(57)【要約】【課題】  本発明は上記問題を解決し、磁器を切断する際の生産性を悪化させることなく、切断面の形状不良の発生を防止することができる磁器切断用回転砥石を提供する。【解決手段】  第１の円盤１ａの外周に切断用砥粒層１ｂが形成された第１の回転砥石１と、第２の円盤２ａの外周に面付用砥粒層２ｂが形成され、第１の回転砥石１と重ね合わさせて配設された第２の回転砥石２とから構成したため、第１の回転砥石で磁器を切断すると同時に、第２の回転砥石２で切断面を面付することが可能となる。面付用砥粒層２ｂに、第１の回転砥石１側に向かって徐々に外径が大きくなるテーパー面２ｃを形成すると、面付時に、テーパー面２ｃが、磁器碍管５１内面５１ａの端縁５１ｅを回転軸方向外側から内側に順次除去するので、磁器碍管５１の内面５１ａにカケ込みが発生することがない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤の外周に砥粒層を形成した磁器切断用回転砥石であって、
第１の円盤の外周に切断用砥粒層が形成された第１の回転砥石と、
第２の円盤の外周に面付用砥粒層が形成され、前記第１の回転砥石と重ね合わさせて配設された第２の回転砥石とから構成したことを特徴とする磁器切断用回転砥石。
【請求項２】
第２の回転砥石の外径を、第１の回転砥石の外径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の磁器切断用回転砥石。
【請求項３】
第２の回転砥石の面付用砥粒層に、第１の回転砥石側に向かって徐々に外径が大きくなるテーパー面を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁器切断用回転砥石。
【請求項４】
面付用砥粒層の外縁に、テーパー面と交差し接続する、回転軸に対して平行な平面を形成したことを特徴とする請求項３に記載の磁器切断用回転砥石。
【請求項５】
テーパー面と第２の円盤の半径方向と交差するテーパー角を３０°〜６０°に設定したことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の磁器切断用回転砥石。
【請求項６】
第１の回転砥石と第２の回転砥石の間にスペーサーを配設したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の磁器切断用回転砥石。
【請求項７】
第２の円盤の厚さを、第１の円盤の厚さよりも厚くしたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の磁器切断用回転砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁器碍管等の磁器を切断する際に用いられる回転砥石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から特許文献１に示されるように、磁器碍管は 粘土等の原料を混合後、筒状に押出成形し、外周を切削加工し、乾燥後に焼成して製造している。図５に示されるように、磁器碍管５１の下端には、乾燥や焼成時の磁器碍管５１の収縮に伴う変形を防止するため、他の部分に比べて肉厚が厚い変形防止部５１ｇが形成されている。また、磁器碍管５１の上端には、焼成時に磁器碍管５１を吊り下げ支持するための、上方に向かって拡開した形状の吊り下げ用支持部５１ｈが形成されている。これら、変形防止部５１ｇや吊り下げ用支持部５１ｈは、製品として不要な部分であるので、磁器碍管５１を焼成後に除去する必要がある。
【０００３】
磁器碍管５１の両端部を切除するには、特許文献２に示されるような円盤状の基板の外周にダイヤモンド砥粒層を形成した回転砥石を使用し、磁器碍管５１を回転させながら、前記回転砥石を磁器碍管５１の外面に押し付けて前記両端部を切除している。
【０００４】
焼成後の磁器碍管５１には、押出形成時に原料が押し固められること、及び乾燥・焼成時に磁器碍管５１が収縮することによる残留応力が内在している。特に焼成後の磁器碍管５１の内面側に大きい残留応力が内在しているため、図６に示されるように、磁器碍管５１の両端部を回転砥石６１で切除する際、磁器碍管５１の内面５１ａ側の切断面に、（１）カケ込み、（２）端面割れ、（３）クラック等の形状不良が発生してしまう場合がある。
【０００５】
磁器碍管５１の端部には、金具を取り付けたり、ガスブッシングとして使用する場合にはガスケットを取り付けたりするので、磁器碍管５１の端面を平滑に（低表面粗度に）仕上げる必要があり、前述したような形状不良が発生することは許容されない。
【０００６】
