JP4351902B2 - 磁気研磨方法および磁気研磨装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物に磁気研磨をおこなうための磁気研磨方法と、それを用いた磁気研磨装置に関する。

磁気研磨方法は、研磨性をもつ砥粒の粒子と磁性をもつ磁性粉の粒子とで構成された磁気研磨用砥粒が、溶媒に懸濁された加工液を利用して各種の精密研磨を行うものである。具体的には着磁された磁気研磨用工具（研磨ヘッド、以下、この明細書では、単に工具という）で磁気研磨用砥粒を引き寄せた状態で、磁気研磨用砥粒の砥粒を被加工物の加工面に接触させて、被加工物の加工面を研磨する研磨方法である。

すなわち、工具に磁場を発生させると、この工具と離間対向して配置される被加工物との間に、磁気研磨用砥粒を備える加工液（研磨剤）を存在させて被加工物を研磨している。加工の際、工具から発生する磁場に、加工液を構成している磁気研磨用砥粒の磁性粉はある程度拘束されるため、工具と被加工物とを相対移動（例えば、一方を回転運動させる）させると、磁性粉の周囲に存在する砥粒が被加工物と摺接し、被加工物を研磨することができる。

このような磁気研磨方法によれば、工具を直接に被加工物に接触させて研磨を行う機械加工と比較して、被加工物の研磨面を、より平滑にすることが可能となる。また、工具と被加工物とを直接的に接触させる必要がないため、従来では加工困難であった複雑な曲面の研磨や、工具が入らないほどの細穴・細溝の側面等の研磨を行うことが可能である。

図１２は、従来の磁気研磨装置の一例を示す縦断面図である。この磁気研磨装置を用いてワークＷの加工面７１の研磨を行う場合、まず、電磁コイル７２に通電し、磁力を発生させる。この発生した磁力は軸７３から研磨ヘッド７４に伝達される。それにより、研磨ヘッド７４に、加工液（磁性砥粒）７５が磁気吸着される。

そして、固定冶具７６に固定されたワークＷの加工面７１に、工具である研磨ヘッド７４を一定距離まで近付け、磁性砥粒７５を加工面７１に密着させる。次に研磨ヘッド７４を回転させつつ、ワークＷを揺動し、ワークＷの加工面７１を研磨する。このとき、ワークＷと研磨ヘッド７４との間を、常に一定距離を離間させる。すなわち、磁気研磨を行う場合、研磨中に常に研磨ヘッド７４がワークＷから一定距離離間する研磨方式である定位置加工方式により研磨を行う。（例えば、特許文献１を参照）
また、磁気研磨装置での研磨加工の際に、スラリー状の加工液（研磨液）を、研磨ヘッドに吸引されている強磁性材粒子との間に、ノズルから常時もしくは断続的に供給する技術が開示されている。（例えば、特許文献２を参照）
なお、ノズルによる加工液（磁性砥粒）の供給については、超音波加工の際に、工具の局所的な位置を磁化し、ポンプ等で加工溶剤をくみ上げてノズルにより加工間隙に加工液を供給する技術が開示されている。（例えば、特許文献３を参照）
また、加工液（研磨剤）の供給については、工具の内部を貫通する貫通穴からダイヤモンドパウダーを油に混ぜ合わせた加工液（研磨剤）を供給する方法が開示されている。（例えば、特許文献４を参照）
また、研磨液供給装置から加工液（研磨液）を供給し、一方、磁性材供給装置から粒状磁性材を供給する技術が開示されている。（例えば、特許文献５を参照）
また、電磁研磨装置では、液状の非磁性研磨材と磁性体小片と、被研磨物とを浸し、交流磁場を発生させて磁性体小片の移動に伴う流れにより非磁性研磨材と被研磨物とを相対移動させて研磨を行う方法が開示されている。（例えば、特許文献６を参照）
特開２０００−１４１２０９号公報 （段落番号０００２〜０００５、図７） 特開２０００−５２２１８号公報 （段落番号００１７、図１） 特開平３−２７７４６６号公報 （第３頁） 特開平０４−２５３７０号公報 （図１） 特開平８−３２３６１３号公報 （段落番号００１９） 特開平０９−１５５７１８号公報 （段落番号０００６〜００１０）

