回転研削工具およびその製造方法
【課題】静音特性に優れ研削時の騒音を抑制することができる、安価な回転研削工具の提供。
【解決手段】金属円盤２の表面の少なくとも一部に、２０個／ｃｍ2以上の面密度となるようにモース硬度９を超える硬質粒子８を蝋付け接合してなる研削面９を有し、前記金属円盤を支えるホルダーは、その中心部に回転駆動装置の回転軸に取付ける取付部を有し、前記金属円盤と前記ホルダーとを結合してなる静音特性に優れた回転研削工具。
【解決手段】金属円盤２の表面の少なくとも一部に、２０個／ｃｍ2以上の面密度となるようにモース硬度９を超える硬質粒子８を蝋付け接合してなる研削面９を有し、前記金属円盤を支えるホルダーは、その中心部に回転駆動装置の回転軸に取付ける取付部を有し、前記金属円盤と前記ホルダーとを結合してなる静音特性に優れた回転研削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転研削工具およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁、プラント、船舶、建築物等の鋼構造物は、時間の経過とともに錆が生じる。例えば、橋梁等の鋼構造物の部材等として、近年、腐食速度の遅い耐候性鋼等の耐食性合金鋼が用いられているが、曝される環境条件によっては、厚く、緻密で、密着性が高い層状錆やうろこ状錆等が形成される。このような錆が生じると鋼構造物は劣化するので、錆を除去して母鋼材に塗装を施し延命化を図る必要がある。特に錆が厚くなっている場合、できるだけ早急に厚い錆を除去し塗装しなければ、鋼構造物の使用において、安全上の問題が生じる可能性がある。
【０００３】
また、例えば製鉄工程では、生産計画の都合により、大量の鋼鋳片が屋外に長期保管される場合があるが、製鉄所は通常、臨海地域に存するので飛来塩分等の影響を受け、当該鋼鋳片には厚い錆が形成され得る。このような場合、熱延工程で処理する前に厚い錆を除去する必要がある。製品の表面に疵やヘゲが入り、商品価値を落としてしまうからである。
【０００４】
しかしながら、上記鋼構造物や鋼鋳片などに形成された錆を完全に除去することは、技術的に非常に困難である。また、このような厚い錆を除去する作業では、通常、大きな騒音が発生するので、作業者への負担が大きく好ましくない。
【０００５】
例えば、従来、鋼材上に発生した錆を除去するためには、アルミナ系やシリコンカーバイド系の砥石グラインダーやペーパーグラインダーが用いられてきたが、錆が厚く、緻密で密着性が高い場合、研削材であるアルミナやシリコンカーバイドよりも、錆の方が高硬度であるため、これを用いて研削することはできない。
また、ジェットタガネ等の動力工具を用いて、厚く強固な錆を除去する方法が考えられるが、この場合、荒く研削することはできたとしても、細部まで研削する作業、すなわち、鋼材表面に薄く密着した錆までも除去して、塗装下地処理として十分な鋼材表面の露出状態とすることは困難である。また、この場合、研削時の騒音が大きく、作業者に多大な負担が生じる点が問題である。
また、ブラスト法によって除去することが考えられるが、騒音が大きく、装置が大掛かりで、高コストになる難点がある。
【０００６】
そこで本発明者は、特許文献１において、橋梁等の大面積を有する鋼構造物に形成された厚く、固着力の強い錆を簡単かつ高速に、効率的かつ効果的に、しかも低コストでありながら安全で作業性が良く、錆の除去から鋼面露出までを一気に行える、さび除去および素地調整に優れた回転研削工具を提案した。この回転研削工具は、金属回転盤の研削面に、特定面密度となるように、特定硬度の硬質粒子を特定量露出するように配置したものである。また、特許文献１には、研削盤面は研削盤面の法線と回転中心軸とのなす角度が１°以上４５°以下となる部分を有し、研削周面は、回転中心に平行な断面の曲率半径Ｒが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下となる部分を有する曲面状の回転研削工具が記載されており、このような曲面状の研削面を有する具体例のみが、図示されている。
【０００７】
また、このような回転研削工具に関連したものとして、特許文献２では、ディスクの研削機能面にダイヤモンド粒片を複数個固着した研削用ダイヤディスクにおいて、共通の回転軌跡上にあって回転方向において前後するダイヤモンド粒片間の離隔距離を、径方向において隣り合う回転軌跡上にあって近接するダイヤモンド粒片との離隔距離より長く設定したことを特徴とする研削用ダイヤディスクが提案されている。特許文献２には、このような研削用ダイヤディスクによって、従来の市販製品と何ら変わることなく使用でき、しかも全てのダイヤモンド粒片が有効に且つ均等に研削作業に寄与せしめることができ、長時間使用しても各ダイヤモンド粒片に磨耗むらが生じにくく、さらに、ディスク面の中央部位から外周縁への研削屑の排出性が良好な、研削用ダイヤディスクを提供することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３０７７０１号公報
【特許文献２】特開２００９−６４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１または２に記載のものは、研削時の騒音が大きく作業者に負担になる点で改善が不十分であった。また、特許文献１または２に記載のものは比較的高価であるという問題があった。
【００１０】
また、特許文献１に具体的に説明されている曲面状の研削面を有する回転研削工具を用いた場合、層状の錆を効率的に研削することは困難であった。錆の表面に研削面を押し当てても、研削面が曲面状であるので、実際に錆に接触するのは研削面の一部分（概ね３分の１程度）でしかないからである。
また、特許文献１または特許文献２に記載の曲面状または平面状の回転研削工具を用いて、構造物の隅に存在する錆を研削することは困難である。例えば床と壁との境界部分に存在する錆を、特許文献１または特許文献２に記載の回転研削工具によって除去することは非常に困難である。特許文献１に記載の曲面状の研削面の場合、床と壁との境界部分に研削外周面を押し当てることが困難だからである。また、特許文献２に記載の平面状の研削面を有する形状の場合、当該境界部分に研削面の一部を押し当てることができたとしても、押し当てられる研削面の面積がわずかでしかないので、効率的に研削することはできない。
【００１１】
すなわち、静音特性に優れ研削時の騒音を抑制することができ、比較的安価であり、さらに、層状の錆と構造物の隅に存在する錆との両方をより効率的に研削できる回転研削工具は、従来、開発されていなかったのである。
【００１２】
本発明の目的は、静音特性に優れ研削時の騒音を抑制することができる、安価な回転研削工具を提供することにある。
また、さらに層状の錆と構造物の隅に存在する錆との両方を、より効率的に研削できる回転研削工具を提供することにある。
また、さらにこのような回転研削工具の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は次に示す（１）〜（１１）である。
（１）金属円盤の表面の少なくとも一部に、２０個／ｃｍ2以上の面密度となるようにモース硬度９を超える硬質粒子を蝋付け接合してなる研削面を有し、
前記金属円盤を支えるホルダーは、その中心部に回転駆動装置の回転軸に取付ける取付部を有し、
前記金属円盤と前記ホルダーとを結合してなることを特徴とする、静音特性に優れた回転研削工具。
（２）前記金属円盤の表面は、前面、斜面、側面および裏面を有し、前記金属円盤の中心側から外周側へ向かって、前面、斜面および側面がこの順に連続して存在し、裏面は側面と隣合っており前面および斜面の裏側に存在し、
前面は回転中心軸と垂直な面であり、側面は回転中心軸と平行な面である、
