JP4130922B2 - Vortex barrel polishing machine - Google Patents
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Description
本発明は、渦流バレル研磨機の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement in a vortex barrel polishing machine.
渦流バレル研磨機は、筒状固定槽とその下部に配された回転盤とでバレル槽を構成する。回転盤を回転すると、バレル槽内に投入したワークと研磨石(以下必要に応じてマスという)が渦巻状に流動してワークに所望のバレル研磨を行う(例えば特許文献1)。ここで回転盤は静止した固定槽に対して回転できるように、両者間には一定幅の間隙が形成されていた。このため渦流バレル研磨機では、この間隙に入り込むような微小ワークや微小研磨石の使用が制限された。したがって渦流バレル研磨機は処理能率の高さにおいては非常に優れるものの、使用上の制限があって全てのワークや研磨石に対応できるわけではなかった。 The vortex barrel polishing machine constitutes a barrel tank with a cylindrical fixed tank and a rotating disk disposed in the lower part thereof. When the turntable is rotated, the workpiece and polishing stone (hereinafter referred to as mass as necessary) flowed in a spiral shape to perform desired barrel polishing on the workpiece (for example, Patent Document 1). Here, a gap of a certain width was formed between the two so that the rotating disk can rotate with respect to the stationary fixed tank. For this reason, in the vortex barrel polishing machine, the use of fine workpieces and fine grinding stones that enter this gap has been restricted. Therefore, although the vortex barrel polishing machine is very good in terms of processing efficiency, it has limitations in use and cannot cope with all workpieces and polishing stones.
上記問題点に鑑み、本出願人は図1に示すように、固定槽2内壁に形成したウレタンライニング3をその下端から突出させ、このウレタン製突状部4に対向する回転盤5の上面にセラミックリング6を取り付けて両者を接触摺動させながら研磨する装置を開発した(例えば非特許文献1)。この装置は、固定槽2の外周縁フランジ2aの複数の孔部7にボルト8を挿通してアンダープレート9にねじ込み固定し、このボルト8の周りに押えバネ10を取り付けてボルト頭部8aに掛止するようにし、固定槽2を下方に付勢するようにしたものである。つまり固定槽2の自重と複数の押えバネ10の付勢力により、固定槽2をそこから突出した突状部4を介してセラミックリング6に押え付けるようにしていた。
In view of the above problems, the applicant, as shown in FIG. 1, causes the
そしてアンダープレート9内に給水孔11より一定圧の水やコンパウンド溶液を供給して、突状部4とセラミックリング6との摺動部Sを介してバレル槽1内に液体を供給するようにしていた。つまり摺動部Sは、突状部4に対してセラミックリング6が回転摺動するシールを形成するが、このシールの発熱を押えるために液体を供給してシールの冷却と潤滑を行なっていた。
Then, water or a compound solution having a constant pressure is supplied into the under plate 9 from the water supply hole 11, and liquid is supplied into the barrel tank 1 through the sliding portion S between the projecting portion 4 and the
上記構成により、固定槽2と回転盤5との摺動部Sは実質上「ゼロ隙間」となり、微小ワークや微小研磨石の使用も可能となった。またバレル研磨終了後、マスを排出するときは、バレル槽1を90度〜180度の間で反転して行なう。この時、固定槽2は逆さまになるので、自身の自重で摺動部Sが開こうとする。摺動部Sが開いてしまうと、ここから微小研磨石や微小ワークがアンダープレート9内に入り込んで摺動部Sを傷つけたり、回転盤5を駆動する回転軸12を損傷することがある。しかしながら押えバネ10の力で固定槽2は回転盤5側に常時押さえ付けられているので摺動部Sが開くことがない。
With the above configuration, the sliding portion S between the
しかしながらこの渦流バレル研磨機は、バレル槽1が小型のうちはこの装置構成で問題なかったが、バレル槽1が大型になると、突状部4のセラミックリング6への押え付け荷重が大きくなりすぎて回転盤5の回転に負荷がかかり過ぎ、ひいては回転軸12やその軸受の損傷につながるおそれがあった。
以上より本発明が解決しようとする課題は、バレル槽1が大型でも固定槽2と回転盤5との摺動部Sが円滑に摺動でき、回転軸12やその軸受の損傷しない渦流バレル研磨機を提供することを目的とする。
