JP2004122292A - ベルトサンダー機及びサンディング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】コスト低減を図る。
【解決手段】研磨面のうち水平領域Wsaはサンディングロール21からの押圧力を受けた状態で研磨され、傾斜領域Wsbはサンディングベルト21の側縁のはみ出し部23bが接触して研磨される。サンディングベルト21のはみ出し部23bは、研磨面Wsbの形状に追従するように自在に変形できるので、サンディングロール21の押圧による押圧領域Wsaとはみ出し部23bによる接触領域Wsbとが平面状に連なっていなくても、双方の領域を良好に研磨できる。サンディングロール21の外周を研磨面の形状に合わせて成形する必要がなく、しかも、研磨面の形状が異なる複数種類の加工材に対応することができるので、コスト低減が可能である。
【選択図】 図6
【解決手段】研磨面のうち水平領域Wsaはサンディングロール21からの押圧力を受けた状態で研磨され、傾斜領域Wsbはサンディングベルト21の側縁のはみ出し部23bが接触して研磨される。サンディングベルト21のはみ出し部23bは、研磨面Wsbの形状に追従するように自在に変形できるので、サンディングロール21の押圧による押圧領域Wsaとはみ出し部23bによる接触領域Wsbとが平面状に連なっていなくても、双方の領域を良好に研磨できる。サンディングロール21の外周を研磨面の形状に合わせて成形する必要がなく、しかも、研磨面の形状が異なる複数種類の加工材に対応することができるので、コスト低減が可能である。
【選択図】 図6
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面が曲面状や凹凸形状をなす加工材を研磨するためのベルトサンダー機及びサンディング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
表面が曲面状や凹凸形状をなす加工材を研磨するためのベルトサンダー機として、従来、加工材の表面形状に整合する形状に成形したロールにサンディングベルトを掛け回すとともに、そのロールをサンディングベルトを挟んで加工材の表面に押し付け、かかる状態でサンディングベルトを循環走行させるようにしたものがある(例えば、特許文献1を参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開昭58−165958号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のベルトサンダー機では、ロールを加工材の表面形状に合わせて成形しなければならないため、ロールに対する加工処理の分だけ製造コストが高くつくという問題がある。また、表面形状が異なる複数種類の加工材を研磨する場合には、その種類ごとに専用のロールを用意する必要があるため、製造コストが更に高くなってしまう。
【0005】
本願発明は上記事情に鑑みて創案され、コスト低減を図ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、加工材において曲面状や凹凸状などの非平面形状とされた研磨面に対し、サンディングロールに掛け回したサンディングベルトを接触させることで、前記研磨面を研磨するものであって、前記サンディングベルトが、その側縁部を前記サンディングロールの側縁から外側へはみ出させた状態で走行するようになっており、前記研磨面のうちの一部の領域が、前記サンディングベルトを介して前記サンディングロールからの押圧力を受けた状態で研磨されるとともに、前記研磨面の他の領域は、前記サンディングベルトにおける側縁のはみ出し部が接触することによって研磨される構成とした。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記サンディングロールがゴム製とされている構成とした。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、前記サンディングベルトが前記サンディングロールとテンションロールとの間に掛け回されて循環走行するようになっていて、前記テンションロールが、その軸方向中央から両側に向かって外径が小さくなる樽形状をなしている構成とした。
【0008】
請求項4の発明は、加工材において曲面状や凹凸状などの非平面形状とされた研磨面に対し、サンディングロールに掛け回したサンディングベルトを接触させることで、前記研磨面を研磨するサンディング方法であって、前記サンディングベルトを、その側縁部が前記サンディングロールの側縁から外側へはみ出す状態で走行させ、前記研磨面のうちの一部の領域を、前記サンディングベルトを介して前記サンディングロールからの押圧力を受けた状態で研磨するとともに、前記研磨面の他の領域を、前記サンディングベルトにおける側縁のはみ出し部を接触させることによって研磨することを特徴とするサンディング方法。
【0009】
【発明の作用及び効果】
[請求項1及び請求項4の発明]
サンディングベルトにおける側縁のはみ出し部は、サンディングロールから外れているため、研磨面の形状に沿うように(倣うように)自在に変形することができる。したがって、研磨面においてサンディングロールによる押圧領域とはみ出し部による接触領域とが平面状に連なっていなくても、双方の領域を良好に研磨することができる。本願発明によれば、サンディングロールの外周を研磨面の形状に合わせて成形する必要がなく、しかも、研磨面の形状が異なる複数種類の加工材に対応することができるので、コスト低減を図ることができる。