上記（１）に記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（３）前記回転研削工具が、前記金属円盤と前記ホルダーとをボルトを用いて結合してなるものであることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（４）前記金属円盤と前記ホルダーの結合により前記取付部の前面に形成される空間体積が、７０００ｍｍ3以上である、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（５）前記金属円盤は厚さが３．０〜６．０ｍｍで、質量が１００〜１０００ｇであり、
前記ホルダーは厚さが３〜１０ｍｍであり、
前記金属円盤の裏面面積に対する前記金属円盤と前記ホルダーとの接触面積率が３０〜１００％である、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（６）前記金属円盤はステンレス鋼からなり、前記ホルダーはアルミニウム合金からなる、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（７）前記金属円盤の斜面が階段状となっている、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（８）前記金属円盤の前面および斜面を前面側から見た場合の各々の投影面の直径方向における幅をＷ1およびＷ2とした場合に、Ｗ1／Ｗ2＞２．０であり、Ｗ2は１ｍｍ以上である、上記（１）〜（７）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（９）前記金属円盤の斜面の面積が４００ｍｍ2以上である、上記（１）〜（８）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（１０）前記金属円盤と前記ホルダーとの間または結合部の少なくとも一部に、有機物、無機物または金属からなる振動吸収材を挟んだことを特徴とする、上記（１）〜（９）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（１１）前記金属円盤の前面、斜面、側面および裏面の少なくとも一部に、モース硬度９を超える硬質粒子の平均粒子径の２０〜６０％の厚さとなるように、有機バインダーを混ぜた蝋材粉末を塗布し、その上に前記硬質粒子を２０個／ｃｍ2以上の面密度となるように付与し、１０-4Ｔｏｒｒ以下の減圧下で、１０００〜１０４０℃の温度で１０〜５０分保持して研削面を有する金属円盤を得て、その後、前記金属円盤と前記ホルダーとを結合して、上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の回転研削工具を得る、静音特性に優れた回転研削工具の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、静音特性に優れ研削時の騒音を抑制することができる、安価な回転研削工具を提供することができる。また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、層状の錆と構造物の隅に存在する錆との両方を、より効率的に研削できる回転研削工具を提供することができる。また、さらにこのような回転研削工具の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】特定の硬質粒子を蝋付け接合した金属円盤の好適実施態様を示す概略斜視図である。
【図２】ホルダーの好適実施態様を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の研削工具の好適実施態様を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の研削工具の好適実施態様を示す概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】本発明の研削工具に対する比較例を示す概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明について説明する。
本発明は、金属円盤の表面の少なくとも一部に、２０個／ｃｍ2以上の面密度となるようにモース硬度９を超える硬質粒子を蝋付け接合してなる研削面を有し、前記金属円盤を支えるホルダーは、その中心部に回転駆動装置の回転軸に取付ける取付部を有し、前記金属円盤と前記ホルダーとを結合してなることを特徴とする、静音特性に優れた回転研削工具である。
このような回転研削工具を、以下では「本発明の研削工具」ともいう。
【００１７】
本発明の研削工具について図１〜図４を用いて説明する。
図１は、特定の硬質粒子８を蝋付け接合した金属円盤２の好適実施態様を示す概略斜視図である。また、図２は、金属円盤２を支えるためにこれに結合するホルダー３の好適実施態様を示す概略斜視図である。また、図３は、図１に示す金属円盤２と、図２に示すホルダー３とを結合してなる、本発明の研削工具１の好適実施態様を示す概略斜視図である。そして、図４は、図３に示す本発明の研削工具１の正面図および断面図である。
なお、図１〜図４は、本発明の研削工具における好適実施態様を示すものであり、本発明の研削工具はこのような態様に限定されるものではない。
【００１８】
＜金属円盤＞
図１に示すように、金属円盤２は中心部に円形の穴を有するドーナツ型の円盤である。
このような金属円盤２の表面に特定の硬質粒子８を蝋付け接合する。
【００１９】
ここで硬質粒子８はモース硬度が９を超えるものであり、このような硬質粒子８を２０個／ｃｍ2以上の面密度となるように金属円盤２の表面に蝋付け接合した部分は、本発明の研削工具１における研削面９となる。硬質粒子については、後に詳細に説明する。
【００２０】
また、本発明の研削工具１では、金属円盤２の前面のみならず側面（外周部分）にも硬質粒子が接合されている。また、図１に表れていないが、側面から裏面（例えば裏面の外周の幅４ｍｍ程度の領域）にかけても硬質粒子が接合されている。裏面にまで硬質粒子を付けるようにすることで、側面に十分量の硬質粒子を付けることができる。
【００２１】
なお、図１に示す金属円盤２は、ホルダー３と結合するために用いるボルト６を通すための孔４を３つ有している。
【００２２】
＜ホルダー＞
図２に示すように、ホルダー３はその中心部に取付部７を有している。取付部７は、本発明の研削工具１を回転駆動装置の回転軸に取り付けるためのものであり、図２においては取付孔として示されている。すなわち、本発明の研削工具１において取付部７は、取付孔そのものである。
【００２３】
また、図２に示すホルダー３は、図１に示した金属円盤２と結合するために用いるボルトを通すための孔５を３つ有している。
【００２４】
＜本発明の研削工具＞
図３に示す好適実施態様である本発明の研削工具１は、図１に示した、特定の硬質粒子８を蝋付け接合した金属円盤２と、図２に示したホルダー３とを、３つのボルト６を用いて結合したものである。
【００２５】
このような本発明の研削工具は、使用する際に発生する生じる騒音が顕著に抑制されるものである。本発明者は、金属円盤とホルダーとの間に存在するわずかな隙間や、金属円盤とホルダーとの結合により前記取付部の前面に形成される一定以上の大きさの空間が、発生する騒音の抑制に寄与していると考えている。
また、金属円盤とホルダーとの間または結合部の少なくとも一部に、有機物、無機物または金属からなる振動吸収材（すなわち、有機物、無機物および金属からなる群から選ばれる少なくとも１つを主成分とする振動吸収剤）を挟むと、より騒音が抑制されるので好ましい。具体的には、金属円盤とホルダーとの間にポリウレタン等の有機物のシートを挟み結合することが該当する。また、金属円盤の前面に形成した孔に有機物、無機物または金属からなるＯ−リングを入れ、六角穴付き皿ボルトを用いて、金属円盤とホルダーとを結合することが該当する。
