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【発明の名称】 ホーニング液分配器
【発明者】 【氏名】久田 伸彦

【要約】 【課題】ホーニング液及びその砥粒濃度を均等に分配することができ、更に、分配器の内部に堆積する砥粒が原因で生じるワークの表面品質の低下を防止することができるホーニング液分配器を提供する。

【解決手段】分配器1は、漏斗状の底部2と、該底部2の上端部に連設された円筒状の胴部4と、該胴部4の上端開口を閉塞した円板状の天壁部5と、を備える。底部2の中心先端部にホーニング液供給口3が設けられている。天壁部5の外周縁の内側近傍部における該天壁部5の中心P1から等距離で且つ周方向に等間隔の位置に、互いに等しい口径の複数個のホーニング液排出口6が設けられている。天壁部8の下面の中心部には、ホーニング液供給口3から流入したホーニング液Hを複数個のホーニング液排出口6側に誘導する、下方向に突出した逆円錐状の誘導突部7が配置されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数個のワークの表面に向けてホーニング液を噴射する複数個のホーニング液噴射ノズルを備えた液体ホーニング加工装置に用いられ、
ホーニング液を複数に分配し、分配された各ホーニング液はそれぞれ前記ノズルに供給されるホーニング液分配器であって、
中心軸が鉛直方向に配置されるとともに水平断面形状が円形の漏斗状の底部と、該底部の上端部に該底部の中心軸と同軸状に連設された円筒状の胴部と、前記底部の中心軸に対して垂直に配置されるとともに前記胴部の上端開口を閉塞した円板状の天壁部と、を備え、
前記底部の中心先端部に、ホーニング液供給口が設けられており、
前記天壁部の外周縁の内側近傍部における該天壁部の中心から等距離で且つ周方向に等間隔の位置に、互いに等しい口径の複数個のホーニング液排出口が設けられており、
前記天壁部の下面の中心部には、前記ホーニング液供給口から前記天壁部の下面の中心部に向かって流入したホーニング液を前記複数個のホーニング液排出口側に誘導する、前記底部の中心軸と同軸状に下方向に突出した逆円錐状の誘導突部が配置されていることを特徴とするホーニング液分配器。
【請求項2】
前記底部の内周側面のテーパ半角αが75°以下に設定されている請求項1記載のホーニング液分配器。
【請求項3】
前記誘導突部の外周側面のテーパ半角βが、前記底部の内周側面のテーパ半角αと等しく設定されている請求項2記載のホーニング液分配器。
【請求項4】
前記底部の内周側面のテーパ半角αが5°以上に設定されている請求項2又は3記載のホーニング液分配器。
【請求項5】
前記各ホーニング液排出口と対応する前記ノズルとを互いに接続し、前記各ホーニング液排出口から排出されるホーニング液を対応する前記ノズルに供給する複数個のホーニング液供給分岐管を備えるとともに、
前記複数個のホーニング液供給分岐管のホーニング液流通路は、互いに等しい長さで且つ互いに等しい断面積に設定されている請求項1〜4のいずれかに記載のホーニング液分配器。
【請求項6】
複数個のワークの表面に向けてホーニング液を噴射する複数個のホーニング液噴射ノズルと、ホーニング液を複数に分配するホーニング液分配器と、を備えるとともに、前記分配器により分配された各ホーニング液はそれぞれ前記ノズルに供給される液体ホーニング加工装置において、
前記分配器は、請求項1〜5のいずれかに記載のホーニング液分配器であることを特徴とする液体ホーニング加工装置。
【請求項7】
複数個のワークの表面に向けてホーニング液を噴射する複数個のホーニング液噴射ノズルと、ホーニング液を複数に分配するホーニング液分配器と、を備えるとともに、前記分配器により分配された各ホーニング液はそれぞれ前記ノズルに供給される液体ホーニング加工装置を用いて、複数個のワークの表面を液体ホーニング加工する液体ホーニング加工方法において、
前記分配器として、請求項1〜5のいずれかに記載の分配器を用い、
この分配器のホーニング液供給口から供給されて該分配器の各ホーニング液排出口から排出されたホーニング液をそれぞれ前記ノズルに供給して、複数個のワークの表面を同時に液体ホーニング加工することを特徴とする液体ホーニング加工方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ワークの表面を液体ホーニング加工するためのホーニング液を複数に分配するホーニング液分配器、該分配器を備えた液体ホーニング加工装置、及び前記分配器を用いた液体ホーニング加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
複数個のワークの表面を同時に液体ホーニング加工する液体ホーニング加工装置は、一般に、各ワークに対応して1個ずつ配置された複数個のホーニング液噴出ノズルを備えている。そして、この加工装置は、各ノズルからホーニング液をワークの表面に向けて同時に噴射することにより、複数個のワークの表面が同時に液体ホーニング加工されるように構成されている(例えば、特許文献1、2参照)。
