JPH03161267A - 磁力による研磨機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金、銀、プラチナ、チタン、ニッケルなどの金
属或いは硬質プラスチックス素材からなり、複雑な形状
或いは研磨に際し形状及び物性の変化を極力避けること
が望まれる被研磨材の磁力による研磨機及び研磨方法に
関する。

〔従来の技術〕 従来、貴金属製の指輪や指輪の枠は鋳型で鋳造した後手
作業により研磨していた。手作業による研磨では、１日
の作業で研磨できる量は金の粋の場合、熟練工でも２０
個程度であり、金より硬い白金の場合には一層非能率的
である。更に削り取られた貴金属粉は粉塵として飛敗し
、削りかすを集めて回収を図っているが大部分は逸散し
、その量は５〜６％にも達する。元来が高価な金属であ
るため、このようにして逸散する量は無視しがたいもの
であった。

また、機械の部品などはバレル研磨機により研磨されて
いたが、バレル研磨法は本質的には被研磨材と研磨材を
機械的に撹拌する方法である。したがって、研磨力は周
囲から機械的に伝達されるため、被研磨材の窪みの中に
研磨材が入った場合には、この研磨材には撹拌力が伝達
しない。更に、機械的な撹拌であるため、被研磨材同士
が接触し、衝突により被研磨材の形状の変形が生じ、こ
の傾向は特に複雑な形状、尖った形状の被研磨材におい
て顕著であった。また、バレル研磨は金属ピンで地金を
たたくため地金を固《してしまう欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はいかなる形状の金属片及び硬質プラスチックス
であってもすべての面を均一なトルクで原形と変わらな
い形状に研磨し、しかも研磨粉を完全に回収することが
できる金属研磨機を提供することを目的とする。

〔課題解決の手段〕

本発明の構或は、円盤の表面を中心点を通過するｌ以上
の直線により分画し、各分画を交互にＳ極ゾーン及びＮ
極ゾーンとした高速で回転できる磁石円盤を設け、該円
盤の上に非磁化素材からなる固定板を設置し、周囲を非
磁化素材からなる弾性体で囲繞して該固定板の上に研磨
容器装入部を形戊し、該研磨容器装入部に非磁化素材か
らなる１個以上の研磨容器を脱着自在に装入し、研磨容
器の回転阻止手段を設けると共に、Ｓ極ゾーン及びＮ極
ゾーンを形戊するにあたり、両端に磁極を有する複数個
の強力な棒磁石を、Ｓ極ゾーンにおいてはＳ極を上にし
て、Ｎ極ゾーンにおいてはＮ極を上にして非磁化素材中
に埋設したことを特徴とし、該研磨機を用いて、研磨容
器に被研磨材と、磁化素材からなる金属製の研磨材と、
或いは非磁化素材からなる金属製の研磨材と、磁石片か
らなる撹拌材と、少量の界面活性剤を含む研磨液を入れ
、研磨容器装入部に固定し、磁石円盤を高速で回転させ
ることを特徴とする。

Ｓ極及びＮ極が交互に変換する磁場は、円盤の表面を、
円の中心点を通過する１以上の直線により分画し、各分
画を交互にＳ極ゾーンおよびＮ極ゾーンとすることによ
り得られる。円の中心点を通過する直線が２本の場合に
は第２図に示すように合計４個の磁極ゾーンが得られる
。直線が３本の場合には合計６個の磁極ゾーンが得られ
る。磁極ゾーンはプラスチックやアルミニウムのような
非磁性素材の中にアルニコ５やサマリウムコバルトのよ
うな強力な磁化素材を用いた強力な棒磁石をＳ極ゾーン
においてはＳ極を上にして数本埋設する。同様に、Ｎ極
ゾーンにおいてはＮ極を上にして数本埋設する。埋設に
あたっては磁極ゾーンとすべき部位に上記棒磁石を均等
に配設することが好ましい。その他１磁極ゾーンに上面
及び下面に磁極を有する塊状磁石を埋設してもよい。

磁場の変換はこの磁石円盤を１０００〜５０００　ＲＰ
Ｍの高速で回転させることにより得られる。第２図に示
すように合計４個の磁極ゾーンが存在する場合には４０
００〜２００００回／分の磁極の変換が行われる。

本発明においては上記磁石円盤の上に一定の間隙を保っ
て非磁化素材からなる固定板を設置し、周囲を非磁化素
材からな・る弾性体で囲繞して研磨容器装入部を形戊す
る。この研磨容器装入部内に研磨容器を回転を阻止して
装入し、磁石円盤を回転ざせるものである。

研磨容器はプラスチックスなどの非磁性素材からなり、
被研磨金属の小片と永久磁石片が自由に自転でき、研磨
作業中に内容物がこぼれない大きさを要する。脱着自在
であって必要に応じて内容物の交換及び洗浄が容易な円
筒型容器が好ましく、更に蓋を設けると一層好ましい。

