研磨バイト及びそれを用いた表面処理装置
【課題】 研磨バイト先端周辺の磁束密度を更に上げることができる研磨バイトを提供すること
【解決手段】 磁気作用により表面処理を行うための研磨バイトであり、支持体１１の先端に装着する先端部磁石１２と、その先端部磁石の後方に配置されるリング型磁石からなる後方部磁石１４とを備える。後方部磁石の外径は、先端部磁石の外径より大きくしている。そして、先端部磁石の磁極と、後方部磁石の先端部磁石に近い側の端面の磁極が同じに構成した。
【解決手段】 磁気作用により表面処理を行うための研磨バイトであり、支持体１１の先端に装着する先端部磁石１２と、その先端部磁石の後方に配置されるリング型磁石からなる後方部磁石１４とを備える。後方部磁石の外径は、先端部磁石の外径より大きくしている。そして、先端部磁石の磁極と、後方部磁石の先端部磁石に近い側の端面の磁極が同じに構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界の作用により連動して流動する磁気研磨液（ペースト材料）を用いて、金属材料や樹脂材料等の処理対象物の表面を処理する表面処理装置に用いられる研磨バイト等に関し、より具体的には処理対象が、精密機械部品や金型や樹脂製品などの複雑な凹凸形状を有する複雑形状体の表面に適する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の材料の表面を研磨したり、鏡面仕上げしたりするための技術の一つとして、いわゆる磁気研磨法と呼ばれる技術がある。この磁気研磨法は、磁性流体（ＭＦ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｉｄ）や磁気粘性流体（ＭＲＦ：Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ）を研磨粒子と混合させ、磁界により混合液を運動させることで研磨を行っている。
【０００３】
研磨バイトには永久磁石を備えて磁界発生源とし、その研磨バイトの周りに磁気研磨液（ペースト材料）を付着させると、磁気吸引力によりＭＦやＭＲＦ中の強磁性粒子（例えば、鉄粒子），マグネタイト粒子が、多数凝集して磁気クラスタを形成する。この磁気クラスタは、磁束に沿うので研磨対象に対立して針状に多数が立ち並ぶ態様を採る。よって、磁気研磨液が研磨バイトに付着して磁気ブラシとなる。
【０００４】
磁気ブラシあるいは研磨対象が回転動作することにより、両者間の相対運動により磁気ブラシが研磨対象の表面を接触した状態で移動する。その結果、研磨対象の表面の凹凸は研磨粒子を伴う磁気ブラシが研磨し、より平滑な表面を得ることができ、非接触の流体研磨が行える。
【０００５】
この種の磁気研磨法を実施するための磁気研磨装置に用いられる研磨バイトは、例えば特許文献１等に開示されている。図１は係る研磨バイトの一例を示している。同図に示すように、研磨バイトの先端に永久磁石１を備えて磁場の発生源とするものである。永久磁石１は、球体形状あるいは適宜な曲面を有した曲面体形状に形成し、円柱形状の支持体２の端面に埋め込み設けて略半分が露出する状態としている。そして、その支持体２から一体に延びる軸部３を駆動手段へ連係して回転等の運動動作を行わせている。
【０００６】
研磨バイトの周りに磁気研磨液（磁気ペースト６）を付着させると、磁気吸引力によりＭＦやＭＲＦ中の強磁性粒子（例えば鉄粒子），マグネタイト粒子が、多数凝集して磁気クラスタを形成する。この磁気クラスタは、磁束に沿うので対象物５に対立して針状に多数が立ち並ぶ態様を採る。これにより、磁気ペースト６が研磨バイト（永久磁石１）に付着して磁気ブラシとなる。そして、磁気ブラシあるいは対象物５が回転動作することにより、両者間の相対運動のため磁気ブラシが対象物５の表面を接触した状態で移動する。その結果、対象物５の表面の凹凸は研磨粒子を伴う磁気ブラシが研磨し、より平滑な表面を得ることができ、非接触の流体研磨が行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３１３６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この種の磁気研磨装置は、研磨バイト（永久磁石１）と研磨の対象物５の表面との間には、一定の空間ギャップを設け、当該空間ギャップ内に介在させた磁気研磨液を用いて表面処理をする。この空間ギャップが広がりすぎると、磁束密度が低下し磁気研磨ができなくなる。
【０００９】
一方、研磨対象が精密機械部品や金型や樹脂製品などの複雑な凹凸形状を有する複雑形状体の場合、表面の各所に小さい窪みや突起がある。従って、仮に研磨バイト２の研磨対象に対向する先端面の寸法・形状が大きいと、当該先端面が窪み内に入り込んだり、突起の立ち上がり部分に接近させたりすることができない。そのため、空間ギャップが広くなり十分な磁気研磨ができなくなる。
【００１０】
空間ギャップをある程度の距離以内に抑えるため、研磨バイトの先端が窪み内に入り込むことができるように、研磨バイト（永久磁石）の寸法形状を小さくすることが考えられる。しかし、より磁石外径が小径になる（細くなる）につれて磁束密度は同じ磁石材質であっても研磨面積が狭くなり、更に磁極方向に沿った磁力線（研磨対象物側へ向けられた磁場の力）が発散し易い傾向にあり研磨力が著しく低下する。
【００１１】
さらに、研磨対象の表面が３次元形状の場合、従来の研磨装置は、係る３次元形状に合わせて研磨バイトを移動させるために多軸切削装置や多関節ロボットに当該研磨バイトを装着することになる。そのため装置が大がかりになってしまうと言う課題がある。
【００１２】
本発明は、研磨バイト先端周辺の磁束密度を更に上げることを解決課題とする。さらに、研磨バイトを装着する研磨装置として大掛かりな多軸切削装置や多関節ロボットを使わず、ハンドグラインダー（ハンドリュータ）を用い、人の手による磨きを可能にした汎用性の高い研磨ツール及び手法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するため、本発明の研磨バイトは、（１）磁気作用により表面処理を行うための研磨バイトであり、先端部磁石と、その先端部磁石の後方に配置される後方部磁石とを備え、前記後方部磁石の少なくとも一部は、前記先端部磁石の外周囲より外側に位置し、前記先端部磁石の磁極と、前記後方部磁石の前記先端部磁石に近い側の端面の磁極が同じに構成した。後方部磁石の設置数は１個でも良いし複数個でも良い。表面処理は、通常の研磨処理，鏡面加工処理，切削加工処理など各種のものがある。
【００１４】
先端部磁石の後方に後方部磁石を配置し、しかも後方部磁石の少なくとも一部は、先端部磁石の外周囲より外側に位置するようにし、後方部磁石からの磁力線は前方部磁石の外周囲の外側を通る。しかも、先端部磁石の磁極と、後方部磁石の先端部磁石に近い側の端面の磁極が同じになる設定としたので、磁化ベクトル３方向の内、垂直方向の成分が増し先端部磁石からの磁力線が外に広がるのが抑止されて研磨対象物へ垂直に当たるようになる。よって、先端部磁石の前方の磁束密度が向上し、研磨力等が向上する。安定的な研磨その他の表面処理が可能になる。
【００１５】
（２）前記後方部磁石がリング型又は円柱磁石であって、前記先端部磁石の外形寸法より前記後方部磁石の外径が大きいこととすると良い。このようにすると、後方部磁石の外周が全体的に先端部磁石の外周を覆う構成を採ることができ、先端部磁石からの磁力線が外に広がることが全周囲方向で抑制できる。
【００１６】
（３）前記後方部磁石がリング型磁石であって、前記後方部磁石を装着する支持体に対して軸方向に移動可能とし、前記後方部磁石と前記先端部磁石の相対位置調整が可能とするとよい。後方部磁石と先端部磁石の距離を変えることで先端部磁石の前方の磁束密度を変更し、研磨力等を調整可能となる。
【００１７】
（４）前記後方部磁石が、電磁石又は永久磁石とするよい。電磁石とすることで先端部磁石の前方の磁束密度の調整が容易に行える。また、永久磁石とすると構成が簡単となる。（５）前記先端部磁石が、円柱型、球体型または曲面体型のいずれかであるとよい。
【００１８】
（６）前記先端部磁石と前記後方部磁石との間に、非磁性材からできたカバー部材を配置するとよい。このようにすると、研磨ペーストの後方部磁石側への吸着（研磨ペーストの移動）をカバー部材で抑止することができ、先端部磁石に研磨ペーストが安定的に存在したことで先端磁石の接触も無く安定した研磨を実現することができる。
【００１９】
（７）上記の（６）の発明を前提とし、前記カバー部材の外形寸法が、前記後方部磁石の外形寸法よりも大きいようにするとよい。このようにするとより確実に後方部磁石へ研磨ペーストの移動を抑止できる。
【００２０】
（８）本発明の表面処理装置は、上記の（１）〜（７）のいずれかに記載の研磨バイトをハンドグラインダーの先端に装着して構成する。このようにすると、ハンドグラインダー（ハンドリュータ）を用い、人の手による磨きを可能にし、汎用性の高い研磨ツールとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、先端部磁石の前方の磁束密度を向上することができるので、先端部磁石の寸法が小さくても十分な研磨等行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の磁気研磨装置の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る研磨バイトの第１実施形態を示す図である。
【図３】作用を説明する図である。
【図４】変形例を示す図である。
【図５】変形例を示す図である。
【図６】変形例を示す図である。
【図７】変形例を示す図である。
【図８】解析条件を説明する図である。
【図９】解析パターン１〜３の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図１０】解析パターン１〜３の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図１１】解析パターン１〜３の対傾斜面解析ポイントの磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図１２】（ａ）は解析パターン４、（ｂ）は解析パターン５の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図１３】（ａ）は解析パターン６、（ｂ）は解析パターン７の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図１４】解析パターン４〜７の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図１５】解析パターン４〜７の対傾斜面解析ポイントの磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図１６】解析条件を説明する図である。
【図１７】解析パターン１１〜１３の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図１８】解析パターン１１〜１３の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図１９】解析パターン１１〜１３の対傾斜面解析ポイントの磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図２０】解析パターン１４〜１６の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図２１】解析パターン１４〜１６の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図２２】解析パターン１４〜１６の対傾斜面解析ポイントの磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図２３】解析条件を説明する図である。
【図２４】解析パターン２１〜２３の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図２５】解析パターン２１〜２３の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図２６】解析パターン２４〜２６の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【００２３】
【図２７】解析パターン２４〜２６の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図２８】第２実施形態を説明する図である。
【図２９】第２実施形態の実験条件を説明する図である。
【図３０】実験結果を示す図である。
【図３１】実験結果を示す図である。
【図３２】実験結果を示す図である。
【図３３】実験結果を示す図である。
【図３４】ハンディタイプの研磨装置に適用した実施形態を説明する図である。
【図３５】実験結果を示す図である。
【図３６】実験結果を示す図である。
【図３７】実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図２は、本発明に係る研磨バイトの第１実施形態を示している。本実施形態では、非磁性体材料から形成される円柱状の支持体１１の先端に、先端部磁石１２を装着する。この先端部磁石１２は球体形状あるいは適宜な曲面を有した曲面体形状に形成された永久磁石である。永久磁石の種類は、例えばネオジム磁石を用いる。この先端部磁石１２の略半分が露出する状態で支持体１１の先端埋め込み部内に装着する。この支持体１１の基端側は、図示省略する駆動手段に連係され、回転等の運動動作を行わせている。この基本構成は、従来のものと同様であり、支持体１１や先端部磁石１２の形状等は、各種のものを用いることができる。
【００２５】
本実施形態では、この支持体１１の所定位置（先端部磁石１２よりも後方）に後方部磁石１４を装着する。後方部磁石１４は、先端部磁石１２を構成する永久磁石と同じネオジム磁石にて形成したが、異なる種類の永久磁石を用いても良い。さらに、永久磁石に変えて電磁石を用いても良い。
