JP4825438B2 - 半割り式バフ研磨ロールにおけるバフ取付け構造並びにその成形方法 - Google Patents

Description

この発明は、回転軸に取り付けられ、その回転研磨をもって被研磨材の表面仕上げをなす半割り式バフ研磨ロールに関し、更に詳しくは、該半割り式研磨ロールにおけるバフ取付け構造並びにその成形方法に関する。

一般に、この種の半割り式研磨ロールのコア金具は、２つの半円筒体相互の組付けをもって構成され、各半円筒体は両端の厚肉部と中央の薄肉部とから形成され、厚肉部にはボルト挿通用の孔が貫通状に開設される。そして、このコア金具の外周にはバフ研磨材が取り付けられる。
そして、このコア金具は従来より鋳造をもって成形されることを通常とするが、その成形上の手間、製作精度、及び成形後の加工手間と種々問題がある。すなわち、成形過程においては一品毎の砂型の作成、固化に要する時間、巣の発生等、熟練と手間を要する。また、製作精度において高い寸法精度を得ることが困難であり、回転軸への取付けにおいて密着性が得られず、また、回転軸とともに回転する際には振れが生じるという欠点がある。
一方、この種の半割り式研磨ロールにおいて、バフ研磨材とコア金具との取付けは、コア金具の表面に接着剤が塗布され、これにバフ研磨材を被嵌するという極めて単純な接着固定がなされる。
しかしながら、このような態様によれば、該研磨ロールを高速で回転しようとするとき、上記した回転軸との密着性の問題並びに接着固定により、ガタつき、あるいはバフ研磨材の剥離などの種々の問題点が生じるものである。

本発明は上記した高速回転に伴う問題点に鑑みなされたものであり、この種の半割り式研磨ロールにおいて、成形が容易であるとともに、高い寸法精度が得られるコア金具を提供すること、並びにコア金具とバフ研磨材との強固な接着固定がなされるバフ研磨材の取付け構造を得ることを目的とするものである。
本発明はまた、バフ研磨材の取付け構造を備えた半割り式バフ研磨ロールの成形方法を得ることも他の目的とする。

本発明の第１は半割り式バフ研磨ロールにおけるバフ研磨材の取付け構造であって、請求項１に記載のとおり、
半割り円筒体をなすとともにその内周面は回転軸に当接される半割りコア金具と、半割り円筒体をなすとともに該半割りコア金具の外周面に被嵌して取り付けられる半割りバフ研磨材とから半割り体が形成され、前記２つの半割り体相互の組付けにより構成されるバフ研磨ロールにおいて、
前記半割りコア金具の外側面に複数のわずかな浅さ及び幅の凹溝が軸方向に縦設され、
前記半割りバフ研磨材は弾性を有するとともにその内周面は同一内径に形成され、
前記半割りコア金具と前記半割りバフ研磨材とは、前記半割りコア金具の外側面に塗布され前記凹溝に充填される接着剤を介するとともに、前記半割りバフ研磨材の外方より実質的に半径方向への縮径方向へ圧力を付加されて固定保持されてなる、
ことを特徴とする。
上記構成において、
1)半割りコア金具の外側面の凹溝は少なくとも該半割りコア金具の両下方側面の軸方向に縦設される態様、
は本発明に包含される。

（作用）
コア金具とバフ研磨材とに介装する接着剤は、塗布状態での垂れ下がりはコア金具表面の凹部で保持され、垂れ下がりによる不均一性が阻止され、均等な接着作用を発現する。
また、接着剤の固結時にバフ研磨材の外方より圧力を付加することにより、該バフ研磨材は凹部に食い込み状となり、強度の増大がなされる。

