JPS5924954A

JPS5924954A - バレル加工装置

Info

Publication number: JPS5924954A
Application number: JP57134059A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Iwase; 隆広岩瀬; Shigeki Komeichi; 古明地　繁樹; Kunio Ookuma; 大熊　訓夫; Kesao Onoda; 小野田　今朝男; Shigeo Tsuru; 水流　重雄; Ryoji Takeuchi; 竹内　良治
Original assignee: KIYOUHOU SEISAKUSHO KK; Toyota Motor Corp; Kyoho Machine Works Ltd
Current assignee: KIYOUHOU SEISAKUSHO KK; Toyota Motor Corp; Kyoho Machine Works Ltd
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1984-02-08
Also published as: JPS6147662B2

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】本発明は、バレル槽内に収容されたメディア中にワーク
を保持しつつ、そのバレル槽を回転駆動することによっ
てワークを研摩するバレル加工装置に関し、特に、その
バレル槽を小径にするとともに高い回転数で回転駆動す
ることによって、バレル槽の慣性及び高い減速比率の減
速機を用いることに起因する機構上及び作業上の問題を
解消する高速バレル加工装置に関するものである。

回転可能に支持された回転軸と、容器状を成してメディ
アを収容しその回転軸の上端部に固定されたバレル槽と
１．その回転軸に作動的に連結されそのバレル槽を回転
駆動する回転駆動装置とを備え、メディア中にワークを
保持しつつバレルｉを回転駆動することによってワーク
を研摩するバレル加工装置がある。例えば、第５図に示
される所謂ジャイロ式のバレル加工装置がそれである。

図に於いて、回転可能に支持された垂直方向の回転軸１
００の上端部には、大径の有底円筒状を成すバレル槽１
０２が固定されており、回転軸１　・、Ｊ　Ｏの下端部
はウオーム減速機１０４を介して図示しない駆動モータ
に連結されて、その駆動モータによってバレル槽１０２
が回転駆動されるようになっている。また、斯る装置に
於いては、ワーク１０６を保持するための保持装置１０
８が複数本バレル槽１０２内に差し込まれ得るように、
内径が１５００＋ｎｍ程度の大径に形成されるのが一般
的であり、ワーク１０６を研摩するメディアの周速を所
定の速度に保つために、回転軸１００を２゜ｒ、　ｐ、
　ｍ、程度の速度で回転駆動するようになっている。

しかしながら、斯る従来のバレル加工装置によれば、以
下のように種々の不都合があったのである。即ち、（１）バレル槽１０２は大径であるので、精度良く加工
することが難かしく、それが装置価格を上昇させる原因
となるとともに、重心が回転中心からずれて回転駆動中
に振動を生じ易く、回転軸１００を支持する軸受装置１
１０の故障の原因となっていた。

（２）バレル槽１０２の回転速度が２　Ｏｒ、　ｐ、　
ｍ、程度であるため、通常の電動機を使用すると大きな
減速比が得られるウオーム減速機１０４を用いることが
好適であるが、バレル槽１０２の径が大きく慣性が大き
いため、最も伝達トルクの大きい部分であるウオーム減
速機１０４の出力軸１１２と回転軸１００とを連結する
スプロケット１１４゜１１６若しくはチェーン１１８が
破損し易い。

（３）このため、バレル槽１０２の慣性に起因する回転
をウオーム減速機１０４と独立に許容するため、第６図
及び第７図に示されるようなワンウェイクラッチ１２０
を取り付けることが行なわれている。しかし、そのワン
ウェイクラッチ１２０は、バレル槽１０２の起動停止毎
に大きな力が作用するため頻繁に破損し、バレル加工装
置の信頼性を下げる原因のひとつとなっていた。

（４）また、バレル槽１０２の慣性に従う回転がワンウ
ェイクラッチ１２０によって許容されるため、バレル槽
１０２の回転が停止するまで５乃至ＩＯ秒程度の待ち時
間が必要となって、バレル加工能率が低下していた。

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、バレル槽の慣性及び低い回
転数に起因する機構上及び作業上の問題を解消した高速
バレル加工装置を提供することにある。

斯る目的を達成するため、本発明は、／（レル槽を内径
が略６００關以下の小径容器状とするとともに、回転駆
動装置に略８Ｑ　ｒ、　ｐ、　ｒｒｉ、以上の回転数で
バレル槽を高速回転駆動させるようにしたことを特徴と
する。

