(57)【要約】【課題】鋼材など加工した後、溶接や切断面の仕上げのために手持タイプのディスクサンダー  を使う。この回転砥石の切削性能が従来のものより優れ、尚且つ最後までこの性能を維持可能なディスクサンダー用砥石。【解決手段】回転砥石にスリットを入れる。これにより切子の抜けが良くなり目詰まり現象がなくなる。赤熱されて効率よく飛散する切子は放熱効果により砥石の高熱劣化をおさえて砥石の磨減量を減少させる。又、このスリット端部はドリルの刃の機能を持ち、これにより切れ味が最後まで落ちないディスクグラインダー用砥石が実現した。【選択図】  図１
2010023161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周から中心部内円までの有効切削面に１又は２以上のスリットを持たせたディスクグラインダー用回転砥石。
【請求項２】
外周から中心部内円までの有効切削面に１又は２以上の鎖線状開口穴を持たせたディスクグラインダー用回転砥石。
【請求項３】
請求項１においてスリット幅０．１〜６．０ｍｍの範囲を有するディスクグラインダー用回転砥石。
【請求項４】
請求項２において鎖線状開口穴０．１〜６．０Φｍｍの範囲を有するディスクグラインダー用回転砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
鋼材などの加工後、溶接や切断面の仕上げ、及び切断のために手持タイプのディスクサンダーを使う。この回転砥石についてのものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鋼材などの加工用として手持ちタイプのベビーサンダーと言われるグラインダーが使われる。これの回転砥石はアルミナ系砥粒をフェノール等樹脂の中に分散させ、約２００℃の温度で固化させ、砥粒層を形成させたものである。砥粒層中にガラス繊維を入れ補強をする。アルミナ系砥粒は０．５ミリ程度の大きさのものである。
一方、石材、コンクリート、タイルなどに用いられる切断砥石はＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒やダイヤモンド砥粒などを鋼製薄円盤外周にメタル、ビトリファイドなどのボンドで固め回転切断砥石としている（例えば、特許文献１及び特許文献２など）。
コンクリート等の切断砥石とディスクサンダー用砥石とで根本的に異なるのは耐久品砥石と使用と共に小さくなっていく消耗品砥石との違いである。
コンクリート等の切断砥石は高価なＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）やダイヤモンド砥粒を鋼円盤外周部分に取り付けた構造をしている。使用により外形が変わることはほとんど無い。
一方、ディスクサンダー用砥石はダイヤモンド砥粒などに比べ大幅に安価なアルミナ系砥粒を使用する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９８０５２号公報
【特許文献２】特開平１１−２８５９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のディスクサンダー砥石は最初にはそれなりに満足できる切れ味を出す。しかし、使用するにしたがい砥面は砥粒エッジの磨減及び目詰まりの発生が原因の劣化により切削性能が次第に落ちて来る。
コンクリートなどの施工に対応させた砥石とは違って鉄鋼加工用ディスクサンダー砥石は安価な消耗品仕様としている。そして耐高温仕様となっていない為、砥粒とフェノール樹脂層部は目詰まりによる摩擦熱で限界温度の２００℃を超えてしまう使用状態となると、砥石表面は溶融してしまい、更に目詰まりの範囲が広がる。
目詰まりの現象は切削が出来なくなると同時に溶融磨耗により砥石の寿命を大幅に低下させる事になる。
最初から従来のものより切れ味が良く、尚且つこの性能が最後まで継続する砥石の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ディスクグラインダー用回転砥石に以下のごとくの手段により問題の解決を実現した。
外周から中心部内円までの有効切削面に１又は２以上のスリットを持たせたもの。
外周から中心部内円までの有効切削面に１又は２以上の鎖線状開口穴を持たせたものである。
上記（１）においてスリット幅０．１〜６．０ｍｍの範囲を有するもの。
４）上記（２）において鎖線状開口穴０．１〜６．０Φｍｍの範囲を有するものである。
