JPH04275868A

JPH04275868A - バレル研磨装置

Info

Publication number: JPH04275868A
Application number: JP260791A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Inoue; 潔井上
Original assignee: INR Kenkyusho KK
Current assignee: INR Kenkyusho KK
Priority date: 1991-01-14
Filing date: 1991-01-14
Publication date: 1992-10-01

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバレル研磨装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】バレル研磨は、バレル槽内に工作物と研
磨石、コンパウンドと水（乾式の場合は水は入れない）
を装入して回転することにより、工作物と研磨石の間に
生ずる相対運動等による摩擦研磨作用により表面仕上げ
を行なうものであるが、従来の装置はバレル槽を回転し
ても研磨圧を充分に作用させることができないために加
工速度を充分高めることができなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は加工速度を高
めるためにバレル槽内メディアに対して研磨圧と研削速
度とを別々にしかも自在に制御できる構成にすることを
目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るバレル研磨
装置は、軸中心に回転する公転体と、上記公転体上の同
心円周上に回転軸を設けて自転する複数個のバレル槽を
設け、上記公転体を回転させる第１の回転手段と前記バ
レル槽を自転させる第２の回転手段とを設け、上記第１
の回転手段により研削圧を、第２の回転手段により研削
速度をそれぞれ独立に制御できるようにしたことを特徴
とする。

【０００５】本発明に係るもう一つのバレル研磨装置は
、軸中心に回転するバレル槽と、上記バレル槽内で独立
に回転する回転体を設け、上記回転体を回転する第１の
回転手段と上記バレル槽を回転する第２の回転手段とを
設け、前記第１の回転手段により研削圧を、前記第２の
回転手段により研削速度をそれぞれ独立に制御できるよ
うにしたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明は前記のように、公転体又は回転体を第
１の回転手段により回転することによりバレル槽内メデ
ィアに対して回転遠心力による研削圧を作用させ、他方
、バレル槽を第２の回転手段により高速回転して研削速
度を任意に作用させることができ、第１の回転手段と第
２の回転手段によって研削圧と研削速度とを別々に自在
に制御でき、したがって加工速度を向上させることがで
きると供に、荒研削、仕上げ研削等の加工条件及び工作
物の種類等に対応して最適加工が容易にできる特有の効
果を奏する。

【０００７】

【実施例】以下図面の一実施例により本発明を説明する
。図１は本発明に係るバレル研磨装置の一実施例の上面
図、図２はその側断面図で、１は軸中心に回転する公転
円板、２１、２２、２３は円板の同心円周上に回転軸を
設けて自転するバレル槽で、複数個が円板中心に対称に
バランスして設けられる。３は円板１を回転する回転モ
ータ、４は複数の各バレル槽２１〜２３を囲むように円
筒形に設けた円周壁で、この壁面の外側に複数の磁極５
１，５２，５３を設け、各磁極５１〜５３に位相差を有
する励磁を行ない回転磁界を形成する。

【０００８】バレル槽には通電が可能な導電体を設け、
この中に工作物と研磨石、コンパウンド、水等のメディ
アが装入され回転運動による摩擦研磨を行なう。回転モ
ータ３によって高速回転する公転円板１上の各バレル槽
２１〜２３には回転遠心力が作用する。ここでその回転
エネルギは中心からの距離ｒ、質量をｍとすれば、物体
の慣性モーメントＩ＝Σｍｒ２　であって、回転の角速
度をωとすると、Ｅ＝　１／２Ｉω２　となり、このエ
ネルギによりバレル槽内メディアは槽壁に押しつけられ
る。この状態でバレル槽２１〜２３自体が自転し、内装
メディアに相対運動が与えられるから、メディアには前
記回転エネルギーによる研削圧が作用した状態で研磨作
用が働くことになる。又研削速度は前記バレル槽２１〜
２３の自転によって与えられる。バレル槽２１〜２３の
自転は各磁極５１〜５３による回転磁界によりバレル槽
に電磁誘導した電流と移動する磁束との間に電磁力が働
き、これにより各バレル槽２１〜２３が自転し、この自
転速度に対応した研削速度が与えられることになる。バ
レル槽の自転回転力は電磁透導によってバレル槽に流れ
る電流のうち磁界と直角方向の電流分のみが寄与するの
であるから、バレル槽壁にその電流成分を流す割りを入
れるなどの工夫をすることが実用的である。又バレル槽
の自転回転速度は各磁極５１〜５３による回転周波数を
制御することにより制御できる。この制御には例えばＰ
ＷＭ制御回路によって各磁極励磁の周波数制御をするこ
とができる。

