JPH06312362A - 量産用磁気研磨機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大量の被研磨物を一挙に効率よく研磨するに
あたり、磁石円盤の円周を極度に大きくすることなく、
更に回転速度を高める以外の方法で研磨用小片の動きを
より激しくする方法を提供する。 【構成】 一対のプーリーにより駆動されるベルトコン
ベア或いはターンテーブルに、脱着自在、位置づれしな
いように複数の研磨容器を懸架または載置する一方、非
磁性素材からなる円盤の表面を、団塊状の強力なＳ極ゾ
ーンと強力なＮ極ゾーンに交互に分画した複数の磁石円
盤を、相互に近接させて高速で回転させ、上記コンベア
ベルト或いはターンテーブルに懸架または載置した研磨
容器を、容器底が磁石円盤に接触しない間隙を保って上
記磁石円盤列上をゆっくりと移動させると共に、容器内
に被研磨物と、多数の研磨用小片と、場合によっては非
磁性素材で被覆された複数個の永久磁石片が装入されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、指輪、指輪の枠、ペン
ダント、ブローチ等の宝飾品、ネジ、シャフト、時計の
針等の精密機械の部品、集積回路の部品等、小型であっ
て、研磨中におけるわずかな形状変化も許せない物品
を、元の形状を細部に至るまで正確に維持したまま大量
に効率よく研磨することができる量産用磁気研磨機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は特公平４−２６９８１号公報
において、強力なＳ極ゾーンとＮ極ゾーンが交互に存在
する磁石円盤を高速で回転させ、この上に非磁性容器を
脱着自在に装入し、容器内に被研磨素材と、多数の研磨
用小片と、場合によっては非磁性素材で被覆された複数
の永久磁石片が装入された磁気研磨機を開示した。この
方法は、激しく変換する磁場の影響を受けて磁性素材か
らなる研磨用小片が激しく回転して被研磨素材に激突す
るものである。この際、被研磨素材は磁気の影響を受け
ないため、相互に激突することがなく、研磨用小片のみ
が激突し、被研磨素材の繊細な形状を変化させることな
く、複雑な形状の細部に至るまで高速で研磨することが
できるものである。上記磁気研磨機によれば、宝飾品を
始め各種工業製品のパーツ類を、バレル研磨におけるよ
うに、金属が叩かれて硬化したり変形することなく研磨
することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術は、磁石円盤の上に安全上必要なスペースを保って
研磨用の容器を脱着自在に装入し、この容器内に被研磨
物を装入して研磨するものであるため、研磨が行われる
部位は磁石円盤の磁気影響力の及ぶ範囲に限定される。
したがって、大型の研磨容器を用いたり、研磨容器を深
くして大量の被研磨物を装入しても効率よく研磨するこ
とはできない。すなわち、研磨力の及ぶ範囲は磁石円盤
の大きさと、埋設した磁石の磁力の強さ及び数の制約を
受ける。したがって、大量研磨を意図する場合には磁石
円盤の径を増大させることも考えられるが、極端な径の
増大は円盤周縁部における極端な周速度の増大をもたら
し、安全上、また安定運転の上からも限界があった。

【０００４】更に、研磨効率を上げるためには磁石円盤
の回転速度を高めることにより一応達成されるが、現実
の実施において、３０００ｒｐｍ程度でほぼ上限に達
し、更に回転速度を上げても研磨用小片のより激しい動
きを期待することはできなかった。そこで、回転速度を
高める以外の方法で研磨用小片の動きをより激しくし、
且つ、磁石円盤の円周を極度に大きくすることなく、大
量の被研磨物を一挙に効率よく研磨する方法が求められ
ていた。

