JP5801270B2 - 研磨ディスク - Google Patents

Description

本発明は、研磨ディスクに関するものである。

各種工作物の表面を研磨する手段や、鋼板の突き合わせ溶接を行った際に生じた溶接ビードを除去する手段として、研磨ディスクが用いられている。この研磨ディスクは、多数の研磨材即ち砥粒を付着させた研磨シートがディスクに固定されたものであり、この研磨ディスクを回転工具本体から下方に突出する回転軸に取り付けて、回転させることにより、研磨を行なうものである。

一般的な研磨ディスクは、円盤状の基板の下面に、短冊状の多数の研磨シートを固定したものであり、上方の回転工具本体を手で持って、研磨ディスクの下面を被研磨体に押し付けた状態で研磨ディスクを回転させて研磨作業を行なうものである。この種の研磨ディスクでは、通常、短冊状の研磨シートを、そのまま基板に接着固定しているが、特許文献１の図６に示されるように、研磨シートを２つ折りにして、基板の下面に接着固定するものも用いられている。
また、２つ折りにした研磨シートを用いるものとしては、特許文献１の図６に示されたもののように下面のみに研磨シートを配置するものもあるが、研磨ディスクの下面のみならず、研磨ディスクの外周面や、研磨ディスクの上面においても、研磨できるようにした、３面研磨可能な研磨ディスクが開発されている。
２つ折りにした研磨シートを用いた３面研磨可能な研磨ディスクとしては、現在、２種類の構造が知られている。

１種類目の３面研磨可能な研磨ディスクｋ１は、図４（Ａ）に示すように、２つ折りにした研磨シートｋ３を、その折り目ｋ３０が円盤状の基板ｋ２の外周ｋ２１にほぼ沿うように配置し、基板ｋ２に固定したものである。研磨シートｋ３は、基板ｋ２の外周の各位置に配置される。図４（Ａ）において、図面の煩雑を避けるため、一部の研磨シートｋ３のみ示している。基板ｋ２への固定は、折り目ｋ３０から上半分ｋ３１を基板ｋ２の上面側に接着剤で接着し、折り目ｋ３０から下半分ｋ３２を基板ｋ２の下面側に接着することにより、行なわれている。
前記１種類目の研磨ディスクでは、研磨シートの折り目が基板外周に沿うため、研磨ディスクの外周面にて研磨を行う際、研磨に関与するのは、研磨シートの厚み方向の極めて限られた砥粒である。当該砥粒が目詰まりしたり剥離すれば直ちに研磨ディスクの寿命は尽きるのであり、その寿命は比較的短い。

２種類目の３面研磨可能な研磨ディスクは、図４（Ｂ）に示すように、２つ折りにした研磨シートｋ３を、環状の固定金具ｋ１０の周囲に、その折り目ｋ３０が略放射状となるように環状に配置したものである。
図４（Ｂ）に示す前記２種類目の研磨ディスクでは、上記環状の固定金具ｋ１０が上下２つの環状体ｋ１１にて構成され、当該２つの環状体の間に、二つ折りにされ重ねられた複数の研磨シートｋ３の各ブロックの一端を挟んで固定する。
図示は省略するが、この他、図４（Ｂ）に類する研磨ディスクとして、上記固定金具ｋ１０を環状体とし、当該環状体へ複数の爪が環状に配置されたものを例示し得る。当該各爪の基端は、上記環状体へ固定されており、当該各爪の先端は、上記各ブロックの一端に突き通されて各ブロックを上記環状体に固定するのである。各ブロックには、爪を通す穴が事前に設けられている。

前記２種類目の研磨ディスクでは、研磨ディスクの外周面による研磨において、上記折り目ｋ３０が放射状に伸びて研磨シートの幅方向を被研磨物に向け、当該幅方向の多くの研磨材を被研磨物へ向けることができる。従って製品寿命は、比較的長い。

