JP4483277B2

JP4483277B2 - 切欠き部を有するワークの研磨方法

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Publication number: JP4483277B2
Application number: JP2003404918A
Authority: JP
Inventors: 喬男石田; 一敏西村
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2023-12-03
Also published as: JP2005161479A

Description

本発明は、スリット、長孔、楕円孔、円形孔、などの切欠き部を有するワークのエッジ部のバリ取り、丸み（Ｒ）付けと、特に前記切欠き部の内面研磨を、水やコンパウンドを使用せずに行う乾式の流動バレル研磨装置による研磨方法に関するものである。

スリット、長孔、楕円孔、円形孔、などの切欠き部を有するワークは、切削加工やプレス加工などによって形成される。このような成形品は、その加工部のエッジにバリが発生すると共に端面に加工痕が形成されている。このようなワークを製品化するに当たっては、前記加工部のエッジに発生したバリの除去、及び丸み（Ｒ）付けと、端面に形成された加工痕の平滑化を行う必要があって、特にそのワークに形成された前記切欠き部の研磨は、該切欠き部に研磨材（メディア）が押込まれて切欠き部のエッジと内面の研磨を効率よく行うことができるメディアの選定と、そのメディアを前記切欠き部に押込む押圧力が大である高研磨力を有した研磨装置が必要となる。

バレル研磨装置を、研磨方式によって大別すると、ワークとメディアが投入される研磨槽を振動させその振動力によるワークとメディアの摩擦力によって研磨する振動式と、回転する底盤を備え研磨槽内でワークとメディアを旋回流動させて研磨する流動式と、複数個の研磨槽が自転と公転の遊星回転をする遠心式などがあって、前記代表機種の中で遠心式のバレル研磨装置が最も高研磨力を発揮する機種として知られている。

前記遠心式の研磨装置を使用した公知の技術として特許文献１が開示されている。

しかしながら、遠心式バレル研磨装置は複数個の研磨槽を備えており、研磨終了後の研磨槽内の圧力上昇と摩擦熱があるためにこれらが低下する待ち時間が必要であり、且つ研磨槽の蓋の開閉に手間を要する。また、特許文献１の発明は、コンパウンドを使用し湿式としていることからその洗浄水を必要とするためその廃水処理を必要とする問題点がある。
特開２００１−７１２５４

本発明は、前記の従来技術の問題点を解決し、切欠き部の内面やエッジ部の研磨加工の効率を向上させた高研磨力を備えると共に、水やコンパウンドを使用しない乾式法による切欠き部を有するワークの研磨方法を提供する。

上記課題を解決するためになされた本発明の切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法は、底部に回転盤を備えた研磨槽の内部に切欠き部を有するワークとメディアとを投入し、該回転盤の回転によって旋回流動するマスを形成して、当該マスの旋回流動を制御しながら研磨を行う切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法であって、第一研磨と第二研磨とからなり、第一研磨はワークの切欠き部の大きさより大きいサイズの軟質メディアを用いて行い、第二研磨用は、ワークの切欠き部の大きさより大きいサイズの軟質メディアに球形でワークの切欠き部幅より小径の硬質メディアを混合した混合メディアを用いることを特徴とするものである。

なお、小さいサイズのメディアの嵩比重を大きいサイズのメディアよりも大きくするようにしてもよい。

さらに、軟質メディアは、砥材を含有して弾力性を有する素材で形成してもよい。また、硬質メディアは、焼成メディア、焼結メディア、または金属系メディアであってもよい。さらに、マスの旋回流動の制御は、研磨槽の上部に設けられた可動部材による上下動により行うようにしてもよい。また、マスの旋回流動の制御を、間欠的に行うことができる。
また、マスの旋回流動の制御は、回転盤の回転数の増減により行うようにしてもよい。さらに、マスの旋回流動の制御は、研磨槽へのワーク及びメディアの投入量を加減することにより行うようにしてもよい。
なお、マスの旋回流動の制御を行う方式のことを加圧方式という。

