JPS6051989B2 - ライン加工用長距離環状振動バレル加工機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、両端で対向する一対の半円形バレルを一対
の直線状バレルで接続した中心対称型環状振動バレルを
スプリングにより懸吊すると共に、その中央中心部に振
動発振機を装着し、バレル内のマスを螺旋流動させ、該
螺旋流動する研摩材内に工作物吊下け杆に装着した工作
物を挿入して研摩するようにしたライン加工用振動バレ
ル加工機に関するものである。

従来、ボックス型振動バレルのラインを延長しノたもの
では独特許ＤＢＰ１０４７９９よ同ＤＢＰ１０３６０９
２および米国特許第３、０７１、９卯号に記載された発
明のようにマスの駆動と分離および循環のために装置は
巨大化し高価で実用的ではなく、またサークル型振動バ
レルのラインを延長したものでは精々７従来バレルの２
倍位までの延長距離内に止ることは特公昭５０−１６５
５８および特開昭５３−１４１９９５に記載された発明
によつて明らかである。

前記特公昭５０−１６５５８に記載された発明は振動体
の中心部に発振機を固定してあるが、本体のバレルは直
角ないし鋭角の折り曲り角を有し、又はパレ本体より異
常にはみ出した選別装置を付設する非対称型構造である
ことなどにより到底ライン化に到らず、又必ずしも正常
な加工が得られなかつた。

又、特開昭５３−１４１９９５に記載された発明はバレ
ルの１長手方向に延びた空間に唯一個の振動発生機のみ
を内蔵するのではなく、多数の発生機を内蔵することを
可能にするョと明細書に特記し、且つ第１図より第９図
までの全図とその説明記事にも尽く不平衡重錘が同一ト
ルクによる同一方向回転の同期駆動を可能とする装置の
考慮がなされていない複数個の振動発生機を用いたもの
が明記してあることよりこの発明が極めて重大な錯誤に
陥つていたことが明らかとなつた。

即ち複数個の発振機による振動函内のマスに起る非同調
振動の現象はマスを正逆不定の方向にさまよりせ、又は
バレルよりマスを横溢させたりする。

このため前記特開昭５３−１４１９９５の第２図のよう
にバレルを外方へ折り曲げて傾斜させ、従来にない複雑
異常な構造に製作して徒らに製作費を増大し、却つてマ
スの円滑な流動を阻害して、工作物の加工効果を激減さ
せるものである。然るにこの発明によれば多数の実験に
よつて上記の欠陥を一掃し、且つ従来の数倍ないし数拾
倍する機能を付与させる極めて合理的、且つ簡素な構造
の長距離ライン加工用振動バレル加工機を得．たもので
、このバレルは両端で対向する半円形バレルに、平行す
る直線状長手バレルを接続して一体として環状バレルを
構成し、その中央中心部に唯一個の振動用発振機を装着
して非同調加振力を皆無とする単一加振力のみによつて
全バレルを加．振加工するようにし、従来最大の課題で
あつた前記ボックス型振動バレルとサークル型振動バレ
ルのライン化を達成したのである。即ちこの発明の目的
とするところは工作物を数秒内外のダクト単位て選択的
にーサイクル中で加・工し、広い加工時間範囲内に於て
選択的にライン加工する加工機を得ることであつて、以
下この発明に係る加工機の有効簡素な構造について添付
図面に基づき説明をする。

機台１上に多数個のスプリング２をバレル底中央縦断線
４に沿つてほＳ゛等間隔に配列してこの発明にかかる環
状バレル３を振動可能に懸垂してある。

前記バレル３の長さＬは両端で対向する半円形バレル３
ａ，３ａ″の径Ｍの３倍ないし３０倍内外、最適には５
倍ないし１皓の長さとし、該バレル中央の中心部に唯一
個の振動発振機５をバレルの中央空間幅Ｎ内のモーター
受けフランヂ９に固定し、モーターの垂直回転軸６の上
下両端に不平・衡重錘７，８を固着して回転加振できる
ようにしてある。前記バレル中央空間部の両端に支柱１
０を設け、該支柱上に前記バレルの上方開口部に対応し
て環状のガイドボックス１１を架設し、ガイドボックス
内のガイド１２の溝部に摺動可能のように取付けた工作
物軸１３のハウジング１４と駆動モーター１５の軸に固
着したスプロケットホィール１６に係合させたチエイン
１７とを連結すると共に前記工作物軸１３は前記ハウジ
ング１４へ回転″自在に垂直に取付け、前記工作物軸の
上端にはハウジング内のラック１８と咬み合うピニオン
１９を固着し、下端には工作物Ｗを取付けてある。

