希土類磁石を利用した超小形高周波振動研磨工具の開発と微細径円管内面研磨への応用

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本研究は,トンネルや高速道路の照明に使用される高輝度・高圧ナトリウム発光管(99.99%以上の高純度アルミナ)などの入り口が狭くて内部が広い微細径円管内面を超精密研磨加工できる新技術の開発を目的にしている.小形希土類磁石を採用し,この磁石を核としてその回りにクッション作用と研磨作用を有する層を持つ「新しい磁性研磨工具」を製作し,微細管の外部に設置した静磁場と変動磁場により,静磁場は研磨工具に研磨圧力を,変動磁場は研磨工具に高周波振動を与えるようにした「高周波振動研磨工具とその加工システム」を開発する.小形の高周波振動研磨工具により,細管及び樽形異形管内面の高能率・高精度磁気研磨技術の実現が期待できる.研究成果は下記の通りである.1.振動研磨装置を製作し,各種の「希土類磁石工具」を用いて変動磁場における挙動を観察した結果,5mm径の球形磁石を核として,回り0.6mm厚さのWA#4000砥粒混入エポキシ樹脂接着剤からなる加工層を有する磁性工具が高周波振動研磨工具の機能をもつことを明らかにした.2.交流変動磁場振動数100Hzに磁性研磨工具は追従して微小振動しながら研磨作用することを確認し,外径10mm,内径9mmのステンレス鋼円管内面の鏡面仕上げ実験を行った結果,加工前表面粗さ14.7μmRzを0.04μmRzの鏡面に仕上げることに成功した.3.新たな高周波振動研磨工具の開発のために,薄い板ばねの先端に小形軽量の希土類磁石を接着し,円管外部に設置した電磁石の変動磁場により磁石工具を磁力加振した結果,板ばねの共振点で著しく大きな振動振幅を得ることを確認できた.このことから,共振現象を利用する新たな工具開発の手法があることを明らかにした.