JP2009214266A - バレル研磨機の投入装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コスト低減を図る。
【解決手段】ロッド31を上昇させると、バケット10は昇降ガイド24に案内されて上昇するが、この間、姿勢保持部材27により、バケット10の重心Gは、ロッド31との連結位置を挟んで被ガイド部17とは反対側の位置に保たれる。被ガイド部17がストッパ25に当接した後は、ロッド31の上昇に伴い、バケット10が被ガイド部17を支点として上方へ傾動し、バケット10内に収容されている投入物がバレル槽2に投入される。エアシリンダ29は、バケット10を上昇させるための昇降手段と、バケット10を反転させるための反転手段とを兼ねる。
【選択図】図4

Description

本発明は、バレル研磨機の投入装置に関するものである。
特許文献1には、バレル槽に投入物(ワーク、研磨石、コンパウンド等)を投入する手段として、投入物を収容するバケットを、待機位置から上昇させてバレル槽の上方の投入位置まで移動させた後に、バレル槽の上方で反転させる投入装置の技術が開示されている。バケットを待機位置と投入位置との間で移動させるための駆動機構は、バケットの移動経路に沿った案内レールを設けるとともに、バケットの移動経路に沿って配置した複数のスプロケットの間にチェーンを掛け回し、そのチェーンにバケットを連結した構造になる。そして、スプロケットをモータによって正逆両方向に回転駆動させると、バケットが、待機位置と投入位置との間で往復移動するようになっている。また、バケットを投入位置で反転させる手段として、駆動機構とは別の反転機構が用いられている。
実公平6−47649号公報
上記の投入装置は、案内レール、複数のスプロケット、チェーン及びモータを備えた駆動機構に加え、駆動機構とは別の反転機構を設けた構成になっているため、構造が複雑で部品点数が多く、コストが高くつくという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コスト低減を図ることを目的とする。
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、バレル研磨機のバレル槽に投入物を投入するための投入装置であって、投入物を収容可能であり、被ガイド部とフック部とを備えたバケットと、前記被ガイド部を上下方向に案内する昇降ガイドと、前記昇降ガイドの上端に配され、前記被ガイド部を当接させることにより前記被ガイド部のそれ以上の上昇を規制するストッパと、前記バケットが前記昇降ガイドに沿って昇降する過程では、前記バケットの重心が前記被ガイド部に対して水平方向に離間した位置関係を維持するように前記バケットの姿勢を保持する姿勢保持部材と、上下方向に伸縮するロッドを有し、前記バケットにおける前記重心と前記被ガイド部との間の領域に前記ロッドを回動可能に連結したエアシリンダと、水平方向において、前記バケットにおける前記ロッドとの連結位置よりも前記被ガイド部側に配された支承部材とを備え、前記ストッパに当接している前記被ガイド部を支点として前記バケットが上方へ傾動する過程では、前記重心が前記バケットにおける前記ロッドとの連結位置の真上を超えて前記被ガイド部側へ変位すると、前記フック部が前記支承部材により下から支えられるようになっているところに特徴を有する。
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記フック部には、投入時における前記バケットの傾動方向前方へ延出した形態の延出部が形成されており、前記ストッパに当接している前記被ガイド部を支点として前記バケットが上方へ傾動する過程において、前記重心が前記ロッドとの連結位置を挟んで前記被ガイド部とは反対側に位置している状態で、前記延出部が前記支承部材に対して上から当接するようになっているところに特徴を有する。
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のものにおいて、前記フック部が、前記被ガイド部を中心とする円弧状をなし、前記支承部材に摺接可能な円弧状摺接部を有しているところに特徴を有する。
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のものにおいて、前記支承部材は、前記バケットの傾動中心の軸線と平行な軸により回転可能に支持されたローラであるところに特徴を有する。
