JP2015071217A - 研磨ディスクを支持するためのパッド - Google Patents

Abstract

【課題】研磨の際に研磨ディスクに生じる熱の上昇を抑えること。
【解決手段】一側面に係るパッドは、研磨ディスクと共に研磨機のシャフトに固定されることで該研磨ディスクを支持するパッドであって、研磨ディスクと対向する支持面と、支持面と対向する裏面と、支持面の周方向に沿って所定の間隔で形成された複数の空気通路とを備える。各空気通路の少なくとも一部は支持面から裏面にかけて貫通している。各空気通路は支持面の周縁部まで形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明の一側面は、研磨ディスクを支持するためのパッドに関する。

従来から様々な種類の研磨機が知られており、その一つに携帯用グラインダ（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｇｒｉｎｄｅｒ）がある。例えば、特許文献１には、駆動部に備わる駆動源から延在する回転軸に対して偏心してかつ回転自在にて一端を該回転軸に連結した駆動軸が該回転軸の回転により該回転軸の軸芯を中心として偏心運動することで、弾性部材からなる支柱を介して該駆動部に支持されかつ該駆動軸の他端に固定されたベース板をオービタル運動させるオービタルサンダ用駆動装置が記載されている。

特開平８−３０９６５３号公報

上記オービタルサンダ用駆動装置のような研磨機には研磨ディスクが取り付けられる。研磨ディスクは、一般に、綿布や紙などの可撓性基材の面上に研磨剤の粒子または微粉を接着剤（にかわ、ゼラチン、合成樹脂など）で固着することで得られる部品である。そのため、研磨時にその研磨ディスクに熱が生じると研磨ディスクの接着部分や基材部分の一部が膨張して、研磨効率が低下したり、研磨ディスクの使用期間が短くなったりする可能性がある。また、その膨張により作動時に研磨ディスクに望まない振動が起こり、研磨機が使いづらくなる可能性もある。そこで、研磨の際に研磨ディスクに生じる熱の上昇を抑えることが望まれている。

本発明の一側面に係るパッドは、研磨ディスクと共に研磨機のシャフトに固定されることで該研磨ディスクを支持するパッドであって、研磨ディスクと対向する支持面と、支持面と対向する裏面と、支持面の周方向に沿って所定の間隔で形成された複数の空気通路とを備え、各空気通路の少なくとも一部が支持面から裏面にかけて貫通しており、各空気通路が支持面の周縁部まで形成される。

このような側面においては、支持面から裏面にかけて貫通しかつ支持面の周縁部まで至る空気通路が提供されるので、研磨機が作動して研磨ディスクおよびパッドが回転すると、遠心力によりその通路を空気が継続的に流れ、研磨ディスクに発生した熱の少なくとも一部がその空気の流れに乗って排出される。したがって、研磨の際に研磨ディスクに生じる熱の上昇を抑えることができる。

本発明の一側面によれば、研磨の際に研磨ディスクに生じる熱の上昇を抑えることができる。

実施形態に係るパッドを備える携帯用グラインダの外観を示す図である。 実施形態に係るパッドの取付を説明するための分解斜視図である。 実施形態に係るパッドの支持面を示す斜視図である。 実施形態に係るパッドの裏面を示す斜視図である。 実施形態に係るパッドの支持面を示す正面図である。 実施例および比較例それぞれにおける累積研磨量を示すグラフである。 実施例および比較例それぞれにおける３０秒ごとの研磨量を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において同一または相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１〜図５を用いて、実施形態に係るパッド１０の構造を説明する。

パッド１０は、図１に示される携帯用グラインダ（研磨機）１に取り付けられる研磨ディスク２０を支えるための部品である。耐熱性を考慮してパッド１０の材料にはナイロンなどの硬質樹脂が選ばれるが、パッド１０の材料はこれに限定されない。また、研磨機の種類は限定されず、パッド１０は任意の研磨機に適用可能である。

研磨ディスク２０は、携帯用グラインダ１に取り付けて回転させて使用する円板状の研磨工具である。研磨ディスク２０は、研磨材の粒子または微粉を、にかわ、ゼラチン、合成樹脂などの接着剤で綿布や紙などの可撓性基材の面上に均一に固着することで得られる。したがって、研磨ディスク２０はある程度の柔軟性を有する。研磨ディスク２０の基材は、十分な強度および耐熱性を有するものであることが好ましい。

パッド１０および研磨ディスク２０は、携帯用グラインダ１の本体に着脱可能に取り付けられる。図２に示されるように、パッド１０には、携帯用グラインダ１の本体から延びるシャフト２が通る貫通孔１０ａが形成されている。ユーザは、シャフト２にまずパッド１０を差し込み、その次に研磨ディスク２０を差し込む。そして、ユーザは、シャフト２の端部に形成されている雄ねじにナット３を締め付けることで、パッド１０および研磨ディスク２０をシャフト２に固定する。研磨ディスク２０に対向するパッド１０の面は、研磨時にその研磨ディスク２０を支持する支持面１１として機能する。支持面１１と対向するパッド１０の面を裏面１２という。

