(57)【要約】【課題】所定厚みの砥石材を用いて薄い金属材であれば研削だけでなく研削切断加工し得る形状を有する研削切断ディスクを得ることである。【解決手段】研削切断ディスク１は、ディスク底板２D と一側に開放状の円錐形カップディスク２を一体に形成し、中心に設けられた取付穴２K に取付板３のボス部３B を嵌合させ、押え板４とによりディスク底板２D を挟持し締結ボルト５により締結して形成されている。この研削切断ディスク１は取付ボルト６を研削切断工具１０の回転軸１１に逆ねじ６M を用いて螺合させて、取付けられる。カップディスク２のエッジ２E を研削切断刃として金属材の穴明け加工に用いる。【選択図】図１
2006231492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象の薄板に穴明けをする研削切断工具の回転駆動部に軸を介して連結され、かつ伝達される回転力で回転するディスク底板と、その一側に開放状に一体に形成される研削円錐筒とから成り、研削円錐筒は上記薄板の研削切断に適合する材質の砥粒を用いた所定厚さの砥石により形成され、かつその研削円錐筒エッジの直径を上記薄板に形成される穴の加工径に適合する寸法とし、研削円錐筒の軸方向深さを薄板厚さ以上で穴の研削切断加工に十分な寸法として、研削切断自在に形成した研削切断ディスク。
【請求項２】
前記ディスク底板を回転軸へ取付けるための取付板と押え板で挟んで締結し、中心部に設けた取付穴に取付ボルトを挿通させ、研削切断工具の回転軸に着脱自在に取付可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の研削切断ディスク。
【請求項３】
前記研削円錐筒を研削円筒として形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の研削切断ディスク。
【請求項４】
前記研削円錐筒又は研削円筒とディスク底板との接続コーナを折線状又は曲線状に形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の研削切断ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建材等の薄い金属材料に研削切断による穴明け加工とその穴の仕上げ加工を行うことができる研削切断ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼、アルミ合金材、鉄板等の金属材のうち数ｍｍ程度までの比較的薄い厚さの材料に機械加工で穴明けする場合、一般に直径１０ｍｍ前後のドリルで加工する穴より大きい穴、例えば全体として長方形状で、かつ四隅のコーナ部が円弧状のような穴を加工しようとすると、直線部を直線カッタで切断し、コーナ部はドリル等で互いに隣接して多数の小孔を穿設して所望円弧に近い基礎穴をまず形成し、コーナ部に凹凸加工面を含む大略の長方形穴を形成し、次にそのコーナ部の凹凸加工面をグラインダにて少しずつ削り取って所望の長方形穴に近づけるという加工が行われる。
【０００３】
しかし、上記のような従来のドリル、グラインダ、カッタ等の加工具による穴明け加工法では、次のような種々の問題がある。カッタで長方形状の穴の直線部を切断した後、ドリルで円弧状のコーナ部の穴明けをする場合、穴明け後の凹凸面をグラインダで切削して滑らかな仕上げ面とするまでに加工時間が掛り過ぎ、効率良く穴明けができず、多くの労力を必要とする。又、円形ディスク鋸歯形式のカッタにより穴明けする場合、直線部分はともかく、コーナ部はカッタでは加工が難しく、所定径以下の円弧状のコーナ部を形成するには時間が掛る。
【０００４】
円弧状のコーナ部を研磨する場合、例えば特許文献１、２、３に記載のディスクサンダー、研磨工具、ドラムサンダのようなサンドペーパ、研磨ベルト、薄い砥材層シートを円筒状とし、その対向研削面や外周面を円弧状のコーナ部の凹凸面に当接させて研削しても、これら研磨材は直ぐに破断又は摩耗して使用できなくなる。従って、円形の穴又は円弧状のコーナ部を有する長方形穴等を、短時間に効率よく、高精度で正確な穴形状を形成できる工具が所望されている。
【特許文献１】実開平６−６１４５５号公報
【特許文献２】特開平８−１３２３４８号公報
【特許文献３】実用新案登録第３００９５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上記の問題に留意して、所定厚みの砥石材を用いて薄い金属材であれば研削だけでなく研削切断加工し得る形状を有する研削切断ディスクを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、加工対象の薄板に穴明けをする研削切断工具の回転駆動部に軸を介して連結され、かつ伝達される回転力で回転するディスク底板と、その一側に開放状に一体に形成される研削円錐筒とから成り、研削円錐筒は上記薄板の研削切断に適合する材質の砥粒を用いた所定厚さの砥石により形成され、かつその研削円錐筒エッジの直径を上記薄板に形成される穴の加工径に適合する寸法とし、研削円錐筒の軸方向深さを薄板厚さ以上で穴の研削切断加工に十分な寸法として、研削切断自在に形成した研削切断ディスクとしたのである。上記研削円錐筒は研削円筒とすることもできる。