【発明の効果】
【０００６】
砥石表面の一箇所に目詰まりが生じると、砥石は切削物に接触しながら回転するのであるが切削が出来ない状態となるため、切子の発生はなくなる。
切削時に出る熱エネルギーは切子を高温に赤熱させる。そして、この高温赤熱の切子が大気中に飛ばされることにより砥石への蓄熱を防ぐことになる。目詰の発生によりこの放熱効果がなくなる事で砥石への異常蓄熱は進行する。
しかし、スリットを設ける効果を図１及び図３に示す具体的な回転砥石を参照にして説明すると、例えば図１のごとく砥石有効範囲面２０に放射線状のスリット１を有することで切削物と砥石の接触は瞬時の間、途切れる。この切削物と砥石が瞬時の間離れることにより発生した切子は空間に効率よく飛散させられる。これにより切子が後続の切削部に巻き込まれることが減少し、目詰まりの発生を出来にくい状態とする効果を生む。
この様に、加工物を削りながら砥石は加工物により削られることで、高温となった切子が空間に飛散させられることで砥石は発生した熱を奪われる。十分な切子の飛散は効率の良い放熱効果となり、砥石が砥石材料の限界温度である２００度のまで上昇するのを抑える。
【０００７】
次に、砥石面に放射線状スリットを設けることによる更なる効果について説明する。
例えば図３のごとく作業している時には砥石と切削物との接触面に砥石軸穴１８を経由し尚且つ、砥石本体支持部を経て押し付ける力である使用時の外力１５が加えられる。これにより、作業前の力が加わらない時には無荷時の砥石接触点１３にあった砥石面の点は作業中には使用時の外力１５により押さえつけられることで砥石が薄いため負荷後の砥石接触点１４まで反ってしまう。この反りが撓みによる変位量１６である。砥石は長矢印の方向に回転しているのであるからこの切削物との接触点は次のスリット１に到達する直前のスリット１１端部に来るまで連続して擦動している。
切削物との接触点がスリット端部１１からドリル刃効果のスリット端１２にかかった時、ここにはまだ使用時の外力１５が加えられていないため砥石面１９は無負荷状態の平面のままであり負荷後の砥石接触点１４の様な状態とならず撓みによる変位量１６が生じていない。
【０００８】
これによりスリット１の間隙を通過した一瞬後、切削物に砥石のドリル刃効果のスリット端１２が接触する事になる。この時ドリル刃効果のスリット端１２は図２のドリルの刃先１７と同じ様な状態となっている。このため切削物への食い込みが生じ易くなることで切削効率が向上する。これによりドリル刃効果のスリット端１２も強めに切削物により磨減されることになり、さらに連続して接触する事になる次の新しい、負荷後の砥石接触点１４に相当する連続点も同様に強めに磨減されて新砥面が露出し易くなる。これは角が磨減されていない新しい砥粒が加工物に接触する状態が増加する事であり切削効率が向上する要因となる。
【０００９】
次に鎖線状開口穴を設ける効果を図６に示す具体的な回転砥石を参照にして説明すると、例えば図６のごとく砥石有効範囲面２０に放射線状の鎖線状開口穴４を有することで、開隣合う間の砥石面１９部分を除くが切削物と砥石の接触は瞬時の間、途切れる。この切削物と砥石が瞬時の間離れることにより発生した切子は空間に効率よく飛散させられる。これにより切子が後続の切削部に巻き込まれることが減少し、目詰まりの発生を出来にくい状態とする効果を生む。
この様に、加工物を削りながら砥石は加工物により削られることで、高温となった切子が空間に飛散させられることで砥石は発生した熱を奪われる。十分な切子の飛散は効率の良い放熱効果となり、砥石が砥石材料の限界温度である２００度のまで上昇するのを抑える。
次に、砥石面１９に鎖線状開口穴４を設けることによる更なる効果について説明する。
例えば図６のごとく作業している時には砥石と切削物との接触面に砥石軸穴１８を経由し尚且つ、砥石本体支持部を経て押し付ける力である使用時の外力１５が加えられる。これにより、作業前の力が加わらない時には無荷時の砥石接触点１３にあった砥石面の点は作業中には使用時の外力１５により押さえつけられることで砥石が薄いため負荷後の砥石接触点１４まで反ってしまう。この反りが撓みによる変位量１６である。砥石は長矢印の方向に回転しているのであるからこの切削物との接触点である負荷後の砥石接触点１４は次の鎖線状開口穴４に到達する直前のドリル刃効果の開口穴端４−１部に来るまで連続して擦動している。
【００１０】
