(57)【要約】【課題】ワイヤーブラシに代わる金属研磨用の工具で、特に鋼などの溶接部位に好適に使用できる研磨パッドと、これを用いた研磨工具を提供する。【解決手段】ポリマーの不織布中に研磨材粒子を分散して成る所望厚みを有する概ね板状の不織布成形体から成り、該成形体の何れかの縁端部を研磨部とする研磨パッドと成す。このような研磨パッドは、該成形体の他の縁部を掴むクリップと、握持用の柄部および該柄部の先側に設けて該クリップを着脱自在に受容するクリップ受容部から成るホルダと、に組み込んで、研磨パッド工具とし、手動で扱って研磨する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーの不織布中に研磨材粒子を分散して所望厚みを有する概ね板状の不織布成形体から成り、該成形体の何れかの縁端部を研磨部とする研磨パッド。
【請求項２】
上記の不織布成形体が、研磨材を含有した布状不織布を２以上積層して熱圧着して成る請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
研磨パッドが、金属の溶接部位の研磨に用いる請求項１又は２に記載の溶接用の研磨パッド。
【請求項４】
研磨パッドが、原子力発電プラント内の高温配管の溶接部位の研磨に使用する請求項１ないし３何れかに記載の研磨パッド。
【請求項５】
研磨パッドの上記不織布が４５０℃以下の温度で溶解性又は溶融性を示す請求項１ないし４何れかに記載の研磨パッド。
【請求項６】
不織布中に研磨材粒子を分散して成る所望厚みを有する不織布成形体であって該成形体の何れかの縁部を研磨部とする研磨パッドと、
握持用の柄部および該柄部の先側に設けて該研磨パッドを着脱自在に受容して固定する受容部から成るホルダと、
から成る研磨パッド工具。
【請求項７】
上記研磨パッド工具が、さらに、該成形体の他の縁部側を掴むクリップを含み、上記受容部が、当該クリップを着脱可能に受容して固定するクリップ受容部と成す請求項６に記載の研磨パッド工具。
【請求項８】
上記のクリップが溝形をなして、溝形が、底部縁部から折り曲げて互いに対面して該成形体の当該他の縁を挟む一対の側面部と、各側面部の縁から互いに対向方向に突出して該成形体の当該他の縁部側の主面に係合する爪部と、から成る請求項７に記載の研磨パッド工具。
【請求項９】
上記のホルダは、そのクリップ受容部が、上記クリップの溝形を受容する溝形をなし、
該クリップ受容部が、クリップの両端部に係合する端部係合手段と、クリップの上記側面部に係合する側部係合手段と、を有して、着脱可能に上記クリップを保持する請求項７又は８に記載の研磨パッド工具。
【請求項１０】
研磨パッドが、金属の溶接部位を研磨するための工具である請求項６ないし９何れかに記載の溶接用の研磨パッド工具。
【請求項１１】
研磨パッドが、原子力発電プラント内の高温配管の溶接部位の研磨に使用する請求項６ないし１０何れかに記載の研磨パッド工具。
【請求項１２】
研磨パッドの上記不織布が４５０℃以下の温度で溶解性又は溶融性を示す請求項６ないし１１何れかに記載の研磨パッド工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属研磨用の工具で、特に鋼などの溶接部位に好適に使用できる研磨パッドと、これを用いた研磨工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼やその他の金属・合金の塗装や溶接などの作業には、それに先だって、表面の錆びや塗料片、砂粒等を除去することがなされており、そのために、針金ブラシが広く使われている。ブラシには、手動用に、硬質の針金を木質の基部に植設したものや、回転駆動用に、回転部材の円周に植設したもの等がある。ブラシは、鋼材の錆び落としなどには、簡便であり、溶接作業においては、溶接前の開先部位の錆びや汚れ落としに使用され、溶接後には、溶接ビード部のスラグの除去に使用されている。
【０００３】
金属部品や鋼材の研磨用には、不織布も使用されており、不織布に研磨材を含有させて、金属表面を磨くこともなされていた。フェルト状の基材に砥粒を樹脂で固着したものであり、基材として、例えば、ポリアミドから不織布を形成し、微細な粉粒状の研磨材、例えば、炭化ケイ素微粉を、フェノール系樹脂その他の熱硬化性樹脂に混合して、例えば、不織布内に含浸させて作られていた。
【０００４】
