(57)【要約】【課題】台金を繰り返して使用することが可能な回転工具であって、台金の厚みが抑制可能であり、かつ加工精度が高い回転工具を提供する。【解決手段】回転工具１は、円盤状の第一台金２と、第一台金２の外周面に沿う円環状の第二台金３と、第二台金３の外周面に設けられた砥粒層５と、から構成されている。第二台金３は、第一台金２の周方向に配列された複数のセグメントから構成され、径方向に螺合するボルト６により第一台金２に着脱可能に固定されている。砥粒層５は、第二台金３の周方向に配列された複数のセグメントから構成されており、ボルト６の頭部を覆って、接着剤層４により固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に取付孔を備える円盤状の台金と、該台金の径方向外周面に設けられた砥粒層と、を有する回転工具であって、
前記台金は、円盤状の第一台金と、該第一台金の径方向外周面に沿う円環状の第二台金と、から構成され、
前記第二台金は、前記第一台金の周方向に配列された複数のセグメントから構成され、径方向に螺合するねじ部材により前記第一台金に着脱可能に固定され、
前記砥粒層は前記第二台金の径方向外周面に設けられている、
ことを特徴とする回転工具。
【請求項２】
前記第一台金は、
前記取付孔を有する固定部と、
前記固定部の周縁に形成され、前記径方向外周面を有する円板部と、から構成されており、
前記円板部の厚みは前記第二台金の厚みよりも小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項３】
前記第一台金と前記第二台金とには、相互に位置決めする係合部材が設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転工具。
【請求項４】
前記ねじ部材は、前記第二台金の径方向外周面に埋設されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転工具。
【請求項５】
前記砥粒層は、前記第二台金の周方向に配列された複数のセグメントから構成され、前記ねじ部材を覆っている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の回転工具。
【請求項６】
前記砥粒層は前記第二台金の径方向外周面に接着剤で固定されており、
前記ねじ部材には前記接着剤の付着を防止する接着剤付着防止手段が設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の回転工具。
【請求項７】
前記接着剤付着防止手段は、前記ねじ部材を覆うように形成された板材又はキャップである、
ことを特徴とする請求項６に記載の回転工具。
【請求項８】
前記接着剤付着防止手段は、前記ねじ部材を覆うシーリング材又はテープである、
ことを特徴とする請求項６に記載の回転工具。
【請求項９】
前記第一台金又は前記第二台金に、前記ねじ部材が配設された位置を示す目印が付されている、
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の回転工具。
【請求項１０】
前記第二台金は、該第二台金の消耗による交換時期を示す表示部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の回転工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は台金と砥粒層とから構成される回転工具に関し、特に台金を繰り返して使用することが可能な回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削用の回転工具には、鉄やアルミニウム等の金属材料から形成された台金に、ダイヤモンドやＣＢＮ（立方晶窒化硼素）等の所謂超砥粒から形成された砥粒層を、接着剤等で固定して製造されたものがある。このような回転工具は、使用により砥粒層が消耗した際に、台金の表面に残存する砥粒層と接着剤とを機械加工で除去することにより、台金を再使用することができる。しかし、機械加工の際には台金自体の表面も削られるため、台金はその都度小さくなり、数回程度の再使用を経た後に廃棄されていた。従って、このような回転工具の台金を繰り返して使用するための手段が求められていた。
【０００３】