本発明は、底部に回転盤を備えた研磨槽の内部に切欠き部を有するワークとメディアとを投入し、該回転盤の回転によって旋回流動するマスを形成して、当該マスの旋回流動を制御しながら研磨を行うようにしたので、マスの流動エネルギーをワークとメディアの摩擦力に変化させて、特に切欠き部の内面やエッジ部を効率的に研磨することができる。これにより、従来の乾式流動バレル研磨方法では得られない優れた研磨力を得ることができ、また一般的に研磨力が高いと言われている湿式遠心バレル研磨方法に匹敵あるいはそれ以上の研磨力を得ることができるので、湿式研磨方法で発生する汚水処理、ワークの洗浄と防錆処理などが不要でトータルコストを削減することが可能であるとともに、環境に対しても十分貢献することができる。

また、メディアは、１種類のメディアで構成される単体メディア、または複数のメディアで構成される混合メディアであるようにしたので、対象ワークの仕上げ要求度合いにより適宜最適なメディアを選択して適用することができる。
さらに、混合メディアはワークの切欠き部の大きさより大きいサイズのメディアとワークの切欠き部の大きさより小さいサイズのメディアとにより構成したので、一般的な大きいサイズのメディアが小さいサイズのメディアを切欠き部に押圧して研磨して、切欠き部の内面を研磨する効果に加え、上記マスの流動エネルギーをワークとメディアの摩擦力に変化させることにより、さらに強い研磨力を得ることができる。
また、小さいサイズのメディアの嵩比重を大きいサイズのメディアよりも大きくすることにより、切欠き部に小さいサイズのメディアが入りやすくすることができ、より効果的な研磨をすることができる。

さらに、大きいサイズのメディアを軟質メディアとし、小さいサイズのメディアを硬質メディアとしたので、大サイズの軟質メディアが弾性的に変形して小サイズの硬質メディアを切欠き部に強力に押し込むことができる。
また、軟質メディアは、砥材を含有して弾力性を有する素材で形成したものであるから、ワークの表層部に引っ掻き疵や打痕を形成することなく埃取りや研磨中に発生する黒化を防止して清浄化することができる。
さらに、硬質メディアは、焼成メディア、焼結メディア、または金属系メディアであるようにしたので、ワークの硬さに応じて選定して、ワークの表面を効率よく的確に研磨することができる。

また、マスの旋回流動の制御は、研磨槽の上部に設けられた可動部材による上下動により行うようにしたので、マスの流動エネルギーをワークとメディアの摩擦力に変化させて、特に切欠き部の内面やエッジ部を効率的に研磨することができる。
さらに、マスの旋回流動の制御は、回転盤の回転数の増減により行うようにしたので、マスの流動エネルギーをワークとメディアの摩擦力に変化させて、特に切欠き部の内面やエッジ部を効率的に研磨することができる。また、マスの流動制御を間欠的に行うことによっても、バレル研磨を効率的に行うことができる。
また、マスの旋回流動の制御は、研磨槽へのワーク及びメディアの投入量を加減することにより行うようにしたので、マスの量が増加し、ワークとメディアとの摩擦力が回復し、特に切欠き部の内面やエッジ部を効率的に研磨することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の方法を実施するための流動バレル研磨装置を示す図であって、本流動バレル研磨装置は、研磨槽１と、研磨槽１内の回転盤２とからなる点においては従来のものと特に変わりはない。しかし、本流動バレル研磨装置は、研磨槽１の上部開口１１にマスＭの上昇流動を遮る円板状の可動部材３が配設されている点に大きな特徴を有する。なお、この可動部材３の材質はゴムなどからなる弾性体、又は金属製の非弾性体であってもよい。

上記流動バレル研磨装置において、回転盤２は研磨槽１の底板１２より僅か上方に配設されていて研磨槽１の内壁１３と摺接部隙間１４を残して摺接しながらモーター２０により減速機２１を介して回転されるが、モーター２０の回転は制御装置５０により制御される。この回転盤２の外周縁は上方に湾曲されており、回転盤２の中央部から外方に向かうマスの水平流動が、研磨槽1の内壁面１３に沿って上昇する垂直流動に形成され易くしてある。また、回転盤２には吸引孔１５が設けられ、回転盤２と研磨槽１の底板１２との間には空隙１６が形成されている。研磨により発生した粉塵は、回転盤２に設けた吸引孔１５及び摺接部隙間１４から空隙１６及び集塵管１７を経由して、図示しない集塵機によって集塵される。