しかしながら、上述のような磁気研磨装置を用いて、被加工物を加工した場合、図１３にグラフで示したように、研磨剤である加工液を研磨開始後は新たに供給せずに研磨した場合は、被加工物の研磨量は研磨開始から１０ｍｉｎ（分）程度までは増加するが、それ以降は殆ど研磨量が増えない。

それは、図１４（ａ）に研磨加工前の加工液５を、図１４（ｂ）に研磨加工後の使用済みの加工液５の模式図を示したように、研磨加工前は砥粒１３は磁性粉１２に保持されているが、研磨加工の進行に伴い、図１４（ｂ）に示したように、砥粒１３が磁性粉１２から離脱してしまい、加工液５が研磨剤としての機能が低下して被加工物への研磨効果を及ぼすことが出来なくなるためである。

また、磁気研磨装置での研磨加工の際に、スラリー状の加工液（研磨剤）をノズルから供給する場合、加工液を工具に対して斜め上方方向から供給することになり、工具に対して不均等に加工液が供給される可能性がある。不均等に加工液が供給された状態で研磨加工を行うと、加工の際の研磨効率も不均等になる可能性がある。それらに加えて、ノズルによる加工液の噴射の場合、被加工物表面で加工液が飛び散り、多くの磁性材が研磨に用いられることなく排出される可能性もありコスト的に不利である。

また、工具の内部から加工液を供給する場合は、貫通穴のスペースを確保するために工具の微小化を図ることが困難なばかりか、構造が複雑になり、目詰まり等を招く可能性もある。また、工具の回転軸に垂直な工具底面で研磨を行うのではなく、用途によっては工具の回転軸の側面を用いて磁気研磨を行う場合もあるが、このような場合は工具の側面に十分に均等に分布した状態の加工液を供給することが困難である。

また、研磨材と磁性材とを分離して供給する場合、磁気研磨装置の構造が複雑になる。そのため、装置としては好ましくない。

また、液状の非磁性研磨材と磁性体小片と、被加工物とを浸し、交流磁場を発生させて磁性体小片の移動に伴う流れにより非磁性研磨材と被加工物とを相対移動させて研磨を行う方法では、比重が大きい磁性体小片が容器の底に沈殿するため、被加工物は、容器の底面の付近ばかりが不均等に研磨される恐れもあり、均質な研磨加工が望めない。

本発明はこれらの事情もとづいてなされたもので、被加工物に対して研磨効率が良好で、かつ、高精度の研磨加工をおこなうことのできる磁気研磨方法とそれを用いた磁気研磨装置を提供することを目的としている。

本発明によれば、 磁気研磨用工具に磁気的に吸着されている加工液により研磨加工を行う磁気研磨方法であって、
前記磁気研磨用工具に前記加工液を磁気的に吸着させる加工液供給工程と、
前記加工液が吸引された磁気研磨用工具を、加工液供給容器から被加工物の加工位置に移動させる第１の移動工程と、
前記磁気研磨用工具を回転させ、かつ、前記被加工物に対して相対運動をおこなって吸引されている前記加工液により前記被加工物に対して、予め定められている所定時間の研磨加工を施す研磨工程と、
前記磁気研磨用工具を、加工液回収容器の上方に移動させる第２の移動工程と、
前記磁気研磨用工具を脱磁するとともに、前記加工液回収容器を着磁することによって前記磁気研磨用工具から吸引していた加工液を離脱させる脱磁工程と、
脱磁した前記磁気研磨用工具を着磁する着磁工程と
を有することを特徴とする磁気研磨方法である。

また本発明によれば、前記加工液供給工程で、前記磁気研磨用工具への加工液の供給は、該加工液を収納して収納している容器により行われていることを特徴とする磁気研摩方法である。

また本発明によれば、前記加工液として、磁性粉及びこの磁性粉に埋め込まれた砥粒により形成された磁気研磨用砥粒が溶媒に分散された懸濁液を用いていることを特徴とする磁気研磨方法である。

また本発明によれば、前記磁気研磨用工具の着磁工程および脱磁工程は、該磁気研磨用工具に設けられた電磁コイル又は、着磁・脱磁機構に設けられている着磁コイルにより行われることを特徴とする磁気研磨方法である。