上記課題を解決する技術として、特許文献１には、複数の砥石チップが台金に着脱自在に装着された回転工具が開示されている。また、特許文献２には、砥粒層セグメントが固定された複数のカセットが円環状の台金の端面に着脱自在に固定された回転工具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５８−１４００４６号公報
【特許文献２】特開平７−２９９７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された回転工具によると、台金の側面に配列された砥石チップを台金と押え板とに挟持させ、台金と厚み方向に螺合するねじ部材で固定する必要がある。そのため、台金の厚みを抑制することができないという課題がある。また、この固定方法によると、砥石チップが台金に対してがたつき易いため、加工精度の維持が困難である。
【０００６】
また、特許文献２に開示された手段は、砥粒層が台金の外周面に形成される回転工具には適していない。
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明は、台金を繰り返して使用することが可能な回転工具であって、台金の厚みが抑制可能であり、かつ加工精度が高い回転工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明による回転工具は、
中心に取付孔を備える円盤状の台金と、該台金の径方向外周面に設けられた砥粒層と、を有する回転工具であって、
前記台金は、円盤状の第一台金と、該第一台金の径方向外周面に沿う円環状の第二台金と、から構成され、
前記第二台金は、前記第一台金の周方向に配列された複数のセグメントから構成され、径方向に螺合するねじ部材により前記第一台金に着脱可能に固定され、
前記砥粒層は前記第二台金の径方向外周面に設けられている、
ことを特徴とする。
【０００９】
前記第一台金は、
前記取付孔を有する固定部と、
前記固定部の周縁に形成され、前記径方向外周面を有する円板部と、から構成されており、
前記円板部の厚みは前記第二台金の厚みよりも小さい、
ことが望ましい。
【００１０】
前記第一台金と前記第二台金とには、相互に位置決めする係合部材が設けられている、
ことが望ましい。
【００１１】
前記ねじ部材は、前記第二台金の径方向外周面に埋設されている、
ことが望ましい。
【００１２】
前記砥粒層は、前記第二台金の周方向に配列された複数のセグメントから構成され、前記ねじ部材を覆っている、
ことが望ましい。
【００１３】
前記砥粒層は前記第二台金の径方向外周面に接着剤で固定されており、
前記ねじ部材には前記接着剤の付着を防止する接着剤付着防止手段が設けられている、
ことが望ましい。
【００１４】
前記接着剤付着防止手段は、前記ねじ部材を覆うように形成された板材又はキャップである、
ことが望ましい。
【００１５】
前記接着剤付着防止手段は、前記ねじ部材を覆うシーリング材又はテープであっても良い。
【００１６】
前記第一台金又は前記第二台金に、前記ねじ部材が配設された位置を示す目印が付されている、
ことが望ましい。
【００１７】
前記第二台金は、該第二台金の消耗による交換時期を示す表示部を備える、
ことが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、台金を繰り返して使用することが可能な回転工具であって、台金の厚みが抑制可能であり、かつ加工精度が高い回転工具を提供することができる。従って、従来の回転工具と比較して台金の材料使用量を削減するとともに、回転工具の交換及びメンテナンスにかかるランニングコストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る回転工具の回転軸に沿う断面を示す断面図である。
【図２】図１に示された回転工具を示す片側断面側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る回転工具の変形例を示す側面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る回転工具の表示部を示す要部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
【００２１】
本実施形態に係る回転工具１は、図１及び２に示すように、第一台金２と、第二台金セグメント３と、接着剤層４と、砥粒層セグメント５と、ボルト６と、接着剤付着防止用シート７と、から構成されている。
