JPH02218515A

JPH02218515A - 板材の研摩装置

Info

Publication number: JPH02218515A
Application number: JP3709189A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsumoto; 弘松本; Koichi Nakagawa; 中川　幸市; Shuichi Masui; 桝井　修一
Original assignee: Uemera Kogyo Co Ltd; C Uyemura and Co Ltd
Current assignee: Uemera Kogyo Co Ltd; C Uyemura and Co Ltd
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1990-08-31
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2628086B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ステンレススチール製フープ等の金属板材の
研摩装置に関し、更に詳述すると、研摩ベルトや研摩バ
フによる機械研摩と電解研摩液による電解研摩とを組み
合わせることにより、板材の表面を連続的に能率よく鏡
面研摩する研摩装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、
ステンレススチール製フープ等の金属板材の表面を光沢
よく研摩することが要望されている。この場合板材の研
摩には、従来ベルト研摩法やバフ研摩法といった機械的
研摩法が通常採用されているが、これらの手段は光輝化
作用、平滑作用に限度があり、近年要求される鏡面加工
に対応し難い場合があり、しかも作業効率が悪いという
問題がある。

一方、電解研摩と機械研摩とを複合した電解複合研摩装
置が従来より提案されている（例えば特開昭５２−１４
８８９９号公報）。しかしながら、従来のこの種の電解
複合研摩装置は、砥石、フェルトパッド等の研摩用具の
被研摩物への当接面を平面状にした平面研摩法を採用し
ているため、加工物の平面度或いは水平度が重視される
場合には有効なものであるが、単に表面が鏡面であれば
よく平面度或いは水平度が重視されない用途、例えば建
築材料やプラント材料等に用いる板材を研摩する場合に
は極めて生産性が悪いものであった。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ステンレスス
チールフープ等の金属板材を電解研摩と機械研摩とを複
合した電解複合研摩によって連続的に鏡面加工すること
ができ、極めて加工速度が早い研摩装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、第１発明として、
内部に軸方向に沿って電解液流通路が形成され、かつ径
方向に沿って上記電解液流通路と連通ずる複数の電解液
流出口が形成された回転可能な円筒状コンタクトホイー
ルと、上記電解液流出口と連通可能な電解液通路孔を有
し、上記コンタクトホイールに巻回された該コンタクト
ホイールの回転と一体に周回する非導電性の研摩ベルト
と、上記コンタクトホイールに上記研摩ベルトと接触す
る被研摩物の金属板材に対し上記研摩ベルトの電解液通
路孔を介して所定間隔離間して対向するように設けられ
た陰極とを具備してなり、上記研摩ベルトの外面に上記
金属板材を接触させ、コンタクトホイールを回転させる
と共に、このコンタクトホイールの電解液流通路から電
解液流出口及び研摩ベルトの電解液通路孔を通って板材
に電解研摩液を供給し、かつ板材を陽極として上記陰極
との間に電気を流すことにより、上記研摩ベルトで板材
を機械研摩すると共に、上記電解研摩液で板材を電解研
摩するように構成したことを特徴とする板材の研摩装置
を提供する。

また、本発明は、第２発明として、内部に軸方向に沿っ
て電解液流通路が形成され、かつ径方向に沿って上記電
解液流通路と連通ずる複数の電解液流出口が形成された
回転可能なスピンドルと、通液性材料にて形成されて上
記電解液流出口と連通ずる電解液流路を有し、上記スピ
ンドルの周囲に配設されて該スピンドルと一体に回転す
る非導電性の研摩バフと、上記スピンドルに上記研摩バ
フと接触する被研摩物の金属板材に対し上記研摩バフの
電解液流路を介して所定間隔離間して対向するように設
けられた陰極とを具備してなり、上記研摩バフの外面に
上記金属板材を接触させ、スピンドルを回転させると共
に、このスピンドルの電解液流通路から電解液流出口及
び研摩バフの電解液流路を通って板材に電解研摩液を供
給し、かつ板材を陽極として上記陰極との間に電気を流
すことにより、上記研摩バフで板材を機械研摩すると共
に、上記電解研摩液で板材を電解研摩するように構成し
たことを特徴とする板材の研摩装置を提供する。

