バレル研磨装置
【課題】 クラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作させることを防止し、複数のバレルの作業バラツキを極力抑制するとともに、装置の故障をなくしたバレル研磨装置を提供する。
【解決手段】 駆動部３と、当該駆動部から駆動伝達部にて回転主軸１１０で回転駆動されるドラム１と、前記回転主軸にクラッチ部１１２を介して固定されたドラムプーリー１１１と、前記ドラム外周近傍に自転可能な状態に取着され、かつ前記ドラムプーリーと駆動伝達部により回転駆動されるバレル２１，２２とからなるバレル研磨装置であって、軸受けＦ２に対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部Ｓと、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、警告報知してなる報知部とを設けた。
【解決手段】 駆動部３と、当該駆動部から駆動伝達部にて回転主軸１１０で回転駆動されるドラム１と、前記回転主軸にクラッチ部１１２を介して固定されたドラムプーリー１１１と、前記ドラム外周近傍に自転可能な状態に取着され、かつ前記ドラムプーリーと駆動伝達部により回転駆動されるバレル２１，２２とからなるバレル研磨装置であって、軸受けＦ２に対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部Ｓと、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、警告報知してなる報知部とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバレル研磨装置に関するもので、特に１つの回転主軸の駆動により複数のバレルを駆動させる構成のバレル研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バレル研磨装置はバレル内あるいはバレルに収納されたメディア収納具内に被加工物と研磨材を収納し、当該バレルを回転させることにより、流動研磨を行うものである。このような加工方法は水晶振動子等の水晶振動板の加工にも面取り加工として広く用いられており、水晶振動子の電気的特性向上に寄与していた。
【０００３】
通常のバレル研磨装置は、駆動用のモータと、当該モータにより回転駆動されるドラムと、ドラムの外周近傍に取り付けられた複数のバレルからなり、ドラムの回転とともにバレル自体も自転するよう駆動伝達されている。これによりバレルはドラムの回転主軸に対し公転するとともに、バレルに取り付けられた自転軸を中心として自転する。このような動作によりバレル内あるいはバレルに収納されたメディア収納具内の水晶振動板等の被研磨物および研磨材は、バレル内で流動し研磨作業が進められる。
【０００４】
一般的には処理作業効率向上を意図して、上記複数のバレルは１つの回転主軸からの駆動伝達部により同時に回転駆動するように構成され、駆動伝達部としてはＶベルトや無端チェーン、タイミングベルト等を用いており、これにより大きなトルクの伝達を可能にしていた。
【０００５】
Ｖベルトはメンテナンスの容易さ、あるいは静音動作に対応する等の利点を有していたが、長時間駆動によりＶベルトの張力が変化し、ベルトの滑りが生じることがあった。無端チェーンはＶベルトを用いていたような滑りの問題は生じないが、重量のある金属を使用しているため、取り扱いが不便であり、また定期的な注油が必要である等頻繁なメンテナンスを必要としていた。また動作時には動作音が高く、作業周囲環境に与える影響も大きいという問題があった。最近では、特許文献１に示すように、上記問題点を解決できるタイミングベルトを駆動伝達部として用いられる事が多くなっているのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０５４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来のバレル研磨装置では、処理作業効率向上を意図して、上記複数のバレルは１つの回転主軸からのドラムプーリ-を介して駆動伝達部により同時に回転駆動するように構成されている。そして、研磨作業のなかで、駆動部の電源を切った後に、バレル内あるいはバレルに収納されたメディア収納具内の水晶振動板等の被研磨物を搬入あるいは搬出するためにバレルの取出口と、バレル研磨装置の取出口の方向を合わせる必要がある。
【０００８】
しかしながら、バレルの回転数とドラムの回転数の設定によっては、これらの各取出口の位置が合わないことがあった。このため、従来のバレル研磨装置では、回転主軸とドラムプーリーの間、あるいは回転主軸に取り付けられた軸受けとドラムプーリーの間に取り付けられたクラッチ部を開放することで、回転主軸に対してドラムプーリーが回転し、バレルの回転も開放されるので、バレルの取出口と、バレル研磨装置の取出口の方向位置合わせを容易なものとできるように構成していた。このクラッチ部としては、回転主軸あるいは軸受けに対してパッドなどを電磁的締め付けや開放、あるいは手動でねじ込むことにより締め付けや開放するのが一般的である。前者は、電磁気的にパッドの締め付け強度が制御されているので安定しているものの、パッドの磨耗状態によりパッドの締め付けが緩くなる事があった。また、装置として大型化しやすく高価なものとなる。後者は、安価で装置の小型化が容易であるものの、作業者によってパッドの締め付け強度がばらつくので、パッドの締め付けが緩くなったまま作業が開始される事があった。
【０００９】
