JP4668969B2 - 研磨ディスクの改良 - Google Patents

Description

本発明は研磨ディスク又はサンディング・ディスクの分野に関し、特に研磨ディスクの押え板及びアングル研磨装置のアクセサリ並びにその製作手段に関するものである。

研磨ディスク又はサンディング・ディスクは携帯用電動ドリル及び（より専門的レベルで）手持ち式のアングル研磨装置で広く使用されている。これらのマシンで使用される場合、ディスクはその中心で押え板に保持されてディスクの前面にて加工物に圧接された状態で高速で回転する。その研摩面はカッティング作用で加工物の表面を研削する。アングル研磨装置に装着されたサンディング・ディスクは通常（例えば）自動車のパネル・ビーティングに使用され、この場合にはボディの充填材が削り取られて、改造車の部分が元の形に戻される。アングル研磨装置で使用するサンディング・ディスクは毎年何百万個も販売されていると言われている。サンディング・ディスクの使用に関連していくつかの問題がある。即ち、

（ａ）アングル研磨装置のサンディング・ディスクに通常使用される相対的に硬い押えディスクは、使用中にアングル研磨装置を加工物に対して傾けると、サンディング・ディスクを不本意の動作状態、例えば、主としてその縁が加工物に当たる状態とし、この結果、広い範囲に渡って均等且つ漸進的作用とは異なる局部的な強い作用が加わることとなり、加工表面に余分な手作業のサンディング処理を必要とする不本意な波状模様を生ぜしめる傾向がある。表面を直ちに塗装ができる状態にするという精密制御の作業にこのようなディスクを使用することはできない。

（ｂ）時には研削される材料は高速カッティングにより溶解し、この場合サンディング・ディスクは急速確実に目詰まりして廃棄せざるを得なくなる。この溶解はまた工具を腐食し、この結果、加工面が不本意に損傷される。加熱もまたサンディング・ディスクの寿命に悪影響を与える。

（ｃ）オペレータは実際の作業中には研削される材料を見ることはできない。オペレータが見ることができるのは縁で隠されない材料だけである。途中で繰り返し加工物を点検せずして、所望の結果により近いものとする正確な作業を実行することは困難である。手持ち式工具では正確な再適用が出来ないが故に繰り返しの点検は注意深い作業としては適当な選択肢ではない。

貫通穴を有するディスクは中速から高速回転時に半透明となる現象は周知である。これは人の目の網膜に画像が残る、いわゆる「残像」効果のためである。貫通穴が設けられ回転ディスクを通して見られる像はこの回転ディスクとその背景及び／又は前景の光及び／又は色にコントラストがあると更に明確となる。ディスクが回転した時に「窓」の幅又はシー・スルー効果を増大するために、貫通穴は通常相互に重複して形成される。多くの研削及びやすりディスクがこの現象を利用している。実例として、１９５３年８月３１日に出願されたエフ・ライデンバック（F.Reidennback）に付与された米国特許第３１１９５３号にて開示されたディスク、又は１９８５年３月２６日に出願されてジェー・シー・シュバルツ（Ｊ．Ｃ．Schwartz）に付与された米国特許第４６８５１８１号に開示されたディスクがそれである。

ディスクの貫通穴を大きくすることは破局的結末が想定されるが故に、これら当時の発明はディスク全体の大きさに関連して多数の小さな貫通穴を設けた。

定義及び注釈
本発明は特にアングル研磨装置に関するものであるが、本発明はその他の電動工具例えば、さほど高速では回転しない普通の電動ドリルで使用されるサンディング・ディスクにも適用できるものである。

本書での「開口(aperture)」」とは、物体を完全に貫通し、全周がその物体の材料で囲まれた通路(channel)又は穴(hole)を意味するものである。これは円形の輪郭のものとは限らない。

「皿状(dished)」とは、（受け皿のように）凸型(convex shape)に形成されたディスクを意味し、本発明に関しては、研磨材（砥粒）は通常この受け皿のベース又は凸状側面(convex side)にある。

「ディスク」とは、回転軸又は回転心棒に装着される相対的に硬い材料（多少の弾性を有する）平らな部材のことである。これは完全に円形とは限らない。押さえ部材(backing plate)と共にアングル研磨装置に使用できれば如何なるものでもよい。

「ギャップ」とは、物体の材料によって不完全に囲まれているへこみ部(indentation)または湾入部(invagination)のことである。従って、これはディスクの円形周縁でセグメント（下記に定義する）が除去された形状、或いは「開口」を部分的にディスクの周縁を越えるまで（概念的に）移動させることで得られる形状を含む。

「サンディング」とは、研削又は仕上げ作業のことであり、加工片の表面から材料を除去又は粗さを変えるための処理のことである。

「セグメント」とは、円周とチョード(chord:翼弦)との間の円の部分のことである。

第１の主たる特徴として、本発明はアングル研磨装置(angle grinder)等で使用するサンディング・システムに関し、少なくとも１つの研磨表面(abrasive surface:砥粒面)を有して対となる押え板(backing plate)と共に前記研磨装置の軸に装着されるディスクを含み、前記サンディング・ディスクは観察及び通気のための少なくとも１つの中心から外れた開口が設けられ、前記開口は前記押え板に設けられた少なくとも１つの観察及び通気ギャップ又は開口と実質的に合致し、これにより加工物表面及び前記サンディング・ディスクが通気により冷却され、研削された材料が接線方向へ移動され、そしてユーザーは加工物を前記少なくとも１つの中心から外れた開口を通して見ることができることを特徴とする。

本願において開口に関して使用される用語「中心から外れた(non-concentric)」とは、この開口がディスクの半径に沿って回転中心から偏倚していることを意味する。この観察及び通気のための中心から外れた開口の好適な数は１乃至９個である。

この中心から外れた開口の更に好適な数は３乃至５個である。

この観察及び通気用の中心から外れた開口はサンディング・ディスクの回転中心から相異なる距離に置かれて、ディスクが回転すると、ディスクの下のかなりの割合の領域が見えるようにすることが好ましい。ディスクの回転はこれらの開口を前縁と後縁とするので、この発明の特徴は各開口の後縁(trailing edge)がディスクの研磨表面(abrading surface)がある平面(plane)からディスクの裏側(back)方向へ変位〔変形〕していることである。これは研削されている表面からの突出部がディスクの縁を捉えてディスクを破損する危険性をなくす効果を有する。

次の特徴として、その形態としては観察及び通気用の各中心から外れた開口の少なくとも前側壁をまた任意に後側壁も傾斜させて、各開口に少なくとも１つの傾斜面（傾斜壁面）を設けることである。これは研磨ディスクが十分な厚さを有する場合にのみ可能である。

意図した開口の後縁において研磨作業表面から材料を持ち上げるための、開口を包囲する材料のゆがみは、同様に、空気の乱れを起こして研磨される面からの削りくずの除去能力を高める。

また、本発明は先に説明したサンディング・ディスクが、観察及び通気用の各中心から外れた開口の少なくとも１つの縁がカッティングエッヂとして作用するように形成されたものを含む。

別の特徴として、この観察又は通気用の開口はディスクの回転時にこれの研摩作用を断続的に中断してその作業面を冷却する「休み時間」を提供する手段とみなすことができる。

別の特徴として、先に説明したサンディング・ディスクには、主として押え板と合致する形状で合致するよう意図した１つ又はこれ以上の開口が設けられており、この結果、このサンディング・ディスクは装着時にその開口が押え板の開口と合致させることができる。

選択的に、１つ又はこれ以上の整合開口が係合手段として押え板から延長する駆動ピンに係合することができる。

選択的に、押え板の空気取り出し穴と整合できる位置に一つ以上の穴がサンディングディスクに設けられる。

好ましい特徴として、請求項２及び３に記載のように、このサンディング・ディスクの円周は、１つ又はこれ以上のギャップ、最も好ましくはセグメントの形状のギャップをディスクの円周に沿って設けることで、円形の形状を歪めることができる。このようなギャップを複数設ける場合には、これらを対称的に配置してディスクにおけるバランスを保つようにするのが好ましい。その好適数は３乃至８個である。

更に好ましくは、ギャップの数は観察及び通気用の中心から外れた開口の数と合致し、これら開口が位置する半径の間の半径上に位置する。

好ましくは各ギャップはその円周の一部から別の一部を結ぶ直線の形を有する。換言すると、ギャップはディスクのセグメントを除去することによって形成されている。

好ましくは各ギャップの大きさは、サンディング・ディスクの回転時に、ディスクを通して、観察及び通気用開口のゾーンの外側のゾーンをそしてディスクの縁まで見ることができるように調節されている。

任意にこのタイプのギャップはサンディング・ディスクをストック材料から切り取る過程で、ディスクの中心を相互に近づけて相隣るディスクに共通の縁を持たせることにより無駄をなくすために有利に使用することができる。

任意に幾つかの又はすべてのギャップは曲状の外形(curved outline)を有することができる。

好適なギャップの曲状外形は観察及び通気用開口の後縁の方向に引き上げられる形状であり、それによってねじられ得る狭い又は弱いゾーンが提供され、突出部は観察及び通気用開口に係合するものである。

この研磨ディスクの表面は多数の形態を有することができる。第１の実施例においては、研磨ディスクの表面は、硬化樹脂結合剤又は金属結合剤から選択された結合材を用いてディスクの表面に接着された砥粒の被覆層により提供される。別の実施例においては、ディスクの表面は複数の砥粒が結合された繊維の不織布層を含む。このような不織布層は従来基材に結合されて、ディスクの構造全体に高度の寸法安定性を付与する。

別の態様として、このサンディング・ディスクに砥粒面から離れる方向の１つ又はこれ以上の周縁折り目(peripheral folds)、或いは「ウイング・チップ」を設けて、ディスクが回転すると空気が動いて作業面(work area)を冷却すると共に削くずを除去するようにすることができる。

これに関連した態様として、このアングル研磨装置のガードの周囲にスカートを設けて、ウイング・チップにより動かされる空気を閉じ込めることができる。

また、別の態様として、このサンディング・ディスクは１つ又はこれ以上の剪断位置又は「引裂ゾーン」又は意図的に設けられた虚弱ゾーンを備えている。これはディスクが不意に物体に係合して押え板及びアングル研磨装置に高いトルクを伝達しようとする場合にディスクを押え板駆動手段から離脱させることを可能にするものである。好適な剪断位置は装着用手段又は開口と同心の虚弱ゾーンからなる。

好ましくはこの虚弱ゾーンはサンディング・ディスクの材料にカットされた、又はこれを貫通してカットされた一連の開口で形成される。

任意にこの虚弱ゾーンはサンディング・ディスクの材料にカットされた、又はこれを貫通してカットされた一連のスロットで形成される。

好ましくは、アングル研磨装置の軸に締め付けられたディスク止めナットは、剪断されて離脱したサンディング・ディスクを保持することが可能であり、好ましくはディスク保持ナットの周縁に向けて設けられた、虚弱部を包含する大きな直径を有する、同心の外方向きの突部等により保持する。

