JPH0259216A - 研摩方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 り泉上度机刑分互 本発明は、電解研摩と遊離砥粒による研摩とを組み合わ
せることにより、金属等の表面を能率的に鏡面加工する
研摩方法に関する。

の　　　び　　が　　しようとする課 近年、時計ケース、眼鏡フレーム、ステンレススチール
製品（洋食器、ポット、鍋等）、ゴルフ用品等の金属表
面を光沢よく研摩することが非常に重要視されるように
なってきた。特に、機能部品にあっては小さなスクラッ
チもその性能に影響を与えることがあり、このためこの
ようなスクラッチのない表面粗度が可及的に小さな平滑
研摩面を与える研摩方法が重要な課題となってきた。

従来、この分野の研摩は主に油脂性パフ研摩法が採用さ
れているが、この方法は光輝化作用、平滑作用に限度が
あり、近年要求される鏡面加工に対応し難い場合があり
、しかも作業効率が悪いという問題がある。

一方、電解研摩と機械研摩とを複合した電解複合研摩方
法が従来より提案されている（例えば特開昭５２−１４
８８９９号公報）。しかしながら、従来のこの種の電解
複合研摩方法は、砥粒を固定した研摩工具を用い、これ
を被研摩物に当接して研摩するため、凹凸を有する被研
摩物に対しては凸部が先に研摩され、凹部の研摩が不十
分となることから、凹凸を有するような被研摩物には研
摩工具自体を弾性体にて形成しても十分対応できず。

従ってこの方法は、被研摩物形状が平面かあるいは大き
な曲面状のものに採用が限られており、このため、一般
の外装品、機能部品、雑貨品等の凹凸がある被研摩物に
対しては適用し得ず、これらの研摩には依然油脂性パフ
研摩法が採用されていた。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、従来の電解
複合研摩方法を改良し、凹凸があるような物に対しても
均一かつ能率的に研摩でき、優れた表面光沢、平滑性を
付与することができ、しかも作業効率の良い研摩方法を
提供することを目的とする。

課　を　　するための 本発明は、上記目的を達成するため、被研摩物を陽極と
し、この被研摩物と所定間隔難間して陰極を配設し、こ
れら被研摩物と陰極との間に内部連通空間を有する柔軟
性材料からなる研摩具を介在させ、この研摩具の内部連
通空間を通して砥粒を含む電解液を上記被研摩物に供給
すると共に、被研摩物と陰極との間に電気を流し、かつ
上記研摩具を被研摩物と当接した状態で研摩具又は被研
摩物を移動させて、上記被研摩物表面を上記電解液によ
り電解研摩すると共に、この被研摩物に当接する研摩具
に供給された砥粒の遊動により砥粒研摩するようにした
ものである。

ここで、本発明の研摩方法の研摩対象となる研摩物は１
通常の電解研摩が適用できるものであればよく、例えば
表面がスチール、ステンレススチール５チタン、ニッケ
ル、アルミニウム、クロム等の金属等の製品が挙げられ
る。その形状は限定さ九ず、表面に凹凸がある立体的な
もの、捧あるいはパイプ状の長いものであっても差し支
えない。

この場合、本発明は被研摩物表面を効率的に鏡面加工で
きるものであるが、必要に応じ被研摩物を予め＃３２０
〜４００程度のベルト、エメリー等を用いて研摩してお
くことができる。

本発明の研摩方法に係る電解液は砥粒を含有したもので
あり、この場合、電解液は電解質及びこれを溶解する溶
媒から構成され、これに砥粒及び砥粒を分散させるため
の界面活性剤を添加して、スラリー状とすることが好ま
しい。なお、電解質は電解研摩に一般的に使用されるも
のであればよく、被研摩物の材質等によって選定される
が、例えば硝酸ナトリウム、硝酸アルミニウム、食塩等
が挙げられ、また溶媒としては通常水が用いられる。こ
の電解質の濃度も通常の電解研摩液と同様にすることが
できる。

また、砥粒の種類は研摩材として通常使用される粉状の
ものであればよく、具体的にはホワイトアランダム、ジ
ルコニア、カーボランダム、アランダム、炭化珪素、ア
ルミナ、アルミナ水和物、酸化クロム、酸化鉄、べんが
ら、酸化チタン、酸化セリウム、炭酸カルシウム等の通
常の研削材、研摩材、琢磨材等が挙げられ、これらの１
種又は２種以上を使用できる。砥粒の粒径は特に制限さ
れるものではないが、２〜１００ｕ、特に５〜５０Ｉｔ
Ｉ６が好ましい。また、砥粒の含有量は２〜２０重量％
、特に５〜１０重量％とすることが好ましい。なお、上
記砥粒としては特に電解液中でマイナスに帯電するもの
が好ましく、マイナスに帯電しない砥粒は予じめシラン
カップリング剤で処理するなどして電解液中でマイナス
に帯電する前処理を施しておくことが有効である。