【0010】
[請求項2の発明]
サンディングロールをゴム製としてその外周が弾性撓みし得るようにしたので、サンディングロールで押圧すべき研磨領域が凹凸状をなす場合でも、サンディングベルトをその研磨面の形状に追従させて良好な研磨を行うことができる。
また、サンディングロールをゴム製としたことにより、サンディングベルトの側縁部がサンディングロールからはみ出していても、サンディングベルトがサンディングロールに対してその軸方向にずれていくことが防止される。
【0011】
[請求項3の発明]
テンションロールを樽形状としたことにより、サンディングベルトがテンションロールに対してその軸線方向にずれることが防止され、ひいては、サンディングロールに対するサンディングベルトの軸線方向へのずれが防止される。
【0012】
【発明の実施の形態】
[実施形態1]
以下、本発明を具体化した実施形態1を図1乃至図6を参照して説明する。
尚、本実施形態において、前後方向については図2〜6における左側を前側とし、左右方向については図1を基準とする。
【0013】
本実施形態のベルトサンダー機は、床面に載置される箱形のベースフレーム10内にローラコンベア11を設けるとともに、ベースフレーム10の背面(図2における右側の面)に昇降フレーム12を設け、昇降フレーム12に左右2つのサンディング機構15を支持した構成になる。ローラコンベア11を構成する送材ロール13はベースフレーム10上に沿って水平に配置され、全体として細長い加工材Wが、送材ロール13に載置されるとともに上から挟圧ロール14で押さえつけられた状態で図1における右側から左側に向かって搬送されるようになっている。尚、ローラコンベア11の搬送速度は、インバータ装置(図示せず)によって無段階調整可能となっている。
【0014】
サンディング機構15は、傾動機構16を介して昇降フレーム12に支持されている。傾動機構16は、昇降フレーム12に固定されたガイド板17と、このガイド板17に対して傾動可能に支持された傾動板18とを備えている。この2つの板17,18は、いずれも、加工材Wの搬送方向に対して直交する平板状をなしており、ガイド板17には、後述するサンディング機構15のサンディングベルト23と加工材Wとの接触位置Pを中心とする円弧形のガイドリブ17Aが形成され、このガイドリブ17Aには傾動板18の円弧状のガイド溝18Aが摺動可能に嵌合されている。このガイドリブ17Aとガイド溝18Aの嵌合により、傾動板18とサンディング機構15は、ガイド板17及び昇降フレーム12に対しサンディングベルト23と加工材Wとの接触位置P(傾動中心)を支点として90°に範囲に亘って傾動し得るようになっている。所定角度に傾動された傾動板18は、ボルト19によってガイド板17に固定される。
【0015】
サンディング機構15は、傾動板18に固定されたサンディングフレーム20の下端部にサンディングロール21を支持するとともに、サンディングフレーム20の上端部にテンションロール22を支持し、両ロール21,22の間に無端状のサンディングベルト23を掛け回した構造になり、サンディングロール21は送材モータ24によって回転駆動されるようになっている。両ロール21,22の軸線の向きは、サンディング機構15がどのような傾動姿勢をとっていても、ガイド板17の板面と平行、即ち加工材Wの搬送方向と直交する方向となる。送材モータ24の駆動により、サンディングベルト23は一方向に循環走行しつつサンディングロール21によって加工材Wの表面(研磨面Ws)に押し付けられる。このサンディングベルト23の走行方向は、そのサンディングベルト23における加工材Wとの接触領域(下端部分)が加工材Wの搬送方向とは逆方向に移動する向きに設定され、所謂アップサンディング方法をとっている。尚、送材モータ24の回転速度(サンディングベルト23の走行速度)はインバータ装置(図示せず)によって無段階に調整可能である。
【0016】
かかるサンディング機構15は、昇降フレーム12を上下動させることにより加工材Wの厚さに合わせて高さ調節される。また、上記傾動機構16により、サンディング機構15は、両ロール21,22の軸線(回転中心)を前後方向に向けて加工材Wに対してサンディングベルト23を上から対応・当接させる姿勢(図4に示す)と、両ロール21,22の軸線を上下方向に向けて加工材Wに対してサンディングベルト23を加工材Wに対して側方(背面側)から対応、当接させる姿勢との間で90°傾動し得るようになっている。尚、サンディング機構15の傾動は、傾動板18に固定したレバー25を手動で操作することによって行うことができる。
【0017】
サンディングロール21は、その軸方向において外径寸法が一定の円柱形をなす。このサンディングロール21はニトリルゴム(NBR)からなり、ゴム硬度は30°Hsよりも柔らかい硬さに設定されている。
また、テンションロール22は、全体として樽形状、即ち外径寸法は軸方向における中央部が最も大きく、中央から両端側に向かって外径寸法が徐々に小さくなる形状をなしている。このテンションロール22は金属材料からなる。サンディングロール21とテンションロール22の幅寸法(軸方向の寸法)は互いに同一の寸法に設定されている。
【0018】
かかるサンディングロール21とテンションロール22は、軸方向において互いにずれが無いように(サンディングロール21の幅方向中央とテンションロール22の幅方向中央とが互いに合致するように)配置されている。
