(57)【要約】      （修正有）【課題】砥石の目詰まりが無く作業能率の向上が図れ、かつ支持基盤と一体化されており砥石片の脱落がない、可撓性のあるディスク砥石を提供すること。【解決手段】支持基盤の表面に弾性材層を介して砥石層１３を設けたディスク砥石１０において、支持基盤を可撓性樹脂材料で形成すると共に、砥石層に内周面から外周面に向けて放射状に形成された複数の割れ目１６を設ける。この砥石層には、内周面から外周面に向けて放射状に形成された複数の割れ目だけでなく、更に略同心円を構成する少なくとも１本の割れ目を有していてもよく、また、この放射状の割れ目の数は１６乃至２０本であることが好ましい。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性樹脂材料で形成された円盤状支持基盤の表面に弾性材層を介して砥石層を設けたディスク砥石において、該砥石層が内周面から外周面に向けて放射状に形成された複数の割れ目を有することを特徴とするディスク砥石。
【請求項２】
更に、略同心円を構成する少なくとも１本の割れ目を有することを特徴とする請求項１に記載のディスク砥石。
【請求項３】
前記内周面から外周面に向けて放射状に形成された複数の割れ目のうち少なくとも１本がディスク砥石の中心からずれるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスク砥石。
【請求項４】
前記割れ目が１６乃至２２本であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のディスク砥石。
【請求項５】
少なくとも以下の（１）〜（４）の工程からなるディスク砥石の製造方法。
（１）所定の強度を有する樹脂製シートを積層して所定厚さの板状シートとすると共にこの板状シートを成型し、円盤状の、中央部にオフセット部を有し、中心に所定の回転軸に取り付けるための孔を有する支持基盤を製造する工程、
（２）所定の幅の円環状の砥石に円環状の弾性体シートを貼り合わせて円環状の積層体を形成する工程、
（３）前記円環状の積層体の砥石層に内周面から外周面に向かう放射状の複数の割れ目を形成する工程、
（４）前記（３）の工程で得られた複数の割れ目が形成された円環状の積層体を前記（１）の工程で得られた支持基盤に接着する工程。
【請求項６】
前記（３）の工程が、ピン保持孔より外周が所定の傾斜面をなす円錐台状の上面を有する皿形の下型と、該下型の上面に対応する凹部を下面に備えた上型を用い、前記円環状の積層体を砥石層側が前記上型に対向するように両型の間に載置して加圧する工程であることを特徴とする請求項５に記載のディスク砥石の製造方法。
【請求項７】
前記下型の上面がピン保持孔の周囲に設けられた所定の幅の平面部とその外周が所定の傾斜面を有する円錐台状であることを特徴とする請求項６に記載のディスク砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手持ち式グラインダー用ディスク砥石およびその製造方法に係り、特に円盤状支持基盤の表面に弾性材層を介して砥石層を設け、可撓性を有し、曲面研削に適したディスク砥石及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
手持ち式グラインダーは、鉄やステンレススチールの傷取り、さび落とし、バフ掛け前の処理、塗装めっき前の仕上げ、溶接のビート除去後の仕上げ処理及び石材やガラスの研磨、物体の表面にできた酸化膜や物体の表面に塗布された防食塗料等を削り取る等、多方面の研削及び研磨に使用されている。
【０００３】
従来の、手持ち式グラインダー用のディスク、すなわち研削材支持体（以下、「ディスク砥石」という）は、図８に示すように、円盤状に形成され、剛性が大きく殆ど可撓性を持たない、木綿やパルプの繊維を膠化させ厚紙状にしたファイバー製ないしはベークライト製の支持基盤７１に、金剛砂、炭化珪素等の砥粒をポリビニルアセタール樹脂などの結合剤で固め圧縮成形して硬化させた環状の弾性砥石層７２とからなり、支持基盤７１と砥石層７２はエポキシ樹脂等の接着剤により面接着され一体化されているものが大部分であった（特許文献１参照）。