【００２２】
第一台金２は、鉄又はアルミニウム合金等の金属から形成されている。第一台金２は所定の回転軸を中心とする円盤状に形成されており、回転軸を中心として形成された軸孔２１を有する固定部２ａと、固定部２ａの周縁に形成された円板部２ｂと、から構成されている。固定部２ａ及び円板部２ｂの両側面は回転軸と略垂直な平坦面に形成され、固定部２ａは円板部２ｂよりも厚みが大きく形成されている。また、第一台金２の外周面（円板部２ｂの外周面）は、回転軸と略平行に形成されている。そして、第一台金２には、外周面から径方向に延びるねじ穴２２が合計８箇所に形成されている。円板部２ｂの両側面には、ねじ穴２２の位置を示す矢印形の刻印２３がねじ穴２２に対応して合計８箇所に付されている。なお、ねじ穴２２は、二つを一対として４対のねじ穴２２が回転軸を中心として相互に略９０°ずつ離間するように、配置されている。
【００２３】
回転工具１は、鉄又はアルミニウム合金等の金属から形成された４つの第二台金セグメント３を備える。各第二台金セグメント３は、第一台金２の固定部２ａの厚みと略等しい幅を有して第一台金２の外周面に沿う湾曲板状に形成されている。４つの第二台金セグメント３は、第一台金２の外周面に沿って周方向に配列され、第一台金２の外周面に嵌合する円環状の第二台金を構成する。なお、各第二台金セグメント３は、第一台金２の外周面に密着した状態で、隣接する第二台金セグメント３との間に微小な間隙を形成している。また、各第二台金セグメント３には、第一台金２の円板部２ｂに回転軸方向に当接する当接部３ｂが形成されている。第二台金セグメント３の当接部３ｂと第一台金２の円板部２ｂとは、第一台金２と第二台金セグメント３とを回転軸方向に位置決めする係合部材として機能している。そして、各第二台金セグメント３は、径方向に螺合するボルト６により第一台金２に着脱可能に固定されている。なお、ボルト６の頭部は第二台金セグメント３に形成されたザグリ穴３１に埋設されている。
【００２４】
接着剤付着防止用シート７は、金属、合成樹脂、又は弾性体等から形成された円板状のシートであり、ボルト６の頭部を覆うと共に第二台金セグメント３のザグリ穴３１に嵌合して埋設されている。
【００２５】
回転工具１は１２個の砥粒層セグメント５を備える。砥粒層セグメント５は、ダイヤモンド又はＣＢＮ（立方晶窒化硼素）から構成された所謂超砥粒を結合剤で保持して形成されている。砥粒層セグメント５は、第二台金セグメント３の外周面に沿う湾曲板状に形成され、第二台金セグメント３と略等しい幅を有している。１２個の砥粒層セグメント５は、第二台金セグメント３の外周面に沿って周方向に配列され、ボルト６の頭部及び接着剤付着防止用シート７を覆うと共に、回転軸を中心とする円滑な円周面を形成している。各砥粒層セグメント５は、エポキシ系接着剤等からなる接着剤層４により、第二台金セグメント３の外周面に接着されている。
【００２６】
上記構成の回転工具１は、例えば、固定部２ａを研削盤の回転主軸に固定され、回転運動によって加工対象物を研削又は切断するために使用される。
【００２７】
次に、回転工具１の使用によって消耗した砥粒層セグメント５の交換作業について説明する。
【００２８】
回転工具１の使用により砥粒層セグメント５が消耗した際には、以下に説明するように、従来の回転工具と同様の手順で砥粒層セグメント５の交換作業を実施することができる。
【００２９】
初めに、第二台金セグメント３に薄く残存する砥粒層セグメント５及び接着剤層４を機械加工により完全に除去する。このとき、第二台金セグメント３の外周面を薄く削り取るようにして、第二台金セグメント３の金属面を完全に露出させると共に、回転軸を中心とする真円度の高い外周面を形成する。
【００３０】
次に、第二台金セグメント３の外周面又は１２個の砥粒層セグメント５の内周面に、接着剤層４となる接着剤を塗布する。接着剤には、例えば、エポキシ系接着剤を利用することができる。
【００３１】
続いて、１２個の砥粒層セグメント５を第二台金セグメント３の外周面に配列して貼り付ける。このとき、第二台金セグメント３が真円度の高い外周面を有するため、砥粒層セグメント５は第二台金セグメント３の外周面に密着し、円滑な外周面を形成することができる。なお、ボルト６の頭部を覆う接着剤付着防止用シート７は、ボルト６に接着剤が付着することを防止する機能を有する。
【００３２】
