JP2004122292A

JP2004122292A - ベルトサンダー機及びサンディング方法

Info

Publication number: JP2004122292A
Application number: JP2002289858A
Authority: JP
Inventors: Yukiyasu Nakano; 中野　幸康
Original assignee: Amitec Corp
Current assignee: Amitec Corp
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22

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

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

Claims

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。