JP5949907B2 - 遠心バレル研磨機および研磨方法 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物および研磨媒体が装入されたバレル槽を自転・公転することで被加工物を研磨加工する遠心バレル研磨機および遠心バレル機による研磨方法に関する。ここで、研磨媒体は、乾式の場合は研磨メディアであり、湿式の場合はさらに水および必要に応じてコンパウンドを含んで構成される。

被加工物（ワーク）のバリ取り、丸め加工、光沢仕上げ研磨等を行うバレル研磨機として、遠心バレル研磨機が知られている。遠心バレル研磨機は、被加工物と研磨メディアとをバレル槽（ポット）内に挿入し（湿式バレル研磨の場合は、さらに水とコンパウンドとを挿入し）、このバレル槽を自転および公転させることで、バレル槽に挿入した物を流動させて研磨する。このような遠心バレル研磨機の構造は、例えば特開２００３−２０５４４９号公報に開示されている。同文献に開示された遠心バレル研磨機は、公転軸を中心に垂直方向に回転する公転円盤（タレット）に、その周方向に間隔を空けて研磨槽（バレル槽）を自転可能に取り付けられている構造である。

１回の運転（研磨サイクル）で研磨できる被加工物の量は、バレル槽の寸法に依存する。例えば、一度に大量の被加工物を加工する場合は、大型のバレル槽を備える遠心バレル研磨機で研磨する必要があった。また、被加工物のサイズが小さい場合や、少ない量の被加工物を加工する場合は、小型のバレル槽を備えた遠心バレル研磨機で研磨加工を行う必要があった。

また、複数の工程の研磨加工を同一の遠心バレル研磨機で行う必要がある場合は、工程毎に遠心バレル研磨機の運転を停止し、加工条件を再設定する必要があるので、研磨加工が完了するまでに相当の時間を必要としていた。この問題を解決するために、工程毎の加工条件が設定された複数台の遠心バレル研磨機を用いることが考えられる。この場合、研磨加工が完了するまでに時間は短縮できるが、遠心バレル研磨機の導入費用や遠心バレル研磨機の設置スペースが必要となる。

そこで、本発明は被加工物の量がロット毎に異なる場合や、複数の工程を必要とする研磨加工が必要な場合で、同一の遠心バレル研磨機で研磨加工を行うことができる遠心バレル研磨機およびバレル研磨方法を提供する。

第１の発明は、遠心バレル研磨機であって、公転する公転円盤と、該公転円盤にその周方向に間隔を空けて自転可能に設けられた複数のバレル槽ケースと、該バレル槽ケースに着脱自在に固定されるバレル槽であって、異なる大きさのバレル槽が該バレル槽ケースに固定でき、該バレル槽ケースを介して該公転円盤に自転可能に設けられているバレル槽と、前記バレル槽を前記バレル槽ケースに固定するための固定部材と、を備え、前記バレル槽は、上方が開口された箱体と、前記箱体の開口部を閉止するための蓋と、を備え、前記固定部材は、前記バレル槽ケースに載置された前記バレル槽の蓋を前記箱体に押し付けて内部の空間を密封すると共に前記バレル槽を該バレル槽ケースに固定する構造であり、前記バレル槽ケースの少なくとも１つは、２個以上のバレル槽を固定でき、前記バレル槽は位置決めピンを有し、前記バレル槽ケースには、固定される前記バレル槽の数、サイズおよび形状に対応して前記位置決めピンが嵌合される孔が設けられることを特徴とする。第１の発明に記載の遠心バレル研磨機によれば、被加工物の量や大きさや加工目的に合わせて最適なバレル槽を選択することができる。ここで、バレル槽ケースに異なる大きさのバレル槽が固定できるということは、複数のバレル層ケースの少なくとも１つに大きさの異なるバレル槽を固定する場合と、複数のバレル層ケースには同一の大きさのバレル槽を固定するが、被加工物の量、サイズ等に応じて、バッチにより異なる大きさのバレル槽を複数のバレル層ケースに固定する場合や、１つのバレル槽ケースに異なる大きさのバレル槽を固定する場合をも含む。

第２の発明は、第１の発明に記載の遠心バレル研磨機であって、前記バレル槽ケースの少なくとも１つは、２個以上のバレル槽を固定できることを特徴とする。遠心バレル研磨機の１回の研磨サイクルで、複数の研磨条件で被加工物の研磨加工を行うことができる。バレル槽ケースに固定するバレル槽の大きさや数は、第１の発明に記載と同様、適宜選択することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明に記載の遠心バレル研磨機であって、前記バレル槽は、上方が開口された箱体と、前記箱体の開口部を閉止するための蓋と、を備え、前記固定部材は、前記バレル槽ケースに載置された前記バレル槽の蓋を前記箱体に押し付けて内部の空間を密封すると共に前記バレル槽を該バレル槽ケースに固定する構造であることを特徴とする。バレル槽は前記箱体の開口部に前記蓋をかぶせ、該蓋を押し付けることで、内部が密閉される。前記固定部材は、該蓋を押圧する機能と、該バレル槽を該バレル槽ケースに固定する機能と、を兼ね備えるので、作業者の負担が軽減される。また、もし同一のバレル槽ケースに固定されたバレル槽が複数である場合は、該バレル槽の蓋を一度に押圧する固定部材を用いてもよい。

第４の発明は、第３の発明に記載の遠心バレル研磨機であって、前記固定部材は、前記バレル槽の蓋を前記バレル槽の箱体に押し付けるための押し付け板と、該押し付け板の押し付け力を調整するための押し付け力調整具と、該押し付け板と該押し付け力調整具とを該バレル槽ケースに保持するための保持部材と、を備えた昇降具であることを特徴とする。前記押し付け力調整具によって、前記蓋と前記箱体とを確実に密着させて密封することができるので、研磨加工中にバレル槽の装入物が漏出することがない。また、より強固な力でバレル槽をバレル槽ケースに固定することができるので、安全に研磨加工を行うことができる。