上記砥粒を電解液中に分散させる界面活性剤の種類は、
電解質に影響されないで砥粒を分散させるものであれば
よく、例えばアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等
が挙げられる。その含有量は電解液の０．１〜５重量％
とすることができる。

本発明に係る研摩具は、砥粒が固定されていない合成樹
脂スポンジ、不織布、織布等の内部連通空間を有する可
撓性の柔軟性材料で形成するものである。

作−」１ 本発明方法は、被研摩物（陽極）と陰極との間に所定の
電圧が印加されることにより電解液の作用で被研摩物表
面が電解研摩されると共に、被研摩物に当接しつつ移動
する研摩具の内部連通空間を通って供給された遊離砥粒
の遊動で砥粒研摩されるので、砥粒が被研摩物の凸部及
び凹部に均等に当り、従って均等に研摩される。このた
め、凹凸のある研摩物に対しても均一に研摩でき、優れ
た表面光沢、平滑性を付与する。

本発明はこのように被研摩物と当接する研摩具に砥粒を
固定せず、別途砥粒を遊離状態で供給して遊動させるこ
とにより研摩するものであるから、研摩具を被研摩物に
押し当てる際、被研摩物表面を研摩具内に埋設させるこ
とにより被研摩物の凸部が研摩具に強く当り、凹部か弱
く当っても砥粒による研摩圧力は殆ど変わらず、従って
凸部が研摩されすぎ、凹部が研摩不十分になるといった
不都合は生じない。

この場合、上記砥粒がマイナスに帯電していると、これ
がプラスにＩＦ電した被研摩物に引きつけられ、その電
気泳動作用によってより良好で確実な砥粒研摩作用が発
揮される。

以下１本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例に用いる研摩装置を示したも
ので、図中１は絶縁板、２はこの絶縁板１上に固定され
た陽極板で、この陽極板２は直流電源（図示せず）のプ
ラス端子と接続されている。

３はこの陽極板２上に配置されたワーク（被研摩物）で
、このワーク３は陽極板２に直接載置されていることに
よりプラスに帯電し得るようになっている。上記ワーク
３の上方にはこれと所定間隔難間して先端側が大径に形
成された金ｇｃ製の円筒状治具４が適宜な即動手段（図
示せず）により回転可能に配設されており、この治具４
は上記直流電源のマイナス端子に接続されている。上記
治具４の先端大径円筒部４ａ内にはリング状の陰極板５
が該大径円筒部４ａの内底壁と当接して配設されている
と共に、円柱状の研摩具６が嵌装されており、この研摩
具６の先端は大径円筒部４ａより外部に突出している。

この研摩装置を用いて上記ワーク３表面を研摩する場合
は、研摩具６の突出先端面をワーク３に所定圧力（通常
０〜４００　ｋｇ／ｄ）で圧力変更可能に当接し、上記
治具４を回転（通常１００〜５００ｒｐｍ）させ、これ
と一体に研摩具６をワーク３と当接した状態で回転させ
ると共に、治具４の中空部７から砥粒を分散した電解液
を注入し、この電解液を研摩具６の内部連通空間を通っ
てワーク３に供給し、かつ陽極板２（ワーク３）と冶具
４（陰極板５）間に所定の電圧を印加し、これら間に電
気を流す。

これにより、ワーク３表面は電解液により電解研摩され
ると共に、遊離砥粒の遊動により砥粒研摩されるもので
ある。この場合、砥粒が電解液中でマイナスに帯電して
いるとプラスに帯電しているワーク３に引きつけられ、
砥粒の電気泳動作用でより良好に砥粒研摩が施される。

なお、治具４の中空部７から研摩具６の内部連通空間を
通ってワーク３に供給された砥粒含有電解液は、図示し
たように研摩剤タンク８に流れ、このタンクからポンプ
９及びフィルター１０を介装した供給管を通って再度治
具４の中空部に供給され、循環使用される。

第２図は表面に凹凸のあるワークを研摩する方法を示す
もので、上記第１図の装置において、陽極板２上にワー
ク保持凹部１１，１１″を有する保持体１２を固定し、
これら凹部１１，１１’内にそれぞれワーク１３．１３
’をその研摩すべき表面が外部に突出するように嵌挿固
定し、その研摩具６をワーク１３．１３’に当接配置す
るものであるが、かかる方法において、本発明は研摩具
６に砥粒が固定されておらず、研摩具に供給された電解
液中の遊離砥粒の遊動によりワーク１３゜１３′の表面
を砥粒研摩するので、凸部に砥粒が強く当り凹部に砥粒
か弱く当るというような不都合はなく、ワーク１３．１
３’表面に砥粒が均等に当るので均一な研摩が行なわれ
るものである。