このため、従来では、図７の（１）に示されるように、内面切削用回転砥石６２で磁器碍管５１の内面５１ａを、全周に渡って所定寸法（例えば３ｍｍから５ｍｍ）切り込んで切り込み５１ｃ形成してから、当該切り込んだ位置と同じ外周位置に、回転砥石６１を位置合わせして、回転砥石６１で磁器碍管５１の端部を切除していた。
【０００７】
しかし、回転砥石６１の位置が、磁器碍管５１の軸方向外側にずれた場合には、図７の（２）に示されるように、磁器碍管５１の内面５１ａの切り込み５１ｃ部分に、段差５１ｂが生じ、磁器碍管５１の端面が形状不良になってしまう。一方で、回転砥石６１の位置が、磁器碍管５１の軸方向内側にずれた場合には、前述したように、磁器碍管５１の内面５１ａ側の切断面に、カケ込み等の形状不良が発生してしまう。
【０００８】
また、内面切削用回転砥石６２は、磁器碍管５１の内面に入れる必要があるので、内面切削用回転砥石６２の回転軸６３の外径を大きくすることができず、当該回転軸６３の曲げ剛性が弱いことから、内面切削用回転砥石６２で磁器碍管５１の内面に形成した切り込み５１ｃが蛇行し易く、磁器碍管５１の端面に、段差５１ｂが生じ易いという問題があった。
【０００９】
このため、従来では、段差５１ｂを除去するために、磁器碍管５１の両端を切除した後に、磁器碍管５１の切断面を面付け砥石で面付けしていた。しかし、面付するには、回転砥石６１を面付砥石に交換し、一つ一つの磁器碍管５１の切断面に面付砥石の位置をあわせる必要があるので、磁器碍管５１の生産性が大幅に悪化していた。更に、磁器碍管５１の内径が小さい場合には、内面切削用回転砥石６２を、磁器碍管５１の内面５１ａに入れることができないため、磁器碍管５１の内面５１ａに切り込み５１ｃを形成することができず、磁器碍管５１の端部を回転砥石６１で切除すると、前述したような、磁器碍管５１の内面５１ａにカケ込み等の形状不良が頻繁に発生してしまうという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２６４７１６号公報
【特許文献２】特開２０００−７６９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記問題を解決し、磁器を切断する際の生産性を悪化させることなく、切断面の形状不良の発生を防止することを目的になされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、円盤の外周に砥粒層を形成した磁器切断用回転砥石であって、
第１の円盤の外周に切断用砥粒層が形成された第１の回転砥石と、
第２の円盤の外周に面付用砥粒層が形成され、前記第１の回転砥石と重ね合わさせて配設された第２の回転砥石とから構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第２の回転砥石の外径を、第１の回転砥石の外径よりも小さくしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、第２の回転砥石の面付用砥粒層に、第１の回転砥石側に向かって徐々に外径が大きくなるテーパー面を形成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、面付用砥粒層の外縁に、テーパー面と交差し接続する、回転軸に対して平行な平面を形成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、テーパー面と第２の円盤の半径方向と交差するテーパー角を３０°〜６０°に設定したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５に記載の発明において、第１の回転砥石と第２の回転砥石の間にスペーサーを配設したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６に記載の発明において、第２の円盤の厚さを、第１の円盤の厚さよりも厚くしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明は、磁器切断用回転砥石を第１の円盤の外周に切断用砥粒層が形成された第１の回転砥石と、第２の円盤の外周に面付用砥粒層が形成され、前記第１の回転砥石と重ね合わさせて配設された第２の回転砥石とから構成したことを特徴とする。
このため、面付砥石の交換・位置合わせ作業を行うことなく、第１の回転砥石１で磁器を切断すると同時に、前記第１の回転砥石で切断された切断面が第２の回転砥石で面付されるので、生産性を向上させることが可能となる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第２の回転砥石の外径を、第１の回転砥石の外径よりも小さくしたことを特徴とする。
