JP2011218465A - Grinding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、砥粒を羽根車による遠心力を利用して噴射する研削装置の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a grinding apparatus that injects abrasive grains using centrifugal force generated by an impeller.
この種の研削装置に関連する従来技術として、特許文献1に記載された発明がある。この特許発明は、本出願人が有するものであるが、砥粒の噴射装置として羽根車を利用したもので、噴射した砥粒をフィーダによって再度噴射装置に供給することにより、砥粒の無駄をなくしたものである。また、密閉式の作業室にワークをおき砥粒を噴射するようにしたので、研磨粉塵の散逸が防止され、作業環境の改善が図られている。
As a prior art related to this type of grinding apparatus, there is an invention described in
しかし、この装置では、傾斜した羽根車の羽根によって投下した砥粒が中心方向にバウンドするなどして周面側への移動が阻害され、砥粒の一部が羽根車の周面に拡散させることができないという課題があった。 However, in this apparatus, the abrasive grains dropped by the blades of the inclined impeller bounce in the center direction and the movement to the peripheral surface side is hindered, and a part of the abrasive grains diffuses to the peripheral surface of the impeller. There was a problem that it was not possible.
そのため、本出願人は、この装置を改良し、特許文献2に記載の研削装置を提案している。この発明装置は、密閉可能な作業室と、その下部に連設されたホッパと、該ホッパから投下筒を介して砥粒の供給を受け、且つ、砥粒を上記作業室の内部に噴射する噴射装置とからなり、噴射装置は、2枚の円板で複数枚の羽根を挟持した羽根車に当該周面の一部を開放するようにベルトを巻掛けてなり、上記羽根車の他方の円板には駆動軸の固定部分から外周に向かって延びる弾き板を複数枚上記羽根車と共に回転可能に設けて構成している。
Therefore, the present applicant has improved this apparatus and proposed a grinding apparatus described in
かかる構成の装置によって、砥粒は噴射装置から作業室に向かって上方に噴射され、噴射された砥粒はホッパ・投下筒を介して再度噴射装置に供給される。また弾き板は、羽根車と共に回転し、そのエッジで砥粒を弾き飛ばすことによって、砥粒を羽根車の周面側に拡散させるものである。 With the apparatus having such a configuration, the abrasive grains are sprayed upward from the spray apparatus toward the working chamber, and the sprayed abrasive grains are supplied again to the spray apparatus via the hopper and the dropping cylinder. The flip plate rotates together with the impeller and blows off the abrasive grains at the edge thereof, thereby diffusing the abrasive grains on the peripheral surface side of the impeller.
しかしながら、上述した特許文献2に記載の研削装置は、複数枚の弾き板を設けることで構造が複雑となり、組み立てに手間を要するほか、装置全体が高価になるという課題がある。
However, the above-described grinding apparatus described in
これに対して、やはり弾き板を設けない構成を採用すると、羽根は、使用するに従って砥粒の衝突する先端部が摩耗して丸くなり、投下した砥粒を羽根車の中心方向にはね飛ばして、周面側への砥粒の移動を阻害する問題が残る。 On the other hand, if a configuration without a repelling plate is used, the blades become worn and round as the blades impinge on the blades as they are used, and the dropped abrasive particles are splashed toward the center of the impeller. Thus, there remains a problem that hinders the movement of the abrasive grains toward the peripheral surface.
また、羽根は円板に対して適宜な手段で挟持されているが、本装置を使用するに従って、羽根と円板との接合角部において、集積した砥粒が円板にも作用して該角部を摩耗させるという問題も残る。 In addition, although the blade is sandwiched by a suitable means with respect to the disc, as the apparatus is used, the accumulated abrasive grains also act on the disc at the joint corner between the blade and the disc. The problem of wearing the corners also remains.
そこで、構造が複雑となる弾き板を省き、羽根そのものの形状、構造を変更するようにして、砥粒の移動を制御するという方策が模索される。 Therefore, a method of controlling the movement of the abrasive grains by searching for a blade having a complicated structure and changing the shape and structure of the blade itself is sought.
