JP2000301470A - 研磨ホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】幅が広く、しかも、研磨力が大きくて寿命が長
く、且つ、均一で高精度に研削、研磨出来、放熱性が良
く、製作も容易な研削研磨部材を提供すること。 【解決手段】円筒状の芯材１５と、所定数の略短冊状研
磨布１７を一部重層させつつ長辺を芯材軸線方向に平行
に揃えて芯材１５の外周面又は内周面の全周に周方向に
倒伏状態で整列配置し、各研磨布１７の基端部１７ａを
芯材１５上に接着して遊端部１７ｂを露出させた研磨羽
根１６とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定数の短冊状荒
目研磨布からなる研磨羽根を芯材周面に接着して回転さ
せることにより被研磨面の錆や傷、凸部等を研削除去及
び細目研磨布により表面粗度を上げる研磨ホイールに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属や非鉄金属、樹脂及びプリント基
板、木材等の被研磨物の表面研磨に用いられる研磨装置
として回転式研磨装置があり、その一例を図５（ａ）を
参照して次に示す。図５（ａ）において（１）は回転式
研磨装置で、帯状の無端状研磨布（２）、モータによっ
て回転される駆動輪（３）、コンタクトホイール（４）
からなっている。尚、（５）は被研磨物である。駆動輪
（３）の回転によって無端状研磨布（２）をコンタクト
ホイール（４）と共に回転させ、被研磨物（５）をコン
タクトホイール（４）の外側の研磨布（２）に押し当て
ると、被研磨物（５）は研磨布（２）の表面に形成され
た砥粒層で研磨される。尚、コンタクトホイール（４）
は鉄製芯材に合成ゴムやウレタンゴム等を巻き付けて弾
力性を付与し、被研磨物（５）との密着性を高めても良
い。

【０００３】研磨布（２）の他の使用例としては、図５
（ｂ）に示すように、羽布及びコンタクトホイール
（４）の外径と同寸法のエンドレスの研磨布（２’）を
コンタクトホイール（４）に嵌合させ、コンタクトホイ
ール（４）のシャフトを電動式回転工具に装着して直接
回転させて使用するようにしたものがある。

【０００４】ここで、研磨布（２）の砥粒材は、アルミ
ニュウムオキサイド及びシリコンカーバイド等の砥粒砂
又は５ｍｍ厚程度の割れた小粒の砥石からなるが、砂の
場合、一層の砥粒層であるため、研削可能時間が短く、
又、目詰まりし易く、寿命が短い等の欠点を持つ。又、
割れた砥石の場合、砂よりも粒径が大きい分寿命が長い
が、研削力が弱いのと、構造上、コスト高が難点とな
る。

【０００５】そのため、長寿命化や低コスト化が可能
で、荒研削も出来る研磨力を持ち、且つ、限られたスペ
ースでも使用出来る回転式研磨部材として、図６（ａ）
に示す研磨輪（６）や図７（ａ）に示すフラップホイー
ル（７）等の放射型研磨ホイールが知られて来ている。

【０００６】研磨輪（６）は、図６（ａ）に示すよう
に、短辺を幅（Ｗａ）とする複数の短冊状研磨布（８）
を放射状に密に配置して円環状外周面を形成したもので
ある。各研磨布（８）は、図６（ｂ）に示すように、サ
ンドペーパーを短辺を幅（Ｗａ）とする短冊状に裁断し
て各根元付近の両側面に溝部（８ａ）を穿設したもの
で、複数の研磨布（８）を溝部（８ａ）を中心側にして
放射状に配置する。次に、各根元部分（８ｂ）を円筒状
芯材に接着剤で接着したり、又は各根元部分（８ｂ）同
士を直接、接着する。そして、図６（ｂ）（ｃ）に示す
金属製フランジ部材（９）のリング状溝部（９ａ）を各
研磨布（８）の溝部（８ａ）に両面から嵌合させ、フラ
ンジ部材（９）により各研磨布（８）を一体に組み合わ
せて円環状外周面を持つ放射型研磨輪（６）を形成す
る。

【０００７】研磨輪（６）の研磨布（８）は５０〜８０
ｍｍの高さ（毛丈）を有し、研磨輪（６）を回転工具等
に装着して高周速（１０００ｍ／分〜２５００ｍ／分）
で使用すると、遠心力によって研磨布（８）が径方向に
立ち、且つ、空気抵抗でしなって来る。その状態で被研
磨物に押し当てると、研磨布（８）が押さえ付けられて
若干倒れつつ砥粒面が部分的に露出して被研磨物を研磨
し、同時に研磨布自体が摩耗していく。研磨輪（６）は
鉄、ステンレス等の表面の主に荒研削に用いられる。

