JPH0985612A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円柱形状の外形を有する回転式研磨部材を備
えた研磨装置において、研磨部材の内部から研磨液を供
給しながら研磨加工を行うことができるようにする。 【解決手段】 研磨装置は中空円柱形状を有する研磨部
材１と、この研磨部材１を加工対象面８に対して平行方
向に軸支するフレーム２と、研磨部材１を回転させるた
めの駆動手段３とを備えている。また、研磨装置は研磨
部材１の内部に軸方向に挿入される散布管４と、この散
布管４に研磨液を供給するための研磨液供給手段とを備
えている。散布管４は、研磨部材１内部に研磨液を散布
するための散布孔４１を有し、研磨部材１は通液性を有
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円柱形状の外形を
有する回転式の研磨部材を備えた研磨装置に係り、とり
わけ、研磨部材の内部から研磨液を供給しながら研磨加
工を行うことのできる研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電解バフ研磨等の研磨加工を行う
研磨装置には、例えば特開昭５３−１３２８９３号公報
や特開昭６１−２１９５２６号公報に記載されている研
磨装置のように、円盤形の回転式研磨部材を備えたもの
が多い。しかし、このような円盤形の研磨部材を備えた
研磨装置には次のような問題点がある。まず第１に、研
磨部材の回転中心側と外周側とでは回転による速度が大
きく異なる。すなわち、研磨部材の速度は回転中心側か
ら外周側へ行くに従って半径に比例して増大することに
なる。

【０００３】第２に、研磨部材の回転中心側と外周側と
では、対応する加工面の表面粗さが異なってしまう。例
えば図５に示すように、研磨部材２０を加工面上で直線
状に移動させながら研磨加工を行った場合の加工軌跡で
比較すると、研磨部材２０の回転中心２１側に対応する
加工軌跡２２は、外周側に対応する加工軌跡２３に比べ
て目が粗くなる。このため、研磨部材の回転中心２１側
に対応する加工面は、外周側に対応する加工面に比べて
表面粗さが粗くなってしまう。

【０００４】第３に、図６に示すように、細長いワーク
２５の表面加工を行う場合、研磨部材２０をワーク２５
加工面に対して平行に支持しながら移動させるために、
ワーク２５の両側方および両端を比較的大きな支え板２
６，２６で囲む必要がある。そして、結果的にこれらの
支え板２６，２６の大部分も同時に研磨することになっ
てしまう。このため、ワーク表面の本来の加工面積に対
して、支え板部分の無駄な加工面積の方が大きくなり、
加工効率が悪化してしまう。

【０００５】第４に、研磨部材の内部から電解液等の研
磨液を供給しながら研磨加工を行う場合、研磨部材の回
転中心側と外周側とでは、対応する加工面への研磨液の
供給量が異なってしまう。すなわち、研磨部材の回転に
より半径に比例して増大する遠心力が研磨部材外周側の
研磨液を飛散させてしまう等の理由から、研磨部材の回
転中心側から外周側へ行くに従って単位加工面積に対す
る研磨液の量が減少してしまう。

【０００６】そこで、例えば特開昭５２−１４９６９７
号公報に記載されているような、加工対象面に対して水
平方向に軸支された円柱形の研磨部材を備えた研磨装置
も提案されている。このような研磨装置によれば、研磨
部材の加工面に接する部分は、回転中心からの半径が一
定の外周面のみであり、このため加工軌跡も研磨部材全
体で一定となる。従って、上記円盤形の研磨部材を備え
た研磨装置の第１、第２の問題点は解消されることにな
る。

【０００７】また、図７および図８に示すように、細長
いワーク５１の表面加工を行う場合でも、円柱形の研磨
部材を支持するための支え板５２は小さなものでよい。
また、支え板５２のうち、結果的に研磨加工の対象とな
ってしまう部分はわずかな部分で済むことになる。この
ため、上記第３の問題点もかなり解消されることにな
る。

