JP2576035Y2 - 揺動バレル駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、バレルを揺動させて内
部に収容した材料を混合攪拌することにより研磨、メッ
キ、洗浄等を行う揺動バレルの駆動装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えばバレル研磨装置においては、一般
に回転バレルや振動バレルが汎用されているが、本出願
人は先に構成や操作が簡単でかつ効率的に研磨を行える
バレル研磨装置として上面開放容器から成るバレルを揺
動させ、内部に収容した材料を８の字を描くように流動
させて研磨する揺動バレルを提案している。

【０００３】この揺動バレルにおいてバレルを揺動させ
る駆動装置としては、当初駆動モータとクランク機構か
ら成るものを例示していたが、その場合には揺動時の速
度分布が正弦カーブとなり、内部の材料を８の字状に流
動させ得ない場合があった。

【０００４】これに対して、バレルをその揺動区間を略
等速で往復揺動させると内部の材料を確実に８の字状に
流動させることができることが判明し、バレルを略等速
で揺動させる駆動装置として、回転運動を等速運動に変
換するハートカムや円筒カムを用いた機構を採用した駆
動装置を先に提案している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な等速運動機構を用いた駆動装置は構成が複雑であり、
さらに実際の研磨作業時の要請から揺動範囲や揺動速度
を任意に可変できるようにすると一層構成が複雑になる
ため、コスト高になるとともに耐久性の上でも問題があ
った。

【０００６】一方、近年は正逆回転並びに等速回転駆動
制御可能な高抵抗かご形駆動モータが開発されており、
それを適用することも考えられるが、揺動端での慣性モ
ーメントが大きくかつバレル内の状態が一定でないため
に単に駆動モータとバレルを回転伝動手段で連結した構
成では揺動範囲が安定しないという問題がある。

【０００７】本考案は、上記従来の問題点に鑑み、バレ
ルを略等速で揺動できるとともにその揺動範囲を任意に
かつ安定的に設定でき、しかも構成が簡単・安価でかつ
耐久性のある揺動バレル駆動装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案の揺動バレル駆動
装置は、回転自在な揺動軸にてその軸芯回りに揺動自在
に支持されたバレルを揺動駆動する揺動バレル駆動装置
であって、正逆回転可能な駆動モータと減速機から成る
駆動手段と、駆動手段と揺動軸を連結する回転伝達手段
と、揺動軸の揺動角を検出する揺動角検出手段と、検出
した揺動角が予め設定された駆動停止揺動角になると駆
動モータを制動した後一定時間後に駆動モータを逆方向
に駆動する駆動制御手段と、駆動停止揺動角から適当角
度外側位置で機械的に揺動軸の揺動を停止させるストッ
パ手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本考案によれば、駆動手段を回転伝達手段を介
して揺動軸に連結するだけで、駆動制御手段にて予め設
定された駆動停止揺動角の範囲内で駆動モータを略等速
で往復回転駆動することにより揺動軸を正逆回転駆動し
てバレルを略等速で揺動駆動することができ、かつ駆動
停止揺動角を検出すると制動がかけられて揺動速度が急
減した後上記駆動停止揺動角から適当角度外側位置でス
トッパ手段にて機械的に揺動が停止されるため、バレル
の揺動範囲を安定的に設定することができる。また、ス
トッパ手段にて機械的に停止させる前に制動をかけるた
め、ストッパ手段に過大な力が作用することもない。さ
らに、揺動範囲は駆動停止揺動角の設定とストッパ手段
の位置調整にて簡単に設定・可変することができる。か
くして、簡単で耐久性のある安価な構成にてバレルを略
等速にて任意の揺動範囲で安定して揺動させることがで
きる。

【００１０】

【実施例】以下本考案の一実施例の揺動式バレル研磨装
置について図１〜図４を参照しながら説明する。

【００１１】図１、図２において、１はバレルで、その
両側端面に取付枠板２が固着されている。バレル１の一
側端面の取付枠板２にはフランジ部３ａとボス部３ｂを
有する連結ブラケット３が取付けられ、そのボス部３ｂ
の内周に歯付きスリーブ４を介して揺動スプライン軸５
が嵌合固定されている。バレル１の他側端面の取付枠板
２には揺動スプライン軸５と同一軸心の支軸（図示せ
ず）が固定されている。

【００１２】揺動スプライン軸５はフレーム６に設けら
れた軸受７にて回転自在に支持され、支軸（図示せず）
も同様にフレーム６に設けられた軸受（図示せず）にて
回転自在に支持されている。

