(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円柱状の研磨部材がその中心軸の周りに回転自在に支持され、前記研磨部材を回転させてその周面で被研磨物を研磨する回転研磨具において、
前記研磨部材は、前記中心軸の軸方向における両端部に設けられた一対の研磨ユニットと、該一対の研磨ユニットの間に設けられた中間部とから構成され、
前記研磨ユニットは、中央に軸挿通用開口を有する略円形の研磨布紙を複数枚重ね合わせ、該複数枚の研磨布紙をその軸挿通用開口に挿通されたリング状の内金具によって挟圧保持すると共に、前記内金具を前記中心軸の軸方向に往復する蛇行状に形成することにより、その研磨布紙の周縁を蛇行状に型付けしてなり、
前記中心軸の軸方向における研磨ユニットの両外側に、前記研磨部材を挟圧するフランジが配置され、該フランジの前記中心軸の軸方向における内側面が、前記内金具の蛇行形状に対応する蛇行状に形成され、
前記中間部は、内金具を設けることなく、前記研磨ユニットを構成する研磨布紙とは別の前記研磨布紙を前記中心軸の軸方向に隙間なく多数枚重ね合わせると共に、研磨布紙の周縁をその展開形状がＳ字曲線になるよう蛇行状に形成してなり、多数枚重ねられた平らな研磨布紙が一対の研磨ユニットで前記中心軸の軸方向に挟圧されて研磨ユニットに沿ってなじむことにより、その研磨布紙の周縁が蛇行状に型付けされたことを特徴とする回転研磨具。
【請求項２】
前記内金具は、前記複数枚の研磨布紙を挟圧保持した状態で、その一部を前記中心軸の軸方向に押圧することにより、前記中心軸の軸方向に往復する蛇行状に曲成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転研磨具。
【請求項３】
前記研磨布紙は、網状のシートに砥粒が塗膜形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転研磨具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鋼鈑表面のスケール及び傷の除去に好適な回転研磨具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鋼鈑表面のスケールは、鋼鈑に表面研磨を施すことにより除去されている。この表面研磨は、鋼鈑の後加工のための重要な工程であり、例えば、石油タンクのタンク壁を形成するために研磨後の鋼鈑にベンデング加工（曲げ加工）を施す際、被研磨面に供給鋼鈑の表面の傷がそのまま残っていると、曲げ応力により鋼鈑が破断する可能性がある。そのため、表面研磨は、被研磨面に傷が残らない状態に仕上げる必要がある。また、通常、被研磨面には表面保護のための塗膜を施すが、その被研磨面は塗膜形成に適した表面粗度でなければならない。【０００３】
この種の被研磨面を形成するための一つの手段として、円板状の研磨布紙を多数枚重ねて円柱状の研磨部材とし、この研磨部材をその中心軸周りに回転させて、その周面、つまり各研磨布紙の周縁で被研磨面を研磨する回転研磨具が採用されてきている。【０００４】
ただ、平板状の研磨布紙を多数枚重ねただけの研磨部材を採用する場合、微視的にみれば、被研磨面が各研磨布紙の周縁において研磨されるだけで、研磨布紙間では研磨されず、出来上がりの被研磨面には各研磨布紙の周縁の当たりによる多数の筋状の凹凸が存在することになる。【０００５】
これに対して、特許文献１は、研磨布紙の周縁を蛇行状に形成することにより、筋状の凹凸の生成を防止して、被研磨面を所望の表面粗度に仕上げるようにした回転研磨具を開示している。【０００６】
図８に特許文献１が開示する回転研磨具を示す。この回転研磨具１２は、複数枚の研磨布紙７を重ね合わせたものを内金具８で挟圧保持して、その内金具８を曲成することにより周縁が蛇行状の研磨ユニット９を構成し、この研磨ユニット９の複数組を重ね合わせて円柱状の研磨部材１１を構成している。この構成は、研磨部材１１を回転させながら研磨布紙７の周縁を中心軸方向に往復させて、研磨布紙７の周縁を被研磨面の全てに当てようとするものである。
【特許文献１】特開２００４−１１４５号公報（段落番号０００６、００１５、００１６、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１の研磨部材は、複数枚の研磨布紙を内金具で挟圧保持してなる研磨ユニットを複数個重ね合わせた構造であるため、隣接する研磨ユニットの内金具同士が接触し、隣接する研磨ユニットの研磨布紙間に、内金具を構成する板の２倍の厚さに相当する隙間ができやすい。【０００８】