しかし、前記２種類目の研磨ディスクは、次の問題がある。
固定金具ｋ１０があるので研磨ディスクの上面又は下面を十分に利用することができない。被研磨物に押し付けられるのは、研磨シートのみである。従って、研磨シートのブロックが撓んで、十分な研磨が行えない事態が生じた。
この問題は、前記特許文献１の図６の研磨ディスクも同様である。
特に前記２種類目の研磨ディスクでは、手作業にて、複数の研磨シートが上記の固定金具を構成する２枚の環状体の間へ入れられ、当該固定金具へ入れられた後にプレスされ、更に接着剤が塗布されて基板へ研磨シートが取り付けられるのであるが、金具を入れる上記の作業は難しく、熟練者を要する作業工程である。また、上述の通り、接着剤にて接着する接着工程の前に、プレス工程が必要であった。前述の環状体に複数の爪を備えた研磨ディスクについても、爪を鉤状に曲げて研磨シートのブロックへ突き通すために、ブロックに設けた穴に手作業で爪を嵌めた後プレス等の加工工程を行うことが、接着工程の前に必要である。

次に、特許文献２は、研磨シートを多数重ね合わせて輪状に形成した研磨輪を開示する。この研磨輪は、円筒状の中芯部材に、略軸方向に伸びる溝部を多数形成し、これらの溝部に研磨シートの基端辺を挿入して固定したものである。
特許文献２の研磨シートは、折り曲げられていない。特許文献２に示された研磨輪は、研磨ディスクと用途が異なる。特許文献２の研磨ディスクは、３面研磨すること自体が求められるものではなく、３面研磨を行えるものではない。

次に、特許文献３は、柔軟な円盤状の基板と、この基板の表面へ接着剤にて貼り付けた円板状やドーナツ状の研磨シートとから構成された研磨具にあって、基板の周縁から中心方向に向け複数本のスリットを設けた研磨ディスクを開示する。
特許文献３において、スリットは、柔軟性を確保する目的で設けられており、研磨シートを固定するためのものではない。特許文献３の研磨ディスクは、円板状やドーナツ状の研磨シートを貼り付けるものであり、３面研磨に対応できるものではない。

特開２００４−８２２９９号公報 実用新案登録第３１７７２１２号公報 実開平６−９８６９号公報

本発明の第１の目的は、複数の研磨シートが設けられた上記三面を研磨用の面とする研磨ディスクについて、研磨シートの撓みを抑えて、確実に処理対象に研磨シートを押し当てて研磨が行えるものを提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、研磨ディスクの研磨可能な寿命、特に外周面での研磨について、比較的寿命の長い研磨ディスクの提供を図ることにある。
更に、本発明の第３の目的は、三面研磨可能な研磨ディスクにおいて、接着剤のみにて、金具を用いる場合と比べて遜色のない、研磨シートの基板への強固な固定を可能とすることにある。
また更に、本発明の第４の目的は、前記研磨ディスクの製造を容易にし、製造コストをダウンさせることである。

本発明では、回転工具の回転部に取り付けられる基板と、前記基板の上面と下面の各々に配列された複数枚の研磨シートとを備えた研磨ディスクにおいて、前記基板には複数のスリットが形成され、前記スリットは前記基板の外周から前記基板の内側に向けて形成されており、前記研磨シートは、屈曲しており屈曲部にて上側シート部と下側シート部とに区画され、前記屈曲部の位置で１枚又は複数毎の前記研磨シートが前記スリットに通されており、前記上側シート部が前記基板の前記上面側に配置され、前記下側シート部が前記研基板の前記下面側に配置されており、前記基板を、中央が高い中空の円錐台状とし、当該円錐台の最大径部を前記基板の外周面とするものであることを特徴とする研磨ディスクを提供する。
ここで屈曲部とは、折り目の他、折り目が付かない湾曲部分も含む。
特に請求項２に記載の本発明では、前記研磨シートの一部が、前記基板の外周よりも外側に突出している。
また、請求項３に記載の本発明では、前記研磨シートの一部同士を、前記基板の厚み方向に重ねたものである。
請求項４に記載の本発明では、前記研磨シートは、織布と、その表面に配置された多数の研磨材とを備え、前記織布は、太い糸と細い糸との何れか一方を経糸とし、何れか他方を緯糸として織られた布であり、前記太い糸と平行に前記屈曲部が形成されている。