【００２６】
また、本発明の研削工具は金属円盤とホルダーとを分離することができるので、使用することで金属円盤が損傷した場合、金属円盤のみを新しいものに取り換え、ホルダーを再度利用することができる。これに対して例えば特許文献１または２に記載の従来の研削工具のように金属円盤とホルダーとに分離できない態様であると、使用により研削工具が損傷した場合、ホルダーに相当する部分が健全であったとしても、研削工具の全体を交換する必要が生じる。本発明の研削工具のように金属円盤のみを取り換えればよい場合、ホルダーを再利用できる分、消耗品である本発明の研削工具を利用することによるコストを削減できるので好ましい。また、例えば金属円盤をステンレスから形成し、ホルダーをアルミニウムから形成すると、さらに加工費や素材費を抑制できるので好ましく、加えてホルダーをアルマイト処理すれば、ステンレスよりもアルマイト処理したアルミニウムの方が錆びないので、この点でも好ましい。
なお、金属円盤はステンレス鋼からなると好ましいが、ニッケル基合金、合金鋼、鋼（普通鋼等）からなるものであってもよい。同様に、ホルダーはアルミニウム合金からなると好ましいが、銅合金、マグネシウム合金、チタンおよびチタン合金からなるものであってもよい。
【００２７】
また、ボルトの頭部は本発明の研削工具における研削面の一部となっていることが好ましい。すなわち、図３に示す好適実施態様のように、ボルト６の頭部には蝋付けされていないことが好ましい。層状の錆を研削する際に、層状の錆への衝撃力を高めることができるからである。
なお、図３に示す本発明の研削工具１の場合、ボルト６を３つ有しているが、本発明の研削工具においてはボルトを２〜４つ有していてもよい。金属円盤とホルダーとの締結作業の効率性と使用時における研削面の安定性とを両立させるためには、高速回転する本発明の研削工具のバランスを考慮し、等間隔で３つのボルトを用いて金属円盤とホルダーとを結合することが好ましい。また、研削面の一部となるボルトの頭部に蝋付けしない場合、ボルトの数が多くなるほど研削面の面積は相対的に小さくなるが、当該部位が存することで層状の錆を研削する際の層状の錆への衝撃力を高めることができるので、それらのバランスから３つ程度であると最も研削効率が高まるのである。また、ボルト用の孔は図１に示すように等間隔で形成されていることが好ましい。研削効率が高まるからである。
【００２８】
次に、図１〜図３に示した好適実施態様である本発明の研削工具１の形状等について、図４を用いて説明する。本発明の研削工具の形状は特に限定されないが、図４を用いて説明する形状であると好ましい。
図４（ａ）は概略正面図、すなわち、前面側から見た場合の図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。ここで、前面側から見た場合の図とは、前面側から、本発明の研削工具における回転中心軸に平行に見た場合の図を意味するものとする。
なお、図４は、理解を容易にするため、特定の硬質粒子８およびこれを蝋付け接合するために用いる蝋は記していない。
【００２９】
本発明の研削工具１において、金属円盤２の表面は、前面２１、斜面２２、側面２３および裏面２４を有する。これらは少なくとも各々の一部に硬質粒子が蝋付け接合され、研削面となる部分である。
また、図４に示すように、金属円盤２の中心側から直径方向に外周側へ向かって、前面２１、斜面２２、および側面２３がこの順に連続して存在する。側面２３は金属円盤２における回転中心軸と平行な面であるので、図４（ａ）には表れない。図４（ａ）に表れるのは前面２１および斜面２２である。前面２１は後述するように定義される部分であり、斜面２２は、本発明の研削工具１を前面側から見た場合における（すなわち、図４（ａ）における）前面２１の外周側に存在する部分である。
また、図４（ｂ）に示すように、裏面２４は側面２３と隣合っており、金属円盤２における、前面２１および斜面２２の裏側に存在する面である。
【００３０】
＜前面＞
金属円盤における前面について説明する。
前面２１は、本発明の研削工具１の回転中心軸Ｙと垂直な面である。
ここで「回転中心軸と垂直な面」とは、金属円盤の表面における、その法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θが０〜５°である部分を意味するものとする。前面２１の表面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θは０〜２°であることが好ましく、０〜１°であることがより好ましく、０〜０．５°であることがさらに好ましい。０°に近いほど、層状の錆を研削する際に、錆と研削面とが接触する面積が大きくなり、効率的に研削できるからである。
【００３１】
また、金属円盤の前面２１と斜面２２との境界線を境界線Ｌとすると、金属円盤の表面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θが５°以下から５°超へ変化する線が境界線Ｌであるともいえる。また、前面２１は境界線Ｌから中心側に存在する面であり、斜面２２は境界線Ｌの外周側の面ともいえる。
【００３２】
ここで、斜面２２が図４に示すような階段状の場合、斜面は「その法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度が０〜５°（図４に示す場合は０°）である部分」を含んでいる。
このように金属円盤において「その法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度が０〜５°である部分」が複数存在する場合、最も中心側（回転中心軸Ｙ側）に存在するものを前面とし、それ以外の面は斜面とする。
また、断面が階段状の斜面のように、斜面が複数面からなっている場合、その複数面の全てをまとめて斜面と称する。
図４に示す好適実施態様のように斜面の断面が階段状であると、硬質粒子をより強固に蝋付け接合することができるので好ましい。
【００３３】
＜側面＞
次に、金属円盤における側面について説明する。
側面２３は、本発明の研削工具１の回転中心軸Ｙと平行な面である。
すなわち、側面２３は、その法線Ｘと回転中心軸Ｙとが９０°の角度θをなす部分を意味する。
【００３４】
ここで、図４に示すような断面が階段状の斜面２２は「その法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θが９０°となる部分」を含んでいるが、金属円盤において「その法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θが９０°となる部分」が複数存在する場合、最も外周側に存在するものを側面とする。
【００３５】
＜斜面＞
次に、金属円盤における斜面について説明する。
斜面２２は、上記のように定義した前面２１と側面２３との間に存在する面の全て（前面と側面とを繋ぐ面）を意味するものとする。斜面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度は特に限定されない。当該角度については後述する。
【００３６】
＜各面の大きさ等＞
次に金属円盤の前面および斜面の大きさの関係について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）は金属円盤２を前面から回転中心軸に平行に見た場合の投影面（正投影面）とみなすことができるが、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、前面２１を前面側から見た場合の投影面の直径方向における幅をＷ1とし、同様に、斜面２２を前面側から見た場合の投影面の直径方向における幅をＷ2とした場合、好適実施態様である本発明の研削工具１では、Ｗ1／Ｗ2＞２．０となる。