このように、回転主軸あるいは回転主軸に取り付けられた軸受けとドラムプーリーの間に取り付けられたクラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作させると、１つの駆動軸に対する複数のバレルの回転駆動において、所定時間内に意図した回転数を得られないバレルが発生することがあり、作業サイクル毎に作業バラツキが生じることがあった。このようなバレルの回転バラツキが生じた場合、上述の水晶振動板の加工においては収納したバレル毎に周波数その他の電気的特性が大きく異なってしまうことがあった。また、クラッチ部に使われるパッドなどの焼けつき、装置の故障を招く危険があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、クラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作させることを防止し、複数のバレルの作業バラツキを極力抑制するとともに、装置の故障をなくしたバレル研磨装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために本発明のバレル研磨装置は、少なくとも１つの駆動部と、軸受けに取り付けられた回転主軸を中心に回転可能に取り付けられ、前記駆動部から駆動伝達部にて回転駆動されるドラムと、前記軸受けまたは前記回転主軸にクラッチ部を介して固定されたドラムプーリーと、前記ドラム外周近傍に一定間隔をもって自転可能な状態に取着され、かつ前記ドラムプーリーと駆動伝達部により回転駆動されるバレルと、被研磨物を搬入あるいは搬出してなる取出口とからなるとともに、前記ドラムと前記バレルの一定の回転比にて回転駆動してなるバレル研磨装置であって、前記軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部と、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、警告報知してなる報知部とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、少なくとも１つの駆動部と、軸受けに取り付けられた回転主軸を中心に回転可能に取り付けられ、前記駆動部から駆動伝達部にて回転駆動されるドラムと、前記軸受けまたは前記回転主軸にクラッチ部を介して固定されたドラムプーリーと、前記ドラム外周近傍に一定間隔をもって自転可能な状態に取着され、かつ前記ドラムプーリーと駆動伝達部により回転駆動されるバレルと、被研磨物を搬入あるいは搬出してなる取出口とからなるとともに、前記ドラムと前記バレルの一定の回転比にて回転駆動してなるバレル研磨装置であって、前記軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部と、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、前記駆動部を停止してなる制御部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、上記バレル研磨装置において、センサー部が近接センサーからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の特許請求項１によれば、前記軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部と、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、警告報知してなる報知部とを設けているので、クラッチ部の緩みによってドラムプーリーが滑っている状態を報知部によって作業者に早期の段階で認識され、回転主軸とドラムプーリーの間、あるいは回転主軸に取り付けられた軸受けとドラムプーリーの間に取り付けられたクラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作することの不具合に対応することができる。つまり、駆動伝達部によって、１つの駆動用回転主軸と複数のバレル駆動用回転軸との駆動伝達が確実に行われた状態で作業されるので、作業サイクル毎の被研磨物の処理バラツキを極力抑制することができる。
【００１５】
本発明の特許請求項２、特許請求項３によれば、前記センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、前記駆動部を停止してなる制御部を設けているので、作業者が近くにいなくても、回転主軸とドラムプーリーの間、あるいは回転主軸に取り付けられた軸受けとドラムプーリーの間に取り付けられたクラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作しつづけることを防止できるので、クラッチ部に使われるパッドなどの焼けつきも一切をなくすことができる。従って、バレル研磨装置の故障を防ぐことができる。
【００１６】
本発明の特許請求項４によれば、上述の作用効果に加え、センサー部が近接センサーからなることで、研磨作業を継続していく中で研磨メディアの残留物や、研磨くずなどが、当該センサー部に付着したとしても、センサー感度のバラツキが生じにくいので、より信頼性の高い感知が行え、センサーの故障も生じにくいものとなる。特に悪環化であっても確実に感知できるので研磨装置に適したセンサー部が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による実施形態を水晶振動板のバレル研磨装置を例にとり図１および図２とともに説明する。図１は本発明の実施形態を示す模式的側面図であり、図２は図１の模式的平面図である。図３は図２のＸ方向からみた軸受け部分の模式的な側面図である。
【００１８】
本発明によるバレル研磨装置は、駆動モータ３（駆動部）と、駆動モータ３と駆動伝達部にて接続されたドラム１と、ドラムの外周近傍に回転可能状態に取り付けられた円筒形状の複数のバレル２１，２２，２３，２４とからなり、各構成要素は筐体Ｆ内に収納されている。筐体Ｆの上端部には、被研磨物を搬入あるいは搬出するための研磨装置の取出口Ｆ３が形成されている。駆動モータ３は回転数を所定の値に設定できる可変速型であり、モータ主軸３０にはプーリー３１が取り付けられている。筐体Ｆには軸受けＦ１，Ｆ２が設けられ、当該軸受けにドラム回転主軸１１０が水平に架設固定されている。
また、軸受けＦ２には、後述するドラムプーリー（クラッチ部）が回転する位置に対応して、近接センサー（センサー部）Ｓが取り付けられている。近接センサ−Ｓとしては、例えば、非接触で一定の距離に金属検出物が近づいたことを検出する磁気近接センサーを用いた（図２の拡大部、図３参照）。
【００１９】
なお、この近接センサーで感知された情報は、筐体Ｆに取り付けられた演算処理部Ｋに入力され、当該演算処理部Ｋと接続された図示しない警告報知してなる報知部（ブザーや警告音作動、警告灯の点灯や点滅、振動バイブレーターの作動等）や図示しない前記駆動部を停止してなる制御部に対して必要な処理がなされるように構成されている。
【００２０】