第５の発明は、第４の発明に記載の遠心バレル機であって、前記固定部材は弾性体からなるベルトであることを特徴とする。より簡単な構造で、確実に前記蓋を押圧すると共に、バレル槽をバレル槽ケースに固定することができる。

第６の発明は、第１または第２の発明に記載の遠心バレル研磨機を用いた研磨方法であって、前記研磨方法は、被加工物と、研磨メディアと、水と、必要に応じてコンパウンドと、を前記バレル槽に装入する工程と、該バレル槽を前記バレル槽ケースに固定する工程と、前記公転円盤を公転させると共に該バレル槽を自転させて、前記被加工物を研磨する工程と、を備え、前記バレル槽に装入する被加工物、研磨メディア、水、コンパウンドのうち、少なくともいずれかの量が、少なくとも１つのバレル槽と他のバレル槽とで異なることを特徴とする。被加工物、研磨メディア、水、コンパウンドの量をそれぞれ必要に応じて調整することで、複数の研磨条件で同時に研磨することができる。例えば、複数の加工精度の水準が要求される場合や、異なる容積を持つバレル槽を用いて研磨する場合等が考えられる。

第７の発明は、第１または第２の発明に記載の遠心バレル研磨機を用いた研磨方法であって、前記研磨方法は、被加工物と、研磨メディアと、水と、必要に応じてコンパウンドと、を前記バレル槽に装入する工程と、該バレル槽を前記バレル槽ケースに固定する工程と、前記公転円盤を公転させると共に該バレル槽を自転させて、前記被加工物を研磨する工程と、を備え、前記バレル槽に装入する被加工物、研磨メディア、コンパウンドのうち、少なくともいずれかが、少なくとも１つのバレル槽と他のバレル槽とで異なることを特徴とする。第７の発明によって、異なる研磨工程の研磨加工や異なる被加工物の研磨加工を、湿式で同時に行うことができる。

第８の発明は、第１または第２の発明に記載の遠心バレル研磨機を用いた研磨方法であって、前記研磨方法は、被加工物及び研磨メディアを前記バレル槽に装入する工程と、該バレル槽を前記バレル槽ケースに固定する工程と、前記公転円盤を公転させると共に該バレル槽を自転させて、前記被加工物を研磨する工程と、を備え、前記バレル槽に装入する被加工物及び研磨メディアのうち、少なくともいずれかの量が、少なくとも１つのバレル槽と他のバレル槽とで異なることを特徴とする。第８の発明によって、被加工物及び研磨メディアの量をそれぞれ必要に応じて調整することで、複数の研磨条件で同時に研磨加工を行うことができる。例えば、複数の加工精度の水準が要求される場合や、異なる容積を持つバレル槽を用いて研磨加工を行う場合等が考えられる。

第９の発明は、第１または第２の発明に記載の遠心バレル研磨機を用いた研磨方法であって、前記研磨方法は、被加工物及び研磨メディアを前記バレル槽に装入する工程と、該バレル槽を前記バレル槽ケースに固定する工程と、前記公転円盤を公転させると共に該バレル槽を自転させて、前記被加工物を研磨する工程と、を備え、前記バレル槽に装入する被加工物及び研磨メディアのうち、少なくともいずれかが、少なくとも１つのバレル槽と他のバレル槽とで異なることを特徴とする。第８の発明によって、異なる研磨工程の研磨加工や異なる被加工物の研磨加工を、乾式で同時に行うことができる。

この出願は、日本国で２０１２年４月２５日に出願された特願２０１２−０９９７０１号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

本発明の遠心バレル研磨機の構造を示す説明図である。図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は右側面である。 本発明の遠心バレル研磨機におけるバレル槽の自転・公転機構を示す説明図である。図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＡ−Ａ線矢視図である。 バレル槽の位置検出に用いるドグおよび近接スイッチの構造を示す模式図である。 スライド扉開閉装置の構造を示す説明図である。 バレル槽をバレル槽ケースに固定する方法の一例を説明するための説明図である。図５（Ａ）は正面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 バレル槽をバレル槽ケースに固定する方法の一例を説明するための説明図である。図６（Ａ）は正面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）におけるＡ−Ａ線矢視図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。 バレル槽をバレル槽ケースに固定する方法の一例を説明するための説明図である。図７（Ａ）は正面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 バレル槽の一例を示す説明図である。図８（Ａ）は正面斜め上方から見た斜視図、図８（Ｂ）は横断面を示す模式図、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）におけるＡ部の動作を説明するための説明図である。 バレル槽がバレル槽ケースに固定された状態を説明するための説明図である。

本発明の遠心バレル研磨機を、図を参照して説明する。ここで、図１では、内部の構造を示すために、遠心バレル研磨機１のスライド扉３０を開放した状態を示している。
なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１に示すように、遠心バレル研磨機１は、正面（図１における手前方向）にスライド扉３０を備えた筐体１０と、該筐体１０の内部に配置される複数個のバレル槽１１と、該バレル槽１１がそれぞれ固定されるバレル槽ケース１２と、該バレル槽ケース１２がそれぞれ固定されるタレット１４（公転円盤）と、を備える。これにより、バレル槽１１は、同図における垂直方向に自公転可能に配置されている。本実施形態では、バレル槽ケース１２は、１２ａ〜１２ｄの４つを用いたが、これに限定されず任意の数とすることができる。

バレル槽１１は、図５（Ｂ）に示すように、上面が開口された箱体１１ｘおよび前記開口を閉止する蓋１１ｙで構成されており、被加工物（ワーク）と研磨媒体（乾式で研磨する場合は研磨メディア、湿式で研磨する場合はさらに水および必要に応じてコンパウンド等とを含む）、を装入可能な筒状に形成されている。なお、本実施形態では、内部の空間が８角形である形状としたが、形状は特に限定されない。