サンディングベルト23は不織布からなり、その幅寸法は、サンディングロール21及びテンションロール22の幅寸法と同じ寸法に設定されている。テンションロール22に対しては、サンディングベルト23は、テンションロール22の幅方向両端から前後にはみ出さない状態(サンディングベルト23の幅方向中央をテンションロール22の幅方向中央に合致させた状態)で掛けられている。一方、サンディングロール21に対しては、図3〜6に示すように、サンディングベルト23はその前側の側縁部をサンディングロール21の側端から前方外側へはみ出させた状態(サンディングベルト23の幅方向中央をサンディングロール21の幅方向中央に対して軸方向にずらした状態)で掛けられている。
【0019】
次に、本実施形態の作用を説明する。
加工材Wにおける研磨面Ws(サンディングベルト23によって研磨される面)は、図5及び6に示すように、加工材Wの搬送方向と平行をなす平坦状の水平領域Wsaと、この水平領域Wsaの前側端から斜め上前方へ連なる平坦な上り勾配の傾斜領域Wsbとからなる。
サンディング機構15は、研磨面Wsの水平領域Wsaに合わせて、サンディングロール21及びテンションロール22の軸線が水平をなす向きに設定されているとともに、サンディングベルト23のうちサンディングロール21に掛けられている領域23aが水平領域Wsaに所定の圧力で当接するように高さ設定されている。さらに、サンディングロール21の幅方向(前後)両端のうち、サンディングベルト23がはみ出している前側の端縁が、研磨面Wsにおける水平領域Wsaと傾斜領域Wsbとの境界Wcに位置するように設定されている。さらに、テンションロール22は、両ロール21,22を結ぶ上下方向線を略中心として首を振るように向きが調整可能であり、所定の向きに設定されている。この調整により、サンディングロール21におけるサンディングベルト23の幅方向のずれを防止することが可能である。尚、テンションロール22の軸線の調整については、両ロール21,22の前端部(軸方向における一方の端部)同士の間隔が後端部(軸方向における他方の端部)同士の間隔よりも広くなるように又は狭くなるように調整するようにしてもよい。この調整により、両ロール21,22間におけるサンディングベルト23の張力を、幅方向(前後方向)において変化させることが可能である。
【0020】
また、サンディングロール21におけるサンディングベルト23の幅方向のずれ量については、サンディングベルト23がサンディングロール21の外周面に接触する領域23aと、サンディングロール21から前方へはみ出したはみ出し部23bとの寸法比が例えば6:1程度に設定されている。尚、このサンディングロール21に接触する領域23aとはみ出し部23bとの寸法比は、6:1に限らず、サンディングロール21のゴム硬度、サンディングベルト23の材質、サンディングベルト23の張力などに応じて適宜設定することができる。また、サンディングベルト23の走行速度を変えることによって傾斜領域Wsbに対するはみ出し部23bの接触圧を調整することが可能である。
【0021】
上記のように準備が整ったら、加工材Wを搬送する。すると、サンディングベルト23のうちサンディングロール21の外周面に接触している領域23aが、サンディングロール21からの押圧力を受けた状態で研磨面Wsのうちの水平領域Wsaに接触し、これによって水平領域Wsaが研磨される。また、サンディングベルト23のはみ出し部23bは、サンディングベルト23がサンディングロール21の外周に沿って反転することによって発生する遠心力により傾斜領域Wsbに押し付けられ、これによって傾斜領域Wsbが研磨される。
【0022】
本実施形態においては、サンディングベルト23における側縁のはみ出し部23bは、サンディングロール21から外れているため、研磨面Wsの形状に沿うように(倣うように)自在に変形することができる。これにより、研磨面Wsにおけるサンディングロール21による押圧領域(水平領域Wsa)とはみ出し部23bによる接触領域(傾斜領域Wsb)とが平面状に連なっていなくても、双方の領域Wsa,Wsbを良好に研磨することができる。このように本実施形態によれば、サンディングロール21の外周を研磨面Wsの形状に合わせて成形する必要がなく、しかも、研磨面Wsの形状が異なる複数種類の加工材Wに対応することができるので、コスト低減を図ることができる。
【0023】
また、サンディングロール21においてはサンディングベルト23の前端のはみ出し部23bがサンディングロール21の外周面に接触せずに外側へはみ出しているため、サンディングベルト23の幅方向へのずれが懸念されるが、次の各技術手段又はその組み合わせによってずれ防止が実現されている。
▲1▼サンディングロール21の材質をニトリルゴムにするとともに、ゴム硬度を30°Hsよりも柔らかくした。
【0024】
▲2▼テンションロール22を樽形状としたことによって、サンディングベルト23がテンションロール22に対してその軸線方向にずれることが防止され、ひいては、サンディングベルト23がサンディングロール21に対してその軸線方向にずれることも防止される。
▲3▼サンディングベルト23におけるサンディングロール21の外周面への接触部23aとはみ出し部23bとの境界では、図6に示すように、双方23a,23bが屈曲した状態となるため、サンディングベルト23が図6の右方へずれようとしても、この屈曲部23cが引っ掛かりとなってずれが防止される。
【0025】
▲4▼屈曲部Wcにおいてはサンディングベルト23の張力が最大となるが、この屈曲部Wcの両側における2つの領域Wsa,Wsbの張力が均衡していれば、サンディングベルト23のずれが防止される。
