特許 7313671 ホッパ装置、研磨石入替装置及びバレル研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-14

(45)【発行日】2023-07-25

(54)【発明の名称】ホッパ装置、研磨石入替装置及びバレル研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 31/12 20060101AFI20230718BHJP

   B24B 31/16 20060101ALI20230718BHJP

【ＦＩ】

B24B31/12 A

B24B31/16

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019146291

(22)【出願日】2019-08-08

(65)【公開番号】P2021024063

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-06-01

(73)【特許権者】

【識別番号】396019631

【氏名又は名称】株式会社チップトン

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河原 達樹

(72)【発明者】

【氏名】伊東 稔

【審査官】大光 太朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２２５８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１１９９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０１９６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－０６９２１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ３１／１２

Ｂ２４Ｂ ３１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バレル研磨機のバレル槽から排出された研磨石を収容可能なホッパを有し、
前記バレル槽内が前記ホッパ内よりも低圧になったときに、前記ホッパ内の前記研磨石が導入管を介して前記バレル槽に導入されるようになっているホッパ装置であって、
前記ホッパの底面より下方に設けられた接続部と、
前記ホッパの底面に形成され、前記接続部に向けて下向きに開口する落下口、とを備え、
前記接続部は、前記落下口の真下に位置する受け部と、前記受け部から水平に突出した筒状部とを有し、
前記筒状部には前記導入管の上流側接続端部が接続されており、
前記受け部には、前記受け部を前記筒状部の突出方向と平行に貫通した形態であり、前記導入管の上流端部が大気圧よりも低圧になったときに、前記ホッパの外部のエアを前記接続部内に吸引するエア流入口が形成され、
前記接続部内に吸引されることによって前記落下口の真下へ水平に流入した前記エアは、前記受け部から前記筒状部に向かって水平に流れて前記導入管の上流端部に至る水平方向の空気流を生成することを特徴とするホッパ装置。

【請求項2】

前記ホッパを振動させる振動モータと、
前記ホッパの底面を構成する異物排出網とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のホッパ装置。

【請求項3】

前記ホッパは、複数の貫通形態の開口部が形成された底面支持部と、前記底面支持部の外周縁から立ち上がる周壁部とを有しており、
前記異物排出網は、前記底面支持部及び前記周壁部とは別体の部品であり、前記底面支持部に対し載置した状態で着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のホッパ装置。

【請求項4】

前記ホッパは、前記落下口への前記研磨石の進入量を増減する調節部材を有していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のホッパ装置。

【請求項5】

請求項１～請求項４のいずれかのホッパ装置と、
前記バレル槽と前記ホッパを連通させる導入管と、
前記バレル槽内を前記ホッパ内よりも低圧にする差圧発生装置とを備えていることを特徴とする研磨石入替装置。

【請求項6】

前記差圧発生装置が、
前記バレル槽内を減圧する減圧装置と、
前記バレル槽と前記減圧装置とを連通させる吸引管と、
前記吸引管に設けられた水回収装置とを備えて構成されていることを特徴とする請求項５に記載の研磨石入替装置。

【請求項7】

バレル槽内に研磨石とワークを収容し、前記研磨石により前記ワークを研磨するバレル研磨機と、
請求項５又は請求項６の研磨石入替装置とを備えていることを特徴とするバレル研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ホッパ装置、研磨石入替装置及びバレル研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、バレル槽内にワークと研磨石を投入してバレル研磨を行うバレル研磨装置が開示されている。この種のバレル研磨装置では、研磨が終了すると、バレル槽から排出したワークと研磨石を選別し、ワークを回収する。研磨石は、バレル槽に戻し、再度の研磨に用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－０６６６１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来は、研磨石をバレル槽に戻す作業を手作業で行っていたが、この作業は、重労働であるため作業者への負担が大きく、改善が望まれる。

【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、バレル槽から排出された研磨石を、再使用のためにバレル槽に戻せるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の発明のホッパ装置は、
バレル研磨機のバレル槽から排出された研磨石を収容可能なホッパを有し、
前記バレル槽内が前記ホッパ内よりも低圧になったときに、前記ホッパ内の前記研磨石が導入管を介して前記バレル槽に導入されるようになっているホッパ装置であって、
前記ホッパの底面より下方に設けられた接続部と、
前記ホッパの底面に形成され、前記接続部に向けて下向きに開口する落下口、とを備え、
前記接続部は、前記落下口の真下に位置する受け部と、前記受け部から水平に突出した筒状部とを有し、
前記筒状部には前記導入管の上流側接続端部が接続されており、
前記受け部には、前記受け部を前記筒状部の突出方向と平行に貫通した形態であり、前記導入管の上流端部が大気圧よりも低圧になったときに、前記ホッパの外部のエアを前記接続部内に吸引するエア流入口が形成され、
前記接続部内に吸引されることによって前記落下口の真下へ水平に流入した前記エアは、前記受け部から前記筒状部に向かって水平に流れて前記導入管の上流端部に至る水平方向の空気流を生成する。

