JPH08318457A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークに形成された多数の凹凸部分に生じた
バリを容易に取り除くことができる研磨装置を提供す
る。 【構成】 弾性体の表面に砥粒が被覆された研磨体１７
と、研磨体１７を往復動させる振動器１５と、振動器１
５を保持する揺動ブロック１２と、揺動ブロック１２を
揺動可能に支持するケーシング１１と、揺動ブロック１
２を揺動させる位置決めシリンダ２０と、ケーシング１
１を支持する旋回軸３と、旋回軸３を旋回可能に支持す
るハウジング２と、ハウジング２を支持するフレーム１
と、旋回軸３に同軸をなして突設された円筒軸３ｂの外
周に同軸をなして嵌合する歯車２６と、この歯車２６に
噛み合うラック２９と、ラック２９を移動させるインデ
ックスシリンダ３０とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、研磨装置に関し、特
に、熱交換器の管支持板の管穴部分などのような凹凸部
分に発生したバリを取り除く場合に用いると有効なもの
である。

【０００２】

【従来の技術】金属板などを打ち抜いて形成した凹凸部
分を研磨する場合、例えば、熱交換器の管支持板の管穴
周辺部分のバリを取り除く場合には、図８に示すよう
に、管支持板６０の管穴６１が角形をなすと共にその壁
面に管支持部６２がそれぞれ突設され、その形状が入り
組んでいるため、やすり７０などを用いて手作業で管穴
コーナ部６３に生成したバリを削り取る一方、管穴エッ
ジ部６４に丸みをつけている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したような管支持
板６０には、管穴６１が一枚当り数千個形成されるた
め、管支持板６０の一枚当りの加工箇所は、数万以上の
膨大な量となっている。このため、前記加工を行うに
は、多大な労力及び時間を要してしまい、作業効率が非
常に悪く、コスト上昇を招いていた。

【０００４】このようなことから、凹凸部分の研磨を容
易に行える研磨装置が強く望まれていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明による研磨装置は、弾性体の表面に砥粒
が被覆された研磨体と、前記研磨体を支持し、当該研磨
体を往復動させる研磨体往復動手段と、前記研磨体往復
動手段を支持し、当該研磨体往復動手段を揺動させて前
記研磨体を傾斜させる研磨体傾斜手段と、前記研磨体傾
斜手段を支持し、当該研磨体傾斜手段による前記研磨体
往復動手段の揺動方向と直交する揺動方向へ当該研磨体
往復動手段が揺動できるように当該研磨体傾斜手段を旋
回させる研磨体旋回手段とを備えてなることを特徴とす
る。

【０００６】本発明に係る研磨装置は、前記研磨体を複
数備えていることを特徴とする。

【０００７】本発明に係る研磨装置は、前記研磨体旋回
手段を水平面及び鉛直面に沿って移動可能に支持し、前
記研磨体往復動手段、前記研磨体傾斜手段及び当該研磨
体旋回手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】前述したように構成された本発明の研磨装置に
よれば、ワークの凹凸部分に研磨体を押圧することによ
り、研磨体が弾性変形して、ワークの凹凸部分に入り込
む。このような状態で研磨体往復動手段により研磨体を
往復動させると、研磨体がワークの凹凸部分をムラなく
研磨する。また、研磨体傾斜手段で研磨体を傾斜させる
ことにより、当該研磨部分と対向する側の凹凸部分を即
時に研磨することができる。また、研磨体旋回手段で研
磨体傾斜手段を旋回させることにより、ワークを周方向
にまんべんなく研磨することができる。

【０００９】このような研磨装置に研磨体を複数備えれ
ば、複数の加工箇所を一括して研磨することができる。

【００１０】また、前述したような制御手段を備えれ
ば、多数の加工箇所を容易に研磨することができる。

【００１１】

【実施例】本発明による研磨装置を熱交換器の管支持板
の管穴周辺部のバリ取りに適用する場合の一実施例を図
１〜５を用いて説明する。なお、図１は、その全体構成
を表す概略構造図、図２は、図１の矢線II部の抽出拡大
断面図、図３は、図２のIII −III 線正面矢視図、図４
は、図２のIV−IV線断面矢視図、図５は、図２の矢線Ｖ
部を抽出拡大して一部破断した断面図である。

