コストを低減させることができる。
【００３９】
図１３（Ｂ）に示す、ワーク１のプレート部１ｂ（スリット面）と磁力線のなす傾き角αは、磁気研磨材とワークが衝突する角度を決定するため、本加工法においては極めて重要なファクターである。角度αが過大であると、磁気研磨材のワークへの作用力が増大して加工力が大きくなる反面、くし歯状のスリットを特徴としている剛性の弱いワークの形状精度が悪くなり、許容値を逸脱させ不良率を高める。この角度αの大きさは、相対運動の振動振幅の値が相互に関係する。αが大きくても振幅がかなり低い値であればワークの低剛性による形状精度の劣化はある値に抑えられる。
【００４０】
さらに、図１３（Ｃ）に示すようなワークを傾けた状態で、ワークをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って揺動させるようにすれば、高精度かつ効率良くワーク表面のバリ取り、研磨及び洗浄等の加工を行うことができる。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、ワークを移動させる移動手段あるいは揺動手段として電動モータを採用しているが、油圧モータ、エアモータによってもよいし、また、モータに変えて油圧シリンダを採用するようにしてもよい。
【００４２】
図１４は、油圧シリンダを採用した本発明の他の実施形態を示している。本実施形態においては、図１の第１〜第５の電動モータ１０、１５、１９、２５、２６の代わりに、第１〜第５の移動用油圧シリンダ１０′、１５′、１９′、２５′、２６′を用い、これら移動用油圧シリンダの伸縮を切り替えるために、第１〜第５の切換用油圧シリンダ１０″、１５″、１９″、２５″、２６″を油圧ホース７０にて接続する。そして、各切換用油圧シリンダのピストン７１には、スプリング７２で付勢される切換レバー７３を連結している。一方、制御用電動モータ７４の回転軸７５には、各切換レバー７３を昇降させるためのカム７６を設け、これらのカム７６が所定のタイミングで切換レバー７３を昇降させ、第１〜第５の移動用油圧シリンダ１０′、１５′、１９′、２５′、２６′を伸縮させるように構成している。
【００４３】
また、図１に示した、第１の移動台３、第２の移動台４、第３の移動台５、揺動台６、ワーク装着装置７、磁極ユニット８の２組を、振動発生装置９を挟むようして両側に設け、振動発生装置９の作動プレート４２（図８）を反対側にも延長することにより両側の磁極ユニットを振動させるようにしてもい。さらに、ワーク把持具及び磁極ユニットの台数は限定されるものではなく、また、複数列に装着するようにすれば、さらに大量のワークを一度に処理できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、外面から内部にかけて狭幅のスリットを有する非磁性体のワークであって、しかも大量のワークを短時間で、高精度かつ効率良くワーク表面のバリ取り、研磨及び洗浄等の加工を行うことができる。しかも、外面に狭幅のスリットを有し内部に開口部又は孔を有するワークが、アルミ、ステンレス、合成樹脂等の非磁性材料であれば、磁力線はワークを自由に透過するため、ワークの形状、構造がどのようなものであってもほとんど影響されずに処理を行うことができ、また、磁気研磨材に振動を発生させワークの表面を加工するため、高精度かつ効率良くバリ取り、研磨、洗浄等の表面加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁力線ビーム加工装置の１実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１の架台２、第１の移動台３および第２の移動台３の構造を示す斜視図である。
【図３】図２のスライドガイド１４の断面図である。
【図４】図６の回動アーム２７と図７のロッド３４の動力伝達を説明するための図である。
【図５】図１の第３の移動台５および揺動台６の構造を示す斜視図である。
【図６】図１のワーク把持装置７の構造を示す斜視図である。
【図７】図６のワーク把持具２９の詳細を示し、図７（Ａ）はワーク把持具の軸方向断面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【図８】図１の磁極ユニット８と振動発生装置９の構造を示す斜視図である。
【図９】図８の回転軸３７と作動プレート４２の動力伝達を説明するための図である。
【図１０】図８の磁極ユニット８の詳細を示す断面図である。
【図１１】光センサーの配置例を示し、図１１（Ａ）は正面図、図１１（Ｂ）は側面図である。
【図１２】ワークの加工方法を説明するための模式図である。
【図１３】図１３（Ａ）は図１２の磁極ユニットの平面図、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図、図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）の拡大断面図である。
【図１４】油圧シリンダを採用した本発明の他の実施形態を示す図である。
【図１５】本発明が適用されるワークの１例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…ワーク（キャリッジ部材）、１ｆ…スリット
２…架台
３…第１の移動台
４…第２の移動台
５…第３の移動台
６…揺動台
７…ワーク装着装置
８…磁極ユニット
９…振動発生装置

Claims

床に固定された架台と、該架台上にＺ軸（上下）方向に昇降可能に装着された第１の移動台と、該第１の移動台にＸ軸（水平）方向に移動可能に装着された第２の移動台と、該第２の移動台にＸ軸と直角なＹ軸方向に移動可能に装着された第３の移動台と、該第３の移動台にＸ軸の回りに揺動可能に装着された揺動台と、揺動台に着脱自在に装着され、ワークを水平方向に揺動させるワーク装着装置と、前記架台上に配設され、内部に磁気研磨材が充填された磁極ユニットと、該磁極ユニットをＹ軸方向に振動させる振動発生装置とを備え、外面から内部にかけて狭幅のスリットが形成された非磁性体からなるワークを前記磁極ユニット内の三次元空間で移動させることを特徴とする磁力線ビーム加工装置。
前記磁極ユニット内で、ワークのスリット面を水平とした状態で所定角度揺動させる工程と、ワークのスリット面を所定角度傾斜させる工程とを備えることを特徴とする請求項１記載の磁力線ビーム加工装置。
前記第１、第２及び第３の移動台、揺動台並びにワーク装着装置を駆動させる手段は、電動モータまたは油圧シリンダであり、前記振動発生装置を駆動させる手段は電動モータであることを特徴とする請求項１又は２記載の磁力線ビーム加工装置。
前記第１の移動台、第２の移動台、第３の移動台、揺動台、ワーク装着装置及び磁極ユニットの２組を、前記振動発生装置を挟むようして両側に設け、振動発生装置により両側の磁極ユニットを振動させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁力線ビーム加工装置。