そして、接着剤層４となる接着剤を完全に硬化させる。
【００３３】
以上により、砥粒層セグメント５の交換作業は完了する。
【００３４】
上述のように、砥粒層セグメント５及び接着剤層４を除去する際には第二台金セグメント３の外周面も削られるため、第二台金セグメント３の外径はその都度小さくなる。第二台金セグメント３の外径が所定の大きさを下回ると、砥粒層セグメント５と第二台金セグメント３とには隙間が生じるため、１２個の砥粒層セグメント５は円滑な外周面を形成することができなくなる。このため、第二台金セグメント３を再使用できる回数には制限がある。
【００３５】
そこで、砥粒層セグメント５が消耗した際に、第二台金セグメント３が再使用できない大きさまで消耗している場合には、以下に説明するように、砥粒層セグメント５の交換作業と併せて第二台金セグメント３の交換作業を実施する。
【００３６】
初めに、刻印２３の示す位置に基づいて、砥粒層セグメント５及び接着剤層４のうちボルト６の頭部付近の領域を局所的に機械加工により除去し、接着剤付着防止用シート７を露出させる。
【００３７】
次に、接着剤付着防止用シート７を除去してボルト６の頭部を露出させる。
【００３８】
続いて、ボルト６を緩めて消耗した第二台金セグメント３を第一台金２から取り外す。このとき、接着剤付着防止用シート７によってボルト６への接着剤の付着が防止されているため、ボルト６を容易に緩めることができる。
【００３９】
次に、新たな４つの第二台金セグメント３をボルト６により第一台金２の外周面に取り付ける。第二台金セグメント３は、第一台金２の外周面に嵌合する円環を周方向に分割した形状を有するため、第一台金２の外周面に確実に密着することができる。また、第二台金セグメント３の当接部３ｂを第一台金２の円板部２ｂに当接させることにより、４つの第二台金セグメント３を第一台金２に対して容易に位置決め固定することができる。
【００４０】
そして、新たな接着剤付着防止用シート７をボルト６の頭部を覆うようにして第二台金セグメント３のザグリ穴３１に装着する。
【００４１】
最後に、砥粒層セグメント５を、接着剤層４を介して、第二台金セグメント３の外周面に固定する。
【００４２】
以上により、第二台金セグメント３及び砥粒層セグメント５の交換作業は完了する。
【００４３】
以上説明したように、上記構成の回転工具１によれば、体積比率の小さい第二台金セグメント３を交換可能に設けることにより、体積比率の大きい第一台金２は回数に制限なく繰り返して使用することができる。
【００４４】
第一台金２は、軸孔２１を有する固定部２ａと、固定部２ａの周縁に形成された円板部２ｂと、から構成されている。円板部２ｂはボルト６と螺合するために最低限必要な厚さだけを有していればよいので、円板部２ｂの厚さは第二台金セグメント３の厚さよりも小さくすることができる。これにより、第一台金２の軽量化及び材料使用量の低減に貢献する。
【００４５】
また、第二台金セグメント３は、第一台金２に嵌合する円環を４つに分割した形状を有し、第一台金２に径方向に螺合するボルト６によって固定される。そのため、第二台金セグメント３は第一台金２の外周面に確実に密着してがたつかず、回転軸に対する偏心がなく真円度の高い外周面を形成することができる。さらに、ボルト６の頭部が第二台金セグメント３のザグリ穴３１に収容されていることから、砥粒層セグメント５は第二台金セグメント３の外周面に密着し、円滑な外周面を形成することができる。従って、回転工具１は、第二台金セグメント３及び砥粒層セグメント５を交換しても、高い加工精度を維持する。
【００４６】
さらに、ボルト６は、回転工具１の重心が回転軸に略一致するように配列されているため、回転バランスが良く、加工精度の向上に貢献する。
【００４７】
そして、ボルト６の頭部には接着剤の付着を防止する接着剤付着防止用シート７が設けられているため、第二台金セグメント３の交換作業時にボルト６を容易に緩めることができる。従って、第二台金セグメント３の交換作業を効率良く実施することができる。なお、接着剤付着防止用シート７は第二台金セグメント３のザグリ穴３１に収容されているため、砥粒層セグメント５と第二台金セグメント３との密着を妨げることがない。
【００４８】
そして、第一台金２の側面にボルト６が配設された位置を示す刻印２３が付されているため、第二台金セグメント３を取り外す際には、砥粒層セグメント５及び接着剤層４を全て取り除く必要が無く、刻印２３の示す領域だけを局所的に除去することにより、接着剤付着防止用シート７及びボルト６の頭部を露出させることができる。従って、第二台金セグメント３の取り外し作業を効率良く実施することができる。
