JP2012143856A - 研削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 研削機械や電動工具などに装着され、主として鉄、ステンレス等の金属板を研削して平坦にしたり、表面に塗布されている塗膜を除去したりするために用いられる回転型の研削工具であって、被切削板の平面が平坦でない場合でも均質な研削を行うことが出来る上に、寿命も長い研削工具を提供する。
【解決手段】 上記課題を解決するための研削工具は、金属など硬い材料で製作された基板に、弾性体からなる母体の表面に砥粒を焼き付け、接着、又は、この母体の内部に砥粒を含有させる、などの方法で造られた研削用部品を、工具回転中心の周囲に複数個装着したことを特徴とする。弾性体の形状、弾性係数、取付数、を適正に選ぶことにより、各種の被切削材の表面研削に適用することができ、被研削材の表面が平坦でない場合でも均質な研削が可能なうえに、研削で発生する切粉が研削用部品を劣化する危険が少ないため、工具としての寿命も長い。
【選択図】図２

Description

研削機械や電動工具などに装着され、主として鉄、ステンレス等の金属板を研削して平坦にしたり、表面に塗布されている塗膜を除去したりするために用いられる回転型の研削工具に関する。

船や建造物などの、主として鉄やステンレスなどの金属の表面を、広い面積範囲に渡って研削したり、表面に塗布されている塗膜を研削して除去したりする時には、研削機械や研削台車などに内蔵された電動機で円盤型の切削工具を切削する面に当て、回転させながら移動して研削する方法がよく用いられている。具体的な例としては、船舶の甲板や船体（ハル）の錆の除去や防錆塗料の除去、などがある。

被研削材の表面積が大きい場合、その表面にはウネリがあって、平坦ではないことが多い。広い面積に渡る表面研削を短時間に行うためには、直径が大きい円盤型の回転工具を使うとよいが、大き過ぎると、取扱いが不便になる上に、平面のウネリの影響を受けて均質な研削が困難になるため、１５０ｍｍから４５０ｍｍ程度の直径をもつ回転型の研削工具が用いられることが多い。
特に、被研削材の表面にウネリがあっても均質な研削を行うことが重要な場合は、研削工具の研削部がウネリに追随して動きながら研削できるよう、弾性をもつ皿状構造の切削工具を用いることが有る。以下に図をもちいて説明する。

図７は、被研削材である床１１の表面を研削するにあたり、床１１の上を移動できる研削台車９を使用して研削する例を示す。研削台車９には車輪１２が取り付けられていて、研削作業者１０が研削台車９を押したり引いたりすると、その方向に床１１の表面を移動できる構造になっている。また、研削台車９には、図では明示していないが、電動機が内蔵されていて、この電動機で回転する回転軸１５には皿型研削工具１３が装着されている。電動機への電力供給は、図では明示していないが、外部から電気コードを使う方法、研削台車内に設けられたガソリン型発電機を設ける方法などがある。電動機でなく、エンジン駆動で直接、研削工具を回転させる方法が採用されることもある。

電動機やエンジンで回転する皿型研削工具１３としては、図８に底面図、図９に側面図で示されるような、皿型弾性体１４に砥粒５を接合剤や焼付けなどで固着した皿型研削工具が使用される。研削台車９の回転軸１５へ皿型研削工具を取り付けるには、取付孔７を回転軸１５に挿入し、図示していないボルトを使って、工具１３を回転軸１５に固定する。

この時、皿型弾性体１４の材質・形状を適正に選択すれば、ウネリがある床１１の表面に習うように変形しながら回転して砥粒５を床１１の表面に当接させることができるため、均質な研削が可能である。しかし、砥粒５が回転研削工具１３の全周に渡って固着されている上に、皿型弾性体１４も全周に渡って床面に当接しているため、砥粒５の研削で発生した切粉は研削工具内から排泄されにくい。この残留する切粉は、皿型弾性体１４や他の砥粒５を連鎖的に摩耗したり目詰りして、研削力を著しく劣化させたり、工具寿命を短くしたりすることで、研削作業にとって大きな障害を引き起こすことが多い。