研磨容器の装着は、例えば研磨容器装入部より広い枠体
からなる接着剤容器設置板に研磨容器が１個ずつ入る孔
を穿設し、研磨容器にこの孔を通過しないフランジを設
けるか、或いはこの孔を通過しない嵌合蓋或いはネジ蓋
を設けることができる。研磨容器は研磨容器装入部にｌ
個装入しても複数個装入しても差支えない。

研磨容器の回転阻止手段は公知の手段を使用することが
できる。例えば挿入板の外周に複数個の突起を設け、研
磨容器装入部の周囲のゴム弾性を有する素材の突起と対
応する部位に溝を設けて突起を挿入してもよい。或いは
ゴム弾性を有する研磨容器装入部上端の一部から棒状物
を突出させ、挿入板の対応する部位にこの突出物を挿入
できる孔を穿設すれば容器の回転を防止できる。要する
に研磨容器の回転阻止は公知の簡単な回転阻止策を講じ
ることにより達或される。

磁性素材からなる研磨材は被研磨材と共に容器に多数装
入する。これらの研磨材は磁場におかれると磁石円盤の
影響により磁化して両端が相互にＳ，Ｎ極となって鎖状
に連結するが、この磁場が瞬時に逆転するため、離れた
り、回転したりして被研磨材の表面は勿論、微細な凹凸
の中にも侵入し、激突、撹乱、振動するため、被研磨材
が均一に研磨される。

研磨材の素材としては、硬質ステンレス、その他の鉄鋼
、ニッケル鋼、クロム鋼などがあり、硬質の金属や硬質
プラスチックスを研磨できる程度に硬質であると共にさ
び難い素材であればよく、特にステンレスが好ましい。

その形状は特に限定はなく棒状、折れ曲がった棒状、卵
形、球状などであり、研磨用小片の種類、大きさは被研
磨金属の種類、形状、研磨の程度などに合わせて適宜選
択するが、一般に棒状および球状が好ましい。

棒状の磁性素材からなる研磨材は、直径０．２〜０　．
　８ｍｍ、好ましくは０　．４〜０　．６ｍｍ、長さ１
〜７ｍｌＴｌ１好ましくは３〜５ｍｍである。研磨材の
量は被研磨材の材質、形状、量などにより異なるが、一
般に見掛けの容器にして被研磨材の１／３〜３倍、好ま
しくはほぼ同量を用いる。研磨はｉｏｏｏ〜５０００　
ＲＰＭ，約１時間で光沢ある表面が得られる。

更に、表面光沢を出すためには、球状の研磨材が好まし
い。この場合には非磁性の研磨材を用いる。研磨材が非
磁性の場合には研磨材に回転撹拌能力がないため撹拌材
を用いる。撹拌材はすでにＳ，Ｎ極を有する永久磁石片
である。その形状は特に限定がないが、磁場の変化に対
応して激しく反転し、周囲の研磨材を撹乱する機能があ
ればよく、円盤状であると一般に反転した場合の撹乱力
が大きく好ましい形状である。

素材は一般の永久磁石素材であるフエライト、アルニコ
、サマリウムコバルトなどが使用される。

また、ＳＳＮ極の小片の間に軟鉄を挟んで強力な磁力を
得ることもできる。これらの磁石素材は一般に腐食性、
脆弱であるため非磁性、耐蝕性素材で密着して被覆する
。このような素材としてはゴム弾性体や塩化ビニルやボ
リブロピレンなどのプラスチックスチューブやフィルム
などの撹拌材を破損から保護する素材を用いて永久磁石
を囲繞する。円盤状の撹拌材の場合、直径約１ｃｍ程度
のフエライト円盤を用い、円周面だけをプラスチックス
で被覆しても本発明の目的は充分に達或される。

非磁性研磨材の量も、同じく被研磨材の材質、形状、量
などにより異なるが、一般に見掛けの体積にして被研磨
材の１７６〜１．５倍、好ましくは１／４〜同量を用い
る。撹拌材の量も撹拌材の磁力の強度、形状、大きさな
どにより異なるが、非磁性研磨材を充分に撹拌できる量
であればよく、被研磨材の量が増加すると相対的に少量
で足りるが、被研磨材がいかに少量であっても５〜７個
は必要である。

また、研磨容器の中には少量の界面活性剤、艶出し剤、
防錆剤などを含有する研磨液を少量加える。

〔作用〕

本発明は、円盤の表面を中心点を通過する１以上の直線
により分画し、各分画を交互にＳ極ゾーン及びＮ極ゾー
ンとした高速で回転できる磁石円盤を使用するものであ
る。更に、磁石円盤の上に磁石円盤が接触しない程度の
間隙を設けて非磁化素材からなる研磨容器を回転不能に
設置し、この研磨容器の中に被研磨材と研磨材と研磨液
と研磨材に磁性が存在しない場合には撹拌材として永久
磁石片を入れ、磁石円盤を高速で回転させる。