【0007】

第２の発明の研磨石入替装置は、
第１の発明のホッパ装置と、
前記バレル槽と前記ホッパを連通させる導入管と、
前記バレル槽内を前記ホッパ内よりも低圧にする差圧発生装置とを備えている。

【0008】

第３の発明のバレル研磨装置は、
バレル槽内に研磨石とワークを収容し、前記研磨石により前記ワークを研磨するバレル研磨機と、
第２の発明の研磨石入替装置とを備えている。

【発明の効果】

【0009】

第１～第３の発明によれば、バレル槽内がホッパよりも低圧になると、圧力差により、ホッパ内の研磨石が導入管を通ってバレル槽内に導入される。したがって、バレル槽から排出された研磨石を、手作業でバレル槽へ運ばなくても、バレル槽に戻すことができる。また、落下口の真下では、エア流入口から接続部内に流入したエアにより、接続部から導入管側に向かう空気流が生成される。導入管内には、ホッパ側からバレル槽側に向かう空気の流れが生成される。ホッパから落下口を通って接続部内に落下した研磨石は、接続部内の空気流により直ちに導入管側へ送り込まれる。これにより、ホッパ内における研磨石の量や密度に拘わらず、導入管内の研磨石を滞りなくバレル槽側へ移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１の研磨石入替装置の正面図

【図2】研磨石入替装置の平面図

【図3】研磨石入替装置の右側面図

【図4】選別装置の平面図

【図5】選別装置の正面図

【図6】ホッパ装置の正面図

【図7】ホッパ装置の平面図

【図8】ホッパ装置の部分拡大断面図

【図9】ホッパ装置の部分拡大右側面図

【図10】実施例２のホッパ装置の平面図

【図11】実施例３のホッパ装置の部分拡大断面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

第１～第３の発明は、前記ホッパを振動させる振動モータと、前記ホッパの底面を構成する異物排出網とを備えていてもよい。この構成によれば、バレル研磨の際に研磨石に付着した水や研磨粉等の異物は、異物排出網の上で研磨石が振動することによって研磨石から除去される。したがって、ホッパからバレル槽に研磨石が導入される際に、異物がバレル槽内に侵入することを防止できる。

【0012】

第１～第３の発明は、前記ホッパは、複数の貫通形態の開口部が形成された底面支持部と、前記底面支持部の外周縁から立ち上がる周壁部とを有しており、前記異物排出網は、前記底面支持部及び前記周壁部とは別体の部品であり、前記底面支持部に対し載置した状態で着脱可能に取り付けられていてもよい。この構成によれば、異物排出網を底面支持部から外せるようになっているので、異物排出網のメンテナンスや交換等を容易に行うことができる。

【0015】

第１～第３の発明は、前記ホッパは、前記落下口への前記研磨石の進入量を増減する調節部材を有していてもよい。この構成によれば、研磨石の大きさや形状等に応じて、ホッパから接続部への研磨石の落下量を調節することができる。これにより、ホッパ内の研磨石を効率良く導入管側へ送り出すことや、落下口や導入管内における研磨石の詰まりを防止することが可能となる。

【0016】

第２又は第３の発明は、前記差圧発生装置が、前記バレル槽内を減圧する減圧装置と、前記バレル槽と前記減圧装置とを連通させる吸引管と、前記吸引管に設けられた水回収装置とを備えて構成されていてもよい。研磨石の表面に水が付着したままの状態で、研磨石がバレル槽内に導入された場合、研磨石に付着していた水が、吸引管を通って減圧装置に浸入することが懸念される。しかし、減圧装置に吸引された水は、吸引管に設けた水回収装置によって回収されるので、減圧装置に浸入する虞がない。

【0017】

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１～図９を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後の方向については、図２，４，７における下方及び図３，９における左方を、前方と定義する。上下の方向については、図１，３，５，６，８，９にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。左右の方向については、図１，２，４～８にあらわれる向きを、そのまま左方、右方と定義する。

【0018】

本実施例１のバレル研磨装置Ａは、遠心バレル研磨機Ｂ（請求項に記載のバレル研磨機）と、研磨石入替装置２０とを備えて構成されている。遠心バレル研磨機Ｂは、ハウジング１０と、ハウジング１０内に収容されたターレット１１と、ターレット１１の偏心位置に取り付けた複数（本実施例では４つ）のバレル槽１２と、排出シュート１７と、排出フィーダ１８とを有する。