この様にすれば、バレル槽が小径とされて慣性が大幅に
小さくされるので、バレル槽の加工が容□易となりバレ
ル槽が安く製造され得るとともに、心振れが防止されて
軸受装置の寿命が大幅に向」ニし得る。また、ワンウェ
イクラッチが不要となり、装置が簡単となるとともに、
ワンウェイクラッチに起因するトラブルが全く解消され
るのである。

バレル加工作業が能率的となるのである。

また、ワークを保持する部分のメディアの周速を所定の
速度に維持するために、バレル槽が高速回転駆動される
ので、ギヤ減速機、チェーン減速機等の比較的小さい減
速比の減速機を使用することができ、ワンウェイクラッ
チが解消されるので、駆動モータによるバレル槽の急速
起動及び停止が可能となり、斯る駆動方法によって、＜
レル槽内のメディアを効果的に攪拌し得る効果もある。

以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図及び第２図に於いて、基台ｌＯ上には、上面が水
平に対して略３０度傾斜した状態の傾斜台１２が固定さ
れており、その傾斜台１２の上面には、垂直線に対して
略３０度傾斜した軸心まわりに回転駆動されるようにバ
レル槽１４が設けられている。即ち、傾斜台１２には、
垂直線に対して略３０度傾斜した回転軸１６が、軸受装
置１８によって回転可能に支持されており、その回転軸
１６の上端部には、上端が開口する容器状を成すバレル
槽１４が固定されている。そして、回転軸１６の下端部
は、ギヤ式の減速機与０及びＶベルト２２を介して３２
極を有して極数切換が可能な駆動モータ２４に連結され
ており、その駆動モータ２４によってバレル槽１４が垂
直線に対して略３０度傾斜した回転軸心まわりに回転駆
動させられるようになっている。したがって、減速機２
０および駆動モータ２４が回転駆動装置を形成している
。

減速機２０は、軸受装置１８の下端部に固定されており
、その入力軸に固定されたＶプーリにＶベルト２２を介
し一〇伝達された回転が、略１１：１の比率で減速され
て回転＃ｈ　１６に伝達されるようになっている。回転
軸１６は減速機２０を貫通した状態とされており、回転
軸１６が直接減速機２０の出力軸を兼ねている。尚、Ｖ
プーリ２５は駆動モータ２４の出力軸に固定された■プ
ーリの約２倍の径を備えており、駆動モータ２４の回転
数が結局ｌ／２２に減速されて回転軸１６が回転駆動さ
れるようになっている。従って、駆動モータ２４が４極
に於いて約１７０　Ｏｒ、　ｐ、　ｍ、の速度で回転駆
動したとき、バレル槽１４が約８　Ｏｒ、　ｐ、＋ｎ。

で回転駆動されるようになっている。

第３図に示されるように、バレル槽１４は、回転軸１６
の上端に取付ボルト２７によって固定された円板状のフ
ランジ部２６と、そのフランジ部２６の外周部に於いて
円周方向等間隔に上方に突設された枠部２８と、枠部２
８に内接する状態で枠部２８に支持された内径６００ｍ
ｍ程度の容器状の槽本体３０とから構成されている。槽
本体３０は、円筒部３２と、その円筒部３２に続いて下
方に行く程径が小さくなりフランジ部２６の而に対して
略３０度の傾斜を成すテーパ部３４と、円筒部３２の上
端から内向きに向う開口縁部３６とから成る。したがっ
て、テーパ部３４とフランジ部２６との間において、取
付ボルト２７の取外しが容易に行なわれ得て、バレル槽
１４が迅速に脱着されるようになっている。

バレル槽１４の下側位置の傾斜台１２には、バレル槽１
４から流出するクーラント及びメディア滓を受ける容器
３８が傾斜して固定されており、その一端に集められた
クーラント等が傾斜した受樋４０を通って図示しないタ
ンクに溜められるようになっている。容器８８には、バ
レル槽Ｉ４の開口縁部３６から僅かな隙間を隔てた上面
板４２を有してバレル槽１４を覆うカバー４４が嵌め入
れられており、バレル槽１４の回転に伴って飛散するク
ーラント等がカバー４４によって遮られ、容器３８内に
集められるようになっている。

尚、容器３８は、略Ｕ字状を成す第１部分容器４６と、
そのＵ字状の先端部間に掛は渡された第２部分容器４８
とから構成され、第２部分容器４８を取り外すことによ
って第１部分容器４６をバレル槽１４を取り外すことな
く回転軸１６の直角方向に引き出すことができるように
なっている。また、第１部分容器４６のＵ字状の先端部
には、クーラントを放出するノズル５０が設けられ、第
１部分容器４６内にメディア滓等がクーラントによって
押し流され、メディア滓が固着しないようになっている
。

