JP3044444B2 - 加工材の研削研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工材の研削研磨装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】木材等の加工材をその表面に倣って、均
一に研削研磨加工するために、種々の構成が提案されて
いる。その、一例としては、特開平１−１５９１６５号
に開示されているように、加工材を送材装置により、一
方向に移動させるようにし、該送材装置の上部に、前記
加工材の走行方向に沿って走行する無端研削ベルトを備
えてなる研削ヘッドを設け、該研削ベルトの内側で、該
送材方向と直交する方向に、多数の踏圧部材を配設し
て、各踏圧部材を加工材表面に倣わせるようにした構成
のものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の構成
にあっては、各踏圧部材が加工材の所定幅に対して個別
的に圧接することとなり、このため、踏圧部材間に走行
方向に沿った研削筋による加工ムラを生じ、しかも、研
削ベルトはその幅位置で、常に同じ部分が加工材の幅位
置に接触することとなり、該研削ベルトの表面状態によ
っても加工材表面に加工ムラを生じ易い。また、加工材
を走行させる必要があり、このため、厚みが大きく、大
重量で、送材不能な加工材は適用不能となる。

【０００４】本発明は、ムラ無く均一に加工表面を研削
研磨でき、しかも、大重量の加工材も適用可能な加工材
の研削研磨装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、加工材を支持
する乗載台と、前記乗載台上に配置され、ヘッドフレー
ム内に、いずれかを駆動ロールとするロール群に掛渡さ
れて走行する無端研削ベルトが配設され、かつ該無端研
削ベルトを加工材側へ踏圧する踏圧パッドと、該踏圧パ
ッドを踏圧倣い作用を生じる踏圧倣い位置と踏圧解除位
置とに変換する踏圧制御手段とを踏圧フレームに付装
し、かつ無端研削ベルトに沿って移動可能としたパッド
装置が配設され、さらに該パッド装置を踏圧パッドの幅
よりも少し小さな移動量で、間欠的に移動する間欠駆動
装置を備えてなる研削ヘッドと、前記研削ヘッドを、パ
ッド装置の移動毎に、無端研削ベルトの走行方向とほぼ
直交する前後方向へ、所定回数だけ往復移動制御する往
復駆動制御装置とを備えてなることを特徴とする加工材
の研削研磨装置である。

【０００６】かかる装置にあって、前記研削ヘッドを、
その走行方向に対して傾斜させる傾斜制御手段を備える
ようにしても良い。その傾斜制御手段としては、乗載台
の両側に、前後方向ガイドに沿って無端研削ベルトの走
行方向とほぼ直交する方向へ移動する走行架台を支持
し、両側の走行架台に研削ヘッドを軸支部で回動可能に
支持すると共に、少なくとも一方の軸支部を、走行架台
に対してその移動方向と直交する幅方向へ移動可能と
し、さらに、両側の走行架台の前後位置を、傾動装置に
より相対的に変化させることにより、研削ヘッドをその
走行方向に対して傾斜させるようにした構成が提案され
得る。

【０００７】

【作用】乗載台に支持された加工材上で、研削ヘッドが
往復駆動装置により前後方向に往復移動すると共に、研
削ヘッドの研削ベルトがロール群に掛渡されて、該研削
ヘッドの走行方向に対してほぼ直交する方向に循環走行
する。そして、研削ヘッドの一往復走行又は所定回の往
復走行ごとに、間欠駆動装置によって、パッド装置が踏
圧パッドの幅よりも少し小さな移動量で、間欠的に移動
する。このとき踏圧制御手段によって踏圧倣い位置にあ
る踏圧パッドにより、研削ベルトは、加工材に最適な圧
力で圧接する。ここで、加工材に隆部等があって、踏圧
パッドに大きな応力が作用した場合には、該踏圧パッド
は、その隆部に倣って退避する。この踏圧倣い作用は、
踏圧制御手段をエアーシリンダで構成したり、踏圧パッ
ドとして弾性材を用いる等により容易に生じさせること
ができる。

【０００８】これにより加工材は、踏圧パッドの存在す
る幅部分のみが研削ベルトにより研削研磨され、研削ヘ
ッドの往復移動と踏圧パッドの加工材の全幅に渡った間
欠移動により、最終的に全面が研削研磨される。

