(57)【要約】      （修正有）【課題】長く多数の複雑な流路をもった部品の深部、交差穴などのバリ取り、および面仕上げを可能にし、かつ低騒音、低振動の振動式バリ取り装置を提供する。【解決手段】滝状に連続的に落下するメディアと洗浄液をワークに豊富に供給しつつワークに強力な振動を加える。すなわち、外側へ開く通路あるいは溝が形成された被加工ワークに適用するバリ取り装置であって、フレームに防振材２４を介して保持された加振器２と、この加振器２によって加振される被振動体と、この被振動体に固定され前記被加工ワークを保持する治具ボックス２８と、研磨粒と洗浄液とをこの治具ボックス２８内の被加工ワーク２９の通路あるいは溝に向かって導きこれら研磨粒と洗浄液を含むスラリーによって被加工ワークのバリ取りを行うと共にこれら研磨粒および洗浄液を循環させる循環系路とを備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側へ開く通路あるいは溝が形成された被加工ワークに適用するバリ取り装置であって、
フレームに防振材を介して保持された加振器と、この加振器によって加振される被振動体と、この被振動体に固定され前記被加工ワークを保持する治具ボックスと、研磨粒と洗浄液とをこの治具ボックス内の被加工ワークの通路あるいは溝に向かって導きこれら研磨粒と洗浄液を含むスラリーによって前記被加工ワークのバリ取りを行うと共にこれら研磨粒および洗浄液を循環させる循環系路と、
を備える振動式バリ取り装置。
【請求項２】
被加工ワークはその通路あるいは溝を上方に向けて治具ボックス内に保持され、循環系路は研磨粒および洗浄液を治具ボックス内へ上方から滝状に流下させることによって被加工ワークの通路内あるいは溝にスラリーを流す請求項１の振動式バリ取り装置。
【請求項３】
加振器は、防振材を介してフレームに保持された加振体と、この加振体に固定された振動モータと、前記加振体と被振動体とを弾性的につなぎ被振動体を加振する弾性材とを備える請求項１または２の振動式バリ取り装置。
【請求項４】
循環系路は、治具ボックスから流下したスラリを研磨粒と洗浄液とに分けこれらを別々に治具ボックスに供給して治具ボックスで合流させる請求項１または２または３の振動式バリ取り装置。
【請求項５】
循環系路は、治具ボックスに上方から研磨粒を供給するホッパーと、治具ボックスから流下したスラリを研磨粒と洗浄液とに分けるふるいと、このふるいで分離された研磨粒を前記ホッパーに送るバケットコンベアと、ふるいで分離された洗浄液を治具ボックスへ送るポンプとを備える請求項４の振動式バリ取り装置。
【請求項６】
スラリから分離した洗浄液を洗浄液槽に貯留し、この洗浄液槽から洗浄液をメインポンプによって治具ボックスに送る一方、この洗浄液槽には洗浄液をフィルタ装置を通して循環させるサブポンプを設けた請求項４または５の振動式バリ取り装置。
【請求項７】
防振材は、細い素線を編んで紐状とした編組体からなる鋼製ワイヤで形成される請求項１〜６のいずれかの振動式バリ取り装置。
【請求項８】
防振材は、円筒状に巻いた鋼製ワイヤで形成され、その中心線に対して一側をフレーム側に他側を加振体にそれぞれ固定した請求項７の振動式バリ取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、機械加工後や鋳物などに生じるバリを除去する装置、特に研磨材と洗浄液とを混ぜたスラリを被加工ワークに供給しかつこれらを加振することでバリを除去するバリ取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の振動式バリ取り装置の主流は、通常タンブリングと呼ばれる方式である。この方式は、ボール軸受に使うボール（ベアリングボール）などの研磨粒（メディアともいう。）とワーク（被加工物、被加工ワークともいう）を同一の容器内に入れ、容器に振動を加えてメディアとワークとの相互の衝撃によりワークのバリ取りを行うものであった。しかし、この方式では、メディアの流動性が不足し、たとえ振動中に洗浄液を加えたとしても、油圧系統に使われるような流路の長いワークの全通路部にわたってのバリ取りは困難である。このためたとえ長時間の振動を加えたとしても、バリ取りは不十分であることが実証されている。
