JP3623085B2 - カップ型回転砥石 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被研削物の表面研削に用いるカップ型回転砥石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からコンクリート、石材、ブロック、レンガ、その他の高脆性材料の研削用にカップ型回転砥石が広く用いられている。カップ型回転砥石の基本的な構造は、カップ型の台金の外周縁に沿って、連続的または間欠的に砥石部を設けたものであり、回転する砥石部を被研削物の表面に摺接させて平面研削を行うものである。
【０００３】
カップ型の台金の外周縁に沿って連続的に砥石部を設けた回転砥石は、連続的な砥石部が被研削物に接触するので、研削時の振動が少なく、またチッピングが少ない。さらに研削面粗さが細かく、面精度が良好であるという長所を有する。他方、切粉の排出が悪いため、目詰まりが発生しやすく、また被研削材との接触面積が大きいため、砥石部の被研削材に対する食い込みが悪く、切れ味に劣るという短所も持ち合わせている。
【０００４】
カップ型の台金の外周縁に沿って間欠的に砥石部を設けた回転砥石は、間欠的な砥石部の間からの切粉の排出が良く、目詰まりしにくい。また被研削材との接触面積が小さいので、砥石部の被研削材に対する食い込みが良く、切れ味に優れるという長所を有する。他方、研削時の振動が大きくてチッピングが大きい、面粗さが粗いという短所も持ち合わせている。
【０００５】
これらのカップ型回転砥石において、砥石部を形成する砥材としては、酸化アルミナを主成分としたＡ系砥粒、炭化珪素（ＳｉＯ２ ）を主成分としたＣ系砥粒、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒、ダイヤモンド砥粒などが、被研削物の材質や研削条件に応じて用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カップ型回転砥石の使用対象となる被研削材は、材料面からみた場合、単一の材料からなるものと、複数の材料を組み合わせたものとがある。とくに近年は非金属系の複合体が種々開発されてきており、これらの新しい複合体の研削に適した回転砥石が要求されている。
【０００７】
たとえば、コンクリートブロックやコンクリート構造物において、コンクリート表面に防水用の塗装被膜や樹脂被膜を施したり、コンクリート表面に補強用のＦＲＰ（繊維強化プラスチック）シートを貼付したりしたコンクリート体がある。これらのコンクリート体の表面の補修にあたっては、被膜やＦＲＰの一部あるいは全部を研削除去する必要がある。このために用いる回転砥石としては、現状では専用の回転砥石がないので、従来の回転砥石を利用して研削が行われている。ところが、このような研削において従来の回転砥石を用いた場合、次のような問題点がある。
【０００８】
被研削物が樹脂を主体としたものである場合、研削に適した砥石部の砥材はダイヤモンド焼結体である。ダイヤモンド焼結体を砥石部とした回転砥石としては、図４に示すようなものがある。図４の回転砥石５０は、カップ型の台金５１の外周縁５１ａに、周方向に一定の間隔で６個のダイヤモンド焼結体からなるセグメント５２を取り付けたものであり、この回転砥石５０を電動工具に取り付け、セグメント５２を被研削物表面に押し当てながら回転摺動させ、コンクリート体の表面の被膜やＦＲＰを研削除去する。
【０００９】
ここで、コンクリート体の表面の被膜やＦＲＰを完全に研削除去するためには、場合によっては基体であるコンクリートの表層部も同時に研削することになる。回転砥石５０の場合、研削時にセグメント５２がコンクリートに接触すると、ダイヤモンド焼結体は靱性が低いため、その衝撃によりセグメント５２が欠けて短時間で研削不能になるという問題がある。
【００１０】
他方、一般のコンクリート研削用の回転砥石として、ダイヤモンド砥粒をボンド材である金属粉末と混合して焼結したセグメントを砥石部としたカップ型回転砥石がある。この回転砥石の場合は、コンクリート研削時のセグメントの欠けは生じにくいが、研削時に被膜やＦＲＰの樹脂がセグメント表面に付着して焼き付き、ダイヤモンド砥粒が埋まり込むために切れ味が持続しないという問題がある。
【００１１】