研磨布紙間の隙間は、研磨部材における砥粒の分布密度の不均一を生じさせて被研磨面の表面粗度にばらつきを生じさせたり、砥粒の分布密度の低下や砥粒による目詰まりによって研磨部材の耐久性を低下させたりするおそれがある。【０００９】
本発明は、上記課題を解決して、被研磨面を所望の表面粗度に仕上げることができ、か
つ耐久性に優れた回転研磨具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明が提供する回転研磨具は、略円柱状の研磨部材をその中心軸の周りに回転自在に支持し、この研磨部材を回転させてその周面で被研磨物を研磨する構造を前提として、その研磨部材を、中心軸の軸方向における両端部に一対の研磨ユニットを設け、この一対の研磨ユニットの間に多数枚の研磨布紙を重ね合わせてなる中間部を設けた構成としたものである。【００１１】
研磨ユニットは、中央に軸挿通用開口を有する略円形の研磨布紙を複数枚重ね合わせ、この複数枚の研磨布紙をその軸挿通用開口に挿通したリング状の内金具によって挟圧保持したものである。また、研磨ユニットの内金具を中心軸の軸方向に往復する蛇行状に形成することにより、研磨布紙の周縁を蛇行状に型付けしている。【００１２】
中間部は、研磨ユニットを構成する研磨布紙とは別の研磨布紙を中心軸の軸方向に多数枚重ね合わせたものである。この中間部は、一対の研磨ユニットで中心軸の軸方向に挟圧することにより、各研磨布紙が研磨ユニットに沿ってなじみ、各研磨布紙の周縁が蛇行状に型付けされている。【００１３】
この構成によれば、中間部には内金具がなく、研磨ユニットと中間部との境界においても内金具を構成する板の研磨布紙間に介在する枚数が１枚ですむので、その分、隙間なく研磨布紙を重ね合わせることができる。これにより、研磨部材における砥粒の分布密度を極力均一にして被研磨面の表面粗度を安定させ、かつ、砥粒の分布密度を高めると共に砥粒による目詰まりを防止して研磨部材の耐久性を高めることができる。【００１４】
しかも、研磨布紙の周縁を蛇行状に型付けするので、その展開形状が略Ｓ字曲線になって、研磨布紙の周縁が研磨面の全てに当たるようになる。これにより、各研磨布紙間をも研磨可能になり、被研磨面を所望の表面粗度に仕上げることができる。【００１５】
中心軸の軸方向における研磨ユニットの両外側にフランジを配置して、このフランジで研磨部材を中心軸の軸方向に挟圧する。中心軸の軸方向におけるフランジの内側面を研磨ユニットの内金具の蛇行形状に対応する蛇行状に形成すれば、挟圧する際に研磨ユニットの内金具の蛇行形状を変形させることがないので、その分、研磨部材を強く挟圧することができ、研磨布紙間に隙間を生じさせにくくすることができる。【００１６】
中間部および研磨ユニットの研磨布紙の周縁を蛇行状に形成する手法としては、種々の方法を採用することができる。例えば、中間部は、研磨ユニットで挟圧する前に、予め研磨布紙にある程度の型付けをしておいてもよいが、平らな研磨布紙を重ね合わせたものを研磨ユニットで挟圧するだけで、研磨ユニットの形になじませて型付けするようにしてもよい。【００１７】
研磨ユニットは、予め蛇行状に型付けした研磨布紙を予め蛇行状に形成した内金具で保持するようにしてもよいが、複数枚の研磨布紙を挟圧保持した状態で、内金具の一部を中心軸の軸方向に押圧することにより、内金具を中心軸の軸方向に往復する蛇行状に曲成してもよい。これにより、内金具で保持した平らな研磨布紙の周縁を蛇行状に型付けすることができる。【００１８】
研磨布紙としては、紙、布、不織布等種々の基材と種々の粒度及び素材からなる砥粒とを適用することができるが、基材として網状のシートを採用し、この網状のシートに砥粒を塗膜形成したものを用いれば、基材（網状のシート）に付着する砥粒の量を多くするこ
