JP5852802B2

JP5852802B2 - 研削粒子位置決め装置

Info

Publication number: JP5852802B2
Application number: JP2011162273A
Authority: JP
Inventors: マーカスフロック
Original assignee: ヒルティアクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2031-07-25
Also published as: EP2409813A2; CN102343564A; DE102010038324A1; US20120193854A1; EP2409813A3; RU2011130599A; JP2012024919A; EP2409813B1; RU2592333C2; CN102343564B; US9126310B2; KR20120010125A; DE102010038324B4

Description

本発明は、特許請求の範囲の前段に記載の研削粒子位置決め装置に関する。

鉄筋コンクリート及び無鉄筋コンクリートを加工する既知のツール、例えば、コア（くり抜き）ドリルのクラウン又は丸鋸ブレードは、セグメント形式に構成した研磨体を連結した本体からなる。研磨体は、互いに積層させた多数の層で構成し、またとくに、研削粒子を埋め込んだ基材を有する。この基材は、粉末状又は薄く予形成したプレート状とすることができる。研削粒子は、ダイヤモンド粒子又は研削加工に適した他の研磨性粒子として構成する。研削粒子は、研磨体に規則的に分布させ、研削効率及び研磨体の寿命を向上させるようにすることが知られている。研削粒子は、粉末状の基材に混合し、基材自体は研削粒子床を構成し、研削効率及び研磨体の寿命に対しては、不利に作用する。

特許文献１（欧州特許第０，４５２，６１８号）は、掘削作業用ツールのための研磨体を製造する装置について開示している。この研磨体は、多くの焼結可能な基材による層及び多くの研削粒子層よりなり、これら層は、研磨体において交互に、互いの陰影（ネガティブ）形式となって現れる。層状に構成した研磨体を、プレスして圧縮し、適切な高温及び高い圧力で焼結する。研磨体を製造する装置としては、基材を塗布する第１装置部分、基材内又は基材上に研削粒子を位置決めする第２装置部分、及び研磨体を焼成するチャンバとを有する。研削粒子は、貯蔵容器内に配置しておき、第２装置部分によって貯蔵容器から排出し、また基材上又は基材内に位置決めする。

研削粒子を位置決めする第２装置部分は収容装置を有し、この収容装置は保持力を発生する装置に接続する。収容装置は吸引プレートとして構成し、この吸引プレートには、研削粒子を収容する多数の収容開口を設ける。切削粒子を収容開口に固定しておく保持力は、圧力チャンバにより生じ、この圧力チャンバは接続導管により負圧発生装置に接続し、すべての収容開口に同時に保持力が発生するようにする。

研削粒子を位置決めする既知の装置は、多くの吸引プレートを有し、これら吸引プレートは収容開口の編成で分別する。

欧州特許第０，４５２，６１８号明細書

しかし、研削粒子を研磨体の層として互いに重なり合う層に異なる配列で配置しなければならないとき、これら吸引プレートを作業員が交換しなければならないという欠点がある。交互に重なり合う装置に研削粒子を異なる配置にする研磨体を製造するのが好ましい際に、作業員が吸引プレートを交換する必要がないようにすることが望ましい。本発明の課題は、収容装置を交換することなく研削粒子を、互いに異なる少なくとも２種類の配列を自動的に行うことができる、研削粒子位置決め装置を得るにある。

この課題は、特許請求の範囲の独立請求項１に記載の特徴を有する研削粒子位置決め装置により解決することができる。本発明によれば、第１研削粒子を第１収容開口に固定する保持力を、第２収容開口に第２研削粒子を固定する保持力とは独立して調整可能にし、収容装置は、第１グループの収容開口と、第２グループの収容開口とを有し、第１グループの収容開口における保持力を、第２グループの収容開口における保持力とは独立して調整可能にする。

個別の収容開口における保持力を互いに独立して調整可能な収容装置は、収容装置を交換する必要なしに、研削粒子の異なる幾何学的配置を生ずることができる。

好適な実施形態においては、収容装置は、他の研削粒子を収容する他の収容開口を有し、前記保持力発生装置は、前記他の研削粒子を前記他の収容開口に固定する保持力を生ずるようにする。さらに、他の実施形態においては、収容装置のより多くの収容開口を互いに独立して調整可能にし、これにより、研削粒子の配置をより多くの異なる形態にして生ずることができる。

