JP2004174703A - 研磨工具及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】弾性体と一体とする研磨工具で、砥粒の脱落がしにくく、切れ味が変わらずに持続できて、しかも、柔軟性に富み、振動の少ない研磨工具を提供する。
【解決手段】電動工具１３の取り付けられて回転し、被研磨面を研磨する切刃部３を下面に有する円板状の切刃板２と、切刃板２に弾性体４を介して回転力を伝える回転基体１とを備えた研磨工具３０であって、切刃板２は、切刃３を有する円環状の切刃部２ａと、切刃部２ａの内周縁から所定角度で筒状に立ち上げた立ち上げ部２ｂと、立ち上げ部２ｂの端部に設けられ、中央に穴２ｅを有する円板部２ｃとを備え、回転基体１はスピンドルに装着するために取付機構を有する軸部１ａと、軸部１ａの両端に設けられた下フランジ１ｂと上フランジ７を備え、切刃板２の円板部２ｃの穴に軸部１ａを挿通し、上フランジ７と下フランジ１ｂに挟まれ、弾性体４に埋設されて配置したことを特徴とする。
【選択図】 図５
【解決手段】電動工具１３の取り付けられて回転し、被研磨面を研磨する切刃部３を下面に有する円板状の切刃板２と、切刃板２に弾性体４を介して回転力を伝える回転基体１とを備えた研磨工具３０であって、切刃板２は、切刃３を有する円環状の切刃部２ａと、切刃部２ａの内周縁から所定角度で筒状に立ち上げた立ち上げ部２ｂと、立ち上げ部２ｂの端部に設けられ、中央に穴２ｅを有する円板部２ｃとを備え、回転基体１はスピンドルに装着するために取付機構を有する軸部１ａと、軸部１ａの両端に設けられた下フランジ１ｂと上フランジ７を備え、切刃板２の円板部２ｃの穴に軸部１ａを挿通し、上フランジ７と下フランジ１ｂに挟まれ、弾性体４に埋設されて配置したことを特徴とする。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートやコンクリート２次製品、石材、ガラス材などの被加工物（ワーク）を研磨、研削するための研磨工具及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性体のゴム（ラバー）を使用した従来の研磨工具として、ラバーパットが市販されている。図７（ａ）は、そのラバーパットの組み付け手順を示す分解斜視図であり、図７（ｂ）は、その使用状況を示す斜視図である。図７（ａ）に示すように、ディスクグラインダ３０の回転主軸部２１にインナーフランジ２２を装着し、ラバーパット２３を挿入してディスクペーパ２４を重ね、ロックナット２５を螺着し、ロックナットレンチ（図示せず）で締結する。これにより、図７（ｂ）に示すように、ラバーパット２３はゴム製であるため、ゴムにより柔軟な研磨作業を行うことができる。
なお、特許文献を検索したが該当するものがない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ゴム製ラバーパット２３では押圧力に対して腰が柔軟しすぎて十分な研摩作業が出来ないという問題があった。また、研磨作業用のディスクペーパ２４は、円形に成形したサンドペーパであり、腰が弱く研磨量も少なく、しかも砥粒の脱落により切れ味がすぐに悪くなるという問題があった。また、研磨による研磨熱がこもり、放熱が悪いという問題があり、ディスクペーパ２４は消耗品であるため、交換頻度が高く、作業性が悪いという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の研磨工具は、従来の問題点に鑑み創案されたものであり、弾性体を主体とする研磨工具であって、押圧力に対しても腰が強く、十分な研摩量を確保でき、砥粒の脱落がしにくく、切れ味が変わらずに持続できて、しかも、柔軟性に富み、振動や騒音の少ない研磨工具を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る研磨工具は、電動工具のスピンドルに取り付けられて回転され、被加工物に対して押し付けながら、加工物の研磨面を研磨する研磨工具において、前記被研磨面を研磨する切刃部を下面に有する円板状の切刃板と、前記切刃板に弾性体を介して回転力を伝える回転基体とを備えた研磨工具であって、前記切刃板は、切刃を有する円環状の切刃部と、前記切刃部の内周縁から所定角度で筒状に立ち上げた立ち上げ部と、前記立ち上げ部の端部に設けられ中央に穴を有する円板部とを備え、前記回転基体は、前記スピンドルに装着するために取付機構を有する軸部と、前記軸部の下端に設けられた下フランジを備え、前記軸部が前記切刃板の円板部の穴に挿通され、前記下フランジと前記切刃板の円板部を前記弾性体に埋設されて配置したことを特徴とする。
【０００６】
このように、回転基体と切刃板とは弾性体を介して連結し、弾性体で回転基体と切刃板とを一体としたことにより、研磨工具の押圧力に対して腰があり、柔軟性もある。また、弾性変形することにより、切削力の反力を吸収することから、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない高寿命の研磨工具を提供することができる。さらに、電動工具の主軸にかかる衝撃が緩和され、モータにかかる負担を軽減できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の研磨工具であって、前記切刃板の円板部の上面に対峙し、前記軸部上端の近傍に上フランジが設けられたことを特徴とする。
【０００８】
このように、上フランジを設け、下フランジと上フランジが上下方向に切刃板を挟み込んだ状態で弾性体に埋設されることにより、研磨工具の押圧力に対しては、上フランジが力を受ける分、腰が強くできるため、十分な研摩量を確保できる。且つ柔軟性に富み、弾性体の伸縮して弾性変形する。また、弾性変形することにより、切削力の反力を吸収することから、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない研磨工具を提供することができる。さらに、電動工具の主軸にかかる衝撃が緩和されることから、モータにかかる負担を軽減できる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の研磨工具であって、前記回転基体の下フランジと、前記切刃板の円板部には、複数の孔を穿設し、前記弾性体を複数の孔に噛み込ませたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の研磨工具であって、前記回転基体の下フランジと、上フランジと、前記切刃板の円板部には、複数の孔を穿設し、前記弾性体を複数の孔に噛み込ませたことを特徴とする。
【００１１】
このように、回転基体の下フランジと、または回転基体の下フランジと上フランジには、複数の孔が形成され、前記切刃板の円板部にも同様に複数の孔を穿設したことにより、弾性体がこれらの穴の中にも充填されるため、回転基体と弾性体、上フランジと弾性体、切刃板と弾性体とがしっかりと連結できる。
なお、請求項３には上フランジは含まない。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の研磨工具であって、前記研磨工具の回転基体は、前記回転基体の外径Ｄ１と下フランジの外径Ｄ２と、前記切刃板の中央に開口を有する円板部の穴径ｄとは、Ｄ２＞ｄ＞Ｄ１の条件で構成されることを特徴とする。