【０００８】又、フラップホイール（７）は、図７
（ａ）に示すように、不織布の片面にフェノール樹脂で
砥粒砂を接着して短辺を幅（Ｗｂ）とする短冊状に裁断
した弾性不織布研磨材（１０）を複数個、放射状に配置
する。そして、各根元部分をベークライト製円板状芯材
（１１）の外周面全周に接着剤（１２）で密に接着して
円環状外周面を形成したもので、回転工具等に装着され
て研磨輪（６）よりも低周速（５００ｍ／分〜１５００
ｍ／分）で回転させ、被研磨物に押し当てて研磨する。
フラップホイール（７）は研磨輪（６）より研磨力が弱
く、主に中又は仕上げ研磨に用いられる。

【０００９】ここで、フラップホイール（７）の不織布
研磨材（１０）は周方向に厚みがあって芯材（１１）の
外周面に接着剤（１２）で面接着しているため、不織布
研磨材（１０）の幅（Ｗｂ）を大きく延長しても全幅に
亘り強固に接着出来、例えば直径４００ｍｍ、幅（Ｗ
ｂ）が１５００ｍｍの非常に幅広のものが製造出来る。
そのため、近年、図７（ｂ）に示すように、幅（Ｗ
ｂ’）を大きく延長したフラップホイール（７’）が多
層型プリント基板（１３）の表面研磨に用いられて来て
いる。

【００１０】多層型プリント基板（１３）は表面に配線
パターン（Ｐ）を形成したプリント基板（１３ａ）を多
層に積層配置し、各基板所定位置に穿設した多数の導電
孔（Ｈ）に導電インク（Ｉ）を供給して上下に位置する
各基板の配線パターン（Ｐ）を電気的に接続して容量や
集積度を高めたものである。

【００１１】この時、図７（ｃ）に示すように、表面張
力により基板表面に導電インク（Ｉ）の盛り上がり部分
（Ｉ’）が生じるため、それを研磨除去して表面を滑ら
かにする必要がある。そこで、基板幅よりも広い幅（Ｗ
ｂ’）のフラップホイール（７’）を基板搬送路に交叉
して配置し、水をかけつつフラップホイール（７’）に
より導電インク（Ｉ）の盛り上がり部分（Ｉ’）のみを
研磨除去する。尚、フラップホイール（７’）の寸法の
一例としては、例えば径が１５０〜１８０ｍｍφ、幅が
５８０〜６５０ｍｍである。

【００１２】又、インク除去の他、エッチングによる配
線パターン形成後の基板表面研磨にも同様に用いること
が出来、又、フラップホイール（７’）の他、図５に示
すエンドレスの研磨布（２’）を用いるが、目詰まりが
激しくコスト高になり、好適ではない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した研磨輪（６）
は研磨時に高速回転し、且つ、放射状に植立した研磨布
（８）の毛丈もある為、風切り騒音が発生し易く、又、
研磨布（８）を放射方向に植立しているため、クッショ
ン性が大き過ぎて精密な研磨、研削には不向きである。

【００１４】更に、フラップホイール（７）は幅（Ｗ
ｂ）を大きく出来るため、多層型プリント基板（１３）
の表面研磨に用いることが出来るが、研磨力が弱いのが
難点である。

【００１５】又、研磨輪（６）の幅（Ｗａ）を大きくし
た場合、研磨布（８）の幅方向にクセが生じ、両端部を
フランジ部材（９）で止めても幅方向中間部は芯材等に
点接着されているにすぎないため、幅方向中間部では接
着強度が弱い。しかもプリント基板研磨時等には水をか
けつつ高速回転するため、研磨布（８）の幅方向中間部
付近で遠心力により浮き上がる。従って、幅（Ｗａ）の
広い研磨輪は製造が難しい。