本発明は、コンクリートと樹脂の複合体のような研削対象として異質の材料が組み合わされた被研削物の表面研削に適した砥石部を有するカップ型回転砥石を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のカップ型回転砥石は、ダイヤモンド砥粒を用いたセグメントをカップ型台金の外周縁に沿って複数個取り付けたカップ型回転砥石であって、前記各セグメントの回転方向前部側のダイヤモンド砥粒の集中度を後部側のダイヤモンド砥粒の集中度より高くしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、ダイヤモンド砥粒を用いたセグメントの回転方向前部側のダイヤモンド砥粒の集中度を高くしたことにより、セグメント表面におけるダイヤモンド砥粒の密度が高くなり、ボンド材の表面露出が少なくなるので、コンクリートと樹脂の複合体の表面研削において樹脂の焼き付きが生じなくなり、かつコンクリートによるセグメントの欠けも発生しにくいカップ型回転砥石が得られる。
【００１４】
セグメントの回転方向後部側は、前部側よりもダイヤモンド砥粒の集中度を低くする。この後部側は、前部側を補強する役割をも有するもので、とくに前部側はダイヤモンド砥粒の集中度が高いために台金へのロウ付け接着が難しいので、前部側と一体的に成形した後部側を台金にロウ付け接着することで、セグメント全体を台金に強固に取り付けることができる。後部側のダイヤモンド砥粒の集中度は、前部側の集中度の半分以下でよく、コンクリートと樹脂の複合体の表面研削においてコンクリート部の研削代が少ないときは、後部側のダイヤモンド砥粒の集中度をゼロ、すなわちボンド材のみでダイヤモンド砥粒を含まないものとすることもできる。
【００１５】
セグメントの回転方向前部側のダイヤモンド砥粒の集中度は、１００〜１６０の範囲とすることが好ましい。集中度が１００未満であるとセグメント表面におけるボンド材の表面露出割合が高くなるので樹脂の焼き付きが生じやすくなり、一方集中度が１６０を超えて高くなるとコンクリート部を研削するときにセグメントの欠けが生じやすくなる。セグメントの回転方向後部側は、前部側によって樹脂が取り除かれることから樹脂の焼き付きのおそれがないので、ダイヤモンド砥粒の集中度は前部側の半分以下、具体的には５０以下（ゼロを含む）で十分である。このようにして、セグメントの回転方向前部側は樹脂研削に最適に設定され、後部側はコンクリート研削に最適に設定される。
【００１６】
セグメントの回転方向前部側と後部側の寸法割合は、被削材の材質や研削条件によって異なるが、コンクリートと樹脂の複合体のような被削材の場合は、回転方向前部側の周方向長さと後部側の周方向長さとの比を１：３〜１：１０の範囲とすることが好ましい。前部側の周方向長さがこの比を超えて長くなる（相対的に後部側の周方向長さが短くなる）と、台金に対するセグメントの接着力が弱くなり、一方後部側の周方向長さはセグメントの接着力を確保できる範囲内で十分である。具体的な実寸法としては、前部側の周方向長さは１〜５ｍｍ、後部側の周方向長さは３〜３０ｍｍ、幅および厚さは１〜７ｍｍの範囲が適当である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態であるカップ型回転砥石の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３はセグメントの拡大斜視図である。
【００１８】
本実施形態の回転砥石１０は、コンクリート表面に塗装被膜や樹脂被膜を施したコンクリート体や、コンクリート表面にＦＲＰを貼付したコンクリート体の表面補修にあたって被膜やＦＲＰを研削除去するための回転砥石であり、カップ型の台金１１の外周縁１１ａに、周方向に一定の間隔で６個のダイヤモンド砥粒を用いたセグメント１２をロウ付けにより接着して取り付けたものである。
【００１９】
台金１１は、従来のカップ型回転砥石の台金と同様な、全体形状が皿型をした台金であり、底部中央部に電動工具の回転軸に取り付けるための取り付け用孔１１ｂを形成し、側壁部には切粉排出用の孔１１ｃを形成している。
【００２０】
各セグメント１２は、図３に示すように、全体形状は直方体であり、各部の寸法は、回転方向前部側１２ａの周方向長さＬａは３ｍｍ、後部側１２ｂの周方向長さＬｂは１５ｍｍ、幅Ｗは５ｍｍ、厚さＴは３ｍｍである。このセグメント１２の前部側１２ａは、ダイヤモンド砥粒の集中度を１３０とし、後部側１２ｂは同集中度を２０としている。セグメント１２は従来周知の製造方法にしたがって、回転方向前部側１２ａと後部側１２ｂを一体的に成形して製造する。
【００２１】
