JP2008168358A - Spherical body processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、球体加工装置に係り、特にガラスやセラミックス等の脆性材料からなるワークを球状に加工する球体加工装置に関する。 The present invention relates to a sphere processing apparatus, and more particularly to a sphere processing apparatus that processes a workpiece made of a brittle material such as glass or ceramic into a spherical shape.
従来、ガラスやセラミックスなどの脆性材料からなるワークを球状に加工する球体加工は、例えばバレル加工装置により行われていた。このバレル加工装置では、ブロック材などから切り出したキューブ形状の被加工物(以下、「ワーク」という)を球状に加工することが可能である。すなわち、このバレル加工装置は、ダイヤモンド等の砥粒を内面に付着させた容器内に多数のワークを投入し、この多数のワークを容器の回転に伴って転動させ、球体に加工するものである。 Conventionally, sphere processing for processing a workpiece made of a brittle material such as glass or ceramic into a sphere has been performed by, for example, a barrel processing apparatus. In this barrel processing apparatus, a cube-shaped workpiece (hereinafter referred to as “work”) cut out from a block material or the like can be processed into a spherical shape. In other words, this barrel processing device is used to put a large number of workpieces into a container having abrasive grains such as diamond adhered to the inner surface, roll the numerous workpieces as the container rotates, and process it into a sphere. is there.
しかし、この加工方法では、ワークの転動軌跡が一様であるため加工作業に長時間を要していた。そこで、この時間的不利を克服するため、例えば特許文献1の加工技術が提案されている。 However, this machining method requires a long time for machining work because the rolling trajectory of the workpiece is uniform. Therefore, in order to overcome this time disadvantage, for example, the processing technique of Patent Document 1 has been proposed.
この特許文献1の加工装置は、ワークを投入する円筒状容器を備え、この円筒状容器の上面開口部を蓋で覆うとともに、その容器の底面及び側面にダイヤモンド等の砥粒を付着させている。また、蓋の中央部には、ワークの加工に伴い円筒状容器内に発生した粉塵を上方に吸引するためのバキュームノズルが接続されている。 The processing apparatus of Patent Document 1 includes a cylindrical container into which a workpiece is placed, covers the upper surface opening of the cylindrical container with a lid, and attaches abrasive grains such as diamond to the bottom and side surfaces of the container. . In addition, a vacuum nozzle for sucking upward dust generated in the cylindrical container as the workpiece is processed is connected to the center of the lid.
そして、加工時には、円筒状容器内に多数のワークを投入し、蓋を閉めてから該円筒状容器を回転させる。このように、円筒状容器を回転させることで、投入された多数のワークが自転かつ公転する。このとき、内部のワーク同士、及びワークと円筒状側壁及び円筒底面が接触する。この接触により、ワークの角部が削り取られて該ワークの球体加工が行われる。また、円筒状容器内に発生する粉塵は、蓋の中央に接続されたバキュームノズルを通じて吸引除去される。
しかしながら、特許文献1では、円筒状容器を低速で回転させたときに、投入されたワークの自転運動に偏りができてしまう。このため、ワークの同じ場所しか削られず、該ワークの球体形状が崩れてしまうという課題があった。また、加工中に発生する粉塵が、ワークに再付着することを防止するため、バキュームノズルで吸引しているが、円筒状容器の上部に粉塵の排気口が設けられているため、発生した粉塵を上方に舞い上げて吸引しなければならなかった。 However, in Patent Document 1, when the cylindrical container is rotated at a low speed, the rotation of the loaded workpiece is biased. For this reason, there is a problem that only the same part of the work is cut, and the spherical shape of the work is broken. In order to prevent dust generated during processing from adhering again to the workpiece, it is sucked by a vacuum nozzle, but the dust outlet is provided at the top of the cylindrical container. Had to be lifted up and sucked.
また、加工中に発生した、ワークのワレ・欠けなどにより発生した比較的大きな破片は、舞い上がることができず、吸引によって排出することができない。そのため、その破片が他のワークに接触して新たなワレ・欠けを誘発することになっていた。 In addition, relatively large fragments generated during machining, such as cracking or chipping of the workpiece, cannot rise up and cannot be discharged by suction. For this reason, the debris would come into contact with other workpieces and induce new cracks and chips.
さらに、舞い上がってもすぐに落ちてしまうような大きさのガラス粉末も排出できないため、その粉末が砥粒面に残ってしまう。そして、この残った粉末が砥粒の目詰まりにつながり、安定した加工を行うことが困難であった。 Furthermore, since the glass powder having such a size as to fall off immediately after being swollen cannot be discharged, the powder remains on the abrasive grain surface. The remaining powder leads to clogging of the abrasive grains, making it difficult to perform stable processing.
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、ガラスやセラミックスなどの脆性材料を安定的かつ高品質な球体に加工することのできる球体加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a sphere processing apparatus capable of processing a brittle material such as glass and ceramics into a stable and high-quality sphere.
