JP3800610B2 - Abrasive - Google Patents
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Description
本発明は、ワークの表面仕上げに使用する砥材に関するもので、金属、セラミック、プラスチック、又はこれらの複合体に至るまで広い分野に適用でき、特に複雑な表面形状を有するワークの中仕上げおよび艶出しに適するものである。 The present invention relates to an abrasive used for surface finishing of a workpiece, and can be applied to a wide range of fields ranging from metals, ceramics, plastics, or composites thereof. It is suitable for taking out.
従来、ワーク表面を研削、研磨あるいは仕上げるための方法は種々提供されているが、何れの方法を用いるかは仕上げ等の目的、あるいはワークの素材や形状に応じて選択する必要があった。即ち、例えば鋳造物であれば、荒仕上げをした後に、研磨が必要であるし、一方、精密部品であれば、表面を滑沢に仕上げることを目的とするものもある。また、ワークの素材が金属である場合と、セラミックである場合では、研削等の方法も異なってくる。 Conventionally, various methods for grinding, polishing, or finishing a workpiece surface have been provided, but it has been necessary to select which method is used according to the purpose of finishing or the like and the material and shape of the workpiece. That is, for example, in the case of a casting, polishing is necessary after rough finishing, while in the case of a precision part, there is also a purpose of finishing the surface smoothly. In addition, the method of grinding or the like differs depending on whether the workpiece material is metal or ceramic.
このように、従来はワークの素材や仕上げ等の目的に応じて、砥材や研削方法を使い分けなければならず、また、その都度、使用器具も変更しなければならないため、ワークの表面仕上げには自ずと時間と手間がかかっていた。 In this way, conventionally, depending on the purpose of the workpiece material, finishing, etc., abrasive materials and grinding methods have to be used properly, and the equipment used must be changed each time. Naturally took time and effort.
さらに、従来方法の何れであっても、複雑な表面形状を有するワークを効率よく仕上げ等することは困難であった。特に、工業用の金型や歯科補綴物は複雑な凹凸面を有するため、その表面を研磨するには時間と手間がかかっていたのである。さらにまた、環境上でも作業中に研磨粉塵が多量に発生するので、作業者の衛生面にも大きい問題を有するものであった。このように、研削あるいは研磨については、広い分野において作業性の悪さ、作業環境の劣悪などの基本的な課題は根本的に解決されていない部分も多い。 Furthermore, it has been difficult to efficiently finish a workpiece having a complicated surface shape by any of the conventional methods. In particular, industrial molds and dental prostheses have complex irregular surfaces, and it takes time and effort to polish the surface. Furthermore, since a large amount of abrasive dust is generated during work even in the environment, it has a great problem in terms of hygiene for the operator. As described above, regarding grinding or polishing, in many fields, basic problems such as poor workability and poor work environment have not been fundamentally solved.
本発明は上述した従来の課題を解決するもので、複雑な表面でも短時間で仕上げ等を行うことでき、作業環境も良好に維持することができる砥材を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and aims to provide an abrasive that can finish a complex surface in a short time and maintain a good working environment. is there.
上述した目的を達成するために本発明では、合成樹脂発泡材またはラバーなどの人工組成物をコアとし、このコアの表面に非硬化性の粘着剤をバインダとして研磨粉層を設けるという手段を用いた。当該砥材は研磨粉によりワーク表面を研削、研磨、バフ研磨、鏡面仕上げ等(以下、単に仕上げ等という)行うものであるが、その使用にあっては、砥材をワーク表面に斜めから多数吹き付けることにより行われる。ここで、「コア」とは研磨粉層を支持するための粒状の担体をいい、バインダとの親和性により研磨粉を付着できる材質が要求される。ただし、大きさ、形状、比重、硬度などは適宜変更される。 In order to achieve the above-described object, the present invention uses a means in which an artificial composition such as a synthetic resin foam or rubber is used as a core, and a polishing powder layer is provided on the surface of the core using a non-curable adhesive as a binder . It was. The abrasive is used for grinding, polishing, buffing, mirror finishing (hereinafter simply referred to as finishing, etc.) of the workpiece surface with abrasive powder. This is done by spraying. Here, the “core” refers to a granular carrier for supporting the abrasive powder layer, and a material capable of adhering the abrasive powder is required due to its affinity with the binder. However, the size, shape, specific gravity, hardness and the like are changed as appropriate.
