JP2004082299A - 研削ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】多数枚の研削布片を支持円板面に起立状態で回転方向に積層して環状の研削面を構成される回転研削体で、効率よく研削加工を行える研削ホイールを提供する。
【解決手段】中央部に支持軸取付部を備える所要直径寸法の支持円板２と、この支持円板２上で起立状態で砥粒付着面を回転方向に揃えて密接環状に配列されて円板側に一側辺を固定される多数の研摩布片１１にてなる積層研削部１０とを有し、前記積層研削部１０を構成する研摩布片１１はその内周側が回転中心からの放射線上よりやや離れて位置し、かつその研摩布片１１の外周側を少しずつずれた状態に配されて、密接する研摩布片１１のフリー端で研削面１０ａを構成されている。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に無数の砥粒を付着させた研摩布片を支持円板上に直交状態に取付け回転方向に積層配列して、その積層側端面で効率よく研削できるように構成された研削ホイールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に鋼板を突き合わせ溶接した部分に生じる溶接ビード部分を削り取って平滑に仕上げたり、各種工作物の表面などを研削する作業を行うには、手持ちのツールグラインダやディスクグラインダによって該当する部分を研削する方法が採用されている。また、数量的に多くて比較的寸法の小さいものである場合、回転する研削砥石に対して被加工物（ワーク）を固定するテーブルもしくは支持台上で自動的に送りを掛けて移動させ、研削する自動式の研削装置が用いられている。
【０００３】
また平面的な研削・研摩作業には、通常環状に形成された砥石ホイールや研摩ディスク、あるいはバフホイールに研磨材を付着させたものを用いて行われることが多い。前記バフ研摩加工用としては、例えば特開平９−３０９０７４号公報にて開示されるように、ボス輪の外周面に可撓性を有する多数の研摩布片（基布の表面に無数の砥粒を付着されてなるもの。以下同様）を密着植設されて、その研摩布片が回転方向に向けて凸状になるように彎曲させた構造のものが使用されている。
【０００４】
このようなバフ研摩加工用の研摩ホイールでは、その研摩布片による対象研摩物を研削する量がごく僅かであるため、これに代わって研削量の多い研摩ホイールとして、特開２００１−７９７７６号公報によって開示されるものがある。この研摩ホイール５０は、図５で示されるように、研摩布片５１を短冊状にしたものを複数枚重ねて幅方向に折り曲げてなるものを、多数放射状に配してその基部をリング５２で挟み込むとともに接着剤で固着して中央に支持軸孔を設けてホイールに形成されたものを、複数重ね合わせて用いられている。あるいは図６にて示されるように、複数枚の研摩布片５６を幅方向に二つ折りしたものをその一部を少しだけラップさせて放射状に配置して円盤状の支持体５７の片面に重ねられた前記研摩布片５６の基部下側部分を固着してなるディスクタイプの研摩ホイール５５が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような手持ちのツールグラインダやディスクグラインダによる研削では、どうしても研削状態が不正確になり、被研削部の周辺まで過度に研削したり、削り込みが深くなったりすることが多く、平均した研削を行うには熟練を要するという問題点がある。
【０００６】
また、前記図５に示されるような研摩ホイール５０による場合、１個のホイールでは研削範囲が小さいことから複数個重ね合わせて支持軸孔５３に回転軸（図示せず）を取付けて使用することになり、安定性を確保するために重ね合わせる部分にスペーサ（図示省略）を必要とする。しかも、研削部を形成する複数枚重ねて折曲げられた各研摩布片５１は、柔軟性を持たせるために、その先端部に切線５１ａを付して研削性能を高める構造とする必要があり、手数を要するもので、研削ホイールとしてどうしても大型になるので高価となる。また、回転時にその外周部５４を使用して研削することになる関係上、使用条件が限定され、しかもワークを平滑面に仕上げるには、やはり従来のグラインダと同様に、作業者の熟練度が要求されるという問題点がある。
