JP2017226054A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グラビア版ロールの表面の傷付きを無くして、グラビア版ロールの見映えの向上を図りかつ研磨した後工程での悪影響を確実に防止することができる研磨装置を提供する。
【解決手段】軸芯ｍ回りに一定速度で回転するグラビア版ロールＧの表面に対しその軸芯ｍと直行する方向から接触する研磨材３を設ける。この研磨材３として、回転部材４の周方向等間隔置きに設けた、互いに粒度の異なる６種類の砥石３１〜３６を用いる。そして、軸芯ｍ回りに一定速度で回転するグラビア版ロールＧの表面に対し、その軸芯ｍ方向へ振幅運動しながら軸芯ｍ方向一端から他端までの間を当該軸芯ｍと平行に往復移動する第１〜第６砥石３１〜３６を粒度の粗い順に回転部材４の回転により切り替えて、研磨している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロール体の表面を研磨する研磨装置に関する。

従来より、この種の研磨装置としては、軸芯回りに一定速度で回転するロール体の表面に対しその軸芯と平行な軸芯回りに回転するロール状の研磨材を備え、ロール体に対しその軸芯と直行する方向から研磨材を接触させてロール体の表面を研磨するようにしたものが知られている（特許文献１参照）。そして、研磨材は、ロール体の軸芯方向一端から他端までの間を往復移動して当該ロール体の表面を研磨している。

特許３１６５０８９号公報

ところが、前記従来のものでは、互いに回転するロール体と研磨材との間で周速差が生じるため、研磨時にロール体の軸芯方向一端から他端までの間を往復移動する研磨材によってロール体の表面に螺旋状の傷が付着することがある。このような傷は、表面の鏡面仕上げが要求されるロール体にあっては、見映えが著しく悪化する上、研磨した後工程に悪影響を及ぼすおそれがあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ロール体の表面の傷付きを無くして、ロール体の見映えの向上を図りかつ研磨した後工程での悪影響を確実に防止することができる研磨装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明では、軸芯回りに一定速度で回転するロール体の表面を研磨する研磨装置を前提とし、前記ロール体の表面に対しその軸芯と直行する方向から接触して研磨する研磨材と、前記研磨材を前記ロール体の表面に対し略平行に振幅運動させる振幅運動手段と、前記振幅運動手段により振幅運動する前記研磨材を前記ロール体の軸芯方向一端から他端までの間をその軸芯と平行に往復移動させる往復運動手段と、を備えることを特徴としている。

また、前記研磨材として、互いに粒度を異ならせた複数種類の砥石を用いる。そして、前記各砥石を、前記ロール体の軸芯と平行な軸芯回りに回転する回転部材の周方向等間隔置きに設け、前記回転部材を回転させて前記ロール体の表面の研磨具合に応じて変更していてもよい。

また、前記回転部材を、前記各砥石のうちの粒度の大きい砥石の順から前記ロール体の表面が研磨されるように予め設定された時間毎に回転させていてもよい。

更に、前記ロール体として、表面に形成されたバラード鍍金を剥離した状態で研磨されるグラビア版ロールを適用していてもよい。

以上、要するに、軸芯回りに一定速度で回転するロール体の表面に対し略平行に振幅運動しながら軸芯方向一端から他端までの間を当該軸芯と平行に往復移動する研磨材によって研磨することで、ロール体の表面の傷付きを無くして、ロール体の見映えの向上を図りかつ研磨した後工程での悪影響を確実に防止することができる。

また、互いに粒度を異ならせた複数種類の砥石を、ロール体の軸芯と平行な軸芯回りに回転する回転部材の周方向等間隔置きに設け、回転部材を回転させてロール体の表面の研磨具合に応じて変更することで、ロール体の表面の研磨具合に応じて粒度を変更した最適な砥石によってロール体の表面を好適に研磨することができる。

また、回転部材を、予め設定された時間毎に回転させて、各砥石のうちの粒度の大きい砥石から順にロール体の表面を研磨することで、長時間に及ぶロール体の表面の研磨を付き添うことなく自動で仕上げまで行え、ロール体の表面の研磨のオートメーション化を図ることができる。

更に、ロール体として、表面に形成されたバラード鍍金を剥離した状態で研磨されるグラビア版ロールを適用することで、バラード鍍金を剥離した状態のグラビア版ロールの表面を傷つけることなく後工程での悪影響を確実に防止しつつ研磨することができる。

