(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能であって、対象物に向けて押圧される略円盤状のディスクと、
該ディスクの一方の主面に、該ディスクの周方向と交わるように複数設けられており、対象物との接触側に砥石チップを有する研磨体と、
前記砥石チップが前記主面に対して搖動するように、前記研磨体を支持する支持手段と、
を備えており、
前記支持手段は、
前記ディスクの外周側の砥石チップにかかる圧力が、前記ディスクの内周側の砥石チップにかかる圧力よりも小さくなるように、前記研磨体の長さ方向の中心から、内周側にずれた位置で、前記研磨体を支持することにより、
前記ディスクを対象物に向けて押圧しながら回転させたときに、前記砥石チップの摩耗量が均一化する位置で、前記研磨体を支持することを特徴とする研磨盤。
【請求項２】
前記研磨体が、前記一方の主面に放射状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の研磨盤。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の研磨盤と、
該研磨盤が着脱可能に取り付けられる回転軸と、
該回転軸を回転駆動するための駆動手段と、
前記回転軸を、前記対象物側へ押圧するための加圧手段と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項４】
前記研磨盤は、前記一方の主面が、前記対象物の加工面に倣うように、前記回転軸に取り付けられることを特徴とする請求項３記載の研磨装置。
【請求項５】
前記研磨盤と前記対象物が、相対的に移動可能となるように、前記研磨盤又は前記対象物の少なくとも一方を移動させる移動機構、
を備えたことを特徴とする請求項３又は４記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨盤及び研磨機に関し、更に具体的には、砥石チップが摩耗したときの研磨の均一化と、砥石チップの摩耗量の均一化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石材を研磨する場合、研磨対象である石材表面は、完全な平坦面であることはなく、厳密には傾斜，起伏，湾曲が存在する。研磨機は、砥石チップが取り付けられた研磨盤が、研磨対象に対して傾くことができる構造となっているため、石材表面が傾斜等していても、良好に研磨作業を行うことができる。しかしながら、回転ディスクの外周側と内周側とでは、周速度が異なるため、ディスク１回転当たりの移動量は外周側の方が多い。このため、外周側の砥石チップの方が、内周側の砥石チップよりも摩耗の度合いが高く、外周側の砥石チップが対象物に接触しなくなるという課題がある。
【０００３】
これに対し、例えば、下記特許文献１では、回転ディスクの外周側の砥石チップ数を、前記回転ディスクの内周側の砥石チップ数よりも多くすることで、摩耗の程度がほぼ均一になるようにしている。また、下記特許文献２には、研磨用チップの砥面形状を、回転軸芯側にゆくに従い、周方向の幅が狭くなるように形成することで、摩耗量の均一化を図ることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３０７２３７８号公報
【特許文献２】特開平１０−７６４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、いずれも、外周側の砥石の量を多くすることで、砥石全体がほぼ均一に摩耗するようにするものであり、研磨盤全体の重量が重くなるという課題がある。
【０００６】
本発明は以上のような点に着目したもので、砥石チップが摩耗しても、対象物にほぼ均一に接触して研磨することができる研磨盤及び研磨装置を提供することを、その目的とする。他の目的は、砥石チップの摩耗量の均一化を図ることができる研磨盤及び研磨機を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の研磨盤は、回転可能であって、対象物に向けて押圧される略円盤状のディスクと、該ディスクの一方の主面に、該ディスクの周方向と交わるように複数設けられており、対象物との接触側に砥石チップを有する研磨体と、前記砥石チップが前記主面に対して搖動するように、前記研磨体を支持する支持手段と、を備えており、前記支持手段は、前記ディスクの外周側の砥石チップにかかる圧力が、前記ディスクの内周側の砥石チップにかかる圧力よりも小さくなるように、前記研磨体の長さ方向の中心から、内周側にずれた位置で、前記研磨体を支持することにより、前記ディスクを対象物に向けて押圧しながら回転させたときに、前記砥石チップの摩耗量が均一化する位置で、前記研磨体を支持することを特徴とする。
