JPH06315864A

JPH06315864A - 研磨具

Info

Publication number: JPH06315864A
Application number: JP6069570A
Authority: JP
Inventors: Kris A Beardsley; クリス・アレン・ベアーズレー
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1993-04-07
Filing date: 1994-04-07
Publication date: 1994-11-15
Also published as: CA2120660A1; US5389032A; EP0619165A1

Abstract

(57)【要約】【目的】２以上の面仕上げを１つの工具で行うことが
できる研磨具を提供する。【構成】第１の力Ｆ１がバックアップパッド１２に加
えられると、第１研磨面のみが、バックアップパッド１
２に接触して研磨する。第１の研磨面２４は細面仕上げ
を行う。第２の力Ｆ２がバックアップパッドに加えられ
ると、第１及び第２の両研磨面２４、２８がワークピー
ス２６に接触して研磨する。第２の研磨面２８は粗面仕
上げを行う。作業者はまず、第２の力Ｆ２を加えて、粗
面仕上げを行い、次いで、第１の力Ｆ１を加えて、細面
仕上げを行うと所望の面仕上げを得やすい。また、こう
することにより、複数の工具を使わなくても、所望の面
仕上げを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、ワークピースを研磨する研磨具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】研磨具は、ワークピースを研磨するため
に、様々な分野で一般に用いられている。ワークピース
は、木材、プラスティック、金属、あるいは、ガラスな
どの材料よりなる。また、このワークピースは、通常、
余剰部分があったり、望み通りの面仕上げになっていな
かったり、もしくはその両方であったりするものであ
る。このような場合、あるいは、これに類する場合、ワ
ークピースのその余剰部分が除去されるまで、又は、表
面が細かく仕上げられるまで、あるいはその両方が行わ
れるまで、ワークピースの面を研磨する。よく用いられ
る２つのタイプの研磨具は、不織布タイブの研磨材と、
コーティングタイプの研磨材である。このどちらも、ワ
ークピースを望み通りに研磨するための、一定の面特性
を備えている。

【０００３】通常、研磨工程では、幾種もの様々な研磨
具が用いられ、徐々に、より細かい仕上げ面を形成して
行く。これらの研磨具は、通常、順番に使われる。まず
最初の研磨具により、深いかき傷や余剰部分を除去し、
次いで、他の研磨部材で望み通りの細かい面仕上げを行
う。例えば、型による成形部品は、余剰部分が１ケ所以
上できるとともに、比較的粗い仕上げ面ができることが
ある。作業者は、まず、余剰部分を除去し、その後に、
仕上げ面のかき傷を除去するべく粗い研磨具を用いる。
次いで、研磨具を細かい研磨具に変えて、さらに余分な
部分を除去し、細かい面仕上げを行う。そして最後に、
作業者は、さらに細かい研磨部材を用いて、ワークピー
スの表面のささいな不完全箇所やかき傷を除去する。こ
の方法は、「グレード・シーケンス」研磨方法として知ら
れ、様々な分野で広く利用されている。

【０００４】ここにいう研磨には、サンディング、グラ
インディング、非常に細かい面仕上げのみならず、バフ
仕上げ、つや出し、その他の非常に細かい面仕上げなど
も含まれている。ここにいう「バフ仕上げ」は、最終的
なサンディングの段階で用いる細かい研磨材によってつ
けられた小さいかき傷を除去するための工程である。こ
こにいう「つや出し」は、バフ仕上げの際についた渦巻
状の跡を除去するための工程である。バフ仕上げもつや
出しも、通常は、より細かい面仕上げをするために、あ
る種のコンパウンドを使用する必要がある。そのため、
作業員は、上記のように、複数の研磨具を順番に用い、
余剰部分を除去し、また、複数のバフ仕上げやつや出し
のための部材を順番に用い、ワークピースを良好な面に
仕上げるのである。

【０００５】上記のような順を追った研磨工程は、一般
的に、ワークピースを望み通りのサイズ／面に仕上げる
には有効であるが、この工程には多数の工具が必要であ
る。例えば、作業員がサンディングまたはグラインディ
ングの２つの工程と、バフ仕上げ工程、つや出し工程の
２つの段階を踏むならば、合計４つの工具が必要であ
る。１つのワークピースの研磨工程で、作業員はこれら
４つの工具を交換し、操作しなければならない。１つの
一連の作業で、それぞれの工具は、何十回も、何百回
も、工具を持ち上げたり、置いたりしなければならず、
異なる工具を操作するのに、相当な時間を費やすことに
なる。

