JP5936264B2 - 遠心バレル研磨機 - Google Patents

Description

本発明は、遠心バレル研磨機に関するものである。

特許文献１には、回転駆動されるターレットの偏心位置に、複数のバレル槽を回転可能に取り付けた遠心バレル研磨機が開示されている。この遠心バレル研磨機では、バレル槽を遊星回転させる手段として、ターレットと同心に配されたモータ駆動される太陽ギヤと、バレル槽に一体回転し得るように設けた遊星ギヤとを噛み合わせる構造が用いられている。

ギヤを用いてバレル槽を遊星回転させるものにおいて、バレル槽の自転速度を遅くしようとする場合、図７に示すように、太陽ギヤ１００と遊星ギヤ１０１との間に減速ギヤ１０２を介在させる構造が考えられる。減速ギヤ１０２は、太陽ギヤ１００に噛み合う大径ギヤ１０３と、遊星ギヤ１０１に噛み合う小径ギヤ１０４とを、軸方向に並べて一体回転可能に結合して構成されている。この減速構造では、太陽ギヤ１００、減速ギヤ１０２、遊星ギヤ１０１が、夫々、太陽シャフト１０５、減速シャフト１０６、遊星シャフト１０７の先端部（図６における右側の端部）に配置されている。シャフト１０５，１０６，１０７の軸線方向において、大径ギヤ１０３は、遊星ギヤ１０１より先端側に配置することが好ましい。この大径ギヤ１０３と遊星ギヤ１０１の位置関係は、次の理由による。

バレル槽１０８を支持する遊星シャフト１０７は、バレル槽１０８内でマス（工作物と研磨石の総称）が流動することによる重心位置の変動と、遊星シャフト１０７の先端部に固着された遊星ギヤ１０１の質量とが原因となって、僅かながら湾曲変形することがある。湾曲変形した遊星シャフト１０７が小径ギヤ１０４に対して不正に接触すると、異音を生じることがある。異音の発生は、遊星ギヤ１０１の位置を、遊星シャフト１０７の軸方向における先端よりも中央側（バレル槽１０８側）に設定することで抑制することが可能である。また、遊星ギヤ１０１の位置を、遊星シャフト１０７の軸方向における先端よりも中央側に設定すれば、遊星シャフト１０７を細くしてもその湾曲変形を抑えることが可能となるので、遊星シャフト１０７の軽量化を図ることも実現可能となる。このような理由により、遊星ギヤ１０１が、大径ギヤ１０３よりも軸方向中央側の位置に配置されている。

特開昭６２−２５１０６６号公報

しかしながら、遊星ギヤ１０１が噛み合う小径ギヤ１０４は、大径ギヤ１０３よりも外径寸法が小さいので、シャフト１０５，１０６，１０７の先端側から見たときに、遊星ギヤ１０１の一部が大径ギヤ１０３の陰に隠れることになる。遊星ギヤ１０１を、交換やメンテナンスのために遊星シャフト１０７から外す際には、遊星ギヤ１０１を遊星シャフト１０７の先端側へスライドさせて抜き取るようになっているため、遊星ギヤ１０１を着脱する際には、大径ギヤ１０３を減速シャフト１０６から外しておく必要がある。そのため、作業に手間が掛かるという問題がある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ギヤを着脱する際の作業性の向上を図ることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、本発明は、
ターレットの偏心位置に回転可能に設けた複数のバレル槽に回転力を減速して伝達する減速機構を備え、
前記減速機構が、
軸受部によって回転可能に支持された従動側シャフトと、
前記従動側シャフトに一体回転可能に設けられ、且つ前記軸受部よりも前記従動側シャフトの一端側に配置され、前記従動側シャフトに対して着脱可能であって、前記従動側シャフトの前記一端側へ変位させることによって前記従動側シャフトから外される低速側ギヤと、
前記従動側シャフトと並列するように配された駆動側シャフトと、
前記駆動側シャフトを中心として回転可能であり、前記低速側ギヤと噛み合う高速側小径ギヤと、
前記高速側小径ギヤと一体回転可能であり、前記高速側小径ギヤよりも前記従動側シャフトの前記一端側へずれて配置された高速側大径ギヤとを備えて構成されており、
前記従動側シャフトの前記一端側から見たときに、前記低速側ギヤの外周縁部の一部が、前記高速側大径ギヤの外周縁部に隠れるようになっている遠心バレル研磨機であって、
前記従動側シャフトの外周と前記低速側ギヤの内周との間に着脱可能に設けられたスペーサを備え、
前記軸受部と前記高速側大径ギヤとの間には、前記スペーサを外した状態において、前記低速側ギヤが、前記従動側シャフトに対して軸線を斜めにするように傾くことを可能にする変位許容空間が設けられ、
前記スペーサを前記従動側シャフトと前記低速側ギヤとの間から外した状態では、前記低速側ギヤにおける前記高速側大径ギヤとの対応部を、前記高速側大径ギヤから遠ざかるように径方向へ変位させることが可能となっているところに特徴を有する。

