JPH10180611A - 複数の交番磁界生成による磁気研摩方法及び装置 - Google Patents
複数の交番磁界生成による磁気研摩方法及び装置Info
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- JPH10180611A JPH10180611A JP8344326A JP34432696A JPH10180611A JP H10180611 A JPH10180611 A JP H10180611A JP 8344326 A JP8344326 A JP 8344326A JP 34432696 A JP34432696 A JP 34432696A JP H10180611 A JPH10180611 A JP H10180611A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/02—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving rotary barrels
- B24B31/033—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving rotary barrels having several rotating or tumbling drums with parallel axes
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- B24B1/005—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes using a magnetic polishing agent
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は交番磁界により、メディアをワー
ク面に交番打撃して研摩することを目的としたものであ
る。 【解決手段】 複数の交番磁界を組み合わせて所望の拡
がりを持つ交番磁界を生成させ、該交番磁界の内にメデ
ィアとワークを自由状態に配置して磁気研摩することを
特徴とした交番磁界生成による磁気研摩方法。回転板上
へ複数の磁石を配置して交番磁界生成ユニットを構成
し、該交番磁界生成ユニットの複数ユニットを並列し、
組み合わせて交番磁界を生成し、該組み合わせ交番磁界
内にメディアとワークを配置し、少くともメディアは自
由状態に置いたことを特徴とする交番磁界生成による磁
気研摩装置。
ク面に交番打撃して研摩することを目的としたものであ
る。 【解決手段】 複数の交番磁界を組み合わせて所望の拡
がりを持つ交番磁界を生成させ、該交番磁界の内にメデ
ィアとワークを自由状態に配置して磁気研摩することを
特徴とした交番磁界生成による磁気研摩方法。回転板上
へ複数の磁石を配置して交番磁界生成ユニットを構成
し、該交番磁界生成ユニットの複数ユニットを並列し、
組み合わせて交番磁界を生成し、該組み合わせ交番磁界
内にメディアとワークを配置し、少くともメディアは自
由状態に置いたことを特徴とする交番磁界生成による磁
気研摩装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交番磁界生成ユ
ニットの複数を組み合わせて、所望の拡がりを持った磁
気研摩用交番磁界を生成すると共に、前記交番磁界生成
ユニット間の死点を皆無にし、大型ワークでも均一磁気
研摩することを目的とした複数の交番磁界生成による磁
気研摩方法及び装置に関する。
ニットの複数を組み合わせて、所望の拡がりを持った磁
気研摩用交番磁界を生成すると共に、前記交番磁界生成
ユニット間の死点を皆無にし、大型ワークでも均一磁気
研摩することを目的とした複数の交番磁界生成による磁
気研摩方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来交番磁界を生成して、メディアとワ
ークを流動させる磁気研摩装置が広く知られており（特
公平４−２６９８１号）、回転板上の永久磁石の配置に
ついても、幾多の改良が加えられて、加工能率の増大
と、加工効率の向上が計られていた（特開平８−５２６
５０号）。
ークを流動させる磁気研摩装置が広く知られており（特
公平４−２６９８１号）、回転板上の永久磁石の配置に
ついても、幾多の改良が加えられて、加工能率の増大
と、加工効率の向上が計られていた（特開平８−５２６
５０号）。
【０００３】
【発明により解決すべき課題】前記従来の磁気研摩装置
は、交番磁界域が著しく制限されるので、必然的にワー
クの大きさ、形状に制約があり、ワークの形状と、大き
さに応じた研摩磁界を生成し、研摩することができない
問題点があった。また改良された研摩磁界によれば、均
等磁界を生成して、研摩効率の向上、製品の品質の向上
を図り、著しい成果をあげたけれども、ワークの形状、
大きさに制約があるという問題点は解決することができ
なかった。また磁石を固定する円板等を大きくすれば円
板の中心部と、周縁部の交番磁界の強さに大差を生じる
問題点があった。
は、交番磁界域が著しく制限されるので、必然的にワー
クの大きさ、形状に制約があり、ワークの形状と、大き
さに応じた研摩磁界を生成し、研摩することができない
問題点があった。また改良された研摩磁界によれば、均
等磁界を生成して、研摩効率の向上、製品の品質の向上
を図り、著しい成果をあげたけれども、ワークの形状、
大きさに制約があるという問題点は解決することができ
なかった。また磁石を固定する円板等を大きくすれば円
板の中心部と、周縁部の交番磁界の強さに大差を生じる
問題点があった。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】この発明は、複数の磁界生