【０００７】
さらに、前記図６で示されるようなディスクタイプの研摩ホイール５５では、多数の各研摩布片５６の砥粒付着面が、大きく露出されたものであるから、研削によって付着される砥粒の摩耗が激しく、使用に供する寿命が短いという問題点がある。また、一度に広い研摩布片５６の研摩面５６ａがワークに接することから、発熱が激しくてこれが寿命を短くする一因となっており、かつ研削時に発生する切り屑が研摩面５６ａに付着しやすくて、円滑に排除されないので、目詰まりを生じさせるという問題点である。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、多数枚の研削布片を支持円板面に起立状態で回転方向に積層して環状の研削面を構成される回転研削体で、効率よく研削加工を行える研削ホイールを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、本発明による研削ホイールは、
中央部に支持軸取付部を備える所要直径寸法の支持円板と、この支持円板上で起立状態で砥粒付着面を回転方向に揃えて密接環状に配列されて円板側に一側辺を固定される多数の研摩布片にてなる積層研削部とを有し、前記積層研削部を構成する研摩布片はその内周側が回転中心からの放射線上よりやや離れて位置し、かつその研摩布片の外周側を少しずつずれた状態に配されて、密接する研摩布片のフリー端で研削面を構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、研削ホイールの積層研削部が、多数の研摩布片を支持円板上で砥粒付着面を回転方向に揃え起立密接状態で環状に積層構成されているので、研削操作時に、その環状表面である研削面において、多数の研摩布片のフリー側端部が微小ながらずれることによって付着する砥粒がワークに接して研削するようにされているのである。また、この研削ホイールは、多数の研摩布片の積層配列をほぼ直立状態で密接して設けられているが、その研摩布片の内周側縁が回転中心からの放射線上によりやや離れて位置し、かつその研摩布片の外周側を少しずつずれた状態に配されてフリー端で研削面を形成されるので、その研削面がワークに接して研削操作されるとき、各研摩布片のフリー端が等回転角速度で接するのではなく内周縁側と外周縁側とにずれが生じることにより、接触摩擦抵抗を大きくし、言い換えると各研摩布片のフリー端がそれぞれ一枚の切刃の働きをして、ワークの被削面を各研摩布片のフリー端部に露出する砥粒によって削り取るように機能して、確実に高精度で研削できるのである。しかも、研削面にては、前述のように各研摩布片が密接状態に植設されているが、そのフリー端は研削時の接触抵抗で隣接する研摩布片の端部でのみ微小な間隙が形成されて、その微小間隙を通じて研削時に発生する研削屑が回転による遠心力で外周側に排出させることができて、目詰まりを起こすことなく研削できるという効果を奏するのである。
【００１１】
前記発明において、支持円板上に起立植設される研摩布片は、支持円板に対する取付け部で、使用時の抜け出し防止手段を施されて接着剤により固着される構成であるのがよい（第２発明）。こうすると、研削ホイールが高速回転しながらワークの被削面に接触して研削する際に、被削面との接触抵抗で固定部に大きな負荷が作用しても研摩布片が外れて飛び出すことがなく、確実に研削機能を発揮させることができるという効果が得られる。また、研摩布片が支持円板に対して強固に固着されることにより、研削によって摩滅での使用有効期間を長めることができるという効果も併せ得られる。
【００１２】