この構成によれば、低速側ギヤを従動側シャフトから外す際には、従動側シャフトと低速側ギヤとの間からスペーサを外し、スペーサを外すことによって空いた空間を利用して、低速側ギヤにおける高速側大径ギヤとの対応部を、高速側大径ギヤから遠ざかるように径方向へ変位させることができる。本発明によれば、従動側シャフトに対して低速側ギヤを着脱する際に、高速側大径ギヤを駆動側シャフトから外す必要がないので、作業性が良い。
また、低速側ギヤの外径寸法を大きくすることができるので、バレル槽を、より遅い速度で回転させることが可能となる。

本実施例の遠心バレル研磨機の構成図 遊星ギヤの取付け構造をあらわす拡大断面図 遊星シャフトと遊星ギヤの間からスペーサを外した状態をあらわす拡大断面図 スペーサを外した状態で、遊星ギヤを傾けた状態をあらわす拡大断面図 図４の状態から更に遊星ギヤを傾けた状態をあらわす拡大断面図 スペーサの断面図 従来例の遠心バレル研磨機の構成図

本発明の遠心バレル研磨機は、
前記スペーサが、前記従動側シャフトと前記低速側ギヤを一体回転し得るように結合する結合手段を備えていてもよい。
この構成によれば、スペーサとは別に、専用の結合手段を用いる場合に比べると、部品点数を少なくすることができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図６を参照して説明する。本実施例の遠心バレル研磨機は、図１に示すように、軸線を水平に向けた太陽シャフト１０を中心として回転する一対のターレット１１と、太陽シャフト１０を中心としてターレット１１を公転させるための公転用駆動機構１６と、両ターレット１１の間における偏心位置に配された複数のバレル槽１２と、ターレット１１に対してバレル槽１２を相対回転させるための自転用駆動機構２１とを備えて構成されている。バレル槽１２は、公転用駆動機構１６と自転用駆動機構２１とにより、太陽シャフト１０を中心として遊星回転する。このバレル槽１２の遊星回転により、バレル槽１２の内部では、研磨石を用いた工作物の表面のバリ取りや光沢仕上げ等の研磨処理が行われる。

太陽シャフト１０は、基台１３によって回転可能に支持されている。ターレット１１は、太陽シャフト１０に相対回転可能に支持されている。バレル槽１２の両端面からは一対の遊星シャフト１４（本発明の構成要件である従動シャフト）が、太陽シャフト１０と平行に突出しており、遊星シャフト１４は、ターレット１１に設けた軸受部１５に貫通された状態で、ターレット１１に対して相対回転し得るように支持されている。

公転用駆動機構１６は、ターレット１１の下方に配した公転用モータ１７と、公転用モータ１７の出力軸に固着した公転用駆動プーリ１８と、ターレット１１の外周に形成した公転用従動プーリ１９と、公転用駆動プーリ１８と公転用従動プーリ１９との間に掛け回した公転用ベルト２０とを備えて構成される。この公転用駆動機構１６により、公転用モータ１７の回転力がターレット１１に直接伝達される。