本発明の実施の形態に係る研磨装置の側面図である。 図１の研磨装置の正面図である。 図１の研磨装置の平面図である。

以下、本願発明の実施の形態に係る研磨装置を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る研磨装置の側面図、図２は研磨装置の正面図、図３は研磨装置の平面図をそれぞれ示している。

図１〜図３において、１は研磨装置であって、この研磨装置１は、表面に形成されたバラード鍍金（図示せず）を剥離した状態のロール体としてのグラビア版ロールＧの表面の研磨に供される。

研磨装置１は、グラビア版ロールＧをその水平方向へ延びる軸芯ｍ回りに回転させる駆動手段２と、この駆動手段２により回転するグラビア版ロールＧの両側端面をそれぞれ個別に支持する一側端面用及び他側端面用支承片２１，２２とを備えている。この一側端面用及び他側端面用支承片２１，２２は、研磨装置１の筐体１０の左右両端部（図２及び図３では左右両端部）において水平軸回りに回転自在に支持されている。

一側端面用及び他側端面用支承片２１，２２は、その先端をグラビア版ロールＧの両側端面にそれぞれ開口する中心孔部Ｇ１，Ｇ１に挿通して当該グラビア版ロールＧをその軸芯ｍ回りに回転自在に支承している。また、一側端面用及び他側端面用支承片２１，２２の先端は、それぞれ略円錐形状に形成され、その斜面と略一致するテーパー面に形成された中心孔部Ｇ１，Ｇ１に対し挿通されて合致し、グラビア版ロールＧを各支承片２１，２２の先端に対し隙間のない状態で左右方向から支承している。

駆動手段２は、一側端面用及び他側端面用支承片２１，２２のうちの一側端面用支承片２１の基端（図２では左端）に回転一体に連結されたプーリ２１１と、筐体１０の一側下端部に設けられ、出力軸２３１を下方へ延ばした第１モータ２３と、この第１モータ２３の出力軸２３１の先端（図２では左端）に回転一体に連結されたプーリ２３２とを備えている。更に、駆動手段２は、第１モータ２３の出力軸２３１のプーリ２３２と、一側端用支承片２１のプーリ２１１との間に架け渡された無端ベルト２１２を備え、第１モータ２３の出力軸２３１からの回転力を無端ベルト２１２を介して一側端用支承片２１に伝達してグラビア版ロールＧをその軸芯ｍ回りに回転させるようにしている。この場合、第１モータ２３は、制御手段Ｘに連結され、この制御手段Ｘが操作盤Ｓで操作された指示に基づいてグラビア版ロールＧを一定の回転数（例えば約２００〜３００ｒｐｍ）で回転させるように制御している。

また、他側端面用支承片２２は、筐体１０の一側端から他側端に亘って延びる一対のレール２２１，２２１上に支持された移動台２２２上に取り付けられている。各レール２２１の下方には、当該各レール２２１と伸縮軸が平行に延びるエアシリンダ２４が設けられている。このエアシリンダ２４のピストンロッド２４１の先端は、移動台２２２に取り付けられている。そして、ピストンロッド２４１の伸縮に応じて移動台２２２が各レール２２１上を進退移動し、他側端面用支承片２２の先端をグラビア版ロールＧの他側の中心孔部Ｇ１に対し挿通させて、一側の中心孔部Ｇ１との間でグラビア版ロールＧを強固に支承している。

一側端面用及び他側端面用支承片２１，２２に支承されたグラビア版ロールＧの上方には、グラビア版ロールＧの表面を研磨する研磨材３が設けられている。研磨材３としては、互いに粒度を異ならせた６種類の第１〜第６砥石３１〜３６が用いられている。各砥石３１〜３６は、グラビア版ロールＧの軸芯ｍと平行な軸芯ｎ回りに回転する円盤状の回転部材４の周方向等間隔置きつまり６０°の間隔置きに設けられている。そして、各砥石３１〜３６は、略矩形のブロック状に形成され、それぞれ回転部材４の外周面上より放射状に突出した状態で周方向両側から一対の保持板３７，３７により保持されて取り付けられている。この場合、第１〜第６砥石３１〜３６の粒度は、第１砥石３１が最も荒粒の５００番に、第２砥石３２が次に荒粒の８００番に、第３砥石３３が１０００番に、第４砥石３４が２０００番に、第５砥石３５が４０００番に、第６砥石３６が最も細粒の１００００番に、それぞれ設定されている。

