JP5506064B2 - 微細トリミングのための研削砥石、その使用ならびにその製造方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、円板（ディスク）の形をした、トリミングのための、そして可能なことにパーティング（分離）のための研削砥石に関する。この研削砥石は、中心軸と、中心固定帯域と、中心軸に関して中心固定帯域の外側に延在している少なくとも１つの周縁作業（動作）帯域とを有しており、また、この研削砥石は、研磨材粒子から形成された少なくとも１つの層及び砥石の側面に位置してそれを取り囲んでいて研磨材粒子を含有していない２つの層を含んでいる。

「トリミング」なる語は、本発明の概念において、切断操作からなるパーティング操作とは対照的に、任意の薄化操作、磨耗操作、研ぎ操作、研磨操作等を意味するものとして理解されたい。

従来の技術では、特に国際公開第００／７４８９８号パンフレットから、トリミングのためのものではなくてパーティングのための薄い研削砥石を製造することが知られている。

さらに、当業者には、研磨材製品一般についてのＩＳＯ５２５規格が知られている。

どの規格においても、満足のいく製品を達成するために当業者が必要かつ十分であると考えるものについて、あますところなく反映がなされている。

特に、上述の規格は、その規格で参照番号２７、２８及び２９を付した種類に対応するところのトリミング用研削砥石についての本質的な基準を規定している。

この規格によれば、トリミング用研削砥石は、必然的に４〜１０ｍｍの厚さを有していなければならない。

国際公開第００／７４８９８号パンフレット

まったく予想外のことではあるが、上記した規格の厚さ基準を満足させないけれども、その他の基準のすべて、特に砥石を使用した場合の安全性に関する基準を満足させ、かつ意図されるトリミング用途について完全に満足のいくトリミング用研磨砥石を製造可能であるということが判明した。

したがって、本発明は、その最も広い概念でいえば、ディスクの形をした、トリミングのための、そして可能なことにパーティングのための研削砥石であって、この研削砥石が、中心軸と、中心固定（取り付け）帯域と、中心軸に関して中心固定帯域の外側に延在している少なくとも１つの周縁作業帯域とを有しており、かつこの研削砥石が、研磨材粒子から形成された少なくとも１つの層及び砥石の側面にあって研磨材粒子を含有していない２つの層を含んでいる研削砥石にある。この研削砥石は、その作業帯域の合計厚さが、４ｍｍよりも小さく、好ましくは３．２ｍｍに等しいかもしくはそれよりも小さいことを特徴とする。

上記の厚さは、作業帯域の幅全体及び長さ全体にわたって測定することができる。

本発明による砥石は、少なくとも２つの隣接した作業領域（セクター）を有し、好ましくは、３つの対をなして隣接した作業領域を有している。

好ましくは、これらの作業領域は、対をなして実質的に垂直である。

本発明による砥石は、特に、その厚さが１ｍｍ以上であってよく、特に、１．２５ｍｍ又は１．６ｍｍ又は２ｍｍ又は２．５ｍｍ又は３．２ｍｍである。

好ましい１形態において、本発明による砥石は、研磨材粒子から形成された少なくとも２つの層を包含しており、これらの層は、それぞれ、研磨材粒子を含有していない２つの層によって側面を構成されている。

さらに、特定の１形態において、研磨材粒子を含有していない少なくとも１つの外側の層か、さもなければ研磨材粒子を含有していない両方の外側の層は、研削砥石の全体の直径よりも小さい直径を有している。

本発明の概念において、「層」なる語は、砥石を構成することが意図される少なくとも１種類の材料を含む層を意味している。かかる層には、次のような２つの種類：
−研磨材粒子を含有しない層。特に、保護シートもしくは「ペーパー（紙）」タイプのもの又は補強シートもしくは「布帛」タイプのもの；あるいは
−研磨材粒子から形成された層。バインダによって一緒に結合せしめられた研磨材粒子を含むタイプのもの；
が存在している。

さらに、本発明の概念において、「ケーキ状物(cake)」なる語は、研磨材粒子から形成された成分の層であって、そのケーキ状物を取り扱うことができ、かつ特に手によるかもしくは機械の助けを借りてつかんだり移動させたりすることができるような粘度を有している層を指している。

したがって、このケーキ状物は、研磨材粒子から形成された単一の層からなっていてもよく、さもなければ、１つの面において、研磨材粒子を含有しない層を包含していてもよい。

さらに、本発明の概念において、「作業領域」なる語は、砥石の領域のうちで、その領域と接触することでトリミングを行い得る領域を指している。

さらに、まったく予想外のことではあるが、本発明による研削砥石を製造するに際して、国際公開第００／７４８９８号パンフレットから公知の薄いパーティング用の研削砥石を製造する方法を使用することが可能であることが判明した。

