JP5730929B2

JP5730929B2 - カップ型回転砥石

Info

Publication number: JP5730929B2
Application number: JP2013050853A
Authority: JP
Inventors: 裕司木本; 一正立花
Original assignee: 株式会社呉英製作所
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2033-03-13
Also published as: JP2014042980A; US20130331016A1

Description

本発明は、サンダー等の回転工具に取り付け、コンクリート、窯業関連製品等の硬質構造物の研磨、切断、塗膜の剥がし等を行うためのカップ型回転砥石に関する。

従来、回転工具に取り付けられる回転砥石には、平板円板形状の基板の周縁に切削刃や切断刃等のチップが固定されたフラット型回転砥石の他、中央部を突出させた基板の周縁にチップが固定されたカップ型回転砥石がある（例えば、特許文献１、２参照）。カップ型回転砥石は、回転工具の駆動機構を固定するナット等が基板中央部の突出部分の内側に収納されるため、回転砥石の底面全体を加工面やその周囲の面に近接させることが可能で、隅部分の加工性や、また、広い加工面に対して効率的に作業を行うことができる。

特許第３６３４７９４号公報特許第４００９２７８号公報

しかしながら、特許文献１、２のカップ型回転砥石では、チップが固定される基板がアルミニウム、スチール等の金属から構成されているため、重量が重いものであった。それゆえ、カップ型回転砥石を取り付けた回転工具をユーザが片手で持って作業する際、作業負担が大きいという問題がある。また、カップ型回転砥石の重量が重いため、取り付けられる回転工具の消費電力も大きくなるという問題がある。

さらに、金属製の基板は弾性に乏しいため、研磨、切断、塗膜の剥がし等（以下、加工と称す）の際に生じる振動、衝撃を金属製基板が吸収することができず、被加工材に対する当たり具合が悪化する。そのため、被加工材を傷つけたり、加工皺（加工残り）が生じ、平滑性の乏しい加工状態となるという問題がある。

そこで、本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、重量が軽く、平滑性に優れた加工状態を得ることができるカップ型回転砥石を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るカップ型回転砥石は、砥石片が配設される円板状に形成された樹脂基板の中央部が突出した凹部を有し、前記凹部の中央平面に形成した取付穴で回転工具の駆動機構に取り付けられるカップ型回転砥石であって、ナイロンにガラス繊維を添加したガラス繊維樹脂から形成され、前記砥石片を配設する平板状の設置面と、前記設置面から連続して所定角度に立ち上げて形成された前記凹部の傾斜面と、前記傾斜面から連続して形成され前記取付穴が形成された前記凹部の前記中央平面とを備える前記樹脂基板と、前記設置面に当接する当接面と、前記当接面の反対側で前記砥石片が固定される固定面とを備える円環板状に形成された金属板材からなる金属円環板と、前記設置面と前記当接面との間に介在した円環板状の弾性材料からなる弾性シートと、前記固定面の周縁部に所定間隔で、又は、リング状に固定された前記砥石片と、前記弾性シートを介して前記設置面と前記固定面とを前記砥石片が固定された位置を除く位置で挿通して、前記樹脂基板と前記金属円環板とを一体に接合する複数の留め具とを備え、前記留め具は、前記設置面および前記固定面の周方向に所定間隔で複数配置され、各々の前記留め具は、前記金属円環板側の頭部が前記固定面と同一平面となる位置、または、所定深さで前記固定面から前記樹脂基板側に入り込んだ位置となるように、前記弾性シートを介して前記樹脂基板と前記金属円環板とを接合し、前記留め具がリベットであって、前記リベットの胴部は、前記金属円環板を挿通する小径部と、前記樹脂基板および前記弾性シートを挿通する大径部との間に段部が形成されている構成とした。

前記構成によれば、樹脂基板を備えることによって、カップ型回転砥石の重量を、従来の金属製基板を備えるカップ型回転砥石に比べて軽くすることができる。また、樹脂基板を備えることによって、使用の際に、樹脂基板が適度にしなり、カップ型回転砥石の振動を吸収すると共に、衝撃を和らげることができる。その結果、被加工材に対するカップ型回転砥石の当たり具合が良好となる。特に、被加工材の表面が不陸面（凹凸）であっても、カップ型回転砥石の固定面の周縁部に設けた砥石片が被加工材の凹凸に対応して吸い付き、跳ねることがない。また、樹脂基板が振動を吸収するため、振動によって生じる耳鳴り音を消音することができる。さらに、樹脂基板がガラス繊維樹脂からなることによって、樹脂基板の耐熱性、強度が向上し、加工の際に樹脂基板が破損するようなことを防止できる。

また、留め具は、その頭部が、砥石片が固定される金属円環板の固定面と同一面となる位置、または、所定深さで固定面から樹脂基板側に入り込んだ位置となるように、樹脂基板と金属円環板とを接合することによって、加工の際に被加工材に接触して、留め具の頭部が削られることがない。その結果、留め具の接合が外れて、カップ型回転砥石が破損するようなことがない。

