(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック繊維束を織成してなる少なくとも１枚のセラミック繊維クロスに樹脂バインダを含浸硬化させて円盤体に形成し、前記円盤体の両側面の少なくともバリ取りまたは研磨加工を行おうとする側面に、前記セラミック繊維クロスの繊維束による網み目の交点部分に切断面を形成して、前記セラミック繊維束を構成するフィラメントの端面が現れるようにし、このフィラメントの端面を利用してバリ取りまたは研磨加工を行えるようにしたことを特徴とする研磨工具。
【請求項２】
前記円盤体の側面のバリ取りまたは研磨加工を行う側面側の全面にフィラメントの端面が現れるようにしたことを特徴とする請求項１記載の研磨工具。
【請求項３】
前記セラミック繊維クロスはガラス繊維クロス、アルミナ質繊維クロス、或いは、炭化珪素質繊維クロスであることを特徴とする請求項１または２記載の研磨工具。
【請求項４】
前記セラミック繊維クロスは平織り、綾織、或いは、三軸織物である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磨工具。
【請求項５】
前記樹脂バインダはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1乃至４の何れかに記載の研磨工具。
【請求項６】
セラミック繊維束を織成してなる少なくとも１枚のセラミック繊維クロスに樹脂バインダを含浸硬化させて該セラミック繊維束を構成するフィラメントの端面が円周面に現れる円盤体を形成し、少なくとも前記円盤体の側面のうちバリ取りまたは研磨加工に用いる側面を研削乃至研磨して前記セラミック繊維束を構成するフィラメントを切断し、この切断により形成されたフィラメントの端面を前記側面に現れるようにすることを特徴とする研磨工具の製造方法。
【請求項７】
前記円盤体の側面全体を研削乃至研磨して前記セラミック繊維束を構成するフィラメントを切断し、この切断により形成されたフィラメントの端面を前記側面全体に現れるようにすることを特徴とする請求項６記載の研磨工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバリ取りや研磨加工に適した回転工具に関する。さらに具体的には
、鉄または鉄合金や、アルミニウムまたはアルミニウム合金や、銅または銅合金や、Mg合金或いはNiまたはNi合金等の金属のバリ取りや研磨加工をするのに適した研磨工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、切断時に生じた丸棒やむくの棒、或いは、パイプ等のバリを取ったりその断面を磨く方法としては鉄やすりやダイヤモンド電着やすりまたはサンドペーパー等が使われて来た。しかしこの方法だと人手に頼らざるを得ず、自動化が困難であった。この種の工具としては、特公平１−１０２５０４号公報において開示されるように、アルミナ質繊維等のセラミック繊維を一方向に引き揃えた繊維層を複数枚積層し、これに熱硬化性樹脂等の樹脂バインダを含浸硬化させて緻密質な円盤体を形成し、この円盤体の外周面に前記セラミック繊維の繊維端を加工要素として露出させ、この繊維端で加工を施せるようにした工具が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の工具の場合、工具全体を緻密質に構成する必要があるため、繊維クロスの使用を行えず、一方向に引き揃えた繊維層を複数枚積層させる必要があった。そのため、繊維層間における層間剥離の問題などがあり、強度的に充分な回転工具に構成できないという不都合があり、セラミック繊維を加工要素とするこの種の側面でのバリ取りや研磨を行う回転工具は実用化されていないのが現状である。
すなわち、従来から知られている一方向に引き揃えた繊維層を重ねあわせた円盤体のものは、繊維クロスの場合におけるような、縦糸と横糸が重なった部分と重なっていない部分とに生じる段差によるクロス目模様を生ぜず、糸の側面が引き揃えられ並んでいるだけのため、この円盤体の側面でバリ取りや研磨を行うことは不可能であった。すなわち糸が真っ直ぐに引き揃えられて並んでいるその糸の側面での研磨やバリ取りを行うことは不可能である。