請求項2では、コア表面に研磨粉とバインダを混練してなる研磨粉層を設けるという手段を用いた。この手段でもコア表面に研磨粉層を形成する点で請求項1の手段と共通するが、請求項1の手段がコア表面にバインダを塗布し、その上から研磨粉をまぶす等して研磨粉層を形成するのに対し、当該請求項2は予め研磨粉とバインダを混練したものをコア表面に付着させ、研磨粉層を形成する点で、両者は研磨粉層の形成方法に相違がある。当該請求項2の手段によれば、作業性良くコア表面に均一な研磨粉層を形成することができる。なお、当該手段による砥材でも、吹き付けによりワーク表面を仕上げることや、コア、研磨粉の定義は請求項1と同じである。
In the second aspect of the present invention, means for providing a polishing powder layer formed by kneading polishing powder and a binder on the core surface is used. This means is also common to the means of
請求項4では、上記各手段においてコア表面に研磨粉を多層に設けるという手段を選択的に用いた。ところで、本発明の砥材を使用した場合、バインダの粘着強度によっては研磨粉層がコア表面から剥離することがある。従って、一度使用した砥材は研磨粉層の一部または全部が欠けたものとなるため、再度、研磨粉層を形成しなければ、次の仕上げ等に用いることはできない。そこで、当該手段のように研磨粉層を多層とすることで、そのうちの一層が剥離しても、その下層の研磨粉層が露出することになるため、その都度、研磨粉層を再形成しなくとも、少なくとも層の数に見合った砥材を使用することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the means of providing abrasive powder in multiple layers on the core surface in each of the above means is selectively used. By the way, when the abrasive of the present invention is used, the abrasive powder layer may peel from the core surface depending on the adhesive strength of the binder. Therefore, since the abrasive material once used becomes a part or all of the polishing powder layer missing, it cannot be used for the next finishing or the like unless the polishing powder layer is formed again. Therefore, by making the polishing powder layer into multiple layers as in the above means, even if one of the layers is peeled off, the lower polishing powder layer is exposed, so each time the polishing powder layer is re-formed. Even if not, it is possible to use an abrasive material corresponding to at least the number of layers.
なお、本発明で「バインダ」とは、少なくとも研磨粉をコア表面に付着させることができる接着力あるいは粘着力を有するものをいう。このうち経時的に硬化するバインダを使用した場合は、それが例えばポリビニルアルコールのように再湿性を有しない限り、コア表面に研磨粉を再付着させることはできない。そこで、請求項4ではバインダとして非硬化性の粘着剤を用いることとした。ここで粘着剤とは、ガムテープ等で使用されるいわゆる感圧接着剤のみを意味するものではなく、上記付着強度を有し、しかも、経時的に硬化せず、研磨粉が剥離してもなお粘着力(接着力)を維持するものと定義する。具体的には、ゴムのりを一例として開示する。そして、当該粘着剤によれば、一度、使用して研磨粉が剥離した砥材のコア表面に対して、再度、研磨粉を付着させることができるのである(研磨粉層の再形成)。ただし、粘着剤の粘着力は、仕上げの目的や本発明砥材の噴射速度等に応じて調整される。 In the present invention, the “binder” refers to one having an adhesive force or an adhesive force that can attach at least abrasive powder to the core surface. Of these, when a binder that cures with time is used, the abrasive powder cannot be reattached to the core surface unless it has re-wetting properties such as polyvinyl alcohol. Therefore, in claim 4, a non-curable adhesive is used as the binder. Here, the pressure-sensitive adhesive does not mean only a so-called pressure-sensitive adhesive used in a gum tape or the like, has the above-mentioned adhesion strength, is not cured with time, and even if the abrasive powder peels off. It is defined as maintaining adhesive strength (adhesive strength). Specifically, rubber glue is disclosed as an example. And according to the said adhesive, polishing powder can be again made to adhere with respect to the core surface of the abrasive material which once used and the polishing powder peeled off (re-forming of a polishing powder layer). However, the adhesive strength of the adhesive is adjusted according to the purpose of finishing, the spraying speed of the abrasive of the present invention, and the like.