回転部材４は、支持部材４０に設けられた第２モータ４１の軸に回転一体に連結されている。第２モータ４１の軸は、回転部材４の軸芯ｎ上に位置している。この第２モータ４１は、支持部材４０に対して回転部材４を６０°毎に回転させ、第１〜第６砥石３１〜３６のうちの最下端に位置する砥石（例えば第１砥石３１）の中心線を連結線Ｌ上に位置付けて当該砥石の先端面を一側端面用及び他側端面用支承片２１，２２に支承されたグラビア版ロールＧの表面に対しその軸芯ｍに対し直行する方向から接触させるようにしている。この場合、第２モータ４１も、制御手段Ｘに連結され、操作盤Ｓで操作された指示に基づいて回転部材４を回転させて第１〜第６砥石３１〜３６を選択するように制御している。

また、回転部材４は、下方に開口する断面略コ字状の支持部材４０によって、軸芯ｎの一側及び他側から挟まれた状態で、軸芯ｎ方向へ微動可能な隙間を存して支持されている。また、回転部材４は、支持部材４０に設けられた振幅運動手段としての第３モータ４２に連結され、この第３モータ４２によって、支持部材４０との隙間内で振動し、各砥石３１〜３６をグラビア版ロールＧの表面に対しほぼ平行な軸芯ｍ方向へ小刻み（例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度）に振幅運動させるようにしている。この場合、第３モータ４２も、制御手段Ｘに連結され、操作盤Ｓで操作された指示に基づいて回転部材４の各砥石３１〜３６を小刻みに振幅運動させるように制御している。この第３モータ４２としては、回転部材４の各砥石３１〜３６に対し固定周波数による超音波振動を生じさせる振動モータが適用されている。

また、研磨装置１の筐体１０には、その一側端から他側端に亘って延びる凸状レール１１が敷設され、この凸状レール１１上にスライド部材１２がスライド自在に支持されている。そして、スライド部材１２には、支持部材４０が摺動機構１３を介して摺動自在に支持されている。

摺動機構１３は、スライド部材１２に設けられた、連結線Ｌと平行な斜面１４を備え、この斜面１４に沿って支持部材４０の基部４０１を摺動自在に支持している。また、摺動機構１３は、その斜面１４を摺動する支持部材４０の基部４０１の延長線上に接線が位置するように配置されたプーリ１５を備え、このプーリ１５がスライド部材１２の上面に転動自在に支持されている。そして、支持部材４０は、その基部４０１に一端が連結されたロープ１６をプーリ１５に巻回して他端をバランスウェイト１７に連結することで、回転部材４の最下端に位置する砥石がグラビア版ロールＧの表面に対し接触する際の接地圧のバランスを取っている。

また、プーリ１５の軸には、図示しないモータの出力軸が回転一体に連結されている。このモータの出力軸とプーリ１５の軸との間にはパウダークラッチＰが設けられ、パウダークラッチＰによってモータの出力がプーリ１５に対してダイレクトに伝達されないように加減することで、ロープ１６に対するバランスウェイト１７からの荷重の作用具合を調整して、グラビア版ロールＧの表面に対する各砥石３１〜３６の接地圧を調整している。この場合、パウダークラッチＰも、制御手段Ｘに連結され、操作盤Ｓで操作された指示に基づいてグラビア版ロールＧの表面に対し砥石が接触する際の接地圧のバランスを取るようにしている。

筐体１０の凸状レール１１には、オイル貯留部１１１が設けられている。このオイル貯留部１１１には、筐体１０の一側端から他側端に亘って延びるボールネジ１８が浸漬されている。このボールネジ１８は、スライド部材１２に設けられた雌ねじ部１２１に螺着されている。また、ボールネジ１８の一端には、ギヤ１８１が回転一体に連結されている。このギヤ１８１には、筐体１０に設けられた正逆回転可能な第４モータ１９の出力ギヤ１９１に巻回されたチェーン１８２が巻き掛けられ、第４モータ１９の正逆回転に応じてボールネジ１８を回転させてスライド部材１２を筐体１０の一側または他側にスライド移動させることで、回転部材４の各砥石３１〜３６をグラビア版ロールＧの一側端と他側端との間で往復移動させるようにしている。

