JP3833025B2

JP3833025B2 - 研磨装置

Info

Publication number: JP3833025B2
Application number: JP29312999A
Authority: JP
Inventors: 芳和西井
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2019-10-15
Also published as: JP2001113453A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばカーブミラーなどの曲面を均質に研磨し、表面の仕上がりや生産性及び設備の耐久性に優れる研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石や金属、プラスチックなどの曲面を研磨する装置は、各材質によって多様な装置或いは道具が用いられているが、例えば道路に施設されているカーブミラーは金属板や合成樹脂成型材料からなるが、近年耐久性が考慮されてステンレス製が主に使用されていて、薄板で大型曲面を鏡面加工する専用装置が考案されている。かかるステンレス製カーブミラーは、交差点や急カーブなど見通しの悪い地点に取り付けらて、車や人の通行をカーブミラーに写し出し、交通事故を未然に防止しようとするものであるので、このステンレス製カーブミラーは軽量にして設置設置しやすくするとともに、影像に歪みのない均質な鏡面に仕上げる努力がなされてきた。そこで従来の製造設備として、例えば研磨ヘッドに複数個の研磨部が設けられ、ヘッドが回転するとともに各々の研磨部も同時に回転し、尚かつカーブミラーの曲面に均等な力が加わって回転摺動出来るように、研磨部にコイルバネが設けられている。このコイルバネは研磨部の中央部と四隅に軸棒が設けられた中に挿通して配設され、回転摺動させたときの曲面変化に対応してコイルバネが伸縮して押圧調整がなされ、もって、カーブミラーの表面を均質に研磨するようになされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、研磨部の四隅に取り付けられたコイルバネは上下方向に対して伸縮する機能を有しているが、研磨部が回転しながら横移動する為に、コイルバネが回転後方に引っ張られる作用が働き、軸棒に横方向の負荷がかかって下部円盤の円滑な動きが妨げられるばかりでなく、回転移動する方向の研磨部端縁が引っかかる状態となる。即ち、ヘッドの研磨軸に取り付けられた上部円盤が回転すると、コイルバネによってつながれた下部円盤がコイルバネに引っ張られて回転するものの、下部円盤に取り付けられた研磨材が被研磨物に当接して摺動されると、更に強い負荷が生まれて回転後方にコイルバネが引っ張られてしまう。これによって被研磨物の曲面を摺動する際に研磨材が飛び跳ねる現象が起こって、被研磨物表面の研磨精度を低下させ、時には損傷を与える結果となる。特にステンレスミラーの薄板を研磨するときには、板面の変形を防ぐ微妙な力加減が要求されるが、この飛び跳ねる振動によってミラー面に研磨ムラが生じて均一な光沢が得られなくなったり、影像に歪みが生じたり、或いは目に見える傷が発生してしまうと共に、コイルバネや軸棒に無理な負担が加わって、部分的に摩耗や損傷が生じやすくなり、部品の取り替えを頻繁にする必要が出てくる。上記の理由によってカーブミラーの生産においては、カーブミラーの品質や生産性、設備の耐久性などに悪影響を及ぼし、結果的にコストアップの要因となっていた。
【０００４】
本発明はかかる問題を解決して、曲面を有する被研磨物、とりわけカーブミラーの表面を均質な鏡面光沢に加工を施し、歪みのない鏡像に仕上げる為の効率的な生産と、耐久性に富んだ研磨装置を提供せんとするもである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は昇降と横移動可能なヘッドが軸回転すると共に該ヘッド下面に複数本の研磨軸が下向きに取り付けられて回転するようになされ、該各研磨軸に上部円盤とコイルバネ上端とが挿入されて軸止され、研磨軸の下端よりも長い前記コイルバネの下端に下部円盤が取り付けられ、更に少なくとも２枚以上の板バネが上下円盤の相対向する面に跨り、且つ研磨軸から離れて研磨軸の回転方向から斜め下角度をなして張設され、下部円盤が前記コイルバネと前記板バネとの弾性力によって揺動して復元可能となされ、更に下部円盤に被研磨物の表面に当接する研磨材が設けられて、前記ヘッドを回転させながら研磨軸を回転させることにより、下部円盤が揺動しながら回転し、被研磨物の表面が研磨されることを特徴とするものである。
