(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、該回転軸の先端に設けられ該回転軸と一体に回転する研削砥石とを具備し、母材の素地調整時に該母材に転写可能な亜鉛粒子を含有する層が少なくとも前記研削砥石の表面に形成されることを特徴とする電動工具用研削具。
【請求項２】
回転軸と、該回転軸の先端に設けられ該回転軸と一体に回転する研削砥石とを具備し、該研削砥石は亜鉛粒子を含有する砥粒の焼結体であることを特徴とする電動工具用研削具。
【請求項３】
前記研削砥石には少なくとも５ｗｔ％の亜鉛粒子が含有される請求項２の電動工具用研削具。
【請求項４】
前記研削砥石に含有される亜鉛粒子の粒径は７μｍ〜９０μｍである請求項２又は請求項３の電動工具用研削具。
【請求項５】
砥粒と結合剤と充填剤とを混合させた混合物を攪拌する工程と、該混合物を乾燥させる工程と、該混合物と補強材とを交互に積層して型で固め成型する工程と、前記混合物を圧縮する工程と、該混合物を焼成する工程と、母材の素地調整時に該母材に転写可能な亜鉛粒子を含有する層を前記混合物の少なくとも表面に形成する工程とを有することを特徴とする研削砥石の製造方法。
【請求項６】
砥粒と充填剤と結合剤と亜鉛粒子とを混合させた混合物を攪拌する工程と、該混合物を乾燥させる工程と、該混合物と補強材とを交互に積層して型で固め成型する工程と、前記混合物を圧縮する工程と、該混合物を焼成する工程とを有することを特徴とする研削砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁、船舶、プラント等の鋼構造物の補修、塗装を行う際の素地調整を行う為の電動工具用研削具及び研削砥石の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋梁、船舶、プラント等の鋼構造物は、時間の経過と共に腐食が進行し、機能が劣化していく為、長期間に亘って使用する為には維持管理が必要となる。
【０００３】
鋼材の補修、塗装を行う場合、例えば２種ケレンや３種ケレンを行う場合には、鋼材表面から錆、ミルスケール、水、油、埃、化学物質等の異物を除去する為、鋼材表面に対して研削砥石を有するジェットタガネやディスクサンダ等の電動工具により素地調整を行っている。
【０００４】
素地調整後は、鋼材の表面に戻り錆が発生する前（一般的には４時間以内）に塗装を行う必要があるが、高温多湿の環境下で従来の研削砥石にて素地調整を行った場合、４時間以内でも鋼材の表面に戻り錆が発生する。この為、一度に行える素地調整の処理面積が制限されることとなり、素地調整と塗装とを頻繁に繰返さなければならず、作業効率が悪かった。又、戻り錆箇所は再ケレンが必要となり、作業時間及び作業労力の増大を招いていた。
【０００５】
尚、特許文献１には、金属回転盤の研削面の一部又は全部に、所定の面密度となる様モース硬度９を超える硬質粒子を蝋付け接合することで、通常の電動工具では除去が困難なモース硬度９を超える固着錆を除去可能とした構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３０７７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み、素地調整後に発生する鋼材表面の戻り錆を抑制可能な電動工具用研削具及び研削砥石の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、回転軸と、該回転軸の先端に設けられ該回転軸と一体に回転する研削砥石とを具備し、少なくとも該研削砥石の表面に亜鉛を含有する層が形成される電動工具用研削具に係るものである。
【０００９】
又本発明は、前記研削砥石は亜鉛粒子を含有する砥粒の焼結体である電動工具用研削具に係るものである。
【００１０】
又本発明は、前記研削砥石には少なくとも５ｗｔ％の亜鉛粒子が含有される電動工具用研削具に係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記研削砥石に含有される亜鉛粒子の粒径は７μｍ〜９０μｍである電動工具用研削具に係るものである。
【００１２】
又本発明は、砥粒と結合剤と充填剤とを混合させた混合物を攪拌する工程と、該混合物を乾燥させる工程と、該混合物と補強材とを交互に積層して型で固め成型する工程と、前記混合物を圧縮する工程と、該混合物を焼成する工程と、該混合物の表面に亜鉛を含有する層を形成する工程とを有する研削砥石の製造方法に係るものである。