前記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、
ガラスやセラミックス等の脆性材料からなるワークを球体に加工する球体加工装置において、
第1の駆動手段と、
該第1の駆動手段により回転駆動されて前記ワークを載置する円板と、
該円板と同軸上に配置され該円板とともに加工槽を形成する円筒側壁と、
前記加工槽に投入された前記ワークを衝突させて該ワークの移動方向を強制的に変更し、該ワークと前記円筒側壁との接触部位を変更させる移動方向変更手段と、
前記円板と前記円筒側壁との間に形成されて粉塵を排出する隙間空間と、
前記円板及び前記円筒側壁の少なくともいずれか一方に付着されて前記ワークを加工する砥粒と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to claim 1
In a sphere processing device that processes a workpiece made of a brittle material such as glass or ceramic into a sphere,
First driving means;
A disk that is rotationally driven by the first driving means and places the workpiece;
A cylindrical side wall disposed coaxially with the disk and forming a processing tank with the disk;
A moving direction changing means for forcibly changing the moving direction of the work by colliding the work put in the processing tank, and changing a contact portion between the work and the cylindrical side wall;
A gap space formed between the disk and the cylindrical side wall for discharging dust,
And an abrasive that is attached to at least one of the disk and the cylindrical side wall to process the workpiece.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の球体加工装置において、
前記移動方向変更手段は、前記円筒側壁に固定状態で取付けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the sphere processing apparatus according to claim 1,
The moving direction changing means is fixedly attached to the cylindrical side wall.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の球体加工装置において、
前記移動方向変更手段を回転駆動する第2の駆動手段を備えていることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の球体加工装置において、
前記移動方向変更手段は、前記円板の回転方向と逆方向に回転可能に配置されていることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the sphere processing apparatus according to claim 1,
A second driving means for rotating the moving direction changing means is provided.
The invention according to claim 4 is the sphere processing apparatus according to claim 3,
The moving direction changing means is arranged to be rotatable in the direction opposite to the rotating direction of the disk.
請求項5に係る発明は、請求項1に記載の球体加工装置において、
前記移動方向変更手段は、弾性体、板ばね、合成樹脂、又は金属棒のいずれかを有することを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the sphere processing apparatus according to claim 1,
The moving direction changing means includes an elastic body, a leaf spring, a synthetic resin, or a metal rod.
請求項6に係る発明は、請求項1に記載の球体加工装置において、
前記円筒側壁は、前記円板に対して固定されていることを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項1に記載の球体加工装置において、
前記円筒側壁を回転駆動する第3の駆動手段を備えていることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the sphere processing apparatus according to claim 1,
The cylindrical side wall is fixed to the disk.
The invention according to claim 7 is the sphere processing apparatus according to claim 1,
A third drive means for rotationally driving the cylindrical side wall is provided.
請求項8に係る発明は、請求項7に記載の球体加工装置において、
前記円筒側壁は、前記円板の回転方向と逆方向に回転することを特徴とする。
請求項9に係る発明は、請求項1に記載の球体加工装置において、
前記隙間空間は、前記円板と前記円筒側壁との間の下方に形成された排気流路に連通していることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the sphere processing apparatus according to claim 7,
The cylindrical side wall rotates in a direction opposite to the rotation direction of the disk.
The invention according to claim 9 is the sphere processing apparatus according to claim 1,
The gap space communicates with an exhaust flow path formed below between the disk and the cylindrical side wall.
請求項10に係る発明は、請求項1又は9に記載の球体加工装置において、
前記隙間空間は、前記ワークの加工により得られた球体の半径未満の寸法を有することを特徴とする。
The invention according to claim 10 is the sphere processing apparatus according to claim 1 or 9, wherein
The gap space has a size less than a radius of a sphere obtained by processing the workpiece.
請求項11に係る発明は、請求項9に記載の球体加工装置において、
前記排気流路は、排塵装置に接続されていることを特徴とする。
請求項12に係る発明は、請求項9又は11に記載の球体加工装置において、
前記排気流路は、前記円板と同軸状に形成された円環状の溝を有していることを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the sphere processing apparatus according to claim 9,
The exhaust passage is connected to a dust exhaust device.
The invention according to claim 12 is the sphere processing apparatus according to claim 9 or 11,
The exhaust flow path has an annular groove formed coaxially with the disk.
本発明によれば、ガラスやセラミックスなどの脆性材料を安定的かつ高品質な球体に加工することができる。 According to the present invention, a brittle material such as glass or ceramics can be processed into a stable and high-quality sphere.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態の球体加工装置の要部断面にハッチング処理をした要部断面正面図であり、図2は、そのII−II断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional front view of a main part in which a cross-section of the main part of the sphere processing apparatus of the present embodiment is hatched, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II.
球体加工装置10は、枠体状の架台12上にベース板14が設置され、このベース板14の中央に鉛直方向に延びるスピンドル筒16、及び該スピンドル筒16の上端面にスピンドル蓋18が設けられている。このスピンドル筒16には、その両端開口部の内側に、ベアリング20、20が装着されている。このベアリング20、20により、鉛直方向に延びる段付きのシャフト22が回動可能に支持されている。また、スピンドル蓋18の内径部とシャフト22の外周部との間には、オイルシール24が介装されている。 In the sphere processing apparatus 10, a base plate 14 is installed on a frame-like gantry 12, a spindle cylinder 16 extending in the vertical direction at the center of the base plate 14, and a spindle lid 18 is provided on the upper end surface of the spindle cylinder 16. It has been. Bearings 20 and 20 are attached to the spindle cylinder 16 inside the opening portions at both ends. A stepped shaft 22 extending in the vertical direction is rotatably supported by the bearings 20 and 20. An oil seal 24 is interposed between the inner diameter portion of the spindle lid 18 and the outer peripheral portion of the shaft 22.
