特許 6770719 バレル研磨用の研磨体及びバレル研磨方法、並びにこの研磨体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6770719

(24)【登録日】2020年9月30日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】バレル研磨用の研磨体及びバレル研磨方法、並びにこの研磨体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 31/14 20060101AFI20201012BHJP

   B24D 3/00 20060101ALI20201012BHJP

   B24D 3/14 20060101ALI20201012BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20201012BHJP

【ＦＩ】

   B24B31/14

   B24D3/00 320A

   B24D3/00 340

   B24D3/14

   C09K3/14 560

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-93800(P2017-93800)

(22)【出願日】2017年5月10日

(65)【公開番号】特開2018-187734(P2018-187734A)

(43)【公開日】2018年11月29日

【審査請求日】2019年5月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】末菅 啓朗

(72)【発明者】

【氏名】内藤 隆

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５３−００８８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０８２１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−００２３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１５６０３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１９４５４０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ３／００−３／６０

Ｂ２４Ｂ２１／００−３９／０６

Ｂ２４Ｄ３／００−９９／００

Ｃ０９Ｋ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バレル研磨に用いる研磨体であって、
前記研磨体は同質の粒子が溶融または半溶融して形成された結合体によって研磨材粒子同士が結合している焼結体であり、
前記結合体の主成分は二酸化珪素であって、該結合体を構成する粒子の平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、
前記結合体の硬度は前記研磨材粒子の硬度よりも低く、
前記研磨材粒子はアルミナ質であって、該研磨材粒子が２０〜５０ｗｔ％含有されている
ことを特徴とするバレル研磨用の研磨体。

【請求項2】

バレル研磨に用いる研磨体は同質の粒子が溶融または半溶融して形成された結合体によって研磨材粒子同士が結合している焼結体であり、前記結合体の主成分は前記研磨材粒子と異なる材質であり、前記結合体の硬度は前記研磨材粒子の硬度よりも低い研磨体を用いたバレル研磨方法であって、
前記結合体は、主成分が二酸化珪素であって、該結合体を構成する粒子の平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、
前記結合体の硬度は前記研磨材粒子の硬度よりも低く、
前記研磨材粒子はアルミナ質であって、該研磨材粒子が２０〜５０ｗｔ％含有されており、
前記研磨体と、被加工物と、研磨助剤及び水と、をバレル槽に投入する工程と、
前記研磨体と前記被加工物と前記研磨助剤及び前記水とで形成されるマスを流動化する工程と、
前記被加工物を研磨する工程と、
を含み、
前記被加工物を研磨する工程は、前記研磨体が前記被加工物に接触する工程と、
前記研磨体が前記被加工物に接触する際の衝突エネルギーを前記結合体が吸収すると共に前記研磨材粒子により被加工物を切削する工程と、
前記研磨体の外表面に位置する研磨材粒子が脱離する工程と、
を含むバレル研磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工物のバリ取り、Ｒ付け、平滑化、光沢出し等のために行われるバレル研磨に用いられる研磨体、この研磨体を用いたバレル研磨方法、並びにこの研磨体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

バレル研磨は、被加工物と研磨体と必要に応じて研磨助剤と湿式研磨の場合は水と、をバレル槽に投入後、バレル槽に運動（回転、振動、遊星運動、等）を与えることで、これらの投入物質で形成される“マス”を撹拌流動させて、被研磨物と研磨体との接触により被加工物の研磨を行う。

【0003】

バレル研磨用の研磨体として、研磨材粒子をビトリファイド結合剤にて成形されたタイプと、研磨材粒子を樹脂にて成形したタイプと、が広く用いられている。（特許文献１）

【0004】

研磨材粒子をビトリファイド結合剤にて成形した研磨体は、その製法により２つに分類される。１つ目のタイプは、粘土や陶料に研磨材粒子を含有させて混練したものを一定形状・寸法に成形し、高温で焼成させたものである。このタイプの研磨体は、圧潰強度が比較的に低く破砕される場合がある。その結果、破砕された研磨体により被加工物がダメージを受ける場合がある。