図中２０は工作物軸の昇降を案内するローラー、図中２
１はローラーガイド、２２は案内杆であつてハウジング
１４がチエイン１７によつて移動すると、工作物軸はラ
ック１８とピニオン１９の咬み合いによつて回転し、研
摩材２３内で工作物が回転するようにしてある。前記ラ
ックは第７図のように左半分を内歯型とすると共に、右
半分を外歯型としてあり、工作物軸がラックの左半分を
移動する時は時計方向に回転し、右半分を移動する時は
反時計方向に回転させて、工作物を均等に加工すること
ができるようにしてある。

次に上記実施例に示す装置の作動を説明する。

１例として不平衡重錘を第２図の矢示のように時計針方
向に回転すれば、マスはバレル始端部の３ａより３ｂ，
３ａ″，３ｂ″の順に反時計方向へ矢示２４，２４ａ，
２４ｂ，２４ｃのように移動して、バレル内で第３図の
矢示のように螺旋流動運動をバレル外周壁よりバレル内
周壁側へ繰返す。

一方工作物は第７図中矢示２５ないし２５ａのように正
逆回転させ乍ら加振中の研摩材中に第４図のＷのように
潜行させて前記研摩材２３で加工し、第１図中Ｗ１とＷ
２の間に於て工作物を上昇させて既加工済工作物を工作
物軸より外し、未加工々作物を入れ替えに固定する。尚
、前記工作物の搬送方向は研摩材の螺旋移動方向に順行
させるほか、逆行させて重加工をすることができる。

次に工作物の着脱を第７図によつて詳述すれば次の通り
である。工作物軸ハウジングが着脱ステーション２６ま
で移動すれば、工作物軸は回転を停止し（該部にはラッ
ク１８が設置してない）、ローラー２０はローラーガイ
ド２１の溝に沿つて上昇し、工作物軸を上昇させ、工作
物を研摩材中より引上げる。工作物軸がローラーガイド
の水平位置にある間（第１図のＷ１〜Ｗ２間）に■作物
をチャック２７より外し、入れ替りに未加工の新工作物
をチャックに取付け、ローラーガイドに従つて下降させ
てバレル内へ潜行させる。この時工作物軸のピニオン１
９はラック１８と噛合い工作物軸１３が回転して、バレ
ル内の研摩材中で工作物が加工される。このような工作
物の着脱は手動又−はローターおよびアンローダー装置
により自動的に機械化することができる。上記における
加工のサイクルは、この細長い環状バレルの長さＬが前
述のように最適には半円形バレルの径Ｍの５倍ないし托
倍であるので、１例としＭ：Ｌを１３〜５とすれは、上
下重錘の進み角度を調節して個毎の工作物の一サイクル
を３分ないし１吟とし、Ｍ：Ｌを１：５〜１５の場合は
１紛ないし３α号とし、Ｍ：Ｌを１：１５〜３０の場合
は３紛ないし６紛の各１サイクル加工で多数の工作物を
数秒ダクトで連続駆動調節して加工することができる。
次に第８図及び第９図は夫々第３図のバレルと同様にこ
の発明に係る加工機に利用できるバレルの断面形状を示
すものである。すなわち、第３図に示すバレルは、垂直
断面が半円形の円弧底２８上に垂直な立上り壁である内
周壁２９と内壁湾曲部を介して垂直な立上り壁を連設し
た外周壁３０とを夫々連設した断面形状であり、第８図
に示すバレルは、垂直断面が半円形の円弧底２８上に垂
直な立上り壁である内外周壁２９，３０を連設した断面
形状であり、第９図に示すバレルは、垂直断面が半円形
の円弧底２８上に内壁湾曲部を介して垂直な立上り壁を
連設した内外周壁２９，３０を連設した断面形状である
。以上第３図と第８図及び第９図の各バレルの横断面の
形状は前記のようにこの発明にかかる環状バレルに最も
適合するものであつて、これらの形状及び構造以外の如
何なる異型のバレル特に前記特許出願公告および特許出
願公開の各引例によつて詳述した従来バレルの形状と構
造では、この発明のバレルのマス流動とライン化に極め
て不適てあることを特記する。即ち、本願バレルの形状
はバレル内マス流動部内周の大部がほぼ円形の垂直断面
を有するバレルであるからマスの螺旋流動は極めて円滑
に行なわれる。次に本発明バレルが何故非同調振動が皆
無であるかについて説明する。