【０００３】
また、自動車用トレンスミッション部品のように、相当な重量を有し、大量に処理する必要から多数個を短時間にバリ取りをすることを必要とするものにあっては、振動加速度を上げることが必要になる。しかしこの場合には、機械が大型になり、かつ、それ自身の振動も大となるため、生産ラインにある他の精密工作機械に過度の振動を与えてこれらに不具合を発生させる原因となり得る。このため振動の少ない静かなバリ取り装置であって短時間で処理できるものが必要とされてきた。
【０００４】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、解決しようとする主目的は次の３点にある。すなわち（１）  長い流路や溝を多数有する複雑なワークの全長、全面にわたりバリ取りを実行することができ、（２）  周囲に対しての振動、騒音伝播を極力少なくすることができ、（３）  バリ取りと同時に面仕上げも同時に行なってバリ取り時間をラインのタクトタイムに調和させ、精密機器製造ラインへの投入を可能にすることができるバリ取り装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【発明の構成】
この発明によればこの目的は、外側へ開く通路あるいは溝が形成された被加工ワークに適用するバリ取り装置であって、フレームに防振材を介して保持された加振器と、この加振器によって加振される被振動体と、この被振動体に固定され前記被加工ワークを保持する治具ボックスと、研磨粒と洗浄液とをこの治具ボックス内の被加工ワークの通路あるいは溝に向かって導きこれら研磨粒と洗浄液を含むスラリーによって前記被加工ワークのバリ取りを行うと共にこれら研磨粒および洗浄液を循環させる循環系路と、を備える振動式バリ取り装置、により達成される。
【０００６】
被加工ワークはその通路あるいは溝を上方に向けて治具ボックス内に保持し、研磨粒および洗浄液は治具ボックス内へ上方から滝状に流下することによりスラリーが被加工ワークの通路内あるいは溝内に十分に流れて通路内や溝内のバリ取りを確実に行えるようにするのがよい。
【０００７】
ここに用いる加振器は、第２の防振材を介してフレームに保持した加振体と、この加振体に固定された振動モータと、加振体の振動を被振動体に伝える適切な強さを持った弾性材とを備えるものが使用できる。この弾性材にはコイルばねが適し、そのばね定数は、被振動体およびここに固定された治具ボックスや被加工ワークが共振に近い振動を起こして、振動加速度と振幅を増大させるように設定される。
【０００８】
循環系路は、治具ボックスから流下したスラリを、研磨粒と洗浄液とに分けこれらを別々に治具ボックスに供給するように構成することができる。この場合、研磨粒をホッパーから治具ボックスに流下させ、治具ボックスの下方でふるいによりスラリを研磨粒と洗浄液に分離し、研磨粒はバケットコンベアでホッパーに送り、洗浄液はポンプによって治具ボックスへ送るように構成すればよい。
【０００９】
スラリから分離した洗浄液を洗浄液槽に二槽に分けて貯留し、一方のクリーンサイドの槽からメインポンプによって洗浄液を治具ボックスに送る一方、治具ボックスから還流した洗浄液はダーティサイドの槽に導く。このダーティサイドの槽にはサブポンプを設けて、ワークから除去された粉状バリを含む洗浄液をフィルタに通して除去してからクリーンサイドの槽に送るのがよい。
【００１０】
防振材は編組体からなる鋼製ワイヤで形成することができる。特にこの鋼製ワイヤを筒状あるいは螺旋状に巻き、その中心軸に対して一側をフレーム側に他側を加振体にそれぞれ固定するものが適する。この鋼製ワイヤは素線自身の弾力性と、素線同士の摩擦による減衰力とを持ち、防振材として最適である。
【００１１】
【作用】
この発明によれば、ワークの狭く長い通路や溝にそってメディアを通過させるにあたって、メディアと洗浄液とを同時にこれら通路や溝に向かって供給するから、これらメディアと洗浄液を含むスラリーが狭い通路や溝に能率良く流すことができる。このためワークのバリを能率良く除去できる。また十分な洗浄液を供給し、必要な濾過をおこなうことにより、面仕上げがバリ取りと同時におこなわれる。また振動する被振動体および加振体は防振材（アイソレータ）を介してフレームに保持したから、振動、騒音を十分に減衰させることができる。このため周囲環境に悪影響を及ぼすおそれが少ない。