【0003】
この加工装置では、一般に、複数個のノズルにホーニング液を等量に供給するため、ホーニング液供給源から供給されたホーニング液を複数に等量に分配するホーニング液分配器が用いられる。
【0004】
ところで、特開平11−212280号公報には、ホーニング液を複数に分配する分配器ではないが、感光層形成用塗布液を複数に分配する分配器が開示されている(特許文献3参照)。またその他に、液体を複数に分配する分配器として、例えば特開平8−42522号公報に開示されたものが知られている(特許文献4参照)。
【特許文献1】特開2006−224298号公報(図1)
【特許文献2】特開平6−35211号公報(段落番号[0009]、図3)
【特許文献3】特開平11−212280号公報
【特許文献4】特開平8−42522号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
而して、様々な液体のうち、ホーニング液は、ワークの表面を粗面化するために所定濃度の微細な砥粒を含有している。このようなホーニング液を分配器により複数に分配する場合には、次の問題があった。
【0006】
すなわち、上述した液体ホーニング加工装置では、加工済みのワークを加工装置から取り出して新たな未加工のワークを加工装置にセットする間は、ホーニング液のノズルへの供給は通常、停止されている。このとき、分配器の内部に砥粒が堆積する。次いで、新たな未加工のワークについて液体ホーニング加工を開始するために、ホーニング液のノズルへの供給を再開すると、分配器の内部に堆積した砥粒がホーニング液と一緒にノズルに供給されてしまい、その結果、ノズルから噴射されるホーニング液の砥粒濃度が液体ホーニング加工の再開時と終了時とで異なる場合があった。このようになると、ワークの表面品質が低下するという問題が発生する。
【0007】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、ホーニング液及びその砥粒濃度を均等に分配することができ、更に、分配器の内部に堆積する砥粒が原因で生じるワークの表面品質の低下を防止することができるホーニング液分配器、該分配器を備えた液体ホーニング加工装置、及び前記分配器を用いた液体ホーニング加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は以下の手段を提供する。
【0009】
[1] 複数個のワークの表面に向けてホーニング液を噴射する複数個のホーニング液噴射ノズルを備えた液体ホーニング加工装置に用いられ、
ホーニング液を複数に分配し、分配された各ホーニング液はそれぞれ前記ノズルに供給されるホーニング液分配器であって、
中心軸が鉛直方向に配置されるとともに水平断面形状が円形の漏斗状の底部と、該底部の上端部に該底部の中心軸と同軸状に連設された円筒状の胴部と、前記底部の中心軸に対して垂直に配置されるとともに前記胴部の上端開口を閉塞した円板状の天壁部と、を備え、
前記底部の中心先端部に、ホーニング液供給口が設けられており、
前記天壁部の外周縁の内側近傍部における該天壁部の中心から等距離で且つ周方向に等間隔の位置に、互いに等しい口径の複数個のホーニング液排出口が設けられており、
前記天壁部の下面の中心部には、前記ホーニング液供給口から前記天壁部の下面の中心部に向かって流入したホーニング液を前記複数個のホーニング液排出口側に誘導する、前記底部の中心軸と同軸状に下方向に突出した逆円錐状の誘導突部が配置されていることを特徴とするホーニング液分配器。
【0010】
[2] 前記底部の内周側面のテーパ半角αが75°以下に設定されている前項1記載のホーニング液分配器。
【0011】
[3] 前記誘導突部の外周側面のテーパ半角βが、前記底部の内周側面のテーパ半角αと等しく設定されている前項2記載のホーニング液分配器。
【0012】
[4] 前記底部の内周側面のテーパ半角αが5°以上に設定されている前項2又は3記載のホーニング液分配器。
【0013】
[5] 前記各ホーニング液排出口と対応する前記ノズルとを互いに接続し、前記各ホーニング液排出口から排出されるホーニング液を対応する前記ノズルに供給する複数個のホーニング液供給分岐管を備えるとともに、
前記複数個のホーニング液供給分岐管のホーニング液流通路は、互いに等しい長さで且つ互いに等しい断面積に設定されている前項1〜4のいずれかに記載のホーニング液分配器。
【0014】
[6] 複数個のワークの表面に向けてホーニング液を噴射する複数個のホーニング液噴射ノズルと、ホーニング液を複数に分配するホーニング液分配器と、を備えるとともに、前記分配器により分配された各ホーニング液はそれぞれ前記ノズルに供給される液体ホーニング加工装置において、
前記分配器は、前項1〜5のいずれかに記載のホーニング液分配器であることを特徴とする液体ホーニング加工装置。
【0015】