尚、上記以外にも、下記の技術手段によってもずれ防止が期待できる。
▲5▼テンションロール22の軸線の向きを傾け、サンディングベルト23の張力が軸線方向において変化するように(例えば、幅方向中央において張力が最大になるように)張力設定する。
【0026】
▲6▼サンディングベルト23をテンションロール22に対して軸方向にずらした状態で掛ける。
尚、本実施形態のベルトサンダー機は、図7及び図8に示すような形状の加工材を研磨することが可能である。
図7に示す加工材Wの研磨面は、加工材Wの搬送方向と平行をなす平坦状の水平領域Wdと、この水平領域Wdの前側端から斜め上前方へ連なる曲面状の曲面領域Weとからなる。水平領域Wdは、サンディングベルト23のうちサンディングロール21に接触している部分23aによって研磨され、曲面領域Weはサンディングベルト23のはみ出し部23bによって研磨される。
【0027】
図8に示す加工材Wの研磨面は、加工材Wの搬送方向と平行をなす平坦状の幅狭の水平領域Wfと、この水平領域Wfの前端から斜め上前方へ連なる曲面状の幅広の曲面領域Wgと、この曲面領域Wgの前端から水平領域Wfと直角に上方へ立ち上がる垂直領域Whとからなる。研磨に際しては、サンディングロール21は、その軸線を前上がりに傾斜させることで、幅広の曲面領域Wgと対応している。水平領域Wfと曲面領域Wgは、サンディングベルト23のうちサンディングロール21に接触している部分23aによって研磨され、垂直領域Whはサンディングベルト23のはみ出し部23bによって研磨される。尚、サンディングロール21は、水平領域Wfと曲面領域Wgという非平面状に連なる2つの領域を研磨するために、この2つの領域Wf,Wgの形状に倣うように弾性変形し、これに伴なってサンディングベルト23も変形する。
【0028】
この図8に示す研磨例は、サンディングロール21をゴム製としてその外周が弾性撓みし得るようにしたことによって実現されており、サンディングロール21で押圧すべき研磨領域(水平領域Wfと曲面領域Wg)が凹凸状をなす場合でも、サンディングベルト23をその研磨面の形状に追従させて良好な研磨を行うことができるようになっている。
[他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【0029】
(1)上記実施形態ではサンディングロールをゴム製としたが、本発明によれば、サンディングロールを弾性を有する合成樹脂材料などのゴム以外の材料としてもよい。
(2)上記実施形態ではサンディングベルトを布製としたが、本発明によれば、サンディングベルトを紙などの、布以外の柔軟に変形し得る材料とすることもできる。
(3)上記実施形態ではテンションロールを樽形状としたが、本発明によれば、テンションロールを樽形状とせずに、軸方向において外径が一定の円柱形や、軸方向において中央から両側に向かって外径寸法が増大する鼓形などとしてもよい。尚、この場合、サンディングベルトが軸方向にずれる虞があれば、舵取り手段を設けてもよい。
【0030】
(4)上記実施形態ではサンディングロールを円柱形(外径寸法が軸方向において一定となる形状)としたが、本発明によれば、外径寸法が軸方向において変化する形状としてもよい。かかる形状に設定することで、サンディングベルトの軸方向へのずれ防止、はみ出し部のはみ出し寸法の拡大、サンディングロールで押圧される研磨領域が凹凸形状の場合におけるサンディングベルトの研磨面への追従性の向上等を実現することが可能である。
【0031】
(5)上記実施形態ではサンディングベルトの一方の側縁部のみをサンディングロールからはみ出させるようにしたが、本発明によれば、サンディングベルトの両方の側縁部をサンディングロールからはみ出させ、その2つのはみ出し部を研磨面に接触させて研磨を行うようにしてもよい。
(6)上記実施形態ではサンディングロールのゴム硬度を30°Hsよりも柔らかい硬さとしたが、本発明によれば、硬度が30°Hs以上のゴム材料を用いることもできる。但し、ゴム硬度を30°Hs以上に設定した場合には、サンディングベルトをサンディングロールからはみ出させた状態で走行させたときにサンディングベルトが幅方向へずれる可能性があるため、テンションロールに舵取り装置を設けることによってサンディングベルトのずれを防止することが望ましい。
【0032】
(7)上記実施形態ではサンディングロールをニトリルゴム製としたが、本発明によれば、ニトリルゴム以外の材質のゴムをサンディングロールとして用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1の正面図
【図2】側面図
【図3】サンディング機構をあらわす一部切欠部分拡大断面図
【図4】サンディング機構を傾動させる機構をあらわす部分拡大側面図
【図5】サンディングベルトが加工材と非接触の状態をあらわす部分拡大断面図
【図6】研磨を行っている状態をあらわす部分拡大断面図
【図7】他の加工材へ研磨例をあらわす部分拡大断面図
【図8】他の加工材へ研磨例をあらわす部分拡大断面図
【符号の説明】
W…加工材
Ws…研磨面
Wsa…水平領域(サンディングロールの押圧力を受けた状態で研磨される領域)
Wsb…傾斜領域(はみ出し部によって研磨される領域)
21…サンディングロール
22…テンションロール
23…サンディングベルト
23b…はみ出し部
