JP3415773B2 - 回転式研磨ロール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ホイールフラン
ジからの回転駆動力を受け、その回転研磨をもって被研
磨材の表面仕上げをなす円筒状のバフあるいはブラシ等
の研摩材を装着したいわゆる回転式研磨ロールに関し、
更に詳しくは、バフあるいはブラシの取付け基台となる
円筒コア管の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の回転式研磨ロールは、図
９に示すように、金属製の円筒コア管ａの外周に例えば
バフ材の研磨材ｂが装着された構造となっており、使用
時において、回転用の金属製治具すなわちホイールフラ
ンジｃが両端からこの円筒コア管ａの中空部に嵌着さ
れ、ホイールフランジｃの回転駆動力を受けて回転され
るものである。ここで、金属製の円筒コア管ａとして一
般に配管用鋼管いわゆるガス管が使用される。当該ガス
管は規格のものとして市販され、安価に入手されるもの
であるが、バットシーム溶接による電縫加工によって製
造されるものであるので、残留ひずみを避けることがで
きず、内面に凹凸が生じるものであり、内径φの公差が
大きい。しかして、この円筒コア管ａへの該ホイールフ
ランジｃの装着において、上述した原因により、真円状
態での嵌合がなされ難く、ホイールフランジｃの嵌合に
食付きが生じ、該ホイールフランジｃの脱着において、
抜き難いものとなる。更に、この研磨ロールが高速回転
をなすときには、振れの生じる原因ともなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みなされたものであり、回転用治具すなわちホイールフ
ランジが真円を保って容易に装着され、かつ、精確な回
転中心軸の一致度の得られる回転式研磨ロールを提供す
ることを目的とするものである。本発明はこのため、円
筒コア管をアルミにより成形し、この円筒コア管の両端
に短い軟質管を嵌合状に装着することにより、この目的
を達成することを基本的着想とする。本発明はこの着想
において、円筒コア管の資源回収において、素材の混在
がないように分別可能なように工夫することも他の目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の回転式研磨ロー
ルは具体的には、次の構成を採る。第１番目の発明の回
転式バフに係り、中空円筒状をなし、その両端に装着さ
れるホイールフランジからの回転駆動力を受けて回転す
る円筒コア管の外周にバフ材が装着されてなる回転式研
磨バフにおいて、前記円筒コア管はアルミ製素材により
所定厚さをもって直円筒状に形成されるとともに、その
両端の内周に所定の長さにわたって該円筒コア管の内径
よりも大径をなす直円筒状の円筒凹部が凹設され、前記
円筒コア管の円筒凹部に、わずかな弾性を有する合成樹
脂材よりなるとともにその長さが前記円筒凹部に一致す
る直円筒状の端部短管が取外しを許容する状態で強嵌挿
状態で固定され、前記端部短管の内周面に取外し用の係
合凹部が形成されてなることを特徴とする。 第２番目の
発明の回転式研磨ブラシに係り、中空円筒状をなし、そ
の両端に装着されるホイールフランジからの回転駆動力
を受けて回転する円筒コア管の外周にブラシ材が装着さ
れてなる回転式研磨ブラシにおいて、前記円筒コア管は
アルミ製素材により所定厚さをもって直円筒状に形成さ
れるとともに、その両端の内周に所定の長さにわたって
該円筒コア管の内径よりも大径をなす直円筒状の円筒凹
部が凹設され、前記円筒コア管の円筒凹部に、わずかな
弾性を有する合成樹脂 材よりなるとともにその長さが前
記円筒凹部に一致する直円筒状の端部短管が取外しを許
容する状態で強嵌挿状態で固定され、前記端部短管の内
周面に取外し用の係合凹部が形成されてなることを特徴
とする。 更に、該第２番目の発明の回転式研磨ブラシに
おいて、円筒コア管に硬質合成樹脂製のブラシ取付け管
が接着固定をもって外嵌されるとともに、該ブラシ取付
け管に複数のブラシ植設孔が穿設され、該ブラシ植設孔
のそれぞれにブラシ束が植設されてなり、前記ブラシ植
設孔は円孔をなすとともにその底部は逆円錐形に形成さ
れ、前記ブラシ束はその基部に線材の止め金具がその先
端を突出して巻き懸けられて装着され、該止め金具の突
出端を前記ブラシ植設孔の底部の傾斜面に沿って押し込
んで前記ブラシ取付け管内に食込み状に係合させてなる
ことを特徴とする。 上記各発明の構成において、円筒
コア管の円筒凹部は直円筒状をなすとともに、該円筒面
に１又は複数の溝が軸方向に縦設され、端部短管は直円
筒状をなすとともに、その外周面に突条が縦設されるこ
と、は選択的事項である。

