JP3502839B2 - 遠心バレル研磨装置 - 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、遠心バレル研磨装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、バレル槽を公転させつつ自転させ
そのバレル槽内の被加工物を遠心力によって研磨する遠
心バレル研磨装置として、特開平８−１９９５６号公報
に開示されているものがある。これは、上下方向軸回り
に一体的に公転する上下一対の円盤の各々に、バレル支
持板を自転可能に設けるとともに、そのバレル支持板を
相手側のバレル支持板側へ付勢するスプリングを設け、
このスプリングの弾力を利用して両バレル支持板の間で
バレル槽を上下に挟むことにより、バレル槽を両バレル
支持板と一体に回転させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
バレル槽を保持する手段としてスプリングの弾力を利用
しているため、重量の重たいバレル槽を用いようとした
場合に、そのバレル槽の重量に対してスプリングの弾力
が弱いと、確実にバレル槽を保持することができない。
そのため、最も重たいバレル槽に耐え得る弾力の強いス
プリングを用意する必要がある。しかし、このように弾
力の強いスプリングを用いると、軽量のバレル槽を保持
する場合にはそのスプリングが品質過剰となってしま
う。

【０００４】本願発明は上記事情に鑑みて創案され、重
量の異なる複数種類のバレル槽に対して適正な力で保持
できるようにすることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、公転
部材と、この公転部材に設けた自転軸と、この自転軸に
設けた流体圧シリンダと、前記自転軸に前記流体圧シリ
ンダのピストンと対応させて設けたストッパとを備えて
なり、前記ピストンと前記ストッパとの間でバレル槽を
挟圧することで、そのバレル槽を前記自転軸と一体回転
し得るように保持する構成であり、さらに、前記流体圧
シリンダと前記ストッパとは共に前記自転軸に対して固
定されている構成とした。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記流体圧シリンダを前記自転軸に対して同心に配
した構成とした。請求項３の発明は、請求項１又は請求
項２の発明において、前記自転軸の内部に前記流体圧シ
リンダに連通する作動流体用の流路を形成した構成とし
た。請求項４の発明は、前記バレル槽が槽本体とその槽
本体の開口を塞ぐ蓋とから構成され、前記バレル槽を保
持する際には、前記ピストンと前記ストッパのうちのい
ずれか一方が前記槽本体に当接するとともに他方が前記
蓋に当接するようになっている請求項１乃至請求項３の
いずれかに記載の遠心バレル研磨装置において、前記ス
トッパを前記自転軸に対して一体回転し得るように固設
し、前記ピストンが前記バレル槽を保持する位置とその
保持を解除する位置との間で移動することを許容しつ
つ、前記流体圧シリンダを前記ストッパに対して一体回
転させる嵌合手段を備えている構成とした。

【０００７】 請求項５の発明は、請求項１乃至請求項
４のいずれかの発明において、前記バレル槽あるいは前
記ピストンを押圧することにより、前記ピストンを前記
ストッパから離間させる方向へ移動させる保持解除手段
を備えている構成とした。

【０００８】

【発明の作用及び効果】［請求項１の発明］バレル槽の
重量に応じて流体圧シリンダに供給する作動流体の圧力
を変更すれば、過不足のない適正な力でバレル槽を保持
することができる。 ［請求項２の発明］流体圧シリンダを自転軸に対して同
心に配したので、自転軸の回転中心と、流体圧シリンダ
を含めた自転軸の重心とが合致するようになり、自転軸
が安定して回転する。

【０００９】［請求項３の発明］自転軸の内部に流体圧
シリンダに連通する作動流体用の流路を形成したので、
流路を自転軸の外部に設ける場合よりもスペース効率が
よい。 ［請求項４の発明］ピストンとストッパのうち、一方が
バレル槽の槽本体に、他方が蓋に当接するのであるが、
ピストンとストッパは一体回転するので、槽本体と蓋も
互いに一体回転する。したがって、槽本体と蓋との間で
は、双方の回転速度に差が生じることに起因して滑りが
生じる、ということはない。

【００１０】［請求項５の発明］研磨が終わった後は、
保持解除手段によりピストンをストッパから離間させる
方向へ移動させることにより、ピストンとストッパによ
るバレル槽の保持状態を解除すれば、バレル槽を外すこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】［実施形態１］以下、本発明を具
体化した実施形態１を図１乃至図８を参照して説明す
る。 ［バレル槽１０］バレル槽１０は、上面が開口された有
底円筒状をなす槽本体１１と、この槽本体１１の上面の
開口を開閉するための円盤状の蓋１２とからなる。かか
るバレル槽１０は、後述するピストン４７とストッパ６
０との間で上下方向に挟圧されることにより自転軸３０
に対して一体回転し得るように保持される。槽本体１１
の外周には、ロボットハンド９７を横から把持させるた
めの周方向の溝１３が形成されている。また、蓋１２の
上面の中心にはストッパ６０を当接させるための凹部１
４が形成されている。