【０００５】

【課題解決の手段】本発明は上記課題を解決することを
目的とし、その構成は、一対のプーリーにより駆動され
るベルトコンベア或いはターンテーブルに、脱着自在、
位置づれしないように複数の研磨容器を懸架または載置
する一方、非磁性素材からなる円盤の表面を、円周に沿
って団塊状のＳ極ゾーンとＮ極ゾーンに交互に分画し、
Ｓ極ゾーンには永久磁石を上面をＳ極にして埋設し、Ｎ
極ゾーンには永久磁石を上面をＮ極にして埋設した複数
の磁石円盤を、相互に近接させて高速で回転させ、上記
コンベアベルト或いはターンテーブルに懸架または載置
した研磨容器を、容器底が磁石円盤に接触しない間隙を
保って上記磁石円盤列上をゆっくりと移動させると共
に、研磨容器内に被研磨物と、多数の研磨用小片と、場
合によっては非磁性素材で被覆された複数個の永久磁石
片が装入されていることを特徴とする。

【０００６】本発明の量産用磁気研磨機は、複数個の磁
石円盤を別個のモーターにより回転させてもよいが、磁
石円盤を複数個並べモーターによる回転力をそのまま或
いは減速して１個の磁石円盤と同軸のギャーに伝達し、
この回転力を隣接する磁石円盤と同軸のギヤーに伝達
し、磁石円盤を交互に反対方向に回転させることが好ま
しい。この磁石円盤列の上にベルトコンベア或いはター
ンテーブルを配置し、磁石円盤回転用モーター或いは別
のモーターを極端に減速してベルトコンベア或いはター
ンテーブルをゆっくりと回転させる。このベルトコンベ
アに、被研磨物を収納する容器を脱着自在に懸架し、或
いは載置する。或いは、ターンテーブル上に研磨容器を
載置する。磁石円盤はアルミニウム、プラスチックス等
の非磁性素材からなり、この素材に強力な棒状永久磁石
を埋設したものが好ましい。

【０００７】磁石円盤は、表面を中心点を通過する１以
上の直線により分画し、かくして得られた偶数個の分画
を交互にＳ極ゾーン及びＮ極ゾーンとすることが好まし
く、一般に団塊状のＳ極ゾーン及びＮ極ゾーンが円周に
沿って交互に配置された形状となる。Ｓ極ゾーンには複
数の永久磁石、好ましくは棒状の永久磁石をＳ極を上に
して配列し、Ｎ極ゾーンには複数の永久磁石をＮ極を上
にして配列することにより、Ｓ極ゾーン及びＮ極ゾーン
が得られる。Ｓ極ゾーン及びＮ極ゾーンはそれぞれ円周
のみでなく、中心部付近にも磁力が存在することが好ま
しく、２対、３対……の扇形の磁極ゾーンが得られる。
Ｓ極ゾーン及びＮ極ゾーンが２対、すなわち各２個ずつ
であると、磁石円盤が１回転すると、Ｓ→Ｎ→Ｓ→Ｎと
４回磁場が変換し効率よく研磨される。

【０００８】磁場の変換回数は２００〜１万回／分であ
り、好ましくは５００〜５０００回／分である。一般に
変換回数が増加すると仕上がりが速いが、変換回数のみ
を増加しても研磨用小片の大きさ、形状或いは撹拌用永
久磁石の形状、大きさ、被研磨材と容器との関係などが
相互に関連して常に好ましく研磨できるものではない。

【０００９】磁石円盤の上には磁石円盤とは異なる速度
でゆっくりと回転する一対のプーリーにより駆動される
垂直なベルトコンベアを設ける。このベルトコンベアの
外面に蓋付容器を懸架或いは載置するための係合手段を
設ける。係合手段は特に限定はないが、ベルトコンベア
の外周にアリ溝を設け、蓋付容器にこのアリ溝と係合す
る突条を設けてもよい。或いはベルトコンベアの最下端
から間歇的に底板を延出し、該底板上に容器を載置する
ようにしてもよい。或いは、ベルトコンベアの最下端に
浅い蓋なしの容器を複数個間歇的に固定し、研磨にあた
り、この容器中に蓋付の研磨用容器を収納してもよい。
いずれにしても研磨用の蓋付容器は、高速で回転する磁
石円盤上をわずかな間隙を保ってベルトコンベアにより
ゆっくりと移動するものである。

【００１０】エンドレスベルトを水平に張設し、プーリ
ーの対により極度にゆっくりと回転させ、上のベルト上
に研磨用の蓋付容器を載置し、このベルトの下面にわず
かな間隙を保って磁石円盤の列を高速で回転させること
もできる。

