JP4381520B2 - 研削面観察用透視孔が開けられたオフセット型フレキシブル砥石 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクグラインダーに用いる円盤型回転砥石に関し、特に、適度な撓み度と強度を有する研削面観察用透視孔が開けられたオフセット型フレキシブル砥石に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ディスクグラインダーに用いる円盤型回転砥石にて研削しようとすると、研削面は回転砥石に隠れているので見えないままで研削しなければならなかった。それ故、限られた場所を研削する際には研削焼けを生じ易かった。
従って、熟練作業者の長年の経験による研削感覚に頼って研削作業が行われている為、限られた作業者しか研削作業を行うことが出来なかった。
それ故、砥石に研削面を観察するための透視孔や切り欠きを設けた円盤型回転砥石については、実開昭41−13667号、実開昭48−76594号、実開昭51−22190号、実開昭53−128995号、実開昭58−80164号、及び、実開昭52−67696号等の各公報が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オフセット砥石の使用面の一部に透視孔や外周部に切り欠きを設けると、被研削物を引っ掛け易くなり、強度も低下する。
それ故、設けた位置によっては使用途中で被研削物に透視孔が引っ掛かり、グラインダーの高速回転による強い衝撃力によって、作業者に危険を与えたり、場合によっては、砥石の破壊が生じることもあり、作業者だけでなく周囲の人達にも重大な事故の発生となる。
砥石の使用時の周速度は、最高使用周速度(JIS R 6241にて規定される)4,300m/分であり、高速度で回転しているために、外周部での引っ掛けによる事故発生の防止と、それから発展する偏磨耗や破壊等についての対策技術が未解決のままの状態である。
特に、研削面を観察するために設けられた外周部の切り欠きについては、研削の初期においては問題が生じ難いが、研削が進むと切り欠き部分が被研削物に引っ掛かり易くなるとの問題点がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、砥石に特定な素材を使用し、特定な構造にすると共に、研削面観察用の透視孔を特定な範囲内のものにすることにより、上記課題を解決することが出来るとの知見に基づき本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明の研削面観察用透視孔が開けられたオフセット型フレキシブル砥石は、オフセット型フレキシブル砥石において、取り付け面側をガラスクロスで補強し、砥石半径の60%以上外側乃至最外周部から2mm以上内側の範囲内に、直径7〜10mmの研削面観察用透視孔を穿設し、その面積が砥石回転時に透視可能な面積に対して5〜20%の範囲内とすると共に、砥石の撓み度を1.0〜1.5mmとしたこと、を特徴とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
[I] オフセット型フレキシブル砥石
(1) 構 造
(a) 砥 石
本発明の研削面観察用透視孔2が開けられたオフセット型フレキシブル砥石1は、図1の(a)及び(b)に示すように、研削面側1aに一般的にアルミナ質又は炭化珪素質研削材の砥粒番手F24〜F150を用いて、フェノール樹脂に代表される熱硬化性樹脂を結合剤として固めた砥石層3を形成し、研削面側よりも細目番手の砥粒を研削面側と同種の結合剤で固めたものを、平織又は綾織りガラスクロス4a,4bにフェノール樹脂を含浸し、半硬化状態にしたガラスクロス4a,4bで挟むことにより積層した補強層4より形成されるものである。
上記補強層4は、上記単層のガラスクロス4aと砥粒/結合剤混合物とを用いた補強層4であっても良いが、研削面側よりも細目番手の砥粒と研削面側と同種の結合剤で固めたものを、ガラスクロス4a,4bにフェノール樹脂を含浸して半硬化状態にした複数のガラスクロス層4a,4bで挟むことにより積層した積層体5よりなる補強層4とすることが好ましい。
該砥石1は一般に外径寸法100〜180mm、厚み2〜4mmの円盤状のもので、中央部付近5が裏面の取り付け面側1bに突出しているものである。
【0006】
補強層
本発明の研削面観察用透視孔が開けられたオフセット型フレキシブル砥石においては、上記研削面側1aに形成した砥石層3に引き続いて、砥石1の取り付け面側1bに研削面側よりも細目番手の砥粒と研削面側と同種の結合剤との混合物をガラスクロス4a,4bにフェノール樹脂を含浸して半硬化状態にしたガラスクロス4a,4bで補強した補強層4を形成することが重要である。
ガラスクロス4a,4bで補強した補強層4は、砥石1の肉厚の1/4〜1/2の範囲内であることが好ましい。