このディスク砥石は、まだ剛性が大きいため十分な可撓性が得られず、曲面の研削や研磨には必ずしも適していなかった。このため、主としてサンドペーパーが曲面の研削や研磨に用いられている。
【０００４】
また、ディスク砥石に可撓性を与えるために、半径の大きなディスク砥石において、全体を薄く構成した後、砥石面に機械的に不規則な多数のクラックを入れたものも知られている。しかしながら、もともと剛性が大きく、殆ど可撓性が無い素材を支持基盤として接着した砥石にクラックを入れて可撓性を与えたとしても、十分な可撓性は得られず、しかも多数の小片に分割された砥石は欠けやすく、耐久性が小さくなるという課題があった。そこで、砥石を構成する砥粒配合物にゴム等の弾性物粉末を配合して圧縮成型して焼結し、砥石自体に可撓性を持たせるようにした弾性砥石も存在している。この砥石にあっては、その強度を上げるためガラス繊維補強布を埋設している（特許文献２参照）が、ガラス繊維補強布の配合枚数が増すと安全と耐久性は高くなるが剛性が増して可撓性が減少するし、砥石に混入する弾性物粉末の配合量を増すと研削性能が低下する課題があった。
更に、従来のディスク砥石は、目詰まりを起こしやすく、そのため作業効率が落ちるという課題があった。
【０００５】
そこで、可撓性のあるディスク砥石においては、砥石の目詰まりが無く、作業能率の向上が図れ、かつ支持基盤と一体化されており、砥石片の脱落がない、比較的小さな径のものが望まれている。
【０００６】
【特許文献１】
特公平６−３７０３３号公報（第２頁１〜１８行）
【特許文献２】
特開２００１−５４８７１号公報（第２頁〜第３頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本願の発明者は、前記の課題を解消すべく種々検討を行った結果、その支持基盤材料の選定によってディスク砥石に可撓性を持たせることができ、かつ中心から広がる放射状の割れ目を有する物体が回転すると遠心力によりその中に溜まった塵やほこりを排出しやすいことに着目し、砥石に複数の放射状割れ目を形成することによって、柔軟性のあるディスク砥石が得られ、砥石の目詰まりが少なくなって作業能率が向上することを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、前記の問題点を解決することを課題とし、柔軟性のあるディスク状で、砥石の目詰まりが少ないディスク砥石を提供することを目的とするものである。
【０００９】
また、本発明は、回転時に放熱作用が高められ、空冷効果がよく、ワークに熱ひずみを発生させないディスク砥石を提供することを目的とするものである。
【００１０】
更に、本発明は、従来のディスク砥石に比較し、ほこりやごみの発生が少なく衛生的であるディスク砥石を提供することを目的とするものである。
【００１１】
更にまた、本発明は上記の目的に適したディスク砥石の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。すなわち、本発明の第１の態様によれば、可撓性樹脂材料で形成された円盤状支持基盤の表面に弾性材層を介して砥石層を設けたディスク砥石において、該砥石層が内周面から外周面に向けて放射状に形成された複数の割れ目を有するディスク砥石が提供される。
【００１３】
かかる構成によれば、支持基盤に可撓性を持たせ、弾性材を介することにより、研削や研磨の作業時にディスク砥石が屈曲して作業面になじみ、きめ細かな研削、研磨等が可能になると共に、研削又は研磨された塗料や機材の微粉や屑は割れ目の中に入るので、砥石の面はその機能を損なわれることが少なくなる。また、割れ目に入った微粉等はディスクの回転にともなう遠心力により割れ目からディスクの外に排除され、更に、回転時に割れ目が開いて放熱作用が高められ、空冷効果がよく、ワークに熱ひずみを発生させない。
【００１４】