また、ベース板14上には、スピンドル筒16と同軸状に、円筒状のベースブロック26が固定されており、その上部には円環状に溝26aが穿設されている。更に、シャフト22の上端部には、該シャフト22と同軸状に円板28が固定されている。そして、この円板28の外周部を周囲から囲むように、該円板28の外周面と所定間隙を隔てて、円筒状の円筒側壁30が載置され、その下端側がベースブロック26の上部に穿設された溝26a内に固定されている。そして、円板28の外周部側の下面は、溝26aの一部を覆っていて、その下面側に所定間隔よりも大きい隙間を形成している。なお、これら円板28と円筒側壁30とは、同軸状に配置されている。 A cylindrical base block 26 is fixed on the base plate 14 so as to be coaxial with the spindle cylinder 16, and an annular groove 26a is formed in the upper part thereof. Further, a disc 28 is fixed to the upper end portion of the shaft 22 so as to be coaxial with the shaft 22. A cylindrical cylindrical side wall 30 is placed so as to surround the outer peripheral portion of the disc 28 from the periphery, with a predetermined gap from the outer peripheral surface of the disc 28, and the lower end side of the circular plate 28 is placed on the upper portion of the base block 26. It is fixed in the drilled groove 26a. And the lower surface on the outer peripheral side of the disk 28 covers a part of the groove 26a, and a gap larger than a predetermined interval is formed on the lower surface side. The disc 28 and the cylindrical side wall 30 are arranged coaxially.
こうして、円板28の上面と円筒側壁30の内面によって円筒形状の加工槽32が形成されている。加工時には、ワーク(被加工物)33が加工槽32内に投入されて加工される。また、円板28の外周部と円筒側壁30の内周部(内面)との間には、加工時に発生する粉塵を排出する隙間空間31が形成されている。 Thus, a cylindrical processing tank 32 is formed by the upper surface of the disk 28 and the inner surface of the cylindrical side wall 30. At the time of processing, a work (workpiece) 33 is put into the processing tank 32 and processed. A gap space 31 is formed between the outer peripheral portion of the disk 28 and the inner peripheral portion (inner surface) of the cylindrical side wall 30 for discharging dust generated during processing.
なお、ワーク33は、ガラスやセラミックス等の脆性材料からなり、ブロック材から切り出したキューブ形状(立方体、正六面体)、若しくは棒材から切り出した円柱形状等をなしている。 The work 33 is made of a brittle material such as glass or ceramics, and has a cube shape (cube, regular hexahedron) cut out from a block material, a cylindrical shape cut out from a bar, or the like.
さらに、円板28の上面(ワーク載置面)及び円筒側壁30の内面には、ダイヤモンド等の不図示の砥粒が電着等により付着されている。なお、この砥粒は、円板28と円筒側壁30のいずれか一方に付着されていても良い。この砥粒の粗さは、ダイヤモンド砥粒の場合、例えば粗いもので♯60〜80、また密なもので♯400等が用いられる。また、円筒側壁30の内面には、移動方向変更手段としての方向変更部材34が、その上端部を円筒側壁30上面により支持された状態で上下方向に垂設されている。この方向変更部材34の下端は、円板28に対して接触しないようになっている。 Further, unillustrated abrasive grains such as diamond are attached to the upper surface (work placement surface) of the disk 28 and the inner surface of the cylindrical side wall 30 by electrodeposition or the like. The abrasive grains may be attached to either the disk 28 or the cylindrical side wall 30. In the case of diamond abrasive grains, for example, coarse grains of # 60 to 80, and dense grains of # 400 are used. In addition, a direction changing member 34 as a moving direction changing means is vertically suspended from the inner surface of the cylindrical side wall 30 with its upper end supported by the upper surface of the cylindrical side wall 30. The lower end of the direction changing member 34 is not in contact with the disk 28.
この方向変更部材34は、例えばゴム等の弾性体、板ばね、合成樹脂、又は金属棒等からなっている。この方向変更部材34は、その断面形状が、例えば円形、四角形、三角形等に形成されている。ただし、特定の形状に限定されるものではない。この方向変更部材34は、加工槽32に投入されたワーク33が円板28の回転に伴って加工槽内で移動する際に、このワーク33を該方向変更部材34に衝突させてワーク33の移動方向を強制的に変更するものである。すなわち、方向変更部材34は、ワーク33と円筒側壁30との接触部位を変更させる役目をなす。 The direction changing member 34 is made of, for example, an elastic body such as rubber, a leaf spring, a synthetic resin, or a metal rod. The direction changing member 34 has a cross-sectional shape, for example, a circle, a square, a triangle, or the like. However, it is not limited to a specific shape. The direction changing member 34 collides with the direction changing member 34 when the work 33 put into the processing tank 32 moves in the processing tank with the rotation of the disk 28, so The moving direction is forcibly changed. In other words, the direction changing member 34 serves to change the contact portion between the workpiece 33 and the cylindrical side wall 30.
一方、ベース板14の下方には、第1の駆動手段としての第1のモータ38が固定されている。この第1のモータ38の出力軸38aには、プーリ36が固定されている。また、前述したシャフト22の下端には、プーリ40が固定されている。さらに、これら2つのプーリ36、40間にはタイミングベルト42が巻回されている。これにより、第1のモータ38が回転すると円板28が回転駆動される。 On the other hand, a first motor 38 as a first driving means is fixed below the base plate 14. A pulley 36 is fixed to the output shaft 38 a of the first motor 38. A pulley 40 is fixed to the lower end of the shaft 22 described above. Further, a timing belt 42 is wound between the two pulleys 36 and 40. Thus, when the first motor 38 rotates, the disk 28 is driven to rotate.