【0005】

２つ目のタイプは、微細なアルミナ粉末にアルミナ質の研磨材粒子を含有させて混練したものを一定形状・寸法に成形し、高温で焼結させたものである。このタイプの研磨体は、圧潰強度が比較的に高く破砕されにくいが、長時間にわたって切削能力を維持できない側面がある。また、研磨体の蓄熱性が高いので、研磨時間の経過と共にマスが高温になる。その為、研磨助剤の性能が低下したり、密閉タイプのバレル研磨機で研磨した際にバレル槽の内圧が上昇したりする問題も生じる。

【0006】

また、研磨材粒子を樹脂にて成形した研磨体は、高分子材料に研磨材粒子を含有させて混練したものを一定形状・寸法に成形し、硬化させたものである。このタイプの研磨体は、研磨体の衝突による被加工物への打痕の発生が少ない研磨を行うことができるが、比重が軽いので切削能力が低い側面がある。また、使用する樹脂は高価である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開昭６０−２４２９６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来の研磨体はそれぞれ長所と短所がある。本発明は、被加工物を必要以上に粗面化することなく、且つ高い切削能力を有するバレル研磨用の研磨体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一側面は、バレル研磨に用いる研磨体である。この研磨体は同質の粒子が溶融または半溶融して形成された結合体によって研磨材粒子同士が結合している焼結体である。この結合体の主成分は研磨材粒子と異なる材質であり、結合体の硬度は研磨材粒子の硬度よりも低い。

【0010】

本発明の一側面は、上述の研磨体を用いたバレル研磨方法である。このバレル研磨方法は以下の（１）〜（３）の工程を含む。
（１）研磨体と被加工物と、必要に応じて研磨助剤及び水と、をバレル槽に投入する工程。
（２）研磨体と被加工物と必要に応じて投入された研磨助剤及び水とで形成されるマスを流動化する工程。
（３）被加工物を研磨する工程。
そして、（３）被研磨物を研磨する工程は、次の（４）（５）の工程を含む。
（４）研磨体が被加工物に接触する際の衝突エネルギーを結合体が吸収すると共に研磨材粒子によりが被加工物を切削する工程。
（５）研磨体の外表面に位置する研磨材粒子が脱離する工程。

【0011】

本発明の一側面は、研磨体の製造方法である。この研磨体の製造方法は以下の（１〜（３）の工程を含む。
（１）所定の比率となるように秤量した研磨材粒子および結合体を構成する粒子を、含水率を調整しながら混練して混合材料を得る工程
（２）混合材料を所定の形状に成形して成形品を得る工程
（３）成形品を焼成する工程。この工程は、結合体を構成する粒子同士が結合するとともに、前記結合体を介して前記研磨材粒子同士が結合する工程を含む。

【0012】

研磨体の構成を、結合体によって研磨材粒子同士が結合している構成とすることで、研磨材粒子を樹脂にて成形するタイプの研磨体に比べて高い切削能力を確保することができると共に、安価に製造することができる。
また、結合体を同質の粒子が溶融または半溶融して形成することで、この粒子同士の結合力が高くなる。その結果、ビトリファイド結合体として粘土や陶料を用いたタイプの研磨体よりも強度の高い研磨体が得られる。
さらに、結合体の主成分を研磨材粒子が異なる材質とすることで、研磨の進行に応じて表層の研磨材粒子が脱離して新たな研磨材粒子を露出することになる。即ち、目詰まり（表面に露出した研磨材粒子間に研磨粉が堆積）したり、目潰れ（表面に露出した研磨材粒子のみが摩耗）したりすることなく、長時間にわたって切削能力を発揮することができる。そして、結合体の硬度は研磨材粒子の硬度よりも低いことで、研磨材粒子の脱離により表面に露出した結合体は相対的に破壊が進むので、目こぼれ（砥粒が脱離したままの表面）の状態になることがない。即ち、ビトリファイド結合体としてアルミナ粉末を用いたタイプの研磨体に比べて、研磨力を長時間にわたって維持することができる。

【0013】

本発明の一実施形態は、研磨材粒子の含有率を２０〜５０ｗｔ％としてもよい。適度な切削能力を確保することができる。

【0014】

本発明の一実施形態は、結合体の粒子の平均粒子径を０．１〜１０μｍとしてもよい。結合体の粒子同士の結合力が向上するので、研磨材粒子の結合力が向上する。

【0015】

本発明の一実施形態は、結合体の主成分を二酸化珪素とし、研磨材粒子をアルミナ質としてもよい。二酸化珪素とすることで、研磨中にマスの温度が上がっても研磨体に蓄熱するのを抑えることができる。