【００１６】尚、研磨布の長辺を芯材の軸線方向に傾斜
させて芯材外周面に基端部を順次重層させて貼り付けた
ものが知られている（特公平３−４３５３号公報参
照）。しかし、この場合、研磨布が芯材軸線方向に対し
て傾斜しているため、被研磨物に階段状にずれて当た
り、均一に研磨出来ない。特に、プリント基板の表面研
磨のように、研磨量が微少で、且つ、仕上げ面に高い精
度が要求される場合には、不適当であった。又、研磨布
の長辺が芯材軸線方向に対して傾斜していると、遊端部
のばたつきが抑制されて放熱性が著しく低下し、更に幅
の広い研磨輪を製造する場合、研磨布の芯材への貼り付
け作業が非常に困難になる。特に、幅の広い研磨輪を製
造する場合、細長い研磨布を芯材に斜めに精度良く貼り
付けることは、非常に難しく、不良品が多発し、その
分、高価になる。この点、前記フラップホイール（７）
は、幅の広い研磨輪を精度良く製造することができる
が、強い研磨力が出せない欠点があった。

【００１７】本発明の目的は、幅が広く、しかも、研磨
力が大きくて寿命が長く、且つ、均一で高精度に研削、
研磨出来、放熱性が良く、製作も容易な研磨ホイールを
提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定径と幅の
断面円環状外周面を有し、回転工具に装着されて回転動
する芯材と、所定寸法の短冊状に裁断され、多くの場
合、長辺を芯材の軸線方向に平行にして前記芯材内周又
は外周面全周に周方向に倒伏状態で所定距離毎に整列接
着された所定数の研磨布からなり、前記各研磨布は長辺
側基端部を芯材の軸線方向に平行に揃えて接着して長辺
側遊端部を隣接する研磨布の基端部側の上に重層状に近
接させた研磨羽根とを具備したことを特徴とし、又、芯
材と研磨羽根との間に全周に亘ってクッション材を介在
させたこと、又、芯材は円筒体であることを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係る研磨ホイールの実施
の形態を図１〜図４を参照して以下に説明する。まず図
１（ａ）において（１４）は本発明に係る研磨ホイール
で、円筒状の芯材（１５）、研磨羽根（１６）からなっ
ている。前記芯材（１５）は所定径（例えば８５〜９５
ｍｍ径）と所望の幅（Ｗｃ）の円環状外周面を有するベ
ークライト製円筒体で、アルミ製等の装着用フランジ部
材を介して回転工具に装着されて回転する。

【００２０】研磨羽根（１６）は所定数の略短冊状研磨
布（１７）を一部重層させつつ長辺の向きを芯材軸線方
向に合わせて芯材（１５）の外周面全周に周方向（接線
方向）に倒伏状態で整列配置し、基端部（１７ａ）を芯
材上に接着して先端を遊端部（１７ｂ）として露出させ
たものである。各研磨布（１７）はサンドペーパーを所
定寸法の略短冊状に裁断したもので、幅（Ｗｃ）、即ち
長辺は所望の大きさ、例えば１００ｍｍとし、周方向の
長さ（Ｌｃ）、即ち短辺は１５〜２０ｍｍである。又、
エポキシ樹脂等の接着剤（１８）により基端部（１７
ａ）を全幅（Ｗｃ）に亘って周方向に４〜７ｍｍ程度の
範囲で接着し、遊端部（１７ｂ）を自由端として露出さ
せる。その露出部分の長さは短辺の長さ（Ｌｃ）の約半
分程度、例えば約５〜１０ｍｍで、用途に応じ適宜、増
減させる。

【００２１】この時、接着剤（１８）は薄く塗布するだ
けで強力に接着出来、しかも塗布量の制御も容易である
ため、全周に亘り容易に均一塗布出来る。そのため、後
述する高速回転時の回転バランスが非常に取り易く、且
つ、塗布量も少なくて安価に製造出来る。

【００２２】又、研磨布（１７）の短辺（Ｌｃ）を短く
して数を余り多くすると、研磨布（１７）の遊端部（１
７ｂ）が立ってきて重層し難くなり、且つ、接着部分も
減少する。そのため、芯材（１５）の外径及び研磨布
（１７）の荒さに応じて、研磨布（１７）の必要な枚数
と寸法を選択し、研磨布（１７）を部分的に重層させ、
且つ、面接着させなければならない。一例として芯材外
径が、８５〜９５ｍｍの場合、研磨布（１７）は（３３
±１０）枚が好適である。

【００２３】又、研磨布（１７）は比較的摩耗し易い薄
目の合成布を基布とし、その上に用途に応じた砥粒砂を
フェノール樹脂等の合成接着剤により接着したものであ
る。砥粒砂としては、ステンレスや鉄の黒皮取りのよう
な荒研削には、黒色のシリコンカーバイト（Ｃ砂）（粗
粒度＃２４〜＃６０）、ステンレスヘヤーラインや羽布
掛け前の仕上げのような仕上げ研磨及びプリント基板の
表面研磨には、赤褐色のアルミニウムオキサイド（Ａ
砂）（細粒度＃１５０〜＃３２０）や白色のホワイトア
ランダム（ＷＡ）がある。更に、自動車エンジンのコン
ロッド等のシャフト類の研磨のように精細な仕上げ研磨
には、ダイヤモンド砂を用いる。又、研磨材を塗布した
フェルトを研磨布として用いても良い。