ドラム１はドラム回転主軸１１０に垂直に配置された円盤１１，１２を対向状態で両端に有しており、図示していないが各円盤を複数の支柱で固定された構成である。当該円盤部分の一方の外周端面に周状のＶ字形溝のプーリーが形成され、前記駆動モータのプーリー３１と ＶベルトＶＢにより接続されている。
【００２１】
前記ドラム１内であって、対向する円盤１１，１２の外周近傍には、同心円上でかつ等間隔に４組のバレル軸受け１３，１４（バレル２１，２２についてのみ図示）が形成されており、バレル２１，２２，２３，２４が当該バレル軸受けに回転自在に設置されている。なお、当該バレルはバレル軸受けの伸長方向に対し、若干の傾きを持って取り付けられており、これにより、研磨実施時に後述する中空パイプに収納された内容物（水晶振動板と研磨材）を揺動させることが可能となる。各バレルの周端部の一部には、被研磨物を搬入あるいは搬出するためのバレルの取出口２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａが形成されている。
【００２２】
各バレルは円筒形状であり、またバレル回転軸２１０，２２０，２３０，２４０は前記円盤１１の外側すなわちドラム外側に導出されている。当該導出された回転軸には各バレルに対応したバレルプーリー２１１，２２１，２３１，２４１がそれぞれ形成されており、かつ各バレルプーリーにはギア２１１ａ，２２１ａ，２３１ａ，２４１ａが形成されている。当該バレルプーリーは基本的に同サイズであり、かつギア数も等しく形成されている。
【００２３】
一方ドラム１の外側で筐体Ｆとの間には、ドラム回転主軸１１０の周囲にあり筐体Ｆに固定された複数のドラムプーリー１１１と、クラッチ部１１２とが設けられ、前記各ドラムプーリーには複数のギア１１１ａが形成されている。前記クラッチ部１１２は、例えば軸受けに固定されたドラム回転主軸に対して図示しないパッド部を、外部ハンドル１１３を回すことで締め付けや開放する機構となっている。これらの各ドラムプーリー１１１とクラッチ部１１２は側面で一体的に形成されており、前記ドラムプーリー１１１は前記クラッチ部１１２を介してドラム回転主軸１１０との固定や開放が行えるように構成されている。つまり、前記外部ハンドル１１３を締め付けることで、クラッチ部の１１２のパッド部がドラム回転主軸に締め付けられ、前記ドラムプーリーとドラム回転主軸が結合される。前記外部ハンドル１１３を緩めることで、クラッチ部の１１２のパッド部がドラム回転主軸から緩められ、前記ドラムプーリーとドラム回転主軸が結合状態から開放される。
また、ドラムプーリー１１１と一体的に形成されたクラッチ部１１２の側端部には、前記近接センサーＳの位置に対応して、例えば周状に４つのセンサー感知部Ｂが取り付けられている。図３に示すように、これらセンサー感知部Ｂは、ドラムプーリー１１１が回転すると一体的に回転し、前記センサー部Ｓと対向する位置を通過することで感知がなされるように構成されている。センサー感知部Ｂとしては、例えば、金属ブロックを用いた（図２の拡大部、図３参照）。
【００２４】
前記複数のドラムプーリー１１１は前記各バレルと接続されたバレルプーリー２１１，２２１，２３１，２４１に対応して設けられ、基本的には各ギアのサイズ並びにギア数は等しく設定されている。これらバレルプーリー２１１，２２１，２３１，２４１と複数のドラムプーリー１１１間にはそれぞれ無端のタイミングベルトＴＢが架設されており、ドラムプーリー１１１から各プーリーに駆動伝達される。本発明では各ドラムプーリーとバレルプーリーをギアとタイミングベルトを回転させているので、滑りがなく、各バレルは意図した回転数、回転速度で動作し、所望の研磨作業を行うことができ、バレル毎の処理バラツキを極力抑制することができる。従って、複数のバレルの作業バラツキを極力抑制するとともに、装置メンテナンスが容易でかつ静音動作にも対応したバレル研磨装置を得ることができる。
【００２５】
なお、図２に示すように、各バレル内には中空パイプ（メディア収納具）２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃが２本収納可能となっており（バレル２３，２４については省略）、当該中空パイプ内に被研磨物である水晶振動板と研磨材が収容されている。なお、各バレルへの収納本数は任意に決定すればよく、１つのバレルに複数の中空パイプ（メディア収納具）を収納することで研磨作業効率を飛躍的に向上することができる。
【００２６】
以上のように構成されたバレル研磨装置の動作について以下に説明する。
【００２７】
駆動モータ３の電源を入力する前に、前記外部ハンドル１１３を緩め、前記ドラムプーリーとドラム回転主軸との結合状態を開放する。この状態で、バレル研磨装置の取出口Ｆ３と、各バレルの取出口２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの方向を手動で位置合わせしながら、各バレル２１，２２，２３，２４の内部に、被研磨物である水晶振動板と研磨材が収容された中空パイプ（メディア収納具）２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃを２本ずつ収納し、当該バレルに固定する。
【００２８】
すべてのバレル内部に中空パイプが収納固定（搬入）されると、前記外部ハンドル１１３を締め付け、前記ドラムプーリーとドラム回転主軸とを結合する。この状態で、駆動モータ３の電源を入れて、プーリー３１から ＶベルトＶＢを駆動伝達部としてドラム１を回転させる。ドラム回転主軸１１０には前述のとおりクラッチ部１１２を介してドラムプーリー１１１が固定されており、当該ドラムプーリーすなわち筐体に固定されたドラム回転主軸１１０を中心にしてドラム１が回転することにより、当該ドラム１に取り付けられたバレル２１，２２，２３，２４に自転駆動力が与えられる。このときの駆動伝達部はタイミングベルトＴＢにより行うが、このような駆動伝達部によりドラムプーリー１１１とバレルプーリー間にはベルトの滑りが生じることが無く、意図した回転数、回転速度のバレル研磨を行うことができる。なお、駆動モータの可変速機能を用いて回転数を調整することにより加工精度をさらに向上させることができる。
【００２９】
そして、駆動モータ３の電源を切って、前記外部ハンドル１１３を再び緩め、前記ドラムプーリーとドラム回転主軸との結合状態を開放する。この状態で、バレル研磨装置の取出口Ｆ３と、各バレルの取出口２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの方向を手動で位置合わせしながら、各バレル２１，２２，２３，２４の内部に収納固定された前記中空パイプ（メディア収納具）２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃを取り出す（搬出）ことで、研磨作業が終了する。