【００２６】
後方部磁石１４は、リング状であり、その内径は支持体１１の外径と一致させている。そして、本実施形態では、先端部磁石１２の直径も支持体１１の外径とほぼ等しくするとともに、支持体１１の中心軸上に球形の先端部磁石１２の中心も配置しているので、支持体１１の軸方向から投影した場合、後方部磁石１４の内部空間と先端部磁石１２が重なる。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、先端部磁石１２の磁極と、後方部磁石１４の先端部に近い側の端面の磁極とが同じ方向を向くように設定している。しかも、後方部磁石１４は支持体１１に装着されるリング型磁石であり、その外径は、先端部磁石１２の外径よりも大きく、外周に突出した形態となる。このように両磁石１２，１４の磁極の方向を同じにすることで、外径の大きい後方部磁石１４からの磁力線が、先端部磁石１２の外周囲を囲むレイアウトとなることも相まって、図３（ａ）に示すように、先端部磁石１２の磁力線が発散して磁束密度が低下するのを、後方部磁石１４の磁力によって抑制する方向、すなわち、研磨対象物１６に対して垂直方向へ向けさせることができ、研磨バイトの先端周辺の磁束密度を更に上げることができる。よって研磨液１８の広がりも抑制でき、前方に向けて収束できる。これに対し、図３（ｂ）に示すように、後方部磁石１４を設けない従来構成のものでは、先端部磁石１２による磁力線が広がり、先端部磁石１２の中心から外側に離れるにつれて磁力線が外に向くようになる。よって研磨バイトの先端周辺の磁束密度が低下し、研磨液１８も拡散して研磨力も弱くなる。
【００２８】
図４は、第１実施形態の変形例である。第１実施形態では、後方部磁石１４の形状をリング状にしたため、円柱状の支持体１１の外周囲に挿入して固定するようにしたが、後方部磁石の形状は円柱状に限ることは無く、例えば円柱状にすることもできる。この場合、図４に示すように、支持体１１は、先頭部磁石１２を装着する第１支持体１１ａと、第２支持体１１ｂを備え、第１支持体１１ａと第２支持体１１ｂの間に挟み込むように円柱状の後方部磁石１４′を配置する。さらに先頭部磁石１２の外径（直径）より後方部磁石の外径の方が大きい設定としており、後方部磁石１４′の外周部位が先頭部磁石１２よりも外側に突出するレイアウトをとる。そして、この変形例においても図４（ｂ）に示すように、先端部磁石１２の磁極と、後方部磁石１４′の先端部に近い側の端面の磁極とが同じ方向を向くように設定している。
【００２９】
図５は、さらに別の変形例を示している。第１実施形態では、先方部磁石１２の形状を球形としたが、本発明はこれに限ることはなく、図５（ａ）に示すように先方部磁石１２′の形状を、円柱の先端を半球状に形成した曲面体としたり、図５（ｂ）に示すように先方部磁石１２″の形状を、円柱状にしたりすることもできる。なお、その他の構成並びに作用効果は上述した実施形態並びに変形例と同様であるその説明を省略する。
【００３０】
さらに図６に示すように、図４に示した後方部磁石１４′を円柱型磁石により構成したタイプにおいても、先方部磁石１２′の形状を、円柱の先端を半球状に形成した曲面体としたり（図６（ａ））、方部磁石１２″の形状を、円柱状にしたりする（図６（ｂ））ようにしてもよい。なお、その他の構成並びに作用効果は上述した実施形態並びに変形例と同様であるその説明を省略する。
【００３１】
図７はさらに別の変形例である。この変形例では、後方部磁石１４″として、複数の磁石（例えば円柱型磁石）を用いている。図示の例では、４個の磁石を用いたがその設置数は任意である。そして図７（ｂ）に示すように、先端部磁石１２も球型に変えて曲面体や円柱型のものを用いてももちろん良い。なお、その他の構成並びに作用効果は上述した実施形態並びに変形例と同様であるその説明を省略する。
【００３２】
［検証結果］
本発明の効果を実証するため以下の解析を行った。図８に示すように、球体磁石からなる先端部磁石１２の直径をＢ、リング型磁石からなる後方部磁石１４の外径をＲＤ、内径をＲｄ、長さをＲＨとする。この解析ではＢ＝１０ｍｍ、ＲＤ＝２０ｍｍ、Ｒｄ＝１０．１ｍｍ、ＲＨ＝２０ｍｍで固定にした。使用する永久磁石は、共にネオジム磁石（ＴＤＫ製NEOREC42SH）とした。この磁石の特性は、
残留磁束密度（Ｂｒ） １３００ｍＴ
保磁力（ＨＣＢ) ９７９ ｋＡ／ｍ
保磁力（ＨＣＪ） ＞１６７１ ｋＡ／ｍ
最大エネルギー積（ＢＨ）max ３２６ｋＪ／ｍ＾３
とした。
【００３３】
後方部磁石１４の設置位置は、先端部磁石の先端から後方部磁石の先端側の端面までの距離ＲＬで規定し、５ｍｍで固定した。解析する磁場領域は、先端部磁石（研磨バイト）の中心からの幅方向の距離Ａ１（７．０ｍｍ），先端部磁石の中心からの先端方向の距離Ａ２（７．０ｍｍ），先端部磁石の中心から先端部磁石の先端までの距離Ａ３（５．０ｍｍ）である。解析ポイントの空間点は、対平面では、先端部磁石の先端から０．５ｍｍ先のラインを１ｍｍ間隔で設定した。また、対傾斜面の解析ポイントの空間点は、先端部磁石の中心から先端に向けた直径とのなす角が４５°方向に０．５ｍｍ間隔で設定した。
【００３４】
さらに磁化方向は、支持体，リング型の後方部永久磁石１４の軸に沿った方向とし、図８中下向き（研磨対象物側がＮ極：磁化１）と、図８中上向き（研磨対象物側がＳ極：磁化２）の２種類を想定する。先端部磁石の磁化方向は下向き（磁化１）で固定し、後方部磁石１４の磁化方向をパラメータとして振った。具体的には解析パターン１は先端部磁石のみ（後方部磁石を設けないもの）とし、解析パターン２は先端部磁石と同じ方向（下向き：磁化１）とし、解析パターン３は先端部磁石と反対の方向（上向き：磁化２）に変えた。すなわち、解析パターン２が本発明に対応する実施例であり、解析パターン１はその実施例に応じた従来品に対応する比較例（従来品に対する本発明品の優位性を実証するための比較例）であり、解析パターン３は、先端部磁石と後方部磁石の磁化方向の関係を実証するための比較例である。
【００３５】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、解析パターン１，２，３のそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。図９（ａ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。図では、０．４から０．８Ｔまでを表現している。つまり、空間磁束密度が０．４の青色から始まり、空間密度が高くなるにつれて、緑色→黄色と徐々に色相が変化し、空間密度が最上位の０．８Ｔでは赤色となる。このインジケータの１メモリは、０．１Ｔである。各解析図において、左側の図示を省略したが研磨バイトの中心軸を中心に線対称となっている。
【００３６】
上記の解析結果より、明らかに図９（ｂ）に示す本発明に対応する解析パターン２が、研磨バイト先端の磁束密度が高いことが分かる。一方、補助となる後方部磁石の磁極方向が先端部磁石と反対方向とした解析パターン３は、逆効果となる。
【００３７】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図１０は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向（磁化１と同じ）成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図１０から明らかなように、後方部磁石（リング型磁石）の有無で、９０から１２０ｍＴ程度の違いがでる。すなわち、従来例に対応する解析パターン１の後方部磁石を設けない研磨バイトに比べて本発明に対応する解析パターン２の後方部磁石を先端部磁石と同じ磁化方向で配置した研磨バイトは、解析ポイントの場所により相違するものの、いずれの解析ポイントの位置でも磁束密度が大きい値をとる。この差は、対平面研磨をする際に研磨に大きく影響する値である。一方、たとえ後方部磁石を配置したとしても、磁化方向が先端部磁石と後方部磁石とで逆向きにした解析パターン３は、後方部磁石を設けない解析パターン１の研磨バイトよりも９０から１２０ｍＴ近く低下し、逆効果となることが分かる。
【００３８】
図１１は、先端部磁石の中心から４５度傾斜面に０．５ｍｍ間隔で設定した対傾斜面解析ポイントにおける磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分）の磁束密度を示している。この磁束密度は、対傾斜面の解析ポイントの磁化ベクトルの垂直方向背の成分と水平方向の成分より求めたものである。図１１から明らかなように、後方部磁石の有無で、６０から１００ｍＴ程度の違いがでる。すなわち、従来例に対応する解析パターン１の後方部磁石を設けない研磨バイトに比べて本発明に対応する解析パターン２の後方部磁石を先端部磁石と同じ磁化方向で配置した研磨バイトは、解析ポイントの場所により相違するものの、いずれの解析ポイントの位置でも磁束密度が大きい値をとる。この差は、対平面研磨をする際に研磨に大きく影響する値である。一方、たとえ後方部磁石を配置したとしても、磁化方向が先端部磁石と後方部磁石とで逆向きにした解析パターン３は、後方部磁石を設けない解析パターン１の研磨バイトよりも６０から１００ｍＴ近く低下し、逆効果となることが分かる。
【００３９】
次に、後方部磁石の位置による影響について検証した。検証する空間領域を特定するＡ１，Ａ２，Ａ３はそれぞれ７，７，５として、解析パターン１〜３と同じにした。また、先端部磁石の直径Ｂは４ｍｍとした。後方部磁石は、リング型磁石と円柱状磁石の２つについて検証した。リング型磁石は、外径ＲＤ＝１５ｍｍ，内径Ｒｄ＝５．１ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍとした。円柱状磁石は、外径ＲＤ＝１５ｍｍ，内径Ｒｄ＝０ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍとした。そして、いずれの解析パターンにおいても、先端部磁石の磁化方向は下向き（磁化１）とし、後方部磁石の磁化方向も下向き（磁化１）とした。この条件において、従来例に相当する後方部磁石を設けない解析パターン４と、後方部磁石にリング型磁石を用いた解析パターン５，６と、後方部磁石に円柱型磁石を用いた解析パターン7の４つの解析パターンを用意した。そして、後方部磁石の位置を特定する先端部磁石の先端から後方部磁石の先端側の端面までの距離ＲＬは、解析パターン５は５ｍｍとし、解析パターン６，７は１０ｍｍとした。
【００４０】
図１２，図１３は、各解析パターンのそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。具体的には、図１２（ａ）は解析パターン４、図１２（ｂ）は解析パターン５、図１３（ａ）は解析パターン６、図１３（ｂ）は解析パターン７である。さらに、図１２（ａ）並びに図１３（ｂ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。
【００４１】
各図を比較すると明らかなように、解析パターン４の解析結果である図１２（ａ）に比べ、他の図はいずれも先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。これにより、まず後方部磁石の設置位置や形状に関係無く後方部磁石を設けることの優位性が確認できる。そして、後方部磁石にリング型磁石を用いた解析パターン５（図１２（ｂ））と解析パターン６（図１３（ａ））とを比較すると明らかなように、距離が短いＲＬ＝５ｍｍの解析パターン５の方が先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。そして、ＲＬ＝１０ｍｍと離れているもののリング型磁石に替えて円柱状磁石を用いたものが先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。
【００４２】
よって、後方部磁石には、円柱状磁石を用いた方が磁束密度を高くする点では好ましいといえる。またこのように先方部磁石と後方部磁石との距離により先端部磁石の前方空間における磁束密度が変化する。従って、後方部磁石をリング型磁石にし、しかもそのリング型磁石を支持体に対して軸方向に移動可能に装着すると、当該リング型磁石（後方部磁石）を支持体の軸方向に位置を変えることによって先端部磁石の前方側の領域の磁束密度（研磨力）を微調整できるメリットがあるので好ましい。磁気研磨を行う上で、この先端の磁束密度の調整は重要である。
【００４３】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図１４は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図１３から明らかなように、解析パターン４が最も空間磁束密度が低く、以下順に解析パターン６→解析パターン５→解析パターン７の順で空間磁束密度が高くなる。具体的な値としては、解析パターン５は解析パターン４に比べ１５０ｍＴほど高くなる。解析パターン６は解析パターン４に対して６６ｍＴほど高くなる。さらに解析パターン７は解析パターン４に対して１９０ｍＴほど高くなる。
【００４４】
図１５は、先端部磁石の中心から４５度傾斜面に０．５ｍｍ間隔で設定した対傾斜面解析ポイントにおける磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分）の磁束密度を示している。この磁束密度は、対傾斜面の解析ポイントの磁化ベクトルの垂直方向背の成分と水平方向の成分より求めたものである。図８から明らかなように、この対傾斜面解析ポイントにおいても図１１に示す対平面解析ポイントと同様に解析パターン４が最も空間磁束密度が低く、以下順に解析パターン６→解析パターン５→解析パターン７の順で空間磁束密度が高くなる。そして具体的な値としては、解析パターン５は解析パターン４に比べ１３０ｍＴほど高くなる。解析パターン６は解析パターン４に対して６０ｍＴほど高くなる。さらに解析パターン７は解析パターン４に対して１９０ｍＴほど高くなる。従来例に相当する後方部磁石を設けない解析パターン４のものでは、使用する上でギリギリの磁束密度が得られるにすぎなかったが、後方部磁石を配置する本発明のものは充分な磁束密度が得られ研磨効果を向上させることが可能となった。