このように本発明の研削工具は、上記のように定義されるＷ1とＷ2との比（Ｗ1／Ｗ2）が２．０超であることが好ましく、３．０以上であることがより好ましく、４．０以上であることがより好ましく、４．５以上であることがさらに好ましい。また、Ｗ1／Ｗ2は、５０．０以下であることが好ましく、１０．０以下であることがより好ましく、７．０以下であることがより好ましく、５．０以下であることがさらに好ましい。
【００３７】
また、好適実施態様である本発明の研削工具１では、Ｗ2は１ｍｍ以上である。
このように本発明の研削工具ではＷ2は１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましく、３．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、Ｗ2は２０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３８】
好適実施態様である本発明の研削工具１は、Ｗ2が１ｍｍ以上であり従来品と比較してＷ2が大きいので、構造物の隅（例えば床と壁との境界部）に存する錆を効率的に研削することができる。また、Ｗ2に対してＷ1は十分大きいので、層状の錆を効率的に研削することができる。
Ｗ2は上記のような長さ確保されており、かつ上記のようなＷ1／Ｗ2を満たすようにＷ1も十分に大きいので、好適実施態様である本発明の研削工具１によれば、層状の錆と構造物の隅に存する錆との両方をより効率的に研削することができる。
【００３９】
＜金属円盤の斜面の角度＞
次に、金属円盤の斜面の角度について説明する。
本発明の研削工具１の場合、金属円盤２の斜面は断面が階段状であるので、その斜面角度を決定することは困難である。そこで、本発明の研削工具においては、次のようにして求めた値を斜面の角度θとする。
【００４０】
具体的には、金属円盤の前面と斜面との境界（すなわち境界線Ｌ）と、金属円盤の斜面と側面との境界とを直線的に繋いで仮想の平面を得て、この平面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度を、金属円盤の角度θとする。本発明の研削工具において、ここで求められた角度θは３０〜８０°であることが好ましく、４０〜７０°であることがより好ましく、４０〜６５°であることがより好ましく、４０〜６０°であることがより好ましく、４４〜４６°であることがさらに好ましい。このような角度であると、構造物の隅に存する錆をより効率的に研削することができるからである。
【００４１】
＜金属円盤の斜面の面積＞
また、本発明の研削工具において、金属円盤の斜面の面積は４００ｍｍ2以上であることが好ましく、１１００ｍｍ2以上であることがより好ましく、１４００ｍｍ2以上であることがさらに好ましい。また、３０００ｍｍ2以下であることが好ましく、２３００ｍｍ2以下であることが好ましく、１９００ｍｍ2以下であることがより好ましく、１６００ｍｍ2以下であることがさらに好ましい。金属円盤の斜面の面積がこのような範囲であると、構造物の隅に存する錆をより効率的に研削することができるからである。
なお、金属円盤の斜面の面積についても、前述の角度と同様に考えるものとする。すなわち、金属円盤の前面と斜面との境界（すなわち境界線Ｌ）と、金属円盤の斜面と側面との境界とを直線的に繋いで仮想の平面を得て、この平面の面積を、上記角度θ、Ｗ2および金属円盤の半径、金属円盤の側面の幅Ｗ3等から算出して求めた値とする。
【００４２】
＜取付部の前面の空間体積＞
次に本発明の研削工具における取付部の前面の空間体積について説明する。
本発明において「取付部の前面の空間」とは、本発明の研削工具における金属円盤の前面よりも中心側に存在する部分に囲まれる空間を意味するものとする。すなわち、図４（ｂ）において点線で囲った空間Ｖを意味するものとする。
本発明においては、このような取付部の前面の空間の体積は７０００ｍｍ3以上であることが好ましく、１１０００ｍｍ3以上であることがより好ましく、１５０００ｍｍ3以上であることがさらに好ましい。このような場合、研削時の騒音をより抑制することができるからである。
なお、取付部の前面の空間の体積は７００００ｍｍ3以下であることが好ましく、２４０００ｍｍ3以下であることがより好ましく、２００００ｍｍ3以下であることがより好ましく、１８０００ｍｍ3以下であることがより好ましく、１６０００ｍｍ3以下であることがさらに好ましい。当該体積が大きすぎると、用いる回転駆動装置が大型化するからである。
【００４３】
また、本発明の研削工具においては、図４（ａ）に示すように金属円盤の前面の一部に溝が形成されていることが好ましい。図４（ａ）に示す好適実施態様では、金属円盤２の前面２１に溝２５が３つ形成されている。このような溝が形成されていると、研削面における溝の上に形成された部分が他の部分に対して凹むので、上記のボルトを有する場合と同様の理由で、研削効率が高まるからである。溝の深さ、数、大きさ等は特に限定されないが、２〜４つが好ましく、３つであることがより好ましい。また、溝の深さは１〜５ｍｍが好ましく、１〜４ｍｍがより好ましく、１〜３ｍｍがより好ましく、１〜２ｍｍであることがさらに好ましい。また、上記ボルトを有する場合と同様に、溝は図４（ａ）に示すように等間隔で形成されていることが好ましい。研削効率が高まるからである。
【００４４】
本発明の研削工具では、金属円盤の質量が１００〜１０００ｇであることが好ましく、１２０〜７００ｇであることがより好ましく、１３０〜４２０ｇであることがより好ましく、１４０〜１８０ｇであることがさらに好ましい。また、金属円盤とホルダーとの合計質量は特に限定されないが、１６５〜１０６５ｇであることが好ましく、１８５〜７６５ｇであることがより好ましく、１９５〜４８５ｇであることがより好ましく、２０５〜２４５ｇであることがさらに好ましい。研削時の騒音をより抑制することができるからである。また、厚い錆への衝撃力を高めることができるからである。また、本発明の研削工具の使用時における回転数は、ディスクグラインダー駆動装置の動力部の仕様で決定されるが、衝撃力は回転研削工具の質量に依存するため、質量は大きければ大きいほうが効果的となる。しかしながら、金属円盤とホルダーとの合計質量が９００ｇを超えると、回転モーメントが高まって、作業者が回転研削工具の向きを変化させ難くなるので作業者が扱う場合は、これを上限として設定するのが良い。
【００４５】
金属円盤の厚さは３．０〜６．０ｍｍであることが好ましく、３．０〜５．５ｍｍであることがより好ましく、３．３〜４．０ｍｍであることがさらに好ましい。
また、ホルダーの厚さは、３〜１０ｍｍであることが好ましく、３．０〜６．５ｍｍであることがより好ましく、３．３〜４．０ｍｍであることがさらに好ましい。
また、金属円盤の裏面の全面積に対する前記金属円盤と前記ホルダーとの接触面積率が２０〜１００％であることが好ましい。また、この下限はより好ましくは２５％、より好ましくは３０％、より好ましくは３５％、さらに好ましくは４０％である。
金属円盤の厚さ、ホルダーの厚さ、金属円盤の裏面面積に対する前記金属円盤と前記ホルダーとの接触面積率が上記のような範囲であると、研削時の騒音をより抑制することができるからである。また、厚い錆への衝撃力を高めることができるからである。
【００４６】