また、ベースブロック26には、円環状の排気流路44が円板28と同軸状に形成されている。この排気流路44は、断面略U字状に穿設された溝となっている。この排気流路44は、円板28の外周面と円筒側壁30の内面との間に形成された隙間空間31の下方位置に設けられている。 In addition, an annular exhaust passage 44 is formed coaxially with the disc 28 in the base block 26. The exhaust passage 44 is a groove that has a substantially U-shaped cross section. The exhaust passage 44 is provided at a position below the gap space 31 formed between the outer peripheral surface of the disk 28 and the inner surface of the cylindrical side wall 30.
さらに、この隙間空間31の幅は、ワーク33が加工された後の球の半径未満の寸法に設定されている。隙間空間31の幅が、球の寸法よりも大きいと、この隙間空間31にワーク33が入り込んだり、挟まったりしてワーク33が移動困難となるためである。 Furthermore, the width of the gap space 31 is set to a dimension smaller than the radius of the sphere after the workpiece 33 is processed. This is because if the width of the clearance space 31 is larger than the size of the sphere, the workpiece 33 enters the clearance space 31 or gets caught, making it difficult for the workpiece 33 to move.
また、排気流路44は環状流路となっており、図2に示すように、その接線上の位置にノズル46が固定されている。このノズル46は、不図示の排塵装置に接続されている。これにより、前述した隙間空間31から排気流路44に落下した加工粉塵は、この排塵装置により矢印A方向に吸引されて排塵される。 The exhaust passage 44 is an annular passage, and a nozzle 46 is fixed at a position on the tangent line as shown in FIG. The nozzle 46 is connected to a dust removal device (not shown). As a result, the processed dust that has fallen into the exhaust flow path 44 from the gap space 31 described above is sucked and discharged in the direction of arrow A by the dust discharger.
なお、図2では、装置本体に2つのノズル46を設けた場合を示しているが、その個数は限定されない。また、図1に示したように、排気流路44が形成されたベースブロック26の内側の壁26aの上面と、これに対向する円板28の下面との間には、不図示のラビリンスが形成されている。このラビリンスにより、加工槽32内で発生した加工粉塵がスピンドル筒16内に容易に入り込むのが防止される。 Although FIG. 2 shows a case where two nozzles 46 are provided in the apparatus main body, the number is not limited. Further, as shown in FIG. 1, a labyrinth (not shown) is formed between the upper surface of the inner wall 26a of the base block 26 in which the exhaust passage 44 is formed and the lower surface of the disk 28 facing the wall 26a. Is formed. This labyrinth prevents machining dust generated in the machining tank 32 from entering the spindle cylinder 16 easily.
さらに、ベース板14には、大気開放孔48が形成されている。この大気開放孔48は、ベース板14とベースブロック26、及び円板28間に形成された空間49内の圧力を、大気圧と同じにするために設けられたものである。なお、図示しないが、装置の安全上の観点から、円筒側壁30の上端開口部を覆う蓋を取り付けても良い。また、その場合は、この蓋に方向変更部材34を固定することもできる。 Further, an air opening hole 48 is formed in the base plate 14. The air opening hole 48 is provided to make the pressure in the space 49 formed between the base plate 14, the base block 26, and the disk 28 the same as the atmospheric pressure. Although not shown, a lid that covers the upper end opening of the cylindrical side wall 30 may be attached from the viewpoint of safety of the apparatus. In this case, the direction changing member 34 can be fixed to the lid.
次に、ワーク33の加工方法について説明する。
加工に際しては、加工槽32内に1個又は複数個のワーク33を投入し、第1のモータ38を駆動する。すると、第1のモータ38の駆動力は、プーリ36とタイミングベルト42を介してプーリ40に伝達され、シャフト22及び円板28が駆動される。
Next, a method for processing the workpiece 33 will be described.
At the time of processing, one or a plurality of workpieces 33 are put into the processing tank 32 and the first motor 38 is driven. Then, the driving force of the first motor 38 is transmitted to the pulley 40 via the pulley 36 and the timing belt 42, and the shaft 22 and the disk 28 are driven.
これにより、円板28上に載置されたワーク33は、該円板28の回転に伴い遠心力で外方へ移動し、円筒側壁30の内面とも接するようになる。この時、円板28と、静止している円筒側壁30との相対速度の差により、ワーク33は加工槽32内を自転かつ公転運動を行う。 As a result, the work 33 placed on the disk 28 moves outward by centrifugal force as the disk 28 rotates, and comes into contact with the inner surface of the cylindrical side wall 30. At this time, the work 33 rotates and revolves in the processing tank 32 due to a difference in relative speed between the disk 28 and the stationary cylindrical side wall 30.
この運動により、ワーク33は、円筒側壁30の内面及び円板28の上面(ワーク載置面)に付着されたダイヤモンド砥粒との接触、及び他のワーク33同士との接触により角部が削られていき、やがて球体に加工されていく。 Due to this movement, the corner of the workpiece 33 is cut by contact with the diamond abrasive grains attached to the inner surface of the cylindrical side wall 30 and the upper surface (work placement surface) of the disk 28 and contact with other workpieces 33. It is processed into a sphere over time.