バレル槽ケース１２ａ〜１２ｄには、任意の大きさのバレル槽１１を固定することができる。また、バレル槽ケース１２ａ〜１２ｄには、それぞれ１個または複数（例えば２〜８個）のバレル槽１１を固定することができる。これにより、湿式・乾式問わず、下記（１）（２）（３）（４）のような加工を行うことができる。これらの加工方法は一例であり、本発明はこれらに限定されない。
（１）被加工物が開発用途である場合等、被加工物の量が十分でない場合、被加工物の量に合わせた大きさのバレル槽１１を選択し、該バレル槽に合わせて最適な量の研磨メディア、及び湿式の場合はさらに水と必要に応じてコンパウンドと、を該バレル槽に装入することができる。
（２）粗研磨工程、中研磨工程、仕上げ研磨工程、を要する場合、それぞれの工程に適した研磨媒体を該被加工物と共にそれぞれのバレル槽に装入し、遠心バレル研磨機を運転することで、異なる研磨工程を同時に行うことができる。
（３）大きさや量や材質が異なる被加工物を研磨する場合、該被加工物を研磨するのに適した研磨媒体を該被加工物と共にそれぞれのバレル槽に装入し、遠心バレル研磨機を運転することで、それらの被加工物の研磨加工を同時に行うことができる。
（４）複数の加工精度の水準（例えば、表面粗さ、光沢度等）が要求される場合、それぞれの加工条件に適した大きさのバレル槽を選択し、またバレル槽に装入した被加工物の量およびバレル槽の容積に合わせて最適な量の研磨媒体を装入することで、加工精度が異なる研磨加工を同時に行うことができる。

本実施形態では、それぞれのバレル槽ケース１２にバレル槽１１を２個ずつ固定した（図２（Ｂ）参照）。バレル槽の数は、これに限定されることなく、被加工物の量や研磨の目的等に合わせて任意に設定することができる。

バレル槽ケース１２ａ〜１２ｄは、自転軸１５ａ〜１５ｄをそれぞれ備えている。また、タレット１４は、水平に固定された公転軸１３を回転中心として、一対が配置されている。前記バレル槽ケース１２ａ〜１２ｄは、一対のタレット１４の間に、その周方向に等間隔となるように配置されている。その際、前記バレル槽ケース１２ａ〜１２ｄは、前記公転軸１３に平行になるようにした前記自転軸１５ａ〜１５ｄによって、前記タレット１４に支持されている。これによって、バレル槽ケース１２ａ〜１２ｄおよび該バレル槽ケース１２ａ〜１２ｄに固定されたバレル槽１１が、タレット１４に対して相対回転が可能に構成されている。

遠心バレル研磨機１は、タレット１４を回転駆動する駆動機構として、研磨機用モータ２０を備える。該研磨機用モータ２０は、ブレーキ機能も備えている。また、該研磨機用モータ２０はインバータ（図示せず）と連結されており、該研磨機用モータ２０の回転数を任意に設定することができる。該研磨機用モータ２０の回転数を変化させることで、バレル槽１１の公転・自転速度を変化させるばかりでなく、バレル槽１１の着脱時において、タレット１４の周速を作業者が安全な速度以下、例えば、５３３ｍｍ／ｓ以下の低速で駆動させることができる。なお、該研磨機用モータ２０と該インバータとは、前記バレル槽１１の着脱によりバレル槽ケース１２ａ〜１２ｄ毎の重量バランスが崩れているときでも、タレット１４を回転させることができる大きなトルクが発生することができるように組み合わせられている。

モータの回転軸には、モータプーリ２３が固定されており、このモータプーリ２３とタレット１４の外周部とに公転用ベルト２４を掛け渡すことにより、タレット１４が公転軸１３を中心に回転可能に構成されている。

図２（Ａ）に示すように、公転軸１３には、両タレット１４から離れる方向（タレット１４の外方）に、小径の公転プーリ２５ａ、２５ｂが固定されている。また、自転軸１５ａ〜１５ｄには公転プーリ２５ａ、２５ｂと同径の自転プーリ２６ａ〜２６ｄが自転軸１５ａ〜１５ｄにそれぞれ固定されている。

タレット１４の回転方向に隣接する自転プーリ２６ａ、２６ｂ及び公転プーリ２５ａは、タレット１４の駆動側（図中左側）に設けられ、自転プーリ２６ｃ、２６ｄ及び公転プーリ２５ｂは、対向するタレット１４（図中右側）の外方に設けられている。つまり、隣接する２つのバレル槽の自転プーリと１つの公転プーリとがグループを形成し、それぞれ対向するタレット１４の外方に配置されている。

図２（Ｂ）に示すように、公転プーリ２５ａ、２５ｂと自転プーリ２６ａ〜２６ｄとの間には自転用ベルト２７ａ、２７ｂが内周面が接触するように掛け渡されており、弛み防止プーリ２８を自転用ベルト２７ａの外周面から接触させて、ベルトの遊びを低減させている。同様に、右側の公転プーリ２５ｂと自転プーリ２６ｃ、２６ｄとには自転用ベルト２７ｂが掛け渡されてある。

タレット１４の回転により自転軸１５ａ〜１５ｄが公転軸１３の周りに旋回すると、自転用ベルト２７ａ、２７ｂにより公転軸１３の回転が自転軸１５ａ〜１５ｄに伝達されて自転軸１５ａ〜１５ｄが自転する。ここで、公転プーリ２５ａ、２５ｂと自転プーリ２６ａ〜２６ｄとは同径であるので、自転軸１５ａ〜１５ｄは、公転軸１３、すなわちタレット１４と同じ回転数で連動して公転方向と反対方向へ自転することになる。これにより、バレル槽１１ａ〜１１ｄの姿勢を保ったまま、公転軸１３を中心に回転させることができる。

図３に示すように、バレル槽ケース１２ａ〜１２ｄに近接するタレット１４の外周端には、タレット１４と共に回転し、遠心バレル研磨機１のベースに設けられた近接スイッチ４１により検出可能な位置検出用部材（本実施形態ではドグ）４０ａ〜４０ｄがそれぞれ設けられている。ドグ４０ａ〜４０ｄは例えば板状の金属片により形成されている。