【００１２】図１に示すように、制御手段であるＮＣマ
シン４０の鉛直軸４１には、移動ブロック４２が上下動
可能に設けられ、移動ブロック４２には、水平軸４３が
図１中、左右方向へ移動可能に設けられ、水平軸４３の
先端には、アタッチメント４４が設けられている。アタ
ッチメント４４内には、スペーサ４５を介してフレーム
１が着脱可能に取り付けられている。

【００１３】図２に示すように、フレーム１内には、ハ
ウジング２が設けられており、このハウジング２は、円
筒型をなしている。ハウジング２内には、円筒状の旋回
軸３が軸受４，５を介して回転可能に設けられている。
軸受４，５の間には、旋回軸３の外周に嵌合した円筒型
のスペーサ６が設けられている。旋回軸３の外周の基端
側には、ナット７が旋回軸３と同軸をなして螺合してお
り、このナット７を締め付けることにより、軸受４，５
は、位置決め固定されるようになっている。

【００１４】図２に示すように、旋回軸３の先端に形成
されたフランジ３ａとフレーム１との間には、環状をな
す押え蓋８が嵌め込まれており、この押え蓋８は、ボル
ト９によりハウジング２に固定されている。旋回軸３の
フランジ３ａと押え蓋８との間には、環状のシール具１
０が嵌め込まれており、このシール具１０は、ハウジン
グ２と旋回軸３とが相対回転できるように上記間をシー
ルしている。

【００１５】図２に示すように、旋回軸３内には、ケー
シング１１が設けられている。ケーシング１１内には、
揺動ブロック１２が三つ配列され、図３に示すように、
これら揺動ブロック１２の配列方向に沿う側面の中央部
分には、支持軸１３がそれぞれ設けられ、これら支持軸
１３には、ドライベアリング１４がそれぞれ嵌合されて
おり、これら揺動ブロック１２は、その支持軸１３がド
ライベアリング１４を介してケーシング１１に揺動可能
にそれぞれ軸支されている。

【００１６】図５に示すように、前記揺動ブロック１２
の内部には、振動軸１５ａを軸心方向へ振動させる振動
器１５が上記振動軸１５ａを正面側へ向けるようにして
それぞれ設けられており、これら振動器１５は、図３に
示すように、各揺動ブロック１２にそれぞれ三つづつ配
備されている。図５に示すように、上記振動器１５は、
取付具１６により、各揺動ブロック１２にそれぞれ固定
されている。

【００１７】図５に示すように、前記振動器１５の振動
軸１５ａの先端には、砂などのような微細な砥粒を表面
にまんべんなく結着させた紙や樹脂などのフィルムをス
ポンジなどのような容易に弾性変形する弾性体の周囲に
巻き付けた研磨体１７がそれぞれ着脱可能に取り付けら
れている。つまり、研磨体１７は、振動器１５により往
復動されると共に、揺動ブロック１２により傾斜される
のである。なお、図５中、１５ｂは振動器１５へ空気を
送るエアホースである。

【００１８】図２に示すように、前記揺動ブロック１２
は、その支持軸１３側の側面の基端側がリンク１８で連
結されており、一体的に揺動するようになっている。図
２、３に示すように、揺動方向外側に位置する揺動ブロ
ック１２の背面には、ブラケット１９が前記旋回軸３の
軸心を中心として点対称の位置となるように各揺動ブロ
ック１２にそれぞれ設けられている。ケーシング１１に
は、これらブラケット１９を揺動方向へそれぞれ押圧す
る位置決めシリンダ２０が前記旋回軸３の軸心を中心と
して点対称の位置となるように各々設けられている。

【００１９】つまり、位置決めシリンダ２０のロッド２
０ａを伸縮させることにより、リンク１８を介して全て
の揺動ブロック１２を同時に同方向へ同量揺動させて、
全ての研磨体１７を一括して所定の角度で傾斜させるこ
とができるのである。

【００２０】図３に示すように、揺動方向中央に位置す
る揺動ブロック１２の支持軸１３は、その端部がケーシ
ング１１の外側にそれぞれ突出し、これら支持軸１３の
端部には、円板型をなす割り出し板２１が同軸をなして
一体的にそれぞれ設けられており、これら割り出し板２
１は、揺動ブロック１２と一体的に揺動するようになっ
ている。図５に示すように、割り出し板２１の外周面に
は、一対の窪２１ａが当該割り出し板２１の軸心を中心
として点対称の位置となるようにそれぞれ形成されてお
り、当該割り出し板２１の対をなす窪２１ａを結ぶ線
は、前記振動器１５の振動軸１５ａの軸心の延長線が水
平面及び鉛直面と平行となった際に当該延長線と直交す
るようになっている。