ディスクグラインダーに用いる円盤型回転砥石1においては、研削時の砥石1が被研削物と接触して研削する為には、円盤状砥石1の回転軸に掛けられた押圧力を受けて、湾曲しながら回転しなければならないので、砥石1には曲げ応力が常に与えられていることから、割れや欠け等が生じ易い。
特に、本発明の研削面観察用透視孔2が開けられたオフセット型フレキシブル砥石1においては、砥石1に研削面観察用の複数個の透視孔2を設けていることから、通常の透視孔が開けられていないオフセット型フレキシブル砥石に比較して透視孔2が開けられているだけ強度的に弱められていることから、その補強を行う必要がある。
【0007】
(b) 研削面観察用透視孔
本発明の研削面観察用透視孔2が開けられたオフセット型フレキシブル砥石1に開けられている研削面観察用の透視孔2は、複数個開けられており、通常、直径が7〜10mm、好ましくは8〜9mmのものを4〜12個、好ましくは6〜10個設けられている。
該透視孔2は、砥石1の複数の同心円上に設けられていることが好ましく、それらは一般に二つ以上の同心円上に等間隔に設けられているのが良い。
この透視孔2は、砥石1の最外周部から2mm以上、好ましくは3mm以上内側に設けることにより研削初期の引っ掛けによる欠けが発生し難くなる。
また、この透視孔2は、該砥石1の半径の60%以上外側に設けられており、60%より内側では、高速使用時に破壊する可能性がある。
更に、透視孔2の合計面積は、砥石回転時に透視可能な領域2aの面積の5〜20%、好ましくは10〜15%の範囲内とすることが重要である。
透視孔の大きさ、数、面積が小さ過ぎると、研削面を透視するには不十分であり、大き過ぎると、強度、研削比が低下する。
【0008】
(2) 撓み度
本発明の研削面観察用透視孔2が開けられたオフセット型フレキシブル砥石1においては、砥石1の取り付け面1bをガラスクロス4a,4bで補強することで、そうでない場合と比較して撓み度は小さくなるが、透視孔2を設けることで、撓み度を1.0〜1.5mmに制御することが重要である。
上記範囲の撓み度は、被研削物の研削したくない(傷を入れたくない)周辺部を研削することなく、限られた場所を研削するのに適当な柔軟性を示す。
この砥石の撓み度の測定は、砥石を半径15mmのフランジに取り付け、砥石の静止状態で砥石の中心部から47mmのところを半径5mmの圧子で20Nの荷重を与えた時の撓み(mm)を撓み度とする。請求項中の「砥石の撓み度」は、これによるものである。
【0009】
[II] バックプレート
(1) バックプレートの使用
本発明の研削面観察用透視孔2が開けられたオフセット型フレキシブル砥石1は、そのままディスクグラインダー等にセットして使用することもできるが、更に、砥石1の透視孔2と同じ位置に貫通孔7を開けた合成樹脂製のバックプレート6を添えて使用することが好ましい。
【0010】
(2) 構 造
上記バックプレート6は、図2に示す様に、上記研削面観察用透視孔2が開けられたオフセット型フレキシブル砥石1の透視孔2と同じ位置に貫通孔7を有する合成樹脂製のプレートである。
該バックプレート6の形状は、オフセット型フレキシブル砥石1と一体となって回転し研削するためのものであることから、オフセット型フレキシブル砥石1の取り付け面側1bの形状と相似の形状をしたものである。
該バックプレート6は曲げ強さ(JIS K7203)50MPa以上、好ましくは60〜100MPa、耐熱温度(JIS K7206)80℃以上、好ましくは120℃以上の熱可塑性樹脂製のプレートが用いられることが好ましい。
具体的には、例えば、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂等を挙げることが出来る。
このバックプレート6を使用することにより、円盤状砥石1の回転軸に掛けられた押圧力を砥石1の前記補強層4だけでなくバックプレート6でも受け止めて、湾曲しながら回転することができるので、割れや欠け等が生じ難い。更に、このバックプレート6は砥石1が欠けて飛散したとしても、砥石1と一体となって回転してはいるが、別の素材として形成されていることから、破損しないでそのままの形状を保つことができるので、防御板としての作用を果たすことができるので、作業者に砥石1の破片が当たることがない。
【0011】
[III] 用 途
この様な本発明の研削面観察用透視孔が開けられたオフセット型フレキシブル砥石は、ディスクグラインダーにセットして使用することにより、一般鋼材から難研削材のステンレス鋼材の研削・研磨を行うことができる。特に、研削焼けが発生し易いステンレス等の薄板で、溶接点等の限られた範囲のみを研削したい場合に向いている。
【0012】
【実施例】
以下に示す実施例及び比較例によって、本発明を更に具体的に説明する。
実施例1〜5及び比較例1〜2
(1) 砥粒とフェノール樹脂との混合物の製造
研削面側砥石層用の混合物
アルミナ質研削材に区分される人造研削材(種類はJIS R6111にて規定される白色アルミナ質研削材WAとし、粒度はJIS R6001にて規定されるF60)の砥粒100重量部に対して、砥石用液状フェノール樹脂(JISK6909にて規定される)5重量部を攪拌して湿らせた後、研削砥石用粉末フェノール樹脂(JIS K6909にて規定される)20重量部、ヘキサフルオロアルミン酸ナトリウム15重量部を攪拌し、砥粒の表面に均一に付着させた混合物を得た。