【０００７】
上記の構成とした研削切断ディスクによれば、ディスクの円弧状のエッジ部分を被加工対象の薄板に当接することにより薄板に円形穴、又はコーナ部に円弧部分を有する長方形穴等を効率よく研削切断することができる。ここで、研削切断とは、砥石材により被加工材料を研削することにより研削された部分が粒子状にばらばらに削り出され、かつ板材の厚さ以上に研削をすることによって材料の切断を行う作用であり、切削加工のように切削された材料が互いにつながったまま削り出されるものではない。このような研削切断を可能とするため、上記ディスクは所定厚さの砥石材を円錐筒又は円筒状に形成し、円錐筒／円筒の開放側端のエッジを研削切断刃としたものである。
【０００８】
従って、上記研削切断刃はディスクを薄板の平面に対しその回転軸の軸心を斜めに保持し、ディスクの円弧部分が刃先として薄板の切断すべき箇所に喰い込むように当接させ、さらにその状態でディスク円弧状のエッジ部分を押し当てることにより切断が行なわれる。コーナ部の円弧部分を切断するときは、その円弧部分に沿ってディスク円弧部分を少しずつ移動させて円弧部分の切断を行なう。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、この発明の研削切断ディスクは、ディスク底板と一側に開放状に一体に形成された所定板厚の研削円錐筒又は研削円筒から形成され、研削円錐筒又は研削円筒の外側周エッジにより研削切断可能に構成したから、数ｍｍ程度までの金属製の薄板に円形穴又は長方形穴を研削切断により加工可能とし、かつ切断された穴径又は穴面の研削又は研磨もその後同一のディスクで実施できるという点で極めて短時間で効率よく穴明け加工ができるという利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は第一実施形態の研削切断ディスクの（ａ）外観斜視図、（ｂ）断面図を示す。図示のように、研削切断ディスク１は、その片側が開放状とされ、円錐筒形に形成されたカップディスク２から成る。このカップディスク２のディスク底板２D に形成した取付穴２K に取付板３のボス部３B を嵌合させ、円形の押え板４をカップディスク２の開放側から挿入して締結ボルト５により取付板３と一体に締結して形成されている。カップディスク２の円錐角度αは任意であるが、図示の例では６０°程度としており、４５°以上としてもよい。２X は回転の中心軸である。
【００１１】
上記研削切断ディスク１は、取付ボルト６により研削切断工具１０の先端に交換自在に取付けられる。研削切断工具１０は、図示しない工具本体内に電動モータが内蔵され、そのアーム端付近でモータの出力軸と直交方向に連結されて回転駆動される中空の回転軸１１内に、回転軸１１の回転方向と逆向きに形成した逆ねじ６M を有する取付ボルト６を押え板４、取付板３の中心穴に通した後挿入、螺合させて研削切断ディスク１が取付けられるように構成されている。回転軸１１は、アーム端に軸受１２で回転自在に支持され、図示しないシール材、座板１３などによりシールされている。
【００１２】
回転軸１１の先端は、研削切断ディスク１を組立てた状態で取付板３のボス部３B の軸穴を貫通するまで突出して設けられ、かつ回転軸１１の外周に設けた図示しないキーにより回転方向に対して一体に回転するように取付板３が取付けられる。なお、図示の例のカップディスク２の円錐端（エッジ）直径は１００〜５０ｍ／ｍ、板厚は２〜７ｍ／ｍである。研削切断ディスク１を主として研削切断（カッタ）用に使用する場合は板厚はできるだけ薄くし、研削又は研磨作用を兼用させる場合は少し厚くするとよい。又、取付板３の厚さも２〜７ｍ／ｍ程度で、カップディスク２以外は全て鉄系の金属材料が用いられる。
【００１３】
上記構成の研削切断ディスク１の取付板３、押え板４は剛板のような強度の大きい金属板が用いられ、締結ボルト５、取付ボルト６も高強度の鋳造又は鋳造の鉄材が用いられる。しかし、カップディスク２は、研削切断に適する砥石材が用いられる。砥石材は、砥粒としてＪＩＳＲ６２１０の規定によるＡ（褐色溶融アルミナ質）、ＷＡ（白色溶融アルミナ質）、Ｃ（黒色炭化けい素質）など被加工物に適合する材質で、研削切断を効率よく行なえるよう粗目（粒度１０〜２４）〜中目（粒度３０〜６０）程度のものを選定し、結合剤として無機質のビトリファイドＶ（磁気質）、シリケートＳ（ガラス質）、有機質のセラミックＥ、合成樹脂質のレジノイドＢなどのいずれかを選定する。又、気孔組織は粗（呼びＷ1 、Ｗ2 、砥粒率３９〜４２、３９％以下）、又は中（呼びｍ1 、ｍ2 、砥粒率４６〜５０、４２〜４６％）程度とする。
【００１４】
なお、研削切断工具１０は、手動操作し得る可搬式のものであり、一般にドリル、円形鋸歯形式のカッタのような電動駆動部を備えた可搬式の工具と同程度の動力、大きさのものである。又、カップディスク２を締結する手段として、押え板４と取付板３のディスク底板２D との対向面間に図示しない摩擦板を挟むか、あるいは対向面を摩擦係数の大きい粗面とし、取付ボルト６を回転軸１１に取付ける押え力で押え板４をディスク底板２D に押圧して締結するようにしてもよい。