切削物と砥石の接触点が鎖線状開口穴４に達する寸前には砥石の構造が薄く、尚且つ、開口穴に隣接する砥石面１９の間隔が狭くなっている事により進行方向側の半円は使用時の外力１５により撓みによる変位量１６が生ずる。
切削物と砥石の接触点がドリル刃効果の開口穴端４−１にかかった時、この部分は使用時の外力１５の影響を僅かに受けてやや歪みが生じているが無荷時の砥石接触点１３に近い状態で切削物に働く。これにより切削物を削ると同時にドリル刃効果の開口穴端４−１も強めに切削物からも磨減されることになる。さらに連続して接触する事になる次の新しい、負荷後の砥石接触点１４に相当する連続点も同様に強めに磨減されて新砥面が露出し易くなる。これは角が磨減されていない新しい砥粒が加工物に接触する状態が増加する事であり切削効率が向上する要因となる。
【００１１】
さらにこれらスリット及び鎖線状開口穴を有した砥石は作業中の回転している状態であっても上から残像効果により切削物を見る事が出来る。
従来では、作業中加工状況を確認するためにそのつど作業を中断せざるを得なかった。しかしこの効果により切削物を連続して見ていられるようになった事で、作業者は加工を進めながらその状況を遂次把握でき、概略寸法、切り込み量などの判断する事が可能となった。
本発明により、同一作業であっても従来に比べ作業効率が良くなり、時間短縮を実現する事が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［実施例］
図１で放射線状の４本スリットを有するディスクグラインダー用回転砥石全体図を使い実施例を説明する。砥石軸穴１８は回転砥石をディスクグラインダー本体のネジ加工された回転軸にナットで固定するための中心開口穴である。軸からの回転力は円盤状にやや窪みを付けた砥石支持部を経てから砥石面１９に伝えられて砥石本体を長矢印の方向に回転させる。そして砥石有効範囲面２０には砥石軸穴１８を中心とした放射線状の４本スリット１を有している。又、スリット１の中心部側端部は円弧を有している。円弧の大きさはスリット幅である０．１〜６．０ｍｍの直径を持った半円となっている。これによりスリットを設けたことにより回転時にこの部分にかかる応力を集中応力とせずに分散させる事で砥石有効範囲面２０が磨減により使い切って無くなる安全に使用が可能となる。又、既に段落番号０００５で述べたようにスリット１の間隙により赤熱された切子が大気中に効率よく飛散されるため、砥石面１９には２００度を越える異常蓄熱が発生しない。これにより熱による砥石材の早期劣化を防ぐ事が可能となり砥石寿命を延ばす効果を生む。
【００１３】
又、同様に段落番号０００６及び０００７で述べたように図３での使用時の外力１５が砥石に働く事により撓みによる変位量１６が生じる。これによりドリル刃効果のスリット端１２が図２のドリル刃１７と同様な効果を果たして加工物に食い込み易くなる。本件の砥石は加工物を削ると同時に自身も切子を飛散させながら削られ機能を持つている。加工物と砥石との接触部分がドリル刃効果のスリット端１２を過ぎて次の負荷後の砥石接触点１４に達するまで砥石面１９は連続して加工物により切削される。即ち、この間の砥石面１９には新しい角が磨減されていない砥粒が下から現れた状態になる。この効果により切削効率が向上した。
次にスリットの幅と効果について説明する。スリット幅は０．１〜６．０ｍｍとするが、これを（イ）０．１〜２．０ｍｍ（ロ）２．１〜４．０ｍｍ（ハ）４．１〜６．０ｍｍに区分して切削性能を比較する。結果としては明確な違いは無いが（ロ）及び（ハ）は（イ）に比べ僅かに切削性能が勝るものとなっている。
又、スリットがあるため残像効果により加工中であっても下の加工物を見る事が出来るのであるが、（イ）の区分は（ロ）（ハ）に比べやや暗めになる。しかし作業環境が夫々である現場での使用にとって大きく影響を与えるものではない。
【００１４】
図４は安全強度増型で放射線状に内周、外周の２段にスリットを有する回転砥石の実施例である。基本となる機能は図１の放射線状の４本スリットを有するディスクグラインダー用回転砥石と同一である。異なる点は外周部スリット２と内周部スリット３とをそれぞれ各４本ずつを放射線状に２段構えで配置しているところにある。ディスクグラインダー本体軸からの回転力は砥石軸穴１８からやや窪みを付けた砥石支持部を経て砥石面１９に伝えられて砥石本体を長矢印の方向に回転させる。この砥石支持部を経て砥石面１９に伝えられる時に図１ではスリット１の長さが砥石軸穴１８に中心に向かって砥石面１９の内周限界まで伸ばし砥石有効範囲面２０を最大限になるようにしている。