可動部材３の中心には、研磨槽１内にマスＭが充満されてその流動が円滑でない場合に、マスＭの一部を逃がして流動を円滑にするための蓋部開口３１が形成されているが、この蓋部開口３１を跨いで支持部材３２が固定されている。

可動部材３の上方には、この可動部材３を上下動するための昇降機構６０が配設されている。昇降機構６０は、支柱６１に水平回動自在に軸着されたアーム６２と、可動部材３の支持部材３１上方に突設された作動棒６３と、アーム６２の先端に取付けられて作動棒６３を介して可動部材３を上下動する駆動部６４と、制御装置５０からの信号を受け入れて前記駆動部６４を駆動する制御部６５とからなるものである。駆動部６４は油圧シリンダー式又はボールねじ式となっている。

研磨槽１内に投入されたマスＭは、回転盤２の回転により研磨槽１の内壁１３を上昇し、上部で可動部材３により流動方向を研磨槽１中心方向に変更されてトロイダルに流動することになるが、マスＭの流動方向の変更によりワークとメディアとの相互の摩擦力は大幅に増大されるので、バレル研磨能力を従来の１０倍程度にまで飛躍的に向上させることができる。

上記した流動バレル研磨装置において、研磨が進行してワークとメディアの摩擦力が低下した場合には、図２に示すように、昇降機構６０の作動棒６３を降下させて可動部材３の中央部を下方に撓ませることによって旋回流動するマスＭにかかる圧力を増大させて研磨能力を回復させることができる。また、マスの流動制御を、研磨槽の上部に設けた可動部材３により行うことができる。また、マスの流動制御を、モータ２０の負荷電流値が一定になるように回転盤２の回転数を増加させる回転制御によって行うこともできる。

なお、研磨槽１の可動手段（上蓋）３を開閉自在とし、この上蓋３に投入用の外筒を設け、この外筒には研磨槽１内のマスＭの量がわかるようにしておくことができる。この実施形態では、バレル研磨の進行に伴うワークやメディアの摩滅によりマスＭの容積が減少し、駆動モータ２０の負荷が減少してきたときに、投入量制御手段により外筒からワーク及び/又はメディアを追加投入する。投入はレベルセンサーなどと連動させて自動的に行うことができる。追加投入を行うと研磨槽１内のマスＭの量が増加し、ワークとメディアとの摩擦力が回復して駆動モータ２０の負荷が増加するので、負荷の設定範囲内でバレル研磨を継続することが可能となる。

以上に説明した各実施形態では、駆動モータ２０の負荷が低下してきたときに可動手段３の位置を変えたり、ワーク及び/又はメディアの投入量を変えたりしたが、駆動モータ２０の負荷が低下したときに回転盤２の回転数を上げ、遠心力を強めてマスＭの流動速度を増加させることによっても旋回流動するマスＭにかかる圧力を増大させることができる。すなわちこの実施形態では、駆動モータ２０の回転速度の制御手段５０をマスＭの流動制御手段として機能させることとなる。ただし研磨槽１の上部は蓋で覆い、回転盤２の回転数を上げたときにマスＭが飛び出さないようにしておく。

さらに制御手段５０をマスＭが可動手段３により流動方向が変更されてワークが拘束状態で研磨される拘束研磨時間と、マスＭが可動手段３により流動方向が変更されることなく自由流動しつつ研磨される非拘束研磨時間とを設定可能なものとして、マスＭの流動を間欠的に制御することによっても、バレル研磨を効率的に行うことができる。