【0019】

ターレット１１は、前後方向の公転軸１３を中心として回転駆動されるようになっている。バレル槽１２は、公転軸１３と平行な自転軸１４を中心として回転駆動されるようになっている。バレル槽１２は、内部が収容空間となっているバレル本体１５と、バレル本体１５の開口部を開閉するバレル蓋１６とを有する。バレル本体１５内にワーク（図示省略）と研磨石（図示省略）と水（図示省略）とコンパウンド（図示省略）を収容し、バレル蓋１６を閉めてバレル槽１２を遊星回転させると、バレル槽１２内でワークが研磨石により研磨される。

【0020】

排出シュート１７は、ハウジング１０内におけるバレル槽１２の下方位置に設けられている。排出シュート１７の下方には排出フィーダ１８の上流端部が配置されている。排出フィーダ１８の下流端部は、ハウジング１０の外部前方に位置している。排出フィーダ１８には第１振動モータ１９が取り付けられている。研磨の終了後に、バレル蓋１６を開けてバレル本体１５の開口を下に向けると、バレル槽１２内のワークと研磨石が、排出シュート１７上に落下し、第１振動モータ１９によって振動する排出フィーダ１８を通ることにより、研磨石入替装置２０に送られる。

【0021】

研磨石入替装置２０は、ハウジング１０（バレル研磨機）の前方に配置されている。研磨石入替装置２０は、選別装置２１と、洗浄装置２６と、ホッパ装置３２と、導入管４９と、差圧発生装置５５とを備えて構成されている。選別装置２１は、可動基台２２と、振動フレーム６４と、囲い壁６５と、受け板２５と、選別網２３と、第２振動モータ２４と、ダンパ６６とを有する。

【0022】

振動フレーム６４は、可動基台２２の上面にバネ６７を介して取り付けられている。振動レーム６４は、バネ６７の弾性変形を伴いながら、可動基台２２に対して上下方向へ相対変位（振動）し得るようになっている。囲い壁６５は、前後左右の４枚の壁板からなり、振動フレーム６４の上流端部（左端部）に載置した状態で取り付けられている。囲い壁６５は、排出フィーダ１８の下流端部の真下に位置する。受け板２５は、振動フレーム６４の上流端部（左端部）に取り付けられ、囲い壁６５の下方において水平に配置されている。排出フィーダ１８から受け板２５上に落下した研磨石とワークは、囲い壁６５の内部に一時的に貯留されるようになっている。

【0023】

選別網２３は、振動フレーム６４のうち受け板２５よりも下流側（右側）の領域に取り付けられ、受け板２５と同じ高さで連なるように水平に配置されている。選別網２３の網目は、ワークより小さく、研磨石より大きい。第２振動モータ２４は、振動フレーム６４に取り付けられ、振動フレーム６４と囲い壁６５と受け板２５と選別網２３を一体的に振動させる。

【0024】

ダンパ６６は、囲い壁６５の外壁面に取り付けられ、選別網２３の上流端（受け板２５に連なる境界部分）の真上に配されている。ダンパ６６は、選別網２３の上面からの高さを調節することができるようになっている。ダンパ６６の高さを変えることにより、選別網２３の上面との隙間を増減し、研磨石とワークが受け板２５（囲い壁６５内）から選別網２３へ流出する速度を調節することができる。

【0025】

洗浄装置２６は、上記可動基台２２と上記第２振動モータ２４と上記振動フレーム６４と除去網２７（図５参照）と複数の洗浄ノズル２８とを備えて構成されている。洗浄装置２６は選別装置２１と一体をなしている。可動基台２２にはキャスターが取り付けられているので、選別装置２１と洗浄装置２６は、移動させることができる。

【0026】

除去網２７は、振動フレーム６４に取り付けられ、選別網２３の真下において水平に配置されている。除去網２７は、第２振動モータ２４により、選別網２３及び振動フレーム６４と一体的に振動する。除去網２７の網目は、研磨石より小さい。複数の洗浄ノズル２８は、選別網２３の上方において、前後方向（選別網２３の幅方向）に間隔を空けて配置されている。洗浄ノズル２８は選別網２３に向けて洗浄水（図示省略）を吐出する。洗浄ノズル２８から吐出された洗浄水は、選別網２３を通過して除去網２７上に降り注ぐ。