ここで、本発明装置の研摩対象となる板材は、通常の電
解研摩が適用できるものであればよく、例えば表面がス
チール、ステンレススチール、チタン、ニッケル、アル
ミニウム、クロム等の金属等の製品が挙げられる。この
場合、板材の幅や長さは限定されず、本発明装置によれ
ば幅広で長尺の板材を効率良く鏡面研摩することができ
る。なお、本発明装置は被研摩物表面を効率的に鏡面加
工できるものであるが、必要に応じ被研摩物を予め＃３
２０〜４００程度のベルト、エメリー等を用いて研摩し
ておくことができる。

また、第１発明において研摩ベルトとしては研摩用エン
ドレスベルトを使用でき、第２発明において研摩バフと
しては不織布、織布、合成樹脂、スポンジ等の内部連通
空間を有する可撓性の柔軟性材料で形成したものを好ま
しく用いることができる。なお、研摩ベルト又は研摩バ
フには必要に応じて砥粒を固定することができる。

更に、陰極は、第１発明においてはコンタクトホイール
、第２発明においてはスピンドルにて形成することがで
きるが、これらに限定されるものではない。

本発明に用いる電解液は電解質及びこれを溶解する溶媒
から構成される。この場合、電解質は電解研摩に一般的
に使用されるものであればよく、被研摩物の材質等によ
って選定されるが１例えば硝酸ナトリウム、硝酸アルミ
ニウム、食塩等が挙げられ、また溶媒としては通常水が
用いられる。

この電解質の濃度も通常の電解研摩液と同様にすること
ができる。なお、電解液には必要に応じ砥粒を含有させ
ることができ、この場合電解液に砥粒及び砥粒を分散さ
せるための界面活性剤を添加して、スラリー状とするこ
とが好ましい。

本発明において、研摩ベルトや研摩バフに砥粒を固定し
たり、電解液に砥粒を添加したりする場合、砥粒の種類
は研摩材として通常使用される粉状のものであればよく
、具体的にはホワイトアランダム、ジルコニア、カーボ
ランダム、アランダム、炭化珪素、アルミナ、アルミナ
水和物、酸化クロム、酸化鉄、べんがら、酸化チタン、
酸化セリウム、炭酸カルシウム等の通常の研削材、研摩
材、琢磨材等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を
使用できるが、特にホワイトアランダム。

アルミナが好ましい。砥粒の粒径は特に制限されるもの
ではないが、１７ｍ以下が好ましい。

また、砥粒を電解液に添加する場合、電解液中の砥粒の
含有量は全体の２〜２０重量％、特に５〜１０重量％と
することが好ましい、この場合、上記砥粒としては特に
電解液中でマイナスに帯電するものが好ましく、マイナ
スに帯電しない砥粒は予めシランカップリング剤で処理
するなどして電解液中でマイナスに帯電する前処理を施
しておくことが有効である。即ち、上記砥粒がマイナス
に帯電していると、これがプラスに帯電した被研摩物に
引きつけられ、その電気泳動作用によってより良好で確
実な砥粒研摩作用が発揮される。なお、砥粒を電解液中
に分散させる界面活性剤の種類は、電解質に影響されな
いで砥粒を分散させるものであればよく、例えばアルキ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。その
含有量は電解液の０．１〜５重量％とすることができる
。

務−■ 本発明装置においては、被研摩物（陽極）と陰極との間
に所定の電圧が印加されることにより電解液の作用で被
研摩物表面が電解研摩されると共に、被研摩物に接触し
つつ回転する研摩ベルト又は研摩バフによって被研摩物
表面が機械研摩されるので、電解研摩及び機械研摩の両
者によって被研摩物表面が効率良く、かつ優れた表面光
沢、平滑性をもって連続的に研摩される。この場合、本
発明においては、円筒状コンタクトホイールにより周回
せしめられる研摩ベルト又はスピンドルによって回転せ
しめられる円筒状研摩バフの外面に板材を接触させ、板
材を一方向に移動させながら連続的に研摩を行うことが
でき、従って平面研摩法を用いた従来の装置に比べて著
しく能率的に板材を研摩できるものである。