【０００８】
主要な形態の一つは、前記研磨体が、前記一方の主面に放射状に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の研磨装置は、前記いずれかに記載の研磨盤と、該研磨盤が着脱可能に取り付けられる回転軸と、該回転軸を回転駆動するための駆動手段と、前記回転軸を、前記対象物側へ押圧するための加圧手段と、を備えたことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記研磨盤は、前記一方の主面が、前記対象物の加工面に倣うように、前記回転軸に取り付けられることを特徴とする。他の形態は、前記研磨盤と前記対象物が、相対的に移動可能となるように、前記研磨盤又は前記対象物の少なくとも一方を移動させる移動機構、を備えたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転可能であって、対象物に向けて押圧される略円盤状のディスクの一方の主面に、該ディスクの周方向と交わるように複数の研磨体を設けるとともに、前記砥石チップが前記主面に対して搖動するように、前記研磨体を支持手段により支持することとした。その際、前記支持手段は、前記ディスクの外周側の砥石チップにかかる圧力が、前記ディスクの内周側の砥石チップにかかる圧力よりも小さくなるように、前記研磨体の長さ方向の中心から、内周側にずれた位置で、前記研磨体を支持する。これにより、前記ディスクを対象物に向けて押圧しながら回転させたときに、前記砥石チップの摩耗量が均一化する位置で、前記研磨体を支持することができる。また、砥石チップが摩耗しても、対象物にほぼ均一に接触し、かつ、対象物の表面に倣いやすくなり、研磨の均一化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の研磨機の全体構成を示す図である。
【図２】前記実施例１の研磨盤を示す図であり、(A)は研磨盤を研磨体側の面から見た斜視図，(B)は砥石チップの固定方法を示す図，(C)は研磨体の支持位置の説明図である。
【図３】図３(A)及び(B)は前記実施例１の作用を示す側面図である。
【図４】図４(A)は、本発明の他の実施例の主要部を示す外観斜視図，図４(B)は前記(A)を矢印Ｆ４方向から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
最初に、図１〜図３を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の研磨機の全体構成を示す外観斜視図である。図１に示すように、本実施例の研磨機５０は、石材などの対象物Ｗの表面を研磨するためのもので、本実施例は、一軸型の例である。前記研磨機５０は、主軸７６に設けられた回転軸７０の先端に研磨盤１０が取り付けられており、前記研磨盤１０が同図に矢印ＦＡで示すように回転可能となっている。また、前記主軸７６の側方には、前記回転軸７０を対象物Ｗ側（矢印ＦＢ参照）へ押圧するための加圧手段として、油圧シリンダ７８が設けられている。該油圧シリンダ７８のロッド７８Ａは、連結部材７９により前記回転軸７０に連結されている。更に、前記主軸７６は、前記対象物Ｗの表面に沿って移動可能な自動走行型となっている。
【００１４】
例えば、前記主軸７６が取り付けられたスライダ８０は、前記対象物Ｗの上方に配置されたガイド８２に沿って、図１に矢印ＦＣで示す方向に往復移動可能である。また、前記ガイド８２の両端は、スライダ９０Ａ，９０Ｂによって支持されており、該スライダ９０Ａ，９０Ｂは、前記ガイド８２と直交する方向に配置された一対のレール９２Ａ，９２Ｂに沿って、図１に矢印ＦＤで示す方向に往復移動可能となっている。なお、前記回転軸７０の回転駆動機構，油圧シリンダ７８による加圧機構，スライダ８０，９０Ａ，９０Ｂの往復移動機構は、公知であるため、説明は省略する。
【００１５】
次に、前記研磨盤１０について説明する。図２は、本実施例の研磨盤を示す図であり、(A)は研磨盤を研磨体１６側の面から見た斜視図，(B)は砥石チップの固定方法を示す図，(C)は研磨体の支持位置の説明図である。前記研磨盤１０は、略円盤状のディスク１２と、その一方の主面１２Ｂに設けられた複数の研磨体１６と、該研磨体１６を搖動可能に支持する支持体３０により構成されている。前記ディスク１２の中央には貫通孔１４が形成されている。