【０００９】かかる研削態様において、図８で示すよう
に、加工材に対する研削ベルトの相対的移動関係をみる
と、研削ヘッドの移動ベクトルｘと、研削ベルトの移動
ベクトルｙとが合成してなるベクトルｚの角度で、研削
ヘッドの各点は加工材に対して傾斜方向に相対走行する
こととなる。従って、研削ヘッドの移動に伴い、加工材
は、研削ベルトの全幅が寄与して研削されることとな
り、ムラの無い研削研磨が施されることとなる。

【００１０】かかる装置にあって、傾斜制御手段によ
り、研削ヘッドをその走行方向に対して傾斜させるよう
にすることもできる。すなわち、上述した傾斜制御手段
の構成にあって、研削ヘッドを支持する両側の走行架台
をその前後方向へ相対的に移動した場合には、前記研削
ヘッドとの軸支部の前後位置がかわって、研削ヘッドが
傾斜することとなる。このとき、可動台は幅方向へ移動
可能となっているため、研削ヘッドの傾斜に伴う幅方向
変位は、軸支部の幅方向移動により吸収され、このため
その傾斜が無理なく行なわれる。そしてこのように研削
ヘッドが傾斜すると、例えば、物を削る場合に、刃物を
傾斜して削ると、大きな抵抗を受けることなく円滑に削
ることができるのと同様に、研削ベルトは、研削ヘッド
の走行に伴って、所定角度で加工材に徐々に接すること
となり、本発明の基本構成と相俟って、加工材の表面を
ムラ無く、研削研磨し得ることとなる。この傾斜角度
は、加工材の材質，木目または塗装面の状態等によって
決定する。

【００１１】

【実施例】添付図面について本発明の一実施例を説明す
る。図１，２において、１は乗載台であり、その上面２
の一側には、前後方向の位置決め片３が固定される。ま
た上面２には、前後方向の案内溝４が図中三列形成さ
れ、該案内溝４内には、ロールベアリング５が設けら
れ、加工材の供給移動を容易としている。図中加工材ｗ
は、肉厚で、大重量のものが適用され、このため、その
一側を前記位置決め片３に接触させるだけで位置決め可
能となるが、必要により、研削加工時に移動を生じない
ように、固定手段を適用しても良い。また、図２で示す
ように、案内溝４からロールベアリング５を上面２に複
数列臨ませることにより、種々の幅の加工材ｗの乗載を
容易とし得ることとなる。

【００１２】乗載台１上には、研削ヘッド３０が乗載さ
れる。この研削ヘッド３０は、図３で拡大して示すよう
に、乗載台１両側で、その上下に設けた走行レール６，
６により支持され、前後方向移動可能とした走行架台１
０ａ，１０ｂにより支持される。また走行レール６，６
間にはラック７がその係合歯を下に向けて固定されてい
る。この走行レール６，６とラック７との連結部は、研
削屑等が付着しないように蛇腹等からなるカバー片１５
で覆うようにしている。

【００１３】かかる走行架台１０ａ，１０ｂの構成をさ
らに説明すると、前記走行架台１０ａ，１０ｂの内面に
は、走行レール６，６に嵌合する嵌合ガイド片１２，１
２が形成され、嵌合ガイド片１２，１２間で、前記ラッ
ク７に下方から螺合するピニオン１３が設けられてい
る。このピニオン１３は、走行架台１０ａ，１０ｂに夫
々付装した可逆駆動モータ１４ａ，１４ｂの駆動軸に固
着されている。この可逆駆動モータ１４ａ，１４ｂは、
後述する研削ヘッド３０を駆動する往復駆動制御装置及
び該研削ヘッド３０を所定角度に傾斜させる傾動制御装
置を構成するものである。

【００１４】前記走行架台１０ａの上面には左右方向の
幅方向レール１７が設けられ、該幅方向レール１７に可
動台１８ａの係合案内片１９を嵌着して、可動台１８ａ
をレール１７に沿った幅方向移動を可能としている。こ
の可動台１８ａには、支軸２０ａが固着される。而し
て、幅方向レール１７と、可動台１８ａとで走行架台１
０ａの可動手段を構成している。一方、走行架台１０ｂ
の上面には、図１で示すように、固定台１８ｂを直接固
定し、該固定台１８ｂに支軸２０ｂを設けている。