【０００９】以上のようにしてモータ３による公転速度
によって研削圧を制御し、磁極５１〜５３による自転速
度によって研削速度を別々に制御することができ、これ
をＮＣ制御、ファジィ制御、コンピータ制御等を行なう
ことによって加工条件、加工対象に最適な条件で常に最
良の加工を行なうことができる。

【００１０】なお、バレル槽２１〜２３の自転制御には
、バレル槽自体を磁性体で構成し、それを着磁して、こ
れに外部磁極５１〜５３による回転磁界を作用して、反
撥磁力又は吸引磁力の作用により駆動して自転させるよ
うに構成することができる。

【００１１】図３は各磁極５１〜５３及びモータ３を制
御する駆動制御回路の一実施例で、各磁極には位相差を
有するスイッチングパルスを供給するためにＦＥＴ等の
高速スイッチ５４，５５，５６により分配パルスを供給
する。５７は直流電源の接続端子、５９は回転モータ３
の駆動制御回路、３１は各磁極５１〜５３に流れる電流
に同期した信号を発生する同期回路、３２は同期信号に
よってのこぎり波を発生する発振器、３３は設定された
電圧信号を発生する基準電圧回路、３４は発振器３２の
のこぎり波と基準電圧回路３３の電圧とを比較するコン
パレータで、直流電圧がのこぎり波より高い区間のみ電
圧を出力する。３５はコンパレータ３４から供給される
パルス列信号を順次各スイッチ５４〜５６に分配供給す
るリングカウンタのような分配回路、３６はＣＰＵ制御
回路で、発振器３２、基準電圧回路３３及び駆動回路５
９の制御を行なう。

【００１２】以上の構成において、各磁極５１〜５３に
流れる電流を抵抗５８により検出し、同期回路３１が検
出信号による同期信号を発振器３２に加えのこぎり波の
発振を続ける。発振周波数はＣＰＵ３２により制御され
、設定された周波数で発振し、発振するのこぎり波をコ
ンパレータ３４に加える。一方コンパレータ３４には回
路３３から基準電圧が加えられ、この電圧もＣＰＵ３６
により設定制御される。コンパレータ３４は基準電圧が
のこぎり波より大きい区間だけ電圧出力し、のこぎり波
電圧の方が大きい区間では電圧を出力しないから、のこ
ぎり波の周波数で基準電圧の値に応じたデューティのパ
ルス列を発生する。この出力パルスは分配回路３５に加
わり、順次スイッチ５４→５５→５６をオン、オフスイ
ッチング制御し、所要の位相差パルスを各磁極５１〜５
３に加えて励磁し、回転磁界を発生する。

【００１３】各磁極励磁による回転磁界の速度は、のこ
ぎり波発振器３２の発振周波数の制御によって制御され
、回転磁界のエネルギは基準電圧の制御によるデューテ
ィの制御によって変更され、これらをＣＰＵ３６により
最適制御する。又モータ３は駆動回路５９により制御さ
れるが、これをＣＰＵ３６により回転速度等を制御する
。ＣＰＵ３６による各回路の制御はバレル加工部分の音
、光、熱、電圧等の信号とか、バレル槽のトルク、回転
速度等の信号をフィードバックして比例制御するとか、
予め経験やノウハウを入力してファジィ制御するとか、
シーケンス制御等の任意の制御をすることができる。

【００１４】なお、以上はのこぎり波と基準電圧を比較
してパルス幅変調制御（ＰＷＭ）をする側について説明
したが、ＰＷＭ制御回路は、発振周波数の変更設定でき
る無安定マルチバイブレータとデューティの設定制御が
できる単安定マルチバイブレーターを設け、無安定マル
チバイブレータの信号で単安定マルチバイブレータを駆
動してパルス列出力を発生するように回路構成すること
ができる。ＰＷＭ制御は発振周波数、デューティの制御
が広範囲に任意に制御でき、高速応答で制御できるから
、バレル槽の公転、自転の制御が極めて容易に最適に制
御できる。