【００１１】更に、図４に示すようにターンテーブルを
ゆっくりと回転させ、このターンテーブル上に研磨用の
蓋付容器を載置し、ターンテーブル下面にわずかな間隙
を保って磁石円盤の列を高速で回転させることもでき
る。

【００１２】本発明に使用する蓋付の研磨容器はプラス
チックス、アルミニウムなどの非磁性素材からなり、被
研磨物を収納でき、研磨用小片が自由に回転できる大き
さと、研磨作業中に内容物がこぼれない蓋を要する。必
要に応じて内容物の交換洗浄ができる円筒型容器が好ま
しい。研磨容器はベルトコンベア或いはターンテーブル
との関係においてこれらの回転につれて落下、転倒しな
い係合手段を有するものである。

【００１３】例えば、垂直型のベルトコンベアの場合に
はベルトコンベア自体の外周に係合手段を設け、この係
合手段と係合できる突起或いは突条を有するようにす
る。また、水平に移動するベルトコンベアやターンテー
ブル、或いは垂直に移動するベルトコンベアであっても
ベルトコンベアの最下端から水平な底板が延出した場合
には、研磨容器を載置する手段を設ける。ターンテーブ
ル或いは水平なベルトコンベアの上に、蓋付容器が位置
ずれしない程度の固定手段、例えば容器の外周とほぼ一
致する浅い突条などを設ければよい。また、垂直なベル
トコンベアの場合には研磨容器を収納できる浅い容器を
間歇的に設けることもできる。

【００１４】本発明の研磨容器はプラスチックやアルミ
ニウムなどの非磁性素材からなる容器であり、ベルトコ
ンベアやターンテーブルに脱着自在であると共に、ベル
トコンベアやターンテーブルに懸架或いは載置した場合
には位置ずれしないことを要する。蓋付容器には、被研
磨物と研磨用小片と、必要に応じ研磨をより効率的に行
うための少量の研磨液を注入する。研磨液には界面活性
剤、防錆剤、艶出し剤などが配合されている。

【００１５】研磨用小片は被研磨物と共に研磨容器に多
数装入し、これらの小片は磁場におかれることにより磁
化して交互にＳ極、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、反転して一部が被研磨物
の微細な凹凸の中にも侵入し、しかも激しく撹乱、振動
するため、被研磨物が均一に研磨される。研磨用小片の
素材としては、硬質ステンレス、その他のニッケル鋼、
クロム鋼などの非腐蝕性金属が挙げられる。すなわち、
金属片を研磨できる程度に硬質であると共にさび難い磁
化素材であればよい。その形状は棒状、球状などがある
が、磁化素材の場合は棒状が好ましい。

【００１６】仕上げ研磨にあたっては，微細な衝撃を極
度に頻繁に与えることが好ましいため、衝撃の柔らかさ
の点から球状の研磨用小片が好ましい。球状の研磨用小
片を用いる場合には、研磨用小片より大型の撹拌用磁石
を研磨用小片と共に装入する。研磨用小片が非磁化素材
であっても、大型の撹拌用永久磁石が回転することによ
り研磨用小片を撹拌させて研磨力を付与する。撹拌用磁
石は自転中に破損したり、被研磨材を汚染させることを
防ぐためにプラスチックス素材などの柔軟な非磁性皮膜
で被覆することが好ましい。その形状は円筒状、円盤状
などがあり、撹拌効率の高いものが好ましい。

【作用】本発明は相互に回転方向の異なる磁石円盤を近
接して設けることにより、一方の磁石円盤により形成さ
れる磁界の変化の他に、近接する磁石円盤による磁界の
変化が影響して研磨用小片の動きはより複雑となり、比
較的小さい回転速度でも研磨用小片の動きをより複雑
に、且つ激しくすることができる。更に、被研磨物を装
入した容器はベルトコンベアにより配列した研磨用小片
上をゆっくりと移動するため、各種回転円盤のあらゆる
部位上で研磨され、研磨のムラが生じない。また、磁石
円盤も極端に径の大きいものを使用しないため、周速度
も一定値を越えず安全が確保され、一挙に大量の被研磨
物を研磨することが可能にあった。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の１実施例の斜視図であり、図
２は図１の一部切欠を有する側面図であり、図３は磁石
円盤の永久磁石の配置の１例を示す平面図、図４は他の
実施例の一部切欠を有する平面図、図５は図４の断面図
である。