【００１３】
更に又本発明は、砥粒と充填剤と結合剤と亜鉛粒子とを混合させた混合物を攪拌する工程と、該混合物を乾燥させる工程と、該混合物と補強材とを交互に積層して型で固め成型する工程と、前記混合物を圧縮する工程と、該混合物を焼成する工程とを有する研削砥石の製造方法に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転軸と、該回転軸の先端に設けられ該回転軸と一体に回転する研削砥石とを具備し、少なくとも該研削砥石の表面に亜鉛を含有する層が形成されるので、前記研削砥石により母材の素地調整を行う際には、錆の除去と同時に前記研削砥石表面の亜鉛が前記母材に転写され、非連続的な亜鉛の固着層が形成されることで前記母材表面の戻り錆の発生を抑制することができる。
【００１５】
又本発明によれば、砥粒と結合剤と充填剤とを混合させた混合物を攪拌する工程と、該混合物を乾燥させる工程と、該混合物と補強材とを交互に積層して型で固め成型する工程と、前記混合物を圧縮する工程と、該混合物を焼成する工程と、該混合物の表面に亜鉛を含有する層を形成する工程とを有するので、表面に亜鉛を含有する層を形成すればよく、従来の研削砥石に対しても容易に適用可能であり、安価に製造することができる。
【００１６】
更に又本発明によれば、砥粒と充填剤と結合剤と亜鉛粒子とを混合させた混合物を攪拌する工程と、該混合物を乾燥させる工程と、該混合物と補強材とを交互に積層して型で固め成型する工程と、前記混合物を圧縮する工程と、該混合物を焼成する工程とを有するので、従来の製造装置をそのまま流用可能であり、コストの低減を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例に係る研削具を示す側面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の第１の実施例に係る研削砥石の製造方法を示す説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、該研削砥石を使用する実験例を示す説明図である。
【図４】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の実験結果を示す図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第２の実施例に係る研削砥石の製造方法を示す説明図である。
【図６】該研削砥石の亜鉛粒子の混入量毎の実験結果を示す図である。
【図７】該研削砥石が含有する亜鉛粒子の混入量及び粒径毎の錆の状態を説明するグラフである。
【図８】該研削砥石が含有する亜鉛粒子の粒径毎の母材との接触面積を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１９】
図１中、１は本発明の第１の実施例に係る研削具を示しており、該研削具１は回転軸２と該回転軸２の先端に設けられた円筒状の研削砥石３とで構成されている。該研削砥石３の表面には、亜鉛を含有する無機ジンクリッチペイントが塗布されることで亜鉛含有層が形成されている。
【００２０】
前記研削具１は前記回転軸２が図示しないリュータにより把持され、該リュータにより前記回転軸２が回転されることで、該回転軸２と前記研削砥石３とが一体に回転し、該研削砥石３が接触した母材４を研磨する様になっている。
【００２１】
次に、図２に於いて、前記研削砥石３の製造方法の一例について説明する。
【００２２】
該研削砥石３は、アルミナ系、炭化ケイ素系、ジルコニアアルミナ等の砥粒５と、該砥粒５同士を結合させる結合剤６と、前記研削砥石３の性能向上や着色の為のポリイミド等の充填剤７からなっており（図２（Ａ））、先ず原料である前記砥粒５、前記結合剤６、前記充填剤７を混合機８により混合した後乾燥させる（図２（Ｂ））。
【００２３】
原料の混合物９を乾燥させた後、該混合物９を型１１に充填し、該型１１で固める。尚、前記混合物９を前記型１１で固める際には、特殊ガラス繊維からなる補強材としてのガラスクロス１２と前記混合物９とを交互に積層して成型される（図２（Ｃ））。
【００２４】