すなわちこの実施形態の方法は、ワークを拘束研磨する時間が所定時間に達したとき、又は負荷が設定した下限値を下回ったとき、可動手段３をマスＭが接触しない高さにまで上昇させるか、又は可動手段３の高さはそのままでマスＭが可動手段３に接触しない状態にまで回転盤２の回転数を減少させることによりワークを非拘束状態とする方法である。拘束研磨中にはメディアとワークの混合状態が片寄ることにより研磨効率の低下をもたらす場合がある。しかし、間欠的にその拘束を解除してマスＭをフリーな状態として旋回流動させることにより、ワークとメディアが再び均一に混合されるので、さらに研磨効率の向上を図ることができる。

次に、本発明に係る切欠き部を有するワークの研磨工程とその研磨に使用するメディアについて説明する。

ワークは、図３に示すようなスリット（長溝）、楕円孔、円孔などの切欠き部を有する。このワークの研磨工程は、ワークの外周部および切欠き部エッジ部のバリ取りとＲ付けと、表層部の清浄化及び平滑化をする第一研磨と、第一研磨を終えたワークのエッジのＲ形成部と表層部と切欠き部内面とをさらに平滑化する第二研磨とがあって、ワークの状態、及び加工精度の要求によっては第一研磨と第二研磨を別々または組合わせて研磨を行ってもよい。第一研磨用のメディアは砥材を含有し、その結合材を合成樹脂又は不飽和ポリエステル樹脂を用いた熱硬化性樹脂などで形成した軟質メディアと、該軟質メディアに焼成メディア又は焼結メディア又は金属系メディアなどからなる硬質メディアを適量混合した混合メディアとがあって、これらはワークの硬さに応じて選定、または混合割合を調整し使い分けられる。また、第二研磨用のメディアには、前記軟質メディアに球形でワークの切欠き部幅より小径の硬質メディアを適量混合した混合メディアがある。

前記各メディアの中で、第一研磨、第二研磨において用いられる軟質メディアは、ワークの表層部に引っ掻き疵や打痕を形成することなく埃取りや研磨中に発生する黒化を防止して清浄化する作用、効果を有する。また、プレス加工により切断形成されたワークのエッジ部のバリ取りやＲ付けを行う。特に切欠き部に対しては結合材の合成樹脂又は合成樹脂又は不飽和ポリエステル樹脂を用いた熱硬化性樹脂が弾性的に変形して該切欠き部に入り込む作用がある。その形状は、メディアを形成する1辺が切欠き部に対して入り込む作用を必要とすることから、例えば図４に示すような三角柱状、若しくは図５に示すような三角錐状の形状が望ましい。また、１辺の長さＡは、ワークの切欠き部幅Ｗに対して１．５〜７倍とするのが望ましい。

また、第一研磨において用いられる混合メディアは、前記軟質メディアに、焼成材又は焼結材などよりなる硬質メディアが、ワークの硬さに応じて混合割合を調整してなるものであって、前記軟質メディア単体でエッジのバリ取りやＲ付けが不完全な場合にその加工を施すためのものである。なお、硬質メディアの硬さはＨＲｃ１０〜４０であればよい。

第二研磨において用いられる混合メディアは前記第一研磨に用いられる軟質メディアに表４に示すスチールボールなどよりなる硬質メディアがワークの硬さに応じて選定されるものであって、軟質メディアは前記した第一研磨における作用・効果と、更に弾性的に変形して硬質メディアを切欠き部内に押し込む作用を有しており、一方、硬質メディアは第一研磨後のワークの表層部やエッジのＲ形成部と切欠き部内面の平滑化および高度の光沢を付与する作用を有している。硬質メディアの形状は一般的に球形、どんぐり形、小麦形、円柱形、楕円形、ピン形、などが挙げられるが、軟質メディアにより切欠き部に押し込まれてその内面を平滑化するものであるから球形が望ましい。その大きさ（外径）は切欠き部幅Ｗに対して５０〜８０％が望ましく、また、耐磨耗性を要求されるものであるから材質が軸受鋼からなる前記のスチールボールが最も望ましい。

また、第一研磨または第二研磨用の混合メディアに用いられる軟質メディアの混合割合は、ワークの板厚或いは硬さに応じて調整されるものであるが、前記した軟質メディアの作用・効果を得るためには少なくとも５０〜７５容積％にすることが望ましい。また、ワークを効果的に研磨するためには、第一研磨用の混合メディア、または、第二研磨用の混合メディアを用いて研磨するワークの混合メディアに対する投入割合を、１０〜２０容積％にすることが望ましい。