本発明の研削工具において金属円盤の直径（外径）は特に限定されないが、５０ｍｍ以上であることが好ましく、９０〜２００ｍｍであることがより好ましく、１００〜１８０ｍｍであることがより好ましく、１００〜１５０ｍｍであることがより好ましく、１００ｍｍ程度であることがさらに好ましい。市販のディスクグラインダー駆動装置やハンドドリル駆動装置等の電動回転装置に装着して作業が行えるからである。直径が５０ｍｍ未満だと市販の電動回転装置に取り付けることが難しくなると同時に、大きな面積に広がる厚い錆を効率的に除去することが難しくなる。これにより、市販の電動回転装置への装着が可能となるので、現場でハンディに塗装下地処理作業が行え、大掛かりなブラスト装置等を用いる必要がなくなる。
【００４７】
次に、金属円盤の表面に蝋付け接合される硬質粒子等について説明する。
本発明の研削工具は、前記金属円盤の表面の少なくとも一部に、２０個／ｃｍ2以上の面密度となるにように、モース強度９を超える硬質粒子を蝋付け接合したものである。
このような面密度であると、作業中に硬質粒子の一部が脱落しても研削することができるので、大面積の作業であっても長い時間使用に耐えられるからである。３０個／ｃｍ2以上の面密度でモース硬度９を超える硬質粒子が蝋付け接合されることが好ましい。大面積処理の作業の効率が高まるからである。一方、６０個／ｃｍ2以上の面密度とするためにはコストアップとなり、１００個／ｃｍ2以上の面密度とするのは空間的に困難である。したがって、３０個／ｃｍ2〜６０個／ｃｍ2程度がより好ましい。
なお、この面密度は、任意の１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲内に存在する硬質粒子の数を測定することにより求めることができる。
【００４８】
本発明の研削工具において、前記金属円盤の表面にモース強度９を超える硬質粒子を蝋付け接合するのは、固着錆の硬度がモース硬度９を超えているため、モース硬度９のコランダムやアルミナでは、固着錆に研削材が研磨されてしまい、固着錆を除去するのは困難であるからである。
硬質粒子は、モース硬度が９を超えるものであれば特に限定しないが、固着錆を効率的に除去する点からは、ダイヤモンドまたはキュービックボロンナイトライドが好ましい。
また、硬質粒子は平均粒子径２００μｍ以上１０００μｍ以下のものであることが好ましい。２００μｍ以上であると目詰まりを起こし難く、研削性能が低下し難いからである。また、１０００μｍ以下であると面密度を上昇させ易く、長時間の使用性能が高まるからである。また、粒子径が大きくなると工業用ダイヤモンドのコストが高くなることにも配慮した。種々試した結果、平均粒子径は３００μｍから９５０μｍの範囲がさらに望ましく、６５０μｍから９００μｍの間に分布する粒子径の工業用ダイヤモンドまたはキュービックボロンナイトライドを用いて工具を作成するのが製造上も効率的である。なお、キュービックボロンナイトライドは粒子の破壊が工業用ダイヤモンドより起こりやすく、後者の方が長時間の使用に耐え作業性が良い。
なお、硬質粒子の平均粒子径は、蝋付け前の硬質粒子を任意に５０個採取し、その直径をノギスにより測定して得た値を単純平均して求めた値とする。
【００４９】
また、硬質粒子を蝋付けするための接合材（蝋材）は、モース硬度９超の硬質粒子と金属円盤の表面との両者に対して十分な接合性を発揮できる特性を有するものであれば、特に限定するものではなく、硬質粒子および金属円盤の材質に応じて、適切な接合材（蝋材）を選定することができる。例えば、ＪＩＳ Ｚ ３２６５に規格のニッケルろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６１に規格する各種の銀ろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６２に規格する各種の銅および黄銅ろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６３に規格する各種アルミニウム合金ろうおよびブレージングシート、ＪＩＳ Ｚ ３２６４に規格された各種りん銅ろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６６に規格された金ろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６７に規格された各種パラジウムろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６８に規格された各種の真空用金属ろう、さらにはＪＩＳ Ｚ ３２８２に規格された各種のはんだ、などからベースとなる成分系を選ぶことができる。
その中で、融点なども考慮してニッケルベースの蝋材（例えば、ＢＮｉ−１，ＢＮｉ−１Ａ，ＢＮｉ−２，ＢＮｉ−５，ＢＮｉ−７など）を好ましく用いることができる。ダイヤモンドあるいはキュービックボロンナイトライドなどの硬質粒子と接合性を向上させるために、チタン、クロムおよびジルコニウムの１種以上を０．５質量％以上添加した蝋材を用いることが好ましい。
また、蝋材にチタン、クロムおよびジルコニウムのうち１種以上を０．５質量％以上含有する蝋材を用い、金属円盤の材質にステンレス鋼を用いると、金属円盤へのモース硬度９以上の硬質粒子の接合強度が高まる。これは、硬質粒子、金属円盤および蝋材の各接合界面において冶金学的反応が起こり、中間相が形成するためである。この材料的組み合わせは、後述するモース硬度９以上の硬質粒子のシェア強度として２０Ｎ／個以上を実現するのに有効に作用する。チタン、クロム、ジルコニウムの１種以上を含有するニッケル蝋材を用いてダイヤモンドまたはキュービックボロンナイトライドの硬質粒子を堅牢に接合するためには、蝋材と金属円盤との接合強度も高める必要があるがチタン、クロムおよびジルコニウムの１種以上を含有するニッケル蝋材は、ステンレス鋼との相性がよく、合金化して堅牢な接合が得られる。金属円盤の材質にＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼を用いると、接合の堅牢性も上がり、さらに、厚い錆を除去する作業は、塩害環境におかれた鋼材上でおこなわれることが多いので、工具自体の耐食性を確保する点からも有利である。
【００５０】
本発明の研削工具は、このような接合材（蝋材）を用いて前記硬質粒子を前記金属円盤の表面に蝋付けしたものを、その一部とする。具体的には後述するように、硬質粒子の平均粒径の２０〜６０％の厚さとなるように接合材を金属円盤の表面に塗布し、その上に硬質粒子を付与する。したがって、本発明の研削工具の研削面では、硬質粒子の一部分が露出しており、残部は接合材（蝋材）の中に埋没している。
【００５１】
また、硬質粒子の平均シェア強度が２０Ｎ／個以上となるように、硬質粒子と蝋材とが接合されることが好ましい。被削鋼材面に例えばモース硬度１０のダイヤモンドが高速で衝突すると、ダイヤモンドが熱疲労で破壊を起こすことが多いが、従来はこの対策が十分ではなく、硬質粒子（砥粒）が根こそぎ脱離してしまうため、鋼面への作業を行うと短寿命となってしまっていた。しかしながら、硬質粒子の平均シェア強度２０Ｎ／個とすれば、硬質粒子が熱疲労破壊しても接合部に硬質粒子（ダイヤモンド）が脱離せず、研削作業を継続することができる。すなわち、このシェア強度は硬質粒子と蝋材との接合強度を評価するものである。シェア強度の測定は、硬質粒子が蝋付けされた金属円盤をステージ上に保持し、ロードセルに接続された超硬のつめ状ツールを用いて硬質粒子の露出部を保持し、ステージに横方向から荷重をかけて、硬質粒子が離脱した時の荷重を求めることによって行われる。例えば、測定装置として、レスカ社製ボンディングテスタを用いればシェア強度の測定が行える。
本発明において、平均シェア強度は、１０ｍｍ×１０ｍｍ（１ｃｍ2）の範囲の存在する任意の２０個以上の硬質粒子について、上述の方法で各硬質粒子の硬質粒子のシェア強度を測定し、それらの平均したものとする。