自転用駆動機構２１は、ターレット１１の下方に配した自転用モータ２２と、自転用モータ２２の出力軸に固着した自転用駆動プーリ２３と、太陽シャフト１０に一体回転するように取り付けた自転用従動プーリ２４と、自転用駆動プーリ２３と自転用従動プーリ２４との間に掛け回した自転用ベルト２５とを備え、これらにより、自転用モータ２２の回転力は、太陽シャフト１０に対して直接伝達される。

自転用駆動機構２１は、太陽シャフト１０の回転力を遊星シャフト１４に減速して伝達するための減速機構２６を備えている。減速機構２６は、上記遊星シャフト１４と、遊星ギヤ２７（本発明の構成要件である低速側ギヤ）と、スペーサ４０と、太陽ギヤ２８と、減速シャフト２９（本発明の構成要件である駆動側シャフト）と、減速ギヤ３０とを備えて構成されている。遊星ギヤ２７は、遊星シャフト１４の右端部１４Ｒ（本発明の構成要件である一端）に配置される。遊星シャフト１４に取り付けられている遊星ギヤ２７は、右方へ変位させることによって遊星シャフト１４から外すことができ、遊星シャフト１４の右方から左方へ変位させることによって遊星シャフト１４に取り付けることができる。

遊星ギヤ２７の中心孔２７Ｈの内径は遊星シャフト１４の外径よりも大きく設定されており、遊星ギヤ２７の内周面と遊星シャフト１４の外周面との間には、スペーサ４０が装着されている。このスペーサ４０により、遊星ギヤ２７は、遊星シャフト１４に対し、一体的に回転し得るように且つ着脱可能に設けられている。

スペーサ４０は、図６に示すように、構造的には、円筒状をなすインナリング４１と、円筒状をなすアウタリング４６と、複数のボルト４８とを備えて構成されている。また、スペーサ４０は、機能的には、遊星ギヤ２７の内周面と遊星シャフト１４の外周面との径方向の寸法差を埋めて、遊星シャフト１４に対する遊星ギヤ２７の径方向への相対変位を規制する機能（変位規制手段４０Ａ）と、遊星ギヤ２７を遊星シャフト１４に対して一体回転し得るように結合する機能（結合手段４０Ｂ）を兼ね備えている。

インナリング４１は、リング本体部４２と、リング本体部４２の軸方向における右端から径方向外向きに張り出したフランジ部４３とを一体に形成して構成されている。リング本体部４２の外周面は、左方（遊星シャフト１４から遊星ギヤ２７を抜き取る方向とは反対の方向）に向かって外径が小さくなるように傾斜したテーパ状の押圧面４４となっている。アウタリング４６の内周面は、左方に向かって内径が小さくなるように傾斜したテーパ面の受圧面４７となっている。フランジ部４３には、周方向に間隔を空けた複数の貫通孔４５が形成されている。遊星ギヤ２７には、その右端面を凹ませた形態であって、複数の貫通孔４５と対応するように配置された複数の雌ネジ孔４９が形成されている。リング本体部４２とアウタリング４６は変位規制手段４０Ａを構成し、フランジ部４３とボルト４８は結合手段４０Ｂを構成する。

遊星シャフト１４に遊星ギヤ２７とスペーサ４０を組み付ける際には、まず、遊星シャフト１４の右方から遊星ギヤ２７を遊星シャフト１４に外嵌し、次に、遊星ギヤ２７の右方から、遊星ギヤ２７と遊星シャフト１４との間にアウタリング４６を挿入し、その後、アウタリング４６の内周と遊星シャフト１４の外周との間に、インナリング４１のリング本体部４２を挿入する。そして、遊星ギヤ２７の右方から各貫通孔４５に挿通したボルト４８を、雌ネジ孔４９にねじ込んで締め付ける。すると、ボルト４８のねじ込み力が、テーパ状の押圧面４４からテーパ状の受圧面４７に作用し、楔作用によって、遊星ギヤ２７とスペーサ４０と遊星シャフト１４が、一体回転し得るように固定される。