【００２１】図３，５に示すように、ケーシング１１の
外面には、前記割り出し板２１の窪２１ａに係合可能な
先端を突出させるように付勢している一対のプランジャ
２２が当該割り出し板２１の軸心を中心として点対称の
位置で上記先端を割り出し板２１の外周面と摺動可能に
当接させるようにしてそれぞれ設けられており、対をな
す当該プランジャ２２の先端同士を結ぶ線は、前記振動
器１５の振動軸１５ａの軸心の延長線が水平面及び鉛直
面と平行となった際に当該延長線と直交するようになっ
ている。

【００２２】つまり、前記位置決めシリンダ２０で揺動
ブロック２１を揺動すると、プランジャ２２の先端と割
り出し板２１の外周面とが摺動し、振動器１５の振動軸
１５ａの軸心が水平面及び鉛直面と平行となった際に、
プランジャ２２の先端と割り出し板２１の窪２１ａとが
係合するのである。言い換えれば、プランジャ２２の先
端と割り出し板２１の窪２１ａとを係合させることによ
り、研磨体１７は、振動器１５の振動軸１５ａの軸心が
水平面及び鉛直面と平行となるように位置固定されるの
である。

【００２３】図５に示すように、前記割り出し板２１の
外周面には、ドッグ２１ｂが周方向に沿って設けられて
いる。上記ドッグ２１ｂの近傍には、センサ２３が設け
られており、当該センサ２３が上記ドッグ２１ｂを検出
することにより、振動器１５の揺動角度、即ち、研磨体
１７の傾斜角度が測定できるようになっている。

【００２４】図２、３に示すように、揺動方向外側に位
置する揺動ブロック１２の揺動方向外側の壁面とケーシ
ング１１との間の両支持軸１３側には、振動器１５の振
動軸１５ａの軸心を水平面及び鉛直面と平行となるよう
に揺動ブロック１２を付勢するコイルばね２４がそれぞ
れ設けられている。これらコイルばね２４と当接するケ
ーシング１１の壁面部分には、揺動ブロック１２との間
の距離の変更が可能な調整具２５がそれぞれ設けられて
おり、これら調整具２５を調整して揺動ブロック１２と
の間の距離を変更することにより、コイルばね２４の揺
動ブロック１２への付勢力を調整できるようになってい
る。

【００２５】つまり、コイルばね２４は、前記位置決め
シリンダ２０からの揺動ブロック１２への押圧力がない
場合に、振動器１５の振動軸１５ａの軸心が水平面及び
鉛直面と平行となるように研磨体１７を位置決めして、
前記割り出し板２１の窪２１ａとプランジャ２２の先端
とを係合させるのである。

【００２６】一方、図２、４に示すように、前記旋回軸
３の基端面には、当該旋回軸３よりも小径の円筒軸３ｂ
が同軸をなして突設されている。この円筒軸３ｂの外周
には、歯車２６が同軸をなして嵌合されている。図４に
示すように、前記フレーム１の対向する一対の内壁の基
端側には、支持フレーム２７が対をなすようにしてそれ
ぞれ設けられている。これら支持フレーム２７には、ガ
イドプレート２８が対をなすようにしてそれぞれ設けら
れ、これらガイドプレート２８には、上記歯車２６と噛
み合うラック２９が摺動移動可能にそれぞれ設けられて
いる。また、上記支持フレーム２７には、前記ラック２
９をガイドプレート２８に沿って往復移動させるインデ
ックスシリンダ３０が対をなすようにしてそれぞれ設け
られている。

【００２７】つまり、一方のインデックシリンダ３０の
ロッド３０ａを伸長させ、他方のインデックスシリンダ
３０のロッド３０ａを短縮させることにより、ラック２
９を介して歯車２６を回転させることができ、一方のイ
ンデックスシリンダ３０のロッド３０ａを短縮させ、他
方のインデックスシリンダ３０のロッド３０ａを伸長さ
せることにより、上記ラック２９を介して歯車２６を上
述の場合と反対方向へ回転させることができるのであ
る。これにより、前記円筒軸３ｂを介して旋回軸３を旋
回させて、揺動ブロック１２を旋回軸３の周方向へ位置
決め固定する、即ち、研磨体１７の傾斜方向を所定の向
きに設定することができるのである。