【００１６】
前記研磨体１６は、図示の例では、略長方形のプレート１８の上側の主面１８Ｂに、砥石チップ２２，２４を、適宜間隔をおいて設けた構成となっている。図示の例では、研磨体１６が放射状に４つ設けられている。一方の砥石チップ２２は、ディスク１２の外周側に位置し、他方の砥石チップ２４は、ディスク１２の内周側に位置している。前記砥石チップ２２，２４としては、例えば、ダイヤモンドチップ等の公知の研磨用のチップが利用可能である。これら砥石チップ２２，２４は、図２(B)に示すように、前記プレート主面１８Ｂの両側に、砥石チップ２２，２４の下側の主面２２Ａ，２４Ａを、例えば、ろう付けすることにより取り付けられる。また、前記プレート１８には、長手方向の中央よりも内周寄りの位置に、貫通孔２０が形成されている。なお、ここでいう「上側」や「下側」は、図２(A)及び(B)に示す状態における上下を示しており、図１及び図３に示す状態では、上下が反転している。
【００１７】
前記研磨体１６を支持する支持体３０は、図２(A)に示すように、前記ディスク１２の主面１２Ｂにボルト等の固定具３４によって固定される平板状の取付板３２と、該取付板３２に直交するように固定された一対の支持プレート３６，３８を有している。これら支持プレート３６，３８は、前記研磨体１６のプレート１８を挟むことができるように適宜間隔をおいて配置されている。なお、前記支持プレート３６，３８は、例えば、溶接等によって前記取付板３２に固定されている。また、これら支持プレート３６，３８には、前記研磨体１６を支持するためのボルト４０の軸部４２が貫通する図示しない貫通孔が形成されている。
【００１８】
前記支持体３０の一対の支持プレート３６，３８の間に前記研磨体１６を挟み、該研磨体１６の貫通孔２０と、支持プレート３６，３８の図示しない貫通孔の位置を合わせ、図２(A)に示すように、ボルト４０とナット４４により固定する。すると、前記ボルト４０の軸部４２により、前記研磨体１６が回動可能に支持される。ここで、前記プレート１８の主面１８Ａから前記軸部４２までの距離ＩＡ（図３(A)参照）を、前記取付板３２から前記軸部４２までの距離ＩＢよりも短くすることで、前記研磨体１６が、前記ディスク１２の主面１２Ｂに対して搖動可能となる。
【００１９】
図２(C)を参照して、研磨体１６の支持位置について説明する。なお、図２(C)は、図２(B)の上下を反転させた状態に相当する。仮に、軸部４２の貫通位置を、前記プレート１８の長さ方向中央位置とすると、前記油圧シリンダ７８によって回転軸７０を対象物Ｗに向けて押圧したときに、前記軸部４２を境とする内周側と外周側にかかる圧力が同じになる。その場合、背景技術と同様に、周速度が速い外周側の砥石チップ２２の摩耗量が大きくなり、いずれ対象物Ｗに接触しなくなる。そこで、本発明では、前記軸部４２を境とする内周側と外周側で、砥石チップ２２，２４にかかる圧力を変えることで、これらの摩耗量をほぼ均一にすることとしている。すなわち、前記軸部４２を、前記プレート１８の長さ方向の中心から内周寄りにずらすことで、内周側にかかる圧力が、外周側にかかる圧力よりも高くなり、内周側の砥石チップ２４と外周側の砥石チップ２２がほぼ均一に摩耗するようになる。
【００２０】
具体的に説明するため、図２(C)に示すように、内周側の砥石チップ２４の中心を通る垂直線と、前記軸部４２の中心を通る水平線が交わる点から、前記軸部４２の中心までの距離をＤＡとし、外周側の砥石チップ２２の中心を通る垂直線と前記水平線が交わる点から、前記軸部４２の中心までの距離をＤＢとする。本実施例では、内周側の砥石チップ２４にかかる圧力が、外周側の砥石チップ２２の圧力の２倍となるように、ＤＢがＤＡの２倍に設定されている。このような構成により、外周側と内周側で摩耗量がほぼ均一となる。また、仮に、外周側と内周側の摩耗量に差が生じたとしても、前記軸部４２を支点とする研磨体１６の搖動により、砥石チップ２２，２４の主面２２Ｂ，２４Ｂの全体が、常に対象物Ｗの表面に接触し、ほぼ均一な研磨ができる。
【００２１】
以上のような構成の研磨盤１０は、図１に示すように、前記ディスク１２の他方の主面１２Ａに設けられた連結部材６０を介して、前記回転軸７０に着脱可能に取り付けられる。前記連結部材６０は、図３(A)に示すように、略円形の固定プレート６２と、略円筒状の筒部６４により構成されている。前記筒部６４は側面に図１に示すように溝６８を有している。また、前記筒部６４の中空部６６の下側には、貫通孔６６Ａと曲面部６６Ｂが形成されている。一方、前記回転軸７０は、先端７２が曲面状に形成されるとともに、外周面には径方向に突出したピン７４が設けられている。該ピン７４が前記筒部６４の溝６８に係合することで、研磨盤１０が回転軸７０に対して着脱可能となっている。