また、均質な研削を常に確保するためには、被研削材の材質や表面状態が異なれば、これに応じて砥粒５と被研削材との接触圧力を変えることが好ましいが、皿型研削工具を使用した場合は、異なった弾性材料または異なった皿形状で製作された研削工具に取り替えないと、工具の弾性特性を変えることができない。従って、適切な接触圧力を安定的に維持して研削をするためには、予め、被研削材の状態や材質の変化に合わせて何種類かの研削工具を準備しておき、被研削材の表面条件を見ながら削工具を取り替える必要がある。

以上述べたように、従来の回転型の研削工具では、研削で発生する切粉が研削工具外部に排出されずに長時間、内部に残留し、砥粒などを連鎖的に摩耗・劣化させ、工具寿命に悪影響を与えるという問題があった。また、被研削材の材質やウネリの状態などが異なる場合は、その表面条件に適合した弾性特性の研削工具に交換する必要があった。

上記課題を解決するための本願発明による研削砥石では、金属などの硬い材料で製作された基板に、弾性体の母体の表面に砥粒を焼き付ける、または弾性体の母体に砥粒を含有させる、など方法で製作された研削用部品を、着脱可能に複数個取り付ける。

研削用部品は、研削工具の回転中心の周囲に適当に分散されて装着されるような構造になっていて、ある研削用部品によって研削され発生した切粉が、他の研削用部品に悪影響を与える危険は低い。また、研削用部品の材質を弾性物質としたり、形状を工夫して弾性を持たせたりすることで研削用部品の弾性を確保しているので、被研削面のウネリに対応することができる。さらに、基板に取り付ける研削用部品を着脱容易にしておくことで、個々の研削用部品が被研削面と接触する圧力を、研削用部品の取付数で調整することが可能である。

本願発明に係る研削工具によれば、研削によって発生する切粉の排出が容易なため、切粉による研削用部品の連鎖的な劣化が少なく、工具寿命は長くなる。また、着脱可能な研削用部品の取り付け方法を採用することにより、被研削材の材質やウネリの状態が異なる被研削面では、研削用部品の取付数を変えて工具と被研削面との接触圧力を調整し、常に均質な研削を確保することができる。更に、個々の研削用部品の着脱が容易なため、摩耗や劣化の激しい研削用部材だけ取り替えることも可能で、常に所定の研削性能を維持することが容易に実現できる。

本願発明の研削工具の、一つの実施例における底面図 図１の実施例の側面図 図１の実施例における研削用部品の拡大側面図 図３の研削用部品の右側面図 図１の実施例における基板の断面図 本願発明の研削工具を用いた研削作業を説明する図 従来の研削工具を用いた研削作業を説明する図 従来の研削工具の、一つの実施例における底面図 図８の実施例の側面図

本願発明に係る研削工具では、例えば軟質ゴムで製作された弾性体の表面に、ダイヤモンドの粒子を接合剤などで固着した研削用部品と、金属を切削加工して製作した基板を使用する。研削用部品を適当な曲率をもつ形状に形成すれば、材料の弾性と、形状の曲率による構造的な弾性が複合し、安定した弾性力を確保することが可能である。

また、研削用部品の、基板に装着される側の形状および寸法と、基板の、研削用部品装着部の形状および寸法、のそれぞれを工夫しておけば、研削用部品を着脱容易に基板に取り付けることが可能である。

一般的には、研削が容易でウネリが小さい被研削材の表面を研削する場合は、基板に取り付ける研削用部品の取付数を多くし、個々の研削用部品が小さな接触圧力で被研削材の表面に当りながら回転させれば均質な研削が高速で行える。逆に、研削が困難でウネリが大きい被研削材では、研削用部材の取付数を少なくするとよい。しかし、現実的には、表面の状態、例えば表面の錆や塗料の状態、で研削条件が変わるため、回転数や加圧力、研削用部品数、を変えながら最適条件を決める必要がある。

このようにして最適化された研削工具を研削機械や研削台車などに取り付けて研削すれば、短時間で、均質な研削を行うことが可能である。また、研削工具の寿命も長い。

図１、図２、図３、図４、図５、図６、を使用して、本願発明に係る研削工具の一つの実施例を説明する。

図６は、本願発明による研削工具１を用いて、ウネリがある床１１を研削している状態を示す。研削工具１は研削台車９に内蔵されている図示していない電動機で回転する回転軸１５に装着され、床１１に当接しながら回転する。研削台車９には車輪１２が取り付けられていて、研削作業者１１が研削台車９を押すことで、床１１の表面上を移動できるようになっている。研削は、電動機で研削工具１を回転させながら、研削台車９を移動して行う。研削作業者９は、研削状態を見ながら、適当な速度で研削台車９を移動すれば、床１１の広い範囲に渡る研削を行うことができる。