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のものにおいて、前記フック部は、前記支承部材に当接することにより、前記バケットの投入方向への傾動動作を規制可能な傾動規制部を有しているところに特徴を有する。
<請求項1の発明>
ロッドを上昇させると、バケットは昇降ガイドに案内されて上昇するが、この間、姿勢保持部材により、バケットの重心は、ロッドとの連結位置を挟んで被ガイド部とは反対側の位置に保たれる。そして、被ガイド部がストッパに当接した後は、ロッドの上昇に伴い、バケットが被ガイド部を支点として上方へ傾動し、バケット内に収容されている投入物がバレル槽に投入される。
バケットが傾動する過程において、バケットの重心が、バケットにおけるロッドとの連結位置の真上を超えて被ガイド部側へ変位するのと同時に、バケットがロッドとの連結位置を支点として下方へ急激に傾動することが懸念される。しかし、本発明では、ロッドとの連結位置よりも被ガイド部側の位置において、バケットのフック部が支承部材によって下から支えられるので、バケットが急激に傾動することが防止される。
本発明では、エアシリンダが、バケットを上昇させるための昇降手段と、バケットを反転させるための反転手段とを兼ねているので、昇降手段と反転手段とを別々に設ける場合に比べると、構造の簡素化と部品点数の削減が可能となる。これにより、コストを低減することができる。
<請求項2の発明>
バケットが傾動する過程では、重心がロッドとの連結位置の真上に到達する前に、フック部の延出部が支承部材に対して上から当接するようになっているので、重心がロッドとの連結位置の真上を通過した時に、バケットの急激な傾動動作を確実に防止できる。
<請求項3の発明>
フック部における支承部材への摺接部が、直線状や被ガイド部から偏心した円弧状をなす場合には、バケットが不安定な傾動動作を行うことが懸念される。その点、本発明では、フック部が、その被ガイド部を中心とする円弧状の円弧状摺接部を支承部材に摺接させるようにしているので、フック部と支承部材との接点から被ガイド部までの距離が、バケットの傾動姿勢に拘わらず一定となる。したがって、バケットは、被ガイド部をストッパに当接させた状態を保ったままで、被ガイド部を支点とする円弧に沿って安定して傾動することができる。
<請求項4の発明>
支承部材がローラとなっているので、支承部材とフック部との間の摩擦抵抗が少なく、これにより、バケットの傾動動作の円滑化を図ることができる。
<請求項5の発明>
バケットの投入方向への傾動動作が進むと、傾動規制部が支承部材に当接することにより、それ以上の傾動動作を規制される。これにより、バケットが必要以上に傾動することが防止され、バレル槽に対する投入動作が確実に行われる。
<実施形態1>
以下、本発明を具体化した実施形態1を図1乃至図8を参照して説明する。本実施形態のバレル研磨機1は、ドーナツ状をなすバレル槽2内にワーク、研磨石、コンパウンド等の図示しないマス(本発明の構成要件である投入物)を投入してワークの研磨を行うものであり、マスの投入には投入装置3が用いられる。また、投入装置3によって投入されるマスは、比較的軽量のものである。次に、投入装置3について説明する。
投入装置3は、バレル槽2の後方に配置され、左右に並ぶように配置されて互いに独立して投入動作を行うことが可能な3つの投入ユニットからなり、1つの投入ユニットは、バケット10、昇降ガイド24、ストッパ25、支承部材26、姿勢保持部材27及びエアシリンダ29を備えて構成されている。尚、以下の説明において、前後方向については、図1〜図4における右方を前方ということにする。
バケット10は、マスを収容するための収容部本体11と、収容部本体11に対して着脱可能に取り付けられた板状部材14とを備えて構成されている。尚、以下の説明における上下及び前後の方向については、バケット10が昇降する際に保持される待機姿勢(図1及び図2を参照)にある状態を基準する。バケット10の重心Gの位置は、前後方向においては収容部本体11の前面壁よりも僅かに後方であって、上下方向においては収容部本体11の高さ方向中央よりも少し低い位置となっている。
