JPH06226642A - 研磨工具 - Google Patents

研磨工具

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JPH06226642A
JPH06226642A JP5047572A JP4757293A JPH06226642A JP H06226642 A JPH06226642 A JP H06226642A JP 5047572 A JP5047572 A JP 5047572A JP 4757293 A JP4757293 A JP 4757293A JP H06226642 A JPH06226642 A JP H06226642A
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JP
Japan
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abrasive grains
polishing tool
cavity
metal
tool according
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JP5047572A
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English (en)
Inventor
Charles K Stanfield
チャールズ・ケー・スタンフィールド
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/06—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 研磨工具 【目的】 所定の空洞群を有する改良された研磨工具を
提供する。 【構成】 この研磨工具では、金属砥粒（４）を磁気的
に位置決めしてから金属表面（３）に鑞付けして、前記
金属砥粒のほぼ均一な分布を、該金属面の空洞群（６）
にではなく、ランド領域（５）に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、種々の材料の研
磨に用いられる研磨工具乃至回転砥石車に関する。より
詳細には、本発明は、支持する基体部材に鑞付けされ得
る（若しくは他の手段によって接着され得る）焼結炭化
タングステン及びそれに類似の高硬度粒子物質のような
粉砕された焼結耐火性金属砥粒を用いる研磨工具乃至回
転砥石車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、個々の金属砥粒を球状の金属表面
上に磁気的に配向させることが良く知られている。かか
る応用技術に於いては、砥粒の実質的に全てがそれらの
最小の断面より長い平均長を有するような砥粒が用いら
れてきた。かくして、金属表面を磁場にかけることによ
って、砥粒は研磨表面に磁気的に配向され得、砥粒の最
長軸の実質的に全てが湾曲する金属表面から一般に放射
状に伸長する。かかる周知の装置は所定の大きさと形状
の突起若しくは瘤を利用する。これらの突起物は金属基
体部材に付加あるいは形成される。次に、砥粒が突起物
の周囲に鑞付けされる。例えば、オリヴァー氏に対する
米国特許第３，９１８，２１７号（以下、オリヴァー特
許と言う）参照。
【０００３】上記の公知技術等はいくつかの欠点があ
る。第一に、突起若しくは瘤は、研磨工具（砥石車）の
使用中に加わる側面力がかなり大きいため、破砕あるい
は破折しやすい。第二に、その最小断面を越える長さの
砥粒を用いると、磁場の存在下で、金属砥粒が磁気の加
わる点から外側に放射状に伸長するように金属砥粒を配
向せしめる基体部材を用いることと相まって、別の欠点
をもたらす。即ち、この細長い砥粒が突起物上で外側放
射状に位置するので、砥粒の破砕、破折を招く。更に、
外側放射状に配向されると、砥粒はその単一層が基体部
材上の突起物に付着されるに過ぎない。従って、砥粒の
一面または一層が摩耗あるいは破断すると、もはや何等
層が形成されないことになる。第三に、突起物が基体表
面にあるので、研磨屑が捕獲され、突起物上に堆積す
る。これは、以下に述べるように、重大な熱放散の結果
をもたらす。最後に、磁場は金属砥粒を各突起物の最外
周面に集中せしめ、その結果、基体部材の突起物間に位
置する滑らかな領域を占める砥粒は無くなってしまう。
この特異の砥粒形成は砥粒を破砕せしめ、更に以下に論
議する「層状化」効果妨げ、工具の使用寿命を低下させ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、第一に、小