【００３０】
なお、上記自転駆動力はギア１１１ａとバレルに設けられた各プーリーのギア比によってドラム回転方向と順方向あるいは逆方向あるいは自転無しを選択することができる。ギア比においてドラム側のギア１１１ａ＝バレル側のギアであれば自転はせず、ドラム側のギア１１１ａ＞バレル側のギアであれば順方向に自転し、ドラム側のギア１１１ａ＜バレル側のギアであれば逆方向に自転する。本実施の形態においては、図１内の矢印で示すようにドラムの回転方向に対してバレルが逆方向に回転するよう設定されている。また自転数はギア比によって決まり比率が広がるほど自転数があがる。本実施の形態においては、例えば１自転（逆転）／２５公転するよう設定されている。このような回転を行わしめることにより、バレルに収納された中空パイプ内の内容物は自転しつつ所定周期でパイプの端部が上下に揺動し、内容物の均一な研磨を実現している。
【００３１】
本発明のバレル研磨装置は、上記クラッチ部の結合状態が弱いときの不具合を未然に防ぐ構成に特徴がある。以下これらの点を中心に説明する。
【００３２】
前記クラッチ部１１２の緩みなく通常の結合状態で、研磨装置を動作させると、前記軸受けＦ１，Ｆ２に対して、前記ドラムプーリー１１１は全く回転しない。これに対して、上記クラッチ部１１２の締め付けが弱い状態で、研磨装置を動作させると、前記軸受けＦ１，Ｆ２に対してドラムプーリー１１１が回転するので、当該ドラムプーリーと一体的に回転する４つのセンサー感知部Ｂは、前記センサー部Ｓと対向する位置をそれぞれ通過して感知されることになる。つまり、前記軸受けＦ１，Ｆ２に対してドラムプーリー１１１が１回転すると、前記ドラムプーリーが４回分の感知がなされる。これらの回数情報は、演算処理部Ｋにより入力され、例えば２回以上の感知（任意に設定可能な回数以上の感知）がなされた場合、当該演算処理部Ｋから、図示しない警告報知してなる報知部（ブザーや警告音作動、警告灯の点灯や点滅、振動バイブレーターの作動等）に対して動作するように処理される。このため、クラッチ部の緩みによってドラムプーリーが滑っている状態を作業者に早期の段階で作業者が認識でき、この状態でバレル研磨装置を動作が継続することの不具合にも早期の段階で対応することができる。また、前記同様に例えば２回以上の感知（任意に設定可能な回数以上の感知）がなされた場合、演算処理部Ｋから、前記報知部に加えて、図示しない前記駆動部を停止してなる制御部を動作するように構成してもよい。この場合、作業者が近くにいなくても、ドラム回転主軸とドラムプーリーの間に取り付けられたクラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作しつづけることを防止できるので、バレル研磨装置の故障を防ぐことができる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、センサー部として近接センサーを例にしているが、光センサーなど他のセンサー部であっても特に問題はない。また、上記実施形態では、クラッチ部としては、ドラム回転主軸に対して図示しないパッド部を締め付けや開放する機構を例にしているが、軸受けあるいは軸受けに固定された止め具に対して図示しないパッド部を締め付けや開放する機構としてもよい。この場合、ドラムプーリーはクラッチ部を介して軸受けとの固定や開放を行うので、ドラム回転主軸が軸受けから回転する構成にも対応できる。さらに、クラッチ部として、人為的なハンドルの締め付けによる構成を例にしているが、電磁的締め付けや開放する構成にも適用できる。水晶振動板のバレル研磨装置を例にしたが、セラミックなどの他の圧電板にも適用できるものである。
【００３４】
本発明は、その精神または収容な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施できので、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求範囲によって示すものであって、明細書本文に拘束されるものではない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態によるバレル研磨装置の模式的な側面図。
【図２】本発明の実施形態によるバレル研磨装置の模式的な平面図。
【図３】図２のＸ方向からみた軸受け部分の模式的な側面図。
【符号の説明】
【００３６】
１ ドラム
２１，２２，２３，２４ バレル
３ 駆動モータ
ＶＢ Ｖベルト
ＴＢ タイミングベルト
Ｆ 筐体
【技術分野】
【０００１】
本発明はバレル研磨装置に関するもので、特に１つの回転主軸の駆動により複数のバレルを駆動させる構成のバレル研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バレル研磨装置はバレル内あるいはバレルに収納されたメディア収納具内に被加工物と研磨材を収納し、当該バレルを回転させることにより、流動研磨を行うものである。このような加工方法は水晶振動子等の水晶振動板の加工にも面取り加工として広く用いられており、水晶振動子の電気的特性向上に寄与していた。
【０００３】
通常のバレル研磨装置は、駆動用のモータと、当該モータにより回転駆動されるドラムと、ドラムの外周近傍に取り付けられた複数のバレルからなり、ドラムの回転とともにバレル自体も自転するよう駆動伝達されている。これによりバレルはドラムの回転主軸に対し公転するとともに、バレルに取り付けられた自転軸を中心として自転する。このような動作によりバレル内あるいはバレルに収納されたメディア収納具内の水晶振動板等の被研磨物および研磨材は、バレル内で流動し研磨作業が進められる。
【０００４】
一般的には処理作業効率向上を意図して、上記複数のバレルは１つの回転主軸からの駆動伝達部により同時に回転駆動するように構成され、駆動伝達部としてはＶベルトや無端チェーン、タイミングベルト等を用いており、これにより大きなトルクの伝達を可能にしていた。
【０００５】