従ってバリ取りや研磨を行う一般的な方法としてはサンドペーパーを回転するディスクグラインダーに貼り付けるとかオフセット砥石をディスクグラインダーにセットしてこれで研磨したい面またはバリを取りたい場所に押し付けて研磨やバリ取りを行うのが一般的な方法であった。しかしこの方法の欠点は返りバリが生じること、サンドペーパー等では、目詰まりや砥粒の脱落が生じすぐに取り替える必要が生じる等にあった。
そこで本発明は前記の従来技術の不都合を解消し、セラミック繊維を利用したバリ取りに適した研磨工具において、強度も充分に得られ、かつ、加工性に優れた研磨工具を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記目的を達成するべく鋭意研究の結果、前記従来技術の前提としていた工具全体を緻密質に構成しなければならないという常識に反し、セラミック繊維束を織成してなるセラミック繊維クロスを使用し、かつ、この繊維クロスを構成する繊維束による編み目の交点あたりを研削乃至研磨して、その交点部分において繊維束を構成するフィラメントの切断面を形成し、こうして形成されたフィラメントの端面により極めて強度に優れ、かつ、加工性の良い研磨工具が得られることを知見した。
本発明の研磨工具はかかる知見に基づきなされたもので、セラミック繊維束を織成してなる少なくとも1枚のセラミック繊維クロスに樹脂バインダを含浸硬化させて円盤体に形成し、前記円盤体の両面の少なくともバリ取りまたは研磨を行おうとする側面に、前記セラミック繊維クロスの繊維束による網み目の交点部分に切断面を形成して、前記セラミック繊維束を構成するフィラメントの端面が現れるようにし、このフィラメントの端面を利用してバリ取りまたは研磨加工を行えるようにしたことを特徴とする。
また、請求項２の研磨工具は、前記円盤体の側面のバリ取りまたは研磨加工を行う側面側の全面にフィラメントの端面が現れるようにしたことを特徴とする。
また、請求項３記載の研磨工具は、前記セラミック繊維クロスはガラス繊維クロス、アルミナ質繊維クロス、或いは、炭化珪素質繊維クロスであることを特徴とする。
また、請求項４記載の研磨工具は、前記セラミック繊維クロスは平織り、綾織、或いは、三軸織物であることを特徴とする。
また、請求項５記載の研磨工具は、前記樹脂バインダはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
また、請求項６記載の研磨工具の製造方法は、セラミック繊維束を織成してなる少なくとも1枚のセラミック繊維クロスに樹脂バインダを含浸硬化させて該セラミック繊維束を構成するフィラメントの端面が円周面に現れる円盤体を形成し、少なくとも前記円盤体の側面のうちバリ取りまたは研磨加工に用いる側面を研削乃至研磨して前記セラミック繊維束を構成するフィラメントを切断し、この切断により形成されたフィラメントの端面を前記側面に現れるようにすることを特徴とする。
また、請求項７記載の研磨工具の製造方法は、前記円盤体の側面全体を研削乃至研磨して前記セラミック繊維束を構成するフィラメントを切断し、この切断により形成されたフィラメントの端面を前記側面全体に現れるようにすることを特徴とする。
【０００５】
このように、本発明によれば繊維クロスの縦糸、横糸の一部または全部を研削または研磨により切断し、繊維クロスを形成している繊維束(ヤーン、ストランド 等)のフィラメントの端面を研磨工具のバリ取りまたは研磨を行う側面に露出させることにより、返りバリの生じない、かつ極めて研磨面の良好な研磨工具が得られる。
すなわちこのようにして作成した円盤体をそのバリ取り研磨用の面を外側にして金属の円盤に張り付け、この金属円盤を回転させ、これにワークを押し付けてバリ取り研磨を行うことにより、きわめて短時間で返りバリの出ないバリ取り研磨が可能となる。