【００４５】
次に、図１６に示すように、本体部分が円柱状で先端が半球面状の曲面体の先方部磁石１２′と、リング型磁石からなる後方部磁石１４の組み合わせからなる研磨バイトについての解析結果を説明する。解析条件は、先端部磁石１２′は、本体の直径をＢ、軸方向の長さをＢＬ、先端部分の半球の径をＢＲとする。リング型磁石からなる後方部磁石１４の外径をＲＤ、内径をＲｄ、長さをＲＨとする。この解析では、Ｂ＝１０ｍｍ、ＢＬ＝２０ｍｍ、ＢＲ＝５ｍｍ、ＲＤ＝２０ｍｍ、Ｒｄ＝１０．１ｍｍ、ＲＨ＝２０ｍｍで固定にした。使用する永久磁石は、共にネオジム磁石（ＴＤＫ製NEOREC42SH）とした。この磁石の特性は、
残留磁束密度（Ｂｒ） １３００ ｍＴ
保磁力（ＨＣＢ） ９７９ ｋＡ／ｍ
保磁力（ＨＣＪ） ＞１６７１ ｋＡ／ｍ
最大エネルギー積（ＢＨ）max ３２６ｋＪ／ｍ＾３
とした。
【００４６】
後方部磁石１４の設置位置は、先端部磁石１２′の先端から後方部磁石１４の先端側の端面までの距離ＲＬで規定し、５ｍｍで固定した。解析する磁場領域は、先端部磁石１２′の半球状の先端部分の中心からの幅方向の距離Ａ１（７．０ｍｍ），当該先端部分の中心からの先端方向の距離Ａ２（７．０ｍｍ），先端部磁石の中心から先端部磁石の先端までの距離Ａ３（５．０ｍｍ）である。解析ポイントの空間点は、対平面では、先端部磁石の先端から０．５ｍｍ先のラインを１ｍｍ間隔で設定した。また、対傾斜面の解析ポイントの空間点は、先端部磁石の中心から先端に向けた直径とのなす角が４５°方向に０．５ｍｍ間隔で設定した。
【００４７】
さらに磁化方向は、支持体，リング型の後方部永久磁石１４の軸に沿った方向とし、図１６中下向き（研磨対象物側がＮ極：磁化１）と、図１６中上向き（研磨対象物側がＳ極：磁化２）の２種類を想定する。先端部磁石１２′の磁化方向は下向き（磁化１）で固定し、後方部磁石１４の磁化方向をパラメータとして振った。具体的には解析パターン１１は先端部磁石のみ（後方部磁石を設けないもの）とし、解析パターン１２は先端部磁石と同じ方向（下向き：磁化１）とし、解析パターン１３は先端部磁石と反対の方向（上向き：磁化２）に変えた。すなわち、解析パターン１２が本発明に対応する実施例であり、解析パターン１１はその実施例に応じた従来品に対応する比較例（従来品に対する本発明品の優位性を実証するための比較例）であり、解析パターン１３は、先端部磁石と後方部磁石の磁化方向の関係を実証するための比較例である。
【００４８】
図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、解析パターン１１，１２，１３のそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。図１７（ａ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。図では、０．４から０．８Ｔまでを表現している。各解析図において、左側の図示を省略したが研磨バイトの中心軸を中心に線対称となっている。
【００４９】
上記の解析結果より、明らかに図１７（ｂ）に示す本発明に対応する解析パターン１２が、研磨バイト先端の磁束密度が高いとともに、係る高い範囲が前方に広がっていることが分かる。一方、補助となる後方部磁石の磁極方向が先端部磁石と反対方向とした解析パターン１３は逆効果となる。
【００５０】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図１８は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向（磁化１と同じ）成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図１８から明らかなように、後方部磁石（リング型磁石）の有無で、９０から１２０ｍＴ程度の違いがでる。すなわち、従来例に対応する解析パターン１１の後方部磁石を設けない研磨バイトに比べて本発明に対応する解析パターン１２の後方部磁石を先端部磁石と同じ磁化方向で配置した研磨バイトは、解析ポイントの場所により相違するものの、いずれの解析ポイントの位置でも磁束密度が大きい値をとる。この差は、対平面研磨をする際に研磨に大きく影響する値である。一方、たとえ後方部磁石を配置したとしても、磁化方向が先端部磁石と後方部磁石とで逆向きにした解析パターン１３は、後方部磁石を設けない解析パターン１１の研磨バイトよりも９０から１２０ｍＴ近く低下し、逆効果となることが分かる。
【００５１】
図１９は、先端部磁石の先端部分の中心から４５度傾斜面に０．５ｍｍ間隔で設定した対傾斜面解析ポイントにおける磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分）の磁束密度を示している。この磁束密度は、対傾斜面の解析ポイントの磁化ベクトルの垂直方向背の成分と水平方向の成分より求めたものである。図１９から明らかなように、後方部磁石の有無で、６０から１００ｍＴ程度の違いがでる。すなわち、従来例に対応する解析パターン１１の後方部磁石を設けない研磨バイトに比べて本発明に対応する解析パターン１２の後方部磁石を先端部磁石と同じ磁化方向で配置した研磨バイトは、解析ポイントの場所により相違するものの、いずれの解析ポイントの位置でも磁束密度が大きい値をとる。この差は、対平面研磨をする際に研磨に大きく影響する値である。一方、たとえ後方部磁石を配置したとしても、磁化方向が先端部磁石と後方部磁石とで逆向きにした解析パターン１３は、後方部磁石を設けない解析パターン１１の研磨バイトよりも６０から１００ｍＴ近く低下し、逆効果となることが分かる。
【００５２】
次に、後方部磁石の位置による影響について検証した。検証する空間領域を特定するＡ１，Ａ２，Ａ３はそれぞれ７，７，５として、解析パターン１１〜１３と同じにした。また、先端部磁石の本体部分の直径Ｂは４ｍｍとした。後方部磁石は、リング型磁石とし、外径ＲＤ＝１５ｍｍ，内径Ｒｄ＝５．１ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍとした。そして、いずれの解析パターンにおいても、先端部磁石の磁化方向は下向き（磁化１）とし、後方部磁石の磁化方向も下向き（磁化１）とした。この条件において、従来例に相当する後方部磁石を設けない解析パターン１４と、後方部磁石にリング型磁石を用いた解析パターン１５，１６の３つの解析パターンを用意した。そして、後方部磁石の位置を特定する先端部磁石の先端から後方部磁石の先端側の端面までの距離ＲＬは、解析パターン１５は５ｍｍとし、解析パターン１６は１０ｍｍとした。
【００５３】
図２０は、各解析パターンのそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。具体的には、図２０（ａ）は解析パターン１４、図２０（ｂ）は解析パターン１５、図２０（ｃ）は解析パターン１６である。さらに、図２０（ａ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。
【００５４】
各図を比較すると明らかなように、解析パターン１４の解析結果である図２０（ａ）に比べ、他の図はいずれも先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。これにより、まず後方部磁石の設置位置や形状に関係無く後方部磁石を設けることの優位性が確認できる。そして、図２０（ｂ）に示す解析パターン１５の解析結果の方が、図２０に示す先端部磁石と後方部磁石との距離を離した解析パターン１６よりも先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。
【００５５】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図２１は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図２１から明らかなように、解析パターン１４が最も空間磁束密度が低く、以下順に解析パターン１６→解析パターン１５の順で空間磁束密度が高くなる。具体的な値としては、解析パターン１５は解析パターン１４に比べ１４５ｍＴほど高くなる。解析パターン１６は解析パターン１４に比べ６７ｍＴほど高くなる。
【００５６】
図２２は、先端部磁石の先端部分の中心から４５度傾斜面に０．５ｍｍ間隔で設定した対傾斜面解析ポイントにおける磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分）の磁束密度を示している。この磁束密度は、対傾斜面の解析ポイントの磁化ベクトルの垂直方向背の成分と水平方向の成分より求めたものである。図２２から明らかなように、この対傾斜面解析ポイントにおいても図２１に示す対平面解析ポイントと同様に解析パターン１４が最も空間磁束密度が低く、以下順に解析パターン１６→解析パターン１５の順で空間磁束密度が高くなる。そして具体的な値としては、解析パターン１５は解析パターン１４に比べ１３０ｍＴほど高くなる。
【００５７】
次に、図２３に示すように、円柱状の先端部磁石１２″と、リング型磁石からなる後方部磁石１４の組み合わせからなる研磨バイトについての解析結果を説明する。解析条件は、先端部磁石１２″は、直径をＢ、軸方向の長さをＢＬとする。リング型磁石からなる後方部磁石１４の外径をＲＤ、内径をＲｄ、長さをＲＨとする。この解析では、Ｂ＝１０ｍｍ、ＢＬ＝２０ｍｍ、ＲＤ＝２０ｍｍ、Ｒｄ＝１０．１ｍｍ、ＲＨ＝２０ｍｍで固定にした。使用する永久磁石は、共にネオジム磁石（ＴＤＫ製NEOREC42SH）とした。この磁石の特性は、
残留磁束密度（Ｂｒ） １３００ ｍＴ
保磁力（ＨＣＢ） ９７９ ｋＡ／ｍ
保磁力（ＨＣＪ） ＞１６７１ ｋＡ／ｍ
最大エネルギー積（ＢＨ）max ３２６ｋＪ／ｍ＾３
とした。
【００５８】
後方部磁石１４の設置位置は、先端部磁石１２″の先端から後方部磁石１４の先端側の端面までの距離ＲＬで規定し、５ｍｍで固定した。解析する磁場領域は、先端部磁石１２″の中心軸からの幅方向の距離Ａ１（７．０ｍｍ），軸方向中心位置からの先端方向の距離Ａ２（７．０ｍｍ），軸方向中心位置から先端部磁石の先端までの距離Ａ３（５．０ｍｍ）である。解析ポイントの空間点は、対平面では、先端部磁石の先端から０．５ｍｍ先のラインを１ｍｍ間隔で設定した。
【００５９】
さらに磁化方向は、支持体，リング型の後方部永久磁石１４の軸に沿った方向とし、図２３中下向き（研磨対象物側がＮ極：磁化１）と、図２３中上向き（研磨対象物側がＳ極：磁化２）の２種類を想定する。先端部磁石１２′の磁化方向は下向き（磁化１）で固定し、後方部磁石１４の磁化方向をパラメータとして振った。具体的には解析パターン２１は先端部磁石のみ（後方部磁石を設けないもの）とし、解析パターン２２は先端部磁石と同じ方向（下向き：磁化１）とし、解析パターン２３は先端部磁石と反対の方向（上向き：磁化２）に変えた。すなわち、解析パターン２２が本発明に対応する実施例であり、解析パターン２１はその実施例に応じた従来品に対応する比較例（従来品に対する本発明品の優位性を実証するための比較例）であり、解析パターン２３は、先端部磁石と後方部磁石の磁化方向の関係を実証するための比較例である。
【００６０】
図２４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、解析パターン２１，２２，２３のそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。図２４（ａ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。図では、０．４から０．８Ｔまでを表現している。各解析図において、左側の図示を省略したが研磨バイトの中心軸を中心に線対称となっている。
【００６１】
上記の解析結果より、明らかに図２４（ｂ）に示す本発明に対応する解析パターン２２が、研磨バイト先端の磁束密度が高いとともに、係る高い範囲が前方に広がっていることが分かる。一方、補助となる後方部磁石の磁極方向が先端部磁石と反対方向とした解析パターン２３は逆効果となる。
【００６２】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図２５は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向（磁化１と同じ）成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図２５から明らかなように、後方部磁石（リング型磁石）の有無で、９０ｍＴ程度の違いがでる。この差は、対平面研磨において研磨に大きく影響する。一方、たとえ後方部磁石を配置したとしても、磁化方向が先端部磁石と後方部磁石とで逆向きにした解析パターン２３は、後方部磁石を設けない解析パターン２１の研磨バイトよりも９０ｍＴ近く低下し、逆効果となることが分かる。
【００６３】
次に、後方部磁石の位置による影響について検証した。検証する空間領域を特定するＡ１，Ａ２，Ａ３はそれぞれ７，７，５として、解析パターン２１〜２３と同じにした。また、先端部磁石の直径Ｂは４ｍｍとした。後方部磁石は、リング型磁石とし、外径ＲＤ＝１５ｍｍ，内径Ｒｄ＝５．１ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍとした。そして、いずれの解析パターンにおいても、先端部磁石の磁化方向は下向き（磁化１）とし、後方部磁石の磁化方向も下向き（磁化１）とした。この条件において、従来例に相当する後方部磁石を設けない解析パターン２４と、後方部磁石にリング型磁石を用いた解析パターン２５，２６の３つの解析パターンを用意した。そして、後方部磁石の位置を特定する先端部磁石の先端から後方部磁石の先端側の端面までの距離ＲＬは、解析パターン１５は５ｍｍとし、解析パターン１６は１０ｍｍとした。
【００６４】
