JP7454830B2 - グラインダ用のディスクパッド - Google Patents

Description

この発明は、研磨ディスクを支持するためのグラインダ用のディスクパッドに関する。

従来から、古い塗膜や錆などが付着した被研磨面を研磨するため、特許文献１に記載されたディスクパッドが知られている。
この特許文献１のディスクパッドは、当該ディスクパッドの直径よりも大きな直径で、ある程度柔軟性を保った研磨ディスクを取り付けて使用するもので、使用時にはディスクパッドの外縁が研磨ディスク外縁よりも内側に位置するようにしている。

また、このディスクパッドは、特許文献１の図３に示すように、その半径方向に沿った断面をＶ字状にし、外周に沿った部分には研磨ディスクから離れる方に傾斜するテーパー面を備えている。
このようなディスクパッドを、被研磨面に対して斜めにし、研磨ディスクにおいてディスクパッドからはみ出した部分をディスクパッドの外縁で押さえながら、上記テーパー面で研磨ディスク１を被研磨面に押し付けるようにして研磨していた。

このようなディスクパッドを斜めにして研磨ディスクを被研磨面に押し付けた場合、図４に示すように被研磨面に接触する研磨面Ｅ１は上記テーパー面に対応する部分のほんの一部分だけになる。そのため、例えば図４の矢印ｘ方向に研磨ディスク１を移動させたときには、研磨ディスク１の外周近傍に形成される研磨面Ｅ１の移動軌跡に沿って、幅Ｗ１の帯状に研磨されることになる。上記研磨面Ｅ１はディスクパッドのテーパー面のほんの一部に対応した部分なので、研磨される幅Ｗ１は研磨ディスク１の直径Ｄ１より狭く、研磨面積はかなり小さくなってしまう。

一方、上記研磨面積が小さくなるのを解消するものとして、図５に示すディスクパッドが従来から知られている。この図５に示したディスクパッドは、円盤状のパッド本体２からなる。このパッド本体２は、その周囲に板状の鍔部３と、この鍔部３の中心部分に形成した平面円形の凹部４とを備えている。

上記鍔部３は、二点鎖線点で示した研磨ディスク５側の面を平坦面３ａとし、上記凹部４は中心に向かって深さを徐々に深くした漏斗形状にしている。この凹部４と鍔部３の平坦面３ａとの境界部分に角部６が形成されている。

さらに、上記凹部４の中心部分には軸孔４ａを形成し、この軸孔４ａにはグラインダＧに設けた駆動軸Ｓを臨ませるとともに、この駆動軸Ｓに形成した雄ねじを、フランジ７ａを一体に形成したナット７にねじ止めできるようにしている。
また、図中符号８は補強用の金属板で、パッド本体２の凹部４とは反対側に固定されるとともに、上記軸孔４ａと中心を一致させた軸孔８ａを形成している。
一方、上記パッド本体２に取り付ける研磨ディスク５は、布製の基材に鉱石などの研磨材粒子を樹脂で固着させたもので、もともと平板状を保つ高い剛性を備えている。

上記のようにしたパッド本体２に、研磨ディスク５を次のようにして固定する。まず、上記平坦面３ａ及び凹部４に研磨ディスク５を重ね合わせて、上記軸孔４ａ，８ａと研磨ディスク５の貫通孔５ａとを一致させるとともに、これら軸孔４ａ、８ａ及び貫通孔５ａにナット７を挿入する。そして、このナット７にはグラインダＧの駆動軸Ｓに形成した雄ねじをねじ結合する。

さらに、ねじ結合したナット７と駆動軸Ｓとを強く締め付けると、研磨ディスク５はナット７のフランジ７ａによって押され、研磨ディスク５の中心部分が凹部４に沈み込む。なお、上記ナット７のフランジ７ａには凹部４の内周面と一致するテーパー面７ｂを備え、このテーパー面７ｂと凹部４との間に研磨ディスク５が挟持される。また、上記研磨ディスク５の中心部分とともにナット７のフランジ７ａが凹部４に沈み込むことによって、研磨作業時にこのフランジ７ａが被研磨面に接触しないようにしている。

このように研磨ディスク５の中央部分がたわみながら漏斗形状の凹部４ａに沈み込むが、この研磨ディスク５の外周に沿った部分は上記したように高い剛性によって平板状を維持しようとする。そのため、凹部４と平坦面３ａとの境界部分である上記角部６に対応した部分には折り曲げ力が作用する。しかし、研磨ディスク５はその剛性が高いので、上記角部６に沿って曲がりきれず、上記角部６に対応した部分には研磨ディスク５が浮き上がった隆起部５ｂが形成される。