Ｖベルトはメンテナンスの容易さ、あるいは静音動作に対応する等の利点を有していたが、長時間駆動によりＶベルトの張力が変化し、ベルトの滑りが生じることがあった。無端チェーンはＶベルトを用いていたような滑りの問題は生じないが、重量のある金属を使用しているため、取り扱いが不便であり、また定期的な注油が必要である等頻繁なメンテナンスを必要としていた。また動作時には動作音が高く、作業周囲環境に与える影響も大きいという問題があった。最近では、特許文献１に示すように、上記問題点を解決できるタイミングベルトを駆動伝達部として用いられる事が多くなっているのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０５４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来のバレル研磨装置では、処理作業効率向上を意図して、上記複数のバレルは１つの回転主軸からのドラムプーリ-を介して駆動伝達部により同時に回転駆動するように構成されている。そして、研磨作業のなかで、駆動部の電源を切った後に、バレル内あるいはバレルに収納されたメディア収納具内の水晶振動板等の被研磨物を搬入あるいは搬出するためにバレルの取出口と、バレル研磨装置の取出口の方向を合わせる必要がある。
【０００８】
しかしながら、バレルの回転数とドラムの回転数の設定によっては、これらの各取出口の位置が合わないことがあった。このため、従来のバレル研磨装置では、回転主軸とドラムプーリーの間、あるいは回転主軸に取り付けられた軸受けとドラムプーリーの間に取り付けられたクラッチ部を開放することで、回転主軸に対してドラムプーリーが回転し、バレルの回転も開放されるので、バレルの取出口と、バレル研磨装置の取出口の方向位置合わせを容易なものとできるように構成していた。このクラッチ部としては、回転主軸あるいは軸受けに対してパッドなどを電磁的締め付けや開放、あるいは手動でねじ込むことにより締め付けや開放するのが一般的である。前者は、電磁気的にパッドの締め付け強度が制御されているので安定しているものの、パッドの磨耗状態によりパッドの締め付けが緩くなる事があった。また、装置として大型化しやすく高価なものとなる。後者は、安価で装置の小型化が容易であるものの、作業者によってパッドの締め付け強度がばらつくので、パッドの締め付けが緩くなったまま作業が開始される事があった。
【０００９】
このように、回転主軸あるいは回転主軸に取り付けられた軸受けとドラムプーリーの間に取り付けられたクラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作させると、１つの駆動軸に対する複数のバレルの回転駆動において、所定時間内に意図した回転数を得られないバレルが発生することがあり、作業サイクル毎に作業バラツキが生じることがあった。このようなバレルの回転バラツキが生じた場合、上述の水晶振動板の加工においては収納したバレル毎に周波数その他の電気的特性が大きく異なってしまうことがあった。また、クラッチ部に使われるパッドなどの焼けつき、装置の故障を招く危険があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、クラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作させることを防止し、複数のバレルの作業バラツキを極力抑制するとともに、装置の故障をなくしたバレル研磨装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために本発明のバレル研磨装置は、少なくとも１つの駆動部と、軸受けに取り付けられた回転主軸を中心に回転可能に取り付けられ、前記駆動部から駆動伝達部にて回転駆動されるドラムと、前記軸受けまたは前記回転主軸にクラッチ部を介して固定されたドラムプーリーと、前記ドラム外周近傍に一定間隔をもって自転可能な状態に取着され、かつ前記ドラムプーリーと駆動伝達部により回転駆動されるバレルと、被研磨物を搬入あるいは搬出してなる取出口とからなるとともに、前記ドラムと前記バレルの一定の回転比にて回転駆動してなるバレル研磨装置であって、前記軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部と、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、警告報知してなる報知部とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、少なくとも１つの駆動部と、軸受けに取り付けられた回転主軸を中心に回転可能に取り付けられ、前記駆動部から駆動伝達部にて回転駆動されるドラムと、前記軸受けまたは前記回転主軸にクラッチ部を介して固定されたドラムプーリーと、前記ドラム外周近傍に一定間隔をもって自転可能な状態に取着され、かつ前記ドラムプーリーと駆動伝達部により回転駆動されるバレルと、被研磨物を搬入あるいは搬出してなる取出口とからなるとともに、前記ドラムと前記バレルの一定の回転比にて回転駆動してなるバレル研磨装置であって、前記軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部と、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、前記駆動部を停止してなる制御部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、上記バレル研磨装置において、センサー部が近接センサーからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の特許請求項１によれば、前記軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部と、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、警告報知してなる報知部とを設けているので、クラッチ部の緩みによってドラムプーリーが滑っている状態を報知部によって作業者に早期の段階で認識され、回転主軸とドラムプーリーの間、あるいは回転主軸に取り付けられた軸受けとドラムプーリーの間に取り付けられたクラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作することの不具合に対応することができる。つまり、駆動伝達部によって、１つの駆動用回転主軸と複数のバレル駆動用回転軸との駆動伝達が確実に行われた状態で作業されるので、作業サイクル毎の被研磨物の処理バラツキを極力抑制することができる。