各ドグ４０ａ〜４０ｄが近接スイッチ４１に対向して近接スイッチ４１がＯＮ状態になると、制御部５１（図１参照）に位置検出信号が送信される。
各ドグ４０ａ〜４０ｄは、近接スイッチ４１と対向して近接スイッチ４１がＯＮ状態のときに、バレル槽１１ａ〜１１ｄがスライド扉３０から作業可能な箇所に位置するように設けられている。例えば、図３に示すように、ドグ４０ｂが近接スイッチ４１に対向しているときには、バレル槽１１ａがスライド扉３０正面に配置されている。
このように、ドグ４０ａ〜４０ｄと近接スイッチ４１とにより１／４回転毎（１ピッチ）に位置検出を行うことができる。

回転数検出用のドグ及び回転数検出用の近接スイッチを更に備え、回転数信号を制御部５１に送信することもできる。これにより、より正確なタレット１４の回転数を把握することができるので、研磨条件をより正確に把握、制御することができる。
なお、回転数検出用のドグ及び近接スイッチは、応答速度などに応じて、ドグ４０ａ〜４０ｄ及び近接スイッチ４１と別々に設けてもよいし、ドグ４０ａ〜４０ｄ及び近接スイッチ４１と共用してもよい。

図４に示すように、スライド扉３０に隣接してスライド扉３０の開閉を規制するスライド扉開閉装置３２が設けられている。スライド扉開閉装置３２は、スライド扉３０の端部に形成された鉤部３０ａに係止可能な係止部３２ａと、係止部３２ａによる鉤部３０ａの係止を解除するためのラッチ錠３２ｂと、制御部５１の指令によりラッチ錠３２ｂをインターロックすることができるソレノイドロック３２ｃと、を備えている。

係止部３２ａは、鉤部３０ａに係止する方向（図上方）に付勢され、上下方向に移動可能に構成されている。スライド扉３０を閉じると、係止部３２ａは鉤部３０ａの突起に案内されて一旦下方に引っ込んだ後に、鉤部３０ａの突起が係止部３２ａを通過すると上方に突出して鉤部３０ａを係止し、スライド扉３０が開かないようにする。後述するスライド扉３０の開放条件を満足したときに、ラッチ錠３２ｂを下方に引くと、係止部３２ａによる鉤部３０ａの係止が解除され、スライド扉３０を開けることができる。

ここで、従来、この種のインターロックで用いるソレノイドロックは、通電時に閉動作を行うが、この構成では、急な停電などによる電力遮断時に、タレット１４が慣性回転しているときにもスライド扉３０が開閉可能となってしまう。そこで、本実施形態では、ソレノイドロック３２ｃは通電時に開操作を行うことにより、より安全な構成とした。

図１に示すように、筐体１０の前面には、押しボタン式操作パネル、背面には制御ボタンを備えた制御装置５０が設けられている。制御装置５０は制御部５１に接続されており、制御部５１に対して、研磨機用モータ２０の運転時間及び回転速度（すなわち、研磨時間及びバレル槽１１の自転・公転速度）を手動で設定することができる。また、制御ボタンにより、研磨機用モータ２０とインバータとを連動させ、後述するピッチ送りを行うことができる。

制御部５１は、制御装置５０において設定された研磨条件に基づいて研磨機用モータ２０の駆動制御を行う。ここで、回転数検出用のドグ及び近接スイッチにより回転数を計測する場合には、近接スイッチから出力される回転数信号に基づき研磨機用モータ２０のフィードバック制御を行うこともできる。
また、制御部５１は、スライド扉開閉装置３２及び近接スイッチ４１と電気的に接続されており、これらから出力される信号に基づいて、以下に示すタレット１４の位置制御及びスライド扉３０の開閉制御を行う。

以下に、遠心バレル研磨機１による研磨加工手順について説明する。本実施形態では、大きさおよび材質の異なる被加工物Ａ，Ｂの研磨加工を、湿式で以下に示す４つの工程を同時に行う場合を例に説明する。
工程１：被加工物のバリ等を除去する工程（粗研磨）
工程２：工程１が完了した被加工物の凹凸を小さくする工程（中仕上げ研磨）
工程３：工程２が完了した被加工物の鏡面仕上げをする工程（仕上げ研磨）
工程４：工程３が完了した被加工物の洗浄および防錆処理をする工程（洗浄・防錆処理）

バレル槽１１ａ_１の箱体に、被加工物Ａと粗研磨を行うための研磨メディアと水とを装入する。バレル槽１１ａ_２の箱体に、被加工物Ｂと粗研磨を行うための研磨メディアと水とを装入する。同様に、バレル槽１１ｂ_１、１１ｂ_２の箱体に、それぞれ粗研磨（工程１）が完了した被加工物と中仕上げ研磨（工程２）を行うための研磨メディアと水とを装入する。同様に、バレル槽１１ｃ_１、１１ｃ_２の箱体に、それぞれ中仕上げ研磨（工程２）が完了した被加工物と仕上げ研磨（工程３）を行うための研磨メディアと水とを装入する。同様に、バレル槽１１ｄ_１、１１ｄ_２の箱体に、それぞれ仕上げ研磨（工程３）が完了した被加工物と水と洗浄及び防錆（工程４）を行うためのコンパウンドとを装入する。また、被加工物、研磨メディア、水、コンパウンドを箱体に装入した後、それぞれの上部にバレル槽の蓋を載置する。

前記制御装置５０を操作し、前述の研磨条件（研磨機用モータ２０の運転時間及び回転速度）を設定する。

続いて、制御装置５０を操作し、タレット１４のピッチ送りの操作を行う。研磨機用モータ２０によりタレット１４が低速で回転し、ドグ４０ａ〜４０ｄのいずれかが近接スイッチ４１により検出されると、近接スイッチ４１から制御部５１に位置検出信号が出力され、制御部５１は研磨機用モータ２０をブレーキにより停止させる制御を行う。これにより、所望のバレル槽ケース（例えば、バレル槽ケース１２ａ）がスライド扉３０の正面に配置される。