本願の各発明より、複数の研磨シートが設けられ、上下両面と端面とを研磨用の面とする三面研磨可能な研磨ディスクについて、研磨シートの上面側シート部と下面側シート部との間に挟んだ基板を芯として、研磨シートを確実に被研磨物へ押し付けることができる。
このため、硬い被研磨物に対しては、基板と研磨シートに撓み難い或いは変形し難いものを採用し、比較的柔らかい被研磨物に対しては基板と研磨シートに撓み易いものを採用することによって、研磨ディスク全体の撓み具合を変えて用途に応じた研磨を行うことができる。

特に、個々の研磨シートについて、屈曲部を基板の半径方向に沿わせると共に当該屈曲部にて区画された上側シート部を基板の上面側に配置し且つ下側シート部を基板の下面側へ配置し、上側シート部と下側シート部との間に基板を介在させることにより、研磨シートの研磨ディスク外周面から外側へ突出する部分の形状維持に基板が寄与する。
また、当該突出する部分の突出幅分、端面による研磨が行える。
従って、基板の外周から突出する当該幅の寸法の設定により、研磨ディスクにおいて端面研磨可能な寿命を増減できる。
また、スリットは、研磨シートの基板への固定に寄与する。スリットの当該寄与により、例えば、接着剤のみでも、研磨シートを基板へ固定することができる。
更にまた、スリットが、研磨シートを取り付け専用部として設けられるため、スリットの本数の増減や、スリットの隙間の幅の変更によって、研磨シートの取り付け枚数の変更を行うことができる。

また本発明に係る研磨ディスクの製造において、例えば、上記の通りスリットへ、屈曲させた研磨シートを挟むという素人でもできる極めて簡単な作業の後、接着剤で接着する工程だけで済ますことができる。従って、複数の研磨シートを金具に嵌めるという熟練を要する面倒な手作業や、研磨シートを金具に入れた後に行われるプレス工程を排除することができる。

特に請求項２に記載の本発明では、前記研磨シートの一部を、基板の外周より外側へ突出させることによって、３面研磨が行える（図１（Ｂ）及び図２（Ｄ））。
また、請求項３に記載の本発明では、前記研磨シートの一部同士を、前記基板の厚み方向に重ねて、研磨シートの強度の向上を望めるものとした。

更に、請求項４記載の本発明では、太い糸と細い糸の何れか一方を経糸とし、何れか他方を緯糸として織られた布を用いた研磨シートについて、上記太い糸の夫々が上記屈曲部と平行に伸びるものとして、上記細い糸の夫々が上記屈曲部と平行に伸びる場合に比べて、研磨シートを腰折れし難いものとした。また、製造時屈曲部を形成するのに、太い糸を屈曲させずに済む。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る研磨ディスクの平面図。（Ｂ）は（Ａ）の研磨ディスクの基板の平面図。 （Ａ）は図１（Ｂ）の基板の正面図、（Ｂ）は図１（Ａ）の研磨ディスクに取り付けられている折り込み前の研磨シートの展開状態を示す一部切欠平面図、（Ｃ）は（Ｂ）の研磨シートを基板へ取り付ける状態を示す一部切欠正面図、（Ｄ）は図１（Ｂ）の基板へ研磨シートを１枚のみ配置した状態を示す一部切欠平面図、（Ｅ）は研磨シートの織布の糸と基板との位置関係を示す説明図、（Ｆ）は（Ｃ）の研磨シートを固定した状態を示す一部切欠正面図。 （Ａ）は図２（Ｆ）の研磨シートの変更例を示す一部切欠正面図、（Ｂ）は図２（Ｃ）に示す状態の研磨シートの更に変更例を示す一部切欠正面図、（Ｃ）は基板の変更例を示す断面図。 （Ａ）はディスクの三面を研磨に用いる従来の研磨ディスクの一例について研磨シートの取付け・配置の説明図、（Ｂ）はディスクの三面を研磨に用いる従来の研磨ディスクの他の例を示す斜視図。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図１（Ａ）及び図２へ示す通り、この研磨ディスク１は、基板２と、基板２の上面と下面の各々に配列された複数枚の研磨シート３とを備え、基板２には複数のスリット２１が設けられている。スリット２１は基板２の外周から基板２の内側に向けて形成され、研磨シート３は、屈曲部３０から二つに折り曲げられ、上側シート部３１と下側シート部３２とに区画され、屈曲部３０の位置で１枚又は複数枚の研磨シート３がスリット２１に通されており、上側シート部３１が基板２の上面側に配置され、下側シート部３２が基板２の下面側に配置される。
以下、各部の構成について詳述する。