【０００６】
【０００７】
前記下部円盤に取り付けられる研磨材は、コイルバネによって軸止されているので、研磨軸が回転すると下部円盤は容易に回転するが、前記板バネが上部円盤の回転方向に対して下部円盤を引っ張る格好で上下に跨って斜めに張設されているので、下部円盤が上部円盤の回転につれて回転しても大きく揺動することはない。また、研磨部がコイルバネの反発力で被研磨部の表面を押しつけながら摺動しても、板バネを介して上部円盤の回転に引っ張られて下部円盤の板バネ取付部が持ち上げられるので、円滑な動きで螺旋状に回転しながら横移動させることが出来る。もって、研磨材の端縁が被研磨物の表面を擦って傷付けるようなことはおこらない。
【０００８】
なお、前記板バネは３枚とし、上下円盤との相対向する面に跨って等間隔且つへの字状に遊嵌され、コイルバネに圧力を加えると共に板バネに張力がかけられている。研磨軸に軸止されているコイルバネが圧縮された状態で、板バネが均等に引っ張られて遊嵌されると、必要最低の板バネ枚数で軸方向に対して均等に力が分散するので、方向性に偏りのない揺動がなされる。またコイルバネは自在に揺動する状態にありながら板バネが互いに引っ張り合って揺動を制御しようとする力が働いているので、下部円盤の一部が押し上げられると、押し上げられた位置にある板バネは張力を無くす半面、対角線上の板バネはより強い張力が生まれて戻ろうとする力が働き、もってその下部円盤が高速で回転して押し上げられる位置が順次変わったとしても、元の形状に復元しようとして、被研磨物に研磨材が吸い付くようにして摺動される。尚、板バネは上下円盤の間隔が広くなると張力を増し、狭くなるにつれて張力を無くすと共に、更に狭くなるとコイルバネが撓んで圧力となって働くので、板バネの長さと形状が適正に設定されるとよい。また、このように研磨材が頻繁に揺動する毎に板バネが屈曲を繰り返すので、集中的な疲労を避けるために板バネの両端を軽く遊嵌させて、力を分散させる配慮がなされてよい。
【０００９】
また、前記板バネは複数枚重ねられ、取付部の表裏面に厚板を重合溶接して一体構造に形成されてもよい。板バネにはバネ弾性を持たせ、尚かつ繰り返しの屈曲に耐え得るようになされるために、例えば板厚を薄くして柔軟性を出し、併せて重ねた板バネが両端で溶接によって一体化させることにより、板バネが屈曲したときに内方向の板バネは圧縮し、外方向の板バネが伸長して互いに作用して弾性力を増すようになされる。また、板バネの取付端部が厚板を重合して溶接されることで薄板の補強がなされ、頻繁な動きに耐えうる持久力を得ることが出来る。
【００１０】
前記板バネには、少なくともバネ特性に有益な残留応力を与えるピーニング処理かバネの弾性限界を高めて金属疲労特性を向上させるブルーイング処理かが施されて、板バネのバネ弾性と耐久性を高めるようになされるとよい。
【００１１】
なお、前記被研磨物の曲面に前記研磨材が螺旋状に摺動して研磨するときに、コイルバネと板バネとの弾性変化を少なくさせ、被研磨物表面にかかる押圧力を出来る限り一定に保たせるようにするために、研磨材の取り付けられたヘッドの軸芯に合わせて被研磨物を傾斜させ、被研磨物曲面の高低差を少なくさせる配慮がなされてよい。更に被研磨物にはヘッドの回転と反対方向に回転させるようになされて、より研磨効率を高めるようになされるとよい。
【００１２】
前記被研磨物がステンレス製カーブミラーであって、研磨材を段階的に細かい材質に取り替えて鏡面に仕上げるようになされてよい。ステンレス製カーブミラーは薄く変形し易いために、歪んで鏡像が変形して見えることのないように研磨材の円滑な摺動と適正な押圧力が求められるが、このような精度の高い研磨技術が要求される中にあって、従来は簡単に研磨できる設備がなく、また採算性が悪かったが、本発明はかかる技術に有効に機能させて、高い品質で効率よく生産でき、耐久性に優れた設備を提供せんとするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について具体的に詳しく説明する。