カバー４４の上面板４２には、上下方向に長手形状を成
して上下方向に駆動され、下端にワーク５２を保持する
保持装置５４が、バレル槽１４内に差し入れられること
を許容する貫通口５６が形成されており、その保持装置
５４によってバレル槽１４内に収容されるメディア中に
ワーク５２が保持されるようになっている。また、上面
板４２には、バレル槽１４内に於いてメディア中から僅
かに引き出された状態のワーク５２、及びバレル槽１４
内の上部に位置する円筒部３２に設けられた有孔部材５
８、に向けてクーラントを噴射するノズル６０及び６２
が取り付けられている。

７ラング部２６の上面中央部及び回転軸１６の上端面は
、バレル槽１４内の底面を成しており、回転軸１６の軸
心を貫通して形成された排出通路６４が、その底面中央
に開口させられている。そして、その排出通路６４のバ
レル槽１４内に開口する開口部は、正常な大きさのメデ
ィアの通過は阻止するが、予め定められた一定の大きさ
以下の粒子の通過を許容する、多数の穴を備えた有孔部
材６６が着脱可能に取り付けられている。有孔部材６６
は、所定の穴が多数打ち抜かれた所謂パンチングメタル
板材によって頂角が約９０度を成す円錐（コーン）状に
形成されており、その中央部がバレル槽１４の回転軸心
に沿って上方に突き出すように、且つその基部の７ラン
グ部６８が排出通路６４の開口部周縁に密着するように
着脱可能に固定されている。

第２図及び第３図に戻って、基台１ｏ上には、門型７レ
イム７０が立設されており、ワーク５２を保持する保持
装置５４を上下駆動するための上下駆動装置７２が設け
られている。即ち、上下駆動装置７２は、門型フレイム
７ｏの内側に固定された一対のガイドロッド７４と、そ
のガイドロッド７４によって上下方向の移動可能に支持
された上下フレイム７６と、門型フレイム７ｏの上端水
平部に固定され、ロッドが上下フレイム７６に固定され
た上下シリンダ７８とを備え、その上下シリンダ７８に
よって上下方向に駆動されるようにナラティる。前記保
持装置５４は上下フレイム７６に固定されておち、保持
装置５４に保持されたワーク５２が、保持装置５４の下
端部とともに上下シリンダ７８によってバレル槽１４内
に挿入されるようになっているのである。

保持装置２０は、本出願人が先に出願した昭和５７年実
用新案登録願第９８６０２号に記載されたワーク保持装
置と略同様に構成されている。即ち、その上端部は上下
フレイム７６に固定された回転モータ８０にチェーンを
介して連結されており、回転モータ８０によってワーク
５２が垂直な軸まわりに回転駆動されるとともに、門型
フレイム７０の上端水平部に固定された開閉シリンダ８
２′によって保持装置５４の上端部が下方に押圧される
ことによって、保持装置５４の下端部に設けられたワー
ク５２を把持するチャックが開閉させられるようになっ
ている。

一方、第２図に示されるように、上下フレイム７６の位
置等の各可動部分の位置状態や、押釦または足踏スイッ
チ等操作器の操作状態を検出する操作・検出器８４から
は、可動部分の位置状態や操作器の操作状態を表す状態
信号ＳＪが制御駆動回路８６に供給される。制御駆動回
路８６は、状態信号ＳＪに従って予め定められたプログ
ラムに基づき、所定の回転方向に回転駆動させたり回転
を制動したりする電力信号ＳＤＩ及び８Ｄ２を、駆動モ
ータ２４及び回転モータ８０に供給する。

その制御駆動回路８６は、例えば第４図に示されるシー
ケンス回路によって構成される。ここで、駆動モータ２
４及び回転モータ８０″は、３２極と４極とを選択でき
る多極の交流誘導モータ及び４極の交流モータであり、
８８は電磁ブレーキユニットである。電磁ブレーキユニ
ット８８は、交流モータ内に回転磁界を形成するための
コイルに直流電流を供給して交流モータ内に直流磁界を
形成し、うず電流制動によってその交流モータの回転子
を急速に制動するよく知られたものであって、その入力
端子０に供給されていた電圧が除かれた後、一定時間そ
の出力端子＋及び−から駆動モータ２４のコイルの一相
に直流電力を供給するように構成されている。尚、電磁
ブレーキユニット８８には、駆動モータ２４に直流電力
を供給する時間を制御するタイマが備えられているとと
もに、常時閉成されているが直流電力が供給されている
時期開放されている確認接点ＡＣ６Ｑが備えられている
。