【０００８】さらに、上記第４の問題点についても、円
柱形状の外形を有する研磨部材の内部から電解液等の研
磨液を供給しながら研磨加工を行うようにできれば、上
記円盤形の研磨部材を備えた研磨装置のような、研磨部
材の回転中心からの半径の差による研磨液の供給量の違
いという問題は解消されるはずである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開昭５３−１３２８９３号公報や特開昭６１−２１
９５２６号公報に記載されている研磨装置のように、円
盤形の回転式研磨部材の内部から研磨液を供給しながら
研磨加工を行うことができる研磨装置は既に提案されて
いるにもかかわらず、円柱形状の外形を有する回転研磨
部材を備えた研磨装置においては、研磨部材の内部から
研磨液を供給する構造の研磨装置はいまだ提案されてい
ない。

【００１０】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、円柱形状の外形を有する回転式研磨部材を
備えた研磨装置において、研磨部材の内部から研磨液を
供給しながら研磨加工を行うことのできる研磨装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の研磨装置は、中
空の円柱形状をなし、通液性を有する研磨部材と、この
研磨部材を加工対象面に対して平行方向に軸支するフレ
ームと、前記研磨部材を回転させるための駆動手段と、
前記研磨部材の内部に軸方向に挿入されるとともに、前
記研磨部材の内側に研磨液を散布するための複数の散布
孔を有する散布管と、この散布管に研磨液を供給するた
めの研磨液供給手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】本発明の研磨装置によれば、駆動手段によ
って研磨部材を回転させながら、研磨液供給手段によっ
て散布管に研磨液を供給する。散布管に供給された研磨
液は散布管の散布孔から研磨部材の内側に散布され、研
磨部材の回転による遠心力で通液性を有する研磨部材の
外周面に流出する。そして、研磨部材の外周面を加工対
象面に対して押圧しながら移動させることにより、研磨
液による研磨加工を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１乃至図４は本発明の一
実施形態を示す図である。

【００１４】図１および図２において、研磨装置は中空
円柱形状を有する研磨部材１と、この研磨部材１を加工
対象面８に対して平行方向に軸支するフレーム２と、こ
のフレーム２内に配設され研磨部材１を回転させるため
の駆動手段３とを備えている。また、研磨装置は上記研
磨部材１の内部に軸方向に挿入されるとともに、研磨部
材１の内側に研磨液を散布するための散布管４と、この
散布管４に研磨液を供給するための研磨液供給手段（図
示せず）とを備えている。ここで、研磨液としては例え
ば電解研磨用の電解液や、電解砥粒複合研磨用に電解液
中に砥粒を分散させた研磨液等が用いられる。

【００１５】図１乃至図４に示すように、上記研磨部材
１は、両端面１３，１４及びこれらの間に位置する円筒
部１１を有し円筒部１１に複数の通液孔１２が形成され
た支持体１０と、この支持体１０の円筒部１１外周面を
被覆するとともに多孔質粘弾性体または多孔質弾性体よ
りなる研磨体１８とを有している。すなわち、研磨部材
１は全体として、略半径方向に研磨液が通過可能な、通
液性を有する構造となっている。なお、上記支持体１０
の円筒部１１は複数の通液孔１２が形成されたものの
他、金網状をなしたものであってもよい。

【００１６】また、図１に示すように、支持体１０は、
その両端面１３，１４中央部に各々突設されフレーム２
によって支持される回転軸１５，１６を有している。こ
のうち、支持体１０の端面１４側の回転軸１６は、上記
散布管４を貫通させるために円筒形状を有している。さ
らに、図２乃至図４に示すように、支持体１０はその両
端面１３，１４に各々複数カ所ずつ開口し余剰の研磨液
を外部に排出するための研磨液排出孔１７を有してい
る。図３および図４に示すように、これらの研磨液排出
孔１７は、その外縁から支持体１０の円筒部１１内周面
までの半径方向の距離ｔが一定となるよう配置されてい
る。

【００１７】次に、上記散布管４は、支持体１０の回転
軸１５側の端部が閉塞された細管形状を有している。ま
た、散布管４は、支持体１０の円筒部１１内側に均一に
研磨液を散布するための複数の散布孔４１を有してい
る。また、散布管４は、支持体１０の回転軸１６側にお
いて自らをフレーム２に対して固定するための固定部４
２と、この固定部４２からフレーム２の外方へ延びる延
長部４３を有している。そして、この延長部４３には、
上記研磨液供給手段と散布管４とを連結する研磨液供給
管５が接続されている。