かかる実施態様においては、更に、略同心円を構成する少なくとも１本の割れ目を有するものとなしてもよい。このような構成となせば、ディスク砥石が放射状の割れ目で縦方向に分割されるだけでなく、略同心円状に形成された割れ目により半径方向にも分割されるので、ディスク砥石の可撓性が増し、研磨面になじみやすくなる。
【００１５】
また、かかる態様においては、前記放射状に形成された複数の割れ目のうち少なくとも１本、好ましくは数本がディスク砥石の中心からずれるように形成されていることが好ましい。このような構成となせば、それぞれの割れ目で区画されている各砥石部分に加わる応力がわずかであるが不均等になるので、被研削物に対して研削力が周期的に変動するため、研削力が強力になる。
【００１６】
更に、係る態様においては、前記放射状割れ目は１６乃至２２本であることが好ましい。この放射状割れ目が１６本未満であるとこのような割れ目を設けた効果が薄くなり、更に、２２本を超えてもこのような割れ目を設けた効果が飽和するばかりかかえって砥石が剥がれやすくなるので好ましくない。
【００１７】
また、本発明の第２の態様によれば、少なくとも以下の（１）〜（４）の工程からなるディスク砥石の製造方法が提供される。
（１）所定の強度を有する樹脂製シートを積層して所定厚さの板状シートとすると共にこの板状シートを成型し、円盤状の、中央部にオフセット部を有し、中心に所定の回転軸に取り付けるための孔を有する支持基盤を製造する工程、
（２）所定の幅の円環状の砥石に円環状の弾性体シートを貼り合わせて円環状の積層体を形成する工程、
（３）前記円環状の積層体の砥石層に内周面から外周面に向かう放射状の複数の割れ目を形成する工程、
（４）前記（３）の工程で得られた複数の割れ目が形成された円環状の積層体を前記（１）の工程で得られた支持基盤に接着する工程。
かかる製造方法によれば、容易に前記第１の態様のディスク砥石を製造できるようになる。
【００１８】
係る態様においては、前記（３）の工程が、ピン保持孔より外周が所定の傾斜面をなす円錐台状の上面を有する皿形の下型と、該下型の上面に対応する凹部を下面に備えた上型を用い、前記円環状の積層体を砥石層側が前記上型に対向するように両型の間に載置して加圧する工程であることが好ましい。このような方法となせば、ディスク砥石の放射状割れ目を簡単に設けることができるので、製造が容易になる。
【００１９】
更に、係る態様においては、前記下型の上面がピン保持孔の周囲に設けた所定の幅の平面部とその外周が所定の傾斜面とを有する円錐台状であるものを用いることができる。このような下型を用いると、ディスク砥石の放射状割れ目を横断する略同心円状の割れ目を簡単に設けることができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのディスク砥石及びその製造方法を例示するものであって、本発明をこのディスク砥石に特定することを意図するものではなく、特許請求範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。なお、図１は本発明の実施例１に係るディスク砥石の側断面図、図２は実施例１に係るディスク砥石の平面図、図３は実施例１に係るディスク砥石の製造用金型の説明図、図４は実施例１に係るディスク砥石の変形例の平面図であり、更に、図５は本発明の実施例２に係るディスク砥石の平面図、また、図６は実施例２に係るディスク砥石の製造用金型の説明図であり、また、図７は実施例２に係るディスク砥石の変形例の平面図である。
【００２１】
（実施例１）
本発明の実施例１に係るディスク砥石１０は、図１に示すように、支持基盤１１の表面に弾性材層１２を介して砥石層１３を設けたものであり、その支持基盤１１が可撓性樹脂材料で形成されている。この可撓性樹脂材料としては、好ましくは、ガラスファイバー入りエポキシ系樹脂が使用され、素材として、市販のガラス入りエポキシ系樹脂のシートを用いることができるが、一般にはこのシートが薄い物であるので、複数枚重ねて熱溶着により積層することによって、必要な強度と柔軟性を選択する。
【００２２】