【００１３】
このように、Ｄ２＞ｄ＞Ｄ１の条件で各穴径と軸径が構成されることにより、回転基体と切刃板との係合を確保することができ、且つ、切刃板は回転基体に対して柔軟に変形することができるため、凹凸または段差がある被加工物に対してスムーズに研磨、研削作業を行うことができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の研磨工具であって、前記弾性体は、前記切刃部の穴に対応する位置に上下に貫通した孔を有することを特徴とする。
【００１５】
このような貫通孔を設けることにより、切粉の排出の他、空冷による冷却効果が高まると共に、軽量化ができるため、扱いやすくすることができる。
この場合、上下に貫通した孔の他に、弾性体のみに穴を設けても構わない。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の研磨工具であって、前記切刃は、前記切刃板の外周縁より突出させていることを特徴とする。
【００１７】
このように、切刃板の外周縁より切刃を突出させていることにより、被加工物の被研磨面と切刃板の外周縁および弾性体と干渉することがなく、スキマが確保されるため、弾性体の耐久性を確保し、寿命を延ばすことができる。
【００１８】
そして、請求項８に記載された研磨工具の製造方法の発明は、つぎのように構成した。すなわち、研磨工具の製造方法は、（１）金属粉末と硬質砥粒の混合物を生成してチップを成形する第１工程と、（２）前記切刃板をプレス加工にて成形した後、銅メッキを施した切刃板にチップを配置して焼結し、切刃部を形成する第２工程と、（３）前記回転基体を旋削加工またはプレス加工にて成形する第３工程と、（４）前記切刃板の円板部の穴に前記回転基体の軸部を挿通し、下フランジと前記切刃板の円板部の隙間に弾性体を充填し、または前記切刃板の円板部の穴に前記回転基体の軸部を挿通し、上フランジを軸部の上端近傍に嵌着して前記回転基体の下フランジと上フランジとの隙間に弾性体を充填し、前記切刃板を前記弾性体によって埋没させて成形し、前記回転基体と前記切刃板を固定する第４工程とを含むことを特徴とする。
ただし、請求項１、２に係る研磨工具の場合は、上フランジは不要となる。
【００１９】
このように、研磨工具の製造方法では、（１）〜（４）の工程を行うことにより、被加工物と硬質砥粒との衝突の際に発生する振動は、ゴム等による弾性体が振動を吸収し減衰させ、また、被加工物の形状に倣うように柔軟性が有り、且つ、上フランジを設けることにより、押圧力は上フランジで受けるため腰が強く、また、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない研磨工具を提供することができる。なお、充填される弾性体の厚み、弾性体の種類等は、被加工物に合わせて自在に変更可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の４つの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施の形態＞
図１は、本発明の第１実施の形態を示し、図１（ａ）は研磨工具の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。図２は研磨工具の下面図である。
図１（ｂ）に示すように、研磨工具１０は、被研磨面を研磨する切刃３を下面に有する円板上の切刃板２と、切刃板２に弾性体４を介して回転力を伝える回転基体１とによって構成されている。
【００２１】
回転基体１は、電動工具に装着するために取付機構を有した軸部１ａと、軸部１ａの下端（先端ともいう）に設けられたフランジ部１ｂを備えている。
この取付機構は、電動工具（ディスクグラインダ）１３（図５参照）のスピンドル１３ａに回転基体１の雌ネジ１ｃを螺入して接続される。そして、回転基体１の軸部１ａに形成されたスパナ掛けのための２面削ぎ面１ｅ、１ｅが施されており、スパナ工具によって、取り付け、取り外しが行われる。
【００２２】
回転基体１は、旋削加工、フライス加工、穴あけ加工によって製作される。回転基体１の上端（基端ともいう）は、スパナ掛けに必要な頭部が上面から突出しており、軸部１ａの下端には、下フランジ１ｂが一体に形成され、複数の孔１ｄ、１ｄ…が例えば、８等配に穿設されている。
回転基体１の軸部１ａは、外径φＤ１の軸を形成し、下端には外径φＤ２の下フランジ１ｂが形成されている。
【００２３】
切刃板２は、円環状の切刃部２ａと、切刃部２ａの内周縁から所定角度で筒状に立ち上げた立ち上げ部２ｂと、立ち上げ部２ｂの端部を閉鎖して中央に穴２ｅを設けた円板部２ｃを備えている。
切刃板２の円板部２ｃの穴２ｅに回転基体１の軸部１ａが挿通され、回転基体１の下フランジ１ｂと上下に対峙して、弾性体４に埋設されて連結されている。
切刃板２の円板部２ｃには、複数の孔２ｄ、２ｄ…は配設され、例えば、８等配に並んでいる。切刃板２は、薄い円板状の鉄板であり、ここでは、同じＳＰＣＣ材やＳＫ材で厚みｔ０．５〜２．０ｍｍが好適である。
【００２４】
切刃板２は、被加工物を研磨するための切刃３を有し、略円板状で、半断面がクランク形状をしており、円板部２ｃには内径φｄの穴２ｅに、回転基体１の軸部１ａを挿通し、下フランジ１ｂとの隙間、例えば約５ｍｍを確保して配設している。その上から弾性体４によって覆っている。回転基体１と切刃板２との隙間には、弾性体４が充填され、充填した弾性体４によって回転基体１と切刃板２と上フランジ７とが連結されている。
したがって、前記回転基体１の軸部１ａの外径φＤ１と下フランジ１ｂの外径φＤ２と、前記切刃板２の開口部の穴径φｄとは、Ｄ２＞ｄ＞Ｄ１とすることによって、切刃板２が外に抜けないようになっている。
【００２５】
弾性体４は、図１（ｂ）に示すように、切刃板２の円板部２ｃと下フランジ１ｂとが上下に対峙した状態で、その隙間に充填されている。下フランジ１ｂの孔１ｄ、１ｄ…や切刃板２の孔２ｄ、２ｄ…にも充填されており、回転基体１と切刃板２とを包み込んでしっかりと結合させている。この弾性体４は、シリコンゴム、ウレタンゴム、アクリロニトリルゴム、フッ素ゴム等の高分子を用いた合成ゴム等から構成してもよい。また、弾性体４の中に、ケプラーやワイヤーあるいはグラスファイバー繊維等の引張力に強い細線を混入して強度を高めても構わない。
【００２６】
また、図１（ａ）、図２に示すように、切刃板２と弾性体４には、上下に複数の貫通した孔５、５…が、例えば９個配設されている。このように、貫通した孔５、５…を設けたことにより、研磨、研削によって発生した研磨熱や研摩熱を上方に開放し、発散させ、空気冷却効果を高めると共に、軽量化に有効である。
【００２７】
図２に示すように、切刃３は、切刃部２ａの下面の外周縁に沿って円周方向に島状に、しかも横向きまたは縦向きに配設されており、切刃部２ａの外周縁より寸法ｔだけ突出している。ここでは、寸法ｔは、約１ｍｍが好適である。また、図中の大きな黒点は、硬質砥粒３ａ、３ａ…の例えばダイヤモンド粒子であるが、他の超硬度の砥粒、例えば、ＣＢＮ（立方晶窒化ほう素）粒子や、アルミナやアランダム、炭化珪素あるいは超硬粉末等を単体あるいは複数または全部を混合して使用しても構わない。