【００１５】勿論ＰＷＭ制御に限らず、パルス列の発生
には任意の発振制御回路が利用できる。又これによって
制御される　ＤＣ−ＤＣコンバータには任意の回路が用
いられ、ＡＣ−ＤＣ，　ＡＣ−ＤＣ−ＡＣ−ＤＣインバ
ータを用いることができ、又ＡＣ回路、ＡＣ−ＤＣ−Ａ
Ｃ回路を用いて交流励磁をすることができる。又回転モ
ータにもＡＣモータを用いることができる。

【００１６】図４は他の実施例を示す側断面図で、図１
と同符号は同一部分を示している。６は公転する円板１
上に自転するように設けた複数個のバレル槽２１〜２３
に接触するように設けた回転円筒で、この接触面にゴム
等の摩擦材７を設けて摩擦駆動によりバレル槽２１〜２
３の自転を行なうようにしたものである。８は円筒の回
転モータである。モータ３による円板１の回転速度によ
り遠心力を作用して研削圧を加え、モータ８によるバレ
ル槽２１〜２３の自転制御により研削速度を制御し、バ
レル槽２１〜２３内メディアに対して研削圧と研削速度
を別々に最適に制御して加え、最良のバレル加工をする
ことができる。

【００１７】図５は他の実施例の側断面図で、図１と同
符号は同一部分を示す。公転する円板１上に自転自在に
設けたバレル槽２１〜２３をベルト９で駆動して自転さ
せるようにした例である。１０はモータ８の回転軸に設
けたプーリで、これと各バレル槽２１〜２３の回転軸と
の間に駆動ベルト９を掛け渡して回転する。この場合も
モータ３により研削圧をモータ８により研削速度を別々
に制御することができる。なお、ベルトに代えて回転力
を係合伝達するギアを設け、ギア駆動によりモータ８の
回転をバレル槽２１〜２３に伝達して自転させてもよい
。また自転用のモータ８を除去し、円板１の回転軸とバ
レル槽２１〜２３の回転軸間にベルトを掛け渡してバレ
ル槽の自転制御を行なうようにすることもできる。

【００１８】図６は他の実施例の上面図、図７はその側
断面図で、周端に鍔を付けた盆状の円板１上にバレル槽
２１、２２を囲む円筒１１を設け、これに回転接線方向
に向けて流体噴射ノズル１２を設け、この流体噴射圧に
よりバレル槽２１、２２の自転を行なわせるようにした
ものである。噴射流体としては油、水、空気等が利用できるが、液体
を利用するときは、円板１の回転中心にドレーン孔１３
を設け、途中にポンプ、バルブ等による循環装置により
循環利用する。流体の噴射圧を有効にするために各バレ
ル槽２１，２２の外壁に複数枚の羽根１４を設けてある
。円板１の回転モータ３はベルト駆動するようにしてあ
る。この実施例によっても回転モータ３により研削圧が
ノズル１２からの流体噴射によって研削速度が別々に制
御できる。

【００１９】図８は他の実施例で、バレル槽を１槽式に
したものである。１５が桶状のバレル槽で、底の中心軸
にベルト１６を掛けモータ８により回転する。回転円板
１はバレル槽１５内に挿入し、同軸の回転軸をモータ３
により駆動する。図９はバレル槽１５を下方のモータ８
で回転し、円板１を上方のモータ３で回転するようにし
たものである。以上の図８及び図９のいずれも、バレル
槽１５内に挿入した回転円板１の遠心力により装入メデ
ィアをバレル壁面に押しつけて研削圧を加え、その状態
でバレル槽１５をモータ８により高速回転して研削速度
を作用し、内部メディアの工作物及び研磨石間に相対運
動を行なわせて高能率の研削加工を行なうことができる
。なお、図８の回転円板１はメディアへの回転遠心力を
強く働かせるために周縁に上向きの鍔１ａを形成し、図
９の回転円板１は回転中心から円周にかけて放射状の凹
凸１ｂ（図１０参照）　を形成してある。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明は、二槽式　（複数
槽）　の場合、軸中心に回転する公転体と、公転体の円
心円周上に回転軸を設けて自転する複数個のバレル槽を
設け、前記公転体を回転する第１の回転手段と前記バレ
ル槽を自転する第２の回転手段とを設け、前記第１の回
転手段により研削圧を前記第２の回転手段により研削速
度を別々に制御するようにしたこと、又一槽式の場合は
、軸中心に回転するバレル槽と、バレル槽内に独立に回
転する回転体を設け、前記バレル槽を回転する第２の回
転手段と前記回転体を回転する第１の回転手段を設け、
前記第１の回転手段により研削圧を前記第２の回転手段
により研削速度を別々に制御するようにしたものである
から、バレル槽内メディアに対して回転遠心力による研
削圧が任意に最適に制御でき、且つバレル槽の自転によ
り高速回転して、研削速度を任意に最適に制御でき、こ
の研削圧と研削速度との別々の自在な制御により、加工
速度の向上が可能であり、荒研削、仕上げ研削等の加工
条件及び工作物の種類等に対応した最良の加工ができ、
精度の良い高速度の能率の良い研削加工ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバレル研磨装置の一実施例の上面
図である。