【００１５】そして、この乗載台１の左右に立設された
左右の支軸２０ａ，２０ｂにより、研削ヘッド３０が支
持されることとなる。すなわち、この研削ヘッド３０の
ヘッドフレーム３１の両側に設けた支持筒片３２，３２
に、前記支軸２０ａ，２０ｂが挿入し、両側の支軸２０
ａ，２０ｂにより、研削ヘッド３０の傾動が可能とな
る。また、前記支持筒片３２上には、図３，４で示すよ
うに、ロックシリンダ３５が固着され、そのシリンダロ
ッド３６の下端を前記支軸２０ａ，２０ｂの上端に螺子
固定するようにしている。そして、エアー切換えによ
り、シリンダロッド３６を上方へ引張させ、その引張力
により、ヘッドフレーム３１の下面を可動台１８ａに圧
接してロック状態とし、引張力を緩めることにより、開
放状態として後述する研削ヘッド３０の傾動制御を可能
としている。

【００１６】上述の構成では、走行架台１０ｂの上面に
固定台１８ｂを設けたが、これを上述と同様に幅方向レ
ール１７に沿った幅方向移動を可能とした可動台１８ａ
を適用しても良い。また、台１８ａ，１８ｂに支持筒片
を設けて、ヘッドフレーム３１の両側に、該支持筒片に
挿通する支軸を設けるようにしても良い。いずれにせ
よ、支持筒片と、支軸とで、研削ヘッド３０の軸支部が
構成されることとなる。

【００１７】次に前記研削ヘッド３０の内部構造を図
１，５，６に従って説明する。前記ヘッドフレーム３１
の内部両側には、図１で示すように、前後方向に枢支し
て、駆動モータ３９により駆動する駆動ロール４０と、
テンションロール４１とが配設され、該ロール４０，４
１に無端研削ベルト４４が掛渡されている。この無端研
削ベルト４４は、複数の案内ロ−ル４３によっても案内
される。またこのヘッドフレーム３１の背面には、装着
板４５が固定される。この装着板４５の前面には、幅方
向へのレール４６，４６が上下二本設けられ、レール４
６，４６間にラック４７が設けられる。またこの装着板
４５の前面には、踏圧パッド装置５０が配設され、図４
で示すように、該踏圧パッド装置５０のパッドフレーム
５１の背面に設けた走行溝４８，４８を前記レール４６
に嵌合し、該レール４６の案内作用により、踏圧パッド
装置５０の幅方向移動を可能としている。

【００１８】前記装着板４５の背面には間欠駆動モータ
７３（間欠駆動装置）が固定され、その駆動軸に固着し
たピニオン７４を前記ラック４７に螺合している。そし
て、間欠駆動モータ７３の駆動により、踏圧パッド装置
５０をレール４６，４６に沿って、自走するようにして
いる。この間欠駆動モータ７３は、前記研削ヘッド３０
が、可逆駆動モータ１４ａ，１４ｂの駆動により、上面
２上を、走行レール６，６に沿って一往復移動が完了す
る毎に駆動制御され、後述する踏圧パッド６６の幅より
も少し小さな移動量で、踏圧パッド装置５０を幅方向移
動させるようにしている。

【００１９】パッドフレーム５１には、左右方向にロー
ル支持片５２，５２が突成され、該ロール支持片５２，
５２の端部に遊転案内ロール５４，５４が夫々枢支さ
れ、無端研削ベルト４４に接触して、遊転案内ロール５
４，５４間を水平走行させるようにしている。またパッ
ドフレーム５１の前面には、昇降板５５がその上縁部で
螺子軸５６に螺合され、該螺子軸５６の回動制御によ
り、昇降可能としている。この螺子軸５６は、その上端
に支持したベルト車５７と、前記パッドフレーム５１に
固着した昇降モータ５８の駆動軸に支持した駆動ロール
５９とにベルト６０を掛けて、該昇降モータ５８の駆動
により回動されるものであり、この螺子軸５６を回動さ
せることにより、昇降板５５の昇降制御を施すようにし
ている。この昇降制御により、無端研削ベルト４４の装
脱が容易となる。

