(57)【要約】  【課題】回転砥石の寿命時間を延長し、かつ、廃棄する砥石材料の量を減少することができる回転砥石構造を得る。  【解決手段】グラインダーの砥石回転駆動用シャフト３２を嵌める砥石中央孔を設けた中央部１２ａと該中央部１２ａの外周外側に設けた有効砥石円形部１２ｂを一体に有する円盤状の砥石本体１２を備える回転砥石１１の製造方法において、中央部１２ａの肉厚を有効砥石円形部１２ｂの肉厚よりも薄く形成するとともに、該中央部１２ａの薄くした肉厚分の砥石材料を有効砥石円形部１２ｂの肉厚面上に盛り、該有効砥石円形部１２ｂの肉厚を中央部１２ａの肉厚よりも大きく形成するようにした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラインダーの砥石回転駆動用シャフトを嵌める砥石中央孔を設けた中央部と該中央部の外周外側に設けた有効砥石円形部を一体に有する円盤状の砥石本体を備える回転砥石の製造方法において、
前記中央部の肉厚を前記有効砥石円形部の肉厚よりも薄く形成するとともに、該中央部の薄くした肉厚分の砥石材料を前記有効砥石円形部の肉厚面上に盛り、該有効砥石円形部の肉厚を前記中央部の肉厚よりも大きく形成することを特徴とする回転砥石の製造方法。
【請求項２】
グラインダーの砥石回転駆動用シャフトを嵌める砥石中央孔を設けた中央部と該中央部の外周外側に設けた有効砥石円形部を一体に有する円盤状の砥石本体を備える回転砥石において、前記有効砥石円形部の肉厚を前記中央部の肉厚よりも大きく形成して成る請求項１に記載の回転砥石の製造方法によって製造された回転砥石。
【請求項３】
上記中央部の薄くした肉厚分の砥石材料を、上記有効砥石円形部の被研磨物と対向する一面と反対側の面側に、回転中心側から外側に向かって徐々に厚みが増すように盛って成る請求項２に記載の回転砥石。
【請求項４】
上記中央部の薄くした肉厚分の砥石材料を、上記有効砥石円形部の被研磨物と対向する一面側に、回転中心側から外側に向かって徐々に厚みが増すように盛って成る請求項２に記載の回転砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転砥石の製造方法及び該製造方法よって製造された回転砥石に関するものであり、特に、研磨・研削(以下、「研磨」という)用のオフセット形回転砥石、切断用の平形回転砥石、研磨用回転ジスク砥石、及び研磨用のサンドペーパ配列の回転砥石等の製造方法及び該製造方法によって製造された回転砥石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、研磨用のオフセット形回転砥石、切断用の平形回転砥石、研磨用回転ジスク砥石、及び研磨用のサンドペーパ配列の回転砥石等は広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８及び図９に従来から特許文献１等で知られる回転砥石の一例を示す。同図において、回転砥石５１は、円盤状の砥石本体部５２と該砥石本体部５２の砥石中央孔５３に装着している金属製の補強金具５４とで構成されている。なお、砥石中央孔５３はハンドグラインダー等の砥石駆動用シャフトの嵌着孔であり、また、補強金具５４は該砥石中央孔５３の補強用として設けられている。
【０００４】
前記砥石本体５２は、砥粒(例えばボーキサイト)をバインダー樹脂と混ぜて成型し、かつ、焼結したものであり、前記砥石中央孔５３を設けた中央部５２ａと該中央部５２ａの外周外側に設けた有効砥石円形部５２ｂを一体に有し、また、中央部５２ａと有効砥石円形部５２ｂの内部にはガラスクロス補強材５５を挟み込んである。また、補強金具５４は、該砥石本体５２の成型時に該砥石本体５２と一体化される。
【０００５】
次に、前記回転砥石５１がハンドグラインダーに取り付けられて使用される場合を説明する。該回転砥石５１が取り付けられるグラインダーは、図１０に示すようにグラインダー本体６１から砥石回転駆動用のシャフト６２が突設しており、該砥石駆動用シャフト６２の先端部にはネジ部が形成され、そして該ネジ部は締め付けナット６３を螺合できるように構成している。また、該砥石駆動用シャフト６２の根元に近い部分には、フランジ６２ａと砥石嵌合部６２ｂを設けている。
【０００６】