[7] 複数個のワークの表面に向けてホーニング液を噴射する複数個のホーニング液噴射ノズルと、ホーニング液を複数に分配するホーニング液分配器と、を備えるとともに、前記分配器により分配された各ホーニング液はそれぞれ前記ノズルに供給される液体ホーニング加工装置を用いて、複数個のワークの表面を液体ホーニング加工する液体ホーニング加工方法において、
前記分配器として、前項1〜5のいずれかに記載の分配器を用い、
この分配器のホーニング液供給口から供給されて該分配器の各ホーニング液排出口から排出されたホーニング液をそれぞれ前記ノズルに供給して、複数個のワークの表面を同時に液体ホーニング加工することを特徴とする液体ホーニング加工方法。
【発明の効果】
【0016】
本発明は以下の効果を奏する。
【0017】
[1]の発明では、ホーニング液分配器は、中心軸が鉛直方向に配置されるとともに水平断面形状が円形の漏斗状の底部を備えているので、分配器の内部におけるホーニング液中の砥粒の堆積を防止することができる。そのため、分配器の内部に堆積する砥粒が原因で生じるワークの表面品質の低下を防止できる。
【0018】
さらに、この分配器では、底部の中心先端部に、ホーニング液供給口が設けられており、天壁部の外周縁の内側近傍部における該天壁部の中心から等距離で且つ周方向等間隔の位置に、互いに等しい口径の複数個のホーニング液排出口が設けられており、天壁部の下面の中心部には、ホーニング液供給口から天壁部の下面の中心部に向かって流入したホーニング液を複数個のホーニング液排出口側に誘導する、底部の中心軸と同軸状に下方向に突出した逆円錐状の誘導突部が配置されている。
【0019】
したがって、この分配器では、ホーニング液は、ホーニング液供給口から分配器の内部に底部の中心軸に沿って天壁部の下面の中心部に向かって流入したのち、誘導突部によって複数個のホーニング液排出口側に誘導される。このとき、誘導突部は底部の中心軸と同軸状に下方向に突出した逆円錐状に形成されたものであることから、ホーニング液は誘導突部によってその周方向に均等に複数個のホーニング液排出口側に誘導される。さらに、胴部は円筒状に形成されており、且つ、この胴部の上端開口を閉塞した天壁部は底部の中心軸に対して垂直に配置されていることから、誘導突部により誘導されたホーニング液は、胴部によって、天壁部に対して垂直な方向にその流れ方向が変えられる。これにより、ホーニング液が分配器の内部をスムーズに流れるとともに、その後、互いに等しい口径の複数個のホーニング液排出口からホーニング液が等量に排出される。さらに、底部の中心軸は鉛直方向に配置されるとともに、該底部の中心軸に対して天壁部が垂直に配置され、即ち天壁部が水平に配置されていることから、複数個のホーニング液排出口から排出されるホーニング液の砥粒濃度が重力の影響によって異なってしまう問題を防止することができる。したがって、例えば、複数個のワークの表面を同時に液体ホーニング加工する場合において、この分配器によってホーニング液を複数に分配することより、ホーニング液及びその砥粒濃度を均等に分配することができる。そのため、この分配器により分配された各ホーニング液を、対応するノズルに供給して該各ノズルから対応するワークの表面に向けて噴射することにより、複数個のワークの表面品質についてばらつきを抑制することができる。
【0020】
[2]の発明では、底部の内周側面のテーパ半角αが75°以下に設定されることにより、分配器の内部における砥粒の堆積を確実に防止できる。
【0021】
[3]の発明では、誘導突部の外周側面のテーパ半角βが、底部の内周側面のテーパ半角αと等しく設定されることにより、ホーニング液が分配器の内部を更にスムーズに流れるようになり、これにより、ホーニング液を確実に等量に分配することができる。
【0022】
[4]の発明では、ホーニング液分配器の長さの短小化を図ることができる。
【0023】
[5]の発明では、ホーニング液の各ノズルへの供給量を確実に等量に設定することができる。
【0024】
[6]の発明では、複数個のワークの表面を高品質に液体ホーニング加工することができる液体ホーニング加工装置を提供できる。
【0025】
[7]の発明では、複数個のワークの表面を高品質に液体ホーニング加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【0027】
図1において、(10)は、本発明の一実施形態に係る液体ホーニング加工装置である。この加工装置(10)は、複数個のワーク(W)を同時に液体ホーニング加工するためのものである。本実施形態では、同時に加工されるワーク(W)の個数は例えば7個である。
【0028】
ワーク(W)は、例えば精密パイプの素管であり、詳述すると、電子複写機、レーザプリンタ、FAX装置等に搭載される感光ドラムの基体に用いられるパイプの素管、すなわち感光ドラム基体用パイプの素管である。なお、感光ドラムとは、例えば感光層を支持するためのものであり、その基体に用いられるパイプの素管は、一般に、高品位な画像を得るために高い表面精度が要求される。
【0029】
