JP3843482B2 - 鋼球供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼球研磨盤への鋼球供給に円形コンベアを用いている鋼球供給装置に関し、特に、転がり軸受け等の鋼球製造工程で使用される鋼球研磨盤に好適な鋼球供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、転がり軸受け等の鋼球製造工程では鋼球研磨盤による鋼球の研磨が行われ、その鋼球研磨盤への鋼球供給には鋼球供給装置が用いれている。
【０００３】
この鋼球供給装置を用いている鋼球研磨盤について図４ないし図６を参照しながら説明する。図４は従来の鋼球研磨盤の構成を示す全体図、図５は図４の鋼球供給装置から鋼球研磨盤内へ鋼球を案内する傾斜シュートの平面およびその断面を示す図、図６は図５の傾斜シュートにおける鋼球の流れを示す側面図である。
【０００４】
鋼球研磨盤は、図４に示すように、鋼球供給装置５０を備える。鋼球供給装置５０は、円形コンベア３を有する。円形コンベア３は、駆動機構（図示せず）によって回転される円盤状の移動部３ａと、その周囲を囲う固定外壁３ｂとから構成され、移動部３ａと固定外壁３ｂとは互いに共働して鋼球収容空間を形成する。
【０００５】
固定外壁３ｂには、移動部３ａの回転駆動によって搬送された鋼球をせき止め、その鋼球を出口３ｄへ導くためのせき止め板３ｃが設けられている。
【０００６】
出口３ｄには、それから排出される鋼球をその自重と研磨液によって研磨盤本体へ導くための傾斜シュート４が接続されている。傾斜シュート４は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、上方に開口する凹状の断面形状を有し、その底部には、鋼球を研磨盤本体の入口へ整列させながら導くための複数の案内溝４ａが形成されている。
【０００７】
研磨盤本体は、図４に示すように、固定盤２と、それに所定の加工力で押し付けられながら回転する回転盤１とから構成されている。回転盤１の固定盤２対向面には、鋼球を受け入れる複数の溝（図示せず）が同心円上に形成されている。同様に、固定盤２の回転盤１対向面には、鋼球を受け入れる複数の溝（図示せず）が同心円上に形成され、各溝は対応する回転盤１の溝に対向するように配置されている。
【０００８】
傾斜シュート４から供給された鋼球はその供給順にほぼ一定の間隔で回転盤１の溝とそれに対向する固定盤２の溝とで回転盤１と固定盤２との間に保持され、回転盤１の回転に伴い保持された各鋼球は回転盤１から所定の圧力を受けながら固定盤２の溝に沿って移動される。この移動によって鋼球には研磨加工が施され、回転盤１のほぼ２回転毎に１回の研磨加工（１サイクル）が行われることになる。研磨加工が施された鋼球は、出口シュート５を介して外部に搬出される。
【０００９】
この鋼球研磨盤では、例えば、直径１０ｍｍの鋼球に対し１ロット１００Ｋｇの研磨加工を行う場合、その１ロット全ての鋼球を１サイクルの研磨加工するのに２０分の時間が掛かる。この円形コンベア３と研磨盤本体との間での循環を多数回繰り返すことにより所望の仕上げ精度を得るのであるが、この加工時間を短縮するために、研磨盤本体への鋼球の流れ込み速度すなわち単位時間当りの供給個数を増大させる方法が考えられている。
【００１０】