【００４９】
さらに、第二台金セグメント３には、第一台金２に対して回転軸方向に位置決め固定するために、第一台金２の側面に当接する当接部３ｂが形成されている。従って、第二台金セグメント３の取り付け作業を容易に実施することができる。
【００５０】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形をしたものも、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５１】
本発明における円盤状の第一台金は、回転工具１の第一台金２のような円周面を有するものに限定されず、第二台金を固定することが可能であれば、例えば図３（ａ）〜（ｃ）に示す第一台金５２ａ〜ｃのように、多角形状の外周面を有するものであっても良い。また、第一台金の回転軸に沿う断面の形状は、図１に示す第一台金２のように限定されず、任意の凹凸や空孔等が形成された形状であっても良い。
【００５２】
そして、本発明における円環状の第二台金は、必ずしも円形状の内周面を有するものに限定されず、上述の第一台金の外周面に固定することが可能であれば、例えば図３（ａ）〜（ｃ）に示す第二台金５３ａ〜ｃのように、その形状を適宜変更することができる。
【００５３】
また、第一台金と第二台金との位置決めをする係合部材は、回転工具１のように限定されず、例えば第一台金の外周面及び第二台金の内周面にそれぞれ凹凸状に形成しても良い。また、台金の回転軸方向でなく、例えば図３（ｃ）に示すように、台金の周方向に位置決めをするものであってもよい。あるいは、第一台金と第二台金とに係合部材を形成せず、専用の治具を利用して位置決めをしても良い。
【００５４】
そして、第二台金を固定するねじ部材は、ボルトとねじ穴との組み合わせに限定されず、例えば第一台金に設けられたスタッドボルトとナットとの組み合わせ等でも良い。
【００５５】
また、接着剤付着防止手段は、板状のシートに限定されず、例えば第二台金に埋設されたねじ部材を被覆するキャップや、ねじ部材を覆うように充填されたシーリング材又は貼付されたテープでも良い。
【００５６】
そして、ねじ部材の配設位置を示す目印は、第一台金に付された刻印に限定されず、第二台金の側面に付されても良く、また例えば浮き出しや印刷により付されても良い。
【００５７】
さらに、第二台金は、第二台金の消耗（外径の減少）に基づいて交換時期を視覚的に表示する表示部を備えていても良い。例えば、第二台金の側面であって第二台金が使用可能である最小外径に一致する円弧上に、目視確認が可能な刻印、浮き出し、その他の目印を付すことにより、表示部を設けることができる。図４は、表示部６３ａを備える第二台金６３の一例を示す。図４（ａ）は新しい第二台金６３を示しており、表示部６３ａが完全に確認できる。図４（ｂ）は、機械加工によって外径が小さくなった第二台金６３を示している。このとき、表示部６３ａが一部残存していることから、第二台金６３は再使用可能であることを確認できる。図４（ｃ）は、外径が更に小さくなった第二台金６３を示している。このとき、表示部６３ａが消失していることから、第二台金６３は交換時期にあるということを確認できる。このように、表示部６３ａは、第二台金６３の外周面が削られることに伴い、第二台金６３の交換時期を視覚的に表示することができる。
【００５８】
その他、各構成要素の材質、形状、数量、配置等についても、本発明の目的を達成する限りにおいて、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  回転工具
２  第一台金
２ａ  固定部
２ｂ  円板部
３  第二台金セグメント
３ｂ  当接部
４  接着剤層
５  砥粒層セグメント
６  ボルト
７  接着剤付着防止用シート
２１  軸孔
２２  ねじ穴
２３  刻印
３１  ザグリ穴
５２ａ〜ｃ  第一台金
５３ａ〜ｃ  第二台金
５５ａ〜ｃ  砥粒層
６２  第一台金
６３  第二台金
６３ａ  表示部
６５  砥粒層
【図１】
2011011279.tif 000003
【図２】
2011011279.tif 000004
【図３】
2011011279.tif 000005
【図４】
2011011279.tif 000006