また、前記支持円板上に設けられる研摩布片の抜け出し防止手段は、前記支持円板に研摩布片の少なくとも内周側か外周側が係合する突出部を設けられ、植設される研摩布片には前記支持円板に形成される突出部と係合する切込みを形成して、その両者を係合させて接着剤で研摩布片の取付辺部を接着固定するのがよい（第３発明）。こうすると、研摩布片は支持円板に対して接着のみならず突出部とそれに対応する切欠きとの係合によって外力による負荷に耐えて使用中に抜け出すことなく使用できるという効果が得られる。
【００１３】
さらに、前記研摩布片の抜け出し防止手段は、支持円板の外周部の研摩布片取付面側に、内周面の面板寄りに凹部が形成される突縁を形成され、かつ研摩布片取付面内径側の周面にフランジ状の突出部を形成して、積層研削部を構成する研摩布片には前記支持円板への取付側辺の外周側寄り位置と内周側位置に、前記支持円板の突縁および突出部と係合する切込みが設けられ、前記突縁の内周面の凹所が糊溜まりとされる構成であるのがよい（第４発明）。このように構成することで、起立密接状態で積層配列される多数の研摩布片は、支持円板に対して内周側で突出部と切込みにより、また外周側で支持円板の突縁との係合並びに糊溜まりにおける接着剤による接着力の強化によって強固に固定されることになって、苛酷な負荷に対しても安定状態で固着されるという効果が得られる。なお、研摩布片の外周部は突縁位置から外周側をフリーにできるので、周面を研削に使用することが可能になるという利点がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による研削ホイールの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１に本発明による研削ホイールの一実施形態の縦断面図が示されている。図２に図１の平面図が、図３に研削ホイールの研削部を構成する一枚の研摩布片の形状を表わす図が、それぞれ示されている。
【００１６】
この実施の形態の研削ホイール１は、所要直径の支持円板２と、その支持円板２の一方の面（図上上側の面）に起立状態で密接して環状に配される多数枚の研摩布片１１にてなる積層研削部１０とで構成されている。
【００１７】
前記支持円板２は、金属もしくは強化されたプラスチックで形成され、中央に取付軸孔３を備えて背面側にボス部４が突設されている。そして、表面の外周部には細幅の突縁６がその内周面６ａを基部６ｂ側よりも先端側が軸芯寄りとなる傾斜面に形成されて設けられ、その突縁６から中心側へ所要幅の取付溝部７が環状に形成されて、その取付溝部７に研摩布片１１の一側辺（取付辺）を固着して環状の研削部１０が形成できるようにされている。なお、前記取付溝部７の内径側には、その底面（取付面７ａ）に沿って半径方向に溝部７ｂを形成して、その溝部７ｂの上側にフランジ状の突出部８が形成されている。
【００１８】
前記研摩布片１１は、所要厚さの基布の片面に無数の砥粒を付着されたもので、その外形が図３に示されるように、前記支持円板２の取付溝部７に配列装着されるときの取付辺１１ａから外周側１１ｂの高さ寸法Ｈを、同じく内周側１１ｃとなる高さ寸法ｈよりも高く形成されて長辺の一方が傾斜辺１１ｄ（以下フリー端１１ｄという）となる変則方形に裁断されている。なお、この研摩布片１１の長手方向の寸法Ｌは、前記支持円板２の取付溝部７に隣接して突出部８を形成する溝部７ｂの底面からその支持円板２の外周よりも長い寸法とされ、その支持円板２の外周部に形成される突縁６に対応する切込み１２が取付辺側１１ａに設けられ、また内周側１１ｃには支持円板２の突出部８に係合する横向きの切込み１３が形成されている。なお、前記研摩布片１１については、内外周側の寸法を同一にした長方形であってもよい。
【００１９】
このようにされた研摩布片１１は、その取付辺側１１ｃを前記支持円板２の取付溝部７の取付面７ａ上に、その内周側１１ｃが回転中心Ｏからの放射線ａ上からやや離れて位置し、その外周側１１ｂが少し後退する（反回転方向に僅かにずらせる）ようにして、その砥粒付着面を同じ向きに揃えて直立状態（起立状態）で密接させて多数枚配列され、取付辺側１１ａを接着剤により固着させて、その反対側のフリー端１１ｄがごく僅かではあるがフリーな状態で環状の積層研削部１０を形成される。
【００２０】