すなわち、一般的な加工条件においては、回転盤１と固定盤２との間で同一の円周上に配列されている各鋼球間の間隔をほぼ一定に確保するように、鋼球の供給が行われるが、この鋼球の１サイクル当りの研磨量は各鋼球間の間隔に依存することなくその１球当りの加工圧力に応じて決定されるから、回転盤１と固定盤２との間で同一の円周上に配列されている各鋼球間の間隔をさらに密にするように鋼球の供給個数を増せば、１サイクル当り加工される鋼球数は増すことになり、加工時間の短縮化を図ることができる。例えば、供給個数を通常の２倍にすれば、加工時間を通常の１／２にすることが可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
研磨盤本体への鋼球の流れ込み速度すなわち単位時間当りの供給個数を増大させるために、円形コンベア３の回転速度を増すことによる円形コンベア３の供給速度の増大が考えられるが、円形コンベア３の回転速度を増大させると、傾斜シュート４において案内溝４ａに受け入れらない一部の鋼球が他の鋼球の流れを阻害し、鋼球の単位時間当りの供給個数の増大に対応することができない。また、案内溝４ａ内の鋼球とその溝４ａから押し出された鋼球とが重なりながら研磨盤本体へ供給されると、その鋼球間の咬み込みが生じ、鋼球に有害な傷を付けるなどの不具合が発生することがある。
【００１２】
具体的には、図５（ａ）に示すように、傾斜シュート４において、円形コンベア３から排出された鋼球６の内の案内溝４ａに受け入れらない一部の鋼球６ｂが案内溝４ａに沿って流れる他の鋼球６の流れを阻害し、円形コンベア３の回転速度増大に対応する個数の鋼球を供給することができないことがある。また、案内溝４ａから押し出された鋼球６ａは、図５（ａ）に示すように、案内溝４ａ内の鋼球６と重なりながら研磨盤本体入口まで移動する。鋼球６ａが案内溝４ａ内の鋼球６と重なりながら研磨盤本体入口まで移動すると、図６に示すように、ａ部において、鋼球６ａは回転盤１の回転力を受けて鋼球６へ咬み込み、双方の鋼球が損傷されることがある。
【００１３】
よって、この傾斜シュート４では、円形コンベア３の回転速度を増大に伴う鋼球の単位時間当りの供給個数の増大に対応することができない。すなわち、従来の鋼球供給装置５０では、円形コンベア３の回転速度の増大によって、研磨盤本体への単位時間当りの鋼球供給個数を増大させることができない。
【００１４】
本発明の目的は、鋼球研磨盤の研磨盤本体への単位時間当りの鋼球供給個数を増大させることができるとともに、その鋼球供給個数の増大に起因する鋼球の損傷を未然に防止することができる鋼球供給装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、鋼球研磨盤への鋼球供給に円形コンベアを用いている鋼球供給装置において、前記円形コンベアの出口から搬出された鋼球を前記鋼球研磨盤の入口へ整列させながら導くための案内溝が形成され、その案内溝における前記鋼球研磨盤入口近傍部分の上方が上板で閉じられている傾斜シュートと、前記案内溝の外部に押し出された鋼球を前記傾斜シュートの上板の上流側位置で前記傾斜シュートから取り出すための咬み込み防止オーバーフロー機構と、前記咬み込み防止オーバーフロー機構によって前記傾斜シュートから取り出された鋼球を前記円形コンベア側へ戻す戻し機構とを備え、前記咬み込み防止オーバーフロー機構は、前記円形コンベア側の端部が傾斜し、該端部から前記案内溝の外部に押し出された鋼球が乗り上げる乗り上げ部と、前記乗り上げ部に乗り上げた鋼球を前記戻し機構側へ導く傾斜路とを有することを特徴とする。
【００１６】