【発明の効果】

【0016】

一側面または一実施形態のバレル研磨用の研磨体及びバレル研磨方法は、長時間にわたって高い研磨能力を維持すると共に、被加工物を適正に研磨できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態のバレル研磨用の研磨体の形状の一例を示す模式図である。

【図2】一実施形態のバレル研磨用の研磨体の製造方法を説明するフローチャートである。

【図3】一実施形態で使用したバレル研磨機を説明する模式図である。

【図4】一実施形態のバレル研磨方法を説明するフローチャートである。

【図5】一実施形態の研磨体の断面形状を示す模式図である。

【図6】一実施形態の研磨体に関する試験結果を示すグラフである。

【図7】一実施形態の研磨体に関する試験結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明のバレル研磨用の研磨体（以降、「メディア」と記す）及びバレル研磨方法の一実施形態として、図を参照して説明する。本発明は本実施形態に限定されず、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加えることができる。なお、説明における左右上下方向は特に断りのない限り図中の方向を指す。

【0019】

図１は、一実施形態によるメディアＭの例を示す斜視図である。本実施形態によるメディアＭは、研磨目的に合わせて数ミリから数十ミリの柱形状、球形状、錐形状等の任意形状に成形される。図１（ａ）〜（ｄ）に、その形状の例を示す。図１（ａ）は三角柱形状、図１（ｂ）は円柱形状、図１（ｃ）は断面形状が略Ｙ字である柱形状、図１（ｄ）は球形状、図１（ｅ）は円錐形状、図１（ｆ）は四角錐形状、である。なお、図示しないが、柱形状の場合は端部（図１における左右端）を斜めに切断して得られる形状（縦断面形状が平行四辺形）としてもよい。

【0020】

一実施形態のメディアＭは、研磨材粒子Ｇが結合体Ｂを介して結合しているものである。具体的には、以下のようにして得られる（図２を参照）。
（１）研磨材粒子Ｇと結合体Ｂを構成する粒子（以降、「結合体粒子」と記すが所定の配合比となるように秤量する。
（２）加水等で含水率を調整しながらこれらを混練し、混合材料を得る。
（３）混合材料を成形手段により所定の形状に成形して成形品を得る。なお、成形は押し出し成形や鋳込み成形などの他ペレタイザー等の造粒機による造粒も含む。成形は、その他公知の方法からも適宜選択してもよい。
（４）成形品を所定の水分率となるよう乾燥する。
（５）乾燥した成形品または造粒品を加熱炉にて焼成する。所定のヒートパターンとなるように温度及び時間を制御しながら焼成することで、結合体粒子が溶融または半溶融の状態になり、結合体粒子同士が結合して結合体Ｂとなる。研磨材粒子Ｇ同士は結合体Ｂを介して結合し、焼結体となる。
（６）焼成後、所定のヒートパターンで冷却する。
（７）冷却後、これらを回転容器またはバレル研磨機の投入し、共ずりを行う。なお、この工程は必要に応じて行うものであり、省略してもよい。

【0021】

秤量する工程における結合体は、粒子状であっても粒子が水等の液体に分散された状態であってもよい。また、いずれの状態であっても、粒子は同質である。即ち、粘土のような複数の組成の粒子の混合とは異なる。結合体の粒子として同質の粒子を用いることで、研磨材粒子Ｇの結合力が向上する。

【0022】

結合体Ｂの粒子の主成分を５０質量％とすると結合体Ｂの粒子同士の親和性が向上するので、研磨材粒子Ｇの結合力が向上する。

【0023】

結合体Ｂの粒子の粒子径（平均粒子径ｄ５０）を、０．１〜２０μｍ、望ましくは０．１〜１０μｍとすると、粒子同士の接触面積が増えるので、研磨材粒子Ｇの結合力が向上する。

【0024】

バレル研磨では、研磨中に研磨粉（ワークの切削粉やメディアＭ同士の摩耗により発生する粉）が多量に発生するので、この研磨粉が砥粒同士の隙間に入り込む。研磨材粒子Ｇ同士の結合力が必要以上に強い場合、隙間に入り込んだ研磨粉はそのままメディアＭに保持され、いわゆる「目詰まり」が生じる。