【図２】その側断面図である。

【図３】その磁極及びモータの制御回路の実施例図であ
る。

【図４】別の実施例の構成図である。

【図５】更に別の実施例の構成図である。

【図６】更に別の実施例の構成図である。

【図７】更に別の実施例の構成図である。

【図８】更に別の実施例の構成図である。

【図９】更に別の実施例の構成図である。

【図１０】更に別の実施例の構成図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　公転円板２１，２２，２３　　バレル槽３　　　　　　　　　回転モータ４　　　　　　　　　回転磁界形成円周壁５１，５２，
５３　　磁極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　軸中心に回転する公転体（１）　と、
上記公転体上の同心円周上に回転軸を設けて自転する複
数個のバレル槽（２１，２２，２３）を設け、上記公転
体を（１）　回転させる第１の回転手段（３）　と前記
バレル槽を自転させる第２の回転手段（５１，５２，５
３）とを設け、上記第１の回転手段により研削圧を、第
２の回転手段により研削速度をそれぞれ独立に制御でき
るようにしたことを特徴とするバレル研磨装置。
【請求項２】　　上記複数個のバレル槽（２１，２２，
２３）を囲む円周壁（４）　に回転磁界を形成する磁極
（５１，５２，５３）を設け、上記バレル槽を導電性体
とすることにより上記回転磁界によって生じる電磁誘導
によってバレル槽を自転するようにしたことを特徴とす
る請求項１に記載のバレル研磨装置。
【請求項３】　　上記複数個のバレル槽（２１，２２，
２３）を囲む円周壁（４）　に回転磁界を形成する磁極
（５１，５２，５３）を設け、前記バレル槽を着磁した
磁性体として上記回転磁界中における磁力による吸引、
反撥力によってバレル槽を自転するようにしたことを特
徴とする請求項１に記載のバレル研磨装置。
【請求項４】　　上記複数個のバレル槽（２１，２２，
２３）に接触摩擦する回転円筒（６）　と、当該円筒を
回転させる回転モータ（８）　を設け、円筒の回転によ
ってバレル槽を自転するようにしたことを特徴とする請
求項１に記載のバレル研磨装置。
【請求項５】　　前記バレル槽の回転軸に回転駆動ベル
ト（９）　を設け、ベルト駆動によりバレル槽を自転す
るようにしたことを特徴とする請求項１に記載のバレル
研磨装置。
【請求項６】　　前記バレル槽の回転軸に回転駆動ギア
を設け、ギア駆動によりバレル槽を自転するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載のバレル研磨装置。
【請求項７】　　前記バレル槽に流体噴射ノズル（１２
）を対向せしめ、流体噴射圧によりバレル槽を自転する
ようにしたことを特徴とする請求項１に記載のバレル研
磨装置。
【請求項８】　　軸中心に回転するバレル槽（１５）と
、上記バレル槽内で独立に回転する回転体（１）　を設
け、上記回転体を回転する第１の回転手段（３）　と上
記バレル槽を回転する第２の回転手段（８）　とを設け
、前記第１の回転手段（３）　により研削圧を、前記第
２の回転手段（８）により研削速度をそれぞれ独立に制
御できるようにしたことを特徴とするバレル研磨装置。
【請求項９】　　上記回転体（１）　に回転中心から周
囲にかけて放射状の凹凸（１ｂ）を形成したことを特徴
とする請求項８に記載のバレル研磨装置。