JPH1119863A

JPH1119863A - 磁力線ビーム加工用研磨材

Info

Publication number: JPH1119863A
Application number: JP18598597A
Authority: JP
Inventors: Takeo Suzumura; 武男進村; Yoshinori Shinpo; 義憲新保
Original assignee: KYOEI DENKO KK
Current assignee: KYOEI DENKO KK
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1999-01-26
Anticipated expiration: 2017-06-27
Also published as: JP3350403B2

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、非磁性体部品（例えば、アルミ
部品）の磁力線ビーム加工（磁気研磨）による研磨、バ
リ取りもしくは洗浄に用いられる適切な磁性研磨材を提
供することを目的とする。【解決手段】この発明は、磁極間に磁性研磨材を保持
して磁気研磨ブラシを形成し、非磁性体部品を該磁気研
磨ブラシ中に挿入して揺動運動あるいは振動運動を与え
ることにより該部品の表面を研磨、バリ取りもしくは洗
浄を行う磁力線ビーム加工（磁気研磨）に用いられる磁
気研磨材において、該磁気研磨材の材料としてステンレ
ス鋼製のピンを用いている。前記ピンとして直径及び長
さが０．１〜１．５mmの円筒状の形状のものや多角形の
角柱が用いられる。また、好ましくは前記磁気研磨材と
して大きさの異なる複数種類のステンレス鋼製のピンを
混合して用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁極間に磁性研
磨材を保持して磁気研磨ブラシを形成し、該磁気研磨ブ
ラシ中に非磁性体部品（例えば、アルミニウーム部品、
以下単にアルミ部品という。）を挿入して揺動運動ある
いは振動運動を与えることにより該部品の表面を研磨、
バリ取りもしくは洗浄を行う磁力線ビーム加工に用いら
れる磁性研磨材に関するものである。

【０００２】ここで「磁力線ビーム加工」とは、Ｘ線の
ように容易に非磁性体（加工物）を貫通して生じる磁力
線を利用し、Ｎ−Ｓ磁極間の磁力線の密度差により保持
された磁性研磨材に揺動運動あるいは振動運動を与えた
ものを「磁気研磨ブラシ」として用い、例えば櫛歯状ア
ルミ部品の櫛歯内部のように人手あるいは研磨用の工具
が全く届かないような部分をも容易に研磨し得る全く新
しい研磨方法をいう。

【０００３】なお、上記「磁力線ビーム加工」は、以前
は「磁気研磨法」と総称されていたが該技術の特徴を明
示していないので、この明細書においては「磁力線ビー
ム加工」という新しい名を付けたものである。また、こ
の明細書において「バリ取り」や「洗浄」と併記して
「研磨」といった場合は、「バリ取り」や「洗浄」と区
別した狭義の「表面の研磨」の意味で用い、「研磨材」
とか「研磨する」とか「研磨方法」と一般的にいった場
合の「研磨」は「バリ取り」や「洗浄」も含む広義の
「研磨」としての意味で用いている。

【０００４】

【従来の技術】従来、非磁性体部品の内面や手の届かな
い面のバリ取り作業は困難を極めていた。例えば、アル
ミ部品はダイキャスト成形か引き出し成形で作られてい
る。ダイキャスト成形は、バリが少ないが「す」が入り
やすく、低品質の部品にしか用いられない。従って、例
えばコンピューターのハードデスクドライブ（ＨＤＤ）
のヘッドアーム部材のようにミクロンオーダーの加工精
度を必要とする高品質部品はバリの発生が多いことは分
かっていても引き出し成形で作られることが多い。この
場合、バリ取り作業が問題となる。特に上記ＨＤＤヘッ
ドアーム部材の場合、櫛歯状のアーム部（図２の１１）
の歯と歯の間の内面やさらに櫛歯部分に設けられた切り
欠き部内面（図２の１１ｂ、１１ｃ）のバリ取りや表面
研磨が困難を極め、部品仕上げ加工のコストの半分以上
を占めている。