【００１２】［駆動機構２０］フレーム２１に固定した
下部軸受２２には軸線を上下方向に向けた公転軸２３が
回転可能に支持されており、この公転軸２３には、駆動
源となるモータ２４の駆動力が、減速機構２５、駆動プ
ーリ２６、駆動ベルト２７、公転用プーリ２８を介して
伝達される。公転軸２３の上端には、円盤状をなす公転
ターレット２９（本発明の構成要件である公転部材）が
一体回転し得るように固定されている。公転ターレット
２９には、同心円周上に９０°間隔を空けて４つの自転
軸３０が相対回転可能に支持されている。この自転軸３
０の下端の自転用プーリ３１と公転軸２３の下部軸受２
２に設けた固定プーリ３２との間には自転用ベルト３３
が掛け回され、かかる機構により、公転ターレット２９
と一体に公転する自転軸３０が公転ターレット２９上に
おいて自転するようになっている。尚、本実施形態では
１つの公転ターレット２９に４つの自転軸３０を支持し
たが、本発明によれば、自転軸３０は３以下でもよく、
５以上でもよい。

【００１３】［流体圧シリンダ４０］流体圧シリンダ４
０は、シリンダ４１とピストン４７を備えて構成されて
いる。各自転軸３０の上端には円環形をなす下部円盤４
２が固定され、この下部円盤４２には、この下部円盤４
２の中心孔４３よりも大径の円筒形をなすシリンダ本体
４４が同心状に固定され、さらに、このシリンダ本体４
４の上端には、シリンダ本体４４よりも小径の中心孔４
６を有する円環形の上部円盤４５が同心状に固定されて
いて、以上によって、自転軸３０と一体回転するシリン
ダ４１が構成されている。

【００１４】ピストン４７は、シリンダ本体４４内にお
いてその内周に摺接しつつ気密を保ちつつ上下方向に移
動可能なピストン本体４８と、このピストン本体４８の
上面に固定されるとともに上部円盤４５の中心孔４６を
貫通する同心状の中間体４９と、この中間体４９の上端
に固定された概ね円形をなす載置板５０とから構成され
る。この載置板５０の上面には、自転軸３０の同心の円
形をなす位置決め凹部５１が形成されており、この位置
決め凹部５１には、バレル槽１０の槽本体１１が径方向
（水平方向）への遊動を規制された嵌合状態で載置され
る。尚、下部円盤４２の上面と載置板５０の下面との間
には、蛇腹状の保護部材５２がシリンダ４１を包囲する
ように設けられている。

【００１５】また、加圧空気圧送源８１から圧送される
作動流体（加圧空気）は、公転軸２３の下端のジョイン
ト５３、公転軸２３の内部の通路５４、通路５４の上端
に接続されたホース５５を介して各自転軸３０の下端の
ジョイント５６に供給される。各自転軸３０の内部に
は、ジョイント５６と、流体圧シリンダ４０のシリンダ
４１の内部におけるピストン４７よりも下方の作動空間
とを連通させる流路５７が形成されており、作動流体
は、この流路５７を通って作動空間内に供給されるよう
になっている。

【００１６】［ストッパ６０］自転軸３０には、門型を
なすストッパ６０が一体回転し得るように設けられてい
る。ストッパ６０は、下端部を下部円盤４２の周縁部に
固定した一対の上下方向に長い脚部６１と、この両脚部
６１の上端の間に差し渡した水平支持部６２とからな
り、水平支持部６２には、自転軸３０と同軸状に位置す
るとともに下方へ突出するピン状の受け部材６３が固定
されている。この受け部材６３の下端は、バレル槽１０
の蓋１２の凹部１４に対して上から嵌合される。

【００１７】［嵌合手段６４］両脚部６１の互いに対向
する内面は、平坦状をなすとともに、ピストン４７の移
動方向と平行をなす規制面６５とされている。また、載
置板５０の周縁部には、この両規制面６５に摺接可能な
平坦状の係止面６６が形成されている。ピストン４７
は、その係止面６６を規制面６５に摺接させつつ、バレ
ル槽１０を保持する上昇位置とその保持を解除する下降
位置との間で上下方向に移動し得るようになっている。
また、係止面６６と規制面６５は平坦状をなして互いに
当接しているので、脚部６１に対して載置板５０が相対
的に回転しようとしても、その回転は、係止面６６と規
制面６５との当接により規制される。即ち、ピストン４
７とストッパ６０と自転軸３０とは、一体に回転するよ
うになっている。