したがって、本発明はまた、ディスクの形をした、トリミングのための、そして可能なことにパーティングのための研削砥石であって、中心軸と、中心固定帯域と、中心軸に関して中心固定帯域の外側に延在している少なくとも１つの周縁作業帯域とを有しており、かつ研磨材粒子をベースとする少なくとも１つの層及び砥石の側面にあって研磨材粒子を含有していない２つの層を含んでいる研削砥石を製造する方法に関する。この製造方法では、
研磨材粒子をベースとする層は、下地の補強層の不存在において成形型で直接的に形成され、
任意には、この研磨材粒子の層の上に補強層が堆積され、
ケーキ状物を形成するために１つもしくはそれ以上の層がプレス加工され、
ケーキ状物は上記の型から取り出され、
ケーキ状物は、
２つの補強層で砥石の側面をかためるために、補強層の一方もしくは両方と組み合わせられるか、さもなければ、
２つの補強層で砥石の側面をかためるために、少なくとも１つの他のケーキ状物及び補強層の少なくとも一方もしくは両方と組み合わせられること、そして
作業帯域の合計厚さが４ｍｍよりも小さく、好ましくは３．２ｍｍに等しいかもしくはそれよりも小さい、トリミングのための、そして可能なことにパーティングのための研削砥石を形成するために、上記で得られた組み合わせ体がプレス加工されることを特徴とする。

ケーキ状物を最初に製造し、次いでいろいろな層を重ね合わせるという事実が存在することの結果、引き続いて存在するステーションのそれぞれを通過させるのに必要とされる時間をかなり短縮することができる。なぜなら、この方法は、微粉状の製品に注加作業を行う時間や高圧プレス加工操作を行う時間にもはや依存しないからである。さらに、使用される圧力を低下させることができる。

本発明はまた、本発明による砥石、特に上記した手法によって製造される砥石の使用に関する。この砥石は、ディスクの形をしており、中心軸と、中心固定帯域と、中心軸に関して中心固定帯域の外側に延在している少なくとも１つの周縁作業帯域とを有しており、また、作業帯域は、トリミング操作を実施するため、その合計厚さが４ｍｍよりも小さく、好ましくは３．２ｍｍに等しいかもしくはそれ以下である。

さらに、本発明はまた、ディスクの形をした、トリミングのための、そして可能なことにパーティングのための研削砥石であって、それぞれの砥石が、中心軸と、中心固定帯域と、中心軸に関して中心固定帯域の外側に延在している少なくとも１つの周縁作業帯域とを有しており、かつ研磨材粒子をベースとする少なくとも１つの層及び砥石の側面にあって研磨材粒子を含有していない２つの層を含んでいる研削砥石を製造する装置に関する。この製造装置は、
ケーキ状物が形成される成分の１つもしくはそれ以上の層を成形型に装填するためのステーション、
前記成形型に含まれる前記１つもしくはそれ以上の成分の層をプレス加工して前記ケーキ状物を形成するための加工機、
少なくとも１つのケーキ状物から及び少なくとも１つのその他の成分の層から複数の層が重なり合った堆積物を形成することが意図される組み合わせステーション、及び
前記堆積物を圧縮し、かつ作業帯域の合計厚さが４ｍｍよりも小さく、好ましくは３．２ｍｍに等しいかもしくはそれよりも小さい、トリミングのための、そして可能なことにパーティングのための研削砥石を形成するためのプレス加工機
を含んでなることを特徴とする。

有利なことに、本発明による砥石は、トリミングのために、さらには可能なことに、パーティングのためにも使用することができる。

本発明による研削砥石の断面図である。

本発明は、以下に詳細に記載する非限定的で例示的な形態を読むことと、本発明によるトリミング砥石の横断面を図示する添付の図面とからより明確に理解されるであろう。

図面において、図示したいろいろな部材の間の比率は、その図面の理解をさらに容易にするため、厳密に示されていないということを指摘されるべきである。

砥石（１）は、ディスクの一般的な形をしており、したがって、中心軸Ｘと、中心固定帯域Ｆと、中心軸に関して中心固定帯域の外側に延在している少なくとも１つの周辺作業帯域Ｚとを有している。

固定帯域は、金属製のワッシャーからなり、研削機のハブに砥石を取り付けることを可能とする。

ワッシャーは、段差をもった砥石を可能とするため、フラットでなくてもよい。

砥石（１）は、研磨材粒子から形成された少なくとも１つの、好ましくは２つの層（３，５）と、砥石の側面を構成していて研磨材粒子を含有していない少なくとも２つの層（２，６）とを含んでいる。

もしも砥石が研磨材粒子から形成された２つの層（３，５）を有しているならば、研磨材粒子から形成されたこれらの２つの層（３，５）の間に、研磨材粒子を含有していない層（４）を介在させることが好ましい。