As described above, the problem to be solved by the present invention is that even if the barrel tank 1 is large, the sliding portion S between the
上記課題を解決するために請求項1の発明は、筒状固定槽とその下部に回転可能に配置した回転盤とからなるバレル槽を備えた渦流バレル研磨機において、前記固定槽の内壁面には樹脂ライニングが形成される一方で、前記回転盤にはセラミック部材が取り付けられ、バレル研磨時は固定槽の位置決め手段を前記固定槽から退避して前記樹脂ライニングが前記セラミック部材に接触した状態で前記回転盤が回転することによって前記バレル槽内のマスを流動してバレル研磨し、バレル研磨終了後、前記バレル槽を反転してマスを排出する時は前記固定槽の位置決め手段により前記固定槽を位置決めして、前記樹脂ライニングと前記セラミック部材の接触状態を維持したことを特徴としたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is directed to an eddy current barrel polishing machine comprising a barrel tank composed of a cylindrical fixed tank and a rotating disk rotatably disposed below the cylindrical fixed tank. While the resin lining is formed, a ceramic member is attached to the rotating disk. During barrel polishing, the positioning means of the fixed tank is retracted from the fixed tank and the resin lining is in contact with the ceramic member. When the turntable rotates, the mass in the barrel tank is flown and barrel-polished, and after barrel polishing, when the barrel tank is reversed and the mass is discharged, the fixed tank is positioned by the fixing tank positioning means. And the contact state between the resin lining and the ceramic member is maintained.
次に請求項2の発明は、請求項1の発明において、バレル研磨時の前記樹脂ライニングの前記セラミック部材への接触は、前記固定槽の自重のみにより接触させることを特徴としたものである。
Next, the invention of
請求項1の発明によれば、バレル研磨時は、固定槽の位置決めを固定槽から退避し、樹脂ライニングがセラミック部材に接触した状態で回転盤を回転するから、微小研磨石や微小ワークが摺動部に入り込むことがなく、摺動部が円滑に摺動できる。また、バレル研磨終了後、バレル槽を反転してマスを排出する時は、固定槽の位置決め手段により摺動部が開かないように固定槽を位置決めするので、バレル槽を反転しても摺動部の接触状態が維持できるから、微小研磨石や微小ワークが摺動部に入り込むこともない。 According to the first aspect of the present invention, during barrel polishing, the positioning of the fixed tank is retracted from the fixed tank, and the rotating disk is rotated while the resin lining is in contact with the ceramic member. The sliding part can slide smoothly without entering the moving part. Also, after barrel polishing, when the barrel tank is inverted and the mass is discharged, the fixed tank is positioned by the fixing tank positioning means so that the sliding part does not open. Since the contact state of the part can be maintained, the fine grinding stone and the fine work do not enter the sliding part.
請求項2の発明によれば、バレル研磨時は、固定槽自重のみがセラミック部材にかかるようにしたので、摺動部が円滑に摺動でき、回転軸やその軸受に余分な負荷が掛からないので損傷もしない。また装置構成も簡素になる。 According to the second aspect of the present invention, only the own weight of the fixed tank is applied to the ceramic member at the time of barrel polishing, so that the sliding portion can slide smoothly and no extra load is applied to the rotating shaft and its bearing. So it will not be damaged. Also, the apparatus configuration is simplified.