いずれにしろ、このサンディング・ディスクはその回転軸の周囲で力学上実質的にバランスをもって保持されることが好ましい。

好ましくはこのディスクは弾性材の押え板と共に使用され、この押え板の材料の色は好ましくは暗色である。

好ましくは押え板金は少なくとも１つのギャップ又は開口を含み、このギャップ又は開口はサンディング・ディスクに設けられた観察及び通気用の１つ又はこれ以上の中心から外れた開口と合致することが可能な位置にあるものである。

好ましくは押え板の各ギャップ又は開口には傾斜面が設けられており、また、任意に各開口には空気のすくい取入部を設けることができる。

任意にこの押え板にはサンディング・ディスクに設けられた観察及び通気用の中心から外れた開口とは実質的に合致しない開口を更に設け、またそのうちの１つ又はこれ以上を合致の目的のために設けることができる。

前記更なる開口のうちの１つ又はこれ以上はこの開口に保持された係合手段をもってサンディング・ディスクを駆動する目的に使用することができる。

前記更なる開口のうちの１つ又はこれ以上は空気及び材料の除去を目的として使用することができ、これを押え板内部の空気抜きチャンネルに接続することができる。

好ましくはこのような空気抜きチャンネルは前記除去開口から外方の押え板周縁の方向へ延在して、使用時には空気は求心力によりこのチャンネルを通って移動するようにする。

この押え板に虚弱ゾーンを付与するために更に別の開口を設けて、突出物が観察及び通気用の開口に当たった場合にこの虚弱ゾーンが破壊されるようにすることができる。

好ましくはサンディング・ディスクと押え板の組み合わせの弾性は使用中のこの研磨ディスクに十分な可撓性を与えてこのディスクの縁以外の部分も加工面に十分に接触できるようにする。

別の実施例においては、押え板自体にクラッチ手段を設けて、このクラッチ手段を通って加えられるトルクが予め設定された限界を越えると、例えば、押え板が不意に物体を掴むと、駆動軸から離脱できるようにする。

クラッチ手段のもう１つの好ましい実施例は押え板の材料に組み込まれた過負荷クラッチである。これは剪断ピンであることができる。

クラッチ手段の更に別の好ましい実施例は、止めナットの軸を長軸化しかつスラスト・ワッシャー用に軸を設けて、止めナットをサンディング・ディスク及び押え板の装着時にスラスト・ワッシャーに締め付けると、剪断ピンと同様に作用する過負荷クラッチが形成されるようにして、過剰トルクの際に、押え板と止めナット／押えワッシャー組との間にスリップを可能としたものである。

好ましくは、押え板における少なくとも１つの穴とサンディング・ディスクにおける少なくとも１つの穴を押え板に対するサンディング・ディスクの位置決めペグ又はピンとの関連において使用してその開口を実質的に合致させることができる。好ましくはこの位置決め釘又はピンはサンディング・ディスクの装着後及び使用前に除去される。

任意にサンディング・ディスクに含まれて位置決めのために押え板に挿入される位置決めピン又は突部は使用中には剪断ピンとして作用させることもできる。

任意に過負荷クラッチはこれがスリップしている時に、突部に接触して振動又はノイズを発生させる鋸歯状の切欠き等を含むことができる。

好ましくは、本発明はまた、回転するサンディング・ディスク及び／又は押え板による怪我からユーザーを保護するためのアングル研磨装置用安全装置を提供する。この安全装置はグリップ・ハンドルのねじソケットの少なくとも１つに装着されて、サンディング・ディスクとオペレータとの間で前方に突出する保護カバーを含む。

好ましくは、この安全装置は丈夫で透明なプラスチック材のものからなり、又はその一部を金属とすることができる。また好ましくはこの安全装置は所定の位置に固定される。しかし、またこの安全装置は時には前後に調節可能としてゲージ板として作用させることもできる。

更に広い側面において、本発明は液体ランス又は液体カット方法により研削ディスクの好適な形状を作成する方法及び装置を提供する。この場合、１枚又はこれ以上の研磨シート層に対して移動可能な小さなノズルから高圧で噴出する液体がこの研磨シートを切断してサンディング・ディスク及び／又はフラップを分離する。

別のカット方法として、レーザー光線のような強力な光を用いる焼切り方法でもよい。好ましくはカット方法の移動とカット作用は記憶指令シーケンスにより数値的に制御される。好ましくはカット方法は列状のノズルを同時に動作させて多数の形状を同時に作成する。

好適な実施例の説明
以下に本発明の好適な形式を実例として添付の図面を参照して説明する。
アングル研磨装置で使用するものとしてここで説明するアクセサリは、１つ又はこれ以上の相対的に大きな観察／通気用の開口を有する使い捨ての回転サンディング・ディスク（先に定義したディスク）とこのディスクに関連して使用するために特別に開発されて同様の観察／通気用の開口を有する弾性押え板とを含む。この大きな開口はオペレータをして加工面をこれが研磨されている時に見ることができるようにする。この大きな開口は従来の穴のないディスクを使用する場合よりも加工面を冷却する利点を有することは明らかである。

この穴が加工面の突出部を捕捉するのではないかという従来技術の例での懸念は実際には事実無根である。高速回転すると共に穴の後縁が高い位置にあるが故に、突出部は回転ディスクの開口に入ることが禁止されることは明らかである。この穴はまたこのディスクにこれまで通常期待されてきた以上の弾性を付与する。このディスクを押え板に合致して装着するための手段（図６、図９及び特に図２３参照のこと）を設けることができる。

本発明の使用及び開発での実測では、サンディング・ディスクの動作の効率と性能の決定的増大は回転する砥粒面と加工面又研磨される材料との間の空気の動乱により得られることが明確となった。これは大きな冷却効果をもたらすことは明らかである。カット間隔での短時間の経過を許す断続的カッティングの利点もある。我々が改良したサンディング・ディスクの１つでは各回転中に数回の「休み時間」がある。最大の効果は、サンディング・ディスク周縁から内方へ適当な距離をもってこれの周囲でこのディスクのバランスに支障のないような位置間隔で配置された少数の大きな穴により得られることが明確となった。請求項２及び３に記載のように、我々はまたこの実質的に円形の周縁に任意のギャップを設ける。これらの穴は傾斜して押え板との関連において空気の流れを増大すると共に、押え板の表面とサンディング・ディスクとの間に特別の通気手段を設けて冷却効果を増大している。この冷却方法の副産物が動作中の優れたシー・スルー効果である。

これらの効果の数量的な科学的調査は複雑な装置を必要とする。例えば、種々のディスクにより試験的に（測定レートで）研磨される面の温度をディスク開口を通して観察及び測定する温度測定カメラ、又は空気の流れを測定する装置等である。恐らく種々の方法で使用されるサンディング・ディスクの寿命を決定する標準的テスト方法はあるであろう。

ディスクが突部に衝突及び捕捉することに関して、この分野の先行技術は多数の小さな穴をディスクの大きさに応じて使用することで対処してきた。本発明は押え板に安全引裂センター及び解除機構を提供すると共に冷却のための空気の流れを増大する利点を提供する。また、弾性は固体面に対する研磨の当て衝撃を緩和する。本発明のインデックス型合致方式は同じ所定量の「未加工」製品からユニット生産を高める上で有効である。

先行技術とは対照的に、本発明は少数の大きな通気／観察用の穴をサンディング・ディスクの大きさに比例して使用し、蝶形ディスクは例外として、改修した押え板と改修した繊維及び織物ベースのサンディング・ディスクとの特別な関係の上に成立する。本発明はまたアングル研磨装置との通常の関係には見られない一段と柔軟且つ制御し易いサンディング動作を可能とする。

このサンディング・ディスクは通常の工業標準の直径のものであることが好ましく、通常、約１０乃至１８センチ（４乃至７インチ）（又はメートル均等）で、砥粒面が接着される通常の強化繊維ベースで作られている。このディスクが作られる材料はフィルムのようなプラスチック、ペーパー又は金属とすることができる。研磨材、特にダイヤモンド又はＣＢＮのような超研磨材（超砥粒）をディスクの表面に金属接着して研磨表面（砥粒面）とする場合には金属ディスクが好ましい。

このディスクは、通常、単独で使用するには強度が不十分である場合は押え板との関連で使用される。事実これが最も普通のケースである。このディスクは標準的な押え板には簡単に交換して使用できるように支持されるようになってからである。しかしながら、請求項５に記載のようにこのディスクを押え板と一体的に形成することは可能である。この場合、この押え板はこのディスクと全体的に同じ形のもので、必要な堅固さと容積上の安定性を有するものとする。このようなディスクは研磨装置の軸に直接的に装着することができる。この選択子は、ディスクが容積上安定して所望の状態で動作する要件を満たしている場合には特に好適である。このようなディスクは本書では、主として押えパッドに関連して使用されるディスクとは区別する意味で「硬質ディスク」と称することとする。硬質ディスクは、例えば、フラップ・ディスク（後述する）を含む。即ち、その繊維に砥粒が接着された不織布で研磨表面が構成されたディスク（後述する）並びにその表面に超研磨材が金属接着された粒子を有する金属ディスクである。このような場合、この硬質ディスクはその装着開口の周囲に凹部を有して平らに使用できるようにして、この硬質ディスクをその加工面と接触する研磨装置の軸に装着するための機構を不要とすることが好ましい。このような硬質ディスクにおいては、これと一体の押え板はこのディスクと同じ開口と同じ形状を有する。

このディスクは中心に装着又は取付け開口、並びに関連した目的を有する多数の開口を有する。この目的とは、加工面に渡って空気の流れを発生させること、オペレータが加工物をこれの研磨作業中に見ることができるようにすること、及びディスク押えの材料の硬さを減じてディスク材料の応力を緩和することである。（このディスクを押え板に固定するために接着剤を使用することができ（図１５参照）、或いは「Velcro」(商標) 等の使用も可能である）。従来技術の開口のディスクは知られている（例えば、Bosch 及び上記参照）が、市販のものはもっぱらダスト排出システムの一部であって、この排出システムは観察することができないものである。典型的なひな型のサンディング・ディスクは図１及び２に示されている。図１では３つの穴１０１（中心の装着穴は１０２）が示されているが、図２はこの発明２００が合理的な数の穴、例えば、５個の通気／観察用の穴２０１又は図１４のように１０個の穴を有することができることを示す。一穴ディスク（バランス・セグメントが縁から除去されている）は図２２に示されている。本発明は図示の実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。図２の実例は故意に脆弱化された領域（後記する）として使用される一列の穴２０３及び実質的に半径方向のスロット２０２を含む。