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面が曲面状や凹凸形状をなす加工材を研磨するためのベルトサンダー機及びサンディング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
表面が曲面状や凹凸形状をなす加工材を研磨するためのベルトサンダー機として、従来、加工材の表面形状に整合する形状に成形したロールにサンディングベルトを掛け回すとともに、そのロールをサンディングベルトを挟んで加工材の表面に押し付け、かかる状態でサンディングベルトを循環走行させるようにしたものがある(例えば、特許文献1を参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開昭58−165958号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のベルトサンダー機では、ロールを加工材の表面形状に合わせて成形しなければならないため、ロールに対する加工処理の分だけ製造コストが高くつくという問題がある。また、表面形状が異なる複数種類の加工材を研磨する場合には、その種類ごとに専用のロールを用意する必要があるため、製造コストが更に高くなってしまう。
【0005】
本願発明は上記事情に鑑みて創案され、コスト低減を図ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、加工材において曲面状や凹凸状などの非平面形状とされた研磨面に対し、サンディングロールに掛け回したサンディングベルトを接触させることで、前記研磨面を研磨するものであって、前記サンディングベルトが、その側縁部を前記サンディングロールの側縁から外側へはみ出させた状態で走行するようになっており、前記研磨面のうちの一部の領域が、前記サンディングベルトを介して前記サンディングロールからの押圧力を受けた状態で研磨されるとともに、前記研磨面の他の領域は、前記サンディングベルトにおける側縁のはみ出し部が接触することによって研磨される構成とした。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記サンディングロールがゴム製とされている構成とした。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、前記サンディングベルトが前記サンディングロールとテンションロールとの間に掛け回されて循環走行するようになっていて、前記テンションロールが、その軸方向中央から両側に向かって外径が小さくなる樽形状をなしている構成とした。
【0008】
請求項4の発明は、加工材において曲面状や凹凸状などの非平面形状とされた研磨面に対し、サンディングロールに掛け回したサンディングベルトを接触させることで、前記研磨面を研磨するサンディング方法であって、前記サンディングベルトを、その側縁部が前記サンディングロールの側縁から外側へはみ出す状態で走行させ、前記研磨面のうちの一部の領域を、前記サンディングベルトを介して前記サンディングロールからの押圧力を受けた状態で研磨するとともに、前記研磨面の他の領域を、前記サンディングベルトにおける側縁のはみ出し部を接触させることによって研磨することを特徴とするサンディング方法。
【0009】
【発明の作用及び効果】
[請求項1及び請求項4の発明]
サンディングベルトにおける側縁のはみ出し部は、サンディングロールから外れているため、研磨面の形状に沿うように(倣うように)自在に変形することができる。したがって、研磨面においてサンディングロールによる押圧領域とはみ出し部による接触領域とが平面状に連なっていなくても、双方の領域を良好に研磨することができる。本願発明によれば、サンディングロールの外周を研磨面の形状に合わせて成形する必要がなく、しかも、研磨面の形状が異なる複数種類の加工材に対応することができるので、コスト低減を図ることができる。
【0010】
[請求項2の発明]
サンディングロールをゴム製としてその外周が弾性撓みし得るようにしたので、サンディングロールで押圧すべき研磨領域が凹凸状をなす場合でも、サンディングベルトをその研磨面の形状に追従させて良好な研磨を行うことができる。
また、サンディングロールをゴム製としたことにより、サンディングベルトの側縁部がサンディングロールからはみ出していても、サンディングベルトがサンディングロールに対してその軸方向にずれていくことが防止される。
【0011】
[請求項3の発明]
テンションロールを樽形状としたことにより、サンディングベルトがテンションロールに対してその軸線方向にずれることが防止され、ひいては、サンディングロールに対するサンディングベルトの軸線方向へのずれが防止される。
【0012】
【発明の実施の形態】
[実施形態1]
以下、本発明を具体化した実施形態1を図1乃至図6を参照して説明する。
尚、本実施形態において、前後方向については図2〜6における左側を前側とし、左右方向については図1を基準とする。
【0013】
本実施形態のベルトサンダー機は、床面に載置される箱形のベースフレーム10内にローラコンベア11を設けるとともに、ベースフレーム10の背面(図2における右側の面)に昇降フレーム12を設け、昇降フレーム12に左右2つのサンディング機構15を支持した構成になる。ローラコンベア11を構成する送材ロール13はベースフレーム10上に沿って水平に配置され、全体として細長い加工材Wが、送材ロール13に載置されるとともに上から挟圧ロール14で押さえつけられた状態で図1における右側から左側に向かって搬送されるようになっている。尚、ローラコンベア11の搬送速度は、インバータ装置(図示せず)によって無段階調整可能となっている。