【００１２】
【実施態様】
図１は本発明によるバリ取り機の正面図であり、一部は内部を覗けるような作図としてある。図２は同じく左側面図である。図３は治具ボックスの概念図である。図１、２において符号（１）はバリ取り機の本体フレームであり、通常鉄製溶接構造である。このフレーム（１）の右側面には操作盤（４０）が取付けられている。この操作盤（４０）によって機器の操作や数値の設定をおこなう。またフレーム（１）の正面には開口（１１）が設けられ、この開口（１１）から後記するワーク（２９）の交換や洗浄液の吐出位置調整などを行う。この開口（１１）は油圧シリンダ（１２）により上下動する透明板（１３）によって開閉可能である。
【００１３】
（２）は振動装置で、その詳細は図２の側断面に示すように、加振器（２０）と被振動体（２３）とを持つ。加振器（２０）は、複数個の防振材（２４）を介してフレーム（１）にほぼ垂直に保持された板状の加振体（２０ａ）と、この加振体（２０ａ）に固定された複数の振動モータ（２１）と、加振体（２０ａ）に被振動体（２３）を弾性的に保持するスプリング（２２）とを持つ。このスプリング（２２）は、本発明の弾性材となる。
【００１４】
このため加振体（２０ａ）が振動モータ（２１）で加振されると、被振動体（２３）はスプリング（２２）を介して振動する。被振動体（２３）には後記する治具ボックス（２８）が固定されるので、この被振動体（２３）は以下治具取付け板（２３）とも言う。ここに用いるスプリング（２２）のばね定数は、被振動体（２３）、治具ボックス（２８）、ワーク（２９）などが共振に近い振動を起こして、振動加速度と振幅が増大するように設定する。
【００１５】
治具ボックス（２８）はワーク（２９）を収容する箱であって、図３に示すように、その上面は上方に向かって大きく開口し、またその底面および側面には適宜数の穴（２８ａ）が設けられている。ワーク（２９）は、例えば自動車用の油圧式自動変速機に使われるバルブボデーであり、鋳造や機械加工時のバリを有すると共に、流路となる通路や溝を持つ。この治具ボックス（２８）は被振動体（２３）に固定される一方、ワーク（２９）はその通路や溝の開口をスラリーが能率良く入る方向、例えば上方に向けた状態で治具ボックス（２８）の内部に固定される。
【００１６】
次に循環系路を説明する。この循環系路は研磨粒（以下メディアとも言う）と洗浄液とを治具ボックス（２８）に上方から連続的に流下させかつ循環させるものである。この循環系路はメディアと洗浄液を別々に治具ボックス（２８）に供給してここで合流させ、スラリーとして治具ボックス（２８）を通過させ、その後で分離する。
【００１７】
メディアは治具取付け板（２３）の上方に設けたホッパー（２５）から治具ボックス（２８）に供給される一方、洗浄液は後記する洗浄液槽（３５）からポンプ（３７ａ）によってこの治具ボックス（２８）に送られる。ここで用いるメディアは、例えばボールベアリング用のボール（鋼鉄製のベアリングボール）や粒状砥石などである。このメディアの粒径や材質はワーク（２９）に対応して適切に決めるべきである。ワーク（２９）が直径３ｍｍ位の通路を有する場合には、メディアは直径１．５〜２．０ｍｍ位のベアリングボールが適する。
【００１８】
このホッパー（２５）の底部の出口は治具ボックス（２８）の上方に臨み、この出口にはメディアが下へ流れ落ちるのを制御するための制止板（３３）が開閉可能に取付けられている。すなわちこの制止板（３３）は、ホッパー（２５）の出口を横断する支軸に揺動可能に取付けられ、油圧シリンダ（３３ａ）により開閉駆動される。図１、２はこの制止板（３３）の閉状態を示している。
【００１９】
治具ボックス（２８）に入ったメディアおよび洗浄液は治具ボックス２８内のワーク２９に落下し、その時振動モータ２１によりワーク（２９）は加振されているので、メディアおよび洗浄液はワーク（２９）と激しく衝突する。この衝突によって、後記するようにワーク（２９）のバリが除去され、ワーク（２９）の通路内面あるいは溝内面の仕上げ加工が行われる。