図１に示すように、太陽ギヤ２８は、太陽シャフト１０に対し一体回転し得るように固着されている。減速シャフト２９は、右側のターレット１１の右側面から突出しており、太陽シャフト１０及び遊星シャフト１４と平行をなして固定されている。減速シャフト２９には、減速ギヤ３０がベアリング３１を介して相対回転可能に取り付けられている。減速ギヤ３０は、小径ギヤ３２（本発明の構成要件である高速側小径ギヤ）と大径ギヤ３３（本発明の構成要件である高速側大径ギヤ）とから構成され、小径ギヤ３２と大径ギヤ３３は、ボルト３６により一体回転し得るように結合されている。

小径ギヤ３２は、遊星ギヤ２７に噛み合わされている。小径ギヤ３２のピッチ径は、遊星ギヤ２７のピッチ径よりも小さい。大径ギヤ３３は太陽ギヤ２８に噛み合わされている。大径ギヤ３３のピッチ径は、小径ギヤ３２のピッチ径よりも大きい。したがって、太陽ギヤ２８（太陽シャフト１０）の回転力は、大径ギヤ３３と小径ギヤ３２を介すことにより、減速されて遊星ギヤ２７に伝達されるようになっている。

図２，３に示すように、大径ギヤ３３は、遊星シャフト１４の軸方向において、遊星ギヤ２７よりも右方（つまり、遊星ギヤ２７を遊星シャフト１４から外すときの変位方向と同じ方向）に配置されている。また、大径ギヤ３３は小径ギヤ３２よりもピッチ径が大きい。したがって、シャフト１０，１４，２９を右方から見ると、大径ギヤ３３の外周縁部が、遊星ギヤ２７の外周縁部の一部を覆い隠す状態となる。これは、遊星ギヤ２７を、遊星シャフト１４と同軸状態を維持したままで軸方向右側へスライド（平行移動）させると、遊星ギヤ２７における大径ギヤ３３との対応部２７Ａ（図２，３における下端部）が、大径ギヤ３３に突き当たって遊星ギヤ２７を外すことができない、ということを意味する。本実施例では、その対策として、上記のスペーサ４０に加え、変位許容空間３５が設けられている。

軸受部１５と大径ギヤ３３との間には、遊星ギヤ２７を収容するための収容空間３４が確保されているが、収容空間３４の軸方向の寸法は遊星ギヤ２７の軸方向の寸法よりも大きく設定されている。これにより、遊星ギヤ２７を遊星シャフト１４に取り付けた状態では、遊星ギヤ２７の左外側面と軸受部１５の右端との間に、遊星ギヤ２７の傾きを許容するための変位許容空間３５が確保されている。

本実施例では、変位許容空間３５とスペーサ４０を設けたので、図３に示すように、スペーサ４０を外した状態では、遊星ギヤ２７の中心孔２７Ｈと遊星シャフト１４との間に隙間が空く。この隙間により、遊星シャフト１４に外嵌されている遊星ギヤ２７を、遊星シャフト１４に対して軸線を斜めにするように（つまり、遊星シャフト１４の径方向へ倒れるように）傾けることができる。このとき、図４に示すよう、まず、遊星ギヤ２７のうち遊星シャフト１４を挟んで大径ギヤ３３とは反対側（図４における上側）の部分を、右方へ倒すように変位させ、遊星ギヤ２７の中心孔２７Ｈの一部を遊星シャフト１４の右端部１４Ｒから外すようにする。