【００１８】１は垂直に設置されたプーリー２により駆
動されるコンベアベルトであり、プーリー２はモーター
３によりウォームギヤ４及びウォームホイール５を介し
て極度に減速されて駆動される。コンベアベルト１の外
周には一定間隔を保ってアリ溝６を有するプロフィル７
が係合手段として固定されている。８は研磨容器であり
蓋９を有する。蓋９は研磨容器８の振動により外れない
ものであればよい。研磨容器８の外周にはプロフィル７
のアリ溝６内を摺動できる突条１０を固定した。研磨容
器８の突条１０をベルトコンベア１のアリ溝６に係合さ
せて摺動させながら下方に押し下げるとアリ溝６の底板
１１で容器の下降は終結し、容器がこれ以上下降するこ
とがない。

【００１９】１２は円盤収納部であり、内部にモーター
１３により駆動される磁石円盤１４がある。磁石円盤１
４は１個がギヤー１５を介してモーター１３により直接
駆動され、このギヤーが他の隣接する磁石円盤１４と同
軸の磁石円盤同軸ギヤー１５と相互に噛合することによ
り相互に隣接する複数の磁石円盤を同一の回転数で交互
に異なる方向に高速回転させることができる。研磨容器
８は磁石円盤１４の上にあるように、ベルトコンベアと
磁石円盤の相対位置を調節する。

【００２０】磁石円盤１４には図３に示すように棒状の
埋設永久磁石１６を埋設する。図３においては団塊状の
Ｓ極ゾーンＳとＮ極ゾーンＳを２対ずつ設けたが、１対
でも、また３対、４対以上に分割しても差支えない。各
ゾーンは団塊状であり、円周に沿って配列されている
が、可及的に磁石円盤の中央部付近にも埋設永久磁石１
６が配置されるように配慮した。Ｓ極ゾーンＳには棒状
の埋設永久磁石１６をＳ極を上にして埋設し、図３にお
いて「Ｓ」と表示し、Ｎ極ゾーンＮには棒状の埋設永久
磁石１６をＮ極を上にして埋設し、図３において「Ｎ」
と表示した。また、埋設永久磁石１６が充分に強力であ
れば各ゾーンに１個の永久磁石を埋設しても差支えな
い。

【００２１】本実施例においては、研磨容器８内には直
径０.5mm、長さ５mmの磁性ステンレスからなる多数の研
磨用小片を用いて多数の指輪用の枠を研磨した。磁石円
盤の回転数約１０００ｒｐｍで約２時間研磨を行った。
次いで仕上げ研磨として、直径０.6mmの非磁性の硬質ス
テンレス鋼からなる多数の研磨球を研磨用小片として用
いた。研磨球を激しく撹拌させるために、複数の撹拌用
磁石を用いた。撹拌用磁石にはポリ塩化ビニル製のカバ
ーを設け、磁石素材による或いは永久磁石の破損による
被研磨金属の汚染を防止した。更に、少量の界面活性
材、防錆剤及び艶出し剤を含む研磨液の中で研磨を行っ
た。１７はその際発生した泡である。回転数１５００ｒ
ｐｍで約１時間の仕上げ研磨の結果、従来の手作業と変
わらない美麗で繊細な曲線が活かされた研磨された枠を
得ることができた。

【００２２】図４、図５には他の実施例を示した。本実
施例においてはベルトコンベア１に変えてターンテーブ
ル２０を用いた。２１は枠体であり、ベアリング２２を
介してターンテーブルの外周の枠体２２を摺動可能に支
持している。ターンテーブル２０の内周面の支持体は図
示を省略した。２３はモーター、２４は減速機構、２５
は磁石円盤用ギヤーであり、磁石円盤同軸ギヤー１５に
回転を伝達する。したがって、減速機構２４の操作によ
り磁石円盤１４の回転数が決定される。磁石円盤同軸ギ
ヤー１５は相互に噛合しながらターンテーブル２０下面
に配列している。したがって、隣接する磁石円盤同士は
相互に近接し、しかも接触することなく交互に反対方向
に回転する。