真空開口については後記するが、これらは本発明のサンディング・ディスクの中心の近くに配置されて、従来技術 Boschと同様押え板の開口と合致する。但し、これらの開口が真空を生ずるのは電動工具のモータに組み込まれたファン又はその他の外部ソースからではなく、押え板とサンディング・ディスク・ペーパーとの間で押え板の内側に挟まれたダクト又は開口溝からである。ディスクが回転すると、このダクトを占める空気に対して発生する求心力がこのダクトに必要とされる真空を生ぜしめる。埃は回収トラップに吹き込まれて回収バッグに送られる。このプロセスを促進するために、押え板の周縁は裂け目又はスカラップ模様を有するように成型することができる。

好適な一形態として、このサンディング・ディスクは従来の広く使用されているタイプの研磨装置において使用することができる。この研磨装置は負荷のない状態で典型的回転速度１１０００rpm のもので、通常ユニバーサル（ＡＣ／ＤＣ）・ブラッシ・モータで駆動される。従来の研磨装置は種々のディスク（通常は研磨材料の）が装着されて高速で回転される駆動軸を有する。典型的なアングル研磨装置は単速度１１５mm研磨装置で「AEG WSL115」(商標)(600 watt) として販売されているものである。このサイズのモータは従来の「固体(solid)」のディスクと同等の性能を持ちながらこれよりも小さなパワーで済むこのひな型ディスクにとって適当なパワーを提供する。これは空気保持効果、休止時間効果、及び冷却効果がその理由と考えられる。

観 察
サンディング・ディスクに開口又は穴（１０１、２０１）が設けられている理由の１つは、ユーザーがこの研磨装置を使用している時に回転するディスクを通して研削されている材料を、一般的にはこの工具を自分の方へ引き寄せることにより、見ることができるようにするためである。便宜上これらの開口は円形、又は少なくとも急な又は狭いコーナーのない形状のものである。その理由は円形の穴と対照的な穴の応力領域からはクラックが発生する危険があるからである。それでも本発明は一選択肢として図２にダイヤモンド形、傾斜形の穴を示している。狭い端部及び広い端部（狭い端部は前縁に配置される）を有する穴は多くの選択肢の１つとして使用することができる。その他多くの選択肢がある。例えば、使用中のディスクの半径線に対して角度をもって延長する狭いスロット、或いは同ディスクの応力線に続くカーブに沿って延長する狭いスロットである。中心から等距離の３つの２２mm直径穴は従来のひな型で使用されているが、その他多くの組合せが可能である。穴の位置はカッターのバランスを維持するために適当に選択され、またカッターのバランスは穴の縁から材料を除去することにより動的に維持される。

この観察の特徴に関連して、研磨が為されている時にその研磨動作を監視することができるのは非常に有益なことである。大概のサンディング・ディスクでは研磨中の観察行為は不可能である。組織的な研磨装置では回転するディスクの外側半分をとおして観察が可能であり、これらサンディング・ディスクはその構造の利点に合わせて開発されている。研磨が不透明なディスクで行われると（これが通常のケース）、オペレータはテスト研磨を行い、その都度その結果を見なければならず、作業が完成に近づく程その検査頻度は多くなる。この作業の完成は一種の連続的近似値であるから、研磨過程が長くなり過ぎる可能性がある。本発明においては、オペレータは加工物に対して１つの工具を使用して研磨作業を行うので、研磨速度に関する調整の必要はほとんどなく、時間がかかるというリスクがない。このディスク及び押え板には大きな開口があるので、突出物が穴に当たって（一般的に考えられるように）研磨加工に大きな支障を来たすことはない。事実、回転するディスクを突出片に近づけてこの突出片が問題なく研磨されるのを見ることができる。しかし安全のために、この突出片がディスク又は押え板に食い込まないようにディスクを９０度以下の角度で突出片に対応するようにアレンジするのが好ましい。

我々としては円形輪郭のデザインは回転するディスクの末端縁において加工部分を隠すという課題には対応しないことが判った。図１乃至１５のディスク円形輪郭のものである。従って、請求項１に記載のように、ディスク、たとえば、我々は図１６に示すような、幾つかのセグメント（たとえば、１６０３、１６０６及び１６０７）を除去したディスク（たとえば、１６００、１６０１及び１６０２）を発明した。これらセグメントは直状（１６０３）、又は曲状（１６０６）、又は均等(even)ギャップ状（１６０２）とすることができる。このセグメントは１つ以上とすることができる。ひな型のディスクでは３つ又は４つが好ましく、５つ（１６０２参照）又は６つが実際には適当であり、そして請求項４に記載のように、ディスクを１つ又はこれ以上の開口でバランスをとった偏心縁（１つの刻み目又はギャップ）を有するものとすることができる（図２２）。この結果、ディスクの一箇所で除去されたセグメントが別の箇所の穴にオーバーラップすると、下の加工物はディスクの縁から直接見ることができ、ディスクの加工部全体が使用中は「灰色」になる。（この明白さの欠如が危険につながる。後記の安全装置の項参照）。

縁にスカラップ模様、または歯状の外観が付与されたディスクが過去において使用されていた。これは主として縁をより柔軟にすると共に狭いコーナーの研磨を防止又は制限するためであった。縁の処理は研磨領域の如何なる部分も見えるようには為されていなかった。これはこのディスクが固体の押え板で使用されていたからである。縁での研磨行為ができないことはこのディスクの意図的な特徴であり、これはこのディスクをして本発明に比較して劣るものとしていることは明らかである。また、このディスクにはその本体に観察及び／又は冷却用の開口が設けられていない。

これらセグメントをディスクから除去することの１つの利点は、ディスクをもとのストック材料から打ち抜く時に各ディスクの中心を隣接するディスクの中心に近ずけて積層状態で（ストックを多層とした場合）、１６０８に示すように、ストック材料の所定の領域から順次カットすることができる。なお、１６０８及び１６１１はセグメントを切り落としたディスクを近接してパックした一例である。これは製造コストを低減する。確かに、一セグメントの内側の輪郭は、隣接するディスクの周縁を成すことができる。この内側の輪郭はより深い凹み部（いわゆる「喉形」）（５個以上の喉形が適当である）とすることができ、あるいはより急な前部の角度とより浅い後部の角度とをもつ曲状とすることができる。また、打ち抜かれた部分はリサイクルしてフラップ・ディスク上で使用することができる。図２はフラップを２１１４で一例として示すものであり、また１５個のフラップ２１１５が１つのディスクの作成時に材料の無駄なくしてカットされることを示すものである。

セグメントの除去は不規則なリムの故に加工物に傷をつけることになるのではないかと考えられるが、本発明の改修案においてこのリムを弾性のものとし、しかも高速カッティングであるのでこの危険はないと考えられる。

空気冷却
本発明のディスクは典型的な約１１．７センチ（４．５インチ）／１１５mmアングル研磨装置で典型的な回転速度８０００〜１１０００rpm で回転するので、その半ば接線方向への空気の動きがあり、これは突風ではないにしても、その流れが検出される。裏側（オペレータ側）からの傾斜穴は砥粒面にて十分な空気の動乱を起こし、削くずはその側方へ、又は開口を通って排出される傾向がある。ある条件下では使用中に、空気は図６に示すように表面に流れて加工物を冷却し、ダストを研磨の場から吹き離して削くず（粗いので工具自体の研磨を助長する）を加工領域から除去する。これは図６に示す空気取りスクープを使用すると最も起こりやすいので、説明に値する。矢印６１５は空気と加工面に関連した押え板の移動方向を示す。押え板６００はギャップ６０６が設けられている。押え板の開口６１２の前側の部分６１４がカットされており、後縁６１３は一種の空気取りスクープとして上方に持ち上げられているので、空気はこの開口６１２に流入する。この空気が研磨されている面（６１６付近）に達すると空気は十分に圧縮されるが、そこには通常開口の後ろの押え板及びサンディング・ディスクに持上り部（これは突出部を捕捉する危険をなくす）が設けられている。この空気は一種の空気ベアリングとして作用し、回転するディスクと静的加工物との間で空気ベアリングと同じ状態を形成することができる。サンディング・ディスクの裏側では、これが加工物に押しつけられると押え板に対して撓むので、そこには空気入出運動が生じてサンディング・ディスクの裏側を冷却することとなる。また、オプションとして傾斜溝が設けられている。これは図１７の実施例の説明を参照されたい。しかしながら通常は、押え板の裏の形状は、しばしば、これを貫通する開口の内部に負圧を生じてこれがこの開口の内部で反対方向、即ち、加工面から離れる方向、の空気の流れを起こす。いずれにしても、加工面には空気の動乱が発生し、これが削くずを除去することを助ける。押え板のこの開口の形状に注意を払うことによりこの効果は増大する。

サンディング・ディスクを貫通する穴の前縁及び後縁の傾斜は、衝突防止手段を提供すると共に、空気の流れをよくするが、このような薄い材料の中で実質的な空気の動乱を発生させることは一般的に困難である。この機能の大部分は穴の領域で３〜５mmの厚さのものとすることができる押え板に傾斜効果を組込ことで好ましく提供される。これは図６に示されており、そのシートの形状は図５又は図１８に示す通りである。（勿論、もっと厚いサンディング・ディスクは十分機能的な傾斜穴を支持することができ、押え板がなくとも確固たる効果を提示することができる。市場の研磨材料はほとんどが薄いシートで押え板と共に使用するものである）。従って、各穴の前の境界部は直角に対して傾斜している。図５は好適な配置を示すものであり、図示５００及び５０１はサンディング・ディスク又は押え板の横断面であって、ギャップ又は開口を含むものである。好適な回転方向は矢印で示されており、砥面は下方である。開口又はギャップ５０２の前縁５０５は傾斜して砥粒面に最も近い縁で急角度となっており、後縁５０４は鈍い角度となっている。（５０６は別の傾斜を示すものであって、ディスクが突出物を捕捉しない形状となっている）。サンディング・ディスク開口これ自体に実際の傾斜がなくとも、ディスクが高速で回転すると、押え板の開口の運動により十分有効な空気の動乱が得られる。現在我々の手持ちの装置では実際の空気の移動の測定は不可能である。我々が測定できることは加工面が顕著に冷却されていることである。

我々は典型的に薄い材料の普通のサンディング・ディスクに傾斜穴効果を設ける好適な方法を開発した。これは開口のすぐ後のディスクの部分（好適な回転方向に回転している時）が砥面から押し離されるようにディスクの材料を変形するプレス作業を含む。図１８はサンディング・ディスク内の傾斜穴１８０１を示し、この穴の能力はサンディング・ディスク又は押え板の材料を本発明に基いて形成することで高めることができる。前縁１８０３は一般に変形していないが、後縁１８０２を加工面から離れる方向に屈曲している。領域１８０４は砥粒面であるが、ディスクがゆっくり回転していてもこの傾斜が穏やかであるため突出物を捕捉しにくい。このような変形を採用することにより、本発明のこの原理はディスクにのみ適用することができ、傾斜穴を有する押え板を必要としない。この変形加工方法は研磨材料シートからサンディング・ディスクをスタンプする時に金型で実行される単純なプレス作業である。