成ユニットを組み合わせて配置すると共に、各磁界生成
ユニット間における磁界の死点を皆無にすることに成功
し、前記従来の問題点を解決したのである。
成ユニットを組み合わせて配置すると共に、各磁界生成
ユニット間における磁界の死点を皆無にすることに成功
し、前記従来の問題点を解決したのである。
【０００５】この発明によれば、所望の拡がりをもつ磁
界を生成させて、大型ワークに対応させ、高能率かつ高
効率で良質の研摩製品を提供できる。
界を生成させて、大型ワークに対応させ、高能率かつ高
効率で良質の研摩製品を提供できる。
【０００６】即ち方法の発明は、複数の交番磁界を組み
合わせて所望の拡がりを持つ交番磁界を生成させ、該交
番磁界内にメディアとワークを自由状態に配置して磁気
研摩することを特徴とした複数の交番磁界生成による磁
気研摩方法である。また他の方法の発明は、複数の交番
磁界を組み合わせて所望の拡がりを持つ交番磁界を生成
させ、該交番磁界内にメディアとワークを自由状態に配
置して磁気研摩すると共に、前記交番磁界に対するメデ
ィアとワークの相対位置を強制的に変化させて研摩する
ことを特徴とした複数の交番磁界生成による磁気研摩方
法である。
合わせて所望の拡がりを持つ交番磁界を生成させ、該交
番磁界内にメディアとワークを自由状態に配置して磁気
研摩することを特徴とした複数の交番磁界生成による磁
気研摩方法である。また他の方法の発明は、複数の交番
磁界を組み合わせて所望の拡がりを持つ交番磁界を生成
させ、該交番磁界内にメディアとワークを自由状態に配
置して磁気研摩すると共に、前記交番磁界に対するメデ
ィアとワークの相対位置を強制的に変化させて研摩する
ことを特徴とした複数の交番磁界生成による磁気研摩方
法である。
【０００７】次に装置の発明は、回転板上へ複数の磁石
を配置して交番磁界生成ユニットを構成し、該交番磁界
生成ユニットの複数ユニットを並列し、組み合わせ交番
磁界を生成し、該組み合わせ交番磁界内にメディアとワ
ークを配置し、少くともメディアは自由状態に置いたこ
とを特徴とする複数の交番磁界生成による磁気研摩装置
である。また他の装置の発明は、回転板上へ複数の磁石
を配置して交番磁界生成ユニットを構成し、該交番磁界
生成ユニットの複数ユニットを並列し、組み合わせて交
番磁界を生成し、該組み合わせ交番磁界内に少くとも自
由状態のメディアとワークを配置し、前記組み合わせ交
番磁界又はメディアとワークに関係位置の相対的変化手
段を付与したことを特徴とする複数の交番磁界生成によ
る磁気研摩装置であり、相対的変化手段は、ユニットを
固定した板の揺動装置、回転装置又は揺動と回転の組合
せ装置としたものである。
を配置して交番磁界生成ユニットを構成し、該交番磁界
生成ユニットの複数ユニットを並列し、組み合わせ交番
磁界を生成し、該組み合わせ交番磁界内にメディアとワ
ークを配置し、少くともメディアは自由状態に置いたこ
とを特徴とする複数の交番磁界生成による磁気研摩装置
である。また他の装置の発明は、回転板上へ複数の磁石
を配置して交番磁界生成ユニットを構成し、該交番磁界
生成ユニットの複数ユニットを並列し、組み合わせて交
番磁界を生成し、該組み合わせ交番磁界内に少くとも自
由状態のメディアとワークを配置し、前記組み合わせ交
番磁界又はメディアとワークに関係位置の相対的変化手
段を付与したことを特徴とする複数の交番磁界生成によ
る磁気研摩装置であり、相対的変化手段は、ユニットを
固定した板の揺動装置、回転装置又は揺動と回転の組合
せ装置としたものである。
【０００８】更に他の装置の発明は、磁石支持板へ、交
番磁界を発生する複数の磁石を設置し、前記支持板は固
定し、又は揺動させて、その上部にメディアとワークを
入れた容器を配置したことを特徴とする複数の交番磁界
生成による磁気研摩装置であり、方形底板の左右両側又
は前後、左右に、夫々側板を立設したコ状枠又は口状枠
の各板又はＬ状枠、方形枠、多角形枠などの他前記各枠
の前後を塞ぐ板に、夫々交番磁界を生成する磁石を取付
けたことを特徴とする複数の交番磁界生成による磁気研
摩装置である。また方形底板の左右両側又は前後、左右
に、夫々側板を立設したコ状枠又は口状枠の各板に、夫
々交番磁界を生成する磁石を取付け、前記コ状枠に揺動
手段を付与したことを特徴とする複数の交番磁界生成に
よる磁気研摩装置である。
番磁界を発生する複数の磁石を設置し、前記支持板は固
定し、又は揺動させて、その上部にメディアとワークを
入れた容器を配置したことを特徴とする複数の交番磁界
生成による磁気研摩装置であり、方形底板の左右両側又
は前後、左右に、夫々側板を立設したコ状枠又は口状枠
の各板又はＬ状枠、方形枠、多角形枠などの他前記各枠
の前後を塞ぐ板に、夫々交番磁界を生成する磁石を取付
けたことを特徴とする複数の交番磁界生成による磁気研
摩装置である。また方形底板の左右両側又は前後、左右
に、夫々側板を立設したコ状枠又は口状枠の各板に、夫
々交番磁界を生成する磁石を取付け、前記コ状枠に揺動
手段を付与したことを特徴とする複数の交番磁界生成に
よる磁気研摩装置である。
【０００９】前記発明において、ワークとメディアと、
交番磁界との相対位置を変化させるには、ワークとメデ
ィアを移動させる方法と、交番磁界を移動させる方法
と、両者を共に移動させる方法とがあるが、ワークの大
きさ、形状、交番磁界ユニットの状態などを勘案して適
宜定める。従って装置としては、何れか一方を移動する
手段を付与し、又は両方共に移動する手段を付与するな
どが考えられる。
交番磁界との相対位置を変化させるには、ワークとメデ
ィアを移動させる方法と、交番磁界を移動させる方法
と、両者を共に移動させる方法とがあるが、ワークの大
きさ、形状、交番磁界ユニットの状態などを勘案して適
宜定める。従って装置としては、何れか一方を移動する
手段を付与し、又は両方共に移動する手段を付与するな