図２６は、各解析パターンのそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。具体的には、図２６（ａ）は解析パターン２４、図２６（ｂ）は解析パターン２５、図２６（ｃ）は解析パターン２６である。さらに、図２６（ａ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。
【００６５】
各図を比較すると明らかなように、解析パターン２４の解析結果である図２６（ａ）に比べ、他の図はいずれも先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。これにより、まず後方部磁石の設置位置や形状に関係無く後方部磁石を設けることの優位性が確認できる。そして、図２６（ｂ）に示す解析パターン２５の解析結果の方が、図２６に示す先端部磁石と後方部磁石との距離を離した解析パターン２６よりも先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。
【００６６】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図２７は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図２７から明らかなように、解析パターン２４が最も空間磁束密度が低く、以下順に解析パターン２６→解析パターン２５の順で空間磁束密度が高くなる。具体的な値としては、解析パターン２５は解析パターン２４に比べ１４５ｍＴほど高くなる。解析パターン２６は解析パターン２４に比べ６７ｍＴほど高くなる。
【００６７】
上述したように先端部磁石や後方部磁石の形状に関係なく、先端部磁石の外径がφ４以下の小径であっても研磨処理するのに有効な磁束密度が得られる小径の研磨バイトを構成することが確認できる。
【００６８】
図２８は、本発明の第２実施形態を説明する図である。図２８（ａ）は、上述した第１実施形態の一例として、曲面体からなる先頭部磁石１２′とリング型磁石からなる後方部磁石１４を用いたものである。先端部磁石１２′の先には研磨ペースト１８が存在する。係る磁気研磨バイトを用いて研磨処理するには、研磨バイトを回転させる。すると、図２８（ｂ）に示すように、研磨最中に研磨ペースト１８の一部が飛散し、後方部磁石１４の表面に吸着（移動）してしまうおそれがある。係る事態を生じると、先端部磁石１２′とその先端には位置する研磨対象物との間に存在する研磨ペースト１８が減少し研磨特性が不安定になってしまう。
【００６９】
そこで、この第２実施形態では、後方部磁石１４の先端側端面を覆うようにカバー部材を配置するようにした。具体的には、例えば図２８（ｃ）に示すような円錐台形のカバー部材２０や、図２８（ｄ）に示すような平板状のカバー部材２０′などの他各種の形態のものを用いることができる。いずれの場合も、その材質は非磁性材料とする。ここでは樹脂により形成している。またカバー部材の材質としては、シリコンラバーや、非磁性金属（アルミやＳＵＳ３０４等）、ＰＯＭ材やゴム系樹脂などを用いるとよい。
【００７０】
さらにカバー部材２０，２０′の外形寸法を後方部磁石１４の外径寸法より大きくすることで、後方部磁石１４を囲い込み、より確実に後方部磁石１４側への研磨ペースト１８の吸着を回避する。さらに図２８（ｃ）に示すように、後方部磁石１４の側面も覆うようにすることでより研磨ペースト１８の付着が抑制できるので好ましい。なお、カバー部材２０，２０′と、後方部磁石１４とは接触していても良いし非接触でも良い。また、各磁石の形状も任意であり、各種の形態を用いることができる。
【００７１】
第２実施形態の効果を実証するため以下に示す実験を行った。図２９（ａ）に示すように、先端部磁石１２″は、円柱型磁石のものを用い後方部磁石１４はリング型磁石を用いた。研磨対象物１６は、SUS420J2（52HRC）平板のものを用い、基準面（初期面）として以下に示す切削加工を施した後、後方磁石にリング磁石を配置した場合と配置しない場合について、それぞれ同じ条件にて磁気研磨を実施した。
【００７２】
まず切削加工条件は、切削工具としてフラットエンドミル（φ１０ＦＬＡＴ）を用い、主軸回転数が１００００ｒｐｍ、工具送りスピードが１０００ｍｍ／ｍｉｎとし、走査線加工ピッチを０．１０ｍｍとした。
【００７３】
磁気研磨条件は、以下の４つ条件とし、各条件でそれぞれ研磨時間を変えて研磨処理をした。まず共通の仕様としては、図２９（ａ）に示すように、研磨バイトの位置関係をとる。なお、条件によって後方部磁石１４とカバー部材２０′を設けない構成のものもある。
【００７４】
条件１
先端部磁石：外径Ｂ＝４ｍｍ，長さＢＬ＝２０ｍｍ
後方部磁石：なし
研磨ギャップ：０．３ｍｍ
主軸回転数：１５００ｒｐｍ
研磨時間／送りピッチ：（ａ）１０１／１０
（ｂ）２０／５０
（ｃ）１０／１００
走査ピッチ：０．１ｍｍ
研磨時間単位はｍｉｎ／ｃｍ＾２であり、送りピッチの単位はｍｍ／ｍｉｎである
【００７５】
条件２
先端部磁石：外径Ｂ＝４ｍｍ，長さＢＬ＝２０ｍｍ
後方部磁石：外径ＲＤ＝１１ｍｍ，内径Ｒｄ＝４ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍ
後方部磁石位置：ＲＬ＝１２ｍｍ
研磨ギャップ：０．３ｍｍ
主軸回転数：１５００ｒｐｍ
研磨時間／送りピッチ：（ａ）１０１／１０
（ｂ）２０／５０
（ｃ）１０／１００
走査ピッチ：０．１ｍｍ
研磨時間単位はｍｉｎ／ｃｍ＾２
送りピッチの単位はｍｍ／ｍｉｎ
【００７６】
条件３
先端部磁石：外径Ｂ＝６ｍｍ，長さＢＬ＝２０ｍｍ
後方部磁石：なし
研磨ギャップ：０．３ｍｍ
主軸回転数：１３００ｒｐｍ
研磨時間／送りピッチ：（ａ）１０１／１０
（ｂ）２０／５０
（ｃ）１０／１００
走査ピッチ：０．１ｍｍ
研磨時間単位はｍｉｎ／ｃｍ＾２であり、送りピッチの単位はｍｍ／ｍｉｎである
【００７７】
条件４
先端部磁石：外径Ｂ＝６ｍｍ，長さＢＬ＝２０ｍｍ
後方部磁石：外径ＲＤ＝９ｍｍ，内径Ｒｄ＝６ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍ
後方部磁石位置：ＲＬ＝７ｍｍ
研磨ギャップ：０．３ｍｍ
主軸回転数：１３００ｒｐｍ
研磨時間／送りピッチ：（ａ）１０１／１０
（ｂ）２０／５０
（ｃ）１０／１００
走査ピッチ：０．１ｍｍ
研磨時間単位はｍｉｎ／ｃｍ＾２
送りピッチの単位はｍｍ／ｍｉｎ
【００７８】
磁気研磨ペーストは、ＦＤＫ製磁気研磨ペースト（MPL-S2SOD）を使用し、条件１，２に対しては０．１ｇ、条件３，４に対しては０．２ｇを使用した。研磨は、図２９（ｂ）に示すように１辺が１０ｍｍの正方形の研磨エリアに対して、一辺に平行で走査線ピッチを０．１ｍｍとして研磨バイト（先端部磁石）を走査した。
【００７９】
各研磨条件に従い研磨処理を行い、研磨前（初期）の粗さと研磨後の粗さを測定し、研磨が行えているかを評価した。係る表面の粗さ測定は、測定器として「三次元レーザ測定器」（KS-1100 キーエンス社製）を用い、研磨深さを求めた。研磨深さは、図３０に示すように、研磨エリアを跨ぐ３本の測定ラインの研磨深さの平均値とした。各測定ラインの研磨深さは、
研磨深さ＝全体Ｒｙ−（基準面Ｒｙ／２）−（研磨面Ｒｙ／２）
で求める。ここでＲｙは最大高さである。
【００８０】
その結果、研磨後の深さは、図３１〜図３３に示すようになった。研磨深さ試験結果より、比較的小径であるφ４の円柱型研磨バイトを事例とした条件１と条件２との研磨深さ比較において、後方に磁石を配置した条件２が２０〜３０％研磨深さが深く、研磨力が高いことが確認できる（図３１，図３２参照）。また、φ６の円柱型研磨バイトを事例とした条件３と条件４も同様に、後方に磁石を配置した条件４が３０〜５０％研磨深さが深く研磨力が高いことが確認できた（図３１，図３３参照）。このように、実証試験よっても後方部磁石を配置した条件２及び条件４において、２割から５割の研磨力の向上が確認された。この結果は先の解析結果を裏付けるものである。
【００８１】
図３４は、ハンディタイプの研磨装置に適用した実施形態を示している。各図において、研磨バイト１０が装着される研磨装置３０は、ハンドグラインダー（ハンドリュータ）３１と減速機３２を備えて構成される。減速機３２は、減速比が１：３．８のものを用いている。これにより研磨バイトの回転数が５００〜３０００ｒｐｍに調整可能となる。ハンドグラインダー３１は、５００〜３０００ｒｐｍの回転数が出るものであれば、必ずしも減速機３２は必要ではない。
【００８２】
図３４（ａ）は研磨バイト１０として、先端磁石１２′として円柱状の本体の先端が半球状となった曲面体（外径Ｂが６ｍｍ，先端部分の半径ＢＲが３ｍｍ）のもの（弾丸型とも言う）を用い、後方部磁石１４としてリング型磁石（内径Ｒｄが６ｍｍ，外径ＲＤが９ｍｍ，長さＲＨが１０ｍｍ）を支持体１１に装着し、さらにシリコンラバーからなる円板形のカバー部材２０′を装着したものである。また、図３４（ｂ）は、同図（ａ）に示す構成を基本としカバー部材２０して円錐台形のものに替えた。図３４（ｃ）は、後方部磁石等を装着しない従来タイプの研磨バイト９を研磨装置３０に装着している。
【００８３】
上記の各構成のものを用い、実際に下記の条件で磁気研磨を行った。まずいずれの構成のものも、回転数：１０００ｒｐｍとした。研磨ペーストは、ＦＤＫ製のMPL-PC3LBOD（主に非磁性SUS、アルミ及びポリカ用）を０．６ｇ使用した。そして、研磨対象物は、SUS316Lの平板であり、研磨時間は１分間とした。研磨は、研磨対象物の研磨面に対して軽く押し当てながら「の」の字を描く様にハンド研磨を行った。
【００８４】
図３４（ｃ）に示す従来タイプのものでは研磨バイトの先端に着いている磁気研磨ペーストが３０秒過ぎたあたりから押やられ、磁石がむき出しとなり、磁石の先端部が研磨対象物に接触することが多々あった。その結果、先端磁石が接触した部分は、キズが多く発生し極端に削られ平滑ではない不均一な面に仕上がった。一方、本発明の方法は、全く接触もなく従来方法と比較して広範囲を均一に研磨することが出来た。
【００８５】
このことは、図３５に示す本発明方法による実験結果と、図３６に示す従来方法による実験結果である粗さの評価結果からも本発明のものが従来方法より綺麗に仕上がっていることが分かる。ここで、粗さ評価条件は、測定器として「カラー3Dレーザ顕微鏡」（VK-8700 キーエンス社製）を用い、研磨前と研磨後の表面を測定し、測定項目としては粗さ（JIS1994規格）に従いＲａ（算術平均粗さ），Ｒｙ（最大高さ），Ｒｚ（十点平均粗さ）とした。
【００８６】
また、図３７は、研磨前（図３７（ａ）と研磨後（図３７（ｂ），（ｃ））の表面をレーザ顕微鏡で観察したものである。図３７（ｂ）に示す本発明方法による研磨結果に比べ図３７（ｃ）に示す従来方法に示す研磨結果は研磨面のキズが多く確認された。これは、解析結果で説明した通りにリング型磁石等の後方部磁石を設ける効果によって、磁化ベクトル３方向の内、垂直方向の成分が増し磁力線が研磨対象物へ垂直に当たることで安定的な研磨が可能になったことによる。
【００８７】
さらに、後方部磁石と先端部磁石との間にカバー部材としてシリコンラバーを装着したことで、研磨ペーストの後方部磁石側への吸着（研磨ペーストの移動）もなく、先端部磁石に研磨ペーストが安定的に存在したことで先端磁石の接触も無く安定した研磨を実現することができる。
【００８８】
［産業上の利用可能性］
本発明は、複雑形状物の磨き研磨用途として磁気研磨が使用される場合の専用磁気研磨バイトに関するものである。具体的な用途としては、金型製作時の最終表面仕上げでの磨き用途や意匠デザイン製品の外観を良くするための磨き分野として有効である。特に、平面に数ミリの凹状の段差がある底面を効率よく磨き処理が可能な研磨バイト（研磨ツール）を入れることが可能となり複雑な形状の磨き手段としても有効である。更に、大掛かりな多軸切削装置や多関節ロボットを使わず、ハンドグラインダー（ハンドリュータ）を用いた人の手による磨きを可能にした汎用性の高い研磨ツール及び研磨手法となる。
【符号の説明】
【００８９】
１０ 研磨バイト
１１ 支持体
１２，１２′，１２″ 先端部磁石
１４，１４′，１４″ 後方部磁石
２０，２０′ カバー部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界の作用により連動して流動する磁気研磨液（ペースト材料）を用いて、金属材料や樹脂材料等の処理対象物の表面を処理する表面処理装置に用いられる研磨バイト等に関し、より具体的には処理対象が、精密機械部品や金型や樹脂製品などの複雑な凹凸形状を有する複雑形状体の表面に適する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の材料の表面を研磨したり、鏡面仕上げしたりするための技術の一つとして、いわゆる磁気研磨法と呼ばれる技術がある。この磁気研磨法は、磁性流体（ＭＦ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｉｄ）や磁気粘性流体（ＭＲＦ：Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ）を研磨粒子と混合させ、磁界により混合液を運動させることで研磨を行っている。
【０００３】
研磨バイトには永久磁石を備えて磁界発生源とし、その研磨バイトの周りに磁気研磨液（ペースト材料）を付着させると、磁気吸引力によりＭＦやＭＲＦ中の強磁性粒子（例えば、鉄粒子），マグネタイト粒子が、多数凝集して磁気クラスタを形成する。この磁気クラスタは、磁束に沿うので研磨対象に対立して針状に多数が立ち並ぶ態様を採る。よって、磁気研磨液が研磨バイトに付着して磁気ブラシとなる。
【０００４】
磁気ブラシあるいは研磨対象が回転動作することにより、両者間の相対運動により磁気ブラシが研磨対象の表面を接触した状態で移動する。その結果、研磨対象の表面の凹凸は研磨粒子を伴う磁気ブラシが研磨し、より平滑な表面を得ることができ、非接触の流体研磨が行える。
【０００５】
