JP3369987B2 - 振動バレル研磨後の内容物洗浄方法及び振動バレル研磨法 - 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、振動バレル研磨後
に内容物（研磨石と工作物）に残留したコンパウンド成
分、研磨屑等の汚れを除去する洗浄方法及び振動バレル
研磨法に係り、金属加工等の分野で利用できるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】振動バレル研磨装置による湿式研磨では
内容物を装入したとき、これに加える水の量は通常内容
物に対する体積比で３％程度が最適とされており、さら
に内容物の洗浄、防錆作用を目的とするコンパウンドに
関してはこの水の量１リットルに対し液体ならば１０ｃ
ｃ程度、粉末ならば２０グラム程度が最適とされてい
る。なぜなら水の量が規定量より多かったり、コンパウ
ンドの量が規定量より多かったりすると、振動作用を加
えても流動が起こりにくく、ひいては研磨不足や研磨ム
ラという事態を生じさせるからである。逆に水の量が足
りなかったり、コンパウンド量が足りなかった場合は、
工作物を黒色化させ、洗浄、防錆力が不足する。そのた
め振動バレル研磨では水量及びコンパウンド量の管理が
重要視されてきた。

【０００３】バレル研磨が終了すると内容物は排出口よ
り取り出されて次工程の工作物と研磨石を選別する装置
にて分離され、分離と同時に工作物が洗浄される方法が
一般に取られている。しかしこの方法では分離帯中を進
行する工作物に対し、洗浄ノズル等によって洗浄するた
め時間が短く十分に洗浄できないことがある。特に工作
物が平面を有するステンレス鋼であると汚れが落ちにく
いため、ＮＧになりやすい。他の方法として、分離後に
別に設けた洗浄装置で行えば効果は大きいが、その分装
置が大がかりとなり、工場スペースを食われてしまう。
したがって、振動バレル研磨槽内で十分な洗浄ができれ
ば大がかりな洗浄システムを必要とせず、加工から洗浄
までのタイムラグの短縮に繋がるが、洗浄するには多量
の水を必要とし、前述のように多量の水を使用すると流
動作用が起きにくいので洗浄はままならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら振動バレ
ル研磨槽内での洗浄は研磨後、簡易的に行われることが
ある。この方法はバレル槽内の排水溝を開いた状態で給
水しながら振動作用のオン／オフを繰り返して洗浄する
方法である。この方法によれば工作物や研磨石は振動作
用を受けながら新しい水によって洗浄され、一方では汚
れた水と重い研磨スラッジが排水溝より流されるため
に、槽内水量はさほど多くならないので流動作用も悪化
せず研磨スラッジ等のよごれが落ちるが、研磨中に全体
に行き渡ったコンパウンドの流出性は悪く、長時間続け
てもなかなか落ちない。そして給水量が前記の規定量よ
り多くなると水はねや泡はねが激しくなって装置周辺の
床を汚してしまう。

【０００５】コンパウンドの流出性の悪さは、結果とし
て、洗浄後に工作物を取り出してみると工作物表面にコ
ンパウンドの洗浄成分がシミ状になって残ることがあ
る。この問題は工作物表面に平面があると著しく、特に
ステンレス鋼の場合にはシミが強固に付着して単に洗浄
した程度では汚れが落ちず、物理的にこすり落とす必要
がある。従ってこの簡易洗浄方法では十分な洗浄はでき
ない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本出願はこうした課題を
解決するものであり、従来困難であった振動バレル研磨
槽内での内容物の洗浄を可能としたものである。

【０００７】即ち本出願の方法の発明は、開口部周縁に
略環状の樋を設けた上方開口環状振動バレル研磨装置を
用い、バレル研磨終了後、内容物に振動作用を低速振動
数から高速振動数へと段階的に変化させながら加えると
共に液体を添加して研磨により生じた泡を液体上に浮上
させ、前記環状樋へ該泡を液体と共に排出させることを
特徴とするものである。次に２つめの方法の発明は、開
口部周縁に略環状の樋を設けた上方開口環状振動バレル
研磨装置を用い、バレル研磨終了後、バレル槽内壁の排
水溝を開いて排水すると共に内容物に振動作用を加えな
がら液体を添加して汚れた水や重いスラッジを排出した
後、排水溝を閉じ、液体を添加して研磨により生じた泡
を液体上に浮上させ、前記環状樋へ該泡を液体と共に排
出させることを特徴とするものである。さらにこの方法
において、振動作用は段階的に振動数を変化させること
を特徴とするものであり、１つ目の方法の発明と前記方
法の発明の場合の振動作用はシーケンス制御により段階
的に振動数を変化させることを特徴とするものである。