図１は、ステンレス製カーブミラーの研磨状態を示す側面図であり、図２（イ）は図１の研磨部を示す部分拡大側面図で（ロ）はそのＡ−Ａ面平面図である。図３は図２の研磨部の変形状態を示す部分拡大側面図。図４は板バネの実施の一形態を示す斜視図であり、図５は板バネの他の実施の一形態を数例示す斜視図である。
【００１４】
図１において、昇降と横移動可能なヘッド１が軸回転すると共に、そのヘッド面に４本の研磨軸２が下向きに取り付けられ、各研磨軸２に上部円盤２１と下部円盤２２とが上下に軸止されると共に、円盤間にコイルバネ３と板バネ４が取り付けられて隙間で反発弾性をなし、更に下部円盤２２にステンレス製カーブミラー５の表面に当接する研磨材６が面ファスナー６１を介して取り付けられている。また、前記カーブミラー５はその形状に合わせた支持台５１の上に乗せられていて、支持台５１が一方向に傾斜すると共に支柱５２によって支えられ、該支柱５２は前記ヘッド１と反対の方向に回転するようになされている。
【００１５】
更に詳しく説明すると、図２及び図３に於いて、前記研磨軸２に上部円盤２１が貫通して軸止され、研磨軸２にコイルバネ３が挿入されると共に、このコイルバネ３の上端が前記上部円盤２１の下面に取り付けられ、研磨軸２の下端よりも長いコイルバネ３の下端に下部円盤２２が取り付けられている。更に３枚の板バネ４が上部円盤２１と下部円盤２２との相対向する面に跨り、また研磨軸２から離れて等間隔に且つ円盤外周に沿って研磨軸２の回転方向から斜め後方下角度をなして張設され、ボルト７によって遊嵌されており、コイルバネ３と板バネ４との相互弾性力によって下部円盤２２が揺動して復元可能となされている。
【００１６】
また、支柱５２の回転によって前記支持台５１に治められたカーブミラー５が回転すると共に、前記研磨材６がカーブミラー５の表面に当接され、研磨材６の取り付けられたヘッドの回転と同調しながらカーブミラーと反対方向に回転させて、広範囲に研磨されるようになされている。また、カーブミラー５は研磨材６の摺動する範囲内で、逐次高低差の少ない最適な傾斜角度に設定されるようになされている。更に研磨材の粒径番手を段階的に細かくしながら順次研磨を重ねていき、最終段階で鏡面仕上げをして、歪みのない鏡像が写し出させるように仕上げられる。
【００１７】
前記コイルバネ３は圧縮された状態で３枚の板バネによって均等に張設されると、軸方向に対して力が等しく分散されるので、方向性に偏りのない揺動をさせることが出来る。仮に板バネが上下円盤の対角線上に２枚取り付けられれば、研磨軸が回転すると方向性のムラが生じて円滑な摺動がなされない。このようにコイルバネ３の自在に揺動する状態と、板バネ４の揺動を制御する力とが保たれるので、下部円盤２２が一方向に傾斜したとしても、押し上げられた位置にある板バネ４は張力を無くす半面、対角線上の板バネ４によってより強い張力を生じて戻ろうとする力が働くので、研磨軸２が速く回転して下部円盤２２が押し上げられる位置が順次変わったとしても、元の形状に復元するようになり、よって研磨材６がカーブミラー５の表面に吸い付くようにして摺動する。
【００１８】
また、板バネ４は上下円盤の間隔が広くなるにつれて張力がより大きくなって間隔を狭くしようとする力が働き、半面、間隔が狭くなるにつれて張力が弱くなり、それを超えるとコイルバネ４に撓みが生じて間隔を広げようとする力が働くので、常に元の状態に復元し易くなる。また板バネの両端を強固に締め付けずに、ゆるく遊嵌させて集中応力を避ける形態がとられていることによって、板バネの耐久力を上げている。
【００１９】
尚、図４に示す板バネ４は２枚の薄い板バネを重ね、ボルト７によって遊嵌する両端部の位置に、厚板４１を重ねて部分溶接４２して一体化し、更に上部円盤２１と下部円盤２２とに跨って遊嵌され易いように首部４３を軽く折り曲げる形状がとられている。唯、板バネ４の形状は必ずしもこれに限定するものではなく、図５の様に（イ）の単純な短冊状板バネ形状であってもよく、また（ロ）、（ハ）のような中央部が細幅に形成されていてもよく、また厚板が溶接される箇所が限定されなくても構わない。
【００２０】