この種の磁気研磨法を実施するための磁気研磨装置に用いられる研磨バイトは、例えば特許文献１等に開示されている。図１は係る研磨バイトの一例を示している。同図に示すように、研磨バイトの先端に永久磁石１を備えて磁場の発生源とするものである。永久磁石１は、球体形状あるいは適宜な曲面を有した曲面体形状に形成し、円柱形状の支持体２の端面に埋め込み設けて略半分が露出する状態としている。そして、その支持体２から一体に延びる軸部３を駆動手段へ連係して回転等の運動動作を行わせている。
【０００６】
研磨バイトの周りに磁気研磨液（磁気ペースト６）を付着させると、磁気吸引力によりＭＦやＭＲＦ中の強磁性粒子（例えば鉄粒子），マグネタイト粒子が、多数凝集して磁気クラスタを形成する。この磁気クラスタは、磁束に沿うので対象物５に対立して針状に多数が立ち並ぶ態様を採る。これにより、磁気ペースト６が研磨バイト（永久磁石１）に付着して磁気ブラシとなる。そして、磁気ブラシあるいは対象物５が回転動作することにより、両者間の相対運動のため磁気ブラシが対象物５の表面を接触した状態で移動する。その結果、対象物５の表面の凹凸は研磨粒子を伴う磁気ブラシが研磨し、より平滑な表面を得ることができ、非接触の流体研磨が行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３１３６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この種の磁気研磨装置は、研磨バイト（永久磁石１）と研磨の対象物５の表面との間には、一定の空間ギャップを設け、当該空間ギャップ内に介在させた磁気研磨液を用いて表面処理をする。この空間ギャップが広がりすぎると、磁束密度が低下し磁気研磨ができなくなる。
【０００９】
一方、研磨対象が精密機械部品や金型や樹脂製品などの複雑な凹凸形状を有する複雑形状体の場合、表面の各所に小さい窪みや突起がある。従って、仮に研磨バイト２の研磨対象に対向する先端面の寸法・形状が大きいと、当該先端面が窪み内に入り込んだり、突起の立ち上がり部分に接近させたりすることができない。そのため、空間ギャップが広くなり十分な磁気研磨ができなくなる。
【００１０】
空間ギャップをある程度の距離以内に抑えるため、研磨バイトの先端が窪み内に入り込むことができるように、研磨バイト（永久磁石）の寸法形状を小さくすることが考えられる。しかし、より磁石外径が小径になる（細くなる）につれて磁束密度は同じ磁石材質であっても研磨面積が狭くなり、更に磁極方向に沿った磁力線（研磨対象物側へ向けられた磁場の力）が発散し易い傾向にあり研磨力が著しく低下する。
【００１１】
さらに、研磨対象の表面が３次元形状の場合、従来の研磨装置は、係る３次元形状に合わせて研磨バイトを移動させるために多軸切削装置や多関節ロボットに当該研磨バイトを装着することになる。そのため装置が大がかりになってしまうと言う課題がある。
【００１２】
本発明は、研磨バイト先端周辺の磁束密度を更に上げることを解決課題とする。さらに、研磨バイトを装着する研磨装置として大掛かりな多軸切削装置や多関節ロボットを使わず、ハンドグラインダー（ハンドリュータ）を用い、人の手による磨きを可能にした汎用性の高い研磨ツール及び手法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するため、本発明の研磨バイトは、（１）磁気作用により表面処理を行うための研磨バイトであり、先端部磁石と、その先端部磁石の後方に配置される後方部磁石とを備え、前記後方部磁石の少なくとも一部は、前記先端部磁石の外周囲より外側に位置し、前記先端部磁石の磁極と、前記後方部磁石の前記先端部磁石に近い側の端面の磁極が同じに構成した。後方部磁石の設置数は１個でも良いし複数個でも良い。表面処理は、通常の研磨処理，鏡面加工処理，切削加工処理など各種のものがある。
【００１４】
先端部磁石の後方に後方部磁石を配置し、しかも後方部磁石の少なくとも一部は、先端部磁石の外周囲より外側に位置するようにし、後方部磁石からの磁力線は前方部磁石の外周囲の外側を通る。しかも、先端部磁石の磁極と、後方部磁石の先端部磁石に近い側の端面の磁極が同じになる設定としたので、磁化ベクトル３方向の内、垂直方向の成分が増し先端部磁石からの磁力線が外に広がるのが抑止されて研磨対象物へ垂直に当たるようになる。よって、先端部磁石の前方の磁束密度が向上し、研磨力等が向上する。安定的な研磨その他の表面処理が可能になる。
【００１５】
（２）前記後方部磁石がリング型又は円柱磁石であって、前記先端部磁石の外形寸法より前記後方部磁石の外径が大きいこととすると良い。このようにすると、後方部磁石の外周が全体的に先端部磁石の外周を覆う構成を採ることができ、先端部磁石からの磁力線が外に広がることが全周囲方向で抑制できる。
【００１６】
（３）前記後方部磁石がリング型磁石であって、前記後方部磁石を装着する支持体に対して軸方向に移動可能とし、前記後方部磁石と前記先端部磁石の相対位置調整が可能とするとよい。後方部磁石と先端部磁石の距離を変えることで先端部磁石の前方の磁束密度を変更し、研磨力等を調整可能となる。
【００１７】
（４）前記後方部磁石が、電磁石又は永久磁石とするよい。電磁石とすることで先端部磁石の前方の磁束密度の調整が容易に行える。また、永久磁石とすると構成が簡単となる。（５）前記先端部磁石が、円柱型、球体型または曲面体型のいずれかであるとよい。
【００１８】
（６）前記先端部磁石と前記後方部磁石との間に、非磁性材からできたカバー部材を配置するとよい。このようにすると、研磨ペーストの後方部磁石側への吸着（研磨ペーストの移動）をカバー部材で抑止することができ、先端部磁石に研磨ペーストが安定的に存在したことで先端磁石の接触も無く安定した研磨を実現することができる。
【００１９】
（７）上記の（６）の発明を前提とし、前記カバー部材の外形寸法が、前記後方部磁石の外形寸法よりも大きいようにするとよい。このようにするとより確実に後方部磁石へ研磨ペーストの移動を抑止できる。
【００２０】
（８）本発明の表面処理装置は、上記の（１）〜（７）のいずれかに記載の研磨バイトをハンドグラインダーの先端に装着して構成する。このようにすると、ハンドグラインダー（ハンドリュータ）を用い、人の手による磨きを可能にし、汎用性の高い研磨ツールとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、先端部磁石の前方の磁束密度を向上することができるので、先端部磁石の寸法が小さくても十分な研磨等行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の磁気研磨装置の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る研磨バイトの第１実施形態を示す図である。
【図３】作用を説明する図である。
【図４】変形例を示す図である。
【図５】変形例を示す図である。
【図６】変形例を示す図である。
【図７】変形例を示す図である。
【図８】解析条件を説明する図である。
【図９】解析パターン１〜３の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図１０】解析パターン１〜３の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図１１】解析パターン１〜３の対傾斜面解析ポイントの磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図１２】（ａ）は解析パターン４、（ｂ）は解析パターン５の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図１３】（ａ）は解析パターン６、（ｂ）は解析パターン７の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図１４】解析パターン４〜７の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図１５】解析パターン４〜７の対傾斜面解析ポイントの磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図１６】解析条件を説明する図である。
【図１７】解析パターン１１〜１３の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図１８】解析パターン１１〜１３の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図１９】解析パターン１１〜１３の対傾斜面解析ポイントの磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図２０】解析パターン１４〜１６の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図２１】解析パターン１４〜１６の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図２２】解析パターン１４〜１６の対傾斜面解析ポイントの磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図２３】解析条件を説明する図である。
【図２４】解析パターン２１〜２３の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【図２５】解析パターン２１〜２３の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図２６】解析パターン２４〜２６の解析結果（空間磁束密度）を示す図である。
【００２３】
【図２７】解析パターン２４〜２６の対平面解析ポイントの磁化ベクトル（直方向成分（ｍＴ））の解析結果を示す図である。
【図２８】第２実施形態を説明する図である。
【図２９】第２実施形態の実験条件を説明する図である。
【図３０】実験結果を示す図である。
【図３１】実験結果を示す図である。
【図３２】実験結果を示す図である。
【図３３】実験結果を示す図である。
【図３４】ハンディタイプの研磨装置に適用した実施形態を説明する図である。
【図３５】実験結果を示す図である。
【図３６】実験結果を示す図である。
【図３７】実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図２は、本発明に係る研磨バイトの第１実施形態を示している。本実施形態では、非磁性体材料から形成される円柱状の支持体１１の先端に、先端部磁石１２を装着する。この先端部磁石１２は球体形状あるいは適宜な曲面を有した曲面体形状に形成された永久磁石である。永久磁石の種類は、例えばネオジム磁石を用いる。この先端部磁石１２の略半分が露出する状態で支持体１１の先端埋め込み部内に装着する。この支持体１１の基端側は、図示省略する駆動手段に連係され、回転等の運動動作を行わせている。この基本構成は、従来のものと同様であり、支持体１１や先端部磁石１２の形状等は、各種のものを用いることができる。
【００２５】
本実施形態では、この支持体１１の所定位置（先端部磁石１２よりも後方）に後方部磁石１４を装着する。後方部磁石１４は、先端部磁石１２を構成する永久磁石と同じネオジム磁石にて形成したが、異なる種類の永久磁石を用いても良い。さらに、永久磁石に変えて電磁石を用いても良い。
【００２６】
後方部磁石１４は、リング状であり、その内径は支持体１１の外径と一致させている。そして、本実施形態では、先端部磁石１２の直径も支持体１１の外径とほぼ等しくするとともに、支持体１１の中心軸上に球形の先端部磁石１２の中心も配置しているので、支持体１１の軸方向から投影した場合、後方部磁石１４の内部空間と先端部磁石１２が重なる。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、先端部磁石１２の磁極と、後方部磁石１４の先端部に近い側の端面の磁極とが同じ方向を向くように設定している。しかも、後方部磁石１４は支持体１１に装着されるリング型磁石であり、その外径は、先端部磁石１２の外径よりも大きく、外周に突出した形態となる。このように両磁石１２，１４の磁極の方向を同じにすることで、外径の大きい後方部磁石１４からの磁力線が、先端部磁石１２の外周囲を囲むレイアウトとなることも相まって、図３（ａ）に示すように、先端部磁石１２の磁力線が発散して磁束密度が低下するのを、後方部磁石１４の磁力によって抑制する方向、すなわち、研磨対象物１６に対して垂直方向へ向けさせることができ、研磨バイトの先端周辺の磁束密度を更に上げることができる。よって研磨液１８の広がりも抑制でき、前方に向けて収束できる。これに対し、図３（ｂ）に示すように、後方部磁石１４を設けない従来構成のものでは、先端部磁石１２による磁力線が広がり、先端部磁石１２の中心から外側に離れるにつれて磁力線が外に向くようになる。よって研磨バイトの先端周辺の磁束密度が低下し、研磨液１８も拡散して研磨力も弱くなる。
【００２８】
図４は、第１実施形態の変形例である。第１実施形態では、後方部磁石１４の形状をリング状にしたため、円柱状の支持体１１の外周囲に挿入して固定するようにしたが、後方部磁石の形状は円柱状に限ることは無く、例えば円柱状にすることもできる。この場合、図４に示すように、支持体１１は、先頭部磁石１２を装着する第１支持体１１ａと、第２支持体１１ｂを備え、第１支持体１１ａと第２支持体１１ｂの間に挟み込むように円柱状の後方部磁石１４′を配置する。さらに先頭部磁石１２の外径（直径）より後方部磁石の外径の方が大きい設定としており、後方部磁石１４′の外周部位が先頭部磁石１２よりも外側に突出するレイアウトをとる。そして、この変形例においても図４（ｂ）に示すように、先端部磁石１２の磁極と、後方部磁石１４′の先端部に近い側の端面の磁極とが同じ方向を向くように設定している。
【００２９】
図５は、さらに別の変形例を示している。第１実施形態では、先方部磁石１２の形状を球形としたが、本発明はこれに限ることはなく、図５（ａ）に示すように先方部磁石１２′の形状を、円柱の先端を半球状に形成した曲面体としたり、図５（ｂ）に示すように先方部磁石１２″の形状を、円柱状にしたりすることもできる。なお、その他の構成並びに作用効果は上述した実施形態並びに変形例と同様であるその説明を省略する。
【００３０】