即ち本発明バレルは第１図のスプリング２の上に懸垂さ
れており、このスプリングは機台１の上に本発明バレル
がどのように細長い環状バレルであつてもバレルの中央
線４に沿つて等間隔に配列されている。然かも発振機は
中心対称型の環状バレルの中央で且つ最中心部に唯一個
のみのモーターがフランヂ５ａでモーター受けフランヂ
９上に固定してあり、且つモーターの回転軸６の上下両
端に不平衡重錘７，８を固定して、適当に選定された加
振力と、リード角度を与えて回転させてあるので、該発
振機によつて発生する三次元振動波は完全に単一無二の
ものとなり、前記非同調振動を皆無となせるものである
。然るに従来の長距離ライン化振動バレルのボックス型
のものは１個の単次元振動発振機で１個のボックス型バ
レルを加振するようにしたバレルを”多数個継ぎ合せる
か、同一水平回転シャフトか又はジョイントにて接続し
た複数個の長距離シャフトに、同期するように同一加振
力量を付与した多数の単次元振動を与える重錘をボック
ス型細長バレルの槽底に固定して同期加振せしめたもの
かの２機がある。

このように長距離バレルには多数の加振機を同期せざる
を得ないとする従来の考え方によつて、環状振動バレル
に於ても長距離バレルでは多数の発振機を必要とすると
誤解されたところに前記特開昭５３−１４１９９５の盲
点があつたのであＪる。即ち三次元振動は完全に同期す
る発振機によらなければ常に唯一無二の発生源でない限
り尽く非同調振動を発生すること、一方向への長距離ボ
ックス型バレルと環状の長距離中心対称型バレルでは発
振効果が全く別異であることを理解すべきである。次に
第１０図は直線状バレルの中央底部を断面凸弧状に隆起
させた突条３１を前記直線状バレルの側壁に平行して設
置した環状バレルである。

前記直線状バレルの両端部に、対向する半円形バレルを
接続して一体化し、バレルの内周壁間の間隔Ｎａ（第１
１図）がバレルに内接する円の直径のほぼ３分の１以内
の幅寸法か、ないしはバレルの内周壁がバレルの円弧底
に内接する円に沿つて交錯した時の交錯帖ぺｂ（第１１
図）が、バレルに内接する円の直径の６分の１以内のと
きにバレルに内接する円の半径ｒより低い任意の高さＨ
ａないしＨｂの断面凸弧状の突条３１又は３１ａを直線
状バレルの中央に直線状に設置したものである。このよ
うな細長構造の環状バレルではバレルの内周側に於ける
マスの強制喰込みの潜行がなくなり、極めてソフトな精
密加工のライン加工を実施することができる。上記にお
いて、振動モーター５はバレル底下中央中心部に固定さ
れる。尚、本発明は振動モーター５を発振機として使用
できるほか、発振機をモーター駆動しても用いられるが
、本発明のように長距離環状振動バレルに於ては加工時
および選別時共にマスの偏在に伴うアンバランスの調整
が大切である。従つて発振機は振動モーターの場合と同
様に本発明に関する限り単一無二の三次元振動源でなけ
ればならないので発振機も単一でなければならない。

従つてこれを駆動する電動機は第１２，１３図の３２，
３２ａのようにバレル間の中央空間部に発振機３３を中
心として左右に等間隔の対称位置に一対の平行バレルに
平行して発振機又はバレル間中央の底板３４上に固定し
、発振機のシャフト３５のプーリ−３６にモ−タープー
リー３７，３１ａをベルト３８，３８ａで連結駆動して
シャフトを回転する。発振機はバレル間の中央空間を．
蔽う底板３４に受け３９で固定し、シャフトの上下両端
にはウェイト７および８を固定して回転加振する。４０
，４０はシャフト用ローラーベアリングであり、シャフ
トが太くなるとベアリングが焼付く虞れがあるので、噴
霧潤滑の方式に代えて・実施する必要がある。

尚概して本発明バレルは大型であるからモーター３２，
３２ａは必ずしも常に２個でなくても１個のみの駆動の
場合もその不平衡度が小さい場合は実施に支障はない。
又、発振機は第１４図のようにジョイント４１によつて
、バレル間の中央空間上の蓋板４２上に固定したモータ
ー３２ｂに発振機のシャフト３５を連結駆動するか、又
は第１６図のように発振機の下方にジョイント４１で内
筒４３に固定したモーター３２ｃに連結駆動して、駆動
電動機の連結に伴う偏在によるアンバランスのマイナス
効果を防止することができる。即ちこの発明によれば、
環状バレルの全長Ｌがｌ全幅Ｍの数倍乃至数拾倍の中心
対称型としたので、未加エ工作物を一方より装入し、加
工済工作物を他方より取り出すよう、加工を個当ソー定
時間宛ライン加工し得る効果がある。