とができ、その分、研磨時の加圧力を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のとおり、本発明によると、研磨部材を一対の研磨ユニットの間に多数枚の研磨布紙を重ね合わせてなる中間部を設けて構成するので、研磨ユニットを重ね合わせた構造のような内金具による研磨布紙間の隙間が生じない。これにより、製品の見栄えをよくすることに加え、砥粒の分布密度を極力均一にして、被研磨面を所望の表面粗度に仕上げ、かつ、砥粒の分布密度を高めると共に砥粒による目詰まりを防止して、研磨部材の耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は本発明の回転研磨具の正面図、図１（ｂ）はその平面図、図１（ｃ）はその側面図である。
【図２】図２は回転研磨具の分解斜視図である。
【図３】図３（ａ）は研磨ユニットの斜視図、図３（ｂ）は側面図である。
【図４】図４（ａ）は研磨ユニットの正面図、図４（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）はそのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５はフランジの外周面の展開図である。
【図６】図６は研磨部材の外周面の展開図である。
【図７】図７は研磨面の断面形状である。
【図８】図８は従来の回転研磨具の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    回転研磨具
２    ホイール軸
３    研磨部材
４    フランジ
５    止め輪
６    サポートプレート
７    研磨布紙
７ａ  開口
８    内金具
８ａ  円筒部
８ｂ  フランジ部
９    研磨ユニット
１０  中間部
１１  研磨部材（従来）
１２  回転研磨具（従来）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。【００２３】
本実施形態の回転研磨具１は、図１及び図２に示すように、駆動源によって駆動される回転軸を挿通可能なホイール軸２と、ホイール軸２の外周側に保持される略円柱状の研磨部材３と、研磨部材３を軸方向に挟むようにホイール軸２の両端部に固定される一対のリング状のフランジ４とを備えている。【００２４】
ホイール軸２は、例えば鋼製の円筒状とされ、その両端部の外周面に、Ｃ形の止め輪５を嵌め込んでフランジ４の抜け出しを阻止するための周方向に連続する溝が形成されている。このホイール軸２の両端部内周側には、回転軸が貫通する軸受けが形成された円板状
のサポートプレート６が嵌合される。【００２５】
研磨部材３は、多数枚の研磨布紙７を軸方向に配列してなるものであり、軸方向の両端部に設けられた一対の研磨ユニット９と、一対の研磨ユニット９の間に設けられた中間部１０とから構成される。【００２６】
研磨布紙７は、紙、布、ネットなどの基紙の表面にアルミナや炭化ケイ素等の砥粒が塗膜形成されたもので、例えば、理研コランダム社製のものや、三共理化学社製のものが例示できる。この研磨布紙７は、ホイール軸２に嵌合できるように中央部に開口（軸挿通用開口）７ａを有するリング状に形成されている。【００２７】
研磨ユニット９は、複数枚の研磨布紙７を重ね合わせ、その開口７ａに挿通したリング状の内金具８で挟圧保持したものである。図３及び図４に示すように、内金具８は、ホイール軸２に外嵌される円筒部８ａと、その軸方向両側に折曲形成され研磨布紙７の開口７ａの周縁部を軸方向から押えるフランジ部８ｂとから構成されている。この内金具８は、その一部を上下のプレス金型で押圧することによって軸方向に往復する蛇行状に曲成され、これにより、研磨ユニット９の研磨布紙７の周縁が蛇行状に型付けされている。【００２８】
中間部１０は、研磨布紙７を軸方向に多数枚重ね合わせたものであり、一対の研磨ユニット９で軸方向に挟圧されて研磨ユニット９の形状に沿ってなじむことにより、中間部１０を構成する各研磨布紙７の周縁が蛇行状に型付けされている。【００２９】
フランジ４は、軸方向における研磨ユニット９の両外側に配置されて、研磨部材３を挟圧するためのものであり、軸方向における内側面が、内金具８の蛇行形状に対応する蛇行状に形成されている。【００３０】
図５に示すように、フランジ４の軸方向で両内側面は、円曲線を組み合わせて軸方向に所望の振幅をもつＳ字カーブが形成されている。本実施形態におけるＳ字カーブは、周期１８０度で、その振幅（ΔＨ＝Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ）が７ｍｍ〜２０ｍｍのなだらかな曲線であり、周長（Ｌ）が３７３．６６ｍｍのとき、その頂点間の平均勾配（θ）が４°〜１２°で、曲線半径（Ｒ）が１１４．０８ｍｍ〜３１３．４１ｍｍである。このカーブに沿って研磨部材３を軸方向に押圧保持することにより、各研磨布紙７の外縁が蛇行状になるように設定している。【００３１】