このワーク(W)は、断面円形状の金属製パイプから形成されており、詳述すると、例えば引抜き加工により得られたアルミニウム(その合金を含む。以下同じ。)製パイプ、すなわちアルミニウム製引抜き管から形成されている。
【0030】
このワーク(W)は、例えば、長さ200〜450mm、外径15〜50mm、肉厚0.5〜2mmの範囲内に設定されている。
【0031】
このワーク(W)の表面(詳述すると外周円)を均一化(詳述すると均一に粗面化)するため、ワーク(W)の表面が本実施形態の加工装置(10)により液体ホーニング加工され、これにより感光ドラム基体用パイプが製造される。なお、ワーク(W)の表面は、その全体に亘って例えばRzが1〜3μmの範囲内になるように液体ホーニング加工される。ただし本発明では、ワーク(W)の表面はRzが上記の範囲内になるように液体ホーニング加工されることに限定されるものではなく、ワーク(W)の表面粗さ等の表面性状はワーク(W)の用途などに応じて様々に設定されるものである。
【0032】
図1に示すように、この加工装置(10)は、本実施形態に係るホーニング液分配器(1)と、液体ホーニング加工槽(11)内に設置された複数個(本実施形態では7個)のワーク保持手段(12)と、各ワーク保持手段(12)に保持される各ワーク(W)に対応して1個ずつ配置された複数個(本実施形態では7個)のホーニング液噴射ノズル(13)と、などを備えている。
【0033】
各ワーク保持手段(12)は、ワーク(W)を例えば鉛直に保持するためのものであり、ワーク(W)の上端面及び下端面に取り付けられる上下一対のワーク保持部(12a)(12b)を有している。さらに、各ワーク保持手段(12)は、ワーク(W)を鉛直に保持した状態のままで該ワーク(W)を自軸回転させために、上下一対のワーク保持部(12a)(12a)を回転駆動させる駆動モータからなる回転駆動手段(図示せず)を有している。この回転駆動手段は箱体(18)内に収容されている。液体ホーニング加工時には、複数個のワーク保持手段(12)により保持された複数個のワーク(W)は、回転駆動手段によって同一回転速度で同一回転方向に自軸回転される。
【0034】
各ホーニング液噴射ノズル(13)は、対応するワーク(W)の表面に向けてホーニング液(H)を噴射するものであり、本実施形態ではホーニング液噴射ガンからなる。各ノズル(13)は上下方向に移動可能に配置されている。これらのノズル(13)から噴射されるホーニング液(H)の単位時間当たりの噴射量は互いに等しく設定されている。
【0035】
ホーニング液(H)は、例えば、清浄水等の水に砥粒を含有したものである。砥粒は、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素などからなる。また、砥粒の粒度分布は例えば10〜50μmに設定されており、その分布の中心粒径は例えば30μmに設定されている。また、ホーニング液(H)の砥粒濃度は例えば5〜15体積%の範囲内に設定される。ただし本発明では、砥粒の粒度分布、その中心粒径及び砥粒濃度は上記の範囲や値であることに限定されるものではなく、ワーク(W)の用途などに応じて様々に設定されるものである。
【0036】
ホーニング液分配器(1)は、ホーニング液供給源(17)からのホーニング液(H)を複数に等量に分配するためのものであり、液体ホーニング加工槽(11)の外部近傍又は内部に付設されている。本実施形態では、液体ホーニング加工装置(10)は、ホーニング液供給源(17)として、ホーニング液(H)を貯留したホーニング液貯留タンクを備えており、このタンク内に貯留されたホーニング液(H)がホーニング液供給主管(9)を通って分配器(1)に供給される。そして、この分配器(1)により分配された各ホーニング液(H)は、それぞれ対応するノズル(13)に供給されて該ノズル(13)からワーク(W)の表面に向けて噴射される。
【0037】
図2〜図4に示すように、分配器(1)は、内部が空洞の中空体から形成されており、底部(2)と胴部(4)と天壁部(5)とを備えている。底部(2)と胴部(4)と天壁部(5)は、いずれもアルミニウムやステンレス鋼等の金属製である。
【0038】
底部(2)は、中心軸(P)が鉛直方向に配置された漏斗状のものであり、その水平断面形状は円形状である。換言すると、この底部(2)は逆円錐筒状に形成されている。この底部(2)の中心先端部には、断面円形状のホーニング液供給口(3)が形成されている。この供給口(3)の中心は底部(2)の中心軸(P)上に位置している。さらに、この供給口(3)には、該供給口(3)と同一口径の短筒状の接続管(3a)が下方向に突出状に一体に形成されている。この接続管(3a)には、図1に示すように、ホーニング液供給源(17)(ホーニング液貯留タンク)のホーニング液(H)を該ホーニング液供給源(17)から分配器(1)に供給するホーニング液供給主管(9)が接続されている。なお、このホーニング液供給主管(19)には、ホーニング液供給源(17)のホーニング液(H)を該ホーニング液供給源(17)から分配器(1)に送るポンプ(18)と、ホーニング液(H)の分配器(1)への供給量を調節するホーニング液供給量調節バルブ(19)とが介設されている。