どが考えられる。
【００１０】交番磁界のユニットにおいては、永久磁石
（回転させる）又は電磁石（回転しない）を適宜の位置
に配列し、これを回転するので、相互位置及び回転数に
よっては、磁界の変化に対し、メディアマスの流れが最
も効率のよいもの（条件）を実験的に選定する。追従で
きないような複雑な変化を与えても無意味であるから、
注意を要する。
（回転させる）又は電磁石（回転しない）を適宜の位置
に配列し、これを回転するので、相互位置及び回転数に
よっては、磁界の変化に対し、メディアマスの流れが最
も効率のよいもの（条件）を実験的に選定する。追従で
きないような複雑な変化を与えても無意味であるから、
注意を要する。
【００１１】また従来の交番磁界は、平板上へ同一大き
さ、形状の磁石を所定の方法に沿って配置しているが
（即ち同一平面上の配置）、例えば近接磁石の位置を上
下方向にずらすことにより、磁石の配置に立体的変化を
与えて磁界の形状に変化を与え、又は磁束を所望の方向
に向けるなどの変化を与えることもできる。
さ、形状の磁石を所定の方法に沿って配置しているが
（即ち同一平面上の配置）、例えば近接磁石の位置を上
下方向にずらすことにより、磁石の配置に立体的変化を
与えて磁界の形状に変化を与え、又は磁束を所望の方向
に向けるなどの変化を与えることもできる。
【００１２】この発明の磁性メディアとして色々の形状
や材質のものを使用することができるが、通常０．２〜
１．５mmのステンレス鋼のピンが使用される。ピンの両
端は半球状に丸められている。このピンが磁界の急速な
変化により激しく反転して大きな運動エネルギーを与え
られ、これがワークに衝突しショットピーニング効果に
よりワークの表面が加工される。衝突の際バーニシング
も行われるものと考えられる。研磨材を入れれば研磨も
行われる。図１２は交番磁界の中で磁性体のピンがどの
ように反転し運動エネルギを得てワークに衝突するかを
図示したものである。
や材質のものを使用することができるが、通常０．２〜
１．５mmのステンレス鋼のピンが使用される。ピンの両
端は半球状に丸められている。このピンが磁界の急速な
変化により激しく反転して大きな運動エネルギーを与え
られ、これがワークに衝突しショットピーニング効果に
よりワークの表面が加工される。衝突の際バーニシング
も行われるものと考えられる。研磨材を入れれば研磨も
行われる。図１２は交番磁界の中で磁性体のピンがどの
ように反転し運動エネルギを得てワークに衝突するかを
図示したものである。
【００１３】ピンの質量をｍ、速度をｖとすれば運動エ
ネルギＴは次の単純な式で表わされる。 Ｔ＝１／２ ｍｖ2
ネルギＴは次の単純な式で表わされる。 Ｔ＝１／２ ｍｖ2
【００１４】ピンの速度ｖは磁束の強さと磁界の変化の
速度に比例し中へ入れる流体の粘度に反比例する。一度
衝突したメディアとしてのピンは加工のエネルギをワー
クに与えてしまうが、急速に変化する磁界の影響を受け
て激しく運動し、何回でも同じピンがワークにあらゆる
方向から衝突し加工のエネルギを繰返し与えるので短時
間に加工を行うことができる。空気圧を使用したショッ
トピーニングではメディアがワークに一度衝突すればそ
のメディアによる加工を完了するので、新しい別のメデ
ィアを吹付けなければならない。
速度に比例し中へ入れる流体の粘度に反比例する。一度
衝突したメディアとしてのピンは加工のエネルギをワー
クに与えてしまうが、急速に変化する磁界の影響を受け
て激しく運動し、何回でも同じピンがワークにあらゆる
方向から衝突し加工のエネルギを繰返し与えるので短時
間に加工を行うことができる。空気圧を使用したショッ
トピーニングではメディアがワークに一度衝突すればそ
のメディアによる加工を完了するので、新しい別のメデ
ィアを吹付けなければならない。
【００１５】図１３は永久磁石式バレル研磨機でメディ
アとしてのステンレス鋼のピンがどのようにワークに衝
突するかを実験した結果である。直径２０mm長さ３０mm
アルミニュームの円筒の外周に薄い紙を貼り、その上に
カーボン紙を貼って容器に入れ０．５mmのステンレス鋼
のピンを用いて空気中で２分間と５分間加工した時のピ
ンの叩いた軌跡を示す。
アとしてのステンレス鋼のピンがどのようにワークに衝
突するかを実験した結果である。直径２０mm長さ３０mm
アルミニュームの円筒の外周に薄い紙を貼り、その上に
カーボン紙を貼って容器に入れ０．５mmのステンレス鋼
のピンを用いて空気中で２分間と５分間加工した時のピ
ンの叩いた軌跡を示す。
【００１６】丸い点はピンが点で当ったものでボールを
使用したショットピーニングと同じであり細長いマーク
はバーニシングが行われていることを示しており、除去
加工は行われていない。
使用したショットピーニングと同じであり細長いマーク
はバーニシングが行われていることを示しており、除去
加工は行われていない。
【００１７】交番磁界を発生させる方式には永久磁石式
と電磁式とある。永久磁石式は磁石円板の上に強力な永
久磁石を取付けてこれを回転させる方式である。電磁式
は鉄心にコイルを巻いて交流を流して交番磁界を発生す
る方式である。何れも一長一短があり夫々の目的に応じ
て使用されているが現在実用化されているものは永久磁
石式の方が多い。
と電磁式とある。永久磁石式は磁石円板の上に強力な永
久磁石を取付けてこれを回転させる方式である。電磁式
は鉄心にコイルを巻いて交流を流して交番磁界を発生す
る方式である。何れも一長一短があり夫々の目的に応じ
て使用されているが現在実用化されているものは永久磁
石式の方が多い。
【００１８】図１４（ａ）は永久磁石式の磁気バレル研
磨機の説明図である。永久磁石を取付けた磁石円板をモ
ータで回転させて交番磁界を作る。回転数は５００〜４
０００ｒｐｍである。
磨機の説明図である。永久磁石を取付けた磁石円板をモ