【0025】

または、研磨材粒子Ｇ同士の結合力が必要以上に強い場合、表面に露出した研磨材粒子Ｇは脱離せずに摩耗する、いわゆる「目潰れ」が生じる。

【0026】

それらの結果、メディアＭ全体としての研磨力が低下する。適度な結合力であれば、研磨中に表層に位置する研磨材粒子Ｇが脱離することで研磨粉もメディアＭの表面から脱離するので、目詰まりが生じることがない。研磨材粒子Ｇと結合体Ｂとは互いに異なる材料のものとすることで、適度な結合力を確保して目詰まりや目潰れの発生を抑制することができる。

【0027】

結合体Ｂが硬すぎると、バレル研磨中に研磨材粒子Ｇが脱離して結合体Ｂが表面に露出した場合にこの結合体Ｂの破壊が進まない。その結果、メディアＭの表面は砥粒が脱離した状態の結合体Ｂが露出している、いわゆる「目こぼれ」が生じる。結合体Ｂの硬度を研磨材粒子Ｇの硬度よりも低くすることで、目こぼれの発生を抑制することができる。

【0028】

メディアＭに対して研磨材粒子Ｇの含有率が低すぎると研磨力が不足する。高すぎると相対的に結合体Ｂの含有率が低くなるので研磨材粒子Ｇ同士の結合力が不足する。その結果、研磨中に必要以上に研磨材が脱離するので、メディアＭの損耗が激しくなる。さらに、メディアＭ自体に割れや欠けが発生する場合もある。本実施形態では、研磨材粒子Ｇの含有率を２０〜５０ｗｔ％とした。

【0029】

バレル研磨ではメディアＭと被加工物とが激しく衝突を繰り返すので、衝突によって熱が発生する。メディアＭの熱伝導性が高いとこの熱をメディアＭが吸収する。即ち、発生した熱が大気への放熱が抑えられ、代わりにメディアＭが蓄熱する。その結果、研磨助剤を投入した場合は熱による性能劣化が生じる。

【0030】

また、湿式バレル研磨においては、メディアＭの熱容量が多いと発生する水蒸気が多くなるので、たとえば遠心バレルや回転バレルのように密閉されたバレル槽で研磨を行う場合はバレル槽の内圧が高くなる。

【0031】

メディアＭにおいて、結合体Ｂは相当量を含んでいる。結合体Ｂの材質は上記を鑑み、硬度、熱伝導率、比熱、比重、をも考慮して決定される。本実施形態では、結合体Ｂの主成分を二酸化珪素とし、研磨材粒子Ｇをアルミナ質とした。

【0032】

次に、一実施形態のメディアＭによるバレル研磨方法について説明する。本実施形態では、図３に示すバレル研磨機によって湿式でバレル研磨を行った場合を例示する。

【0033】

図３に示すバレル研磨機１０は、バレル槽が遊星運動する、いわゆる遠心バレル研磨機である。このバレル研磨機１０は、マスが装入される４つのバレル槽１１と、バレル槽１１がそれぞれ着脱自在に固定される４つのバレル槽ケース１２と、バレル槽ケース１２を回転可能に固定する一対のタレット１３（公転円盤）と、タレット１３の平面中心に固定されている公転軸１４と、公転軸１４を軸心としてタレット１３を回転させる駆動機構１５と、タレット１３の回転に従動してバレル槽ケース１２を回転させる従動機構１６と、を備える。なお、図１では、便宜上３つのバレル槽１１及び３つのバレル槽ケース１２のみを図示している。

【0034】

バレル槽１１は、その内部に八角形の断面形状を有する空間を画成する中空の容器であり、上面が開口したバレル槽本体と、この開口部を覆って内部の空間を密封できるバレル槽蓋と、で構成される。内部が密封されたバレル槽１１はバレル槽ケース１２に着脱自在に固定される。