前記混合物９の成型後、該混合物９を圧縮手段１０にて圧縮し、前記混合物９を前記ガラスクロス１２と一体化する（図２（Ｄ））。更に、前記混合物９を前記型１１から抜き、炉１３に装入し、２００℃前後で焼成する（図２（Ｅ））。
【００２５】
最後に、無機ジンクリッチペイントを焼成した前記混合物９の表面に例えば刷毛等で塗布し（図２（Ｆ））、多量の亜鉛粒子を含有する非連続的な固着層である亜鉛含有層を形成することで、第１の実施例に於ける研削砥石３の製造が完了する。尚、無機ジンクリッチペイントに含有される亜鉛粒子の重量比は、乾燥塗膜中に８５ｗｔ％程度である。又、前記混合物９の表面に亜鉛含有層を形成する他の方法として、無機ジンクリッチペイントの液内に前記混合物９を所定時間浸漬させてもよい。
【００２６】
図３は、本実施例に於ける研削砥石３と、従来の亜鉛含有層を有さない研削砥石１４とを用いて前記母材４を研磨した状態を示し、図４は、前記研削砥石３と前記研削砥石１４によりそれぞれ前記母材４を研磨し素地調整を行った後、腐食実験を行った場合の実験結果を示している。
【００２７】
図３中、条件（Ａ）は前記研削砥石１４のみを用いて前記母材４の表面を２回研磨した場合を示し、条件（Ｂ）は前記研削砥石１４を用いて前記母材４の表面を１回研磨し、その後本実施例の前記研削砥石３を用いて前記母材４の表面を１回研磨した場合を示している。又、条件（Ｃ）は本実施例の前記研削砥石３を用いて前記母材４の表面を２回研磨した場合を示している。
【００２８】
図４は、条件（Ａ）〜条件（Ｃ）に於いて前記母材４の表面を研磨した後の初期状態と３日後の該母材４の表面の状態を比較した図である。尚、図４に於いては、前記母材４表面の戻り錆の状態を、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−８−３によりＲｉ＝０〜Ｒｉ＝５の６段階で評価している。
【００２９】
条件（Ａ）、即ち前記研削砥石１４を有する研削具のみを用いて前記母材４の表面を２回研磨した場合、３日後の該母材４表面の錆の状態はＲｉ＝５となり、大量に戻り錆が発生しているのが分る。
【００３０】
又、条件（Ｂ）、即ち前記研削砥石１４を有する研削具と、本実施例の前記研削砥石３を有する前記研削具１とで１回ずつ前記母材４の表面を研磨した場合、３日後の該母材４表面の錆の状態はＲｉ＝３となり、条件（Ａ）よりも戻り錆の発生量が減少しているのが分る。
【００３１】
更に、条件（Ｃ）、即ち本実施例の前記研削砥石３のみを用いて前記母材４の表面を２回研磨した場合も、３日後の該母材４表面の錆の状態はＲｉ＝３となり、条件（Ａ）よりも戻り錆の発生量が減少しているのが分る。
【００３２】
図４に示される条件（Ａ）と条件（Ｂ）の結果、及び条件（Ａ）と条件（Ｃ）の結果より、砥石の表面に亜鉛含有層を形成した本実施例の研削砥石３により前記母材４の表面を研磨することで、前記亜鉛含有層の亜鉛粒子が前記母材４の表面上に転写され、該母材４の表面上に転写された亜鉛粒子により前記母材４の表面に非連続的な亜鉛の固着層が形成され、戻り錆の発生が抑制されていると判断できる。
【００３３】
尚、本実施例に於いては、条件（Ｂ）と条件（Ｃ）の結果に差が生じなかったが、本実施例の前記研削砥石３で研磨する回数を増加させることで、前記母材４の表面により多くの亜鉛粒子１５が転写され、前記母材４の表面により多くの非連続的な亜鉛の固着層が形成され、戻り錆の発生量が更に抑制されると推測される。
【００３４】
上述の様に、第１の実施例に於ける前記研削砥石３は、表面に多量の亜鉛を含有する亜鉛含有層が形成されているので、前記研削砥石３により前記母材４の表面を研磨した際には、研磨により錆が除去され素地調整が行われると共に、前記母材４の表面に前記亜鉛粒子１５を転写させることができる。前記母材４の表面に亜鉛粒子１５が転写されることで、前記母材４の表面には非連続的な亜鉛の固着層が形成され、固着層の亜鉛によって戻り錆の発生が抑制されるので、素地調整を行う際に一度に処理できる処理面積が増大し、作業時間の短縮及び作業労力の低減を図ることができる。
【００３５】
又、第１の実施例に於ける前記研削砥石３は、表面に亜鉛含有層を形成するだけでよいので、従来の研削砥石１４に対しても容易に適用可能であり、安価に製造することができる。
【００３６】