一方、例えば特許文献2のようにして、羽根車の周面に集めた砥粒は、羽根による風圧と遠心力によって徐々に羽根車の外周面に拡散し、さらにベルト上を転動して羽根とベルトとで形成される鋭角部に片寄り、ベルトが羽根車から離れる点を始点とした接線方向に噴射される。このとき、全ての砥粒がノズル内に集積し、そこから噴射されて、ワーク表面を研削することが理想であるが、羽根車の構造上、ベルトが羽根車から離れるところから再びベルトに接するところまでの間は、羽根車の周面が開放されており、一部の砥粒は、この開放部分から漏れ出てしまい、全ての砥粒を有効に活用できないという別の課題も残されている。
On the other hand, for example, as in
本発明は、かかる課題を解決するために成されたものであり、全ての砥粒を羽根車の周面側に確実に集めるようにすると共に、このように集めた砥粒を、無駄な方向に噴射することなく回収し、ノズルから集中的に噴射できるように改良を加えた研削装置を提案するものである。 The present invention has been made in order to solve such a problem. All the abrasive grains are surely collected on the peripheral surface side of the impeller, and the collected abrasive grains are used in a useless direction. It proposes a grinding device which has been improved so that it can be recovered without being sprayed and intensively sprayed from the nozzle.
上記諸課題を解決するため、本発明は、この種の研削装置として、密閉可能な作業室と、その下部に連設されたホッパと、該ホッパから投下筒を介して砥粒の供給を受け、且つ、砥粒を上記作業室の内部に噴射ノズルを介して噴射する噴射装置とからなり、噴射装置は、2枚の円板で複数枚の羽根を挟持した羽根車にその羽根車の周面の一部を開放するようにベルトを巻掛けてなり、表側の円板には上記投下筒を臨ませた砥粒の投入口を有する研削装置で、上記羽根は、羽根車の中心部側から外周面側にいくに従って厚くなるくさび形状に形成するという手段を採用した。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a grinding chamber of this type, a hopper that can be hermetically sealed, a hopper connected to the lower part thereof, and a supply of abrasive grains from the hopper via a dropping cylinder. And an injection device that injects abrasive grains into the work chamber through an injection nozzle. The injection device has an impeller sandwiching a plurality of blades by two discs and the circumference of the impeller. A grinding device having a belt so as to open a part of the surface, and a front side disc having an inlet for abrasive grains facing the dropping cylinder, wherein the blade is on the center side of the impeller The wedge was formed in such a way as to increase in thickness toward the outer peripheral surface.
これにより、中心部側が薄くなり、砥粒が中心部方向にはね飛ばされることが少なくなる。 Thereby, the central part side becomes thin, and it is less likely that abrasive grains are splashed in the central part direction.
また、上記羽根の上記2枚の円板と接する両側面の直角方向にそれぞれ鍔板を一体に延設するという手段を採用した。 Further, a means is adopted in which the gutters are integrally extended in the direction perpendicular to both side surfaces of the blades in contact with the two discs.
そして、上記羽根は、鍔板の内側面と円板の内側面が連続した同一面となるように、鍔板を円板に埋め込んで取り付けるという手段を採用した。 And the said wing | blade employ | adopted the means of embedding and attaching a collar board to a disc so that the inner surface of a collar plate and the inner surface of a disk may become the same continuous surface.
また、羽根を構成する材料を円板を構成する材料より耐摩耗性の高い材料で構成するという手段を採用した。 Moreover, the means which comprises the material which comprises a blade | wing with the material whose abrasion resistance is higher than the material which comprises a disc was employ | adopted.
これにより、羽根の内側面に砥粒が集積するが、該部は摩耗しにくくなり、摩耗する場合も一様に摩耗することになる。 As a result, the abrasive grains accumulate on the inner surface of the blade, but the portion is less likely to be worn, and even when worn, the portion is worn uniformly.