【００２４】上記構成に基づき本発明の動作を次に説明
する。まず図２に示すように、本発明に係る研磨ホイー
ル（１４）を電動式回転工具（１９）の回転シャフト
（２１）に装着用フランジ部材（２０）を介して装着す
る。その際、研磨布（１７）は周方向に倒状しているた
め、ガード（２２）があっても装着可能である。

【００２５】次に、回転工具（１９）の取っ手（２３）
（２４）を把持し、モータ（２６）を駆動して研磨ホイ
ール（１４）を矢印（Ａ）方向に高速回転させ、被研磨
物（２５）に押し当てる。そうすると、研磨布（１７）
の露出している遊端部（１７ｂ）が隣接する基端部（１
７ａ）側の表面から僅かに浮いているため、微妙なクッ
ション性が生じ、遊端部（１７ｂ）が被研磨物（２５）
に弾性的に押し付けられ、被研磨物表面に凹凸がある粗
面であっても確実に密着する。

【００２６】研磨ホイール（１４）を矢印（Ａ）方向に
回転させると、研磨布（１７）の露出している遊端部
（１７ｂ）が被研磨物（２５）に押し付けられて研磨す
ると共に、研磨布自体が周方向に端から順次、摩耗して
いく。しかも、上述のように、微妙なクッション性によ
り粗面に対しても確実に密着し、且つ、クッション性が
従来の研磨輪（６）のように大きくはないため、被研磨
物への押し当て力が十分に強くなり、研磨力が従来の研
磨輪（６）よりも一層大きくなる。

【００２７】尚、細い砥粒の場合、研磨布（１７）の露
出部分の長さを適宜、短くすることにより早めに新手の
研磨布（１７）を繰り出すことが出来るし、目詰まりも
少なくする。又、より研削力を必要とする場合も研磨布
（１７）の露出部分の長さを適宜、長くしてクッション
性を小さくすれば良い。

【００２８】次に、研磨布（１７）の遊端部の露出部分
により研磨していくに従って、砥粒層が基布と共に端か
ら順に摩耗していき、その下に位置する研磨布（１７）
の隠れていた部分が次第に露出し始め、それが改めて被
研磨物（２５）に押し当てられて研磨する。これを繰り
返すことにより長時間に亘る研磨が可能となり、一層の
砥粒層に比して大幅な長寿命化が実現し、例えば研磨布
を容易に交換出来ない研磨ロボットに極めて好適であ
る。

【００２９】又、研磨布（１７）の遊端部（１７ｂ）が
浮いていて僅かな隙間があり、しかも高速回転時に被研
磨物から離れた瞬間、遠心力によって更に隙間が増大し
て微妙にばたつくため、高い放熱性が生じて研磨時に発
生する熱を効率良く放散し、高熱による研磨力の低下や
被研磨物への悪影響等を防止する。その上、研磨布（１
７）が重層して周方向に倒伏状態にあるため、高速回転
しても風切りによる大きな騒音が発生しない。

【００３０】更に、各研磨布（１７）は接着剤（１８）
により芯材（１５）の全幅に亘って面接着されているた
め、全幅に亘って研磨布（１７）の接着強度が非常に大
きくなる。そのため、幅（Ｗｃ）を大きくしても中間部
が高速回転により浮き上がることはなく、幅（Ｗｃ）を
大きくして多層型プリント基板( １３) の表面研磨に用
いることが可能となる。これにより従来のフラップホイ
ール（７）よりも研磨力が大きくて長寿命の多層型プリ
ント基板表面研磨用の研磨ホイールを得る。尚、プリン
ト基板の表面研磨には、細粒度＃２４０〜＃４００の砥
粒砂が好適である。

【００３１】本発明の他の実施の形態を図３及び図４を
参照して示すと、まず図３に示す研磨ホイール（２７）
は円筒状芯材（１５）の内周面の全周に所定数の研磨布
（１７）の基端部を順次重層接着したもので、芯材（１
５）の外周側を回転工具に装着し、内周面を被研磨物の
曲率面等に押し当てて回転研磨させる例である。