【００１５】
本発明の特許請求項２、特許請求項３によれば、前記センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、前記駆動部を停止してなる制御部を設けているので、作業者が近くにいなくても、回転主軸とドラムプーリーの間、あるいは回転主軸に取り付けられた軸受けとドラムプーリーの間に取り付けられたクラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作しつづけることを防止できるので、クラッチ部に使われるパッドなどの焼けつきも一切をなくすことができる。従って、バレル研磨装置の故障を防ぐことができる。
【００１６】
本発明の特許請求項４によれば、上述の作用効果に加え、センサー部が近接センサーからなることで、研磨作業を継続していく中で研磨メディアの残留物や、研磨くずなどが、当該センサー部に付着したとしても、センサー感度のバラツキが生じにくいので、より信頼性の高い感知が行え、センサーの故障も生じにくいものとなる。特に悪環化であっても確実に感知できるので研磨装置に適したセンサー部が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による実施形態を水晶振動板のバレル研磨装置を例にとり図１および図２とともに説明する。図１は本発明の実施形態を示す模式的側面図であり、図２は図１の模式的平面図である。図３は図２のＸ方向からみた軸受け部分の模式的な側面図である。
【００１８】
本発明によるバレル研磨装置は、駆動モータ３（駆動部）と、駆動モータ３と駆動伝達部にて接続されたドラム１と、ドラムの外周近傍に回転可能状態に取り付けられた円筒形状の複数のバレル２１，２２，２３，２４とからなり、各構成要素は筐体Ｆ内に収納されている。筐体Ｆの上端部には、被研磨物を搬入あるいは搬出するための研磨装置の取出口Ｆ３が形成されている。駆動モータ３は回転数を所定の値に設定できる可変速型であり、モータ主軸３０にはプーリー３１が取り付けられている。筐体Ｆには軸受けＦ１，Ｆ２が設けられ、当該軸受けにドラム回転主軸１１０が水平に架設固定されている。
また、軸受けＦ２には、後述するドラムプーリー（クラッチ部）が回転する位置に対応して、近接センサー（センサー部）Ｓが取り付けられている。近接センサ−Ｓとしては、例えば、非接触で一定の距離に金属検出物が近づいたことを検出する磁気近接センサーを用いた（図２の拡大部、図３参照）。
【００１９】
なお、この近接センサーで感知された情報は、筐体Ｆに取り付けられた演算処理部Ｋに入力され、当該演算処理部Ｋと接続された図示しない警告報知してなる報知部（ブザーや警告音作動、警告灯の点灯や点滅、振動バイブレーターの作動等）や図示しない前記駆動部を停止してなる制御部に対して必要な処理がなされるように構成されている。
【００２０】
ドラム１はドラム回転主軸１１０に垂直に配置された円盤１１，１２を対向状態で両端に有しており、図示していないが各円盤を複数の支柱で固定された構成である。当該円盤部分の一方の外周端面に周状のＶ字形溝のプーリーが形成され、前記駆動モータのプーリー３１と ＶベルトＶＢにより接続されている。
【００２１】
前記ドラム１内であって、対向する円盤１１，１２の外周近傍には、同心円上でかつ等間隔に４組のバレル軸受け１３，１４（バレル２１，２２についてのみ図示）が形成されており、バレル２１，２２，２３，２４が当該バレル軸受けに回転自在に設置されている。なお、当該バレルはバレル軸受けの伸長方向に対し、若干の傾きを持って取り付けられており、これにより、研磨実施時に後述する中空パイプに収納された内容物（水晶振動板と研磨材）を揺動させることが可能となる。各バレルの周端部の一部には、被研磨物を搬入あるいは搬出するためのバレルの取出口２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａが形成されている。
【００２２】
各バレルは円筒形状であり、またバレル回転軸２１０，２２０，２３０，２４０は前記円盤１１の外側すなわちドラム外側に導出されている。当該導出された回転軸には各バレルに対応したバレルプーリー２１１，２２１，２３１，２４１がそれぞれ形成されており、かつ各バレルプーリーにはギア２１１ａ，２２１ａ，２３１ａ，２４１ａが形成されている。当該バレルプーリーは基本的に同サイズであり、かつギア数も等しく形成されている。
【００２３】
一方ドラム１の外側で筐体Ｆとの間には、ドラム回転主軸１１０の周囲にあり筐体Ｆに固定された複数のドラムプーリー１１１と、クラッチ部１１２とが設けられ、前記各ドラムプーリーには複数のギア１１１ａが形成されている。前記クラッチ部１１２は、例えば軸受けに固定されたドラム回転主軸に対して図示しないパッド部を、外部ハンドル１１３を回すことで締め付けや開放する機構となっている。これらの各ドラムプーリー１１１とクラッチ部１１２は側面で一体的に形成されており、前記ドラムプーリー１１１は前記クラッチ部１１２を介してドラム回転主軸１１０との固定や開放が行えるように構成されている。つまり、前記外部ハンドル１１３を締め付けることで、クラッチ部の１１２のパッド部がドラム回転主軸に締め付けられ、前記ドラムプーリーとドラム回転主軸が結合される。前記外部ハンドル１１３を緩めることで、クラッチ部の１１２のパッド部がドラム回転主軸から緩められ、前記ドラムプーリーとドラム回転主軸が結合状態から開放される。
また、ドラムプーリー１１１と一体的に形成されたクラッチ部１１２の側端部には、前記近接センサーＳの位置に対応して、例えば周状に４つのセンサー感知部Ｂが取り付けられている。図３に示すように、これらセンサー感知部Ｂは、ドラムプーリー１１１が回転すると一体的に回転し、前記センサー部Ｓと対向する位置を通過することで感知がなされるように構成されている。センサー感知部Ｂとしては、例えば、金属ブロックを用いた（図２の拡大部、図３参照）。
【００２４】