図６に示すように、研磨部材３の外周面は、その各研磨布紙７の外縁がＳ字カーブを形成し、その軸方向で外端側の頂点間の長さが研磨幅（ｂ）とされ、その軸方向で内側の頂点間の長さが研磨有効幅（ｂｅ）とされる。つまり、研磨有効幅（ｂｅ）とは、被研磨面に対して研磨布紙７が連続的に当たる部分をいう。【００３２】
すなわち、研磨幅（ｂ）のうち、研磨有効幅（ｂｅ）の範囲におけるＰ１の位置では、各研磨布紙７の外縁が当たった後、隣接する研磨布紙７の外縁が続いて当たるため、被研磨面は、所定の研磨深さ（ｄ）まで研磨される。研磨有効幅（ｂｅ）の範囲外におけるＰ２の位置では、軸方向両端の研磨布紙７の外縁が当たった後、この研磨布紙７が再び当たるまで、研磨布紙７の外縁が当たらないので、Ｐ２における研磨深さは研磨有効幅（ｂｅ）内の研磨深さ（ｄ）よりも浅くなり、その研磨面の断面形状は、図７に示す略台形状になる。【００３３】
次に、本発明の回転研磨具１と、多数の研磨ユニット９を重ねて研磨部材１１を構成した従来の回転研磨具１２とを比較する。なお、研磨部材３、１１を構成する研磨布紙７には、網状の基材で粗さ番手が♯８０の研磨布紙（ＭＧ♯８０、三共理化学社製）を使用し
た。【００３４】
まず、本発明品の研磨部材３の外観と、従来品の研磨部材１１の外観とを比較する。従来品の研磨部材１１は、多数の研磨ユニット９を重ねた構造であり、研磨ユニット９同士の境界においては、内金具８を構成する板が２枚重なって介在し、研磨布紙７間に隙間ができる。これに対し、本発明の研磨部材３は、中間部１０には内金具８がなく、研磨ユニット９と中間部１０の境界に介在する内金具８の板も１枚だけであるので、研磨布紙７間の隙間がなく、見栄えがよい。【００３５】
被研磨面を研磨したときの１０点平均粗さ（ＲＺ：平均線に平行な線から見て、高い方から５番目までの山頂の高さの平均値と、深い方から５番目までの谷底の深さの平均値との和）を比較すると、従来品による研磨面の１０点平均粗さが２０〜３５μｍとばらつくのに対し、本発明品による研磨面の１０点平均粗さは２０μｍで安定している。これは、本発明品には研磨布紙７間の隙間がなく、砥流の分布密度がほぼ均一であるためであると考えられる。【００３６】
耐久性について比較すると、従来品は研磨中に研磨布紙７間への目詰まりを生じることがあったが、本発明品は、研磨部材３の摩耗によりその周面がフランジ４から半径方向に５ｍｍの位置に至るまで、目詰まりすることなく研磨することができた。研磨部材３、１１の連続使用可能時間は、従来品は８〜１０時間であったが、本発明品は２０時間の連続使用が可能であった。これは、本発明品には研磨布紙７間の隙間がなく、砥流の分布密度が高まったためであると考えられる。【００３７】
次に、本発明品の研磨部材３の外径による影響を説明する。研磨部材３の外径をφ２２０（周速：２６２５ｍ／ｍｉｎ）に設定することにより、研磨部材３の外径をφ２００（周速：２３８６ｍ／ｍｉｎ）に設定したものよりも、その連続使用可能時間が３倍になった。これは、周速が上がることにより研磨性が向上したためであると考えられる。なお、研磨部材３の外径を大きくしすぎた場合には、研磨布紙７の蛇行幅が小さくなり、筋状の凹凸を生じさせやすくなる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の回転研磨具を鋼鈑表面のスケールの除去を目的とする鋼鈑の表面研磨に使用することにより、被研磨面を傷が残らない状態に仕上げることができ、かつ、被研磨面への塗膜形成に適した表面粗度に安定して仕上げることができる。また、研磨部材が耐久性に優れるため、研磨部材を交換することなく長時間の研磨が可能であり、広い面積の被研磨面を研磨するのに適している。【００３９】
これにより、例えば、鋼鈑にベンデング加工（曲げ加工）を施して石油タンクのタンク壁を形成する場合に、前工程として供給鋼鈑の表面の傷を除去し、ベンデング加工の際の曲げ応力による鋼鈑の破断を防止することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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