本発明に用いる渦流バレル研磨機の構造を図2、3に沿って説明する。図2は、本発明の渦流バレル研磨機のバレル槽20を主に示したもので、バレル槽20は筒状固定槽21と回転盤22とからなる。筒状固定槽21は金属製で、その内面にはウレタンライニング23(本発明の樹脂ライニング)が形成され、その下方部は固定槽21と共に内側に向かって傾斜し、下端の突状部24(本発明の樹脂ライニングの一部)が固定槽21から突出形成され、後述のセラミックリング27と接触するようになっている。
The structure of the vortex barrel polishing machine used in the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 mainly shows the
回転盤22も金属製でその形状は椀形に形成され、上面にウレタンライニング25が形成されている。ウレタンライニング25の椀曲面には、バレル研磨時のマスの流動を強化する目的で、ウレタン製のフィン26が90度間隔で形成されている。また回転盤22の上部であってウレタンライニング25の外周にはセラミックリング27(本発明のセラミック部材)が接着され、固定槽21の突状部24に対して接触摺動するようになっている。一方、回転盤22の下部には回転軸28が接続され、回転盤22の中心に穿設された排水孔22aと回転軸28の中心に穿設された排水孔28aが同軸状に配置され、バレル槽20内の液体を排水可能としている。
The
前記回転軸28は、軸受29を介して支持体30で回転可能に支持されている。支持体30の上部にはボルトなどで有底筒状のアンダープレート31が固定されている。アンダープレート31と回転軸28の間には、アンダープレート31内の水やコンパウンド溶液が軸受29側に入り込まないようにオイルシール32が取り付けられている。またアンダープレート31の側面の1箇所には、アンダープレート31内に水やコンパウンド溶液を送り込むための給水孔33が設けられ、不図示の給水パイプが接続されるようになっている。アンダープレート31の上方内側には段差部31aが形成され、ここに筒状固定槽21が嵌合するようになっている。アンダープレート31と固定槽21の接触面には、アンダープレート内の水やコンパウンド溶液が漏れ出ないように固定槽側に環状パッキン34が取り付けられている。またアンダープレート31の上方外周にはフランジ31bが形成され、その周縁の3箇所にボルト35が取り付けられ、このボルト35は筒状固定槽21のフランジ21aに形成された半円状の切欠部21bを貫通するようになっている。
The
前記ボルト35には周り止めナット36が取り付けられ、その上部には筒状固定槽21を支持可能なサポートリング37が螺合されている。つまりサポートリング37を上方に螺送すれば、固定槽フランジ21aが持ち上がるので、メンテナンス時に固定槽21を離脱できるようになる。反対に、離脱した固定槽21を装着するには、まず周り止めナット36に突き当たるまでサポートリング37を下に螺送する。次に固定槽21の突状部24が回転盤22のセラミックリング27に当接する位置まで固定槽21を上から押し嵌める。なおこの時、固定槽フランジ21aとサポートリング37は当接しない。
A
また前記ボルト35の上部にはバレル槽20を90度〜180度の間で反転したときに、固定槽21が脱落しないようにストッパーリング38(本発明の固定槽の位置決め手段)が取り付けられている。つまりバレル研磨後、バレル槽20を反転してマスを排出するには、バレル研磨時の固定槽20の上下方向の位置を維持するために、ストッパーリング38を下降して固定槽フランジ21aに当接する。こうすることでバレル槽20を反転しても、固定槽21の突状部24と回転盤22のセラミックリング27の摺動部Sに隙間が生じることがなく、微小研磨石や微小ワークのすり抜けを防止することができる。
A stopper ring 38 (fixing tank positioning means of the present invention) is attached to the upper portion of the
前記回転盤22の中心付近には、ウレタンライニング25の形成されていない段部22bがあり、ここに長孔39aを穿設した金属製の筒状体39が取り付けられ、さらにその外周には金属ネット40が巻き付けられている。この金属ネット40は、網目状になっており、網目より小さい研磨カスや排液を通すようになっている。そして金属ネット40と筒状体39を上から取り囲むように樹脂製のキャップ41が被せられ、このキャップ41に挿通された長軸ボルト42を回転盤22にねじ込むことによって、金属ネット40付き筒状体39が回転盤22に固定されるようになっている。
Near the center of the
前記キャップ41の中心部には円孔41aが穿設され、ここにセンターポール43の突出部43aが押し嵌められるようになっている。さらにセンターポール43の中心部には孔43bが穿設され、ここに上部に樹脂製の把持部44aと下部に樹脂製の弁部44bを備えた弁シャフト44が差込可能となっている。つまり弁シャフト44の把持部44aを手で持ってセンターポール43上方より差し込むと、先端の弁部44bが回転盤22の排水孔22aを塞いでバレル槽20内の液体を保持するようになっている。図3において実線で示したのは、支持体30を支持するベース45と、ベース45上に設けた回転軸28を駆動するためのモータ46である。
A