また、この繊維クロスの円盤体を回転研磨工具に取り付けてハンド磨きを行うこともできる。この場合は繊維クロスの円盤体に弾力性があるためサンドペーパー同様、押し付けて変形させながら磨くことが可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
前記セラミック繊維クロスを構成するセラミック繊維としては、ガラス繊維、アルミナ質繊維、炭化珪素質繊維、ボロン質繊維、窒化珪素質繊維などが挙げられるが、本発明者等の実験によれば、アルミナ質繊維クロス、或いは、炭化珪素質繊維クロスを用いた場合に、極めてスムーズでかつ、返りバリの出ない研磨面が得られることが確認された。
【０００７】
前記セラミック繊維クロスは、一枚または必要に応じ複数枚重ね合わせてから樹脂バインダで含浸硬化させて円盤体に形成してもよく、或いは、一枚ずつ樹脂バインダを含浸せしめたものを複数枚重ね合わせて樹脂を硬化せしめて複数枚の繊維クロスが積層された円盤体に形成し、その後、この円盤体の側面の繊維クロスの縦糸または、横糸の網目交点部分を研削乃至研磨により一部または全部切断し、縦糸繊維束、横糸繊維束を構成するフィラメントの切断面を露出せしめ、このフィラメントの端面を利用してバリ取り、研磨加工を容易に行えるようにするものである。
【０００８】
尚、クロスの織り方は、平織り、綾織り、朱子織り等の2軸織りクロスや、或いは3軸織りクロス等任意である。但し、セラミック繊維束の交点の密度や均一性の観点からは平織、綾織、或いは、三軸織物が好ましい。
【０００９】
また、前記セラミック繊維クロスに含浸させる樹脂バインダは、特に限定されるものではないが、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましい。尚、耐熱性を必要とする場合はポリイミド、ポリアミド樹脂等の耐熱性樹脂の使用が好ましい。また、樹脂バインダとしては、耐熱性の熱可塑性樹脂であっても使用が可能である。
【００１０】
研磨工具の繊維含有量は、６０〜８３重量％の範囲が望ましい。尚、６０重量％未満ではバリ取り研磨能力が低下し、また、８３重量％を超えるとバリ取り研磨時に繊維クロス間で層間剥離を生じる危険性があるため、安全をとり、７０〜８０重量％の範囲が最適である。
【００１１】
本発明研磨工具の側面に繊維クロスを形成する縦糸、横糸の網目交点部分を切断して繊維束を構成するフィラメントの端面を露出せしめる方法としては、円盤体の側面にサンドブラストにより砂やセラミック粉末等を空気により吹き付けることにより、或いは、アルミナ砥石やダイヤモンド電着砥石等で側面を研削、または研磨すること等で円盤体の側面に位置する繊維クロスの縦糸及び横糸の網目交点部分を一部または全部切断することにより簡単に行われる。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明研磨工具の実施例につき、図面に基づき説明する。
（実施例１）
まず、アルミナ繊維成分８５重量％、シリカ成分１５重量％よりなるγ−アルミナ結晶を有するアルミナ質繊維ストランド（９μｍ、１０００本フィラメント）を平織りクロスに織成加工したセラミック繊維クロス（目付３２０ｇ／ｍ2、厚さ０．２ｍｍ）を約２０ｃｍ×２０ｃｍに切り取り、エポキシ樹脂（エピコート８２８：エピコート１００１＝６：４、油化シェルエポキシ社製、硬化剤  三フッ化ホウ素モノエチルアミンを全樹脂量の２．５％、溶媒としてメチルエチルケトンを全樹脂量の３５％に調整したもの。）に含浸後、ゴムローラプレス機にて余剰の樹脂液を絞り取ったものを３枚作成した。
これを温風乾燥機にて、９５℃、６０分乾燥して得た所定のアルミナ繊維クロスプリプレグを３枚積層し、ホットプレスにて温度１６０℃、圧力２０ｋｇ／ｃｍ2、時間６０分の条件で成形を行い、室温付近まで徐冷後、これをホットプレスより取り出し、得られた樹脂含浸クロスを図１に示すように、直径９６ｍｍ、内径３０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのドーナツ状に加工して、薄いアルミナ質繊維強化樹脂（ＡＬＦＲＰ）円盤体３１を作成した。