【００５２】
このように平均２０Ｎ／個以上の高い平均シェア強度を実現するためには、前述のように、チタン、クロムまたはジルコニウムのうち１種以上を０．５質量％以上含む合金を蝋材として用いることが好ましい。例えば、７０質量％Ａｇ−２８質量％Ｃｕ−２質量％Ｔｉ合金、７４質量％Ｎｉ−１４質量％Ｃｒ−３質量％Ｂ−４質量％Ｓｉ−４．３質量％Ｆｅ−０．７質量％Ｃ合金、８３質量％Ｎｉ−７質量％Ｃｒ−３質量％Ｂ−４質量％Ｓｉ−３質量％Ｆｅ合金、７１質量％Ｎｉ−１９質量％Ｃｒ−１０質量％Ｓｉ合金、７７質量％Ｎｉ−１０質量％Ｐ−１３質量％Ｃｒ合金などの蝋材（接合材）を用いることが好ましい。
【００５３】
次に本発明の研削工具の製造方法について説明する。
本発明の研削工具の製造方法は特に限定されないが、モース硬度９を超える硬質粒子の平均粒子径の２０〜６０％の厚さとなるように金属円盤の表面（すなわち、前面、斜面、側面および裏面の少なくとも一部）に有機バインダーを混ぜた蝋粉末を塗布し、その上にモース硬度９を超える硬質粒子を２０個／ｃｍ2以上の面密度となるように付与し、１０-4Ｔｏｒｒ以下の減圧下で、１０００〜１０４０℃の温度に１０〜５０分保持して研削面を有する金属円盤を得て、その後、前記金属円盤と前記ホルダーとを結合して本発明の研削工具を得る製造方法であることが好ましい。前記金属円盤と前記ホルダーとを２〜４つのボルトを用いて結合するとより好ましい。
【００５４】
また、好ましい製造条件は、平均粒子径の２５〜３５％の厚さとなるように蝋粉末を塗布し、１０-5Ｔｏｒｒ以下で、１０１０〜１０３０℃に２５〜３５分保持することである。
【実施例】
【００５５】
＜実施例１＞
図１〜図４に示した態様の回転研削工具を製造した。
初めに、図１および図２に示した金属円盤とホルダーとを用意した。金属円盤はＳＵＳ３０４製で、外径（直径）が１００ｍｍであり、内径（直径）が５４．２ｍｍのドーナツ型のものである。また、ホルダーはＡｌ−Ｍｇ系合金であるＡ５０５２を材料とするものであって、表面をアルマイト処理したものであり、外径（直径）が８０ｍｍであり、取付孔の直径が１５ｍｍのものである。
【００５６】
次に、平均粒子径が８００μｍ（標準偏差は４０μｍ）の工業用ダイヤモンド粒子を蝋付けするために、金属円盤の前面、階段状の斜面、側面および裏面に、蝋材粉末に有機バインダーを加えたペーストを塗布した。ここで蝋材粉末としてＢＮｉ−２を用い、有機バインダーとしてポリビニルアルコールを用いた。また、ペーストの厚さは、ダイヤモンド粒子の平均粒子径の４０％の厚さとなるように塗布した。なお、工業用ダイヤモンド粒子の平均粒子径は、蝋付け前の硬質粒子を任意に５０個採取し、その直径をノギスにより測定して得た値を単純平均して求めた値である。
そして、塗布したペーストの上に、工業用ダイヤモンド粒子を３５個／ｃｍ2の面密度となるように付与し、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気内で、１０２０℃の温度で３０分保持し、研削面を有する金属円盤を得た。
【００５７】
次に、得られた金属円盤とホルダーとを３つの六角穴付きボルトを用いて結合した。
そして、本発明の研削工具に該当する回転研削工具を得た。ここで得られた回転研削工具を、以下では「回転研削工具１」とする。なお、以下の実施例２等においても同様であり、例えば実施例２において得られた回転研削工具を「回転研削工具２」とする。
【００５８】
得られた回転研削工具１の具体的な態様は、次のとおりである。
金属円盤の前面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θ：０°
取付部の前面の空間体積（Ｖ）：１５４２０ｍｍ3
金属円盤の厚さ：３．５ｍｍ
金属円盤の質量：１６０ｇ
ホルダーの厚さ：３．５ｍｍ
金属円盤とホルダーとの接触面積率（金属円盤の裏面の全面積に対する金属円盤とホルダーとの接触面積率）：４０％
金属円盤の斜面の形状：階段状（図４と同様の３段、約１ｍｍの高さ）
Ｗ1：１９ｍｍ
Ｗ2：３．９ｍｍ
Ｗ1／Ｗ2＝４．８７
Ｗ3：１．０ｍｍ
金属円盤の斜面の面積：１４９０ｍｍ2
【００５９】
次に得られた回転研削工具１の性能を調べるため、騒音測定およびさび研削効率測定を行った。
初めに、耐候性鋼（ＪＩＳ Ｇ３１１４ ＳＭＡ４９０）の表面に塩水散布を行い、約１．５ｍｍの厚さの層状錆が生成させた試験材を用意した。この層状錆は孔食が少なく緻密なものであった。
次に、回転研削工具１をディスクグラインダー駆動装置に取付け、試験材の素地露出面積率が約７０％となるように錆を除去する作業を４時間行い、素地調整することができた面積を計測した。そして、さび研削効率（分／ｍ2）を算出した。また、作業位置から５ｍの地点で騒音（ｄＢ）を測定した。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１」の欄に示す。
【００６０】
＜実施例２＞
実施例１において階段状とした金属円盤の斜面の形状を、錐面状としたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具２を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具２の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例２」の欄に示す。
【００６１】
＜実施例３＞
実施例１において用いた工業用ダイヤモンドの代わりに、平均粒子径が７５０μｍ（標準偏差は５０μｍ）のキュービックボロンナイトライド（ＣＢＮ）を用いたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具３を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具３の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例３」の欄に示す。
【００６２】
＜実施例４＞
実施例１において、３５個／ｃｍ2とした工業用ダイヤモンドの面密度を、２１個／ｃｍ2としたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具４を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具４の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例４」の欄に示す。
【００６３】
＜実施例５＞
実施例１において用いた３．５ｍｍ厚、１６０ｇの金属円盤の代わりに、３．０ｍｍ厚、１４５ｇの金属円盤（材質等は同様）を用いたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具５を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具５の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例５」の欄に示す。
【００６４】
＜実施例６＞
実施例１において用いた３．５ｍｍ厚のホルダーの代わりに、９．５ｍｍ厚のホルダー（材質等は同様）を用いたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具６を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具６の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例６」の欄に示す。
【００６５】