而して、前記回転砥石５１をハンドグラインダーに取り付けるに当たっては、まず、前記砥石中央孔５３に砥石駆動用シャフト６２に設けた砥石嵌合部６２ｂを嵌着し、該回転砥石５１の一面側をフランジ６２ａに当接させて位置決めする。次いで、該回転砥石５１の他面側に突き出ている砥石駆動用シャフト６２の先端部に設けられている前記ネジ部に締め付けナット６３を螺合し、フランジ６２ａと共に回転砥石５１を締め付ける。斯くして、回転砥石５１は砥石駆動用シャフト６２に正確にセンタリングされて取り付けられる。
【０００７】
このようにしてグラインダーに取り付けられた回転砥石５１は、砥石駆動用シャフト６３と共に回転し、研磨する被研磨物７０の表面に通常１５〜３０°の角度で当接されて研磨を行う。また、作業に伴って有効砥石円形部５２ｂが摩耗する。摩耗が図９中符号Ｚで示す位置(約４０％)程まで進行すると、寿命時期と判断されて新しい回転砥石５１と交換され、古い回転砥石５１は産業廃棄物として処理される。この回転砥石５１の交換は、作業によっては３０分程度で交換されることも少なくない。このため、産業廃棄物の排出量を低減し、また、回転砥石５１の寿命を延ばし、交換回数を減少して作業性を向上させることが望まれている。
【特許文献１】実開平５−５１５６２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図８乃至図１０で示したような従来の砥石本体５２は、中央部５２ａの肉厚(または「板厚」ともいう。以下、同じ)と研磨作業で使用される有効砥石円形部５２ｂの肉厚が共に同じ厚さで形成されていた。すなわち、産業廃棄物として廃棄処分される中央部５２ａの肉厚と研磨作業で使用される有効砥石円形部５２ｂの肉厚が同じ厚さで一体に成形されており、廃棄処分される中央部５２ａを形成している砥石材料の量が多く、廃棄処理上の問題やコスト的な問題があった。特に、近年、砥石材等として使用しているボーキサイトの発掘量は少なく、高価になっており、その廃棄する量を少なくすることも重要になっている。さらに、砥石本体５２の寿命時間も短く、頻繁に交換をしなければならないので作業性の問題もあった。
【０００９】
そこで、回転砥石の寿命時間を延長し、かつ、廃棄する砥石材料の量を減少することができる回転砥石を得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、グラインダーの砥石回転駆動用シャフトを嵌める砥石中央孔を設けた中央部と該中央部の外周外側に設けた有効砥石円形部を一体に有する円盤状の砥石本体を備える回転砥石の製造方法において、前記中央部の肉厚を前記有効砥石円形部の肉厚よりも薄く形成するとともに、該中央部の薄くした肉厚分の砥石材料を前記有効砥石円形部の肉厚面上に盛り、該有効砥石円形部の肉厚を前記中央部の肉厚よりも大きく形成する回転砥石の製造方法を提供する。
【００１１】
この製造方法では、回転砥石を成形するのに使用していた従来の砥石材料の量と同じ量を使用して、研磨作業で実際に使用される有効砥石円形部の厚みが従来の回転砥石における有効砥石円形部の厚みよりも大きく形成して、研磨有効量を大にした回転砥石が得られる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、グラインダーの砥石回転駆動用シャフトを嵌める砥石中央孔を設けた中央部と該中央部の外周外側に設けた有効砥石円形部を一体に有する円盤状の砥石本体を備える回転砥石において、前記有効砥石円形部の肉厚を前記中央部の肉厚よりも大きく形成して成る請求項１に記載の回転砥石の製造方法によって製造された回転砥石を提供する。
【００１３】
この構成によれば、従来の砥石本体を形成するのに使用していた砥石材料の量と同じ量の砥石材料量であっても、研磨作業で実際に使用される有効砥石円形部の厚みが従来の回転砥石における有効砥石円形部の厚みよりも大きく摩耗進行の少ない有効砥石円形部を備えることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、上記中央部の薄くした肉厚分の砥石材料を、上記有効砥石円形部の被研磨物と対向する一面と反対側の面側に、回転中心側から外側に向かって徐々に厚みが増すように盛って成る回転砥石を提供する。
【００１５】