ータで回転させて交番磁界を作る。回転数は５００〜４
０００ｒｐｍである。
【００１９】図１４（ｂ）は電磁式の磁気バレル研磨機
の説明図である。コイルに通電するだけで交番磁界が得
られるので回転部がない。何れも交番磁束発生部の上に
通電しない非磁性材料で作った上板が取付けられてい
る。非磁性材容器の中にワーク、バレルメディア、水及
び液状のコンパウンドを入れて上板の上に置き交番磁界
を作用させる。ワークによっては水を入れないでドライ
で加工することもある。
の説明図である。コイルに通電するだけで交番磁界が得
られるので回転部がない。何れも交番磁束発生部の上に
通電しない非磁性材料で作った上板が取付けられてい
る。非磁性材容器の中にワーク、バレルメディア、水及
び液状のコンパウンドを入れて上板の上に置き交番磁界
を作用させる。ワークによっては水を入れないでドライ
で加工することもある。
【００２０】図１５は円筒型電磁バレル研磨機の説明図
である。消費電力が大きいので三相交流電源を使ってい
る。回路に流れる電流値を少くするために力率を変えた
り、多量の熱が発生するので強制冷却をしなければなら
ない。
である。消費電力が大きいので三相交流電源を使ってい
る。回路に流れる電流値を少くするために力率を変えた
り、多量の熱が発生するので強制冷却をしなければなら
ない。
【００２１】図１６は上板の上面をガウスメータを半径
方向に動かして磁束密度を測定した時の曲線である。
（ａ）、（ｂ）何れも磁石円板が回転中の磁束密度を測
定した。（ｂ）の曲線は磁束密度の二乗平均値（ＲＭＳ
値）を実測し、（ａ）の曲線はＮＳが相殺されたＤＣ値
を実測してプロットしたものである。ＤＣ値のＮとＳの
部分がメディアマスにランダムの運動を与えるものと考
えてよい。完全な交番磁界を得るためにＮＳを規則正し
く配列した場合のＤＣ値は０で水平の直線になり、メデ
ィアマスの流れには方向性がある。
方向に動かして磁束密度を測定した時の曲線である。
（ａ）、（ｂ）何れも磁石円板が回転中の磁束密度を測
定した。（ｂ）の曲線は磁束密度の二乗平均値（ＲＭＳ
値）を実測し、（ａ）の曲線はＮＳが相殺されたＤＣ値
を実測してプロットしたものである。ＤＣ値のＮとＳの
部分がメディアマスにランダムの運動を与えるものと考
えてよい。完全な交番磁界を得るためにＮＳを規則正し
く配列した場合のＤＣ値は０で水平の直線になり、メデ
ィアマスの流れには方向性がある。
【００２２】図１７は円筒型電磁バレル研磨機コイル部
分の瞬間的磁束密度をガウスメータを使ってそのＲＭＳ
値を測定したものである。この磁束が高速で回転して穴
の内部にほぼ均等に交番磁界が発生しており特にコアの
内縁部で高い数値を示している。
分の瞬間的磁束密度をガウスメータを使ってそのＲＭＳ
値を測定したものである。この磁束が高速で回転して穴
の内部にほぼ均等に交番磁界が発生しており特にコアの
内縁部で高い数値を示している。
【００２３】磁気バレル研磨機の使用法は非常に単純で
ある。非磁性体の容器の中に磁性メディア、ワーク、
水、コンパウンドを入れこれを機械の上又は中へ一定時
間入れて置くだけでよい。通常の磁気研磨と異なりメデ
ィア及びワークは直接磁石に接触することはない。磁性
メディアとしては現在直径０．２〜１．５mmのピンを使
っている。直径０．２〜２mmのステンレス鋼球も補助メ
ディアとして使う場合がある。ワークの材質、形状に応
じてその組み合わせは異なる。表１はワーク、メディ
ア、水、コンパウンドの割合の一例を示す。
ある。非磁性体の容器の中に磁性メディア、ワーク、
水、コンパウンドを入れこれを機械の上又は中へ一定時
間入れて置くだけでよい。通常の磁気研磨と異なりメデ
ィア及びワークは直接磁石に接触することはない。磁性
メディアとしては現在直径０．２〜１．５mmのピンを使
っている。直径０．２〜２mmのステンレス鋼球も補助メ
ディアとして使う場合がある。ワークの材質、形状に応
じてその組み合わせは異なる。表１はワーク、メディ
ア、水、コンパウンドの割合の一例を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】ワーク、メディア、水、コンパウンドの総
量は上の表に示されている通り容器の３０％位がよい。
ステンレス鋼のピンの直径はワークの種類、加工目的な
どによって異なるが、太いピンは加工能率がよいが打痕
が大きく小さいピンは打痕が小さく細部まできれいに加
工できるが能率が悪い。加工時間は５〜３０分である。
硬い材料のもの程時間がかかる。強磁性体の重いワーク
は容器の中で浮かして保持するなどの工夫が必要であ
る。加工条件の選定はすべて実験値をもとにして設定し
ている。
量は上の表に示されている通り容器の３０％位がよい。
ステンレス鋼のピンの直径はワークの種類、加工目的な
どによって異なるが、太いピンは加工能率がよいが打痕
が大きく小さいピンは打痕が小さく細部まできれいに加
工できるが能率が悪い。加工時間は５〜３０分である。
硬い材料のもの程時間がかかる。強磁性体の重いワーク
は容器の中で浮かして保持するなどの工夫が必要であ
る。加工条件の選定はすべて実験値をもとにして設定し
ている。
【００２６】金属部品の加工には通常水とコンパウンド
を入れて加工する。コンパウンドはワーク及びメディア
に潤滑、脱脂、拡散、研磨等の効果を与える。セラミッ
ク等のワークには更に研磨材を付加して加工する。メデ
ィアとワークの間に介在した研磨材がメディアのバニシ
ング作用で研磨が行われるものと考えられる。
を入れて加工する。コンパウンドはワーク及びメディア
に潤滑、脱脂、拡散、研磨等の効果を与える。セラミッ
ク等のワークには更に研磨材を付加して加工する。メデ
ィアとワークの間に介在した研磨材がメディアのバニシ
ング作用で研磨が行われるものと考えられる。
【００２７】電磁式フラット型のバレル研磨機は永久磁