先ず基板２について説明する。
基板２は、回転工具の回転部（図示しない。）に取り付けられるものであり、図１（Ｂ）及び図２（Ａ）へ示す通り、樹脂または金属にて形成された円盤である。
図１（Ａ）（Ｂ）へ示す通り、平面視において、基板２の中央には、基板２の上面２ａから下面２ｂに貫通する孔２０が設けられている。当該孔２０に、上記回転工具の回転部を構成するシャフトが嵌められ、研磨ディスク１が回転工具へ固定される。

上記の通り、上記基板２には、図１（Ｂ）及び図２（Ａ）へ示す、複数のスリット２１が形成されている。スリット２１は夫々、基板２の外周から基板２の内側に向けて形成されている。具体的には、スリット２１は、基板２の外周面２ｃから基板２の径の内側へ向けて伸びる切れ込みである。スリット２１は、研磨シート３を基板２の上面２ａ側から下面２ｂ側へ通すことができる大きさを備える。
図示した基板２において、スリット２１は、３０本設けられている。但し、基板２へ取り付ける研磨シート３の枚数の増減や研磨シート３の寸法の変更に応じて、スリット２１の数は、変更可能である。

図１（Ｂ）へ示す通り、基板２の平面視において、スリット２１は、基板２外周上の当該スリット２１端部（外側端）における基板２の半径ｗに対し、斜めに伸びる。具体的には、基板２の回転方向ｒについてスリット２１の内側端２１ａがスリット２１の外側端２１ｂよりも先行するように、スリット２１は前記半径ｗに対し斜めに伸びる。

各スリット２１は、平面視において、基板２が呈する円の中心に向けて伸びるもの、即ち、各スリット２１は、上記半径ｗと一致するものとしてもよい。但し、研磨シート３の後端側について、基板２外周の外側へはみ出る部分を小さくするため、上記の通り、内側端２１ａのほうが当該スリット２１の外側端２１ｂより先行するよう、スリット２１を斜めに配置するのが好ましい（図２（Ｄ））。

次に研磨シート３について説明する。
研磨シート３は、表面に研磨材が設けられている。研磨シート３は、手で屈曲させることができる柔軟なシートである。
この実施の形態において、研磨シート３は、織布の表面へ、研磨材である砥粒を固着させたものである。

図２（Ｂ）へ示す通り、研磨シート３は矩形のシートであり、二つに折り曲げられる。研磨シート３は、折り目即ち屈曲部３０から二つに折り曲げられていることで、上側シート部３１と下側シート部３２とに区画される。
製造時において、図２（Ｃ）へ示す通り、屈曲部３０の位置で研磨シート３が基板のスリット２１に通され、上側シート部３１が基板２の上面２ａ側に配置され、下側シート部３２が基板２の下面２ｂ側に配置される。
また、図２（Ｄ）へ示す通り、研磨ディスク１の回転方向ｒについて、屈曲部３０が先頭に位置し、屈曲部３０から後方に、上側シート部３１及び下側シート部３２が伸びるように配置される。