さな金属砥粒を研磨工具（砥石車）の滑らかなランド領
域に亘って均一、且つ層状化して分布せしめ、研磨工具
の加工面をしてより長い使用寿命を達成せしめようとす
るものである。
【０００５】本発明の第二の目的は、砥石車の加工面か
らの研磨屑の除去改良を図ることにより、より強力な加
工性能を有する研磨工具を提供するにある。
【０００６】本発明の第三の目的は、より小さな砥粒寸
法を用いながら砥石車により向上した加工能力を付与せ
しめ、被加工体により微細な高仕上げ面を与えることに
ある。
【０００７】本発明の第四の目的は、接触面から非接触
面に改良された熱放出を図ると共に、金属面からの砥粒
の伸長を縮めることによるトルクを低下せしめることに
よって、従来の装置より低温で且つ高能率で作動する研
磨工具の提供にある。
【０００８】本発明の第五の目的は、製造がより経済的
にできる研磨工具の提供にある。
【０００９】本発明の第六の目的は、磁場が加えられた
時、金属砥粒が、砥粒鑞付け後、インターリーヴされた
砥粒構造を有する有効な研削工具を提供する位置に配向
される砥石車に用いられる基体部材構造の提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段及びその作用】
【００１１】以上の目的は、突起物の代わりに、金属表
面に沿って分布する空洞あるいは凹部の付加によって、
少なくとも一部、達せられる。磁場が金属表面のこの新
規構成に加えられると、金属砥粒は金属表面の滑らかな
ランド領域に沿ってほぼ均一に分布し、砥粒の無い空洞
を残す。本発明は即ち、種々の材料の研磨／研削に用い
られる砥石工具（車）に関する。本発明の工具は、従来
装置の利点を全て維持すると共に、より向上した加工効
果とより長い使用寿命を有するものである。
【００１２】
【実施例】以下、図面の実施例により本発明を説明す
る。図１に金属の基体部材１、ハンドル２及び支持基体
部材３を有する完成された工具を示す。第１図に示され
た砥石車は、当業分野では「輪郭砥石車」（”ＣＯＮＴ
ＯＵＲ ＷＨＥＥＬ”）として知られるもので、本発明
の一実施例にすぎないことに留意されるべきである。当
業分野の通常の知識を有する者には、種々のホイール形
状、例えば、円錐状または柱（筒）状等、が用い得るこ
とが理解されよう。２〜８インチの周囲をもつホイール
は通常であるが、当業分野の通常の知識を有する者は、
如何なる寸法のホイール周囲での適用利用も可能である
ことが理解されよう。
【００１３】さて、図２を参照すると、金属砥粒４が支
持部材３の滑らかな部分、即ち「ランド」領域５に亘っ
てほぼ均一に分布されているのが示されている。金属砥
粒を位置決めするに際し、磁場の付与とその効果のた
め、基体部材３上の空洞６を占める砥粒が全く無いこと
に注意されたい。図３は磁化された金属砥粒４の配置を
示す。砥粒は、中心点から外側放射状に伸長するのに限
らず、垂直及び水平に位置付けられた連結する層を形成
している。小さな砥粒粒子が破断すると、この層状化効
果は他の砥粒粒子を晒さしめる。
【００１４】再び第一図を参照すると、本発明は支持基
体部材３に沿って均一に或いは非均一に分布された空洞
または凹部の使用を教唆し、これらの空洞は金属基体部
材１に面しているのがわかる。これらの空洞は如何なる
好都合な形状、例えば、丸い、四角い等々、でも良い。
空洞の間隙はホイールの所望の作用や付与される砥石材
の寸法に合わせて変化せしめて良い。空洞は直線列をも
って間隔付けてもよいし、あるいは如何なる数の設計組
み合わせで順次ずらせて並べてもよい。空洞のの大きさ
や間隔は、広い範囲での砥石車の達成のため変化せしめ
得るのとは、容易に理解されよう。かかる範囲は、例え
ば、砥粒材の大きさや作業者が決める加工面積の変更を
許容する。加えるに、空洞は重要な構造上の利点を提供
し、ホイールの加工能力を更に増大せしめる。ホイール
によって除去される材料は、空洞内に
【００１５】後退すべき自由空間をもつ。ホイールとの
接触点に於いて、研磨材（屑）は個々の空洞内を移動す
る。高速砥石車が回転するにつれ、研磨材は遠心力によ
って空洞から排出される。これに比べ、従米の装置で
は、除去材は捕獲されてしまい、砥粒突起物上に堆積
し、ホイールの切削能力を低下せしめる。更に、従来の
ホイールによっては、外部加工面に穴をもつ。かかる構
成はホイールの強度を物理的に低下せしめるだけでな
く、研磨材が穴を通過しホイールの内面に堆積するのを
許容し、あなを閉鎖してしまう。更に、穴のあるホイー
ルに磁場をかけると、砥粒は平になり金属表面上で無効