石式のものと使い方は殆ど同じであるが、かなり時間が
かかる。電磁式円筒型のものは円筒型の容器しか使えな
いが短時間で加工することができる。
石式のものと使い方は殆ど同じであるが、かなり時間が
かかる。電磁式円筒型のものは円筒型の容器しか使えな
いが短時間で加工することができる。
【００２８】また実験の結果次のことが判明した。磁性
メディアとして使用しているステンレス鋼のピンより硬
いものを加工する時は、多少のバリを取る場合以外は研
磨材を使用しなければならない。梨地加工をする時も研
磨材が必要である。
メディアとして使用しているステンレス鋼のピンより硬
いものを加工する時は、多少のバリを取る場合以外は研
磨材を使用しなければならない。梨地加工をする時も研
磨材が必要である。
【００２９】強力な交番磁界の中で磁性メディアを使う
ことにより、表面加工に新しい能率的な加工方法をもた
らすことができた。この方法は単に生産性の向上を達成
させるばかりではなく、今まで手作業では充分な結果が
得られなかった非常に繊細な加工まで行うことを可能な
らしめた。バフ研磨に近い表面あらさと光沢が得られ重
量と寸法が変らないために、貴金属のロストワックス鋳
造品の仕上げに始まったこのユニークな研磨方法は精密
機械部品、電子部品、医療機器部品などの仕上げ加工を
行い非常によい結果を得た。使用するメディアと研磨材
を工夫することにより軟らかいものから極めて硬い材料
のワークまで、非常に広範囲な分野に応用することがで
きる。
ことにより、表面加工に新しい能率的な加工方法をもた
らすことができた。この方法は単に生産性の向上を達成
させるばかりではなく、今まで手作業では充分な結果が
得られなかった非常に繊細な加工まで行うことを可能な
らしめた。バフ研磨に近い表面あらさと光沢が得られ重
量と寸法が変らないために、貴金属のロストワックス鋳
造品の仕上げに始まったこのユニークな研磨方法は精密
機械部品、電子部品、医療機器部品などの仕上げ加工を
行い非常によい結果を得た。使用するメディアと研磨材
を工夫することにより軟らかいものから極めて硬い材料
のワークまで、非常に広範囲な分野に応用することがで
きる。
【００３０】
【発明の実施の形態】この発明は、交番磁界生成ユニッ
トを、複数組み合わせることにより、所望の拡がりをも
つ、広域の磁界を生成し、各磁界生成ユニット間の磁気
的死角を皆無にして、大型ワークを均一研摩するように
した磁気研摩方法及び装置である。
トを、複数組み合わせることにより、所望の拡がりをも
つ、広域の磁界を生成し、各磁界生成ユニット間の磁気
的死角を皆無にして、大型ワークを均一研摩するように
した磁気研摩方法及び装置である。
【００３１】
【実施例１】この発明の実施装置を図１、２、３、４に
基づいて説明する。この発明において使用する交番磁界
生成ユニット１は、モータ２の軸３に、磁石円板４の中
心を固定し、該磁石円板４の上面４ａに、円板状の永久
磁石５、５を等間隔に３個宛配置して構成されている。
図中７はモータのフランジである。前記ユニット１の３
個を１ａ、１ｂ、１ｃを図４のように、同一円板６の下
部へ、同心円周上に等間隔に配置固定してこの発明の装
置を完成した。前記揺動軸受８より突出した軸９の上端
には円板６が固定され、軸９の下端部にはプーリー１０
が固定され、プーリー１０と、揺動モータ１１の軸に固
定したプーリー１２とにタイミングベルト１３が装着し
てある。そこで揺動モータ１１を正逆回転すると、円板
６が矢示１４又は１５の方向へ揺動する。図中１６は機
体１７に設置した揺動軸受８の固定ブラケットである。
基づいて説明する。この発明において使用する交番磁界
生成ユニット１は、モータ２の軸３に、磁石円板４の中
心を固定し、該磁石円板４の上面４ａに、円板状の永久
磁石５、５を等間隔に３個宛配置して構成されている。
図中７はモータのフランジである。前記ユニット１の３
個を１ａ、１ｂ、１ｃを図４のように、同一円板６の下
部へ、同心円周上に等間隔に配置固定してこの発明の装
置を完成した。前記揺動軸受８より突出した軸９の上端
には円板６が固定され、軸９の下端部にはプーリー１０
が固定され、プーリー１０と、揺動モータ１１の軸に固
定したプーリー１２とにタイミングベルト１３が装着し
てある。そこで揺動モータ１１を正逆回転すると、円板
６が矢示１４又は１５の方向へ揺動する。図中１６は機
体１７に設置した揺動軸受８の固定ブラケットである。
【００３２】前記実施例において、各モータ２、２及び
揺動モータ１１を正逆回転すると、円板６が矢示１４、
又は１５の方向へ回転し、これに伴って磁石円板４、４
の相対位置が変化し、当然のこと乍ら、永久磁石５、５
の位置も変化するので、各ユニット１により生成される
交番磁界の死角部（図４のＡ、Ｂ、Ｃ）がなくなる。そ
こで前記装置の上方に設置した上板フレーム１８の上部
に固定した載置板１９に載置した容器２０内のワークと
メディアは、下部の交番磁界によって複雑な流動形態を
とり、メディア内に収容したワークを均等に研摩する。
揺動モータ１１を正逆回転すると、円板６が矢示１４、
又は１５の方向へ回転し、これに伴って磁石円板４、４
の相対位置が変化し、当然のこと乍ら、永久磁石５、５
の位置も変化するので、各ユニット１により生成される
交番磁界の死角部（図４のＡ、Ｂ、Ｃ）がなくなる。そ
こで前記装置の上方に設置した上板フレーム１８の上部
に固定した載置板１９に載置した容器２０内のワークと
メディアは、下部の交番磁界によって複雑な流動形態を
とり、メディア内に収容したワークを均等に研摩する。
【００３３】前記において、各磁石円板４は、例えば図
５の矢示２１、２２、２３のように回転し、同図中三重
円のような磁界によるメディアマスの流れが生成され
る。ついで円板６を揺動させると、生成された磁界によ
るメディアマスの流れは、図６中ａ位置からｂ位置へ、
又はａ位置からｃ位置へ揺動することになる。前記にお