続いて、ラッチ錠３２ｂを操作して係止部３２ａによる鉤部３０ａの係止を解除し、スライド扉３０を開ける。

スライド扉３０の正面に配置されたバレル槽ケース１２ａに、前記バレル槽１１ａ_１、１１ａ_２をそれぞれ載置する。その後、固定部材によって該バレル槽１１ａ_１、１１ａ_２の蓋を該バレル槽の箱体に押し付けることで、該蓋と該箱体とを密着させると共に、該バレル槽をバレル槽ケース１２ａに固定する。バレル槽１１ａ_１、１１ａ_２の蓋を該バレル槽１１ａ_１、１１ａ_２の箱体に押し付けることで、内部の空間が密封されるので、研磨中に、バレル槽１１ａ_１、１１ａ_２の装入物が漏出することがない。

バレル槽１１の箱体１１ｘの内面および蓋１１ｙの内面には、各面の摩耗を防ぐために耐摩耗性ゴムからなるライニング（図示せず）を施すことが好ましい。また、前記箱体１１ｘと前記蓋１１ｙとの密着性を向上させるために、箱体１１ｘと蓋１１ｙとの接触面には弾性体からなるシール部材（図示せず）を設けることが好ましい。

なお、バレル槽１１には位置決めピン１１ｚ（図５（Ｂ）参照）を設け、バレル槽ケース１２には該位置決めピン１１ｚが嵌合されるための孔を設けることが好ましい。これによって、バレル槽１１をバレル槽ケース１２に固定する際に、該バレル槽１１の位置がずれることを防ぐことができる。該バレル槽１１の固定位置が、バレル槽ケース１２毎で偏りがあると、公転軸１３および自転軸１５に負荷がかかり破損する恐れがあるので、該位置決めピン１１ｚによってこの破損を防ぐことができる。例えば、複数のバレル槽ケース１２を有する場合、対角に位置するバレル槽ケース１２の重心が、バレル槽１１が固定された際に、公転軸１３および自転軸１５に過度な負荷がかからない位置となるように、位置決めピン１１ｚによって調整することができる。なお、前記孔は、載置するバレル槽のサイズや形状を考慮し、予め設けておくことが好ましい。たとえば、１〜８個のバレル槽１１の場合に対応する孔をバレル槽ケース１２に設けておくことで、１〜８個のバレル槽１１をバレル槽ケース１２に固定することができる。

固定部材は、例えば、図５に示すように、円筒状のカム１２ｘ_１と、該カム１２ｘ_１に設けられたレバー１２ｘ_２と、該カム１２ｘ_１の両側面より突出し、その軸心が該カム１２ｘ_１の軸心が異なる円筒状の偏心軸１２ｘ_３と、を備えた偏心棒１２ｘを用いることができる。バレル槽ケース１２の両側面には、前記偏心軸１２ｘ_３が装入される孔が設けられており、前記偏心棒１２ｘは該孔で、バレル槽ケースに保持されている。該偏心棒１２ｘは、その偏心軸１２ｘ_３の軸心を中心にして回転することができる。バレル槽１１をバレル槽ケース１２にそれぞれ載置した後、前記レバー１２ｘ_２を作業員が手動操作して、前記偏心棒１２ｘを回転させることで、前記カム１２ｘ_１を前記蓋１１ｙに当接させて、該蓋１１ｙを箱体１１ｘに強く押し付けると共に、バレル槽ケース１２に固定することができる。なお、該蓋１１ｙにショルダＳを設け、該カム１２ｘ_１を該ショルダＳに当接させる構造とすることが好ましい。

また、固定部材の他の例として、例えば、図６に示すように、押し付け板１２ｙ_１と、押し付け力調整機構１２ｙ_２と、該押し付け板１２ｙ_１および該押し付け力調整機構１２ｙ_２を前記バレル槽ケース１２に保持するための板状の保持部材１２ｙ_３と、を備えた昇降具１２ｙを用いることができる。昇降具１２ｙの一例を、図６を参考に説明する。底面部が開口された逆Ｕ字形状の保持部材１２ｙ_３の天井部には壁面と平行な貫通された溝が設けられている。押し付け板１２ｙ_１は、天井部が開口された、前記保持部材１２ｙ_３より小さいＵ字形状であり、該押し付け板の壁面が、該保持部材１２ｙ_３の溝に摺動可能に装入されている。また、該保持部材１２ｙ_３の天井部中央には、貫通した雌ねじ部が設けられており、雄ねじ部が設けられている押し付け力調整機構１２ｙ_２が装入されている。該押し付け力調整機構１２ｙ_２を回動することで、該押し付け板１２ｙ_１を上下方向に移動させることができる。バレル槽ケース１２の両側面には、該保持部材１２ｙ_３の両端部が装入でき、かつ該保持部材１２ｙ_３を該バレル槽ケース１２に着脱自在に保持するための切り欠きＣが開口されている。該保持部材１２ｙ_３を該バレル槽ケースに固定した後、押し付け力調整機構１２ｙ_２によって、押し付け板１２ｙ_１を下方に強く押し下げることで、前記蓋１１ｙを前記箱体１１ｘに強く押し付けると共に、バレル槽ケース１２に固定することができる。なお、前記蓋１１ｙと前記押し付け板１２ｙ_１とを良好に接触させるために、該蓋１１ｙにショルダＳを設け、該押し付け板１２ｙ_１を該ショルダＳに当接させる構造とすることが好ましい。なお、バレル槽１１をバレル槽ケース１２から取り出す際は、該押し付け板１２ｙ_１を上方に移動させた後、該バレル槽ケース１２から該昇降具１２ｙを取り外すことができる。これにより、バレル槽１１の交換を容易に行うことができる。

偏心棒１２ｘを用いた場合、偏心量によって、蓋１１ｙの押圧力およびバレル槽１１をバレル槽ケース１２に固定する力が決定される。また、押し付け板１２ｙを用いた場合、押し付け力調整機構１２ｙ_１のストロークによって、蓋１１ｙの押圧力およびバレル槽１１をバレル槽ケース１２に固定する力が決定される。その為、バレル槽１１の製造上の誤差により押圧力および固定力が不足する恐れがある場合は、図７に示すように、固定部材として弾性体（例えばウレタン、ゴム（好ましくは耐摩耗性を有するゴム）、シリコン、等）からなる固定ベルト１２ｚを用いることができる。バレル槽ケースの正面および背面に係止部Ｆをそれぞれ設け、前記固定ベルト１２ｚの端部をそれぞれ前記係止部Ｆに係止することで、バレル槽１１をバレル槽ケース１２に固定することができる。本実施形態では、固定ベルト１２ｚを用いた。固定ベルト１２ｚを係止部Ｆに係止する構造は、固定ベルト１２ｚの両側部をそれぞれ環状とし、係止部Ｆを鉤状にして、該係止部に前記環状の部材を引っかける構造としてもよいし、他の公知の構造としてもよい。

