JPH11239979A - 研磨用回転砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 周方向に連続した溝を砥材層部に形成し
た研磨用回転砥石において、中央部から外周に向かって
溝をらせん状に形成する、複数の円周方向の溝を偏心さ
せて形成する、直線を含む環状の複数の溝として形成す
るなどして、周方向に連続した溝を同心円からずらして
形成する。 【効果】 従来の回転砥石のように砥石の軌跡をずらし
ながら繰り返し往復運動をさせる必要がないので、加工
に要する時間を大幅に短縮することができ、作業能率が
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発発明の属する技術分野】本発明は加工物表面に砥材
層部を押し当てながら回転摺動させ加工物表面を研磨す
る研磨用回転砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から石材、ガラス、セラミックスそ
の他の硬脆性材料の表面研磨用に回転砥石が広く用いら
れている。回転砥石の基本的な構造は、可撓性を有する
プラスチック材料などの円盤状の基板の表面に砥材層を
固着させ、基板の裏面に面ファスナーを固着させたもの
であり、この回転砥石を電動工具本体の回転軸に取り付
けた砥石台の面ファスナーに取り付け、砥材層を加工物
表面に回転摺動させて研磨を行うものである。

【０００３】図５は実公平６−１３２７号公報に記載の
従来の回転砥石の砥材層面を示す正面図で、プラスチッ
ク製の円盤状基板の表面に多数の同心円状の溝５１と放
射状の溝５２を形成した砥材層５３が固着され、基板の
裏面に面ファスナーが固着されている。５４は中心部に
形成された取り付け用孔である。

【０００４】この回転砥石５０の使用に当たっては、図
６に示すように、グラインダ本体５５に砥石台５６を取
り付け、この砥石台５６の面ファスナー５７に回転砥石
５０裏面の面ファスナー５８を圧接して取り付け、砥材
層５３を加工物表面に押し当てながら回転摺動させ加工
物表面を研磨する。砥材層５３を回転摺動させると、加
工物と砥材層５３との間にあるスラッジを含んだ冷却水
等は、回転軌跡内に位置する溝５１，５２内に流れ込
み、さらにこの溝５１，５２の中に集積されたスラッジ
分等は回転に伴う遠心力によって、自動的に外部に排出
されることとなる。また逆に、このような溝５１，５２
を形成することによって、冷却液を作用面に効率よく供
給することも可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図５に示す
ような従来の回転砥石においては、砥材層に同心円状の
溝が円周方向に形成されているため、この溝に相当する
被加工部分に線状の磨き残しが生じる。この磨き残しを
無くすためには、磨き残し部の幅に見合うピッチで回転
砥石の軌跡をずらしながら繰り返し往復運動をさせる必
要がある。

【０００６】一方において、最近は、加工能率の向上を
はかるため、従来の電動工具などによる手動加工から産
業用ロボットやＮＣ加工機に回転砥石を取り付け、凹曲
面や凸曲面の形状を加工するようになった。ロボットや
ＮＣ加工機により加工する場合、曲面に合わせた軌跡を
コントローラによってティーチングし、自動加工をして
いる。

【０００７】このような自動加工において、図５に示し
たような同心円状の溝を形成した回転砥石を用いた場合
では、前記した磨き残しが生じないように回転砥石の繰
り返しの軌跡を指定するために、ティーチングポイント
を増す必要があり、その手間とコントローラのメモリ増
設などの費用がかかるという問題がある。さらに、加工
時間が長くなり、砥石の寿命も短くなるという問題があ
る。

【０００８】他方、本発明の対象とする研磨用の回転砥
石とは異なる方式の研削用のセグメント型回転砥石の分
野において、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、
砥材層に形成する溝を、台金の内側から外側に向かう多
数の放射状の溝とし、周方向に連続した溝を形成してい
ない回転砥石が知られている。図７の（ａ）は、台金の
内側から外側に向かう多数の溝６２を各セグメント６１
に形成した回転砥石であり（特開昭６０−２４２９７５
号公報参照）、図７の（ｂ）は、台金の内側から外側に
向かう複数条の凸条６４および凹溝６５を各セグメント
６３に形成した回転砥石である（特開昭６３−１１６７
４７号公報参照）。

【０００９】しかし、本発明の対象とする研磨用回転砥
石において、このように周方向に連続した溝を形成して
いない砥石とした場合は、冷却水の供給効率が極端に小
さくなり、これに伴って切粉の排出効率が悪くなり、切
粉が溝に残って加工ができなくなる。また、砥石の柔軟
性が低下し、加工曲面に対する接触面積が小さくなるた
め、加工能率も加工品質も大幅に低下するという問題が
あり、とくに石材やコンクリートの曲面などの表面研磨
用には適さない。

【００１０】また、本発明の対象とする研磨用の回転砥
石とは異なるカップホイール型砥石において、真円形の
ダイヤモンド砥石を台金の頂面に偏心させて貼着した回
転砥石（特開昭６２−１８１８７４号公報参照）や、研
磨材被覆層に格子状の溝を形成した回転砥石（特開平２
−２４０６３号公報参照）が知られている。