【００２０】
治具ボックス（２８）の穴（２８ａ）から流下したり、治具ボックス（２８）の上面からあふれ出たスラリーは、振動装置（２）の下方に設けた篩（ふるい）（３０）に落下する。ふるい（３０）には若干の傾斜がついており、かつ、小型振動モーター（３１）により、振動コンベアとして働き、メディアと洗浄液とを分離する。
【００２１】
フレーム（１）の後方には、図１に示すように縦置きのバケットコンベア（２６）が配設されている。ふるい（３０）で分離されたメディアは、このバケットコンベア（２６）により上方へ搬送され、バケットコンベア（２６）の上方から注入樋（２７）によってホッパー２５に送られる。ふるい（３０）で分離されて落下する洗浄液は下部受け槽（３４）に入り、さらに樋（３４ａ）に導かれて自由落下によって洗浄液槽（３５）に溜まる。
【００２２】
洗浄液槽（３５）は隔壁で２つの部屋（３５ａ、３５ｂ）に分けられ、各部屋（３５ａ、３５ｂ）にはそれぞれポンプ（３７ａ，３７ｂ）が付けられている。一方の部屋（３５ａ）は粉状バリを除いた洗浄液をためるクリーンサイドの槽であり、他方の部屋（３５ｂ）はふるい（３０）で分けたままの粉状バリを含む洗浄液をためるダーティサイドの槽である。メインポンプ（３７ａ）は洗浄液を冶具ボックス（２８）に搬送する。
【００２３】
サブポンプ（３７ｂ）は下部受け槽（３４）から樋（３４ａ）に導かれて流下する洗浄液をフィルター装置（３６）を通して、メインポンプ（３７ｂ）を設けた部屋に送る。メインポンプ（３７ａ）の容量はサブポンプより大きくなっている。洗浄液は制止板（３３）の開閉と連動して、メディアの落下とともに、メインポンプ（３７ａ）により冶具取り付け板（２３）に向かって注ぐようになっていて、冶具ボックス（２８）内でメディアと混合流下する。このようにして洗浄液は、ふるい（３０）、下部受け槽（３４）を経て洗浄液槽（３５）にもどる。
【００２４】
ふるい（３０）の振動、騒音を消す目的で複数個の小型アイソレーター（防振材）（３８）が、本体フレーム（１）とふるい（３０）の間に入れられる。この場合、図示のように、アイソレーター（３８）が受け槽（３４）を懸吊するような形で取り付けられている。洗浄液の配管は図示されていないが、その流れ方向が図２に矢印で示されている。
【００２５】
冶具取り付け板（２３）には点線で示す冶具ボックス（２８）が付けられ、さらにワーク（２９）が固定され、これがメディアおよび洗浄液の作用をうけてバリ取り、仕上げがおこなわれる。冶具ボックス（２８）の底には、前記したようにメディアの一部がボックス内を通って下部に抜けられるようにメディアが通過できる穴（２８ａ）が設けられている。通常はメディアの供給量が多いため、冶具ボックス（２８）からメディアが溢れる。やや過剰な洗浄液を流せば、メディアの流動性を増すと同時にワーク（２９）の洗浄をも十分に行うことができる。したがって、バリ取り後の洗浄工程を不用にすることが可能である。
【００２６】
洗浄液にはバリ取りに伴い、バリの粉態状の微粒子（粉状バリ）が混在するので、これを分離するためにフィルター装置（３６）が設けられている。洗浄液は受け槽（３４）から樋（３４ａ）に導かれて洗浄液槽（３５）のダーティサイドの部屋（３５ｂ）に入る。ここから洗浄液はサブポンプ（３７ｂ）によってフィルタ装置（３６）に送られ、ここで清浄にされた洗浄液はクリーンサイドの部屋（３５ａ）に送られて、循環可能にする。フィルター・エレメントは通常、紙製のスローアウェイ式のものが使われる。配管は図示されていない。以上の操作は操作盤（４０）の中にセットされたシーケンサーで自動的に行われ、操作員は通常始動ボタンを押すだけで、１回の操作が終わる。
【００２７】
図４は防振材（アイソレーター）（２４）（３８）の正面図、図５は防振材（アイソレーター）（２４）（３８）の平面図、図６は同じく端面からみた側面図である。防振材（２４）、（３８）は、通常ステンレスの細い素線を編んで紐状とした編組体からなるワイヤ（５０）を螺旋状に巻いたものである。ワイヤ（５０）は上下のリティナーバー（５１）間にネジ（５２）で挟まれ締め付けられて螺旋状（あるいは筒状）に位置が固定される。アイソレーター（２４）、（３８）のワイヤー（５０）が図４、５の中心軸線上の中央を通る平面を挟んで対称形を保つように巻線方向を途中で変えてある。