また本発明によれば、前記研磨工程は、回転体で形成され前記磁気研磨用工具の着磁により、該磁気研磨用工具の側面および先端部に磁気的に吸引されている前記加工液によりおこなわれることを特徴とする磁気研磨方法である。

また本発明によれば、前記磁気研磨用工具を２つ用い、一方の工具が被加工物を加工している前記研磨工程の間に、既に前記研磨工程と第２の移動工程を終了した他方の前記磁気研磨用工具は、前記脱磁工程と前記着磁工程と前記加工液供給工程とを終了していることを特徴とする請求項１記載の磁気研磨方法である。

また本発明によれば、前記第１の移動工程では、加工液量制御手段により前記磁気研磨用工具への前記加工液の吸引量が制御されていることを特徴とする磁気研磨方法である。

また本発明によれば、前記加工液量制御手段による前記磁気研磨用工具への加工液の吸引量の規制は、内径が前記磁気研磨用工具の外径よりも僅かに大きいリングによりおこなっていることを特徴とする磁気研磨方法である。

また本発明によれば、前記加工液量制御手段による前記磁気研磨用工具への加工液の吸引量の規制は、前記磁気研磨用工具に設けられた電磁コイル又は、着磁・脱磁機構に設けられている着磁コイルへの印加電流を制御することにより前記磁気研磨用工具の磁気強度を調整していることを特徴とする磁気研磨方法である。

また本発明によれば、移動手段により移動自在で、かつ、着磁又は脱磁が自在な磁気研磨用工具と、着磁された前記磁気研磨用工具が移動してきた際に加工液を供給する加工液供給容器と、電磁石が設けられ、脱磁された前記磁気研磨用工具が移動してきた際に研磨加工の際に使用した加工液を回収する加工液回収容器と、被加工物を固定するテーブルとを具備したことを特徴とする磁気研磨装置である。

また本発明によれば、前記加工液供給容器の上方には、加工液量制御手段が配置されていることを特徴とする磁気研磨装置である。

本発明によれば、研磨効率が良好で、かつ、高精度の研磨加工をおこなうことのできる磁気研磨方法と、それを用いた磁気研磨装置を実現することができる。

本発明は、工具への加工液の吸引量を制御することにより極めて高精度で、かつ、研磨効率のよい磁気研磨方法と、それを用いた磁気研磨装置を実現した。

図１は、本発明の［実施例１］の磁気研磨方法と、それを用いた磁気研磨装置の構成を説明する模式説明図である。磁気研磨用工具１（以下各実施例でも、単に工具と言う）は、矢印Ａ〜矢印Ｄで示したようにＸＹＺθ方向に移動自在で、かつ、磁気研磨装置の回転ヘッド２に固定されている。したがって、回転ヘッド２の移動に伴って工具１も同様な移動と回転を行う。工具１は、磁性体の段部を有する軸体で、径大部３の外側に直流電源（不図示）に接続された電磁コイル４が配置されている。段部を有する軸体は、回転ヘッド２側が径大部３であり、加工液５を磁気的に吸引して被加工物Ｗと対向する側（先端側）が径小部６である。径小部６の直径は、一例を挙げればφ１ｍｍ以下である。

工具１の先端と対向する所定の位置には、被加工物Ｗを載置するテーブル７が配置されている。また、テーブル７の両側には、工具１と対向する側にそれぞれ開口が形成された、加工液供給容器８と加工液回収容器９が配置されている。

加工液供給容器８は、非磁性体で形成された容器（例えば、容器の内容量は、１００ｍｍ×１００ｍｍで、深さ３０ｍｍ）で内部に加工液５を収納し、回転スクリュウ等による攪拌機構１１が設けられ、収納している加工液５を攪拌している。なお、攪拌機構１１の代わりに、例えば振動モータ等を用いた振動機構（不図示）を設けて攪拌することもできる。

図２に構成を示すように、加工液５は、磁性粉１２（鉄等）と砥粒１３（ダイヤモンド等）とで構成された磁気研磨用砥粒１４がオリーブ油等の溶媒１５の中に分散された懸濁液である。それらの体積比は一例を挙げれば、砥粒１３（ダイヤモンド、）：磁性粉１２（鉄）：溶媒１５（オリーブ油）＝１：４：０．７である。