【００１１】しかし、このような一重の円形砥粒層や格
子状砥材層を本発明の対象とする研磨用回転砥石に適用
しても、冷却水の供給効率が極端に小さくなり、これに
伴って切粉の排出効率が悪くなり、切粉が溝に残って加
工ができなくなる。

【００１２】本発明が解決すべき課題は、周方向に連続
した溝を砥材層に形成した研磨用回転砥石において、回
転砥石の軌跡をずらしながら繰り返し往復運動をさせる
ことなく、磨き残しが生じないようにすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、周方向に連続
した溝を砥材部に形成した研磨用回転砥石において、前
記周方向に連続した溝を同心円からずらして形成したこ
とを特徴とする。

【００１４】ここで、周方向に連続した溝を同心円から
ずらすのに、溝をらせん状に形成することができる。こ
の場合は、砥材層の中央部の貫通孔から外周に向かって
らせん状に連続した溝を形成する。らせん状の溝の間の
空間部には、適宜の間隔で半径方向の溝を形成すること
ができる。この半径方向の溝は直線でも曲線でもよく、
また必ずしも同じ方向に連続していなくてもよい。

【００１５】また、複数の円周方向の溝を砥材層の中心
から偏心させることにより、周方向に連続した溝を同心
円からずらして形成することもできる。この場合の偏心
量は、溝間隔の１／２以上とする。偏心量が溝間隔の１
／２未満では、砥石を回転したときに円周方向に溝がオ
ーバーラップしてしまい、溝間隔を超えて偏心させると
砥石が回転するときのバランスが悪くなり異常な振動が
生じるので好ましくない。この場合も、周方向のそれぞ
れの溝の間の空間部に半径方向の溝を形成することがで
きる。

【００１６】また、周方向に連続した溝を同心円からず
らすのに、溝の平面形状を円環状ではなく、直線を含む
環状とすることができる。具体的には、溝の平面形状を
三角形ないし八角形の多角形状の連続した溝とする。こ
の場合、砥材層および砥材層を固着する基板の平面形状
も多角形とする。もちろんこの場合も、それぞれの環状
の溝の間の空間部に半径方向の溝を形成することができ
る。

【００１７】周方向の溝を同心円からずらすことによ
り、砥石を回転したときに円周方向に溝がオーバーラッ
プすることがないので、砥材層が被加工部分の全面に接
触し、従来のような線状の磨き残しが生じることがな
い。

【００１８】砥材層に形成する溝の幅は、被加工物の材
質によっても異なるが、とくに石材やコンクリートなど
の硬脆性材料で、かつ凸曲面や凹曲面を加工する場合に
は、０．７〜２．０ｍｍの範囲とするのが望ましい。溝
幅が０．７ｍｍ未満であると、冷却液の供給や排出、切
粉の排出が十分でなく、一方溝幅が２．０ｍｍを超える
と、砥石の寿命が短くなることと、これに伴い工具取り
替え頻度が多くなり、加工時間のロスが発生しやすくな
る。

【００１９】本発明の研磨用回転砥石において、基板
は、従来から研磨用回転砥石に用いられているプラスチ
ックなどの可撓性のある材料を用いることができ、砥材
層に用いる砥粒は、従来から用いられているＮｉなどの
金属被覆砥粒を用いることができる。また、基板の裏面
に貼着する面ファスナーも、従来から用いられているベ
ルベット式ファスナーなどを用いることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態に
おける回転砥石の正面図である。本実施形態の回転砥石
は、周方向に連続した溝をらせん状に形成したものであ
る。

【００２１】本実施形態の回転砥石１０は、プラスチッ
ク製の円盤状基板（図示せず）の表面に砥材層１３を固
着したものであり、砥材層１３には、中心孔１４から外
周部に向かうらせん状の溝１１と多数の放射状の溝１２
が形成されている。

【００２２】らせん状の溝１１の溝幅は１．５ｍｍであ
り、中心孔１４から外周部まで連続した一本の溝であ
る。この連続したらせん状の溝１１のある１点から１８
０度離れた同じ半径の点に溝が存在しないように、らせ
んの形状を設定する。放射状の溝１２の溝幅も１．５ｍ
ｍであり、中心孔１４から外周部に向けた曲線の溝であ
る。

【００２３】回転砥石１０はこのように周方向の溝をら
せん状にしたので、回転砥石１０を回転したときに円周
方向にらせん状の溝１１がオーバーラップすることがな
く、砥材層１３が被加工部分の全面に接触し、従来のよ
うな線状の磨き残しが生じることがない。

【００２４】図２は本発明の第２の実施形態における回
転砥石の正面図である。本実施形態の回転砥石は、複数
の円周方向の溝を砥材層部の中心から偏心させたもので
ある。

【００２５】本実施形態の回転砥石２０は、砥材層２３
に形成した複数の円周方向の溝２１を、中心孔２４に対
して偏心させて形成している。溝２１の溝幅は１．５ｍ
ｍ、溝間隔は１．５ｍｍであり、同心円状の溝２１の中
心と中心孔２４の中心との偏心量は２．０ｍｍである。
さらに図１の回転砥石１０の場合と同様な放射状の溝２
２を形成している。