不織布研磨材を利用した従来の回転研磨工具としては、特許文献１は、リング状に形成した不織布研磨材料を重積してシャフトを通し、研磨材料の両側をフランジにより固定した不織布研磨砥石を開示している。
また、特許文献２は、手動用工具として、把柄の先端部に、研磨材含有した軟質可撓性の不織布を折り曲げて巻き付け固定した柄つき束子を開示している。
特許文献３は、回転軸に結合可能な合成樹脂製の回転円盤の面に円盤状に成形した研磨不織布を貼着した回転研磨砥石を開示しており、研磨不織布は、研磨材を含む合成樹脂繊維から形成されていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５７−９６７８２号
【特許文献２】
実開平６−７６４７号
【特許文献３】
特開２００２−１９２４７３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来から、溶接作業における溶接部位の研磨は、予め、溶接鋼材の突合せ部の開先を電動ブラシ、エアブラシ、手持ちブラシ等により研磨をして錆びやその他の汚れを取り除いており、溶接後も溶接ビードから残留フラックスなど落とすのに、同様にブラシが使用されていた。然しながら、これらブラシは、金属線を植設したものであるから、ブラシの使用中に金属線が抜け落ちたり、摩耗や折損をして金属線が分離して周辺に飛散していた。ブラシからのこれら金属の分離した線条や摩耗粉は、時には、溶接配管が機械の重要な一部をなして機械部に残って故障の原因となり、あるいは、機械類を構成する金属材料と接触して腐食の原因となることがあり得る。
【０００７】
これらブラシ研磨からの金属破片その他の飛散物が、溶接配管内ないし機械内に残留するのを極度に嫌う分野では、溶接後に清掃し洗浄する必要があった。然しながら、これらブラシの線や摩耗を回収するのが困難な場合も多かった。このような分野の一例は、原子力発電プラントにあって、高温高圧配管や高圧容器の内面溶接では、金属ブラシを使用すれば、溶接作業後に循環水を汚染したり、管内の腐食原因になる等の危険があり、金属線ブラシの使用は避ける必要があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、金属を含まないで、ブラシに代えて研磨することのできる研磨具を提供しようとするものである。本発明は、特に、研磨具からの分離した材料が、高温熱水中で容易に溶解ないし溶融することのできる研磨具を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の研磨具は、ポリマーの不織布中に研磨材粒子を分散して成る所望厚みを有する概ね板状の不織布成形体から成り、該成形体の何れかの縁部の端部を研磨端面とした研磨パッドであり、成形体の縁部長手方向に沿って被研磨面上を前後摺動することにより研磨するものである。特に、本発明の研磨パッドは、縁部端面を研磨面にして、狭い溝状をなすような被研磨面、例えば、溶接部位の開先を研磨するのに有効に利用することができる。
【００１０】
本発明の研磨パッド工具は、不織布中に研磨材粒子を分散して成る所望厚みを有する不織布成形体から成る上記の研磨パッドと、握持用の柄部および該柄部の先側に設けて研磨パッドを着脱自在に受容する受容部から成るホルダと、から構成するものであり、手動用の研磨パッド工具として、成形体の縁部方向に沿って前後移動させることにより、縁部の端面で研磨することができる。特に、狭い溝状をなすような被研磨面、例えば、溶接部位の開先の研磨に好適に利用できる。
【００１１】
不織布を構成するポリマー材料を、高温熱水中で容易に溶解ないし溶融する溶解温度ないし水溶性にすることにより、使用中の研磨具からの分離した材料を高温水により、除去することができる利点がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨パッドは、ポリマーの不織布中に研磨材粒子を分散して成る所望厚みを有する概ね板状の不織布成形体から成り、該成形体の何れかの縁端部を研磨部として利用する。
【００１３】
成形体は、それ自体が硬質剛直であるものが研磨操作のために好ましい。その形状は、研磨部としての一つの縁端部を有し且つ後述のように、ホルダに固定できるような他の縁部を有するものであれば、良い。外形は、好ましくは、矩形で所望の厚みを有する板状が採用できる。
【００１４】