これによりバレル加工を全自動の生産ライン中へ組み入
れることも可能となつたことは産業上特質すべき点であ
る。また長大なバレルの中央中心部に単一の振動発振機
を設置したので、マスの流動に統一を与え、振動源との
遠近を問わず整然と研摩し得る効果がある。またバレル
形状を垂直断面がほぼ円形”としたので、マスは振動に
よつて加振力のリード角に応じた螺旋回転しつつ前進し
、工作物の個当ソー定時間宛のライン加工する効果があ
る。また工作物を研摩材中へ吊下挿入して研摩し得るの
で、各工作物の研摩時間を正確に管理することができる
。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明にか）るライン加工用振動バレル加工
機の正面図、第２図は同じく第１図の平面図、第３図は
同じく第２図のＡ−Ａ線に沿つた断面拡大図、第４図は
工作物軸の駆動を示す説明図、第５図ないし第７図は第
４図の工作物軸ハウジングの駆動装置の分解説明図、第
８図及び第９図は他の形状のバレルを示す断面拡大図、
第１０図はバレルの中央を縦走する直線状突条を連設し
た加工機の断面図、第１１肉は第１０図の実施例に於け
る突条幅の形状と大きさの限界を示す説明図、第１２図
は発振機をモーター駆動する加工機の１例を示す平面図
、第１３図は第１２図中Ｂ−Ｂ線における拡大断面図、
第１４図は発振機上にモーターを設置して駆動する加工
機の１例を示す拡大断面図、第１５図は発振機下にモー
ターを設置して駆動する加工機の１例を示す拡大断面図
である。 １・・・・・・機台、２・・・・・・スプリング、３・
・・・・・バレル、３ａ，３ａ″・・・・・・対向する
半円形バレル、３ｂ，３ｂ″・・・・・・平行バレル、
４・・・・・・バレル底中央の縦断線、５・・・・・・
振動モーター、７，８・・・・・・不平衡重錘、１０・
・・・・支柱、１１・・・・・・ガイドボックス、１２
・・・・・・ガイド、１３・・・・・工作物軸、１４・
・・・・・工作物軸のハウジング、１５・・・・・・モ
ーター、１６・・・・・スプロケットホィール、１７・
・・・・・チエン、１８・・・・ラック、１９・・・・
・・ピニオン、３１，３１ａ・・・・・突条、３２，３
２ａ，３２ｂ，３２ｃ・・・・・モーター、Ｗ・・・・
・・工作物、Ｌ・・・・・・バレルの全長、Ｍ，Ｍａ，
Ｍｂ・・・・・・バレルの全幅、Ｎ・・・・・・バレル
の中央の空間、Ｎａ，Ｎｂ・・・・・・突起の幅、Ｄ・
・・・・・バレル内接円の径、ｒ・・・・・・バレル内
接円の半径、Ｈａ，ｈｂ・・・・突条の高さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端で対向する一対の半円形バレルを一対の直線状
   バレルで接続して一体化した環状バレルを機台上へ多数
   の懸垂スプリングで支持した振動バレル加工機において
   、前記バレルは全長Ｌが全幅Ｍの数倍乃至数拾倍の中心
   対称型とし、バレル内マス流動部内周の大部が垂直断面
   をほぼ円形とし、前記環状バレルの中央中心部に垂直回
   転軸の上下端に加振力とリード角を与えた不平衡重錘を
   具える単一の振動発振機を装着すると共に、前記環状バ
   レルの上方開口部に対応してガイドボックスを環状に設
   け、該ガイドボックス内に工作物吊下げ杆を環状移動で
   きるように配置し、その移動用チェーンを敷設すると共
   に工作物吊下げ杆にはこれを回転させるギヤーをとりつ
   け、かつ搬送路にギヤーと咬み合うラックを敷設してな
   る工作物搬送装置を対応付設したことを特徴とするライ
   ン加工用長距離環状振動バレル加工機。 ２ 環状バレルは、垂直断面が半円形の円弧底上に内周
   壁を垂直立上り壁とし、外周壁は内側湾曲部を介して垂
   直立上り壁とし、又は内外周壁を垂直立上り壁とし、或
   いは内外周壁共に内側湾曲部を介して垂直立上り壁とし
   た特許請求の範囲第１項記載のライン加工用長距離環状
   振動バレル加工機。 ３ 環状バレルは対向する半円形バレルの両外周端に平
   行する直線状バレルの周壁を接続し、バレルに内接する
   円の直径より小さい幅とした前記直線状バレルの内周壁
   間の間隔Ｎａとし、該内周壁がバレルの円弧底に内接す
   る円に沿つて交錯してなる交錯幅Ｎｂとして、Ｎａない
   しＮｂの間でバレル底が構成する凸弧状の突条を前記直
   線状バレル幅の中央部に直線状に設置して一体化したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のライン加工
   用長距離環状振動バレル加工機。