そして、スライド部材１２の雌ねじ部１２１に螺着されたボールネジ１８、第４モータ１９、及びボールネジ１８一端のギヤ１８１と第４モータ１９の出力ギヤ１９１とに巻回されたチェーン１８２によって、各砥石３１〜３６をグラビア版ロールＧの一側端と他側端との間で往復移動させる往復運動手段５が構成されている。この場合、第４モータ１９も、制御手段Ｘに連結され、操作盤Ｓで操作された指示に基づいてスライド部材１２を支持部材４０と共にスライド移動させて、回転部材４の各砥石３１〜３６をグラビア版ロールＧの一側端と他側端との間で往復移動させるように制御している。

ここで、操作盤Ｓで操作された指示に基づいて制御手段Ｘにより研磨装置１によりグラビア版ロールＧの表面を研磨する手順の一例を説明する。

先ず、表面に形成されたバラード鍍金を剥離した状態のグラビア版ロールＧの一端の中心孔部Ｇ１に一側端面用支承片２１の先端を挿通する。このとき、エアシリンダ２４のピストンロッド２４１をグラビア版ロールＧの長さ以上に伸張させておく。

次いで、グラビア版ロールＧの他端の中心孔部Ｇ１に他側端面用支承片２２の先端が挿通されるようにピストンロッド２４１を収縮させ、レール上の移動台２２２を後退させて他側端面用支承片２２の先端をグラビア版ロールＧの他側の中心孔部Ｇ１に挿通させることで、一側の中心孔部Ｇ１との間でグラビア版ロールＧを強固に支承する。

その後、操作盤Ｓを操作し第１〜第４モータ２３，４１，４２，１９への指示を入力する。具体的には、グラビア版ロールＧをその軸芯ｍ回りに一定の回転数（例えば約２００〜３００ｒｐｍ）で回転させるように第１モータ２３への指示を入力する。また、回転部材４の第１〜第６砥石３１〜３６を最も荒粒の第１砥石３１から最も細粒の第６砥石３６の順に一定時間（例えば２〜３時間）経過する度に最下端の位置に切り替えられるように第２モータ４１への指示を入力する。また、回転部材４の各砥石３１〜３６を小刻みに振幅運動させるように第３モータ４２への指示を入力する。更に、スライド部材１２を支持部材４０と共にスライド移動させて回転部材４の各砥石３１〜３６をグラビア版ロールＧの一側端と他側端との間で往復移動させるように第４モータ１９への指示を入力する。

しかる後、操作盤Ｓで操作された指示に基づいて制御手段Ｘにより第１〜第４モータ２３，４１，４２，１９を制御し、第１〜第６砥石３１〜３６によるグラビア版ロールＧの研磨を完了する。

したがって、本実施の形態では、軸芯ｍ回りに一定速度で回転するグラビア版ロールＧの表面に対しその軸芯ｍ方向へ振幅運動しながら軸芯方向一端から他端までの間を当該軸芯ｍと平行に往復移動する研磨材３（第１〜第６砥石３１〜３６）によって研磨しているので、グラビア版ロールＧの表面の傷付きを無くして、グラビア版ロールＧの見映えの向上を図りかつ研磨した後工程での悪影響を確実に防止することができる。

また、回転部材４を予め設定された時間毎に回転させて、第１〜第６砥石３１〜３６のうちの最も荒粒の第１砥石３１から最も細粒の第６砥石３６の順に一定時間経過する度に砥石を最下端の位置に切り替えてグラビア版ロールＧの表面を研磨しているので、長時間に及ぶグラビア版ロールＧの表面の研磨を付き添うことなく自動で仕上げまで行え、グラビア版ロールＧの表面の研磨のオートメーション化を図ることができる。

更に、表面に形成されたバラード鍍金を剥離した状態のグラビア版ロールＧを研磨する研磨装置１とすることで、バラード鍍金を剥離した状態のグラビア版ロールＧの表面を傷つけることなく後工程での悪影響を確実に防止しつつ円滑に研磨することができる。

なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、本実施の形態では、第１〜第６砥石３１〜３６のうちの最も荒粒の第１砥石３１から最も細粒の第６砥石３６の順に一定時間経過する度に砥石を切り替えたが、ロール体の軸芯と平行な軸芯回りに回転する回転部材の周方向等間隔置きに設けられた、互いに粒度を異ならせた複数種類の砥石が、回転部材を適宜回転させてロール体の表面の研磨具合に応じて変更されるようにしてもよい。この場合には、ロール体の表面の研磨具合に応じて粒度を変更した最適な砥石によってロール体の表面を好適に研磨することが可能となる。