この構成によれば、研磨する被研磨物の表面に通常１５〜３０°程度の角度で当接する有効砥石円形部の面積が大きく得られる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、上記中央部の薄くした肉厚分の砥石材料を、上記有効砥石円形部の被研磨物と対向する一面側に、回転中心側から外側に向かって徐々に厚みが増すように盛って成る回転砥石を提供する。
【００１７】
この構成によれば、研磨する被研磨物の表面に通常１５〜３０°程度の角度で当接する有効砥石円形部の面積が大きく得られる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明は、回転砥石を成形するのに使用していた従来の砥石材料の量と同じ量を使用して、従来の回転砥石よりも寿命時間の長い回転砥石を得ることができるので、交換作業回数の低減が図れ、作業性及び経済性の向上が期待できる。また、廃棄処分される中央部の砥石材料の量も低減するので、廃棄量を可及的に削減できる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、従来の砥石本体よりも摩耗進行を少なくすることができ、かつ、従来の回転砥石よりも寿命時間の長い回転砥石を形成することができる。これにより、交換作業回数の低減が図れ、作業性及び経済性の向上が期待できる。また、廃棄処分される中央部の量も小さくなるので、廃棄量の低減が図れる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、研磨する被研磨物の表面に当接する有効砥石円形部の面積が大きく得られるので、請求項２記載の発明の効果に加えて稼働率の向上が期待できる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、研磨する被研磨物の表面に当接する有効砥石円形部の面積が大きく得られるので、請求項２記載の発明の効果に加えて稼働率の向上が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、回転砥石の寿命時間を延長し、かつ、廃棄する砥石材料の量を減少することができる回転砥石を得るために、グラインダーの砥石回転駆動用シャフトを嵌める砥石中央孔を設けた中央部と該中央部の外周外側に設けた有効砥石円形部を一体に有する円盤状の砥石本体を備える回転砥石の製造方法において、前記中央部の肉厚を前記有効砥石円形部の肉厚よりも薄く形成するとともに、該中央部の薄くした肉厚分の砥石材料を前記有効砥石円形部の肉厚面上に盛り、該有効砥石円形部の肉厚を前記中央部の肉厚よりも大きく形成する回転砥石の製造方法、及び、回転砥石の製造方法により形成された回転砥石を提供することにより実現した。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の回転砥石について、好適な実施例をあげて説明する。図１乃至図３は本発明を適用した回転砥石の一実施例を示し、図１はその回転砥石の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図２の拡大断面図である。
【００２４】
図１乃至図３において、回転砥石１１は、円盤状の砥石本体部１２と該砥石本体部１２の砥石中央孔１３に装着している金属製の補強金具１４とで構成されている。なお、砥石中央孔１３はハンドグラインダー等の砥石駆動用シャフトの嵌着孔であり、また、補強金具１４は砥石中央孔１３の補強用として設けられている。
【００２５】
前記砥石本体１２は、砥粒(例えばボーキサイト)をバインダー樹脂と混ぜて成型し、かつ、焼結したものであり、前記砥石中央孔１３を設けた中央部１２ａと該中央部１２ａの外周外側に設けた有効砥石円形部１２ｂを一体に有し、また、中央部１２ａと有効砥石円形部１２ｂの内部にはガラスクロス補強材１５を挟み込んである。
【００２６】
前記砥石本体１２は成型をする際、中央部１２ａの肉厚を薄くするとともに、有効砥石円形部１２ｂの肉厚が中央部１２ａの肉厚よりも大きく成るようにして形成する。この場合、中央部１２ａの肉厚を薄くすることによって生じる余剰な砥石材料を前記有効砥石円形部１２ｂの肉厚面上に盛り、該有効砥石円形部１２ｂの肉厚が中央部１２ａよりも大きくなるようにして形成する。
【００２７】