この後、更に遊星ギヤ２７を傾けると、図５に示すように、遊星ギヤ２７における大径ギヤ３３との対応部２７Ａが、変位許容空間３５内へ進出することにより、大径ギヤ３３から軸方向左方へ遠ざかるとともに、減速シャフト２９から径方向に遠ざかる。このように遊星ギヤ２７を斜めにすれば、遊星ギヤ２７を、大径ギヤ３３と遊星シャフト１４との間を通して、遊星シャフト１４及び大径ギヤ３３の右方へ取り出すことができる。また、遊星ギヤ２７を遊星シャフト１４に取り付ける場合は、上記と同様に遊星ギヤ２７を斜めにしながら遊星シャフト１４の外嵌すればよい。このようにすれば、遊星ギヤ２７を、遊星シャフト１４と大径ギヤ３３との間を通して収容空間３４内に収容することができる。

本実施例の遠心バレル研磨機は、遊星シャフト１４に一体回転可能に且つ着脱可能に設けられて、遊星シャフト１４の右端部１４Ｒ側へ変位させて外す遊星ギヤ２７と、減速シャフト２９を中心に回転する小径ギヤ３２と、小径ギヤ３２と一体回転し、小径ギヤ３２よりも右端部１４Ｒ側へずれて配置した大径ギヤ３３とを備えており、遊星シャフト１４の右端部１４Ｒ側から見たとき、遊星ギヤ２７の外周縁部の一部が、大径ギヤ３３の外周縁部に隠れるように位置関係となっている。しかし、遊星シャフト１４の外周と遊星ギヤ２７の内周との間に着脱可能なスペーサ４０が設けられているので、スペーサ４０を遊星シャフト１４と遊星ギヤ２７との間から外すと、遊星ギヤ２７における大径ギヤ３３との対応部２７Ａを、大径ギヤ３３から遠ざかるように径方向へ変位させることが可能となっている。したがって、本実施例によれば、遊星シャフト１４に対して遊星ギヤ２７を着脱する際に、大径ギヤ３３を減速シャフト２９から外す必要がないので、作業性が良い。

また、バレル槽１２を支持する遊星シャフト１４は、バレル槽１２内でマスが流動することによる重心位置の変動と、遊星シャフト１４の先端部に固着された遊星ギヤ２７の質量とが原因となって、僅かながら湾曲変形することが懸念される。湾曲変形した遊星シャフト１４が小径ギヤ３２に対して不正に接触すると、異音を生じることがある。しかし、本実施例では、遊星ギヤ２７の位置を、遊星シャフト１４の軸方向における先端よりも中央側（バレル槽１２側）に設定しているので、異音の発生を抑制することができる。また、遊星ギヤ２７の位置を、遊星シャフト１４の軸方向における先端よりも中央側に設定すれば、遊星シャフト１４を細くしてもその湾曲変形を抑えることが可能となるので、遊星シャフト１４の軽量化を図ることも実現可能となっている。

