JPS5866657A - 周速差バレル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はバレル装置に係り、特にバレル槽内のワーク
とメディアとの間に周速差を生せしめるようにしたもの
に関する。

バレル装置の一種に、容器状の竪型回転バレル槽、即ち
、上部に開口を有して容器状を成し、はぼ垂直な軸線の
まわりに回転させられる回転バレル槽を備え、この回転
バレル槽が回転させられることによってその内部に収容
されたメディアをともに回転させ、以てバレル槽に挿入
されたワークを研摩する形式のものがある。

ところでこの種形式のバレル装置においては、メディア
の略全体が回転バレル槽と一体的に回転するため、ワー
クを保持することなくこれを同槽内に投入するのみの場
合にはワークはメディアによる圧力を受けつつこれとと
もに回転するだけであって、両者の間に相対的な移動は
生じない。即ちこの状態ではワークの研摩が行なわれな
いのである。

そのため、このような形式のバレル装置においては、バ
レル槽内に挿入されたワークを定位置に保持することが
行なわれるが、この場合に：１５いてもワークを単に保
持するのみではワークの一面にしかメディアが当らない
ために、何部かの方法でワーク全体にメディアが当るよ
うな手段を１溝しることが必要となる。そのための一手
段として、モータ等駆動装置を備えたワーク自転装置を
バレル装置に付属させ、これによってワークを強制的に
自転させることが従来から行ｔ「われているが、この場
合、装置が大形、高価となる不具合が生じる。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その目的とするところは、モータ等を含むワークの自転
裂けが不要であり、／Ｊ・１１月ｆつ安価に製作され得
るバレル装置を提供することにある。

以下、本発明の一実施例である穴あきのワークを加工す
るバレル装置を、図面に基づいて詳細に説明する。

図ニオいて１０はバレル装置１′１のベースであり、そ
の上に開口１２．１４を有するカバー１６が固定されて
いる。カバー１６の内部には開［１１２の下側において
円筒容器状を成ず回転バレル槽１８が配置され、その内
部にはメディア２０が収容されている。回転バレル槽１
８はその中心部に円筒状の芯部２２を有するとともに、
その下側には板状の固定部２４を有して段付円筒状を成
すハウジング２６が固定されている。そしてこれらの中
空内部に突入するようにして支持用の軸２８が配設され
ており、回転バレル槽１８は芯部２２及びハウジング２
６に設けられた軸受３０，３２を介してこの支持軸２８
に回転可能に支持されている。

尚、軸受３０，３２は支持軸２８．芯部２２及びハウジ
ング２６の内部に形成された各段付部と支持軸２８のね
じ部に螺合されたナラ）３４．３６及びワッシャ３８と
により位置固定とされており、また芯部２２及びハウジ
ング２６の各端部にはこれら軸受部への異物の侵入を防
止する上蓋４０゜下蓋４２及びシール４４が取付けられ
ている。

」二記支持軸２８はその下端部がベース１０上に固定さ
れた保持体４６の穴４８に挿入されて保持　５− されるとともにキー５０により回転不能とされ、またこ
の支持軸２８により支持される上記ハウジング２６には
プーリ５２が固定されている。プーリ５２はこれに巻掛
けられたベルト５４を介してモータ５６に連結され、そ
の回転駆動力が回転バレル槽１８へと伝達されるように
なっている。モータ５６は架台５８により支持されてい
る。

前記回転バレル槽１８の上方には、バ１−ル槽１８内に
おいてワーク６０を自転及び公転可能に支持する回転体
６２が配置されている。回転体６２は前記支持軸２８の
軸心に苅して所＞ｔｃ　ｉｉ：、’　（Ｌ）　（第２図
参照）偏心して配置ｉテ＃された被支持部６４と、被支
持部６４から互に反対の方向に向って水゛１′に延びる
等長のアーム部６６、Ｇ８とを有し、各アーム部６６．
６８の先端にはワーク６０．６１を保持する一対の保持
部７０．７２が設ｉ−１られている。保持部７０，７ｊ
ｌｌｌ：、アーノ＼部６（ｉ、６８′ｂ）ら下方に略垂
直に延びる垂下部７／Ｉ、７６と、これと略平行に延び
且つ被支持部６４の＋ｌ＃Ｉ＋心に対して垂下部７４．
７６と等距離位置に配置ｉ’ｅされてワ　６− −り挿入の際のガイド作用を為すガイド部７８゜８０と
、水平に延びてこれらを連結する連結部８２．８４とか
ら構成され、全体としてＵ字形を成している。そして前
記被支持部６４の偏心量りは、これら一対の保持部７０
．７２によって保持されるワーク６０．６１が夫々バレ
ル槽１８の外周部近傍及び芯部近傍を通過するように定
められている。この偏心ｆｉ　Ｌは、回転バレル槽の形
状、ワークの大きさ等により変化し、またアーム部６６
゜６８の長さとの関係において宇められるが、実用的に
はバレル槽内径の１／４〜１／８とするのが良好である
。