さらに、自転かつ公転運動をしているワーク33は、方向変更部材34に衝突し、円筒側壁30の内面から一旦剥離させられる。続いて、この剥離したワーク33は、円板28の回転に伴う遠心力により再度円筒側壁30の内面に接するようになる。こうして、ワーク33の移動方向は強制的に変更され、ワーク33と円筒側壁30との接触部位がその都度変更させられる。 Further, the work 33 that rotates and revolves collides with the direction changing member 34 and is once separated from the inner surface of the cylindrical side wall 30. Subsequently, the peeled workpiece 33 comes into contact with the inner surface of the cylindrical side wall 30 again by the centrifugal force accompanying the rotation of the disk 28. Thus, the moving direction of the workpiece 33 is forcibly changed, and the contact portion between the workpiece 33 and the cylindrical side wall 30 is changed each time.
なお、加工中には、ワーク33が削られて加工槽32内にガラス粉塵が発生する。しかし、このガラス粉塵は、円筒側壁30と円板28との間の隙間空間31から排気流路44に吸い込まれ、不図示の排塵装置で回収される。 During the processing, the workpiece 33 is cut and glass dust is generated in the processing tank 32. However, the glass dust is sucked into the exhaust passage 44 from the gap space 31 between the cylindrical side wall 30 and the disk 28 and is collected by a dust exhaust device (not shown).
本実施形態では、例えば第1のモータ38を駆動するとき、又は第1のモータ38を駆動する前に、不図示の排塵装置も駆動させるようにする。すると、加工槽32内の空気は、円筒側壁30と円板28との間の隙間空間31を通って排気流路44へと流入し、排塵装置で吸引される。また、排塵装置が駆動した場合でも、ベース板14には大気開放孔48が形成されているので、内側の空間49は大気圧に保たれる。 In the present embodiment, for example, when the first motor 38 is driven or before the first motor 38 is driven, a dust exhaust device (not shown) is also driven. Then, the air in the processing tank 32 flows into the exhaust passage 44 through the gap space 31 between the cylindrical side wall 30 and the disk 28 and is sucked by the dust exhaust device. Even when the dust removal device is driven, since the air release hole 48 is formed in the base plate 14, the inner space 49 is maintained at atmospheric pressure.
また、ワーク33のワレや欠けによって発生した比較的大きい破片も、円筒側壁30と円板28との間の隙間空間31から吸い込まれ、排塵装置によって吸引される。
加工が終了したら、加工槽32からワーク33を取り出す。このとき、ワーク33の排出が終わるまで排塵装置は駆動させておくことが望ましい。これは、周囲の環境をクリーンに保つためである。
In addition, relatively large debris generated by cracking or chipping of the work 33 is sucked from the gap space 31 between the cylindrical side wall 30 and the disk 28 and sucked by the dust removing device.
When the processing is completed, the work 33 is taken out from the processing tank 32. At this time, it is desirable to drive the dust removal device until the discharge of the work 33 is completed. This is to keep the surrounding environment clean.
本実施形態によれば、円筒側壁30の内側に方向変更部材34を設けたことにより、加工槽32内に投入されたワーク33は、円板28の回転に伴い何度も円筒側壁30の内壁面から剥離させられる。このため、ワーク33は偏った自転及び公転運動にならず、毎回異なる軌道の運動をすることとなり、均一な球体に加工することができる。 According to the present embodiment, by providing the direction changing member 34 inside the cylindrical side wall 30, the work 33 put into the processing tank 32 can be moved into the cylindrical side wall 30 many times as the disk 28 rotates. It can be peeled from the wall. For this reason, the work 33 does not have a biased rotation and revolution motion, but moves differently each time, and can be processed into a uniform sphere.
また、円板28と円筒側壁30との間の隙間空間31から排塵可能とし、この排塵位置がワーク33の位置に近く、しかも下方に位置しているので、発生した粉塵を直ちに排出することができる。 In addition, dust can be discharged from the gap space 31 between the disk 28 and the cylindrical side wall 30, and this dust discharge position is close to the position of the work 33 and is positioned below, so that the generated dust is immediately discharged. be able to.
さらに、円板28と円筒側壁30との間の隙間空間31が、加工槽32の断面積に比べて非常に小さいので、加工中のワーク33が接している隙間空間31近傍における砥粒付近の空気の流速は非常に速い。したがって、ダイヤモンド砥粒の隙間に入り込んだ粉塵も効率的に排出することができる。このため、砥粒の目詰まりを防止することができ、安定的な加工を行うことができる。 Furthermore, since the gap space 31 between the disk 28 and the cylindrical side wall 30 is very small compared to the cross-sectional area of the machining tank 32, the vicinity of the abrasive grains in the vicinity of the gap space 31 in contact with the workpiece 33 being machined. The air flow rate is very fast. Therefore, the dust that has entered the gaps between the diamond abrasive grains can also be efficiently discharged. For this reason, clogging of abrasive grains can be prevented, and stable processing can be performed.
また、舞い上がり困難な大きな破片も、前述した隙間空間31から排出することができ、二次的なワーク33のワレや欠けを防止することができる。さらに、加工が終了し、ワーク33を取り出す際も、排塵装置を駆動させておくことで、加工槽32の外側にガラス粉塵が舞い上がるのを抑制することができる。これにより、周りの環境をクリーンに保つことができる。
(第2の実施の形態)
図3は、第2の実施の形態の球体加工装置の要部断面正面図である。なお、図3ではハッチング処理を省略している。本実施形態では、方向変更部材34の構成が、第1の実施形態と相違している。なお、第1の実施の形態と同一又は相当する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
In addition, large fragments that are difficult to rise can be discharged from the gap space 31 described above, and cracking or chipping of the secondary workpiece 33 can be prevented. Further, when the processing is completed and the workpiece 33 is taken out, it is possible to suppress the glass dust from rising outside the processing tank 32 by driving the dust exhaust device. Thereby, the surrounding environment can be kept clean.