【０００８】

【０００９】

【００１０】更に研磨法の発明は、開口部周縁に略環状
の樋を設けた上方開口環状振動バレル研磨装置を用い、
第１のコンパウンドを用いてバレル研磨した後、内容物
に振動作用を加えながら液体を添加して研磨により生じ
た泡を液体上に浮上させ、前記環状樋へ該泡を液体と共
に排出した後、液体の添加を停止し、バレル槽内壁の排
水溝を開いて排水し、その後該排水溝を閉じて第２のコ
ンパウンドを添加してバレル研磨することを特徴とする
ものである。

【００１１】このような洗浄方法によれば、研磨による
重いスラッジは研磨槽内壁に設けられた排水溝より流れ
出る一方で、コンパウンドの成分、即ち泡は、液体の上
に浮いてバレル槽の開口部より洗い流されるので、洗浄
後に工作物を取り出してみても表面にシミが残らない。
よって一つの装置で研磨と洗浄が可能となったのであ
る。またこのようなバレル研磨法によれば性質の異なる
２つのコンパウンド、例えばスケール除去用と光沢仕上
げ用を用いて、研磨石を交換することなくそれぞれの機
能を果たして研磨することが可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の振動バレル研磨装置
１９の正面図、図２は平面図である。図中、１は架台
で、上面に複数のスプリング２を環状に配置してバレル
槽３を支持している。バレル槽３の中空円筒部３ａには
フランジ１５を介して振動モーター４が固定されてい
る。この振動モーター４は垂直に固定され、その上下の
軸には偏心重錘５、５ａが適宜の進み角度でもって備え
られており、振動モーター４を作動させたときにバレル
槽３を振動させるようになっている。またこの振動モー
ター４は公知の周波数変換インバータ（図なし）が接続
され、後述するシーケンス制御装置１１の指令により要
求される回転数を発生してバレル槽３に必要な振動を与
える。

【００１３】バレル槽３は上方を開口したドーナツ形状
で、内壁にはネオプレンゴムまたはウレタンがライニン
グされていて、開口部３ｂ周縁には樋６がシリンダー取
付部を除いて環状に形成されている。この樋６には水抜
き孔７が備えられ（図面上では例として３箇所）、洗浄
時、開口部３ｂよりオーバーフローした水や泡を樋６で
受け、水抜き孔７より排出されるようになっている。８
は水抜き孔７に接続された排水ホースである。

【００１４】バレル槽３の内壁最下部には排水溝９が設
けられ、重い研磨スラッジや汚れた水を排出できるよう
になっている。さらに排水溝９に続いて排水ホース８ａ
が設けられ、その中間には架台１に取り付けられた自動
流水弁１０が中継されており、シーケンス制御装置１１
の指令を受けて弁を自動開閉し排水溝９からの流出を規
制するようになっている。１２は給水ノズルで架台１に
取り付けられたり、適宜別の固定台に取り付けられる。
コンパウンドの供給は研磨開始前にコンパウンドタンク
（図なし）から適当なバイパス手段を設けてこの給水ノ
ズル１２から行っても良いし、別のノズルや手作業で行
うこともできる。給水ノズル１２もシーケンス制御装置
１１により自動制御されるようになっている。シリンダ
ー１３は一端をバレル槽３の側面に取り付け他端を排出
蓋１４に接続し、シリンダーの一端に流体圧を供給して
作動させた時に、排出蓋１４がバレル槽３に取り付けた
ブラケット２０のピン１６の廻りに回動して開閉するよ
うになっている。尚、ピン１６は両端部が排出蓋１４に
接続され、ブラケット２０内で回転可能に保持されてい
る。

【００１５】１７はバレル槽の排出口で、前記の排出蓋
１４によって密閉される。排出口１７の下方にはシュー
ト１８が設けられ内容物を案内して排出できるようにな
っている。シリンダー１３の作動もシーケンス制御装置
１１によって自動化されている。