また、板バネの材質はＳＵＳ３０４ＣＰＳが一般的に用いられ、バネ特性に有益な残留応力が付与されるためのピーニング処理と、バネの弾性限界を高めて金属疲労を向上させるためのブルーイング処理が施されていて、繰り返しの屈曲に耐え得る材料に改質されている。もっとも、前記ピーニング処理又はブルーイング処理のいづれか一方のみ施されていても構わない。更に板バネの材質や設備の大きさに応じて板バネの寸法が決められてよく、例えば板厚を０．３〜１．０ｍｍ、板幅を１０〜３０ｍｍに調整されるとよい。
【００２１】
このようにして加工された板バネの配置は、必ずしも３枚に限定するものではなく、上下円盤の間に挟まれて互いに接触しない状態であれば４枚以上であってもよい。唯、上下の円盤に跨って遊嵌する板バネは傾斜角が立ち上がるにつれて、下部円盤の揺動角度の許容幅が狭くなるので好ましくない。また薄い板バネを３枚以上重ねて使用されてもよいが、板厚が薄くなるに従って弾性力が低下し、目的とする反発力が得られなくなるので、これまた好ましくないが、材質的に対応できればその限りではない。
【００２２】
【発明の効果】
このようにして、本発明は、研磨材が自転しながらヘッドの回転区域を螺旋状に移動し、コイルバネと板バネとの作用によって研磨材を適正に揺動させることが出来るので、被研磨物の曲面を引っかけることなく円滑に研磨加工を行うことが出来る。例えばカーブミラーのような薄いステンレス板の表面を研磨すると、傷や歪みのない優れた鏡面に加工することができる。また、板バネには無理のない弾性力が得られる材質と構造がなされているので、繰り返しの屈曲動作がなされても破断や損傷することが少なく、板バネを頻繁に取り換える必要がない。よって、本発明により生産される製品の品質は格段に向上し、設備の耐久性も高められて、生産性やコスト面で大幅な改善がされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステンレス製カーブミラーの研磨状態を示す側面図である。
【図２】（イ）は図１の研磨部の部分拡大側面図であり、（ロ）はそのＡ−Ａ面平面図である。
【図３】図２の変形状態を示す研磨部の部分拡大側面図である。
【図４】板バネの実施の一形態を示す斜視図である。
【図５】板バネの他の実施の一形態の数例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ヘッド
２研磨軸
２１上部円盤
２２下部円盤
３コイルバネ
４板バネ
４１厚板
４２溶接部
４３首部
５カーブミラー
５１支持台
５２支柱
６研磨材
６１面ファスナー
７ボルト

Claims

昇降と横移動可能なヘッドが軸回転すると共に該ヘッド下面に複数本の研磨軸が下向きに取り付けられて回転するようになされ、該各研磨軸に上部円盤とコイルバネ上端とが挿入されて軸止され、研磨軸の下端よりも長い前記コイルバネの下端に下部円盤が取り付けられ、更に少なくとも２枚以上の板バネが上下円盤の相対向する面に跨り、且つ研磨軸から離れて研磨軸の回転方向から斜め下角度をなして張設され、下部円盤が前記コイルバネと前記板バネとの弾性力によって揺動して復元可能となされ、更に下部円盤に被研磨物の表面に当接する研磨材が設けられて、前記ヘッドを回転させながら研磨軸を回転させることにより、下部円盤が揺動しながら回転し、被研磨物の表面が研磨されることを特徴とする研磨装置。
前記板バネは３枚であり、上下円盤の相対向する面に跨って等間隔に遊嵌され、コイルバネに圧力が加えられると共に板バネに張力がかけられてなる請求項１記載の研磨装置。
前記板バネは複数枚重ねられ、取付部の表裏面に厚板を重合溶接して一体構造に形成されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の研磨装置。
前記板バネが少なくともピーニング処理またはブルーイング処理のいづれか一方が施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨装置。
前記被研磨物は一方向に傾斜すると共に、ヘッド及び研磨物の回転方向と逆方向に回転するようになされたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨装置。
被研磨物がステンレス製カーブミラーである請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨装置。