【０００５】この部分の研磨として電解研磨法やショッ
ト掛け法、あるいは超音波法を用いると、ミクロン精度
で作られている櫛歯状内表面の形状を崩すことになるの
で用いることができない。従って、従来この部分は研磨
材を用いて手でブラシがけを行っており、非常に効率が
悪く、しかも人手によるため、全数検査も必要とするた
めコストが高くなる欠点があり、また加工による不良品
率も高い状況にあった。

【０００６】出願人は、別途磁気研磨を用いて上記の如
き、非磁性体部品の内面や手の届かない面のバリ取りを
機械を用いて行う方法・装置を提案している。（なお、
この発明にいう「磁力線ビーム加工」と出願人が前記従
来提案している「磁気研磨」は同じ意味である。）しかし、非磁性体部品、特にアルミ精密部品の研磨に磁
気研磨を用いる場合、どのような研磨材を用いるかは簡
単ではない。研磨材の硬度によっては、部品の表面を傷
つけるし、あまり柔らかいものではバリを除去すること
ができず、表面研磨も不可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、以上のよ
うな観点に基づき、非磁性体部品、特にアルミ精密部品
の研磨やバリ取り、洗浄に磁力線ビーム加工（磁気研
磨）を用いる場合の適切な磁性研磨材を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、磁極間に磁性研磨材を保持して磁気研磨
ブラシを形成し、非磁性体部品を該磁気研磨ブラシ中に
挿入して揺動運動あるいは振動運動を与えることにより
該部品の表面を研磨、バリ取りもしくは洗浄を行う磁力
線ビーム加工に用いられる磁性研磨材において、該研磨
材の材料として弱磁性体を用いている。そして、上記研
磨材の材料として比透磁率が２〜１００の弱磁性体、特
にステンレス鋼を用いている。

【０００９】上記研磨材の形状は、円筒状もしくは断面
が多角形状のピンが良く、該ピンの直径及び長さが０．
１〜１．５mmの円筒状の形状または断面の径及び長さが
０．１〜１．５mmの角柱であるものが適している。前記
研磨材として大きさの異なる複数種類の研磨材を混合し
て用いるとより良い効果があり、該大きさの異なる複数
種類の研磨材として径および長さが１mmのピンと０．７
mmのピンの２種類を混合して用いたものが実施例として
推奨される。また、前記弱磁性体はチタンやダイヤモン
ド粉末等の研磨材微粒子をコーティングしたものを用い
ると研磨効率が向上する。

【００１０】以下詳しく説明すると、長年の研究の結
果、ステンレス鋼製のピンは上記研磨材として最適であ
ることが分かった。すなわち、ステンレス鋼という材質
は錆びにくく、適度の硬度をもつのがその理由である。
また、防錆液を用いる場合には、炭素含有量の多い所定
の比透磁率の鉄鋼製のピンを用いることもできる。従
来、磁気研磨法では、不定形の鉄鋼製粒子（強磁性体）
を用いていたが、このような不定形の鉄鋼製粒子でアル
ミ部品を磁気研磨（磁力線ビーム加工）すると、アルミ
部品の表面に突き刺さってしまい、同部品の表面を傷つ
けるばかりでなく、反って突き刺さった粒子を抜き取る
後処理が簡単でなく、上記鉄鋼製粒子は磁性研磨材の材
質として適していない。また一方、ステンレス鋼の硬度
はアルミ材の表面のバリ取りには十分であり、本加工法
における磁性研磨材の材質としては最適である。なお、
鉄鋼製のピンでは強磁性体なので磁石のＮ−Ｓ極間に保
持された場合、保持力が強すぎて、前述の如く振動を与
えて研磨、バリ取りまたは洗浄（以下、研磨等とい
う。）をした場合、その時の方向によって研磨等のばら
つきが生じ、表面を均一に研磨できない欠点があるが、
比透磁率が比較的小さいステンレス鋼材ピンは、上記の
ごとく磁石のＮ−Ｓ極間に保持された場合保持力が適度
であって、均一な研磨が可能となる。