このため、第２の回転砥石の消耗を抑制することが可能となる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、第２の回転砥石の面付用砥粒層に、第１の回転砥石側に向かって徐々に外径が大きくなるテーパー面を形成したこと特徴とする。
このため、磁器碍管の切断面の面付時に、前記テーパー面が磁器碍管内面の端縁を回転軸方向外側から内側に順次除去するので、磁器碍管の内面にカケ込み等の形状不良の発生を防止することが可能となる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、面付用砥粒層の外縁に、テーパー面と交差し接続する、回転軸に対して平行な平面を形成したことを特徴とする。
このため、テーパー面が摩耗したとしても、テーパー面のテーパー角が減少することなく、磁器碍管の面付時に、第２の回転砥石が磁器碍管の端面で押されて反ってしまうことを防止し、磁器碍管の切断面のずれを防止することが可能となる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、テーパー面と第２の円盤の半径方向と交差するテーパー角を３０°〜６０°に設定したことを特徴とする。
このため、磁器碍管の面付時に、第２の回転砥石が磁器碍管の端面で押されて反ることを防止しつつ、面付時における磁器碍管と第２の回転砥石の抵抗を軽減することが可能となる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５に記載の発明において、第１の回転砥石と第２の回転砥石の間にスペーサーを配設したことを特徴とする。
このため、磁器碍管の切断時に、第２の回転砥石が第１の回転砥石側に押されて変形し、磁器碍管の切断面のずれを防止することが可能となる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６に記載の発明において、第２の円盤の厚さを、第１の円盤の厚さよりも厚くしたことを特徴とする。
このため、切断用砥粒層１ｂの幅を薄くして切断性を向上させつつ、第２の回転砥石２の反りを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（本発明の磁器切断用回転砥石の構造）
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。図１は本発明の磁器切断用回転砥石１０の断面図である。本発明の磁器切断用回転砥石１０は、第１の回転砥石１と第２の回転砥石２とから構成されている。
【００２７】
第１の回転砥石１は、金属等で構成された第１の円盤１ａの外周に、切断用砥粒層１ｂを形成したものである。切断用砥粒層１ｂは、ダイヤモンドやＣＢＮ（立方晶窒化硼素）等の砥粒をＡｌ、Ｓｎ、Ｚｎ等の金属粉末を混合したメタルボンドに分散させたものを焼結して形成したものである。
【００２８】
第２の回転砥石２は、金属等で構成された第２の円盤２ｂの外周に、面付用砥粒層２ｂを形成したものである。面付用砥粒層２ｂは、切断用砥粒層１ｂと同様に、砥粒をメタルボンドに分散させたものを焼結して形成したものである。
【００２９】
第２の回転砥石２は、第１の回転砥石１と、回転軸中心を一致させて、重ね合わされて、配設されている。具体的には、図１に示されるように、第１の回転砥石１と第２の回転砥石２の間に円盤状のスペーサー３を配設し、第１の回転砥石１及び第２の回転砥石２を、２つの円盤形状のフランジ部材５で挟んだ状態で、フランジ部材５の軸穴５ａ、第１の回転砥石１の軸穴１ｃ、スペーサー３の軸穴３ａ、第２の回転砥石２の軸穴２ｅ、フランジ部材５の軸穴５ａに、回転軸４を挿通し、ナット等の締結部材６でフランジ部材５を挟んで締結して、第１の回転砥石１と第２の回転砥石２を一体にしている。なお、第１の回転砥石１と第２の回転砥石２の間にスペーサー３を配設した理由は、面付用砥粒層２ｂの厚さが第２の円盤２ｂの厚さよりも厚い場合には、第２の回転砥石２と第１の回転砥石１との間に隙間が開いてしまうので、磁器碍管５１の切断時に、第２の回転砥石２が第１の回転砥石１側に押されて変形し、磁器碍管５１の切断面がずれることを防止するためである。
【００３０】
面付用砥粒層２ｂには、第１の回転砥石１側に向かって徐々に外径が大きくなるテーパー面２ｃが形成されている。なお、本実施形態では、テーパー面２ｃは、円錐形状となっているが、テーパー面２ｃの形状はこれに限定されず、テーパー面２ｃの稜線が、外側に膨出した円弧形状や、内側に凹陥した円弧形状であるテーパー面２ｃであっても差し支えない。
【００３１】
図１に示されるように、第２の円盤２ａの板厚は、第１の円盤１ａよりも厚くなっている。なお、本実施形態では、第２の円盤２ａの板厚は、第１の円盤１ａの板厚の約２倍となっている。
【００３２】
（本発明の作用）
