(57)【要約】【課題】固定槽と回転盤との間の底部室内の研磨粉を確実に排出する。【解決手段】固定槽１２と、固定槽１２内に回転可能に収容された回転盤１３と、固定槽１２内のうちの回転盤１３よりも下方の底部室１８と、底部室１８のアンダープレート１４（底面壁）に形成された排出口２２とを備えたバレル研磨機において、底部室１８内には、底部室１８内に加圧エア（流体）を吐出するためのノズル２４が設けられている。底部室１８内の研磨粉は、ノズル２４から吐出した加圧エアの流れに乗じて流動するので、特定の箇所に溜まったままになることがない。したがって、底部室１８内の研磨粉はほぼ全てが排出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定槽と、
前記固定槽内に回転可能に収容された回転盤と、
前記固定槽内のうちの前記回転盤よりも下方の底部室と、
前記底部室の底面壁に形成された排出口とを備えたバレル研磨機において、
前記底部室内には、前記底部室内に流体を吐出するためのノズルが設けられていることを特徴とするバレル研磨機。
【請求項２】
前記ノズルにおける前記流体の吐出方向は、前記回転盤の回転軸の軸線と平行に視て、前記回転盤の回転方向に沿った周方向であることを特徴とする請求項１記載のバレル研磨機。
【請求項３】
前記ノズルの吐出方向が、前記回転盤の回転方向と同じ向きであることを特徴とする請求項２記載のバレル研磨機。
【請求項４】
前記底部室の前記底面壁には、前記底面壁のうち最も低い部位である谷底部が周方向に沿って形成されており、
前記谷底部には、前記排出口と前記ノズルが配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のバレル研磨機。
【請求項５】
前記ノズルは、前記回転盤の回転方向に間隔を空けた複数位置に配置され、
前記回転盤の回転軸の軸線と平行に視て、前記回転盤の回転中心から径方向に延ばした径方向線と前記ノズルの吐出方向とのなす角度は、全ての前記ノズルにおいて同じ角度であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のバレル研磨機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バレル研磨機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、固定槽内に上面開放の回転盤を回転可能に配置した形態のバレル槽を備えたバレル研磨機が開示されているが、この種のバレル研磨機では、研磨粉が、固定槽内のうちの回転盤よりも下方の底部室内に入り込んで、底部室の底面壁に溜まる。そのため、特許文献１では、底面壁に開口を設けるとともに、開口に吸引手段を接続し、底面壁上の研磨粉を開口からバレル槽外へ排出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第２６０２３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
底部室
上記従来のバレル研磨機では、吸引手段によって底部室内を負圧にして、開口を通過する空気流を生じさせ、この空気流に乗じて研磨粉をバレル槽外へ吸引するようにしている。したがって、底面壁よりも上方で浮遊している研磨粉は良好に排出できるのであるが、底面壁の上面に載っている研磨粉については、空気流の影響を受け難いため、一部が排出されずに底面壁上に残留したままになることが懸念される。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、固定槽と回転盤との間の底部室内の研磨粉を確実に排出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、固定槽と、前記固定槽内に回転可能に収容された回転盤と、前記固定槽内のうちの前記回転盤よりも下方の底部室と、前記底部室の底面壁に形成された排出口とを備えたバレル研磨機において、前記底部室内には、前記底部室内に流体を吐出するためのノズルが設けられているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ノズルにおける前記流体の吐出方向は、前記回転盤の回転軸の軸線と平行に視て、前記回転盤の回転方向に沿った周方向であるところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記ノズルの吐出方向が、前記回転盤の回転方向と同じ向きであるところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