【0014】
サンディング機構15は、傾動機構16を介して昇降フレーム12に支持されている。傾動機構16は、昇降フレーム12に固定されたガイド板17と、このガイド板17に対して傾動可能に支持された傾動板18とを備えている。この2つの板17,18は、いずれも、加工材Wの搬送方向に対して直交する平板状をなしており、ガイド板17には、後述するサンディング機構15のサンディングベルト23と加工材Wとの接触位置Pを中心とする円弧形のガイドリブ17Aが形成され、このガイドリブ17Aには傾動板18の円弧状のガイド溝18Aが摺動可能に嵌合されている。このガイドリブ17Aとガイド溝18Aの嵌合により、傾動板18とサンディング機構15は、ガイド板17及び昇降フレーム12に対しサンディングベルト23と加工材Wとの接触位置P(傾動中心)を支点として90°に範囲に亘って傾動し得るようになっている。所定角度に傾動された傾動板18は、ボルト19によってガイド板17に固定される。
【0015】
サンディング機構15は、傾動板18に固定されたサンディングフレーム20の下端部にサンディングロール21を支持するとともに、サンディングフレーム20の上端部にテンションロール22を支持し、両ロール21,22の間に無端状のサンディングベルト23を掛け回した構造になり、サンディングロール21は送材モータ24によって回転駆動されるようになっている。両ロール21,22の軸線の向きは、サンディング機構15がどのような傾動姿勢をとっていても、ガイド板17の板面と平行、即ち加工材Wの搬送方向と直交する方向となる。送材モータ24の駆動により、サンディングベルト23は一方向に循環走行しつつサンディングロール21によって加工材Wの表面(研磨面Ws)に押し付けられる。このサンディングベルト23の走行方向は、そのサンディングベルト23における加工材Wとの接触領域(下端部分)が加工材Wの搬送方向とは逆方向に移動する向きに設定され、所謂アップサンディング方法をとっている。尚、送材モータ24の回転速度(サンディングベルト23の走行速度)はインバータ装置(図示せず)によって無段階に調整可能である。
【0016】
かかるサンディング機構15は、昇降フレーム12を上下動させることにより加工材Wの厚さに合わせて高さ調節される。また、上記傾動機構16により、サンディング機構15は、両ロール21,22の軸線(回転中心)を前後方向に向けて加工材Wに対してサンディングベルト23を上から対応・当接させる姿勢(図4に示す)と、両ロール21,22の軸線を上下方向に向けて加工材Wに対してサンディングベルト23を加工材Wに対して側方(背面側)から対応、当接させる姿勢との間で90°傾動し得るようになっている。尚、サンディング機構15の傾動は、傾動板18に固定したレバー25を手動で操作することによって行うことができる。
【0017】
サンディングロール21は、その軸方向において外径寸法が一定の円柱形をなす。このサンディングロール21はニトリルゴム(NBR)からなり、ゴム硬度は30°Hsよりも柔らかい硬さに設定されている。
また、テンションロール22は、全体として樽形状、即ち外径寸法は軸方向における中央部が最も大きく、中央から両端側に向かって外径寸法が徐々に小さくなる形状をなしている。このテンションロール22は金属材料からなる。サンディングロール21とテンションロール22の幅寸法(軸方向の寸法)は互いに同一の寸法に設定されている。
【0018】
かかるサンディングロール21とテンションロール22は、軸方向において互いにずれが無いように(サンディングロール21の幅方向中央とテンションロール22の幅方向中央とが互いに合致するように)配置されている。
サンディングベルト23は不織布からなり、その幅寸法は、サンディングロール21及びテンションロール22の幅寸法と同じ寸法に設定されている。テンションロール22に対しては、サンディングベルト23は、テンションロール22の幅方向両端から前後にはみ出さない状態(サンディングベルト23の幅方向中央をテンションロール22の幅方向中央に合致させた状態)で掛けられている。一方、サンディングロール21に対しては、図3〜6に示すように、サンディングベルト23はその前側の側縁部をサンディングロール21の側端から前方外側へはみ出させた状態(サンディングベルト23の幅方向中央をサンディングロール21の幅方向中央に対して軸方向にずらした状態)で掛けられている。
【0019】
次に、本実施形態の作用を説明する。
加工材Wにおける研磨面Ws(サンディングベルト23によって研磨される面)は、図5及び6に示すように、加工材Wの搬送方向と平行をなす平坦状の水平領域Wsaと、この水平領域Wsaの前側端から斜め上前方へ連なる平坦な上り勾配の傾斜領域Wsbとからなる。
サンディング機構15は、研磨面Wsの水平領域Wsaに合わせて、サンディングロール21及びテンションロール22の軸線が水平をなす向きに設定されているとともに、サンディングベルト23のうちサンディングロール21に掛けられている領域23aが水平領域Wsaに所定の圧力で当接するように高さ設定されている。さらに、サンディングロール21の幅方向(前後)両端のうち、サンディングベルト23がはみ出している前側の端縁が、研磨面Wsにおける水平領域Wsaと傾斜領域Wsbとの境界Wcに位置するように設定されている。さらに、テンションロール22は、両ロール21,22を結ぶ上下方向線を略中心として首を振るように向きが調整可能であり、所定の向きに設定されている。この調整により、サンディングロール21におけるサンディングベルト23の幅方向のずれを防止することが可能である。尚、テンションロール22の軸線の調整については、両ロール21,22の前端部(軸方向における一方の端部)同士の間隔が後端部(軸方向における他方の端部)同士の間隔よりも広くなるように又は狭くなるように調整するようにしてもよい。この調整により、両ロール21,22間におけるサンディングベルト23の張力を、幅方向(前後方向)において変化させることが可能である。