【０００５】（作用） 円筒コア管の両端には端部短管を介して回転治具のホイ
ールフランジが嵌合状をもって装着される。端部短管は
その弾性によりホイールフランジと馴染みがよく、嵌め
合いが容易であり、かつ回転中心軸の一致度が高い。円
筒コア管はアルミ製であり、軽量体となり、長尺化が可
能であるとともに、大きな回転能が得られる。第１・第
２の発明の回転式研磨ロールにおいては、端部短管は取
外しができるものであり、資源回収に当たり円筒コア管
と端部短管とは分割して回収される。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の回転式研磨ロールの実施
の形態を図面に基づいて説明する。 （第１実施形態） 図１〜図４はその一実施形態（第１実施形態）を示し、
バフ態様の回転式研磨ロールへの適用例を示す。すなわ
ち、図１はその全体構成を示し、図２〜図４は各部分構
成及びその付帯部品を示す。

【０００７】図１に示すように、Ｒは本実施形態の回転
式研磨ロール（以下、単に「研磨ロール」という）であ
る。該研磨ロールＲは、円筒状をもって形成されたアル
ミ製の円筒コア管１、該円筒コア管１の外周に装着され
るバフ材２、及び前記円筒コア管１の両端の内側に固着
される端部短管３を含む。そして、該研磨ロールＲの両
端に回転用のホイールフランジ５が嵌着される。

【０００８】以下、各部の細部構成に付いて説明する。円筒コア管１ 円筒コア管１は長尺の直円筒状をなし、アルミ素材をも
って形成される。該円筒コア管１は鋳造成形、特にはダ
イカスト成形、低圧鋳造成形をもって作成され、従来の
鋼製に比べ高精度かつ軽量である。該円筒コア管１の両
端には内周面より段部１０ａを介して端部短管３を受け
入れる円筒凹部１０が形成される。該円筒凹部１０は旋
盤加工をもって精確に削り出される。

【０００９】バフ材２ バフ材２は、所定の厚みの円筒状をなし、合成樹脂材の
基材１２中に砥粒１３が含有されてなり、円筒コア管１
の外周に嵌合状に固着される。すなわち、当該バフ材２
の内径は円筒コア管１の外径に実質的に等しく、当該バ
フ材２を円筒コア管１の外周に嵌合させ、接着剤を介し
て固着される。すなわち、バフ材２は若干の弾性を有
し、円筒コア管１に押し込み状に嵌合される。

【００１０】端部短管３ 端部短管３は短尺の直円筒状をなし、わずかな弾性を有
する硬質素材をもって形成され、円筒コア管１の両端の
円筒凹部１０内に強嵌合をもって固定される。もっと詳
しくは、該端部短管３はその長さが円筒凹部１０の奥行
きに等しく、その外径は円筒凹部１０の内径に一致し、
その内径は後述するホイールフランジ５の小径部の外径
に実質的に合致する。また、その素材は合成樹脂材、特
にはフェノール樹脂が採用される。該フェノール樹脂管
は、強靱でかつ軽量であり、内外径の公差が極めて小さ
く、内外周面は滑らかである。他の合成樹脂材として
は、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂
等の適宜のものが使用される。端部短管３の円筒コア管
１の円筒凹部１０内への嵌合は直円筒状相互の強嵌入を
基本的形態とする。すなわち、該端部短管３の外径と円
筒凹部１０の内径との差による押し込み抵抗をもって強
固な固定がなされる。図３は端部短管３と円筒凹部１０
との嵌合の一形態である突条と縦溝との相互係合態様を
示す。すなわち、円筒凹部１０の内周面には軸方向に４
か所の縦溝１５が等間隔（９０°）を保って縦設され、
端部短管３の外周面には縦溝１５に合致する突条１６が
縦設される。端部短管３の内周面には円形の凹部１８が
所定位置、所定間隔（９０°）を保って凹設される。該
凹部１８に後記する引き抜き具が係合される。