以下、本発明の詳細な説明する。

装置の起動操作に伴ない、図示しない回路によつて第１
図の各リレ一群にトランスＴＲ１からの電囁電圧が供給
されると、リレーＡｉ　８４及びＭ、　Ｓ６が作動して
回転モータ８０及び駆動モータ２４に駆動信号ＳＤ２及
びＳＤＩが供給される。このため、ワーク５２が垂直な
軸心を中心として左まわりに回転駆動されるとともに、
バレル槽１４がワーク５２の回転方向と逆方向である右
まわりに回転駆動される。そして、図示しない他の制御
回路に従って上下フレイム７６が下降させられると、ワ
ーク５２がバレル槽１４内に収容されたメディア中に差
し入れられる。この結果、ワーク５２はバレル槽１４と
ともに回転するメディアによって研摩を受ける。第３図
のワーク５２はこの状態を示している。

この様な状態は、図示しないリレーの接点である０Ｒ５
Ｐ、　ＣＨ２Ｆ、Ｃ！ｌ’Ｌ７Ｆによって確認され、そ
れ等接点に直列に接続されたタイマＴＲＩＱは、その研
摩状態に於ける計時を開始する。そのタイマＴＲ１０の
設定時間は、最初に行なわれる第１研摩期間に対応して
定められている。尚、この状態に於いては、リレーＭＳ
６によってリレーＭＳ９が作動させられているので、駆
動モータ２４は４極に於いて高速回転駆動させられてい
る。

タイマＴＲ１Ｏの設定時間が経過して、タイマＴＲＩＱ
が限時作動すると、その接点が作動してリレーＭＳ４及
びＭＳ（３が非作動状態とされるとともに、リレーＭＳ
５が作動させられ、且つリレーＭＳ９が続いて作動させ
られる。このため、回転モータ８０は、第１研摩期間が
終了後直ちに逆方向に駆動される。一方、リレーＭ、Ｓ
５の非作動状態によって電磁ブレーキユニット８８０入
力端子０に供給されていた電圧が除かれるので、電磁ブ
レーキユニット８８は直ちに駆動モータ２４に直流電力
を供給し、駆動モータ２４及びバレル槽１４を急激に停
止させるとともに、確認接点ＡＣ６０を解放してタイマ
ＴＲ１６Ｘの限時接点を開かせる。

この様な状態に於いては、バレル槽１４中のメディアは
それ迄作用していた遠心力が消滅すると同時に中心側に
流動するとともに、慣性力によって回転方向に流動し、
また、バレル槽１４の傾きによってバレル槽１４内の下
部に向って流動するので、それ等王者の流動によって極
めて効率良く攪拌され、研摩効率が好適に維持されるの
である。

−・定時間経過後、電磁ブレーキユニット８８の直流出
力が停止されると同時に、確認接点ＡＣ６０が閉成され
て、タイマＴＲ１６Ｘの計時が開始される。タイマＴＲ
１５Ｘの極めて僅かな設定時間経過後、タイマＴＲ１６
Ｘの限時接点が閉成されると、リレーＭＳ７が作動する
。このため、駆動モータ２４に第１研摩期間の回転方向
と逆方向に回転駆動するための電力信号ＳＤＩが駆動モ
ータ２４に供給され、バレル槽１４が左まわりに回転さ
れる。この結果、再びワーク５２の研摩が為されて、第
２研摩期間が開始する。この状態に於いて、リレーＭＳ
５の作動と同時に計時作動を開始したＴＲ１３が限時作
動するまでその第２研摩期間が継続する。タイマＴＲ１
３が限時作動すると、その限時接点によってリレーＭＳ
９が非作動とされ、リレーＭＳ８が作動させられる。こ
のため、駆動モータ２４は、３２極に於いて回転駆動さ
れ、前記第１および第２研摩期間に比較して約１／８の
回転数でバレル槽１４を駆動する。従って、バレル槽１
４内のメディアはバレル槽１４の傾斜と相俟って流動攪
拌されるとともに、ノズル６０゜６２から噴射されるク
ーラントによってメディア滓等が効率良く排出され、メ
ディアの活性が好適に維持される。

その後、図示しないタイマによって、第４図のリレ一群
の電源が断たれると、その低速回転期間が終了し、ひと
つの加工サイクルが終了する。

この様に、本実施例によればバレル槽１４の径が、従来
の１５００ｍｍに比べて約６００ｍｍと小さくされるの
で、バレル槽１４の慣性が極めて小さくされて、ワンウ
ェイクラッチが不要とされ、バレル槽１４の慣性および
ワンウェイクラッチに起因する故障が全く解消されるの
である。また、バレル槽１４の径が小さいので、バレル
槽１４の心振れが解消され、軸受装置の寿命が大幅に改
善されるとともに、バレル槽１４の製造が容易となって
装置が安くなるのである。更に、バレル槽１４の慣性が
小さく、シかもワンウェイクラッチが不要となるので、
バレル槽１４の慣性に基づく自転による待ち時間が殆ど
解消され、作業能率が好適に改善される。