以上詳述したように本発明の砥材は、コア表面に研磨粉層を設けるという簡単な構成でありながら、吹き付け量や吹き付け速度を変更するだけで、ワーク表面を目的の態様に仕上げることができ、また、コアや研磨粉の変更すれば、より緻密に仕上げることができる。 As described above in detail, the abrasive material of the present invention is a simple configuration in which a polishing powder layer is provided on the core surface, but the workpiece surface can be finished in a desired mode only by changing the spraying amount or spraying speed. In addition, if the core and polishing powder are changed, it can be finished more precisely.
さらに、研磨粉層を多層に設けた構成にあっては、研磨粉層が仕上げ作業で剥離したとしても、その下層の研磨粉層によりワークの仕上げが可能であるので、同一の砥材を連続して使用することができる。 Furthermore, in the configuration in which the abrasive powder layer is provided in multiple layers, even if the abrasive powder layer is peeled off in the finishing operation, the workpiece can be finished with the lower abrasive powder layer, so that the same abrasive is continuously used. Can be used.
さらにまた、バインダとして粘着剤を用いたものにあっては、粘着性が長期に持続されるため、使用により研磨粉が剥離した砥材に、あらたにバインダを塗布することなく、再度、研磨粉を付着させることができる。 Furthermore, in the case of using an adhesive as a binder, since the adhesiveness is maintained for a long time, the abrasive powder is again applied to the abrasive from which the abrasive powder has been peeled off without being newly applied. Can be attached.
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図1は、本発明に係る砥材10を概念的に示した断面図であって、当該砥材10は、例えば合成樹脂発泡材のように、弾力性があり、かつ内部通路の何れもが外部と連通する連続気孔1aを有する多孔質体を100μ〜5mm程度の大きさにカットして製作したコア1に、バインダを用いて約25μ以下の研磨粉からなる研磨粉層2を多層に形成してなる。そして、当該砥材10を用いてワーク表面を仕上げるには、適宜な吹き付け装置、噴射装置などにより砥材10をワーク表面に対して斜めから吹き付けるという方法により行われる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view conceptually showing an
上記コア1は、これと親性のあるバインダを介して研磨粉を支持する担体として機能し、その材質は上記合成樹脂発泡材の他に、ラバーなどの人工組成物であってもよく、さらにはコーン等の天然組成物を採用することもできる。また、コア1の大きさも、小さい方がワークに対する衝突エネルギーが小さくなるので、研磨粉層2がコア1から剥離しにくい。さらに、比重が小さく軟質のコアは鏡面仕上げや艶出しに向いているし、比重が大きく硬質のコアは研削に向いている。このように、コア1はワークの素材や仕上げ等の目的に応じて材質や大きさ等が選択される。
The
一方、バインダは、(1)粘着性能が長時間持続する、(2)粘着力が大きい、(3)操作性が良好である、(4)環境特性が良好であるものが好ましい。これら条件全てを満たすものとして、例えばゴムのりが該当する。上記(1)の条件により、コア1に対して複数回にわたり研磨粉2を付着させることができる。換言すれば、コア1の再利用が可能となる。具体的には、非硬化性の粘着剤が該当するが、再湿性の接着剤であっても良い。(2)の条件により、研磨粉層2の不用意な剥離を防止することができる。ただし、あまり粘着力が大きい場合は、砥材にゴミが付着するといった不都合や、砥材が噴射装置に付着して当該装置のメンテナンスに手間が生じるため、バインダの粘着力は用いる噴射装置や噴射速度、あるいは仕上げの目的等に応じて調整される。なお、粘着力の調整は、バインダ自体を特定のものから選択する他、水による希釈、他剤との混合等により行うことができるが、この他の手段であってもよい。ここでバインダとして必要なことは、少なくとも研磨粉層2をコア表面に付着でき、且つ、吹き付け時に研磨粉層2が剥離しない接着性あるいは粘着性を有することである。一方、(3)の条件により、作業性良く研磨粉層2をコア表面に形成することができる。(4)の条件により、作業者等に悪影響を及ぼすことがない。