【００２８】
＜第２実施の形態＞
図３は、本発明の第２実施の形態に係り、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。第１実施の形態の図１（ｂ）との相違点は、回転基体６であるため、回転基体１と回転基体６の違いについて説明する。
図３に示すように、研磨工具２０の回転基体６は、電動工具に装着するために取付機構を有した軸部６ａと、軸部６ａの下端に設けられた下フランジ６ｂを備えている。回転基体６の軸部６ａには、雌ネジが無い代わりに筒状の上端には取付部６ｅが形成され、取付部６ｅには取付孔６ｃが形成されている。下端には下フランジ６ｂが形成されて、その下フランジ６ｄには複数の孔６ｄ、６ｄ、…が穿設されている。回転基体６は、プレス加工によって、成形される。
以下、切刃板２、切刃部３及び弾性体４については、第１実施の形態での説明と重複するため、同符号を付し説明は省略する。
【００２９】
＜第３実施の形態＞
図４（ａ）は、本発明の第３実施の形態に係り、上フランジ付の研磨工具３０を示し、図１（ｂ）の第１実施の形態をベースとする研磨工具の断面図である。図４（ａ）に示すように、研磨工具３０は、被研磨面を研磨する切刃３を下面に有する円板上の切刃板２と、切刃板２に弾性体４を介して回転力を伝える回転基体１と腰を強くする上フランジ７によって構成されている。
【００３０】
軸部１ａの上端近傍には外径が小さい直径φＤ３により位置決めがなされて上フランジ７が嵌入され、その軸部１ａにカシメによって回転基体１に嵌着されている。この上フランジ７にも複数の孔７ａ、７ａ…が例えば、８等配に穿設されている。下フランジ１ｂの孔１ｄと上フランジ７の孔７ａは、回転基体１と弾性体４とを連結するのに重要な役目を果たし、弾性体４はこの孔１ｄ、７ａに浸入し、しっかりと包み込んで一体になっている。
【００３１】
切刃板２の円板部２ｃの穴２ｅに回転基体１の軸部１ａが挿通され、回転基体１の下フランジ１ｂと上下フランジ７とが上下に対峙して、弾性体４に埋設されて連結されている。また、切刃板２の円板部２ｃには内径φｄの穴２ｅに、回転基体１の軸部１ａを挿通し、下フランジ１ｂとの隙間、例えば約５ｍｍを確保して配設し、その上から上フランジ７を嵌着して、例えば約３ｍｍの隙間を確保する。そして、回転基体１と切刃板２と上フランジ７との隙間には、弾性体４が充填され、充填した弾性体４によって回転基体１と切刃板２と上フランジ７とが連結されている。
弾性体４は、切刃板２の円板部２ｃを挟んで、上下に上フランジ７と下フランジ１ｂとを配置した状態の隙間に充填され、それらが埋設されている。
【００３２】
＜第４実施の形態＞
図４は、本発明の第４実施の形態に係り、上フランジ付の研磨工具４０を示し、（ｂ）は、図３の第２実施の形態をベースとする研磨工具の断面図である。
図４（ｂ）に示すように、研磨工具４０は、上フランジ８は、回転基体６の軸部６ａの上端近傍に嵌着されており、上フランジ８には複数の孔８ａ、８ａ…が穿設されている。回転基体６についての説明は、重複するため省略する。
【００３３】
続いて、本発明の研磨工具の動作について説明する。
図５は、本発明の第３実施の形態で示した研磨工具３０を使用して被加工物を研磨加工している様子を示す断面図である。図５に示すように、電動工具（ディスクグラインダ）１３に研磨工具３０を装着する。
まず、ディスクグラインダ１３のスピンドル１３ａに形成された雄ネジ１３ｂを回転基体１の雌ネジ１ｂに螺入し、スパナをスパナ掛け用の２面削ぎ面１ｅ、１ｅに挿入し取り付ける。
次に、ディスクグラインダ１３の電源入用押しボタン（図示せず）を押し、スピンドル１３ａを回転させる。そして、被加工物の研磨面に切刃板２の切刃３を押し付ける。このとき、切刃板２の切刃３は被加工物Ｗに当接し、押圧力がかかると弾性体４が柔軟に変形するが、上フランジ７により押し戻されて、研摩加工が行われる。
これにより、弾性体４の下面に設けられた切刃３を有する切刃部２ａもソフトに接触しながら回転し、硬質砥粒３ａにより砥粒の脱落がしにくく、切れ味が変わらずに持続できて、しかも、柔軟性に富み、騒音の少ない研磨ができる。このように、研磨する切刃３は、ダイヤモンド粒子からなる硬質砥粒３ａであり、極めて硬度は高く、かつ十分な厚みを有しているため長寿命であり、工具交換の頻度は極めて低くできる。
【００３４】
弾性体４の変形は、切刃板２の切刃部２ａの研磨面を柔軟に変えるため、硬質砥粒３ａの切刃部２ａの当接面も柔軟に変わることになる。
さらに、被加工物Ｗの形状に倣いながら柔軟に変形して研磨作業を行い、回転基体１がゴム製の弾性体４に覆われているために被加工物Ｗとの衝突の際に発生する振動が手に伝わることがなく、騒音を抑えることができる。
【００３５】
続いて、図６を参照して研磨工具４０の装着方法について説明する。
図６は、研磨工具４０を使用して、被加工物を研磨加工している様子を示す断面図である。図６に示すように、ディスクグラインダ１３に研磨工具４０を装着する方法は、ディスクグラインダ１３のスピンドル１３ａに形成された雄ネジ１３ｂに回転基体６の取付穴６ｃを挿通し、取付部６ｅにスリーブ１４を挿入する。そして、スパナ工具（図示せず）によってナット１５を固定する。
動作の説明は、第３実施の形態での説明と重複するため、省略する。
【００３６】
つぎに、本発明に係る研磨工具１０〜４０の製造方法について説明する。
ただし、研磨工具１０、２０の場合は、上フランジ７、８は不要とする。
第１工程は、金属粉末と硬質砥粒の混合物を生成してチップを成形する。金属粉末は、銅（Ｃｕ）、すず（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）等の金属の粉末であり、硬質砥粒はダイヤモンド粒子である。これらの各種金属を所定量、例えば、チップを１００個分製造するに当たっては、銅、コバルト、鉄、ニッケルは２０〜５０ｇ、すず（Ｓｎ）は１０〜３０ｇ、タングステンは５〜２０ｇずつ計量し、仮混合容器に投入する。そして、所定時間、例えば、１０分間程攪拌、混合し、高速混合容器に投入し、例えば、１５〜２０分間程攪拌して本混合する。
【００３７】
つぎに、本混合した金属粉末に所定量のダイヤモンド粒子を散布、投入し、所定時間、例えば、１０分間程混合して成形機ホッパーに投入して成形機を稼動させて切刃３となるチップを成形する。
【００３８】
第２工程は、図２に示すように、切刃板２をプレス加工にて成形した後、銅メッキＣｕを施した切刃部２ａに切刃（チップともいう）３を配置して焼結し、切刃部２ａに一体とした切刃３を形成する。切刃板２は、一例として鋼板の、例えばＳＰＣＣ材、ＳＫ材の厚みｔ２．０ｍｍが好適であるが、その他の材料であっても構わない。これらの鋼板を円形状にプレスにより打ち抜き、その後、半断面がクランク形状のように絞り加工と中央の穴２ｅ、孔２ｄ、２ｄ…をプレスにて加工する。
【００３９】
チップの成形には、圧縮率を上げ、型の離型を良くするために、ステアリン酸亜鉛を０．１〜０．３％程度添加してもよい。切刃板２に施す銅メッキＣｕは５〜１０μｍの厚みが都合がよく、時間は６０〜８０分、温度は７００〜１０００°Ｃ、圧力は１５〜３０ＭＰａの条件により、各種金属粉末が焼結し、銅メッキ層に拡散し結合する。