また、前記構成によれば、弾性シートをさらに備えることによって、使用の際に弾性シートが振動および衝撃を吸収するため、カップ型回転砥石の振動がさらに吸収されると共に、衝撃がさらに和らげられ、被加工材に対するカップ型回転砥石の当たり具合がさらに良好となる。また、弾性シートを備えることによって、振動によって生じる耳鳴り音をさらに消音することができると共に、使用の際に振動によって留め具が樹脂基板へ食い込むことが防止でき、樹脂基板が破損するようなことをさらに防止できる。

さらに、前記構成によれば、留め具を段部が形成されたリベットとすることによって、使用の際に、弾性シートが過剰に圧縮されることがないため、弾性シートの弾性作用が妨げられることがなく、使用の際に生じる振動および衝撃を吸収する作用が向上する。それにより、被加工材に対するカップ型回転砥石の当たり具合がさらに良好となる。また、振動によって生じる耳鳴り音をさらに消音することができると共に、使用の際に振動によって留め具が樹脂基板へ食い込むことが防止でき、樹脂基板が破損するようなことをさらに防止できる。

本発明に係るカップ型回転砥石は、前記留め具を挿通させるために形成される前記樹脂基板および前記弾性シートの各々の挿通穴を連通するように配置される円筒状のスリーブをさらに備え、前記金属円環板を挿通する前記留め具が前記スリーブ内を挿通して前記樹脂基板、前記弾性シートおよび前記金属円環板とを一体に接合することが好ましい。

前記構成によれば、スリーブを備えることによって、使用の際に、弾性シートが過剰に圧縮されることがないため、弾性シートの弾性作用が妨げられることがなく、使用の際に生じる振動および衝撃を吸収する作用が向上する。それにより、被加工材に対するカップ型回転砥石の当たり具合がさらに良好となる。また、振動によって生じる耳鳴り音をさらに消音することができると共に、使用の際に振動によって留め具が樹脂基板へ食い込むことが防止でき、樹脂基板が破損するようなことをさらに防止できる。

本発明に係るカップ型回転砥石は、前記砥石片が一体焼結によって前記固定面に固定されていることが好ましい。
前記構成によれば、砥石片が一体焼結によって固定面に固定されていることによって、使用の際の振動、衝撃によって砥石片が固定面から脱落することを防止できる。

本発明に係るカップ型回転砥石は、軽量なものとなるため、カップ型回転砥石を取り付けた回転工具を片手で操作することができ、作業者の疲労負担が少なくなると共に、回転工具の消費電力も少なくできる。また、本発明に係るカップ型回転砥石は、被加工材に対する当たり具合が良好となるため、被加工材を傷つけることが防止できると共に、加工皺（加工残り）を防止できるため、平滑性に優れた加工状態を得ることができ、作業者の疲労度も軽減できる。また、本発明に係るカップ型回転砥石は、振動による耳鳴り音を防止できるため、周辺への騒音、作業者への聴覚負担も少なくできる。さらに、本発明に係るカップ型回転砥石は、樹脂基板またはカップ型回転砥石が破損することがないため、作業者に対する安全性が向上する。そして、破損による補修、交換が必要ないため、コストが低下すると共に、加工作業性も向上する。

本発明に係るカップ型回転砥石の一例を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線端面図である。樹脂基板と金属円環板との接合状態を示す要部分解斜視図である。樹脂基板と金属円環板との接合状態を示す要部拡大端面図である。本発明に係るカップ型回転砥石の他の例を示す平面図である。本発明に係るカップ型回転砥石の他の例を示す要部拡大端面図である。本発明に係るカップ型回転砥石の他の例を示す平面図である。図７のＢ−Ｂ線端面図である。本発明に係るカップ型回転砥石の他の例を示す要部拡大端面図である。本発明に係るカップ型回転砥石の他の例を示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るカップ型回転砥石における砥石片の他の構成を示す断面図、平面図である。本発明に係るカップ型回転砥石における砥石片のさらに他の構成を示す平面図である。

本発明に係るカップ型回転砥石（以下、回転砥石と称す）の第１の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図４に示すように、回転砥石１Ａは、サンダー等の回転工具５１の駆動機構５２に取り付けて、コンクリートや窯業関連製品等の硬質構造物（以下、被加工材と称す）の研磨、切断、塗膜の剥がし等（以下、加工と称す）を行うものである。この回転砥石１Ａは、樹脂基板２と、金属円環板８と、砥石片１１と、留め具１３とを備えている。以下、各構成について説明する。

樹脂基板２は、円板状に形成された板材で、その中央部に突出した凹部３を有し、その
凹部３の中央平面６には、回転工具５１の駆動機構５２を取り付けるための取付穴７が形成されている。そして、樹脂基板２は、基板外周部に後記する砥石片１１を配設する平板状の設置面４と、設置面４から連続して基板中央部で所定角度（所定の傾斜角度）θに立ち上げて形成された凹部３の傾斜面５と、傾斜面５から連続して形成され取付穴７が形成された凹部３の中央平面６とを備える。なお、設置面４には、樹脂基板２と後記する金属円環板８とを接合するために、留め具１３を挿通するための挿通穴４ａが、金属円環板８の挿通穴９ａに連通するように、所定間隔ｄで周方向に複数形成されている。また、樹脂基板２では、図示しないが、凹部３の中央平面６にＬ字状に屈曲して突出する管状部を設け、その管状部の内周側にネジ部（例えば、雌ネジ部）を成型等によってインサートして挿通穴７としてもよい。そして、このネジ部を介して、樹脂基板２に回転工具５１の駆動機構５２を取り付けてもよい。