このようにセグメント１２の前部側１２ａのダイヤモンド砥粒の集中度を高くしたことにより、前部側１２ａの表面におけるボンド材の表面露出が少なくなって、コンクリート体表面の樹脂を研削するときに樹脂の焼き付きが生じなくなり、切れ味が持続する。
【００２２】
コンクリート体表面の樹脂は前部側１２ａによって研削除去されるので、後部側１２ｂのダイヤモンド砥粒の集中度は低くても研削上の支障はない。また、後部側１２ｂのダイヤモンド砥粒の集中度は低いので、樹脂が研削除去されたあとのコンクリート体表面に後部側１２ｂが接触したときに欠けることがない。さらに、台金１１へのロウ付けにもなんら支障はなく、後部側１２ｂを台金１１に接着するだけでセグメント全体が台金１１から剥離しないだけの接着力を保持することができる。
【００２３】
なお、以上に示したセグメントの寸法およびダイヤモンド砥粒の集中度は本発明の一実施形態に過ぎず、寸法およびダイヤモンド砥粒の集中度は本発明の好ましい範囲内で種々の形態をとることができる。
【００２４】
〔実験例〕
本発明の効果を確認するために、図１に示した回転砥石（本発明品）と、ダイヤモンド焼結体を砥石部とした回転砥石（比較品１）と、ダイヤモンド砥粒を用いたセグメントを砥石部とした一般のコンクリート研削用回転砥石（比較品２）とを用いて、研削実験を行った。研削条件は下記の通りである。
研削条件
・研削機 ：携帯式電動工具
・ワーク ：コンクリート体表面に厚さ２ｍｍのＦＲＰを貼付
・研削対象：研削範囲 ＦＲＰ貼付面の１０００ｍｍ×１０００ｍｍ
ＦＲＰの総重量 ３ｋｇ
【００２５】
研削結果を表１に示す
【表１】

【００２６】
表１に示すように、比較品１では、研削率は高いが研削の早い段階でセグメントに欠けが発生し、以後の使用が不能となった。また比較品２では、研削時にＦＲＰの樹脂がセグメント表面に焼き付いて切れ味が低下し、研削率が極めて低く、かつ研削の比較的早い段階でＦＲＰが切れなくなり、以後の使用が不能となった。これに対し本発明品の回転砥石は、ＦＲＰの研削に適した比較品１の回転砥石と同程度の研削率で、しかも研削終了までセグメントに欠けが発生することなく、ＦＲＰの全量を研削除去することができ、コンクリートと樹脂の複合体の研削にすぐれた性能を有することが確認できた。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によって以下の効果を奏することができる。
【００２８】
（１）ダイヤモンド砥粒を用いたセグメントの回転方向前部側のダイヤモンド砥粒の集中度を高くすることにより、コンクリートと樹脂の複合体の表面研削において樹脂の焼き付きが生じなくなり、かつコンクリートによるセグメントの欠けも発生しにくいカップ型回転砥石が得られる。
【００２９】
（２）セグメントの回転方向前部側と後部側のダイヤモンド砥粒の集中度および周方向長さの割合を特定の範囲内として一体的に成形することにより、セグメント表面の焼き付きと欠けの防止を同時に達成するとともに、後部側を台金に接着するだけでセグメント全体が台金から剥離しないだけの接着力を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるカップ型回転砥石の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の回転砥石のセグメントの拡大斜視図である。
【図４】従来の回転砥石の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 回転砥石
１１ 台金
１１ａ 外周縁
１１ｂ 取り付け用孔
１１ｃ 切粉排出用孔
１２ セグメント
１２ａ 前部側
１２ｂ 後部側

Claims (2)

1. ダイヤモンド砥粒を用いたセグメントをカップ型台金の外周縁に沿って複数個取り付け、コンクリート表面に塗装被膜や樹脂被膜を施したコンクリート体や、コンクリート表面にＦＲＰを貼付したコンクリート体の表面補修にあたって被膜やＦＲＰを研削除去するためのカップ型回転砥石であって、前記各セグメントの回転方向前部側のダイヤモンド砥粒の集中度を１００〜１６０とし、後部側のダイヤモンド砥粒の集中度を５０以下として一体的に成形して、前記各セグメントの回転方向前部側のダイヤモンド砥粒の集中度を後部側のダイヤモンド砥粒の集中度より高くしたことを特徴とするカップ型回転砥石。
2. 前記各セグメントの回転方向前部側の周方向長さと後部側の周方向長さとの比を１：３〜１：１０とした請求項１記載のカップ型回転砥石。

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