磁性体で形成された加工液回収容器９は例えば内容量が１０００ｃｃ（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ）で、側面に電磁石１６が埋め込まれている。それにより、加工液回収容器９の内部に加工液５や、加工液５の状態から研磨加工により分離した磁気研磨用砥粒１４や、磁気研磨用砥粒１４からさらに分離した砥粒１３や磁性粉１２を収納する。

次に、これらの構成による磁気研磨装置の動作について図３のフロー図を用いて説明する。磁気研磨装置は動作を、制御部（不図示）に予め定められているプログラムにしたがって逐次動作する。

まず、工具１は、予めプログラムされている回転ヘッド２の移動により、直流電源（不図示）から電磁コイル４に電圧が印加されて磁化された状態（着磁状態）（Ｓ０）で、加工液供給容器８の内部の所定深さまで挿入する。加工液供給容器８の内部では、攪拌機構１１により加工液５が略均一になるように攪拌されている。加工液５は、構成している磁性粉１２が工具１に磁気的に吸引されることにより、加工液５の状態で工具１に磁気的に吸引される。（加工液供給工程）（Ｓ１）
次に、加工液５を磁気的に吸引した工具１は上昇して、加工液供給容器８の内部から離脱して、所定回転数で回転しながら、矢印Ａで示すように、テーブル７上の被加工物Ｗの被加工位置である、例えば、溝１７の内部に侵入する。工具１が溝１７の内部に進入した状態では、工具１自体は溝の側壁に接触せず、工具１に磁気的に吸引されている加工液５が溝１７の側壁１７ａに接触する状態になる。（第１の移動工程）（Ｓ２）
工具１は回転しながら被加工物Ｗの被加工面である溝１７の側壁１７ａに沿って相対的に移動する（工具１が移動しても、テーブル７側が移動してもよい）。それにより、溝１７の側壁１７ａは加工液５の砥粒１３により研磨される。（研磨工程）（Ｓ３）
所定の研磨時間（例えば、１０ｍｉｎ）が経過すると、工具１は被加工物Ｗから上昇して矢印Ｂで示すように、加工液回収容器９の上方に移動し、（第２の移動工程）（Ｓ４）電磁コイル４の通電をｏｆｆにする（脱磁状態）。その状態で、下降して加工液回収容器９の内部の所定位置まで進入する。加工液回収容器９は側壁に設けられている電磁石１６に通電が行われているので、加工液回収容器９は全体が磁化されている。したがって、工具１に吸引されていた加工液５は、加工液回収容器９に磁気的に吸引されて加工液回収容器９の内部に収納される。（脱磁工程）（Ｓ５）
研磨終了の判断をおこなう。（Ｓ６）
使用済みの加工液５が離脱した工具１は、矢印Ｃで示すように、直流電源から電磁コイル４に電圧が印加されて磁化された状態で、加工液供給容器８内の所定深さまで挿入する。（着磁工程）（Ｓ０）
研磨終了の判断がされるまでＳ０〜Ｓ６のＳＴＥＰを繰り返す。

以上により、工具１は常に、研磨性能が劣化していない加工液５で被加工物Ｗを加工することができる。したがって、それを用いている磁気研磨装置は、高精度で効率のよい研磨加工をおこなうことができる。

図４は本発明の［実施例２］の磁気研磨方法と磁気研磨装置の構成を説明する模式説明図である。この［実施例２］では、［実施例１］の変形例になるので、［実施例１］の際の説明に用いた図１と同一機能個所には同符号を付して、その個々の説明を省略する。

［実施例１］では工具１を電磁コイル４で構成したが、この［実施例２］では、工具１ａを永久磁石で構成している。したがって、工具１ａを形成している永久磁石の着磁・脱磁を行うために、工具１ａの移動パスの途中である、加工液回収容器９の上方に着磁・脱磁機構２０が設けられている。