図２に本発明の磁器切断用回転砥石１０による磁器碍管５１の切断方法の説明図を示して、以下、本発明の作用について説明をする。図２の（１）に示されるように、磁器碍管５１を回転させて、磁器碍管５１の内面５１ａに回転する内面切削用回転砥石６２を押し当てて、磁器碍管５１の内面５１ａに切り込み５１ｃを入れる。
【００３３】
なお、内面切削用回転砥石６２の回転方向は、磁器碍管５１の回転方向と同じ方向であることが好ましい。これは、内面切削用回転砥石６２の外縁の進行方向と、磁器碍管５１の内面５１ａの進行方向を同じ方向にすることにより、内面切削用回転砥石６２の外縁の速度と、磁器碍管５１の内面５１ａの速度との速度差を小さくし、磁器碍管５１の割れを防止するためである。
【００３４】
次に、図２の（２）に示されるように、磁器碍管５１を回転させた状態で、磁器切断用回転砥石１０を、磁器碍管５１の外面５１ｄに押し当てる。すると、第１の回転砥石１の切断用砥粒層１ｂが磁器碍管５１の外面５１ｄを削り、磁器切断用回転砥石１０が磁器碍管５１の回転軸中心側に進行する。
【００３５】
なお、磁器切断用回転砥石１０の回転方向は、磁器碍管５１の回転方向と異なる方向（例えば、磁器碍管切断用回転砥石１０の回転方向が時計回りである場合に、磁器碍管５１の回転方向が反時計回りにすること）であることが好ましい。これは、磁器切断用回転砥石１０の外縁の進行方向と、磁器碍管５１の内面５１ａの進行方向を同じ方向にすることにより、磁器切断用回転砥石１０の外縁の速度と、磁器碍管５１の外面５１ｄの速度との速度差を小さくし、磁器碍管５１の割れを防止するためである。特に、第２の回転砥石２の面付用砥粒層２ｂの磁器碍管５１の外面５１ｄへの接触面積は大きいため、面付時の面付用砥粒層２ｂと磁器碍管５１の外面５１ｄの抵抗が大きくなり、びびりが発生し、製品不良となりやすいからである。
【００３６】
第２の回転砥石２の面付用砥粒層２ｂが、磁器碍管５１の外面５１ｄに達すると、面付用砥粒層２ｂが、第１の回転砥石１で切断した後の磁器碍管５１の端面を面研し、面付けされる。
【００３７】
第２の回転砥石２の面付用砥粒層２ｂが、磁器碍管５１の内面５１ａに達すると、図２（３）に示されるように、テーパー面２ｃが磁器碍管５１内面５１ａの端縁を回転軸方向外側から内側に順次除去し、磁器碍管５１の端部の切断及び面付けが完了する（図２の（４）の状態）。
【００３８】
図３に、面付用砥粒層２ｂにテーパー面２ｃのテーパー面２ｃを形成した効果の説明図を示し、以下に面付用砥粒層２ｂにテーパー面２ｃを形成した効果の説明をする。面付用砥粒層２ｂにテーパー面を形成しない場合には、図３の（１）に示されるように、面付用砥粒層２ｂの先端が磁器碍管５１の内面５１ａに到達する直前に、磁器碍管５１の内面５１ａに薄板状の部分５１ｆが形成され、図３の（２）に示されるように、当該部分５１ｆが破壊されて磁器碍管５１の内面５１ａにカケ込み等の形状不良が発生してしまう。
【００３９】
一方で、図３の（３）に示されるように、面付用砥粒層２ｂにテーパー面２ｃを形成した第２の回転砥石２で、磁器碍管５１の端面に面付加工を行った場合には、図３の（４）に示されるように、テーパー面２ｃが、磁器碍管５１内面５１ａの端縁５１ｅを回転軸方向外側から内側に順次除去するので、磁器碍管５１の内面５１ａにカケ込みが発生することなく、磁器碍管５１の端面を面付することができる（図３の（５）の状態）。
【００４０】
なお、磁器碍管５１の内面５１に内面切削用回転砥石６２で切り込みを形成しなくても、本発明の磁器切断用回転砥石１０を使用すれば、前述したように、磁器碍管５１の内面５１ａに薄板状の部分５１ｆが生成されないので、磁器碍管５１を切断することは可能である。しかし、磁器碍管５１の内面５１ａにカケ込みが発生すること完全に防止するために、磁器碍管５１の内面５１に内面切削用回転砥石６２で切り込みを形成してから、磁器切断用回転砥石１０で磁器碍管５１を切断することが好ましい。
【００４１】
また、内径が小さく、内面切削用回転砥石６２を使用することができない磁器碍管５１であっても、本発明の磁器切断用回転砥石１０を使用すれば、前述したように、磁器碍管５１の内面５１ａに薄板状の部分５１ｆが生成されないので、磁器碍管５１の内面５１ａにカケ込みの発生を抑制することが可能となる。
【００４２】
なお、テーパー面２ｃと第２の円盤２ｂの半径方向と交差するテーパー角θを３０°〜６０°にすることが好ましい。テーパー面２ｃのテーパー角θが３０°より小さい場合には、磁器碍管５１の面付時に、第２の回転砥石２が磁器碍管５１の端面で押されて反ってしまい、磁器碍管５１の切断面がずれてしまう。一方でテーパー面２ｃのテーパー角θが６０°より大きい場合には、面付時における磁器碍管５１と第２の回転砥石２の抵抗が大きくなってしまい、びびりを防止するためには、磁器切断用回転砥石１０の送り量を少なくする必要があり、切断時間が長くなってしまう。そこで、本実施形態では、テーパー面２ｃのテーパー角θを３０°〜６０°に設定している。