ユーザが携帯用グラインダ１を作動させると、パッド１０および研磨ディスク２０がシャフト２を軸として高速で回転する。ユーザはその研磨ディスク２０を被研磨物の表面に当てることでその表面を研磨することができる。なお、本明細書における用語「研磨」は研削も含む概念である。

研磨ディスク２０の研磨力が低下した場合には、ユーザはナット３をシャフト２から外して研磨ディスク２０を新しいものに交換し、再度ナット３をシャフト２に締め付ければよい。一方、パッド１０は再利用可能であり、ユーザは研磨ディスク２０に合わせてパッド１０を毎回交換する必要はない。なお、パッド１０はシャフト２に固定された態様で提供されてもよい。

貫通孔１０ａを囲む支持面１１の中心部分は円形に窪んでおり、以下ではこの部分を窪み１０ｂいう。支持面１１における窪み１０ｂ以外の部分は平坦である。その平坦な部分には、複数の空気通路１４が全体として渦状に形成されており、これは、各空気通路１４が支持面１１の径方向に対して斜めに形成されていると言い換えることができる。個々の空気通路１４は、直線状にではなく、パッド１０の回転方向に凸となるように弧状に形成されている。

図３および図５に示す例では、それぞれの空気通路１４が反時計回りの方向に凸となるように形成されているが、当然ながら、空気通路１４が時計回りの方向に凸となるように形成されることもあり得る。空気通路１４の湾曲の程度は任意に設定してよい。また、支持面１１上に形成される空気通路１４の個数、および空気通路１４間の間隔も任意に設定してよい。

個々の空気通路１４は窪み１０ｂの近辺からあるいは窪み１０ｂから支持面１１の周縁部にかけて形成される。本実施形態では、図３〜５に示すように、それぞれの空気通路１４の大部分は溝であり、窪み１０ｂ側の端部１４ａは支持面１１から裏面１２にかけて貫通している。したがって、支持面１１上に研磨ディスク２０を配置しても空気通路１４の両端部は塞がれず、パッド１０を回転させることで裏面１２側の端部１４ａから周縁部側の端部１４ｂにかけて空気を流すことができる。

以上説明したように、本発明の一側面に係るパッドは、研磨ディスクと共に研磨機のシャフトに固定されることで該研磨ディスクを支持するパッドであって、研磨ディスクと対向する支持面と、支持面と対向する裏面と、支持面の周方向に沿って所定の間隔で形成された複数の空気通路とを備え、各空気通路の少なくとも一部が支持面から裏面にかけて貫通しており、各空気通路が支持面の周縁部まで形成される。

このような側面においては、支持面から裏面にかけて貫通しかつ支持面の周縁部まで至る空気通路が提供されるので、研磨機が作動して研磨ディスクおよびパッドが回転すると、遠心力によりその通路を空気が継続的に流れ、研磨ディスクに発生した熱の少なくとも一部がその空気の流れによって排出される。したがって、研磨の際に研磨ディスクに生じる熱の上昇を抑えることができる。その結果、一つの研磨ディスクの使用可能時間あるいは研削量をより延ばすことができる。

また、パッドと研磨ディスクとは互いに独立しているので、研磨ディスクが使えなくなった場合にはその研磨ディスクのみを交換すれば足りる。したがって、パッドと研磨ディスクとが一体化している製品と比較して資源を節約することができる。

他の側面に係るパッドでは、各空気通路が渦状に形成されてもよい。このように空気通路を形成することで、パッドの回転時にこの通路における空気の流れがさらに良くなるので、より効果的に熱を排出することができる。

他の側面に係るパッドでは、各空気通路が回転方向に凸となる弧状に形成されてもよい。このように空気通路を形成することで、パッドの回転時にこの通路における空気の流れがさらに良くなるので、より効果的に熱を排出することができる。

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はそれらに何ら限定されるものではない。

実施例として、上記のパッド１０に相当するパッドを用意した。このパッドはポリアミド系合成樹脂製であり、その外径は９６ｍｍであった。空気通路の長さを３３ｍｍとし、当該空気通路の溝の幅及び深さはそれぞれ３ｍｍ、２．５ｍｍとした。貫通孔の長さおよび幅はそれぞれ１０ｍｍ、３ｍｍとした。隣り合う空気通路の間隔は６ｍｍとした。一方、比較例として、実施例と同じパッドにおいて各空気通路の貫通孔を裏面においてシールで封止したものを用意した。パッド以外の構成と被研磨物とついては実施例および比較例で共通とした。