屈曲部３０により上記の上側シート部３１と下側シート部３２とに区画されるものであればよく、屈曲部３０を折り目に限定するものではない。例えば屈曲部３０は、折り目のない、Ｕ字状に湾曲した部分であってもよい。また、屈曲部３０を折り目とする場合も、１本の折り目に限定するものではなく、屈曲部３０を複数の折り目にて構成するものであってもよい。例えば、屈曲部３０は、２本の折り目にてコ字状に屈曲するものであっても実施できる。
また、研磨シート３は、矩形に限定するものではなく、他の多角形状や、円孤その他の曲線状、或いは直線と曲線とが複合して輪郭を形成するものであっても実施できる。研磨シート３を矩形とする場合も、上記の長方形に限定するものではなく、台形や、他の四辺形として実施することができる。

この実施の形態において、上側シート部３１と下側シート部３２とは、屈曲部３０から同じ長さを有する。但し、上側シート部３１のほうが下側シート部３２よりも長いものとしても、逆に下側シート部３２のほうが上側シート部３１よりも長いものとしても、実施できる。
また、研磨ディスクの回転方向に対する研磨シートの向きを、上記の図１に示すものと反対の向きに配置して実施してもよい。

図２（Ｄ）へ示す通り、研磨シート３の一部は、基板２の外周よりも外側に突出している。
外径１０ｃｍ前後の一般的な研磨ディスクの製品を考慮すると、研磨シート３の一部の上記突出幅は、５〜８ｍｍとするのが好ましく、５〜７ｍｍとするのがより好ましく、６〜８ｍｍとするのが最も好ましい。但し、研磨ディスクの半径方向に沿った研磨シートの幅方向を、被研磨物に向けるものであればよく、上記突出幅は、用途に応じて、上記数値範囲外のものとして実施できる。
また、基板２の径や研磨シート３の厚み、重ねる研磨シート３の枚数に応じて、上記数値を変更することも可能である。
研磨シート３の一部を基板２の外周よりも外側に突出させることにより、研磨ディスクの外周面をより効果的に研磨に用いる、三面研磨を実現できたのである。

この実施の形態において、研磨シート３を構成する前述の織布は、太い糸ａと細い糸ｂとの何れか一方を経糸とし、何れか他方を緯糸として織られた布である。図２（Ｂ）（Ｅ）へ示す通り、太い糸ａと平行に屈曲部３０が形成されている。上記の太い糸ａを、基板２の径の内外方向に伸びるよう配置することにより、研磨シート３を、基板２の外周よりも外側に突出させた部分について、上下方向への力に対して、変形し難いものとすることができる。また、太い糸ａと平行に屈曲部３０を形成することにより、製造時の屈曲部３０の折り曲げ加工が容易である。

この実施の形態では、図２（Ｃ）へ示すように、各スリットに１枚の研磨シート３が通される。
互いに隣合うスリット２１に各々通された研磨シート３の一部同士は、基板２の厚み方向について重なっている（図２（Ｆ））。
各研磨シート３をスリット２１の夫々に通した後、接着剤にて、上側シート部３１を基板２の上面２ａに、下側シート部３２を基板２の下面２ｂに固定する。

詳しくは、図２（Ｆ）へ示すように、１枚の研磨シート３の上側シート部３１と下側シート部３２の屈曲部３０から回転方向ｒにおける後続の研磨シート３の屈曲部３０までの各部分について、接着剤にて当該１枚の研磨シート３の上側シート部３１の下面を基板２の上面２ａへ下側シート部３２の上面を基板２の下面２ｂへ貼り付ける。
当該１枚の研磨シート３の上側シート部３１と下側シート部３２の、前記後続の研磨シート３の屈曲部３０より後方の各部分を、接着剤にて当該後続の研磨シート３の上側シート部３１の上面と下側シート部３２の下面の夫々に貼り付ける。