第１の好適な実施例においては、他の研削粒子を他の収容開口に固定する保持力は、第１収容開口における保持力、及び第２収容開口における保持力とは独立して調整可能にする。この収容装置の実施例は、各収容開口に対して制御装置により個別に制御することができるようにし、これにより、収容装置は交換することなく異なる幾何学的配置にする調整が可能になる。

第２の好適な実施例においては、他の研削粒子を他の収容開口に固定する保持力は、第１収容開口（５ａ；１８）における保持力と一緒に、又は第２収容開口（５ｂ；１９）における保持力と一緒に制御可能にする。実際上、研削粒子における所定の幾何学的配置にする調整を可能にする場合がよくある。個別の収容開口毎の個別制御が不要である場合、技術的負担を限定することができる。

好適には、前記保持力発生装置は、収容開口に保持力を発生する負圧装置を有する構成とする。この構成においては、第１収容開口又は第１グループの収容開口を負圧装置に接続する第１接続導管、及び第２収容開口又は第２グループの収容開口を負圧装置に接続する第２接続導管を設けると、特に好適である。

第１収容開口又は第１グループの収容開口は第１バルブ装置によって、また及び第２収容開口又は第２グループの収容開口は第２バルブ装置によって、互いに独立して調整可能にすると、特に好適である。バルブ装置は、第１実施例においては、閉鎖位置と開放位置との間で制御可能な構成とする。第２実施例においては、流れは、離散的な多段階で又は連続的に調整可能にすることができる。このため、バルブ装置を制御装置に接続し、この制御装置は負圧装置に一体にするか、又は個別の制御装置として構成する。

好適には、収容装置は、収容開口を有する収容プレートと、接続プレートとを有し、前記接続プレートは、固定装置により前記収容プレートに圧力密になるよう連結可能にする。この構成によれば、収容プレート及び接続プレートを有する２部分構成の収容装置は、より多くの収容開口を設け、共通して制御することができる。

この場合、接続プレートは、第１収容開口を第１接続素子に接続する第１接続チャネル系と、第２収容開口を第２接続素子に接続する第２接続チャネル系を有する構成とする。特に、接続チャネルは、第１の実施例では、接続プレートに設け、第２の実施例では収容プレートに設ける。収容プレートと接続プレートにより構成する収容装置の２部分構成は、接続チャネル系を収容プレートの上面に設ける、又は接続プレートの下面にフライス加工で設けることができ、また収容装置の圧力密の接続は、２個のプレート及び固定装置により生ずることができる。このような構成によって、接続チャネルの製造の際に技術的な負担を軽減することができる。

接続チャネル系を接続プレートに設ける場合、接続プレートを交換することにより、より多くの研削粒子の幾何学的配置を生ずることができる。また収容プレートにはより多くの収容開口を、貫通孔として構成し、規則的に配置することができる。接続プレートにおける接続チャネル系によれば、異なる収容開口をグループ統合することができる。

以下、本発明の実施形態を、添付図面をにつき説明する。図面は、必ずしも実施例を実際の尺度通りに示すものではなく、むしろ本発明の説明に役立つように、概略的および／または誇張した形式で示すものである。図面から直接識別できる点の補足として、関連する従来技術を参照されたい。その際、留意すべきは、本明細書に記載の実施形態および詳細に関し、記載の技術的範囲内で多岐にわたる修正および変更を行うことができる。本明細書内の詳細な説明、図面、および特許請求の範囲に記載する本発明の特徴は、単一および本発明における任意の組み合わせによる好適な一実施形態にとって重要であり得る。さらに、本発明の全ての組み合わせには、詳細な説明、図面および／または特許請求の範囲に記載する特徴のうち、少なくとも２つが発明の範囲内において適用される。本発明のコンセプトは、以下に記載する好適な実施形態の正確な形式や詳細に限定されるものではなく、また特許請求の範囲に記載の事項に比べて、限定を加えた事項に限定されるものでもない。さらに、説明した値の範囲に関し、範囲内の値も基準値として本発明に開示し、任意に適用、かつ特許請求の範囲を逸脱するものではないと見なす。以下、同一および類似の部分、または同一および類似の機能を有する部分には、便宜上、同一参照符号を付して示す。