【００１８】次に、図１に示すように、上記駆動手段３
は支持体１０の回転軸１５に固着されたプーリ３０と、
このプーリ３０の上方に配設されモータ３１によって駆
動されるプーリ３２と、両プーリ３０，３２間に掛渡さ
れたベルト３３とを有している。なお、この駆動手段３
における動力伝達としては、上記プーリ３０，３２とベ
ルト３３に限らず、スプロケットとチェーン、あるいは
歯車の組合せ等を用いてもよい。

【００１９】次に、図１および図２に示すように、研磨
装置は研磨部材１の外周面を覆うとともに研磨部材１の
加工対象面８に対応する部分を開放する研磨部材カバー
６を備えている。この研磨部材カバー６は、図２に示す
ように、研磨部材１の外周面の一側を覆うカバー本体６
０ａおよび研磨部材１の外周面の他側を覆うカバー本体
６０ｂとを有している。また、研磨部材カバー６は、カ
バー本体６０ａ，６０ｂの両端縁から各々研磨部材１の
中心方向へ延びる側方ガイド部６２ａ，６２ｂを有して
いる。そして、研磨部材カバー６のカバー本体６０ａ，
６０ｂ上部には各々複数のブラケット６３が取付けら
れ、これらのブラケット６３を介して研磨部材カバー６
がフレーム２に対して取付けられている。

【００２０】ここで、研磨部材１の研磨体１８外周面と
研磨部材カバー６のカバー本体６０ａ，６０ｂ内面との
間の間隙寸法ｄ₁ ，ｄ₂ は、研磨部材１回転時に研磨体
１８が遠心力で半径方向に膨脹してもカバー本体６０
ａ，６０ｂ内面に接触することのない程度に広く、かつ
研磨体１８外周面から流出する研磨液を研磨部材カバー
６内で効果的に保持しうる程度に狭く設定することが好
ましい。さらに、上記間隙寸法ｄ₁ ，ｄ₂ の適正値は研
磨部材１の回転速度等の加工条件によって変動し得るた
め、上記研磨部材カバー６およびブラケット６３を間隙
寸法ｄ₁ ，ｄ₂ の調節が可能となるように構成すること
が好ましい。

【００２１】また、本発明による研磨装置で電解研磨や
電解砥粒複合研磨を行う場合は、研磨部材１の支持体１
０を導体材料よりなるものとし、研磨液は上述したよう
な電解液を含むものとする。さらに、研磨装置は例えば
図２に示すように、フレーム２を介して支持体１０（陰
極側）と加工対象物８（陽極側）との間に電流を流すた
めの電源部７を備えたものを用いる。

【００２２】次に、このような構成よりなる本実施形態
の作用について説明する。本実施形態の研磨装置によれ
ば、駆動手段３によって研磨部材１を回転させながら、
研磨液供給手段によって研磨液供給管５から散布管４に
研磨液を供給する。散布管４に供給された研磨液は散布
管４の散布孔４１から研磨部材１の支持体１０内側に散
布され、研磨部材１の回転による遠心力で支持体１０の
通液孔１２を通って研磨体１８の外周面まで運ばれる。
そして、研磨部材１の研磨体１８外周面を加工対象面８
に対して押圧しながら移動させることにより、研磨液に
よる研磨加工を行うことができる。また、研磨部材１が
支持体１０の円筒部１１を被覆するとともに多孔質粘弾
性体または多孔質弾性体よりなる研磨体１８を有するこ
とにより、凹凸のある加工対象面８にも研磨体１８の外
周面が変形して密着し、効果的に研磨加工を行うことが
できる。

【００２３】次に、研磨部材１の外周面を覆う研磨部材
カバー６のカバー本体６０ａ，６０ｂにより、遠心力で
研磨部材１の研磨体１８外周面から研磨液が飛散するこ
とを防止し、研磨部材カバー６の側方ガイド部６２ａ，
６２ｂによって、研磨体１８外周面から両端部方向への
研磨液の流出を抑制することができる。このため、研磨
液を研磨体１８外周面の周囲に効果的に保持することが
できる。