【００１１】ホイールフランジ５ ホイールフランジ５は金属体よりなり、大略公知の構成
を採るものであって、大径部２０と小径部２１とが鉛直
壁部２２を介して連結されてなる。小径部２１を研磨ロ
ールＲの端部すなわち端部短管３の内周部内に嵌入さ
せ、また、鉛直壁部２２の外壁面２２ａを研磨ローラＲ
の端面に衝接させて使用される。図２に示すように、本
実施例のホイールフランジ５においては、小径部２１の
外周面２４は、わずかなテーパー面をなす根本部２４ａ
と直円筒状の先端部２４ｂとからなる。そして、先端部
２４ｂの直径Ｄ１は端部短管３の内径ｄよりもわずかに
小さく、また、テーパー部２４ａの最大外径Ｄ２は内径
ｄよりもわずかに大きくされている。なお、先端部２４
ｂはテーパー部２４ａに連なる傾斜に形成されることを
妨げない。しかして、このホイールフランジ５を研磨ロ
ールＲに取り付けたとき、小径部２１のテーパー部２４
ａは端部短管３の内側縁部を強圧をもって変形させ、研
磨ロールＲはホイールフランジ５に固定把持される。

【００１２】円筒コア管１と端部短管３との一体化は上
述したとおりであるが、留意すべきは両管１，３はとも
に真円度が高く、一体化された際にも端部短管３の内径
公差は高精度に保持されるものである。因みに、円筒コ
ア管１及び端部短管３の寸法諸元の一例を示すと、円筒
コア管１の外径は１１０ｍｍ、その長さは６１０ｍｍの
ものが使用され、端部短管３の外径は１０２ｍｍ、その
内径は７６．２ｍｍ、その長さは２５ｍｍのものが使用
される。

【００１３】このように構成された本実施形態の研磨ロ
ールＲは、次のようにして使用され、作用を奏し、効果
を有する。研磨ロールＲを回転駆動機構に装着するに際
し、該回転駆動機構に属するホイールフランジ５を研磨
ロールＲに取り付ける。すなわち、ホイールフランジ５
の小径部２１を研磨ロールＲの内径部すなわち端部短管
３内に、また、該ホイールフランジ５の鉛直壁部２２の
外端面２２ａが該研磨ロールＲの端面に衝接するまで挿
入する。このとき、小径部２１の外周面２４の先端部２
４ｂの外径は端部短管３の内径よりも小さくされている
ので円滑に挿入され、更に押し込むことによりテーパー
部２４ａは端部短管３の内周縁に当接され、そのテーパ
ー作用により端部短管３内へ軸芯を揃えて嵌まり込む。
同時に、端部短管３はわずかな弾性を有するものであ
り、テーパー部２４ａの挿入により弾性変形をなし、テ
ーパー部２４ａを強固に把持する。