【００１１】前記ピンとして円筒形状のものが好適に用
いられる。円筒形状は磁極間に保持される時磁力線に沿
って長さ方向に直線上に整列する傾向があり、円筒形の
角部（円の縁部）が適度にアルミ材表面のバリにぶつか
ることにより、バリを取ることができる。前記ピンは直
径及び長さが０．１〜１．５mmの円筒状の形状であるこ
とが好ましい。ピンが大きすぎたり、長過ぎたりすると
ブラシの研磨箇所が減ることにより研磨能力が低下し、
逆に細かすぎるのは磁場中に保持されたピンの中が密に
なりすぎて加工空間が適度に保てなかったり、研磨力が
小さすぎるためバリを除去できなくなってしまう。前記
ピンは断面が適度の多角形状の角柱あるいは所定の類似
の形状のもの（例えば、凹凸のある卵形）であってもよ
い。角柱であっても、その作用は上記円筒状のものと格
別差違はない。この場合も、前記ピンの断面の径及び長
さが０．１〜１．５mm程度のものが好ましい。

【００１２】前記磁性研磨材として大きさの異なる複数
種類のステンレス鋼製のピンを混合して用いると上記磁
性研磨材としてよりよい効果がある。大きさの異なる複
数種類のピンを混合して用いると、単一のピンを用いた
ものより研磨表面の均一度が向上する。例えば、このよ
うな大きさの異なる複数種類のステンレス鋼製のピンと
して径および長さが１mmのピンと０．７mmのピンの２種
類を混合して用いたものが推奨される。上記磁性研磨材
の材質はステンレス鋼に限られず、ほぼ同等の硬度を有
する他の弱磁性体のピン（例えば、高炭素鋼材のどの鉄
合金やニッケル合金）を用いてもよい。この場合、前記
研磨材の材料として比透磁率１．５〜２００の弱磁性体
を用いることが推奨される。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の非磁性体精密部
品の磁力線ビーム加工方法の原理図を示す。図２はこの
発明の磁力線ビーム加工方法を用いて研磨する非磁性体
精密部品の１例を示す図であり、図２には、コンピュー
ターのハードデスクドライブ（ＨＤＤ）のヘッドアーム
部材１０が示されている。研磨する対象は、該ヘッドア
ーム部材に限らず、複雑な形状の他の部品、特に櫛歯形
状を有する部品にも適用される。また該部品はアルミ部
材に限らず、非磁性体のもの（例えば、合成樹脂材）な
ら何でもよい。

【００１４】図１に示されるように、上記研磨される部
品は磁石のＮ極とＳ極の間に横方向から挿入される。該
Ｎ極とＳ極の間には、図４に示されるようにあらかじめ
弱磁性体の研磨材５が磁気力により密集して保持されて
いる。従って、上記部品の挿入は当初該磁性研磨材をか
き分ける恰好でなされる。磁性研磨材は磁性を帯びて、
Ｎ極とＳ極の間の磁力線ビームに沿って保持されている
ので、上記部品挿入後も上記非磁性体部品を通過した磁
力線ビームに沿った形に配列し直され、図４に示すよう
に部品１の空隙６にも入り込んだ形で磁極間に保持され
る。かくして、いわば磁力線ビームの作用により「空中
に浮いた形の磁気研磨ブラシ」が部品の櫛歯内に形成さ
れる。図１（ａ）の１は、図２の部品１０を上から見た
模式図であり、図１（ｂ）の２は、図２の部品１０を縦
方向から見た模式図である。すなわち、図１（ｂ）は、
図１（ａ）の右横方向から見た側面図である。

【００１５】図４の如く挿入された部品１は、図１にお
いて左右方向（Ａ方向）に振動が与えられる。通常該振
動は前記磁気研磨ブラシの方に与えられるが、磁気研磨
ブラシを固定して部品の方に振動を与えてもよい。該振
動は通常非円形クランクを用いて発生されるので、振動
成分は図１の縦方向（Ｂ方向）にも生じ楕円運動とな
る。振動発生は必ずしも非円形クランクを用いた機械的
振動発生手段だけでなく、電磁的に発生させるものでも
よい。しかし、後述するように研磨等のためには、図１
における縦方向成分も入っていた方があらゆる角度から
磁気研磨ブラシをかけることになるので研磨効率や均一
性がよい。

