JP2519514Y2 - 振動バレル研磨装置のバレル槽 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、強制振動を与えたバレル槽内に研磨対象の
工作物をメディア，コンパウンドおよび水等と共に装入
し、これらをマスとして槽内で旋回流動させて工作物の
研磨を行なう振動バレル研磨装置のバレル槽に関する。

〔従来の技術〕

従来、上述の研磨装置に適用されるバレル槽として、
槽の上面が開放され、マスの旋回流動部となる槽内の形
状が垂直断面でほぼ円形をなしたものとしては、次のも
のが知られている。

例えば、特公昭60−51989号公報には、第４図の
（ａ）に示すように半円状の円弧底壁１に連なる上半部
の相対向する壁面2,3がともに上方へ直線的に形成され
たもの、また同（ｂ）に示すように円弧状の底壁１に連
なる一方（マスの上昇流側）の対向壁面２が内側湾曲
し、他方の対向壁面３が上方へ直線的に形成されたも
の、さらに同（ｃ）に示すように半円状の円弧底壁１に
連なる上半部の相対向する壁面2,3がともに内側湾曲に
形成されているもの、等が知られている。

また他の特公昭60−39509号公報には、第５図に示す
ように半円状の円弧底壁１に連なる上半部の対向壁面2,
3のうち、マス上昇流側における対向壁面２が内側へ横
向きに屈曲されて加圧流動壁2aとし、その上に垂直の加
圧立上り壁2bを形成して、上述の加圧流動壁2aによりマ
スを下方へ加圧して工作物の浮き上がりによる流動停滞
を防止したものが知られている。

さらに他の実公昭62−8996号公報には、第６図に示す
ように円形の垂直断面を有するバレル槽１において、マ
スの上昇流側の対向壁面２は内側湾曲し、マスの下降流
側の対向壁面は直線壁３にして、その直線壁３の壁面内
部にコンパウンド泡飛散防止カバー４を設けたものも知
られている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、強制振動を与えるバレル槽内において工作
物を、メディア，コンパウンドと共にマスの一部として
旋回流動させる一般的な振動バレル研磨装置に対し、こ
れに前述の先行技術に示す形態のバレル槽を適用する場
合、次に述べるような問題点があった。

すなわち第４図の（ａ）示す断面形状のバレル槽で
は、研磨対象の工作物が軽量の場合、槽内を旋回流動す
るマスの上昇流側および下降流側において工作物ｓが、
図示のようにメディアの上面より浮き上がってなかなか
メディアの中に潜り込まずこれが原因して工作物の研磨
効率が低下したり研磨むらが発生する等の問題点が生じ
る。

この点、第４図の（ｂ）に示す断面形状のバレル槽で
は、マスの上昇流側の対向壁面２が内側湾曲されている
ので、この上昇流側ではマスの流れがスムーズになり工
作物の浮き上がりによる流動停滞は防止できる効果が得
られるものの、マスの下降流側では依然として工作物ｓ
がメディア上面より浮き上がって前述と同様の問題点が
生じる。

また第４図の（ｃ）に示す断面形状のバレル槽におい
ては、バレル槽の上半部における相対向壁面2,3がとも
に内側湾曲に形成されていることにより工作物ｓの浮き
上がりによる流動停滞は防止できるものの、他面、内側
湾曲されたバレル槽の対向壁面2,3はその上端高さが同
一のために、旋回流動する工作物ｓが図示のようにバレ
ル槽の外に飛び出してしまうという新たな問題点が派生
する。この場合、工作物の飛出しを防止するためにマス
の総量を少なくすることも考えられるが、この解決方法
ではマスの上昇流側の壁面内側にポケット空間ができ
て、逆にメディアの上面に工作物ｓが停滞するという別
の問題点が派生して完全な解決対策とはならない。

また第５図ち示す断面形状のバレル槽においても、前
記第４図の（ｂ）に示すバレル槽と同様にマスの下降流
側の上部壁面３が、内側には湾曲しておらず直線的であ
るため、第４図（ｂ）に示すものについて述べた理由と
同様に工作物ｓが下降流側の壁面３に停滞して研磨効率
が低下したり研磨むらが発生するという問題点がある。

さらに、第６図に示すバレル槽の場合、マスの下降流
側の直線壁３にはその内側にコンパウンド泡飛散防止カ
バー４が設けられ、このように飛散防止カバー４を設け
たものでは、部品点数が増える不都合があるばかりでな
く、マス下降流側の壁面２に発生する工作物ｓの停滞状
況を目で視認することができなくなり、また工作物ｓが
その飛散防止カバー４の端部に引掛る等の問題点があ
る。

