JPH0416311B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ステンレス鋼定尺板、またはコイル
材のように比較的広い面積の平面をもつ研磨対象
物、あるいは表面に比較的小さい凹凸を有する大
面積工作物や小物部品の配列により形成された研
磨対象物について、ライン式連続送りにより完全
鏡面仕上げするための研磨装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 鏡面仕上げされたステンレス鋼板は建築関係の
内外装に用いられている外、シリコン太陽電池用
基板などにも用途が広がつているが、このところ
鏡面仕上げの程度に対するユーザ側の認識が次第
に厳しくなつてきており、従来のバフ研磨で仕上
げた砥粒線の目立つようなものは、準鏡面として
区別して扱われる一方、完全な鏡面に対する需要
が増大しつつある。

また、従来のバフ研磨では、粉塵が甚だしく、
それを抑制して作業環境を改善することが非常に
困難であるという問題もある。

このような現状において、特に、比較的大きな
研磨対象物を一挙に鏡面研磨することの要求が増
大しているが、バフ研磨あるいはラツピング等を
はじめとする従来の研磨方式では、そのような要
求に対する対応が困難であつた。

即ち、ステンレス鋼定尺板、またはコイル材の
ように、比較的広い面積をもつ研磨対象物を鏡面
研磨する場合、次のような問題点があるが、従来
の研磨手段ではこのような問題点の解決は望めな
い。

まず、研磨用工具としては、その対象物に対し
て大きな面で接触して研磨する単一の研磨用工具
を用いるよりも、多数の研磨用工具を配列させ
て、それらにより研磨する方が、種々の面で有効
適切であると考えられるが、この場合において
も、各工具の研磨対象物に対する押付け力を充分
に小さいものとしなければ、研磨対象物と工具と
の全体的な接触圧が増大して、両者の相対的な送
りが困難になるばかりでなく、対象物も極めて強
固な支持手段によつて支持することが必要とな
り、装置が大型化する。

また、研磨に際しては研磨用液体を供給する必
要があるが、全体的にその研磨用液体の量が多く
なると、作業環境が悪化するという問題があり、
しかもそれを均一に供給しなければ、均一な鏡面
研磨は望めない。

さらに、砥粒線のない完全な鏡面を得るために
は、バフ研磨のように、同一の位置を砥粒が繰返
し切削するような研磨手段は採用することができ
ず、研磨対象物と研磨用工具の相対的な移動動に
ついて充分な配慮が必要になる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、上記のように比較的広い面積
をもつ研磨対象物を鏡面研磨するに際し、工具の
研磨対象物に対する押付け力を充分に小さいもの
として、装置に大型化を避けると共に、できるだ
け少量の研磨用液体を均一に供給して研磨できる
ように構成し、さらに砥粒線のない完全な鏡面を
得るように配慮した鏡面研磨装置を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明のライン式連
続送り鏡面研磨装置は、回転駆動機の回転軸の先
端に取付ける工具基盤を、円板状の表面板の背後
に研磨用液体が供給される液溜めを設けて、その
表面板における周辺部に多数の液流出口を開設す
ることにより構成し、この工具基盤に、通液性を
有すると共に砥粒を保持可能な粘弾性材料により
形成して、表面を被加工物の表面に倣つて変形可
能な加工面とした粘弾性研磨体を取付け、これに
よつて構成される研磨ユニツトの多数を、平面的
な被加工物に対し、その送り方向と直交する方向
に配列させて、各研磨ユニツトを、被加工物に対
して粘弾性研磨体を一定の力で押付けた状態でそ
の押付け方向に移動自在に支持させ、且つそれら
の研磨ユニツトを、上記被加工物の相対的送り方
向と直交する方向にその送り速度よりも充分に速
い速度で往復運動させる往復動機構に連結したこ
とを特徴とするものである。

［作 用］ 各研磨ユニツトにおいては、工具基盤内の液溜
めに研磨用液体を供給しながら回転駆動機により
研磨用工具を回転させると、その回転に伴う遠心
力により工具基盤の表面板の周辺部に設けた多数
の液流出口から研磨用液体が通液性を有する粘弾
性研磨体を通して被加工物表面に供給される。そ
のため、研磨用液体を圧力を掛けて送り込む必要
はない。また、被加工物表面に対する研磨用工具
の圧接力は、例えば研磨ユニツト自体の重量程度
の非常に小さいものでよい。

