JP2942724B2 - 振動バレル研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は振動バレル研磨装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ホースに振動を与えてマス
（ワークと研磨材等の混合物の総称）を研磨するバレル
研磨装置が知られている。より具体的には、円筒体の内
部に振動モータを配しておき、さらにこの円筒体の外周
面にホース（長尺管体）を上下多段でかつ内外二重の螺
旋をなして巻き付けた構成のものである。そして、ホー
ス内にマスを充填し、前記ホースに振動を与えてマスを
ホース内を移動させ、この間の行程でワークを研磨材に
よって研磨しようというものである。

【０００３】一方、従来のホースは円筒体の周りに配さ
れるにあたり、ホースは一定のピッチをもって螺旋状に
配され、つまり上下方向に関して充分な隙間をもって配
されているとともに、適当な箇所毎にＵ字状の固定具に
よって機枠に固定されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来技術では、研磨の全行程で振動モータからの振動の受
け方が均一とならない、という問題点があった。つま
り、ホースの固定箇所と非固定箇所との間の不均一が問
題であり、また固定具による固定が不十分である場合に
はホースが共振を起こすことがある。共振が起きると、
本来マスに与えられるべき振動が打ち消され、マスの円
滑な流動が阻害されることによって本来の研磨が得られ
なくなる。

【０００５】このような問題を解消するために、ホース
間に充填材を介在させたり、あるいは上下半周ずつのブ
ロックを設けてこれらによってホースの全周を抱持する
ようなことも考えられていた。しかし、このような方法
を採用するにしても、製造が困難を極めまたホースの交
換作業を考慮した場合には、その作業性の悪さ故に到底
採用しうるものではない。

【０００６】本発明は上記した従来の問題点に鑑みて開
発工夫されたものであり、その目的とするところは、ワ
ークに対する良好な研磨を可能にしかつ製造容易な振動
バレル装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１の発明は、ワークおよび研磨材等の研磨路
を構成する長尺管体を、筒体の外周面に対して上下方向
に連続させてなる振動バレル研磨装置において、前記長
尺管体の上下両面には平坦な載置面が長さ方向に沿って
形成されることにより、長尺管体は上下に積み上げ可能
となっていることを特徴とするものである。

【０００８】また請求項２の発明は、請求項１記載のも
のにおいて、前記長尺管体は複数に分割されかつそれぞ
れは軟質材料により一体に成形されてなるとともに、各
分割管体の対向端面には相互に当接し合うシール面が形
成されかつシール面の外周側には分割管体同士を接続す
るための金属製の接続プレートが設けられていることを
特徴とするものである。

【０００９】さらに請求項３の発明は、請求項１または
２記載のものにおいて、前記長尺管体には長尺管体の内
壁面の摩耗状況を検知するための摩耗検知センサが埋設
されていることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用および効果】請求項１の発明の作用は以下のよう
である。長尺管体は筒体の外側に螺旋状をなして配され
るのであるが、長尺管体は上下の載置面によって長さ方
向に沿って積み上げられるため、全体として安定した支
持状態が得られている。このため、機枠等からの支持を
補助的に受けるにしても、その数は従来に比較して減少
させることができる。したがって、長尺管体に作用する
振動を、従来よりも一層均一なものとすることができ
る。

【００１１】請求項２の発明によれば、長尺管体は所定
長さ毎に分割されているが、分割された対向面には金属
製の接続プレートが設けられているため、接続にあたっ
てはシール面同士を突き当てて接続プレートを介して分
割管体同士が接続される。

【００１２】請求項３の発明では、経時的に長尺管体の
内壁面が摩耗することがある。摩耗が進行すると、摩耗
検知センサによってそのことが検出されるため、長尺管
体に対する適切な保守点検時期を容易に知ることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１〜図
１７に基づいて説明する。図１〜図３は本実施形態にお
ける振動バレルの全体構造を示すものである。図におい
て１は機台１であり、その上面には本体部２を弾性的に
懸架するための多数本のスプリング３がそれぞれ縦向き
にかつ周方向に沿って設けられている。