【００２４】次に、散布管４を通じて研磨液を一定量以
上供給すれば、研磨部材１の回転による遠心力で支持体
１０の円筒部１１内側にほぼ一定厚さの研磨液の層が形
成され、このことにより支持体１０から研磨体１８の全
体に渡っての研磨液の均一な流出が保たれる。また、研
磨液の供給が過剰となり支持体１０内部が研磨液で満た
されることがあれば、研磨液の供給圧力の影響等により
研磨液の均一な流出が保たれなくなるおそれがあるが、
本実施形態の研磨装置によれば研磨液の供給が過剰にな
ったとしても、そのような事態を回避することができ
る。すなわち、図３および図４に示すように、支持体１
０の研磨液排出孔１７が、その外縁から支持体１０の円
筒部１１内側までの半径方向の距離ｔが一定となるよう
配置され、この研磨液排出孔１７から余剰の研磨液が排
出されるため、研磨液の供給が過剰になったとしても支
持体１０内部が研磨液で満たされることはない。また、
研磨液の供給が一定量以上確保されている限り、常に支
持体１０の円筒部１１内側に厚さｔの研磨液の層が形成
されることになる。このため、研磨液供給手段による研
磨液の供給を細かく調節しなくても、常に支持体１０の
円筒部１１内側に一定厚さｔの研磨液の層を形成し、支
持体１０から研磨体１８の全体に渡っての研磨液の均一
かつ安定した流出を保つことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、円
柱形状の外形を有する研磨部材の内部から研磨液を供給
しながら研磨加工を行うことができる。このため、研磨
部材の接触する加工面の全体に渡って一定量の研磨液を
供給しながら、加工面全体に均一な研磨加工を行うこと
ができる。また、細長いワーク等に対する研磨液による
研磨加工においても極めて効率的な加工を行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による研磨装置の一実施形態を示す縦断
面図。

【図２】図１に示す研磨装置のII‐II線方向断面図。

【図３】図１に示す研磨装置の研磨部材の要部を拡大し
て示す図。

【図４】図３に示す研磨部材のIV‐IV線方向断面図。

【図５】従来の円盤形の研磨部材を備えた研磨装置の加
工軌跡を示す平面模式図。

【図６】従来の円盤形の研磨部材を備えた研磨装置によ
る、細長いワークの研磨加工を示す平面模式図。

【図７】円柱形状の外形を有する研磨部材を備えた研磨
装置による、細長いワークの研磨加工を示す平面模式
図。

【図８】図７のVIII‐VIII線方向断面図。

【符号の説明】

１ 研磨部材 ２ フレーム ３ 駆動手段 ４ 散布管 ６ 研磨部材カバー ７ 電源部 ８ 加工対象面（加工対象物） １０ 支持体 １１ 支持体の円筒部 １２ 通液孔 １３，１４ 支持体の端面 １７ 研磨液排出孔 １８ 研磨体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空の円柱形状をなし、通液性を有する研
   磨部材と、 この研磨部材を加工対象面に対して平行方向に軸支する
   フレームと、 前記研磨部材を回転させるための駆動手段と、 前記研磨部材の内部に軸方向に挿入されるとともに、前
   記研磨部材の内側に研磨液を散布するための複数の散布
   孔を有する散布管と、 この散布管に研磨液を供給するための研磨液供給手段
   と、を備えたことを特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】前記研磨部材は、両端面を有する円筒形状
   をなしその外周面に複数の通液孔が形成された支持体
   と、この支持体の外周面を被覆するとともに多孔質粘弾
   性体または多孔質弾性体よりなる研磨体とを有すること
   を特徴とする請求項１記載の研磨装置。
3. 【請求項３】前記フレームに対して取付けられ、前記研
   磨部材の外周面を覆うとともに前記研磨部材の加工対象
   面に対応する部分を開放する研磨部材カバーを更に備え
   たことを特徴とする請求項１または２記載の研磨装置。
4. 【請求項４】前記研磨部材の支持体は、その両端面に開
   口し余剰の研磨液を外部に排出するための研磨液排出孔
   を有することを特徴とする請求項２または３に記載の研
   磨装置。
5. 【請求項５】前記研磨部材の支持体は導体材料よりな
   り、 前記研磨液は電解液を含み、 前記研磨部材の支持体と加工対象物との間に電流を流す
   ための電源部を更に備えたことを特徴とする請求項２乃
   至４のいずれかに記載の研磨装置。