次に、図５〜図８に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図５中、図２中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
図５は、第２の実施例に於ける研削砥石１６の製造方法を示している。
【００３８】
該研削砥石１６は、先ず原料である砥粒５、結合剤６、充填剤７に所定粒径、例えば５μｍ〜１００μｍの亜鉛粒子１５（図５（Ａ））を所定混入量で、例えば５ｗｔ％以上となる様加えて混合機８により混合させ（図５（Ｂ））、乾燥させる。
【００３９】
原料の混合物１７を乾燥させた後、該混合物１７を型１１に充填し、該型１１で固める。尚、前記混合物１７を前記型１１で固める際には、特殊ガラス繊維からなる補強材としてのガラスクロス１２と前記混合物１７とを交互に積層して成型される（図５（Ｃ））。
【００４０】
前記混合物１７の成型後、該混合物１７を圧縮手段１０にて圧縮し、前記混合物１７を前記ガラスクロス１２と一体化させる（図５（Ｄ））。最後に前記混合物１７を前記型１１から抜き、炉１３に装入し、２００℃前後で焼成することで、第２の実施例に於ける前記研削砥石１６が製造される（図５（Ｅ））。
【００４１】
次に、第２の実施例に於ける前記研削砥石１６の母材４（図１参照）に対する戻り錆の抑制効果について説明する。図６は、混合する亜鉛粒子１５の粒径を一定とし、該亜鉛粒子１５の混入量をそれぞれ０ｗｔ％、１ｗｔ％、３ｗｔ％、５ｗｔ％、１０ｗｔ％、１５ｗｔ％、２０ｗｔ％とした場合に於ける、素地調整から５日経過後の前記母材４の表面の錆の発生状態を比較した図である。
【００４２】
前記亜鉛粒子１５の混入量を０ｗｔ％〜３ｗｔ％とした前記研削砥石１６により前記母材４の表面を研磨した場合、５日目の段階で該母材４の表面の戻り錆の状態がＲｉ＝５となっており、戻り錆が大量に発生しているのが分る。
【００４３】
又、前記亜鉛粒子１５の混入量を５ｗｔ％とした前記研削砥石１６により前記母材４の表面を研磨した場合、５日目の段階で該母材４の表面の戻り錆の状態がＲｉ＝３となっており、前記亜鉛粒子１５の混入量を０ｗｔ％〜３ｗｔ％とした前記研削砥石１６を用いた場合よりも戻り錆の発生量が減少しているのが分る。
【００４４】
又、前記亜鉛粒子１５の混入量を１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％とした前記研削砥石１６により前記母材４の表面を研磨した場合、５日目の段階で該母材４の表面の戻り錆の状態がＲｉ＝１となっており、前記亜鉛粒子１５の混入量を５ｗｔ％とした前記研削砥石１６を用いた場合よりも、更に戻り錆の発生量が減少しているのが分る。
【００４５】
以上の結果により、前記研削砥石１６に対する前記亜鉛粒子１５の混入量が大きい程、該亜鉛粒子１５が前記母材４の表面に転写され易くなり、良好な非連続的な亜鉛の固着層が形成され、戻り錆の発生を抑制できると判断できる。
【００４６】
図７は、アルミナを前記砥粒５として用い、前記亜鉛粒子１５の混入量と粒径とを異ならせた場合の、経過日数に対する錆の発生状態を示したグラフである。又、図８は前記亜鉛粒子１５の密度と量を一定とし、粒径を異ならせた場合の前記亜鉛粒子１５の個数と前記母材４の表面との接触面積を示した表である。尚、図８に示される前記亜鉛粒子１５の個数及び前記母材４との接触面積の値は、前記亜鉛粒子１５の平均粒径の値を用いて球体モデルで計算したものである。
【００４７】
図７に示される様に、アルミナのみ、即ち前記亜鉛粒子１５を混入させない従来の研削砥石１４を用いたＡの場合、素地調整から３日後には錆の状態がＲｉ＝５となり、大量の戻り錆が発生している。
【００４８】
又、前記研削砥石１６に混入される前記亜鉛粒子１５の混入量を５ｗｔ％、粒径を１７μｍ〜２１μｍとしたＤの場合と、前記亜鉛粒子１５の混入量を５ｗｔ％、粒径を５０μｍ〜９０μｍとしたＦの場合には、それぞれ素地調整から３日後には錆の状態がＲｉ＝４となり、前記亜鉛粒子１５を混入させていないＡ（アルミナのみ）よりは戻り錆の量が減少している。
【００４９】
又、前記研削砥石１６に混入される前記亜鉛粒子１５の混入量を５ｗｔ％、粒径を７μｍとしたＢの場合と、前記亜鉛粒子１５の混入量を１０ｗｔ％、粒径を５０μｍ〜９０μｍとしたＧの場合、それぞれ素地調整から３日後には錆の状態がＲｉ＝２となり、Ｄ（混入量：５ｗｔ％、粒径：１７μｍ〜２１μｍ）と、Ｆ（混入量：５ｗｔ％、粒径：５０μｍ〜９０μｍ）の場合よりも戻り錆の発生量が減少している。