＜実施例７＞
実施例１において用いた３．５ｍｍ厚のホルダーの代わりに、６．０ｍｍ厚のホルダー（材質等は同様）を用いたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具７を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具７の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例７」の欄に示す。
【００６６】
＜実施例８＞
実施例１において用いた３．５ｍｍ厚のホルダーの代わりに、６．０ｍｍ厚のホルダー（材質等は同様）を用い、これに伴って実施例１において１５４２０ｍｍ3であった取付部の前面の空間の体積が９５４０ｍｍ3となったこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具８を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具８の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例８」の欄に示す。
【００６７】
＜実施例９＞
実施例１において用いた３．５ｍｍ厚、１６０ｇの金属円盤の代わりに、５．５ｍｍ厚、２００ｇの金属円盤（材質等は同様）を用い、これに伴って実施例１において１５４２０ｍｍ3であった取付部の前面の空間の体積が１７４２０ｍｍ3となり、実施例１において１４９０ｍｍ2であった金属円盤の斜面面積が１８３０ｍｍ2となったこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具９を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具９の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例９」の欄に示す。
【００６８】
＜実施例１０＞
金属円盤とホルダーとを結合する前に、金属円盤の前面の孔にＯ−リングを装入し、その後、六角穴付きボルトを用いてこれらを結合した。これ以外については実施例１と同様にして回転研削工具１０を作成し、実施例１と同様の試験を行った。Ｏ−リングはシリコンゴム製であり、３つの結合部に各々に用いた。また、Ｏ−リングと金属円盤との接触面積の、金属円盤とホルダーとの接触面積（実施例１の態様における金属円盤とホルダーとの接触面積を意味する）に対する比率（百分率）は６％であった。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１０の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１０」の欄に示す。
【００６９】
＜実施例１１＞
金属円盤とホルダーとを結合する際に、金属円盤とホルダーとの間にポリウレタンゴムシート（厚さ１ｍｍ）を挟み、六角穴付きボルトを用いてこれらを結合した。これ以外については実施例１と同様にして回転研削工具１１を作成し、実施例１と同様の試験を行った。なお、ポリウレタンゴムシートの主面の面積（大きさ）は、実施例１における金属円盤とホルダーとの接触面積と同一である。すなわち、ポリウレタンゴムシートと金属円盤との接触面積の、金属円盤とホルダーとの接触面積（実施例１の態様における金属円盤とホルダーとの接触面積を意味する）に対する比率（百分率）は１００％である。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１１の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１１」の欄に示す。
【００７０】
＜実施例１２＞
実施例１１において用いたポリウレタンゴムシートの代わりに、０．５ｍｍ厚の銅シートを用いたこと以外は、すべて実施例１１と同様とした回転研削工具１２を作成し、実施例１１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１２の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１２」の欄に示す。
【００７１】
＜実施例１３＞
実施例１１において用いたポリウレタンゴムシートの代わりに、＃２４０ ＳｉＣペーパーを用いたこと以外は、すべて実施例１１と同様とした回転研削工具１３を作成し、実施例１１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１３の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１３」の欄に示す。
【００７２】
＜実施例１４＞
実施例１において用いた直径１００ｍｍ、１６０ｇ、Ｗ1＝１９ｍｍ（Ｗ1／Ｗ2＝４．８７）の金属円盤の代わりに、直径１５０ｍｍ、４１３ｇ、Ｗ1＝３３ｍｍ（Ｗ1／Ｗ2＝８．４６）の金属円盤（材質等は同様）を用い、これに伴って実施例１において１５４２０ｍｍ3であった取付部の前面の空間の体積が６５４２５ｍｍ3となり、実施例１において１４９０ｍｍ2であった金属円盤の斜面面積が２２３５ｍｍ2となり、実施例１において４０％であった金属円盤とホルダーとの接触面積が３０％となったこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具１４を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１４の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１４」の欄に示す。
【００７３】
＜実施例１５＞
実施例１において用いた直径１００ｍｍ、１６０ｇ、Ｗ1＝１９ｍｍ（Ｗ1／Ｗ2＝４．８７）の金属円盤の代わりに、直径１８０ｍｍ、６６７ｇ、Ｗ1＝１６６ｍｍ（Ｗ1／Ｗ2＝４２．５）の金属円盤（材質等は同様）を用い、これに伴って実施例１において１５４２０ｍｍ3であった取付部の前面の空間の体積が６５４２５ｍｍ3となり、実施例１において１４９０ｍｍ2であった金属円盤の斜面面積が２６８２ｍｍ2となり、実施例１において４０％であった金属円盤とホルダーとの接触面積が２０％となったこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具１５を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１５の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１５」の欄に示す。
【００７４】
＜実施例１６＞
実施例１ではステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４製）の金属円盤を用いたが、これに代えて普通鋼製の金属円盤を用いたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具１６を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１６の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１６」の欄に示す。
【００７５】
＜比較例１＞
次に、比較例として、図５に示す態様の回転研削工具を製造した。図５は金属円盤とホルダーとに分かれていない従来公知の回転研削工具を示しており、図５（ａ）は概略正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。また、図５では、理解を容易にするため、特定の硬質粒子およびこれを蝋付け接合するために用いる蝋は記していない。なお、図５では、図４で示した本発明の研削工具における各部に相当する部分については、同じ記号を用いて指し示している。