本発明の第２は更に他の半割り式バフ研磨ロールにおけるバフ研磨材の取付け構造であって、請求項３に記載のとおり、
半割り円筒体をなすとともにその内周面は回転軸に当接される半割りコア金具と、半割り円筒体をなすとともに該半割りコア金具の外周面に被嵌して取り付けられる半割りバフ研磨材とから半割り体が形成され、前記２つの半割り体相互の組付けにより構成されるバフ研磨ロールにおいて、
前記半割りコア金具は、所定の肉厚をもって形成された半円筒状体のコア本体と；該コア本体の両端部の内周面に同心状態を保って取り付けられる半円筒状体の介装金具と；からなり、
前記コア本体の端部の内周面は、前記介装金具と同一の長さで該コア本体の内径よりも大きな径で研磨加工され、
前記介装金具の外径は前記コア本体の端部の内径に合致し、その外周面は研磨加工され、かつ、その外縁は所定の角度をもって面取り加工され、前記コア本体と前記介装金具とは前記面取り面の形成する空間に溶接が施されて溶接固定されてなり、
前記半割りコア金具の外側面に複数のわずかな浅さ及び幅の凹溝が軸方向に縦設され、
前記半割りバフ研磨材は弾性を有するとともにその内周面は同一内径に形成され、
前記半割りコア金具と前記半割りバフ研磨材とは、前記半割りコア金具の外側面に塗布され前記凹溝に充填される接着剤を介するとともに、前記半割りバフ研磨材の外方より実質的に半径方向への縮径方向へ圧力を付加されて固定保持されてなる、
ことを特徴とする。
上記構成において、
1)半割りコア金具のコア本体は押出し成形品が使用される態様、
2)半割りコア金具の外側面の凹溝は少なくとも該半割りコア金具の両下方側面の軸方向に縦設される態様、は本発明に包含される。

（作用）
この半割りコア金具によれば、コア本体と介装金具とはそれぞれ別体をもって組み付けられるものであり、それぞれ高い成形精度で作製され、それらの組付け体も高い寸法精度が得られる。
また、半割りコア金具を押出し成形とするとき、該半割りコア金具の外側面の凹溝は成形時に、同時かつ精確に得られる。
コア本体と介装金具との組付けは、溶接をもって一体化されるので、強固な構造が得られる。
コア金具とバフ研磨材とに介装される接着剤は、塗布状態での垂れ下がりはコア金具表面の凹部で保持され、垂れ下がりによる不均一性が阻止され、均等な接着作用を発現する。
また、接着剤の固結時にバフ研磨材の外方より圧力を付加することにより、該バフ研磨材は凹部に食い込み状となり、強度の増大がなされる。

本発明の第３は半割り式バフ研磨ロールの成形方法であって、請求項５に記載のとおり、
半割り円筒体をなすとともにその内周面は回転軸に当接される半割りコア金具と、半割り円筒体をなすとともに該コア金具の外周面に被嵌して取り付けられる半割りバフ研磨材とから半割り体が形成され、前記２つの半割り体相互の組付けにより構成されるバフ研磨ロールの成形方法であって、
前記半割りコア金具の外側面に複数のわずかな浅さ及び幅の凹溝が軸方向に縦設され、
前記半割りバフ研磨材は弾性を有するとともにその内周面は同一内径に形成され、
前記半割りコア金具の外側面に接着剤が塗布されるとともに前記凹溝に充填させ、
前記半割りコア金具に前記半割りバフ研磨材が被嵌され、
前記半割りバフ研磨材の外方より実質的に半径方向への縮径方向へ圧力を付加してなる、
ことを特徴とする。
上記構成において、
1)半割りコア金具は押出し成形品が使用される態様、
2)接着剤は熱硬化性が使用され、加熱処理を付加する態様、
は本発明に包含される。

（作用）
コア金具とバフ研磨材とに介装する接着剤は、塗布状態での垂れ下がりはコア金具表面の凹部で保持され、垂れ下がりによる不均一性が阻止され、均等な接着作用を発現する。
また、接着剤の固結時にバフ研磨材の外方より圧力を付加することにより、該バフ研磨材は凹部に食い込み状となり、強度の増大がなされる。