【００１３】軸受７は、軸受本体８内に一対の歯付き回
転スリーブ１１をそれぞれ軸受メタル９とスラストベア
リング１０を介して回転自在に配置して構成され、歯付
き回転スリーブ１１に揺動スプライン軸５が挿通されて
いる。揺動スプライン軸５は軸受７から長く突出され、
揺動腕取付スリーブ１２と歯付きプーリ取付手段１３が
嵌合固定されている。

【００１４】揺動腕取付スリーブ１２はその内周にスプ
ラインが形成され、外周に揺動腕１４のボス部１４ａが
嵌合され、かつこのボス部１４ａが揺動腕取付スリーブ
１２のフランジ部１２ａにボルト１２ｂにて締結されて
いる。揺動腕１４の先端にはゴム等の弾性部材からなる
当接片１５が取付けられている。一方、軸受本体８の端
面に揺動腕１４の長さよりも若干大きな半径の円板１６
が固着され、その外周にストッパ取付リング１７が固着
されている。ストッパ取付リング１７には一対のストッ
パ片１８が移動自在に装着されるとともに固定具１９に
て任意の位置に固定可能に構成されている。

【００１５】歯付きプーリ取付手段１３は、次のように
構成されている。即ち、内周にスプラインを形成した一
対の歯付きスリーブ２０の外周に回転スリーブ２１が嵌
合され、その両端が歯付きスリーブ２０のフランジ部２
０ａにボルト２０ｂにて締結されている。回転スリーブ
２１の一端には受鍔２２が形成され、他端部外周に押圧
板２３と皿バネ２４が外嵌されるとともに押圧ナット２
５が螺合され、受鍔２２と押圧板２３の対向面に配置さ
れた摩擦板２６を介して歯付きプーリ２７の内周部が挟
持され、歯付きプーリ２７から回転スリーブ２１及び歯
付きスリーブ２０を介して揺動スプライン軸５に回転力
を伝達するとともに摩擦力を越えた回転力は安全に逃が
すように構成されている。

【００１６】歯付きプーリ２７はタイミングベルト２８
を介してフレーム６のベース６ａ上に設置された駆動手
段３０の駆動プーリ２９に連結されている。駆動手段３
０は減速機３１と駆動モータ３２にて構成され、減速機
３１の出力軸に駆動プーリ２９が装着され、減速機３１
の入力軸と駆動モータ３２の出力軸とが、歯付きプーリ
３３、３４とそれらに巻き掛けられたタイミングベルト
３５にて連結されている。

【００１７】図１、図２において、３６はバレル１の外
側を覆う円筒状の安全カバー、３７、３８は軸受７の両
端と取付ブラケット３及び揺動腕取付スリーブ１２の間
に介装されたディスタンスピース、３９は揺動腕取付ス
リーブ１２と歯付きスリーブ２０の間に介装されたディ
スタンスピース、４０は揺動スプライン軸５の軸端部に
螺合された押圧ナットである。

【００１８】駆動モータ３２は高始動・高加速トルク特
性を持つ高抵抗かご形モータから成るとともに大きな制
動力が得られる直流発電制動機能を備えており、起動・
逆転・停止を頻繁に行なうことができる。この駆動モー
タ３２は、図３に示すように、駆動モータ３２の出力軸
又は揺動スプライン軸５の回転位置を検出するエンコー
ダ４２からの検出信号が入力された駆動制御手段４１に
て駆動制御され、等速で回転するように駆動制御されて
いる。また、エンコーダ４２からの検出信号は揺動スプ
ライン軸５の揺動角を検出する揺動角検出手段４３にも
入力され、検出された揺動角が比較器４４に入力され、
任意に設定可能な揺動角設定手段４５にて設定された駆
動停止揺動角と比較され、設定された駆動停止揺動角に
達すると駆動制御手段４１に信号を出力するように構成
されている。

【００１９】次に、以上の構成によるバレル研磨動作を
説明する。バレル１内にメディアと被研磨物を収容し、
駆動制御手段４１にて駆動モータ３２をその高始動・高
加速トルク特性を生かして正逆反転駆動してバレル１を
略等速で往復揺動させると、メディアと被研磨物がバレ
ル１内で確実に８の字を描いて攪拌流動し、メディアが
大きく流動して被研磨物の表面に効率的にかつ均一に接
触し、メディアの研磨作用によって被研磨物の表面が効
率的に研磨される。