【００１６】図３は、シーケンス制御装置１１に組み込
まれたこの発明を実施する上で主要となるプログラムの
フローチャート例を示したものである。説明すると、シ
ーケンサーは研磨が終了するとフローチャートに従って
順次処理を行う。そして汚れが落ちたかどうかを判断
し、ＮＧ、つまり落ちていなければ第１段目の処理に戻
って繰返し、ＯＫならば最後の処理を行って終了する。
尚、汚れが落ちたかどうかの判断は予めテストして繰返
し処理を何度行うべきか把握しておきシーケンサー側に
登録しておくことで可能となる。

【００１７】次にこの振動バレル研磨装置１９を用いた
洗浄方法の動作例について説明するが、洗浄方法は使用
するコンパウンドにより異なるため、ここではスケール
除去用コンパウンド（酸性）と光沢仕上げ用コンパウン
ド（アルカリ性）との場合で説明する。

【００１８】＜動作例＞

【表１】 表１は全て株式会社チップトン製を用いている。研磨終
了後、予め設定されたシーケンサープログラムにより給
水ノズル１２より給水しながら自動流水弁１０を開いて
排水溝９より汚れた水や重い研磨スラッジを排出する。
一定時間経過後排水溝９を閉じ、同じくシーケンサープ
ログラムにより振動モーター４の回転数を周波数変換イ
ンバータにより１６５０ｒｐｍにして運転する。尚、こ
の例では周波数６０ヘルツ時の振動モーター回転数を１
８００ｒｐｍとしている。給水を続け水位が内容物の上
面を越えると水面上に厚い泡の膜が形成される。さらに
給水を続けて行き水位がバレル槽開口部３ｂに達すると
バレル槽３内に分散されていたコンパウンドの洗浄成分
である泡は開口部３ｂより流出し、環状の樋６へ排出さ
れる。

【００１９】完全に泡が排出されて洗浄ＯＫになったら
給水を止め、振動モーター４も停止する。そして自動流
水弁１０を開状態にして残った水を排水溝９より排水す
る。以上の動作により開口部３ｂからは泡や汚れた水
が、排水溝９からは汚れた水や重い研磨スラッジが排出
されて内容物が浄化されるわけである。完全に排水され
たらシリンダー１３を作動させて排出蓋１４を開き、再
び振動モーター４を起動してバレル槽３を振動させ内容
物を排出させる。この時排出口１７の下部に設けられた
シュート１８の一端には図示しない選別装置が連接され
ており、内容物を研磨石と工作物に分離する。

【００２０】＜動作例＞

【表２】 表２のコンパウンドも株式会社チップトン製である。研
磨終了後、予め設定されたシーケンサープログラムによ
り給水ノズル１２より給水しながら自動流水弁１０を開
いて排水溝９より汚れた水や重い研磨スラッジを排出す
る。またこの時に同じくシーケンサープログラムにより
振動モーター４の回転数を周波数変換インバータにより
１２００ｒｐｍにして低速運転する。給水を続け水位が
内容物の上面を越えると水面上に厚い泡の膜が形成され
る。回転数を段階的に（例えば図３の如く１５０ｒｐｍ
毎に）上げ、所定の水位になったら自動流水弁１０を閉
じて排水溝９からの排水を止め、さらに給水を続けて水
位がバレル槽開口部３ｂに達した時には１６５０ｒｐｍ
として動作例同様に泡を排出する。排水と回転数をこ
のように制御する理由は、動作例のときよりもコンパ
ウンドに石けん成分が多いので粘性が高いためか内容物
が塊状になっており、いきなり高い回転数を与えてしま
うと水の中に大きな石を投げ入れるが如く、水はねや泡
はねが激しくなってしまう。そこで低速でゆっくり流動
させながら給水と排水を行い粘性を下げていけば、コン
パウンド成分の一部は排水溝９から排水され、且つ水は
ねや泡はねも抑えられるのである。また高速回転側にな
った時には内容物の粘性は下がって崩れ易くなってお
り、水はねや泡はねも少なくなると共に泡も浮上し易く
なるのである。その他の点については動作例と同じな
ので省略する。

【００２１】＜動作例＞動作例または動作例にお
いて、満水状態で水や泡を排出する工程で時間をかけて
も完全に泡が排出されない場合は一旦給水を止め、振動
モーター４も停止して、自動流水弁１０を開状態にし、
残った水を排水溝９より排水する。排水完了が確認され
たら未排出泡を分散させるために振動モーター４を１８
００ｒｐｍで所定時間運転する。その後動作例または
動作例に戻って分散させた未排出泡を樋６へ排出す
る。それでも汚れがひどくて泡が消えない場合はこの動
作を繰り返す。