【0039】
ホーニング液(H)の分配器(1)への供給量は、例えば10〜70L/minの範囲内に設定される。ただし本発明では、この供給量は上記の範囲内であることに限定されるものではなく、ワーク(W)の用途や液体ホーニング加工に要する時間などに応じて様々に設定されるものである。
【0040】
図2〜図4に示すように、胴部(4)は、厚さが均一な円筒状のものであり、底部(2)の上端部に該底部(2)の中心軸(P)と同軸状に連設されている。したがって、胴部(4)の中心軸は底部(2)の中心軸(P)と一致している。本実施形態では、この胴部(4)は底部(2)の上端部に一体に形成されている。なお発明では、その他に、この胴部(4)は底部(2)の上端部に溶接等により全周に亘って液密に固着されていても良い。
【0041】
天壁部(5)は、厚さが均一な円板状のものであり、胴部(4)の上端開口を閉塞するものである。この天壁部(5)は、胴部(4)の上端開口を閉塞するように底部(2)の中心軸(P)に対して垂直に配置されるとともに、この状態で、天壁部(5)の外周縁が胴部(4)の上端部に溶接等により全周に亘って液密に固着されている。これにより、胴部(4)の上端開口が天壁部(5)によって閉塞されている。この天壁部(5)の中心(P1)は底部(2)の中心軸(P)の延長線上に位置している。
【0042】
天壁部(5)の外周縁の内側近傍部における、該天壁部(5)の中心(P1)から等距離で且つ周方向に等間隔の位置には、複数個(本実施形態では7個)の断面円形状のホーニング液排出口(6)が、天壁部(5)の厚さ方向に貫通して穿設されている。これらの排出口(6)の口径は互いに等しく設定されている。
【0043】
また、天壁部(5)の各排出口(6)には、該排出口(6)と同一口径の短筒状の接続管(6a)が溶接等により液密に固着されている。さらに、図1に示すによう、この各接続管(6a)には、排出口(6)から排出されたホーニング液(H)を対応するノズル(13)に供給するホーニング液供給分岐管(8)の一端部が接続されている。一方、各ホーニング液供給分岐管(8)の他端部は、対応するノズル(13)に接続されている。したがって、各排出口(6)と対応するノズル(13)とは、ホーニング液供給分岐管(8)を介して互いに接続されている。なお、各ノズル(13)には、更に、該ノズル(13)にエアーを供給するエアー供給管(14)が接続されている。
【0044】
全てのホーニング液供給管(8)、即ち7本のホーニング液供給管(8)のホーニング液流通路は、互いに等しい長さで且つ互いに等しい断面積に設定されている。
【0045】
図3及び図4に示すように、天壁部(5)の下面の中心部における、複数個のホーニング液排出口(6)を結んだ円環状の領域よりも内側の部分には、底部(2)の中心軸(P)と同軸状に下方向に突出した逆円錐状の誘導突部(7)が溶接等により固着されて配置されている。したがって、誘導突部(7)の中心軸は、底部(2)の中心軸(P)及び胴部(4)の中心軸と一致している。この誘導突部(7)は、ホーニング液供給口(3)から天壁部(5)の下面の中心部に向かって流入したホーニング液(H)を複数個のホーニング液排出口(6)側に誘導するものである。この誘導突部(7)は例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属製のものである。
【0046】
次に、上記液体ホーニング加工装置(10)を用いた液体ホーニング加工方法について、図1を参照して以下に説明する。
【0047】
まず、複数個のワーク(W)を加工装置(10)の液体ホーニング加工槽(11)内に入れ、各ワーク(W)をワーク保持手段(12)によって鉛直に保持する。次いで、複数個のワーク(W)を同一回転速度で同一回転方向に自軸回転させる。
【0048】
また、ホーニング液供給主管(9)のホーニング液供給量調節バルブ(19)を開けてホーニング液供給源(17)のホーニング液(H)をポンプ(18)の動力によってホーニング液供給主管(9)を通じてホーニング液分配器(1)に供給する。これにより、ホーニング液(H)を分配器(1)によって複数に分配する。そして、分配された各ホーニング液(H)を、対応するホーニング液供給分岐管(8)を通じて対応するホーニング液噴射ノズル(13)に供給する。なお、この際の、分配器(1)によるホーニング液(H)の分配方法、及び、ホーニング液(H)のノズル(13)への供給方法については後述する。
【0049】
次いで、各ワーク(W)の表面に向けて対応するホーニング液噴射ノズル(13)からホーニング液(H)を噴射しながら、該各ノズル(13)をワーク(W)の上端部から下端部へと移動させる。これにより、各ワーク(W)の表面全体を液体ホーニング加工する。この液体ホーニング加工を複数個のワーク(W)の表面に対して同時に行う。
【0050】