【０００６】

【従来の技術及び技術的課題】そこで、２以上の研磨面
を備える研磨具を提供し、作業員が各工具を用いて、２
以上の研磨工程を行えるようにすることが解決すべき技
術的課題である。

【０００７】

【発明の要旨】上記課題を解決するために、本発明によ
れば、以下の構成のワークピース研磨具が提供される。

【０００８】すなわち、この研磨具は、少なくとも１つ
の研磨面を持つバックアップパッドを備える。そして、
該少なくとも１つの研磨面に備えられる第１部分が、研
磨具に与えられる第１の力に応答して、ワークピースに
接触し、また、上記少なくとも１つの研磨面に備えられ
る第１および第２の部分が、研磨具に与えられる第２の
力に応答して、ワークピースに接触するように構成して
いる。上記第２の力は第１の力よりも大きい。１つの実
施例によれば、上記第１部分は第１平坦研磨面よりな
り、また、上記第２部分は第２平坦研磨面よりなる。

【０００９】また、以下の構成のワークピース研磨具が
提供される。すなわち、この研磨具は、実質的に平坦な
中央平坦面と、実質的に平坦な少なくとも１つの周囲研
磨面とをを有するバックアップパッドを備える。そし
て、その中央平坦面および周囲平坦面は、それぞれ、ワ
ークピースを研磨する研磨手段を有する。一方の平坦研
磨面は、研磨具に対してワークピース方向に与えられる
第１の力に応答して、ワークピースに接触する一方、両
平坦研磨面は、研磨具に対してワークピース方向に与え
られる第２の力に応答して、ワークピースに接触する。
この場合も、第２の力は第１の力よりも大きい。

【００１０】本発明によれば、ワークピースを研磨する
方法も提供される。この方法は、作業者に保持されるよ
うになったボデーと、該ボデーに装着された弾性バック
アップパッドとを備える研磨具を準備するステップを有
する。バックアップパッドは、ワークピースを研磨する
ように構成した第１および第２の研磨面を有する。ま
た、この方法は、研磨具を第１の力でワークピースに押
しつけて、第１の研磨面をワークピースに対して接触さ
せるとともに移動させることによりワークピースを研磨
するステップを有する。。さらに、この方法は、研磨具
を第２の力（第１の力よりも大きい）でワークピースに
押しつけて、第１および第２の研磨面をワークピースに
対して接触させるとともに移動させることによりワーク
ピースを研磨するステップを有している。１つの実施例
によれば、上記方法において使用される第１および第２
の研磨面は、ワークピースに対して異なる面仕上げを行
うようになっている。他の実施例においては、上記方法
に使用されるバックアップパッドは、ボデーに対して可
動にされ、該ボデーは、ボデーとバックアップパッドと
の間での相対移動をならしめる起動手段を有する。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図１〜６に従って
詳細に説明する。

【００１２】本発明に係る研磨具の全体を参照符号１０
で示している。一般に、研磨具１０は第１及び第２の研
磨面２４、２８を備えている。第１の力Ｆ１がバックア
ップパッド１２に加えられると、第１研磨面２４がワー
クピース２６に接触する（図２及び３参照）。第１の力
より大きい第２の力Ｆ２が、バックアップパッド１２に
加えられると、第１及び第２の両研磨面２４、２８がワ
ークピース２６に接触する。第１及び第２の研磨面が異
なる面仕上げをなす研磨材を備えていれば、２つの研磨
ステップ(例えば、粗面仕上げステップと細面仕上げス
テップ、あるいは、バフ仕上げステップとつや出しステ
ップ）を１つの工具で行うことができる。さらに、本発
明に係る研磨具は動力式工具(例えば、空気圧式工具や
電動工具)と手動工具(例えば、サンディング・ブロッ
ク)の両方に広く適用できる。

【００１３】ここで注意すべきことは、「第１の力」と
「第２の力」という用語は、力が加えられる順序というよ
りむしろ相対的な力の度合いを示すのに用いられている
ことである。より大きい方の力(ここにいう第２の力)を
最初に加え、次に、より小さい方の力(ここにいう第１
の力)を加える。より大きい力とより小さい力の付与
は、このようなものであって、力を加えることができる
順序は特に関係ない。