【００５０】
更に、前記研削砥石１６に混入される前記亜鉛粒子１５の混入量を１０ｗｔ％、粒径を７μｍとしたＣの場合と、前記亜鉛粒子１５の混入量を１０ｗｔ％、粒径を１７μｍ〜２１μｍとしたＥの場合、それぞれ素地調整から３日後には錆の状態がＲｉ＝１となり、Ｂ（混入量：５ｗｔ％、粒径：７μｍ）と、Ｇ（混入量：１０ｗｔ％、粒径：５０μｍ〜９０μｍ）の場合よりも更に戻り錆の発生量が減少している。
【００５１】
以上のＢ（混入量：５ｗｔ％、粒径：７μｍ）とＤ（混入量：５ｗｔ％、粒径：１７μｍ〜２１μｍ）の結果、及びＥ（混入量：１０ｗｔ％、粒径：１７μｍ〜２１μｍ）とＧ（混入量：１０ｗｔ％、粒径：５０μｍ〜９０μｍ）の結果より、前記亜鉛粒子１５の混入量が同等である場合には、粒径が小さいもの程良好な非連続的な亜鉛の固着層を形成でき、前記母材４の表面に発生する戻り錆を抑制できると判断できる。これは、図８に示される様に、粒径が小さくなる程前記亜鉛粒子１５と前記母材４の表面との接触面積が大きくなり、該母材４の表面に前記亜鉛粒子１５が転写され易くなる為と考えられる。
【００５２】
具体的には、図７の３日目に於ける錆の状態より、前記研削砥石１６に含有される前記亜鉛粒子１５の粒径が７μｍの場合には、該亜鉛粒子１５を含まない研削砥石１４と比べて５倍の戻り錆の抑制効果が得られた。又、前記研削砥石１６に含有される前記亜鉛粒子１５の粒径が１７μｍ〜２１μｍの場合には、該亜鉛粒子１５を含まない研削砥石１４と比べて５倍の戻り錆の抑制効果が得られた。更に、前記研削砥石１６に含有される前記亜鉛粒子１５の粒径が５０μｍ〜９０μｍの場合には、該亜鉛粒子１５を含まない研削砥石１４と比べて２．５倍の戻り錆の抑制効果が得られた。
【００５３】
従って、前記研削砥石１６に混入される前記亜鉛粒子１５は、混入量が多い程、又粒径が小さい程前記母材４表面に発生する戻り錆の抑制効果を高めることができる。
【００５４】
上述の様に、本発明の第２の実施例では、前記砥粒５、前記結合剤６、前記充填剤７に前記亜鉛粒子１５を加えて前記研削砥石１６を製造しているので、該研削砥石１６により前記母材４を研磨する際には、研磨と同時に前記母材４に前記亜鉛粒子１５が接触し、該亜鉛粒子１５が転写されて前記母材４の表面に非連続的な亜鉛の固着層が形成され、該母材４の表面に発生する戻り錆を抑制することができる。
【００５５】
従って、素地調整を行う際、本実施例を適用することで、１回あたりの処理面積を増大させることができるので、作業効率が向上し、作業時間の短縮及び作業労力の低減を図ることができる。
【００５６】
又、前記研削砥石１６は原料の混合工程で前記亜鉛粒子１５を加えるだけであり、その他の製造工程は従来の研削砥石１４と同様であるので、従来の研削砥石１４の製造装置をそのまま流用することができ、コストの低減を図ることができる。
【００５７】
又、第２の実施例の前記研削砥石１６は、該研削砥石１６中に前記亜鉛粒子１５を含有する構造となっているので、使用により前記研削砥石１６が摩耗しても戻り錆抑制効果が低下することがなく、費用効率もよい。
【００５８】
尚、前記研削砥石１６の前記母材４に接触し易い箇所の前記亜鉛粒子１５の含有量を増加させ、前記母材４に接触し難い箇所の前記亜鉛粒子１５の含有量を減少させる等、該亜鉛粒子１５の分布を変化させてもよく、分布を変化させることでより効率的に前記母材４表面の戻り錆を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１              研削具
２              回転軸
３              研削砥石
４              母材
９              混合物
１５            亜鉛粒子
１６            研削砥石
１７            混合物
【図１】
0005870657.tif 000002
【図２】
0005870657.tif 000003
【図３】
0005870657.tif 000004
【図５】
0005870657.tif 000005
【図７】
0005870657.tif 000006
【図８】
0005870657.tif 000007
【図４】
0005870657.tif 000008
【図６】
0005870657.tif 000009