【００４０】
第３工程は、図４（ａ）に示すように、回転基体１は、材料がＳ４５Ｃのバー材であり、旋盤による旋削加工をした後、フライス盤による２面削ぎ面１ｅ、１ｅを加工し、ボール盤による下フランジ１ｂの孔１ｄ、１ｄ…の穴あけ加工が好ましく、これらの加工を１台で行うことができる複合加工機で行ってもよい。
また、図４（ｂ）に示すように、回転基体６の場合は、ＳＰＣＣ材またはＳＫ材が好適だが、その他の材料であっても構わない。プレス加工によって、絞り加工を行い、下フランジ６ｂに配置した複数の孔６ｄ、６ｄ…を加工する。
【００４１】
第４工程は、図４（ａ）に示すように、回転基体１と切刃板２と上フランジ７の間に弾性体４を充填して成形し、前記切刃板２を固定する。弾性体４であるゴム成形は、回転基体１、６を下型のセンター穴に固定し、同時焼結された切刃部３が形成された切刃板２を下型に組み込み、ゴム材を下型に入れる。そして上型を下型に組み付け、この型をプレス成形機にセットする。つぎに、２０〜３０ＭＰａ程度に加圧しながら所定の温度、例えば、１７０°Ｃまで上昇させることによってゴムの流動性を増し、充填させる。
続いて、所定時間後の例えば、１時間後に型から成形したゴムカップ本体を取り出し、体裁を整える。さらに、ゴムカップ本体を旋盤に取り付け、回転させて、切刃部２ａの切刃３の目立てを行い、研磨工具が完成する。
【００４２】
なお、本発明は、この実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて適宜に変更することが可能である。たとえば、回転基体、切刃板、上フランジ等の材質は、その他の材質であってもよいし、切刃部の形状、材質も変更しても構わない。また、研磨工具の製造方法は、少なくとも（１）〜（４）の工程からなるが、その工程順を変えてもよいし、また、これに別工程を追加しても構わない。さらに、融着による製造方法の他に、電着による製造方法、粉末冶金で焼結したチップを切刃とする製造方法であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、回転基体と切刃板とは弾性体を介して連結し、弾性体で回転基体と切刃板とを一体としたことにより、研磨工具の押圧力に対して腰があり、柔軟性もある。また、弾性変形することにより、切削力の反力を吸収することから、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない高寿命の研磨工具を提供することができる。
【００４４】
請求項２に記載の発明によれば、上フランジを設けたことによって、研磨工具の押圧力に対しては、上フランジによって力を受けるために腰が強くできるため、十分な研摩量を確保できる。且つ柔軟性に富み、弾性体の伸縮して弾性変形する。また、弾性変形することにより、切削力の反力を吸収することから、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない研磨工具を提供することができる。
【００４５】
請求項３、４に記載の発明によれば、回転基体の下フランジと、または回転基体の下フランジと上フランジには、複数の孔が形成され、前記切刃板の円板部にも同様に複数の孔を穿設したことにより、弾性体がこれらの穴の中にも充填されるため、回転基体と弾性体、上フランジと弾性体、切刃板と弾性体とがしっかりと連結できる。
【００４６】
請求項５に記載の発明によれば、Ｄ２＞ｄ＞Ｄ１の条件で各穴径と軸径が構成されることにより、回転基体と切刃板との係合を確保することができ、且つ、切刃板は回転基体に対して柔軟に変形することができるため、凹凸または段差がある被加工物に対してスムーズに研磨、研削作業を行うことができる。
【００４７】
請求項６に記載の発明によれば、このような貫通穴を設けることにより、切粉を排出し、空冷による冷却効果が高まると共に、軽量化ができるため、扱いやすくすることができる。
【００４８】
請求項７に記載の発明によれば、切刃板の外周縁より切刃を突出させていることにより、被加工物の研磨面と切刃板の外周縁および弾性体と干渉することがなく、隙間が確保されるため、弾性体の耐久性を高めることができる。
【００４９】
請求項８に記載の発明によれば、研磨工具の製造方法では、（１）〜（４）の工程を行うことにより、被加工物と硬質砥粒との衝突の際に発生する振動は、ゴム等による弾性体が振動を吸収し減衰させ、また、被加工物の形状に倣うように柔軟性が有り、且つ、上フランジを設けることにより、押圧力は上フランジで受けるため腰が強く、また、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない研磨工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係り、（ａ）は研磨工具の平面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】図１（ｂ）に示す本発明の研磨工具の下面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係り、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。
【図４】（ａ）は、第３実施の形態に係り、上フランジ付の研磨工具の断面図であり、（ｂ）は第４実施の形態に係り、上フランジ付の研磨工具の断面図である。
【図５】本発明の第３実施の形態を示した研磨工具を使用して被加工物を研磨加工している様子を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施の形態を示し、研磨工具を使用して被加工物を研磨加工している様子を示す断面図である。
【図７】従来の研磨工具であるラバーパットを示し、（ａ）はその組み付け手順を示す分解斜視図であり、（ｂ）はその使用状況を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、６ 回転基体
１ａ、６ａ 軸部
１ｂ、６ｂ 下フランジ
１ｃ 雌ねじ
１ｄ、２ｄ、５、６ｄ、７ａ、８ａ 孔
１ｅ ２面削ぎ面
２ 切刃板
２ａ 切刃部
２ｂ 立ち上げ部
２ｃ 円板部
２ｅ 穴
３ 切刃
３ａ 硬質砥粒
４ 弾性体
６ｃ 取付穴
６ｅ 取付部
７、８ 上フランジ
１０、２０、３０、４０ 研磨工具
１３ 電動工具（ディスクグラインダ）
１３ａ スピンドル
１４ スリーブ
１５ ナット
Ｗ 被加工物（ワーク）
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートやコンクリート２次製品、石材、ガラス材などの被加工物（ワーク）を研磨、研削するための研磨工具及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性体のゴム（ラバー）を使用した従来の研磨工具として、ラバーパットが市販されている。図７（ａ）は、そのラバーパットの組み付け手順を示す分解斜視図であり、図７（ｂ）は、その使用状況を示す斜視図である。図７（ａ）に示すように、ディスクグラインダ３０の回転主軸部２１にインナーフランジ２２を装着し、ラバーパット２３を挿入してディスクペーパ２４を重ね、ロックナット２５を螺着し、ロックナットレンチ（図示せず）で締結する。これにより、図７（ｂ）に示すように、ラバーパット２３はゴム製であるため、ゴムにより柔軟な研磨作業を行うことができる。