携帯用グラインダの本体として日立工機株式会社製のＰＤＡ１００Ｄ（回転速度は１２０００ｒｐｍ）を用い、研磨ディスクにはスリーエム社製のファイバ・ディスク ９８７Ｃ６０＋（外径は１０１．６ｍｍ）を用いた。被研磨物として、オーステナイト系ステンレスの一種であるＳＵＳ３０４の平板を用意した。

まず、実施例と比較例とにおいて、携帯用グラインダで平板を研磨した際のパッドの温度を示温材で測定した。示温材には日油技研工業社製のサーモラベル ５Ｅ−１２０を用い、その示温材をパッドの裏面に張った。研磨時間は６０秒であり、作業者がグラインダに加えた研磨荷重は１〜５ｋｇであった。

実施例及び比較例での測温結果を表１に示す。表１中の黒丸は研磨中にパッドが最上段に示す温度に達したことを意味し、ハイフンはパッドがその温度に達しなかったことを意味する。したがって、表１は、実施例ではパットの温度が１２５℃に至らなかったのに対して、比較例ではパッドの温度が１６０℃に至ったことを示している。

次に、実施例と比較例とにおいて、携帯用グラインダを用いて平板を研磨した際の研磨量を測定した。この測定は研磨ができなくなるまで３０秒ごとに行った。実施例と比較例のそれぞれにおいて、研磨量の測定は研磨ディスク及び被研磨物（サンプル）を入れ変えて２回行った。表２及び図６は、実施例及び比較例の計４サンプルについての累積研磨量（ｇ）の推移を示す。図６のグラフの横軸および縦軸はそれぞれ、研磨開始からの経過時間（秒）および累積研磨量（ｇ）である。図６において、実線は実施例の結果を示し、破線は比較例の結果を示す。表３及び図７は、表２の結果から算出した３０秒間あたりの研磨量（ｇ／３０秒）の推移を示す。図７のグラフの横軸および縦軸はそれぞれ、研磨開始からの経過時間（秒）、および３０秒あたりの研磨量（ｇ／３０秒）である。図７においても、実線は実施例の結果を示し、破線は比較例の結果を示す。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

上記実施形態では、空気通路１４の端部１４ａに貫通孔を形成したが、この貫通孔は空気通路の途中に形成されてもよい。あるいは、裏面への貫通孔を空気通路の複数個所において形成してもよく、例えば、パッドの中心側の端部と途中の部分との２か所に貫通孔を形成してもよい。また、空気通路１４は溝の部分を含んでいたが、空気通路の全体が支持面から裏面にかけて貫通していてもよい（すなわち、溝の部分が存在しなくてもよい）。

上記実施形態では空気通路１４が弧状を呈していたが、空気通路は直線状に形成されてもよい。

上記実施形態では複数の空気通路１４を渦状に形成したが、空気通路を形成する態様はこれに限定されず、例えば複数の空気通路を放射状に形成してもよい。空気通路を放射状に設ける場合でも、個々の空気通路を回転方向に凸となる弧状に形成してもよいし、直線状に形成してもよい。

このように、他の側面に係るパッドでは、各空気通路が略放射状に形成されていてもよい。この場合でも、遠心力によりその通路を空気が流れ、研磨ディスクに発生した熱の少なくとも一部がその空気の流れによって排出されるので、研磨の際に研磨ディスクに生じる熱の上昇を抑えることができる。

また、上記実施形態では空気通路１４の幅が一定であるが、支持面の中心部から周縁部に向かうにつれて幅が広くなるように各空気通路を形成してもよい。すなわち、他の側面に係るパッドでは、各空気通路の幅が支持面の中心部から周縁部に向かうにつれて広くなってもよい。このように空気の流出側を広げることで、パッドの回転時に空気がより流れやすくなり、より効率的に熱を排出することができる。

上記実施形態では研磨機の例として携帯用グラインダを示したが、研磨機の種類は限定されない。本発明に係るパッドは、研磨ディスクを用いる任意の研磨機に適用可能である。

１…携帯用グラインダ（研磨機）、１０…パッド、１１…支持面、１２…裏面、１４…空気通路、１４ａ，１４ｂ…空気通路の端部、２０…研磨ディスク。

Claims (5)

1. 研磨ディスクと共に研磨機のシャフトに固定されることで該研磨ディスクを支持するパッドであって、
   前記研磨ディスクと対向する支持面と、
   前記支持面と対向する裏面と、
   前記支持面の周方向に沿って所定の間隔で形成された複数の空気通路と
   を備え、
   各空気通路の少なくとも一部が前記支持面から前記裏面にかけて貫通しており、
   各空気通路が前記支持面の周縁部まで形成された、
   パッド。
2. 各空気通路が渦状に形成された、
   請求項１に記載のパッド。
3. 各空気通路が略放射状に形成された、
   請求項１に記載のパッド。
4. 各空気通路が回転方向に凸となる弧状に形成された、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のパッド。
5. 各空気通路の幅が前記支持面の中心部から周縁部に向かうにつれて広くなる、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のパッド。