一方、上記羽根車のベルトを巻回していない開放部分の円周方向の全域に渡って円弧状に遮蔽板を設けるとともに、上記投下筒に替えて遮蔽板を表側の側面から覆う投下板を設け、この投下板の上端はホッパの下端に臨ませる一方、下端は表側の円板の投入口に臨んで傾斜してなるという手段を採用した。 On the other hand, a shield plate is provided in an arc shape over the entire circumferential direction of the open portion where the belt of the impeller is not wound, and a drop plate is provided to cover the shield plate from the front side surface instead of the drop cylinder. The upper end of the dropping plate is made to face the lower end of the hopper, while the lower end is inclined to face the insertion port of the front disc.
そして、遮蔽板の一端を噴射装置の噴射ノズルと接続するとともに、遮蔽板の他端には返し板を設けるという手段を採用した。 And the means of providing a return plate in the other end of the shielding board while connecting one end of the shielding board with the injection nozzle of an injection device was adopted.
さらに、遮蔽板は、断面逆V字状の一対の斜面板からなり、内側の斜面板は羽根車の羽根の開放部分の延長上に臨んで円板の表側に約45度傾けて設け、外側の斜面板は表側の円板より突出して内側の斜面板とは逆に内側に約45度傾けて設けるという手段を採用した。 Further, the shielding plate is composed of a pair of inclined plates with an inverted V-shaped cross section, and the inner inclined plate faces the extension of the open portion of the blade of the impeller and is inclined by about 45 degrees on the front side of the disk. The slope plate is provided so as to protrude from the front side disc and to be inclined at an angle of about 45 degrees on the inner side as opposed to the inner slope plate.
そして、内側の斜面板はセラミック板で構成し、外側の傾斜板はゴム板で構成するという手段を採用した。 The inner slope plate is made of a ceramic plate and the outer slope plate is made of a rubber plate.
これにより、羽根車の開放部分から放射状に漏れ出した砥粒は、順次傾斜板に衝突して投下板側に落下し、再び投入口から羽根車に供給される。 As a result, the abrasive grains that have leaked radially from the open portion of the impeller collide sequentially with the inclined plate and fall to the dropping plate side, and are again supplied to the impeller from the inlet.
また、返し板は、遮蔽板の方向に開くV字状に形成された2枚の反射板からなり、一方の反射板はベルトと平行に設け、他方の反射板は羽根車の周面に沿って設けるという手段を採用した。 The return plate is composed of two reflectors formed in a V shape that opens in the direction of the shielding plate, one reflector is provided in parallel with the belt, and the other reflector is along the peripheral surface of the impeller. Adopted the means of providing.
そして、それぞれの反射板はゴム板で構成するという手段を採用した。 And each reflecting plate employ | adopted the means of comprising with a rubber plate.
これらにより、漏れ出した砥粒を弾き返して、空気の流れにより投下板側に落下させ、再び投入口から羽根車に供給する。 As a result, the leaked abrasive grains are repelled, dropped to the dropping plate by the air flow, and supplied again to the impeller from the inlet.
上記構成からなる本発明に係る研削装置は、羽根を羽根車の中心部側から外周面側にいくに従って厚くなるくさび形状に形成しているので、羽根の先端部の摩耗による丸みが小さくなり、砥粒を羽根車の中心側にはね飛ばすことが少なくなる。そのため、多くの砥粒が羽根車の外周面側に集まって、噴射ノズルから噴射される砥粒の量が増加し、効率のよい研削作業を行うことが可能となった。 Since the grinding device according to the present invention having the above-described configuration is formed in a wedge shape that increases in thickness as the blades move from the center side of the impeller to the outer peripheral surface side, the roundness due to wear of the tip of the blade is reduced, It is less likely that abrasive grains are splashed to the center side of the impeller. Therefore, many abrasive grains gathered on the outer peripheral surface side of the impeller, and the amount of abrasive grains ejected from the ejection nozzle increased, making it possible to perform an efficient grinding operation.
また、羽根の両側に鍔板を設けて羽根車に取り付けることで、砥粒が集積する内側三面の部分が同質の耐摩耗性の高い素材で構成されることになる。そのため、該部の摩耗を抑制し、また摩耗する場合も一様に摩耗するので、耐久性に富んだ研削装置とすることができる。 In addition, by providing saddle plates on both sides of the blades and attaching them to the impeller, the inner three surfaces where the abrasive grains are accumulated are made of the same material with high wear resistance. For this reason, the wear of the portion is suppressed, and even when worn, it is worn uniformly, so that a grinding device with high durability can be obtained.