なお、特許文献を検索したが該当するものがない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ゴム製ラバーパット２３では押圧力に対して腰が柔軟しすぎて十分な研摩作業が出来ないという問題があった。また、研磨作業用のディスクペーパ２４は、円形に成形したサンドペーパであり、腰が弱く研磨量も少なく、しかも砥粒の脱落により切れ味がすぐに悪くなるという問題があった。また、研磨による研磨熱がこもり、放熱が悪いという問題があり、ディスクペーパ２４は消耗品であるため、交換頻度が高く、作業性が悪いという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の研磨工具は、従来の問題点に鑑み創案されたものであり、弾性体を主体とする研磨工具であって、押圧力に対しても腰が強く、十分な研摩量を確保でき、砥粒の脱落がしにくく、切れ味が変わらずに持続できて、しかも、柔軟性に富み、振動や騒音の少ない研磨工具を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る研磨工具は、電動工具のスピンドルに取り付けられて回転され、被加工物に対して押し付けながら、加工物の研磨面を研磨する研磨工具において、前記被研磨面を研磨する切刃部を下面に有する円板状の切刃板と、前記切刃板に弾性体を介して回転力を伝える回転基体とを備えた研磨工具であって、前記切刃板は、切刃を有する円環状の切刃部と、前記切刃部の内周縁から所定角度で筒状に立ち上げた立ち上げ部と、前記立ち上げ部の端部に設けられ中央に穴を有する円板部とを備え、前記回転基体は、前記スピンドルに装着するために取付機構を有する軸部と、前記軸部の下端に設けられた下フランジを備え、前記軸部が前記切刃板の円板部の穴に挿通され、前記下フランジと前記切刃板の円板部を前記弾性体に埋設されて配置したことを特徴とする。
【０００６】
このように、回転基体と切刃板とは弾性体を介して連結し、弾性体で回転基体と切刃板とを一体としたことにより、研磨工具の押圧力に対して腰があり、柔軟性もある。また、弾性変形することにより、切削力の反力を吸収することから、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない高寿命の研磨工具を提供することができる。さらに、電動工具の主軸にかかる衝撃が緩和され、モータにかかる負担を軽減できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の研磨工具であって、前記切刃板の円板部の上面に対峙し、前記軸部上端の近傍に上フランジが設けられたことを特徴とする。
【０００８】
このように、上フランジを設け、下フランジと上フランジが上下方向に切刃板を挟み込んだ状態で弾性体に埋設されることにより、研磨工具の押圧力に対しては、上フランジが力を受ける分、腰が強くできるため、十分な研摩量を確保できる。且つ柔軟性に富み、弾性体の伸縮して弾性変形する。また、弾性変形することにより、切削力の反力を吸収することから、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない研磨工具を提供することができる。さらに、電動工具の主軸にかかる衝撃が緩和されることから、モータにかかる負担を軽減できる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の研磨工具であって、前記回転基体の下フランジと、前記切刃板の円板部には、複数の孔を穿設し、前記弾性体を複数の孔に噛み込ませたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の研磨工具であって、前記回転基体の下フランジと、上フランジと、前記切刃板の円板部には、複数の孔を穿設し、前記弾性体を複数の孔に噛み込ませたことを特徴とする。
【００１１】
このように、回転基体の下フランジと、または回転基体の下フランジと上フランジには、複数の孔が形成され、前記切刃板の円板部にも同様に複数の孔を穿設したことにより、弾性体がこれらの穴の中にも充填されるため、回転基体と弾性体、上フランジと弾性体、切刃板と弾性体とがしっかりと連結できる。
なお、請求項３には上フランジは含まない。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の研磨工具であって、前記研磨工具の回転基体は、前記回転基体の外径Ｄ１と下フランジの外径Ｄ２と、前記切刃板の中央に開口を有する円板部の穴径ｄとは、Ｄ２＞ｄ＞Ｄ１の条件で構成されることを特徴とする。
【００１３】
このように、Ｄ２＞ｄ＞Ｄ１の条件で各穴径と軸径が構成されることにより、回転基体と切刃板との係合を確保することができ、且つ、切刃板は回転基体に対して柔軟に変形することができるため、凹凸または段差がある被加工物に対してスムーズに研磨、研削作業を行うことができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の研磨工具であって、前記弾性体は、前記切刃部の穴に対応する位置に上下に貫通した孔を有することを特徴とする。
【００１５】
このような貫通孔を設けることにより、切粉の排出の他、空冷による冷却効果が高まると共に、軽量化ができるため、扱いやすくすることができる。
この場合、上下に貫通した孔の他に、弾性体のみに穴を設けても構わない。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の研磨工具であって、前記切刃は、前記切刃板の外周縁より突出させていることを特徴とする。
【００１７】
このように、切刃板の外周縁より切刃を突出させていることにより、被加工物の被研磨面と切刃板の外周縁および弾性体と干渉することがなく、スキマが確保されるため、弾性体の耐久性を確保し、寿命を延ばすことができる。
【００１８】
そして、請求項８に記載された研磨工具の製造方法の発明は、つぎのように構成した。すなわち、研磨工具の製造方法は、（１）金属粉末と硬質砥粒の混合物を生成してチップを成形する第１工程と、（２）前記切刃板をプレス加工にて成形した後、銅メッキを施した切刃板にチップを配置して焼結し、切刃部を形成する第２工程と、（３）前記回転基体を旋削加工またはプレス加工にて成形する第３工程と、（４）前記切刃板の円板部の穴に前記回転基体の軸部を挿通し、下フランジと前記切刃板の円板部の隙間に弾性体を充填し、または前記切刃板の円板部の穴に前記回転基体の軸部を挿通し、上フランジを軸部の上端近傍に嵌着して前記回転基体の下フランジと上フランジとの隙間に弾性体を充填し、前記切刃板を前記弾性体によって埋没させて成形し、前記回転基体と前記切刃板を固定する第４工程とを含むことを特徴とする。
ただし、請求項１、２に係る研磨工具の場合は、上フランジは不要となる。