【0013】
取り付け面側補強層用の混合物
アルミナ質研削材に区分される人造研削材(種類はJIS R6111にて規定される褐色アルミナ質研削材Aとし、粒度はJIS R6001にて規定されるF100)の砥粒100重量部に対して、砥石用液状フェノール樹脂(JISK6909にて規定される)4重量部を攪拌して湿らせた後、研削砥石用粉末フェノール樹脂(JIS K6909にて規定される)24重量部、ヘキサフルオロアルミン酸ナトリウム7重量部を攪拌し、砥粒の表面に均一に付着させた混合物を得た。
【0014】
(2) 砥石の製造
取り付け面側を補強するガラスクロス(JIS R3414にて規定されるEP19)にフェノール樹脂を含浸して半硬化状態にしたガラスクロスを40〜80℃の金型に馴染ませた上に補強層用の混合物を充填して表面を均し、更にガラスクロス(JIS R3414にて規定されるEP40B)にフェノール樹脂を含浸して半硬化状態にしたガラスクロスを馴染ませ、砥石層用の混合物を充填して表面を均して、加熱成形機により成形し、150〜200℃の硬化炉で硬化したもの。
【0015】
(3) 研削面観察用透視孔の形成
上記砥石の中心部から44mmの位置(外周部)に直径8mmと、38mmの位置(内周部)に直径9mmの研削面観察用透視孔を表1に示す個数をコアドリルで開け、図1に示すような、外径寸法102mm、厚み2.8mmの円盤状の研削面観察用透視孔を開けた砥石を製作した。
【0016】
(4) 評 価
研削テストは、電気ディスクグラインダー(日立工機(株)製720W)を使用し、砥石寸法外径102mm×厚さ2.8mm×孔径15mmで、被研削材はSUS304(HRBで86/90)、寸法肉厚9×横50×縦300mmの上を、手動で往復させて研削を行った。研削条件は砥石回転数12,000rpm、送り速度0.5m/sec、研削幅9mm、傾斜角10〜15度、研削時間は20分間として、被研削材除去体積及び砥石磨耗体積を測定し、その結果を表1に示す。
更に、被研削材をSUS304で研削焼けが生じ易い厚さ1.5mmの薄板に直径3mmの溶接点を作り、その凸部をグラインダーで平坦になるまで12,000rpm、傾斜角5〜10度の条件で手動研削を行い、研削焼けの発生のし易さを比較し、その結果を表1に示す。
実施例6〜8及び比較例3〜5
砥石の仕様をWA 46 S BF 27(実施例6)、WA 80 S BF 27(実施例7)、WA 120 S BF 27(実施例8)とした以外は実施例1の砥石と同じ寸法102×2.8×15mmを測定した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】
このような本発明の研削面観察用透視孔が開けられたオフセット型フレキシブル砥石は、補強層が形成され研削面観察用透視孔が開けられているために、適度な撓み度と強度を有し、研削面が見えるために、研削焼けを生じ難く、熟練作業者でなくても研削作業を行うことが出来る。
また、従来の透視孔や切り欠きを設けた砥石に比べて、引っ掛かりや砥石の破壊が生じ難いので、安全性が高く、偏磨耗を抑制することができることから良好な研削を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1の(a)及び(b)は、本発明実施例の研削面観察用透視孔が開けられたオフセット型フレキシブル砥石の平面図(a)及びA−A線断面図(b)である。
【図2】図2の(a)及び(b)は、バックプレートの平面図(a)及びB−B線断面図(b)である。
【符号の説明】
1 研削面観察用透視孔が開けられたオフセット型フレキシブル砥石
1a 研削面側
1b 取り付け面側
2 研削面観察用透視孔
2a砥石回転時に透視可能な領域
3 砥石層
4 補強層
4a,4b ガラスクロス
5 中央部付近
6 バックプレート
7 貫通孔
Claims (2)
- アルミナ質又は炭化珪素質研削材の砥粒番手F24〜F150を用い、熱硬化性樹脂を結合剤として用い、外径寸法100〜180mm、厚み2〜4mmの円盤状のもので、中央部付近が裏面の取り付け面側に突出した、オフセット型フレキシブル砥石において、取り付け面側をガラスクロスで補強し、砥石半径の60%以上外側乃至最外周部から2mm以上内側の範囲内に、直径7〜10mmの研削面観察用透視孔を穿設し、その面積が砥石回転時に透視可能な面積に対して5〜20%の範囲内とすると共に、砥石の撓み度を1.0〜1.5mmとしたことを特徴とする、研削面観察用透視孔が開けられたオフセット型フレキシブル砥石。
- 砥石の透視孔と同じ位置に貫通孔を備えた合成樹脂製のバックプレートを添えた、請求項1に記載の研削面観察用透視孔が開けられたオフセット型フレキシブル砥石。
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