JP4688481B2 - バレル研磨機における眼鏡前枠支持機構 - Google Patents

Description

本発明は、研磨加工技術の改良、更に詳しくは、研磨加工のための研磨バレル内において、眼鏡前枠が局部的に過研磨されないような最も望ましい略一定の静止姿勢に保持しておくことができるバレル研磨機における眼鏡前枠支持機構に関するものである。

周知のとおり、眼鏡前枠を作製する際には、装飾性などの付加価値を高めるために表面に光沢を出す研磨加工が施される。従来、研磨材を充填した研磨バレルに被研磨品を入れて公転および自転させて回転できる遠心式の研磨装置が知られている。

この装置によれば、研磨バレル内における研磨材の運動により、研磨バレル内に収容した被研磨品の上下面および側面が悉く研磨されてしまい、例えば、上面に刻印された模様やデザインまでもが、意に反して研磨されてしまうという不都合があった。

そこで、本願出願人は、嘗て、かかる不都合を解消するために、従来のバレル研磨機に改良を加え、被研磨品を略一定角度に保持しつつ回転することができる（所謂、遊星機構を備えた）バレル研磨機を発明し（特許文献１参照）、研磨材を被研磨品の長手方向に対して運動させることにより、集中的に往復しないように緩衝的に研磨することができるようにした。

しかしながら、かかる研磨機にあっては、研磨材の運動方向は制御できたけれども、研磨バレル内に研磨すべき眼鏡前枠を無造作に収容していたため、フレーム同士が接触して傷がついてしまったり、また、絡みついて破損するおそれもあり、高精度な研磨加工ができないという不満があった。
特開平10− 34518号公報 （第４−８頁、図１−２）

本発明は、従来の眼鏡前枠の研磨加工時に、上記のような問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、研磨加工のための研磨バレル内において、眼鏡前枠が局部的に過研磨されないような最も望ましい略一定の静止姿勢に保持しておくことができるバレル研磨機における眼鏡前枠支持機構を提供することにある。

本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。

即ち、本発明は、研磨バレル１の中に均衡配置され、かつ、回転する当該バレルの中では、どの位置でも、被研磨品の両研磨面が鉛直面になって略一定の静止姿勢を保持するように支承されて内部に支持した多数の眼鏡前枠Ｆを研磨材ｅに接触させて研磨する複数個のワーク取付枠２を具備したバレル研磨機において、
このバレル研磨機は、公転機構および自転機構を備えた遊星機構を備え、これらの公転周期および自転周期を同周期にして、
公転用モータを駆動したとき、前記研磨バレル１およびワーク取付枠２が、回転円板と同体に等角速度で回転可能であって、
前記各ワーク取付枠２には、当該取付枠両サイドにおいて鉛直方向に起立して対向配置された側枠21・21間に研磨対象の眼鏡前枠Ｆの両リムｒ・ｒの間隔に対応するステーロッド３・３が水平方向に並列して少なくとも一対架設され、かつ、これらのステーロッド３には前記眼鏡前枠の両リムｒ・ｒを掛止め可能な掛止フック31が多数突設されており、
これらワーク取付枠２におけるステーロッド３・３の隣向する掛止フック31と31に、研磨対象である各眼鏡前枠Ｆのリムｒ・ｒを各々掛止させてセットすることにより、回転する研磨バレル１の中で遠心力を受けて移動する研磨材ｅがステーロッド３・３間に略一定の静止姿勢に掛止セットされた前記多数の眼鏡前枠Ｆに万遍に接触させて研磨できるようにするという技術的手段を採用した。

また、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、ステーロッド３の端部に雌ネジを形成し、止着ネジ32によってワーク取付枠２の側枠21に螺着することにより回転を阻止するという技術的手段を採用した。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、ワーク取付枠２におけるステーロッド３・３の隣向する掛止フック31と31に、各眼鏡前枠Ｆの横長形状のリムｒ・ｒの長軸縁部を各々掛止させてセットするという技術的手段を採用した。

ここで、本発明において、相対静止の姿勢とは、遊星機構を備えたバレル研磨機において、後述する図６の斜軸投影図に示すように、４体のワーク取付枠２が、常時同じ姿勢、即ち、取り付けられた眼鏡前枠Ｆが鉛直方向に向いており、位置（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のどの位置でも、被研磨品の両研磨面（眼鏡前枠Ｆの前後面）が鉛直面になっていることをいう。