我々は穴等の後縁が突出物を捕捉する可能性がほとんどない（その理由の一部として、使用時（１００００rpm）に約２mS毎に新たな穴を設けた）ことを観察したが、図１８に示す変形は、「突出物」に係合する急コーナーとは違って、これをやり過ごす穏やかなスロープを設けることによって、そのリスク（工具の速度が落ちた時等）をなくすのに役立つ。

空気の移動は冷却効果を有する。我々は鉄の物体（釘）がサンディング・ディスクにより研磨される時に到達する温度を観察した。（釘が有効なテスト対象であるのは中古木材のサンディング作業でよく遭遇するからである）。従来の（全体が）サンディング・ディスクを使用した場合、釘の頭部は熱で赤くなり、指を触れるとやけどする程度になる。従来のサンディング・ディスクは熱で破壊される。本発明の穴が施されたサンディング・ディスクを使用すると、釘は匹敵する速度で研磨されるが、触れることができる程度に冷えた状態である。その近辺の木材が過熱したり燃えたり、或いは変色したりすることもない。あるテストの報告例では、平型サンディング・ディスクを使用した場合よりも約７０℃（約１２０°Ｆ）の温度減少があった。但し正確な作業パラメータは知られていない。

図３及び４にはいくつかの押え板又はディスクの外形３００、３０５、３０７及び４０４がそれぞれ示されている。図４のものはディスクの周縁が図３の位置から外方へ延長している点（点線３０１及び延長線４０２で示す）で「改善」されている。これら押えディスクは中心搭載穴３０１及びギャップ３０３を含む。矢印４０３は回転方向を示す。サンディング・ディスクの全直径に渡って弾性の押え板とすることも可能である。この場合は、ギャップよりも開口を設けるのが好ましい。サンディング・ディスクの穴の数と位置は押え板のそれと対をなすことが好ましい。使用に際して、オペレータはサンディング・ディスクを研磨装置に装着する時にはサンディング・ディスクの通気／観察穴１０１を押え板のギャップ又は穴３０３に視覚をもって合致させる。或いは、位置決めペグ又はピン（図６に一実施例６０３を示し、図２、３に別実施例を示す）を使用してディスクを締めナットで定位置に保持することもできる。これはディスクを合致させる相対的に正確な方法である。位置決めペグは使用前に除去する。図９は９００にて押え板４０１の下のサンディング・ディスク１００を示し、サンディング・ディスクの穴は押え板のギャップと適当に合致している。図９はまた対応する押え板の穴６０１と実質的に対となる位置決め穴９０５を有するサンディング・ディスクを示す。

興味あることには、本発明の押え板は普通のサンディング・ディスク、即ち、固体のディスクを押え板自体の弾性をもって支持する。

図６、７及び８は幾つかの好適の押え板を側面視で示す。図６のもの（６００）は好ましくはゴム又はプラスチック材のような弾性の化合物で作成されたものであり、その輪郭は縁近くが相対的に厚いので比較的硬質のものである。位置決めペグ６０３と共に使用される位置決め穴６０１に注目されたい。図８の押え板は縁に近い外方部が相対的に薄いので一段と弾力的（同じ材料で）である。図８はまた曲状又は皿形のものを示している。これは加工物を軽く研削する時にサンディング・ディスクこれ自体（図８の８０３）の弾性を利用する上で適当であることが判明した。平型サンディング・ディスクは暫く使うと多少皿形８０１になることがある。これはディスクの縁に渡って力が加わるからである。穴が施されたディスクはこれがないディスクよりも弾力的である。

図６はアングル研磨装置に新たなディスクを装着する時に、サンディング・ディスクを押え板に対して方向付けてセットするための手段（多数の方法の１つ）を含む。この押え板にはセットとなった穴６０１が設けられている。サンディング・ディスクにはこれらの穴に対応する位置決め穴９０５が設けられており、このディスクの３つの位置決めが可能となっている。サンディング・ディスクの装着に際しては、止めナットを締める前に、位置決めペグ又はピン（軸６０３及びヘッド６０４）このディスクを通して押え板の対応する穴に挿入し、このディスクを止めナットで正しい位置に固定する。次いでこの位置決めピンを除去する。この位置決めピンはプラスチック材で作ることができる。この位置決めピンの代わりに釘等を使用してもよく、使用前にこれを取り外すことが肝要である。（位置決めピンは安価であるから、各サンディング・ディスクとパックとすることができる）。現在のところサンディング・ディスクはストック・シートから単純にスタンプされているが、その裏面に位置決めペグ取り付け構造を永久的に形成するのが好ましいかもしれない。この場合この位置決めペグ構造は二重の目的を持つ。即ち、もう１つはこのディスクに過大のトルクが作用した時、例えば、突出物を捕捉した時に剪断されてやり過ごす方法である。

本発明においては、溶解してサンディング・ディスクの砥粒間に詰まるような多くの合成材料も冷却されるので、ディスクを目詰まりさせてこれを劣化させる可能性は少ない。ディスクは過熱しなければ長持ちするであろう。

従って、我々は押え板に更に穴を追加した。これらの穴は傾斜させることができる。この傾斜穴は空気の移動方向を決定するが、傾斜のない穴でも冷却作用を改善する。ディスクと押え板が回転すると、空気がサンディング・ディスクの裏面へ到達してこれを冷却する。傾斜穴は空気の流れをトータル的に増大し且つ一方向的とする。これは必須ではないが、好ましいことである。図１７は押え板１７００の裏面（非研削面）を示すものであり、これは１つ又はこれ以上のセグメントが除去されて、使用中の縁の可視状態を増大するタイプのものである。その他の傾斜冷却穴１７０２も設けられている。セグメント１７０１は一段と大きな観察開口と同様、サンディング・ディスクの対応する空所に合致して、実際の研削作業中に加工物が見えるようにする。

ディスクの特性
これらの穴は好適なタイプの押え板と共に、通常の硬い押え板で使用される通常のディスク以上の弾性をサンディング・ディスクに付与する。通常の使用のしかたとしては、加工物に対して回転するディスクの縁に近い領域を好適な弾性度合いをもって当てることである。ディスクの外方部１／３乃至１／２を各回転毎に加工物に瞬間的に接触させることである。この利点はディスクの砥面がより均等に磨耗することである。良好に使用されたディスクを調べてみると、ディスクの外方半分（半径方向に）が相対的に均等に磨耗し、中心の装着穴に近い部分は大部分磨耗しないままである。それでもこのサンディング・ディスクの外縁部は残っている。これとは対照的に、通常の硬い押え板で使用されたディスクは狭い周辺リムが磨耗しがちで、サンディング・ディスクのリム部の材料が消失する）。各ディスクに含まれる研削材料は減少するけれども、サンディング・ディスクの寿命は約２０％延びることが予期される。

これらの穴はサンディング・ディスクに形成される応力の一部を除去することができる。新しいサンディング・ディスクが梱包から最初に取り出される時にはねじれているのが普通である。これを延ばそうとすると、接着砥粒層にクラックを生じる恐れがある。ねじれたまま使用すると、衝突の制御に支障を来す結果となる。穴を有するディスクはねじれ現象を呈して、使用時に衝突しないことが判明した。

更に、これらの穴は本発明のサンディング・ディスクの周辺に一段と可撓性を付与する。これは加工面より穏やかに研磨するために有効である。我々はサンディング・ディスクの直径よりも小さい直径の押え板を使用することでこの可撓性を利用した。この典型的な関係は図９に示されている。ここでは、押え板は観察／通気開口の最大限範囲までの領域を占めている。ひな型の押え板は円形の周辺を有するが、図４に示すような外形としてサンディング・ディスクを支持するものとすることもできる。更に押え板の好適な形状として僅かにカップ形（図８参照）、即ち、外方部を中心部に比較して僅かに持ち上げた形状（加工面を基準として）とすることができる。これは、少なくともある程度の圧力がディスクに加わるまでは押え板は支持作用をしないことを意味する。また、ある種のフラットな押え板も同様な効果を提供することが可能である。

このディスク／板の運動は空気がディスクの裏面に達してこれを冷却することを促進する。我々はまた空気を押え板とサンディング・ディスクとの間の空間に循環させる溝を有するもの押え板を設計した。図７はその原理を示すものである。このディスク７００はその裏面（オペレータ側）を示すものであり、空気穴７０３、７０５を有する。埋設された溝７０４がディスク本体を研磨側（７０１参照）まで螺旋状に延長して観察／冷却開口７０２に達し、或いは周辺に連なる溝７０６とされている。このアセンブリが回転すると、空気の遠心力運動が発生する。このタイプの形状は自動車再仕上げ業者が好む発泡体ディスクのような厚手の押え板に有効である。

観察及び通気を目的とする少数の大きな穴を有するディスクの使用を我々が選択したことに注目されたい。（この「穴」という言葉はここでは如何なる形状の開口をも意味する）。冷却及び／又は可撓性が所望の結果のものであれば、ディスクは多くの穴、１００個の穴をも有することができる。しかしながら、我々は主として観察／通気の属性を発展させることを好む。我々は考慮しなかったが、弾性がもっと重要なサンディング・アプリケーションもあるであろう。

サンディング・ディスクとして使用する材料のタイプはこれまでもの以上に重要なことである。特に本発明はアングル研磨装置及びサンディング・ディスクを使用して研磨加工を改善してこれまで考えられてきた以上に広範且つ精密な作業を可能とするためのものだからである。我々は明確に方向付けされた繊維の織物が使用されるタイプのものとは異なる異方性繊維で裏打ちされたディスクに傾倒した。遠心力は回転するディスクの弾性を静止の場合よりも減少しがちである（少なくともこれが加工物に係合する位置において）が、ここで説明した原理は通常のアングル研磨装置の回転速度には適応する。このディスクが作られる材料はプラスチック、フィルム、ペーパー又は金属とすることができる。金属ディスクが好ましいのは研磨材、特にダイヤモンド又はＣＢＮのような超研磨材がディスクの面に金属接着されて砥粒面となる場合である。

押え板は黒色とすることが好ましい。これは回転するディスクを通して見る人の視覚コントラストを高めて残像により背後の加工物を見るようにするためである。この色は白色よりも目立たない。白又はその他の明るい色のディスクを通して見る加工面を灰色とする傾向がある。