第３図は本発明の他の実施方法に用いられる装置を示す
もので、この装置は主としてパイプ内の内面研摩に使用
される。

この第３図の装置において、ワーク３はパイプ状であり
、直流電源（図示せず）のプラス端子に接続される。一
方、治具４は円筒状であり、上記ワーク（パイプ）３内
中央部に挿入されていると共に、その外周面に互に所定
間隔難間して（例えば１〜３０＋＋＊ｎ程度の間隔）円
形リング状の研摩具６が複数個取り付けられ、上記治具
周壁には適宜間隔毎に電解液供給孔（例えば５〜１０ｍ
径）１６が穿設されている。この場合、上記研摩具の取
付箇所に対向して少なくとも１個の供給孔１６が形成さ
れ、上記研摩具６の中空部７に供給された研摩砥粒分散
電解液がこれら供給孔１６から研摩具６の内部連通空間
に流入し、ワーク３に電解液が供給されるようになって
いる。そして上記治具４は回転可能にかつワーク（パイ
プ）３内を往復動可能に配設されており、これと一体に
研摩具６が回転しかつ往復動するように構成されている
と共に、治具は上記直流電源のマイナス端子に接続され
ている。

この装置を用いてワーク（パイプ）３内を研摩する場合
は、治具４の中空部７から研摩砥粒分散電解液を供給す
ると共に、ワーク３と治具４とに所定の電圧を印加し、
かつ治具４を回転かつ往復動させるもので、その研摩機
構は上述した第１゜２図の実施例と同様であるからその
説明を省略する。なお、第４図はワーク３の凸面が研摩
される場合の機構を示す。

ここで、上記第１〜４図の方法において、研摩具６の被
研摩物３，１３．１３’に対する当接圧力は適宜変化さ
せることができ、例えば初期に強く、後期に弱くするこ
とが好ましく、これにより後期において研摩具により砥
粒が被研摩物に当る圧力が弱くなり、良好な仕上げ研摩
が可能となる。

この場合、研摩初期の当接圧力は１０〜１０００ｇ／ｒ
Ｊ、特に１００〜５００　ｇ　／　ａｎｔとし、後期は
０．１〜１００ｇ／ａＪ、特に１〜５０　ｇ　／　ａＪ
とすることが好ましい。また、研摩具を回転する場合。

その回転数を変化させる１：ともでき、例えば初期は低
速、後期の最終仕上げは高速とすることができる。具体
的には、初期を１００〜３００ｒｐｍ、後期を３００〜
２０００ｒｐｍとすることができる。

なお、砥粒を含有する電解液の供給量は、研摩工具の種
類、被研摩物の種類・形状・大きさ等により選定される
が、１〜２０　Ｑ　／ｗｉｎとすることが好ましい・ また、電解研摩条件は通常の条件を採用することができ
る。

なお、上記実施例では、治具及びこれと一体に研摩具を
回転させたが、必要に応じてこれらを回転させずに前後
左右に往復動させるようにしてもよく、また被研摩物自
体を回転あるいは往復動させてもよく、その他の構成に
ついても本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可
能である。

以下、実験例により本発明の研摩方法を具体的に説明す
る。

〔実験例１〕 第１，２図に示す装置を用い５ＵＳ３０４の時計ケース
（２０膿φ、厚さ７ｎｍ）の表面の研摩を行った。この
場合、時計ケースは予め＃１５００の砥粒混入不織布で
乾式研摩し、その表面粗さをＲｍａｘｌ、２４としたも
のを使用した。

なお、研摩材スラリー（研摩砥粒分散電解液）は、硝酸
ソーダ１０ｇ＃ｔと硝酸アルミニウム１５　ｇ　／　Ｑ
と界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸塩、商品名
ネオケンＲ２第一工業製薬社製）を水に溶解し、この水
溶液９０重量部に砥粒（ホワイトアランダム＃６０００
．平均粒径０．５ｐ）１０重量部を混合分散することに
より調製した。

また、研摩具としては、軟質ポリウレタンフォーム製の
ものを使用した。

研摩条件は、電解研摩は直流電圧を２０Ｖとし。

電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２として行ない、砥粒研摩は
第１段階（研摩開始から３０秒間）は研摩スラリー供給
量３Ｑ／ｗｉｎ、研摩具当接圧力０．４ｋｇ／ｃＪ、治
具（研摩具）回転数１２Ｏｒｐｍで３０秒間研摩し、第
２段階（３０秒後から４５秒間）は研摩スラリー供給量
１０Ｑ／ｍｉｎ、研摩当接圧力０．００４ｋｇ／ｄ、治
具（研摩具）回転数４０Ｏｒｐｍで４５秒間研摩した。