載のものにおいて、前記底部室の前記底面壁には、前記底面壁のうち最も低い部位である谷底部が周方向に沿って形成されており、前記谷底部には、前記排出口と前記ノズルが配置されているところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のものにおいて、前記ノズルは、前記回転盤の回転方向に間隔を空けた複数位置に配置され、前記回転盤の回転軸の軸線と平行に視て、前記回転盤の回転中心から径方向に延ばした径方向線と前記ノズルの吐出方向とのなす角度は、全ての前記ノズルにおいて同じ角度であるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
＜請求項１の発明＞
底部室内の研磨粉は、ノズルから吐出した流体の流れに乗じて流動するので、特定の箇所に溜まったままになることがない。したがって、底部室内の研磨粉はほぼ全てが排出される。
【００１２】
＜請求項２の発明＞
ノズルが径方向に流体を吐出した場合、流体に乗じた研磨粉の一部が、回転盤の回転軸と軸受部との隙間に侵入し、その結果、回転盤の回転動作に支障を来すことが懸念される。その点、本発明では、ノズルからの流体の吐出方向を周方向としているので、流体に乗じた研磨粉が回転軸と軸受部との隙間に侵入し難くなっている。
【００１３】
＜請求項３の発明＞
底部室内の流体は、回転盤の表面との接触抵抗により回転盤と同じ方向へ流動するが、この流れの方向は、ノズルから吐出される流体の流動方向と同じ方向なので、底部室内における流体の流速が速くなり、研磨粉を効果的に流動させることができる。
【００１４】
＜請求項４の発明＞
排出口を、底面壁のうち最も低い谷底部に配置したので、排出効率に優れている。また、谷底部は、底面壁のうち最も研磨粉が溜まり易い部分であるが、ノズルを谷底部に配置し、ノズルから吐出される流体が谷底部に沿って流動するようにしたので、谷底部に研磨粉が溜まったままになるのを防止できる。
【００１５】
＜請求項５の発明＞
ノズルを、回転盤の回転方向に間隔を空けた複数位置に配置しているので、底部室内の全体に亘って流体の流れを安定して生成することができる。しかも、回転盤の回転中心から径方向に延ばした径方向線とノズルの吐出方向とのなす角度を、全てのノズルにおいて同じ角度としているので、底部室内に生成される流体の流れを更に安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１のバレル研磨機の一部切欠正面図
【図２】固定槽を構成する底面壁の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１及び図２を参照して説明する。本実施形態のバレル研磨機は、研磨の際に水を用いない乾式タイプのものであり、図示しないフレームに傾動可能に支持されたバレル槽１０を備えている。バレル槽１０は、水平な揺動軸１１を中心として図１に示す研磨位置と排出位置（図示せず）との間で揺動し得るようになっている。以下の説明における方向については、バレル槽１０が研磨位置にある状態を基準とする。
【００１８】
バレル槽１０は、軸線を上下方向に向けた固定槽１２と、固定槽１２内に同軸状に収容されて回転駆動される回転盤１３とを備えている。固定槽１２は、その上面を全面に亘って開放させた円形の深い椀形をなしており、固定槽１２の上面の開口部は図示しない蓋部材によって開閉されるようになっている。固定槽１２は、椀状をなすアンダープレート１４（本発明の構成要件である底面壁）と、寸胴形をなしてアンダープレート１４の上端縁に載置された筒状部材１５とから構成される。アンダープレート１４の中心には、回転軸１６が貫通している。
【００１９】
回転盤１３は、外周縁が壁状に立ち上がった皿形状をなしており、回転盤１３の中心部は回転軸１６に一体回転するように固着されている。回転盤１３の上端縁はアンダープレート１４の上端縁よりも僅かに高い位置にあり、回転盤１３の外周における上端縁と、固定槽１２の内周面との間には、回転盤１３の円滑な回転動作を担保するために僅かなクリアランス１７が全周に亘って確保されている。また、回転盤１３は、回転盤１３の回転軸１６の軸線と平行に上から視て（即ち、平面視において）時計回り方向に回転するようになっている。
【００２０】