【００２３】２６は磁石円盤用ギヤー２５と同軸のター
ンテーブル用のギヤーであり、ギヤー２６とターンテー
ブルの内周付近の下面に装着されたターンテーブル下面
ギヤー２７の内歯歯車と噛合して大幅に減速している。
しかし未だ減速が不充分な場合には他の減速機構を設け
てターンテーブルの回転を更に減速させる。２８はター
ンテーブル上に設けた研磨容器８の底部が嵌合する円環
状の突条である。この突条により研磨容器８は振動によ
り位置ずれすることなく静かにターンテーブル上を移動
する。本実施例においても大量の被研磨物の研磨が円滑
に行われた。

【００２４】

【発明の効果】多数の磁石円盤を相互に接触することな
く、近接して配置して交互に反対方向に回転させ、多数
の研磨容器をターンテーブルやベルトコンベアにより、
配列する磁石円盤の磁力圏内をゆっくりと移動させる本
発明により、研磨用小片の動きがより活発化し、しかも
磁石円盤の直径を極端に拡大することなく、大量の被研
磨物を一挙に研磨することに成功した。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の１実施例の斜視図である。

【図２】図２は図１の一部切欠を有する側面図である。

【図３】図３は磁石円盤の永久磁石の配置の１例を示す
平面図である。

【図４】図４は他の実施例の一部切欠を有する平面図で
ある。

【図５】図５は図４の断面図である。

【符号の説明】

１ ベルトコンベア ２ プーリー ６ アリ溝 ７ プロフィル ８ 研磨容器 ９ 蓋 １０ 突条 １１ 底板 １２ 円盤収納部 １４ 磁石円盤 １５ 磁石円盤同軸ギヤー １６ 埋設永久磁石 ２０ ターンテーブル ２１ 枠体 ２２ ベアリング ２４ 減速機構 ２５ 磁石円盤用ギヤー ２６ ターンテーブル用ギヤー ２７ ターンテーブル下面ギヤー ２８ 円環状突条

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の垂直なプーリーにより駆動される
   ベルトコンベアの外面に複数の係合手段を一体に固定
   し、該係合手段に脱着自在に懸架または載置される非磁
   性素材からなる研磨容器を設ける一方、非磁性素材から
   なる円盤の表面を、団塊状のＳ極ゾーンとＮ極ゾーンに
   円周に沿って交互に分画し、Ｓ極ゾーンには永久磁石を
   上面をＳ極にして埋設し、Ｎ極ゾーンには永久磁石を上
   面をＮ極にして埋設した複数の磁石円盤を、相互に近接
   させて高速で回転させ、上記ベルトコンベアに懸架また
   は載置した研磨容器を、研磨容器底が磁石円盤に接触し
   ない間隙を保って上記磁石円盤列上をゆっくりと移動さ
   せると共に、研磨容器内に被研磨物と、多数の研磨用小
   片と、場合によっては非磁性素材で被覆された複数個の
   永久磁石片が装入されていることを特徴とする量産用磁
   気研磨機。
2. 【請求項２】 ターンテーブル或いは表裏面を水平にし
   てゆっくりと移動するベルトコンベアの表面上に複数の
   研磨容器を載置する一方、非磁性素材からなる円盤の表
   面を、団塊状のＳ極ゾーンとＮ極ゾーンに円周に沿って
   交互に分画し、Ｓ極ゾーンには永久磁石を上面をＳ極に
   して埋設し、Ｎ極ゾーンには永久磁石を上面をＮ極にし
   て埋設した複数の磁石円盤を、上記ベルトコンベア或い
   はターンテーブルの下面で、相互に近接させ、且つベル
   トコンベア或いはターンテーブルと接触しない間隙を保
   って高速で回転させると共に、研磨容器内に被研磨物
   と、多数の研磨用小片と、場合によっては複数の非磁性
   素材で被覆された永久磁石片が装入されていることを特
   徴とする量産用磁気研磨機。