【0035】

バレル槽ケース１２はそれぞれ両端に自転軸１２ａを備えている。また、内部が密閉されたバレル槽１１を着脱自在に固定できる構成となっている。

【0036】

一対のタレット１３は円盤形状を有しており、互いに対面するように設けられている。各タレット１３の平面中心には公転軸１４が挿通できる穴が形成されており、各穴には公転軸１４を回転可能に嵌合できる第一軸受１３ａが設けられている。各タレット１３は、シャフトホルダ１４ａに固定される公転軸１４に第一軸受１３ａを介してそれぞれ回転可能に支持されている。また、各タレット１３には、その周方向に沿って複数の第二軸受１３ｂが等間隔で設けられている。これらの第二軸受１３ｂは、複数のバレル槽ケース１２の自転軸１２ａに個別に嵌合し、各自転軸１２ａを回転可能に支持している。即ち、一対のタレット１３は、バレル槽ケース１２を、自転軸１２ａおよび第二軸受１３ｂを介して挟み込むように配置されており、且つ中心に挿通された公転軸１４に固定されている。この構成により、４つのバレル槽ケース１２が両タレット１３の間に等間隔で、かつタレット１３に対して相対回転可能に配置されている。

【0037】

駆動機構１５は、駆動モータ１５ａ、モータプーリ１５ｂ、公転プーリ１５ｃ、及び駆動ベルト１５ｄを含んでいる。モータプーリ１５ｂは、駆動モータ１５ａの回転軸に固定されている。公転プーリ１５ｃは、一対のタレット１３のうち一方のタレット１３（図１では左側）の外周に設けられている。駆動ベルト１５ｄは、モータプーリ１５ｂと公転プーリ１５ｃとの間に架け渡されている。

【0038】

従動機構１６は、駆動プーリ１６ａ、従動プーリ１６ｂ、及び従動ベルト１６ｃを含んでいる。駆動プーリ１６ａは、公転軸１４に固定されている。従動プーリ１６ｂは、自転軸１２ａに固定されている。従動ベルト１６ｃは、駆動プーリ１６ａと前記従動プーリ１６ｂとの間に架け渡されている。

【0039】

駆動モータ１５ａを作動させると公転軸１４を中心にタレット１３が回転する。このタレット１３の回転に伴い、バレル槽ケース１２に固定されたバレル槽１１が公転軸１４を軸心として旋回（公転）する。また、従動機構１６によって、バレル槽１１は自転軸１２ａを軸心としてタレット１３の回転方向と逆方向に回転（自転）する。

【0040】

以上の様に、バレル槽１１は自身の回転による自転およびタレット１３の回転による公転、即ち遊星運動をすることができる。

【0041】

この遠心バレル研磨機１０を用いたバレル研磨方法を、図４及び図５を参照して説明する。

【0042】

Ｓ１：バレル槽に投入する工程
それぞれバレル槽本体に、被加工物とメディアＭと水と研磨助剤とを投入した。これらはマスを形成する物質である。投入後、バレル槽蓋を固定し、バレル槽１１の内部の空間を密封した。その後、バレル槽１１をそれぞれバレル槽ケース１２に固定する。

【0043】

なお、研磨助剤は目的に応じて適宜選択される。目的は以下に例示される。
（ａ）研磨力の向上
（ｂ）研磨メディアの洗浄および研磨力の持続（研磨メディアの目詰まりを防止）
（ｃ）被加工物の洗浄
（ｄ）被加工物の光沢度の向上
（ｅ）被加工物のスケールの除去。
（ｆ）被加工物の油脂の除去
（ｇ）被加工物に防錆効果を付与、または被加工物の変色の防止
（ｈ）被加工物表面に打撃痕の形成を防止
（ｉ）水を軟化
（ｊ）被加工物が硬脆材料の場合、チッピングの抑制

【0044】

Ｓ２：マスを流動化させる工程
バレル研磨機１０を作動させると、バレル槽１１が遊星運動を行う。この運動により、被加工物および研磨メディアＭを含むマスが流動状態になる。

【0045】

Ｓ３：被加工物を研磨する工程
マスが流動状態になると、メディアＭと被加工物とが接触・衝突を繰り返す。この接触・衝突によって被加工物は研磨される。

【0046】

図５はメディアＭの断面を示している。同図における上面はメディアＭの外表面であり、外表面は研磨材粒子Ｇによって凹凸が形成されている。バレル槽１１の遊星運動を継続すると、被加工物は研磨メディアＭと接触する。この時、研磨材粒子Ｇの凸部によって被加工物が切削される。切削の際、被加工物の切削粉などの微粉末が発生する。この微粉末は研磨材粒子Ｇ同士で形成される凹部よりも小さいため、微粉末はこの凹部に入り込む。この状態でメディアＭが被加工物及びバレル槽１１の壁面とさらに衝突を繰り返すと、凹部に入り込んだ切削粉はより強固に押し固められる。即ち、メディアＭの外表面は目詰まりの状態となり凹凸が消滅するので、メディアの切削力が悪くなる。この状態でメディアＭと被加工物の衝突を繰り返すと、研磨が進まないどころか、被加工物の表面に打痕が生じる。