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional front view of an essential part of the spherical body processing apparatus according to the second embodiment. In FIG. 3, the hatching process is omitted. In the present embodiment, the configuration of the direction changing member 34 is different from that of the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is the same as that of 1st Embodiment, or corresponds, and detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、円筒側壁30の上部にモータプレート50が一体的に取付けられている。また、このモータプレート50の略中央に、第2の駆動手段としての第2のモータ52が鉛直下向きに固定されている。この第2のモータ52の出力軸52aは、円板28と略同軸状に配置されている。この出力軸52aには、アーム54の一端が固定され、他端には方向変更部材34が固定されている。 In the present embodiment, the motor plate 50 is integrally attached to the upper part of the cylindrical side wall 30. In addition, a second motor 52 as a second driving means is fixed vertically downward in the approximate center of the motor plate 50. The output shaft 52 a of the second motor 52 is disposed substantially coaxially with the disk 28. One end of the arm 54 is fixed to the output shaft 52a, and the direction changing member 34 is fixed to the other end.
そして、第2のモータ52が駆動すると、アーム54を介して方向変更部材34が円筒側壁30の内面に沿って回転する。本実施形態では、方向変更部材34は円板28の回転方向と逆方向に回転する。また、図3では、方向変更部材34は1つ設けられているが、その個数は限定されない。 When the second motor 52 is driven, the direction changing member 34 rotates along the inner surface of the cylindrical side wall 30 via the arm 54. In the present embodiment, the direction changing member 34 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the disk 28. In FIG. 3, one direction changing member 34 is provided, but the number thereof is not limited.
次に、ワーク33の加工方法について説明する。
第2のモータ52は、第1のモータ38に連動して駆動するように制御される。そして、第2のモータ52が駆動されると、アーム54が回転し、方向変更部材34が円筒側壁30の内面に沿って円板28と逆方向に回転する。これにより、方向変更部材34とワーク33は、円筒側壁30の内面の様々な位置で衝突するようになる。しかも、その衝突回数は、第1の実施の形態の場合よりも多くなる。
Next, a method for processing the workpiece 33 will be described.
The second motor 52 is controlled to drive in conjunction with the first motor 38. When the second motor 52 is driven, the arm 54 rotates, and the direction changing member 34 rotates along the inner surface of the cylindrical side wall 30 in the direction opposite to the disk 28. As a result, the direction changing member 34 and the work 33 collide at various positions on the inner surface of the cylindrical side wall 30. Moreover, the number of collisions is greater than in the case of the first embodiment.
本実施形態によれば、方向変更部材34自身も円板28と逆方向に回転するようにしたことで、円筒側壁30の内面の様々な位置で、方向変更部材34とワーク33とが衝突する。これにより、ワーク33の移動方向が強制的に変更され、円筒側壁30との接触部位が変更する。したがって、砥粒の磨耗を均一にすることができるとともに、ワーク33全体を均一に球体に加工することができる。
(第3の実施の形態)
図4は、第3の実施の形態における球体加工装置の要部断面正面図であり、図5は、その平面図である。本実施形態では、円筒側壁30と方向変更部材34の構成が、第1実施の形態と相違している。なお、第1の実施の形態と同一又は相当する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
According to the present embodiment, the direction changing member 34 itself rotates in the opposite direction to the disk 28, so that the direction changing member 34 and the workpiece 33 collide at various positions on the inner surface of the cylindrical side wall 30. . Thereby, the moving direction of the workpiece 33 is forcibly changed, and the contact portion with the cylindrical side wall 30 is changed. Therefore, the wear of the abrasive grains can be made uniform, and the entire workpiece 33 can be uniformly processed into a sphere.
(Third embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional front view of an essential part of the sphere processing apparatus according to the third embodiment, and FIG. 5 is a plan view thereof. In the present embodiment, the configurations of the cylindrical side wall 30 and the direction changing member 34 are different from those of the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is the same as that of 1st Embodiment, or corresponds, and detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、円筒状のベースブロック26に、ベアリング58を介して円筒状の回転ベース56が回転可能に取付けられている。この回転ベース56には、円筒側壁30が一体的に固定されている。また、回転ベース56の外周部には、1つの駆動ローラ60と2つの案内ローラ62が接触状態で回転可能に配置されている(図5参照)。 In the present embodiment, a cylindrical rotation base 56 is rotatably attached to the cylindrical base block 26 via a bearing 58. The cylindrical side wall 30 is integrally fixed to the rotation base 56. In addition, one drive roller 60 and two guide rollers 62 are disposed on the outer periphery of the rotation base 56 so as to be rotatable in contact with each other (see FIG. 5).
回転ベース56には、駆動ローラ60から回転に十分な圧カが付与されている。この圧力を受けるため、シャフト22をはさんで駆動ローラ60の反対側に2つの案内ローラ62が設けられている。駆動ローラ60は、第3の駆動手段としての第3のモータ64の出力軸64aに連結されている。 A pressure sufficient for rotation is applied to the rotation base 56 from the drive roller 60. In order to receive this pressure, two guide rollers 62 are provided on the opposite side of the drive roller 60 across the shaft 22. The driving roller 60 is connected to an output shaft 64a of a third motor 64 as third driving means.