このように剛性の高い研磨ディスク５において、角部６に対応する部分には隆起部５ｂが形成されるが、隆起部５ｂから外側はほぼ平坦な状態に保たれる。
そのため、上記平坦面３ａに対する上記隆起部５ｂの最高高さは、研磨ディスク５の外周部分やその他の部分よりも高くなる。
上記のように隆起部５ｂの最高高さが研磨ディスク５の他の部分よりも高くなるので、研磨するときには最も高い部分である隆起部５ｂの部分が研磨面Ｅ２となる（図６参照）。したがって、被研磨面は、上記隆起部５ｂが形成する円の直径Ｄ２の円形の移動軌跡に応じて研磨される。

特開２０１４－２００８８３号公報

上記のように、隆起部５ｂが形成された研磨ディスク５を用いて研磨した場合には、隆起部５ｂで形成される直径Ｄ２の円の移動軌跡が研磨範囲となる。この直径Ｄ２の円は上記角部に対応して研磨ディスク５に形成される上記隆起部５ｂの位置なので、研磨ディスク５の直径Ｄ１よりも小さい。
このようにパッド本体２を用いた場合には、研磨ディスク５の直径Ｄ１よりも小さな直径Ｄ２でしか研磨できず、大きな面積を効率的に研磨することはできなかった。
また、直径Ｄ１の研磨ディスク５の外周に沿った部分は研磨に寄与せず、無駄になっていた。

この発明の目的は、大きな面積を効率的に研磨できる、グラインダ用のディスクパッドを提供することである。

この発明は、研磨ディスクとともにグラインダの駆動軸に固定されるグラインダ用のディスクパッドに関し、パッド本体の中央部分には平面円形でその外周縁から中心に向かって深さを深くする漏斗形状の凹部を形成するとともにこの凹部よりも外方を平坦面としている。また、上記凹部に研磨ディスクを締め付け部材で締め付けて固定したとき、研磨ディスクがたわみながら、締め付け部材の頭部とともに上記凹部に沈み込むとともに、上記研磨ディスクには、上記凹部と平坦面との境界部分に対応する個所には折り曲げ力が発生して、それによって隆起部が形成される構成を前提とする。

上記構成を前提とし、第１の発明では、上記平坦面には、上記平坦面からの高さを有する凸部が形成され、上記凸部は、上記パッド本体の外周に沿って連続もしくは断続するとともに、上記凹部の外周縁から間隔を保ち、上記平坦面において、上記凹部の外周縁の全域に沿った平坦部が維持されている。
なお、研磨ディスクにおける上記隆起部の高さの方向は、研磨作業時に被研磨面に対向させる面を上面にしたときの上方となる方向である。また、上記凸部の高さの方向は、被研磨面に対向させるパッド本体の平坦面を上面としたときの上方となる方向である。

また、上記研磨ディスクは、中央部分をパッド本体の凹部に沈みこませたとき、凹部と平坦面との境界部分に対応する個所に折り曲げ力が作用し、この折り曲げ力によって隆起部が形成される高い剛性を有するものである。
上記隆起部が形成される位置は、凹部と平坦面との境界部分に対応する個所であるが、研磨ディスクの剛性や折り曲げ力の大きさや方向などによって凹部と平坦面との境界部と厳密に一致するとは限らず、上記境界部から多少ずれることもある。

また、上記締め付け部材は、駆動軸に雄ねじが形成されている場合にはナットなど雌ねじを有する部材であり、駆動軸に雌ねじが形成されている場合にはボルトなど雄ねじを有する部材である。そして、この締め付け部材は、締め付けたときパッド本体の凹部との間に研磨ディスクを挟み込むフランジなどの頭部を備えている。

さらに、パッド本体の外周に沿って断続的に、凹部に向かって長さを有する凸部が複数形成され、これら凸部の上記高さが外周側から上記凹部に向かって徐々に低くなるようにしている。

第２の発明は、長さを有する複数の全ての凸部は、その長さ方向がエアの流れを作るピッチ角を保つとともに上記凸部間には流通孔を形成して、上記凸部間と上記流通孔との間にエアが流れる構成にしている。

この発明によれば、研磨ディスクが、中央部分がたわんで漏斗形状の凹部に沈みこんだとき、当該研磨ディスクの外周縁に沿った部分がパッド本体に形成された凸部に圧接する。この凸部に圧接した部分は、高さが高くなるので、隆起部を被研磨面に接触させることなく、上記凸部に圧接した部分を被研磨面に確実に押し付けることができる。
したがって、研磨ディスクの直径を最大限利用して広い面積を効率的に研磨することができる。