【００２２】以上の動作は工作物の種類や、研磨石、コ
ンパウンドの種類によって変わるのでどの組み合わせの
時に何回繰り返し動作を行えば良いか予め把握してお
き、動作設定を工作物、研磨石、コンパウンドといった
条件毎にシーケンサープログラム側に登録しておくと良
い。また、動作例の研磨条件を第１工程とし、続いて
動作例の研磨条件を第２工程として工作物を研磨すれ
ば、スケール除去から光沢仕上げまでの研磨工程を一貫
して行うことができる。

【００２３】

【効果】本発明の洗浄方法によれば、従来洗浄困難であ
ったコンパウンドの成分、即ち泡を、バレル研磨終了後
槽内に液体を満水状態にすることによって液体上に浮か
せ、バレル槽の開口部より洗い流すようにしたので一つ
の装置で研磨と洗浄の両方が可能となり、加工から洗浄
までのタイムラグを短縮できる。また、工作物表面にコ
ンパウンドの成分が残留してシミを作ることがない。

【００２４】そして泡を排出するときには低速運転から
徐々に高速運転へと切り替えれば水や泡の飛びはねの多
い状態、即ち水量が満水に満たないときは、低速運転で
飛びはねを抑え、飛びはねの少ない状態、即ち水量が満
水のときは、高速運転で行うことにより泡を多量に浮上
させ、開口部より液体や泡が飛びはねることがなく、樋
を介して排出されるから装置の周辺が汚れることもな
い。また低速運転から高速運転への切り替えや給水、排
水といった動作はシーケンサープログラムを組み込むこ
とによって自動化できるので研磨条件の変更に伴いいち
いち動作を変える必要がなく、わずらわしい操作を自動
管理して研磨工程から洗浄工程へと移行できる。

【００２５】さらに性質の異なる２つのコンパウンド、
例えばスケール除去用コンパウンドと光沢仕上げ用コン
パウンド、仕上げ用コンパウンドと防錆用コンパウンド
を用いて、研磨石を交換することなくそれぞれの機能を
果たして研磨、洗浄することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動バレル研磨装置の正面図

【図２】同じく平面図

【図３】シーケンスプログラムのチャート図

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 31/12 B24B 31/073 B24B 31/16 B24B 31/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部周縁に略環状の樋を設けた上方開
   口環状振動バレル研磨装置を用い、バレル研磨終了後、
   内容物に振動作用を低速振動数から高速振動数へと段階
   的に変化させながら加えると共に液体を添加して研磨に
   より生じた泡を液体上に浮上させ、前記環状樋へ該泡を
   液体と共に排出させることを特徴とする振動バレル研磨
   後の内容物洗浄方法。
2. 【請求項２】 開口部周縁に略環状の樋を設けた上方開
   口環状振動バレル研磨装置を用い、バレル研磨終了後、
   バレル槽内壁の排水溝を開いて排水すると共に内容物に
   振動作用を加えながら液体を添加して汚れた水や重いス
   ラッジを排出した後、排水溝を閉じ、液体を添加して研
   磨により生じた泡を液体上に浮上させ、前記環状樋へ該
   泡を液体と共に排出させることを特徴とする振動バレル
   研磨後の内容物洗浄方法。
3. 【請求項３】 振動作用は段階的に振動数を変化させる
   ことを特徴とする請求項２記載の振動バレル研磨後の内
   容物洗浄方法。
4. 【請求項４】 振動作用はシーケンス制御により段階的
   に振動数を変化させることを特徴とする請求項１または
   ３記載の振動バレル研磨後の内容物洗浄方法。
5. 【請求項５】 開口部周縁に略環状の樋を設けた上方開
   口環状振動バレル研磨装置を用い、第１のコンパウンド
   を用いてバレル研磨した後、内容物に振動作用を加えな
   がら液体を添加して研磨により生じた泡を液体上に浮上
   させ、前記環状樋へ該泡を液体と共に排出した後、液体
   の添加を停止し、バレル槽内壁の排水溝を開いて排水
   し、その後該排水溝を閉じて第２のコンパウンドを添加
   してバレル研磨することを特徴とする振動バレル研磨
   法。