(57)【要約】【課題】セグメントタイプのカップ型回転砥石において、セグメントチップが被研削材に接触するときの衝撃を減少させて、研削時の振動と騒音の発生を低減させるとともに、軟質材に対しても加工能率を向上させる。【解決手段】カップ型の基板１１を複数枚の金属板からなる積層基板とすることによって基板１１の振動や騒音を低減するとともに、セグメントチップ１２の砥石回転方向前部の上部稜線１２ａに基板外周方向に対するすくい角θを形成することにより、セグメントチップ１２が被研削材に接触するときにセグメントチップ１２の上部稜線１２ａの全部が同時に被研削材に接触することがなくなるので、振動と騒音が大幅に減少する。また、被研削材が弾力性に富む場合でも、セグメントチップ１２が弾かれることがないので、作業者にかかる負担が軽減される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップ型の基板の外周部にセグメントチップを取り付けたカップ型回転砥石において、前記基板を複数枚の金属板を積層して形成するとともに、前記セグメントチップを平面視形状が四角形のセグメントチップとし、同セグメントチップの砥石回転方向前部の上部稜線に基板外周方向に対するすくい角を形成したことを特徴とするカップ型回転砥石。
【請求項２】
前記すくい角が±（２〜４５）度の範囲である請求項１記載のカップ型回転砥石。
【請求項３】
前記セグメントチップがダイヤモンド焼結体またはｃＢＮ焼結体である請求項１または２記載のカップ型回転砥石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカップ型回転砥石、とくに作業者が携帯する回転工具に取り付けて使用するのに適したカップ型回転砥石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種材料の研削や表面皮膜の剥離などにカップ型回転砥石が広く用いられている。カップ型回転砥石の基本的な構造は、カップ型の基板の外周縁に沿って、間欠的または連続的に砥材層を設けたものであり、回転する砥石の砥材層を被研削物の表面に摺接させて研削を行うものである。
【０００３】
カップ型の基板の外周縁に沿って間欠的に砥材層を設けた回転砥石は、間欠的な砥材層の間からの切粉の排出が良く、目詰まりしにくい。また被研削材との接触面積が小さいので、砥材層の被研削材に対する食い込みが良く、切れ味に優れるという長所を有する。他方、研削時の振動が大きくてチッピングが大きい、面粗さが粗いという短所も持ち合わせている。
【０００４】
カップ型の基板の外周縁に沿って連続的に砥材層を設けた回転砥石は、連続的な砥材層が被研削物に接触するので、研削時の振動が少なく、またチッピングが少ない。さらに研削面粗さが細かく、面精度が良好であるという長所を有する。他方、切粉の排出が悪いため、目詰まりが発生しやすく、また被研削材との接触面積が大きいため、研削焼けが発生しやすい、砥石部の被研削材に対する食い込みが悪く切れ味に劣る、研削液や冷却空気の供給が難しい、という短所も持ち合わせている。
【０００５】
これらの回転砥石において、砥材層を形成する砥粒としては、酸化アルミナを主成分としたＡ系砥粒、炭化珪素（ＳｉＣ）を主成分としたＣ系砥粒、ダイヤモンド砥粒やｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒などの超砥粒が、被研削物の材質や研削条件に応じて用いられる。
【０００６】
本発明の対象とするカップ型回転砥石は、回転工具に砥石を取り付けて、作業者がこの回転工具を手に持って材料の研削や表面皮膜の剥離などを行う、比較的軽研削用のカップ型回転砥石である。このような用途のカップ型回転砥石は、加工能率の点から、基板の外周縁に沿って間欠的に砥材層を設けたセグメントタイプのカップ型回転砥石が主に用いられている。
【０００７】
ところで、セグメントタイプのカップ型回転砥石における研削時の振動が大きくてチッピングが大きい、騒音が大きいという欠点に対して、本出願人は、金属板を２枚以上重ね合わせて同時にプレス絞り加工してカップ状の断面形状のベースプレートを製作し、これらのベースプレートを重ね合わせかつ周縁部に互いに隙間を介在させて接合して基板とし、この隙間を空気層として組み込むことにより、研削時の振動や騒音の低減をはかったカップ型回転砥石を特開平８−５７７６９号公報で提案している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平８−５７７６９号公報で提案したカップ型回転砥石によれば、研削時における振動と騒音の低減についてかなりの効果が得られる。しかしながらこの砥石においては、砥材層がセグメントチップとして間欠的に設けられているので、このセグメントチップが断続的に被研削材に接触するときに大きな振動と騒音が発生し、作業者にかかる負担が大きい。また、被研削材が弾力性に富む場合は、セグメントチップが弾かれるので、この場合も作業者にかかる負担が大きくなる。