また、この発明のパッド本体は、研磨作業のとき被研磨面に強く押し付けられる。このように強く押し付けられると、パッド本体全体がたわむので、研磨ディスクの外側所定範囲が凸部の傾斜面に押し付けられて、研磨ディスクの外側所定範囲が被研磨面に強く押し付けられる。
したがって、研磨ディスクの外周縁に沿った部分において被研磨面に接触する部分の幅を大きくすることができる。

第２の発明によれば、パッド本体と研磨ディスクとの間にエアを流通させることができるので、研磨ディスクの摩擦熱によって高温になるパッド本体や研磨ディスクを冷却することができる。したがって、摩擦熱でパッド本体が変形したり損傷したりしない。
また、研磨ディスクが過熱して研磨能力が落ちることもない。

実施形態のディスクパッドの平面図である。 実施形態のディスクパッドに研磨ディスクを支持させた状態の断面図である。 実施形態のディスクパッドの移動軌跡を示した説明図である。 従来例のディスクパッドの移動軌跡を示した説明図である。 図４とは別の従来例のディスクパッドに研磨ディスクを支持させた状態の断面図である。 図５のディスクパッドの移動軌跡を示した説明図である。

図１～３を用いて、この発明の一実施形態を説明する。
この実施形態のディスクパッドは、図５に示した従来のパッド本体２と同様に、図１，２に示す硬質樹脂製の円盤状のパッド本体９からなる。このパッド本体９は、鍔部１０とその中心部分に形成された平面円形状の凹部１１とからなる。
また、上記パッド本体９の鍔部１０は、研磨ディスク５を取り付ける側を平坦面１０ａとし、上記凹部１１は中心に向かってその深さを徐々に深くする漏斗形状にしている。そして、この凹部１１と上記平坦面１０ａとの境界部分には角部１２が形成されている。ただし、この角部１２は厳密な角ではなく面取りされていてもよい。

なお、図２に二点鎖線で示したこの実施形態で用いる研磨ディスク５は、従来の研磨ディスク５と全く同じで高い剛性を有するものである。
したがって、この研磨ディスク５は、上記従来例で説明した原理とまったく同じ原理で、従来と同じような箇所に隆起部５ｃが形成される。そして、この実施形態では、研磨ディスク５の外周縁から隆起部５ｃの最高高さをｈとしている。
なお、上記隆起部５ｃの高さの方向は、研磨作業時に被研磨面に対向させる面を上面にしたときの上方となる方向である。また、隆起部５ｃの最高高さｈは上記角部１２の近傍で研磨ディスク５が曲がりきれずにパッド本体から浮き上がった部分において、最も高い部分の平坦面１０ａからの高さである。

また、上記凹部１１の中心には軸孔１１ａを形成している。
さらに、パッド本体９において凹部１１と反対側の面には中心に軸孔１３ａが形成された補強用の金属板１３が固定されている。この金属板１３の軸孔１３ａの中心と上記凹部１１の軸孔１１ａの中心とを一致させて、グラインダＧの駆動軸Ｓに形成された雄ねじの先端を臨ませる、この発明の軸孔を構成している。

また、上記平坦面１０ａには、その外周に沿って平坦面１０ａから高さを有する２種類の凸部１４，１５が周方向にそれぞれ複数、交互に形成されている。これら凸部１４，１５の高さの方向は、被研磨面に対向させるパッド本体９の平坦面１０ａを上面としたときの上方となる方向である。

上記一方の凸部１４は、パッド本体９の外周から凹部１１に向かって長さを有する。そして、上記凸部１４は平坦面１０ａからの高さを、パッド本体９の外周に沿った部分から凹部１１に向かって高さを徐々に低くした傾斜面１４ａにしている。
そして、この凸部１４の外周縁に沿った部分の高さＨが凸部１４における最高高さとなり、この高さＨが研磨ディスク５の上記隆起部５ｃの最高高さｈより高い寸法に設定されている。また、凹部１１に向かって徐々に低くなる上記凸部１４は、凹部１１側の端部で平坦面１０ａと一致するようにしている。

また、凸部１４，１４間には長さの短い他方の凸部１５がパッド本体９の外周に沿って断続的に形成されている。この凸部１５は、凸部１４のような長さを備えていないが、パッド本体９の外周に沿った部分の平坦面１２ａからの高さを凸部１４と同じ高さＨにし、凹部１１ａに向かって高さを低くした傾斜面１５ａを備えている。なお、この実施形態では、傾斜面１５ａと上記傾斜面１４ａとの傾斜角度をほぼ等しくしている。