バレル槽１１の内部の空間を密封する構造を別に設けた場合は、固定部材はバレル槽ケース１２に固定する機能さえ有していればよい。前記箱体１１ｘに対して蓋１１ｙを押し付ける構造として、例えば、シャコ万力の様なクランプ機構によって該蓋１１ｙを該箱体１１ｘに押さえつけてもよいし、前記箱体１１ｘおよび蓋１１ｙにネジ孔および貫通孔を設け、ボルトを締め付けることによって該蓋１１ｙを該箱体１１ｘに押さえつけてもよい。または、後述するような蓋固定部材１１ｙ_１をバレル槽１１に設けてもよい。

前記蓋固定部材１１ｙ_１の一例を、図８を用いて説明する。前記蓋固定部材１１ｙ_１は、前記蓋１１ｙの押し付け力を調整するためのインデックスプランジャ１１ｙ_２と、該インデックスプランジャ１１ｙ_２を操作することで蓋１１ｙを箱体１１ｘに対して押圧することができる円柱状の蓋押圧部材１１ｙ_３と、を有しており、該蓋押圧部材１１ｙ_３はインデックスプランジャを操作することで回動可能に構成されている。該蓋固定部材１１ｙ_１は蓋１１ｙの４箇所に設けられ、箱体１１ｘには、前記蓋押圧部材１１ｙ_３が装入される穴部１１ｘ_１が設けられている。前記蓋押圧部材１１ｙ_３には傾斜溝１１ｙ_４が設けられており、また前記穴部１１ｘ_１には固定ピン１１ｘ_２が設けられている。前記蓋押圧部材１１ｙ_３を前記穴部１１ｘ_１に装入した後、インデックスプランジャ１１ｙ_２を図８（Ａ）におけるＬ方向に移動させると、蓋押圧部材１１ｙ_３が回動して、固定ピン１１ｘ_２により傾斜溝１１ｙ_４が案内されて蓋１１ｙが下方に移動する。すなわち、蓋押圧部材１１ｙ_３が図８（Ｃ）の左図の矢印方向に回動することにより、蓋１１ｙが図８（Ｃ）の右図に示すように箱体１１ｘに押し付けられる。そしてインデックスプランジャ１１ｙ_２が所定の位置に到達すると、蓋１１ｙに設けた凹部（図示せず）によってインデックスプランジャ１１ｙ_２のピンが下方に突出して蓋押圧部材１１ｙ_３が所定の位置に位置決めされる。すなわち、インデックスプランジャ１１ｙ_２によって、蓋１１ｙの押し付け力が調節される。反対に、インデックスプランジャ１１ｙ_２を図８（Ａ）におけるＯ方向に回動させると、蓋１１ｙに対する押し付け力が解除されるので、蓋１１ｙを箱体１１ｘから取り外すことができる。

前記バレル槽１１ａ_１、１１ａ_２をバレル槽ケースに固定した後、続いて、制御装置５０の操作ボタンによりタレット１４のピッチ送りの操作を行う。これにより、別のバレル槽ケース（例えばバレル槽ケース１２ｂ）が正面に来るように、ピッチ送りを行う。バレル槽ケース１２ｂをスライド扉３０の正面に配置させ、タレット１４を固定した後、先述と同様の方法で、バレル槽ケース１２ｂにバレル槽１１ｂ_１、１１ｂ_２を固定する。以上の動作を繰り返し、バレル槽ケース１２ｃに１１ｃ_１、１１ｃ_２を、バレル槽ケース１２ｄに１１ｄ_１、１１ｄ_２を固定する。全てのバレル槽１１をバレル槽ケース１２に固定したら、スライド扉３０を閉め、次いでラッチ錠で施錠する。

次いで、前記制御装置５０を操作することで、制御部５１の指令に基づいて研磨機用モータ２０を回転駆動し、タレット１４を回転させることにより、所定の研磨条件による被加工物の研磨加工を行う。

研磨工程が終了すると、研磨機用モータ２０への電力の供給が停止され、タレット１４は惰性回転する。この惰性回転は２０秒程度続くため、制御部５１は、タレット１４の回転速度が安全な回転速度となるまで、ソレノイドロック３２ｃがラッチ錠３２ｂのインターロックを解除できないように制御する。

次に、タレット１４が停止、または所定の回転数以下になったことを確認後、制御装置５０を操作し、前述のようにタレット１４のピッチ送りの操作を行い、所望のバレル槽ケース（例えばバレル槽ケース１２ａ）をスライド扉３０の正面に配置する。タレット１４が所定の回転数以下であるか否かは、回転数用の近接スイッチの回転数信号や位置検出用の近接スイッチ４１の位置検出信号の出力が所定の時間以内にあるか否かで判断することができる。

続いて、ラッチ錠３２ｂを操作して係止部３２ａによる鉤部３０ａの係止を解除し、スライド扉３０を開け、バレル槽１１ａ_１、１１ａ_２の取り出し、交換を行う。

前述と同様の操作で、全てのバレル槽１１の取り出しおよび交換を行った後、同様にバレル研磨機１を運転させて再び研磨加工を行う。

取り出した全てのバレル槽１１から被加工物を回収し、バレル槽１１ａ_１〜１１ｂ_３の被加工物はそれぞれ次の工程のバレル槽に装入する。バレル槽１１ａ_１、１１ｂ_１の被加工物はバレル槽１１ａ_２、１１ｂ_２に、バレル槽１１ａ_２、１１ｂ_２の被加工物はバレル槽１１ａ_３、１１ｂ_３に、バレル槽１１ａ_３、１１ｂ_３の被加工物はバレル槽１１ａ_４、１１ｂ_４に、それぞれ装入する。また、バレル槽１１ａ_４、１１ｂ_４の被加工物は、乾燥工程を経て研磨完了品として回収する。被加工物の回収および交換する工程を、バレル研磨機１の運転中に行うことで、連続して研磨完了品を得ることができる。