【００２０】この昇降板５５の左右には上下で、案内筒
片６１，６２が設けられ、該案内筒片６１，６２にロッ
ド６３，６３が上下方向に挿通しており、該ロッド６
３，６３に踏圧板６５が幅方向で固定されている。そし
てこの踏圧板６５の下面には、スポンジ，フェルト等の
弾性材からなる踏圧パッド６６が装着板６７を介して固
着され、前記無端研削ベルト４４の内面に接触してい
る。また昇降板５５の下縁には、図中三個の踏圧制御シ
リンダ７０が固定され、そのロッド７１の下端を前記踏
圧板６５に連結するようにしている。尚、踏圧制御シリ
ンダ７０の倣い踏圧作用により、踏圧パッド６６は、鉄
等の硬質材料を適用しても良い。而して、前記踏圧制御
シリンダ７０の圧力制御により、ロッド７１が伸出し
て、踏圧パッド６６が無端研削ベルト４４に圧接する踏
圧倣い位置と、ロッド７１が退避する踏圧解除位置に変
換される。そして前記踏圧制御シリンダ７０により踏圧
制御装置が構成されることとなる。

【００２１】また、上述したように、踏圧パッド装置５
０は、前記研削ヘッド３０が、可逆駆動モータ１４ａ，
１４ｂの駆動により、走行レール６，６に沿って、一往
復移動する毎に間欠駆動モータ７３が駆動し、踏圧パッ
ド６６の幅よりも少し小さな移動量で幅方向移動制御さ
れる。

【００２２】ここで、この移動を踏圧パッド６６の幅よ
りも小さくしたから、図８で示すように、踏圧パッド６
６の端部は、その移動毎に前の位置に対して重なって、
該重なり部分αで二重研削され、このため、踏圧パッド
６６の移動によってもその境界で研削ムラを生じない。

【００２３】一方、この部分αは加工材は二度研削を受
けることとなるから、過剰研削されるおそれがある。そ
こで図７で示すように、踏圧パッド６６をその端部ｅ，
ｅが、端方に沿って幅狭状となる形状にしている。これ
により、踏圧面積が小さくなり、過剰研削が防止され
る。尚、この過剰研削を阻止するために、踏圧パッド６
６を幅方向に分割させ、各分割部を踏圧制御シリンダに
連係して、夫々踏圧力を作用させると共に、その端部の
分割部を踏圧する踏圧制御シリンダの加圧力を他のシリ
ンダに比して小さくし、これにより、二重研削しても過
剰とならないようにしても良い。

【００２４】次に本実施例の作動につき説明する、前記
研削ヘッド３０をその走行方向と直角とした図１のＡ位
置にあっては、上述したように、前記研削ヘッド３０
が、可逆駆動モータ１４ａ，１４ｂを同一方向へ同期駆
動させることにより、走行レール６，６に沿って往復移
動する。そして、この一往復が完了すると、間欠駆動モ
ータ７３が駆動し、踏圧パッド６６の幅よりも少し小さ
な移動量で、踏圧パッド装置５０が幅方向移動する。こ
れにより加工材ｗは、踏圧パッド６６の存在する幅部分
のみが研削ベルト４４により研削研磨されながら、踏圧
パッド６６の加工材ｗの全幅移動が満了することによ
り、その全面が研削研磨されることとなる。

【００２５】この研削過程において、図８で示すよう
に、加工材に対する研削ベルトの相対的移動関係をみる
と、研削ヘッド３０の移動ベクトルｘと、研削ベルト４
４の移動ベクトルｙの合成により、そのベクトルｚの角
度で、研削ベルト４４は加工材に対して傾斜方向に相対
走行することとなる。従って、研削ヘッド３０の移動に
伴い、加工材ｗは、研削ベルト４４の全幅が寄与して研
削されることとなり、ムラの無い研削研磨が施されるこ
ととなる。