樹脂基板２は、基板中央部に凹部３を有することによって、加工の際に回転砥石１Ａを被加工材に押し付たときに適度にしなり、そのしなりによって加工の際に発生する振動、特にＺ方向振動を吸収すると共に、衝撃を和らげる作用を奏し、それによって騒音を軽減できる。本発明においては、Ｚ方向振動が従来の金属製基板に比べて約４０％程度軽減され、騒音についても３〜４ｄＢ程度軽減されることが確認された。したがって、樹脂基板２は、前記作用を奏すれば、凹部３の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、回転砥石１Ａをコンクリートの塗膜の剥がしに使用する場合には、凹部３の内径（内幅）Ｄ２は、樹脂基板２の外径（外幅）Ｄ１に対して４０〜９０％が好ましい。また、凹部３の高さＨは、内径（内幅）Ｄ２の１０〜３０％が好ましい。さらに、凹部３の傾斜面５の傾斜角度θは、２０〜９０度が好ましく、傾斜角度θは、図示しないが、樹脂基板２の前後または左右で角度を変化させてもよい。なお、樹脂基板２がしなることによって、回転砥石１Ａの加工力が低下する場合には、後記する砥石片１１を構成する砥粒の形状、メッシュ、集中度等、または、ボンド等の配合を検討して、回転砥石１Ａの加工力を改善する。

樹脂基板２の設置面４の幅Ｄ３は、留め具１３が挿通する挿通穴４ａを形成できるように、樹脂基板２の外径（外幅）Ｄ１の５〜３０％が好ましい。そして、図２〜図４では、樹脂基板２と金属円環板８との間に後記する弾性シート１５を介在した例を示しているが、弾性シート１５が介在されていない例では、設置面４は、後記する金属円環板８の当接面９と隙間なく当接するために、当接面９の表面形状に対応した表面形状を有する。なお、中央平面６の内径（内幅）Ｄ４、中央平面６に形成される取付穴７の外径Ｄ５は、回転砥石１Ａが取り付けられる回転工具５１の駆動機構５２の形状に応じて適宜設定される。

樹脂基板２は、ナイロンにガラス繊維を添加したガラス繊維樹脂からなり、ナイロン６６にガラス繊維を添加したガラス繊維樹脂（例えば、エンズィンガー社製の商品名：ＴＥＣＡＭＩＤ６６ＧＦ３０）からなることが好ましい。樹脂基板２がガラス繊維樹脂からなることによって、樹脂基板２が軽量化できると共に、樹脂基板２の耐熱性、強度が向上する。特に、ナイロン６６にガラス繊維を添加したガラス繊維樹脂で樹脂基板２を作製した場合には、樹脂基板２の熱変形温度が２５０℃程度となり、コンクリート研削（コンクリート塗膜の剥がし）に十分耐え得る耐熱性、強度を樹脂基板２が備えることとなる。このような樹脂基板２の軽量化、耐熱性および強度の向上を達成するために、ガラス繊維樹脂は、ナイロンにガラス繊維を全体質量に対して１５〜３０質量％添加することが好ましい。ガラス繊維の添加量が１５質量％未満であると、樹脂基板２の耐熱性および強度が低下しやすくなる。また、ガラス繊維の添加量が３０質量％を超えると、樹脂基板２の強度が低下しやすくなる。なお、樹脂基板２の板厚Ｔは、被加工材の材質によって適宜設定され、回転砥石１Ａをコンクリート塗膜の剥がしに使用する場合には、加工の際の樹脂基板２のしなり具合を考慮して、樹脂基板２の強度を維持し、破損等が生じないように、２．０〜５．０ｍｍが好ましい。

金属円環板８は、アルミニウム、スチール等の金属からなる板材であって、設置面４に当接する当接面９と、当接面９の反対側で砥石片１１が固定される固定面１０とを備える円環板状の板材である。ここで、金属円環板８は、スチールからなることが好ましく、炭素工具鋼（例えば、ＳＫ５）かなることがさらに好ましい。金属円環板８を炭素工具鋼で作製することによって、後記する凹部８ａの形成を、砥石片１１の固定面１０への一体焼結による固定と同時に行うことができる。本発明においては、一体焼結温度はＡ１変態点７２３℃を超えた８８０℃なので、炭素工具鋼で作製された金属円環板８を容易に変形させて凹部８ａを形成させることが可能になる。そして、金属円環板８の外径（外幅）は、樹脂基板２の外径（外幅）Ｄ１に略等しく、内径（内幅）は凹部３の内径（内幅）Ｄ２に略等しく形成されている。ここでは、金属円環板８は、樹脂基板２の内径において金属円環板８の支持部として形成された樹脂基板２の一部（内周側面）２ｂの内側に配置されるように設けられている。