本考案は、上述した先行技術のバレル槽が有する問題
点を解消し、併せて、簡単かつコンパクトな構成で工作
物の研磨効率を飛躍的に向上できるように改良された振
動バレル研磨装置のバレル槽を提供することを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本考案は、上面が開放さ
れ、垂直断面形状が略円形をなす振動バレル研磨装置の
バレル槽において、 半円弧状の底壁に連続する上半部の相対向する壁面の
うち、マスの上昇流側に対応した片側の対向壁は、上記
底壁の円弧面に略沿う曲率で内側へ弯曲させた形状とな
し、 他方のマス下降流側に対応した対向壁は、上記底壁の
円弧中心水平線より所要長さ垂直に延びる直線壁を介在
させてその上部を所要曲率で内側へ弯曲させ、且つ該内
側弯曲壁の上端を、前記片側のマス上昇流側における内
側弯曲壁の上端よりも上方に位置する高さに形成してな
ることを特徴とするものである。

〔作用〕

このように構成されていると、マスの下降流側の上半
部対向壁面は、所要長さにわたる垂直の直線壁を介在し
てその上部を内側湾曲させたことにより、マスの流動上
面とその内側湾曲壁とで囲まれる空間はマスが流動する
下降方向に向けて徐々に狭くなり、このため、工作物は
メディアの上面に浮き上がってもその弯曲壁面に沿って
強制的にメディア内に押込まれるように作用して槽内部
に潜り込むように引き込まれる。

この作用から、浮き上がった工作物はマスの下降流側
の弯曲壁面に沿ってメディア内に潜入するように流動
し、その壁面に対して直角方向より叩き付けるような衝
突現象が起らないから、工作物と壁面との間においてキ
ズや打痕等が発生せず工作物の品質低下が防止される。

また上記マス下降流側の上半部対向壁面に形成した内
側弯曲壁の上端は、他方のマス上昇流側の対向壁面に形
成した内側弯曲壁の上端よりも上方に位置する高さに形
成してなるから、マスの下降流側の壁面において発生す
る傾向がみられる工作物の、槽外への飛び出し現象や、
コンパウンド泡の槽外への飛散現象等がともに防止され
る作用も得られる。

加えてマスの下降流側における弯曲壁面の下方領域
は、工作物とメディアとの接触振動が最も強く研磨効率
の高い領域であるが、この領域には弯曲壁面の下方に所
要長さの直線壁を介在させて領域拡大を図っているの
で、高研磨領域が拡大されて研磨効率を最大限に高める
作用も得られる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。

第１図，第２図は本考案のバレル槽が適用された振動
バレル研磨装置の１例を示すもので、図中符号10は研磨
装置の機台である。この機台10上には適当なバネ定数を
有するコイルバネ11を配列して箱型バレル槽12が自由振
動可能に支持されている。バレル槽12の下には複数の軸
受14を介してシャフト13が回転自在に軸支されている。
シャフト13には複数組のアンバランスウエイト15が同相
に締付け固定してあり、シャフト13の端部は、スプライ
ンシャフト17およびユニバーサルジョイント18を介して
バレル槽振動系の外部のモータ16に接続している。

上記バレル槽12は、長手方向に直角な垂直断面形状が
第３図に示すように略円形をなし、下半部は半円形の円
弧底壁20に形成されている。この円弧底壁20に連続する
上半部の相対向壁面21.22のうち、矢印で示すマスの上
昇流側に対応する片側の対向壁面21は、上記底壁20の円
弧面に沿う曲率半径R₁と略対応した半径R₂に沿って内側
へ湾曲させた形状となっており、その内側弯曲壁（対向
壁面21）の上部は、垂直の立上り壁23を介して外側に拡
がる開口傾斜壁24を形成している。

また他方のマス下降流側の対向壁面22は、上記底壁20
の円弧中心水平線Ｃ−Ｃより所要長さｌにわたり垂直に
伸びる直線壁25を介在させてその上部を曲率半径R₃に沿
って内側へ弯曲させ、その内側弯曲壁（対向壁面22）の
上端22aを、前記マスの上昇流側の対向壁面21に形成し
た内側弯曲壁の上端21aよりも上方位置に位置する高さ
に形成してあり、その上部には直接に外側へ拡がる開口
傾斜壁26を形成している。

ここに底壁20の曲率半径R₁、対向壁面21の曲率半径
R₂、垂直直線壁25の長さｌ、対向壁面22の曲率半径R₃の
相互間における最適な関係を示すと、R₁≒R₂、R₁≧R₃と
し、この場合のR₁とｌの比は、R₁:l＝５〜3:1に設定す
ることが望ましい。

次いで、このように構成された振動バレル研磨装置に
おけるバレル槽12の作動を説明する。

まずモータ16の回転動力は、スプラインシャフト17と
ユニバーサルジョイント18とを介してシャフト13を駆動
しているので、バレル槽12が機台10に対して三次元運動
をしても円滑に動力伝達が行われ、シャフト13が回転す
ると、アンバランスウエイト15の移動によりコイルバネ
11に支持されているバレル槽12は強制振動させられる。