着磁・脱磁機構２０は、その一例の構成を図５に回路図で示すように、交流電源２１に充電制御回路２２が接続され、この充電制御回路２２の出力側に交流出力電圧を昇圧する昇圧回路２３（トランス）を介して並列に整流回路２４が接続されている。この整流回路２４の出力側には並列に、出力電圧で充電されてエネルギを蓄積するコンデンサ２５（充放電コンデンサ）が接続されている。このコンデンサ２５には、スイッチを備えた放電回路路２６を介して並列に着磁コイル２７が接続されている。

すなわち、放電回路２６は、着磁時には、充電されたコンデンサ２５を放電して着磁コイル２７に高電流を一方向に瞬間的に流す。一方、脱磁時は着磁コイル２７に交番減衰電流を流すようにスイッチの組合せで行える回路構成となっている。

したがって、着磁動作の場合、着磁コイル２７には一方向の大電流が瞬間的に流れる。それにより、着磁コイル２７の内部に挿入されている磁性材料からなる工具１ａは着磁される。

また、脱磁動作の場合、着磁コイル２７には時間とともに減衰する交番減衰電流が流れ、これにより着磁コイル２７の内部に挿入されている磁性材料からなる工具１ａは脱磁される。

したがって、放電回路２６のスイッチ動作の切り替えにより着磁動作と脱磁動作の両方を切り替えて実行することができる。

次に、これらの構成による磁気研磨装置の動作について、図６のフロー図により説明する。磁気研磨装置は動作は、磁気研磨装置の制御部（不図示）に予め定められているプログラムにしたがって動作する。

まず、工具１ａを予めプログラムされている回転ヘッド２の移動により、着磁・脱磁機構２０の着磁コイル２７の内部に挿入して、着磁コイル２７には一方向の大電流を瞬間的に流して着磁する。（着磁状態）（Ｓ１０）
工具１ａが磁化された状態（着磁状態）で、加工液供給容器８の内部の所定深さまで挿入する。加工液供給容器８の内部では、攪拌機構１１により加工液５が略均一になるように攪拌されている。加工液５は、構成している磁性粉１２が工具１ａに磁気的に吸引されることにより、加工液５の状態で工具１ａに磁気的に吸引される。（加工液供給工程）（Ｓ１１）
次に、加工液５を磁気的に吸引した工具１ａは上昇して、加工液供給容器８の内部から離脱して、所定回転数で回転しながら、矢印Ａで示すように、テーブル７上の被加工物Ｗの被加工位置である、例えば、溝１７の内部に侵入する。この工具１ａが溝１７の内部に進入した状態では、工具１ａ自体は溝１７の側壁１７ａに接触せず、工具１ａに磁気的に吸引されている加工液５が溝１７の側壁１７ａに接触する状態になる。（第１の移動工程）（Ｓ１２）
工具１ａは回転しながら溝１７の側壁１７ａに沿って相対的に移動する（工具１ａが移動しても、テーブル７側が移動してもよい）。それにより、溝１７の側壁１７ａは加工液５の砥粒１３により研磨される。（研磨工程）（Ｓ１３）
所定の研磨時間（例えば、１０ｍｉｎ）が経過すると、工具１ａを被加工物Ｗから上昇して矢印Ｂで示すように、加工液回収容器９の上方に移動する。（第２の移動工程）（Ｓ１４）
工具１ａを着磁・脱磁機構２０の着磁コイル２７の内部に挿入する。着磁・脱磁機構２０の着磁コイル２７には時間とともに減衰する交番減衰電流が流れ、それにより、工具１ａは脱磁される。

工具１ａが脱磁された状態で、移動して加工液回収容器９の内部の所定位置まで進入する。加工液回収容器９は側壁１７ａに設けられている電磁石１６に通電が行われているので、加工液回収容器９自体が磁化されている。したがって、工具１ａに吸引されていた研磨加工により砥粒１３が離脱したりして研磨性能の劣化した使用済みの加工液５は、加工液回収容器９に磁気的に吸引されて加工液回収容器９の内部に収納される。（脱磁工程）（Ｓ１５）
研磨終了の判断をおこなう。（Ｓ１６）
使用済みの加工液５が離脱した工具１ａは、着磁・脱磁機構２０の着磁コイルの内部に挿入する。（Ｓ１０）
研磨終了の判断がされるまでＳ１０〜Ｓ１６のＳＴＥＰを繰り返す。