次に、前記した流動バレル研磨装置を用いて、図３に示した切欠き部を有するワークの研磨方法を説明する。

流動バレル研磨装置の研磨槽１内にワークと第一研磨用のメディアとを投入し、該研磨槽１の底部に設けた回転盤２を回転させれば、ワークとメディアが旋回流動しマスを形成し、研磨槽１の内壁に沿って上昇する。マスの上昇流は可動部材３により押圧され、該マスの上昇エネルギーをワークとメディアの摩擦力に変換して、ワークに対する研磨力を増大させる。このような状態の中で軟質メディアを形成する合成樹脂や、合成樹脂又は不飽和ポリエステル樹脂を用いた熱硬化性樹脂などの結合材は、可動部材３による押圧力により弾性的に変形し切欠き部の内側に部分的に入り込む。したがって、ワークの表層部に引っ掻き疵や打痕を形成することなく埃取り、黒化防止を行ない、切断形成された外周及びスリットのエッジ部のバリ取り、Ｒ付けを効率的に行うことができる。また、第一研磨用の混合メディアを使用する場合においては、該混合メディアに混合される軟質メディアも前記と同様の作用・効果がある一方、ワークの硬さに応じて混合された硬質メディアにより研磨効率を向上させて研磨加工をすることができる。

次に、第一研磨を終えたワークと第二研磨用の混合メディアを研磨槽１内に投入し、回転盤２を回転させれば、第一研磨工程と同様に、旋回流動するマスを可動部材３が押圧し、メディアのワークに対する研磨力が増大される。第二研磨用の混合メディアに混合されている軟質成形メディアが、第一研磨と同様の作用・効果を付与すると共に硬質メディアをワークの切欠き部内に押し込み該硬質メディアが切欠き部内面を平滑化し高度な光沢を付与する。なお、硬質メディアはワークの表層部とエッジのＲ形成部の平滑化と高度な光沢をも付与する。

以上、ワークの表層部を清浄化すると共に、ワークの外周部や切欠き部エッジ部のバリ取り、Ｒ付けをする第一研磨と、第一研磨を終えたワークの表層部とＲ形成部、および切欠き部内面を平滑化し高度な光沢を付与する第二研磨とを一連にした研磨加工を説明したが、本発明はこれに限るものでなく、研磨目的が例えば、ワークのエッジ部のバリ取りとＲ付けを主目的とする場合には、前記第一研磨のみで良く、一方、別の方法で第一研磨が行われたワークの表層部、および切欠き部内面の平滑化や光沢の付与を主目的にする場合には、前記第二研磨のみでよいものである。

以下に、表１に仕様を示す図3のワークを、前記第一研磨の１工程のみで研磨した実施例に基づき、本発明の方法をさらに詳細に説明する。なお、本実施例では、研磨時間４５分での研磨能力を従来方式（湿式遠心バレル方式）と比較した。
混合メディアを、スリット幅より大きいサイズの軟質メディアであるナイロンバインダの樹脂メディア（NRT６W：建光産業株式会社）と、スリット幅Ｗより小さいサイズの硬質メディアであるスチールボールメディア（SB1.6:新東ブレーター株式会社）で混合する。

なお、対象ワークの仕上げ要求度合いによっては、混合メディアは上記実施例に限定されることなく、軟質メディアは上記ナイロン系の他に、例えば通常バレル研磨に用いられる樹脂系メディアまたは不飽和ポリエステル樹脂を用いた熱硬化性樹脂メディアを使用することも可能であり、硬質メディアはスチールボールの代わりにビトリファイドボンドに砥粒を混合し焼成または焼結したメディアを使用することも可能である。また、混合メディアとして、大サイズのメディアに軟質メディアを使用し、小サイズのメディアに硬質メディアを使用したが、これに限定されるものではなく、大サイズのメディアに硬質メディアを使用し、小サイズのメディアに軟質メディアを使用することも可能であり、大サイズのメディア、小サイズのメディア共に軟質メディアを使用することも可能であり、両サイズのメディアを共に硬質メディアにして使用することも可能である。