更に、緩衝体となる弾性体層１２として円環状ゴム材からなる板、砥石層１３として円環状レジノイドをそれぞれ用意し、弾性体層１２とレジノイド砥石層１３を貼り合わせた後、図２に示すように円環状の砥石層１３に割れ目１６を内周面から外周面に向けて放射状に形成し、次いで、支持基盤１１と弾性体層１２を公知の接着剤で張り合わせることにより、実施例１に係るディスク砥石１０を得る。
【００２３】
このような構成によれば、支持基盤１１に必要な強度と可撓性を持たせることができ、研削や研磨の作業時にディスク砥石１０が屈曲して作業面になじみ、きめ細かな研削、研磨等が可能になると共に、砥石層１３が放射状の縦の割れ目１６によって複数に分割されているため、ディスク砥石１０はより柔軟に撓むことができる。なお、割れ目１６の数はディスクのサイズにもよるが、１６乃至２２本が適当であり、好ましくは２０本前後である。
【００２４】
この実施例１のディスク砥石１０の詳細な製造方法の一例は以下の第１〜第４の工程に示したとおりである。まず、第１工程として、厚さ０．２ｍｍのガラスファイバー入りエポキシ系樹脂製シートを４枚積層して熱溶着し、厚さ０．８ｍｍの板状シートとすると共にこの板状シートを成型し、直径が１００ｍｍの円盤状であり、中央部にオフセット部１４を有し、中心にグラインダーの回転軸に取り付けるための保持孔１５を有する支持基盤１１を製造した。
【００２５】
次いで、第２工程として、所定の幅の円環状の砥石層１３を用意し、この円環状の砥石層に生ゴム状態のゴムからなる弾性体シートを貼り合わせ、この弾性体シートのはみ出た部分及び前記支持基盤１１のオフセット部に相当する部分を切断・除去した。
【００２６】
次いで、第３工程として、まず、図３に示すような、ピン保持孔２１より外周が所定の傾斜面２２を有する円錐台状の上面を有する皿形の下型２３と、下型２３の上面に対応する凹部２４を下面に備えた上型２５を用い、前記第２工程で得られた弾性材層１２と砥石層１３とを貼り合わせた円環状の積層体を、砥石層１３が上型に対向するように上型２５と下型２３との間に挿入して加圧した。そうすると、この円環状の積層体の砥石層１３に内周面から外周面に向かって放射状に複数の割れ目１６が形成された。
【００２７】
次いで、第４工程として、前記第３工程で得られた複数の割れ目１６が形成された円環状の積層体を支持基盤１１に接着して、実施例１に係るディスク砥石１０を得た。なお、図３において符号２６は金型のピンである。また、上述の上型、下型、積層材における上下の関係は逆転させても可能であることは言うまでもない。更に、この実施例１では、前記弾性材層としてゴムを使用したが、これに限らず所定時間柔軟性を維持して所定の接着強度を発揮する接着剤であれば適宜選択して使用することができる。
【００２８】
また、図２に記載されたディスク砥石１０は、砥石層１３に内周面から外周面に向かって放射状の割れ目１６をそれぞれの割れ目１６がほぼディスク砥石１０のほぼ中心を通るように設けたが、変形例として図４に示すように、前記放射状に形成された複数の割れ目のうち少なくとも１本、好ましくは数本がディスク砥石の中心からずれるように形成したディスク砥石２０としてもよい。このような構成となせば、それぞれの割れ目で区画されている各砥石部分に加わる応力がわずかであるが不均等になるので、被研削物に対して研削力が周期的に変動するため、研削力が強力になる。
【００２９】
（実施例２）
本発明の実施例２に係るディスク砥石３０は、図５に示すように、円環状の砥石層１３に内周面から外周面に向かって設けられた放射状の割れ目１６に加えて略同心円状に少なくとも一本の割れ目１７を設けたものである。この割れ目１７は連続していてもよいが連続していなくてもよい。
【００３０】
このような放射状の割れ目１６に加え略同心円状に少なくとも一本の割れ目１７を設けた実施例２に係るディスク砥石３０は、図６に示した金型を用いることにより容易に製造することができる。すなわち、この金型の下型３３は、上面のピン保持孔３１の周囲に所定の幅の平面部３６が形成されており、その外周が所定の傾斜面３２をなす円錐台状を有する。上型３５は図３の場合と別段の相違はない。実施例１の場合と同様にして製造したの円環状の積層体を下型３３上に載置し、上型３５を加圧すると、下型３３の平面部３４と上型３５の凹部３４との間に隙間が発生し、これによって、略同心円状の割れ目１７を砥石を破壊することなく形成させることができる。なお、図６において符号３７は金型のピンである。また、上述の上型、下型、積層材における上下の関係は、図３の場合と同様に逆転させても可能であることは言うまでもない。