【００２６】しかも加工材ｗは、踏圧パッド６６の存在
する幅部分のみで、研削ヘッド３０の往復走行毎に研削
されるものであるため、加工材ｗ全体を幅方向で同時的
に踏圧する構成と異なって、当該部分の状態のみに対応
した最適な倣い作用を生じることができる。さらには、
加工材をその幅方向で部分的に研削するものであるか
ら、可逆駆動モータ１４ａ，１４ｂの馬力が小さくて済
む。

【００２７】かかる構成には、研削ヘッド３０の一往復
ごとに、踏圧パッド装置５０を間欠移動させるようにし
たが、二回以上の往復研削又は往復のうちいずれか一回
のみで研削させるようにしても良い。

【００２８】その他、その研削過程に生じた、加工屑
は、ヘッドフレーム３１に設けたホッパー７５から吸引
して、回収される。次に研削ヘッド３０は、図２で示す
ように、その走行方向に対して矢印のように、中心ｏを
回動中心として、傾斜可能となっている。その作動につ
き説明する。

【００２９】前記ロックシリンダ３５を開放状態に変換
し、左右の可逆駆動モータ１４ａ，１４ｂを夫々反対方
向へ駆動する。これにより、左右の走行架台１０ａ，１
０ｂが、走行レール６，６に案内されて前後反対方向に
移動する。そして、支軸２０ａ，２０ｂが前後に送ら
れ、しかもロックシリンダ３５のロック解除により、少
なくとも一方の支軸２０ａは、可動台１８ａにより幅方
向移動も可能となっており、研削ヘッド３０の両端が可
逆駆動モータ１４ａ，１４ｂの駆動力によって、前後反
対側へ押し出されると共に、その幅方向変位により、支
軸２０ａが幅方向レール１７に沿って移動する。而し
て、研削ヘッド３０は図２の支点ｏを中心として傾斜
し、図２のＢ位置となる。ここで、可逆駆動モータ１４
ａ，１４ｂの回動量を検知することにより、所定の傾斜
角度を随意に達成することができ、この角度設定後に、
ロックシリンダ３５をロック位置に復帰させる。

【００３０】而して、研削ヘッド３０に伴い、無端研削
ベルト４４及び踏圧パッド６６（図２鎖線参照）が傾斜
することとなる。

【００３１】そしてこの状態で、研削ヘッド３０を往復
移動すると、例えば、物を削る場合に、刃物を傾斜して
削ると、大きな抵抗を受けることなく円滑に削ることが
できるのと同様に、研削ベルト４４は、研削ヘッド３０
の走行に伴って、所定角度で加工材ｗに徐々に接するこ
ととなり、本発明の基本構成と相俟って、加工材ｗの表
面をムラ無く、研削研磨し得ることとなる。

【００３２】上述の構成にあって、傾動装置を、研削ヘ
ッド３０の往復駆動制御装置を兼ねる可逆駆動モータ１
４ａ，１４ｂにより構成して、構成を簡略化したが、専
用の傾動装置を別途設けても良い。またハンドル操作等
で、走行課題を前後に調整し得る構成にして、手動機構
で傾動装置を構成しても良い。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、加工材ｗを乗載台１上に支持
し、該乗載台１上に研削ベルト４４を装架した研削ヘッ
ド３０を配置して、これを、前記研削ベルト４４の走行
方向とほぼ直交する方向へ、往復移動させ、さらには、
前記研削ベルト４４を踏圧する踏圧パッド装置５０を、
研削ヘッド３０の一往復走行又は所定回の往復走行ごと
に、間欠駆動装置によって、踏圧パッド６６の幅よりも
少し小さな移動量で、間欠的に移動するようにしたもの
であるから、次の効果がある。 加工材ｗは、固定した状態で研削されるから、送材
装置を必要とせず、どのような厚又は重量のものであっ
ても、研削加工が可能となる。 加工材ｗは、踏圧パッド６６の存在する幅部分のみ
が研削ベルト４４により研削研磨されるものであるた
め、加工材ｗ全体を幅方向で同時的に踏圧する構成と異
なって、当該部分の状態のみに対応して最適な倣い作用
を生じることができる。 加工材をその幅方向で部分的に研削するものである
から、可逆駆動モータ１４ａ，１４ｂの馬力が小さくて
済む。 踏圧パッド６６は、その幅よりも少し小さな移動量
で間欠移動するから、その移動毎に前の位置に対して重
なり部分αを生じ、踏圧パッド６６間で縦筋等の研削ム
ラを生じることもない。 その研削態様において、図８で示すように、加工材
ｗに対する研削ベルト４４の相対的移動関係をみると、
研削ヘッド３０の移動ベクトルｘと、研削ベルト４４の
移動ベクトルｙの合成からなるベクトルｚの角度で、研
削ベルト４４は加工材ｗに対して相対的に傾斜方向へ走
行することとなり、研削ヘッド３０の移動に伴い、加工
材ｗは、研削ベルトの全幅が寄与して研削されることと
なって、ムラの無い研削研磨が施されることとなる。