【0047】

また、所定の研磨材粒子ＧがメディアＭの表面に固定されたままの場合、この研磨材粒子Ｇは被加工物との接触によって摩耗し、凸部が消滅する。その結果、メディアＭの外表面は目潰れの状態となり凹凸が消滅するので、メディアの切削力が悪くなる。この状態でメディアＭと被加工物の衝突を繰り返すと、研磨が進まないどころか、被加工物の表面に打痕が生じる。

【0048】

一実施形態のメディアＭは研磨材粒子Ｇをアルミナ質、結合体Ｂの主成分を二酸化珪素と、互いに異なる材料であるので、従来の焼結メディアと比べて適度な結合力を有している。従って、目詰まり又は目潰れの状態になる前に表層の研磨材粒子Ｇが脱離する。その際、凹部に入り込んだ微粉末も脱離し、切削能力の高い研磨材粒子がメディアＭの表層に現れる。この動きはバレル研磨を行っている間繰り返し生じるので、一実施形態のメディアＭは長時間にわたって高い研磨能力を保持することができる。

【0049】

また、一実施形態のメディアＭは同質の粒子が溶融または半溶融して結合体Ｂを形成し、この結合体Ｂを介して研磨材粒子同士が結合している焼結体である。さらに、この粒子の平均粒子径が０．１〜１０μｍである。従来のビトリファイド結合体として粘土や陶料を用いたタイプのメディアの場合、粘土や陶料は異質の粒子同士によって結合体が形成されており、結合体を構成する粒子の平均粒子径は大きく、且つその粒子の粒度分布はブロードである。従って、ビトリファイド結合体として粘土や陶料を用いたタイプの従来のメディアと比べて一実施形態のメディアＭは研磨材同士の結合力が強いので、研磨材粒子Ｇの必要以上の脱離や結合力不足に起因するメディアＭの割れや欠けの発生を防ぐことができる。

【0050】

結合体Ｂを構成する粒子は大半が同質の粒子であればよく、粒子の結合力に影響を及ぼさない範囲で異質の粒子が混在することは許容される。

【0051】

一実施形態のメディアＭはビトリファイド結合体としてアルミナ粉末を用いたタイプの従来のメディアと比べて結合体Ｂの硬度が低いので、研磨材粒子Ｇの脱離により表面に露出した結合体Ｂは破壊が進む。その結果、新たな研磨材粒子Ｇが表面に露出するので、目こぼれの状態となることがなく、長時間にわたって高い研磨能力を維持することができる。

【0052】

一実施形態のメディアＭは結合体Ｂとして二酸化珪素を主成分としているので、ビトリファイド結合体としてアルミナ粉末を用いたタイプの従来のメディアに比べて蓄熱性が低い。その為、マスの温度の上昇を低減できるので、研磨助剤の性能劣化を軽減することができる。

【0053】

一実施形態のメディアＭは結合体Ｂとして二酸化珪素を主成分としているので、ビトリファイド結合体としてアルミナ粉末を用いたタイプの従来のメディアに比べて熱容量が低い。その為、水蒸気の発生を抑えることができるので、バレル槽の内圧の上昇を軽減することができる。

【0054】

Ｓ４：被加工物を回収する工程
所定時間が経過した後、バレル研磨機１０の作動を停止する。そして、バレル槽１１をバレル槽ケース１２から取り外し、バレル槽蓋の固定を解除し、内容物を取り出す。内容物をメディアと被加工物に分離した後、被加工物を洗浄する。これを乾燥し、一連のバレル研磨の工程が完了する。

【0055】

次に、一実施形態のメディアにてバレル研磨を行った試験結果について説明する。

【0056】

被加工物はφ２２×１５ｍｍのＳ４５Ｃ材を用いた。被加工物は、サンドペーパ及び羽布仕上げにてＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に規定される算術平均粗さＲａ（以降、「表面粗さ」と記す）を０．００５μｍに予め調整した。