液体ホーニング加工が終了したら、ホーニング液(H)のノズル(13)への供給を停止し、これによりノズル(13)からのホーニング液(H)を噴射を停止する。次いで、加工済みの複数個のワーク(W)を液体ホーニング加工槽(11)内から取り出し、その後、新たな未加工の複数個のワーク(W)を液体ホーニング加工槽(11)内に入れて各ワーク(W)をワーク保持手段(12)によって鉛直に保持する。次いで、新たな未加工の複数個のワーク(W)の表面に対して液体ホーニング加工を開始する。
【0051】
以上の工程を繰り返すことにより、多数個のワーク(W)を能率良く液体ホーニング加工することができる。
【0052】
ここで、上記の液体ホーニング加工において、ホーニング液分配器(1)によるホーニング液(H)の分配方法、及び、ホーニング液(H)のノズル(13)への供給方法について、以下に説明する。
【0053】
まず、上述したように、ホーニング液供給源(17)のホーニング液(H)をポンプ(18)の動力によってホーニング液供給主管(9)を通じてホーニング液分配器(1)に供給する。
【0054】
これにより、図4に示すように、ホーニング液(H)は、分配器(1)の底部(2)のホーニング液供給口(3)から該分配器(1)の内部に底部(2)の中心軸(P)に沿って天壁部(5)の下面の中心部に向かって上方向に流入したのち、誘導突部(7)によって複数個のホーニング液排出口(6)側に誘導される。このとき、誘導突部(7)は底部(2)の中心軸(P)と同軸状に下方向に突出した逆円錐状に形成されたものであることから、ホーニング液(H)は誘導突部(7)によってその周方向に均等に複数個のホーニング液排出口(6)側に誘導される。さらに、胴部(4)は円筒状に形成されており、且つ、この胴部(4)の上端開口を閉塞した天壁部(5)は底部(2)の中心軸(P)に対して垂直に配置されていることから、誘導突部(7)により誘導されたホーニング液(H)は、胴部(4)によって、天壁部(5)に対して垂直な方向にその流れ方向が変えられる。これにより、ホーニング液(H)が分配器(1)の内部をスムーズに流れるとともに、その後、複数個のホーニング液排出口(6)からホーニング液(H)が排出される。このとき、複数個のホーニング液排出口(6)の口径は互いに等しく設定されているので、ホーニング液(H)は複数個のホーニング液排出口(6)から等量に排出される。
【0055】
こうして各ホーニング液排出口(6)から排出されたホーニング液(H)は、図1に示すように、対応するホーニング液供給分岐管(8)を通って対応するノズル(13)に供給され、液体ホーニング加工時に該ノズル(13)からワーク(W)の表面に向けて噴射される。
【0056】
而して、上記のホーニング液分配器(1)には次の利点がある。
【0057】
この分配器(1)は水平断面形状が円形の漏斗状の底部(2)を備えているので、分配器(1)の内部におけるホーニング液(H)中の砥粒の堆積を防止することができる。そのため、分配器(1)の内部に堆積する砥粒が原因で生じるワーク(W)の表面品質の低下を防止できる。すなわち、新たな未加工のワーク(W)について液体ホーニング加工を開始するために、一旦停止したホーニング液(H)のノズル(13)への供給を再開した場合であっても、ノズル(13)から噴射されるホーニング液(H)の砥粒濃度を液体ホーニング加工の再開時と終了時との間に亘って一定に維持することができる。これにより、ワーク(W)の表面全面を均一に粗面化することができ、もってワーク(W)の表面品質を向上させることができる。
【0058】
さらに、この分配器(1)によれば、上述したように、分配器(1)に供給されたホーニング液(H)を、該分配器(1)の複数個のホーニング液排出口(6)から等量に排出することができ、すなわちホーニング液(H)を等量に分配することができる。
【0059】
しかも、この分配器(1)によれば、底部(2)の中心軸(P)が鉛直方向に配置されるとともに、該底部(2)の中心軸(P)に対して天壁部(5)が垂直に配置され、即ち天壁部(5)が水平に配置されているので、中心軸(P)が水平方向又は斜め方向に配置された分配器に比べて、ホーニング液(H)の砥粒濃度を均等に分配することができる。その理由は次のとおりである。
【0060】
すなわち、中心軸(P)が水平方向又は斜め方向に配置された分配器では、ホーニング液(H)中の砥粒が、重力によって、複数個のホーニング液排出口(6)のうち下側のホーニング液排出口側に引き寄せられる。その結果、下側のホーニング液排出口から排出されるホーニング液(H)の砥粒濃度が、上側のホーニング液排出口から排出されるホーニング液(H)の砥粒濃度よりも高くなり、すなわち、複数個のホーニング液排出口(6)から排出されるホーニング液(H)の砥粒濃度が重力の影響によって異なるという問題が生じる。これに対して、本実施形態の分配器(1)によれば、このような重量の影響によるホーニング液(H)の砥粒濃度の不均一化問題の発生を防止することができる。したがって、複数個のワーク(W)の表面を同時に液体ホーニング加工する場合において、この分配器(1)によってホーニング液(H)を複数に分配することより、ホーニング液(H)及びその砥粒濃度を均等に分配することができる。そのため、この分配器(1)により分配された各ホーニング液(H)を、対応するノズル(13)に供給して該各ノズル(13)から対応するワーク(W)の表面に向けて噴射することにより、複数個のワーク(W)の表面品質についてばらつきを抑制することができる。