収容部本体11は、左右方向の幅寸法が小さい縦長の箱状をなし、その内部はマスを収容するための収容空間12となっている。バケット10が待機姿勢をとっているときには、収容空間12の開口部13は上方に開放されるが、バケット10がバレル槽2にマスを投入するために傾動して投入姿勢(図4を参照)をとっているときには、収容空間12の開口部13が斜め下前方に開放された形態となる。
板状部材14は、板厚方向を左右方向に向けた姿勢で収容部本体11に固着され、バケット10が待機姿勢をとっているときには、収容部本体11の前端部の略下半分領域から前方へ突出した形態となる。板状部材14の後端縁における下端部には、軸線を左右方向(板状部材14の板厚方向と平行)に向けた従動ローラ15が回転可能に取り付けられている。従動ローラ15は、前後方向(水平方向)においてはバケット10の重心Gよりも前方に位置し、上下方向においては重心Gよりも下方に位置する。
板状部材14には、その前端縁における上端よりも少し低い位置から斜め上前方へ延出するアーム部16が形成され、アーム部16の延出端部には、フランジ17Aを有するローラからなる被ガイド部17が、左右方向の(従動ローラ15と平行な)軸線を中心として回転可能に取り付けられている。被ガイド部17は、前後方向においては、重心G及び従動ローラ15よりも前方に位置し、上下方向においては重心Gよりも上方に位置している。
板状部材14の前端縁における上端部分には、フック部18が形成されている。フック部18には、板状部材14の上端縁から上方(即ち、バケット10が待機姿勢から投入姿勢へ傾動するときの傾動方向)へ延出する円弧形の延出部19が形成されている。このフック部18の前縁部は、その下端から延出部19の上端に亘って(つまり、フック部18の全長に亘って)連続する円弧形の円弧状摺接部20となっている。この円弧状摺接部20は、被ガイド部17の回転中心と同心の円弧形をなしている。円弧状摺接部20(延出端部)の上端は、前後方向においては被ガイド部17と従動ローラ15との間に位置し、上下方向においては被ガイド部17よりも上方に位置する。また、円弧状摺接部20(フック部18)の下端は、前後方向においては被ガイド部17と従動ローラ15との間に位置し、上下方向においては被ガイド部17よりも下方であり且つ重心Gよりも上方に位置する。
さらに、フック部18の下端部(延出部19の延出方向とは反対側の端部)には、円弧状摺接部20の下端から前方へ突出した形態であって、バケット10の傾動方向と交差する縁部を有する傾動規制部21が形成されている。傾動規制部21は、前後方向においては被ガイド部17と従動ローラ15との間に位置し、上下方向においては被ガイド部17よりも下方であり且つ重心Gよりも上方に位置する。
基台22には、上下方向に細長いフレーム23が設けられ、フレーム23の上端側領域には、フレーム23を左右方向に貫通した形態であって、上下方向(鉛直方向)に直線状に延びるスリットからなる昇降ガイド24が形成されている。昇降ガイド24(スリット)の上端部は、下方から被ガイド部17を当接させるための半円弧形をなすストッパ25となっている。この昇降ガイド24には、バケット10の被ガイド部17が係合され、被ガイド部17は、昇降ガイド24に案内されることにより、前後左右方向へのガタ付きなく上下方向に直線状に移動し得るようになっている。
フレーム23の上端部、即ち昇降ガイド24(被ガイド部17の昇降可能範囲)の上端よりも少し上方の位置には、フランジ26Aを有するローラからなる支承部材26が、左右方向の(つまり、被ガイド部17の回転中心軸と平行な)軸線を中心として回転可能に取り付けられている。前後方向(水平方向)において、昇降ガイド24に係合されている被ガイド部17の回転中心と、支承部材26の回転中心とは同じ位置に保たれている。
フレーム23の後方には、姿勢保持部材27が設けられている。姿勢保持部材27は、その後面を切欠した形態であって、上下方向(昇降ガイド24と平行)に直線状に延びるガイド溝28を有している。このガイド溝28の上下寸法は昇降ガイド24の上下寸法とほぼ同じ寸法であり、ガイド溝28の上端は、昇降ガイド24の上端よりも下方(昇降ガイド24の下端よりも少し上方)に位置している。
このガイド溝28には、バケット10がその被ガイド部17を昇降ガイド24に沿って昇降する全過程で、従動ローラ15が後方から当接して嵌合されるようになっている。嵌合状態においては、従動ローラ15は、左右方向のガタ付きなく転動しながら上下移動し得るようになっている。同じく係合状態では、バケット10が、その自重により被ガイド部17を支点として重心Gを斜め下前方へ変位させる方向へ傾こうとするのであるが、従動ローラ15は、重心Gよりも下方に位置しているので、ガイド溝28に対して後方から当接した状態に保たれる。したがって、従動ローラ15は、ガイド溝28(姿勢保持部材27)に対して前後方向へのガタ付きを生じる虞はない。