金属円環板８には、金属円環板８と樹脂基板２とを留め具１３で接合するために、当接面９および固定面１０を挿通する挿通穴９ａが、樹脂基板２の挿通穴４ａに連通するように、所定間隔ｄで当接面９および固定面１０の周方向に複数形成されている。所定間隔ｄは、金属円環板８の外径（外幅）の１／１６〜１／６であることが好ましい。所定間隔ｄが外径（外幅）の１／１６未満では、挿通穴９ａの個数が多くなり金属円環板８の強度が低下しやすく、加工の際に金属円環板８に亀裂等が発生しやすくなる。また、所定間隔ｄが外径（外幅）の１／６を超えると、挿通穴９ａの個数が少なくなり、樹脂基板２と金属円環板８との接合強度が低下しやすくなり、回転砥石１Ａが破損しやすくなる。なお、挿通穴９ａは、金属円環板８の外周端８Ｂではなく、外周端８Ｂから中心部側（内周端８Ａ側）に寄った位置に形成されていることが好ましい。このような位置に挿通穴９ａが形成されていることによって、金属円環板８の強度が向上し、加工の際の繰り返し疲労によって亀裂等が発生することを防止できる。

砥石片１１は、ダイヤモンド砥粒、立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）砥粒等が溶着、電着または焼結等によって保持されたもので、固定面１０に従来公知の方法で複数固定されている。そして、回転砥石１Ａで被加工材を加工する際に、固定面１０から砥石片１１が脱落することを防止するために、砥石片１１は固定面１０と一体焼結されていることが好ましい。一体焼結された砥石片１１は、被加工材のピン等突起物に引掛った場合でも、固定面１０から脱落することがなく、安全面、コスト、工程面（作業面）で優れたものとなる。また、砥石片１１の加工力を改善するために、銅、錫、鉄、コバルト及びニッケル等の合金を主成分としたメタルボンド等を使用してもよい。

砥石片１１は、回転砥石１Ａの回転方向に対して前方側の前端面１１ａおよび後方側の後端面１１ｂの少なくとも一方を曲面で構成することが好ましい。また、砥石片１１は、固定面１０の外周側の側面１１ｃおよび内周側の側面１１ｄの少なくとも一方を固定面１０の外周側に湾曲させることが好ましい。このように、砥石片１１が、曲面で構成された端面、または、湾曲した側面を有することによって、回転砥石１Ａによる被加工材の加工精度が向上する。また、砥石片１１は、側面１１ｃが樹脂基板２の外周側面２ａより外側に突出していることが好ましい。これにより、加工の際に樹脂基板２が被加工材に当りにくく保護されるため、回転砥石１Ａによる被加工材の側面加工が可能となる。

砥石片１１は、その長手方向が固定面１０の周方向または径方向に沿うように固定することが好ましく、周方向に沿うように固定された砥石片１１と径方向に沿うように固定された砥石片１１とを混在させることがさらに好ましい。このように砥石片１１を固定することによって、回転砥石１Ａによる被加工材の加工精度が向上する。なお、砥石片１１は、ここでは固定面１０の周縁部側に設けられている。

留め具１３は、樹脂基板２の設置面４と、金属円環板８の固定面１０とを砥石片１１が固定された位置を除く位置で挿通、すなわち、設置面４の挿通穴４ａおよび金属円環板８の挿通穴９ａを挿通して、樹脂基板２と金属円環板８とを一体に接合するもので、リベット、ボルト等である。留め具１３は、接合力が大きく、加工の際に緩みにくいことから、リベットが好ましい。また、加工の際の振動、衝撃によって留め具１３が緩むことや、夏冬の温度差による膨張収縮によって留め具１３が緩むことを防止するために、接着剤を挿通穴４ａ、９ａに充填してもよい。

留め具１３は、設置面４および固定面１０の周方向に所定間隔ｄで複数配置され、各々の留め具１３は、金属円環板８側の頭部１４が固定面１０と同一平面となる位置、または、所定深さｔ（例えば、０．５〜２．０ｍｍ）で固定面１０から樹脂基板２側に入り込んだ位置となるように、樹脂基板２と金属円環板８とを接合する。例えば、図４に示すように、金属円環板８の板厚が、留め具１３の頭部１４の厚さに比べて薄い場合には、金属円環板８を樹脂基板２側に突出させて凹部８ａを形成する。その凹部８ａに挿通穴９ａが開口するようにして、その挿通穴９ａに留め具１３を挿通して、樹脂基板２と金属円環板８とを接合することによって、留め具１３の頭部１４が凹部８ａ内に位置する。また、図７に示すように、金属円環板８の板厚が、留め具１３の頭部１４の厚さに比べて厚い場合には、図４に示す凹部８ａを形成せずに、挿通穴９ａに留め具１３を挿通して、樹脂基板２と金属円環板８とを接合することによって、留め具１３の頭部１４が挿通穴９ａ内に位置する。

本発明に係る回転砥石１Ａは、前記構成に加えて、弾性シート１５をさらに備えることが好ましい。弾性シート１５は、軟質の合成ゴムまたは合成樹脂等の弾性材料からなり、金属円環板８と略同じ寸法で形成された円環板状のシートである。また、弾性シート１５には、挿通穴４ａ、９ａと連通して留め具１３を挿通させる挿通穴１５ａが形成されている。そして、弾性シート１５は、樹脂基板２の設置面４と金属円環板８の当接面９との間に介在して、加工の際の振動をさらに吸収すると共に、衝撃をさらに和らげる作用を奏する。また、弾性シート１５は、加工の際の振動、衝撃によって、留め具１３が樹脂基板２に食い込むことも防止できる。