【００１９】
このように、研磨工具の製造方法では、（１）〜（４）の工程を行うことにより、被加工物と硬質砥粒との衝突の際に発生する振動は、ゴム等による弾性体が振動を吸収し減衰させ、また、被加工物の形状に倣うように柔軟性が有り、且つ、上フランジを設けることにより、押圧力は上フランジで受けるため腰が強く、また、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない研磨工具を提供することができる。なお、充填される弾性体の厚み、弾性体の種類等は、被加工物に合わせて自在に変更可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の４つの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施の形態＞
図１は、本発明の第１実施の形態を示し、図１（ａ）は研磨工具の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。図２は研磨工具の下面図である。
図１（ｂ）に示すように、研磨工具１０は、被研磨面を研磨する切刃３を下面に有する円板上の切刃板２と、切刃板２に弾性体４を介して回転力を伝える回転基体１とによって構成されている。
【００２１】
回転基体１は、電動工具に装着するために取付機構を有した軸部１ａと、軸部１ａの下端（先端ともいう）に設けられたフランジ部１ｂを備えている。
この取付機構は、電動工具（ディスクグラインダ）１３（図５参照）のスピンドル１３ａに回転基体１の雌ネジ１ｃを螺入して接続される。そして、回転基体１の軸部１ａに形成されたスパナ掛けのための２面削ぎ面１ｅ、１ｅが施されており、スパナ工具によって、取り付け、取り外しが行われる。
【００２２】
回転基体１は、旋削加工、フライス加工、穴あけ加工によって製作される。回転基体１の上端（基端ともいう）は、スパナ掛けに必要な頭部が上面から突出しており、軸部１ａの下端には、下フランジ１ｂが一体に形成され、複数の孔１ｄ、１ｄ…が例えば、８等配に穿設されている。
回転基体１の軸部１ａは、外径φＤ１の軸を形成し、下端には外径φＤ２の下フランジ１ｂが形成されている。
【００２３】
切刃板２は、円環状の切刃部２ａと、切刃部２ａの内周縁から所定角度で筒状に立ち上げた立ち上げ部２ｂと、立ち上げ部２ｂの端部を閉鎖して中央に穴２ｅを設けた円板部２ｃを備えている。
切刃板２の円板部２ｃの穴２ｅに回転基体１の軸部１ａが挿通され、回転基体１の下フランジ１ｂと上下に対峙して、弾性体４に埋設されて連結されている。
切刃板２の円板部２ｃには、複数の孔２ｄ、２ｄ…は配設され、例えば、８等配に並んでいる。切刃板２は、薄い円板状の鉄板であり、ここでは、同じＳＰＣＣ材やＳＫ材で厚みｔ０．５〜２．０ｍｍが好適である。
【００２４】
切刃板２は、被加工物を研磨するための切刃３を有し、略円板状で、半断面がクランク形状をしており、円板部２ｃには内径φｄの穴２ｅに、回転基体１の軸部１ａを挿通し、下フランジ１ｂとの隙間、例えば約５ｍｍを確保して配設している。その上から弾性体４によって覆っている。回転基体１と切刃板２との隙間には、弾性体４が充填され、充填した弾性体４によって回転基体１と切刃板２と上フランジ７とが連結されている。
したがって、前記回転基体１の軸部１ａの外径φＤ１と下フランジ１ｂの外径φＤ２と、前記切刃板２の開口部の穴径φｄとは、Ｄ２＞ｄ＞Ｄ１とすることによって、切刃板２が外に抜けないようになっている。
【００２５】
弾性体４は、図１（ｂ）に示すように、切刃板２の円板部２ｃと下フランジ１ｂとが上下に対峙した状態で、その隙間に充填されている。下フランジ１ｂの孔１ｄ、１ｄ…や切刃板２の孔２ｄ、２ｄ…にも充填されており、回転基体１と切刃板２とを包み込んでしっかりと結合させている。この弾性体４は、シリコンゴム、ウレタンゴム、アクリロニトリルゴム、フッ素ゴム等の高分子を用いた合成ゴム等から構成してもよい。また、弾性体４の中に、ケプラーやワイヤーあるいはグラスファイバー繊維等の引張力に強い細線を混入して強度を高めても構わない。
【００２６】
また、図１（ａ）、図２に示すように、切刃板２と弾性体４には、上下に複数の貫通した孔５、５…が、例えば９個配設されている。このように、貫通した孔５、５…を設けたことにより、研磨、研削によって発生した研磨熱や研摩熱を上方に開放し、発散させ、空気冷却効果を高めると共に、軽量化に有効である。
【００２７】
図２に示すように、切刃３は、切刃部２ａの下面の外周縁に沿って円周方向に島状に、しかも横向きまたは縦向きに配設されており、切刃部２ａの外周縁より寸法ｔだけ突出している。ここでは、寸法ｔは、約１ｍｍが好適である。また、図中の大きな黒点は、硬質砥粒３ａ、３ａ…の例えばダイヤモンド粒子であるが、他の超硬度の砥粒、例えば、ＣＢＮ（立方晶窒化ほう素）粒子や、アルミナやアランダム、炭化珪素あるいは超硬粉末等を単体あるいは複数または全部を混合して使用しても構わない。
【００２８】
＜第２実施の形態＞
図３は、本発明の第２実施の形態に係り、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。第１実施の形態の図１（ｂ）との相違点は、回転基体６であるため、回転基体１と回転基体６の違いについて説明する。
図３に示すように、研磨工具２０の回転基体６は、電動工具に装着するために取付機構を有した軸部６ａと、軸部６ａの下端に設けられた下フランジ６ｂを備えている。回転基体６の軸部６ａには、雌ネジが無い代わりに筒状の上端には取付部６ｅが形成され、取付部６ｅには取付孔６ｃが形成されている。下端には下フランジ６ｂが形成されて、その下フランジ６ｄには複数の孔６ｄ、６ｄ、…が穿設されている。回転基体６は、プレス加工によって、成形される。
以下、切刃板２、切刃部３及び弾性体４については、第１実施の形態での説明と重複するため、同符号を付し説明は省略する。
【００２９】
＜第３実施の形態＞
図４（ａ）は、本発明の第３実施の形態に係り、上フランジ付の研磨工具３０を示し、図１（ｂ）の第１実施の形態をベースとする研磨工具の断面図である。図４（ａ）に示すように、研磨工具３０は、被研磨面を研磨する切刃３を下面に有する円板上の切刃板２と、切刃板２に弾性体４を介して回転力を伝える回転基体１と腰を強くする上フランジ７によって構成されている。
【００３０】
軸部１ａの上端近傍には外径が小さい直径φＤ３により位置決めがなされて上フランジ７が嵌入され、その軸部１ａにカシメによって回転基体１に嵌着されている。この上フランジ７にも複数の孔７ａ、７ａ…が例えば、８等配に穿設されている。下フランジ１ｂの孔１ｄと上フランジ７の孔７ａは、回転基体１と弾性体４とを連結するのに重要な役目を果たし、弾性体４はこの孔１ｄ、７ａに浸入し、しっかりと包み込んで一体になっている。
【００３１】
切刃板２の円板部２ｃの穴２ｅに回転基体１の軸部１ａが挿通され、回転基体１の下フランジ１ｂと上下フランジ７とが上下に対峙して、弾性体４に埋設されて連結されている。また、切刃板２の円板部２ｃには内径φｄの穴２ｅに、回転基体１の軸部１ａを挿通し、下フランジ１ｂとの隙間、例えば約５ｍｍを確保して配設し、その上から上フランジ７を嵌着して、例えば約３ｍｍの隙間を確保する。そして、回転基体１と切刃板２と上フランジ７との隙間には、弾性体４が充填され、充填した弾性体４によって回転基体１と切刃板２と上フランジ７とが連結されている。