かかる偏心量Ｉ・をもって偏心配置された被支持部６４
は、軸受８６を介して昇降体８８の支持アーム９０に支
持され、また昇降体８８は嵌合穴を備えた被案内部９２
において、前記ベース１０上に立設され且つ同ベース」
二に固定の保持体９４により保持されたガイドバー９６
に摺動可能に嵌合されている。ガイドバー９６の側方に
はエアシリンダ９８が固設されるとともにそのピストン
ロッド１００は昇降体８８から延び出す訓示し４ｆい伝
達アームに結合され、以て昇降体８８がこのエアシリン
ダ９８により一■−下駆動されるようになっている。

次に、以」−のように構成された上記装置の作動につい
て説明する。

昇降体８８によって］―昇位置に保持されている回転体
６２のガイド部７８．８０に穴あきのワーク（例えばバ
ーフィールド型等速自在継手の構成部品としてのケージ
等のワーク）ＧＯ，６１を挿入すると、ワーク６０　、
　６１　ｉ：ｉ：　ｌ’、Ｉ　、ｉｌｔで落丁してｉ申
結部８２．８４に至り、ここに静市する。次いでエアシ
リンダ９８を作動させて回転体６２をバレル槽１８に向
けて下降させる。バレル槽１８はこのときモータ５６に
よりすでに回転させられた状態にあり、内部に収容され
てこれとともに回転するメディア２０は遠心力の作＋１
１によって第１図に示すように外周部で厚く、内周部で
薄い円板形を成している。さて回転体６２が下降させら
れると保持部７０．７２或いはワーク６０．６１が先ず
回転するメディア２００表面に接し、これによって回転
体６２にメディア２０の回転力が作用して回転体６２が
回転を開始する。このとき連結部８２．８４Ｊ二のワー
ク６０．６１が垂下部７４，７６に移行して保持される
か或いはガイド部７８゜８０に移行して保持されるかは
必ずしも一定ではないが、ここでは垂下部７４．７６に
より保持されるものとして説明を続ける。回転体６２が
更に下降させられると、ワーク６０．６１はメディア２
０の内部へと没してこれとともに回転するがその周速は
これらワーク周辺のメディア２０におけるそれとは異な
ったものとなる。その理由を第２図に基づいて具体的に
説明すると、ワーク６０゜６１が同図中ａ、１）の位置
、即ちワーク６０の公転軌跡（図中／点鎖線１０２で示
されている）上においてバレル槽１８の外周部及び内周
部に最も近い位置であると仮定すると、これらワーク６
０゜６１又は保持部７０．７２には開部周辺を回転する
メディア２０の回転力が作用してワーク６０゜６１及び
保持部７０．７２を回転させようとする。

９− ところで回転するメディア２０の周速は図中矢印（イ）
乃至（へ）で示すように（矢印の長さは周速の大きさを
示す）バレル槽１８の回転中心から外周部へと離れるに
従って漸次大きくなっており、一対のワーク６０．６１
及び保持部７０．７２において夫々異なった周速のメデ
ィア２０が作ｆｆＪする。Ｉ’！Ｕｌち、外周部に位置
する保持部７０及びワーク６０には（ホ）、（へ）で示
す周速の大ぎいメディア２０が、また内周部に位置する
保持部７２及びワーク６１には（イ）、（ロ）で示す周
速の小さいメディア２０が作用する。ここで、回転体６
２において一方の保持部７０だｌ−１シか設置Ｊられて
いない場合を考えると、ワーク６０は回転するメディア
２０によって公転１１σＬ跡１０２１−をｉ＋ｌｆれ回
され、そして同軌跡１０２−にを移動するごとに相異な
った周速のメディア２０の連れ回し作用を受けて、その
速度を漸次変えつつメディア２０とともに公転させられ
ることとなる。例えば図中ルの位置においては周速（ホ
）、（へ）のメディア２０の連れ回し力が作用して保持
部７０及びワーク１０− ６０はこれと同速で移動し、またｂの位置に至ってから
は周速（イ）、（ロ）のメディア２ｏの連れ回し作用を
受けてこれと同速で移動し、ワーク６０とメディア２０
との間に周速の差は生じない。