剪断部の内装(built-in Shearing)
サンディング・ディスクが研磨動作中に加工片を強くグリップした場合、これは押え板からちぎれるか、或いは駆動システムから離脱して作業の続行が不可能となるように、本発明が安全な特徴を有することは有効である。図１０は改修案を示すものであり、これによってサンディング・ディスクはこれ自体１０００が脆弱なものとすることができる。サンディング・ディスクに設けられているのは剪断／ちぎれ部１００３（鋭角コーナーの開口）、又は円形の開口１００４、又は中心方向に向けられた一連のタブ１００８であり、この脆弱ゾーンは過大トルクが加わった場合に道を譲ることとなる。その他脆弱ゾーンを設ける方法としては１０１０、１００３、及び１００４のように使用することができるし、一連のスリット（サンディング・ディスクの材料を完全に貫通するもの又はそうでないもの）を断続円形ライン１００８に形成してもよい。止めナット１００１も図示されており、これはサンディング・ディスクと押え板をアングル研磨装置の軸に保持するためのものであり、その断面図は１００５である。ディスク１０００は剪断後はナットの頭部の周縁の下に保持されて残る。このナットは隆起部１００２を備えてスリップを許容し、ディスクが工具から飛んで怪我が生ずることがないようにしている。ナットは実例１００６に示すように、ディスクのグリップを強めるための面取り１００７を有する。ナット１０１１〜１０１２は押え板のみを軸に保持するためのものであり、サンディング・ディスクは別の手段、例えば、図８に示す突部８０５により押え板に保持されることを想定するものである。図１０のディスクは１０１３で示すように、穴の後ろの隆起部を有する。

押え板にはクラッチ又は解除機構（剪断ピン）を設けて過大なトルクがこのクラッチを越えて伝達されないようにすることができる。押え板がその全面に渡ってグリップ手段を有する場合には、そこにクラッチがあるのが好ましい。これの利点は、サンディング・ディスクを廃棄する頻度が少なく、また、なんらかの突出物が通気／観察開口を介して押え板に係合する状況に対応できることである。（例えば、可変速度のアングル研磨装置が低速でのみ駆動される場合、又はこれが完全に停止する前に下に置かれて、未だ回転しているディスクが何かの突出物に係合するような場合である）。図１１は３つの実例を断面で示すものであり、これらはすべて弾性材で成型又は形成加工で作成することができる。形状部分１１０２はＶ形の舌部と溝の構成を示し、１１０４は一段と舌状の改修案を示し、１１０３はスリップ・リングを示すものである（これは押え板の内方部又は外方部、又はこの両者に埋設することができる）。１１０２で示す改修案は過大の対辺力が加わった場合に譲歩することができるものである。これらのクラッチはいずれも規則的歪みのあるスライド面（ラチェット又は剪断ピン１１０６のような）が設けられていて、使用中のクラッチのスリップが振動、ノイズ、チャタリング、又は空回りとして明確になり、オペレータが加える圧力を低減すべきことを知ることができるようになっている。締め具スパナーに係合する穴を１１０７のように設けることができる。

アングル研磨装置の押え板の改善されたクラッチ又は解除機構は修正された止めナット及びスラスト・ワッシャーで作成することができる。これは図１９においてアッセンブリ１９００の断面図で示されている。このスラスト・ワッシャー１９０４は従来の市販の押え板のものと異なる点は、接合部（押え板の凹部に係合するもの）が除去されたこと、及び延長した軸を有すること、である。この止めナット１９０１の延長軸１９０２の長さは、この止めナットを押え板の周囲で締めた時に押え板はこれを通常加工トルク中に確実に保持する長さのものである。過大トルクが加わると、この押え板は速度が低下し、その間ナット／ワッシャー・アッセンブリ１９０１＋１９０４は駆動された状態である。摩擦熱が装置に悪影響を及ぼす前にオペレータがこのスリップに気づくようにノイズ又は振動を起こす手段があることが好ましい。これは押え板１９０８における歯状ハブ１９０９であり、爪１９０５に係合するもの、又はばね及びボール、又は剪断ピン等、スラスト・ワッシャー１９０４又は止めナット１９０１の一方又は他方からの突部を含むことができる。（又は歯部をナット／ワッシャー・アッセンブリに含み、突部を押え板に含むものとすることもできる）。この歯部と爪の組合せは部分的に又は全体的にこのクラッチが譲歩するトルクを形成することがある。

図１２は本発明のサンディング・ディスクの改修案１２００を示すものであり、これは研磨材の複数のフラップを有する。これらは一般に押え板１２０２と組となる。このフラップは１２０１のように半径方向に装着することができ、又は斜めに（１２０２）装着することができる。一連の小穴１２０３はディスクが何かをグリップした場合の脆弱ゾーンを提供するが、好ましい脆弱ポイントはスリップ・リング１３０３及び剪断ピン１３０４である。接線方向のフラップはディスクの回転時にこれの皿形度合いを減ずるようにすることができる。

図１３は別のサンディング・ディスク１３００を示す。この場合研磨材１３０１のフラップは開口１３０２により中断される。これは加工面に一連の休止時間を付与して冷却作用を提供する。図１４は、この穴はフラッパー・ディスクの中心から種々の距離をもって配置することができるもう一つのサンディング・ディスク１４００を示し、外方の穴１４０１の最も内方の周辺は内方の穴１４０２の最も外方の周辺よりも中心に近くするのが好ましい。これはオペレータがこの工具の使用中にこのディスクの全てを通して見ることができるようにするためである。穴１４０３（重要性は少ない）は脆弱ゾーンを設けるためのものである。このフラップは過大応力が加わるとちぎれる。また、クラッチ又は剪断ピン等を設けることができる（図１３）。同様の穴は図１５の接触・接着システム１５００において使用することができる。この場合接着（又は「Velcro」（商標）フィットの）ディスク１５０１がその全面でディスク１５０２に接着される。

押え板に対するディスクの装着押え板にはアングル研磨装置の軸のねじと対をなすねじを設けることができる。また、これらねじには締め具スパナーに係合する穴を設けることができる。押え板にはサンディング・ディスクにスタンプされた合致開口に係合する３乃至７個の短軸突出ピンを設けることができる。図８に示す実例は押え板の側面である。この押え板は突部８０５を有し、これはサンディング・ディスク８０３の同じサイズの開口８０６に合致するものである。（図２３は別のシステム２３００を示す）。これは６０３のような（紛失の恐れがある）別個の位置決めピンを不要とする。この短軸ピンは使用中において加工面に達するほど長いものでなく、ディスクを押え板にロックするものである。これらのピンは軸からのトルクを押え板を介してディスクに伝達する。トルクが過大の場合には、これらのピンは破壊するか、或いはサンドペーパーがこれらピンから外れることができる。なお、このサンドペーパーは通常は軸の保持されているだけでこれにロックされてはいない。

押え板がサンディング・ディスクの開口に重なるギャップを有するところでは、これらのギャップはなだらかな後縁を形成して、突部がサンディング・ディスクに掛かるとこのディスクの縁をちぎって押え板から逃げるようにすることができる。これはアングル研磨装置に振動を与えるであろうが、少なくともこれを停止させることはない。図９はこのことを傾斜縁９０４をもって示すものである。

仕上げ加工用の弾性押え板
好ましいタイプの押え板は厚手の、発泡型（ソフトで弾力がある）押え板で、典型的には２４mm厚で２００mm直径のものを含む。これはサンドペーパーの砥粒付ディスクの関連で使用され、この組合せは広く利用されて一般的には自動車の仕上げ加工に使用されている。我々は本発明のテーマに基いて押え板を改修した。この押え板には多数の開口が設けられており、これら開口は冷却及び観察（組合せ）を目的としたもの、又は冷却のみを目的としたものである。また、我々は押え板の表面に溝又は刻み目をカットして、突出物がサンディング・ディスクの開口の後縁を捉える危険性をなくした。図７は冷却溝の一システムを示す。図２３はこれに関連した略図であり、フィット板２３０１、予めカットされた典型的な２３２０、及び押え板２３１０の前面を示す。

本発明の修正された発泡型押え板と共に使用する取付用板は１つ又はこれ以上の位置決めピン２３０２を含む。このピンは正しく配向されたとき発泡型押え板２３１０に構成された位置決め穴２３１２と合致し、サンディング・ディスクの穴２３２２に挿入されるものである。このサンディング・ディスクは、上記の位置決めピンに穴を合致させる前に、砥石面を下にして治具又は取付用板２３０１上に置かれる。この治具に対して止めクリップを使用してねじれ易いフラット・シートを保持するようにすることもできる。押え板に対して、ただ１つの方向位置を有するサンディング・ディスクを位置決めする場合には、１つの位置決めピンは他のものよりも長くて且つ好ましく太いことが好ましい。この取付用板２３０１にはトラフ形成突部２３０３があり、この突部はディスクのより大きい観察／冷却開口２３２１及び押え板のより大きい観察／冷却開口２３１１の後縁に対応する位置にある（これらの穴は２３１６及び２３３６に示すように傾斜している）。この突部はサンディング・ディスクのカバー部を押え板に設けられた凹部に押し入れる。（このディスクは大きい方の開口の後縁にカットされたスリット２３２３を有し、これがそのゆがみを許容する）。押え板が位置決めピン上に置かれると、ディスクは接着面に対して押しつけられ、観察／冷却開口は正しい位置で合致する。次いで、取付用板は引き抜かれる。突部２３０３の位置でサンディング・ディスクが変形している結果、このサンディング・ディスクには大きい方の開口の後縁から持ち上がった押圧状態の砥石材料が付与され、使用中に突出物を捕捉する危険性をなくす作用を助長する。更に観察／冷却開口により発生する空気の動乱で空気が加工物上を流れてその研削部を冷えた状態に維持する。

我々はまた、ストライカー板又は装着可能なフィティングを設けた。これは、フィティングと押え板との間に（通常は）接着ディスクの内方屈曲部をグリップすることでサンドペーパーをトラフ２３１３の内側定位置に保持するものである。このフィティング２３３４は固有の形状と弾性を用いて定位置に固定され、或いはねじ２３３１のような止め具で定位置に保持されることができる。このフィティングは突部２３３２を含み、これはオペレータ側で発泡型押え板２３３０の面より上方に隆起して、使用中は開口から下方の加工面への空気の流れを促進することができる。従って、砥面２３３３は冷却されると共にオペレータは同じ開口を通して加工物を見ることができる。（これら空気取りスクープ構成はアングル研磨装置の安全装置の下にあってオペレータからは隠れた位置にある。）