請求項１記載の鋼球供給装置では、円形コンベアの出口から搬出された鋼球を鋼球研磨盤の入口へ整列させながら導くための案内溝が形成され、その案内溝における鋼球研磨盤入口近傍部分の上方が上板で閉じられている傾斜シュートを設け、案内溝の外部に押し出された鋼球は咬み込み防止オーバーフロー機構で傾斜シュートの上板の上流側位置で傾斜シュートから取り出され、その傾斜シュートから取り出された鋼球は戻し機構で円形コンベア側へ戻されるから、円形コンベアの回転速度を増大させることによって鋼球の単位時間当りの供給個数の増大を図るとき、傾斜シュート内における鋼球の流れを円滑にすることができ、鋼球の単位時間当りの供給個数の増大に対応することができるとともに、傾斜シュートによって鋼球を整列させなが研磨盤本体入口に導くことができ、鋼球の咬み込みなどをなくすことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施の第１形態）
図１は本発明の鋼球供給装置の実施の第１形態の主要部の上面およびその断面を示す図、図２は図１の傾斜シュートの縦断面図である。なお、本実施の形態では、本発明の主要部のみを説明し、従来と同じ部分については、その説明を簡単にまたは省略する。
【００１９】
転がり軸受け等の鋼球製造工程では鋼球研磨盤による鋼球の研磨が行われ、その鋼球研磨盤は、図１（ａ）に示すように、固定盤２と、それに所定の加工力で押し付けられながら回転する回転盤１とから構成されている研磨盤本体と、研磨盤本体へ鋼球を供給する鋼球供給装置２０とを備える。
【００２０】
この鋼球供給装置２０は、円形コンベア（図示せず）を有し、その円形コンベアの構成は、従来の技術で述べた構成と同じである。
【００２１】
円形コンベアの出口３ｄには、それから排出される鋼球６をその自重と研磨液によって研磨盤本体へ導くための傾斜シュート４が接続されている。傾斜シュート４は、上方に開口する凹状の断面形状を有し、その底部には、図４（ｂ）に示すように、鋼球６を研磨盤本体の入口へ整列させながら導くための複数の案内溝４ａが形成されている。傾斜シュート４の研磨本体盤入口近傍部分は、鋼球の流れる方向に沿って固定盤の溝および案内溝４ａが滑らかにつながる円弧状に曲げられ、その曲率半径はｒに設定されている。
【００２２】
傾斜シュート４の研磨本体盤入口近傍部分には、その位置ある案内溝４ａの上方を覆う上板１３が設けられ、上板１３の傾斜シュート４の曲げ部分に対向する部分は、図２に示すように、所定の曲率半径Ｒで曲げられ、その曲率中心は傾斜シュート４の曲率ｒの中心と同じである。なお、曲率半径Ｒは次の関係式（１）を満足する設定されていることが好ましい。
【００２３】
ｒ＋１．１Ｄ≦Ｒ≦ｒ＋１．２Ｄ …（１）
但し、上限に関しては、傾斜シュート４の傾きの大きさなどの条件により、多少大きくしても構わない。なお、式中のＤは鋼球６の直径寸法を示す。
【００２４】
上板１３の下面と案内溝４ａ底部との間の間隔は後述する跳ね上げ駒１０で後述する間隔ｈになるように規定されている。
【００２５】
傾斜シュート４における上板１３と円形コンベアとの間の位置には、案内溝４ａの外に押し出された鋼球例えば鋼球６ａ，６ｂを傾斜シュート４から取り出すための咬み込み防止オーバーフロー機構が配置されている。
【００２６】
この咬み込み防止オーバーフロー機構は、複数の跳ね上げ駒１０と跳ね上げ部１１とからなる。各跳ね上げ駒１０は、案内溝４ａに沿って伸びる細長い板状部材からなり、その部材は対応する案内溝４ａ間に配置されている。跳ね上げ駒１０の円形コンベア側の端部は、案内溝４ａに沿う方向に傾斜するようにテーパ状に形成されている。
【００２７】