【００１４】この取付け時の挿入操作において、端部短
管３の内径及びホイールフランジ５の小径部２１の外径
の寸法精度は高いので、噛み付きがなく、均等な密着性
が得られる。また、ホイールフランジ５のテーパー部２
４ａのテーパー作用により求心作用が自動的になされ、
ホイールフランジ５と端部短管３とは軸心を一致する。
また、端部短管３の弾性によりホイールフランジ５の脱
着は何度でも可能で、研磨ロールＲ自体の使い捨てにな
らず、長期にわたって使用することができる。更に、端
部短管３の取替えも可能で、一層の長期使用が可能とな
る。更にまた、この研磨ロールＲの回転動によるワーク
の研磨において、研磨ロールＲの円筒コア管１及び端部
短管３はともに真円度が高く、回転振れを起こさず、従
って、ワークを良好に研磨する。本研磨ロールＲにおい
て、その円筒コア管１はアルミ製であり、従来の鋼管の
ものに比べ軽量体となり、長尺化が可能であるととも
に、大きな回転能が得られる。

【００１５】端部短管３の取外しに付き、該端部短管３
の内面に凹設された凹部１８に別途用意された引抜き具
の爪を係合させ、外方へ向けて引き抜く。図４はそのよ
うな引抜き具Ｈの一例を示す。すなわち、該引抜き具Ｈ
は剛性の棒体２６の先端に内方へ弾性をもってたわむこ
とのできる４つの弾性腕２７が取り付けられ、該弾性腕
２７の先端部には外方へ突出する係合突起２８が取り付
けられている。２６ａは把手である。引抜き操作におい
ては、弾性腕２７を端部短管３の内面に弾性に抗して押
し込み、係合突起２８を凹部１８に弾圧的に係合させ
る。しかる後、把手２６ａを把持して大きな引抜き力を
もって外方へ引き抜くものである。端部短管３の取替え
により、研磨ロールＲは更に長期にわたって使用され
る。更にまた、研磨ロールＲの廃棄処理に付き、円筒コ
ア管１と端部短管３とは分離され、それぞれが廃棄処理
されるので、資源回収が容易となる。

【００１６】（第２実施形態） 図５〜図８に本発明の回転式研磨ロールの他の実施形態
（第２実施形態）を示す。これらの図において、先の実
施形態と同等の部材については同一の符号が付されてい
る。この実施形態においては、回転式円筒研磨ブラシへ
の適用を示し、Ｂはその円筒研磨ブラシである。

【００１７】この円筒研磨ブラシＢにおいても、円筒コ
ア管１は直円筒状のアルミ製を採ること、及び円筒コア
管１の両端部に端部短管３が前述した種々の態様で取り
付けられることは先の実施形態と同じである。本円筒研
磨ブラシＢにおいて特徴的なことは、円筒コア管１に硬
質合成樹脂製のブラシ取付け管７が外嵌されるととも
に、該ブラシ取付け管７に多数のブラシ植設孔３０が穿
設され、このブラシ植設孔３０にブラシ束が植設されて
研磨材としてのブラシ２Ａが取り付けられるものであ
る。

【００１８】以下、本円筒研磨ブラシＢの特徴部の細部
構成を説明する。ブラシ取付け管７ ブラシ取付け管７は所定の厚みを持つ直円筒状をなし、
円筒コア管１よりも短くされ、その内径は円筒コア管１
の外径に一致し、円筒コア管１の外側に密着状に嵌合さ
れ、円筒コア管１に一体的に固定される。該ブラシ取付
け管７は硬質の合成樹脂材をもって成形され、本実施形
態では塩化ビニル樹脂が採用されるが、他の同等の合成
樹脂材、例えばポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等の使
用を妨げるものではない。なお、該ブラシ取付け管７は
直円筒状の一体のもの、あるいは２つの半円筒状体より
なり合体して直円筒状を形成するものの両態様を採る。
いづれの態様においても円筒コア管１に接着をもって固
定される。

【００１９】ブラシ植設孔３０ ブラシ植設孔３０は横断形状が円形をなし、ブラシ取付
け管７に一定深さにわたって穿設されるとともに、ブラ
シ取付け管７の外周に一定の間隔を保って多数穿設され
る。図７はブラシ植設孔３０の断面構成を示し、３０ａ
はその孔壁、３０ｂは逆円錐形をなす孔底である。孔底
３０ｂはその下層の円筒コア管１とは一定間隔を保って
いる。このブラシ植設孔３０は先端の刃先が円錐形をな
すドリルをもって穿孔されるものであり、従ってその先
端の形状に対応して孔底３０ｂは円錐形をなす。このブ
ラシ植設孔３０は例えば、径が５ｍｍ、深さが１０ｍ
ｍ、孔底３０ｂの角度が９０°の諸元を採り、各孔３０
は千鳥に配され、１５ｍｍの間隔を保つ。