【0027】

排出フィーダ１８から排出されたワークと研磨石は、第２振動モータ２４によって振動する受け板２５上（囲い壁６５内）に落下する。受け板２５上（囲い壁６５内）に落下したワークは、ダンパ６６の下を潜り抜けて選別網２３へ移動し、選別網２３の下流端から回収トレイ２９上へ進行して回収される。選別網２３上の研磨石は、下流側へ移動する過程で除去網２７上に落下する。除去網２７上に落下した研磨石は、除去網２７の下流端から排出トレイ３０上へ進行してホッパ装置３２に送られる。摩耗して小さくなった研磨石や、細かい異物は、除去網２７から落下する。

【0028】

また、ワークには、バレル研磨の工程で発生した研磨粉等の異物が付着しているが、ワークに付着していた異物は、ワークが選別網２３上を移動する過程で、洗浄ノズル２８から吐出される洗浄水により除去される。また、研磨石にも、バレル研磨の工程で発生した研磨粉等の異物が付着しているが、研磨石に付着していた異物は、研磨石が選別網２３上又は除去網２７上を移動する過程で洗浄水により除去される。洗浄水は、除去網２７から流下し、排水タンク（図示省略）や排水ピット（図示省略）へ排出される。

【0029】

ホッパ装置３２は、選別装置２１及び洗浄装置２６の前方に隣り合うように配置されている。ホッパ装置３２は、ホッパ３３と、第３振動モータ３８（請求項に記載の振動モータ）とを有している。ホッパ３３は、平面視の形状が方形をなすフレーム３４と、フレーム３４によって支持された異物排出網３９とを有する。尚、平面視とは、ホッパ３３を上から視た状態を意味する。

【0030】

フレーム３４は、方形の板状をなす底面支持部３５と、底面支持部３５の外周縁から立ち上がる周壁部３６とを有する。底面支持部３５は、ホッパ３３の底面を構成する。底面支持部３５には、底面支持部３５を上下に貫通し、円形に開口する複数の貫通孔３７（請求項に記載の開口部）が形成されている。貫通孔３７の内径は、研磨石の最大外形寸法より大きい寸法である。尚、底面支持部３５は、板状のものに限らず、周壁部３６の間に複数本の補強部材を適宜間隔で差し渡したものでもよい。

【0031】

異物排出網３９は、金網、ウレタン製のメッシュ部材、金網に樹脂のライニングやコーティングを施したものである。異物排出網３９は、底面支持部３５の上に載置した状態で取り付けられており、底面支持部３５と同様、ホッパ３３の底面を構成する。底面支持部３５は異物排出網３９の変形を防止するための補強部として機能する。底面支持部３５と異物排出網３９は、右端の上流端部から左端の下流端部に向かって下るように傾斜している。異物排出網３９の網目は、貫通孔３７の内径より小さく、研磨石より小さい。フレーム３４には第３振動モータ３８が取り付けられており、底面支持部３５と異物排出網３９は第３振動モータ３８によって振動する。

【0032】

ホッパ３３には、異物排出網３９の下流端部から上方へ立ち上がる前後対称な一対のガイド壁４０が設けられている。平面視において、一対のガイド壁４０は、フレーム３４の前面壁と後面壁から前後方向中央部に向かって互いに接近するように延出している。一対のガイド壁４０は、前後方向（ホッパ３３の幅方向）及び左右方向（ホッパ３３内で研磨石が移動する方向）の両方向に対して斜めを向いている。即ち、一対のガイド壁４０は、異物排出網３９の幅方向（前後方向）の寸法が、異物排出網３９の下流端部側（左端側）に向かって次第に狭まるように傾斜している。

【0033】

除去網２７から排出トレイ３０へ進行した研磨石は、振動する異物排出網３９の上流端部に落下し、異物排出網３９上（ホッパ３３内）を下流端側へ移動する。研磨石がホッパ３３内を移動する間、研磨石と異物排出網３９が振動するので、研磨石に付着していた異物は、異物排出網３９の網目から落下する。研磨石は、異物排出網３９上を下流端側へ移動する過程で、一対のガイド壁４０により幅方向中央部へ集められる。本実施例１では、異物排出網３９（ホッパ３３）のうち研磨石がガイド壁４０によって集積される最下流端の位置を、集積位置４１と定義する。集積位置４１には、異物排出網３９上（ホッパ３３内）の研磨石を、異物排出網３９の下方へ落下させるための落下口４２が形成されている。

【0034】

ホッパ３３（フレーム３４）の下流端部には、底面支持部３５の下面から下方へ突出した形態の接続部４３が設けられている。接続部４３は、上面と左側面が開口した箱状の受け部４４と、受け部４４から左方（ホッパ３３における研磨石の移動方向と平行な方向）へ水平に突出した筒状部４５とを有している。受け部４４は落下口４２の真下に位置している。受け部４４（接続部４３）内の空間は、落下口４２を介してホッパ３３内（異物排出網３９上）の空間と連通している。