次に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発
明は下記実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〕第１図は本発明の一実施例を示す０図中１は電解液貯留
タンク、２はこのタンク１の上方に配設されたコンタク
トホイール、３はコンタクトホイール２の中央部に軸方
向に沿って設けられた電解液流通路、４はコンタクトホ
イール２の上方に配設されたアイドラープーリ、５はコ
ンタクトホイール２とアイドラープーリ４との間に張設
されたエンドレスの研摩ベルト、６は電解液供給タンク
、７は電解液供給タンク６と電解液流通路３との間に設
けられた電解液供給パイプ、８及び９はこのパイプ７に
介装されたポンプ及びフィルタ、１０は両タンク６．１
間に設けられた電解液還流パイプ、１１及び１２はこの
パイプ１０に介装されたポンプ及びフィルタを示す、ま
た、図中１３は研摩ベルト５の外面に接触した状態で水
平に配置された金属板材、１４は板材１３と接触する通
電ローラ、１５はそれぞれ板材１３を支持して図中矢印
方向に送る送りローラである。

ここで、上記コンタクトホイール２は第２図に示す構成
を有する。即ち、内部が電解液流通路３として構成され
た円筒状の金属製能動軸１６の周囲に、内側層１７ａが
樹脂、ゴム等で形成され、外側層１７ｂが通気性の大き
い不織布で形成された円筒体１７をフランジ１８．１８
によって固定したものである。この場合、上記駆動軸１
６の周壁部には電解液通過孔１９が穿設されていると共
に１円筒体１７の内側層１７ａには上記流通路３及び通
過孔１９と連通ずる直径３ｍ以上の電解液流出口２０が
径方向に沿って多数形成されており、上記電解液供給パ
イプ７から電解液流通路３に供給された電解液が電解液
通過孔１９、流出口２０、不織布層１７ｂを順次通って
不織布層１７ｂ外に流出するようになっている。

更に、上記研摩ベルト５は、第３図に示すように直径３
ｍ以上の多数の電解液通路孔５ａが穿設されており、電
解液流通路３からホイール２外に流出した電解液が上記
通路孔５ａを通って板材１３の表面に供給されるように
なっている。

上記装置によって板材１３の研摩を行う場合、コンタク
トホイール２の駆動軸１６を陰極とするもので、これに
より陰極１６と板材１３とが通路孔５ａを介して所定間
隔離間して対向した状態となる。陽極は通電ローラ１４
から通電するもので。

これにより板材１３が陽極となる。そして、駆動軸１６
を駆動してベルト５を回転し、ポンプ８を作動させると
、板材１３表面がベルト５で機械研摩されると共に、供
給タンク６内の電解液が流通路３から板材１３に供給さ
れ、この電解液によって板材１３表面が電解研摩される
ものである。なお、板材１３は送りローラ１５によって
所定速度で図中矢印方向に送られる。また、ホイール２
から飛散した電解液は貯留タンク１内に貯められ。

ポンプ１１の作動によって供給タンク６に戻される。

〔実施例２〕第４図は本発明の他の実施例を示す、なお、第４図にお
いて第１図と同一構成の部分には同一参照符号を付して
その説明を省略する。

本装置においては、第１図の装置のコンタクトホイール
２及び研摩ベルト５に代えて電解液貯留タンク１の上方
に研摩バフ装置２１が配設されている。

ここで、上記研摩バフ装置２１は第５図に示す構成を有
する。即ち、内部に軸方向に沿って電解液流通路２２が
形成された金属製スピンドル２３に、フェルトや不織布
等の通液性材料にて形成されて内部に電解液流路（内部
連通空間）２４ａを有する円板リング状研摩バフ２４が
該バフ２４の中空部に上記スピンドル２３を挿入するこ
とにより装着されていると共に、各バフ２４間に円形リ
ング状のスペーサ２５がそれぞれ配設されたものである
。この場合、上記スピンドル２３の周壁部には多数の電
解液流出口２６が径方向に沿って穿設されており、電解
液供給パイプ７から電解液流通路２２に供給された電解
液が流出口２６及びバフ２４の電解液流路２４ａを通っ
て板材１３に供給されるようになっている。

上記装置によって板材１３の研摩を行う場合、スピンド
ル２３を陰極とするもので、これによす陰極２３が板材
１３に対し上記バフ２４の電解液流路２４ａを介して対
向した状態となる。また、陽極は実施例１と同様に通電
ローラ１４から通電するもので、これにより板材１３が
陽極となる。