第１発明の半割り式バフ研磨ロールにおけるバフ研磨材の取付け構造によれば、コア金具とバフ研磨材とに介装する接着剤は、塗布状態での垂れ下がりはコア金具表面の凹部で保持され、垂れ下がりによる不均一性が阻止され、均等な接着作用を発現する。また、接着剤の固結時にバフ研磨材の外方より圧力を付加することにより、該バフ研磨材は凹部に食い込み状となり、強度の増大がなされる。
これにより、コア金具とバフ研磨材との顕著な固着力の増大がなされ、研磨ロールの高速化に耐えうる。
第２発明の半割り式バフ研磨ロールにおけるバフ研磨材の取付け構造によれば、コア本体と介装金具とはそれぞれ別体をもって組み付けられるものであり、それぞれ高い成形精度で作製され、それらの組付け体も高い寸法精度が得られる。また、コア金具を押出し成形とするとき、該コア金具の外側面の凹溝は成形時に、同時かつ精確に得られる。コア本体と介装金具との組付けは、溶接をもって一体化されるので、強固な構造が得られる。
また、コア金具とバフ研磨材とに介装する接着剤は、塗布状態での垂れ下がりはコア金具表面の凹部で保持され、垂れ下がりによる不均一性が阻止され、均等な接着作用を発現する。更に、接着剤の固結時にバフ研磨材の外方より圧力を付加することにより、該バフ研磨材は凹部に食い込み状となり、強度の増大がなされる。
これにより、本半割り式バフ研磨ロールは一体として大きな強度が得られ、研磨ロールの高速化に耐えうる。
第３発明の半割り式バフ研磨ロールの成形方法によれば、コア金具とバフ研磨材とに介装する接着剤は、塗布状態での垂れ下がりはコア金属表面の凹部で保持され、垂れ下がりによる不均一性が阻止され、均等な接着作用を発現する。また、接着剤の固結時にバフ研磨材の外方より圧力を付加することにより、該バフ研磨材は凹部に食い込み状となり、強度の増大がなされる。

本発明の半割り式バフ研磨ロールにおけるバフ研磨材の取付け構造並びにその成形方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図９はその一実施形態を示し、回転軸より回転駆動を受ける半割り式研磨ロールへの適用例を示す。すなわち、図１〜図３はその全体構成を示し、図４〜図９は各部分構成を示す。

図１〜図３に示すように、Ｒは本実施形態の半割り式研磨ロール（以下、単に「研磨ロール」という）であり、該研磨ロールＲは回転軸１に取り付けられて回転駆動される。
しかして、この研磨ロールＲは、装着される回転軸１の中心を含む平面をもって２分割された半割り体Ｒａ，Ｒｂが合体されて一体とされ、それぞれの半割り体Ｒａ，Ｒｂは、半円筒状をなすコア金具２と、該コア金具２の外側に接着固定される同じく半円筒状のバフ研磨材３とからなる。
そして、この半割り研磨ロールＲは、それぞれの半割り体Ｒａ，Ｒｂが独立して取付け具４をもって回転軸１に取り付けられ、一体となったとき、コア金具２並びにバフ研磨材３は横断面形状において真円状を保持する。

本実施形態においては、コア金具２に特徴を有するものであって、図４〜図６を更に参照しつつ該コア金具２の細部構成を説明する。
すなわち、本実施例のコア金具２は、所定の肉厚をもって形成された半円筒体のコア本体６と、該コア本体６の両端部の内周面に同心状態を保って取り付けられる等厚の半円筒体の介装金具７と、からなる。
８はコア本体６と介装金具７との溶接部である。
９は本コア金具２の外側に形成される凹溝である。

以下、コア金具２を構成する各部の細部構造を説明する。
コア本体６
コア本体６は、外径は全長にわたって一定で、内径は両端部６ａとその余の部分６ｂとがそれぞれ異なる一定径を採り、長尺の半円筒状体をなす。両端部の頂部にボルト挿通孔１０ａが開設される。
コア本体６の外側面において、軸方向に複数の凹溝９が縦設される（図５〜図９参照）。該凹溝９はわずかな浅さ及び幅で十分であるが、各側面に３以上は必要である。該凹溝９は本実施形態ではコア本体６の頂部を残し、両下端からほぼ６０°の範囲に形成されるが、全体に形成されても、あるいは、更に小範囲（例えば４５°）であってもよい。要は両下方であることが重要である。
該コア本体６は、本実施例ではアルミ（Ａｌ）製よりなり、アルミの押出し加工をもって外側面の凹溝９とともに一定形状に成形される。しかる後、両端部６ａは高精度を保って所定の曲率で削出し加工がなされる。