【００２６】回転砥石２０はこのように円周方向の溝２
１を偏心させたので、回転砥石２０を回転したときに円
周方向に溝２１がオーバーラップすることがなく、砥材
層２３が被加工部分の全面に接触し、磨き残しが生じる
ことがない。

【００２７】図３は本発明の第３の実施形態における回
転砥石の正面図である。本実施形態の回転砥石は、砥石
の平面形状を六角形状とし、周方向に連続した溝も平面
形状を六角形としたものである。

【００２８】本実施形態の回転砥石３０は、基材（図示
せず）と砥材層３３の平面形状を六角形とし、この砥材
層３３に平面形状が六角形状の複数の溝３１と放射状の
溝３２を形成している。溝３１，３２の溝幅は１．５ｍ
ｍである。なお、３４は中心孔である。

【００２９】回転砥石３０はこのように周方向の溝３１
を直線を含む環状の溝としたので、回転砥石３０を回転
したときに溝３１がオーバーラップすることがなく、砥
材層３３が被加工部分の全面に接触し、磨き残しが生じ
ることがない。

【００３０】上記の図１〜図３に示した回転砥石１０，
２０，３０は、上面に接着層を形成したバックアップシ
ートを鋳型内にセットし、その上にダイヤモンド砥粒、
可撓性のあるフェノール系樹脂粉末および充填材を充填
し、砥材層部１３，２３，３３の形状に対応したパンチ
形状のパンチを用いたホットプレスにより砥材層部１
３，２３，３３を一体成形し、その後、バックアップシ
ート裏面に面ファスナーを貼り付けることにより製造さ
れる。

【００３１】上記した本発明にかかる回転砥石１０，２
０，３０によれば、従来の回転砥石のように砥石の軌跡
をずらしながら繰り返し往復運動をさせる必要がないの
で、加工に要する時間を大幅に短縮することができ、作
業能率が向上する。また、少ない研磨回数で加工できる
ので、砥石の寿命が大幅に向上する。さらに砥石の軌跡
を細かなピッチに設定する必要がないので、軌跡コント
ロールのためのティーティングポイント設定の手間やメ
モリ増設の費用が削減できる。

【００３２】〔実験例〕本発明の効果を確認するため
に、図１〜図３に示した回転砥石１０，２０，３０（実
施例１，２，３）および図４に示す従来型の回転砥石４
０（比較例）を製作し、研磨実験を行った。回転砥石の
共通仕様および研磨条件は下記の通りである。 回転砥石の仕様 ・外径 ：８０ｍｍ ・厚さ ： ２ｍｍ ・砥材 ：Ｎｉ被覆砥粒 粒度＃５００ 研磨条件 ・被加工材：天山御影石 ・研磨機械：自動研磨ロボット ・研磨方式：湿式 ・砥石回転数：２７００ｒｐｍ ・冷却水量：６００ｍｌ／ｍｉｎ

【００３３】研磨結果を表１に示す。

【表１】

【００３４】表１から明らかなように、実施例１〜３の
砥石は比較例の砥石に比して研削能率が高く、加工時間
は比較例に対して５０％以上短縮できた。また砥石の寿
命は比較例に対して５５％以上向上した。

【００３５】

【発明の効果】本発明の研磨用回転砥石によれば、従来
の回転砥石のように砥石の軌跡をずらしながら繰り返し
往復運動をさせる必要がないので、加工に要する時間を
大幅に短縮することができ、作業能率が向上する。ま
た、少ない研磨回数で加工できるので、砥石の寿命が大
幅に向上する。さらに砥石の軌跡を細かなピッチに設定
する必要がないので、軌跡コントロールのためのティー
ティングポイント設定の手間やメモリ増設の費用が削減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態における回転砥石の
正面図である。

【図２】 本発明の第２の実施形態における回転砥石の
正面図である。

【図３】 本発明の第３の実施形態における回転砥石の
正面図である。

【図４】 実験に用いた比較例の回転砥石の正面図であ
る。

【図５】 従来の回転砥石の例を示す正面図である。

【図６】 回転砥石の使用法を示す斜視図である。

【図７】 従来の回転砥石の他の例を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１０，２０，３０ 回転砥石 １１ らせん状の溝 １２，２２，３２ 放射状の溝 １３，２３，３３ 砥材層 １４，２４，３４ 中心孔 ２１ 偏心させた周方向溝 ３１ 六角形状の周方向溝

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周方向に連続した溝を砥材層部に形成し
   た研磨用回転砥石において、前記周方向に連続した溝を
   同心円からずらして形成したことを特徴とする研磨用回
   転砥石。
2. 【請求項２】 前記周方向に連続した溝を、砥材層部の
   中央部の貫通孔から外周に向かってらせん状に連続した
   溝として形成した請求項１記載の研磨用回転砥石。
3. 【請求項３】 前記周方向に連続した溝を、複数の円周
   方向の溝を砥材層部の中心から偏心させて形成した請求
   項１記載の研磨用回転砥石。
4. 【請求項４】 前記周方向に連続した溝を、直線を含む
   環状の複数の溝として形成した請求項１記載の研磨用回
   転砥石。