図２（Ｆ）へ示すように研磨シート２同士を、三重や、四重以上重ねるものとしてもよいし、図３（Ａ）へ示すように二重に重ねるものとしてもよい。

更に、図３（Ｂ）へ示す通り、１つのスリット２１へ複数の研磨シート３を重ねて通すものとしても実施できる。図３（Ｂ）へ示す実施の形態において、言及しない事項については、図１〜図３へ示す他の実施の形態と同様である。

上記の通り、１つのスリット２１へ複数の研磨シート３を重ねることにより、摩耗に対し研磨ディスクの寿命をより長いものとした。また、研磨シート３の前述の基板２の外周からの突出部分の、剛性を大きなものとし、基板２外周を処理対象へ、より強く押し付けることができる。

上述してきた各実施の形態において、基板２は、平らな円盤とした。但し、図３（Ｃ）へ示す通り、基板２を、中央が高い円錐台状として実施するのが好ましい。

上述してきた通り、本発明は、基板を研磨シートの芯とすることにより、上下両面と端面の三面にて確実に研磨を行うことができる研磨ディクスを提供するものである。
そして、被研磨物が硬い場合など、被研磨物に対し強く研磨シートを当てる必要がある用途では、基板や研磨シートに変形し難いものを採用し、逆に被研磨物が削れ易いものや傷みやすいものである場合など、被研磨物に対し柔らかく研磨シートを当てる必要がある用途では、上板や研磨シートも撓み易いものを採用すればよい。
また、本発明に係る研磨ディスクにおいて、スリットが研磨シートの取り付け専用部として設けられるため、スリットの本数を増やすことによって、より多くの研磨シートを取り付けることができる。例えば、前述の、図４（Ｂ）へ示す研磨ディスクの研磨シートは多くて４５枚、図４（Ａ）に示す研磨ディスクの研磨シートは多くて６０枚であるのに対して、本発明に係る研磨ディスクでは、一般的な大きさの基板を用いるものとして６０〜７２枚程度の研磨シートを簡単に取り付けることができ、更にそれ以上の多くの研磨シートを基板へ取り付けることができる。

１ 研磨ディスク
２ 基板
３ 研磨シート
２１ スリット
３０（研磨シート３の）屈曲部
３１（研磨シート３の）上側シート部
３２（研磨シート３の）下側シート部

Claims (4)

1. 回転工具の回転部に取り付けられる基板と、
   前記基板の上面と下面の各々に配列された複数枚の研磨シートとを備えた研磨ディスクにおいて、
   前記基板には複数のスリットが形成され、
   前記スリットは前記基板の外周から前記基板の内側に向けて形成されており、
   前記研磨シートは、屈曲しており屈曲部にて上側シート部と下側シート部とに区画され、
   前記屈曲部の位置で１枚又は複数毎の前記研磨シートが前記スリットに通されており、前記上側シート部が前記基板の前記上面側に配置され、前記下側シート部が前記基板の前記下面側に配置されており、
   前記基板を、中央が高い中空の円錐台状とし、当該円錐台の最大径部を前記基板の外周面とするものであることを特徴とする研磨ディスク。
2. 前記研磨シートの一部が、前記基板の外周よりも外側に突出していることを特徴とする請求項１記載の研磨ディスク。
3. 互いに隣合うスリットに各々通された前記研磨シートの一部同士が、前記基板の厚み方向に重なっていることを特徴とする請求項１又は２記載の研磨ディスク。
4. 前記研磨シートは、織布と、その表面に配置された多数の研磨材とを備え、
   前記織布は、太い糸と細い糸との何れか一方を経糸とし、何れか他方を緯糸として織られた布であり、
   前記太い糸と平行に前記屈曲部が形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の研磨ディスク。
   

Images