本実施の研磨では、回転盤の回転数を３５０ｍｉｎ^-1でマスの流動制御をして研磨加工をした。本実施例における比較結果を以下に示す。なお、表２で示されているＲ付け部のバレル前の（）内の数字は、研磨前のエッジ部のバリの高さを表しており、数字は研磨後のＲの大きさを示している。すなわち、研磨後において、バレル前にあったエッジ部のバリ取りとＲ付けが行われる。

表２に示すように従来方式に比べ本実施例の方が、切欠き部エッジのＲ付け、仕上げ面の平滑化が向上している。特に溝内面の仕上げ面の平滑化が従来方式に比べ飛躍的に向上している。これは、図６に示すように、本発明に係る加圧流動バレル研磨装置によるマスの流動制御により、マス自体が加圧され、スチールボールを合成樹脂系メディアにより押圧する力に前記加圧の力が加わり、さらに合成樹脂系メディアが弾性変形してスチールボールを押圧することにより、研磨力が高まったことが考えられる。

図６に加圧時の研磨状態を示す。通常、流動バレル研磨装置にワークと混合メディアを投入してその旋回流動でマスを構成する場合、切欠き部の幅Ｗより小さいサイズの硬質メディアＭＳ（例えば、スチールボール）を切欠き部の幅より大きいサイズの軟質メディアＭＬ（例えば、合成樹脂系メディア）あるいはワークにより押圧するが、本実施形態のようにマスの流動制御により、マスが加圧（図中矢印）され、前記押圧の力に加えマスへの加圧力Ｆが加わり、図６に示されたように、切欠き部においては、軟質メディアが弾性変形して硬質メディアをさらに強い力で押圧することとなり、更に弾性変形した軟質メディアが回動してより強い力でＲ加工ができ、切欠き部の研磨力、特に切欠き部の内面の研磨力が高まったと考えられる。

以下に、表１に仕様を示す図3のワークを、前記第一研磨と第二研磨の2工程により研磨した実施例に基づき、本発明の方法をさらに詳細に説明する。なお、本実施例では、同一研磨時間（第一研磨４５分＋第二研磨４５分）での研磨能力を比較した。

研磨加工前の準備として、第一研磨用の混合メディアを、軟質メディアであるナイロンバインダの樹脂メディア（NRT６W：建光産業株式会社）と、硬質メディアである鉄系のスチールボールメディアで混合する。また、第二研磨用の混合メディアを、スリット幅より大きいサイズの軟質メディアであるナイロンバインダの樹脂メディア（NRT6W：建光産業株式会社）と、スリット幅Wより小さいサイズの硬質メディアであるスチールボールメディア（SB1.6：新東ブレーター株式会社）で混合する。

本実施例における比較結果を以下に示す。なお、表３で示されているＲ付け部のバレル前の（）内の数字は、研磨前のエッジ部のバリの高さを表しており、第一研磨。第二研磨に示されている数字は研磨後のＲの大きさを示している。すなわち、第一研磨後において、バレル前にあったエッジ部のバリ取りとＲ付けが行われ、第二研磨において、さらにエッジ部のR付けが行われる。

第一研磨は、回転盤の回転数を３５０ｍｉｎ^-1でマスの流動制御をして研磨加工をした。その結果、表３に示すように従来方式（湿式遠心バレル研磨装置）に比べ本実施例（乾式加圧流動バレル研磨装置）の方が、切欠き部エッジのバリ取りおよびＲ付け、仕上げ面の平滑化が向上している。
第二研磨は、回転盤の回転数を３５０ｍｉｎ^-1でマスの流動制御をして研磨加工をした。その結果、表２に示すように従来方式に比べ本実施例の方が、切欠き部エッジのバリ取りおよびＲ付け、仕上げ面の平滑化が向上している。特に溝内面の仕上げ面の平滑化が従来方式に比べ飛躍的に向上している。