【0020】
また、サンディングロール21におけるサンディングベルト23の幅方向のずれ量については、サンディングベルト23がサンディングロール21の外周面に接触する領域23aと、サンディングロール21から前方へはみ出したはみ出し部23bとの寸法比が例えば6:1程度に設定されている。尚、このサンディングロール21に接触する領域23aとはみ出し部23bとの寸法比は、6:1に限らず、サンディングロール21のゴム硬度、サンディングベルト23の材質、サンディングベルト23の張力などに応じて適宜設定することができる。また、サンディングベルト23の走行速度を変えることによって傾斜領域Wsbに対するはみ出し部23bの接触圧を調整することが可能である。
【0021】
上記のように準備が整ったら、加工材Wを搬送する。すると、サンディングベルト23のうちサンディングロール21の外周面に接触している領域23aが、サンディングロール21からの押圧力を受けた状態で研磨面Wsのうちの水平領域Wsaに接触し、これによって水平領域Wsaが研磨される。また、サンディングベルト23のはみ出し部23bは、サンディングベルト23がサンディングロール21の外周に沿って反転することによって発生する遠心力により傾斜領域Wsbに押し付けられ、これによって傾斜領域Wsbが研磨される。
【0022】
本実施形態においては、サンディングベルト23における側縁のはみ出し部23bは、サンディングロール21から外れているため、研磨面Wsの形状に沿うように(倣うように)自在に変形することができる。これにより、研磨面Wsにおけるサンディングロール21による押圧領域(水平領域Wsa)とはみ出し部23bによる接触領域(傾斜領域Wsb)とが平面状に連なっていなくても、双方の領域Wsa,Wsbを良好に研磨することができる。このように本実施形態によれば、サンディングロール21の外周を研磨面Wsの形状に合わせて成形する必要がなく、しかも、研磨面Wsの形状が異なる複数種類の加工材Wに対応することができるので、コスト低減を図ることができる。
【0023】
また、サンディングロール21においてはサンディングベルト23の前端のはみ出し部23bがサンディングロール21の外周面に接触せずに外側へはみ出しているため、サンディングベルト23の幅方向へのずれが懸念されるが、次の各技術手段又はその組み合わせによってずれ防止が実現されている。
▲1▼サンディングロール21の材質をニトリルゴムにするとともに、ゴム硬度を30°Hsよりも柔らかくした。
【0024】
▲2▼テンションロール22を樽形状としたことによって、サンディングベルト23がテンションロール22に対してその軸線方向にずれることが防止され、ひいては、サンディングベルト23がサンディングロール21に対してその軸線方向にずれることも防止される。
▲3▼サンディングベルト23におけるサンディングロール21の外周面への接触部23aとはみ出し部23bとの境界では、図6に示すように、双方23a,23bが屈曲した状態となるため、サンディングベルト23が図6の右方へずれようとしても、この屈曲部23cが引っ掛かりとなってずれが防止される。
【0025】
▲4▼屈曲部Wcにおいてはサンディングベルト23の張力が最大となるが、この屈曲部Wcの両側における2つの領域Wsa,Wsbの張力が均衡していれば、サンディングベルト23のずれが防止される。
尚、上記以外にも、下記の技術手段によってもずれ防止が期待できる。
▲5▼テンションロール22の軸線の向きを傾け、サンディングベルト23の張力が軸線方向において変化するように(例えば、幅方向中央において張力が最大になるように)張力設定する。
【0026】
▲6▼サンディングベルト23をテンションロール22に対して軸方向にずらした状態で掛ける。
尚、本実施形態のベルトサンダー機は、図7及び図8に示すような形状の加工材を研磨することが可能である。
図7に示す加工材Wの研磨面は、加工材Wの搬送方向と平行をなす平坦状の水平領域Wdと、この水平領域Wdの前側端から斜め上前方へ連なる曲面状の曲面領域Weとからなる。水平領域Wdは、サンディングベルト23のうちサンディングロール21に接触している部分23aによって研磨され、曲面領域Weはサンディングベルト23のはみ出し部23bによって研磨される。
【0027】
図8に示す加工材Wの研磨面は、加工材Wの搬送方向と平行をなす平坦状の幅狭の水平領域Wfと、この水平領域Wfの前端から斜め上前方へ連なる曲面状の幅広の曲面領域Wgと、この曲面領域Wgの前端から水平領域Wfと直角に上方へ立ち上がる垂直領域Whとからなる。研磨に際しては、サンディングロール21は、その軸線を前上がりに傾斜させることで、幅広の曲面領域Wgと対応している。水平領域Wfと曲面領域Wgは、サンディングベルト23のうちサンディングロール21に接触している部分23aによって研磨され、垂直領域Whはサンディングベルト23のはみ出し部23bによって研磨される。尚、サンディングロール21は、水平領域Wfと曲面領域Wgという非平面状に連なる2つの領域を研磨するために、この2つの領域Wf,Wgの形状に倣うように弾性変形し、これに伴なってサンディングベルト23も変形する。