弾性体４は、切刃板２の円板部２ｃを挟んで、上下に上フランジ７と下フランジ１ｂとを配置した状態の隙間に充填され、それらが埋設されている。
【００３２】
＜第４実施の形態＞
図４は、本発明の第４実施の形態に係り、上フランジ付の研磨工具４０を示し、（ｂ）は、図３の第２実施の形態をベースとする研磨工具の断面図である。
図４（ｂ）に示すように、研磨工具４０は、上フランジ８は、回転基体６の軸部６ａの上端近傍に嵌着されており、上フランジ８には複数の孔８ａ、８ａ…が穿設されている。回転基体６についての説明は、重複するため省略する。
【００３３】
続いて、本発明の研磨工具の動作について説明する。
図５は、本発明の第３実施の形態で示した研磨工具３０を使用して被加工物を研磨加工している様子を示す断面図である。図５に示すように、電動工具（ディスクグラインダ）１３に研磨工具３０を装着する。
まず、ディスクグラインダ１３のスピンドル１３ａに形成された雄ネジ１３ｂを回転基体１の雌ネジ１ｂに螺入し、スパナをスパナ掛け用の２面削ぎ面１ｅ、１ｅに挿入し取り付ける。
次に、ディスクグラインダ１３の電源入用押しボタン（図示せず）を押し、スピンドル１３ａを回転させる。そして、被加工物の研磨面に切刃板２の切刃３を押し付ける。このとき、切刃板２の切刃３は被加工物Ｗに当接し、押圧力がかかると弾性体４が柔軟に変形するが、上フランジ７により押し戻されて、研摩加工が行われる。
これにより、弾性体４の下面に設けられた切刃３を有する切刃部２ａもソフトに接触しながら回転し、硬質砥粒３ａにより砥粒の脱落がしにくく、切れ味が変わらずに持続できて、しかも、柔軟性に富み、騒音の少ない研磨ができる。このように、研磨する切刃３は、ダイヤモンド粒子からなる硬質砥粒３ａであり、極めて硬度は高く、かつ十分な厚みを有しているため長寿命であり、工具交換の頻度は極めて低くできる。
【００３４】
弾性体４の変形は、切刃板２の切刃部２ａの研磨面を柔軟に変えるため、硬質砥粒３ａの切刃部２ａの当接面も柔軟に変わることになる。
さらに、被加工物Ｗの形状に倣いながら柔軟に変形して研磨作業を行い、回転基体１がゴム製の弾性体４に覆われているために被加工物Ｗとの衝突の際に発生する振動が手に伝わることがなく、騒音を抑えることができる。
【００３５】
続いて、図６を参照して研磨工具４０の装着方法について説明する。
図６は、研磨工具４０を使用して、被加工物を研磨加工している様子を示す断面図である。図６に示すように、ディスクグラインダ１３に研磨工具４０を装着する方法は、ディスクグラインダ１３のスピンドル１３ａに形成された雄ネジ１３ｂに回転基体６の取付穴６ｃを挿通し、取付部６ｅにスリーブ１４を挿入する。そして、スパナ工具（図示せず）によってナット１５を固定する。
動作の説明は、第３実施の形態での説明と重複するため、省略する。
【００３６】
つぎに、本発明に係る研磨工具１０〜４０の製造方法について説明する。
ただし、研磨工具１０、２０の場合は、上フランジ７、８は不要とする。
第１工程は、金属粉末と硬質砥粒の混合物を生成してチップを成形する。金属粉末は、銅（Ｃｕ）、すず（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）等の金属の粉末であり、硬質砥粒はダイヤモンド粒子である。これらの各種金属を所定量、例えば、チップを１００個分製造するに当たっては、銅、コバルト、鉄、ニッケルは２０〜５０ｇ、すず（Ｓｎ）は１０〜３０ｇ、タングステンは５〜２０ｇずつ計量し、仮混合容器に投入する。そして、所定時間、例えば、１０分間程攪拌、混合し、高速混合容器に投入し、例えば、１５〜２０分間程攪拌して本混合する。
【００３７】
つぎに、本混合した金属粉末に所定量のダイヤモンド粒子を散布、投入し、所定時間、例えば、１０分間程混合して成形機ホッパーに投入して成形機を稼動させて切刃３となるチップを成形する。
【００３８】
第２工程は、図２に示すように、切刃板２をプレス加工にて成形した後、銅メッキＣｕを施した切刃部２ａに切刃（チップともいう）３を配置して焼結し、切刃部２ａに一体とした切刃３を形成する。切刃板２は、一例として鋼板の、例えばＳＰＣＣ材、ＳＫ材の厚みｔ２．０ｍｍが好適であるが、その他の材料であっても構わない。これらの鋼板を円形状にプレスにより打ち抜き、その後、半断面がクランク形状のように絞り加工と中央の穴２ｅ、孔２ｄ、２ｄ…をプレスにて加工する。
【００３９】
チップの成形には、圧縮率を上げ、型の離型を良くするために、ステアリン酸亜鉛を０．１〜０．３％程度添加してもよい。切刃板２に施す銅メッキＣｕは５〜１０μｍの厚みが都合がよく、時間は６０〜８０分、温度は７００〜１０００°Ｃ、圧力は１５〜３０ＭＰａの条件により、各種金属粉末が焼結し、銅メッキ層に拡散し結合する。
【００４０】
第３工程は、図４（ａ）に示すように、回転基体１は、材料がＳ４５Ｃのバー材であり、旋盤による旋削加工をした後、フライス盤による２面削ぎ面１ｅ、１ｅを加工し、ボール盤による下フランジ１ｂの孔１ｄ、１ｄ…の穴あけ加工が好ましく、これらの加工を１台で行うことができる複合加工機で行ってもよい。
また、図４（ｂ）に示すように、回転基体６の場合は、ＳＰＣＣ材またはＳＫ材が好適だが、その他の材料であっても構わない。プレス加工によって、絞り加工を行い、下フランジ６ｂに配置した複数の孔６ｄ、６ｄ…を加工する。
【００４１】
第４工程は、図４（ａ）に示すように、回転基体１と切刃板２と上フランジ７の間に弾性体４を充填して成形し、前記切刃板２を固定する。弾性体４であるゴム成形は、回転基体１、６を下型のセンター穴に固定し、同時焼結された切刃部３が形成された切刃板２を下型に組み込み、ゴム材を下型に入れる。そして上型を下型に組み付け、この型をプレス成形機にセットする。つぎに、２０〜３０ＭＰａ程度に加圧しながら所定の温度、例えば、１７０°Ｃまで上昇させることによってゴムの流動性を増し、充填させる。
続いて、所定時間後の例えば、１時間後に型から成形したゴムカップ本体を取り出し、体裁を整える。さらに、ゴムカップ本体を旋盤に取り付け、回転させて、切刃部２ａの切刃３の目立てを行い、研磨工具が完成する。
【００４２】
なお、本発明は、この実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて適宜に変更することが可能である。たとえば、回転基体、切刃板、上フランジ等の材質は、その他の材質であってもよいし、切刃部の形状、材質も変更しても構わない。また、研磨工具の製造方法は、少なくとも（１）〜（４）の工程からなるが、その工程順を変えてもよいし、また、これに別工程を追加しても構わない。さらに、融着による製造方法の他に、電着による製造方法、粉末冶金で焼結したチップを切刃とする製造方法であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、回転基体と切刃板とは弾性体を介して連結し、弾性体で回転基体と切刃板とを一体としたことにより、研磨工具の押圧力に対して腰があり、柔軟性もある。また、弾性変形することにより、切削力の反力を吸収することから、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない高寿命の研磨工具を提供することができる。