バレル槽１０内のうち回転盤１３の下面とアンダープレート１４の上面との間の空間（回転盤１３よりも下方の空間）は、底部室１８となっている。底部室１８は、上から見るとバレル槽１０と同心の円環形（ドーナツ形）をなし、側方からの断面で見ると水平方向（径方向）の寸法に比べて高さ寸法の小さい扁平な形状をなしている。底部室１８を構成しているアンダープレート１４の上面は、底部室１８の最外周縁から中心に向かってバレル槽１０と同心状に次第に低くなるように傾斜した円環形の第１傾斜面１９と、第１傾斜面１９の最内周縁から中心に向かってバレル槽１０と同心状に次第に高くなるように傾斜した円環形の第２傾斜面２０とから構成されている。そして、アンダープレート１４の上面のうち第１傾斜面１９と第２傾斜面２０との円形の境界は、最も低い谷底部２１となっている。
【００２１】
アンダープレート１４には、底部室１８内の空気をバレル槽１０外へ排出するための排出口２２が上下方向（回転軸１６の軸線と平行な方向）に貫通する形態で形成されている。この排出口２２は、谷底部２１上における１カ所だけに配置されている。排出口２２には、図示しない吸引装置から延ばした吸引路２３が接続されている。
【００２２】
底部室１８内には、加圧エア（本発明の構成要件である流体）を底部室１８内に吐出するための３つのノズル２４が設けられている。各ノズル２４は、アンダープレート１４を貫通する貫通孔２５に取り付けられており、図示しないコンプレッサから延ばした圧送路に接続されている。圧送路は、途中で３つの分岐路２６に分かれており、各分岐路２６の下流端が貫通孔２５を介してノズル２４に接続されている。
【００２３】
３つのノズル２４は、排出口２２と同心の円周上、即ち、谷底部２１上に配置されている。また、３つのノズル２４は、周方向（回転盤１３の回転方向）において１２０°の等角度ピッチで配置されている。上下方向における各ノズル２４の吐出方向２４Ａは、概ね水平方向、即ち底部室１８の拡がり方向に沿った方向である。
【００２４】
水平面上（平面視）における各ノズル２４の吐出方向２４Ａは、概ね周方向に沿った方向であり、全てのノズル２４の吐出方向２４Ａは、回転盤１３の回転方向と同じく平面視において時計回り方向となっている。更に、平面視において、回転盤１３の回転中心２８（回転軸１６の軸線）から径方向に延ばした径方向線２７と、ノズル２４の吐出方向２４Ａとのなす角度αは、３つのノズル２４の全てにおいて同じ角度であり、その角度αは９０°よりも少し小さい角度（直角に近い鋭角）である。同じく平面視において、３つのノズル２４のうち最も排出口２２に近いノズル２４の吐出方向２４Ａは、排出口２２とは反対方向（排出口２２から遠ざかる方向）を向いている。つまり、この排出口２２に最も近いノズル２４は、排出口２２に対して時計回り方向にずれた位置に配置されている。
【００２５】
次に、本実施形態の作用を説明する。バレル槽１０においてワーク（図示せず）の研磨を行う際には、研磨石（図示せず）とワークを上面の開口からバレル槽１０内に投入し、その後、蓋部材によりバレル槽１０の開口を閉塞する。このとき、バレル槽１０（固定槽１２）の上端縁と蓋部材との間には、バレル槽１０外の空気がバレル槽１０内に進入するのを許容するための隙間が確保される。そして、吸引装置を起動して、底部室１８内の空気を排出口２２と吸引路２３を通して排出すると、バレル槽１０外の空気が、蓋部材とバレル槽１０の上端縁との隙間、バレル槽１０内のうち回転盤１３よりも上方の空間（ワークと研磨石が投入されている空間）、固定槽１２と回転盤１３との間のクリアランス１７を順に通して底部室１８内に導入する。同時に、コンプレッサを起動して、３つのノズル２４から同じ圧力の加圧エアを底部室１８内に吐出させる。この後、回転盤１３の回転を開始すると、研磨が行われる。
【００２６】
研磨中に発生した研磨粉は、固定槽１２と回転盤１３との間のクリアランス１７を通って底部室１８内に吸い込まれる。底部室１８内では、ノズル２４から吐出された加圧エアが勢い良く周方向に流動しているので、底部室１８内に吸い込まれた研磨粉は、この加圧エアの流れに乗じてアンダープレート１４の上面の特定の箇所に留まることなく周方向に移動し、移動する過程で排出口２２から底部室１８外へ吸い出される。このようにして、底部室１８内に吸い込まれた研磨粉は、そのほぼ全体が確実にバレル槽１０外へ排出される。
【００２７】
尚、研磨中は底部室１８内の研磨粉を排出せず、研磨工程が終了した後で底部室１８内の研磨粉を排出するようにしてもよい。排出工程では、排出口２２から底部室１８内の空気を吸引するとともに、底部室１８内に３つのノズル２４から加圧エアを吐出する。すると、アンダープレート１４の上面に溜まっていた研磨粉は、加圧エアによって巻き上げられ、底部室１８内を浮遊し、加圧エアの流れに乗じて周方向に移動するとともに、移動の過程で排出口２２からバレル槽１０外へ吸い出される。この場合でも、底部室１８内に吸い込まれた研磨粉のほぼ全体が確実にバレル槽１０外へ排出される。
【００２８】