【００１４】本体部２は、その中心部に円筒体４を有し
ており、かつこの円筒体４の外側面には上下にフランジ
縁４ａ，４ｂが張り出し形成されている。このうちの下
側のフランジ縁４ｂによって上記した各スプリング３の
ばね力を受承する。一方、円筒体４の内部にはリング状
の取付け板５が固定され、ここには偏心重錘６ａ，６ｂ
を備えた振動モータ６がブラケット等を介して縦向きに
支持されている。この振動モータ６は後述するバレル槽
内のマスに対して所定の振動を作用させ、これらに送り
動作を行わせる役割を果たすものである。

【００１５】円筒体４の外側面であって上下の両フラン
ジ縁４ａ，４ｂの間には、バレル槽を構成する長尺管体
７ａ，７ｂが設けられている。図示のものは、円筒体４
周りを内外二重の螺旋でかつこれらが共に三段に積み上
げられたものとなっている。この装置の概略的な動きに
ついて説明すると、まず定量の研磨材、水等を予め投入
して装置を作動させておき、次にワークを投入すると内
側に配された長尺管体７ａの上端から研磨がスタートし
てそのまま内側長尺管体７ａの螺旋にしたがって流下
し、その下端にまで至ったら外側の長尺管体７ｂへ移動
する。ここからは螺旋を逆に上昇し、その上端において
研磨材・ワークの選別が行われた後、研磨済みワークと
して取り出される、という動作順になっている。

【００１６】具体的な構成を説明すると、内外の長尺管
体７ａ，７ｂの下端同士は金属製の下部パイプ８を介し
てシール状態で接続されているが、より詳細な接続構造
については後に改めて説明する。下部パイプ８の外側面
には研磨によって使用済みとなった研磨石等を取り出す
ための排石口９ａが開口しており、ここは通常時は開閉
可能な蓋板９によって閉止されている。なお、下部パイ
プ８の内壁にはウレタンライニングが施されている。

【００１７】一方、内外の長尺管体７ａ，７ｂの上端同
士はワークの投入および選別、さらには取り出しを行う
ための上部連結樋１０によって連絡されている。上部連
結樋１０は金属製の板材を折曲げて上方へ開放する樋状
に形成したものであり、その内部は仕切板１１によって
上下の室に区画されている。また、上部連結樋１０の側
面にはワークの投入口１２を有する張り出しが設けられ
この投入口１２は上部連結樋１０の下側の室に連通して
おり、さらにこの室は内側の長尺管体７ａの上端に連通
している。上部連結樋１０の上側の室は外側の長尺管体
７ｂの上端に連通しており、したがってここには一回の
研磨が完了した後のマスが導入されることになる。ま
た、仕切板１１の中央部は所定長さ範囲にわたって開口
して選別網１３が取り付けられている。選別網１３は研
磨材を下側の室に落下させ、ワークのみを網上に残すよ
う、その網目の大きさが設定されている。つまり、選別
網１３は研磨材を返送して再度の研磨のために内側の長
尺管体に送り込むとともに、研磨済みワークを取り出し
て上側の室の側方に開口するワーク取り出し口１４より
ワークの取り出しを可能にしている。

【００１８】ところで、内外の両長尺管体は共に螺旋形
状をなして形成されることは既述した通りであるが、本
実施形態では約３００゜の角度範囲毎に分割されたもの
（分割管体１５）を螺旋形状に旋回させつつ順に繋いで
いったものである。すなわち、各分割管体１５はウレタ
ン樹脂材によって一体に成形されたものであり、適度の
弾性と研磨に対する適切な耐摩耗性を有している。ま
た、各分割管体１５は断面がほぼ八角形をなして形成さ
れ、本体部２への装着に際してはこれらの外側面同士を
長さ方向に沿って重ね合わせるようにして積み上げられ
る。この意味で、各分割管体１５の外側面のうち積み上
げに係る面は載置面１６を形成することになる。なお、
内外の長尺管体７ａ，７ｂは円筒体４の下側フランジ縁
上４ｂに積み上げられてゆくのであるが、積み上げの初
期の部分、つまり一周目の部分については、螺旋状に上
り勾配をもつ支持レール１７上に載置され、これによっ
て支持の安定化が図られるようにしてある。逆に、最後
の周には上側フランジ縁４ａに固定される支持レール１
７によって同様の安定した支持が得られるようにしてあ
る。