そして、スピンドル２３を駆動してバフ２４を回転させ
、ポンプ８を作動させると、板材１３表面がバフ２４で
機械研摩されると共に、供給タンク６内の電解液が流通
路３から流出口２６及び電解液流路２４ａを通って板材
１３に供給され、この電解液によって板材１３表面が電
解研摩されるものである。

従って、上記実施例１，２の装置によれば、機械研摩と
電解研摩とを併用したことにより板材表面を良好に鏡面
研摩できると共に、研摩ベルト又は研摩バフに板材を接
触させ、板材を移動させながら研摩するようにしたので
、板材を連続的に高速度で研摩できるものである。この
場合、実施例１．２の装置においてはコンタクトホイー
ル又はスピンドルを陰極としたことにより陽極と陰極と
をショートさせることなく電解研摩を行なうことができ
る６また、実施例２の装置は極薄の板材の研摩に特に好
適に使用され、研摩の最終工程用の装置として適してい
る。即ち、例えば０．５ｍｍ程度の極薄の板材は板材自
体の平面度が悪く、剛性のある研摩用具では表面を均一
に研摩することが困難であるが、実施例２では円形リン
グ状のバフをスペーサを介して配列したことによってバ
フが柔軟性を呈し、これにより非常に薄い板材を均一に
研摩できる。なお、上記各装置においては、コンタクト
ホイール或いはスピンドルを左右に揺動させながら研摩
を行なうことにより更に均一な研摩を行なうことが可能
である。

以下、実験例により本発明の効果を具体的に示す。

〔実験例１〕実施例１の装置を用い、上記方法によって板材の下地研
摩を行なった。

この場合、エンドレス研摩ベルト５としては＃８００耐
水Ｒ／Ｒ（レジンオーバーレジン）で、幅６００膿、長
さ１２５０ｍのものを用いた。電解液通路孔５ａはベル
ト５に径５ｍの穴を横方向に端面から２０Ｉｌａ毎に一
列当り２９個形成した。

また、コンタクトホイール２としては直径２５０１、軸
長６００ｍで、外側層１７ｂが砥粒を固定していない不
織布からなるものを用いた。コンタクトホイール２の囲
動軸１６の径は５０ｍｍであり、通過孔１９として径６
ｍａ＋の穴をあけ、電解液の排出ができるようにし、陰
極側へつないだ。更に、コンタクトホイール２は１１０
００ｒｐで回転させると共に、２０ＩｌｌＩの振幅で３
０回／分の割合で左右に揺動させた。

電解液としては、硝酸ナトリウム２０ｇ／Ｑ、塩化カリ
ウム１０　ｇ　／　Ｑを含むものをタンク６から５Ｑ／
分の速度で供給した。この場合、硝酸ナトリウムは電解
液のベースとなるものであり、また塩化カリウムは電解
を促進し研摩力を上げるが、過多になるとエツチングが
生じる。研摩工具に砥粒が含まれているときには塩化カ
リウムは有効である。

加工物１３としては、５ＵＳ３０４で厚みが１．２ｍの
ＢＡ材を使用し、２ｍ／分の速度で送った。

〔実験例２〕実施例２の装置を用い、上記方法によって実験例１で研
摩した板材の仕上げ研摩を行なった。

この場合、研摩バフ２４としては砥粒を含まない不織布
からなる厚さ２５ｍｍのものを用いた。

電解液としては、硝酸ナトリウム３０　ｇ　／　Ｑ、硝
酸５ｇ／Ｑ、アルキルナフタレンスルホン酸ソーダ塩（
界面活性剤）Ｉｇ／Ｒを含むものを用い、これに砥粒と
してホワイトアランダム＃８０００を１０　ｇ／Ｑ添加
した。なお、研摩液はタンク６から２ｍ１分の速度で供
給した。この場合、仕上げ工程では硝酸を少量添加して
化学的研摩を併用すると共に、砥粒の分散のために界面
活性剤を用いた。なお、界面活性剤は工具となるフェル
ト、不織布等に電解液を浸透させるためにも有効である
。研摩バフ２４の外径は３５０ｍで、これを６０Ｏｒｐ
ｍで回転させると共に、２０ｍの振幅で３０回／分の割
合で左右に揺動させた。また、研摩圧力はエアシリンダ
ーで１　ｋｇ／ｃｄの低荷重に調整した。更に、加工物
１３は４ｍ／分の速度で送った・〔実験結果〕実験例１は下地研摩、実験例２は仕上げ研摩を行なった
ものであるが、その結果を下記表に示す。