【００１８】［保持解除手段６７］公転軸２３の上端を
支持する上部軸受６８が固定されている梁６９には、自
転軸３０の公転経路上へ水平に延出するブラケット７０
が固定され、このブラケット７０の延出端には、ロッド
７２を下向きにした保持解除用エアシリンダ７１が固定
されている。ロッド７２の下端には、ストッパ６０の水
平支持部６２を跨ぐような二股形態の押し下げ部材７３
が固定されている。この押し下げ部材７３は、水平支持
部６２と干渉することなく、ピストン４７に載置されて
いるバレル槽１０の蓋１２の上面に対して上から押圧す
るようになっている。

【００１９】［空気圧回路８０］加圧空気圧送源８１に
は、圧力センサ８３を備えた減圧弁８２と、チェック弁
８４と、加圧空気圧送源８１が機能停止した場合に備え
て予備の圧送源として機能するタンク８５が順に接続さ
れている。タンク８５の先には、流体圧シリンダ４０に
対しピストン４７を上昇させるための作動流体の供給を
行う保持用ソレノイドバルブ８６と、保持解除用エアシ
リンダ７１に対し押し下げ部材７３を上昇及び下降させ
るための作動流体の供給を行う保持解除用ソレノイドバ
ルブ８７が設けられている。保持用ソレノイドバルブ８
６と流体圧シリンダ４０との間には、作動流体の供給速
度を調整するためのスピードコントローラ８８が介設さ
れている。保持解除用ソレノイドバルブ８７と保持解除
用エアシリンダ７１との間にも、作動流体の供給速度を
調整するための２つ（押し下げ部材７３の上昇用と下降
用）のスピードコントローラ８９が介設されている。ま
た、流体圧シリンダ４０とスピードコントローラ８８と
の間、及びタンク８５と両ソレノイドバルブ８６，８７
との間には、作動流体の圧力が低下したことを検知する
ための圧力センサ９０，９１が設けられ、これらの圧力
センサ９０，９１及び前記圧力センサ８３から信号が出
力されると研磨装置の運転が停止する。さらに、タンク
８５と圧力センサ９１との間には、タンク８５内の圧力
が不要になった場合に、そのタンク８５内の作動流体を
排出するための残圧処理バルブ９２が介設されている。
さらに、減圧弁８２とチェック弁８４との間から分岐し
た供給路９３には、ロボット用ソレノイドバルブ９４
と、スピードコントローラ９５と、ロボット用エアシリ
ンダ９６が接続されており、ロボット用ソレノイドバル
ブ９４によって供給された作動流体によりロボットハン
ド９７がバレル槽１０を把持する動作とその把持を解除
する動作とを行う。

【００２０】［実施形態の作用］研磨開始に当たって
は、ピストン４７が下降しているとともに、保持解除用
エアシリンダ７１の押し下げ部材７３が上昇しており、
さらに、空気圧回路８０の作動流体の圧力が、バレル槽
１０及びその内部に収容される被加工物などの総重量に
見合った所定の値に設定されている。この状態から、加
工前の４つのバレル槽１０が、夫々、１つずつロボット
ハンド９７で把持されて各ピストン４７の上に載置され
る。全てのバレル槽１０がセットされたら、ロボットハ
ンド９７を退避させる。その後、保持用ソレノイドバル
ブ８６を開き、各自転軸３０の流体圧シリンダ４０に作
動流体を供給する。すると、全てのピストン４７がバレ
ル槽１０を載置させた状態で一斉に上昇する。バレル槽
１０の蓋１２の凹部１４がストッパ６０の受け部材６３
に対して下から突き当たるように嵌合すると、それ以上
のピストン４７とバレル槽１０の上昇が規制される。こ
れにより、バレル槽１０が、ピストン４７とストッパ６
０との間で上下方向に挟圧された状態に保持される。ま
た、バレル槽１０が保持されたかどうかを確認するた
め、バレル槽１０を保持解除用エアシリンダ７１の真下
に位置させて押し下げ部材７３を所定ストローク下降さ
せ、この押し下げ部材７３がバレル槽１０の蓋１２に当
接するか否かによってバレル槽１０が保持されたかどう
かを確認する。この保持状態では、位置決め凹部５１と
槽本体１１との嵌合、及び、ストッパ６０の受け部材６
３と蓋１２の凹部１４との嵌合により、バレル槽１０は
自転軸３０に対して同心配置状態に位置決めされる。
尚、ピストン４７とストッパ６０による保持力は、流体
圧シリンダ４０に供給される作動流体の圧力によって決
まる。