介装金具７
介装金具７は、コア本体６の両端に配され、それらはともに等厚の肉厚を保持する短い半円筒体をなし、その曲率は外径がコア本体６の端部６ａの内径に等しく、内径が回転軸１の径に等しい。コア本体６と介装金具７とは溶接部８により一体的に固定される。該介装金具７はいわゆる厚肉部に相当し、コア本体６と同様アルミ製をなすが、溶接可能である限り他の素材の使用を妨げない。
そして、介装金具７には、コア本体６のボルト挿通孔１０ａに対応してその頂部にボルト挿通孔１０ｂが開設され、これらの２つの孔１０ａ，１０ｂによりコア金具２としてのボルト挿通孔１０を構成する。
回転軸１にはこのボルト挿通孔１０に対応するボルト挿通孔１１が貫通状に開設され、本研磨ロールＲが回転軸１に組み付けられたとき、これらのボルト挿通孔１０，１１は同一直線上に並ぶ。

溶接固定
コア金具２を構成するコア本体６と介装金具７とは、所定の位置関係を保って溶接をもって固定される。
図４〜図６を参照してその組付けは手順を説明する。
(1) 未加工状態のコア本体素材Ａと介装金具素材Ｂが用意される。
コア本体素材Ａは前記した押出し成形のものであり、先ずその両端部６ａの内径を旋盤による削出し加工により所定の曲率に拡径する。しかして該両端部６ａの内径面６αは滑らかな研磨面をなす。また、６βは両端部６ａの他の内径面６ｂとの段部、６γは両端部６ａの直径面である。
(2) 介装金具素材Ｂは、前記した素材が用意され、その外周面７αを所定の曲率をもって研磨加工し、その外径をコア本体６の両端部６ａの径に合致させる。
しかる後、該介装金具素材Ｂの直径面の外縁を所定の角度でカット面１３をもって切削する。７βは介装金具素材Ｂの端面であり、７γは介装金具素材Ｂの直径面である。
(3) コア本体素材Ａに介装金具素材Ｂを嵌合させ、これらの直径面６γ、７γを同一平面となす。これにより、溶接空間１４が形成される（図６参照）。該溶接空間１４内に溶接金属８をもって盛付け溶接をなす。
(4) グラインダーにより溶接部８を平坦に研磨し、平滑面に仕上げる。
(5) ボルト挿通孔１０を孔加工をもって穿孔する。

バフ研磨材３
バフ研磨材３は、所定厚さの半円筒体をなし、合成樹脂材の基材１６中に砥粒１７が含有されてなり、コア本体６の外周に接着剤により固着される。
バフ研磨材３自体は弾性を示すが、自然状態すなわち無負荷状態で同一形状を保つ、すなわち保形性を有するべく、適宜な硬度を持つ。
バフ研磨材３のコア金具２への固着はコア金具２の加工が完了した後なされる。すなわち、コア金具２の外側の全面に接着剤が塗布され、該コア金具２にバフ研磨材３が被嵌され、以下の手順をもって成形される。

半割り体の成形
図７〜図１０を参照して、以下にバフ研磨材３をコア金具２に取付けて成形する手順を説明する。
(1) コア金具２の外側のバフ研磨材３との貼付け部の全面に接着剤１９（図９に示す）が塗布される。接着剤１９はコア金具２の頂部においても薄層をもって塗布されるが、側部においてコア金具２の凹溝９に充満、保持される。
接着剤１９は熱硬化性が好適なものとして使用されるが、特に限定されるものではない。
(2) コア金具２にバフ研磨材３を中心を一致させて被嵌し、半割り組付け体とする。
(3) この半割り組付け体を一対用意し、それらの直径面の相互を対接して円筒体（円筒組付け体）となし、円筒組付け体をフランジ付き半割りカバー２０で被嵌する。半割りカバーの本体２０ａは半割り組付け体と同形であり、その側端面よりフランジ２０ｂが突設され、そのフランジ２０ｂの相互を締具２１により締め付けることにより、円筒組付け体を所定圧力で圧縮する。
(4) これを所定温度で加熱し、硬化させる。
以上によれば、それぞれの半割り組付け体は所定の圧力と加熱雰囲気で処理され、早期の硬化がなされるとともに、バフ研磨材３の内面はその弾性をもって凹溝９に食込み状となり、付着強度が増大するものである。
更に、凹溝９は塗布された未硬化の液状の接着剤１９を良好に保持し、かつ接着剤１９の垂れ下がりを捉え、均一な接着面を与え、その結果、バフ研磨材３は強固にコア金具２に固着される。
なお、接着剤１９が熱硬化性でないときは、室温での硬化がなされる。