さらに図６に示すように、図４に示した後方部磁石１４′を円柱型磁石により構成したタイプにおいても、先方部磁石１２′の形状を、円柱の先端を半球状に形成した曲面体としたり（図６（ａ））、方部磁石１２″の形状を、円柱状にしたりする（図６（ｂ））ようにしてもよい。なお、その他の構成並びに作用効果は上述した実施形態並びに変形例と同様であるその説明を省略する。
【００３１】
図７はさらに別の変形例である。この変形例では、後方部磁石１４″として、複数の磁石（例えば円柱型磁石）を用いている。図示の例では、４個の磁石を用いたがその設置数は任意である。そして図７（ｂ）に示すように、先端部磁石１２も球型に変えて曲面体や円柱型のものを用いてももちろん良い。なお、その他の構成並びに作用効果は上述した実施形態並びに変形例と同様であるその説明を省略する。
【００３２】
［検証結果］
本発明の効果を実証するため以下の解析を行った。図８に示すように、球体磁石からなる先端部磁石１２の直径をＢ、リング型磁石からなる後方部磁石１４の外径をＲＤ、内径をＲｄ、長さをＲＨとする。この解析ではＢ＝１０ｍｍ、ＲＤ＝２０ｍｍ、Ｒｄ＝１０．１ｍｍ、ＲＨ＝２０ｍｍで固定にした。使用する永久磁石は、共にネオジム磁石（ＴＤＫ製NEOREC42SH）とした。この磁石の特性は、
残留磁束密度（Ｂｒ） １３００ｍＴ
保磁力（ＨＣＢ) ９７９ ｋＡ／ｍ
保磁力（ＨＣＪ） ＞１６７１ ｋＡ／ｍ
最大エネルギー積（ＢＨ）max ３２６ｋＪ／ｍ＾３
とした。
【００３３】
後方部磁石１４の設置位置は、先端部磁石の先端から後方部磁石の先端側の端面までの距離ＲＬで規定し、５ｍｍで固定した。解析する磁場領域は、先端部磁石（研磨バイト）の中心からの幅方向の距離Ａ１（７．０ｍｍ），先端部磁石の中心からの先端方向の距離Ａ２（７．０ｍｍ），先端部磁石の中心から先端部磁石の先端までの距離Ａ３（５．０ｍｍ）である。解析ポイントの空間点は、対平面では、先端部磁石の先端から０．５ｍｍ先のラインを１ｍｍ間隔で設定した。また、対傾斜面の解析ポイントの空間点は、先端部磁石の中心から先端に向けた直径とのなす角が４５°方向に０．５ｍｍ間隔で設定した。
【００３４】
さらに磁化方向は、支持体，リング型の後方部永久磁石１４の軸に沿った方向とし、図８中下向き（研磨対象物側がＮ極：磁化１）と、図８中上向き（研磨対象物側がＳ極：磁化２）の２種類を想定する。先端部磁石の磁化方向は下向き（磁化１）で固定し、後方部磁石１４の磁化方向をパラメータとして振った。具体的には解析パターン１は先端部磁石のみ（後方部磁石を設けないもの）とし、解析パターン２は先端部磁石と同じ方向（下向き：磁化１）とし、解析パターン３は先端部磁石と反対の方向（上向き：磁化２）に変えた。すなわち、解析パターン２が本発明に対応する実施例であり、解析パターン１はその実施例に応じた従来品に対応する比較例（従来品に対する本発明品の優位性を実証するための比較例）であり、解析パターン３は、先端部磁石と後方部磁石の磁化方向の関係を実証するための比較例である。
【００３５】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、解析パターン１，２，３のそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。図９（ａ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。図では、０．４から０．８Ｔまでを表現している。つまり、空間磁束密度が０．４の青色から始まり、空間密度が高くなるにつれて、緑色→黄色と徐々に色相が変化し、空間密度が最上位の０．８Ｔでは赤色となる。このインジケータの１メモリは、０．１Ｔである。各解析図において、左側の図示を省略したが研磨バイトの中心軸を中心に線対称となっている。
【００３６】
上記の解析結果より、明らかに図９（ｂ）に示す本発明に対応する解析パターン２が、研磨バイト先端の磁束密度が高いことが分かる。一方、補助となる後方部磁石の磁極方向が先端部磁石と反対方向とした解析パターン３は、逆効果となる。
【００３７】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図１０は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向（磁化１と同じ）成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図１０から明らかなように、後方部磁石（リング型磁石）の有無で、９０から１２０ｍＴ程度の違いがでる。すなわち、従来例に対応する解析パターン１の後方部磁石を設けない研磨バイトに比べて本発明に対応する解析パターン２の後方部磁石を先端部磁石と同じ磁化方向で配置した研磨バイトは、解析ポイントの場所により相違するものの、いずれの解析ポイントの位置でも磁束密度が大きい値をとる。この差は、対平面研磨をする際に研磨に大きく影響する値である。一方、たとえ後方部磁石を配置したとしても、磁化方向が先端部磁石と後方部磁石とで逆向きにした解析パターン３は、後方部磁石を設けない解析パターン１の研磨バイトよりも９０から１２０ｍＴ近く低下し、逆効果となることが分かる。
【００３８】
図１１は、先端部磁石の中心から４５度傾斜面に０．５ｍｍ間隔で設定した対傾斜面解析ポイントにおける磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分）の磁束密度を示している。この磁束密度は、対傾斜面の解析ポイントの磁化ベクトルの垂直方向背の成分と水平方向の成分より求めたものである。図１１から明らかなように、後方部磁石の有無で、６０から１００ｍＴ程度の違いがでる。すなわち、従来例に対応する解析パターン１の後方部磁石を設けない研磨バイトに比べて本発明に対応する解析パターン２の後方部磁石を先端部磁石と同じ磁化方向で配置した研磨バイトは、解析ポイントの場所により相違するものの、いずれの解析ポイントの位置でも磁束密度が大きい値をとる。この差は、対平面研磨をする際に研磨に大きく影響する値である。一方、たとえ後方部磁石を配置したとしても、磁化方向が先端部磁石と後方部磁石とで逆向きにした解析パターン３は、後方部磁石を設けない解析パターン１の研磨バイトよりも６０から１００ｍＴ近く低下し、逆効果となることが分かる。
【００３９】
次に、後方部磁石の位置による影響について検証した。検証する空間領域を特定するＡ１，Ａ２，Ａ３はそれぞれ７，７，５として、解析パターン１〜３と同じにした。また、先端部磁石の直径Ｂは４ｍｍとした。後方部磁石は、リング型磁石と円柱状磁石の２つについて検証した。リング型磁石は、外径ＲＤ＝１５ｍｍ，内径Ｒｄ＝５．１ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍとした。円柱状磁石は、外径ＲＤ＝１５ｍｍ，内径Ｒｄ＝０ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍとした。そして、いずれの解析パターンにおいても、先端部磁石の磁化方向は下向き（磁化１）とし、後方部磁石の磁化方向も下向き（磁化１）とした。この条件において、従来例に相当する後方部磁石を設けない解析パターン４と、後方部磁石にリング型磁石を用いた解析パターン５，６と、後方部磁石に円柱型磁石を用いた解析パターン7の４つの解析パターンを用意した。そして、後方部磁石の位置を特定する先端部磁石の先端から後方部磁石の先端側の端面までの距離ＲＬは、解析パターン５は５ｍｍとし、解析パターン６，７は１０ｍｍとした。
【００４０】
図１２，図１３は、各解析パターンのそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。具体的には、図１２（ａ）は解析パターン４、図１２（ｂ）は解析パターン５、図１３（ａ）は解析パターン６、図１３（ｂ）は解析パターン７である。さらに、図１２（ａ）並びに図１３（ｂ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。
【００４１】
各図を比較すると明らかなように、解析パターン４の解析結果である図１２（ａ）に比べ、他の図はいずれも先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。これにより、まず後方部磁石の設置位置や形状に関係無く後方部磁石を設けることの優位性が確認できる。そして、後方部磁石にリング型磁石を用いた解析パターン５（図１２（ｂ））と解析パターン６（図１３（ａ））とを比較すると明らかなように、距離が短いＲＬ＝５ｍｍの解析パターン５の方が先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。そして、ＲＬ＝１０ｍｍと離れているもののリング型磁石に替えて円柱状磁石を用いたものが先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。
【００４２】
よって、後方部磁石には、円柱状磁石を用いた方が磁束密度を高くする点では好ましいといえる。またこのように先方部磁石と後方部磁石との距離により先端部磁石の前方空間における磁束密度が変化する。従って、後方部磁石をリング型磁石にし、しかもそのリング型磁石を支持体に対して軸方向に移動可能に装着すると、当該リング型磁石（後方部磁石）を支持体の軸方向に位置を変えることによって先端部磁石の前方側の領域の磁束密度（研磨力）を微調整できるメリットがあるので好ましい。磁気研磨を行う上で、この先端の磁束密度の調整は重要である。
【００４３】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図１４は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図１３から明らかなように、解析パターン４が最も空間磁束密度が低く、以下順に解析パターン６→解析パターン５→解析パターン７の順で空間磁束密度が高くなる。具体的な値としては、解析パターン５は解析パターン４に比べ１５０ｍＴほど高くなる。解析パターン６は解析パターン４に対して６６ｍＴほど高くなる。さらに解析パターン７は解析パターン４に対して１９０ｍＴほど高くなる。
【００４４】
図１５は、先端部磁石の中心から４５度傾斜面に０．５ｍｍ間隔で設定した対傾斜面解析ポイントにおける磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分）の磁束密度を示している。この磁束密度は、対傾斜面の解析ポイントの磁化ベクトルの垂直方向背の成分と水平方向の成分より求めたものである。図８から明らかなように、この対傾斜面解析ポイントにおいても図１１に示す対平面解析ポイントと同様に解析パターン４が最も空間磁束密度が低く、以下順に解析パターン６→解析パターン５→解析パターン７の順で空間磁束密度が高くなる。そして具体的な値としては、解析パターン５は解析パターン４に比べ１３０ｍＴほど高くなる。解析パターン６は解析パターン４に対して６０ｍＴほど高くなる。さらに解析パターン７は解析パターン４に対して１９０ｍＴほど高くなる。従来例に相当する後方部磁石を設けない解析パターン４のものでは、使用する上でギリギリの磁束密度が得られるにすぎなかったが、後方部磁石を配置する本発明のものは充分な磁束密度が得られ研磨効果を向上させることが可能となった。
【００４５】
次に、図１６に示すように、本体部分が円柱状で先端が半球面状の曲面体の先方部磁石１２′と、リング型磁石からなる後方部磁石１４の組み合わせからなる研磨バイトについての解析結果を説明する。解析条件は、先端部磁石１２′は、本体の直径をＢ、軸方向の長さをＢＬ、先端部分の半球の径をＢＲとする。リング型磁石からなる後方部磁石１４の外径をＲＤ、内径をＲｄ、長さをＲＨとする。この解析では、Ｂ＝１０ｍｍ、ＢＬ＝２０ｍｍ、ＢＲ＝５ｍｍ、ＲＤ＝２０ｍｍ、Ｒｄ＝１０．１ｍｍ、ＲＨ＝２０ｍｍで固定にした。使用する永久磁石は、共にネオジム磁石（ＴＤＫ製NEOREC42SH）とした。この磁石の特性は、
残留磁束密度（Ｂｒ） １３００ ｍＴ
保磁力（ＨＣＢ） ９７９ ｋＡ／ｍ
保磁力（ＨＣＪ） ＞１６７１ ｋＡ／ｍ
最大エネルギー積（ＢＨ）max ３２６ｋＪ／ｍ＾３
とした。
【００４６】
後方部磁石１４の設置位置は、先端部磁石１２′の先端から後方部磁石１４の先端側の端面までの距離ＲＬで規定し、５ｍｍで固定した。解析する磁場領域は、先端部磁石１２′の半球状の先端部分の中心からの幅方向の距離Ａ１（７．０ｍｍ），当該先端部分の中心からの先端方向の距離Ａ２（７．０ｍｍ），先端部磁石の中心から先端部磁石の先端までの距離Ａ３（５．０ｍｍ）である。解析ポイントの空間点は、対平面では、先端部磁石の先端から０．５ｍｍ先のラインを１ｍｍ間隔で設定した。また、対傾斜面の解析ポイントの空間点は、先端部磁石の中心から先端に向けた直径とのなす角が４５°方向に０．５ｍｍ間隔で設定した。
【００４７】
さらに磁化方向は、支持体，リング型の後方部永久磁石１４の軸に沿った方向とし、図１６中下向き（研磨対象物側がＮ極：磁化１）と、図１６中上向き（研磨対象物側がＳ極：磁化２）の２種類を想定する。先端部磁石１２′の磁化方向は下向き（磁化１）で固定し、後方部磁石１４の磁化方向をパラメータとして振った。具体的には解析パターン１１は先端部磁石のみ（後方部磁石を設けないもの）とし、解析パターン１２は先端部磁石と同じ方向（下向き：磁化１）とし、解析パターン１３は先端部磁石と反対の方向（上向き：磁化２）に変えた。すなわち、解析パターン１２が本発明に対応する実施例であり、解析パターン１１はその実施例に応じた従来品に対応する比較例（従来品に対する本発明品の優位性を実証するための比較例）であり、解析パターン１３は、先端部磁石と後方部磁石の磁化方向の関係を実証するための比較例である。
【００４８】
図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、解析パターン１１，１２，１３のそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。図１７（ａ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。図では、０．４から０．８Ｔまでを表現している。各解析図において、左側の図示を省略したが研磨バイトの中心軸を中心に線対称となっている。