【００２１】この状態から、モータ２４を駆動して公転
ターレット２９を回転させるとともに、その回転する公
転ターレット２９上において各自転軸３０を回転させ
る。このとき、ピストン４７、バレル槽１０及びストッ
パ６０が自転軸３０と一体となって回転し、この回転に
よって生じる遠心力により、バレル槽１０内の被加工物
が研磨石（図示せず）によって研磨される。一定時間の
研磨が完了すると、モータ２４が一旦停止し、その後、
公転ターレット２９を微速回転させ、公転ターレット２
９の周縁部に設けたドッグ（図示せず）が近接スイッチ
（図示せず）で検知されたところで、モータ２４を停止
させると同時に、モータ２４に原点ＯＮの指令を出す。
モータ２４はこの原点指令に基づいて所定の角度だけ回
転し、いずれか１つのバレル槽１０を保持解除用エアシ
リンダ７１の真下に位置させる。この後、保持用ソレノ
イドバルブ８６を閉じて流体圧シリンダ４０への作動流
体の供給を停止するが、このときピストン４７が摩擦抵
抗のために下降しない場合がある。そこで、保持解除用
ソレノイドバルブ８７が作動することにより、保持解除
用エアシリンダ７１の押し下げ部材７３が下降してバレ
ル槽１０の蓋１２の上面を押圧する。これにより、バレ
ル槽１０とピストン４７が一体となって強制的に押し下
げられ、バレル槽１０の蓋１２とストッパ６０の受け部
材６３との間に上下方向の隙間が空く。次に、ロボット
ハンド９７が、バレル槽１０を、把持して位置決め凹部
５１から浮かせつつ水平方向へ移動させてピストン４７
から取り出する。

【００２２】このようにして、１つのバレル槽１０の押
し下げ動作とロボットハンド９７による取出しが完了し
たら、モータ２４を再び所定の角度（９０°）回転さ
せ、別のバレル槽１０を保持解除用エアシリンダ７１の
真下の位置させる。そして、上記と同様にして保持解除
用エアシリンダ７１の押し下げ動作により、バレル槽１
０とピストン４７を下降させるとともに、ロボットハン
ド９７による取り出しを行う。尚、モータ２４としてサ
ーボモータを用い、そのサーボモータの回転角度をパル
ス検出することで、バレル槽１０を保持解除用エアシリ
ンダ７１の真下に正確に位置決めすることができる。

【００２３】［実施形態の効果］バレル槽１０を自転軸
３０に一体回転可能に保持する手段として、昇降するピ
ストン４７と、その上方で待機するストッパ６０との間
でバレル槽１０を挟圧するようにしたので、バレル槽１
０の重量に応じて流体圧シリンダ４０に供給する作動流
体の圧力を変更すれば、過不足のない適正な力でバレル
槽１０を保持することができる。また、流体圧シリンダ
４０（ピストン４７）を自転軸３０に対して同心に配し
たので、自転軸３０の回転中心と、流体圧シリンダ４０
を含めた自転軸３０の重心とが合致するようになり、自
転軸３０が安定して回転する。

【００２４】また、自転軸３０の内部に流体圧シリンダ
４０に連通する作動流体用の流路５７を形成したので、
流路を自転軸の外部に設ける場合よりもスペース効率に
優れている。また、バレル槽１０を保持した状態では、
ピストン４７がバレル槽１０の槽本体１１に対して下か
ら当接するとともに、ストッパ６０がバレル槽１０の蓋
１２に対して上から当接するのであるが、本実施形態で
は、自転軸３０と一体回転するストッパ６０と、ピスト
ン４７とを、嵌合手段６４によって一体するようにして
いるので、槽本体１１と蓋１２も互いに一体回転する。
したがって、槽本体１１と蓋１２との間では、双方の回
転速度に差が生じることに起因して滑りが生じる、とい
うことはない。