これにより、第3のモータ64が駆動すると、出力軸64aを介して駆動ローラ60が駆動される。同時に、この駆動ローラ60に接触している回転ベース56が摩擦力で回転する。また、回転ベース56が回転すると、これと一体の円筒側壁30が回転する。本実施形態では、この円筒側壁30は、円板28の回転方向と逆方向に回転する。 Thus, when the third motor 64 is driven, the driving roller 60 is driven via the output shaft 64a. At the same time, the rotation base 56 that is in contact with the drive roller 60 is rotated by frictional force. Further, when the rotary base 56 rotates, the cylindrical side wall 30 integrated therewith rotates. In the present embodiment, the cylindrical side wall 30 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the disk 28.
一方、ベース板14には、ベースブロック26の外方側に支持軸66が立設されている。この支持軸66には、フレーム68の一端が水平方向に揺動自在に支持されている。また、フレーム68の他端側には、第2のモータ52が固定されている。第2のモータ52の出力軸52aは、円板28と略同軸状に配置されている。 On the other hand, a support shaft 66 is erected on the base plate 14 on the outer side of the base block 26. One end of a frame 68 is supported on the support shaft 66 so as to be swingable in the horizontal direction. A second motor 52 is fixed to the other end side of the frame 68. The output shaft 52 a of the second motor 52 is disposed substantially coaxially with the disk 28.
なお、フレーム68は、支持軸66を中心として矢印B−B’方向(水平方向)に揺動可能に支持されている(図5参照)。これは、円筒側壁30又は円板28を交換する際、フレーム68が邪魔になるので、このフレーム68を退避可能としたものである。 The frame 68 is supported so as to be swingable in the arrow B-B ′ direction (horizontal direction) about the support shaft 66 (see FIG. 5). This is because the frame 68 becomes obstructive when the cylindrical side wall 30 or the disk 28 is replaced, so that the frame 68 can be retracted.
また、第2の実施形態で説明したように、アーム54は、その一端を第2のモータ52の出力軸52aに固定され、他端は方向変更部材34に固定されている。そして、第2のモータ52が駆動すると、アーム54を介して方向変更部材34が円筒側壁30の内面に沿って回転する。この場合、方向変更部材34は円板28の回転方向と逆方向に回転する。 As described in the second embodiment, one end of the arm 54 is fixed to the output shaft 52 a of the second motor 52, and the other end is fixed to the direction changing member 34. When the second motor 52 is driven, the direction changing member 34 rotates along the inner surface of the cylindrical side wall 30 via the arm 54. In this case, the direction changing member 34 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the disk 28.
なお、図4では、方向変更部材34は1つ設けられているが、その個数は限定されない。
次に、ワーク33の加工方法について説明する。
In FIG. 4, one direction changing member 34 is provided, but the number is not limited.
Next, a method for processing the workpiece 33 will be described.
第2のモータ52と第3のモータ64は、第1のモータ38に連動して動作するようになっている。そして、第2のモータ52の駆動によりアーム54が回転し、さらに方向変更部材34が同方向に回転する。この場合、方向変更部材34は、円筒側壁30の内面に沿って円板28の回転方向とは逆方向に回転制御される。 The second motor 52 and the third motor 64 operate in conjunction with the first motor 38. The arm 54 is rotated by driving the second motor 52, and the direction changing member 34 is further rotated in the same direction. In this case, the direction changing member 34 is rotationally controlled along the inner surface of the cylindrical side wall 30 in the direction opposite to the rotational direction of the disk 28.
また、第3のモータ64が駆動されると、駆動ローラ60を介して回転ベース56が回転し、これと一体の円筒側壁30が回転する。この場合、円筒側壁30は、円板28の回転方向と逆方向に回転する。すなわち、本実施形態では、円筒側壁30及び方向変更部材34は、円板28と逆方向に回転するものである。また、円筒側壁30と方向変更部材34の回転速度は、同じでも良いし、また異なる速度で回転させても良い。 Further, when the third motor 64 is driven, the rotation base 56 rotates via the driving roller 60, and the cylindrical side wall 30 integrated therewith rotates. In this case, the cylindrical side wall 30 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the disk 28. That is, in this embodiment, the cylindrical side wall 30 and the direction changing member 34 rotate in the direction opposite to the disk 28. Further, the rotational speeds of the cylindrical side wall 30 and the direction changing member 34 may be the same, or may be rotated at different speeds.
本実施形態によれば、円筒側壁30を円板28と逆方向に回転させることによって、これら円筒側壁30と円板28間の相対速度の差が大きくなる。こうして、円筒側壁30と円板28の両方に接しているワーク33に、より大きな運動量を与えることができ、ワーク33の加工時間を短縮することができる。 According to this embodiment, by rotating the cylindrical side wall 30 in the direction opposite to the disk 28, the difference in relative speed between the cylindrical side wall 30 and the disk 28 increases. In this way, a larger momentum can be given to the workpiece 33 in contact with both the cylindrical side wall 30 and the disk 28, and the machining time of the workpiece 33 can be shortened.