【００２８】図４に示すように、フレーム１の内部の基
端側には、検知プレート３１が設けられている。旋回軸
３の基端面の外周縁沿いには、上記検知プレート３１と
の当接により当該検知プレート３１を検出する一対の検
出器３２ａ，３２ｂが設けられており、これら検出器３
２ａ，３２ｂのうち、その一方の検出器３２ａは、前記
揺動ブロック１２が鉛直方向へ揺動可能な向きに配向さ
れた際に検知プレート３１と当接する位置に配置され、
その他方の検出器３２ｂは、前記揺動ブロック１２が水
平方向へ揺動可能な向きに配向された際に検知プレート
３１と当接する位置に配置されると共に、これら検出器
３２ａ，３２ｂは、各検出器３２ａ，３２ｂと旋回軸３
の軸心とを結ぶ線で形成される鋭角側で上記検知プレー
ト３１を挟んでいる。

【００２９】つまり、前記インデックスシリンダ３０を
伸縮して旋回軸３を旋回させ、検出器３２ａが検知プレ
ート３１を検出した時点で旋回軸３の旋回を停止させる
ことにより、揺動ブロック１２を鉛直方向へ揺動可能な
向き、即ち、研磨体１７を鉛直方向へ揺動させる向きに
位置決めすることができる一方、検出器３２ｂが検知プ
レート３１を検出した時点で旋回軸３の旋回を停止させ
ることにより、揺動ブロック１２を水平方向へ揺動可能
な向き、即ち、研磨体１７を水平方向へ揺動させる向き
に位置決めすることができるのである。なお、図２中、
３３は背面蓋、３４はボルトである。また、図１中、３
５は前記振動器１５等へ空気を送給する送給ホースであ
る。

【００３０】このような本実施例の研磨装置では、振動
器１５などにより、研磨体往復動手段を構成し、ケーシ
ング１１、揺動ブロック１２、支持軸１３、ドライベア
リング１４、取付具１６、リンク１８、ブラケット１
９、位置決めシリンダ２０などにより、研磨体傾斜手段
を構成し、フレーム１、ハウジング２、旋回軸３、軸受
４，５、歯車２６、支持フレーム２７、ガイドプレート
２８、ラック２９、インデックスシリンダ３０などによ
り、研磨体旋回手段を構成し、割り出し板２１、プラン
ジャ２２などにより、研磨体傾斜方向位置固定手段を構
成し、コイルばね２４、調整具２５などにより、研磨体
傾斜方向位置決め手段を構成し、ドッグ２１ｂ、センサ
２３などにより、研磨体傾斜角度測定手段を構成し、検
知プレート３１、検出器３２ａ，３２ｂなどにより、研
磨体旋回方向位置決め手段を構成している。

【００３１】このように構成された研磨装置は、次のよ
うに作動する。図１に示すように、ＮＣマシン４０のア
タッチメント４４内にスペーサ４５を介して前記フレー
ム１を挿入して取り付ける一方、移動テーブル５０の支
持フレーム５１に管支持板６０を取り付けて、上記フレ
ーム１の正面と管支持板６０の表面とを対向させる。Ｎ
Ｃマシン４０を作動して、移動ブロック４２を移動さ
せ、管支持板６０の管穴６１に各研磨体１７をそれぞれ
挿入させる。

【００３２】前記位置決めシリンダ２０を作動させて、
揺動ブロック１２を揺動して傾斜させることにより、図
６、７に示すように、研磨体１７を管穴コーナ部６３及
び管穴エッジ部６４に押圧する。これにより、研磨体１
７は、弾性変形して凹凸部分にムラなく入り込む。続い
て、前記振動器１５を作動させることにより、研磨体１
７と当接する管穴コーナ部６３のバリを削り取ると同時
に、当接する管穴エッジ部６４に丸みを付ける。

【００３３】上記箇所の加工終了後、位置決めシリンダ
２０を作動させ、上記箇所と対向する管穴コーナ部６３
及び管穴エッジ部６４に研磨体１７を押圧するように揺
動ブロック１２を傾斜させ、上述と同様に振動器１５を
作動させて、研磨体１７により当該箇所の管穴コーナ部
６３及び管穴エッジ部６４を上述と同様に加工する。