以下、表１に仕様を示す図３のワークを、前記第一研磨により研磨した実施例に基づき、本発明の方法をさらに詳細に説明する。なお、本実施例では、同一研磨時間（４５分）でメディアを変えたときの切欠き部エッジのR値を比較した。比較装置としては、本実施例の乾式加圧流動バレル研磨装置と従来方式の乾式加圧流動バレル研磨装置とを比較する。

本実施例で使用する第一研磨用のメディアは、（1）ナイロンバインダの樹脂メディア（NRT6W：建光産業株式会社）を単体で使用するものと、（2）ナイロンバインダ樹脂系メディア（DXT7：宇治電化学工業株式会社）と、ナイロンバインダの樹脂メディア（NRT4W：建光産業株式会社）を６：４の割合で混合したものと、（3）ナイロンバインダの樹脂メディア（DXT7：宇治電化学工業株式会社）と、焼成メディア（AH-T4：新東ブレーター株式会社）を７：３の割合で混合したものと、（4）ナイロンバインダの樹脂メディア（NRT4W：建光産業株式会社）と、焼成メディア（AH-T4：新東ブレーター株式会社）を６：４の割合で混合したものを使用する。

本実施例の比較結果は、図７からも明らかなように、本発明の乾式加圧流動バレル装置の方が従来方式の乾式流動バレル装置より、全てのメディアにおいて、切欠き部エッジのR値が高いという優れた効果を得た。

以下、表１に仕様を示す図３のワークを、前記第二研磨により研磨した実施例に基づき、本発明の方法をさらに詳細に説明する。なお、本実施例では、同一研磨時間（４０分）でメディアを変えたときの切欠き部内の仕上げ面の粗さRzを比較した。比較装置としては、本実施例の乾式加圧流動バレル研磨装置と従来方式の湿式遠心バレル研磨装置とを比較する。

本実施例で使用する第二研磨用のメディアは、（1）ナイロンバインダの樹脂メディア（NRT6W：建光産業株式会社）と、スチールボールメディア（SB1.6：新東ブレーター株式会社）を８５：１５の割合で混合したものと、（2）ナイロンバインダの樹脂メディア（NRT6W：建光産業株式会社）と、焼結メディア（V1.5：新東ブレーター株式会社）を８５：１５の割合で混合したものと、（3）ナイロンバインダの樹脂メディア（DXT7：宇治電化学工業株式会社）と、スチールボールメディア（SB1.4：新東ブレーター株式会社）を８５：１５の割合で混合したものと、（4）ナイロンバインダの樹脂メディア（DXT7：宇治電化学工業株式会社）と、スチールボールメディア（SB1.4：新東ブレーター株式会社）と、異形状スチールメディア（SAT3.8：新東ブレーター株式会社）を５８：１２：３０の割合で混合したものと、（5）ナイロンバインダの樹脂メディア（DXT7：宇治電化学工業株式会社）と、焼結メディア（V1.5：新東ブレーター株式会社）を混合したものと、（6）焼結三角柱形状メディア（V3-T6：新東ブレーター株式会社）と、焼成メディア（UP16：宇治電化学工業株式会社）を１：１の割合で混合したものと、（7）焼成メディア（AX-E4：新東ブレーター株式会社）と、焼結メディア（V1：新東ブレーター株式会社）を混合したものを使用する。

本実施例の比較結果は、図８からも明らかなように、本発明の乾式加圧流動バレル装置の方が従来方式の湿式遠心バレル装置より、一部のメディアにおいて、切欠き部内の平滑化が劣るものの、混合メディア（1）（NRT6W+SB1.6）においては優れた効果を得ることができた。

以下、図９に示されたワークを、本発明方式（乾式加圧流動バレル研磨装置）と従来方式（湿式遠心バレル研磨装置、乾式流動バレル研磨装置）とで研磨比較した実施例を説明する。なお、B寸法とは、図９に示されたワークのC−C矢視図における外表面とエッジ端部との寸法であり、C−C矢視図の右側に示したようなエッジ端部が研磨により同図左側に示したようなエッジ端部になるとB寸法が大きくなる（図中Ｂ’寸法）。