【００１５】
これにより作業中に砥石にかか応力、即ち図３の使用時の外力１５は２本のスリットに挟まれた砥石面内周９０度の範囲の間にかかる事になる。一方、図４の安全強度増型で放射線状に内周、外周の２段にスリットを有する回転砥石では外周部スリットの長さを中心に向かい砥石面１９の半分にしか伸ばさない。又、外周部スリット２と４５度ずれた内周部スリット３も長さを砥石面１９の内周から外側に向かい砥石面１９の半分にしか伸ばさない構造としている。これにより砥石面１９は外周部スリット２と内周部スリット３により区分されていない状態にある。それゆえ図３の使用時の外力１５は図４の砥石面１９に２つの短矢印で示すごとく内周部スリット３の２本に挟まれた９０度×２＝１８０度の範囲に負荷としてかかる事になる。これは図１の放射線状の４本スリットを有するディスクグラインダー用回転砥石の場合は９０度の範囲で負荷を受けているのに比べ２倍の強度増加の回転砥石となる。
【００１６】
図５は安全強度増型で内周、外周の２段にスリットを有する回転砥石の実施例である。外周部スリット２及び内周部スリット３それぞれは必ずしも砥石軸穴１８を中心とした放射線状に配置する必要はなく、又これにより性能も劣ることはない。機能は図４の安全強度増型で放射線状に内周、外周の２段にスリットを有する回転砥石と同じである。ただし外周部スリット２及び内周部スリット３それぞれのスリットの数は回転時の砥石ウエイトバランスを保つために対称性を持つ必要である。
【００１７】
図６は鎖線状開口穴を放射線状に４列有する回転砥石の実施例である。図１の回転砥石と基本的な機能は同じである。図１及び図３のごとく砥石面１９はスリット１により隣と明確に分割されいる。この事により、性能とは別に安全強度の問題が粗い使い勝手の条件によっては生じる可能性もある。性能を大幅に落とすことなく安全強度の増加を考慮したのが図６の鎖線状開口穴を放射線状に４列有する回転砥石である。鎖線状開口穴４はスリット１のごとくに連続して繋がっていないため隣どうしの開口穴の間には僅かな砥石面１９を残している。これにより明確に分割されたスリット１の場合と比べ強度は高いものとなる。機能については図１の放射線状の４本スリットを有するディスクグラインダー用回転砥石の場合と同様に図３の使用時の外力１５により無荷時の砥石接触点１３は負荷後の砥石接触点１４にまで微少的に撓んで撓みによる変位量１６が生じる。
【００１８】
そして図６の鎖線状開口穴４が回転方向に向かう時、半円上部の４−１ドリル刃効果の開口端は図２のドリル刃１７に相当する働きをする。このときに生ずる撓みによる変位量１６はスリット１の場合に比べ小さい値となり、加工物への食い込み量も少なくなる。これは砥石を安全強度増し対応の剛構造とした事によるのである。これにより切削効率は落ちて来るがるが鎖線状開口穴４の大きさで対応させる。鎖線状開口穴０．１〜６．０Φｍｍの範囲を（イ）０．１〜２．０Φｍｍ（ロ）２．１〜４．０Φｍｍ（ハ）４．１〜６．０Φｍｍに３区分した場合、開口穴が大きさに比例し切削性能は高くなる。使用する条件により、鎖線状開口穴４を小さくして砥石の剛性を高くして安全強度増しとするか、又は剛性は下がるが切削性能の高くするために鎖線開口穴４の径を大きくとるかの選択が可能となる。    
【００１９】
図７は安全強度増型で鎖線状開口穴を放射線状に内周、外周の２段に有する回転砥石の実施例である。基本的機能は図６鎖線状開口穴を放射線状に４列有する回転砥石と同じである。安全強度増型としたのは図４について段落番号００１０から００１１で説明したのと同じ理由による。図７において砥石面１９に内周部鎖線状開口穴６をはさんだ左右に短矢印で示すがこの部分には外周部鎖線状開口穴５を砥石面１９の半分にしか伸ばさない。これにより加工時、砥石にかかる応力を受けるのは図６実施例の場合が鎖線状開口穴４列に挟まれた９０度である。これに比べ図７の安全強度増型で鎖線状開口穴を放射線状に内周、外周の２段に有する回転砥石は９０度×２＝１８０度の範囲の砥石面１９で受けることになる。２倍の範囲で使用時負荷を砥石面１９で受ける故、安全強度増型とする。
【００２０】
既に図６の鎖線状開口穴を放射線状に４列有する回転砥石の安全強度増し剛性と切削効率の二者択一について段落番号００１３及び００１４で述べた。これが図７の安全強度増型砥石により切削効率を向上げるために鎖線状開口穴４の径を大きくしても安全強度が落ちない砥石が実現した。