不織布は、繊維用ポリマーを溶融して細い繊維にしながら繊維を折り重ねるようにして薄い布状に成形したものである。研磨パッドとしては、繊維は、不織布化が容易で、強靭で、耐摩耗性の大きいものが好ましく、例えば、ポリアミド、ポリエステル、レーヨンが利用できる。特に、繊維用ポリマーは、４５０℃以下の温度で、溶融する材料が好ましく、上記のポリアミド繊維（例えば。ナイロン繊維）が利用できる。さらに、繊維用ポリマーは、特に、３００℃以下、特に、２００℃以下で溶融するものが好ましい。低温で溶融するポリマーを使用することにより、研磨パッドで研磨した後、飛散繊維を高温水で溶解して排除することができる。不織布を構成する繊維用ポリマーには、水溶性ポリマーも使用できる。特に、３００℃以下、特に、２００℃以下の熱水で溶解するポリマーが好ましい。
【００１５】
研磨材には、通常の機械的な研削・研磨に利用できる材料が広く利用できるが、例えば、人造研削材として、アルミナ質（アランダム、エメリーなど）や、炭化ケイ素やダイヤモンドなどが利用できる。
研磨材は、粒状であり、不織布内に含浸されて固定される。本発明の研磨パッドにおいては、研磨材の粒度は、ＪＩＳ  Ｒ６００１による粒度番号＃２４ないし＃５０００の範囲の粒度範囲を有するものが好ましい。
【００１６】
不織布成形体は、上記不織布内に研磨材粒子が含浸固定されるが、このために、含浸用ポリマーには、熱硬化性樹脂が利用される。含浸用ポリマーとして未硬化の熱硬化性樹脂液に上記研磨材粉末を配合した混合液を不織布に部分的に含浸させることにより、研磨材粒子を、不織布内部に分散固定することができる。含浸用ポリマーには、好ましくは、フェノール系、エポキシ系の接着剤が利用できる。
【００１７】
研磨材粒子と含浸用ポリマーとを含む布状になした不織布は、常温で保持又は加熱されて、含浸ポリマーを硬化させ、布状の研磨材含有不織布となる。これを、寸法調節して、相対的に強固な不織布成形体に形成して、研磨パッドとすることがきる。
【００１８】
不織布成形体は、研磨材を含有した上記の布状不織布を２枚以上重ねて、これに、熱圧着したものも採用できる。また、上記の布状不織布の長尺のもの作り、２つ折り若しくは３つ折り以上に折り重ねて、熱圧着して、所望厚みに調整して成るものも採用できる。このようにして、薄い布状の研磨材含有不織布を２層以上に積層して、所望厚さの研磨パッドを構成することができる。
【００１９】
本発明の研磨パッドは、その一つの縁端の端部が、研磨部位に当接されて、端部の長手方向に摺動して、金属表面の錆び等の酸化皮膜、塗装摸、その他の汚れを取り除くのに使用することができる。特に、研磨パッドが、溶接用金属板の溶接部位の研磨に用いることができ、特に、溶接部位の開先をその開先溝に沿って研磨するのに好都合であるである。
【００２０】
さらに、研磨パッドは、原子力発電プラント内の高温配管の溶接部位の研磨に使用するに適しており、これらの溶接部位は、従来のワイヤブラシの使用が好ましくない場所であり、溶接作業その他の作業が終了した後には、工事試験又は試運転において高温熱水を通す試験を行なわれる。研磨パッドの上記不織布が４５０℃以下の温度で水溶解性を示すように設定しておけば、熱水試験の過程で、飛散した研磨パッドの繊維及び樹脂は、熱水中に溶解して、排水と共に管路から排除することができる。
【００２１】
本発明は、さらに、このような研磨パッドを手動作業容易な形にした研磨パッド工具を含む。概して、研磨パッド工具は、不織布中に研磨材粒子を分散して成る所望厚みを有する不織布成形体であって該成形体の何れかの縁部を研磨部とする上記の研磨パッドと、握持用の柄部および該柄部の先側に設けて該研磨パッドの縁部を着脱自在に受容する受容部から成るホルダと、から構成されている。
【００２２】
研磨パッドは、上述のように、硬質剛直で、好ましくは、板状を成すが、手動作業容易にするためにこれをホルダに固定して使用される。ホルダは、人手により握持できる柄部と、その先側に設けて、研磨パッドの他方の縁部を受容するための受容部とを含み、受容部に研磨パッドを収容固定するのである。
【００２３】
製造の過程で研磨パッドの縁部の形状が必ずしも一定しないことを考慮して、上記研磨パッド工具は、さらに、該成形体の他の縁部側を掴むクリップを含み、ホルダーの上記受容部が、当該クリップを着脱可能に受容して固定するクリップ受容部とするのが好ましい。
【００２４】
クリップは、溝形をなして、溝形が、底部縁部から折り曲げて互いに対面して該成形体の当該他の縁を挟む一対の側面部と、各側面部の縁から互いに対向方向に突出して該成形体の当該他の縁部に係合する爪部と、から成るものが好ましい。