研磨材粒子を含有していないそれぞれの層（２，４，６）は、例えば、フェノール系樹脂を被覆したガラス繊維メッシュである。

例えば７５〜４２０ｇ／ｍ^２のような、いろいろな重量のガラス繊維メッシュを使用することができる。

また、砥石の片方もしくは両方の外側の面に１枚の紙（ペーパー）を接着剤を介して接合してもよい。

さらに、研磨材粒子を含有していない外側の層（２，６）の一方、さもなければそれらの両方は、砥石の全体の直径よりも小さい直径を有しており、かつほぼ２〜５０ｍｍの低下せしめられた直径を有することが可能である。

層（３，５）は、研磨材粒子から形成されており、また、それらの研磨材粒子は、主として、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなっているか、例えばジルコニア／アルミナ（ＺｒＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３）混合物からなっており、さもなければ、主として、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなっている。さらに、ここで使用される研磨材粒子は、それらの研磨材性能（硬さ、破砕性、粗さなど）を改良するため、いろいろな熱的、機械物理的又は化学的処理にさらされてもよい。

これらの研磨材粒子から形成される層（３，５）は、いろいろな寸法をもった研磨材粒子（これらの粒子の平均サイズは、一般的には「グリット(grit)」なる語で当業者によって規定されている）からなっていてもよく、いろいろな寸法をもった研磨材粒子の混合物からなっていてもよい。研磨材粒子の平均サイズは、本発明の１つの可能な形態に従うと、１０３５μｍ（２４グリット）〜１２２μｍ（１５０グリット）である。

例えば、層（３，５）は、粉末状態（例えば、ノボラック）及び／又は液体状態（例えば、レゾール）の種々のフェノール系樹脂からなるバインダを使用することによって一緒に結合せしめられた研磨材粒子から形成することができ、そして可能なら添加剤又は充填剤を使用してもよい。例えば、使用される充填剤又は添加剤は、主として、硫化鉄、フッ化カリウムアルミニウム、硫酸カリウム又は炭酸カルシウム（石灰石）からなることができる。

本発明によれば、作業帯域Ｚは、４ｍｍよりも小さく、好ましくは３．２ｍｍに等しいかもしくはそれよりも小さい合計厚さｅを有している。

砥石（１）は、３つの対をなして隣接した作業領域（Ｓ１、Ｓ２及びＳ３）を有しており、ここで、領域Ｓ１及びＳ３は、主たる作業表面に対応しており、領域Ｓ２は、砥石の外側のエッジに対応している。

図１に示される構造を備えた砥石を製造した。

それぞれの層（３，５）において使用された粒子の混合物は、２種類の粒子からなった。ここで、５０８μｍ（４６グリット）の平均サイズを有する一方の粒子は、研磨材粒子の混合物の合計体積の８５体積％を占めており、かつ４０６μｍ（６０グリット）の平均サイズを有する他方の粒子は、研磨材粒子の混合物の合計体積の１５体積％を占めていた。

それぞれの層（３，５）において使用されたバインダは、６５体積％のフェノール系樹脂（液体＋粉末で、１５重量％のヘキサメチレンテトラミンを含有）及び充填剤、１５体積％の硫化鉄、１８体積％の硫酸カリウム及び２体積％の石灰石からなっていた。

それぞれの層（３，５）は、したがって、約４４体積％の研磨材粒子と４６体積％のバインダとからなり、残りが空隙であった。

層（２，４，６）に使用された布帛は、それぞれ、１９５、１７０及び１９５ｇ／ｍ^２の重量を有していた。

砥石を形成するため、上記の成分の組み合わせを冷間圧延工程に供し、その後、従来技術に従って焼成工程を実施した。

この砥石は、製造後、厚さｅが約２．５ｍｍ、全体的な直径が１２５ｍｍであった。

この砥石は、トリミング砥石に関してＩＳＯ５２５規格によって必要とされる厚さを有していなかったけれども、２７、２８及び２９タイプのトリミング砥石に関するＥＮ１２４１３規格の安全性試験のすべてを満足させていた。

特に、この砥石は破裂(burst)スピード試験を満足させていた。すなわち、この砥石は約１９０ｍ／ｓのスピード（Ｖ_BR）でのみ破裂した（規格では、少なくとも１５０ｍ／ｓのスピードに対する抵抗が必要である）。

片面衝撃耐性試験（力Ｆ_SIを使用）では、規格によって求められているような２９０Ｎの力に持ちこたえた。

一例をあげて本発明を上記した。もちろん、当業者であるならば、特許請求の範囲において規定される特許の範囲を逸脱することなく、いろいろな別の形態の本発明を創作することが可能である。

Claims (10)