次に本発明の渦流バレル研磨機の動作説明をする。バレル研磨に際して、サポートリング37は下方に螺送され、周り止めナット36に突き当たった状態となっている。ストッパーリング38は固定槽フランジ21aを抑え付けないように上方に退避しておく。これにて筒状固定槽21は、その突状部24が回転盤22のセラミックリング27にその自重で当接した状態となる。つまり回転盤22のセラミックリング27は、固定槽21の突状部24を介して、固定槽21の全荷重を受けた状態となっている。続いて弁シャフト44をセンターポール43より差込み、回転盤22の排水孔22aを閉じる。
Next, the operation of the vortex barrel polishing machine of the present invention will be described. At the time of barrel polishing, the
次にバレル槽20内に所定量のマスを投入する。コンパウンドを含んだ溶液は、バレル槽20上方より所定量を直接投入しても良いし、給水孔33よりアンダープレート31、摺動部Sを介してバレル槽20内に供給しても良い。いずれにしてもコンパウンド溶液は、バレル槽20内に所定水位となるように満たし、且つアンダープレート31内にも給水孔33より一定圧がかかるように満たしておく。所定量のコンパウンド溶液が入ったら、モータ46を始動して回転盤22を回転し、バレル研磨に入る。バレル研磨中は、回転盤22の回転により、セラミックリング27が固定槽21の突状部24と常時接触しながら摺動回転する。このため摺動部Sは発熱する傾向にあるが、アンダープレート31内には一定圧のコンパウンド溶液が常時給水孔33より供給され、摺動部Sを介してバレル槽20内に供給されるので、摺動部Sの発熱が抑えられ、円滑に摺動する。またバレル研磨中は、回転盤22の排水孔22aが弁シャフト44で閉じられているので、バレル槽20内のコンパウンド溶液は徐々に増水するが、バレル槽20内へのコンパウンド溶液の供給量は微量なので、通常の1〜2時間程度の短時間研磨には影響しない。また場合によっては、排水孔22aを開いたままにし、余剰のコンパウンド溶液を排水するようにしてもよい。
Next, a predetermined amount of mass is put into the
バレル研磨が終了したら、回転盤22の回転を止め、コンパウンド溶液の供給も遮断する。次に弁シャフト44の把持部44aを手で持って引き上げ、回転盤22の排水孔22aを開いて、バレル研磨で生じた汚水を排出する。この時、汚水と共に金属ネット40を通過した研磨石の磨耗紛やワークの削れカスといった研磨カスもいっしょに排出される。この他、必要に応じてバレル槽20上方よりシャワリングしてマスの洗浄を行なう。
When the barrel polishing is completed, the rotation of the
次に、マスを排出するが、まずストッパーリング38を下方に螺送して固定槽フランジ21aに当接させる。これにて固定槽21の突状部24と回転盤22のセラミックリング27の摺動部Sはロックされた状態となる。次に不図示のバレル槽反転機構によって、バレル槽20を約110度反転(図3の2点鎖線の状態)し、バレル槽20下に置いた不図示のバケット内にマスを排出する。この反転状態でも、ストッパーリング38で固定槽フランジ21aを押さえつけているので、摺動部Sに隙間が生じることがなく、微小研磨石や微小ワークが摺動部Sをすり抜けてアンダープレート31内に入ることがない。
Next, the mass is discharged. First, the
<他の実施の形態>
上記実施形態では回転盤のセラミック部材を一体成型したリングとしたが、小片状に分割したものを環状に並べても良い。固定槽の位置決め手段は、アンダープレート31より立設したボルト35にストッパーリング38を取り付けたものとしたが、バレル研磨機外より固定槽21を押さえつけるようにしても良い。要するに、バレル槽反転時に、固定槽21が脱落しないようにその上下位置をロックできるものであれば何でも良い。突状部24はウレタンライニング23と一体成形したが、突状部24を別体とし、ウレタンライニング23に接着するようにしても良い。こうすれば、摺動部Sにより突状部24が磨耗しても、突状部24のみを交換すれば良い。樹脂ライニングはウレタンライニング23、25に限ったものではなく、要するにバレル槽内壁の磨耗を抑える材質であれば何でも良い。
<Other embodiments>
In the above embodiment, the ring is formed by integrally molding the ceramic members of the rotating disk. However, the rings divided into small pieces may be arranged in an annular shape. The fixing tank positioning means is such that the
20 バレル槽
21 筒状固定槽
22 回転盤
23 樹脂ライニング(ウレタンライニング)
24 樹脂ライニング(突状部)
27 セラミック部材(セラミックリング)
38 固定槽の位置決め手段(ストッパーリング)
20
24 Resin lining (projection)
27 Ceramic parts (ceramic rings)
38 Fixing tank positioning means (stopper ring)
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