【００１９】但し、本体部２には長尺管体部分を覆う本
体ハウジング（図示しない）が装着され、この本体ハウ
ジングあるいは円筒体４からの適当な支持手段によって
僅か数カ所であるが、長尺管体に対する支持が補助的に
行われている。

【００２０】次に、各分割管体１５の成形手順について
説明する（図４〜図６）。成形用の金型１８の内面は分
割管体１５の外側面形状を成形可能な断面八角形状の成
形面１８ａが形成され、かつ金型１８の一部にはウレタ
ン樹脂を注入するための図示しない充填口が開口してい
る。そして、この金型１８内には成形に先立って図７〜
図９に示す硬質樹脂材により形成された中子１９が装填
される。

【００２１】中子１９は全体としてチューブ状をなして
いるが、実際には図９に示すように一本の長尺のリボン
片２０を密着螺旋状に巻いてゆくことによって形成され
たものである。このリボン片２０の一方の側縁にはスリ
ット２１が長さ方向に沿って凹み形成され、他方の側縁
にはこのスリット２１に対し長さ方向に沿って密着して
差し込み可能な突縁２２が幅方向へ張り出している。し
たがって、リボン片２０を密着螺旋状にしつつ突縁２２
をスリット２１に差し込んでゆくことによって、側面に
隙間のない、つまりウレタン樹脂に対するシール性が確
保されたチューブ状をなす中子１９が得られる。

【００２２】上記のようにして構成された中子１９を、
中心角がほぼ３００゜をなす円弧状金型１８内に同心で
セットする。この必要上、中子１９は金型１８内で適当
な長さ間隔毎に次述する位置決めピース２３による支持
を受けている（図４（ｂ）参照）。この図に示すよう
に、中子１９は９０゜間隔毎に配された４個の位置決め
ピース２３により四方から突き当てられて支持を受けて
いる。各位置決めピース２３は樹脂材により成形され、
その外周面には長尺管体１５との接着面積を拡大させる
ためのねじが切ってあり、金型１８の壁面に対応したボ
ルト（ピンを打ち込んでもよい）へねじ込んでその取付
けが行えるようにしてある。

【００２３】そして、特に本実施形態では各位置決めピ
ース２３から特定の位置決めピース２３を選択して内部
に摩耗検知センサ２４を組み込むようにしている。この
摩耗検知センサ２４はマスの流路側から径方向に沿って
設けられた三つの検知線２４ａ〜２４ｃによって形成さ
れ、これら各検知線２４ａ〜２４ｃは摩耗状況報知装置
２５に接続されている。分割管体１５の壁面の摩耗は位
置決めピース２３の摩耗にほぼ対応しているため、各検
知線２４ａ〜２４ｃのうち内部側から順に検知線２４ａ
〜２４ｃを断線させることで、断線した検知線２４ａ〜
２４ｃに対応する表示が摩耗状況報知装置２５によって
なされ、これによって分割管体１５に生じている摩耗の
段階的進行を自動的に知ることができる。摩耗状況報知
装置２５での表示としては、一段階目の検知線２４ａの
断線時には青色の表示ランプを点灯させ、二段目、三段
目の断線時には順に黄色・赤色の表示ランプを順に点灯
させるようになっている。