一方、羽根車のベルトを巻回していない開放部分に遮蔽板や返し板を設けているので、この開放部分から漏れ出た砥粒を効率よく回収し、羽根車に再供給することができるようになった。これによっても、噴射ノズルから噴射される砥粒の量が増加し、効率のよい研削作業を行うことが可能となった。 On the other hand, since the shielding plate and the return plate are provided in the open portion where the belt of the impeller is not wound, the abrasive grains leaking from the open portion can be efficiently collected and re-supplied to the impeller. Became. This also increases the amount of abrasive grains ejected from the ejection nozzle, making it possible to perform an efficient grinding operation.
以下、本発明に係る研削装置の好ましい実施形態について、添付した図面に従って説明する。図1において、1は、ワーク(作業対象物)の研削作業を行う密閉可能な作業室、2は、作業室1に向かって砥粒を噴射する噴射装置、3は、噴射装置2から作業室1に向かって設けられた噴射ノズルである。作業室1の下部はホッパ1aとし、その開口に適宜開閉できる蓋1bを設け、投下筒4を介して噴射装置に砥粒を供給するように構成したものである。当該構成によれば、噴射装置2から作業室1に向かって吹き付けられた砥粒はワークに衝突した後、ホッパ1aを介して投下筒4から噴射装置2に再度供給され、砥粒の無駄をなくしている。
Hereinafter, a preferred embodiment of a grinding apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1,
噴射装置2は、主として羽根車2aと、これに巻回される無端状のベルト2bおよびベルト2bを羽根車の一部を開放した状態で巻回するように配置された3つのプーリ2c、2c・・からなる。羽根車2aは、図2に示したように、2枚の円板20、21の間に回転方向に前傾した複数枚の羽根22、22、・・・を挟持してなり、円板20、21の周面は開放されている。また、羽根車2aにおいて、表側の円板20は投入口20aを形成したドーナツ形状をなし、上記投入口20aを介して投下筒4を羽根車2aの内部に臨ませている。一方、裏側の円板21には駆動軸23が設けられ、この駆動軸23をモータ等に接続することで、羽根車2aに回転力を付与するものである。
The
この装置において、投下筒4より羽根車2aに投入された砥粒は、回転する羽根22による風圧と遠心力により、徐々に羽根車2aの外周面に拡散し、羽根22とベルト2bとで形成される鋭角部に片寄って集積し、ベルト2bが羽根車2aから離れる点を始点とした接線方向に噴射され、噴射ノズル3を通過してワークに至る。これによって、ワークを研削する。
In this apparatus, the abrasive grains thrown into the
続いて、図3について説明する。上記構成の本装置において、羽根22は、使用するに従って砥粒が多く衝突する先端部が摩耗し、丸くなるとともに、砥粒が集積する羽根22とベルト2bとで形成される鋭角部側も同時に砥粒によって摩耗し、羽根22の全体が僅かに薄くなる(同図(A)の斜線部参照。)。そうすると、投下筒4より投入された砥粒は、羽根22の先端部によって羽根車2aの中心部分方向にはね飛ばされることも多く、外周面側への砥粒の移動が阻害される。そのため、噴射される砥粒の量が相対的に減少し、砥粒による研削作用が低下していた。
Next, FIG. 3 will be described. In the apparatus having the above-described configuration, the
そこで、本発明では、同図(B)に示したように、羽根の厚み全体を従来の羽根より薄くすると共に、その側面形状を、羽根車2aの中心部側から外周面側にいくに従って厚くなるくさび形状に形成することとした。これにより、羽根先端部の丸みは小さくなり、砥粒が中心部方向にはね飛ばされることが少なくなる。そのため、外周面側に多くの砥粒が集まって、研削のために噴射される砥粒の量も増加する。なお、同図(B)で点線は従来の羽根の大きさを表し、また、斜線部は摩耗部分を表している。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 4B, the entire thickness of the blade is made thinner than that of the conventional blade, and the side surface shape is increased from the center side of the