跳ね上げ部１１は、傾斜シュート４の上方に配置されている枠体からなり、その枠体の円形コンベアに向う側部は、傾斜シュート４の案内溝４ａの外部に押し出された鋼球を受入れかつ排出するように開口されている。跳ね上げ部１１は、跳ね上げ板１１ａを有し、跳ね上げ板１１ａの円形コンベア側端部は、テーパ状に形成されている。跳ね上げ板１１ａの上面は、受け入れた鋼球を傾斜シュート４の外部に導くように傾斜シュート４の一方の側部に向けて傾斜した第１の斜面部分と、第１の斜面に沿って導かれた鋼球を円形コンベア側に導くように円形コンベア側に傾斜した第２の斜面とからなる。跳ね上げ板１１ａの下面は、図１（ｂ）に示すように、案内溝４ａに平行な面からなり、その下面と案内溝４ａ底部との間の間隔ｈは、鋼球６の直径Ｄ以上の値に跳ね上げ駒１０で規定されている。なお、間隔ｈを次の関係式（２）を満足するように設定することが好ましい。
【００２８】
１．１Ｄ≦ｈ≦１．２Ｄ …（２）
跳ね上げ板１１ａの第２斜面に沿って導かれた鋼球６は戻し機構によって傾斜シュート４の入口近傍位置に戻される。戻し機構は、跳ね上げ板１１ａの第２斜面に沿って導かれた鋼球６を搬送する戻しコンベア１２と、戻しコンベア１２で搬送された鋼球６を傾斜シュート４の入口近傍位置に導くための戻しシュート１４とから構成されている。戻しコンベア１２は棧付きコンベア例えばチェーンコンベアからなり、その駆動には駆動モータ１５が用いられている。
【００２９】
次に、鋼球供給装置２０による供給動作について説明する。
【００３０】
円形コンベアから傾斜シュート４に送り出された各鋼球６は、その自重および研磨液によって互い重なり合いながら研磨盤本体入口に向けて傾斜シュート４内を移動する。移動中の鋼球６の内の一部は案内溝４ａに受け入れられ、その案内溝４ａに沿って移動するが、その鋼球６の一部の上に重なる他の鋼球例えば６ａ，６ｂは、案内溝４ａに受け入れられずに、案内溝４ａの外に押し出された状態で移動する。
【００３１】
その鋼球６ａ，６ｂなどは、その移動途中で、跳ね上げ駒１０上に乗り上げ、その後に跳ね上げ板１１ａ上に乗り上げる、または、直接跳ね上げ板１１ａ上に乗り上げる。具体的には、案内溝４ａ間に位置する鋼球例えば６ｂは、図１（ａ）に示すように、跳ね上げ駒１０を経て跳ね上げ板１１ａ上に乗り上げ、この鋼球の乗上げは、跳ね上げ駒１０の円形コンベア側端部および跳ね上げ板１１の円形コンベア側端部がテーパ状に形成されていることから、円滑かつ確実に行われ、この鋼球６ｂによって、鋼球の流れが阻害されることを未然に防止することができる。
【００３２】
これに対し、案内溝４ａ内の鋼球６に重なりながら移動する移動する鋼球例えば６ａは、図２に示すように、直接跳ね上げ板１１ａ上に乗り上げ、この乗上げは、跳ね上げ板１１の円形コンベア側端部がテーパ状に形成されているとともに案内溝４ａの底部と跳ね上げ板１１ａの下面との間の間隔がｈに設定されていることによって、鋼球６ｂの乗上げと同様に、円滑かつ確実に行われ、この鋼球６ａによって、鋼球の流れが阻害されることを未然に防止することができる。
【００３３】
跳ね上げ板１１ａ上に乗り上げた鋼球は、跳ね上げ板１１ａ上面の傾斜に沿って戻しコンベア１２の搬送入口まで導かれ、戻しコンベア１２は鋼球を戻しシュート１４内に搬送する。この戻しシュート１４は、鋼球６を傾斜シュート４へ導くように傾斜シュート４側に傾斜した斜面を有し、戻しシュート１４内に搬送された鋼球は、その戻しシュート１４によって傾斜シュート４内に戻される。
【００３４】
案内溝４ａに受け入れられた鋼球６は、その案内溝４ａ内を移動するが、各案内溝４ａと跳ね上げ板１１ａと跳ね上げ駒１０とによって形成される各導入路に流れ込むと、鋼球６は各導入路毎に１列に整列しながら移動し、案内溝４ａ間の鋼球移動が阻止される。各案内溝４ａと跳ね上げ板１１ａと跳ね上げ駒１０とによって形成される各導入路を経た鋼球は、各案内溝４ａと上板１３と跳ね上げ駒１０とによって形成される各導入路に流れ込み、各導入路毎に１列に整列しながら研磨盤本体入口に導かれる。