図８は安全強度増型で鎖線状開口穴を内周、外周の２段に有する回転砥石の実施例である。基本的機能は図７安全強度増型で鎖線状開口穴を放射線状に内周、外周の２段に有する回転砥石と同じである。異なるのは外周部鎖線状開口穴５と内周部鎖線状開口穴６が砥石穴軸１８を中心とした等間隔の放射線状に配置されていないが、これらの開口穴列は図８のごとく、中心にたいしての角度は自由であるが回転時にウエイトバランスが崩れ異常振動を生じさせる様な状態を避けるため対称に配置する。
【００２１】
図９は安全強度増型で前穴列と後穴列の穴ピッチずれた曲線鎖線状開口穴を有する回転砥の実施例である。お互いの開口穴は鎖線状であるため接しはいないのであるがこれにより開口穴の間には砥石面１９が残る構造となる。ずらし曲鎖線状開口穴８は基準曲鎖線状開口穴７と１穴のピッチだけ砥石軸穴１８側にずらした配置としている。間に砥石面１９があるために加工物に対して不連続にならざるをえなかった鎖状の開口部分は砥石が回転することにより連続の開口として作用する。開口の無かった前列に続き１ピッチ開口がずれた次列の開口部が加工物に働く。これにより２っの開口穴の間の砥石面１９は死角となることが無くなる。曲鎖線状開口穴列の基準曲鎖線状開口穴７とずらし曲鎖線状開口穴８の２列の組み合わせ作用により安全強度増型の開口穴を有しながらスリット１と同一機能果たす事になる。切子を効率よく飛散させると同時にドリル刃１７の切削効果をあげる回転砥石が実現した。
この砥石は平面切削用と切断用とを兼用したものである。従来の砥石とスリットを施した
砥石との比較は以下の通りで、その効果は顕著になっている。
【表１】
2010023161.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】放射線状の４本スリットを有するディスクグラインダー用回転砥石全体図。
【図２】ドリル刃形状図
【図３】スリット反り部分詳細図
【図４】安全強度増型で放射線状に内周、外周の２段にスリットを有する回転砥石図
【図５】安全強度増型で内周、外周の２段にスリットを有する回転砥石図
【図６】鎖線状開口穴を放射線状に４列を有する回転砥石図
【図７】安全強度増型で鎖線状開口穴を放射線状に内周、外周に２段で有する回転砥石図
【図８】安全強度増型で鎖線状開口穴を内周、外周に２段で有する回転砥石図
【図９】安全強度増型で前穴列と後穴列の穴ピッチずれた曲線鎖線状開口穴を有する回転砥石図
【符号の説明】
【００２３】
１．  スリット                        １１．スリット端                      
２．  外周部スリット                  １２．ドリル刃効果のスリット端          
３．  内周部スリット                  １３．無荷時の砥石接触点
４．  鎖線状開口穴                    １４・負荷後の砥石接触点
４-１ ドリル刃効果の開口穴端          １５・使用時の外力  
５．  外周部鎖線状開口穴              １６．撓みによる変位量        
６．  内周部鎖線状開口穴              １７．ドリル刃                  
７．  基準曲鎖線状開口穴              １８．砥石軸穴      
８．  ずらし曲鎖線状開口穴            １９．砥石面                        
９．  基準曲鎖線状開口穴ピッチ円      ２０．砥石有効範囲面                  
１０．ずらし曲鎖線状開口穴ピッチ円                          
【図１】
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【図２】
2010023161.tif 000005
【図３】
2010023161.tif 000006
【図４】
2010023161.tif 000007
【図５】
2010023161.tif 000008
【図６】
2010023161.tif 000009
【図７】
2010023161.tif 000010
【図８】
2010023161.tif 000011
【図９】
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