【００１６】振動方向は図１のＡ方向のみならず、Ａに
垂直な方向（すなわち、紙面に直角な方向）でもよい。
ただし、上記振動による研磨効果は磁束密度の変化して
いる部分、例えば磁石の端の部分で主に生じるので、端
面の長く取れる磁石の長軸に垂直な方向（すなわち、図
１のＡ方向）への振動の方がよい。また、上記の如く、
上記研磨作用は磁束密度の変化している部分で主に生じ
るので、磁束密度の変化している部分が多い磁石の方が
前記磁力線ビーム加工（磁気研磨）には有利である。こ
の一例が図６に示される。図６に用いられる磁石は中央
部に凹部が存在し、磁極間の中央部にも磁束密度の変化
する部分が生じ、研磨効率の向上と共に研磨の均一性が
図られる。

【００１７】上記研磨中、研磨対象部品は図３に示され
るように磁力線に対して研磨面を±１５°程度傾けられ
る。該傾斜保持によって研磨のより一層の均一性が保た
れる。前記磁気研磨ブラシに用いられる研磨材は適度の
硬度を持った弱磁性体が用いられる。上記研磨材は前記
磁石のＮ極とＳ極の間に磁気力により密集して保持させ
る必要上磁性体を用いる必要があるが、該磁性体はむし
ろ弱い磁性体が望ましい。なぜなら、強磁性体を用いる
と磁気力による保持能力が強すぎて、部品に作用する力
が強すぎ部品を傷つけてしまうことになる。また、該研
磨材の硬度も適度のものを用いる必要があり、硬度が強
すぎると研磨材がアルミ部品に突き刺さってしまい、部
品の表面を痛めたり、突き刺さった研磨材が部品に残っ
たりするので好ましくない。逆に硬度が弱すぎると、バ
リを十分取れないことになり初期の目的を達成できな
い。

【００１８】長年の試行錯誤の末、発明者はこの磁性研
磨材の材料としてステンレス鋼製のピンが最適であるこ
とを見出した。ステンレス鋼製のピンは必要以上に硬く
ないのでアルミ材を磁力線ビーム加工（磁気研磨）して
も表面に突き刺さることがない。また、鉄のような強磁
性体でなく磁化能力がやや弱いので磁極間に保持されて
磁気研磨ブラシとして用いる時の保持力が適度である。
このピンの大きさは径及び長さが０．１〜１．５mmのも
のが最適である。バリは該ピンの角部がアルミ部品の表
面にぶつかることにより研磨されるものと考えられるの
で、ピンの長さが余り長くなると研磨効果が小さくな
る。また、径が大きすぎると、前記磁極間に保持される
ピンの数が少なくなって研磨能力が低下することにな
る。逆に、径が小さすぎてはバリをとるだけの破壊力
（磁気力）がなくなる。実施例は図５（ａ）に示される
ように直径Ｒ及び長さＤが０．７mmの円筒形状のピンに
直径及び長さが１．０mmの円筒形状のピンを混合して用
い、ミクロンの面精度を保ったままきれいなバリ取りを
することに成功した。ピンの形状は円筒である必要はな
く、角部の多い断面が多角形状の角柱あるいは所定の類
似の形状のものを用いてもよい。該角柱の一例を図５
（ｂ）に示す。同様に径および長さが０．１〜１．５mm
のものが用いられる。これらは研磨対象の硬度やバリ取
りに必要な研磨能力に応じて適宜設計される。

【００１９】前記磁性研磨材として大きさの異なる複数
種類のステンレス鋼製のピンを混合して用いた方が上記
磁性研磨材としてよりよい効果がある。前述のごとく、
ピンの研磨能力はピンの大きさによって変化するので、
大きさの異なる複数種類のピンを混合して用いると、単
一のピンを用いたものより研磨表面の均一度が向上す
る。例えば、このような大きさの異なる複数種類のステ
ンレス製のピンとして径および長さが１mmのピンと０．
７mmのピンの２種類を混合して用いたものが推奨され
る。