【００２８】
またワイヤー（５０）を固定するためのリティナーバー（５１）には取付用の穴（５３）が数個設けられていて、これを通して、ボルト（図示していない）により必要部位の間に取り付けられる。アイレソーター（２４）、（３８）の強さ、バネ常数は、ワイヤーの太さ、巻き数、巻き径によって定まり、適当な選択をすることにより、振幅を大きくとり、かつ、良好な減衰が得られる。アイソレーター（２４）、（３８）の共振点を振動モーター（２１）、（３１）の振動数よりやや低くし、この状態では、振動を機械本体に程よく減衰して伝える。
【００２９】
本来この部品は、たとえば、潜水艦の音響を消し、行動をさとられないようにする、などの目的に使うものであることから、本目的に十分添ったものである。ゴムと比較すると、消費エネルギーの選択の幅が広く、したがって減衰率を高くすることも可能である。またゴムのように熱をもつこともなく、またゴムなどのように突然の破断を起こさない利点があり、信頼性が高く、かつ過酷な使用に耐える。
【００３０】
この種の振動バリ取り装置では、振動装置（２）の全体、冶具ボックス（２８）、ワーク（２９）、メディアおよび洗浄液を含めた振動部分の質量が数百キログラムに達し、振動加速度は通常２０Ｇを超える。またふるい（３０）の騒音もあるため、通常の生産ラインで使うには騒音、振動が高すぎる。しかし本実施態様のように、適当なアイソレーター（２４）、（３８）を使うことにより、作業員周辺の音量を８０ホーン以下におさえることが出来、床面の振動も周辺機器に影響を与えないようにすることができる。このため生産ラインに組込んで使用することが可能である。
【００３１】
特にこの実施態様では、振動装置（２）の下方にふるい（３０）などのメディアと洗浄液の分離手段を設け、後方にバケットコンベア（２６）を縦に配置して分離したメディアを振動装置（２）の上方に配置したホッパー（２５）に戻すように構成したから、装置全体がコンパクトになる。また洗浄液のフィルタ装置なども一体化したから、別に洗浄装置を設ける必要がなくなり、設置場所を狭くとることができ、トータルコストの節減を図ることができた。
【００３２】
【発明の効果】
本発明による装置によれば、多くの長く複雑な流路をもった部品、たとえば、自動車の自動変速装置に使われるバルブボディのような部品のバリ取りが可能になる。また周囲に対して振動、騒音の伝播を極めて少なくすることができるので、２４時間、週６日のような連続運転を実行できることになり、振動の減衰が良いことから、据付場所の制限も少なくなり、２階に設置された生産ラインの中に置くことが可能となった。
【００３３】
さらにバリ取りと同時に面仕上げも同時に行うことができるので、バリ取り時間を組立ラインのタクトタイムに調和させるのに都合がよく、精密機器製造ラインへの使用の可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本装置の正面図
【図２】同じく左側断面図
【図３】治具ボックスの概念図
【図４】アイソレーターの正面図
【図５】その平面図
【図６】端面から見たその側面図
【符号の説明】
１  本体フレーム
２  振動装置
２１  振動モーター
２２  弾性材（スプリング）
２３  冶具取り付け板
２４  防振材（アイソレーター）
２４ａ  防振材（アイソレーター）
２５  ホッパー
２６  バケットコンベヤー
２７  注入樋
２８  冶具ボックス
２９  被加工ワーク
３０  ふるい
３１  小型振動モーター
３３  制止板
３３ａ  油圧シリンダ
３４  受け槽
３５  洗浄液槽
３６  フィルター装置
３７ａ  メインポンプ
３７ｂ  サブポンプ
４０  操作盤
５０  ワイヤー
５１  リティナーバー
５２  ネジ
５３  取り付け用穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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