即ちワーク６０はメディア２０に対して半径方向には相
対移動するが、周方向には相対移動しないのである。従
ってこのような状態においてはワーク６０の研摩は効率
よく為されない。

しかしながら、本装置においては−に記したように一対
の保持部７０．７２及びワーク６０．６１が相異なった
位置において同時にメディア２ｏ中に埋没させられてい
るために、保持部７０．７２及びワーク６０．６１はメ
ディア２０と同速では移動し得ない。即ち、図中ａの位
置にある保持部７０及びワーク６０が周速（ホ）、（へ
）で移動しようとすれば、小さい周速（イ）、（ロ）で
回転するメディア２０がワーク６１に対してブレーキ作
用を為す。これを保持部７２及びワーク６１の側からみ
れば、他方の保持部７０及びワーク６０はこれら保持部
７２及びワーク６１に対して駆動力を付与する駆動手段
としての作用を為すこととなり、結局一方の保持部及び
ワークが、他方の保持部及びワークをほぼ一定の周速で
公転さぜるための公転駆動手段としての役割を果すこと
となる。この結果一対の保持部７０．７２及びワーク６
０．６１はほぼ周速（ホ）、（へ）七周速（イ）、（ロ
）との平均速度で移動し、そしてワーク６０においては
メディア２ｏが後方側からこれをこすりつつ追い抜き、
またワーク６１においてはその前面側でメディア２０を
部分＆−１つつ突き進み、以ってワーク６０．６１の各
前部及び後部が磨かれるのである。こうしてワークＧＯ
，６１はメディア２０に対して相対的に移動しつつ被支
持部６４の軸心回りに公転してバレル槽１８の回転中心
から等しい距離の位１ｉｆｃ、ｄに至る。これらの位置
においてはメディア２０の周速は等しくなり、以後一方
のワーク６０はメディア２０を追い抜きつつ、また他方
のワーク６目Ｊメデイア２０に追い抜かれつつ移動して
それぞれ１８０度公転した位置１）、ａに至る。即ち、
１個のワークについて言えば、位置Ｃ２（１伺近におい
て研摩される面が反転することとなる。もつともワーク
６０．６１はこの公転運動をする間にも自転、或いは揺
動運動等を絶えず行なっており、従って表面各部はまん
べんなく研摩される。自転成いは揺動等の運動が生ずる
理由については十分判明してはいないが、次のようなも
のと推察される。

即ち、メディア２０の回転中心とワーク６０゜６Ｉの公
転中心とが異っているために、ワーク６０．６１及びメ
ディア２０はその移動方向を異にしく特にＣ１（１の付
近において）、この結果メディア２０はワーク６０．６
１の進行方向に対しである角度をもってこれに突き当る
こととなり、これがワーク６０．６１に自転力を付与す
る１つの原因と考えられる。また更に、ワーク６０．６
１はそのバレル加工の過程において一時的には特に強く
研摩された部分と比較的研摩の程度が少ない部分とが存
在するため、その表面各部において摩擦抵抗を異にし、
メディア２０との間に生ずる摩擦力は必ずしも均等では
ない。このためワーク６０゜１３− ６１に作用する力も各部で異なったものと′１．ｒる。

そしてワーク６０．６１はこれら作用力が拘り合う方向
へと不断にその姿勢を変え、これが自転成いは揺動運動
となって表われるものと考えられる。

さてワーク６０．６１はかかる連動を為しっつバレル槽
１８内に設定された時間保持され、しかる後にエアシリ
ンダ９８の作動によって回転体６２とともに上方へ引き
−にげられる。次いで保持部７０．７２からワーク６０
．６１が抜き取られるとここにワーク６０．６１の研摩
加工の１行程が完了する。