以上により、工具１ａは常に、研磨性能が劣化していない加工液５で被加工物Ｗを加工することができる。したがって、それを用いている磁気研磨装置は、高精度で効率のよい研磨加工をおこなうことができる。

図７は本発明の［実施例３］の磁気研磨方法と磁気研磨装置の構成を説明する模式説明図である。この［実施例３］では、［実施例１］の変形例になるので、［実施例１］の際の説明に用いた図１と同一機能個所には同符号を付して、その個々の説明を省略する。

［実施例１］では工具１を電磁石４で構成したものを１個用いたが、この［実施例３］では、工具１Ａ、１Ｂを電磁石４で構成したものを２個用いて構成している。したがって、一方の工具１Ａが被加工物Ｗを加工している間に、加工を終了した他方の工具１Ｂは、まず、加工液回収用容器９との協働で、研磨加工により砥粒１３が離脱したりして研磨性能の劣化した使用済みの加工液５を、磁気的に吸引されて離脱させる。

さらに、直流電源から電磁コイル４に電圧が印加されて磁化された状態（着磁状態）で、加工液供給容器８の内部の所定深さまで挿入する。それにより、加工液５は、構成している磁性粉１２が工具１Ｂに磁気的に吸引されることにより、加工液５の状態で工具１Ａに磁気的に吸引される。その状態で、一方の工具１Ａによる所定時間の加工が終了するのを待機する。

一方の工具１Ａによる所定時間の加工が終了して、その工具１Ａが移動すると、待機していた工具１Ｂは、被加工物Ｗの個所へ移動する。以下、［実施例１］で説明したＳ１〜Ｓ３までの工程を繰り返す。

以上により、工具１Ａ、１Ｂは常に、研磨性能が劣化していない加工液５で被加工物Ｗを加工することができる。したがって、それを用いている磁気研磨装置は、高精度で効率のよい研磨加工をおこなうことができる。

図８は本発明の［実施例４］の磁気研磨方法と磁気研磨装置の構成を説明する模式説明図である。

この実施例は、２個の工具１Ａ、１Ｂを用いた［実施例３］の変形例である。［実施例３］では２個の工具１Ａ、１Ｂを電磁コイル４で構成したが、この実施例では２個の工具１Ｃ、１Ｄを、［実施例２］で説明したように永久磁石で構成している。

したがって、基本構成や動作は、［実施例３］に［実施例２］を加味したものである。すなわち、［実施例３］と異なり、各工具１Ｃ、１Ｄは、着磁又は脱磁の際は、移動して着磁・脱磁機構２０の着磁コイル２７の内部に挿入し、それぞれの状態になる。その他については、［実施例３］および［実施例２］の説明から十分に理解できるものであるので、詳細な説明は、重複を避けるために省略する。

この実施例でも、工具１Ｃ、１Ｄは常に、研磨性能が劣化していない加工液５で被加工物Ｗを加工することができる。したがって、それを用いている磁気研磨装置は、高精度で効率のよい研磨加工をおこなうことができる。

図９は、磁気研磨装置の加工液供給容器８の上方に設けられた［実施例５］の加工液量制御手段３１の説明図である。なお、磁気研磨方法および磁気研磨装置自体は、［実施例１］乃至［実施例４］の何れにも適応できるものであるので、磁気研磨装置の個々の構成は、上述の各実施例で説明したので省略する。