本発明の支持機構にあっては、各ワーク取付枠に、当該取付枠両サイドの側枠間に研磨対象の眼鏡前枠の両リムの間隔に対応するステーロッドを少なくとも一対架設し、かつ、これらのステーロッドには前記眼鏡前枠の両リムを掛止め可能な掛止フックを多数突設して、これらワーク取付枠におけるステーロッドの隣向する掛止フックに、研磨対象である各眼鏡前枠のリムを各々掛止させてセットすることにより、回転する研磨バレルの中で遠心力を受けて移動する研磨材がステーロッド間に略一定の静止姿勢に掛止セットされた前記多数の眼鏡前枠に万遍に接触させて研磨することができる。

したがって、研磨バレル内において、眼鏡前枠同士が接触して傷がついてしまったり、また、絡みついて破損するおそれもなく、また、研磨材を被研磨品の長手方向に対して鉛直方向に運動させることによって、局部に集中的に往復しないようにして緩衝的に研磨できるので、局部的な過研磨を防止することができることから、バレル研磨機における利用価値は頗る高いと云える。

本発明の実施形態を具体的に図示した図面に基いて更に詳細に説明すると次のとおりである。

本発明の実施形態を図１から図８に基いて説明する。図中、符号１で指示するものは研磨バレルであり、この研磨バレル１は、被研磨品を収容する容器であって、バレル研磨機に回転可能（本実施形態では４箇所）に配設されている。

また、符号２で指示するものはワーク取付枠であり、このワーク取付枠２のリム側枠21は本発明の支持機構における一対の支持脚状の部材であって、本実施形態では、金属棒を接合して枠組みしたものを採用する。

また、符号３で指示するものはステーロッドであり、このステーロッド３には前記眼鏡前枠の両リムｒ・ｒを掛止め可能な掛止フック31を多数突設する。本実施形態では、眼鏡前枠に横長形状のリムｒを採用するため、横幅寸法以上の長さに形成する。

しかして、本実施形態のバレル研磨機にあっては、研磨バレル１の中に均衡配置され、かつ、回転する当該バレルの中では略一定の相対静止姿勢を保持するように支承されて内部に支持した多数の眼鏡前枠Ｆを研磨材ｅに接触させて研磨するための複数個のワーク取付枠２を具備している（図１参照）。

そして、前記各ワーク取付枠２には、当該取付枠両サイドの側枠21・21間に研磨対象の眼鏡前枠Ｆの両リムｒ・ｒの間隔に対応するステーロッド３・３を少なくとも一対架設して、かつ、これらのステーロッド３には前記眼鏡前枠の両リムｒ・ｒを掛止め可能な掛止フック31を多数（本実施形態では、各１０本程度）突設する。

次いで、これらワーク取付枠２におけるステーロッド３・３の隣向する掛止フック31と31に、研磨対象である各眼鏡前枠Ｆのリムｒ・ｒを各々掛止させてセットすることにより（図２参照）、回転する研磨バレル１の中で遠心力を受けて移動する研磨材ｅがステーロッド３・３間に略一定の静止姿勢に掛止セットすることができる。

具体的には、リムｒ・ｒを前記ステーロッド３・３に各々挿通するとともに、リムｒに掛止フック31を挿通して、当該ステーロッド３を略９０°に回転せしめることによりリムｒの縁部に掛止する（図３および４参照）。こうして、眼鏡前枠Ｆを研磨バレル１内において略一定に姿勢保持できるのである。

この際、ステーロッド３の端部に雌ネジを形成して、止着ネジ32によってワーク取付枠２の側枠21に螺着することにより回転を阻止することもでき、眼鏡前枠Ｆを研磨バレル１内に固定してより確実に姿勢保持できる。

そして、本実施形態では、眼鏡前枠Ｆをワーク取付枠２の側枠21・21に支持して略鉛直方向に配列することができ、研磨材ｅを被研磨品の長手方向に対して鉛直方向に運動させることにより、局部に集中的に往復しないようにして緩衝的に研磨することができる。