したがって、図３に示すように本実施例の回転砥石１１に、該回転砥石１１と砥石材料の量を同じ量にして成型して成る従来の回転砥石５１を２点鎖線で描いて重ねると、本実施例における砥石本体１２の有効砥石円形部１２ｂの肉厚の方が、従来構造の砥石本体５２の有効砥石円形部の肉厚よりも大きくなっていることが理解できる。すなわち、図３中にＸ断面で示す部分が本実施例の砥石本体１２において肉薄にした部分であり、この肉薄によって生じた余剰な砥石材料は、被研磨物と対向する一面１２ｃと反対側の面１２ｄに回転中心側から外側に向かって徐々に厚みが増すように盛られている。
【００２８】
図４は、図１〜図３に示す回転砥石１１を製造する成型装置の一例を示す断面図である。同図において、成型装置２１は、リング状をした外周型２２と、該外周型２２内に配設さられた上型２３と下型２４と、該外周型２２内の所定の位置に該上型２３及び下型２４を保持している上下方向に延びる棒状芯材２５等を備えている。また、上型２３及び下型２４の何れか一方は他方に対し上下方向に移動可能であり、その移動は棒状芯材２５によりガイドされる。
【００２９】
そして、成型時には、まず下型２４と上型２３との間が大きく離れている状態で、該下型２４と上型２３との間の棒状芯材２５に補強金具１４、２枚のガラスクロス補強材１５,１５をそれぞれ装着するとともに、砥粒を混ぜ、かつ、溶融状態にあるバインダー樹脂(１２)を下型２４と上型２３との間に注入する。その後、下型２４と上型２３との間を圧接させ、かつ、バインダー樹脂(１２)を固めると図１〜図３に示すようなバインダー樹脂(１２)内に補強金具１４とガラスクロス補強材１５,１５がインサートされた一体型の回転砥石１１が得られる。
【００３０】
次に、前記回転砥石１１がハンドグラインダーに取り付けられて使用される場合を説明する。該回転砥石１１が取り付けられるグラインダーは、図５に示すようにグラインダー本体３１から砥石回転駆動用のシャフト３２が突出している。該砥石駆動用シャフト３２の先端部にはネジを設けてあり、該先端部に締め付けナット３３を螺合できるようにしてある。また、該砥石駆動用シャフト３２の根元に近い部分には、フランジ３２ａと砥石嵌合部３２ｂを設けてある。
【００３１】
そして、前記回転砥石１１をハンドグラインダーに取り付けるに当たっては、まず、前記砥石中央孔１３が砥石駆動用シャフト３２上の砥石嵌合部３２ｂに外嵌され、該回転砥石１１の一面１２ｄ側をフランジ３２ａに当接させて位置決めする。次いで、該回転砥石１１の他面１２ｃ側に突き出ている砥石駆動用シャフト３２の先端部に締め付けナット３３を螺合し、フランジ３２ａと共に回転砥石１１を締め付ける。斯くして、回転砥石１１は砥石駆動用シャフト３２に正確にセンタリングされて取り付けられる。
【００３２】
このようにしてグラインダーに取り付けられた回転砥石１１は、砥石駆動用シャフト２２と共に回転駆動され、研磨する被研磨物４０の表面に通常１５〜３０°の角度で当接されて研磨を行う。また、作業に伴って有効砥石円形部２２ｂが摩耗する。摩耗が図２及び図３に符号Ｚで示す位置程まで進行すると、寿命時期と判断されて新しい回転砥石１１と交換され、古い回転砥石１１は産業廃棄物として処理される。
【００３３】
しかし、本実施例の砥石本体１２の有効砥石円形部１２ｂは、上述したように同じ量の砥石材料を使用して成型した従来における砥石本体の有効砥石円形部の肉厚よりも大きな肉厚で、しかも回転中心側から外側に向かって徐々に厚みが増すようにして形成されているので、ワーク４０の被研磨表面に通常１５〜３０°程度の角度で当接する有効砥石円形部１２ｂにおける当接面積が大きく得られる。これにより、有効砥石円形部１２ｂの稼働率が向上するとともに、摩耗して砥石交換が必要になるまでの時間が長くなり、廃棄する砥石材料の量も減少する。
【００３４】
図６は、本発明の回転砥石１１と従来の回転砥石の研磨量と摩耗量を示す実験結果の一例である。この実験は、回転砥石の砥石径を１００ミリ、回転数を１２０００回／分とし、それぞれ回転砥石をワークに連続して５分間ずつ５回押し付けて研磨したときに得られたワークの研磨量と砥石の摩耗量を示しており、有効使用量は４０％以下まで砥石の外周が磨耗していた。
【００３５】