【００３４】上記箇所の加工終了後、位置決めシリンダ
２０及びインデックスシリンダ３０を作動させ、当該管
穴６１の他の管穴コーナ部６３及び管穴エッジ部６４に
研磨体１７を押圧するように揺動ブロック１２の傾斜及
び旋回軸１０の旋回を行い、上述と同様に研磨体１７で
当該管穴コーナ部６３及び管穴エッジ部６４を加工す
る。

【００３５】上述したようにして当該管穴６１の全ての
管穴コーナ部６３及び管穴エッジ部６４の加工を終えた
ら、前記移動ブロック４２を移動させて、当該管穴６１
から各研磨体１７をそれぞれ抜き出し、移動テーブル５
０による管支持板６０の移動や移動ブロック４２の上下
動等を行って、各研磨体１７を未加工の管穴６１の正面
へ移動させ、研磨体１７を当該管穴６１へ挿入する。以
下、上述と同様にして加工を繰り返し、管支持板６０の
全ての管穴６１を加工する。

【００３６】従って、管支持板６０に形成された数千個
の管穴６１の管穴コーナ６３や管穴エッジ部６４を簡単
に加工することができるので、加工労力や加工時間を大
幅に省くことができ、作業効率を向上させて、コストを
大幅に低減することができる。

【００３７】なお、隣接する振動器１５間の距離、即
ち、研磨体１７のピッチ間隔は、対象となるワークの加
工部分のピッチ間隔と同一に設定すればよい。また、前
述した実施例では、研磨体１７を鉛直方向及び水平方向
にそれぞれ三つづつ設けたが、これに限らず、それぞれ
四つ以上設けたり、二つづつ設けたりしてもよいのはも
ちろんのこと、一つだけでも実施することができる。

【００３８】

【発明の効果】前述したように、本発明による研磨装置
では、ワークの凹凸部分に研磨体を押圧することによ
り、研磨体を弾性変形させてワークの凹凸部分に入り込
ませることができるので、ワークの凹凸部分を容易に研
磨することができる。このため、加工労力や加工時間を
大幅に省くことができるので、作業効率を向上させて、
コストを大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による研磨装置を熱交換器の管支持板の
管穴周辺部分のバリ取りに適用した場合の一実施例の全
体構成を表す概略構造図である。

【図２】図１の矢線II部の抽出拡大断面図である。

【図３】図２のIII −III 線正面矢視図である。

【図４】図２のIV−IV線断面矢視図である。

【図５】図２の矢線Ｖ部を抽出拡大して一部破断した断
面図である。

【図６】管支持板の管穴周縁部分のバリ取り状態を表す
一部抽出正面図である。

【図７】図６のVII −VII 線断面矢視図である。

【図８】熱交換器の管支持板の管穴周辺部分の従来のバ
リ取り作業状態を表す説明図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ ハウジング ３ 旋回軸 １１ ケーシング １２ 揺動ブロック １５ 振動器 １７ 研磨体 ２０ 位置決めシリンダ ２１ 割り出し板 ２１ａ 窪 ２１ｂ ドッグ ２２ プランジャ ２３ センサ ２４ コイルばね ２５ 調整具 ２６ 歯車 ２８ ガイドプレート ２９ ラック ３０ インデックスシリンダ ３１ 検知プレート ３２ａ，３２ｂ 検出器 ４０ ＮＣマシン ４４ アタッチメント ５０ 移動テーブル ５１ 支持フレーム ６０ 管支持板 ６１ 管穴 ６２ 管支持部 ６３ 管穴コーナ部 ６４ 管穴エッジ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 宣隆 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 東口 嘉彦 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性体の表面に砥粒が被覆された研磨体
   と、 前記研磨体を支持し、当該研磨体を往復動させる研磨体
   往復動手段と、 前記研磨体往復動手段を支持し、当該研磨体往復動手段
   を揺動させて前記研磨体を傾斜させる研磨体傾斜手段
   と、 前記研磨体傾斜手段を支持し、当該研磨体傾斜手段によ
   る前記研磨体往復動手段の揺動方向と直交する揺動方向
   へ当該研磨体往復動手段が揺動できるように当該研磨体
   傾斜手段を旋回させる研磨体旋回手段とを備えてなるこ
   とを特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】 前記研磨体を複数備えていることを特徴
   とする請求項１に記載の研磨装置。
3. 【請求項３】 前記研磨体旋回手段を水平面及び鉛直面
   に沿って移動可能に支持し、前記研磨体往復動手段、前
   記研磨体傾斜手段及び当該研磨体旋回手段を制御する制
   御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記
   載の研磨装置。