このように、被ガイド部17が昇降ガイド24に対して前後方向の移動を規制された状態で係合されているとともに、この被ガイド部17から水平方向に離間した位置において従動ローラ15が姿勢保持部材27に対して前後方向のガタ付きを規制された状態で係合されている。これにより、バケット10は、昇降ガイド24に案内されて待機姿勢に保たれたままで上下方向に平行移動し得るようになっている。
基台22には、フレーム23の後縁に沿うようにエアシリンダ29が設けられている。エアシリンダ29は、シリンダ本体30と、シリンダ本体30の上端面から上方へ伸縮可能に突出するロッド31とを備えた周知形態のものである。シリンダ本体30の下端部は、基台22に対し、左右方向の揺動軸32(被ガイド部17の回転中心及びバケット10の傾動中心と平行な軸)により前後方向への揺動を可能に支持されている。また、ロッド31の上端部は、バケット10の板状部材14に対し、揺動軸32と平行な連結軸33により前後方向への相対回転を可能に連結されている。
前後方向において、連結軸33(バケット10とロッド31との連結位置)は、フック部18のほぼ真下であって、被ガイド部17よりも後方且つ従動ローラ15及び重心Gよりも前方に位置している。また、上下方向において、連結軸33の位置は、被ガイド部17及び重心Gよりも低く、且つ従動ローラ15よりも高い位置となっている。また、バケット10が昇降ガイド24に沿って上下方向に平行移動する過程では、ロッド31は、その軸線を上下方向(昇降ガイド24と平行)な向きを保って伸縮する。
次に、本実施形態の作用を説明する。
バレル槽2にマスを投入する前の状態及びバレル槽2による研磨が行われている状態では、図1に示すように、ロッド31が最も収縮し、バケット10は、その昇降経路において最も低い待機位置で待機姿勢に保持されている。この状態から、エアシリンダ29を作動させてロッド31を上方へ伸長させると、バケット10が、昇降ガイド24の案内作用と姿勢保持部材27の姿勢保持作用とにより、待機姿勢を保ったままで上昇する。この間、バケット10の重心Gは被ガイド部17に対して水平方向(前後方向)に離間した位置関係を維持する。
そして、図2に示すように、被ガイド部17が昇降ガイド24の上端のストッパ25に当接すると、バケット10がその昇降経路の上端位置に到達し、被ガイド部17はそれ以上の上動が阻止される。したがって、これ以降は、ロッド31の伸長に伴って、図3に示すように、バケット10が、被ガイド部17を支点とする傾動動作を開始する。バケット10の傾動が開始すると、従動ローラ15が姿勢保持部材27に対して斜め上後方へ離間するとともに、バケット10の重心G及び収容部本体11が上方へ変位する。また、エアシリンダ29は後方へ僅かに傾く。
そして、バケット10の傾動角度が約30°に達すると、図3に示すように、支承部材26に対して後方から接近してきたフック部18の延出部19の延出端部(フック部18において最も前端に位置する部分)が、支承部材26の真上に到達し、支承部材26が円弧状摺接部20を下から支え得る状態となる。但し、この時点では、バケット10の重心Gは連結軸33(ロッド31との連結位置)を挟んで被ガイド部17とは反対側に位置しているので、被ガイド部17はストッパ25に対して下から押圧する状態に保たれる。したがって、円弧状摺接部20が支承部材26を上から押圧することはない。
この状態から更にロッド31の伸長が進むと、バケット10の収容部本体11が前方へ変位して、バケット10の重心Gがロッド31との連結位置(連結軸33)の真上に到達する。このとき、円弧状摺接部20は支承部材26の上方に位置した状態を保つ。そして、この状態から更にロッド31の伸長が進むと、バケット10の重心Gが、ロッド31との連結位置を超えて被ガイド部17側に移動し、図4に示すように、バケット10が投入姿勢になると、ロッド31の伸長動作が停止する。この状態では、バケット10の収容空間12の開口部13がバレル槽2の真上において斜め下向きに開放された状態となるので、収容空間12内のマスがバレル槽2内に投入される。