安全装置
本発明のサンディング・ディスクは押え板により隠される部分が少ないので、不意に人に触れると従来のサンディング・ディスク以上に深い傷与える危険性がある。従って、我々は安全装置に注意を払った。図２０はその幾つかのデザイン２０００、２０１４及び２０１５を示す。好適な安全装置２００３はアングル研磨装置本体２００１に装着されてサンディング・ディスク２００４上で前方へ防具として必要な距離だけ張り出ている。好適な装着位置にはハンドル２００２のためのねじ穴が設けられている。このハンドルは相異なるタイプのアングル研磨装置と同じ標準的なものである。一般的に穴は両側に設けられているが、オペレータのハンドルは１つで、これはハンドルによって一側又は他方側に取り付けられる。安全装置２００３はハンドルと研磨装置本体との間に保持されるか、或いは使用されない方の穴にボルトで保持されてよい。（ハンドルはオペレータの利き手により右側又は左側に取り付けることができる）。安全装置はプレス又は形成加工により作成して、ラグ２００５が安全装置の面から上方へ屈曲されることができる。２つの改修案の側面が２０１４に示されている。下方のものはスロット２００６を有し、前後に移動可能となっている。好適な安全装置は透明で、オペレータはこれを通して見ることができるようになっており、またディスク全体を安全装置でカバーすることができが、それでもこの装置を通して研磨中の加工物を見ることができる。別の改修案、は２０１５で示されている。これはスロット２０１１、ウイング・ナット２０１２、及びピボット・ナット２０１０により調節が可能であり、安全装置の曲部２００７がアングル研磨装置に対して前後に移動可能となっている。アングル研磨装置には安全装置がボルト２００８及び２００９により保持される。このボルトはブラケット２０１３上にあってハンドル装着穴に入るものである。（ハンドルはこのボルトの１つを不要とすることができる）。２０１６は他方側のトラフであって、調節において更に柔軟性を持たすものである。

好適な安全装置はまたサンディング・ディスクの縁の方向へ、またこれから離れる方向へ調節ができ、加工条件により露出したディスクの使用を可能とする。

安全装置を設けたことの上記の配慮に加えて、更に利点とするところは、適切な形状とされた安全装置は研磨中に発生する空気の流れを助長すると共に発生する削くずの半径方向外方への排出を保証する。特に本発明の特徴に基いて形成された観察開口により発生する空気の動乱が空気を研削面からオペレータの方向へ移動させる場合にも、削くずは半径方向外方への排出される。このような物質は回転するディスク／押え板と安全装置との間で発生する空気の渦により一掃されるのである。

シート材料からのディスクの作成
従来のディスク、及び特に本発明のサンディング・ディスクは一般的にストック・サンドペーパーから打抜かれる。ストック・サンドペーパーは一般に、砥粒が適当な接着剤により付着された織物又は繊維強化された基材で、約１．５メータ幅のロールとして供給されるものを含む。この打抜きはプレスの金型で実行される。硬い研磨材料に作用する金型の磨耗度は大きく、また単純な円形のカッティング形状を作るだけでも高価であるので、まして本発明の複雑な形状の場合は尚更のことである。この砥粒アプリケーションに適した金型がＮＺＤ＄２００００と仮定し、広範な修理前の寿命が１５００００回プレスと仮定すると、ディスク１個のスタンプ・コストは５c にマシンを管理する労働者の賃金を加算したものとなり、経費は更に重装備のプレス機へと上昇するであろう。

従って、我々の提案は、少なくとも試験的行程では、図２１に示す液体カッティング方法２１００を使用することである。この場合ノズルから高圧で出される細い水（又はその他の適当な液体）のジェットを使用してストック・サンドペーパーに精密なカットを行ってサンディング・ディスクを作成する。（特定の液体は標準的ストック・サンドペーパーにはより有効であり、カッティング液体として使用することができる）。更にこの技術分野で行われているように砥粒をこの流水に加えることができる（下記参照）。詳しくは、この液体カッターは、他のファブリケーション・プロセスで使用されているウォータ・カッティング技術で慣習となっているように、平方センチ当たり約２０００キログラム（平方インチ当たり約３００００ポンド）の圧力まで上げた（供給ポンプ２１０３）液体を使用する。この液体はフレキシブル・ホース２１０４により最終的にはカットされる材料に近接したノズル２１０５から出される。この流れを制御する手段、例えば、圧力安全弁又はバイパス弁があり、ノズルがカットをせずして（穴の位置に到達するため）ストック材料を横断することができるようにすることが好ましい。水煙や残物は好ましくは空気ジェットとバキューウム・クリーナ（図示せず）で回収され、液体は濾過されて再使用されることができる。ノズルはコンピュータ制御によりストック材料に対して１つのサンディング・ディスクの幅を好ましくは±０．１mmの精密度をもって移動される。実際には±１mmの精密度で十分である。

一実施例においては、ロール２１０１から供給されるストック・シートはグリップ・ローラ２１０９、１つは鋼鉄、１つ（砥面側）はゴム、により前後に移動されて一直角軸方向へ移動し、ノズル又はノズル列２１０５はレール又はその他の適当な支持体上で他方の直角軸方向へ左右に移動する。ローラ２１０９、２１０８に接続したステッピング・モータ２１０６、２１０７は適当な動力である。これらは公知のインタフェースにより容易にコンピュータ・ベースのコントローラに接続される。ＨＰＧＬプロッタ語（又はこれと同様なもの）がステッピング・モータ・インタフェースに指令を与える標準的方法として選択される。好ましくは２つの軸におけるステッピング・モータのユニット・ステップ・サイズは加工物／カッターの相対的運動に同じく関係付ければ、円が所望の時にはこれが得られる。（ソフトウエアは一定のスケール誤差を補償するので、上記の要件は好適な特徴である）。多数のノズル２１０５は丈夫な梁又は板２１１３上に一群として保持されて、多数のディスク２１０２が１セットの制御運動でストック・ロールからカットされるようにする。図２１は実際のマシンの詳細は示していない。例えば、ストックの縦方向移動は好ましくは低抵抗、低運動量動作のものとすべきであり、また（リール・テープのコンピュータ駆動であるから）ループの材料は前後運動が為されると引き出されて短くなったり長くなったりすることができる。図２１において、ローラ２１１８には相対的にばね装荷してこれに押し上げる力を付与することができるであろう。モータ２１１７はカッティング・マシン側のローラ２１０９での引っ張りをなくす上で有効である。

ジェットが最初に砥粒側に当たるようにマシンが構成されていれば、液体ジェットに研磨材を加える必要はない。砥粒側の研磨材がカッティング研磨材として作用するからである。

複数のストックシートから１つの通路で一層のサンディング・ディスク２１１１を作成することができる。この効果は砥粒の粗さとカットされる押え材料の厚さに依る。即ち、層が厚過ぎるとこれはカッティング・ジェットの能力を越えてきれいなカットができなくなる。図２１は第１のロール２１０１の背後にもう１つのロール２１１６を示す。更にロールの数を増加することもできる。又ストックは複式の単一ロールとすることもできる。

勿論、レーザー・カッティングの手法を使用することができる。この場合、二酸化炭素連続波レーザーに接続された集光用赤外線透過レンズを液体ノズルに代える。しかしこれは一段と経費がかかり、レーザーの使用と維持に技術を要する。また、押え材料と接着剤から有毒ガスを発生する。

サンディング・ディスクは梱包されると、ねじれる可能性があり、また特に保存中に押え材料に水分が入ると劣化の恐れがある。カット部の縁がこのようになり易い。これは液体カットで水を使用することの短所でありえる。従って、カッティング液体には密閉特性を施すことができる。これは溶解可能な固体であり、例えば、ワックスである。これはジェットとして使用する時には溶解状態である。サンディング・ディスクに付着するものは使用中の潤滑油となる。また、これはワニス又は密閉剤として作用する溶解材料を含む水又は水性の液体とすることができる。また、これはポリウレタン塗料のような重合可能な材料とすることができる。

ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）ベースの液体カッティングの利点としては、非常に硬質の金型を作成せずしていかなる形状（２１１２は一組の同等品を示す）のサンディング・ディスクを容易に作成することができ、磨耗は液体ノズル（交換可能且つ大量生産可能）に限定され、金型の場合のような金型の刃の付け直しや全体の面取りのし直しの必要がないことが含まれる。廃棄される内部領域から最初に使用可能且つ回収可能なフラップ形状（スタイル２１１４）を作成し、次いでディスクを切り取るというカッティング・シーケンスが可能である。多分、退去可能なアームがフラップを掴んでこれをカッティング領域から持ち上げることができる。本図は１５個のフラップ２１１５を示しているが、これは開口及びギャップが設けられる・サンディング・ディスクの周囲の廃棄ストックから作成されるものである。大概のサンディング・ディスクの形状はコンピュータの図面保存部に保存されている。また、カッティング・ストロークに無駄がないので、１つ以上のディスクに共通の直線状（又はその他の）縁を含むサンディング・ディスクの形状、例えば、実例２１１２で示すような無駄のない形状のものを好むようになる。この実例では、フラップ２１１５はディスク相互間のダイヤモンド形状領域及びもっと大きいディスク開口領域から切り取られる。

カッターの通路はプログラムされて除去された材料はすべて細かく刻まれるようにすることができる。この材料は回収されて濾過されて種々のタイプの砥石車の製造に使用することができる。いずれにしろ、カッティング・マシンの液体排水管から回収される細かい材料が常時発生する。

液体カッティングは円形の外形とは異なるカットで急コーナー又はめくら端の製造時にはプレスと違って応力を発生しない。（コーナーでは応力により割れが発生し易い）。

サンディング・ディスクの開口の後縁の周囲には各穴が隆起した「フード」を形成して提供されるべき好適なスナッギング形状は、カッティング・ステップで金型又はその他を使用するとしても、カッティング・ステップと別途のプレス・ステップで形成することが好ましい。

このサンディング・ディスクの液体カッティング方法は従来のサンディング・ディスク、即ち、円形で中心の装着穴のみを有するディスクにも適用することができることが強調されるべきである。

図２２はその他のサンディング・ディスクの幾つかの可能なレイアウト２２００及び２２０１を示すものである。その選択は相対的なコストにより変えることができる。図２２は一穴ディスク２２０２を示す。これはその周縁からバランス・セグメントが除去されて、ミラー・イメージ２２０３で示されている。

図２４のサンディング・ディスク２４００は３個の観察用の、凸凹でない開口２４０３を有する。これはこのディスクの材料を内方へプレスすることで形成された好適な凹部の範囲を示す。またディスク２４００はちぎれゾーン２４０２と同じ半径方向位置にある３つの駆動／合致穴２４０１を示す。この３つの駆動／合致穴はすべて押え板に支持された対応するピンにより駆動されることが好ましい。このサンディング・ディスクはこの駆動ピンに接続されると、押え板に正しく合致する。使用中にディスクが過大の応力を受けると、この駆動ピンはちぎれゾーンを破壊して、ディスクが押え板から外れて駆動されないようにする。

図２５において、２５００はアッセンブリであり、２５０１は押え板上の中心調整板であり、２５０２はサンディング・ディスクであり、２５０３はこのサンディング・ディスク上の破壊ゾーンであり、２５０４はこのサンディング・ディスクを押え板に合致させるための開口及び／又はピンである。この配置の利点はディスクを押え板上に設置するしかたが簡単且つ容易なことである。