【００２２】
なお、図示しないが、前記回転軸７０は冷却水を通すために中空となっており、該冷却水は、連結部材６０の貫通孔６６Ａと、ディスク１２の貫通孔１４を通って加工部位を冷却する。また、前記回転軸７０の外径は、前記筒部６４の内径よりも若干小さく設定されており、前記回転軸７０に対して筒部６４が傾斜可能となっている。このため、前記研磨盤１０が、前記回転軸７０に対して傾斜可能となり、対象物Ｗの表面形状に倣うことができる。このような研磨盤１０と回転軸７０の連結方法は公知である。
【００２３】
次に、図３も参照して、本実施例の作用を説明する。図３(A)に示すように、回転軸７０に研磨盤１０を取り付け、油圧シリンダ７８の駆動により砥石チップ２２，２４を対象物Ｗの表面に接触させて押し付ける。このように押し付けた状態で、回転軸７０を介して研磨盤１０を回転させ研磨を行う。このとき、上述したように、研磨体１６を支持する軸部４２の位置を、内周側に設定しているため、研磨が進んでも、外周側の砥石チップ２２と内周側の砥石チップ２４の摩耗量がほぼ同量となり、ほぼ均一な研磨が可能である。また、仮に、多少研磨量に差が生じたとしても、本実施例では、前記研磨体１６は、支持体３０によって、前記ディスク主面１２Ｂに対して搖動可能に支持されている。このため、研磨体１６は、図３(B)に矢印で示すように軸部４２を支点として搖動し、砥石チップ２２，２４の主面２２Ｂ，２４Ｂの全体が対象物Ｗにほぼ均一に接触する。なお、対象物Ｗの研磨を開始したはじめのうちは、対象物Ｗの表面の凹凸も大きいが、前記研磨盤１０は、回転軸７０に傾くことで対象物Ｗに倣いやすい構造であることに加え、前記研磨体１６がディスク１２に対して搖動するため、より一層、研磨盤１０が対象物Ｗに倣いやすくなる。
【００２４】
このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)回転可能な略円盤状のディスク１２の一方の主面１２Ｂに、放射状に複数の研磨体１６を設けるとともに、該研磨体１６の内周寄りの位置を、支持体３０により支持することとした。このため、前記ディスク１２を対象物Ｗに向けて押圧しながら回転させたときに、該研磨体１６の砥石チップ２２，２４がほぼ均一に摩耗する。
(2)前記研磨体１６が、軸部４２によって搖動可能に支持されているため、仮に、外周側の砥石チップ２２と内周側の砥石チップ２４で摩耗量に差が生じたとしても、前記砥石チップ２２，２４の主面２２Ｂ，２４Ｂの全体が、前記対象物Ｗに接触するように搖動する。その結果、外周側と内周側で砥石チップの摩耗量が異なっても、ほぼ均一な研磨が可能となる。
(3)前記研磨盤１０が、回転軸７０に対して傾斜可能に取り付けられているため、対象物Ｗの形状に倣って研磨が可能である。
(4)前記研磨体１６が、前記ディスク１２に対して搖動可能であるため、前記対象物Ｗの形状により倣いやすくなる。
【００２５】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状，寸法，材質は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。例えば、前記実施例では、砥石チップ２２，２４を取り付けるプレート１８を略長方形としたが、前記プレート１８の主面１８Ａを、両端の角を落とした曲面形状とするなど、搖動が妨げられなければ、適宜変更可能である。
(2)前記実施例では、４つの研磨体１６を放射状に設けることとしたが、研磨体１６の数や位置は適宜変更してよい。例えば、前記研磨体１６は完全な放射状ではなくても、ディスク１２の周方向と交わるように配置されていれば、前記実施例１と同様の効果が得られる。
【００２６】
(3)前記実施例で示した支持体３０も一例であり、同様の効果を奏する範囲内であれば、適宜設計変更可能である。例えば、前記図２(C)で示したＤＡとＤＢの長さも一例であり、前記研磨体１６の中央付近を支点として搖動するように支持してもよい。この場合、軸部４２を境とする内周側と外周側にかかる圧力は同じとなるが、研磨体１６の搖動によって、砥石チップ２２，２４の摩耗量に差が生じても、砥石チップ２２，２４を対象物Ｗにほぼ均一に接触させることができる。
(4)前記実施例で示した研磨盤１０と回転軸７０の連結機構も一例であり、公知の各種の機構を利用してよい。また、前記実施例では、研磨盤１０が回転軸７０に対して傾斜可能に連結されることとしたが、これも一例であり、傾斜しないように連結してもよい。