この環状の積層研削部１０を形成するに際して、研摩布片１１の支持円板２に対する装着に際しては、各内周側１１ｃ端の切込み１３を突出部８に係合させて取付溝部７の内周に密接するように配されるとともに、外周側１１ｂの切込み１２を支持円板２の突縁６に係合させで前記要領で回転中心Ｏから位置を僅かにずれさせて、かつ外周側１１ｂを内周側１１ｃより僅かに後退状態（やや斜めになるよう）にして密接配列させる。こうすることで、各研摩布片１１のフリー端１１ｄによって見掛け表面が内径から外径に線条で周方向に僅かな凹凸を形成する研削面１０ａを備えた環状の積層研削部１０を有する研削ホイール１となる。
【００２１】
このように構成される研削ホイール１は、図２によって示されるように、環状の積層研削部１０を構成する多数の研摩布片１１が、回転中心Ｏからの放射線ａ上から内周側１１ｃがやや離れた（オフセットされた）状態で、かつ起立密接状態に配列されていて、しかもその各研摩布片１１の外周側１１ｂが僅かであるが後退位置になるように斜めに配されて、それぞれのフリー端１１ｄで砥面を形成されているので、その砥面（積層研削部１０）がワークの被削面に接して研削操作が行われるとき、各研摩布片１１のフリー端１１ｄが等回転角速度で接触するのではなく、内周側１１ｃと外周側１１ｂとにずれが生じた状態で接触させることになる。
【００２２】
その結果、回転する各研磨布片１１を捉えて考察するに、研削面１０ａでは、そのフリー端１１ｄが被削面に対して内外でずれを生じさせながら接触することで、僅かに露出する多数の砥粒によって内側から外側に削ぎ取るように機能し、同時にそのフリー端１１ｄがごく僅かではあるが撓んで隣接の研摩布片１１との間に微小間隙が形成され、砥粒によって研削される研削屑や磨耗した研摩布片１１の屑がその間隙を通って遠心力で外部に排出されることになる。したがって、密接状態で起立植設されている多数の各研摩布片１１が順次前述のように機能して効果的に研削加工を行うことができるのである。
【００２３】
したがって、この実施形態の研削ホイール１は、取付ボス部４の取付軸孔３に回転機（モータ）の出力軸（図示省略）を取付けて使用すれば、積層研削部１０が僅かに傾斜環状面になって回転するも、その外周寄りの部分は次第に摩耗して平面状になるので、そのままワークの被研削面に押し当てることで平面研削が行なえる。この研削作動に際して、積層研削部１０を構成する各研摩布片１１は、前述のように支持円板２の取付溝部７に対する取付辺１１ａが接着剤で固定されると同時に、内周側１１ｃでは突出部８と切込み１３との係合で、また外周側１１ｂでは突縁６と切欠き１２との係合によって前記突縁６の内周面６ａに生じる凹所での糊溜まり１６によって接着機能を高められているので、高速回転しながら被削面に強く押し付けられても（高負荷が作用しても）抜け出すことがなく、確実に研削操作が行える。また、研削に伴う研摩布片１１の研削部構成表層部分が摩耗すると、連接する下部が同じ条件のもとで順次更新され、研削屑や摩耗・破断した砥粒の一部が研削部に残留することなく排除されるので、常に新たな研削部を形成されて、研削機能を低下させることなく作業を継続させることができる。
【００２４】
さらに、研削ホイール１の外周部１７では、研摩布片１１が突縁６から外側をフリーの状態にされているので、周面を利用しての研削作業を行うことができる。この外周部１７では、前記積層研削部１０と同様に研摩布片１１の砥粒付着面が直接的に露出していないが、回転させながらその周面を被研削面に押し当てれば、当該部分では研摩布片１１の外周側１１ｂの端部が前記同様に作用して押圧によって少しずつずれて研削機能を発揮させることができる。また、隅角を利用することで、内コーナ部を研削することも可能である。
【００２５】
なお、支持円板に強化されたプラスチック材（例えば強化繊維を混入させた熱硬化性樹脂）を成型したものを使用すれば、研削不能になった研削ホイールを廃棄処分するに際して、焼却処理が可能になり、産業廃棄物として取扱うことなく処分できる利点がある。
【００２６】