図２６に示される本発明の押え板２６０１の更なる利点はグリップ・パッド２６０２を有することである。これはナットによりサンディング・ディスクをグリップしてこれをこの押え板とグリップ・パッドとの間で、同心円状のちぎれゾーンの内側で押圧する。このグリップ・パッド２６０２はリング状のサンドペーパーであって、アングル研磨装置の軸に対応して設けられた開口の周囲に同心円状に配置される。ひな型としては、これは押え板に接着されるリング状のサンドペーパーであるが、サンディング・ディスクの表面にめり込む丈夫な材質のものであれば他の材料を使用することができる。例えば、ぎざぎざが施された、或いは深くエッチングされた金属のインサートか、又は突部を有するプラスチックである。突部又は粗面である必要はない。メタル・ワッシャーの接合部は一形成粗面が好ましい。がこれにしっかりと接触すれば、単純なメタル・ワッシャーで十分である。この同心円状のリングはサンドペーパー・ディスク（図２４に示す）をそのちぎれゾーンの内側でグリップして、使用中のディスクが過大の応力を受けた場合にこれが押え板から外れてこのディスクを駆動しなくなるようにするためのものである。このリング（２６００にて断面で示す）の別の利点は、グリップ面２６０２の僅かな持ち上がりが使用中にサンディング・ディスクと押え板２６０３との間で空気の移動を起こしてサンディング・ディスクの裏面を冷却することである。

我々の見解では、このグリップ・パッドと駆動ピンは一緒に使用しないことが好ましい。但しこの見解は商業上の実施例として実施された場合の各構成の相対的効果しだいである。

図２７乃至３０は接触サンディング・ディスクとこの接触ディスクに適した押え板を示す。このタイプのディスクは特に自動車のボディの仕上げ作業で、スムース面又は塗装下層の仕上げのために使用される。この種のディスクのユーザーが直面する問題はこれが目詰りをおこすまでの長期のディスク寿命を確保するということである。この要件は研磨中にディスクと加工面を冷えた状態に維持する問題として表現することができる。我々は回転中の押え板の相対的に厚い本体内に良好な真空状態を生成することができることを発見した。これは実質的に遠心力を利用して作用する溝（図７：７０６参照）を設けることにより、空気がこれらの溝から流出して開口（２８０３又は２９０５）から排出されてこの接触接着ディスクの中心又はこれの近くを通るようにすることである。これらの開口は位置決め又は合致用の穴として作用することもできる。この押え板を通って突出するピンを使用すれば、これらの穴は弾性材のフラップで密封されて砥粒面に真空効果が集中する。この溝はサンディング・ディスクが除去されると露出するので、堆積した削くずを除去することができる。

図２７はナット２７０１を有する未改修の押え板２７００の裏面（オペレータ視）を示す。空気排出（真空）溝は示されていない。図２８は３組の観察／冷却開口２８０１、参照／合致穴２８０３、カット部２８０４の周囲の折目ライン２８０５、及び真空／合致穴２８０２を備えた接触サンディング・ディスクの３穴改修案２８００を示す。この改修案においては、対となった観察／冷却開口２８０１はこのディスクの半径方向に揃って配置されていないことに注目されたい。カット部２８０４はこの研磨材が押え板（図２３参照）内部で対応する凹部に対して内方へ変形できるようにする。また、ストライカー板を開口２８０１につながるラインに沿って延長して設けることができる。図２９は接触サンディング・ディスク２９００の別の改修案を示す。これは半径に沿って整列した２２mm直径の観察／冷却開口２９０１及び２９０２、８mm直径の真空／合致穴２９０３及びカット線２９０６の周りの折目ライン２９０７を備えている。

図３０乃至３３は四辺サンドペーパー・ディスク・システムを示す。このディスク３０００（図３０）はディスクと研削される材料との間の空気の流れを増大すると共にリム接触の衝撃を減少するウイング・チップ３００３と、主たる通気源である４個の１６mm直径の観察穴３００１と、合致穴３００４の列の内側の中心のちぎれ穴ゾーン３００２を有する。

図３１は３１００にて、四辺サンドペーパー・ディスク３１０１を押え板３１０２上（背後）の定位置にて示す。サンディング・ディスクの観察／通気穴３１０３が押え板の傾斜穴の背後に合致（４位置のすべて）していることに注目されたい。

図３２は図３０のサンディング・ディスクと適応する押え板３２００加工面側を示す。この押え板はグリップ・パッド３２０３と、４つの冷却溝３２０１と、観察／通気穴に物体が突出すると破壊する構造上脆弱な４つの破壊ゾーン（穴３２０２）と、４つの参照合致開口を有する。

図３３はグリップ・パッド３３０５を有する押え板３３０４の断面と、これと対となる四辺サンディング・ディスク３３００を示す。後者は衝突防止形状部分３３０３を有する４つの観察／通気開口と、薄手の破壊ゾーン３３０１と、合致穴の内側の同心円状の脆弱又はちぎれゾーンとを有する。このサンディング・ディスクはまたウイング・チップ３３０２（上記参照）を有する。

我々の見解では、四辺サンディング・ディスクは、その周辺から材料が除去されているので、従来の円形のディスクよりも少なくとも１５％の未加工研磨材料を節約することができる。何故なら、円形ディスクの場合のカッテイング・ラインは相互に接触せず、その円相互間には大量の未使用材料があるからである。これとは対照的に、単一カットで相隣る四辺ディスク分離することができる。四角のコーナーで円弧状の部分での材料の無駄は殆どない。またこの円弧部は相対的に小さい。

図３４乃至３７は上記の四辺改修案と同様の三辺サンドペーパー・ディスクを示す。図３４は適当な押え板３４００上の定位置のディスクを示す。凸凹でない形状を有する３つの観察及び通気穴の１つは３４０３である。使用中に何か物体がこの開口に入ると、穴３４０１は押え板に脆弱ゾーンを付与してこれがその物体をやり過ごすようにする。（我々が見たところでは、物体が回転するディスクの穴に入ることはほとんどない。ディスクが非常に低速で回転している時にあり得ることである）。

図３５は図３６のサンディング・ディスク３６００に適した押え板３５００を示し、これはグリップ・パッド３５０３及び参照合致穴３５０２を有する。図３６は三辺サンドペーパー・ディスク３６００を示し、これはウイング・チップ（符号なし）、凸凹でない形状部分を有する通気／観察穴３６０１、中心開口近くの同心円状のちぎれ穴ゾーン３６０３、及び合致穴３６０２を有する。図３７は押え板を断面３７０５で示すと共にこれと対をなす三辺サンディング・ディスク３７００を示し、後者は凸凹でない形状部分を有する通気穴３７０２、これの後側の破壊ゾーン３７０１、及び同心円状のちぎれゾーン３７０３を有する。合致穴は３７０４にて設けられている。前者３７０５はそのちぎれ穴ゾーンの内側にてサンドペーパー・ディスクを遠心力方向にてグリップするグリップ・パッド３７０７（リング状のサンドペーパー）を有する。領域３７０６には使用中に加工領域を冷却するために空気の循環を促進する開口が設けられている。３７０８で示すように、ウイング・チップも設けられている。

ウイング・チップ又は故意に形成された翼（サンディング・ディスクの縁上、或いは押え板の材料から作成される）、又は弾性押え板の縁の変形はサンディング・ディスクの周辺に沿って空気を捕捉するために使用することができる。これらは空気を包み込む「スカート」に関連して使用される。このスカートはアングル研磨装置の安全装置の周囲で加工面方法に突出したものであって、ソフトで透明な弾性材料（例えば、ポリウレタン）で作成されており、ダストが全方向でなく一方向に排出されるように配置されたギャップを含むものである。ダスト回収装置はかなりの割合のダストを保持するように設置することができる。このタイプの安全装置は接触サンドペーパー・シートと共に使用する厚手の弾性押え板と共に使用するように、また自動車のボデイの仕上げ加工、製造又は修理のようなアプリケーションで使用されるように設計される。

実 例
この実例においてこのディスクの利点は翼弦セグメントを除去した研磨ディスクを提供することである。この実例においては研削性能に関して４つのディスクが比較されている。第１のディスク（Ｄ）は従来のディスクであって、直径１１．４cm（４．５インチ）、中心の装着開口は典型的な従来技術の手法で使用され、外周縁部だけが実際の研磨に使用されたものである。研削は加工片上の接触範囲をその周辺に合わせて行なわれた。第２のディスク（Ｂ）はディスクＤと同じであるが、異なる点は、加工片全体との完全な接触を、ディスクと加工片との係合位置を他のディスクで使用したと同じ位置へ移動することにより、維持したことである。第３のディスク（Ｃ）は同じディスクを本発明により改修したものであり、図２４（２４００）に示すように、特徴２４０１及び２４０２を除いて、３つの観察開口を設けたことである。第４のディスク（Ａ）はディスクＣと同じであるが、異なる点は、翼弦セグメントを除去して図１６（１６００）に示すようなディスクとしたことである。押え板は２．５４cm厚のアルミニウムで、本明細書で教示のディスクの形状と同じである。砥面には５０粗粒溶融アルミナをフェノール・メーカー及びサイズ・コートをもって設けた。

ディスクは、加工片がディスクの縁でなくディスクの面に対して置かれる軸方向フィード・モードで使用される Okuma ID/OD研磨装置を使用して評価された。

各ケースで使用された加工片は筒状の１０１８軟鉄で、外径１２．７cm（５インチ）、内径１１．４cm（４．５インチ）のものであった。端面が研磨ディスクに向けられた。研磨ディスクの回転は１００００rpm 、送り込み速度は０．５mm／min 、加工片の回転は１２rpm であった。冷却剤は使用せず、加工片は観察穴が本発明の実施例にて位置するディスクの部分に集中された。ディスクは押え板に接着され、このユニットはテストの前後に計量された。

基準点を決定するために、加工片を軸方向の力が０．２２kg（１ポンド）になるまでディスクに接触させた。次いで、この基準点から軸方向の力が１．９８kg（９ポンド）になるまで研磨を継続した。これをディスクの有効寿命の終わりとした。

この結果は図３７乃至４１に表されている。図３８において垂直力４．１ｋｇ（９ポンド）までの急上昇が見られる。これを最終点とする。この点で削くずは除去又は削り取られてしまって金属の剥れがほとんど無くなるからである。これはすべての円形のディスクについてほとんど同時のことであるが、改修した形状のディスクＡは実質的にその後のことである。事実このディスクは他のディスクの２倍も長持したのである。驚嘆すべきは砥粒面がすべて無くなっていたことである。

図３９において、各ディスクが要した電力が時間の関数としてプロットされている。これは図３８と同じパターンを示しており、ディスクＡはすべてのディスクが実際に研削している期間を通して電力消費量が少ない。このようにディスクＡはそれだけ小さな力と少量の電力を必要とした。

図４０において、この４つのディスクに関して時間の摩擦係数がプロットされている。観察穴を有する円形ディスクと摩擦係数がかなり低い２つの従来ディスクとでは開きが出ているが、これを本発明のディスクについて見てみると、この係数が最も低いのはディスクＡである。