磁石円盤の上方に存在する磁性素材は強く着磁しそれ自
体永久磁石となる。研磨材に磁性がない場合には撹拌材
として永久磁石片を加える。磁石円盤は高速で回転する
ため、瞬時に磁場が変換し、これら永久磁石または磁化
素材は接近してくる磁場の方向に倒れ、次いで逆の磁場
が接近してくるため反転を繰返し、研磨材が被研磨材に
激突して研磨することになる。

その結果、被研磨材には回転力が加わらないため、被研
磨材相互の位置が変動せず、形状の変化を受けない。ま
た研磨に際し、発生した研磨粉は逸散することな《全て
研磨容器に残り、研磨材を分離して完全に回収すること
ができる。

〔実施例〕

第１図は一部を省略した断面図、第２図は第１図の■一
■線端面図である。

１はモーターケースであり、内部に交流電源により回転
するモーター２を収納した。３はモーターケース１の底
板、４は脚部である。モーターの回転数は電源とモータ
ーとの間に介挿したインバーター（図示を省略）により
調節した。モーター２の回転はそのまま磁石円盤５に伝
達される。磁石円盤５はアルミニウム金属、プラスチッ
クスなどの非磁性素材からなり、第２図に示すように偶
数個の磁極ゾーン６を形成し、Ｓ極からなる磁極ゾーン
６ＳはＮ極からなる磁極ゾーン６Ｎによって挟まれるよ
うに配列した。磁極ゾーン６は上下面を異極とする永久
磁石を埋込んでもよいが、本実施例においては両端に極
を有するアルニコ５を用いた強力な棒磁石７を１磁極ゾ
ーンに対し６本、同一極を上面に向けて埋設した。

８は磁石円盤５の上に磁石円盤が接触しない程度の間隙
を保って設けた固定板であり、非磁化素材からなり、本
実施例ではアルミニウム板を用いた。９は研磨ケーシン
グであり、蓋ｌＯを有する。

１１は蓋１０のつまみである。固定板８上には研磨ケー
シング９内周を非磁性の弾性素材ｌ２で囲繞し、研磨容
器装入部を形成した。１３は研磨容器であり、ｌ４は研
磨容器１３を研磨容器装入部に固定する研磨容器設置枠
である。１５は容器蓋である。１６は研磨容器設置枠１
４を研磨容器装入部の弾性素材１２に固定するための突
起であり、１７は突起を嵌入させるための窪みである。

第３図は研磨容器設置板に研磨容器を挿入している状態
を示す斜視図、第４図は研磨容器内における研磨の状態
を示す断面図、第５図は研磨容器内における研磨の状態
を示す断面図、第６図は撹拌材の斜視図である。

研磨容器設置枠１４には第３図及び第４図に示すように
研磨容器１３を挿入できる孔１８を設けた。

研磨にあたっては、第４図に示すように、被研磨材ｌ９
として、鋳造したままの状態のダイヤモンド指輪用プラ
チナ製枠５０個と大量の磁性研磨材２０と研磨液を装入
し、容器蓋１５を閉じた。

磁性研磨材２０としては、径０　．　５ｍｍ，長さ４ｍ
ｍの磁性ステンレス棒を用いた。次いで第３図及び第４
図に示すように研磨容器設置枠１４の孔１８に挿入し、
研磨容器設置枠ごと研磨機の研磨容器装入部に設置し、
突起１６を窪み１７に挿入して研磨容器１３を固定した
。

研磨ケーシング９の蓋１０を閉じ、ラッチした後、磁石
円ａ！５を２００Ｏ　ＲＰＭで約１時間回転した。

研磨液は容器から溢れない程度に泡立ち、磁性研磨材２
０は激しく反転撹拌したが装入した被研磨材１９は相対
的位置をほとんど変えることなくゆっくりと磁石円盤の
回転方向と逆方向に移動した。

１時間研磨後には指輪の枠の内側に至るまで均一に研磨
され、プラチナ特有の金属光沢が現れた。

次−に、同一の研磨容器１３に被研磨材１９を移し、第
５図に示すように、直径２ｍｍの非磁性ステンレス製の
大量の非磁性研磨材２１を適量の研磨液と共に装入した
。更に研磨材が非磁性であるため、撹拌力が得られない
ため、撹拌材２２として直径約１　ａｍのフエライト磁
石３０個を装入した。

フエライト磁石２３は第６図に示すように円板状であり
、円周面を厚いポリ塩化ビニルチューブ２４で被覆し、
上面及び下面を薄い塩化ビニル樹脂で被覆したが、円周
面のみを被覆しても本発明の目的は達或される。