本発明に係る回転砥石１Ａは、以下に示すような留め具１３Ａ、１３Ｂを備えることが好ましい。図５に示すように、留め具は、砥石片１１側に近い位置の円周の周方向に所定間隔ｄＡ（例えば、金属円環板８の外径の１／８〜１／３）で配置される留め具１３Ａと、金属円環板８の中心部側（内周端８Ａ側）に近い位置で、砥石片１１側に近い位置の円周と同心円状の円周の周方向に所定間隔ｄＢ（例えば、金属円環板８の外径の１／１６〜１／６）で配置される留め具１３Ｂとを混在させることが好ましい。さらに、留め具の全体の配置としては、砥石片１１側に近い位置の留め具１３Ａと、内周端８Ａ側に近い位置の留め具１３Ｂとが周方向に交互に配置される、いわゆる周方向に波形状となる配置が好ましい。そして、留め具１３Ａ、１３Ｂがこのような配置をとることによって、図３に示す樹脂基板２、弾性シート１５および金属円環板８が、密着状態で強く接合し、より強く一体化される。この際、留め具１３Ａ、１３Ｂが挿通される樹脂基板２の挿通穴４ａ、弾性シート１５の挿通穴１５ａ、金属円環板８の挿通穴９ａおよび凹部８ａの配置も、樹脂基板２、弾性シート１５および金属円環板８の周方向に波形状（図示せず）となる。

本発明に係る回転砥石１Ａは、図６に示すように、弾性シート１５を備える場合には、スリーブ１６をさらに備えることが好ましい。スリーブ１６は、留め具１３を挿通させるために形成される樹脂基板２の挿通穴４ａおよび弾性シート１５の挿通穴１５ａの各々を連通するように、挿通穴４ａおよび挿通穴１５ａの内部に配置される円筒管である。そして、金属円環板８を挿通する留め具１３がスリーブ１６内を挿通することによって、樹脂基板２、弾性シート１５および金属円環板８とを一体に接合している。

図６に示すような回転砥石１Ａでは、スリーブ１６を備えることによって、使用（加工）の際に、弾性シート１５がシート厚方向に過剰に圧縮されることがなく、弾性作用が妨げられることがないため、弾性シート１５が加工の際の振動をさらに吸収すると共に、衝撃をさらに和らげる作用を奏する。また、留め具１３が、加工の際の振動によって樹脂基板２に食い込むこともさらに防止できる。したがって、スリーブ１６を構成する材料およびその肉厚（管厚）は、弾性シート１５が振動および衝撃吸収作用を奏することが可能となると共に、回転砥石１Ａの軽量化に寄与するものであれば特に限定されることはない。例えば、スリーブ１６は、ＳＵＳ（ステンレス）、鉄等の硬質材料からなり、管厚：１〜３ｍｍが好ましい。

スリーブ１６は、図６では、樹脂基板２の挿通穴４ａおよび弾性シート１５の挿通穴１５ａの各々を連通するように配置されているが、留め具１３を挿通させるために金属円環板８に形成される挿通穴９ａと、挿通穴４ａおよび挿通穴１５ａとを連通するように配置されていてもよい（図示せず）。また、図６では、留め具１３としてリベットを使用した例を記載したが、留め具１３としてボルトおよびナットを使用してもよい。

本発明に係る回転砥石１Ａは、弾性シート１５を備える場合には、前記したスリーブ１６を使用せずに、後記するリベット１７（図９参照）を用いることによって、弾性シート１５が過剰に圧縮されるのを防止してもよい（図示せず）。

次に、回転砥石１Ａの動作について説明する。
図２に示すように、回転砥石１Ａを被加工材の加工に用いる際には、樹脂基板２の取付穴７に回転工具５１の駆動機構５２をナット等で取り付けて固定し、固定した回転砥石１Ａを回転させ、被加工材に金属円環板８に固定された砥石片１１を押し当てる。回転砥石１Ａは、砥石片１１が固定された金属円環板８を留め具１３で柔軟性、屈曲性、強度に優れた樹脂基板２に一体に接合している。そのため、回転砥石１Ａでは、加工の際に樹脂基板２が適度にしなることによって、砥石片１１が受ける振動または衝撃を樹脂基板２が吸収または和らげる。また、回転砥石1Ａでは、留め具１３の頭部１４が金属円環板８の固
定面１０と同一平面、または、固定面１０から樹脂基板２側に入り込んだ位置に配置されるため、加工の際に被加工材に留め具１３の頭部１４が接触しない。その結果、被加工材を傷つけたり、加工皺が発生することが防止できるため、平滑性に優れた加工状態を得ることができる。また、回転砥石１Ａが、樹脂基板２と金属円環板８との間に弾性シート１５をさらに備える場合には、弾性シート１５の弾性力によって、砥石片１１が受ける振動または衝撃を弾性シート１５がさらに吸収または和らげる。

次に、回転砥石の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
図７、図８に示すように、回転砥石１Ｂは、回転工具５１の駆動機構５２に取り付けて、コンクリートや窯業関連製品等の硬質構造物の研磨、切断、塗膜の剥がし等を行うもので、樹脂基板２と、金属円環板８と、砥石片１２と、留め具１３とを備えている。回転砥石１Ｂは、前記構成に加えて、弾性シート１５をさらに備えることが好ましい。