【００１４】研磨具１０は、公知の手段によって、ワー
クピース２６に対して作動できる。これは研磨装置１８
として概略的に図示している。例として、手動式サンデ
ィング・ブロック、ロータリーサンダー、オービタル・
サンダー（回転サンダーに水平首振り機構を取り付けた
もの）、ランダム・オービタル・サンダー、デュアル・
アクション・サンダー、ストレート・ライン・サンダー
などがあげられ、これらは全て研磨具１０に有用であ
る。図１〜４に図示した実施例では、研磨具１０はロー
タリーサンダーに用いるのに適した構成になっている。
研磨具１０はバックアップパッド１２を備えている。該
バックアップパッド１２はそれぞれ第１及び第２の面１
４、１６を備えている。第１の面１４は、バックアップ
パッド１２と研磨装置１８が接続するための手段を備え
ている。接続手段はシャフト１７で構成できる。該シャ
フトは、第１の面１４に結合し、そこから直角に突き出
ている。それにより、バックアップパッド１２は装置１
８に連動するようになっている。

【００１５】第２の面１６は、全体に平面で、第１及び
第２の支持部２０、２２をそれぞれ備えている。この第
１及び第２支持部は第１及び第２研磨面２４、２８をそ
れぞれ支えるようになっている。図４に示すように、バ
ックアップパッドに第１の力Ｆ１が加えられると、第１
支持部２０と第１研磨面２４とが合わさって厚みｔｆを
構成し、第２支持部２２と第２研磨面２８とが合わさっ
て、厚みｔｆより薄い、厚みｔｓを構成する。第１支持
部２０は第２支持部２２よりも圧縮性があり、第１の力
Ｆ１が加えられると、第１研磨面２４だけがワークピー
ス２６に接触する。第１の力Ｆ１よりも大きい第２の力
Ｆ２が加えられると、第１研磨面２４及び第２研磨面２
８の両方がワークピース２６と接触する。

【００１６】ここで理解すべきことは、本発明では、第
１及び第２の支持部２０、２２は分離して示されている
が、該支持部は、バックアップパッド１２と一体的に形
成することもできる。第２研磨面２８は、（ｔｆ−ｔ
ｓ）の距離分、第１研磨面２４からさらに引っ込んでお
り、他のすべての点で、ここに述べるように作用する。
第１及び第２の支持部２０、２２が分離しているなら
ば、各面は、係合ファスナー部材や噛合ファスナー部材
などの公知の手段によって、バックアップパッド１２の
表面１６に接続できる。第１支持部２０は、適当な圧縮
性をもつ材料によって構成できる。好ましい実施例とし
ては、アメリカ合衆国、ミネソタ、ミネアポリスに住所
を有するイルブラックコーポレーション（Ｉｌｌｂｌｕ
ｃｋＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手できる、Ｐ−
８０ポリエーテルのオープン・セル・フォームのような
発泡体がある。第１及び第２研磨面２４、２８には、裏
張シートに接着される研磨粒子、織布あるいは不織布の
布材、一定形状に成形された面、あるいはその他、ワー
クピースを研磨するためのあらゆる公知の手段等が含ま
れる。

【００１７】第１の力Ｆ１（図２に概略的に示してい
る）が研磨装置１８に加えられると、第１研磨面２４は
ワークピース２６と接触する。バックアップパッドとワ
ークピースとの間の相対的な動きによって、第１研磨面
２４がワークピースを研磨することが可能となる。図４
に示すように、力がＦ２へと増大すると、第２研磨面２
８もワークピースと接触する。バックアップパッドとワ
ークピースとの間の相対的な動きによって、第１及び第
２の両研磨面が、ワークピースを研磨することが可能と
なる。力をＦ２に減少することもできる。そうすれば、
装置は、再び第１研磨面のみによってワークピースを研
磨することになる。このようにして、ワークピースは、
少なくとも２つの研磨面で研磨される。好ましくは、異
なった面仕上げ（例えば粗面仕上げステップと細面仕上
げステップ、あるいは、バフ仕上げステップとつや出し
ステップ）を行うような研磨面を備えるようにするとよ
い。