磁石円盤５を３００Ｏ　ＲＰＭで１時間回転させると撹
拌材２２が激しく回転し、これにより非磁性研磨材２ｌ
も撹拌され、被研磨材の内部まで良く研磨された。非磁
性研磨材による研磨は仕上げ研磨のような緻密な研磨が
行われ、そのまま宝石ダイヤモンドを装着できる程度の
光沢に研磨された。

研磨に伴い貴金属粉が発生するが、これらの粉は飛散す
ることなくすべて研磨容器中に存在した。

この研磨容器から被研磨材、研磨材などを除去した後の
研磨液中にこれら金属粉のことごとくが残存し、ほぼ完
全に回収することができた。

〔発明の効果〕

本発明により金、銀、プラチナ、チタン、ニッケルなど
の金属或いは硬質プラスチックス素材からなり、複雑な
或いは研磨しがたい形状の被研磨材の研磨が容易になっ
た。また、従来バレル研磨機を使用できず、手作業によ
り行われていた研磨も機械化することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は一部を省略した
断面図、第２Ｅｉ０は第１図の■一■線端面図、第３図
は研磨容器設置板に研磨容器を挿入している状態を示す
斜視図、第４図は研磨容器内における研磨の状態を示す
断面図、第５図は研磨容器内における研磨の状態を示す
断面図、第６図は撹拌材の斜視図である。 図面中、符号 ２はモーター、５は磁石円盤、６は磁極ゾーン、７は棒
磁石、８は固定板、９は研磨ケーシング、１０は蓋、１
３は研磨容器、ｌ４は研磨容器設置枠、１６は固定する
ための突起、■７は窪み、１９は被研磨材、２０は磁性
研磨材、２１は研磨液、２１は非磁性研磨材、２２は撹
拌材、 ２３はフエライト磁石である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円盤の表面を中心点を通過する１以上の直線によ
   り分画し、各分画を交互にＳ極ゾーン及びＮ極ゾーンと
   した高速で回転できる磁石円盤を設け、該円盤の上に非
   磁化素材からなる固定板を設置し、周囲を非磁化素材か
   らなる弾性体で囲繞して該固定板の上に研磨容器装入部
   を形成し、該研磨容器装入部に非磁化素材からなる１個
   以上の研磨容器を脱着自在に装入し、研磨容器の回転阻
   止手段を設けると共に、Ｓ極ゾーン及びＮ極ゾーンを形
   成するにあたり、両端に磁極を有する複数個の強力な棒
   磁石を、Ｓ極ゾーンにおいてはＳ極を上にして、Ｎ極ゾ
   ーンにおいてはＮ極を上にして非磁化素材中に埋設した
   ことを特徴とする磁力による研磨機。
2. （２）円盤の表面を中心点を通過する１以上の直線によ
   り分画し、各分画を交互にＳ極ゾーン及びＮ極ゾーンと
   した高速で回転できる磁石円盤を設け、該円盤の上に非
   磁化素材からなる固定板を設置し、周囲を非磁化素材か
   らなる弾性体で囲繞して該固定板の上に研磨容器装入部
   を形成し、該研磨容器装入部に非磁化素材からなる１個
   以上の研磨容器を脱着自在に装入すると共に、研磨容器
   の回転阻止手段を設けた磁力による研磨機を用い、 研磨容器に被研磨材と、磁化素材からなる金属製の研磨
   材と、少量の界面活性剤を含む研磨液を入れ、研磨容器
   装入部に固定し、磁石円盤を高速で回転させることを特
   徴とする磁力による研磨方法。
3. （３）円盤の表面を中心点を通過する１以上の直線によ
   り分画し、各分画を交互にＳ極ゾーン及びＮ極ゾーンと
   した高速で回転できる磁石円盤を設け、該円盤の上に非
   磁化素材からなる固定板を設置し、周囲を非磁化素材か
   らなる弾性体で囲繞して該固定板の上に研磨容器装入部
   を形成し、該研磨容器装入部に非磁化素材からなる１個
   以上の研磨容器を脱着自在に装入すると共に、研磨容器
   の回転阻止手段を設けた磁力による研磨機を用い、 研磨容器に被研磨材と、非磁化素材からなる金属製の研
   磨材と、磁石片からなる撹拌材と、少量の界面活性剤を
   含む研磨液を入れ、研磨容器装入部に固定し、磁石円盤
   を高速で回転させることを特徴とする磁力による研磨方
   法。
4. （４）撹拌材が円盤状永久磁石であって、少なくとも円
   周面がプラスチックス素材またはゴム弾性を有する素材
   により被覆されている請求項第３項記載の磁力による研
   磨方法。