さらに、この実施形態では、凹部１１ａに向かって長さを有する凸部１４の長さ方向は、凹部１１ａの中心ではなく、中心から少しずれた位置に向かうようにしている。具体的には、全ての凸部１４の長さ方向が、パッド本体９の半径に沿った直線ｒに対して等しいピッチ角θを保つように形成されている。
このように、凸部１４の長さ方向を、上記直線ｒに対して傾斜させて上記ピッチ角θを保つようにしたのは、パッド本体９を図１の矢印α方向に回転させたときにパッド本体９の外周から凸部１４，１４間にエアを流入させやすくするためである。

また、長さを有する上記一方の凸部１４，１４間であって、パッド本体９の外周より凹部１１に近い位置には鍔部１０を貫通するエアの流通孔１６が形成されている。したがって、パッド本体９が回転したときに、凸部１４，１４間に流入したエアをこの流通孔１６から外部へ流出させ、空冷機能を発揮させることができる。

このようなパッド本体９は、研磨ディスク５とともにグラインダＧの駆動軸Ｓに固定して使用されるが、その固定方法は上記した図５に示す従来と同じである。
すなわち、外周に雄ねじが形成された駆動軸Ｓを、パッド本体９の軸孔１１ａ，１３ａと研磨ディスク５の貫通孔５ａに差し込んで、駆動軸Ｓの先端にこの発明の締め付け部材であるナット７を締め付ける。

上記ナット７は従来のパッド本体２に用いたものと同じで、締め付け部材の頭部であるフランジ７ａには、上記凹部１１の内周面に一致するテーパー面７ｂを備えている。
このナット７を締め付ければ、フランジ７ａのテーパー面７ｂと凹部１１とが研磨ディスク５を挟み込んで、パッド本体９と研磨ディスク５とが一体的に駆動軸Ｓに固定される。
上記のようにナット７を十分に締め付ければ、ナット７の頭部であるフランジ７ａは凹部１１ａ内に沈み込む。

このようにナット７を凹部１１に沈み込ませたとき、研磨ディスク５の中央部分はたわみながら凹部１１ａに沈み込み、上記角部１２の近くには上記隆起部５ｃが形成される。
なお、この隆起部５ｃは、研磨ディスク５において上記角部１２の近傍で平坦面１０ａから浮き上がった部分のことであるが、その位置は研磨ディスク５の剛性や折り曲げ力の大きさや方向などによって決まり、必ずしも角部１２と一致するとは限らない。

そして、研磨ディスク５はパッド本体９に重ね合わされた状態で、その中央部分を凹部１１に沈み込ませれば、研磨ディスク５の外周縁はパッド本体９に形成された凸部１４，１５に圧接することになる。
また、上記したように上記凸部１４，１５の最高高さＨを、上記隆起部５ｃの最高高さｈよりも高くしている。そのため、この高さＨの凸部１４，１５に圧接した研磨ディスク５の外周縁は、上記角部１２の近くに形成された隆起部５ｃの最高高さｈより高くなる。

このように上記研磨ディスク５では、凸部１４，１５で支持された外周縁の部分が被研磨面に対して最も突出しているので、研磨作業時には、隆起部５ｃを被研磨面に接触させることなく、上記凸部１４，１５に圧接した部分を被研磨面に確実に押し付けることができる。

そのため、研磨ディスク５の外周縁に沿った部分が被研磨面に接触する研磨面Ｅ３となり、これを矢印ｘ方向に移動させれば、図３に示すように研磨ディスク５の直径Ｄ１の円の移動軌跡に沿って研磨される。このようにこの実施形態では、研磨ディスク５の外周縁に沿った部分を有効利用でき、大きな面積を効率的に研磨できる。

さらに、研磨作業時にはパッド本体９を強く被研磨面に強く押し付けるので、パッド本体９が全体的にたわんで鍔部１０が外径方向に開く様に変形し、凸部１４，１５の傾斜面１４ａ，１５ａと研磨ディスク５との接触面積が大きくなる。その結果、研磨ディスク５の外周に沿った部分で、上記傾斜面１４ａ，１５ａによって被研磨面に押し付けられる部分である研磨面Ｅ３の幅が大きくなる。このように研磨面Ｅ３が大きくなれば、研磨ディスク５をより有効に利用することができるとともに、確実な研磨ができる。