取付け具４
取付け具４は、ボルト２３とナット２４とからなり、ボルト２３のボルト杆はコア金具２及び回転軸１のボルト挿通孔１０，１１に挿通され、その端部のねじ部にナット２４が螺合され、ボルト頭部とナット２４との挟着により該研磨ロールＲは回転軸１に固定される。

（本実施形態の作用・効果）
以上のように本実施形態の研磨ロールのコア金具２によれば、別体のコア本体６と介装金具７とから構成されるので、鋳造成形の手間を要せず、その成形が容易である。また、コア本体６と介装金具７とは溶接接合によるので、一体化され、強固な構造が得られる。加えて、コア本体６と介装金具７とは相互の対接面が研磨され、高精度の真円状を保つ。
そして、コア金具２の外側面に設けた凹溝９により、コア金具２の外周面に塗布した接着剤を良好に保持し、バフ研磨材３側から押圧される圧力によりバフ研磨材３との係合がなされ、接着効果が更に増大し、強固な固着が得られる。
また、本実施形態ではコア金具２のコア本体６は押出し成形によるので、その凹溝９は成形と同時に、かつ精確になされ、生産性の効率向上に寄与する。

（別態様）
以上の態様において、コア金具２の凹溝９はコア本体６の両側において軸方向に形成されてなるが、コア本体６の全面に形成されてもよい。
1)更に、斜め方向に形成されてもよく、また図１１の展開図に示すように、コア本体６の表面に斜め方向の凹溝９Ａ，９Ｂが互いに交わる態様を採ることもできる。
2)更に別な態様として、多数の円孔を凹設してもよい。
上記1)2)の態様において、先の実施形態のコア本体６の押出し形成での利便性は失われるが、バフ研磨材３との固着強度は保持される。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能である。すなわち、以下の態様は本発明の技術的範囲内に包含されるものである。
1)先の実施形態において、取付け具４のナット２４を廃し、ボルト２３のみによる取付け態様を採ることができる。
すなわち、回転軸１のボルト挿通孔１１、一方の半割り体Ｒａのボルト挿通孔１０、及び他方の半割り体Ｒｂの介装金具７のボルト挿通孔１０ｂはそのままとされ、他方の半割り体Ｒｂのコア本体６にねじ孔が螺設される。そして、ボルト２３のねじ部をこのねじ孔に螺合させて研磨ロールＲの取付けをなす。
この態様によれば、ボルトのみによる取付け態様は公知であるものの、一方の半割り体のコア本体６へのタップ加工のみでよく、厚肉部全体へのタップ加工をなす従来方法に比べ製作上の効率が向上する利点がある。
2)更に、取付け態様に付き、回転軸１にはボルト挿通孔に替えてねじ孔が螺設され、相対向する半割り体Ｒａ，Ｒｂのコア金具２からそれぞれ独立して短ボルトがこのねじ孔に螺合されて、研磨ロールＲを取り付ける態様を採ることができる。
なお、回転軸１のねじ孔は軸中心を境に互いに逆ねじとされる。

本発明の一実施形態の半割り式研磨ロールの全体構成を示す縦断面図（図２及び図３の１−１線断面図）。 図１の２−２線断面図。 図１の３−３線断面図。 コア金具の端面部の拡大平面構成図。 図４の５−５線断面図。 図５の分解組立て図。 コア金具とバフ研磨材とからなる半割り組付け体の分解図。 図７の８−８線断面図。 （ａ）図は図８の部分拡大図。（ｂ）図は（ａ）図のＡ部分拡大図。 半割り体の成形要領を示す模式図。 コア金具の表面に形成される凹溝の別態様を示す表面展開図。