【００３５】
また、各導入路の案内溝４ａの底部と跳ね上げ板１１ａの下面との間の間隔ｈ、および案内溝４ａの底部と上板１３の下面との間の間隔ｈを上述の（２）式を満足する値特に１．１Ｄ以上の値に設定することによって、各導入路内において研磨液の粘性の影響により鋼球６の流れが円滑でなくなるなどの不具合は発生しない。特に鋼球６の直径寸法が小さいときには、研磨液の粘性の影響を受け易いが、間隔ｈを１．１Ｄ以上の値に設定することによって、その研磨液の粘性の影響を受けることを回避することができる。
【００３６】
逆に、上限に関しては、研磨液の粘性や傾斜シュート４の傾斜の大きさに応じて上述の（２）式より多少大きくてもよい。
【００３７】
鋼球が研磨盤本体入口に流れ込むとき、上板１３の傾斜シュート４の曲げ部分に対向する部分が所定の曲率Ｒで曲げられているから、鋼球６は、研磨盤本体の回転盤１と固定盤２との間に円滑に流れ込み、その流れ込み時に鋼球６が回転盤１に大きな力で衝突することはない。特に、鋼球６の流れ込み速度が大きいときに、鋼球６の回転盤１との衝突が緩和されるから、その衝突力による鋼球６に損傷を無くすことができる。
【００３８】
また、上板１３の傾斜シュート４の曲げ部分に対向する部分の曲率Ｒを上述の（１）を満足するように設定することによって、鋼球６の流れ込み速度が大きいときにおける鋼球６と回転盤１との衝突をさらに緩和することができる。
【００３９】
さらに、鋼球６は、各案内溝４ａと上板１３と跳ね上げ駒１０とによって形成される各導入路毎に１列に整列しながら研磨盤本体入口に導かれるから、鋼球の咬み込みをなくすことができる。
【００４０】
以上により、本実施の形態の鋼球供給装置２０によれば、研磨盤本体による加工時間を短縮するように、円形コンベアの回転速度を増大させることによって鋼球の単位時間当りの供給個数の増大を図るとき、傾斜シュート４内における鋼球の流れを阻害する鋼球６ａ，６ｂを傾斜シュート４外に一旦取り出すことができるから、傾斜シュート４内における鋼球６は円滑に流れ、鋼球の単位時間当りの供給個数の増大に対応することができる。例えば、先に示した直径１０ｍｍ、１ロット１００Ｋｇの場合では、１ロットを１回通すのに従来２０分要していたものが半分の１０分でできるようになり、これに伴い研磨加工に要する時間もほぼ半分に短縮することができる。
【００４１】
また、鋼球の単位時間当りの供給個数の増大させたときでも、鋼球６を１列に整列させなが研磨盤本体入口に導くから、鋼球の咬み込みなどによる鋼球の損傷を未然に防止することができる。
【００４２】
（実施の第２形態）
次に、本発明の実施の第２形態について図３を参照しながら説明する。図３は本発明の鋼球供給装置の実施の第２形態における傾斜シュート周りの縦断面図である。
【００４３】
本実施の形態では、図３に示すように、上板１３に開口を設け、その開口を介して移動中の鋼球にその移動方向に送り力を作用させるための定配制御機構１６を設けている。
【００４４】
この定配制御機構１６は、駆動モータなどによって図中の矢印の方向へ回転される軸１６ａに取り付けられ、その軸１６ａの周りに等間隔に配列されている複数のブラシ状の突起１６ｂを有する回転体からなり、その回転体は、ブラシ状の突起１６ｂが上板１３の開口を介して鋼球６に接触可能なように位置決めされている。
【００４５】