ける揺動の回転角は、この場合１２０度以内である。一
方の交番磁界の中心部０へ、他方の交番磁界の外輪Ｌが
掛る位まで移動すれば、比較的研摩効力の小さい中心部
０に、研摩効力の大きい外輪Ｌが掛ることによって死点
の補正をするのみならず、研摩効力の修正も同時に行っ
て全体として均等研摩を行うことができる。
５の矢示２１、２２、２３のように回転し、同図中三重
円のような磁界によるメディアマスの流れが生成され
る。ついで円板６を揺動させると、生成された磁界によ
るメディアマスの流れは、図６中ａ位置からｂ位置へ、
又はａ位置からｃ位置へ揺動することになる。前記にお
ける揺動の回転角は、この場合１２０度以内である。一
方の交番磁界の中心部０へ、他方の交番磁界の外輪Ｌが
掛る位まで移動すれば、比較的研摩効力の小さい中心部
０に、研摩効力の大きい外輪Ｌが掛ることによって死点
の補正をするのみならず、研摩効力の修正も同時に行っ
て全体として均等研摩を行うことができる。
【００３４】
【実施例２】この発明の他の実施例を図７、８、９につ
いて説明する。ユニット１ａ、１ｂを、方形板２４の下
面に並列設置し、方形板２４を案内杆２５、２５上へ摺
動自在に架設する。前記方形板２４の一側に連結杆２６
の一端をピン２７で取付け、連結杆２６の他端を回転板
２８上へ偏心して設けたピン２９に取付け、前記回転板
２８をモータ３０の軸に固定したもので、図中３１は載
置板であって、ワーク及びメディア入りの容器を載置す
る。
いて説明する。ユニット１ａ、１ｂを、方形板２４の下
面に並列設置し、方形板２４を案内杆２５、２５上へ摺
動自在に架設する。前記方形板２４の一側に連結杆２６
の一端をピン２７で取付け、連結杆２６の他端を回転板
２８上へ偏心して設けたピン２９に取付け、前記回転板
２８をモータ３０の軸に固定したもので、図中３１は載
置板であって、ワーク及びメディア入りの容器を載置す
る。
【００３５】前記実施例において、回転板２８を矢示３
２の方向へ回転すると、連結杆２６は矢示３３、３４の
ように揺動するので、方形板２４も矢示３５、３６の方
向へ揺動する。この場合に各ユニット１ａ、１ｂのモー
タを始動することによって磁石円板４が矢示３７、３８
の方向へ回転するので、永久磁石５、５により交番磁界
が生成されるので、メディアマスの流れは図８のように
なる。前記のように方形板２４が矢示３５、３６の方向
へ揺動すると、磁石円板４、４も同方向へ揺動するの
で、磁石円板４、４は回転しつつ、交番磁界が生成さ
れ、メディアマスの流れは図９のようになるので、２個
のユニットにより生成された交番磁界の死角Ａ、Ｂは補
正される。
２の方向へ回転すると、連結杆２６は矢示３３、３４の
ように揺動するので、方形板２４も矢示３５、３６の方
向へ揺動する。この場合に各ユニット１ａ、１ｂのモー
タを始動することによって磁石円板４が矢示３７、３８
の方向へ回転するので、永久磁石５、５により交番磁界
が生成されるので、メディアマスの流れは図８のように
なる。前記のように方形板２４が矢示３５、３６の方向
へ揺動すると、磁石円板４、４も同方向へ揺動するの
で、磁石円板４、４は回転しつつ、交番磁界が生成さ
れ、メディアマスの流れは図９のようになるので、２個
のユニットにより生成された交番磁界の死角Ａ、Ｂは補
正される。
【００３６】
【実施例３】次に７個のユニットを用いた場合の実施装
置を、図１０（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。円板
６上へユニット１ａを中心にして、その外周にユニット
１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇを等間隔に配置す
る。この場合に、隣接磁石円板４ａ、４ｂを同一方向
（矢示３７、３８）に回転すると、図１０（ａ）のよう
な交番磁界が生成され、互いに逆方向（矢示３９、４
０）へ回転すると、図１０（ｂ）のような交番磁界が生
成される。何れにしても、円板６を矢示４１、４２の方
向へ正逆揺動させることにより、流れは変るが死角部は
依然として存在するが揺動により補正され、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの各死角部分は可及的に補正される。前
記図１０は、直径の大きいワークの為に７つのユニット
を組み合わせたものである。前記図１０（ａ）、（ｂ）
は、各ユニットの磁石円板の回転方向については一例を
示したもので、必ずしも統一的に同一方向へ回転する必
要はない。必要に応じ統一的又は不統一に回転させ、各
種複雑な交番磁界を生成させ、メディアマスの複雑な流
れも生成されることができる。然し乍ら回転が早すぎて
メディア又はワークの追従が不十分になったり、磁束の
流動が著しく乱れると却って研摩効率が低下するおそれ
があるので注意を要する。
置を、図１０（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。円板
６上へユニット１ａを中心にして、その外周にユニット
１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇを等間隔に配置す
る。この場合に、隣接磁石円板４ａ、４ｂを同一方向
（矢示３７、３８）に回転すると、図１０（ａ）のよう
な交番磁界が生成され、互いに逆方向（矢示３９、４
０）へ回転すると、図１０（ｂ）のような交番磁界が生
成される。何れにしても、円板６を矢示４１、４２の方
向へ正逆揺動させることにより、流れは変るが死角部は
依然として存在するが揺動により補正され、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの各死角部分は可及的に補正される。前
記図１０は、直径の大きいワークの為に７つのユニット