本発明の他の利点、特徴及び詳細は、以下に好適な実施形態並びに図面につき説明することにより明らかになるであろう。

一体構成の収容装置を有して基材に研削粒子を位置決めする、研削粒子位置決め装置における、粒子を負圧装置で収容開口に保持した状態を示す線図的説明図である。複数個の収容開口及び接続プレートを有する収容プレートから構成した、２部分構成の本発明による収容装置を示し、（ａ）は収容プレートの上方から見た平面図、（ｂ）は（ａ）の平面図におけるＡ−Ａ線上の断面図である。（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図２に示す収容装置の研削粒子の異なる配列状態を示す説明図である。図２に示す２部分構成の収容装置により、研削粒子を基材に位置決めする方法を示すフローチャートである。

装置１は、吸引プレートとして構成した収容装置４を有し、この収容装置４には３個の収容開口５ａ〜ｃ、すなわち第１収容開口５ａ、第２収容開口５、及び第３収容開口５ｃを有する。これら収容開口５ａ〜ｃは、それぞれ接続導管６ａ〜ｃにより負圧装置７として構成した保持力生成装置に接続する。接続導管６ａ〜ｃには、バルブ装置８ａ〜ｃを設け、これらバルブ装置８ａ〜ｃは制御装置９により開放位置と閉鎖位置との間で切り替え可能にする。３個の収容開口５ａ〜ｃにおける負圧又は吸引力は、互いに独立して制御できる。代案として、第２及び第３の収容開口５ｂ，５ｃのバルブ装置８ｂ，８ｃは、切り離すことができる。この場合、第１収容開口５ａにおける負圧又は吸引力は、第２及び第３の収容開口５ｂ，５ｃにおける負圧又は吸引力とは独立して制御できる。第２及び第３の収容開口５ｂ，５ｃにおける吸引力は一緒に切り替わり、収容開口５ｂ，５ｃの双方に研削粒子が保持される。

図１の収容装置は、収容開口５ａ〜ｃを設けた一体吸引プレートで構成し、これら収容開口５ａ〜ｃは貫通孔として構成し、接続導管６ａ〜ｃにより負圧装置７に接続する。これら貫通孔は、一方の側は研削粒子を収容する作用を行い、他方の側は接続導管に接続する作用を行う。貫通孔は、負圧で研削粒子を保持する領域では、研削粒子に適合する形状及び大きさにする。収容開口５ａ〜ｃは、研削粒子が収容開口５ａ〜ｃから接続導管６ａ〜ｃに吸い込まれず、また研削粒子が負圧により収容開口５ａ〜ｃに確実に保持されるよう形成する。

研削粒子２ａ〜ｃを位置決めする装置１は、ドリルクラウン、鋸ブレード及び他の掘削作業用ツールを研削するための研磨体を製造する装置の一部である。研磨体は、複数の互いに重なり合う積層として層状に構成し、また粉末状の基材３から構成し、この基材３において研削粒子２ａ〜ｃを埋設する。研削粒子は、ダイヤモンド粒子又は他の削り出し作業に適合する研磨性粒子として構成する。粉末状基材３は、形成する研磨体に対応するチャンバ１０に堆積させる。チャンバ１０には、矢印方向１１に移動可能なプラットホーム１２を設ける。

図２の（ａ），（ｂ）は、２部分構成の収容装置１４における概略図（図２ａ参照）及びＡ−Ａ線上の断面図（図２ｂ参照）を示す。収容装置１４は、第１プレート１５及び第２プレート１６により構成する。第１プレート１５には、研削粒子を収容する複数の収容開口を設け、収容プレートと称することができる。第２プレートは、収容装置１４を負圧装置７に接続する作用を行い、接続プレートと称する。接続プレート１６は、固定装置１７により収容プレート１５に圧力密に連結することができる。２部分構成の収容装置１４は、研削粒子位置決め装置１の収容装置４に代用することができる。