【0035】

筒状部４５内の空間と受け部４４内の空間は、同じ高さで左右方向（水平方向）に連通している。受け部４４と筒状部４５が連通する方向は、ホッパ３３内（異物排出網３９上）の研磨石が落下口４２から受け部４４（接続部４３）内に落下する方向に対して直交する方向である。筒状部４５内は、受け部４４と落下口４２を介してホッパ３３内と連通している。

【0036】

ホッパ３３の下流端部には、調節部材４６が設けられている。調節部材４６は、落下口４２の真上に位置し、上下方向の位置（高さ）を調節することができるようになっている。調節部材４６の位置を高くすると、研磨石が比較的積み重なった状態で落下口４２（集積位置４１）に進入する。これにより、異物排出網３９上の研磨石が落下口４２から受け部４４（接続部４３）内に落下するときの、単位時間当たりの研磨石の落下量が多くなるので、研磨石を導入管４９側へ効率良く送り込むことができる。研磨石が比較的小さい場合は、研磨石が比較的積み重なった状態で落下口４２に進入しても、研磨石が詰まる虞はほとんどない。

【0037】

調節部材４６の位置を低くすると、研磨石が比較的積み重ならない状態で落下口４２（集積位置４１）に進入するので、研磨石が落下口４２で詰まり難くなる。また、調節部材４６の位置を低くすると、異物排出網３９上から受け部４４（接続部４３）内への単位時間当たりの研磨石の落下量が少なくなるが、その一方で、研磨石が接続部４３内や筒状部４５内や導入管４９内で詰まることを回避できる。したがって、研磨石が比較的大きい場合や、研磨石の外面形状が複雑で研磨石同士が引っ掛かり易いような場合は、調節部材４６の位置を低くすることが好ましい。

【0038】

接続部４３には、ホッパ３３の外部のエアを接続部４３内に流入させるための複数のエア流入口４８が形成されている。複数のエア流入口４８は、受け部４４を構成する右側板を左右方向に貫通した形態である。エア流入口４８の貫通方向は、筒状部４５が受け部４４から突出する方向と平行な方向であり、ホッパ３３内の研磨石が落下口４２から接続部４３（受け部４４）内に落下する方向と直交する方向である。エア流入口４８から接続部４３内に流入したエアは、受け部４４から筒状部４５に向かって水平方向に流れる。

【0039】

導入管４９は、可撓性を有するホースからなる。導入管４９の上流側接続端部５０は、筒状部４５に対し着脱可能であるが、常には筒状部４５に対して気密状に接続されている。導入管４９は、ハウジング１０の左外側面と上面に沿うように配索されている。導入管４９の下流側接続端部５１は、バレル蓋１６の導入口５２に対して着脱可能となっている。導入管４９は、接続部４３を介することにより、ホッパ３３内とバレル槽１２内とを連通するものである。導入管４９内には研磨石が流動するようになっている。

【0040】

差圧発生装置５５は、減圧装置５６と、水回収装置５７と、吸引管６０とを有している。減圧装置５６は、減圧装置５６に接続された機器内のエアを吸引することにより、その機器内を大気圧よりも低圧にするための装置である。本実施例では、減圧装置５６によりバレル槽１２内が減圧されるようになっている。水回収装置５７は、流入部５８から水回収装置５７内に流入した水を回収し、流出部５９から外部へ水が流出しないようにするための装置である。

【0041】

吸引管６０は、第１吸引ホース６１と第２吸引ホース６２とから構成されている。第１吸引ホース６１の上流端部は、バレル蓋１６の吸引口６３に対して着脱可能である。第１吸引ホース６１の下流端部は、水回収装置５７の流入部５８に気密状に接続されている。第２吸引ホース６２の上流端部は水回収装置５７の流出部５９に気密状に接続され、第２吸引ホース６２の下流端部は減圧装置５６に気密状に接続されている。

【0042】

次に、本実施例１の作用を説明する。遠心バレル研磨機Ｂによる研磨を行う際には、導入管４９を導入口５２から外すとともに、第１吸引ホース６１を吸引口６３から外しておく。そして、導入口５２と吸引口６３をキャップ（図示省略）で閉塞するか、導入口５２及び吸引口６３の無い蓋に交換しておく。バレル研磨が終了すると、バレル本体１５からバレル蓋１６を外してバレル本体１５を上下反転させ、ワークと研磨石と水とコンパウンドをバレル本体１５から排出シュート１７内に排出する。