を組み合わせたものである。前記図１０（ａ）、（ｂ）
は、各ユニットの磁石円板の回転方向については一例を
示したもので、必ずしも統一的に同一方向へ回転する必
要はない。必要に応じ統一的又は不統一に回転させ、各
種複雑な交番磁界を生成させ、メディアマスの複雑な流
れも生成されることができる。然し乍ら回転が早すぎて
メディア又はワークの追従が不十分になったり、磁束の
流動が著しく乱れると却って研摩効率が低下するおそれ
があるので注意を要する。
【００３７】
【実施例４】図１１（ａ）、（ｂ）の実施例はユニット
の組み合わせ形態を変えたものである。即ち側面コ状の
枠体４３を各３個の交番磁界ユニットした１ｂ、１ｃ、
１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉを固定し、枠体４
３の底板４４と、図中４８、４８は案内杆、４９はメデ
ィアとワークの容器である。
の組み合わせ形態を変えたものである。即ち側面コ状の
枠体４３を各３個の交番磁界ユニットした１ｂ、１ｃ、
１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉを固定し、枠体４
３の底板４４と、図中４８、４８は案内杆、４９はメデ
ィアとワークの容器である。
【００３８】前記各実施例は、枠体４３に複数の交番磁
界ユニットを揺動板に固定して広域交番磁界を生成した
が、前記複数ユニットを１群とし、複数群によって、広
域研摩磁界を生成することもできる。このような場合に
は各ユニット毎のコントロールと、各群毎のコントロー
ルと、両者同時のコントロールなど使用方式が複雑にな
るが、ワークの種類によって予めプログラムしてコンピ
ュータに入力しておけば、全自動で研摩することもでき
る。
界ユニットを揺動板に固定して広域交番磁界を生成した
が、前記複数ユニットを１群とし、複数群によって、広
域研摩磁界を生成することもできる。このような場合に
は各ユニット毎のコントロールと、各群毎のコントロー
ルと、両者同時のコントロールなど使用方式が複雑にな
るが、ワークの種類によって予めプログラムしてコンピ
ュータに入力しておけば、全自動で研摩することもでき
る。
【００３９】例えば前記実施例４において、長大なワー
クを一端から他端へ順次移動し、荒研摩、中仕上研摩、
精密研摩などの３工程を順次通過させることも容易であ
る。
クを一端から他端へ順次移動し、荒研摩、中仕上研摩、
精密研摩などの３工程を順次通過させることも容易であ
る。
【００４０】
【実施例５】この発明の他の実施例（円筒内面研摩）を
図１８に基づいて説明する。円筒電磁石５６ａ、５６ｂ
を並列設置して複合交番磁界５２を生成し、該円筒電磁
石５６ａ、５６ｂの内側へ、金属管５３を挿通すると共
に、該金属管５３内へメディアマス５４（例えばメディ
アピン、コンパウンドなど）を収容する。然して前記金
属管５３を矢示５５又は５７の方向へ間欠移動（又は連
続移動）する。この場合の移動速度は、金属管の材質及
びその仕上げ状態によって異なるが、例えば毎分１０cm
〜５０cmである。
図１８に基づいて説明する。円筒電磁石５６ａ、５６ｂ
を並列設置して複合交番磁界５２を生成し、該円筒電磁
石５６ａ、５６ｂの内側へ、金属管５３を挿通すると共
に、該金属管５３内へメディアマス５４（例えばメディ
アピン、コンパウンドなど）を収容する。然して前記金
属管５３を矢示５５又は５７の方向へ間欠移動（又は連
続移動）する。この場合の移動速度は、金属管の材質及
びその仕上げ状態によって異なるが、例えば毎分１０cm
〜５０cmである。
【００４１】前記において、メディアマスは交番磁界内
に留るので、メディアマスを一定場所に保持する手段を
必要としない。
に留るので、メディアマスを一定場所に保持する手段を
必要としない。
【００４２】
【実施例６】この発明の他の実施例を図１９に基づいて
説明する。六角形の底板５８の周囲に側壁を立設して、
六角筒５９とし、前記底板５８に３個の交番磁界６０
ａ、６０ｂ、６０ｃを３角形状に配置すると共に、六角
筒５９の各面に交番磁界６０ｄ、６０ｅ、６０ｆ、６０
ｇ、６０ｈ、６０ｉを夫々設置したものである。
説明する。六角形の底板５８の周囲に側壁を立設して、
六角筒５９とし、前記底板５８に３個の交番磁界６０
ａ、６０ｂ、６０ｃを３角形状に配置すると共に、六角
筒５９の各面に交番磁界６０ｄ、６０ｅ、６０ｆ、６０
ｇ、６０ｈ、６０ｉを夫々設置したものである。
【００４３】このように交番磁界を配置すると共に、前
記六角筒５９を矢示６１、６２の方向へ往復揺動すれ
ば、六角筒５９内のメディアマスに複雑な立体運動を与
えてワークをむらなく研摩することができる。
記六角筒５９を矢示６１、６２の方向へ往復揺動すれ
ば、六角筒５９内のメディアマスに複雑な立体運動を与
えてワークをむらなく研摩することができる。
【００４４】
【発明の効果】この発明によれば、交番磁界の複数ユニ
ットを組み合わせて広域交番磁界を生成したので、従来
不可能とされていた大型かつ複雑なワークを容易に磁気
研摩し得る効果がある。或程度立体的（厚味のあるも
の）のものも加工できる。
ットを組み合わせて広域交番磁界を生成したので、従来
不可能とされていた大型かつ複雑なワークを容易に磁気
研摩し得る効果がある。或程度立体的（厚味のあるも
の）のものも加工できる。
【００４５】また複数ユニットをそのまま揺動させるこ
とによって、交番磁界の死角を補正し、均一磁気研摩を
達成できる効果がある。
とによって、交番磁界の死角を補正し、均一磁気研摩を
達成できる効果がある。
【図１】この発明の実施ユニットの正面図。
【図２】同じく３ユニットを設置した実施例の一部を省
略した平面図。
略した平面図。
【図３】同じく一部を断面し、一部を省略した正面図。
【図４】同じく３ユニットを円板に固定した状態の斜視
図。
図。