【0028】
この図8に示す研磨例は、サンディングロール21をゴム製としてその外周が弾性撓みし得るようにしたことによって実現されており、サンディングロール21で押圧すべき研磨領域(水平領域Wfと曲面領域Wg)が凹凸状をなす場合でも、サンディングベルト23をその研磨面の形状に追従させて良好な研磨を行うことができるようになっている。
[他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【0029】
(1)上記実施形態ではサンディングロールをゴム製としたが、本発明によれば、サンディングロールを弾性を有する合成樹脂材料などのゴム以外の材料としてもよい。
(2)上記実施形態ではサンディングベルトを布製としたが、本発明によれば、サンディングベルトを紙などの、布以外の柔軟に変形し得る材料とすることもできる。
(3)上記実施形態ではテンションロールを樽形状としたが、本発明によれば、テンションロールを樽形状とせずに、軸方向において外径が一定の円柱形や、軸方向において中央から両側に向かって外径寸法が増大する鼓形などとしてもよい。尚、この場合、サンディングベルトが軸方向にずれる虞があれば、舵取り手段を設けてもよい。
【0030】
(4)上記実施形態ではサンディングロールを円柱形(外径寸法が軸方向において一定となる形状)としたが、本発明によれば、外径寸法が軸方向において変化する形状としてもよい。かかる形状に設定することで、サンディングベルトの軸方向へのずれ防止、はみ出し部のはみ出し寸法の拡大、サンディングロールで押圧される研磨領域が凹凸形状の場合におけるサンディングベルトの研磨面への追従性の向上等を実現することが可能である。
【0031】
(5)上記実施形態ではサンディングベルトの一方の側縁部のみをサンディングロールからはみ出させるようにしたが、本発明によれば、サンディングベルトの両方の側縁部をサンディングロールからはみ出させ、その2つのはみ出し部を研磨面に接触させて研磨を行うようにしてもよい。
(6)上記実施形態ではサンディングロールのゴム硬度を30°Hsよりも柔らかい硬さとしたが、本発明によれば、硬度が30°Hs以上のゴム材料を用いることもできる。但し、ゴム硬度を30°Hs以上に設定した場合には、サンディングベルトをサンディングロールからはみ出させた状態で走行させたときにサンディングベルトが幅方向へずれる可能性があるため、テンションロールに舵取り装置を設けることによってサンディングベルトのずれを防止することが望ましい。
【0032】
(7)上記実施形態ではサンディングロールをニトリルゴム製としたが、本発明によれば、ニトリルゴム以外の材質のゴムをサンディングロールとして用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1の正面図
【図2】側面図
【図3】サンディング機構をあらわす一部切欠部分拡大断面図
【図4】サンディング機構を傾動させる機構をあらわす部分拡大側面図
【図5】サンディングベルトが加工材と非接触の状態をあらわす部分拡大断面図
【図6】研磨を行っている状態をあらわす部分拡大断面図
【図7】他の加工材へ研磨例をあらわす部分拡大断面図
【図8】他の加工材へ研磨例をあらわす部分拡大断面図
【符号の説明】
W…加工材
Ws…研磨面
Wsa…水平領域(サンディングロールの押圧力を受けた状態で研磨される領域)
Wsb…傾斜領域(はみ出し部によって研磨される領域)
21…サンディングロール
22…テンションロール
23…サンディングベルト
23b…はみ出し部
Claims (4)
- 加工材において曲面状や凹凸状などの非平面形状とされた研磨面に対し、サンディングロールに掛け回したサンディングベルトを接触させることで、前記研磨面を研磨するものであって、
前記サンディングベルトが、その側縁部を前記サンディングロールの側縁から外側へはみ出させた状態で走行するようになっており、
前記研磨面のうちの一部の領域が、前記サンディングベルトを介して前記サンディングロールからの押圧力を受けた状態で研磨されるとともに、前記研磨面の他の領域は、前記サンディングベルトにおける側縁のはみ出し部が接触することによって研磨される構成としたことを特徴とするベルトサンダー機。 - 前記サンディングロールがゴム製とされていることを特徴とする請求項1記載のベルトサンダー機。
- 前記サンディングベルトが前記サンディングロールとテンションロールとの間に掛け回されて循環走行するようになっていて、
前記テンションロールが、その軸方向中央から両側に向かって外径が小さくなる樽形状をなしていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のベルトサンダー機。 - 加工材において曲面状や凹凸状などの非平面形状とされた研磨面に対し、サンディングロールに掛け回したサンディングベルトを接触させることで、前記研磨面を研磨するサンディング方法であって、
前記サンディングベルトを、その側縁部が前記サンディングロールの側縁から外側へはみ出す状態で走行させ、
前記研磨面のうちの一部の領域を、前記サンディングベルトを介して前記サンディングロールからの押圧力を受けた状態で研磨するとともに、前記研磨面の他の領域を、前記サンディングベルトにおける側縁のはみ出し部を接触させることによって研磨することを特徴とするサンディング方法。
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