なお、粗さ測定はサーフコム５５０Ａ　（東京精密社製
）で測定した。また１表中研摩条件■は実験例１では電
解条件２０Ｖ−１０Ａ、実験例２では電解条件２０Ｖ−
５Ａ、研摩条件■は実験例１では電解条件３０Ｖ−２０
Ａ、実験例２では電解条件３０Ｖ−１０Ａ、研摩条件■
は研摩条件■において電解液の流量を２倍にしたもので
ある。

上記結果より、研摩条件■では素材の表面粗さは０．０
８ＩＩｍであったが、実験例１の下地研摩で０．０５５
ｕ、実験例２の仕上げ研摩で０．００４−まで向上し、
通常のバフ仕上げによる幅広のフープ類の表面粗さが０
．０２−程度であるのに比べ、本発明によれば表面粗さ
を格段に向上させ得ることが認められた。なお、研摩条
件■のように電圧−電流を高くした場合はやや表面粗さ
が低下し、また研摩条件■のように電解液の流量を高く
した場合は表面粗さが向上するものであった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の研摩装置によれば、板材
表面を連続的に高速で能率良く鏡面研摩できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図は同例
のコンタクトホイールを示す拡大断面図、第３図は同装
置の研摩ベルトを示す拡大正面図、第４図は同装置の他
の実施例を示す概略図、第５図は同例の研摩バフ装置を
示す拡大断面図である。２・・・コンタクトホイール５・・・研摩ベルト２２・・・電解液流通路２４・・・研摩バフ３・・・電解液流通路２０・・・電解液流出口２３・・・スピンドル２６・・・電解液流出口出願人　　上　村　工　業　株式会社代理人　　弁理士　小　島　隆　司法昧

Claims

【特許請求の範囲】１、内部に軸方向に沿って電解液流通路が形成され、か
つ径方向に沿って上記電解液流通路と連通する複数の電
解液流出口が形成された回転可能な円筒状コンタクトホ
ィールと、上記電解液流出口と連通可能な電解液通路孔
を有し、上記コンタクトホィールに巻回された該コンタ
クトホィールの回転と一体に周回する非導電性の研摩ベ
ルトと、上記コンタクトホィールに上記研摩ベルトと接
触する被研摩物の金属板材に対し上記研摩ベルトの電解
液通路孔を介して所定間隔離間して対向するように設け
られた陰極とを具備してなり、上記研摩ベルトの外面に
上記金属板材を接触させ、コンタクトホィールを回転さ
せると共に、このコンタクトホィールの電解液流通路か
ら電解液流出口及び研摩ベルトの電解液通路孔を通って
板材に電解研摩液を供給し、かつ板材を陽極として上記
陰極との間に電気を流すことにより、上記研摩ベルトで
板材を機械研摩すると共に、上記電解研摩液で板材を電
解研摩するように構成したことを特徴とする板材の研摩
装置。２、内部に軸方向に沿って電解液流通路が形成され、か
つ径方向に沿って上記電解液流通路と連通する複数の電
解液流出口が形成された回転可能なスピンドルと、通液
性材料にて形成されて上記電解液流出口と連通する電解
液流路を有し、上記スピンドルの周囲に配設されて該ス
ピンドルと一体に回転する非導電性の研摩バフと、上記
スピンドルに上記研摩バフと接触する被研摩物の金属板
材に対し上記研摩バフの電解液流路を介して所定間隔離
間して対向するように設けられた陰極とを具備してなり
、上記研摩バフの外面に上記金属板材を接触させ、スピ
ンドルを回転させると共に、このスピンドルの電解液流
通路から電解液流出口及び研摩バフの電解液流路を通っ
て板材に電解研摩液を供給し、かつ板材を陽極として上
記陰極との間に電気を流すことにより、上記研摩バフで
板材を機械研摩すると共に、上記電解研摩液で板材を電
解研摩するように構成したことを特徴とする板材の研摩
装置。