（変更例）
本実施形態では、複数の種類の被加工物および複数段階の研磨工程を湿式で同時に行う場合について説明したが、本発明はこれらに限定されない。例えば、乾式で研磨してもよく、また湿式と乾式を同時に行ってもよい。

また、被加工物の量が少量である場合（たとえば、被加工物が研究開発の為の試料であるために量が十分ではない場合）にも本発明のバレル研磨機で好適に研磨加工を行うことができる。例えば、被加工物が通常のバレル槽に装入するだけの量がない場合、バレル槽ケース１２ａには、被加工物の量に応じた容積をもつバレル槽１１を固定し、その他のバレル槽ケース１２ｂ〜１２ｄには空のバレル槽１１を固定し、バレル研磨機を運転することができる。これによって、少量の被加工物の研磨加工を行うことができる。

また、異なる材質や形状の被加工物を研磨する場合、バレル槽１１毎に種類の異なる被加工物を装入することで、同時に研磨加工を行うことができる。また、被加工物の材質や形状に合わせて、研磨メディアの量や材質を適宜選択することができる。湿式で研磨する場合は、さらに水の量や、必要に応じて加えるコンパウンドの量および種類を、適宜選択することができる。

また、異なる研磨状態の被加工物を得たい場合（例えば、表面粗さがそれぞれ異なる被加工物を得たい場合）等、研磨目的に合わせてポット毎に研磨メディアの量や材質を適宜選択することで、さまざまな目的の研磨加工を同時に行うことができる。湿式で研磨する場合は、さらに水の量や、必要に応じて加えるコンパウンドの量および種類を、適宜選択することができる。

湿式で研磨する場合にコンパウンドを装入することで、コンパウンドの種類によって、（１）〜（１０）のいずれかの効果を得ることができる。目的に応じて、コンパウンドの種類および量を適宜選択することができる。
（１）研磨力の向上
（２）研磨メディアの洗浄および研磨力の持続（研磨メディアの目詰まりを防止）
（３）被加工物の洗浄
（４）被加工物の光沢度の向上
（５）被加工物のスケールの除去。
（６）被加工物の油脂の除去
（７）被加工物に防錆効果を付与、または被加工物の変色の防止
（８）被加工物表面に打撃痕の形成を防止
（９）水を軟化
（１０）被加工物が硬脆材料の場合、チッピングの抑制

本実施形態では、４つのバレル槽ケース１２ａ〜１２ｄにバレル槽１１をそれぞれ２個ずつ固定したが、バレル槽ケース１２ａ〜１２ｄに固定するバレル槽１１の数は被加工物の量や加工目的等に合わせて適宜選択することができる。図９（Ａ）〜（Ｈ）では、１つのバレル槽ケース１２に対して１〜８個のバレル槽１１を固定する様子を示したが、バレル槽ケース１２の大きさによってはさらに増やすことができる。また、図９（Ａ）（Ｉ）（Ｊ）のように、異なる大きさのバレル槽１１を固定してもよいし、図９（Ｋ）（Ｌ）のように、１つのバレル槽ケース１２に複数のバレル槽１１を固定する場合に、それぞれ大きさの異なるバレル槽１１を固定してもよい。

バレル槽ケース１２に固定されるバレル槽１１の容積は、被加工物の量や加工目的等に合わせて適宜選択することができる。

バレル槽ケース１２に固定されるバレル槽１１の数および容積は、バレル槽ケース１２毎に異なっていてもよい。この場合、対面に位置するバレル槽ケース（本実施形態の場合、バレル槽ケース１２ａと１２ｃ、１２ｂと１２ｄ）の重力差が大きすぎて、タレットの回転に影響を及ぼしたり、公転軸への負荷が大きすぎたりする場合は、これらの影響を及ぼさない範囲でバレル槽１１の数および容積を選択することが好ましい。

固定ベルト１２ｚによって、バレル槽１１をバレル槽ケース１２に固定する構造は、実施形態に記載の構造に限定されない。例えば、固定ベルトの両端にターンバックルを設け、係止部Ｆを鉤状にして、該係止部に前記環状の部材を引っかける構造としてもよい。ターンバックルによって、固定ベルト１２ｚの張力を調整できるので、強い押圧力および固定力を得ることができる。または、係止部Ｆおよび固定ベルト１２ｚの両端部をそれぞれ面ファスナとし（例えば、係止部Ｆをフック、固定ベルトの両端部をループ、とする）、該面ファスナにて固定ベルト１２ｚの端部を係止部Ｆに固定する構造としてもよい。

固定ベルト１２ｚによって、バレル槽１１をバレル槽ケース１２を固定する際、バレル槽ケース１２に係止部Ｆを設けず、固定ベルト１２ｚのみでバレル槽１１を固定してもよい。例えば、フック固定ベルト１２ｚに面ファスナのフックおよびループを設けることで、固定ベルト１２ｚのみでバレル槽ケース１２に固定できる。または、固定ベルト１２ｚの一端を円環状とし、他端にターンバックルを設け、該ターンバックルを介して該固定ベルト１２ｚの両端を連結し、かつ該固定ベルト１２ｚの張力を調整することで、バレル槽１１をバレル槽ケース１２に固定する構造としてもよい。

固定ベルト１２ｚの形状は、板状に限定されず、断面形状が丸形状や円環形状としてもよい。また、固定ベルト１２ｚの幅は、任意に選択することができる。例えば、幅の狭い固定ベルト１２ｚを複数本用いても良いし、幅の広い固定ベルト１２ｚを用いて、複数のバレル槽１１を同じ固定ベルト１２ｚで固定してもよい。