本実施例方式に使用する混合メディアとして、ナイロンバインダの樹脂メディア（DXT7：宇治電化学工業株式会社）と、ナイロンバインダの樹脂メディア（NRT3：建光産業株式会社）を混合しておく。また、従来方式の湿式遠心バレル研磨装置に使用する混合メディアとして、二種類の焼成メディアを混合しておく。さらに、従来方式の乾式流動バレル研磨装置に使用する混合メディアとして、ナイロンバインダの樹脂メディア（DXT7：宇治電化学工業株式会社）と、焼結メディア（V2：新東ブレーター株式会社）を混合しておく。
本実施例の比較結果は、図１０および図１１からも明らかなように、ワーク表面のB寸法および切欠き部エッジのR値の目標値への加工時間が、湿式遠心バレル研磨および乾式流動研磨に比べ大幅に減少した。

なお、マスの流動の制御手段を、マスＭが可動部材３により流動方向が変更されてワークが拘束状態で研磨される拘束研磨時間と、マスＭが可動部材３により流動方向が変更されることなく自由流動しつつ研磨される非拘束研磨時間とを設定可能なものとして、マスＭの流動を間欠的に制御することによっても、バレル研磨を効率的に行うことができる。

すなわちこの実施形態の方法は、ワークを拘束研磨する時間が所定時間に達したとき、又は負荷が設定した下限値を下回ったとき、可動部材３をマスＭが接触しない高さにまで上昇させるか、又は可動部材３の高さはそのままでマスＭが可動部材３に接触しない状態にまで回転盤２の回転数を減少させることによりワークを非拘束状態とする方法である。拘束研磨中にはメディアとワークの混合状態が片寄ることにより研磨効率の低下をもたらす場合がある。しかし、間欠的にその拘束を解除してマスＭをフリーな状態として旋回流動させることにより、ワークとメディアが再び均一に混合されるので、さらに研磨効率の向上を図ることができる。

本発明の方法の実施に用いる流動バレル研磨装置の正面図である。可動部材を押し下げた状態の図１の流動バレル研磨装置の正面図である。切欠き部を有するワークの斜視図である。三角柱状メディアの斜視図である。三角錐状メディアの斜視図である。スチールボールと合成樹脂系メディアによる研磨の状態を示す説明図である。実施例３における本実施例方式と従来方式の比較結果（切欠き部エッジのＲ値）を示すグラフである。実施例４における本実施例方式と従来方式の比較結果（切欠き部内表面の平滑化）を示すグラフである。実施例５における実験用ワークの斜視図である。実施例５における本実施例方式と従来方式の比較結果（Ｂ寸法）を示すグラフである。実施例５における本実施例方式と従来方式の比較結果（Ｒ値）を示すグラフである。

符号の説明

１研磨槽
２回転盤
３可動部材
１３内壁

Claims

底部に回転盤を備えた研磨槽の内部に切欠き部を有するワークとメディアとを投入し、該回転盤の回転によって旋回流動するマスを形成して、当該マスの旋回流動を制御しながら研磨を行う切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法であって、第一研磨と第二研磨とからなり、第一研磨はワークの切欠き部の大きさより大きいサイズの軟質メディアを用いて行い、第二研磨用は、ワークの切欠き部の大きさより大きいサイズの軟質メディアに球形でワークの切欠き部幅より小径の硬質メディアを混合した混合メディアを用いることを特徴とする切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法。
前記硬質メディアの嵩比重を前記軟質メディアよりも大きくすることを特徴とする請求項１記載の切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法。
前記軟質メディアは、砥材を含有して弾力性を有する素材で形成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法。
前記硬質メディアは、焼成メディア、焼結メディア、または金属系メディアであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか記載の切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法。
前記マスの旋回流動の制御は、前記研磨槽の上部に設けられた可動部材による上下動により行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法。
前記マスの旋回流動の制御を、間欠的に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法。
前記マスの旋回流動の制御は、前記回転盤の回転数の増減により行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法。
前記マスの旋回流動の制御は、前記研磨槽へのワーク及びメディアの投入量を加減することにより行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の切欠き部を有するワークの乾式流動バレル研磨方法。