【0061】
さらに、この分配器(1)は、各ホーニング液排出口(6)と対応するノズル(13)とを互いに接続し、各ホーニング液排出口(6)から排出されるホーニング液(H)を対応するノズル(13)に供給する複数個(本実施形態では7個)のホーニング液供給分岐管(8)を備えており、複数個のホーニング液供給分岐管(8)のホーニング液流通路は、互いに等しい長さで且つ互いに等しい断面積に設定されている。したがって、ホーニング液(H)の各ノズル(13)への供給量を確実に等量に設定することができる。
【0062】
而して、図4に示すように、この分配器(1)において、底部(2)の中心軸(P)に対して該底部(2)の内周側面(2a)がなす角、即ち、底部(2)の内周側面(2)のテーパ半角αは、75°以下に設定されるのが望ましい(すなわち、α≦75°であることが望ましい)。αを75°以下に設定することにより、分配器(1)の内部における砥粒の堆積を確実に防止することができる。特にαは35°以下に設定されるのが望ましい。
【0063】
一方、αの下限は限定されるものではないが、αが5°未満では、分配器(1)の底部(2)の長さが長くなり過ぎてしまい、その結果、分配器(1)の設置スペースが増大するという問題が生じる。そのため、αは5°以上(特に好ましくは15°以上)であることが望ましい。こうすることにより、分配器(1)の長さの短小化を図ることができ、もって分配器(1)の設置スペースを低減できる。
【0064】
誘導突部(7)の中心軸に対して該誘導突部(7)の外周側面(7a)がなす角、即ち、誘導突部(7)の外周側面(7a)のテーパ半角βは、底部(2)の内周側面(2a)のテーパ半角αと等しく設定されるのが望ましい(すなわち、α=βであることが望ましい)。こうすることにより、ホーニング液(H)が分配器(1)の内部を更にスムーズに流れるようになり、これにより、ホーニング液(H)を更に確実に等量に分配することができる。
【0065】
また、この分配器(1)では、底部(2)の長さL1、胴部(4)の長さL2、胴部(4)の内径D1、誘導突部(7)の底面の直径D2、天壁部(5)の中心(P1)からホーニング液排出口(6)の中心までの距離R、ホーニング液供給口(3)の直径d1、及び、ホーニング液排出口(6)の直径d2は、例えば次のように設定されるのが望ましい。
【0066】
底部(2)の長さL1は、例えば30〜300mmの範囲内に設定されるのが望ましい。
【0067】
胴部(4)の長さL2は、例えば10〜100mmの範囲内に設定されるのが望ましい。
【0068】
胴部(4)の内径D1は、例えば80〜300mmの範囲内に設定されるのが望ましい。
【0069】
誘導突部(7)の底面の直径D2は、胴部(4)の内径D1に対して例えば0.3〜0.7倍の範囲内に設定されるのが望ましい。
【0070】
天壁部(5)の中心(P1)からホーニング液排出口(6)の中心までの距離Rは、胴部(4)の内径D1に対して例えば0.2〜0.4倍の範囲内に設定されるのが望ましい。
【0071】
ホーニング液供給口(3)の直径d1は、例えば20〜80mmの範囲内に設定されるのが望ましい。
【0072】
ホーニング液排出口(6)の直径d2は、例えば10〜40mmの範囲内に設定されるのが望ましい。
【0073】
本実施形態の分配器(1)におけるL1、L2、D1、D2、R、d1及びd2の値の一例を具体的に示すと、次のとおりである。
【0074】
1=100mm
2=50mm
1=150mm
2=60mm(したがって、D2/D1=0.4)
R=50mm(したがって、R/D1=0.33)
1=50mm
2=30mm
【0075】
ただし本発明では、L1、L2、D1、D2、R、d1及びd2はそれぞれ上記の範囲内に設定されることに限定されるものではない。
【0076】
また、本実施形態の液体ホーニング加工装置(10)は、上記のホーニング液分配器(1)を備えているので、複数個のワーク(W)の表面を高品質に液体ホーニング加工することができる。
【0077】
また、本実施形態の液体ホーニング加工方法は、上記のホーニング液分配器(1)を用い、この分配器(1)のホーニング液供給口(3)から供給されて該分配器(1)の各ホーニング液排出口(6)から排出されたホーニング液(H)をそれぞれノズル(13)に供給して、複数個のワーク(W)の表面を同時に液体ホーニング加工するので、複数個のワーク(W)の表面を高品質に液体ホーニング加工することができる。
【0078】
以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものであることに限定されるものではなく、様々に設定変更可能である。
【0079】