以下、各構成について説明するが、樹脂基板２、留め具１３については、前記した第１の実施形態である回転砥石１Ａ（図１、図２参照）と同様であるので、説明を省略する。
第２の実施形態である回転砥石１Ｂにおいて、金属円環板８は、固定面１０に砥石片１２を固定するための溝部８ｂが周縁部に所定間隔で複数形成されている点が、第１の実施形態である回転砥石１Ａと異なる。また、砥石片１２は、固定面１０の周縁部で平面部ではなく溝部８ｂに固定される点、また、図示しないが砥石片１２が被加工材に対して所定角度で傾斜して固定される点が、第１の実施形態である回転砥石１Ａと異なる。

このように構成された回転砥石１Ｂでは、砥石片１２が溝部８ｂに傾斜して固定されているため、加工の際の砥石片１２と被加工材との接触面積が小さくなる。その結果、砥石片１２が受ける振動または衝撃が軽減され、被加工材の加工状態の平滑性がさらに向上する。

本発明に係る回転砥石１Ｂは、図９に示すように、弾性シート１５を備える場合には、留め具がリベット１７であって、そのリベット１７の胴部２０に段部２０ｃが形成されているものであることが好ましい。リベット１７は、金属円環板８側に形成された頭部１８と、樹脂基板２側に形成された頭部１９と、両頭部１８、１９との間に形成された胴部２０とを備える。そして、胴部２０は、金属円環板８の挿通穴９ａを挿通する小径部２０ａと、樹脂基板２の挿通穴４ａおよび弾性シート１５の挿通穴１５ａを挿通する大径部２０ｂとを有し、小径部２０ａと大径部２０ｂとの間に段部２０ｃが形成されている。

また、回転砥石１Ｂでは、弾性シート１５（内周側領域１５Ａ）と樹脂基板２の内周側面２ｂとの間、および、弾性シート１５（外周側領域１５Ｂ）と樹脂基板２の外周側面２ａとの間に隙間（図示せず）を設けてもよい。この隙間を設けることによって、弾性シート１５がシート厚方向に圧縮された場合に、弾性シート１５の伸縮がスムーズとなり、弾性シート１５に破損等が生じ難くなる。また、弾性シート１５に形成される挿通穴１５ａは、弾性シート１５の外周端まで開口して外周側領域１５Ｂを切欠いた切欠部（図示せず）であってもよい。

図９に示すような回転砥石１Ｂでは、段部２０ｃが形成されたリベット１７を使用することで、使用（加工）の際に、弾性シート１５がシート厚方向に過剰に圧縮されることがなく、弾性作用が妨げられることがないため、弾性シート１５が加工の際の振動をさらに吸収すると共に、衝撃をさらに和らげる作用を奏する。また、リベット１７が、使用（加工）の際の振動によって樹脂基板２に食い込むこともさらに防止できる。したがって、リベット１７における段部２０ｃを形成する小径部２０ａと大径部２０ｂとの外径比は、弾性シート１５が振動および衝撃吸収作用を奏することが可能となると共に、回転砥石１Ａの軽量化に寄与できれば特に限定されるものではないが、（大径部の外径）／（小径部の外径）＝１．３〜３．０であることが好ましい。

また、回転砥石１Ｂは、弾性シート１５を備える場合には、前記した段部２０ｃが形成されたリベット１７を使用せずに、前記したスリーブ１６（図６参照）を用いることによって、弾性シート１５が過剰に圧縮されるのを防止してもよい（図示せず）。

本発明に係る回転砥石１Ｂは、図１０に示すように、金属円環板８として、内周端８Ａ（内周端部）から回転中心側に張り出す張出部２１を有する金属円環板８であることが好ましい。そして、金属円環板８は、留め具１３（図８参照）を挿通するために形成される挿通穴９ａが、張出部２１と同一の半径方向の位置で固定面１０に開口するように形成されている。

図１０に示すような回転砥石１Ｂでは、金属円環板８が張出部２１を有することによって、金属円環板８の固定面１０における内周端８Ａと挿通穴９ａとの間の距離が広く確保され、使用の際の振動または衝撃によって内周端８Ａ側に亀裂が発生しても、その亀裂が挿通穴９ａまで伝播することがないため、金属円環板８が破断することがなく、強度が向上する。その結果、回転砥石１Ｂの破損が生じず、作業者に対する安全性が向上する。

図示しないが、金属円環板８の強度向上のためには、金属円環板８の内周端８Ａと外周端８Ｂとの間の半径方向の距離で定義される金属円環板８（固定面１０）の幅が、内周端８Ａと挿通穴９ａとの間の距離が広く確保される幅で全周に亘って形成されている形状が
好ましい。しかしながら、このような形状では、金属円環板８の強度向上は図れるものの、金属円環板８の重量が重くなり、回転砥石１Ｂを軽量化し難くなる。これに対して、図１０に示すような回転砥石１Ｂの金属円環板８においては、張出部２１を有さない領域では内周端８Ａが外周端８Ｂ側にへこんだ形状となるため、へこんだ領域の重量だけ金属円環板８が軽くなり、回転砥石１Ｂを軽量化し易くなる。