【００４３】
図１に示されるように、第１の回転砥石１の外径αは、第２の回転砥石２の外径βよりも大きくなっている。ここでいう第２の回転砥石２の外径βとは、テーパー面２ｃの先端から回転軸中心までの長さをいう。切断用砥粒層１ｂは、磁器碍管５１を切断するために消耗し易い。切断用砥粒層１ｂ外縁位置が面付用砥粒層２ｂの外縁位置と同一になった場合には、面付用砥粒層２ｂのテーパー面２ｃが消耗してしまい、テーパー面２ｃの形状を維持できないようになってしまう。このため、本発明では、第１の回転砥石１の外径αを、第２の回転砥石２の外径βよりも大きく設定している。
【００４４】
本発明では、磁器切断用回転砥石１０を、第１の回転砥石１と第２の回転砥石２とから構成したので、第１の回転砥石１及び第２の回転砥石２の一方が消耗した場合には、消耗したほうの回転砥石を取り替えることができる。
【００４５】
前述したように、第２の円盤２ａの板厚は、第１の円盤１ａよりも厚くなっている。これは、第１の回転砥石１は磁器碍管５１を切断するため、切断用砥粒層１ｂの幅を薄くして切断性を向上させる必要がある一方で、第２の回転砥石２は、前述したように第２の回転砥石２の外縁側が、第１の回転砥石１側に押圧されて反りやすいので、第２の回転砥石２の反りを防止する必要があるからである。
【００４６】
（第２の実施形態）
図４に第２の実施形態の磁器切断用回転砥石２０の断面図を示し、以下説明する。図４に示されるように、第２の実施形態では、面付用砥粒層２ｂの外縁に、テーパー面２ｃと交差し接続する、磁器切断用回転砥石１０の回転軸と平行な平面２ｄを形成している。このように、面付用砥粒層２ｂの外縁に平面２ｄを形成すると、テーパー面２ｃが摩耗したとしても、テーパー面２ｃと平面２ｄとの交差部２ｆも摩耗するので、テーパー面２ｃのテーパー角θが減少することなく、磁器碍管５１の面付時に、第２の回転砥石２が磁器碍管５１の端面で押されて反ってしまうことを防止し、磁器碍管５１の切断面がずれることを防止することが可能となる。
【００４７】
（総括）
以上、磁器碍管５１の切断について本発明を説明したが、本発明の磁器切断用回転砥石１０は、磁器碍管５１に限らず、他の磁器の切断にも使用することができることは言うまでもない。
【００４８】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う磁器切断用回転砥石もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。  
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態を示す回転砥石の断面図である。（第１の実施形態）
【図２】本発明の磁器切断用回転砥石による磁器碍管の切断方法の説明図である。
【図３】面付用砥粒層にテーパー面を形成した効果の説明図である。
【図４】第２の実施形態の磁器切断用回転砥石の断面図である。
【図５】焼成後の磁器碍管の形状を表した説明図である。
【図６】磁器碍管の切断時の問題を表した説明図である。
【図７】従来の磁器碍管の切断方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１        第１の回転砥石
１ａ      第１の円盤
１ｂ      切断用砥粒層
１ｃ      軸穴
２        第２の回転砥石
２ａ      第２の円盤
２ｂ      面付用砥粒層
２ｃ      テーパー面
２ｄ      平面
２ｅ      軸穴
２ｆ      テーパー面と平面との交差部
３        スペーサー
４        回転軸
５        フランジ部材
５ａ      軸穴
６        締結部材
１０      磁器切断用回転砥石（第１の実施形態）
２０      磁器切断用回転砥石（第２の実施形態）
５１      磁器碍管
５１ａ    内面
５１ｂ    段差
５１ｃ    切り込み
５１ｄ    外面
５１ｅ    端縁
５１ｆ    薄板状の部分
５１ｇ    変形防止部
５１ｈ    吊り下げ用支持部
６１      回転砥石
６２      内面切削用回転砥石
６３      回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010082730.tif 000005
【図４】
2010082730.tif 000006
【図５】
2010082730.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010082730.tif 000009