また、本実施形態では、横長形状のリムｒを採用するため、横幅寸法以上の長さに形成されているので、ワーク取付枠２におけるステーロッド３・３の隣向する掛止フック31と31に、各眼鏡前枠Ｆの横長形状のリムｒ・ｒの長軸縁部を各々掛止させてセットすることもできる。

なお、本実施形態において使用するバレル研磨機の構成は、図５に示すような周知の遊星機構にかかる、公転機構および自転機構を備え、これらの公転周期および自転周期を同周期にして、図６の斜軸投影図に示すように研磨バレル１を設置し、かつ、鉛直方向に直線的に往復運動する研磨バレル１において、研磨面が鉛直面になるように被研磨品をセットし、研磨面と研磨材ｅの相対加速度が鉛直方向に向くようにする。

研磨バレル１内における研磨材ｅの運動の状態を図６の（ａ）〜（ｄ）に対応する位置において正面から見た図７（ａ）〜（ｄ）に基いて以下に説明する。まず、始動手段により公転用モータを駆動する。４体のワーク取付枠２は、回転円板と同体に等角速度で回転する。

この際、遊星機構により、４体のワーク取付枠２は、常時同じ姿勢、即ち、取り付けられた眼鏡前枠Ｆが鉛直方向に向いており、図６における位置（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のどの位置でも、被研磨品の両研磨面（眼鏡前枠Ｆの前後面）は鉛直面になっている。

まず、図６における位置（ａ）では、研磨材ｅには水平方向の遠心力が作用している。図７（ａ）は図６における位置（ａ）における研磨バレル１内の研磨材ｅの流動状態を示している。

次に、図６における位置（ｄ）から位置（ａ）に移行する定常状態では、図７（ａ）に示すように、研磨材ｅは研磨バレル１中で宙に浮いている。遠心力を受ける研磨材ｅの外側部分は、メニスカスを形成して容器壁を昇りかけるけれども、全体的には水平方向に流動することはない。

また、図６における位置（ｂ）では、図７（ｂ）に示すように、研磨材ｅは、図６における位置（ａ）で与えられた慣性により上方向に運動するが、容器壁は上方向には急激に減速されるので、天井壁に集まっている。

そして、図６における位置（ｃ）では、図７（ｃ）に示すように、研磨材ｅは、図６における位置（ｂ）で一定の重力加速度を受けるが、研磨バレル１は位置（ｂ）で下向きの加速度が小さいので、宙に浮いた状態になっている。従って、図６における位置（ｃ）からは研磨バレル１の加速度が小さくなるが重力は一定であるから、研磨バレル１より先行する研磨材ｅは底壁に着床している。

このような研磨材ｅの上下振動のサイクルは、回転角速度と回転半径と研磨材ｅの容積率と単位体積当たりの研磨材ｅの質量の４つのパラメータにより決定され、図７（ａ）〜（ｄ）に示した前記説明のサイクルは、一例である。

前記パラメータの変更はその他の様々な態様のサイクルを生起させることができるが、１回転または複数回転中に生起されるサイクルには、必ず、研磨材と被研磨品との間の相対的上下振動の１周期が含まれている。

研磨量は、被研磨品と研磨材ｅの接触面上における相対速度および相対加速度によって定まる。ここで、被研磨品と研磨材ｅの接触面上で生起するはずの相対加速度について検討すると、被研磨品の側面に接して位置する研磨材ｅの粒子とその側面との間の相対加速度は、研磨材ｅの圧力、水分を含む研磨材ｅの粘性抵抗などによって摩擦抵抗が定められる研磨材ｅの最高値であり、研磨材ｅと被研磨品との間の鉛直方向の摩擦抵抗は、加速度より小さい値に質量定数をかけた値である。

また、図７に示されるように、上下方向に並ぶ多数の眼鏡前枠Ｆの両側面に接触する研磨材ｅ粒子は、接触面に対して概ね鉛直方向に周期的に運動するが、研磨バレル１は重力方向を基準としては自転しないので、即ち、水平方向の軸心線のまわりには自転しないので、研磨バレル１中で容器に対して研磨材ｅである流体または流動体は対流しない。