【００４４】
請求項２に記載の発明によれば、上フランジを設けたことによって、研磨工具の押圧力に対しては、上フランジによって力を受けるために腰が強くできるため、十分な研摩量を確保できる。且つ柔軟性に富み、弾性体の伸縮して弾性変形する。また、弾性変形することにより、切削力の反力を吸収することから、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない研磨工具を提供することができる。
【００４５】
請求項３、４に記載の発明によれば、回転基体の下フランジと、または回転基体の下フランジと上フランジには、複数の孔が形成され、前記切刃板の円板部にも同様に複数の孔を穿設したことにより、弾性体がこれらの穴の中にも充填されるため、回転基体と弾性体、上フランジと弾性体、切刃板と弾性体とがしっかりと連結できる。
【００４６】
請求項５に記載の発明によれば、Ｄ２＞ｄ＞Ｄ１の条件で各穴径と軸径が構成されることにより、回転基体と切刃板との係合を確保することができ、且つ、切刃板は回転基体に対して柔軟に変形することができるため、凹凸または段差がある被加工物に対してスムーズに研磨、研削作業を行うことができる。
【００４７】
請求項６に記載の発明によれば、このような貫通穴を設けることにより、切粉を排出し、空冷による冷却効果が高まると共に、軽量化ができるため、扱いやすくすることができる。
【００４８】
請求項７に記載の発明によれば、切刃板の外周縁より切刃を突出させていることにより、被加工物の研磨面と切刃板の外周縁および弾性体と干渉することがなく、隙間が確保されるため、弾性体の耐久性を高めることができる。
【００４９】
請求項８に記載の発明によれば、研磨工具の製造方法では、（１）〜（４）の工程を行うことにより、被加工物と硬質砥粒との衝突の際に発生する振動は、ゴム等による弾性体が振動を吸収し減衰させ、また、被加工物の形状に倣うように柔軟性が有り、且つ、上フランジを設けることにより、押圧力は上フランジで受けるため腰が強く、また、手に伝わる振動がほとんどなく、衝撃音が緩和されるため、振動や騒音の少ない研磨工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係り、（ａ）は研磨工具の平面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】図１（ｂ）に示す本発明の研磨工具の下面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係り、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。
【図４】（ａ）は、第３実施の形態に係り、上フランジ付の研磨工具の断面図であり、（ｂ）は第４実施の形態に係り、上フランジ付の研磨工具の断面図である。
【図５】本発明の第３実施の形態を示した研磨工具を使用して被加工物を研磨加工している様子を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施の形態を示し、研磨工具を使用して被加工物を研磨加工している様子を示す断面図である。
【図７】従来の研磨工具であるラバーパットを示し、（ａ）はその組み付け手順を示す分解斜視図であり、（ｂ）はその使用状況を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、６ 回転基体
１ａ、６ａ 軸部
１ｂ、６ｂ 下フランジ
１ｃ 雌ねじ
１ｄ、２ｄ、５、６ｄ、７ａ、８ａ 孔
１ｅ ２面削ぎ面
２ 切刃板
２ａ 切刃部
２ｂ 立ち上げ部
２ｃ 円板部
２ｅ 穴
３ 切刃
３ａ 硬質砥粒
４ 弾性体
６ｃ 取付穴
６ｅ 取付部
７、８ 上フランジ
１０、２０、３０、４０ 研磨工具
１３ 電動工具（ディスクグラインダ）
１３ａ スピンドル
１４ スリーブ
１５ ナット
Ｗ 被加工物（ワーク）
Claims (8)
- 電動工具のスピンドルに取り付けられて回転され、被加工物に対して押し付けながら、加工物の研磨面を研磨する研磨工具において、
前記被研磨面を研磨する切刃部を下面に有する円板状の切刃板と、
前記切刃板に弾性体を介して回転力を伝える回転基体と、
を備えた研磨工具であって、
前記切刃板は、切刃を有する円環状の切刃部と、前記切刃部の内周縁から所定角度で筒状に立ち上げた立ち上げ部と、前記立ち上げ部の端部に設けられ中央に穴を有する円板部とを備え、
前記回転基体は、前記スピンドルに装着するために取付機構を有する軸部と、前記軸部の下端に設けられた下フランジを備え、前記軸部が前記切刃板の円板部の穴に挿通され、
前記下フランジと前記切刃板の円板部を前記弾性体に埋設されて配置したことを特徴とする研磨工具。 - 前記切刃板の円板部の上面に対峙し、前記軸部上端の近傍に上フランジが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の研磨工具。
- 前記回転基体の下フランジと、前記切刃板の円板部には、複数の孔を穿設し、前記弾性体を複数の孔に噛み込ませたことを特徴とする請求項１に記載の研磨工具。
- 前記回転基体の下フランジと、上フランジと、前記切刃板の円板部には、複数の孔を穿設し、前記弾性体を複数の孔に噛み込ませたことを特徴とする請求項２に記載の研磨工具。
- 前記研磨工具の回転基体は、前記回転基体の外径Ｄ１と下フランジの外径Ｄ２と、前記切刃板の中央に開口を有する円板部の穴径ｄとは、Ｄ２＞ｄ＞Ｄ１の条件で構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨工具。
- 前記弾性体は、前記切刃部の穴に対応する位置に上下に貫通した孔を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨工具。
- 前記切刃は、前記切刃板の外周縁より突出させていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨工具。
- （１）金属粉末と硬質砥粒の混合物を生成してチップを成形する第１工程と、
（２）前記切刃板をプレス加工にて成形した後、銅メッキを施した切刃板にチップを配置して焼結し、切刃部を形成する第２工程と、
（３）前記回転基体を旋削加工またはプレス加工にて成形する第３工程と、
（４）前記切刃板の円板部の穴に前記回転基体の軸部を挿通し、下フランジと前記切刃板の円板部の隙間に弾性体を充填し、または前記切刃板の円板部の穴に前記回転基体の軸部を挿通し、上フランジを軸部の上端近傍に嵌着して前記回転基体の下フランジと上フランジとの隙間に弾性体を充填し、前記切刃板を前記弾性体によって埋没させて成形し、前記回転基体と前記切刃板を固定する第４工程と、を含むことを特徴とする研磨工具の製造方法。
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