前記複数のドラムプーリー１１１は前記各バレルと接続されたバレルプーリー２１１，２２１，２３１，２４１に対応して設けられ、基本的には各ギアのサイズ並びにギア数は等しく設定されている。これらバレルプーリー２１１，２２１，２３１，２４１と複数のドラムプーリー１１１間にはそれぞれ無端のタイミングベルトＴＢが架設されており、ドラムプーリー１１１から各プーリーに駆動伝達される。本発明では各ドラムプーリーとバレルプーリーをギアとタイミングベルトを回転させているので、滑りがなく、各バレルは意図した回転数、回転速度で動作し、所望の研磨作業を行うことができ、バレル毎の処理バラツキを極力抑制することができる。従って、複数のバレルの作業バラツキを極力抑制するとともに、装置メンテナンスが容易でかつ静音動作にも対応したバレル研磨装置を得ることができる。
【００２５】
なお、図２に示すように、各バレル内には中空パイプ（メディア収納具）２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃが２本収納可能となっており（バレル２３，２４については省略）、当該中空パイプ内に被研磨物である水晶振動板と研磨材が収容されている。なお、各バレルへの収納本数は任意に決定すればよく、１つのバレルに複数の中空パイプ（メディア収納具）を収納することで研磨作業効率を飛躍的に向上することができる。
【００２６】
以上のように構成されたバレル研磨装置の動作について以下に説明する。
【００２７】
駆動モータ３の電源を入力する前に、前記外部ハンドル１１３を緩め、前記ドラムプーリーとドラム回転主軸との結合状態を開放する。この状態で、バレル研磨装置の取出口Ｆ３と、各バレルの取出口２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの方向を手動で位置合わせしながら、各バレル２１，２２，２３，２４の内部に、被研磨物である水晶振動板と研磨材が収容された中空パイプ（メディア収納具）２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃを２本ずつ収納し、当該バレルに固定する。
【００２８】
すべてのバレル内部に中空パイプが収納固定（搬入）されると、前記外部ハンドル１１３を締め付け、前記ドラムプーリーとドラム回転主軸とを結合する。この状態で、駆動モータ３の電源を入れて、プーリー３１から ＶベルトＶＢを駆動伝達部としてドラム１を回転させる。ドラム回転主軸１１０には前述のとおりクラッチ部１１２を介してドラムプーリー１１１が固定されており、当該ドラムプーリーすなわち筐体に固定されたドラム回転主軸１１０を中心にしてドラム１が回転することにより、当該ドラム１に取り付けられたバレル２１，２２，２３，２４に自転駆動力が与えられる。このときの駆動伝達部はタイミングベルトＴＢにより行うが、このような駆動伝達部によりドラムプーリー１１１とバレルプーリー間にはベルトの滑りが生じることが無く、意図した回転数、回転速度のバレル研磨を行うことができる。なお、駆動モータの可変速機能を用いて回転数を調整することにより加工精度をさらに向上させることができる。
【００２９】
そして、駆動モータ３の電源を切って、前記外部ハンドル１１３を再び緩め、前記ドラムプーリーとドラム回転主軸との結合状態を開放する。この状態で、バレル研磨装置の取出口Ｆ３と、各バレルの取出口２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの方向を手動で位置合わせしながら、各バレル２１，２２，２３，２４の内部に収納固定された前記中空パイプ（メディア収納具）２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃを取り出す（搬出）ことで、研磨作業が終了する。
【００３０】
なお、上記自転駆動力はギア１１１ａとバレルに設けられた各プーリーのギア比によってドラム回転方向と順方向あるいは逆方向あるいは自転無しを選択することができる。ギア比においてドラム側のギア１１１ａ＝バレル側のギアであれば自転はせず、ドラム側のギア１１１ａ＞バレル側のギアであれば順方向に自転し、ドラム側のギア１１１ａ＜バレル側のギアであれば逆方向に自転する。本実施の形態においては、図１内の矢印で示すようにドラムの回転方向に対してバレルが逆方向に回転するよう設定されている。また自転数はギア比によって決まり比率が広がるほど自転数があがる。本実施の形態においては、例えば１自転（逆転）／２５公転するよう設定されている。このような回転を行わしめることにより、バレルに収納された中空パイプ内の内容物は自転しつつ所定周期でパイプの端部が上下に揺動し、内容物の均一な研磨を実現している。
【００３１】
本発明のバレル研磨装置は、上記クラッチ部の結合状態が弱いときの不具合を未然に防ぐ構成に特徴がある。以下これらの点を中心に説明する。
【００３２】
前記クラッチ部１１２の緩みなく通常の結合状態で、研磨装置を動作させると、前記軸受けＦ１，Ｆ２に対して、前記ドラムプーリー１１１は全く回転しない。これに対して、上記クラッチ部１１２の締め付けが弱い状態で、研磨装置を動作させると、前記軸受けＦ１，Ｆ２に対してドラムプーリー１１１が回転するので、当該ドラムプーリーと一体的に回転する４つのセンサー感知部Ｂは、前記センサー部Ｓと対向する位置をそれぞれ通過して感知されることになる。つまり、前記軸受けＦ１，Ｆ２に対してドラムプーリー１１１が１回転すると、前記ドラムプーリーが４回分の感知がなされる。これらの回数情報は、演算処理部Ｋにより入力され、例えば２回以上の感知（任意に設定可能な回数以上の感知）がなされた場合、当該演算処理部Ｋから、図示しない警告報知してなる報知部（ブザーや警告音作動、警告灯の点灯や点滅、振動バイブレーターの作動等）に対して動作するように処理される。このため、クラッチ部の緩みによってドラムプーリーが滑っている状態を作業者に早期の段階で作業者が認識でき、この状態でバレル研磨装置を動作が継続することの不具合にも早期の段階で対応することができる。また、前記同様に例えば２回以上の感知（任意に設定可能な回数以上の感知）がなされた場合、演算処理部Ｋから、前記報知部に加えて、図示しない前記駆動部を停止してなる制御部を動作するように構成してもよい。この場合、作業者が近くにいなくても、ドラム回転主軸とドラムプーリーの間に取り付けられたクラッチ部の結合が弱い状態でバレル研磨装置を動作しつづけることを防止できるので、バレル研磨装置の故障を防ぐことができる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、センサー部として近接センサーを例にしているが、光センサーなど他のセンサー部であっても特に問題はない。また、上記実施形態では、クラッチ部としては、ドラム回転主軸に対して図示しないパッド部を締め付けや開放する機構を例にしているが、軸受けあるいは軸受けに固定された止め具に対して図示しないパッド部を締め付けや開放する機構としてもよい。この場合、ドラムプーリーはクラッチ部を介して軸受けとの固定や開放を行うので、ドラム回転主軸が軸受けから回転する構成にも対応できる。さらに、クラッチ部として、人為的なハンドルの締め付けによる構成を例にしているが、電磁的締め付けや開放する構成にも適用できる。水晶振動板のバレル研磨装置を例にしたが、セラミックなどの他の圧電板にも適用できるものである。