【００２０】この発明は、前記アルミ部品の洗浄方法と
しても用いられる。例えば、部品製造工程で接着剤を用
い、その後付着した不要の接着剤を取り除く場合、化学
薬品を用いると、表面が溶けたりしてミクロン単位の表
面精度を崩してしまうことがある。また、力学的な作用
を与えていないので十分な洗浄効果が得られない。この
ような場合の部品表面の洗浄に磁力線ビーム加工（磁気
研磨）を用いることができ、この洗浄手段に本発明の磁
性研磨材を用いることができる。この場合、部品表面に
磁気力による力学的力を作用させることができ、洗浄液
の洗浄力に力学的力を加えて洗浄効果を助長させること
ができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、非磁性体部品の磁
力線ビーム加工（磁気研磨）に本発明の磁性研磨材を用
いると、ミクロン精度の高精密度部品であってもその表
面精度に影響がなく、しかも細かい隙間等の内面でもバ
リ取り研磨ができるという効果がある。従って、従来手
作業に頼っていたバリ取りを機械化・自動化することが
可能になり、バリ取り工程が省力化できると同時に研磨
コストを大幅に少なくすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の非磁性体精密部品の磁力線ビーム加
工（磁気研磨）方法の加工原理を示す図である。

【図２】この発明の研磨対象の一例であるコンピュータ
ーのハードデスクドライブ（ＨＤＤ）のヘッドアーム部
材を示す図である。

【図３】この発明の磁力線ビーム加工（磁気研磨）方法
の一手法を示す図である。

【図４】この発明の磁力線ビーム加工（磁気研磨）方法
の具体的実施例を示す図である。

【図５】この発明の磁性研磨材に用いられる磁性研磨用
ピンの実施例を示す図である。

【図６】この発明の磁力線ビーム加工（磁気研磨）方法
の他の具体的実施例を示す図である。

【符号の説明】

１磁気研磨対象部品２平行壁部２ａ開口部２ｂ〜２ｅ角部３、４、１３、１４磁極５磁性研磨材（磁力線に沿って形成される磁気研
磨ブラシ）６細隙１０ハードデスクドライブ（ＨＤＤ）のヘッドア
ーム部材１１同櫛歯部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁極間に磁性研磨材を保持して磁気研磨
ブラシを形成し、非磁性体部品を該磁気研磨ブラシ中に
挿入して揺動運動あるいは振動運動を与えることにより
該部品の表面を研磨、バリ取りもしくは洗浄を行う磁力
線ビーム加工に用いられる磁性研磨材において、該研磨材の材料として弱磁性体を用いることを特徴とす
る磁力線ビーム加工用研磨材。
【請求項２】前記研磨材の材料として比透磁率１．５
〜２００の弱磁性体を用いることを特徴とする前記請求
項１記載の磁力線ビーム加工用研磨材。
【請求項３】前記研磨材の材料としてステンレス鋼、
あるいは同程度の硬度を有する他の鉄合金やニッケル合
金等を用いることを特徴とする前記請求項２記載の磁力
線ビーム加工用研磨材。
【請求項４】前記研磨材として円筒状もしくは断面が
多角形状のピンを用いることを特徴とする前記請求項１
〜３の内いずれか１項記載の磁力線ビーム加工用研磨
材。
【請求項５】前記ピンが直径及び長さが０．１〜１．
５mmの円筒状の形状または断面の径及び長さが０．１〜
１．５mmの角柱であることを特徴とする前記請求項４記
載の磁力線ビーム加工用研磨材。
【請求項６】前記研磨材として大きさの異なる複数種
類の研磨材を混合して用いることを特徴とする前記請求
項１〜５の内いずれか１項記載の磁力線ビーム加工用研
磨材。
【請求項７】前記大きさの異なる複数種類の研磨材と
して径および長さが１mmのピンと０．７mmのピンの２種
類を混合して用いることを特徴とする前記請求項６記載
の磁力線ビーム加工用研磨材。
【請求項８】前記磁性研磨材の表面に微少の凹凸を設
けたことを特徴とする前記請求項１〜７の内いずれか１
項記載の磁力線ビーム加工用研磨材。
【請求項９】前記磁性研磨材として、弱磁性体にチタ
ンやダイヤモンド粉末等の研磨剤微粒子をコーティング
したものを用いることを特徴とする前記請求項１〜７の
内いずれか１項記載の磁力線ビーム加工用研磨材。