【００２０】ブラシ２Ａ ブラシ２Ａは、個々のブラシ束３２をもって各ブラシ植
設孔３０に植え込まれる。ブラシ束３２は、図８に示さ
れるように、所定長のブラシ繊維３３が６〜１０本を一
束として、中央より折り曲げられ、かつ、その折曲げ部
に線材よりなる止め金具３４が巻き懸けられる。もっと
詳しくは、ブラシ繊維３３は所定の径を有する繊維体を
なし、それ自体で研磨性を有する。また、該ブラシ繊維
３３は反発性をもって自然状態で直射状を保持し、中央
で拘束力を受けて同一方向に向くが、この拘束力が解除
されると直線状に復帰する。その構成の一例として、合
成樹脂製線材の表面に砥粒が接着剤を介して付着されて
なる。止め金具３４は金属線材、通常には鋼線よりな
り、所定長さのものを、束ねられたブラシ繊維３３の中
央すなわち基部に巻き懸け、その両端を下方へ延設させ
る。ブラシ繊維３３は例えば、長さが１００ｍｍ、径が
１．０ｍｍ、止め金具３４は長さが２２ｍｍ、径が０．
５ｍｍの諸元を採る。個々のブラシ束３２は、基部にお
いて止め金具３４がブラシ取付け管７内に食い込むこと
をもって定着され、その上部は弾力をもってブラシ取付
け管７の表面より立ち上がる。ブラシ植設孔３０の穿孔
作業すなわち穴加工に付いては、所定の装置すなわちボ
ール盤を使用し、該装置に装着されたドリルによりなさ
れる。当該装置は数値制御化、自動化され、該穴加工作
業は所定間隔に精確になされる。また、多軸化をもって
作業の迅速化を図ることができる。ブラシ取付け管７の
素材は金属に比べ軟質であるので、容易に穿孔される。
従って、その先端角は鋭角状を採りうる。ブラシ束３２
のブラシ植設孔３０への植込み作業は、次のようにして
なされる。ブラシ繊維３３の６〜１０本を一束とし、そ
の中央に止め金具３４を巻き懸け、該止め金具３４の突
出両端が下方になるように折り込み、その状態を保持し
つつ、所定の工具を介してブラシ植設孔３０に押し込
む。その押込み力により、止め金具３４の突出両端はブ
ラシ植設孔３０の孔底３０ｂの傾斜面に沿って折り曲げ
られブラシ取付け管７内に食い込む。

【００２１】この第２実施形態の円筒研磨ブラシＢによ
れば、先の第１実施形態の作用効果に加え、以下の効果
を有する。本円筒研磨ブラシＢの本体部は内側のアルミ
製の円筒コア管１と外側の合成樹脂製のブラシ取付け管
７との合成によるので、全体的に軽量化するとともに、
全体的な外径精度並びに長さ方向へのたわみ精度が向上
し、大径化・長尺化が可能となる。また、ブラシ植設孔
３０の形成が合成樹脂材のブラシ取付け管７に対してな
されるので穴加工が容易であるとともに、該ブラシ植設
孔３０へのブラシ束３２の植設に付き、ブラシ束３２は
その止め金具３４がブラシ植設孔３０からブラシ取付け
管７内に食い込み、該止め金具３４を介して強固な定着
がなされる。これにより、穴加工、ブラシ束３２の植設
作業の効率が向上し、生産性の向上を図ることができ
る。