【００３２】次に、図４に示す研磨ホイール（３０）
は、前記研磨ホイール（１４）の芯材（１５）と研磨羽
根（１６）との間にフェルト等のクッション材（３１）
を全周に亘って介在させたもので、これによりクッショ
ン性をやや大きくし、被研磨面に対し押し当て力をより
弱くすることにより、壊れ易いデリケートな被研磨面に
も用いることが出来る。又、他の研磨ホイール（２７）
についても同様にクッション材（３１）を介在させるこ
とが出来る。尚、前記実施の形態では、本発明に係る研
磨ホイールをハンディ型の電動式回転工具（１９）に装
着したが、固設型の研磨機に適宜、装着出来る。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、研磨布を芯材に平行に
貼り付ければよく、幅が広い研磨ホイールを容易且つ安
価に精度良く製造することができる。しかも、研磨布を
芯材の周方向に倒伏状態で基端部を重層整列させて順次
貼り付けてあるため、被研磨物に強く押圧することがで
き、大きい研磨力が得られる。そして、回転研磨時に研
磨布の露出部分が端から順次、摩耗して下に隠れていた
研磨面が新たに露出し、新手の研磨面が次々に露出して
研磨するため、長時間、強い研磨力を維持して大幅な長
寿命化が可能となる。又、研磨布先端部の隙間により微
妙なクッション性が生じるため、被研磨物が粗面であっ
ても密着し、適度な弾性のため、被研磨物への押し当て
力も十分強く伝わり、研磨力が大きくなる。

【００３４】又、研磨布の遊端部とその下に位置する基
端部との間に生じた隙間により回転研磨時に生じる発熱
を放散して研磨力の低下や被研磨物への悪影響等を防止
する。更に、研磨布が周方向に倒伏状態にあるため、風
切りによる大きな騒音が発生しない。

【００３５】更に、各研磨布は芯材全幅に面接着され、
全幅に亘って接着強度が非常に強くなるため、幅を大き
くして多層型プリント基板の表面研磨に用いることが可
能となり、研磨力が大きくて長寿命の多層型プリント基
板表面研磨用研磨ホイールを得る。

【００３６】又、芯材と研磨布との間にクッション材を
介在させることによりクッション性を高め、被研磨面に
対する押し当て力を弱くすることによりデリケートな被
研磨面に用いることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明に係る研磨ホイー
ルの実施の形態を示す斜視図と側面図と正面図。

【図２】本発明に係る研磨ホイールを装着した電動式回
転工具を示す斜視図。

【図３】本発明に係る研磨ホイールの他の実施の形態を
示す芯材内周面に研磨布を接着した側面図。

【図４】本発明に係る研磨ホイールの他の実施の形態を
示す芯材と研磨羽根との間にクッション材を介在させた
一例の斜視図。

【図５】（ａ）は従来の回転式研磨装置の一例を示す側
面図。（ｂ）は従来の回転式研磨部材の一例を示すエン
ドレスの研磨布の斜視図。

【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は従来の研磨ホイールの一
例を示す研磨輪の斜視図と分解斜視図とフランジ部材の
側断面図。

【図７】（ａ）は従来の研磨ホイールの他の一例を示す
フラップホイールの斜視図。（ｂ）（ｃ）は幅広のフラ
ップホイールが使用される多層型プリント基板の斜視図
とその要部側断面図。

【符号の説明】

１４ 研磨ホイール １５ 円筒状の芯材 １６ 研磨羽根 １７ 研磨布 １７ａ基端部 １７ｂ遊端部 Ｗｃ 幅

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定径と幅の断面円環状外周面を有し、
   回転工具に装着されて回転動する芯材と、所定寸法の短
   冊状に裁断され、多くの場合、長辺を芯材の軸線方向に
   平行にして前記芯材内周又は外周面全周に周方向に倒伏
   状態で所定距離毎に整列接着された所定数の研磨布から
   なり、前記各研磨布は長辺側基端部を芯材の軸線方向に
   平行に揃えて接着して長辺側遊端部を隣接する研磨布の
   基端部側の上に重層状に近接させた研磨羽根とを具備し
   たことを特徴とする研磨ホイール。
2. 【請求項２】 芯材と研磨羽根との間に全周に亘ってク
   ッション材を介在させたことを特徴とする請求項１記載
   の研磨ホイール。
3. 【請求項３】 芯材は円筒体であることを特徴とする請
   求項１又は２記載の研磨ホイール。