尚、上記実施例では回転体に−Ｘ＋の保持部を設けた例
で説明したが、保持部はこれを被支持部を中心として放
射状を成すように１７に等間隔で３個以」一般けること
も可能である。逆に、処理すべきワークの量が少ない場
合、或いは装置をより小形化する必要がある場合等にお
いては、保持部を１個のみ設けることも可能である。こ
の場合には第１図中２点鎖線で示すように、回転体６２
にフライホイール１０４等回転慣性体をＩｒｖ　＋Ｊけ
ることに１４− よってワークと周辺メディア２０の周速を異ならしめる
ことができる。これを、保持部が上記実施例において７
０で示されるもののみと仮定して説明すると、回転体６
２は、保持部７０及びワーク６０が、第１図中メディア
２０が最大の周Ｍ（ホ）、（へ）をもって回転する位置
ａを中心とするほぼ１８０度の範囲にあるときに回転の
勢いを付与され、フライホイール１０４の作用によって
この勢いを持続することによって、位置ｌ）を中心とす
るほぼ１８０度の範囲では先行するメディア２０を押分
けて突き進むのであり、この様子は前記第１実施例の場
合とほぼ同様である。即ち、この実施例ではフライホイ
ール１０４が保持部７０及びワーク６０をほぼ一定の周
速度で公転させるための公転駆動手段の役割を果すこと
となる。尚、以上の説明は理解を容易にするために、フ
ライホイール１０４の慣性力が十分に大きいとして行な
ったが、実際には回転体６２に成る程度の速度変動が生
じても差支えないのであり、フライホイール１０４の大
きさは、加工開始時に回転体６２が比較的短時間で定常
回転状態に達するとともに、回転バレル槽１８の回転が
作出さｌ−られるときには比較的速やかに作出するよう
に選定されることが望ましい。

次に、第３図はワーク保持部を他の態様で構成した例を
示すもので、図中１０６，１０８は保持部を示し、１１
０，１１２はその垂下部を、また１１４．１１６及び１
１．８，１２０は夫々ガイド部及びこれと垂下部１１０
，１１２とをｊ１１４結する連結部を示す。本実施例に
おいて、ガイド部１１４．１１６は垂下部１１０，１１
２よりも被支持部１２２の軸心、即ち回転体１２４の回
転中心に対してより近い位置に配置と１′されている。

この装置において、ワーク＋２６をガイド部１１４，１
１６から挿入するとワーク＋２６は１′目Ｒで落下して
、第３図に二点鎖線で示すように連結部１１８，１２０
に保持される。しかし、回転体１２４を勢い良く回転さ
せると、ワーク１２６は遠心力の作用によって実線で示
すように垂下部１１０，１１２へと移行してここに保持
される。この状態で保持部１０６，１０８をメディア中
に押込めばワーク１２６は垂下部１１０，１１２に保持
された状態で研摩を受けるのである。即ち、」二記装置
ではワーク１２６を常に垂下部１１０，１１２の側に保
持させ得てワーク１２６の安定した研摩を行ない得るの
である。尚、この場合、回転体１２４を回転バレル槽と
同方向へ回転させることが、ワーク１２６とメディアと
の衝突を緩和する上で望ましい。

次に、第４図は同じく保持部を更に他の態様で構成した
例を示しており、同図中１２８は保持部１２９における
ガイド部を、１３０は連結部を、１３２は垂下部を夫々
示している。そして垂下部１３２にはピン穴が設けられ
るとともに、このピン穴にストッパピン１３４が圧入さ
れており、これによって垂下部１３２に保持されたワー
ク１３６が研摩中にメディアの表面上に浮上することが
防止される。前記第３図に示す保持部はワークを垂下部
に保持させるものであり、また本実施例に示す保持部は
ワークの浮上りを防止するものであ１７− るから、これらを組合せた態様で保持部を構成する場合
にはワークを垂下部の所定位置範囲に保持し得て、ワー
クをより安定してバレル研ＪＩＮ　Ｌ、得る利点が生ず
る。

以上述べたいくつかの実施例はいずれも穴あきのワーク
を研摩対象物とするものであり、そしてワークがこれら
穴あき形状の場合にはこれを自転可能ならしめる特別の
部材は不要であるため、装置の簡易化を狙いとする本発
明はこれら穴あきのワークを対象とする場合に特にその
効果は大きいが、本発明はその他の形状のワークに対し
ても適用可能であることは言うまでもない。第５図はそ
の具体的な例として、ｄｑｌ＋部を備えた軸付きワーク
を研摩の対象として構成された装置を示すものであり、
図において１８８，１４０はワークを、１４２．１４４
はその軸部を示すものである。そして回転体１４６には
アーム部１４８，１５０に続いてワーク１３８，１４０
を自転可能に保持する一対のチャック機構＋５２．＋５
／Ｉが設けられている。即ち前記第１の実施例ではワー
クは保持部１８− における垂下部に遊嵌させられてその回りに自転可能に
保持されるのであるが、本実施例においてはワーク１３
８，１４０はそれらの軸部１４２゜１４４を回転可能な
チャック機構１５２，１５４により保持されるのである
。その他、本実施例において回転体１４６の被支持部１
５６が回転バレル槽１８の回転中心に対して偏心して配
置されている点において前記第１の実施例と同様であり
、またその他の部材の構成、作用も同実施例に示すもの
と同様である。これらについては符号のみを示して詳し
い説明は省略する。