図４に他の実施形態の研削ホイールの一部縦断概要図が示されている。この実施形態の研削ホイール１Ａは、前記実施形態のものと基本的に同じであるが、前記積層研削部１０を構成する研摩布片１１の外周側１１ｂを内周側１１ｃよりも高さがやや低い形状にしたものを使用すると、外周側に向かって傾斜させることにより、積層研削部１０’の研削面１０ａが半径方向に低くなる傾斜面形の研削ホイール１Ａを構成することができる。このような形状の研削ホイール１Ａは、その傾斜した積層研削部１０’の研削面１０ａに対応する傾斜角で回転させながら研削作業を行うようにすれば、前記研削ホイールと同様に機能して研削屑の排除を容易にし、傾斜する研削面１０ａの一部を使用して研削作業を行うのに用いられる。なお、前記実施形態と同一もしくは同様の部分について同一の符号を付して説明を省略している。
【００２７】
上記実施形態の説明においては、研摩布片を支持円板に取付けるに際して、支持円板の外周部に設けられる突縁の内周部を傾斜面にして糊溜まりが形成されるものについて記載したが、このほかに突縁は軸線に平行して形成され、その基部内周部分に周方向で溝を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による研削ホイールの一実施形態の縦断面図である。
【図２】図２は、図１の平面図である。
【図３】図３は、研削ホイールの研削部を構成する一枚の研摩布片の形状を表わす図である。
【図４】図４は、他の実施形態の研削ホイールの一部縦断概要図である
【図５】図５は、従来技術による研削ホイールの概要図である。
【図６】図６は、従来のディスクタイプ研摩ホイールの斜視図である。
【符号の説明】
１，１Ａ　　　　　　　研削ホイール
２　　　　　　　　　　支持円板
３　　　　　　　　　　取付軸孔
４　　　　　　　　　　ボス部
６　　　　　　　　　　突縁
６ａ　　　　　　　　　突縁の内周面
７　　　　　　　　　　取付溝部
７ａ　　　　　　　　　取付面
７ｂ　　　　　　　　　溝部
８　　　　　　　　　　突出部
１０、１０’　　　　　積層研削部
１０ａ　　　　　　　　研削面
１１　　　　　　　　　研摩布片
１１ｂ　　　　　　　　研摩布片の外周側
１１ｃ　　　　　　　　研摩布片の内周側
１１ｄ　　　　　　　　研摩布片のフリー端
１２，１３　　　　　　研摩布片の切欠き
１６　　　　　　　　　糊溜まり（凹所）
１７　　　　　　　　　外周

Claims (4)

1. 中央部に支持軸取付部を備える所要直径寸法の支持円板と、この支持円板上で起立状態で砥粒付着面を回転方向に揃えて密接環状に配列されて円板側に一側辺を固定される多数の研摩布片にてなる積層研削部とを有し、前記積層研削部を構成する研摩布片はその内周側が回転中心からの放射線上より離れて位置し、かつその研摩布片の外周側を少しずつずれた状態に配されて、密接する研摩布片のフリー端で研削面を構成されていることを特徴とする研削ホイール。
2. 支持円板上に起立植設される研摩布片は、支持円板に対する取付け部で、使用時の抜け出し防止手段を施されて接着剤により固着される構成である請求項１に記載の研削ホイール。
3. 支持円板上に設けられる研摩布片の抜け出し防止手段は、前記支持円板に研摩布片の少なくとも内周側か外周側が係合する突出部を設けられ、植設される研摩布片には前記支持円板に形成される突出部と係合する切込みを形成して、その両者を係合させて接着剤で研摩布片の取付辺部を接着固定する構成である請求項２に記載の研削ホイール。
4. 前記研摩布片の抜け出し防止手段は、支持円板の外周部の研摩布片取付面側に、内周面の面板寄りに凹部が形成される突縁を形成され、かつ研摩布片取付面内径側の周面にフランジ状の突出部を形成して、積層研削部を構成する研摩布片には前記支持円板への取付側辺の外周側寄り位置と内周側位置に、前記支持円板の突縁および突出部と係合する切込みが設けられ、前記突縁の内周面の凹所が糊溜まりとされる構成である請求項２に記載の研削ホイール。

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