バケット10の重心Gが、ロッド31との連結位置よりも前方(前後方向において被ガイド部17と同じ側)の領域に進入すると、バケット10は、ロッド31との連結位置を支点としてロッド31の伸長動作とは無関係に、重心Gが配されている収容部本体11を下降させるように急速に傾動しようとする。しかし、このとき、ロッド31との連結位置よりも被ガイド部17側の位置においては、フック部18の円弧状摺接部20が支承部材26に対して上から当接しているので、バケット10は、前後方向に間隔を空けた2点(即ち、ロッド31との連結位置と、支承部材26との当接位置)において支承されることになる。したがって、バケット10は、ロッド31の伸長動作と無関係に傾動することはなく、ロッド31の伸長動作に連動して被ガイド部17を支点とする傾動動作を行うことになる。
マスの投入が完了したら、エアシリンダ29を逆向きに作動させてロッド31を収縮させる。すると、投入姿勢のバケット10が、被ガイド部17を支点として投入時とは逆方向に傾動し、待機姿勢に復帰する。この間も、フック部18の円弧状摺接部20が支承部材26に支えられた状態を保つので、バケット10は、被ガイド部17を支点とする安定した傾動動作を行う。
バケット10が待機姿勢に戻る過程では、重心Gがロッド31との連結位置よりも後方(被ガイド部17とは反対側)の領域に進入すると、被ガイド部17がストッパ25に対して下から当接する状態となり、待機姿勢に復帰すると同時に、従動ローラ15が姿勢保持部材27に当接する。これ以降は、ロッド31の収縮に伴い、バケット10が待機姿勢を保ったままで待機位置まで下降する。
本実施形態においては、エアシリンダ29が、バケット10を上昇させるための昇降手段と、バケット10を反転させるための反転手段とを兼ねているので、昇降手段と反転手段とを別々に設ける場合に比べると、構造の簡素化と部品点数の削減が実現されている。これにより、コストを低減することができる。
また、フック部18に、投入時におけるバケット10の傾動方向前方へ延出した形態の延出部19を形成し、ストッパ25に当接している被ガイド部17を支点としてバケット10が上方へ傾動する過程において、重心Gがロッド31との連結位置を挟んで被ガイド部17とは反対側に位置している状態(即ち、重心Gがロッド31との連結位置の真上に到達する前の状態)で、延出部19が支承部材26に対して上から当接するようにした。したがって、重心Gがロッド31との連結位置の真上を通過した時に、バケット10が急激に傾動することを確実に防止できる。
また、フック部18における支承部材26への摺接部が、直線状や被ガイド部17から偏心した円弧状をなす場合には、バケット10が、ロッド31の伸長動作とは無関係に不安定な傾動動作を行うことが懸念される。その点、本実施形態では、フック部18が、その被ガイド部17を中心とする円弧状の円弧状摺接部20を支承部材26に摺接させるようにしているので、フック部18と支承部材26との接点から被ガイド部17までの距離が、バケット10の傾動姿勢に拘わらず一定となる。したがって、バケット10を、被ガイド部17をストッパ25に当接させた状態を保ったままで、被ガイド部17を支点とする円弧に沿って安定して傾動させることができる。
また、支承部材26を、バケット10の傾動中心(被ガイド部17)の軸線と平行な軸により回転可能に支持されたローラとしているので、支承部材26とフック部18との間の摩擦抵抗が少なく、これにより、バケット10の傾動動作の円滑化を図ることができる。
また、バケット10が、所定の投入姿勢を超えて過剰に傾動したしたときには、フック部18に形成した傾動規制部21が支承部材26に当接し、この当接作用により、バケット10のそれ以上の投入方向への傾動動作が規制されるようになっている。したがって、バケット10が必要以上に傾動する虞がなく、バレル槽2に対する投入動作が確実に行われる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では姿勢保持部材がバケットの重心よりも低い部位を側方から押さえるようにしたが、姿勢保持部材は、エアシリンダを側方から押さえるものであってもよい。
(2)上記実施形態では、バケットの傾動過程においてその重心がロッドとの連結位置の真上に到達する前に、フック部の延出部が支承部材に支承されるようにしたが、フック部は、そのような延出部を設けない形態であってもよい。