上記研磨ユニツトがこのように作用するため、
その多数を配列させて、被加工物の相対的送り方
向を直交する方向にその送り速度よりも充分に速
い速度で往復運動させると、各研磨ユニツトに適
度な研磨用液体が供給されるため、全体的にその
液体が環境を悪化させる程度になることはなく、
また砥粒が同一の位置を繰返して研削することが
ないため、仕上面に砥粒線が生じるようなことは
ない。

さらに、粘弾性研磨体を、粘弾性材料により形
成して、その表面を被加工物の表面に倣つて変形
可能な加工物面とし、また粘弾性研磨体を被加工
物に対して一定の力で押付けた状態でその押付け
方向に移動自在に支持させているので、表面が平
面状をなすステンレス鋼定尺板またはコイル材の
ような被加工物ばかりでなく、表面に比較的小さ
い凹凸を有する大面積工作物や小物部品の配列に
より形成された研磨対象物にも適用することがで
きる。

［実施例］ 第１図ないし第３図は本発明のライン式連続送
り鏡面研磨装置の実施例を示すもので、ステンレ
ス鋼定尺板等の被加工物Ｗを載置して移送するコ
ンベヤ装置１、上記コンベヤ装置１によつて移送
される被加工物Ｗの上方に設置された複数の機枠
２、各機枠２上に上に設けた往復動機構３、その
往復動機構３によつてコンベヤ装置１による被加
工物Ｗの移送方向を直交する方向に往復動するよ
うにした摺動枠４、その摺動枠４に上下摺動自在
に支持させた多数の研磨ユニツト５等を主体とし
て構成されている。

第４図及び第５図は、上記研磨ユニツト５の詳
細を例示したもので、ここでは電解砥粒複合研磨
を行う装置として構成した場合を示している。

この研磨ユニツト５は、装置本体１１内に、モ
ータからなる回転駆動機１２及びその出力側に設
けた減速装置１３とを備え、それらによつて回転
する回転軸１４を装置本体１１から導出して、そ
の先端に工具２０を取付けている。

上記工具２０は、電解研磨のための電極として
も機能させるために導電性を有する銅その他の材
料により形成した略円板状の工具基盤２１と、そ
の表面に取付ける粘弾性研磨体２２とを主体して
構成されている。

上記工具基盤２１は、回転軸１４の先端に取付
ける円板状の表面板２４の背後に液溜め２６を形
成したもので、表面板２４は、その中央を回転軸
１４に取付け、また周辺部に多数の液流出口３０
を開設し、背後の液溜め２６を液体の供給開口３
１により開放させ、その開口３１の周囲に、後述
の電解用電流を供給する給電用摺接子３３を接触
させるための摺接面３２をを形成している。

上記工具基盤２１の表面に取付ける粘弾性研磨
体２２は、発泡ポリウレタンその他の合成樹脂発
泡体等のスポンジ状部材、あるいはナイロン不織
布のような、通液性を有する粘弾性体によつて構
成し、それを工具基盤の表面に取付けるようにし
たものである。

また、上記粘弾性研磨体２２は、その表面また
は内部全体に砥粒を分散保持させておくことがで
き、その場合には、アルミナ等の砥粒を混合した
合成樹脂ボンドにより、ナイロン不織布等に砥粒
を接着状態に保持させ、あるいはそのような砥粒
線の固定を行うことなく、遊離状態の砥粒を不織
布の網目に支持させるようにすることもできる。

上記表面板２４に開設した多数の液流出口３０
は、上記工具基盤２１の周辺部、さらに具体的に
は周縁か若干内側寄りに設け、工具基盤２１内の
周辺部には研磨用液体または電解液の液溜め２６
を形成し、この液溜め２６にそれらの液を一時的
に貯えて、多数の液流出口３０から液体を安定的
に供給できるようにするものである。従つて、工
具２０が回転する間に液流出口３０から研磨用液
体または電解液が逐次流出し、その液体が工具の
回転に伴う遠心力で主として工具２０の周辺にお
ける粘弾性研磨体２２と被加工物との接触部分に
供給される。しかも、工具２０が液体の保有性に
すぐれるため、比較的少ない量の液体で研磨を行
うことができる。