【００２４】こうして、位置決めピース２３を用いなが
ら中子１９を金型１８内の中心にセットした後、金型１
８内にウレタン樹脂原液を充填する。所定時間の経過後
にウレタン樹脂が固化したら、金型１８を開放して中子
１９の抜き取りを行う。この場合には、リボン片２０の
一端をつまんで引っ張り出してやると、突縁２２とスリ
ット２１との係合が強制解除され、リボン片２０の密着
螺旋が解かれ、あたかも林檎の皮を剥くようにしてリボ
ン片２０を連続して引き出すことができる。このまま終
端までリボン片２０の引き出しを行えば、中子１９の抜
き取りが完了し、約３００゜の角度をもつ円弧状の分割
管体１５が得られる。

【００２５】但し、各分割管体１５の端面には他の分割
管体１５との接続のための金属製の接続プレート２６が
埋め込まれている。接続プレート２６は方形状をなして
おり、分割管体１５の成形に際して金型１８内にインサ
ートされる。分割管体１５の両端面には僅かに小径のシ
ール面２７がリング状に形成され、接続プレート２６は
その若干後方に埋め込まれるようにしてある。また、分
割管体１５は八角形の側面形状をもっているため、接続
プレート２６のうち、分割管体１５の各コーナに対応す
る部分はそれぞれはみ出すことになり、これらはみ出し
箇所には分割管体１５同士の接続のためのボルト差し込
み孔２８が複数個貫通し、ここにボルト３１を挿入しナ
ット３２によって締め込むことで分割管体１５同士が接
続されている。

【００２６】各分割管体１５同士を接続する場合の構造
は上記した通りであるが、分割管体１５と下部パイプ８
との接続は図１５に示すようになっている。従来であれ
ば、バレル槽を構成するホース内にこれより小径に形成
された下部パイプ８側の接続部を突っ込んで、そのもと
でボルト締めを行っていたが、これではマスの流路中に
径の異なる接続部が段差となって存在することになるた
め、偏摩耗あるいはマスの流動が阻害されることが懸念
される。そこで、本実施形態ではこの段差を解消するよ
うな構造とした。すなわち、分割管体１５の端面と下部
パイプ８側の接続部の内径を合致させ、これらを突き合
わせるようにする。このとき、分割管体１５の端部にお
いて外周面には接着剤を介在させて金属製のジョイント
具２９を固定する。そして、このジョイント具２９から
ボルト３０を挿入して下部パイプ８側へねじ込み、相互
の連結を行うのである。

【００２７】次に、上記のように構成された振動バレル
装置の作用効果を具体的に説明する。投入口１２より定
量の研磨材（研磨石、水等を含む）を投入して振動モー
タ６により本体部２を作動させておく。次に、ワークを
投入すると、内外の長尺管体に送り方向の振動が作用す
るため、ワークは長尺管体内を循環する研磨材と共に内
側の長尺管体７ａの上端の開口より内部に進入した後、
内側の長尺管体７ａ内部を下降する。さらに、ワークは
下部パイプ８を通って外側の長尺管体７ｂへと移動した
後、外側の長尺管体７ｂ内を上昇し、上部連結樋１０に
至る。そして、ここで選別網１３を通過する際に、研磨
材等は網目を通過して下部の室へ落下し、内側の長尺管
体７ａへと返送される。選別網１３上に残った研磨済み
ワークはそのまま前進し、ワーク取り出し口１４より回
収される。また、研磨が繰り返されて使用に適さなくな
った研磨石等は適当な時期毎に蓋板９を開放して排石口
９ａより排出される。

【００２８】ところで、本実施形態においては分割管体
１５に平坦な載置面１６を形成することにより、内外の
長尺管体７ａ，７ｂを長さ方向に沿って積み上げて支持
するようにしたため、従来に比較して固定のための支持
具の数を減らすことができる。このため、振動モータ６
の振動を均一に作用させることに寄与することができ、
したがってマスの円滑な流動が確保され、研磨機能を向
上させることができる。

【００２９】また、分割管体１５がウレタン樹脂材によ
って一体に成形されて材質の均一化が図られているこ
と、および３００゜（それ以上広範囲に成形することも
可能）という広角度範囲にわたって形成されてつなぎ目
の数が削減されていること等の理由によっても、振動の
均一化が達成される。さらに、長尺管体７ａ，７ｂは上
下方向に関して隙間無く積み上げられてゆくため、従来
に比較して高さ方向のスペースを削減でき、これによっ
て装置全体をコンパクトにすることができる。