しかも、バレル槽１４が従来の２　Ｏｒ、ｐ、　ｍ、に
比較して、数倍（８０ｒ、ｐ、ｍ、）以上で高速回転さ
れるので、本質的に強度が大きいギヤ減速機等の減速比
が比較的小さい減速機がその出力軸をバレル槽１４に直
結した状態でウオーム減速機に替えて使用されることが
可能となり・、ウオーム減速機に起因する故障が全く解
消されるとともに、急制動および正逆転駆動が可能とな
る利点がある。また、斯る急制動および正逆転駆動の際
には、■ベルト２２が適当に滑ってトルクリミッタの機
能を果たすので、機械的な衝撃が吸収されて故障が防止
される利点がある。

また、本実施例によれば、第１研摩期間においてワーク
５２とバレル槽１４とが逆まわりに回転駆動され、続く
第２研摩期間にて前期間と逆まわりにそれぞれ駆動され
るので、きわめて均一な研摩が高能率で施される利点が
ある。

また、本実施例によれば、バレル槽１４にテーパ部３４
が形成されているので、メディア重量が軽減され、一層
バレル槽１４の慣性が小さくされる利点がある。

以上、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明したが、本発明はその他の態様に於いても適用される
。

例えば、前述の実施例に於けるバレル槽１４は、径が６
００ｍｍに形成されているが、本発明者等の実験によれ
ば、バレル槽の径が８００　ｍｍ程度とした場合、バレ
ル槽１４の慣性を更に小さく、回転駆動装置に無理が生
じることなく一層高速回転駆動でき、しかも、急速な正
逆駆動及び急速制動をすることができた。この様な場合
には、ワーク５２付近のメディアの周速を１５０　Ｈｌ
　／　ｍｉｎとすれば、一般的な２極交流モータを使用
すると、ギヤ減速機の減速比は１１：１程度で良い（こ
のときのプーリ間の減速比は２：１）。もつとも、４極
文流モータを使用すれば、プーリ間の減速比は１：１で
良い。また、口のプーリ間の減速比および駆動モータの
種類によって、減速機２０の減速比は５二１乃至１５：
１の範囲で選択され得る。

また、前述の実施例において、バレル槽１４が垂直線に
対して略３０度傾斜した軸線まわりに回転駆動されてい
るが、その傾斜角は零度を含む種々の値を選択し得るこ
とは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

施例の要部を示す断面図である。第４図は第１図の実施
例に備えられた制御駆動回路を示す図である。第５図は
従来のバレル加工装置を示す縦断面図であり、第６図お
よび第７図は第５図の装置に備えられたワンウェイクラ
ッチを示す平面図および断面図である。１４：バレル槽　　　１６：回転軸２０：減速機１（回転駆動装置）２４：駆動モータ出願人　　トヨタ自動車株式会社同　　　株式会社　協豊製作所

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　回転可能に支持された回転軸と、容器状を成
してメディアを収容し該回転軸の上端部に固定されたバ
レル槽と、該回転軸に作動的に連結され該バレル槽を回
転駆動する回転駆動装置とを備え、前記メディア中にワ
ークを保持しつつ該バレル槽を回転駆動することによっ
て該ワークを研摩するバレル加工装置において、前記バレル槽を、内径が略６００　Ｉｎｍ以下の小径容
器状とするとともに、前記回転駆動装置に略８Ｑ　ｒ、
ｐｏｍ、以上の回転数で高速回転駆動させるようにした
ことを特徴とする高速バレル加工装置。
（２）前記回転駆動装置が、減速比が１１５乃至ｌ／１
５であるギヤ式減速機を備え、該減速機を介して前記バ
レル槽を回転駆動するものである特許請求の範囲第１項
に記載の高速バレル加工装置。
（３）前記ギヤ式減速機の出力軸が、前記回転軸の下端
部に直結されているものである特許請求の範囲第２項に
記載の高速バレル加工装置。
（４）前記回転駆動装置が、多極交流モータを備え、該
多極交流モータの極数切換によって前記バレル槽を前記
高速回転駆動につづいて低速回転駆動するものである特
許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の高速
バレル加工装置。