液体の供給管３８は、研磨作用部分に対して研
磨用液体または電解液を供給するためのもので、
装置本体１１の一端に送給口４０を開口させ、ま
た装置本体内を通じて、上記工具基盤２１の背後
に設けた回転軸１４のまわりの液供給開口３１内
に、他端の送出口４１を開口状態で臨ませてい
る。このように、研磨用液体または電解液は、大
気に開放した液溜めに注入するだけであり、その
ためそれらの液体を圧送するための設備を非常に
簡単なものとすることができ、例えば、簡単な水
中ポンプ等を使用するだけでもよい。

前記粘弾性研磨体２２に砥粒を保持させる代
り、あるいはそれに加えて、この液体の供給管３
８を通じて送給する研磨用液体あるいは電解液中
に遊離砥粒を混入させることができ、特に微細粒
子による研磨を行う場合にはこの遊離砥粒を用い
るのが有利であり、粘弾性研磨体２２の全体に対
して砥粒の均一な供給を行うことができる。

電解のための電流を供給することなく、砥粒の
みを利用して研磨する場合、上記供給管３８を通
じて供給する液体は、研磨部分の冷却、研磨によ
つて除去された微粉の排出等の作用を行うことに
なり、比較的少量の液体で所期の機能を発揮させ
ることができる。

給電用摺接子３３及びそれに接触する摺接面３
２を通じて電極工具２０に供給する電解用の電流
は、被加工物をプラス極、電極工具２０をマイナ
ス極として、電解による研磨を行うためのもので
ある。

かかる構成の研磨ユニツト５は、第１図ないし
第３図に示すように、ライン式連続送り鏡面研磨
装置における摺動枠４に、その多数を被加工物Ｗ
の送り方向と直交する方向に配列させ、且つ被加
工物Ｗの送り方向に多重に配列させて取付けてい
る。また、各研磨ユニツト５は、その粘弾性研磨
体２２を研磨ユニツト自体の重力により、一定の
小さい力（例えば数10kPa）で被加工物Ｗに押付
けた状態で、摺動枠４に対して上下方向に摺動自
在に支持させている。研磨ユニツト５の重力では
粘弾性研磨体の圧接力が不足する場合には、スプ
リングの力を付加すればよい。

従つて、研磨体２２を粘弾性材料により形成し
たことと相俟つて、その粘弾性研磨体２２を表面
が平面状をなすステンレス鋼定尺板等の被加工物
ばかりでなく、表面に比較的小さい凹凸を有する
大面積工作物や小物部品（例えば時計用バンド）
の配列により形成された研磨対象物にも倣わせる
ことができる。

また、上記のように多数の研磨ユニツト５を並
設すると、各研磨ユニツトが独立した振動系を構
成し、全体として複雑な振動系を構成しないの
で、装置全体の制御が極めて簡単になる点で非常
に有利である。

研磨が荒加工工程を含む場合には、粘弾性研磨
体２２に保持させる研磨材を、粗い方から順にラ
イン方向に配置することにより、非常に能率的に
粗さを改善することができる。このような配置
は、上述したように多数の研磨ユニツト５を多重
列に並設することによりはじめて実現できるもの
である。

上記研磨ユニツト５を取付けた摺動枠枠４は、
機枠２上に設けたローラ４０によりコンベヤ装置
１の移送方向に対して直交する方向に往復動自在
に支持させ、前記往復動機構３により、即ちモー
タ４２により減速器４３を介して駆動される偏心
輪４５と上記摺動枠４の連杆４６により連結し
て、モータ４２の駆動により往復動するように構
成している。この往復動機構３による摺動枠４の
往復動の速度は、上記被加工物Ｗの送り速度より
も充分に速い速度、例えば１桁程度速に速度で往
復運動させるように設定している。