On the other hand, the binder is preferably (1) adhesive performance lasting for a long time, (2) high adhesive strength, (3) good operability, and (4) good environmental characteristics. For example, rubber glue is applicable to satisfy all of these conditions. Under the condition (1), the
ここで、研磨粉層2は一層でもよいが、本実施形態のように多層に形成することも有意である。そして、研磨粉層2を多層に形成するには、次の二通りの方法がある。第一に、コア1の表面にバインダを塗布し、その上から研磨粉をまぶして研磨粉層2を形成する方法である。第二に、予めバインダと研磨粉を混練しておき、これをコア表面に付着して、研磨粉層2を形成する方法である。これら何れの方法であっても、コア表面に研磨粉層2を形成できるが、上記第二の方法であれば、作業性良く、しかも、コア表面に対して研磨粉層2を均一に形成することができる。そして、研磨粉層2を多層に形成する場合には、第一の方法ではコア表面からバインダ、研磨粉、バインダ、研磨粉の順で研磨粉層2を形成する。一方、第二の方法により研磨粉層2を多層形成する場合には、バインダと研磨粉の混練物を数回にわけてワーク表面に付着させることにより行われる。このように、研磨粉層2を多層に設けた場合には、使用の都度、研磨粉2を付着させる必要がなくなり、同じ砥材10を複数回使用することができる。
Here, the polishing
なお、上記砥材10によるワーク表面の研削工程を示せば図2のようになる。先ず砥材10を適宜吹き付け装置を用いてワーク表面Wに斜めから吹き付ける(図2(A)参照)。そして、砥材10はワーク表面Wに衝突すると同時に塑性変形し、ワーク表面Wの研削を開始する(図2(B)参照)。続いて、砥材10は変形しながらワーク表面Wを滑動し、砥材10が移動した分Sだけ研磨粉2によりワーク表面Wを研削する(図2(C)参照)。そして、砥材10がワーク表面Wから反発して研削を終了するのである(図2(D)参照)。
The work surface grinding process by the abrasive 10 is shown in FIG. First, the abrasive 10 is sprayed obliquely onto the work surface W using a spraying apparatus as appropriate (see FIG. 2A). The abrasive 10 collides with the workpiece surface W and is plastically deformed, and starts grinding the workpiece surface W (see FIG. 2B). Subsequently, the
上記研削工程からも明らかであるように、本発明の砥材10によれば、その吹き付け量を調整することでサンドペーパーによる研磨とほぼ同じ仕上げ効果が得られる。その一方で、砥材10の吹き付け速度を調整しても、ワークの仕上げ具合を変えることができる。例えば、ワーク表面が柔らかい材質や脆い材質である場合には砥材10の吹き付け速度を下げることで、過度の研削をなくし、ワークの表面を良好に仕上げることができる。即ち、砥材10の吹き付け速度を調整することによって砥材10の運動エネルギーを調整し、砥材10のワーク表面に対する摩擦力、すなわち研磨粉2による切削力を調整することが可能である。さらに、ワークの表面形状に応じて、砥材10の吹き付けと同時に圧縮空気を吹き付けることがある。これは、ワークの表面に凹部がある場合、この凹部に砥材10が溜まって研削効率が下がることがあるが、砥材10は比重が小さいため、当該凹部に圧縮空気を吹き付けることで凹部に溜まった砥材10を速やかに除去することができ、研削効率を高めることができるからである。
As is clear from the grinding process, according to the
1 コア
1a 連続気孔
2 研磨粉層
10 砥材
1 Core 1a
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