【０００９】
また、従来のカップ型回転砥石では、セグメントチップとして砥粒と結合材からなる砥材層を用いているが、塗装や樹脂などの弾力性の高い被研削材の研削においては、このような砥材層では砥粒粒径が小さいため、砥粒による削除量が小さく、加工能率が低いという問題がある。また、被研削材が軟らかい材質の場合は結合材の摩耗が期待できないため、結合材の後退性が悪いという問題がある。
【００１０】
本発明が解決すべき課題は、セグメントタイプのカップ型回転砥石において、セグメントチップが被研削材に接触するときの衝撃を減少させて、研削時の振動と騒音の発生をさらに低減させるとともに、軟質材に対しても加工能率を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のカップ型回転砥石は、カップ型の基板の外周部にセグメントチップを取り付けたカップ型回転砥石において、前記基板を複数枚の金属板を積層して形成するとともに、前記セグメントチップを平面視形状が四角形のセグメントチップとし、同セグメントチップの砥石回転方向前部の上部稜線に基板外周方向に対するすくい角を形成したことを特徴とする。
【００１２】
カップ型基板を複数枚の金属板からなる積層基板とすることによって基板の振動や騒音を低減するとともに、セグメントチップの砥石回転方向前部の上部稜線に基板外周方向に対するすくい角を形成することにより、セグメントチップが被研削材に接触するときにセグメントチップの上部稜線の全部が同時に被研削材に接触することがなくなるので、振動と騒音が大幅に減少する。また、被研削材が弾力性に富む場合でも、セグメントチップが弾かれることがないので、作業者にかかる負担が軽減される。
【００１３】
セグメントチップの砥石回転方向前方側の上部稜線に形成する基板外周方向に対するすくい角は、基板に対するセグメントチップの取り付け姿勢を、砥石回転方向に対して傾けることによって形成することができる。具体的には、平面視形状が四角形のセグメントチップの砥石回転方向の軸線を、この軸線の砥石回転方向前方側が砥石内側または外側に向かうように傾けて取り付けることによって、セグメントチップの砥石回転方向前部の上部稜線の外周側または内周側が他の側よりも先に被研削材に接触するようになり、接触時の衝撃が減少して振動や騒音が低減され、かつ切れ味も向上する。
【００１４】
ここで、前記すくい角、すなわち前記軸線の砥石回転方向に対する好ましい傾き角度は±（２〜４５）度の範囲であり、さらに望ましくは±（１０〜２０）度の範囲である。この傾き角度が±２度より小さいと、加工時にセグメントチップの砥石回転方向前部の上部稜線がほぼ同時に被研削材に当たり、加工時の振動が大きくなり、±４５度を超えるとセグメントチップの側面が被研削材と当たる割合が大きくなり、切れ味が低下する。ここで前記傾き角度の＋と−は、セグメントチップの砥石回転方向前部を砥石外周側に傾斜させた場合と砥石内周側に傾斜させた場合とを区別するためのものである。
【００１５】
また、セグメントチップの上面を砥石半径方向に傾斜させてもよい。この場合の傾き角度は、回転軸に直交する面に対して±５度以内とするのがよい。このような傾斜を形成することにより、被研削材に線または点で接触することになり、基板外周方向に形成したすくい角の場合と同様に、振動を軽減させ、切れ味を向上させることができる。傾き角度が±５度を超えると、加工時の衝撃が一点に集中し、セグメントチップの加工点が破損する可能性がある。
【００１６】
また、セグメントチップは従来の砥材層に代えて、ダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）またはｃＢＮ焼結体（ＰｃＢＮ）のチップを用いるのが望ましい。ＰＣＤやＰｃＢＮのチップをカップ型回転砥石のセグメントチップとして用いることにより、弾力性が高い被研削材の場合でも一度の削除量が大きくなるので切れ味が向上し、作業能率が向上する。また、切粉がチップの稜線に沿って連続した形状を保つので、基板の振動が小さくなる、という効果もある。
【００１７】
積層基板の各金属板の厚さは、加工時の強度を保ち、基板の振動を抑制するために、１．５〜５．０ｍｍの範囲とするのが望ましい。金属板の厚さが１．５ｍｍより薄いと基板に反りが発生しやすく、５．０ｍｍより厚くなると基板重量が大きくなり過ぎる。複数枚の金属板をスポット溶接などで部分的に接合することで金属板どうしの間にわずかな隙間を形成することによって、研削加工時の振動をこの隙間で減衰させて、作業者への振動を軽減する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態であるカップ型回転砥石を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ−Ｃ線端面図である。