すなわち、図９に示すように、加工液供給容器８の離間した上方の位置には、工具１の上昇移動パスに進退自在な加工液量制御手段３１が設けられている。

この加工液量制御手段３１は、リング３２が分割された２個の半円体３２ａ、３２ｂで構成され、予め定められているタイミングに制御されて半円体３２ａ、３２ｂを保持しているロッド３３ａ、３３ｂが矢印Ｆ方向へ案内路（不図示）に沿って進退することにより、両半円体３２ａ、３２ｂが組合わさってリング３２を形成したり、両半円体３２ａ、３２ｂが分離してリング３２を解消したりする。工具１へ吸引されている加工液５の量を規制する場合は、工具１が加工液供給容器８から上昇している際に、工具１が加工液量制御手段３１の水平位置まで上昇した際に、両半円体３２ａ、３２ｂがリング３２を形成する。その際の工具１と両半円体３２ａ、３２ｂとで形成されたリング３２とのギャップは、例えば、０．１ｍｍに設定されている。その状態で工具１が上昇すると工具１に吸引されている加工液５は、リング３２によりギャップが０．１ｍｍ規制されているので、工具１がリング３２を通過することにより、ギャップよりも工具１の外側に吸引された加工液５は、リング３２により規制されてかき落とされる。その結果、工具１に残留する加工液５の量は、図１０に説明図を示すように、工具１の径方向については、工具の軸方向のどの位置でも一定量に制御される。すなわち、被加工物Ｗの加工に直接的に関与する、工具１に加工液５吸引された状態での全体の外径が一定量に制御されている。

なお、リング３２の形成については、上述の場合は、接離自在な２つの半円体３２ａ、３２ｂを用いたが、図１１に示すような、頭を切った円錐状リング３４を用いることもできる。頭を切った円錐状リング３４は、この頭を切った円錐状リング３４を保持している回転アーム３５により、予め定められているタイミングに制御されて矢印Ｇ方向へ旋回して、工具１の上昇パスの位置へ進退自在に移動する。この場合も、頭を切った円錐状リング３４と工具１とのギャップは、例えば、０．１ｍｍに設定されている
工具１へ吸引されている加工液５の量を規制する場合は、加工液５を吸引した工具１は上昇パスに頭を切った円錐状リング３４が存在しない状態で、頭を切った円錐状リング３４の上方の位置まで上昇する。回転アーム３５の旋回により頭を切った円錐状リング３４が工具１の上昇パスの位置に設定されると、工具１は下降して頭を切った円錐状リング３４の内部を通過する。その通過の際、頭を切った円錐状リング３４と工具１との０．１ｍｍギャップにより規制されて、通過できない工具１に吸引されている加工液５は、頭を切った円錐状リング３４の外周のテーパー部３６で掻き落とされて、テーパー部３６の斜面に沿って、転動した後、加工液供給容器８の内部へ落下する。その結果、工具１に残留する加工液５の量は、一定量に制御される。

したがって、この実施例による加工液量制御手段３１を用いていた磁気研磨装置は、高精度で効率のよい研磨加工をおこなうことができる。

この［実施例６］の加工液量制御手段は、上述の工具１に吸引された加工液５の量を［実施例５］のように、リング３２、３４で機械的に規制するのではなく、工具１の着磁の際に電気的に制御することにより、工具１の磁気強度を制御し、制御された磁気強度により加工液５の工具１への吸引量を制御する。なお、磁気研磨方法および磁気研磨装置自体は、［実施例１］乃至［実施例４］の何れにも適応できるものであるので、磁気研磨装置の個々の構成は、上述の各実施例で説明したので省略する。

すなわち、［実施例１］および［実施例３］の場合は、工具１の着磁手段が電磁コイル４であるので、電磁コイル４の電流を制御する。また、［実施例２］および［実施例４］の場合は、工具１の着磁手段が着磁コイル２７であるので、着磁コイル２７の電流を制御する。それにより、工具１に吸引される加工液５の量は、一定量に制御される。

なお、電流の制御の際の制御量は、被加工物Ｗの被加工個所に応じて、予め、集積されているデータを用いている。

この実施例による加工液量制御手段を用いていた磁気研磨装置は、高精度で効率のよい研磨加工をおこなうことができる。

本発明の［実施例１］の磁気研磨方法と、それを用いた磁気研磨装置の構成を説明する模式説明図。 加工液の構成の説明図。 本発明の［実施例１］のフロー図。 本発明の［実施例２］の磁気研磨方法と、それを用いた磁気研磨装置の構成を説明する模式説明図。 着磁・脱磁機構のブロック図。 本発明の［実施例２］のフロー図。 本発明の［実施例３］の磁気研磨方法と、それを用いた磁気研磨装置の構成を説明する模式説明図。 本発明の［実施例４］の磁気研磨方法と、それを用いた磁気研磨装置の構成を説明する模式説明図。 加工液量制御手段の説明図。 加工液量制御手段による加工液量の説明図。 加工液量制御手段の変形例の説明図。 従来の電磁研磨装置の説明図。 研磨時間と研磨量との関係を示すグラフ。 （ａ）研磨加工前の加工液の説明図、（ｂ）研磨加工後の加工液の説明図。