そしてバレル槽12内に挿入された工作物とメディア等
のマスは、矢印で示される方向に旋回流動して、その流
動過程において公知のように工作物の研磨加工がなされ
る。

この場合、バレル槽12は、前記したようにマスの加工
流側の上半部対向壁面22が、所要長さｌにわたる垂直の
直線壁25を介在させてその上部を内側弯曲させたことに
より、槽内のマス流動上面Ａとその内側弯曲壁（対向壁
面22）とで囲まれる空間Ｂはマスが流動する下降方向に
向けて徐々に狭くなった形態となる。このような形態か
ら、工作物はメディアの上面Ａに浮き上がってもその弯
曲壁面に沿って強制的に流動するメディア内に押し込ま
れるように作用し、槽内部に潜り込むように引き込まれ
る。

そして、この作用から、浮き上がった工作物はマスの
下降流側の弯曲壁面（対向壁面22の内側弯曲壁）に沿っ
てメディア内に潜入し、その壁面に対して直角方向より
叩き付けるような衝突現象が起らないから、工作物と壁
面とき間においてキズや打痕等が発生せず、工作物の品
質低下が防止される。

またマスの下降流側の対向壁面22に形成した内側弯曲
壁の上端22aは、他方のマス上昇流側の対向壁面21に形
成した内側弯曲壁の上端21aよりも上方に位置する高さ
に形成してなるから、マスの下降流側の壁面において発
生する傾向がみられる工作物の、槽外への飛び出し現象
や、コンパウンド泡の槽外への飛散現象等が防止され
る。

加えて、バレル槽12内におけるメディアの運動状態の
観察結果によると、マスの下降流側における弯曲壁面
（対向壁面22の内側弯曲壁）の下方領域は、工作物とメ
ディアとの接触振動が最も強く研磨効率の高い領域であ
ることが確認され、この領域には弯曲壁面の下方に所要
長さｌの直線壁25を介在させて領域拡大しているから、
高研磨領域が拡大され、研磨効率が大きく向上される。

特に、前記のR₁≒R₂，R₁≧R₃と設定した場合、R₁:lの
比をR₁:l＝５〜3:1に設定している場合、上述の作用に
よりスムーズで効率の良い振動バレル研磨加工が行なえ
ることが確認された。

なお上記実施例は、箱型のバレル槽12について説明し
たが、円形ドーナツ型のバレル槽や、対向する一対の直
線状バレル槽と半円状のバレル槽を組合せた環状バレル
槽にも適用できることは勿論である。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案によれば上述のような
作用が得られる結果、簡単な構成の改良により、 （１）．工作物の浮き上り現象による研磨効率の低下や
研磨ムラの発生が防止できること、 （２）．浮き上がった工作物がスムーズにバレル槽内部
のメディア内に潜入するために工作物のキズや打痕等の
発生が防止できること、 （３）．マスの下降側壁において発生する傾向がみられ
る工作物の槽外への飛び出し現象や、コンパウンド泡の
槽外への飛散現象等が防止できる効果も得られること、 （４）．バレル槽内の研磨高能率領域の拡大による研磨
効率の大幅な向上が期待できること、 等の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例によるバレル槽が適用された
振動バレル研磨装置の正面図、第２図は同側面図、第３
図は第１図のＡ−Ａ線に沿った本考案によるバレル槽の
一実施例を拡大して示す断面図、第４図（ａ）〜（ｃ）
および第５図〜第６図は従来のバレル槽の断面図であ
る。 10……振動バレル研磨装置の機台、11……コイルバネ、
12……バレル槽、13……シャフト、14……軸受、15……
アンバランスウエイト、16……モータ、17……スプライ
ンシャフト、18……ユニバーサルジョイント、20……円
弧底壁、21,22……上半部の対向壁面、21a,22a……対向
壁面21,22の上端、23……垂直立上り壁、24,26……開口
傾斜壁、25……垂直の直線壁、Ａ……マス流動上面、Ｂ
……空間、Ｃ−Ｃ……円弧中心水平線。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上面が開放され、垂直断面形状が略円形を
   なす振動バレル研磨装置のバレル槽において、 半円弧状の底壁に連続する上半部の相対向する壁面のう
   ち、マスの上昇流側に対応した片側の対向壁は、上記底
   壁の円弧面に略沿う曲率で内側へ弯曲させた形状とな
   し、 他方のマス下降流側に対応した対向壁は、上記底壁の円
   弧中心水平線より所要長さ垂直に延びる直線壁を介在さ
   せてその上部を所要曲率で内側へ弯曲させ、且つ該内側
   弯曲壁の上端を、前記片側のマス上昇流側における内側
   弯曲壁の上端よりも上方に位置する高さに形成してなる
   ことを特徴とする振動バレル研磨装置のバレル槽。