以上詳記したように、本発明に係る周速差バレル装置は
（イ）上部に開口を備えて容器状を成し、はぼ垂直な第
１軸線のまわりに回転させられる回転バレル槽と、（ロ
）該回転バレル槽の前記軸線から一定距離偏心させられ
たほぼ垂直な第２軸線のまわりに回転可能に設けられ、
該第２軸線から前記偏心距離より大きい距離隔たった位
置においてワークを自転可能に保持するワーク保持具を
備えた回転体と、（ハ）該回転体に取付けられ、前記回
転バレル槽内に収容されて該槽と共に同転するメディア
から動力を受けて、前記ワーク保持具を、該ワーク保持
具の回転軌跡」二における前記第１１１０１１線から最
も隔たった点における前記メディアの周速と最も接近し
た点における周速との中間的な周速で公転させる公転駆
動手段とを含み、該ワークとメディアとの周速差による
相対移動に」；って研摩加工を行なうように構成された
ことを特徴とするものである。

かかるバレル装置ｒ１′はモータ４１．　　従来必要と
されていた構成複雑珪つ大形のワーク回転装；１１ｔを
必要とせず、装置が小形、安価とｌ「る効宋が生ずる。

特に穴あきのワークの全表面をまんべんｌｒ＜研摩する
ことは従来きわめて困難であったのに対して、本発明に
よればこれが容易とｊ（ることは４１．’ｐ筆に価する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である周速差バレル装置の正面
断面図、第２図は第１図にお目るｎ−＋＋断面図、第３
図は本発明に用いられるワーク保持具の他の態様を示す
平面図、第４図は同じくワーク保持具を他の態様で構成
した例を示す要部正面図、第５図は本発明の更に他の実
施例であるバレル装置要部正面図（一部所面図）である
。 １８：回転バレル槽　　２０：メディア６０．６１，１
２６，１８６，１３８，１４０　：ワーク６２．７ｆ、
１２４，１４６：回転体 ７０、７２．傅Ｉ商シ１２９：保持部（ワーク保持具）
■０２：公転軌跡　　■０４：フライホイール１５２．
１５４　：チャック機構（ワーク保持具）出願人　　ト
ヨタ自動車工業株式会社 ２１−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部に開口を備えて容器状を成し、はぼ垂直な第
   １軸線のまわりに回転させられる回転バレル槽と、 該回転バレル槽の前記軸線から一定距離偏心させられた
   ほぼ垂直な第２軸線のまわりに回転可能に設けられ、該
   第２軸線から前記偏心距離より大きい距離隔たった位置
   においてワークを自転可能に保持するワーク保持具を備
   えた回転体と１ 該回転体に取付けられ、前記回転バレル槽内に収容され
   て該槽と共に回転するメディアから動力を受けて、前記
   ワーク保持具を、該ワーク保持具の公転軌跡上における
   前記第１軸線から最も隔たった点における前記メディア
   の周速と最も接近した点における周速との中間的な周速
   で公転させる公転駆動手段とを含み、 該ワークとメディアとの周速差による相対移動によって
   研摩加工を行なうように構＋Ｉｌされたことを特徴とす
   る周速差バレル装置。
2. （２）前記公転駆動手段が、前記回転体に固定された回
   転慣性体である特許３１１１求の範囲第１項記載の周速
   差バレル装置。
3. （３）前記公転駆動手段が、前記ワーク保持具の公転軌
   跡上の位置において、等角度間隔に、前記回転体に配設
   された適数個の別のワーク保持具または該ワーク保持具
   に保持されたワークである特許請求の範囲第１項記載の
   周速差バレル装置０
4. （４）前記ワーク保持具が、全体として［，１字形を成
   し、該０字の一方の腕部の−Ｌ端が前記回転体に固定さ
   れ、他方の腕部の−１”−Ｍｉａから挿通される穴付き
   のワークを自転可能に保持するものである特許請求の範
   囲第１項、第２頂または第３項記載の周速差バレル装置
   どｔｏ
5. （５）前記他の腕部が前記一方の腕部より前記第２軸線
   に近い位置に配置されている特許請求の範間第４項記載
   の周速差バレル装置。