【００３１】
この実施例２におけるその他の製造工程は実施例１と同様であるので、その詳細な説明は省略した。かかる構造によれば、ディスク砥石３０が放射状の割れ目１６によって分割されているだけでなく、略同心円状に設けられた割れ目１７によって半径方向にも分割されるので、ディスク砥石の可撓性が増し、研磨面になじみやすくなる。
【００３２】
更に、この場合においても、変形例として、図７に示したように、実施例１の変形例の場合と同様に、前記放射状に形成された複数の割れ目のうち少なくとも１本、好ましくは数本がディスク砥石の中心からずれるように形成したディスク砥石４０としてもよい。
【００３３】
このような実施例１〜２のディスク砥石１０〜４０をそれぞれ図示しないグラインダーに取り付けて、モーターによる回転数１２，０００ｒｐｍで回転させたところ、砥石の割れ目１６、１７が高速回転の遠心力により開き、切粉がディスク砥石の外へスムーズに排出されることが確認できた。また、研削又は研磨された塗料や機材の微粉や屑は割れ目の中に入り、最終的に排出されるので、難削材の場合でもディスク砥石の目詰まりが無く使用できた。また、割れ目が開くため放熱作用がよくなり、空冷効果が高まった。更に、ペーパーディスクに比較してほこりやごみの発生が少ないことが分かった。
【００３４】
なお、上述の実施例１〜２では、弾性体層としてゴム板を用いたが、ポリウレタン樹脂や、ＳＢＲ、ＮＢＲなどの合成ゴム、その他の公知のゴムを使用することができる。また、砥石層としては、レジノイドを使用したが、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、ジルコニヤ、金剛砂等の砥粒を用いた砥石を使用することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可撓性があり、砥石の目詰まりが無く作業能率の向上を図ることができ、回転時に放熱作用が高められ、空冷効果がよく、ワークに熱ひずみを発生させないディスク砥石を提供できる。
更に、本発明によれば、従来のディスク砥石に比較し、ほこりやごみの発生が少なく衛生的であるディスク砥石を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例１に係るディスク砥石の側断面図である。
【図２】図２は実施例１に係るディスク砥石の平面図である。
【図３】図３は本発明の実施例１に係るディスク砥石製造用金型の説明図である。
【図４】図４は図４は実施例１に係るディスク砥石の変形例の平面図である。
【図５】図５は本発明の実施例２に係るディスク砥石の平面図である。
【図６】図６は実施例２に係るディスク砥石の製造用金型の説明図である。
【図７】図７は実施例２に係るディスク砥石の変形例の平面図である。
【図８】図８は従来のディスク砥石の側断面図である。
【符号の説明】
１１        支持基盤
１２        弾性材層
１３        砥石層
１４        オフセット部
１５        保持孔
１６        放射状の割れ目
１７        略同心円状の割れ目
２１、３１  ピン保持孔
２２、３２  傾斜
２３、３３  下型
２４、３４  上型の凹部
２５、３５  上型
２６、３７  金型のピン
３６        平面部
【図１】
2004338022.tif 000003
【図２】
2004338022.tif 000004
【図３】
2004338022.tif 000005
【図４】
2004338022.tif 000006
【図５】
2004338022.tif 000007
【図６】
2004338022.tif 000008
【図７】
2004338022.tif 000009
【図８】
2004338022.tif 000010