【0043】

ワークと研磨石と水とコンパウンドを排出した後は、バレル本体１５にバレル蓋１６を組み付け、導入管４９の下流側接続端部５１をバレル蓋１６の導入口５２に気密状に接続するとともに、第１吸引ホース６１を吸引口６３に気密状に接続する。この後、減圧装置５６を起動し、バレル槽１２内のエアを第１吸引ホース６１と水回収装置５７と第２吸引ホース６２を介して吸引する。バレル槽１２内は、エアを吸引されることにより大気圧（ホッパ３３内）よりも低圧となる。バレル槽１２内とホッパ３３内は導入管４９を介して連通しているので、バレル槽１２内とホッパ３３内との間で差圧（圧力差）が生じる。導入管４９内においても、下流側（バレル槽１２側）が上流側（ホッパ３３側）よりも低圧になる。

【0044】

また、導入管４９の上流端部が、大気圧（接続部４３の外部）よりも低圧になる。この差圧（圧力差）により、接続部４３外及びホッパ３３外のエアが、エア流入口４８から接続部４３内（落下口４２の真下）に吸引される。接続部４３に吸引されたエアは、落下口４２の真下から、受け部４４と筒状部４５を順に通過して導入管４９の上流端部に至る水平方向の空気流を生成する。ホッパ３３内の空気は、落下口４２を通って接続部４３内に流入し、エア流入口４８から流入したエアによる空気流と合流する。

【0045】

バレル槽１２から排出されたワークと研磨石は、排出フィーダ１８を経由して選別装置２１と洗浄装置２６へ送られる。選別装置２１では、ワークと研磨石が選別され、ワークのみが回収される。洗浄装置２６では、選別装置２１から除去網２７上に落下した研磨石から異物が除去される。洗浄装置２６を通過した研磨石は、ホッパ装置３２の上流端部に送られる。

【0046】

バレル槽１２からホッパ装置３２へ排出された研磨石は、振動する異物排出網３９上を移動する。洗浄装置２６を通過した後も研磨石に付着していた異物は、研磨石が異物排出網３９上を移動する過程で研磨石から除去される。異物を除去された研磨石は集積位置４１に集合するので、集積位置４１の近傍では研磨石の密度が高まる。そのため、バレル槽１２に連通している接続部４３内の圧力が、ホッパ３３のうち集積位置４１よりも上流側の空間（大気圧）よりも低圧になる。

【0047】

集積位置４１に集中した研磨石は、接続部４３内が減圧されることに起因する吸引力と、研磨石の自重とにより、落下口４２から接続部４３（受け部４４）内に引き込まれるように落下する。バレル槽１２内は接続部４３内よりも低圧なので、接続部４３内に落下した研磨石は、導入管４９を通ってバレル槽１２内に導入される。また、接続部４３内には、エア流入口４８から流入したエアによる空気流が生成されているので、落下口４２から落下した研磨石は、滞ることなく空気流に乗じてバレル槽１２側へ送り出される。

【0048】

バレル槽１２内では、導入管４９を通過した研磨石とエアが導入される。研磨石は、自重によりバレル本体１５（バレル槽１２）の底部に溜まる。エアは、吸引口６３から第１吸引ホース６１を通って水回収装置５７に流入し、第２吸引ホース６２を通って減圧装置５６に流入し、減圧装置５６から大気中へ放出される。

【0049】

また、研磨石に付着した水が、洗浄装置２６やホッパ装置３２では除去又は排出されずに、導入管４９内を移動する過程で研磨石から除去された場合は、導入管４９内の水がバレル槽１２内に導入される。バレル槽１２内に導入された水は、エアと一緒に第１吸引ホース６１を通って水回収装置５７に流入する。水回収装置５７内においては、流入した水が底部の排水管（図示省略）を通して排水タンク（図示省略）や排水ピット（図示省略）へ排出される。したがって、バレル槽１２から水回収装置５７に流入した水は、第２吸引ホース６２へ流出しない。これにより、水が減圧装置５６に浸入することを防止できる。排水管には逆止弁（チェック弁）が設けられているので、減圧中の水回収装置５７内は気密状態に保たれる。

【0050】

バレル槽１２への研磨石の導入が完了したら、減圧装置５６を停止する。そして、導入管４９の下流側接続端部５１をバレル蓋１６の導入口５２から外すとともに、第１吸引ホース６１の上流端をバレル蓋１６の吸引口６３から外す。次に、バレル槽１２内にワーク、水、コンパウンドを投入し、必要に応じて摩耗した分の研磨石を補給する。この後は、導入口５２と吸引口６３にキャップ（図示省略）を取り付けるか、導入口５２及び吸引口６３の無い蓋に交換すれば、遠心バレル研磨を行う準備が整う。