【００４９】
上記の解析結果より、明らかに図１７（ｂ）に示す本発明に対応する解析パターン１２が、研磨バイト先端の磁束密度が高いとともに、係る高い範囲が前方に広がっていることが分かる。一方、補助となる後方部磁石の磁極方向が先端部磁石と反対方向とした解析パターン１３は逆効果となる。
【００５０】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図１８は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向（磁化１と同じ）成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図１８から明らかなように、後方部磁石（リング型磁石）の有無で、９０から１２０ｍＴ程度の違いがでる。すなわち、従来例に対応する解析パターン１１の後方部磁石を設けない研磨バイトに比べて本発明に対応する解析パターン１２の後方部磁石を先端部磁石と同じ磁化方向で配置した研磨バイトは、解析ポイントの場所により相違するものの、いずれの解析ポイントの位置でも磁束密度が大きい値をとる。この差は、対平面研磨をする際に研磨に大きく影響する値である。一方、たとえ後方部磁石を配置したとしても、磁化方向が先端部磁石と後方部磁石とで逆向きにした解析パターン１３は、後方部磁石を設けない解析パターン１１の研磨バイトよりも９０から１２０ｍＴ近く低下し、逆効果となることが分かる。
【００５１】
図１９は、先端部磁石の先端部分の中心から４５度傾斜面に０．５ｍｍ間隔で設定した対傾斜面解析ポイントにおける磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分）の磁束密度を示している。この磁束密度は、対傾斜面の解析ポイントの磁化ベクトルの垂直方向背の成分と水平方向の成分より求めたものである。図１９から明らかなように、後方部磁石の有無で、６０から１００ｍＴ程度の違いがでる。すなわち、従来例に対応する解析パターン１１の後方部磁石を設けない研磨バイトに比べて本発明に対応する解析パターン１２の後方部磁石を先端部磁石と同じ磁化方向で配置した研磨バイトは、解析ポイントの場所により相違するものの、いずれの解析ポイントの位置でも磁束密度が大きい値をとる。この差は、対平面研磨をする際に研磨に大きく影響する値である。一方、たとえ後方部磁石を配置したとしても、磁化方向が先端部磁石と後方部磁石とで逆向きにした解析パターン１３は、後方部磁石を設けない解析パターン１１の研磨バイトよりも６０から１００ｍＴ近く低下し、逆効果となることが分かる。
【００５２】
次に、後方部磁石の位置による影響について検証した。検証する空間領域を特定するＡ１，Ａ２，Ａ３はそれぞれ７，７，５として、解析パターン１１〜１３と同じにした。また、先端部磁石の本体部分の直径Ｂは４ｍｍとした。後方部磁石は、リング型磁石とし、外径ＲＤ＝１５ｍｍ，内径Ｒｄ＝５．１ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍとした。そして、いずれの解析パターンにおいても、先端部磁石の磁化方向は下向き（磁化１）とし、後方部磁石の磁化方向も下向き（磁化１）とした。この条件において、従来例に相当する後方部磁石を設けない解析パターン１４と、後方部磁石にリング型磁石を用いた解析パターン１５，１６の３つの解析パターンを用意した。そして、後方部磁石の位置を特定する先端部磁石の先端から後方部磁石の先端側の端面までの距離ＲＬは、解析パターン１５は５ｍｍとし、解析パターン１６は１０ｍｍとした。
【００５３】
図２０は、各解析パターンのそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。具体的には、図２０（ａ）は解析パターン１４、図２０（ｂ）は解析パターン１５、図２０（ｃ）は解析パターン１６である。さらに、図２０（ａ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。
【００５４】
各図を比較すると明らかなように、解析パターン１４の解析結果である図２０（ａ）に比べ、他の図はいずれも先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。これにより、まず後方部磁石の設置位置や形状に関係無く後方部磁石を設けることの優位性が確認できる。そして、図２０（ｂ）に示す解析パターン１５の解析結果の方が、図２０に示す先端部磁石と後方部磁石との距離を離した解析パターン１６よりも先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。
【００５５】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図２１は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図２１から明らかなように、解析パターン１４が最も空間磁束密度が低く、以下順に解析パターン１６→解析パターン１５の順で空間磁束密度が高くなる。具体的な値としては、解析パターン１５は解析パターン１４に比べ１４５ｍＴほど高くなる。解析パターン１６は解析パターン１４に比べ６７ｍＴほど高くなる。
【００５６】
図２２は、先端部磁石の先端部分の中心から４５度傾斜面に０．５ｍｍ間隔で設定した対傾斜面解析ポイントにおける磁化ベクトル（４５度傾斜面に対する垂直方向成分）の磁束密度を示している。この磁束密度は、対傾斜面の解析ポイントの磁化ベクトルの垂直方向背の成分と水平方向の成分より求めたものである。図２２から明らかなように、この対傾斜面解析ポイントにおいても図２１に示す対平面解析ポイントと同様に解析パターン１４が最も空間磁束密度が低く、以下順に解析パターン１６→解析パターン１５の順で空間磁束密度が高くなる。そして具体的な値としては、解析パターン１５は解析パターン１４に比べ１３０ｍＴほど高くなる。
【００５７】
次に、図２３に示すように、円柱状の先端部磁石１２″と、リング型磁石からなる後方部磁石１４の組み合わせからなる研磨バイトについての解析結果を説明する。解析条件は、先端部磁石１２″は、直径をＢ、軸方向の長さをＢＬとする。リング型磁石からなる後方部磁石１４の外径をＲＤ、内径をＲｄ、長さをＲＨとする。この解析では、Ｂ＝１０ｍｍ、ＢＬ＝２０ｍｍ、ＲＤ＝２０ｍｍ、Ｒｄ＝１０．１ｍｍ、ＲＨ＝２０ｍｍで固定にした。使用する永久磁石は、共にネオジム磁石（ＴＤＫ製NEOREC42SH）とした。この磁石の特性は、
残留磁束密度（Ｂｒ） １３００ ｍＴ
保磁力（ＨＣＢ） ９７９ ｋＡ／ｍ
保磁力（ＨＣＪ） ＞１６７１ ｋＡ／ｍ
最大エネルギー積（ＢＨ）max ３２６ｋＪ／ｍ＾３
とした。
【００５８】
後方部磁石１４の設置位置は、先端部磁石１２″の先端から後方部磁石１４の先端側の端面までの距離ＲＬで規定し、５ｍｍで固定した。解析する磁場領域は、先端部磁石１２″の中心軸からの幅方向の距離Ａ１（７．０ｍｍ），軸方向中心位置からの先端方向の距離Ａ２（７．０ｍｍ），軸方向中心位置から先端部磁石の先端までの距離Ａ３（５．０ｍｍ）である。解析ポイントの空間点は、対平面では、先端部磁石の先端から０．５ｍｍ先のラインを１ｍｍ間隔で設定した。
【００５９】
さらに磁化方向は、支持体，リング型の後方部永久磁石１４の軸に沿った方向とし、図２３中下向き（研磨対象物側がＮ極：磁化１）と、図２３中上向き（研磨対象物側がＳ極：磁化２）の２種類を想定する。先端部磁石１２′の磁化方向は下向き（磁化１）で固定し、後方部磁石１４の磁化方向をパラメータとして振った。具体的には解析パターン２１は先端部磁石のみ（後方部磁石を設けないもの）とし、解析パターン２２は先端部磁石と同じ方向（下向き：磁化１）とし、解析パターン２３は先端部磁石と反対の方向（上向き：磁化２）に変えた。すなわち、解析パターン２２が本発明に対応する実施例であり、解析パターン２１はその実施例に応じた従来品に対応する比較例（従来品に対する本発明品の優位性を実証するための比較例）であり、解析パターン２３は、先端部磁石と後方部磁石の磁化方向の関係を実証するための比較例である。
【００６０】
図２４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、解析パターン２１，２２，２３のそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。図２４（ａ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。図では、０．４から０．８Ｔまでを表現している。各解析図において、左側の図示を省略したが研磨バイトの中心軸を中心に線対称となっている。
【００６１】
上記の解析結果より、明らかに図２４（ｂ）に示す本発明に対応する解析パターン２２が、研磨バイト先端の磁束密度が高いとともに、係る高い範囲が前方に広がっていることが分かる。一方、補助となる後方部磁石の磁極方向が先端部磁石と反対方向とした解析パターン２３は逆効果となる。
【００６２】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図２５は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向（磁化１と同じ）成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図２５から明らかなように、後方部磁石（リング型磁石）の有無で、９０ｍＴ程度の違いがでる。この差は、対平面研磨において研磨に大きく影響する。一方、たとえ後方部磁石を配置したとしても、磁化方向が先端部磁石と後方部磁石とで逆向きにした解析パターン２３は、後方部磁石を設けない解析パターン２１の研磨バイトよりも９０ｍＴ近く低下し、逆効果となることが分かる。
【００６３】
次に、後方部磁石の位置による影響について検証した。検証する空間領域を特定するＡ１，Ａ２，Ａ３はそれぞれ７，７，５として、解析パターン２１〜２３と同じにした。また、先端部磁石の直径Ｂは４ｍｍとした。後方部磁石は、リング型磁石とし、外径ＲＤ＝１５ｍｍ，内径Ｒｄ＝５．１ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍとした。そして、いずれの解析パターンにおいても、先端部磁石の磁化方向は下向き（磁化１）とし、後方部磁石の磁化方向も下向き（磁化１）とした。この条件において、従来例に相当する後方部磁石を設けない解析パターン２４と、後方部磁石にリング型磁石を用いた解析パターン２５，２６の３つの解析パターンを用意した。そして、後方部磁石の位置を特定する先端部磁石の先端から後方部磁石の先端側の端面までの距離ＲＬは、解析パターン１５は５ｍｍとし、解析パターン１６は１０ｍｍとした。
【００６４】
図２６は、各解析パターンのそれぞれの空間磁束密度をカラー表示したものである。具体的には、図２６（ａ）は解析パターン２４、図２６（ｂ）は解析パターン２５、図２６（ｃ）は解析パターン２６である。さらに、図２６（ａ）の右側に、空間磁束の大きさに対する色見本をインジケータとして示している。
【００６５】
各図を比較すると明らかなように、解析パターン２４の解析結果である図２６（ａ）に比べ、他の図はいずれも先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。これにより、まず後方部磁石の設置位置や形状に関係無く後方部磁石を設けることの優位性が確認できる。そして、図２６（ｂ）に示す解析パターン２５の解析結果の方が、図２６に示す先端部磁石と後方部磁石との距離を離した解析パターン２６よりも先端部磁石の前方領域において高い磁束密度が得られている。
【００６６】
解析領域中の各解析ポイントの具体的な空間磁束密度は、以下に示すグラフのようになる。図２７は、先端部磁石から０．５ｍｍ位置において、中心から外に向けて１ｍｍ間隔で設定した解析ポイントにおける垂直方向成分、すなわち、研磨対象物に向いた方向成分の磁束密度を示している。図２７から明らかなように、解析パターン２４が最も空間磁束密度が低く、以下順に解析パターン２６→解析パターン２５の順で空間磁束密度が高くなる。具体的な値としては、解析パターン２５は解析パターン２４に比べ１４５ｍＴほど高くなる。解析パターン２６は解析パターン２４に比べ６７ｍＴほど高くなる。
【００６７】
上述したように先端部磁石や後方部磁石の形状に関係なく、先端部磁石の外径がφ４以下の小径であっても研磨処理するのに有効な磁束密度が得られる小径の研磨バイトを構成することが確認できる。
【００６８】
図２８は、本発明の第２実施形態を説明する図である。図２８（ａ）は、上述した第１実施形態の一例として、曲面体からなる先頭部磁石１２′とリング型磁石からなる後方部磁石１４を用いたものである。先端部磁石１２′の先には研磨ペースト１８が存在する。係る磁気研磨バイトを用いて研磨処理するには、研磨バイトを回転させる。すると、図２８（ｂ）に示すように、研磨最中に研磨ペースト１８の一部が飛散し、後方部磁石１４の表面に吸着（移動）してしまうおそれがある。係る事態を生じると、先端部磁石１２′とその先端には位置する研磨対象物との間に存在する研磨ペースト１８が減少し研磨特性が不安定になってしまう。
【００６９】
そこで、この第２実施形態では、後方部磁石１４の先端側端面を覆うようにカバー部材を配置するようにした。具体的には、例えば図２８（ｃ）に示すような円錐台形のカバー部材２０や、図２８（ｄ）に示すような平板状のカバー部材２０′などの他各種の形態のものを用いることができる。いずれの場合も、その材質は非磁性材料とする。ここでは樹脂により形成している。またカバー部材の材質としては、シリコンラバーや、非磁性金属（アルミやＳＵＳ３０４等）、ＰＯＭ材やゴム系樹脂などを用いるとよい。
【００７０】