【００１８】以下の２つの実例で本発明の有用性を示
す。第１の実例は、ワークピースをサンディング、もし
くは、グラインディングすることに関する。第１研磨面
２４はワークピースを少量除去し、ワークピースが、比
較的細かい表面に仕上がるようにしている。第２研磨面
２８はワークピースを多量除去し、ワークピースが、比
較的粗い表面に仕上がるようにしている。作業者が、装
置に第１の力Ｆ１を加えると、第１研磨面２４がワーク
ピースに接触して研磨する。ワークピースから、さらに
多量除去するには、第１のＦ１より大きい力Ｆ２を装置
に加える。第２の力Ｆ２が加わると、第１研磨面２４と
第２研磨面２８は同じ平面上になり、共にワークピース
に接触し、より多量除去する。細かい面仕上げにするに
は、作業者が力をＦ１に減らせばよい。そうすれば、第
１研磨面と第２研磨面は同じ平面上にはならない。第１
研磨面２４がワークピースに接触し、より少量ワークピ
ースから除去されて所望の仕上げが提供される。

【００１９】第２の実例は、ワークピースのバフ仕上げ
及びつや出しに関する。第１研磨面は、例えば、ポリエ
ーテルのオープン・セル・フォームのような発泡体など
のつや出し面を備えている。同じように、第２研磨面
は、例えば、不織布、自然繊維、ふさのついた化繊など
のバフ仕上げ面を備えている。上述のように、一般的
に、バフ仕上げや、つや出しには、面仕上げを良くする
ために、ある種のコンパウンドを用いることが必要とさ
れている。このことは、本発明の出願人に譲渡されたア
メリカ特許第５,１４１,５５５号明細書（発明者：エレ
パノ氏）にも示されている。そのコンパウンドは、通
常、バフ仕上げやつや出しの両方に用いられる。第１及
び第２研磨面の通常の操作は上記と同じである。つま
り、操作者は、つや出しをするときは、第１研磨面だけ
がワークピースに接触するように、第１の力Ｆ１を加え
る。上記研磨工程でついたかき傷を除去するためには、
力をＦ２に増やせばよい。そうすることによって、バフ
仕上げする面と、つや出しする面の両方がワークピース
に接触する。表面が十分にバフ仕上げされたら、作業者
は、加える力を、Ｆ２より少ない第１の力Ｆ１に減らせ
ばよい。そうすることによって第１の研磨面のみがワー
クピースに接触し、つや出しを行う。つや出しを行うこ
とによって、バフ仕上げの際についた、かき傷を除去
し、望み通りの面仕上げとなる。

【００２０】本発明に係る研磨具は、図４に示したよう
に、第１及び第２の支持部の厚み、及び、第２面１６に
対する、第１及び第２の研磨面という観点からも説明で
きる。第１支持部２０は第２面１６と隣接し、第１研磨
面２４は第１支持部２０と隣接する。第２の力Ｆ２が加
えられると、第１支持部２０と第１研磨面２４は合わさ
って厚みｔｆとなる。第２支持部２２と第２面１６が隣
接し、第２研磨面２８と第２支持部２２が隣接する。第
２支持部２２と第２研磨面２８が合わさって厚みｔｓと
なる。

【００２１】研磨具１０に、Ｆ２より小さい力(例えば
Ｆ１)が加えられるとき、ｔｆはｔｓより大きいので、
第１研磨面２４のみがワークピースに接触して研磨す
る。Ｆ２と同じ力もしくはより大きい力であれば、第１
支持部２０はｔｆとｔｓがほぼ同じになるまで圧縮さ
れ、第１及び第２研磨面２４,２８の両方がワークピー
スに接触して研磨する。ここで理解すべきことは、Ｆ１
またはＦ２の大きさは、本発明に係る研磨具を構成する
材質によって決まり、また用途によって変わるものであ
るということである。

【００２２】本発明の図示の実施例を変形することによ
り、漸進的により大きい力を加えれば、ワークピースに
接触する研磨面の大きさも増大するようにできる。例え
ば、円形バックアップパッドは円錐形のくぼみのある支
持部面と研磨面とを備えていて、大きい力を加えれば、
より大きい研磨面がワークピースと接触するようにでき
る。変形例として、円形バックアップパッドが円錐形の
突出部のある支持部面と研磨面を備えていて、大きい力
を加えると、同じようにより大きい研磨面がワークピー
スと接触できるのである。

【００２３】本発明に係る研磨具を用いることによって
いくつかの利点が生じると考えられる。本発明は、前記
順番研磨の場合よりも、細かい面仕上げを達成できる。
なぜなら、細かい面仕上げを行う研磨面は、通常、ワー
クピースから材料を除去して粗い面仕上げを行う間に、
数度の回転分、ワークピースに接触しているからであ
る。前者は、作業者が力をＦ２から減らすときに僅かに
しか磨り減らない。なぜなら、鋭利な研磨粒子はすでに
少し鈍くなっているからである。その結果として、細か
い面仕上げを行う研磨面は、同じタイプの使い初めの研
磨面の場合より、細かい面仕上げが得られるのである。