収容プレート１５は、同一構成の１６個の収容開口を４列にして配列し、また５つの隙間段を生ずるようにする。収容プレート１５の収容開口は、第１収容開口１８で示す第１のグループの収容開口と、第２収容開口１９として示す第２のグループの収容開口とに区分する。第１及び第２の収容開口１８，１９は、それぞれ各列内で互いに交互に隣接配置し、第１及び第２の収容開口１８，１９による規則的なパターンとなるよう配列する。代案として、第１及び第２の収容開口は、互いに異なる構成配置（ジオメトリ）にし、第１及び第２の収容開口が互いに異なる大きさの研削粒子を収容できるようにすることもできる。

第１収容開口１８は、第１接続チャネル系統２０、第１接続素子２１及び第１接続導管２２により負圧装置７に接続する。第１接続チャネル系統２０、接続素子２１、及び接続導管２２は、ともに、第１収容開口１８と負圧装置７との間における接続導管２３を構成する。

図２（ａ），（ｂ）に示す実施形態では、収容プレート１５における第１及び第２の収容開口１８，１９は貫通孔として構成し、接続プレート１６には、収容プレート１５に対向する側面に第１接続チャネル系統２０を設け、この第１チャネル系統は、接続プレート１６を切削加工により形成する。代案として、接続チャネル系統を収容プレート１５に配置し、また収容開口を収容プレート１５における袋孔としてドリル加工で構成する。接続プレートを第１接続チャネル系統に対して圧力密となるようシールする。

第１接続導管２３に第１バルブ装置２４を設け、接続導管２３を開放状態と閉鎖状態との間で第１収容開口１８の保持力の切り替えを可能にする。さらに、第１収容開口１８における保持力の大きさは、第１バルブ装置２４により調整することができる。第１バルブ装置２４は第１導管２２配置する。代案として、第１バルブ装置２４は、負圧装置７又は第１接続素子２１に一体に構成することができる。

第１接続チャネル２０は、第１収容開口１８を接続素子２１に接続する。これにより、複数の又はすべての収容開口１８は、共通接続チャネルにより第１接続素子２１に接続することができる。図２（ａ）の実施形態では、第１接続チャネル系統２０には３個の接続チャネル２５，２６，２７を設け、これら接合チャネル２５，２６，２７が第１収容開口１８を第１接続素子２１に接続する。

第２収容開口１９は第２接続チャネル系統２８、第２接続素子２９及び第２接続導管３０（これらはともに接続導管３１を構成する）により負圧装置７に接続する。第２接続導管３１には第２バルブ装置３２を設ける。第２接続チャネル系統２８は、４個の接続チャネル３３〜３６を有し、接続チャネル３３，３４は第２接続素子２９に直接接続し、また接続チャネル３５，３６は接続チャネル３３，３４に合流させる。代案として、接続チャネル３５，３６を第２接続素子２９に直接合流させることもできる。

図２（ａ），（ｂ）に示す実施形態における２部分構成の収容装置１４は、収容プレート１５及び接続プレート１６により、収容装置１４を交換する必要なしに、互いに異なる３種類の配列で研削粒子を一つの層に配列させることができる。図３（ａ）〜（ｃ）には、一つの層に対して研削粒子を配列する互いに異なる３種類の配列構成を示し、これら配列構成は、図２（ａ），（ｂ）に示す収容装置１４により可能になる。

図３（ａ）は、８個の研削粒子４０の幾何学的配列を示し、これら研削粒子４０は収容装置１４の第１収容開口１８に固定される。第１収容開口１８における保持力を生ずるため、第１接続導管２３を第１バルブ装置２４により開放し、また第２接続導管３１を第２バルブ装置３２により閉鎖する。負圧装置７は第１収容開口１８に保持力を発生し、これにより、研削粒子４０が固定される。

図３（ｂ）は、８個の研削粒子４１の幾何学的配列を示し、これら研削粒子４１は収容装置１４の第２収容開口１９に固定される。第２収容開口１９における保持力を生ずるため、第１接続導管２３を第１バルブ装置２４により閉鎖し、また第２接続導管３１を第２バルブ装置３２により開放する。負圧装置７は第２収容開口１９に保持力を発生し、これにより、研削粒子４１が固定される。