一方、羽根車2a全体の構造について図4を参照して考えると、羽根22は、摩耗の度合いを低く維持するために、耐摩耗性の高い材料で形成することが好ましい。また、表裏の円板20、21は、砥粒から受ける接触圧が小さいので、この羽根22本体に比べて耐摩耗性の低い材料も使用可能である。特に、コスト面を考慮すると、高耐摩耗材は高価であるので、羽根22本体と2枚の円板20、21は、異なる材料を使用することが合理的であり、コストの低減になる。
On the other hand, considering the overall structure of the
そこで、例えば、砥材が粗削り用の研削力が大きいものである場合は、羽根はボロンカーバイト、円板は超硬合金、砥材が中研用のものである場合は、羽根は超硬合金、円板はアルミナセラミック、砥材が仕上げ用のものである場合は、羽根はアルミナセラミック、円板は超高分子量ポリエチレンを使用することができる。即ち、羽根本体と円板とでは異なる材料を使用すると共に、羽根を構成する材料を円板を構成する材料より耐摩耗性の高い材料を採用する。 So, for example, if the abrasive has a large grinding force for roughing, the blade is boron carbide, the disc is cemented carbide, and if the abrasive is for Chuken, the blade is cemented carbide. When the disc is alumina ceramic, and the abrasive is for finishing, the blade can be alumina ceramic, and the disc can be ultra high molecular weight polyethylene. That is, different materials are used for the blade main body and the disc, and a material having higher wear resistance than the material constituting the disc is adopted as the material constituting the blade.
ところで、図4において、羽根22と円板20、21との接合角部(図の斜線部)では集積した砥粒が円板にも作用して該角部を摩耗させる。上述のように、円板全体としては、羽根より耐摩耗性の低い材料を使用することが好ましいが、円板の該接合角部に関しては、摩耗しないことが好ましい。
Incidentally, in FIG. 4, the accumulated abrasive grains act on the discs at the joining corners (shaded portions in the figure) between the
そこで、本発明の別の実施形態として、羽根の構成を図5及び図6に示すような形状とすることもある。即ち、図5において、22aは羽根本体で、円板と接する両側直角方向に鍔板22b、22bを一体に延設したものである。この羽根本体22aは、前記実施形態と同様に、羽根車2aの中心部側から外周面側にいくに従って厚くなるくさび形状に形成する。また、鍔板22bは、その側面を上記羽根本体の一面と同一面として、断面コの字状とし、その内側面に砥粒が集積するようにしている。
Therefore, as another embodiment of the present invention, the configuration of the blade may be a shape as shown in FIGS. That is, in FIG. 5,
そして、この羽根は、図6に示すように、鍔板22bを円板20、21に埋め込むようにして取り付ける。即ち、鍔板22bの内側面と円板20、21の内側面が連続した同一面となるようにする。これにより、外観上、円板表面には無駄な凹凸部分がなく、従来と同様に羽根のみが直角に立設した態様となる。
And this blade | wing is attached so that the
この羽根は、全体を耐摩耗性の高い素材で一体に形成することが好ましく、使用する砥粒の研削力によって、ボロンカーバイト、超硬合金、アルミナセラミック等を任意に選択できる。これによって、砥粒が集積する三面の部分が同質の耐摩耗性の高い素材で構成されることになるから、該部は摩耗しにくく、摩耗する場合も一様に摩耗することになる。 The blades are preferably integrally formed of a material with high wear resistance, and boron carbide, cemented carbide, alumina ceramic, or the like can be arbitrarily selected depending on the grinding force of the abrasive grains used. As a result, the three surfaces where the abrasive grains accumulate are made of the same material with high wear resistance, so the portions are not easily worn and even when worn.