定配制御機構１６は、駆動モータなどによって複数のブラシ状の突起１６ｂを回転させ、回転中の各ブラシ状の突起１６ｂを移動中の鋼球６に接触させることによって、鋼球６にその移動方向に送り力を作用させる。これによって、鋼球６は所定の送り力で送り出されるとともに、鋼球６の送出し間隔が制御される。すなわち、各ブラシ状の突起１６ｂの回転速度を制御することによって、鋼球６の供給速度、その供給間隔を制御することができ、より安定した鋼球供給を行うことができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１記載の鋼球供給装置によれば、円形コンベアの出口から搬出された鋼球を鋼球研磨盤の入口へ整列させながら導くための案内溝が形成され、その案内溝における鋼球研磨盤入口近傍部分の上方が上板で閉じられている傾斜シュートを設け、案内溝の外部に押し出された鋼球は咬み込み防止オーバーフロー機構で傾斜シュートの上板の上流側位置で傾斜シュートから取り出され、その傾斜シュートから取り出された鋼球は戻し機構で円形コンベア側へ戻されるから、円形コンベアの回転速度を増大させることによって鋼球の単位時間当りの供給個数の増大を図るとき、傾斜シュート内における鋼球の流れを円滑にすることができ、鋼球の単位時間当りの供給個数の増大に対応することができるとともに、傾斜シュートによって鋼球を整列させなが研磨盤本体入口に導くことができ、鋼球の咬み込みなどをなくすことができる。よって、鋼球研磨盤の研磨盤本体への単位時間当りの鋼球供給個数を増大させ加工時間の短縮化を図ることができるとともに、その鋼球供給個数の増大に起因する鋼球の損傷を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋼球供給装置の実施の第１形態の主要部の上面およびその断面を示す図である。
【図２】図１の傾斜シュートの縦断面図である。
【図３】本発明の鋼球供給装置の実施の第２形態における傾斜シュート周りの縦断面図である。
【図４】従来の鋼球研磨盤の構成を示す全体図である。
【図５】図４の鋼球供給装置から鋼球研磨盤内へ鋼球を案内する傾斜シュートの平面およびその断面を示す図である。
【図６】図５の傾斜シュートにおける鋼球の流れを示す側面図である。
【符号の説明】
１ 回転盤
２ 固定盤
４ 傾斜シュート
４ａ 案内溝
６，６ａ，６ｂ 鋼球
１０ 跳ね上げ駒（咬み込み防止オーバーフロー機構）
１１ 跳ね上げ部（咬み込み防止オーバーフロー機構）
１１ａ 跳ね上げ板（咬み込み防止オーバーフロー機構）
１２ 戻しコンベア（戻し機構）
１３ 上板
１４ 戻しシュート（戻し機構）
１５ 駆動モータ（戻し機構）
２０ 鋼球供給装置

Claims (1)

1. 鋼球研磨盤への鋼球供給に円形コンベアを用いている鋼球供給装置において、前記円形コンベアの出口から搬出された鋼球を前記鋼球研磨盤の入口へ整列させながら導くための案内溝が形成され、その案内溝における前記鋼球研磨盤入口近傍部分の上方が上板で閉じられている傾斜シュートと、前記案内溝の外部に押し出された鋼球を前記傾斜シュートの上板の上流側位置で前記傾斜シュートから取り出すための咬み込み防止オーバーフロー機構と、前記咬み込み防止オーバーフロー機構によって前記傾斜シュートから取り出された鋼球を前記円形コンベア側へ戻す戻し機構とを備え、
   前記咬み込み防止オーバーフロー機構は、前記円形コンベア側の端部が傾斜し、該端部から前記案内溝の外部に押し出された鋼球が乗り上げる乗り上げ部と、前記乗り上げ部に乗り上げた鋼球を前記戻し機構側へ導く傾斜路とを有することを特徴とする鋼球供給装置。

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