【００２５】
上記のホルダは、受容部としてクリップを受容するためのクリップ受容部を設け、上記のクリップの溝形の外形を受容する溝形とするのが、好ましい。クリップ受容部は、クリップの両端部に係合する端部係合手段と、クリップの上記側面部に係合する側部係合手段と、を備えて、着脱可能に上記クリップを保持することができるので、好ましい。
【００２６】
研磨パッドは、長期使用中に摩耗して消耗するので、消耗したときには、上記ホルダのクリップ収容部から上記クリップごと取り外し、別の新しい研磨パッドにクリップを取り付けてクリップをホルダのクリップ収容部にさし入れ係合させることにより、再度使用することができる。こうして、クリップもまた、研磨パッドに装着して再利用することができる。
【００２７】
研磨パッドは、その用途に応じて、種々の形状とすることができるが、例えば、溶接開先の溝の錆び落としなどのへ適用には、溶接母材の厚みにも依存するけれども、研磨パッドの形状は、厚み５〜２０ｍｍ、長さ５０〜２００ｍｍ、及び高さ２０〜８０ｍｍの外形の矩形状にされて、使い勝手の良い研磨具に使用できる。尤も、本発明は、特に上記寸法に限定されるものではない。
【００２８】
また、研磨に使用する研磨部の形状も、切断したままの端面でも良く、使用中に摩耗して、使用の形態に応じて、次第に丸みを帯びる。端面の形状は、予め、テーパ状ないし三角形状に、また、丸みを帯びた形状、例えば、半円柱等に適当に形成されていてもよい。
【００２９】
さらに、研磨パッド工具は、研磨パッドの剛直性を高めて使いやすくするために、研磨パッドの研磨用の一方の縁部と掴み用の他方の縁部との間の幅方向の掴み用縁部側（使用時の高さ方向で上部側）を強化するために、補強樹脂を含浸させるのが好ましい。このような補強樹脂には、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などを利用することができる。上記の幅方向の約２分の１の幅まで（言いかえれば、使用時の高さ方向で上部側約半分ないし４分の１の位置まで）研磨パッドを樹脂液中に浸漬して、その樹脂を含浸させる。樹脂は、含浸後硬化させれば、強固な研磨パッドを得ることができる。
【００３０】
【実施例】
図１（Ａ）には、研磨パッド１の実施例を示すが、研磨パッド１は、この例では、外形長方形をなしており、不織布繊維から形成されている。この  パッド１は長片側の一端面１１をテーパ状に形成されており、テーパ状端面を研磨面として使用するものである。
【００３１】
パッド１においては、不織布繊維にポリアミドを使用し、その融液を糸状に紡口放出しながら積重ねて、連続成形された布状の不織布を利用している。
【００３２】
パッド１は、研磨材を含み、研磨材は、粒度＃１８０のアルミナ質研磨材であり、研磨材は、接着材としてフェノール樹脂液を用いて、不織布中に含浸して充填されている。
【００３３】
研磨材を含浸した不織布は、３回の重ね折りしたあと、所定の厚みまでの圧縮と同時に、樹脂硬化温度への加熱を行ない、圧着後は、研磨材と不織布とは一体化して、多孔であるが硬質で剛性のある研磨パッド１とされている。
研磨パッドは、図１（Ａ）においては一つの縁部の端面１１をテーパ―状に形成して、研磨端面としている。図３においては、別の研磨端面の形状の例として端面１１を直状の平坦な端面にした例を示している。
研磨パッドは、上記の縁部の端面１１の反対側の縁部１２から端面１１の方向に幅の約半分までの範囲を、エポキシ樹脂液中に浸漬して樹脂液を含浸させ、次いで、引き上げて後、樹脂液を硬化させて浸漬補強してある。この樹脂含浸補強は、研磨パッドを受容部３０により固定するために研磨パッドを強化している。
【００３４】
図１（Ｃ）において、研磨  パッド１は、握持用の柄部ないし把手を有するホルダ３に固定されて手動で研磨に用いられる。このために、ホルダ３は、研磨  パッド１を、クリップ２を介して固定するためのクリップ受容部３０を有している。
【００３５】
まず、クリップ２について、図１（Ｂ）に示すように、クリップ２は、薄鋼板から形成した溝形をなし、溝形は、底部２２と、底部２２の両縁部に互いに対面する一対の側面部２１、２２と、側面部２１、２２の縁部から互いに対向する幾つかの爪部４・・・とから成っている。両側の側面部２１、２２は、外側に開くように底部２２で一体に形成され、研磨パッド１の縁部１２の挿入を容易にしている。