また、この実施形態では、長さを有する上記凸部１４，１４間にエアの通路が形成される。そのため、この通路と通気孔１６とによって、パッド本体９の外周からパッド本体９と研磨ディスク５との間にエアを取り込んで研磨ディスク５の摩擦熱を冷ますことができる。
特に、上記凸部１４の長さ方向を、パッド本体９の半径に沿った直線ｒに交差させてピッチ角θを設けているので、エアをより効率的に流入及び流出させることができ、研磨による摩擦熱を放出させることができる。

長時間の研磨作業で研磨面が高温になれば、研磨ディスク５やパッド本体９が変形したり損傷したりするだけでなく、研磨能力が落ちてしまうこともある。しかし、この実施形態のようにエアの通路を形成して空冷機能を発揮させれば、熱による問題は回避でき連続作業も可能になる。

なお、パッド本体９が図示の矢印α方向に回転した場合には、パッド本体９の外周側から流入したエアが通気孔１６から流出するが、回転方向を反対にすればエアは上記通気孔１６から流入してパッド本体９の外周から流出することになる。
ただし、空冷機能を必要としない場合には、上記のようなピッチ角θやエアの通路を形成する必要はない。

また、上記実施形態では、凹部１１に向かって長さを有する凸部１４と短い凸部１５とを交互に配置しているが、凸部の形状や配置は上記に限らない。
例えば、長さを有する凸部１４のみをパッド本体９の外周縁に沿って断続的に配置してもよいし、凸部１５のような短い凸部のみを断続的に配置してもよい。
あるいは、パッド本体９の外周に沿って連続する環状の凸部を設けてもよい。
要するに、パッド本体９の外周に沿って凸部が形成され、この凸部に圧接した研磨ディスク５の外周縁を上記隆起部５ｃの最高高さｈよりも高くするような凸部であればよい。

ただし、凹部１１に向かって長さを有する一方の凸部１４の場合にはその上面を傾斜面１４ａとして、凸部１４の高さは、凹部１１側の端部で平坦面１０ａとほぼ等しくなるまで低くすることが好ましい。凹部１１側における凸部１４の端部の高さが高過ぎた場合には、その凸部１４の端部付近で隆起部５ｃが持ち上げられ、隆起部５ｃの平坦面１０ａからの最高高さが高くなってしまう可能性があるからである。
なお、上記他方の凸部１５のように凹部１１に向かう方向の長さが小さい凸部の場合には凹部１１側の端部の影響は小さいので、その上面を傾斜させなくてもよい。

この発明は、特に広い面積の古い塗膜の剥離や錆落としなどの作業に有用である。

Ｇ グラインダ
Ｓ 駆動軸
５ 研磨ディスク
５ａ 貫通孔
５ｃ 隆起部
７ （締め付け部材）ナット
９ パッド本体
１０ａ 平坦面
１１ （漏斗形状の）凹部
１１ａ 軸孔
１２ （境界部分）角部
１３ａ 軸孔
１４ （長さを有する）凸部
１４ａ （凸部の）傾斜面
１５ 凸部
１５ａ （凸部の）傾斜面
１６ 流通孔
ｈ （隆起部の）最高高さ
Ｈ （凸部の）高さ
θ ピッチ角

Claims (2)

1. 研磨ディスクとともにグラインダの駆動軸に固定され、上記駆動軸と一体回転するパッド本体を備え、
   このパッド本体の中央部分には平面円形で、その外周縁から中心に向かって徐々に深さを深くする漏斗状の凹部を形成するとともに、
   上記凹部の外周縁から連続する外方を平坦面とし、
   上記凹部の中心には、上記駆動軸に形成した雄ねじの先端又は雌ねじの開口を臨ませる軸孔を形成してなり、
   上記平坦面には、
   上記平坦面からの高さを有する凸部が上記パッド本体の外周に沿って断続的に複数形成され、
   上記凸部は、
   上記凹部に向かって長さを有するとともに、上記パッド本体の外周から凹部に向かってその高さを徐々に低くする傾斜面を有する一方、上記外周に沿った部分の高さを最高高さにするとともに、上記凹部の外周縁から間隔を保ち、
   上記平坦面において、上記凹部の外周縁の全域に沿った平坦部が維持された
   グラインダ用のディスクパッド。
2. 上記長さを有する複数のすべての凸部は、その長さ方向が上記パッド本体の半径に対して同じ方向に傾斜してエアの流れを作るピッチ角を保ち、これら凸部間には上記パッド本体の厚み方向に貫通するエアの流通孔を形成し、上記凸部間と上記流通孔との間にエアが流れる構成にした請求項１に記載のグラインダ用のディスクパッド。

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