【0051】

本実施例１のバレル研磨装置Ａは、遠心バレル研磨機Ｂと研磨石入替装置２０とを備えている。遠心バレル研磨機Ｂは、バレル槽１２内に研磨石とワークを収容して、バレル槽１２を遊星回転させ、研磨石によってワークを研磨する。研磨石入替装置２０は、ホッパ装置３２と、導入管４９と、差圧発生装置５５とを備えている。ホッパ装置３２は、バレル研磨機のバレル槽１２から排出された研磨石を収容可能なホッパ３３を有する。導入管４９は、バレル槽１２とホッパ３３を連通させるように設けられている。差圧発生装置５５は、バレル槽１２内のエアを吸引することにより、バレル槽１２内をホッパ３３内よりも低圧にする。

【0052】

上記構成によれば、バレル槽１２内の研磨石をホッパ３３内へ排出し、バレル槽１２内をホッパ３３よりも低圧にすると、ホッパ３３とバレル槽１２との間の圧力差により、ホッパ３３内の研磨石が導入管４９を通ってバレル槽１２内に導入される。したがって、バレル槽１２から排出した研磨石を、手作業でバレル槽１２へ運ばなくても、バレル槽１２に戻すことができる。

【0053】

ホッパ装置３２は、ホッパ３３を振動させる第３振動モータ３８と、ホッパ３３の底面を構成する異物排出網３９とを備えている。この構成によれば、バレル研磨の際に研磨石に付着した水や研磨粉等の異物は、異物排出網３９の上で研磨石が振動することによって研磨石から除去される。したがって、ホッパ３３からバレル槽１２に研磨石が導入される際に、異物がバレル槽１２内に侵入することを防止できる。

【0054】

ホッパ３３は、複数の貫通形態の貫通孔３７（開口部）が形成された底面支持部３５と、底面支持部３５の外周縁から立ち上がる周壁部３６とを有している。異物排出網３９は、底面支持部３５及び周壁部３６とは別体の部品であり、底面支持部３５に対し載置した状態で着脱可能に取り付けられている。この構成によれば、異物排出網３９を底面支持部３５から外せるようになっているので、異物排出網３９のメンテナンスや交換等を容易に行うことができる。

【0055】

ホッパ装置３２は、ホッパ３３内に連通するように設けられ、導入管４９の上流端が接続される接続部４３を有している。接続部４３には、ホッパ３３の外部から導入管４９内にエアを流入させるエア流入口４８が設けられている。この構成によれば、エア流入口４８から接続部４３内及び導入管４９内に流入するエアにより、接続部４３内及び導入管４９内には、ホッパ３３側からバレル槽１２に向かう空気の流れが生成される。これにより、ホッパ３３内における研磨石の量や密度に拘わらず、導入管４９内の研磨石をバレル槽１２側へ滞りなく送り込むことができる。

【0056】

ホッパ３３の底面には、接続部４３内に向けて下向きに開口する落下口４２が形成されている。エア流入口４８は、ホッパ３３の外部のエアを落下口４２の真下へ水平に流入させるように開口している。この構成によれば、落下口４２の真下では、エア流入口４８から接続部４３内に流入したエアにより、接続部４３から導入管４９側に向かう水平な空気流が生成される。ホッパ３３から落下口４２を通って接続部４３内に落下した研磨石は、接続部４３内の空気流により直ちに導入管４９側へ送り込まれる。

【0057】

ホッパ３３は、落下口４２への研磨石の進入量を増減する調節部材４６を有しているので、研磨石の大きさや形状等に応じて、ホッパ３３から接続部４３への研磨石の落下量を調節することができる。これにより、ホッパ３３内の研磨石を効率良く導入管４９側へ送り出すことや、落下口４２や導入管４９内における研磨石の詰まりを防止することが可能となる。

【0058】

研磨石が集積位置４１へ到達する速度は、第３振動モータ３８の振動数を変更したり、第３振動モータ３８の振動方向を変更したり、第３振動モータ３８の数を変更したりすることにより、調節することが可能である。また、平面視におけるガイド壁４０の傾き角度を変えることによっても、研磨石が集積位置４１へ到達する速度を調節することができる。

【0059】

差圧発生装置５５は、バレル槽１２内を減圧する減圧装置５６と、バレル槽１２と減圧装置５６とを連通させる吸引管６０とを備えており、吸引管６０には水回収装置５７が設けられている。研磨石の表面に水が付着したままの状態で、研磨石がバレル槽１２内に導入された場合、研磨石に付着していた水が、吸引管６０を通って減圧装置５６に浸入することが懸念される。しかし、減圧装置５６に吸引された水は、吸引管６０に設けた水回収装置５７によって回収されるので、減圧装置５６に浸入する虞がない。