前記したように、金属円環板８の強度を向上させるために、張出部２１が形成された領域での内周端８Ａから挿通穴９ａまでの幅ｗＡ、挿通穴９ａから外周端８Ｂまでの幅ｗＢ、張出部２１が形成されない領域での内周端８Ａから砥石片１２が固定される溝部８ｂまでの幅ｗＣは、各々１．０ｍｍを超えることが好ましく、２．０ｍｍ以上がさらに好ましい。幅ｗＡ、ｗＢ、ｗＣの各々が１．０ｍｍ以下であると、使用（加工）の際に金属円環板８の強度が不足して亀裂等が発生し易くなる。また、幅ｗＡ、ｗＢ、ｗＣの各々の上限値は、金属円環板８の重量が重くなり過ぎないように適宜設定することが好ましい。

次に、回転砥石１Ｂの動作について説明する。
図８に示すように、回転砥石１Ｂを被加工材の加工に用いる際には、樹脂基板２に回転工具５１の駆動機構５２をナット等で取り付けて固定し、固定した回転砥石１Ｂを回転させ、被加工材に金属円環板８に固定された砥石片１２を押し当てる。この際に、回転砥石１Ａ（図２参照）と同様に、回転砥石１Ｂでは、加工の際に樹脂基板２が適度にしなることによって、砥石片１２が受ける振動または衝撃を樹脂基板２が吸収または和らげる。また、留め具１３が被加工材に接触しない。その結果、平滑性に優れた加工状態を得ることができる。また、回転砥石１Ｂが、弾性シート１５をさらに備える場合には、砥石片１２が受ける振動または衝撃を弾性シート１５がさらに吸収または和らげる。

なお、回転砥石１Ａ、１Ｂにおける砥石片１１，１２を、図１１及び図１２に示すようにリング状の一体物として設けた構成としても構わない。また、すでに説明した構成は同じ符号を付して説明を省略する。
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、回転砥石１Ｃは、固定面１０にリング状に連続した砥石片１００を固定しても構わない。そして、図１１（ａ）に示すように、樹脂基板２Ａは、その外周側の形状が円環状の弾性部材１５の外縁に沿って湾曲した外周縁部２２ａを有するように形成されている。この外周縁部２２ａは、その金属円環板８の外周縁よりも内側に位置すると共に、金属円環板８に対面する面が金属円環板８に非接触となるように形成されている。なお、ここでは、一例として、回転砥石１Ｃは、金属円環板８の固定面１０の周縁部に活性金属を含むロウ材でダイヤモンド砥粒を真空中で固定することでリング状の砥石片１００として設けている。

また、図１２に示すように、回転砥石１Ｄは、リング状の砥石片２００を備え、他の構成は図１１（ａ）に示す回転砥石１Ｃと同様である。砥石片２００は、リング状に形成されると共に、外周側から内周側に向かって突出する突出砥石部２０１が残りのリング状の砥石面と同じ厚みで、周方向に離散して複数（図面では３か所）設けられている。また、砥石片２００は、砥石表面に溝部２０２が形成されている。この溝部２０２は、回転砥石１Ｄの半径方向に対して傾斜する方向であって、溝部２０２の外方部が回転方向に傾いた方向にとなるように形成されている。なお、溝部２０２は、一般的に使用されるこの種の砥石に形成された幅および深さと同程度となる構成でかまわない。また、回転砥石１Ｄは、固定面１０に砥石片２００を焼結により固定するときに、固定面１０上に焼結時の密着性が上がるように銅メッキを施している。

回転砥石１Ｃ，１Ｄでは、回転砥石１Ａ、１Ｂと同様に、加工作業、切削作業を行う際に樹脂基板２Ａが適度にしなることによって、砥石片１００，２００が受ける振動または衝撃を樹脂基板２Ａが吸収または和らげる。そして、回転砥石１Ｃ，１Ｄでは、加工作業、切削作業中に、リベット１７が被加工材に接触しない。その結果、回転砥石１Ｃ，１Ｄでは、被加工材を、平滑性に優れた加工状態にすることができる。また、回転砥石１Ｃ，１Ｄは、樹脂基板２Ａの外周縁部２２ａが金属円環板８の外縁よりも内周側に位置しているので、しなり易く加工作業、切削作業等の作業性をより向上することができる。
以上のように回転砥石１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄでは、砥石片１１，１２，１００，２００が固定面１０の周縁部に所定間隔で間欠的に複数あるいはリング状に一体物として設けられる構成であっても、樹脂基板２，２Ａが適度にしなり、また、弾性シート１５が振動や衝撃力を吸収するので、全体の重量を軽減し作業性に優れ、被加工材の平坦性を向上させることが可能となる。なお、図１、図５、図７、図１０で示す回転砥石において、外周側面２ａ及び弾性シート１５の構成を、図１１、図１２における樹脂基板２Ａの外周縁部２２ａ及び弾性シート１５のように、金属円環板８外縁よりも内側に配置するように構成しても構わない。