【００２４】ここで注意すべきことは、本発明は、第２
研磨面による面仕上げと、異なる面仕上げを行うような
第１研磨面に用いるのに特に有用である。しかし、第１
及び第２の研磨面は、必要ならば、実質的に同一の研磨
特性を備えるようにもできる。

【００２５】図１〜４に図示した実施例では、第１支持
部面２０と第１研磨面２４が、円形の第２支持部面２４
及び第２研磨面２８を同心円上に囲んでいる。他の実施
例では、第１研磨面が円形の中心部を構成し、第２研磨
面が外側の同心円リングを構成してもよい。本発明で
は、以下に示すように、他の実施例も考えられる。

【００２６】本発明に係る研磨具１０'の他の実施例を
図５に示す。第１研磨面２４'と第２研磨面２８とが交
互になっており、全体に中央から渦を巻いて広がってい
る。これも上記のような方法で操作すればよい。図５に
示されている実施例の利点は、第１及び第２の両研磨具
の表面が交差した配置にある。このような配置にするこ
とによって、第１研磨領域２４'は研磨具の中央部に限
定されず、第２研磨具領域２８'は研磨具の外縁に限定
されない。

【００２７】本発明に係る研磨具の、他の実施例の全体
が図５に示されている。研磨具１０''は全体が長方形
で、楕円形運動を行うデュアル・アクション・サンダー
に用いるときに特に実用的である。他には、研磨具１
０''はマニュアル・サンディング・ツールに用いてもよ
い。第１研磨領域２４''は縦の両端に沿って延在し、第
２研磨領域２８''はこの間に位置する。実施例で上述し
てきたように、第１の力を加えることによって、第１研
磨領域２４''はワークピースに接触して研磨し、そして
第１の力より大きい第２の力を加えることによって、第
１及び第２の両研磨領域２４''２８''がワークピースに
接触して研磨する。各面の研磨の等級もしくは構造は用
途に合ったものを選ぶとよい。

【００２８】本発明は上記実施例に限定されることな
く、その他種々の態様で実施できる。例えば、上記の例
では第１及び第２の研磨面を備えているが、３以上の研
磨面をもつ研磨具も考えられる。第１及び第２の研磨面
のパターンは図示のもの以外にも考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る研磨具の斜視図であ
る。

【図２】図１の２−２線断面図である。研磨具には第
１の力Ｆ１がかかっている。

【図３】図２を拡大して示す、拡大断面図である。

【図４】図２の研磨具にＦ２の力を加えていることを
示す図２と同様の断面図である。

【図５】本発明の第２実施例にかかる研磨具の平面図
である。

【図６】本発明の他の実施例にかかる平面図である。

【符号の説明】

１０研磨具１２バックアッ
プパッド１４第１の面１６第２の面１８研磨装置２０第１支持部２２第２支持部２４第１研磨面２６ワークピース２８第２研磨面Ｆ１第１の力Ｆ２第２の力ｔｆ厚みｆｔｓ厚みｓ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークピース（２６）を研磨するための
研磨具であって、少なくとも１つの研磨面を持つバックアップパッド（１
２）を備え、該研磨面はワークピース（２６）を研磨す
る研磨手段を具備し、少なくとも１つの研磨面に備えられる一般的に平坦な第
１の平坦部（２４）が、研磨具に与えられる第１の力に
応答して、ワークピースに接触し、少なくとも１つの研
磨面に備えられる一般的に平坦な第１および第２の平坦
面（２４,２８）が、研磨具に与えられる第２の力に応
答して、ワークピースに接触し、第２の力は第１の力よ
りも大きいことを特徴とする研磨具。
【請求項２】上記第１の研磨面に備えられる上記研磨
手段は細かい仕上げ面を形成するように構成しており、
上記第２の研磨面に備えられる上記研磨手段は粗い仕上
げ面を形成するように構成していることを特徴とする請
求項１記載の研磨具。
【請求項３】上記第１の研磨面に備えられる上記研磨
手段は、面のつや出しをするように構成しており、上記
第２の研磨面に備えられる上記研磨手段は、面のバフ研
磨をするように構成していることを特徴とする請求項２
記載の研磨具。