そして、同図(Ａ)は本発明の場合で、砥石本体は最初の５分間の研磨でＤ１の量が摩耗し、次の５分間の研磨でＤ２、その次の５分間の研磨でＤ３、その次の５分間の研磨でＤ４、その次の５分間の研磨でＤ５の量がそれぞれ摩耗し、全体としては約４７．８ミリの摩耗であった。一方、ワークは最初の５分間の研磨作業でＭ１の量が研磨され、次の５分間の研磨作業ではＭ２、その次の５分間の研磨作業ではＭ３、その次の５分間の研磨作業ではＭ４、その次の５分間の研磨作業ではＭ５の量がそれぞれ研磨され、全体としては２９９ミリ研磨され、従来例の砥石径１００ミリと同一径としても５回５分づつ研磨した砥石の残量径は９６ミリも残っており、１００ミリの有効使用量４０％の６０ミリまでには３６ミリの質量が残っており、この残量の稼働率は２．５倍にも相当し、従来例の砥石に比し、２．５倍の経済性が発揮できることが判明した。
【００３６】
同図(Ｂ)は従来の場合で、砥石本体は最初の５分間の研磨でｄ１の量が摩耗し、次の５分間の研磨でｄ２、その次の５分間の研磨でｄ３、その次の５分間の研磨でｄ４、その次の５分間の研磨でｄ５の量がそれぞれ摩耗し、全体としては約６８．０ミリの摩耗であった。一方、ワークは最初の５分間の研磨作業でｍ１の量が研磨され、次の５分間の研磨作業ではｍ２、その次の５分間の研磨作業ではｍ３、その次の５分間の研磨作業ではｍ４、その次の５分間の研磨作業ではｍ５の量がそれぞれ研磨され、全体としては３０９．３ミリ研磨された。
【００３７】
この実験結果からもわかるように、同じ量の被研磨物を研磨しても本実施例の回転砥石１１では砥石本体１２の摩耗量が従来の回転砥石よりも少ないことがわかり、回転砥石を成型するのに使用していた従来の砥石材料の量と同じ量を使用して同じ外径の回転砥石を形成しても、本実施例の回転砥石の方が従来の回転砥石よりも寿命時間が長くなり、また、稼働効率が大となる。したがって、交換作業回数の低減が図れるとともに、経済性が向上することになる。さらに、廃棄処分される中央部を形成している砥石材料の量も従来構造に比べて少ないので、廃棄される砥石材料の量も少なくなり、環境にも効果が得られる。
【００３８】
なお、上実施例の構造では、中央部１２ａの肉厚を薄くすることによって生じる余剰な砥石材料を、被研磨物４０と対向する一面１２ｃと反対側の面１２ｄ側に盛って成る回転砥石１１を開示したが、例えば図７に示すように該回転砥石１１を被研磨物４０と対向する一面１２ｃに、回転中心側から外側に向かって徐々に厚みが増すように盛って形成してもよい。この場合も図１〜図３に示した回転砥石１１と同様な効果が得られるものである。
【００３９】
また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明を適用した一実施例に係る回転砥石の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図２の拡大断面図。
【図４】本発明の回転砥石の製造する成型装置の一例を示す概略断面明図。
【図５】本発明の回転砥石の使用状態説明図。
【図６】ワークの研磨量と砥石の摩耗量の実験結果を示す図で、(Ａ)は本発明の回転砥石を使用した場合、(Ｂ)は従来の回転砥石を使用した場合である。
【図７】本発明を適用した回転砥石の一変形例を示す断面図。
【図８】従来回転砥石の平面図。
【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図。
【図１０】従来回転砥石の使用状態説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１１      回転砥石
１２      砥石本体
１２ａ    中央部
１２ｂ    有効砥石円形部
１３      砥石中央孔
１４      補強金具
１５        ガラスクロス補強材
３１    グラインダー本体
３２      シャフト
３２ａ    フランジ
３２ｂ    砥石嵌合部
３３      締め付けナット
４０      被研磨物
【図１】
2010052081.tif 000003
【図２】
2010052081.tif 000004
【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】
2010052081.tif 000009
【図８】
2010052081.tif 000010
【図９】
2010052081.tif 000011
【図１０】
2010052081.tif 000012