図４１はこの４つのディスクに関して時間と金属カット量を比較するものである。これが示すところは、ディスクＢ、Ｃ及びＤはテスト期間に渡って約同量の金属をカットするが、ディスクＡはその２倍も多くカットすることである。

このように本発明のディスクは少なくとも従来のディスクと同様にカットすると共に研磨の合間にではなく、研磨の進行中に研磨されている領域を見ることができるという利点を提供する。これは特にアングル研削にとって非常に重要なことである。更にこのようなことが、砥面の量がこの観察穴があるために減少しているにも係わらず、できるのである。しかしながら、最も重要なことは、ディスクの砥面が翼弦セグメントの除去により更に減少（ディスクＡのように）して研磨ディスクの縁に直接加工片の面が見えるようになると共に、このディスクは低電力で且つ長期間に渡って金属をカットすることである。これは全く予期せぬことで利点の高いものである。

発明の利点
本発明の好適な形態の利点は以下の通りである。
１．ユーザーは回転する工具の開口を通して所望の構造又は形状をみながら正確に研磨することができる。

２．これら開口は主として加工面にまたがって空気の動乱を発生させて削くずの除去並びにサンディング・ディスク及び押え板の冷却を助長し、研削される領域を冷えた状態に、且つ溶解点以下に維持する。一テストでは鋼鉄において温度差は６３°Ｃ（１１４°Ｆ）の減少であった。

３．サンディング・ディスクは均等に磨耗し且つ長持する。アングル研磨装置の使用電力が少ない（一定容量のガソリン発電機で駆動して測定の結果）。

４．物質が砥石面を目詰まりさせる傾向が少ない。ダストは仕事場から吹きとばされる。

５．ディスクはより精密且つ均等な仕上げを提供する。
６．本発明は金属板の加工に有効である。特に研磨による溶接又は継ぎ目の「クリーン仕上げ」中に発生する熱による金属板のゆがみの可能性が開口の冷却効果により低い。

７．調節可能な安全装置は相対的に「裸かの」回転するサンディング・ディスクに対してオペレータを保護する。

８．高価な金型を必要とせずしていかなる形状のディスクをも製造することができる。

９．同じ量の原材料からより多くのユニットを製作することができる。典型的には１５％以上の増加である。

実際の研磨材料が固体の円形のものよりもそれ程少ないサンディング・ディスクが値段としての価値があるのかどうか不思議なくらいである。我々の経験では本発明のディスク交換を必要とするまでにかなり長持ちする。冷却効果は目詰まりを減少し、加工面を低温に維持してサンディング・ディスクに対する損傷を減少する。本発明のディスクの磨耗パターンはこれがより均等である点で優良であり、それだけ寿命が長くなる。加工物はより漸進的に、より広い範囲に渡って研磨されるので、スコア・マーク等はそれだけ目立たなくなる。

最後に、このサンディング・ディスク及び関係装置の形状に対して種々の変更及び修正は可能であるが、これは説明した本発明の範囲から逃れることはできないことは明らかである。

本発明の好適な３穴研磨ディスク又はサンディング・ディスクの概略（平面図）を示す。 本発明の好適な５穴研磨ディスク又はサンディング・ディスクの概略を示す。 各々３つの観察又は通気ギャップを有する好適な押え板の概略を示す。 ２つの好適な押え板の概略を示す。 加工物の表面の突出部の捕捉を防止するサンディング・ディスク又は押え板の好適な開口又はギャップの輪郭を示す。 好適な押え板の側面図（正面）を示す。位置決めピンとこれのための押え板の開口が示されている。並びに押え板を通って傾斜穴と砥粒面から離れる方向の空気取り部、及び研磨表面から持ち上げられた開口後縁部を示す。 冷却チャンネルを備えた別の好適な押え板の前面及び裏面を示す。 好適な研磨ディスク又はサンディング・ディスクの側面図（正面）で、研磨ディスクに係合する短軸を備えた押え板に装着される状態を示す。 押え板（図４）に装着された好適な研磨ディスク又はサンディング・ディスク（図１）をユーザー視（正面）で示す。 ３つの大きな開口の後ろの持ち上げられた領域を備えた好適研磨ディスク又はサンディング・ディスクと、剪断可能部又は脆弱部（３つのタイプの脆弱部が１つの図に含まれている）及び研磨ディスク又はサンディング・ディスクをアングル研磨装置に固定するための３つのタイプの保持ナットを示す。 過大トルクが加わった場合にスリップするクラッチを備えた３つのタイプの押え板を断面にて示す。 本発明の複数の研磨材フラップを備えた研磨ディスク又はサンディング・ディスクの加工面を示す。 本発明の複数の研磨材フラップを備えた別の研磨ディスク又はサンディング・ディスクの加工面を示す。 複数（１０個）の穴を備えた研磨ディスク又はサンディング・ディスクの加工面で、この穴の位置決めが回転するディスクのかなりの部分を通して観察を可能とすることを示す。 接触接着面を備えたサンド・ペーパーを使用したタイプの研磨ディスク又はサンディング・ディスクの加工面（図２３をも参照のこと）を示す。 １つ又はこれ以上のセグメントが除去されて使用中の縁を見易くした数種のタイプの研磨ディスク又はサンディング・ディスクの裏面（非サンディング面）で、その図版はこれらディスクが材料シートから無駄なくカットされる状態を示す。 １つ又はこれ以上のセグメントが除去されて使用中の縁の観察をし易くした押え板の裏面で、特別の傾斜した冷却穴を備えたものを示す。 本発明により後縁の材料を変形させる（押圧により）ことにより捕捉防止能力を高めた、サンディング・ディスク又は押え板の穴を示す。 アングル研磨装置用のサンディング・ディスクのためのクラッチ・アッセンブリを断面にて示す。 本発明のサンディング・ディスクをもって使用されるアングル研磨装置の安全装置の幾つかのデザインを示す。 本発明のサンディング・ディスクを高圧ジェットの液体をもって複数又は単一のストック研磨シートからカットする方法を示す。 ストック研磨シートの節約のためにパックで切り抜く幾つかの方法を示す。 接着剤で裏打ちされたサンディング・ディスクを発泡型押え板に重ねて形成する方法を示す。 非捕捉型穴及び引裂ゾーン内の整列穴を備えたサンディング・ディスクを示す。 オペレータ視で押え板に正しく合致したサンディング・ディスクを示す。 その引裂穴の内側でサンド・ペーパー（図２４）をグリップするためのサンド・ペーパー・リングのようなグリップ・パッドを有する押え板を示す。 接触サンディング・ディスクとの組で使用に適した押え板を示す。 観察／冷却開口、参照／合致穴、折目ライン及び真空開口を備えた修正案の接触サンディング・ディスクを示す。 観察／冷却開口、参照／合致穴、折目ライン及び真空開口を備えた別修正案の接触サンディング・ディスクを示す。 ウィング・チップ、空気取り穴、ちぎれ穴ゾーンを備えた四辺サンド・ペーパー・ディスクを示す。 押え板上の定位置にあるに四辺サンド・ペーパー・ディスクを示す。 図３０のサンディング・ディスクに適した押え板で、グリップ・パッド、冷却溝、構造的に脆弱な破壊ゾーン及び参照合致手段を有するものを示す。 押え板を断面で示すと共に、これと対になるサンディング・ディスクを示し、後者は開口、破壊ゾーン、及び同心円状の脆弱又はちぎれゾーンを有し、前者はそのちぎれ穴ゾーンの内側にてサンド・ペーパー・ディスクをグリップするためのグリップ・パッド（リング状のサンド・ペーパー）を有する状態を示す。 適当な押え板上の定位置にあるに三辺サンド・ペーパー・ディスクを示す。 図３６のサンディング・ディスクに適した押え板で、グリップ・パッド、冷却溝、及び参照合致手段を有するものを示す。 ウィング・チップ、開口、及びちぎれゾーンを有する三辺サンド・ペーパー・ディスクを示す。 押え板を断面で示すと共に、これと対になる三辺サンディング・ディスクを示し、後者は開口、破壊ゾーン、及び同心円状の脆弱又はちぎれゾーンを有し、前者はそのちぎれ穴ゾーンの内側にてサンド・ペーパー・ディスクをグリップするためのグリップ・パッド（リング状のサンド・ペーパー）を有する状態を示す。 本発明と従来技術のディスクの比較性能を示すグラフである。 本発明と従来技術のディスクの比較性能を示すグラフである。 本発明と従来技術のディスクの比較性能を示すグラフである。 本発明と従来技術のディスクの比較性能を示すグラフである。

Claims (6)

1. 弾性を有する比較的に硬い材料からなる平らなディスクが少なくとも１つ砥粒面を有し、該砥粒面は該ディスクの表面に砥粒を接着して形成されている、研磨ディスクにおいて、研磨ディスクは、研磨ディスクを研磨装置の軸に装着するための装着用開口と、研磨ディスクを使用中に研磨ディスクを通して被研磨部を観察する目的で研磨ディスクを貫通する３つから８つの実質的に円形の観察用開口を有し、観察用開口の各々には使用中の研磨ディスクの回転方向で規定される観察用開口の後縁からさらに後方へ延びる細長い切り口が形成されており、その細長い切り口を利用して研磨ディスクの材料が研磨ディスクの砥粒面側からその裏側の方向への変形が可能であることを特徴とする研磨ディスク。
2. 観察用開口は偶数個であり対称的に配置されており、その半数の外方の観察用開口は他の半数の内方の観察用開口よりもディスクの中心からより遠くに位置し、その外方の観察用開口の最も内方の開口縁の位置は、内方の観察用開口の最も外方の開口縁よりもディスクの中心により近いことを特徴とする請求項１に記載の研磨ディスク。
3. 研磨ディスクは、押え板を要せずして研磨装置の軸に直接に装着されるに適した硬度を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨ディスク。
4. 前記研磨ディスクの砥粒面は、砥粒被覆層を有する細片からなる複数の研磨フラップ部材が前記研磨ディスクに取り付けられて形成されており、前記研磨フラップ部材の各々は一方の取り付けエッジに沿って前記ディスクに取り付けられ、取り付けエッジに対向する自由エッジはディスクに取り付けられることなく遊離してり、かつ、前記研磨フラップ部材の各々の自由エッジは相隣る研磨フラップ部材の取り付けエッジに重なりながら、前記研磨フラップ部材は前記研磨ディスクの周縁に沿って整列していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨ディスク。
5. 前記砥粒面は少なくとも一部の繊維に砥粒が接着された不織布により提供されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨ディスク。
6. 研磨ディスクの使用時回転方向における観察用開口の後縁部は、研磨ディスクが断面で研磨ディスクの砥粒面から鋭角をなす端面を有するように形成され、同回転方向における観察用開口の前縁部は、研磨ディスクが断面で研磨ディスクの砥粒面から鈍角の端面を有するように形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨ディスク。

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