【００２５】また、ピストン４７をストッパ６０から離
間させる下方向へ移動させる保持解除手段６７を備えて
いるので、ピストン４７とバレル槽１０がそれ自身の重
量だけでは摩擦抵抗のために下降できない場合でも、強
制的にバレル槽１０を下降させることができる。これに
より、バレル槽１０とストッパ６０との間に、バレル槽
１０を取り出すための隙間を確保することができる。ま
た、自転軸３０に対するバレル槽１０の保持とその解除
を行う手段として、作動流体によって駆動されるシリン
ダ機構（流体圧シリンダ４０及び保持解除用エアシリン
ダ７１）を用いたので、ねじ込み等によるクランプ機構
を用いる場合に比べて、迅速に作業を行うことができ
る。

【００２６】［他の実施形態］本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。 （１）上記実施形態では流体圧シリンダとストッパの双
方を１つの公転部材に設けた自転軸に支持したが、本発
明によれば、公転部材と自転軸を上下一対ずつ設け、一
方の自転軸に流体圧シリンダを設けるとともに他方の自
転軸にストッパを設ける構成としてもよい。

【００２７】（２）上記実施形態では流体圧シリンダを
自転軸に対して同心に配したが、本発明によれば、流体
圧シリンダを自転軸に対して偏心させて配置してもよ
い。 （３）上記実施形態では自転軸の内部に流体圧シリンダ
に連通する作動流体用の流路を形成したが、本発明によ
れば、作動流体の流路を自転軸の外部に設けてもよい。 （４）上記実施形態では流体圧シリンダ（ピストン）を
バレル槽の下方に、ストッパをバレル槽の上方に配した
が、本発明によれば、流体圧シリンダをバレル槽の上方
に配置するとともに、ストッパをバレル槽の下方に配置
してもよい。

【００２８】（５）上記実施形態の保持解除手段ではバ
レル槽を押すことによってピストンをストッパから離間
させるようにしたが、本発明によれば、ピストンを直接
押すことによってストッパから離間させるようにしても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の全体正面図

【図２】全体平面図

【図３】公転軸と自転軸の連動機構をあらわす部分拡大
断面図

【図４】バレル槽を保持した状態をあらわす部分拡大断
面図

【図５】バレル槽の保持を解除した状態をあらわす部分
拡大断面図

【図６】バレル槽を保持している状態を示す部分拡大側
面図

【図７】バレル槽を保持解除手段によって下降させた状
態をあらわす部分拡大側面図

【図８】流体圧シリンダ及び保持解除用エアシリンダへ
の作動流体の供給回路をあらわす空気圧回路図

【符号の説明】

１０…バレル槽 １１…槽本体 １２…蓋 ２９…公転ターレット（公転部材） ３０…自転軸 ４０…流体圧シリンダ ４７…ピストン ５７…流路 ６０…ストッパ ６４…嵌合手段 ６７…保持解除手段

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 公転部材と、 この公転部材に設けた自転軸と、 この自転軸に設けた流体圧シリンダと、 前記自転軸に前記流体圧シリンダのピストンと対応させ
   て設けたストッパとを備えてなり、 前記ピストンと前記ストッパとの間でバレル槽を挟圧す
   ることで、そのバレル槽を前記自転軸と一体回転し得る
   ように保持する構成であり、 さらに、前記流体圧シリンダと前記ストッパとは共に前
   記自転軸に対して固定されている ことを特徴とする遠心
   バレル研磨装置。
2. 【請求項２】 前記流体圧シリンダを前記自転軸に対し
   て同心に配したことを特徴とする請求項１記載の遠心バ
   レル研磨装置。
3. 【請求項３】 前記自転軸の内部に前記流体圧シリンダ
   に連通する作動流体用の流路を形成したことを特徴とす
   る請求項１又は請求項２記載の遠心バレル研磨装置。
4. 【請求項４】 前記バレル槽が槽本体とその槽本体の開
   口を塞ぐ蓋とから構成され、前記バレル槽を保持する際
   には、前記ピストンと前記ストッパのうちのいずれか一
   方が前記槽本体に当接するとともに他方が前記蓋に当接
   するようになっている請求項１乃至請求項３のいずれか
   に記載の遠心バレル研磨装置において、 前記ストッパを前記自転軸に対して一体回転し得るよう
   に固設し、 前記ピストンが前記バレル槽を保持する位置とその保持
   を解除する位置との間で移動することを許容しつつ、前
   記流体圧シリンダを前記ストッパに対して一体回転させ
   る嵌合手段を備えていることを特徴とする遠心バレル研
   磨装置。
5. 【請求項５】 前記バレル槽あるいは前記ピストンを押
   圧することにより、前記ピストンを前記ストッパから離
   間させる方向へ移動させる保持解除手段を備えているこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
   の遠心バレル研磨装置。