符号の説明

１…磁気研磨用工具、２…回転ヘッド、４…電磁コイル、５…加工液、８…加工液供給容器、９…加工液回収容器、１１…攪拌機構、１２…磁性粉、１３…砥粒、１４…磁気研磨用砥粒、１６…電磁石、２０…着磁・脱磁装置、３１…加工液量制御手段、３２…リング

Claims (11)

1. 磁気研磨用工具に磁気的に吸着されている加工液により研磨加工を行う磁気研磨方法であって、
   前記磁気研磨用工具に前記加工液を磁気的に吸着させる加工液供給工程と、
   前記加工液が吸引された磁気研磨用工具を、加工液供給容器から被加工物の加工位置に移動させる第１の移動工程と、
   前記磁気研磨用工具を回転させ、かつ、前記被加工物に対して相対運動をおこなって吸引されている前記加工液により前記被加工物に対して、予め定められている所定時間の研磨加工を施す研磨工程と、
   前記磁気研磨用工具を、加工液回収容器の上方に移動させる第２の移動工程と、
   前記磁気研磨用工具を脱磁するとともに、前記加工液回収容器を着磁することによって前記磁気研磨用工具から吸引していた加工液を離脱させる脱磁工程と、
   脱磁した前記磁気研磨用工具を着磁する着磁工程と
   を有することを特徴とする磁気研磨方法。
2. 前記加工液供給工程で、前記磁気研磨用工具への前記加工液の供給は、該加工液を収納して収納している容器により行われていることを特徴とする請求項１記載の磁気研摩方法。
3. 前記加工液として、磁性粉及びこの磁性粉に埋め込まれた砥粒により形成された磁気研磨用砥粒が溶媒に分散された懸濁液を用いていることを特徴とする請求項１記載の磁気研磨方法。
4. 前記磁気研磨用工具の着磁工程および脱磁工程は、該磁気研磨用工具に設けられた電磁コイル又は、着磁・脱磁機構に設けられている着磁コイルにより行われることを特徴とする請求項１記載の磁気研磨方法。
5. 前記研磨工程は、回転体で形成され前記磁気研磨用工具の着磁により、該磁気研磨用工具の側面および先端部に磁気的に吸引されている前記加工液によりおこなわれることを特徴とする請求項１記載の磁気研磨方法。
6. 前記磁気研磨用工具を２つ用い、一方の工具が被加工物を加工している前記研磨工程の間に、既に前記研磨工程と第２の移動工程を終了した他方の前記磁気研磨用工具は、前記脱磁工程と前記着磁工程と前記加工液供給工程とを終了していることを特徴とする請求項１記載の磁気研磨方法。
7. 前記第１の移動工程では、加工液量制御手段により前記磁気研磨用工具への前記加工液の吸引量が制御されていることを特徴とする請求項１記載の磁気研磨方法。
8. 前記加工液量制御手段による前記磁気研磨用工具への加工液の吸引量の規制は、内径が前記磁気研磨用工具の外径よりも僅かに大きいリングによりおこなっていることを特徴とする請求項７記載の磁気研磨方法。
9. 前記加工液量制御手段による前記磁気研磨用工具への加工液の吸引量の規制は、前記磁気研磨用工具に設けられた電磁コイル又は、着磁・脱磁機構に設けられている着磁コイルへの印加電流を制御することにより前記磁気研磨用工具の磁気強度を調整していることを特徴とする請求項７記載の磁気研磨方法。
10. 移動手段により移動自在で、かつ、着磁又は脱磁が自在な磁気研磨用工具と、着磁された前記磁気研磨用工具が移動してきた際に加工液を供給する加工液供給容器と、電磁石が設けられ、脱磁された前記磁気研磨用工具が移動してきた際に研磨加工の際に使用した加工液を回収する加工液回収容器と、被加工物を固定するテーブルとを具備したことを特徴とする磁気研磨装置。
11. 前記加工液供給容器の上方には、加工液量制御手段が配置されていることを特徴とする請求項１０記載の磁気研磨装置。

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