例えば、本実施形態では、ワーク(W)は感光ドラム基体用パイプの素管であるが、本発明では、ワーク(W)は、その他に、例えば、光学機器(例:カメラ、望遠鏡)に搭載される鏡筒用パイプの素管であっても良いし、その他の用途に用いられるものであっても良い。
【0080】
また、本実施形態では、ワーク(W)の形状は円筒状であるが、本発明では、ワーク(W)の形状は、その他に、例えば、円柱状のものであっても良いし、板状のものであっても良い。また本発明では、ワーク(W)の断面形状は円形状であっても良いし、多角形状であっても良いし、その他の形状であっても良い。
【0081】
また本発明では、同時に液体ホーニング加工されるワーク(W)の個数は7個であることに限定されるものではなく、その他に、例えば、2〜6個であっても良いし、8個以上であっても良い。
【実施例】
【0082】
次に、本発明の具体的実施例について以下に示す。
【0083】
上記実施形態のホーニング液分配器(1)を備えた上記液体ホーニング加工装置(10)を用い、上記実施形態の液体ホーニング加工方法に従って7個のワーク(W)の表面を同時に液体ホーニング加工した。この液体ホーニング加工を総数7000個のワーク(W)に対して行った。そして、これらの加工済みのワーク(W)の表面品質を評価した。その結果を表1に示す。
【0084】
【表1】


【0085】
なお、表1中の評価欄では、ワーク(W)の表面品質についてばらつきが少ない順に◎、○、△が付されている。
【0086】
各実施例において、使用した分配器(1)における底部(2)の内周側面(2a)のテーパ半角αは、表1に示すとおりである。また、いずれも、誘導突部(7)の外周側面(7a)のテーパ半角βは、底部(2)の内周側面(2a)のテーパ半角αと等しく設定されている(即ち、α=β)。
【0087】
また、この液体ホーニング加工において、ホーニング液(H)のホーニング分配器(1)への供給量は35L/minに設定した。また、ホーニング液(H)の砥粒の粒度分布は10〜50μmに設定されており、その分布の中心粒径は30μmに設定されている。また、ホーニング液(H)の砥粒濃度は10体積%に設定されている。
【0088】
なお、この分配器(1)では、胴部(4)の長さL2、胴部(4)の内径D1、誘導突部(7)の底面の直径D2、天壁部(5)の中心(P1)からホーニング液排出口(6)の中心までの距離R、ホーニング液供給口(3)の直径d1、及び、ホーニング液排出口(6)の直径d2は、次のように設定されている。
【0089】
2=50mm
1=150mm
2=60mm
R=50mm
1=50mm
2=30mm
【0090】
表1から分かるように、上記実施形態に係るホーニング液分配器(1)を備えた液体ホーニング加工装置(10)を用いて複数個のワーク(W)の表面を同時に液体ホーニング加工することにより、複数個のワーク(W)の表面を高品質に液体ホーニング加工することができることを確認し得た。
【産業上の利用可能性】
【0091】
本発明は、精密パイプ(例:感光ドラム基体用パイプ、鏡筒用パイプ)の素管などの複数個のワークの表面を同時に液体ホーニング加工する際に用いられるホーニング液分配器、該分配器を備えた液体ホーニング加工装置、前記分配器を用いた液体ホーニング加工方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0092】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係る液体ホーニング加工装置の概略斜視図である。
【図2】図2は、同加工装置に備えられた本発明の一実施形態に係るホーニング液分配器の斜視図である。
【図3】図3は、同分配器の平面図である。
【図4】図4は、図3中のX−X線縦断面図である。
【符号の説明】
【0093】
1…ホーニング液分配器
2…底部
P…底部の中心軸
3…ホーニング液供給口
4…胴部
5…天壁部
1…天壁部の中心
6…ホーニング液排出口
7…誘導突部
8…ホーニング液供給分岐管
9…ホーニング液供給本管
10…液体ホーニング加工装置
11…液体ホーニング加工槽
12…ワーク保持手段
13…ホーニング液噴射ノズル
14…エアー供給管
17…ホーニング液供給源
W…ワーク
H…ホーニング液
【出願人】 【識別番号】000002004
【氏名又は名称】昭和電工株式会社
【出願日】 平成18年10月23日(2006.10.23)
【代理人】 【識別番号】100071168
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 久義

【識別番号】100099885
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 健市

【識別番号】100109911
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義仁


【公開番号】 特開2008−105102(P2008−105102A)
【公開日】 平成20年5月8日(2008.5.8)
【出願番号】 特願2006−287294(P2006−287294)