さらにカバー部材２０，２０′の外形寸法を後方部磁石１４の外径寸法より大きくすることで、後方部磁石１４を囲い込み、より確実に後方部磁石１４側への研磨ペースト１８の吸着を回避する。さらに図２８（ｃ）に示すように、後方部磁石１４の側面も覆うようにすることでより研磨ペースト１８の付着が抑制できるので好ましい。なお、カバー部材２０，２０′と、後方部磁石１４とは接触していても良いし非接触でも良い。また、各磁石の形状も任意であり、各種の形態を用いることができる。
【００７１】
第２実施形態の効果を実証するため以下に示す実験を行った。図２９（ａ）に示すように、先端部磁石１２″は、円柱型磁石のものを用い後方部磁石１４はリング型磁石を用いた。研磨対象物１６は、SUS420J2（52HRC）平板のものを用い、基準面（初期面）として以下に示す切削加工を施した後、後方磁石にリング磁石を配置した場合と配置しない場合について、それぞれ同じ条件にて磁気研磨を実施した。
【００７２】
まず切削加工条件は、切削工具としてフラットエンドミル（φ１０ＦＬＡＴ）を用い、主軸回転数が１００００ｒｐｍ、工具送りスピードが１０００ｍｍ／ｍｉｎとし、走査線加工ピッチを０．１０ｍｍとした。
【００７３】
磁気研磨条件は、以下の４つ条件とし、各条件でそれぞれ研磨時間を変えて研磨処理をした。まず共通の仕様としては、図２９（ａ）に示すように、研磨バイトの位置関係をとる。なお、条件によって後方部磁石１４とカバー部材２０′を設けない構成のものもある。
【００７４】
条件１
先端部磁石：外径Ｂ＝４ｍｍ，長さＢＬ＝２０ｍｍ
後方部磁石：なし
研磨ギャップ：０．３ｍｍ
主軸回転数：１５００ｒｐｍ
研磨時間／送りピッチ：（ａ）１０１／１０
（ｂ）２０／５０
（ｃ）１０／１００
走査ピッチ：０．１ｍｍ
研磨時間単位はｍｉｎ／ｃｍ＾２であり、送りピッチの単位はｍｍ／ｍｉｎである
【００７５】
条件２
先端部磁石：外径Ｂ＝４ｍｍ，長さＢＬ＝２０ｍｍ
後方部磁石：外径ＲＤ＝１１ｍｍ，内径Ｒｄ＝４ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍ
後方部磁石位置：ＲＬ＝１２ｍｍ
研磨ギャップ：０．３ｍｍ
主軸回転数：１５００ｒｐｍ
研磨時間／送りピッチ：（ａ）１０１／１０
（ｂ）２０／５０
（ｃ）１０／１００
走査ピッチ：０．１ｍｍ
研磨時間単位はｍｉｎ／ｃｍ＾２
送りピッチの単位はｍｍ／ｍｉｎ
【００７６】
条件３
先端部磁石：外径Ｂ＝６ｍｍ，長さＢＬ＝２０ｍｍ
後方部磁石：なし
研磨ギャップ：０．３ｍｍ
主軸回転数：１３００ｒｐｍ
研磨時間／送りピッチ：（ａ）１０１／１０
（ｂ）２０／５０
（ｃ）１０／１００
走査ピッチ：０．１ｍｍ
研磨時間単位はｍｉｎ／ｃｍ＾２であり、送りピッチの単位はｍｍ／ｍｉｎである
【００７７】
条件４
先端部磁石：外径Ｂ＝６ｍｍ，長さＢＬ＝２０ｍｍ
後方部磁石：外径ＲＤ＝９ｍｍ，内径Ｒｄ＝６ｍｍ，長さＲＨ＝１０ｍｍ
後方部磁石位置：ＲＬ＝７ｍｍ
研磨ギャップ：０．３ｍｍ
主軸回転数：１３００ｒｐｍ
研磨時間／送りピッチ：（ａ）１０１／１０
（ｂ）２０／５０
（ｃ）１０／１００
走査ピッチ：０．１ｍｍ
研磨時間単位はｍｉｎ／ｃｍ＾２
送りピッチの単位はｍｍ／ｍｉｎ
【００７８】
磁気研磨ペーストは、ＦＤＫ製磁気研磨ペースト（MPL-S2SOD）を使用し、条件１，２に対しては０．１ｇ、条件３，４に対しては０．２ｇを使用した。研磨は、図２９（ｂ）に示すように１辺が１０ｍｍの正方形の研磨エリアに対して、一辺に平行で走査線ピッチを０．１ｍｍとして研磨バイト（先端部磁石）を走査した。
【００７９】
各研磨条件に従い研磨処理を行い、研磨前（初期）の粗さと研磨後の粗さを測定し、研磨が行えているかを評価した。係る表面の粗さ測定は、測定器として「三次元レーザ測定器」（KS-1100 キーエンス社製）を用い、研磨深さを求めた。研磨深さは、図３０に示すように、研磨エリアを跨ぐ３本の測定ラインの研磨深さの平均値とした。各測定ラインの研磨深さは、
研磨深さ＝全体Ｒｙ−（基準面Ｒｙ／２）−（研磨面Ｒｙ／２）
で求める。ここでＲｙは最大高さである。
【００８０】
その結果、研磨後の深さは、図３１〜図３３に示すようになった。研磨深さ試験結果より、比較的小径であるφ４の円柱型研磨バイトを事例とした条件１と条件２との研磨深さ比較において、後方に磁石を配置した条件２が２０〜３０％研磨深さが深く、研磨力が高いことが確認できる（図３１，図３２参照）。また、φ６の円柱型研磨バイトを事例とした条件３と条件４も同様に、後方に磁石を配置した条件４が３０〜５０％研磨深さが深く研磨力が高いことが確認できた（図３１，図３３参照）。このように、実証試験よっても後方部磁石を配置した条件２及び条件４において、２割から５割の研磨力の向上が確認された。この結果は先の解析結果を裏付けるものである。
【００８１】
図３４は、ハンディタイプの研磨装置に適用した実施形態を示している。各図において、研磨バイト１０が装着される研磨装置３０は、ハンドグラインダー（ハンドリュータ）３１と減速機３２を備えて構成される。減速機３２は、減速比が１：３．８のものを用いている。これにより研磨バイトの回転数が５００〜３０００ｒｐｍに調整可能となる。ハンドグラインダー３１は、５００〜３０００ｒｐｍの回転数が出るものであれば、必ずしも減速機３２は必要ではない。
【００８２】
図３４（ａ）は研磨バイト１０として、先端磁石１２′として円柱状の本体の先端が半球状となった曲面体（外径Ｂが６ｍｍ，先端部分の半径ＢＲが３ｍｍ）のもの（弾丸型とも言う）を用い、後方部磁石１４としてリング型磁石（内径Ｒｄが６ｍｍ，外径ＲＤが９ｍｍ，長さＲＨが１０ｍｍ）を支持体１１に装着し、さらにシリコンラバーからなる円板形のカバー部材２０′を装着したものである。また、図３４（ｂ）は、同図（ａ）に示す構成を基本としカバー部材２０して円錐台形のものに替えた。図３４（ｃ）は、後方部磁石等を装着しない従来タイプの研磨バイト９を研磨装置３０に装着している。
【００８３】
上記の各構成のものを用い、実際に下記の条件で磁気研磨を行った。まずいずれの構成のものも、回転数：１０００ｒｐｍとした。研磨ペーストは、ＦＤＫ製のMPL-PC3LBOD（主に非磁性SUS、アルミ及びポリカ用）を０．６ｇ使用した。そして、研磨対象物は、SUS316Lの平板であり、研磨時間は１分間とした。研磨は、研磨対象物の研磨面に対して軽く押し当てながら「の」の字を描く様にハンド研磨を行った。
【００８４】
図３４（ｃ）に示す従来タイプのものでは研磨バイトの先端に着いている磁気研磨ペーストが３０秒過ぎたあたりから押やられ、磁石がむき出しとなり、磁石の先端部が研磨対象物に接触することが多々あった。その結果、先端磁石が接触した部分は、キズが多く発生し極端に削られ平滑ではない不均一な面に仕上がった。一方、本発明の方法は、全く接触もなく従来方法と比較して広範囲を均一に研磨することが出来た。
【００８５】
このことは、図３５に示す本発明方法による実験結果と、図３６に示す従来方法による実験結果である粗さの評価結果からも本発明のものが従来方法より綺麗に仕上がっていることが分かる。ここで、粗さ評価条件は、測定器として「カラー3Dレーザ顕微鏡」（VK-8700 キーエンス社製）を用い、研磨前と研磨後の表面を測定し、測定項目としては粗さ（JIS1994規格）に従いＲａ（算術平均粗さ），Ｒｙ（最大高さ），Ｒｚ（十点平均粗さ）とした。
【００８６】
また、図３７は、研磨前（図３７（ａ）と研磨後（図３７（ｂ），（ｃ））の表面をレーザ顕微鏡で観察したものである。図３７（ｂ）に示す本発明方法による研磨結果に比べ図３７（ｃ）に示す従来方法に示す研磨結果は研磨面のキズが多く確認された。これは、解析結果で説明した通りにリング型磁石等の後方部磁石を設ける効果によって、磁化ベクトル３方向の内、垂直方向の成分が増し磁力線が研磨対象物へ垂直に当たることで安定的な研磨が可能になったことによる。
【００８７】
さらに、後方部磁石と先端部磁石との間にカバー部材としてシリコンラバーを装着したことで、研磨ペーストの後方部磁石側への吸着（研磨ペーストの移動）もなく、先端部磁石に研磨ペーストが安定的に存在したことで先端磁石の接触も無く安定した研磨を実現することができる。
【００８８】
［産業上の利用可能性］
本発明は、複雑形状物の磨き研磨用途として磁気研磨が使用される場合の専用磁気研磨バイトに関するものである。具体的な用途としては、金型製作時の最終表面仕上げでの磨き用途や意匠デザイン製品の外観を良くするための磨き分野として有効である。特に、平面に数ミリの凹状の段差がある底面を効率よく磨き処理が可能な研磨バイト（研磨ツール）を入れることが可能となり複雑な形状の磨き手段としても有効である。更に、大掛かりな多軸切削装置や多関節ロボットを使わず、ハンドグラインダー（ハンドリュータ）を用いた人の手による磨きを可能にした汎用性の高い研磨ツール及び研磨手法となる。
【符号の説明】
【００８９】
１０ 研磨バイト
１１ 支持体
１２，１２′，１２″ 先端部磁石
１４，１４′，１４″ 後方部磁石
２０，２０′ カバー部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気作用により表面処理を行うための研磨バイトであり、
先端部磁石と、その先端部磁石の後方に配置される後方部磁石とを備え、
前記後方部磁石の少なくとも一部は、前記先端部磁石の外周囲より外側に位置し、
前記先端部磁石の磁極と、前記後方部磁石の前記先端部磁石に近い側の端面の磁極が同じに構成されることを特徴とする研磨バイト。
【請求項２】
前記後方部磁石がリング型又は円柱磁石であって、
前記先端部磁石の外形寸法より前記後方部磁石の外径が大きいことを特徴とする請求項１に記載の研磨バイト。
【請求項３】
前記後方部磁石がリング型磁石であって、
前記後方部磁石を装着する支持体に対して軸方向に移動可能とし、前記後方部磁石と前記先端部磁石の相対位置調整が可能とすることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨バイト。
【請求項４】
前記後方部磁石が、電磁石又は永久磁石であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨バイト。
【請求項５】
前記先端部磁石が、円柱型、球体型または曲面体型のいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の研磨バイト。
【請求項６】
前記先端部磁石と前記後方部磁石との間に、非磁性材からできたカバー部材を配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の研磨バイト。
【請求項７】
前記カバー部材の外形寸法が、前記後方部磁石の外形寸法よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の研磨バイト。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の研磨バイトをハンドグラインダーの先端に装着して構成される表面処理装置。
【請求項１】
磁気作用により表面処理を行うための研磨バイトであり、
先端部磁石と、その先端部磁石の後方に配置される後方部磁石とを備え、
前記後方部磁石の少なくとも一部は、前記先端部磁石の外周囲より外側に位置し、
前記先端部磁石の磁極と、前記後方部磁石の前記先端部磁石に近い側の端面の磁極が同じに構成されることを特徴とする研磨バイト。
【請求項２】
前記後方部磁石がリング型又は円柱磁石であって、
前記先端部磁石の外形寸法より前記後方部磁石の外径が大きいことを特徴とする請求項１に記載の研磨バイト。
【請求項３】
前記後方部磁石がリング型磁石であって、
前記後方部磁石を装着する支持体に対して軸方向に移動可能とし、前記後方部磁石と前記先端部磁石の相対位置調整が可能とすることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨バイト。
【請求項４】
前記後方部磁石が、電磁石又は永久磁石であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨バイト。
【請求項５】
前記先端部磁石が、円柱型、球体型または曲面体型のいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の研磨バイト。
【請求項６】
前記先端部磁石と前記後方部磁石との間に、非磁性材からできたカバー部材を配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の研磨バイト。
【請求項７】
前記カバー部材の外形寸法が、前記後方部磁石の外形寸法よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の研磨バイト。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の研磨バイトをハンドグラインダーの先端に装着して構成される表面処理装置。
【図５】
【図６】
【図３１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図６】
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【図９】
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【図１２】
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【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【公開番号】特開２０１３−９４８６１（Ｐ２０１３−９４８６１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７８５２（Ｐ２０１１−２３７８５２）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００２３７７２１）ＦＤＫ株式会社 (449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００２３７７２１）ＦＤＫ株式会社 (449)
【Ｆターム（参考）】
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