【図５】同じく交番磁界生成の説明図。
【図６】同じく揺動した場合の交番磁界の変化を示す説
明図（死角補正）。
明図（死角補正）。
【図７】同じく２つのユニットを使用した実施例の一部
を省略した斜視図。
を省略した斜視図。
【図８】同じく交番磁界生成の説明図。
【図９】同じく揺動による死角補正の説明図。
【図１０】（ａ）同じく７つのユニットを配置した実施
例の交番磁界の説明図。 （ｂ）同じく各ユニットの磁石円板の回転方向を変えた
場合の説明図。
例の交番磁界の説明図。 （ｂ）同じく各ユニットの磁石円板の回転方向を変えた
場合の説明図。
【図１１】（ａ）同じく各ユニットを縦側壁へ固定した
実施例の正面図。 （ｂ）同じく一部を省略した斜視図。
実施例の正面図。 （ｂ）同じく一部を省略した斜視図。
【図１２】（ａ）同じくメディアの運動を示す説明図。 （ｂ）同じくメディアによるワークピース打撃研摩例を
示す説明図。
示す説明図。
【図１３】同じくメディアで２分間打撃研摩した例を示
す図（黒色部が打撃部）。
す図（黒色部が打撃部）。
【図１４】（ａ）同じく永久磁石による交番磁界の説明
図。 （ｂ）同じく電磁石による交番磁界の説明図。
図。 （ｂ）同じく電磁石による交番磁界の説明図。
【図１５】同じく円筒電磁石の説明図。
【図１６】（ａ）同じく永久磁石円板を回転した場合の
磁石密度（ＮＳ相殺）のグラフ。 （ｂ）同じく磁束密度の二乗平均値のグラフ。
磁石密度（ＮＳ相殺）のグラフ。 （ｂ）同じく磁束密度の二乗平均値のグラフ。
【図１７】（ａ）同じく円筒電磁石の説明図。 （ｂ）同じく磁気の強度分布グラフ。
【図１８】同じく円筒電磁石による金属管の研摩状態を
示す断面図。
示す断面図。
【図１９】同じく他の実施例の斜視図。
１ 交番磁界生成のユニット ２ モータ ３ 軸 ４ 磁石円板 ５ 永久磁石 ６ 円板 ７ フランジ ８ 揺動軸受 ９ 軸 １０、１２ プーリー １３ 揺動モータ １６ ブラケット １７ 機体 １８ 上板フレーム １９ 載置板 ２０ 容器 ２４ 方形板 ２５ 案内杆 ２６ 連結杆 ２７、２９ ピン ２８ 回転板 ３０ モータ ３１ 載置板 ４３ 枠体 ４４ 底板 ４８ 案内杆 ４９ 容器 ５２ 交番磁界 ５３ 金属管 ５４ メディアマス ５６ａ、５６ｂ 円筒電磁石
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の交番磁界を組み合わせて所望の拡
がりを持つ交番磁界を生成させ、該交番磁界内にメディ
アとワークを自由状態に配置して磁気研摩することを特
徴とした複数の交番磁界生成による磁気研摩方法。 - 【請求項２】 複数の交番磁界を組み合わせて所望の拡
がりを持つ交番磁界を生成させ、該交番磁界内にメディ
アとワークを自由状態に配置して磁気研摩すると共に、
前記交番磁界に対するメディアとワークの相対位置を強
制的に変化させて研摩することを特徴とした複数の交番
磁界生成による磁気研摩方法。 - 【請求項３】 回転板上へ複数の磁石を配置して交番磁
界生成ユニットを構成し、該交番磁界生成ユニットの複
数ユニットを並列し、組み合わせて交番磁界を生成し、
該組み合わせ交番磁界内にメディアとワークを配置し、
少くともメディアは自由状態に置いたことを特徴とする
複数の交番磁界生成による磁気研摩装置。 - 【請求項４】 回転板上へ複数の磁石を配置して交番磁
界生成ユニットを構成し、該交番磁界生成ユニットの複
数ユニットを並列し、組み合わせ交番磁界を生成し、該
組み合わせ交番磁界内に少くとも自由状態のメディアと
ワークを配置し、前記組み合わせ交番磁界又はメディア
とワークに関係位置の相対的変化手段を付与したことを
特徴とする複数の交番磁界生成による磁気研摩装置。 - 【請求項５】 相対的変化手段は、ユニットを固定した
板の揺動装置、回転装置又は揺動と回転の組合せ装置と
したことを特徴とする請求項４記載の複数の交番磁界生
成による磁気研摩装置。 - 【請求項６】 磁石支持板へ、交番磁界を発生する複数
の磁石を設置し、前記支持板は固定し、又は揺動させ
て、その上部にメディアとワークを入れた容器を配置し
たことを特徴とする複数の交番磁界生成による磁気研摩
装置。 - 【請求項７】 方形底板の左右両側又は前後、左右に、
夫々側板を立設したコ状枠又は口状枠の各板に、夫々交
番磁界を生成する磁石を取付けたことを特徴とする複数
の交番磁界生成による磁気研摩装置。 - 【請求項８】 方形底板の左右両側又は前後、左右に、
夫々側板を立設したコ状枠又は口状枠の各板に、夫々交
番磁界を生成する磁石を取付け、前記コ状枠に揺動手段
を付与したことを特徴とする複数の交番磁界生成による
磁気研摩装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8344326A JPH10180611A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 複数の交番磁界生成による磁気研摩方法及び装置 |
| US08/996,908 US6146243A (en) | 1996-12-24 | 1997-12-23 | Method and apparatus for finishing works magnetically by generating alternating magnetic fields |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8344326A JPH10180611A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 複数の交番磁界生成による磁気研摩方法及び装置 |
Publications (1)
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