第１段階後と第２段階後の表面の粗さを測定し、表面の
スクラッチの有無を観察した。その結果を第１表に示す
。

なお、表面の粗さは１表面粗さ計サーフコム５５０Ａ（
東京精密社製）を用い、カットオフ０．０８．トラバー
ス２　、５　ｍｍ　、倍率１ｏｏ、ｏｏ。

倍の条件で測定した。

〔比較例〕

実施例１と同じ被研摩物を綿パフ及び研摩材に前枠を用
い、２２０Ｏｒｐｍの回転数でパフ研摩した。結果を第
１表に示す。

第　　　　１　　　　表 実施例１のテスト結果を従来のパフ法と比較すると、加
工時間では約４０％削減でき、第１段研摩の研摩で粗さ
は１／３、第２段研摩でも第１段研摩以上の低い粗さを
示し、外観の目視検査でも全くスクラッチの無い研摩面
が得られた。

〔実施例２〕 第３，４図の装置を用い、被研摩物として内面に５声厚
の硬質クロムメツキを施した鉄パイプ（７４φｘｌｏｏ
ｏｎｍ、内面の表面粗さＲｍａｘｏ、７１ｍ）の内面研
摩を行った。

なお、研摩材スラリーは実施例１と同じものを使用し、
また研摩具として軟質ポリウレタンフォーム製円形リン
グを１ａＩ＋間隔で治具に取りつけ、１０ｒｐｍで回転
させると共に、１０００ｍ間を３回／ｍｉｎで往復動さ
せた。

また、研摩条件としては、電解研摩を直流電圧３０Ｖ、
電流密度０．５Ａ／ｄｍ”で行い、砥粒研摩は第１段階
が研摩具当接圧力０．２ｋｇ／ｄ、研摩スラリー供給量
２Ｑ／ｍｉｎで６０秒間研摩し、第２段階が研摩具当接
圧力０．００４ｋｇ／ｃ＋７．研摩スラリー供給量４Ｑ
／ｍｉｎで６０秒間研摩するという条件を採用した。

第１段階、第２段階後の表面粗さを測定した結果を第２
表に示す。

第　　　　　２　　　　　表 実施例２はクロムめっき面を対象にしたもので。

第２段研摩で０．０２声の鏡面が得られた。このクロム
めっき面は特にステンレススチールより鏡面が得られ、
パフ研摩の１／１０の粗さになっていることが認められ
た。

なお、第１段研摩と第２段研摩の粗さを比較すると、第
２段研摩はきわめて小さい数値を示す。

これは第２段研摩が研摩具当接圧力を］、　／　５０に
して遊離砥粒−電気泳動の研摩法を採用した結果である
。この場合、遊離砥粒だけで研摩すると、即ち第１段研
摩のあと電圧をかけないで遊離砥粒のみで研摩を実施す
ると、鏡面にするまで１２０〜１８０秒要した。従って
上記例のように第２段研摩に電圧をかけ、砥粒を被研摩
物にひきよせて、研摩具と弱接触の状態で短時間に鏡面
仕上げできることは本発明の優れた利点である。従って
、以上のように直流の通電状態において、１つの研摩具
を用いて研摩具当接圧力を変え、さらに治具（研摩具）
回転数を変えることにより５極めて短時間に被研摩物の
表面粗さを低減でき、砥粒が２つの違った作用をして被
研摩物を鏡面化することができるもので、その外観は全
くスクラッチが無く、加工物品の性能、機能、商品価値
を上げることができ、その応用範囲も凹凸の著しい形状
の物にも適用できる特徴がある。

見回り羞来 以上説明したように、本発明の研摩方法によれば、凹凸
のある被研摩物であっても鏡面に効率良く研摩できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施方法に用いる研摩装置の概略断
面図、第２図は同装置の使用状態の一例を示す概略断面
図、第３図は本発明の他の実施方法に用いる研摩装置の
概略断面図、第４図は同装置の使用状態の一例を示す概
略断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被研摩物を陽極とし、この被研摩物と所定間隔難間
   して陰極を配設し、これら被研摩物と陰極との間に内部
   連通空間を有する柔軟性材料からなる研摩具を介在させ
   、この研摩具の内部連通空間を通して砥粒を含む電解液
   を上記被研摩物に供給すると共に、被研摩物と陰極との
   間に電気を流し、かつ上記研摩具を被研摩物と当接した
   状態で研摩具又は被研摩物を移動させて、上記被研摩物
   表面を上記電解液により電解研摩すると共に、この被研
   摩物に当接する研摩具に供給された砥粒の遊動により砥
   粒研摩することを特徴とする研摩方法。