(5)前記実施例の研磨機５０では、研磨盤１０が対象物Ｗに対して移動する構成としたが、これも一例であり、対象物Ｗ側が移動する構成であってもよいし、研磨盤１０と対象物Ｗの双方が移動可能な構成としてもよい。
【００２７】
(6)前記実施例では、平面状の対象物Ｗの上面を研磨する状態を例に挙げて説明したが、これも一例であり、対象物Ｗの形状等に応じて、研磨盤１０のディスク１２を垂直に支持し、対象物Ｗの側面等を研磨するようにしてもよい。
(7)前記実施例では、プレート主面１８Ｂに、砥石チップ２２，２４を適宜間隔をおいて取り付けたが、これも一例であり、３つ以上のチップを取り付けるようにしてもよいし、一つのチップを設けるようにしてもよい。例えば、砥石の粗さに応じて、チップの個数が異なるような設定としてよい。
【００２８】
(8)前記実施例では、一軸型の研磨機を示したが、これも一例であり、本発明の研磨盤は、多軸タイプの研磨機にも適用可能である。例えば、図４(A)及び(B)に示す研磨機１００のように、取付盤１１０に砥石の番手が異なる複数の研磨盤１０Ａ〜１０Ｆを取り付け、対象物Ｗに応じて、回転軸７０に接続する研磨盤を自動交換する構成としてもよい。前記取付盤１１０自体は、略中央に設けられた回転軸１２０により回転可能となっており、回転軸７０に接続する研磨盤１０Ａ〜１０Ｆを交換するときにのみ駆動する。
(9)本発明の研磨対象としては、石材が好適な例であるが、それに限定されるものではなく、例えば、人造の石造にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、回転可能であって、対象物に向けて押圧される略円盤状のディスクの一方の主面に、該ディスクの周方向と交わるように複数の研磨体を設けるとともに、前記砥石チップが前記主面に対して搖動するように、前記研磨体を支持する。その際、前記支持手段は、前記ディスクの外周側の砥石チップにかかる圧力が、前記ディスクの内周側の砥石チップにかかる圧力よりも小さくなるように、前記研磨体の長さ方向の中心から、内周側にずれた位置で、前記研磨体を支持する。これにより、前記ディスクを対象物に向けて押圧しながら回転させたときに、前記砥石チップの摩耗量が均一化する位置で、前記研磨体を支持し、砥石チップが摩耗しても、対象物にほぼ均一に接触し、かつ、対象物の表面に倣いやすくした。このため、研磨盤及び研磨機の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１０，１０Ａ〜１０Ｆ：研磨盤
１２：ディスク
１２Ａ，１２Ｂ：主面
１４：貫通孔
１６：研磨体
１８：プレート
１８Ａ，１８Ｂ：主面
２０：貫通孔
２２，２４：砥石チップ
２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ：主面
３０：支持体
３２：取付板
３４：固定具
３６，３８：支持プレート
４０：ボルト
４２：軸部
４４：ナット
５０：研磨機
６０：連結部材
６２：固定プレート
６４：筒部
６６：中空部
６６Ａ：貫通孔
６６Ｂ：曲面部
６８：溝
７０：回転軸
７２：先端
７４：ピン
７６：主軸
７８：油圧シリンダ
７８Ａ：ロッド
７９：連結部材
８０：スライダ
８２：ガイド
９０Ａ，９０Ｂ：スライダ
９２Ａ，９２Ｂ：レール
１００：研磨機
１１０：取付盤
Ｗ：対象物
【要約】
【課題】研磨盤の砥石チップの摩耗量を均一化し、又は差が生じたとしても研磨の均一化を図る。
【解決手段】研磨盤１０は、回転可能な略円盤状のディスク１２と、その主面１２Ｂに設けられた研磨体１６と、該研磨体１６を主面１２Ｂに支持する支持体３０により構成される。研磨体１６は、放射状に配置されており、対象物Ｗと対向する面に、砥石チップ２２，２４を有している。研磨体１６を、支持体３０の支持プレート３６，３８で挟み、ボルト４０の軸部４２を内周寄りの位置に貫通させると、軸部４２を支点として搖動可能となる。研磨盤１０を回転させながら対象物Ｗに向けて押圧すると、外周側の砥石チップ２２にかかる圧力が小さいため、砥石チップ２２，２４がほぼ均一に摩耗する。摩耗量に多少の差が生じても、軸部４２を支点とする研磨体１６の搖動により、砥石チップ２２，２４の全体が対象物Ｗに均一に接触する。
【選択図】図３【図１】
0005608310.tif 000002
【図２】
0005608310.tif 000003
【図３】
0005608310.tif 000004
【図４】
0005608310.tif 000005