続いて、図7から図10は、本発明に係る研削装置のさらに別の実施形態を示すものである。上述したように、羽根車2aに投入された砥粒は、羽根22による風圧と遠心力により、徐々に羽根車2aの外周面に拡散し、羽根22とベルト2bとで形成される鋭角部に片寄り、ベルト2bが羽根車2aから離れる点を始点とした接線方向に噴射され、噴射ノズル3を通過してワークに至る。しかし、図から明らかなように、ベルト2bは羽根車2aの一部(図では上方)を開放した状態で巻回するように設けている。このため、砥粒の一部は噴射ノズル3からではなくこの開放部分から外方へ噴射されて装置室内に漏れ出てしまう。そこで、この実施形態では、この開放部分から漏れ出る砥粒を回収し、羽根車に再投入する構成を採用した。
7 to 10 show still another embodiment of the grinding apparatus according to the present invention. As described above, the abrasive grains thrown into the
即ち、図7から図10において、5は、羽根車2aのベルト2bを巻回していない開放部分の円周方向の全域に渡って円弧状に設ける遮蔽板である。この遮蔽板5は、図9に示すように、断面逆V字状を有する一対の斜面板5a、5bからなり、円周方向の一方端は噴射ノズル3に接続している。そして、内側の斜面板5aは、羽根車2aの羽根22の開放部分の延長上に臨んで表側に約45度傾斜させて設け、他方の外側の斜面板5bは、表側の円板より突出して逆向きに約45度傾けて設けている。従って両斜面板5a、5bが形成する角度は、およそ90度である。また、内側の斜面板5aはセラミック板で構成し、外側の斜面板5bはゴム板で構成している。
That is, in FIGS. 7 to 10,
さらに、この遮蔽板5の円周方向の他方端、即ち、羽根車2aとベルト2bとが最初に接触する側には、返し板6を設けている。この返し板6は、側面視が遮蔽板5方向に開くV字状に形成された2枚の反射板6a、6bからなる。そして、一方の反射板6aはベルト2bと平行に設け、もう一方の反射板6bは円板の周面に沿って設けている。また、両反射板6a、6bは、ゴム板で構成している。
Further, a
次に、7は先の投下筒4に変わるものとして設ける投下板であり、円板の表側で、上記遮蔽板5及び返し板6を側面から覆って、その上端は、ホッパ1aに臨ませる一方、下端は円板20の投入口20aに臨んで傾斜して設けている。
Next, 7 is a dropping plate provided as a substitute for the dropping cylinder 4 and covers the shielding
このような構成の本実施形態では、羽根車2aに投入された砥粒は、回転する羽根22による風圧と遠心力により、徐々に羽根車2aの外周面に拡散し、羽根22とベルト2bとで形成される鋭角部に片寄って集積し、ベルト2bが羽根車2aから離れる点を始点とした接線方向に噴射され、噴射ノズル3を通過してワークに至ることは、左記の実施形態と同様であるが、さらに、羽根車2aの開放部分から放射状に漏れ出た砥粒が、まず、遮蔽板5の内側の斜面板5aに衝突し、角度を変えて斜面板5bに衝突し、さらに角度を変えて投下板7側に落下する(図9の矢印参照。)。そして、この投下板7側に落下した砥粒は投下板7に沿って転動し、再び投入口20aから羽根車2aに供給される。
In the present embodiment having such a configuration, the abrasive grains introduced into the
また、返し板6を設けた部分では、斜面板5aに衝突し斜面板5bまで行かない砥粒を、反射板6a、6bが、投下板7側に弾いて再供給することになる。
Further, in the portion where the
このように、羽根車2aの開放部分から漏れ出た砥粒は、遮蔽板5及び返し板6を介して再び羽根車2a内に回収され、研削作業に供されることになるので、砥粒の無駄がなくなり、効率のよい研削作業ができるのである。
As described above, the abrasive grains leaking from the open portion of the
1 作業室
1a ホッパ
2 噴射装置
2a 羽根車
2b ベルト
2c プーリ
3 噴射ノズル
4 投下筒
5 遮蔽板
5a、5b 斜面板
6 返し板
6a、6b 反射板
7 投下板
20、21 円板
20a 投入口
22 羽根
22a 羽根本体
22b 鍔板
23 駆動軸
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