なお、被加工物をライン方向へ定速送りする上
記コンベヤ装置１としては、図示したような無端
コンベヤばかりでなく、例えばローラ・コンベ
ヤ、その他の各種コンベヤを採用することができ
る。また、被加工物の受台として、被加工物が板
材の場合には、板の寸法に合つた容器状の受台を
用意し、被加工物が小物部品の場合にはそれらの
多数を配列収容するのに適した容器状の受台を用
意し、これらの受台を定速送りするような構成を
採ることも可能である。

さらに、被加工物がコイル材である場合には、
コンベヤによることなく、そのコイル材の巻取り
装置を利用してライン送りを与えるようにすれば
よい。上記構成を有する鏡研磨装置においては、
各研磨ユニツト５における工具基盤２１内の液溜
め２６に研磨用液体を供給しながら回転駆動機に
より研磨用工具を回転せせると、その回転に伴う
遠心力により工具基盤２１の表面板の周辺部に設
けた多数の液流出口３０から研磨用液体が通液性
を有する粘弾性研磨体２２を通して被加工物表面
に供給される。また、被加工物表面に対する研磨
用工具の圧接力は、例えば研磨ユニツト自体の重
量程度の非常に小さいものでよい。このように研
磨体の圧接力を小さくすると、被加工物の支持機
構及び機枠２に大きな強度を必要とせず、それら
の構成を著しく簡単化することができ、また配列
させる研磨ユニツトの数を増大させ得るので、研
磨の能率化を図ることができる。

電解砥粒複合研磨を行う場合には、液体供給管
３８を通じて工具２０に電解液を供給しながら、
工具２０と被加工物Ｗとの間に数ボルトないし10
数ボルトの電圧で数アンペアの電流を流し、回転
駆動機１２により工具２０を回転させながら複合
研磨すればよい。

上記工具２０は、その直径を12cm程度にした場
合、回転駆動機１２による数100rpm以下の回転
速度において、多少の凹凸を有する被加工物表面
に圧接しても、その粘弾性研磨体２２の周辺部分
が被加工物表面形状に倣つて変形し、その表面に
フイツトすることにより、それを鏡面研磨するこ
とができる。

［発明の効果］ 以上に詳述した本発明の鏡面研磨装置によれ
ば、ステンレス鋼定尺板、またはコイル材のよう
に比較的広い面積の平面をもつ研磨対象物、ある
いは表面に比較的小さい凹凸を有する大面積工作
物や小物部品の配列により形成された研磨対象物
について、ライン式連続送りによる極めて能率的
な完全鏡面仕上げをすることができ、最終的に
１／100μm Rmaxのオーダーまで粗さの改善を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るライン式連続送り鏡面研
磨装置の平面図、第２図は同正面図、第３図は同
側面図、第４図は研磨ユニツトの正面図、第５図
は研磨用工具の一部切欠正面図である。 ３…往復動機構、５…研磨ユニツト、１２…回
転駆動機、１４…回転軸、２１…工具基盤、２２
…粘弾性研磨体、２４…表面板、２６…液溜め、
３０…液流出口、Ｗ…被加工物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転駆動機の回転軸の先端に取付ける工具基
   盤を、円板状の表面板の背後に研磨用液体が供給
   される液溜めを設けて、その表面板における周辺
   部に多数の液流出口を開設することにより構成
   し、この工具基盤に、通液性を有すると共に砥粒
   を保持可能な粘弾性材料により形成して、表面を
   被加工物の表面に倣つて変形可能な加工面とした
   粘弾性研磨体を取付け、これによつて構成される
   研磨ユニツトの多数を、平面的な被加工物に対
   し、その送り方向と直交する方向に配列させて、
   各研磨ユニツトを、被加工物に対して粘弾性研磨
   体を一定の力で押付けた状態でその押付け方向に
   移動自在に支持させ、且つそれらの研磨ユニツト
   を、上記被加工物の相対的送り方向と直交する方
   向にその送り速度よりも充分に速い速度で往復運
   動させる往復動機構に連結したことを特徴とする
   ライン式連続送り鏡面研磨装置。