Ｒ…半割り式研磨ロール、Ｒａ，Ｒｂ…半割り体、１…回転軸、２…コア金具、３…バフ研磨材、４…取付け具、６…コア本体、７…介装金具、８…溶接部、９、９Ａ、９Ｂ…凹溝、１９…接着剤

Claims (6)

1. 半割り円筒体をなすとともにその内周面は回転軸に当接される半割りコア金具と、半割り円筒体をなすとともに該半割りコア金具の外周面に被嵌して取り付けられる半割りバフ研磨材とから半割り体が形成され、前記２つの半割り体相互の組付けにより構成されるバフ研磨ロールにおいて、
   前記半割りコア金具の外側面に複数のわずかな浅さ及び幅の凹溝が軸方向に縦設され、
   前記半割りバフ研磨材は弾性を有するとともにその内周面は同一内径に形成され、
   前記半割りコア金具と前記半割りバフ研磨材とは、前記半割りコア金具の外側面に塗布され前記凹溝に充填される接着剤を介するとともに、前記半割りバフ研磨材の外方より実質的に半径方向への縮径方向へ圧力を付加されて固定保持されてなる、
   ことを特徴とする半割り式バフ研磨ロールにおけるバフ研磨材の取付け構造。
2. 半割りコア金具の外側面の凹溝は少なくとも該半割りコア金具の両下方側面の軸方向に縦設される請求項１に記載の半割り式バフ研磨ロールにおけるバフ研磨材の取付け構造。
3. 半割り円筒体をなすとともにその内周面は回転軸に当接される半割りコア金具と、半割り円筒体をなすとともに該半割りコア金具の外周面に被嵌して取り付けられる半割りバフ研磨材とから半割り体が形成され、前記２つの半割り体相互の組付けにより構成されるバフ研磨ロールにおいて、
   前記半割りコア金具は、所定の肉厚をもって形成された半円筒状体のコア本体と；該コア本体の両端部の内周面に同心状態を保って取り付けられる半円筒状体の介装金具と；からなり、
   前記コア本体の端部の内周面は、前記介装金具と同一の長さで該コア本体の内径よりも大きな径で研磨加工され、
   前記介装金具の外径は前記コア本体の端部の内径に合致し、その外周面は研磨加工され、かつ、その外縁は所定の角度をもって面取り加工され、前記コア本体と前記介装金具とは前記面取り面の形成する空間に溶接が施されて溶接固定されてなり、
   前記半割りコア金具の外側面に複数のわずかな浅さ及び幅の凹溝が軸方向に縦設され、
   前記半割りバフ研磨材は弾性を有するとともにその内周面は同一内径に形成され、
   前記半割りコア金具と前記半割りバフ研磨材とは、前記半割りコア金具の外側面に塗布され前記凹溝に充填される接着剤を介するとともに、前記半割りバフ研磨材の外方より実質的に半径方向への縮径方向へ圧力を付加されて固定保持されてなる、
   ことを特徴とする半割り式バフ研磨ロールにおけるバフ研磨材の取付け構造。
4. 半割り円筒体をなすとともにその内周面は回転軸に当接される半割りコア金具と、半割り円筒体をなすとともに該コア金具の外周面に被嵌して取り付けられる半割りバフ研磨材とから半割り体が形成され、前記２つの半割り体相互の組付けにより構成されるバフ研磨ロールの成形方法であって、
   前記半割りコア金具の外側面に複数のわずかな浅さ及び幅の凹溝が軸方向に縦設され、
   前記半割りバフ研磨材は弾性を有するとともにその内周面は同一内径に形成され、
   前記半割りコア金具の外側面に接着剤が塗布されるとともに前記凹溝に充填させ、
   前記半割りコア金具に前記半割りバフ研磨材が被嵌され、
   前記半割りバフ研磨材の外方より実質的に半径方向への縮径方向へ圧力を付加してなる、
   ことを特徴とする半割り式バフ研磨ロールの成形方法。
5. 半割りコア金具は押出し成形品を使用する請求項４に記載の半割り式バフ研磨ロールの成形方法。
6. 接着剤は熱硬化性が使用され、加熱処理を付加する請求項４又は請求項５のいずれかに記載の半割り式バフ研磨ロールの成形方法。

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