となることが分かった。本発明の空洞は、研磨材の堆積
効果を改善することにより、ホイールの切削能力を強化
する。
【００１６】図１に示されたように構成された支持基体
部材３を用い、磁場を加え、次に焼結金属砥粒を付着す
ると、金属砥粒は図３に示されたように位置づけられ
る。即ち、金属粒子は支持基体部材のランド領域に亘っ
てほぼ均一に分布されるが空洞の内面には無い。これに
対し、従来技術（特にオリヴァー特許）は突起物の最外
周面上に砥粒が集中して形成されることを教唆し、突起
物間のランド領域にでは無い。これは、金属粒子は、磁
束線が自然と不連続領域に集中する結果、速やかな輪郭
変化を示す外部金属表面（突起物）上の点に集中するす
るという事実による。さらに、本発明の砥粒はその長さ
がその断面より大きいように選択する必要がないので、
従来のものより小さな金属砥粒をもちいることができ
る。これらより小さな大きさの粒子は、切削クリアラン
スが減少する結果、ホイールの制御がより容易になるの
で、ホイールにより高い切削能力を与えると共に、被加
工体により微細な高仕上げ面を残すことになる。また、
従来技術では、粒子がより長く、破砕、破折をよりおこ
し易い。
【００１７】本発明の層状化された、互いに連結する砥
粒は三つの理由で砥石車により長い使用寿命を与える。
第一に、構成が層状化されているので、砥粒の一つが破
断しても、その下の別の粒子が切削のために晒されるこ
とになる。第二に、支持基体部材上の漣効果は、工具が
より低温で且つより効果的に作動せしめる。これは、増
大した表面が滑らかな面より広い表面をカヴァーするか
らである。この増大した表面は熱伝達能力を高め、ホイ
ールが用いられるとき、熱放散を改善する。第三に、砥
粒がより小さいと支持基体部材からの距離が従来工具よ
り短くなる。このことは、トルク、従って個々の砥粒粒
子に加わる力を低下せしめ、加工に必要なエネルギーを
減少する。しかしながら、より小さな砥粒粒子数が増え
ることにより、達成される全加工は増大する。
【００１８】本発明の熱伝達能力は、上記の通り、他の
理由によっても新規である。第三図から分かるように、
砥粒々子の遠端部は個々の空洞の上にかかる。この新規
な構造は個々の空洞が自然のヒートシンクとして作用せ
しめる。即ち、砥粒々子からの熱は砥粒の遠端部から空
洞に伝達され、ホイールが回転すると凹部の内面と外面
の両方を冷却する。
【００１９】さて、本発明のより好ましい実施例の種々
の要素の寸法上の意義に関し、特に図４に示された空洞
あるいは凹部について、寸法「Ｘ］、即ち特定の空洞の
長さは、基体部材に付加されるべき砥粒々子の実質的部
分によって占められた最長軸寸法の少なくとも２倍が好
ましいということが分かった。しかしながら、寸法
「Ｘ］は好ましくは、砥石車の周囲の３％を越えるべき
ではない。
【００２０】更に、図４に関し、寸法「Ｙ］、即ち特定
の空洞の高さは「Ｘ］の少なくとも１／４であって、
「Ｘ］３／４を越えてはならないということが分かっ
た。
【００２１】さて、図５に関し、隣接する空洞の中心線
間の距離「Ｚ］は「Ｘ］より大きくあるべきである（即
ち、空洞は連続的であるべきでない）が、「Ｚ］は４Ｘ
を越えるべきでないということも分かった。更に、凹部
形状は、基体部材に関し対称的もしくは均一であるべき
ある。これは、均一形状は熱と研磨屑の放散を助長する
と共に、基体外周面上の滑らか、且つ連続的ランドにつ
きインターリーヴされた砥粒を均一に分布せしめるから
である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年２月２日
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】追加
【補正内容】
【００２２】本発明は又、これらの工具の製造をより経
済的にするものである。この経済性は、上述のように、
従来のホイールに比べより小さな研磨粒子の利用により
達成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】追加
【補正内容】
【００２３】本発明のより好ましい実施例に於いては、
金属砥粒は支持基体部材に鑞付けで金属接着できる（ま
たは他の手段で接着できる）焼結炭化タングステンから
成る。支持基体部材は通常、軟鉄若しくは最終処理装置
の種々の成分を結合するのに用いられる鑞付け金属のそ
れより十分高い融点温度を有する他の鉄系合金から形成
される。（米国特許第３，９１８，２１７号参照）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】「図面の簡単な説明」