(3)上記実施形態ではフック部に被ガイド部と同心の円弧状摺接部を設けたが、フック部における支承部材との摺接領域は、直線状、屈曲状、被ガイド部から偏心した円弧状であってもよい。
(4)上記実施形態では支承部材を回転可能なローラとしたが、支承部材は、ローラでなく、固定された面であってもよい。
(5)上記実施形態ではフック部に傾動規制部を形成し、バケットの傾動範囲を規定するようにしたが、フック部は、そのような傾動規制部を設けない形態であってもよい。
実施形態1においてバケットが待機位置にある状態をあらわす側面図 バケットが投入位置まで上昇した状態をあらわす側面図 バケットの傾動過程をあらわす側面図 バケットが投入姿勢まで傾動した状態をあらわす側面図 バケットと昇降ガイド及び姿勢保持部材との関係をあらわす一部切欠背面図 バケットの一部切欠平面図 バケットの一部切欠側面図 バケットの正面図
符号の説明
1…バレル研磨機
2…バレル槽
3…投入装置
10…バケット
17…被ガイド部
18…フック部
19…延出部
20…円弧状摺接部
21…傾動規制部
24…昇降ガイド
25…ストッパ
26…支承部材
27…姿勢保持部材
29…エアシリンダ
31…ロッド
33…連結軸(バケットにおけるロッドとの連結位置)
G…バケットの重心

Claims (5)

  1. バレル研磨機のバレル槽に投入物を投入するための投入装置であって、
    投入物を収容可能であり、被ガイド部とフック部とを備えたバケットと、
    前記被ガイド部を上下方向に案内する昇降ガイドと、
    前記昇降ガイドの上端に配され、前記被ガイド部を当接させることにより前記被ガイド部のそれ以上の上昇を規制するストッパと、
    前記バケットが前記昇降ガイドに沿って昇降する過程では、前記バケットの重心が前記被ガイド部に対して水平方向に離間した位置関係を維持するように前記バケットの姿勢を保持する姿勢保持部材と、
    上下方向に伸縮するロッドを有し、前記バケットにおける前記重心と前記被ガイド部との間の領域に前記ロッドを回動可能に連結したエアシリンダと、
    水平方向において、前記バケットにおける前記ロッドとの連結位置よりも前記被ガイド部側に配された支承部材とを備え、
    前記ストッパに当接している前記被ガイド部を支点として前記バケットが上方へ傾動する過程では、前記重心が前記バケットにおける前記ロッドとの連結位置の真上を超えて前記被ガイド部側へ変位すると、前記フック部が前記支承部材により下から支えられるようになっていることを特徴とするバレル研磨機の投入装置。
  2. 前記フック部には、投入時における前記バケットの傾動方向前方へ延出した形態の延出部が形成されており、
    前記ストッパに当接している前記被ガイド部を支点として前記バケットが上方へ傾動する過程において、前記重心が前記ロッドとの連結位置を挟んで前記被ガイド部とは反対側に位置している状態で、前記延出部が前記支承部材に対して上から当接するようになっていることを特徴とする請求項1記載のバレル研磨機の投入装置。
  3. 前記フック部が、前記被ガイド部を中心とする円弧状をなし、前記支承部材に摺接可能な円弧状摺接部を有していることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のバレル研磨機の投入装置。
  4. 前記支承部材は、前記バケットの傾動中心の軸線と平行な軸により回転可能に支持されたローラであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のバレル研磨機の投入装置。
  5. 前記フック部は、前記支承部材に当接することにより、前記バケットの投入方向への傾動動作を規制可能な傾動規制部を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のバレル研磨機の投入装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113319728A (zh) * 2020-02-28 2021-08-31 新东工业株式会社 滚筒研磨装置
CN113413992A (zh) * 2021-06-18 2021-09-21 镇江市蓝火环保能源有限公司 一种煤粉生产线及生产工艺

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