【００１５】
上記の構成とした研削切断ディスク１は、主として薄板（鋼板１〜２ｍ／ｍ程度）に円形の穴、あるいは四隅に円弧状のコーナ部を有する長方形穴等を形成するのに用いられる。例えば、図２に示すように、長方形穴を形成する場合、直線部分Ｃｓ、Ｃｓ・・・は直線カッタ（図示せず）で切断できる。しかし、円弧状のコーナ部Ｃｎは、直線カッタでは切断できないため、従来は形成すべきコーナ部Ｃｎの予想曲線（点線で示す）に沿ってドリル（径５〜１０ｍ／ｍ程度）で多数の小孔を互いに隣接して形成し、小孔が全て形成されると一応の長方形穴の大部分に対応する形状の略長方形穴となり、予想曲線に沿って多数の凹凸面を有する長方形穴として薄板がカットされる。その後、多数の凹凸面をグラインダで削り取り予想曲線に合致するコーナ部Ｃｎが形成される。
【００１６】
これに対し、この実施形態の研削切断ディスク１を用いれば、次のように効率よく短時間に、美しい仕上げ加工ができる。即ち、図２の（ａ）〜（ｃ）図に示すように、まず直線カッタで上、下、左右の直線部分Ｃｓ、Ｃｓ・・・を切断した後、コーナ部Ｃｎに対し、研削切断ディスク１を、薄板平面に斜めに当接させてその先端円弧部分がコーナ部Ｃｎの始端に喰い込むように押し付ける。このとき、ディスクの先端円弧部分は、（ｃ）図に示すように、回転する鋭いエッジ部を有するカッタとして作用し、コーナ部Ｃｎの始端から研削切断が行なわれる。
【００１７】
コーナ部Ｃｎの始端で薄板を突き抜ける深さまで研削切断が行なわれると、研削切断ディスク１の回転中心の軸を円弧形状に沿って斜め角度を始端での斜め角度と略同じになるように変化させながら図中の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）の位置へと移動させて研削切断を進める。研削切断が円弧形状の終端まで進むと１つのコーナ部Ｃｎの研削切断が終る。そして、４つのコーナ部Ｃｎの研削切断が終ると長方形穴Ｃに対応する薄板部分が長方形穴Ｃから切り離され、長方形穴Ｃが形成される。
【００１８】
但し、形成された長方形穴Ｃのコーナ部Ｃｎの切口が常に薄板ＰL に対し板厚方向に直角で正確な円弧状とは限らず、例えば図３（ａ）に示すように、カップディスク２の先端のエッジ部分２E が摩耗で丸く減摩されている場合、切断面が板厚方向に斜めに形成されることもある。このとき、（ｂ）図に示すように、カップディスク２の傾斜側面が切口に直角となるように深さＴ1 （全深さＴ、基礎深さＴO ）の範囲で少し深くまでカップディスク２を押込んでカップディスク２の外周面を研削面としてコーナ部Ｃｎの切断面が直角となるように研削により仕上加工するとよい。
【００１９】
図４は、第二実施形態の研削切断ディスクの断面図を示す。第二実施形態の研削切断ディスク１ａは、カップディスク２ａが円筒状である点が異なる。なお、図中の５’は締結ボルト５を省略し、ディスク底板に凹部５’を形成し、取付板３のボス部に凸部を設けて嵌合させ、回転に対しカップディスク２ａと取付板３を一体化することもできる。図５の（ａ）図、（ｂ）図は第三、第四実施形態の研削切断ディスクの断面図を示す。（ａ）図、（ｂ）図のいずれもカップディスク２ｂ、２ｃとディスク底板２D とのコーナ部接続形状を円弧状（曲線状）とした点が異なる。
【００２０】
上記第二〜第四のいずれの実施形態の研削切断ディスク１ａ〜１ｃも、作用、使用方法は第一実施形態のものと同じであり、重複説明を省略する。又、研削切断ディスクの形状は上記各実施形態以外の種々のものを採用できる。例えば取付板３を省略し、ディスク底板２D を回転軸１１に直接取付けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
この発明の研削切断ディスクは、砥石材を研削切断加工し得る形状としたものであるから、鉄材等の金属薄板に穴明けする加工に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第一実施形態の研削切断ディスクの（ａ）外観斜視図、（ｂ）断面図
【図２】同上ディスクによる作用の説明図
【図３】同上ディスクによる作用の説明図
【図４】第二実施形態の研削切断ディスクの断面図
【図５】（ａ）第三実施形態の研削切断ディスクの断面図、（ｂ）第四実施形態の研削切断ディスクの断面図
【符号の説明】
【００２３】
１    研削切断ディスク
２    カップディスク
２X   軸心
２E   エッジ
２D   底板
３    取付板
３B   ボス部
４    押え板
５    締結ボルト
６    取付ボルト
１０  研削切断工具
１１  回転軸
１２  軸受
１３  座板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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