さて、ノズル２４が加圧エアを径方向に吐出した場合、加圧エアに乗じた研磨粉の一部が、回転盤１３の回転軸１６と軸受部（図示せず）との隙間に侵入し、その結果、回転盤１３の回転動作に支障を来すことが懸念される。その点、本実施形態では、ノズル２４からの加圧エアの吐出方向２４Ａを周方向としているので、加圧エアに乗じた研磨粉が回転軸１６と軸受部との隙間に侵入し難くなっている。
【００２９】
また、底部室１８内の空気は、回転盤１３の表面との接触抵抗により回転盤１３と同じ方向（時計回り方向）へ流動するのであるが、この流れの方向は、ノズル２４から吐出される加圧エアの流動方向と同じ方向となっている。したがって、底部室１８内における加圧エアの流速が速くなり、研磨粉を効果的に流動させることができる。
【００３０】
また、排出口２２を、アンダープレート１４の上面のうち最も低い谷底部２１に配置したので、谷底部２１よりも高い位置に排出口２２を開口させた場合に比べると、排出効率に優れている。ここで、谷底部２１は、アンダープレート１４の上面のうち最も研磨粉が溜まり易い部分であるが、ノズル２４を谷底部２１に配置したので、ノズル２４から吐出される加圧エアは谷底部２１に沿って流動するようになっている。したがって、谷底部２１に研磨粉が溜まったままになるのが防止されている。
【００３１】
また、ノズル２４を、回転盤１３の回転方向に間隔を空けた３位置に配置しているので、底部室１８内の全体に亘って加圧エアの流れを安定して生成することができる。しかも、回転盤１３の回転中心２８から径方向に延ばした径方向線２７とノズル２４の吐出方向２４Ａとのなす角度αは、全てのノズル２４において同じ角度となっているので、底部室１８内に生成される加圧エアの流れを更に安定させることができる。
【００３２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。  
（１）上記実施形態では、研磨中に水を用いない乾式タイプのバレル研磨について説明したが、本発明は、研磨中に水を用いて研磨粉が水と一緒に底部室内に流入する湿式タイプのバレル研磨機にも適用できる。この場合、ノズルからは水を高圧で吐出させればよい。  
（２）上記実施形態では、ノズルからの流体の吐出方向を、平面視において概ね周方向としたが、流体の吐出方向は、径方向であってもよい。この場合、回転盤の回転中心に向かう方向でも、回転盤の回転中心とは反対側に向かう方向であってもよい。  
（３）ノズルの数は、２つ以下でも、４つ以上でもよい。  
（４）上記実施形態では、平面視において径方向線とノズルの吐出方向とのなす角度は、全てのノズルにおいて同じ角度としたが、この角度は、各ノズル毎に互いに異なる角度であってもよい。  
（５）上記実施形態では、平面視において径方向線とノズルの吐出方向とのなす角度を直角に近い鋭角としたが、この角度は、直角又は鈍角でもよい。  
（６）上記実施形態ではノズルの吐出方向を回転盤の回転方向と同じ向きとしたが、ノズルの吐出方向は回転盤の回転方向と逆向きであってもよい。  
（７）ノズルの位置は、底面壁における最も低い谷底位置よりも高い位置であってもよい。  
（８）底面壁は、谷底部を有せず、全体に亘って高さが一定のものであってもよい。  
（９）上記実施形態では１台のコンプレッサから３つのノズルに加圧エア（流体）を圧送するようにしたが、各ノズルに、夫々、１台ずつ個別のコンプレッサを接続してもよい。  
（１０）上下方向におけるノズルの吐出方向は、水平（回転盤の回転中心軸と直角）な方向に限らず、斜め下向きでもよく、斜め上向きでもよく、回転中心軸と平行な真上方向であってもよい。  
（１１）３つのノズルから吐出する加圧エア（流体）は全て同じ圧力としたが、各ノズルから吐出する加圧エアの圧力は互いに異なっていてもよい。  
（１２）周方向において、３つ（複数）のノズルの間隔（ピッチ）は、不均一であってもよい。  
（１３）径方向において、回転盤の回転中心からノズルまでの距離は、３つ（複数）のノズルの間で互いに異なる寸法であってもよい。  
（１４）上記実施形態の回転盤は、外周縁が壁状に立ち上がった皿形状をなすものであったが、回転盤は、皿形状のものに限らず、全体として平板状をなすものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１２…固定槽
１３…回転盤
１４…アンダープレート（底面壁）
１６…回転軸
１８…底部室
２１…谷底部
２２…排出口
２４…ノズル
２４Ａ…ノズルの吐出方向
２７…径方向線
２８…回転盤の回転中心
α…径方向線とノズルの吐出方向とのなす角度
【図１】
2010188441.tif 000003
【図２】
2010188441.tif 000004