以下に、本明細書及び図面で用いた主な符号をまとめて示す。
１ 遠心バレル研磨機
１１ バレル槽
１１ｘ 箱体
１１ｘ_１ 穴部
１１ｘ_２ 固定ピン
１１ｙ 蓋
１１ｙ_１ 蓋固定部材
１１ｙ_２ インデックスプランジャ
１１ｙ_３ 蓋押圧部材
１１ｙ_４ 傾斜溝
１１ｚ 位置決めピン
１２ バレル槽ケース
１２ｘ 偏心棒
１２ｘ_１ カム
１２ｘ_２ レバー
１２ｘ_３ 偏心軸
１２ｙ 昇降具
１２ｙ_１ 押し付け板
１２ｙ_２ 押し付け力調整具
１２ｙ_３ 保持部材
１２ｚ 固定ベルト
１３ 自転軸
１４ タレット（公転円盤）
１５ 公転軸
２０ 研磨機用モータ
２３ モータプーリ
２４ 公転用ベルト
２５ 公転プーリ
２６ 自転プーリ
２７ 自転用ベルト
２８ 弛み防止プーリ
３０ スライド扉
３０ａ 鉤部
３２ スライド扉開閉装置
３２ａ 係止部
３２ｂ ラッチ錠
３２ｃ ソレノイドロック３２ｃ
４０ａ〜４０ｄ ドグ
４１ 近接スイッチ
５０ 制御装置
５１ 制御部
Ｃ 切り欠き
Ｆ 係止部
Ｓ ショルダ

Claims (10)

1. 公転する公転円盤と、該公転円盤にその周方向に間隔を空けて自転可能に設けられた複数のバレル槽ケースと、該バレル槽ケースに着脱自在に固定されるバレル槽であって、
   異なる大きさのバレル槽が該バレル槽ケースに固定でき、該バレル槽ケースを介して該公転円盤に自転可能に設けられるバレル槽と、
   前記バレル槽を前記バレル槽ケースに固定するための固定部材と、を備え、
   前記バレル槽は、上方が開口された箱体と、前記箱体の開口部を閉止するための蓋と、を備え、
   前記固定部材は、前記バレル槽ケースに載置された前記バレル槽の蓋を前記箱体に押し付けて内部の空間を密封すると共に前記バレル槽を該バレル槽ケースに固定する構造であり、
   前記バレル槽ケースの少なくとも１つは、２個以上のバレル槽を固定でき、
   前記バレル槽は位置決めピンを有し、
   前記バレル槽ケースには、固定される前記バレル槽の数、サイズおよび形状に対応して前記位置決めピンが嵌合される孔が設けられることを特徴とする、
   遠心バレル機。
2. 前記バレル槽は、前記バレル槽ケースの孔に嵌合される位置決めピンを有する、
   請求項１に記載の遠心バレル槽。
3. 前記バレル槽ケースの少なくとも１つは、２個以上のバレル槽を固定できることを特徴とする
   請求項１に記載の遠心バレル研磨機。
4. 前記固定部材は、前記バレル槽の蓋を前記バレル槽の箱体に押し付けるための押し付け板と、該押し付け板の押し付け力を調整するための押し付け力調整具と、該押し付け板と該押し付け力調整具とを該バレル槽ケースに保持するための保持部材と、を備えた昇降具であることを特徴とする
   請求項１に記載の遠心バレル研磨機。
5. 前記固定部材は、前記バレル槽ケースに回転可能に保持される円筒状の偏心棒と、該偏心棒から軸心が偏心している円筒状のカムとを備え、該偏心棒の中心を軸に回転させることにより該カムが前記バレル槽の蓋を前記箱体に押し付ける
   請求項１に記載の遠心バレル研磨機。
6. 前記固定部材は、弾性体からなる固定ベルトであることを特徴とする請求項１に記載の遠心バレル研磨機。
7. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の遠心バレル研磨機を用いた研磨方法であって、
   前記研磨方法は、被加工物と、研磨メディアと、水と、必要に応じてコンパウンドと、を前記バレル槽に装入する工程と、
   該バレル槽を前記バレル槽ケースに固定する工程と、
   前記公転円盤を公転させると共に該バレル槽を自転させて、前記被加工物を研磨する工程と、を備え、
   前記バレル槽に装入する被加工物、研磨メディア、水、コンパウンドのうち、少なくともいずれかの量が、少なくとも１つのバレル槽と他のバレル槽とで異なることを特徴とする研磨方法。
8. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の遠心バレル研磨機を用いた研磨方法であって、
   前記研磨方法は、被加工物と、研磨メディアと、水と、必要に応じてコンパウンドと、を前記バレル槽に装入する工程と、
   該バレル槽を前記バレル槽ケースに固定する工程と、
   前記公転円盤を公転させると共に該バレル槽を自転させて、前記被加工物を研磨する工程と、を備え、
   前記バレル槽に装入する被加工物、研磨メディア、コンパウンドのうち、少なくともいずれかが、少なくとも１つのバレル槽と他のバレル槽とで異なることを特徴とする研磨方法。
9. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の遠心バレル研磨機を用いた研磨方法であって、
   前記研磨方法は、被加工物及び研磨メディアを前記バレル槽に装入する工程と、
   該バレル槽を前記バレル槽ケースに固定する工程と、
   前記公転円盤を公転させると共に該バレル槽を自転させて、前記被加工物を研磨する工程と、を備え、
   前記バレル槽に装入する被加工物及び研磨メディアのうち、少なくともいずれかの量が、少なくとも１つのバレル槽と他のバレル槽とで異なることを特徴とする研磨方法。
10. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の遠心バレル研磨機を用いた研磨方法であって、
    前記研磨方法は、被加工物及び研磨メディアを前記バレル槽に装入する工程と、
    該バレル槽を前記バレル槽ケースに固定する工程と、
    前記公転円盤を公転させると共に該バレル槽を自転させて、前記被加工物を研磨する工程と、を備え、
    前記バレル槽に装入する被加工物及び研磨メディアのうち、少なくともいずれかが、少なくとも１つのバレル槽と他のバレル槽とで異なることを特徴とする研磨方法。

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