図３（ｃ）は、１６個の研削粒子４０，４１の幾何学的配列を示し、これら研削粒子４０，４１は収容装置１４の第１及び第２の収容開口１８，１９に固定される。第１及び第２の収容開口１８，１９における保持力を生ずるため、第１接続導管２３を第１バルブ装置２４により開放し、また第２接続導管３１を第２バルブ装置３２により開放する。負圧装置７は第２収容開口１９に保持力を発生し、これにより、研削粒子４１が固定される。

図４は、図２（ａ），（ｂ）に示す２部分構成の収容装置１４により、基材３に研削粒子を位置決めする方法を示す。研削粒子を位置決めする方法は、ドリルクラウン、鋸ブレード及び他の掘削作業用ツールを研削するための研磨体を製造する方法の一部である。研磨体は、研磨体は、複数の互いに重なり合う積層として層状に構成し、また粉末状の基材３から構成し、この基材３において研削粒子を埋設する。

ステップＳ１で、作業員は、収容装置１４における研削粒子を収容すべき収容開口１８，１９を選択する。この場合、作業員は、収容開口を個別に、又はプリセットした収容開口フォ目―ションのリストから選択することができる。複数の層を互いに重ね合わせて製造するとき、作業員は、各層に対して、収容開口１８，１９のどちらに研削粒子を固定すべきかを確定する。これにより、互いに直接重なり合う層に研削粒子を互いに異なる配列で、例えば、図３（ａ），（ｂ）で示すように位置決めをすることができる。

作業員による準備が整った後、研磨体の層状構成を開始する。収容装置１４を、ステップＳ２で、研削粒子４０，４１を充填した貯蔵容器の位置に移動する。この位置は、収容装置１４のローディング位置と称する。ステップＳ３で、制御装置９により、負圧装置７と層用に選択した収容開口１８，１９との間の接続導管を対応するバルブ装置２４，３２で制御し、選択した収容開口に保持力を発生させ、これにより、研削粒子を収容開口に固定する。

第１実施例では、負圧装置７は方法全体にわたりアクティブ状態にし、バルブ装置の開放により選択した収容開口における保持力を発生させておく。この第１実施例では、順次に重なり合う層構成間の待ち時間が短くなり、また負圧装置７の切り替え時の時間間隔が長くなるという特徴がある。第２実施例では、負圧装置７を制御装置によってオン−オフ切り替えを行う。この第２実施例では、順次に重なり合う層構成間の待ち時間が長くなり、また負圧装置７の切り替え時の時間間隔が短くなるという特徴がある。

ステップＳ４において、収容装置１４をローディング位置からアンローディング位置に移動する。このアンローディング位置において、収容装置１４は、チャンバ１０の上方に配置する。負圧装置７の負圧をステップＳ５で減少させ、これにより、研削粒子が収容開口から釈放され、基材３上又は内部に落下する。収容開口から研削粒子を釈放するのは、圧縮空気衝撃によって増強させることができる。圧縮空気衝撃の大きさが大きいほど、基材３上又は内部への研削粒子の幾何学的配置は向上される。

ステップＳ６において、収容装置１４をアンローディング位置からローディング位置に、又はそれ以上研削粒子を位置決めすることがない場合には初期位置に移動する。基材３及び研削粒子は、ステップＳ７で、例えば、スタンパにより圧密化する。

ステップＳ８において他の層を構成するか否かをチェックする。他の層を構成する場合（ステップＳ８における「はい」）には、調整可能なプラットホーム１３をステップＳ９で、好ましい層厚分だけ方向１１の下方にシフトさせ、他層用の基材３を堆積させる。この方法は、ステップＳ２に戻って継続させる。これ以上構成すべき層がない場合（ステップＳ８における「いいえ」）には、この方法を終了する。