【００２２】本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計
変更が可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明の回転式研磨ロールによれば、端
部短管はその弾性によりホイールフランジと馴染みがよ
く、嵌め合いが容易であり、かつ回転中心軸の一致度が
高い。また、研磨ロールの回転動によるワークの研磨に
おいて、研磨ロールの円筒コア管及び端部短管はともに
真円度が高く、回転振れを起こさず、従って、ワークを
良好に研磨する。また、円筒コア管はアルミ製であり、
従来の鋼管製のものに比べ軽量体となり、長尺化が可能
であるとともに、大きな回転能が得られる。更にまた、
端部短管は取外しができるものであり、資源回収に当た
り円筒コア管と端部短管とは分割して回収される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態（第１実施形態）の回転式
研磨ロールの全体構成を示す縦断面図。

【図２】図１の２部分拡大図。

【図３】(a) 図は端部短管部分の断面図。(b) 図は(a)
図の３−３線断面図。

【図４】引抜き具の一例。

【図５】本発明の他の実施形態（第２実施形態）の回転
式研磨ロールの全体構成を示す縦断面図。

【図６】図５の６−６線断面図。

【図７】ブラシ束の設置状態を示す拡大図。

【図８】ブラシ束の拡大図であって、(a) 図はその一部
省略側面図。(b) 図は(a) 図の８方向矢視図。

【図９】従来の研磨ロールの構成図。

【符号の説明】

Ｒ，Ｂ…回転式研磨ロール、１…円筒コア管、２…研磨
材（バフ）、２Ａ…ブラシ、３…端部短管、５…ホイー
ルフランジ、１０…円筒凹部、１５…溝、１６…突条、
１８…取外し用係合凹部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空円筒状をなし、その両端に装着される
   ホイールフランジからの回転駆動力を受けて回転する円
   筒コア管の外周にバフ材が装着されてなる回転式研磨バ
   フにおいて、 前記円筒コア管はアルミ製素材により所定厚さをもって
   直円筒状に形成されるとともに、その両端の内周に所定
   の長さにわたって該円筒コア管の内径よりも大径をなす
   直円筒状の円筒凹部が凹設され、前記円筒コア管の円筒凹部に、わずかな弾性を有する合
   成樹脂材よりなるとともにその長さが前記円筒凹部に一
   致する直円筒状の端部短管が取外しを許容する状態で強
   嵌挿状態で固定され、 前記端部短管の内周面に取外し用の係合凹部が形成され
   てなる、 ことを特徴とする回転式研磨バフ。
2. 【請求項２】中空円筒状をなし、その両端に装着される
   ホイールフランジからの回転駆動力を受けて回転する円
   筒コア管の外周にブラシ材が装着されてなる回転式研磨
   ブラシにおいて、 前記円筒コア管はアルミ製素材により所定厚さをもって
   直円筒状に形成されるとともに、その両端の内周に所定
   の長さにわたって該円筒コア管の内径よりも大径をなす
   直円筒状の円筒凹部が凹設され、前記円筒コア管の円筒凹部に、わずかな弾性を有する合
   成樹脂材よりなるとともにその長さが前記円筒凹部に一
   致する直円筒状の端部短管が取外しを許容する状態で強
   嵌挿状態で固定され、 前記端部短管の内周面に取外し用の係合凹部が形成され
   てなる、 ことを特徴とする回転式研磨ブラシ。
3. 【請求項３】前記円筒コア管に硬質合成樹脂製のブラシ
   取付け管が接着固定をもって外嵌さ れるとともに、該ブ
   ラシ取付け管に複数のブラシ植設孔が穿設され、該ブラ
   シ植設孔のそれぞれにブラシ束が植設されてなり、 前記ブラシ植設孔は円孔をなすとともにその底部は逆円
   錐形に形成され、 前記ブラシ束はその基部に線材の止め金具がその先端を
   突出して巻き懸けられて装着され、該止め金具の突出端
   を前記ブラシ植設孔の底部の傾斜面に沿って押し込んで
   前記ブラシ取付け管内に食込み状に係合させてなる、 請求項２に記載の回転式研磨ブラシ。