また、本実施例の遠心バレル研磨機は、スペーサ４０が、遊星シャフト１４と遊星ギヤ２７を一体回転し得るように結合する結合手段４０Ｂを備えているので、スペーサ４０とは別に、専用の結合手段を用いる場合に比べて、部品点数が少なくなっている。
また、本実施例の遠心バレル研磨機は、遊星シャフト１４が軸受部１５によって回転可能に支持され、遊星ギヤ２７が、軸受部１５よりも遊星シャフト１４の右端部１４Ｒに近い位置に配置されているのであるが、軸受部１５と大径ギヤ３３との間には、スペーサ４０を外した状態において、遊星ギヤ２７が、遊星シャフト１４に対して軸線を斜めにするように傾くことを可能にする変位許容空間３５が設けられている。このような変位許容空間３５を設けたことにより、遊星ギヤ２７の外径寸法を大きくすることができるので、バレル槽１２を、より遅い速度で回転させることが可能となる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、従動側シャフト（遊星シャフト１４）の外周の半径と低速側ギヤ（遊星ギヤ２７）の内周の半径との寸法差を、低速側ギヤと高速側大径ギヤ（大径ギヤ３３）の径方向の重なり寸法よりも小さくしたが、従動側シャフトの外周の半径と低速側ギヤの内周の半径との寸法差は、低速側ギヤと高速側大径ギヤの径方向の重なり寸法より大きくしてもよい。この寸法関係にすれば、低速側ギヤを斜めにしなくても、従動側シャフトから外すことができる。
（２）上記実施例では、スペーサ４０が、従動側シャフト（遊星シャフト１４）と低速側ギヤ（遊星ギヤ２７）を一体回転し得るように結合するための結合手段４０Ｂを備えているが、これに限らず、スペーサとは別に、専用の結合手段を設けてもよい。
（３）上記実施例では、駆動側シャフトが、太陽シャフト１０（即ち、ターレットの回転中心）に対して偏心した位置に配した減速シャフト２９である場合について説明したが、本発明は、駆動側シャフトが太陽シャフトである場合にも適用できる。
（４）上記実施例では、従動側シャフトがバレル槽１２を支持する遊星シャフト１４である場合について説明したが、本発明は、従動側シャフトが、太陽シャフト（即ち、ターレットの回転中心）と遊星シャフト（即ち、バレル槽を支持するシャフト）との間に配された減速シャフトである場合にも適用できる。
（５）上記実施例では、駆動側シャフト（減速シャフト２９）がターレット１１に固定され、駆動側シャフトに対して高速側小径ギヤ（小径ギヤ３２）と高速側大径ギヤ（大径ギヤ３３）が相対回転し得るようにしたが、これに限らず、駆動側シャフトをターレットに対して相対回転可能に支持し、高速側小径ギヤと高速側大径ギヤが駆動側シャフトと一体回転するようにしてもよい。

１１…ターレット
１２…バレル槽
１４…遊星シャフト（従動側シャフト）
１４Ｒ…遊星シャフトの右端部（従動側シャフトの一端）
１５…軸受部
２６…減速機構
２７…遊星ギヤ（低速側ギヤ）
２９…減速シャフト（駆動側シャフト）
３２…小径ギヤ（高速側小径ギヤ）
３３…大径ギヤ（高速側大径ギヤ）
３５…変位許容空間
４０…スペーサ
４０Ｂ…結合手段

Claims (2)

1. ターレットの偏心位置に回転可能に設けた複数のバレル槽に回転力を減速して伝達する減速機構を備え、
   前記減速機構が、
   軸受部によって回転可能に支持された従動側シャフトと、
   前記従動側シャフトに一体回転可能に設けられ、且つ前記軸受部よりも前記従動側シャフトの一端側に配置され、前記従動側シャフトに対して着脱可能であって、前記従動側シャフトの前記一端側へ変位させることによって前記従動側シャフトから外される低速側ギヤと、
   前記従動側シャフトと並列するように配された駆動側シャフトと、
   前記駆動側シャフトを中心として回転可能であり、前記低速側ギヤと噛み合う高速側小径ギヤと、
   前記高速側小径ギヤと一体回転可能であり、前記高速側小径ギヤよりも前記従動側シャフトの前記一端側へずれて配置された高速側大径ギヤとを備えて構成されており、
   前記従動側シャフトの前記一端側から見たときに、前記低速側ギヤの外周縁部の一部が、前記高速側大径ギヤの外周縁部に隠れるようになっている遠心バレル研磨機であって、
   前記従動側シャフトの外周と前記低速側ギヤの内周との間に着脱可能に設けられたスペーサを備え、
   前記軸受部と前記高速側大径ギヤとの間には、前記スペーサを外した状態において、前記低速側ギヤが、前記従動側シャフトに対して軸線を斜めにするように傾くことを可能にする変位許容空間が設けられ、
   前記スペーサを前記従動側シャフトと前記低速側ギヤとの間から外した状態では、前記低速側ギヤにおける前記高速側大径ギヤとの対応部を、前記高速側大径ギヤから遠ざかるように径方向へ変位させることが可能となっていることを特徴とする遠心バレル研磨機。
2. 前記スペーサが、前記従動側シャフトと前記低速側ギヤを一体回転し得るように結合する結合手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の遠心バレル研磨機。

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