次に、本発明に係る回転砥石の実施例について説明する。
＜実施例＞
以下に示す部材を用いて、図１、図２に示す回転砥石を作製した。
（樹脂基板）
エンズィンガー社製のガラス繊維樹脂（製品名：ＴＥＣＡＭＩＤ６６ＧＦ
３０）からなり、基板の外径（外幅）Ｄ１＝１２３ｍｍ、基板の板厚＝３．５ｍｍ、凹部の内径（内幅）Ｄ２＝６０ｍｍ、凹部の高さＨ＝１３ｍｍ、凹部の傾斜角度θ＝７３度の基板を用いた。
（金属円環板）
板幅＝３０．５ｍｍ、板厚＝１．０ｍｍのＳＫ５（炭素工具鋼）製の円環板を用いた。（留め具）
外径＝４．０ｍｍのステンレス製のリベットを用いた。
（砥石片）
ダイヤモンド砥粒からなる砥石片（６ｍｍ×２０ｍｍ×４．５ｍｍ）を用い、金属円環板の周縁部に一体焼結によって固定した。
（弾性シート）
板幅＝３０．５ｍｍ、板厚＝１．０ｍｍのゴム製の円環板を用いた。

＜比較例＞
樹脂基板の代わりにスチール製の基板を用いたこと以外は、実施例と同様の部材を用いて、図１、図２に示す回転砥石を作製した。

作製した実施例および比較例の回転砥石の質量を測定した。その結果を表１に示す。また、実施例および比較例の回転砥石を日立工機製のサンダー（ＰＤＡ−１００Ｈ）に取り付けた。このサンダーを用いて、エポキシ樹脂を２回刷毛塗りした塗膜付き鉄板の表面を
研磨した。塗膜付き鉄板は、サンダーによる研磨によって、塗膜が除去され、下地の鉄板が露出した。この露出した下地の鉄板の表面粗さを表面粗さ計（ミツトヨ社製、型式：ＳｕｒｆＴｅｓｔ−４）で測定し、研磨状態の指標とした。その結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例の回転砥石では、比較例の回転砥石に比べて、軽量化がなされ、かつ、表面粗さも小さくなり、平滑性に優れた研磨状態を得ることができた。

また、実施例の回転砥石を用いて、以下の条件で回転衝撃テストを実施した。１０カットの回転衝撃テスト後、実施例の回転砥石には、疲労破壊した部分が全く観察されなかった。
（使用サンダー）日立工機製ＰＤＡ−１００Ｈ、１２０００ｍｉｎ−１
（被加工材）市販コンクリート板、３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み３ｃｍ
（加工条件）１つの砥石片に掛かる荷重：剪断方向で４ｋｇ、切込み：約３ｍｍ、
１カット切断距離：３０ｃｍ

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ回転砥石
２、２Ａ樹脂基板
３凹部
４設置面
４ａ挿通穴
５傾斜面
６中央平面
７取付穴
８金属円環板
９当接面
９ａ挿通穴
１０固定面
１１、１２、１００，２００砥石片
１３、１３Ａ、１３Ｂ留め具
１４頭部
１５弾性シート
１５ａ挿通穴
１６スリーブ
１７リベット
２０胴部
２０ａ小径部
２０ｂ大径部
２０ｃ段部
２１張出部
５１回転工具
５２駆動機構
ｄ、ｄＡ、ｄＢ所定間隔
θ 所定角度

Claims

砥石片が配設される円板状に形成された樹脂基板の中央部が突出した凹部を有し、前記凹部の中央平面に形成した取付穴で回転工具の駆動機構に取り付けられるカップ型回転砥石であって、
ナイロンにガラス繊維を添加したガラス繊維樹脂から形成され、前記砥石片を配設する平板状の設置面と、前記設置面から連続して所定角度に立ち上げて形成された前記凹部の傾斜面と、前記傾斜面から連続して形成され前記取付穴が形成された前記凹部の前記中央平面とを備える前記樹脂基板と、
前記設置面に当接する当接面と、前記当接面の反対側で前記砥石片が固定される固定面とを備える円環板状に形成された金属板材からなる金属円環板と、
前記設置面と前記当接面との間に介在した円環板状の弾性材料からなる弾性シートと、
前記固定面の周縁部に所定間隔で、又は、リング状に固定された前記砥石片と、
前記弾性シートを介して前記設置面と前記固定面とを前記砥石片が固定された位置を除く位置で挿通して、前記樹脂基板と前記金属円環板とを一体に接合する複数の留め具とを備え、
前記留め具は、前記設置面および前記固定面の周方向に所定間隔で複数配置され、各々の前記留め具は、前記金属円環板側の頭部が前記固定面と同一平面となる位置、または、所定深さで前記固定面から前記樹脂基板側に入り込んだ位置となるように、前記弾性シートを介して前記樹脂基板と前記金属円環板とを接合し、
前記留め具がリベットであって、前記リベットの胴部は、前記金属円環板を挿通する小径部と、前記樹脂基板および前記弾性シートを挿通する大径部との間に段部が形成されていることを特徴とするカップ型回転砥石。
前記留め具を挿通させるために形成される前記樹脂基板および前記弾性シートの各々の挿通穴を連通するように配置される円筒状のスリーブをさらに備え、前記金属円環板を挿通する前記留め具が前記スリーブ内を挿通して前記樹脂基板、前記弾性シートおよび前記金属円環板とを一体に接合することを特徴とする請求項１に記載のカップ型回転砥石。
前記砥石片は、一体焼結によって前記固定面に固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカップ型回転砥石。