【００３６】
クリップは、底部２２が両方の側面部２１、２２を保持しており、互いに対面する両方の側面部２１、２２が、上記パッド１の上記端面１１の反対側の縁部１２を挟んで保持し、上記の爪部４が、  図３のクリップ受容部３０における断面図で示すように、パッド１の縁部１２内部に食い込んで、  パッド１がクリップ２の掴みから外れるのを完全に防止している。研磨パッド１をクリップから取外すには、クリップの側面部２１、２２を外側に開くと爪部４の研磨パッド１に対する係合が外れて、クリップから簡単に外すことができる。
【００３７】
ホルダ３は、図１（Ｃ）に図示の如く、一端側に柄部３１と、他端側の先側に、クリップ２を受容固定するための受容部、即ち、クリップ受容部３０、を有し、この例は、クリップ受容部３０は、その全長に渡って、溝形を構成している。クリップ受容部３０は、溝形の底部３２と両方の側面部３３、３４との間の内側に、上記クリップ２の溝形の外形を収容することができる。
【００３８】
ホルダ３のクリップ受容部３０は、研磨  パッド１のクリップ２を着脱可能に受容固定するために、クリップ２に対する係合手段を備えている。クリップ受容部３０は、図１（Ｂ、Ｃ）と図２に示すように、端部係合手段６を備え、端部係合手段６は、受容部３０の端部側にクリップ２の一端部を抑える端板６１を設け、受容部３０の柄部側にはクリップ２の他端部を抑えるストッパー６２を、各側面部の板材を一部切り込み内側に突出させて、形成しており、クリップ２を取り外し可能に固定し、クリップ２を介して研磨パッド１が溝形内を前後移動しないようにクリップ受容部に固定される。
【００３９】
さらに、クリップ受容部３０とクリップとに、側部係合手段５が、上記のクリップ２とクリップ受容部３０とのいずれも溝形の側面部に設けられている。この例は、図１ないし図３に示すように、クリップ受容部３０の側面部３３、３４に複数の小径の刳抜き孔５２・・・を設け、他方のクリップ２の側面部２１、２２には、これら刳り抜き孔５２・・・に嵌るように突起部５１・・・を形成して、受容部にクリップ２の着脱可能にして且つ使用時にクリップの抜けを防止するようにしている。
【００４０】
ホルダー３の柄部３１は、この例は、クリップ受容部３０と同様に、溝形として、但し、柄部３１の両側の縁部３１１、３１１を内側に曲げて、作業員の手による握持を容易にし、同時に、溝形断面とすることにより、柄部３１とクリップ受容部３０とに渡る全長についてホルダ３の機械的な強度を確保している。
【００４１】
図２に組立てた研磨パッド工具の側面図を示すが、使用時には、クリッブ２に研磨パッドの縁部１２を固定、このクリップ２をホルダ３のクリップ受容部３０にさし入れて固定し、研磨作業に供せられ、この作業に際しては、専ら、  パッド１の研磨端面１１を、研磨部位に押し当てて、ホルダ３を前後に移動させることにより、研磨端面１１をその長手方向に押し引きして、研磨することができる。
【００４２】
特に、溶接作業においては、母材の溶接部位の開先の凹部に、上記  パッド１の研磨端面１１を入れて、前後に押し引き動作することにより、開先部の錆び取りと清掃とをすることができる。パッドの研磨端面は、上例は、テーパ状としたが、溶接すべき開先形状に合わせた形状に予め成形しておくこともできる。また、溶接後において、溶接ビードからフラックスの除去などにおいても、同様に、ビードに沿って  パッド１を前後に押し引き動作することにより、フラックス取りや研磨・清掃に好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る研磨パッド工具の分解斜視図で、（Ａ）は研磨パッドを、（Ｂ）はクリップを、（Ｃ）はホルダを、それぞれ示す。
【図２】本発明の実施形態に係る研磨パッド工具の側面図を示す。
【図３】本発明の実施形態に係る研磨パッド工具の図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図を示す。
【符号の説明】
１    研磨パッド
２    クリップ
３    ホルダ
３０  クリップ受容部
３１  柄部
３２  底部
３３、３４  側面部
４    爪部
５    側部係合手段
６    端部係合手段
【図１】
2004306175.tif 000003
【図２】
2004306175.tif 000004
【図３】
2004306175.tif 000005