【００２０】上記バレル１の揺動駆動制御について図４
を参照して説明すると、エンコーダ４２にて揺動スプラ
イン軸５の揺動位置が刻々検出されて揺動スプライン軸
５、即ちバレル１が一定速度Ｖで揺動するように駆動モ
ータ３２が駆動制御手段４１にて駆動制御されるととも
に、揺動角検出手段４３にて揺動スプライン軸５の実際
の揺動角が検出され、揺動角設定手段４５にて予め設定
された駆動停止揺動角に達すると、比較器４４から駆動
制御手段４１に信号が出力されて駆動制御手段４１にて
駆動モータ３２の駆動が停止されるとともに内蔵されて
いるタイマにて所定時間ｔだけ制動がかけられ、その後
逆方向に駆動モータ３２が起動される。

【００２１】一方、その間にバレル１は制動をかけられ
たことによって速度を急減しながらも慣性力により揺動
するが、駆動停止揺動角から適当角度外側に位置で揺動
腕１４の先端の当接片１５がストッパ片１８に衝突する
ことによりバレル１は機械的に強制停止される。そし
て、強制停止された直後に上記タイマの所定時間ｔが切
れて上記のように逆方向に駆動モータ３２が起動され、
再び等速Ｖにて駆動制御される。この動作が繰り返され
ることによってバレル１は内部の流動状態に影響を受け
ることなくストッパ片１８にて設定された揺動範囲内を
安定的に、かつ揺動端を除いてほぼ等速で往復揺動す
る。

【００２２】また、その揺動範囲は、揺動角設定手段４
５の設定値を設定し直し、ストッパ片１８の固定位置を
調整することによって容易に変更することができる。

【００２３】以上のように、本実施例の揺動バレル駆動
装置によれば、複雑な等速機構のない簡単で耐久性のあ
る安価な構成にて、バレル１を略等速にて、かつ任意に
設定した揺動範囲を安定的に揺動させることができる。

【００２４】なお、上記実施例では本考案の駆動装置を
揺動バレル研磨装置に適用した例を示したが、メッキ装
置や洗浄装置の揺動バレルの駆動装置にも適用できるこ
とは言うまでもない。

【００２５】

【考案の効果】本考案の揺動バレル駆動装置によれば、
駆動手段を回転伝達手段を介して揺動軸に連結するだけ
で、駆動制御手段にて予め設定された駆動停止揺動角の
範囲内で駆動モータを略等速で往復回転駆動して揺動軸
を介してバレルを略等速で揺動駆動することができ、か
つ駆動停止揺動角を検出すると制動がかけられて揺動速
度が急減した後上記駆動停止揺動角から適当角度外側位
置でストッパ手段にて機械的に揺動が停止されるため、
バレルの揺動範囲を安定的に設定することができるとと
もにストッパ手段にて機械的に停止させる前に制動がか
けられるためストッパ手段等に過大な力が作用すること
もなく、さらに揺動範囲は駆動停止揺動角の設定とスト
ッパ手段の位置調整にて簡単に設定・可変することがで
きる。かくして、簡単で耐久性のある安価な構成にてバ
レルを略等速にて任意の揺動範囲で安定して揺動させる
ことができるという大なる効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の揺動式バレル研磨装置の要
部の構成を示す部分断面正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】同実施例の駆動モータの駆動制御ブロック図で
ある。

【図４】同実施例の往復揺動動作のタイミング図であ
る。

【符号の説明】

１ バレル ５ 揺動スプライン軸 １４ 揺動腕 １７ ストッパ取付リング １８ ストッパ片 ２７ 歯付きプーリ ２８ タイミングベルト ２９ 駆動プーリ ３０ 駆動手段 ３１ 減速機 ３２ 駆動モータ ４１ 駆動制御手段 ４３ 揺動角検出手段 ４４ 比較器 ４５ 揺動角設定手段

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在な揺動軸にてその軸芯回りに揺
   動自在に支持されたバレルを揺動駆動する揺動バレル駆
   動装置であって、正逆回転可能な駆動モータと減速機か
   ら成る駆動手段と、駆動手段と揺動軸を連結する回転伝
   達手段と、揺動軸の揺動角を検出する揺動角検出手段
   と、検出した揺動角が予め設定された駆動停止揺動角に
   なると駆動モータを制動した後一定時間後に駆動モータ
   を逆方向に駆動する駆動制御手段と、駆動停止揺動角か
   ら適当角度外側位置で機械的に揺動軸の揺動を停止させ
   るストッパ手段とを備えたことを特徴とする揺動バレル
   駆動装置。