図１は本願発明に係る研削工具１の一つの実施例における底面を、図２は、その側面を示す。基板２はステンレスなどの金属を切削加工して製作したもので、図１に示されるように、中央に取付孔２が設けられ、その周辺には研削用部品３が複数個配置される。本例では８個の研削用部品３を配置している。

図３は、研削用部品３の側面、図４は、その右側面を示す。弾性体４は、軟質ゴムを、図３に示すようにある曲率をもたせて成形し製作したもので、被研削材に接触して研削をする面には砥粒５が接合剤などにより強く固定されている。また、弾性体４の、研削部と反対側の部分には矩形の装着部６が形成されている。

図５は、本願発明による研削工具１における基板２の断面を示す。中央には取付孔７が設けられていて、その周辺には、８個の装着溝８が均等に配置加工されている。装着溝８は本例では矩形になっていて、図３、図４で示される研削用部品３の装着部６の矩形形状に合致する。従って、この装着溝８を使えば、最大８個の研削用部品３を基板２に着脱可能に装着できる。研削用部品３を基板２に装着する時は、基板２の取付孔７の側において基板２に加工された装着溝８に研削用部品３の装着部６を当接させ、基板２の外周方向に研削用部品３を押し込めばよい。外す時は、逆に、基板の中心側に研削用部品３を押して装着溝８から取り出す。

研削を安定して行うためには、複数個で、かつ、円周を等分する個数の研削用部品３を基板２に装着して研削するのが理想的である。すなわち、本例では、２個、３個、４個、８個の何れかの個数の研削用部品を、基板の円周に添って、均等に配置させ装着するのがよい。が、研削台車９の車輪１２が研削台車９の大半の重量を支持する構造になっているため、研削用部材３の数量や配置角が、円周に沿って均等になっていなくても大きな支障はない。

被研削面となる床１１を研削する時は、図６に示すように、本願発明からなる研削工具１を研削台車９の回転軸１５に固定し、研削台車９に内蔵され図示していない電動機で研削工具１を回転し、床１１の上で研削台車９を適当な速度で移動すればよい。この時、床１１にウネリがあれば、弾性体を母体とした研削用部品３が伸縮して、床１１の表面と研削用部品３の接触圧力を一定に維持しようとするため、均質な研削が実現できる。研削してみた結果、接触圧力を変えたほうが好いと思ったら、研削用部品３の取付数を変更し、接触圧力を変えて適切な研削条件を探すことができる。

また、研削用部品３は、夫々、孤立して取り付けられているため、研削用部品３によって研削され発生する切粉は、直ぐに、研削工具から排出される。従って、弾性体４やこれに設けられている砥粒５が他の研削用部品３により発生した切粉の影響を受ける危険は少なく、研削性能が短時間で劣化することはない。

以上のように、本願発明の研削工具によれば、複数の、着脱可能で、弾性がある研削用部品、を使用しているため、被研削材の材質や表面状態に合わせて、適正な接触圧力で研削することが容易で、研削効率が大幅に改善するばかりでなく、被研削材の表面全体に渡り均質な研削が可能になる。また、研削用部品から発生する切粉が他の研削用部品を劣化する危険が少なく、工具寿命も長い。

１ 研削工具
２ 基板
３ 研削用部品
４ 弾性体
５ 砥粒
６ 装着部
７ 取付孔
８ 装着溝
９ 研削台車
１０ 研削作業者
１１ 床
１２ 車輪
１３ 皿型研削工具
１４ 皿型弾性体
１５ 回転軸

Claims (1)

1. 研削機械や電動工具などに装着され、主として鉄、ステンレス等の金属板や床の表面を研削して平坦にしたり、表面の塗膜を除去したりするために用いられる回転型の工具であって、金属など硬い物質からなる基板と、この基板の回転中心の周囲に配列固着され、弾性体を母体とする複数個の研削用部品、とから構成されていることを特徴とする研削工具。

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