こうして得られた円盤体３１の側面３３をダイヤモンド砥粒入りの＃４００のサンドペーパーで研磨し、図２及び図３に示すように、円盤体３１の側面３３のセラミック繊維クロス１０を構成する繊維束１１である縦糸と横糸が重なって凸部となっている交点部分１４の繊維束１１の一部が切断されてフィラメント１２の端面１３が出ている状態に円盤体３１の片側面３３をしあげ、バリ取り研磨工具３０を得た。
尚、図においては、樹脂バインダを省略し、セラミック繊維クロス１０の構成のみを模式的に示すようにした。
【００１３】
このバリ取り研磨工具３０を用い、これを直径１０ｃｍのアルミ製の円盤に貼り付け、この円盤を回転させてφ２０ｍｍのアルミロッド、及び鉄ロッドをバリ取り研磨したところ、バリが簡単にとれ返りバリを生じず、しかも＃１２００の砥石での仕上げ程度の良好な研磨面を得ることができた。
【００１４】
（実施例２）
図４に示すように、実施例１と同様にして作成したプリプレグクロスを１枚だけ用い、実施例１と同様の成形条件で、プレス成形し、実施例１と同様にカットしてクロス１枚からなる円盤体３１を作成した。この円盤体３１を実施例１と同様、ダイヤモンド砥粒入りの＃４００サンドペーパーを用い、円盤体３１の側面３３を研磨することにより円盤体３１の側面３３の縦糸と横糸の重なった凸部の繊維束１１の一部をカットしフィラメント１２の端面１３が出ている状態に円盤体３１の側面３３を仕上げ、バリ取り研磨工具を得た。
【００１５】
このバリ取り研磨工具を用い、実施例１と同じように切断バリのついたφ２０ｍｍのアルミロッド、及び鉄ロッドをバリ取り研磨したところ、バリが簡単に落ち返りバリを生じず、しかも＃１２００砥石による仕上げに匹敵する良好な研磨面を得ることができた。
【００１６】
（実施例３）
次に、前記実施例１のアルミナ質繊維クロスに代え、炭化珪素質繊維クロスを用いて前記実施例１と同様のバリ取り研磨工具を作成したところ、前記実施例１と同様、返りバリを生じずしかもその被研磨物の研磨面は抜群の面のスムーズさを示した。
【００１７】
（実施例４）
次に、前記実施例１のアルミナ質繊維クロスに代え、ガラス繊維クロスを用いて前記実施例１と同様のバリ取り研磨工具を作成した。
このガラス繊維からなる円盤体を実施例１と同様、アルミ製の円盤に貼り付け、この円盤を回転させφ２０のアルミロッド、及び銅ロッドのバリ取り研磨を実施したところ、返りバリも生じず、＃１２００相当の砥石に匹敵する研磨面を得ることができた。
尚、ガラス繊維クロス使用の円盤では残念ながら鉄ロッドのバリ取り研磨は不可能であった。
【００１８】
前記各実施例では、セラミック繊維クロス１０のセラミック繊維束１１の網目交点部分１４の一部のみを切断するようにしたが、図５に示すように、網目交点部分１４のセラミック繊維束１１を完全に切断し、繊維束１１を構成するフィラメント１２の全端面１３が露出するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、セラミック繊維クロスを利用したバリ取りに適した研磨工具において、強度も充分に得られ、かつ弾力性のある極めて加工性に優れた研磨工具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明研磨工具の製造工程における円盤体の側面図
【図２】  本発明研磨工具の一実施例の側面図
【図３】  本発明研磨工具の一実施例の部分拡大正面図
【図４】  本発明研磨工具の他実施例の部分拡大正面図
【図５】  本発明研磨工具の更なる他実施例の部分拡大正面図
【符号の説明】
１０  セラミック繊維クロス
１１  セラミック繊維束
１２  フィラメント
１３  端面
１４  網目交点部分
３０  回転工具
３１  円盤体
３２  外周面
３３  側面
【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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