【0060】

バレル槽１２からホッパ３３に至る排出経路には、バレル槽１２から排出された研磨石に付着している異物を除去する洗浄装置２６が設けられている。バレル研磨の際に研磨石に付着した水や研磨粉等の異物は、洗浄装置２６において研磨石から除去されるので、ホッパ３３に混入するおそれがない。したがって、ホッパ３３からバレル槽１２に研磨石を導入する際に、異物がバレル槽１２内に侵入することを防止できる。除去網２７の上方には、バレル槽１２から排出された研磨石とワークのうち研磨石のみを除去網２７上へ落下させる選別網２３（選別装置２１）が設けられている。選別網２３と除去網２７が上下に並ぶように配されるので、平面視において装置全体の小型化を図ることができる。

【0061】

＜実施例２＞
次に、本発明を具体化した実施例２を図１０を参照して説明する。本実施例２のホッパ装置７０は、実施例１のホッパ３３に、ゲート７１と複数のバッフル７２を設け、ホッパ３３から調節部材４６を取り除いたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

【0062】

ゲート７１は、異物排出網３９の上方に隙間を空けて配置されている。平面視において、ゲート７１は、ガイド壁４０と平行をなす。また、ホッパ３３における研磨石の移動方向において、ゲート７１は、ガイド壁４０よりも上流側（図１０における右方）に配置されている。ゲート７１は、研磨石の大きさや形状等に応じて高さを調節できるようになっている。ゲート７１を高くすると、落下口４２への研磨石の移動量が多くなり、ゲート７１を低くすると、落下口４２への研磨石の移動量が少なくなる。

【0063】

ホッパ３３における研磨石の移動方向において、複数のバッフル７２は、ゲート７１よりも上流側（図１０における右方）に配置されている。複数のバッフル７２は、前後方向（ホッパ３３における研磨石の移動方向と直交する幅方向）に間隔を空けて配置されている。異物排出網３９上を移動する研磨石は、バッフル７２に当たることにより、前後（幅方向）に分散される。これにより、落下口４２への研磨石の移動量が抑制される。

【0064】

＜実施例３＞
次に、本発明を具体化した実施例３を図１１を参照して説明する。本実施例３のホッパ装置７３は、接続部７４とエア流入口７９を上記実施例１と異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

【0065】

本実施例３の接続部７４は、受け部７５からの筒状部７６の突出寸法が、実施例１の筒状部４５よりも大きくなっている。筒状部７６の上面部には、正面視においてＬ字形に屈曲した吸気管７７が形成されている。吸気管７７は、筒状部７６から上方へ立ち上がり、左方（筒状部７６から導入管４９へ研磨石が移動する方向）へ屈曲している。吸気管７７は筒状部７６と連通している。吸気管７７の左向きに開口する先端部に蓋板７８が取り付けられ、蓋板７８に複数のエア流入口７９が形成されている。

【0066】

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
上記実施例では、バレル槽を遊星回転させる遠心バレル研磨機に適用した例を説明したが、本発明は、遠心バレル研磨機に限らず、回転バレル研磨機、振動バレル研磨機、渦流バレル研磨機等、バレル槽に研磨石とワークを投入して研磨を行う全てのバレル研磨機に適用することができる。
上記実施例では、バレル槽に水を投入する湿式のバレル研磨機に適用した例について説明したが、本発明は、バレル槽に水を投入しない乾式のバレル研磨機にも適用することができる。乾式のバレル研磨機にも適用した場合、研磨石の摩耗粉が異物排出網の隙間から抜け落ちる。
上記実施例では、ホッパ内の研磨石が落下口から導入管内に落下するようになっているが、ホッパ内の研磨石が、導入管内へ水平に滑りながら送り込まれるようにしてもよい。
上記実施例では、落下口への研磨石の進入量を増減する調節部材を設けたが、調節部材を設けない構成としてもよい。
上記実施例では、差圧発生装置が、バレル槽内の空気を排出する減圧装置と吸引管とを備えて構成されているが、差圧発生装置は、ホッパ内に加圧空気を圧送する加圧装置によって構成されるものであってもよい。
上記実施例では、吸引管に水回収装置を設けたが、吸引管に水回収装置を設けない形態としてもよい。

【符号の説明】

【0067】

Ａ…バレル研磨装置
Ｂ…遠心バレル研磨機（バレル研磨機）
１２…バレル槽
２０…研磨石入替装置
３２，７０，７３…ホッパ装置
３３…ホッパ
３５…底面支持部
３６…周壁部
３７…貫通孔（開口部）
３８…第３振動モータ（振動モータ）
３９…異物排出網
４２…落下口
４３，７４…接続部
４６…調節部材
４８，７９…エア流入口
４９…導入管
５５…差圧発生装置
５６…減圧装置
５７…水回収装置
６０…吸引管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】