【補正方法】追加
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】通常、「輪郭ホイール」と言われる砥石車の一
例の側面図で、金属基体部材と表面に沿ってほぼ均一に
分布した焼結金属砥粒を有する支持基体部材を示す。
【図２】支持基体部材の拡大図で、ランド上の焼結金属
砥粒と、金属砥粒の無い空洞を示す。
【図３】支持基体部材と砥粒突起の断面図である。
【図４】基体部材上の代表的な空洞の側面図である。
【図５】基体部材上の二つの代表的空洞の平面図であ
る。
【符号の説明】 １ 金属基体部材 ２ ハンドル ３ 支持基体部材 ４ 金属砥粒 ５ ランド領域 ６ 空洞
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年２月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一般に連続的につながる外部ランド領域
    によって分離された複数の空洞を有する鉄系合金部材と
    前記ランド領域に沿ってほぼ均一に分布した金属砥粒か
    ら成り、該金属砥粒は、前記鉄系部材を磁場にかけてか
    ら後付着せしめたことを特徴とする研磨工具。
  2. 【請求項２】 前記金属砥粒は炭化タングステンから成
    ることを特徴とする請求項１に記載する研磨工具。
  3. 【請求項３】 前記金属砥粒と前記空洞は、前記工具の
    動作から発生する熱が前記金属砥粒から前記空洞にその
    移動によって促進的に消散されるように配置されている
    ことを特徴とする請求項２に記載する研磨工具。
  4. 【請求項４】 前記空洞は、前記鉄系部材に沿って均一
    若しくは非均一の態様で分布していることを特徴とする
    請求項３に記載する研磨工具。
  5. 【請求項５】 前記空洞は、非均一な大きさと形状をも
    つことを特徴とする請求項４に記載する研磨工具。
  6. 【請求項６】 前記空洞は、均一な大きさと形状をもつ
    ことを特徴とする請求項４に記載する研磨工具。置。
  7. 【請求項７】 前記空洞が実質的に凹状若しくは半球状
    であることを特徴とする請求項４に記載する研磨工具。
  8. 【請求項８】 前記金属砥粒の遠端部分が前記空洞の上
    に掛かるように構成されたことを特徴とする請求項４に
    記載する研磨工具。
JP5047572A 1992-01-27 1993-01-27 研磨工具 Pending JPH06226642A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/825,972 US5239784A (en) 1990-04-18 1992-01-27 Cavitied abrading device with smooth lands area and layered grit
US07/825.972 1992-01-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06226642A true JPH06226642A (ja) 1994-08-16

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ID=25245356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5047572A Pending JPH06226642A (ja) 1992-01-27 1993-01-27 研磨工具

Country Status (5)

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US (1) US5239784A (ja)
EP (1) EP0554070A1 (ja)
JP (1) JPH06226642A (ja)
AU (1) AU666696B2 (ja)
CA (1) CA2088224C (ja)

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Also Published As

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AU666696B2 (en) 1996-02-22
EP0554070A1 (en) 1993-08-04
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