1. ディスクの形をした、トリミングのための研削砥石（１）であって、中心軸Ｘと、中心固定帯域Ｆと、中心軸に関して中心固定帯域の外側に延在している少なくとも１つの周縁作業帯域Ｚとを有しており、かつ研磨材粒子から形成された少なくとも１つの層（３，５）及び砥石の側面にあって研磨材粒子を含有していない２つの層（２，６）を含んでいる研削砥石（１）において、
   前記作業帯域Ｚの合計厚さｅが、４ｍｍよりも小さく、破裂スピードが少なくとも１５０ｍ／ｓであり、片面衝撃耐性が少なくとも２９０Ｎであることを特徴とする研削砥石（１）。
2. 少なくとも２つの隣接した作業領域（Ｓ１、Ｓ２）を有することを特徴とする請求項１に記載の研削砥石（１）。
3. ３つの対をなして隣接した作業領域（Ｓ１、Ｓ２及びＳ３）を有し、該作業領域（Ｓ１、Ｓ２及びＳ３）が実質的に対をなして垂直であることを特徴とする請求項２に記載の研削砥石（１）。
4. 厚さｅが１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研削砥石（１）。
5. 研磨材粒子から形成された少なくとも２つの層（３，５）を包含しており、かつこれらの層がそれぞれ研磨材粒子を含有していない２つの層（２，４，６）によって側面を構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の研削砥石（１）。
6. 研磨材粒子を含有していない少なくとも１つの外側の層（２，６）は、研削砥石の全体の直径よりも小さい直径を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の研削砥石（１）。
7. ディスクの形をした、トリミングのための研削砥石（１）であって、中心軸Ｘと、中心固定帯域Ｆと、中心軸に関して中心固定帯域の外側に延在している少なくとも１つの周縁作業帯域Ｚとを有しており、研磨材粒子をベースとする少なくとも１つの層（３，５）及び砥石の側面にあって研磨材粒子を含有していない２つの層（２，６）を含んでいる研削砥石（１）を製造する方法において、
   研磨材粒子をベースとする少なくとも１つの層（３，５）は、下地の補強層の不存在において成形型で直接的に形成され、
   ケーキ状物を形成するために１つもしくはそれ以上の層がプレス加工され、
   前記ケーキ状物を前記型から取り出し、
   前記ケーキ状物を、
   ２つの補強層で前記砥石の側面をかためるために、補強層の一方もしくは両方と組み合わせるか、さもなければ、
   ２つの補強層で前記砥石の側面をかためるために、少なくとも１つの他のケーキ状物及び補強層の少なくとも一方もしくは両方と組み合わせること、そして
   作業帯域の合計厚さが４ｍｍよりも小さい、トリミングのための研削砥石を形成するために前記組み合わせ体をプレス加工すること、及び
   該研削砥石（１）の破裂スピードが少なくとも１５０ｍ／ｓであり、片面衝撃耐性が少なくとも２９０Ｎであることを特徴とする研削砥石（１）の製造方法。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の研削砥石（１）であって、ディスクの形をしており、中心軸Ｘと、中心固定帯域Ｆと、中心軸に関して中心固定帯域の外側に延在している少なくとも１つの周縁作業帯域Ｚとを有しており、前記作業帯域は、トリミング操作を実施するため、その合計厚さが４ｍｍよりも小さいことを特徴とする研削砥石（１）の使用。
9. 前記研削砥石は、研磨材粒子をベースとする少なくとも１つの層（３，５）及び砥石の側面にあって研磨材粒子を含有していない２つの層（２，６）を含んでおり、かつ請求項７に記載の方法によって製造されるものであることを特徴とする請求項８に記載の使用。
10. ディスクの形をした、トリミングのための研削砥石（１）であって、中心軸Ｘと、中心固定帯域Ｆと、中心軸に関して中心固定帯域の外側に延在している少なくとも１つの周縁作業帯域Ｚとを有しており、かつ研磨材粒子をベースとする少なくとも１つの層（３，５）及び砥石の側面にあって研磨材粒子を含有していない２つの層（２，６）を含んでいる研削砥石（１）を製造する装置において、該装置が、
    ケーキ状物が形成される成分の１つもしくはそれ以上の層を成形型に装填するためのステーション、
    前記成形型に含まれる前記１つもしくはそれ以上の成分の層をプレス加工して前記ケーキ状物を形成するための加工機、
    少なくとも１つのケーキ状物から及び少なくとも１つのその他の成分の層から複数の層が重なり合った堆積物を形成することが意図される組み合わせステーション、及び
    前記堆積物を圧縮し、かつ作業帯域の合計厚さが４ｍｍよりも小さい、トリミングのための研削砥石を形成するためのプレス加工機
    を含んでなること、及び
    該研削砥石（１）の破裂スピードが少なくとも１５０ｍ／ｓであり、片面衝撃耐性が少なくとも２９０Ｎであることを特徴とする研削砥石（１）の製造装置。

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