【００３４】さらに、かかる装置にあって、前記研削ヘ
ッド４０をその走行方向に対して傾斜し得るようにした
傾斜制御手段を備えた構成にあっては、研削ベルト４４
は、研削ヘッド４０の走行に伴って、所定角度で加工材
ｗに徐々に接することとなり、本発明の基本構成と相俟
って、加工材ｗの表面をムラ無く、研削研磨し得ること
となる、等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の正面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】走行架台１０ａ，１０ｂ等を示す拡大正面図で
ある。

【図４】ロックシリンダ３５を示す縦断側面図である。

【図５】踏圧パッド装置５０の拡大正面図である。

【図６】踏圧パッド装置５０の間欠駆動手段を示す縦断
側面図である。

【図７】踏圧パッド６６を示す平面図である。

【図８】研削態様を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 乗載台 ６ 走行レール ７ ラック １０ａ，１０ｂ 走行架台 １３ ピニオン １４ａ，１４ｂ 可逆駆動モータ １７ 幅方向レール １８ａ 可動台 １８ｂ 固定台 ２０ａ，２０ｂ 支軸 ３０ 研削ヘッド ３１ ヘッドフレーム ３２ 支持筒片 ３５ ロックシリンダ ４４ 無端研削ベルト ４５ 装着板 ４６ レール ４７ ラック ５０ 踏圧パッド装置 ５１ パッドフレーム ５５ 昇降板 ５８ 昇降モータ ６６ 踏圧パッド ７０ 踏圧制御シリンダ ７３ 間欠駆動モータ（間欠駆動装置）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工材を支持する乗載台と、 前記乗載台上に配置され、ヘッドフレーム内に、いずれ
   かを駆動ロールとするロール群に掛渡されて走行する無
   端研削ベルトが配設され、かつ該無端研削ベルトを加工
   材側へ踏圧する踏圧パッドと、該踏圧パッドを踏圧倣い
   作用を生じる踏圧倣い位置と踏圧解除位置とに変換する
   踏圧制御手段とを踏圧フレームに付装し、かつ無端研削
   ベルトに沿って移動可能としたパッド装置が配設され、
   さらに該パッド装置を踏圧パッドの幅よりも少し小さな
   移動量で、間欠的に移動する間欠駆動装置を備えてなる
   研削ヘッドと、 前記研削ヘッドを、パッド装置の移動毎に、無端研削ベ
   ルトの走行方向とほぼ直交する前後方向へ、所定回数だ
   け往復移動制御する往復駆動制御装置とを備えてなるこ
   とを特徴とする加工材の研削研磨装置。
2. 【請求項２】前記研削ヘッドを、その走行方向に対して
   傾斜させる傾斜制御手段を備えたことを特徴とする請求
   項１記載の加工材の研削研磨装置。
3. 【請求項３】前記傾斜制御手段を、乗載台の両側に、前
   後方向ガイドに沿って無端研削ベルトの走行方向とほぼ
   直交する方向へ移動する走行架台を支持し、両側の走行
   架台に研削ヘッドを軸支部で回動可能に支持すると共
   に、少なくとも一方の軸支部を、走行架台に対してその
   移動方向と直交する幅方向へ移動可能とし、さらに、両
   側の走行架台の前後位置を、傾動装置により相対的に変
   化させることにより、研削ヘッドをその走行方向に対し
   て傾斜させるようにして構成したことを特徴とする請求
   項２記載の加工材の研削研磨装置。