１（研削粒子位置決め）装置
2a〜2c 研削粒子
３基材
４収容装置
5a〜5c 収容開口
6a〜6c 接続導管
７負圧装置
8a〜8c バルブ装置
９制御装置
１０チャンバ
１１移動方向
１２プラットホーム
１４収容装置
１５第１プレート
１６第２プレート
１７固定装置
１８第１収容開口
１９第２収容開口
２０第１接続チャネル系統
２１第１接続素子
２２第１接続導管
２３接続導管
２４第１バルブ装置
２５接続チャネル
２６接続チャネル
２７接続チャネル
２８第２接続チャネル系統
２９第２接続素子
３０第２接続導管
３１接続導管
３２第２バルブ装置
３３接続チャネル
３４接続チャネル
３５接続チャネル
４０研削粒子
４１研削粒子

Claims

研削粒子（２ａ〜ｃ；４０，４１）を収容装置（４；１４）に位置決めする装置（１）であって、前記収容装置（４；１４）には、第１研削粒子（２ａ；４０）を収容する第１収容開口（５ａ；１８）及び第２研削粒子（２ｂ；４１）を収容する第２収容開口（５ｂ；１９）を設け、また保持力を発生する保持力発生装置（７）により研削粒子（２ａ，２ｂ；４０，４１）に固定する装置において、第１収容開口（５ａ；１８）に第１研削粒子（２ａ；４０）を固定する保持力を、第２収容開口（５ｂ；１９）に第２研削粒子（２ｂ；４１）を固定する保持力とは独立して調整可能にし、
前記第１収容開口は、複数個の収容開口で構成された第１グループの収容開口（１８）であり、前記第２収容開口は、複数個の収容開口で構成された第２グループの収容開口（１９）である、装置。
請求項１記載の装置において、前記収容装置（４；１４）は、他の研削粒子（２ｃ）を収容する他の収容開口（５ｃ）を有し、前記保持力発生装置（７）は、前記他の研削粒子（２ｃ）を前記他の収容開口（５ｃ）に固定する保持力を生ずるようにした、装置。
請求項２記載の装置において、前記他の研削粒子（２ｃ）を他の収容開口（５ｃ）に固定する保持力は、第１収容開口（５ａ；１８）における保持力、及び第２収容開口（５ｂ；１９）における保持力とは独立して調整可能にした、装置。
請求項２記載の装置において、前記他の研削粒子（２ｃ）を前記他の収容開口（５ｃ）に固定する保持力は、第１収容開口（５ａ；１８）における保持力と一緒に、又は第２収容開口（５ｂ；１９）における保持力と一緒に制御可能にした、装置。
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の装置において、前記保持力発生装置は、収容開口（５ａ，５ｂ，５ｃ；１８，１９）に保持力を発生する負圧装置（７）を有する構成とした、装置。
請求項５記載の装置において、前記第１収容開口（５ａ）又は前記第１グループの収容開口（１８）を前記負圧装置（７）に接続する第１接続導管（６ａ；２３）、及び前記第２収容開口（５ｂ）又は前記第２グループの収容開口（１９）を前記負圧装置（７）に接続する第２接続導管（６ｂ；３１）を設けた、装置。
請求項６記載の装置において、前記第１収容開口（５ａ）又は前記第１グループの収容開口（１８）は第１バルブ装置（８ａ；２４）によって、また及び前記第２収容開口（５ｂ）又は前記第２グループの収容開口（１９）は第２バルブ装置（８ｂ；３２）によって、互いに独立して調整可能にした、装置。
請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の装置において、収容装置（１４）は、収容開口（１８，１９）を有する収容プレート（１５）と、接続プレート（１６）とを有し、前記接続プレート（１６）は、固定装置（１７）により前記収容プレート（１５）に圧力密になるよう連結可能にした、装置。
請求項８記載の装置において、前記接続プレート（１６）は、前記第１収容開口（１８）を第１接続素子（２１）に接続する第１接続チャネル系（２０）と、前記第２収容開口（１９）を第２接続素子（２９）に接続する第２接続チャネル系（２８）を有する構成とした、装置。
請求項８記載の装置において、前記収容プレート（１５）は、前記第１収容開口（１８）を第１接続素子（２１）に接続する第１接続チャネル系と、前記第２収容開口（１９）を第２接続素子（２９）に接続する第２接続チャネル系を有する構成とした、装置。