【0057】

研磨メディアは、一実施形態に係る研磨メディアであり、研磨材粒子をアルミナ質、結合体の主成分を二酸化珪素としたものであり、研磨材粒子の含有率を１０〜６０％に調整したものを準備した。
また、比較として、従来の焼成メディア（比較例１）及び焼結メディア（比較例２）を準備した。比較例１及び比較例２の研磨材粒子は共にアルミナ質であり、その含有率は４０質量％とした。

【0058】

一実施形態及び従来のメディアは、いずれもφ５ｍｍの球形状とした。

【0059】

内容石が８Ｌの４つのバレル槽のそれぞれに、１枚の被加工物と、見かけ体積が該バレル槽の３７〜６５％となるように複数個のメディアと、該メディアが全て浸漬する量の水と、１５〜５０ｍｌの研磨助剤と、をそれぞれ投入した。

【0060】

バレル研磨機にて６０分間研磨を行った後、被加工物およびメディアを回収した。その後、以下の評価を行った。なお、測定はバレル槽それぞれに対して行い、その平均値にて評価を行った。
＜研磨量＞
研磨の前後で被加工物の重量を測定し、その差を算出した。
＜表面粗さ＞
接触式の表面粗さ測定器にて表面粗さＲａを測定した。
＜メディアの損耗率＞
研磨の前後でメディアの総重量を測定し、研磨前の重量に対する研磨前後の重量差を算出した。なお、研磨後のメディアは、遠心乾燥機にて１５分間乾燥した後測定を行った。

【0061】

図６及び図７を参照して結果を説明する。図６において一実施形態のメディア（実施例）と比較すると、比較例１は研磨量、表面粗さ、損耗率の全てにおいて大きい結果になった。これは、従来の焼成メディアは研磨力が強いが損耗も多く、且つ被加工物の粗面化も大きいことを示している。比較例２はその逆であり、研磨量、表面粗さ、損耗率の全てにおいて実施例よりも大きい結果になったが。実施例は比較例１と比較すると比較例２に近い結果となった。

【0062】

図７は研磨材粒子の含有率が４０％のメディアにおける、連続使用時の安定性を示すグラフである。このグラフは、メディアのみ同一のものを使用し、上述のバレル研磨を繰り返し行った試験を行った結果である。実施例は３回とも同等の研磨量であったのに対し、比較例２は使用回数ごとに研磨力が低下しているのが判る。

【0063】

以上の結果、一実施形態に係るメディアは、従来の焼成メディアに比べると被加工物の表面を必要以上に粗面化することなく、且つ研磨による損耗が少ない利点がある。また、従来の焼結メディアと比べると、研磨量、面粗度調整力、損耗量の全てにおいて優れており、且つ長時間にわたって高い研磨能力を有している利点がある。従って、一実施形態のメディアは、従来のメディアにない高い性能を有していることがわかる。

【0064】

また、一実施形態のメディアにおける研磨材粒子の含有率の影響について説明する。図６（Ａ）における点線は、実施例の研磨量を示す近似直線である。同図に示すように、含有率が１０質量％の場合の研磨量はこの近似直線を下回っており、研磨の進行が遅いことを示している。また、５０質量％の場合の研磨量はこの近似直線を下回っており、研磨材粒子を増加しても研磨量は比例して増加するものではないことを示している。研磨材粒子の含有量は、面粗度調整力や損耗量との関係も考慮して総合的に決定されるが、２０〜５０質量％とすると概ね良好な結果が得られることがわかった。

【産業上の利用可能性】

【0065】

上述の説明では、遠心バレル研磨機でのバレル研磨を例に説明したが、一実施形態のメディアは、回転バレル、振動バレル、流動バレル等あらゆるバレル研磨に用いることができる。また、湿式のみならず乾式でバレル研磨を行う際にも用いることができる。

【符号の説明】

【0066】

１０ バレル研磨機
１１ バレル槽
１２ バレル槽ケース
１２ａ 自転軸
１３ タレット
１３ａ 第一軸受
１３ｂ 第二軸受
１４ 公転軸
１５ 駆動機構
１６ 従動機構
Ｂ 結合体
Ｇ 研磨材粒子
Ｍ メディア（研磨体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】