【００３４】
本発明は、その精神または収容な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施できので、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求範囲によって示すものであって、明細書本文に拘束されるものではない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態によるバレル研磨装置の模式的な側面図。
【図２】本発明の実施形態によるバレル研磨装置の模式的な平面図。
【図３】図２のＸ方向からみた軸受け部分の模式的な側面図。
【符号の説明】
【００３６】
１ ドラム
２１，２２，２３，２４ バレル
３ 駆動モータ
ＶＢ Ｖベルト
ＴＢ タイミングベルト
Ｆ 筐体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの駆動部と、軸受けに取り付けられた回転主軸を中心に回転可能に取り付けられ、前記駆動部から駆動伝達部にて回転駆動されるドラムと、前記軸受けまたは前記回転主軸にクラッチ部を介して固定されたドラムプーリーと、前記ドラム外周近傍に一定間隔をもって自転可能な状態に取着され、かつ前記ドラムプーリーと駆動伝達部により回転駆動されるバレルと、被研磨物を搬入あるいは搬出してなる取出口とからなるとともに、前記ドラムと前記バレルの一定の回転比にて回転駆動してなるバレル研磨装置であって、前記軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部と、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、警告報知してなる報知部とを設けたことを特徴とするバレル研磨装置。
【請求項２】
少なくとも１つの駆動部と、軸受けに取り付けられた回転主軸を中心に回転可能に取り付けられ、前記駆動部から駆動伝達部にて回転駆動されるドラムと、前記軸受けまたは前記回転主軸にクラッチ部を介して固定されたドラムプーリーと、前記ドラム外周近傍に一定間隔をもって自転可能な状態に取着され、かつ前記ドラムプーリーと駆動伝達部により回転駆動されるバレルと、被研磨物を搬入あるいは搬出してなる取出口とからなるとともに、前記ドラムと前記バレルの一定の回転比にて回転駆動してなるバレル研磨装置であって、前記軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部と、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、前記駆動部を停止してなる制御部を設けたことを特徴とするバレル研磨装置。
【請求項３】
前記センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、前記駆動部を停止してなる制御部を設けたことを特徴とする特許請求項１記載のバレル研磨装置。
【請求項４】
センサー部が近接センサーからなることを特徴とする特許請求項１〜３のうちいずれか１項記載のバレル研磨装置。
【請求項１】
少なくとも１つの駆動部と、軸受けに取り付けられた回転主軸を中心に回転可能に取り付けられ、前記駆動部から駆動伝達部にて回転駆動されるドラムと、前記軸受けまたは前記回転主軸にクラッチ部を介して固定されたドラムプーリーと、前記ドラム外周近傍に一定間隔をもって自転可能な状態に取着され、かつ前記ドラムプーリーと駆動伝達部により回転駆動されるバレルと、被研磨物を搬入あるいは搬出してなる取出口とからなるとともに、前記ドラムと前記バレルの一定の回転比にて回転駆動してなるバレル研磨装置であって、前記軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部と、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、警告報知してなる報知部とを設けたことを特徴とするバレル研磨装置。
【請求項２】
少なくとも１つの駆動部と、軸受けに取り付けられた回転主軸を中心に回転可能に取り付けられ、前記駆動部から駆動伝達部にて回転駆動されるドラムと、前記軸受けまたは前記回転主軸にクラッチ部を介して固定されたドラムプーリーと、前記ドラム外周近傍に一定間隔をもって自転可能な状態に取着され、かつ前記ドラムプーリーと駆動伝達部により回転駆動されるバレルと、被研磨物を搬入あるいは搬出してなる取出口とからなるとともに、前記ドラムと前記バレルの一定の回転比にて回転駆動してなるバレル研磨装置であって、前記軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知するセンサー部と、当該センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、前記駆動部を停止してなる制御部を設けたことを特徴とするバレル研磨装置。
【請求項３】
前記センサー部により、軸受けに対してドラムプーリーが回転するのを感知すると、前記駆動部を停止してなる制御部を設けたことを特徴とする特許請求項１記載のバレル研磨装置。
【請求項４】
センサー部が近接センサーからなることを特徴とする特許請求項１〜３のうちいずれか１項記載のバレル研磨装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１５０５６４（Ｐ２００６−１５０５６４Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４８８８３（Ｐ２００４−３４８８８３）
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
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