また、方向変更部材34も円板28と逆方向に回転させることで、円筒側壁30の内面の様々な位置で、方向変更部材34とワーク33とが衝突することになる。このため、ワーク33の移動方向を強制的に変更し、ワーク33と円筒側壁30との接触部位を変更させることができる。こうして、ダイヤモンド砥粒の磨耗を均一にしつつ、ワーク33を均一な球体に加工することができる。 Further, the direction changing member 34 is also rotated in the opposite direction to the disk 28, so that the direction changing member 34 and the work 33 collide at various positions on the inner surface of the cylindrical side wall 30. For this reason, the moving direction of the workpiece | work 33 can be changed forcibly, and the contact site | part of the workpiece | work 33 and the cylindrical side wall 30 can be changed. Thus, the workpiece 33 can be processed into a uniform sphere while the diamond abrasive grains are uniformly worn.
10 球体加工装置
12 架台
14 ベース板
16 スピンドル筒
18 スピンドル蓋
20 ベアリング
22 シャフト
24 オイルシール
26 ベースブロック
26a 溝
28 円板
30 円筒側壁
31 隙間空間
32 加工槽
33 ワーク
34 方向変換部材(移動方向変換手段)
36 プーリ
38 第1のモータ(第1の駆動手段)
38a 出力軸
40 プーリ
42 タイミングベルト
44 排気流路
46 ノズル
48 大気開放孔
50 モータプレート
52 第2のモータ(第2の駆動手段)
52a 出力軸
54 アーム
56 回転ベース
58 ベアリング
60 駆動ローラ
62 案内ローラ
64 第3のモータ(第3の駆動手段)
64a 出力軸
66 支持軸
68 フレーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sphere processing apparatus 12 Base 14 Base plate 16 Spindle cylinder 18 Spindle lid 20 Bearing 22 Shaft 24 Oil seal 26 Base block 26a Groove 28 Disc 30 Cylindrical side wall 31 Gap space 32 Work tank 33 Work 34 Direction change member (moving direction conversion means) )
36 pulley 38 first motor (first driving means)
38a Output shaft 40 Pulley 42 Timing belt 44 Exhaust flow path 46 Nozzle 48 Air release hole 50 Motor plate 52 Second motor (second drive means)
52a Output shaft 54 Arm 56 Rotating base 58 Bearing 60 Drive roller 62 Guide roller 64 Third motor (third drive means)
64a Output shaft 66 Support shaft 68 Frame
Claims (12)
第1の駆動手段と、
該第1の駆動手段により回転駆動されて前記ワークを載置する円板と、
該円板と同軸上に配置され該円板とともに加工槽を形成する円筒側壁と、
前記加工槽に投入された前記ワークを衝突させて該ワークの移動方向を強制的に変更し、該ワークと前記円筒側壁との接触部位を変更させる移動方向変更手段と、
前記円板と前記円筒側壁との間に形成されて粉塵を排出する隙間空間と、
前記円板及び前記円筒側壁の少なくともいずれか一方に付着されて前記ワークを加工する砥粒と、を備える
ことを特徴とする球体加工装置。 In a sphere processing device that processes a workpiece made of a brittle material such as glass or ceramic into a sphere,
First driving means;
A disk that is rotationally driven by the first driving means and places the workpiece;
A cylindrical side wall disposed coaxially with the disk and forming a processing tank with the disk;
A moving direction changing means for forcibly changing the moving direction of the work by colliding the work put in the processing tank, and changing a contact portion between the work and the cylindrical side wall;
A gap space formed between the disk and the cylindrical side wall for discharging dust,
A spherical body processing apparatus comprising: abrasive particles attached to at least one of the disk and the cylindrical side wall to process the workpiece.
ことを特徴とする請求項1に記載の球体加工装置。 The sphere processing apparatus according to claim 1, wherein the moving direction changing means is fixedly attached to the cylindrical side wall.
ことを特徴とする請求項1に記載の球体加工装置。 The sphere processing apparatus according to claim 1, further comprising a second driving unit that rotationally drives the moving direction changing unit.
ことを特徴とする請求項3に記載の球体加工装置。 The sphere processing apparatus according to claim 3, wherein the moving direction changing means is arranged to be rotatable in a direction opposite to a rotating direction of the disc.
ことを特徴とする請求項1に記載の球体加工装置。 The sphere processing apparatus according to claim 1, wherein the moving direction changing unit includes an elastic body, a leaf spring, a synthetic resin, or a metal rod.
ことを特徴とする請求項1に記載の球体加工装置。 The spherical body processing apparatus according to claim 1, wherein the cylindrical side wall is fixed to the disk.
ことを特徴とする請求項1に記載の球体加工装置。 The spherical body processing apparatus according to claim 1, further comprising a third driving unit that rotationally drives the cylindrical side wall.
ことを特徴とする請求項7に記載の球体加工装置。 The spherical body processing apparatus according to claim 7, wherein the cylindrical side wall rotates in a direction opposite to a rotation direction of the disk.
ことを特徴とする請求項1に記載の球体加工装置。 The sphere processing apparatus according to claim 1, wherein the gap space communicates with an exhaust passage formed below between the disk and the cylindrical side wall.
ことを特徴とする請求項1又は9に記載の球体加工装置。 The sphere processing apparatus according to claim 1, wherein the gap space has a size smaller than a radius of a sphere obtained by processing the workpiece.
ことを特徴とする請求項9に記載の球体加工装置。 The sphere processing apparatus according to claim 9, wherein the exhaust passage is connected to a dust exhaust device.
ことを特徴とする請求項9又は11に記載の球体加工装置。 The spherical body processing apparatus according to claim 9 or 11, wherein the exhaust flow path has an annular groove formed coaxially with the disk.
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- 2007-01-09 JP JP2007001152A patent/JP2008168358A/en not_active Withdrawn
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