また、前記実施の形態では、研磨材３として、互いに粒度を異ならせた６種類の第１〜第６砥石３１〜３６を用いたが、互いに粒度の異なる６種類を除く複数種類の砥石が研磨材として用いられていてもよい。また、単一の砥石が研磨材として用いられていてもよい。

また、前記実施の形態では、互いに粒度を異ならせた６種類の第１〜第６砥石３１〜３６を回転部材４の周方向等間隔置きに設けたが、同一粒度の複数の砥石が回転部材の周方向等間隔置きに設けられていてもよい。この場合には、砥石の摩耗具合に応じて回転部材を回転させて砥石の交換が行われる。

また、前記実施の形態では、プーリ１５の軸に連結したモータの出力軸とプーリ１５の軸との間にパウダークラッチＰを設けたが、回転部材の軸芯上に連通する流体通路を設け、この流体通路の基端に流体圧シリンダを連結する一方、先端を回転部材の第１〜第６砥石の基端側に向けて放射状に配置し、流体圧シリンダからの流体圧を砥石の粒度及び研磨対象物の種類に応じて流体通路を介して各砥石の基端側に作用させて、グラビア版ロールの表面に対する各砥石の接地圧を調整するようにしてもよい。

また、前記実施の形態では、振幅運動手段として、回転部材４の各砥石３１〜３６に対し固定周波数による超音波振動を生じさせる振動モータよりなる第３モータ４２を適用したが、各砥石を小刻みに振幅運動させる超音波発振器や加振機などが適用されていてもよい。

また、前記実施の形態では、スライド部材１２の雌ねじ部１２１に螺着したボールネジ１８、第４モータ１９、及びボールネジ１８のギヤ１８１と第４モータ１９の出力ギヤ１９１とに巻回したチェーン１８２によって、往復運動手段５を構成したが、流体圧シリンダによるピストンの伸縮動作、モータの回転により進退移動するラックピニオン機構などによって、各砥石をロール体の一側端と他側端との間で往復移動させる往復運動手段が構成されていてもよい。

また、本実施の形態では、第３モータ４２によって各砥石３１〜３６をグラビア版ロールＧの表面に対しほぼ平行な軸芯ｍ方向へ小刻みに振幅運動させたが、振幅運動手段によって各砥石をロール体の表面に対しその軸芯と略直行する方向へ小刻みに振幅運動させるようにしてもよく、要するに、振幅運動手段によって砥石がロール体の表面に対しほぼ平行な方向へ小刻みに振幅運動していればよい。

更に、前記実施の形態では、バラード鍍金を剥離したグラビア版ロールＧの表面を研磨する研磨装置１について述べたが、表面を鏡面に研磨するロール体であればなんでもよく、例えば自動車のクランクシャフトのクランクジャーナルやクランクピン、又はショックアブソーバーのピストンロッドなどのロール体を研磨する研磨装置としても適用可能である。

１ 研磨装置
３ 研磨材
３１〜３６ 第１〜第６砥石
４ 回転部材
４２ 第３モータ（振幅運動手段）
５ 往復運動手段
Ｇ グラビア版ロール（ロール体）
ｍ グラビア版ロールの軸芯
ｎ 回転部材の軸芯

Claims (4)

1. 軸芯回りに一定速度で回転するロール体の表面を研磨する研磨装置であって、
   前記ロール体の表面に対しその軸芯と直行する方向から接触して研磨する研磨材と、
   前記研磨材を前記ロール体の表面に対し略平行に振幅運動させる振幅運動手段と、
   前記振幅運動手段により振幅運動する前記研磨材を前記ロール体の軸芯方向一端から他端までの間をその軸芯と平行に往復移動させる往復運動手段と、
   を備えていることを特徴とする研磨装置。
2. 前記研磨材としては、互いに粒度を異ならせた複数種類の砥石が用いられ、
   前記各砥石は、前記ロール体の軸芯と平行な軸芯回りに回転する回転部材の周方向等間隔置きに設けられ、前記回転部材を回転させて前記ロール体の表面の研磨具合に応じて変更されている請求項１に記載の研磨装置。
3. 前記回転部材は、前記各砥石のうちの粒度の大きい砥石から順に前記ロール体の表面が研磨されるように予め設定された時間毎に回転している請求項２に記載の研磨装置。
4. 前記ロール体としては、表面に形成されたバラード鍍金を剥離した状態で研磨されるグラビア版ロールが適用されている請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の研磨装置。

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