【００１９】
回転砥石１０は、カップ型の基板１１の外周部分の平坦部１１ａに、６個のセグメントチップ１２をロウ付けにより接着して取り付けたものである。基板１１は、外径は９９ｍｍで、厚さ１．６ｍｍと２．３ｍｍの２枚の鋼板をプレス絞り加工によりカップ状とした積層基板であり、底部中央部に電動工具の回転軸に取り付けるための取り付け用孔１１ｂを設けている。
【００２０】
図２は図１のＳ部の部分拡大図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は斜視図である。セグメントチップ１２は、長辺６ｍｍ、短辺３ｍｍ、厚さ１ｍｍの短冊状のダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）を、基板１１の外周部分の平坦部１１ａに形成した斜めの溝に一部を埋め込んで接着したものである。
【００２１】
セグメントチップ１２は、平面視が長方形のチップを、基板１１の平坦部１１ａの所定の位置に、砥石回転方向（図中、矢印で示す）前部の上部稜線１２ａに基板外周方向に対してすくい角θが形成されるように配置する。
【００２２】
回転砥石１０では、基板１１を２枚の鋼板からなる積層基板としたことによって基板１１の振動が低減されるとともに、セグメントチップ１２の砥石回転方向前部の上部稜線１２ａにすくい角θを形成することにより、セグメントチップ１２が被研削材に接触するときにセグメントチップ１２の上部稜線１２ａの全部が同時に被研削材に接触することがなくなるので、被研削材に接触したときの衝撃が減少する。これによって、研削時における基板１１の振動と騒音の発生が低減される。
【００２３】
〔試験例〕
図１に示した実施形態（すくい角：＋１０度）の回転砥石（発明品）と、積層基板に従来タイプのセグメントチップを用いた回転砥石（比較品１）と、単層基板に従来タイプのセグメントチップを用いた回転砥石（比較品２）について研削加工試験を行い、加工時の研削能率と振動について測定した。
〔試験条件〕
試験機：電動ディスクグラインダー
砥石寸法：φ９９×６Ｎ×２０Ｈ
チップ寸法：６Ｌ×３Ｗ×１Ｔ
砥石回転速度：１２０００ｍｉｎ−１
被研削材：アクリル系塗料　厚さ２ｍｍ
研削方式：乾式　手動
振動測定：加速度計
振動測定方向：上下方向
【００２４】
表１に試験結果を示す。
【表１】
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表中の数値は、比較品１の測定値を１００としたときの相対値である。
【００２５】
表１からわかるように、発明品は比較品に比べて研削能率は約３倍向上し、振動は約１割低減した。
【００２６】
【発明の効果】
（１）カップ型基板を複数枚の金属板からなる積層基板とすることによって基板の振動や騒音を低減するとともに、セグメントチップの砥石回転方向前部の上部稜線に基板外周方向に対するすくい角を形成することにより、セグメントチップが被研削材に接触するときにセグメントチップの上部稜線の全部が同時に被研削材に接触することがなくなるので、振動と騒音が大幅に減少する。また、被研削材が弾力性に富む場合でも、セグメントチップが弾かれることがないので、作業者にかかる負担が軽減される。
【００２７】
（２）前記のすくい角を適正な範囲に設定することにより、加工時の振動を減少させるとともに、切れ味も向上する。また、セグメントチップとしてダイヤモンド焼結体またはｃＢＮ焼結体のチップを用いることにより、弾力性が高い被研削材に対しても切れ味が向上し、作業能率が向上する。また、切粉がチップの稜線に沿って連続した形状を保つので、基板の振動が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるカップ型回転砥石を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ−Ｃ線端面図である。
【図２】図１の回転砥石の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０　回転砥石
１１　基板
１１ａ　平坦部
１１ｂ　取り付け用孔
１２　セグメントチップ
１２ａ　上部稜線
θ　すくい角
【図１】
2004074318.tif 000004
【図２】
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