【００３０】さらに、位置決めピース２３内に摩耗検知
センサ２４を設けているため、長尺管体７ａ，７ｂの内
壁面の摩耗状況を段階的に検出することができる。つま
り、長尺管体の摩耗の進行に応じて内壁面側の検知線２
４ａ〜２４ｃから順に断線してゆき、このことが摩耗状
況報知装置２５によって表示されるため、摩耗限界に対
する予知が容易になる。

【００３１】さらにまた、長尺管体７ａ，７ｂと下部パ
イプ８とは、相互の内壁面同士が段差無く接続されてい
るため、偏摩耗が回避できる効果が得られる。

【００３２】なお、本発明は種々の変更が可能であり、
次のような変形例も本発明の技術的範囲に含まれる。

【００３３】長尺管体７ａ，７ｂの上下の段数および
内外の巻き層数については、種々変更可能であり、実施
形態のものに限定されるべき性質のものではない。

【００３４】実施形態では長尺管体７ａ，７ｂの肉厚
が長さ方向に均一なものを示したが、金型１８の設計変
更により、部分的に肉盛りをするようなことは容易に行
うことができる。例えば、振動バレル装置であれば長尺
管体７ａ，７ｂの内壁面のうち円筒体４に近い側の壁面
がより摩耗することが経験的に知られている。このた
め、この部分のみ予め厚肉に成形しておくことも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】振動バレル装置の正面図

【図２】一部を破断して示す平面図

【図３】図２のIII-III線断面図

【図４】（ａ）は金型へ中子をセットした状態を示す側
断面図、（ｂ）は同じく正断面図

【図５】（ａ）は中子の抜き取り作業を示す側断面図、
（ｂ）は同じく正断面図

【図６】（ａ）は成形が完了した状態での分割管体の一
部を示す側断面図、（ｂ）は同じく正断面図

【図７】中子の斜視図

【図８】リボン片の接続状況を示す拡大断面図

【図９】中子からリボン片を解きほぐす状況を示す正面
図

【図１０】分割管体を示す平面図

【図１１】分割管体相互の接続状況を示す一部破断図

【図１２】図１１のXII-XII断面図

【図１３】図１１のXIII-XIII断面図

【図１４】位置決めピースを示す斜視図

【図１５】長尺管体と下部パイプとの接続部分を示す拡
大断面図

【図１６】摩耗検知センサの概略の構造を示す断面図

【図１７】位置決めセンサの取付け構造を拡大して示す
断面図

【符号の説明】

４…円筒体 ６…振動モータ ７…長尺管体 １５…分割管体 １６…載置面 １９…中子 ２４…摩耗検知センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−115568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−28557（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−24052（ＪＰ，Ａ) 実公 平７−42599（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平６−47646（ＪＰ，Ｙ２) 特公 昭51−40316（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 31/073 B24B 31/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークおよび研磨材等の研磨路を構成す
   る長尺管体を、筒体の外周面に対して上下方向に連続さ
   せてなる振動バレル研磨装置において、 前記長尺管体の上下両面には平坦な載置面が長さ方向に
   沿って形成されることにより、長尺管体は上下に積み上
   げ可能となっていることを特徴とする振動バレル研磨装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、前記長尺
   管体は複数に分割されかつそれぞれは軟質材料により一
   体に成形されてなるとともに、各分割管体の対向端面に
   は相互に当接し合うシール面が形成されかつシール面の
   外周側には分割管体同士を接続するための金属製の接続
   プレートが設けられていることを特徴とする振動バレル
   研磨装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のものにおいて、
   前記長尺管体には長尺管体の内壁面の摩耗状況を検知す
   るための摩耗検知センサが埋設されていることを特徴と
   する振動バレル研磨装置。