したがって、研磨材ｅは、上下方向に隣り合って並ぶ被研磨品の間の隙間には殆ど入り込まず、また、すでに入り込んでいる研磨材ｅに水平方向力はほとんど働かないので、被研磨品の上下面は、ほとんど研磨されない。但し、稜線部に予め形成されている丸み部分は研磨作用を受ける。

以上、説明したとおり、研磨材ｅを特定軌道に往復運動せしめることができ、かつ、前記多数の眼鏡前枠Ｆに万遍に接触させて研磨できるようにした。なお、研磨材ｅとして、金属研磨に通常用いられる砂、ガラスビーズ、ステンレスビーズ、カットワイヤー、クルミ粉末などを採用することができる。

また、本実施形態では、図８に示すような円形のリムｒに適用する場合にあっては、前記ステーロッド３をこのリムｒに対し、複数本設置することによって、縁部に掛止することもできる。

本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、ワーク取付枠２の側枠21の形状は適宜設計変更することができるし、また、ステーロッド３およびその掛止フック31の数量により、一度に研磨できる眼鏡前枠Ｆの数量を増減することもでき、何れのものも本発明の技術的範囲に属する。

本発明の実施形態の支持機構を表わす全体斜視図である。 本発明の実施形態の支持機構に眼鏡前枠をセットする工程を表わす説明側面図である。 本発明の実施形態の支持機構に眼鏡前枠をセットする工程を表わす説明正面図である。 本発明の実施形態の支持機構に眼鏡前枠をセットした状態を表わす全体斜視図である。 本発明の実施形態の研磨機の駆動機構を表わす説明図である。 本発明の実施形態の研磨機の動作を表わす斜軸投影図である。 本発明の実施形態の研磨機内における研磨材の動作を表わす正面説明断面図である。 本発明の実施形態の支持機構に略円形の眼鏡前枠をセットする工程を表わす説明正面図である。

１ 研磨バレル
２ ワーク取付枠
21 側枠
３ ステーロッド
31 掛止突起
32 止着ネジ
Ｆ 眼鏡前枠
ｒ リム
ｅ 研磨材

Claims (3)

1. 研磨バレル１の中に均衡配置され、かつ、回転する当該バレルの中では、どの位置でも、被研磨品の両研磨面が鉛直面になって略一定の静止姿勢を保持するように支承されて内部に支持した多数の眼鏡前枠Ｆを研磨材ｅに接触させて研磨する複数個のワーク取付枠２を具備したバレル研磨機において、
   このバレル研磨機は、公転機構および自転機構を備えた遊星機構を備え、これらの公転周期および自転周期を同周期にして、
   公転用モータを駆動したとき、前記研磨バレル１およびワーク取付枠２が、回転円板と同体に等角速度で回転可能であって、
   前記各ワーク取付枠２には、当該取付枠両サイドにおいて鉛直方向に起立して対向配置された側枠21・21間に研磨対象の眼鏡前枠Ｆの両リムｒ・ｒの間隔に対応するステーロッド３・３が水平方向に並列して少なくとも一対架設され、かつ、これらのステーロッド３には前記眼鏡前枠の両リムｒ・ｒを掛止め可能な掛止フック31が多数突設されており、
   これらワーク取付枠２におけるステーロッド３・３の隣向する掛止フック31と31に、研磨対象である各眼鏡前枠Ｆのリムｒ・ｒを各々掛止させてセットすることにより、回転する研磨バレル１の中で遠心力を受けて移動する研磨材ｅがステーロッド３・３間に略一定の静止姿勢に掛止セットされた前記多数の眼鏡前枠Ｆに万遍に接触させて研磨できるようにしたことを特徴とするバレル研磨機における眼鏡前枠支持機構。
2. ステーロッド３の端部に雌ネジが形成され、止着ネジ32によってワーク取付枠２の側枠21に螺着することにより回転を阻止することを特徴とする請求項１記載のバレル研磨機における眼鏡前枠支持機構。
3. ワーク取付枠２におけるステーロッド３・３の隣向する掛止フック31と31に、各眼鏡前枠Ｆの横長形状のリムｒ・ｒの長軸縁部を各々掛止させてセットすることを特徴とする請求項１または２記載のバレル研磨機における眼鏡前枠支持機構。

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