【００７６】
初めに、図５に示した金属回転盤を用意した。金属回転盤は実施例１の場合と同様にＳＵＳ３０４製で、外径（直径）が１００ｍｍ、内径（前面２１が構成するドーナツ型の部分の内径の直径）が５４．２ｍｍ、取付孔の直径１５ｍｍのものである。
【００７７】
次に、実施例１と同様に、工業用ダイヤモンド粒子を蝋付けした。ただし、工業用ダイヤモンド粒子の面密度は２５個／ｃｍ2となるようにした。
このようにして回転研削工具を得た。ここで得られた回転研削工具を、以下では「回転研削工具１０１」とする。なお、以下の比較例２、比較例３においても同様であり、比較例２および比較例３において得られた回転研削工具は「回転研削工具１０２」および「回転研削工具１０３」とする。
【００７８】
得られた回転研削工具１０１の具体的な態様は、次のとおりである。
金属回転盤の前面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θ：５超１０°以下
取付部の前面の空間体積（Ｖ）：３７４６ｍｍ3
金属回転盤の厚さ：３〜５ｍｍ
金属回転盤の質量：２７０ｇ
金属回転盤における「斜面」に相当する部分の形状：曲面状
Ｗ1：８ｍｍ
Ｗ2：２７ｍｍ
Ｗ1／Ｗ2＝０．３
Ｗ3：０ｍｍ（図５（ｂ）のような断面で見た場合、Ｗ3は点として表れる）
金属回転盤における「斜面」に相当する部分の面積：６４６８ｍｍ2
【００７９】
次に得られた回転研削工具１０１の性能を調べるため、実施例１と同様の騒音測定およびさび研削効率測定を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１０１の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「比較例１」の欄に示す。
【００８０】
＜比較例２＞
比較例１と類似する態様の金属回転盤を製造した。比較例１の回転研削工具１０１と異なる点は、工業用ダイヤモンド粒子の面密度（５個／ｃｍ2）、金属回転盤の前面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θ（０°）、取付部の前面の空間体積（１５５２０ｍｍ3）、金属回転盤の厚さ（２ｍｍ）、金属回転盤の質量（１５０ｇ）、金属回転盤の材質（普通鋼）、Ｗ1（１１５２ｍｍ）、Ｗ2（２４ｍｍ）、Ｗ1／Ｗ2（４８）、金属回転盤の斜面の面積（３００ｍｍ2）である。
【００８１】
このような回転研削工具１０２の性能を調べるため、実施例１と同様の騒音測定およびさび研削効率測定を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１０２の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「比較例２」の欄に示す。
【００８２】
＜比較例３＞
比較例１と類似する態様の金属回転盤を製造した。比較例１の回転研削工具１０１と異なる点は、工業用ダイヤモンド粒子の面密度（５個／ｃｍ2）、取付部の前面の空間体積（３０００ｍｍ3）、金属回転盤の厚さ（２ｍｍ）、金属回転盤の質量（１４５ｇ）、金属回転盤の材質（普通鋼）、Ｗ1（１０．４ｍｍ）、Ｗ2（２６ｍｍ）、Ｗ1／Ｗ2（０．４）、金属回転盤の斜面の面積（６０００ｍｍ2）である。
【００８３】
このような回転研削工具１０３の性能を調べるため、実施例１と同様の騒音測定およびさび研削効率測定を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１０３の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「比較例３」の欄に示す。
【００８４】
【表１】
【００８５】
【表２】
【００８６】
第１表に示すように、本発明の研削工具に相当する実施例１〜１６の回転研削工具１〜１６を用いて試験材を研削した場合、いずれも騒音は低く、９０ｄＢ未満となった。特に、ホルダーが厚い場合（実施例６、７）、前面空間体積が大きい場合（実施例９）、有機物等からなる振動吸収材を金属円盤とホルダーとの間に挟んだ場合（実施例１０、１１、１３）には、騒音は特に小さく、８５ｄＢ未満となった。
これに対して金属円盤とホルダーとに分離できない従来公知の態様である比較例１〜３の回転研削工具１０１〜１０３の場合、いずれも騒音は１００ｄＢを超えた。
このように実施例と比較例とでは研削時の騒音に明確な差異があることが確認できた。
このように本発明の研削工具に相当する回転研削工具１〜１６を用いて試験材を研削した場合に騒音は低くなるのは、本発明の研削工具が金属円盤とホルダーとを結合してなることが大きく影響していると考えられる。
【００８７】
また、第１表に示すように、本発明の研削工具に相当する実施例１〜１６の回転研削工具１〜１６を用いて試験材を研削した場合、いずれもさび研削効率が高く、３１分／ｍ2以下であった。特に、金属円盤の斜面の形状が階段状の場合（実施例２以外）、さび研削効率が高く、２３分／ｍ2以下であった。
これに対して比較例１〜３の場合、最もよい比較例１の場合でも４３分／ｍ2のさび研削効率であった。
このように実施例と比較例とではさび研削効率に明確な差異があることが確認できた。
このような明確な差異が生じる理由は、回転研削工具の形状、特に、金属円盤の前面と回転中心軸がなす角度、Ｗ1、Ｗ2、Ｗ1／Ｗ2の値が実施例の場合、好ましい範囲内であるためと考えられる。
【符号の説明】
【００８８】
１ 本発明の研削工具
２ 金属円盤
２１ 金属円盤の前面
２２ 金属円盤の斜面
２３ 金属円盤の側面
２４ 金属円盤の裏面
２５ 溝
２６ ボルト
３ ホルダー
６ ボルト
７ 取付部（取付孔）
８ 硬質粒子
９ 研削面
Ｘ 法線
Ｙ 回転中心軸
Ｗ１ 前面側から見た場合の投影面の直径方向における幅
Ｗ２ 前面側から見た場合の投影面の直径方向における幅
Ｗ３ 金属円盤側面の幅
Ｌ 境界線
Ｖ 取付部の前面の空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転研削工具およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁、プラント、船舶、建築物等の鋼構造物は、時間の経過とともに錆が生じる。例えば、橋梁等の鋼構造物の部材等として、近年、腐食速度の遅い耐候性鋼等の耐食性合金鋼が用いられているが、曝される環境条件によっては、厚く、緻密で、密着性が高い層状錆やうろこ状錆等が形成される。このような錆が生じると鋼構造物は劣化するので、錆を除去して母鋼材に塗装を施し延命化を図る必要がある。特に錆が厚くなっている場合、できるだけ早急に厚い錆を除去し塗装しなければ、鋼構造物の使用において、安全上の問題が生じる可能性がある。
【０００３】
また、例えば製鉄工程では、生産計画の都合により、大量の鋼鋳片が屋外に長期保管される場合があるが、製鉄所は通常、臨海地域に存するので飛来塩分等の影響を受け、当該鋼鋳片には厚い錆が形成され得る。このような場合、熱延工程で処理する前に厚い錆を除去する必要がある。製品の表面に疵やヘゲが入り、商品価値を落としてしまうからである。
【０００４】
しかしながら、上記鋼構造物や鋼鋳片などに形成された錆を完全に除去することは、技術的に非常に困難である。また、このような厚い錆を除去する作業では、通常、大きな騒音が発生するので、作業者への負担が大きく好ましくない。
【０００５】
例えば、従来、鋼材上に発生した錆を除去するためには、アルミナ系やシリコンカーバイド系の砥石グラインダーやペーパーグラインダーが用いられてきたが、錆が厚く、緻密で密着性が高い場合、研削材であるアルミナやシリコンカーバイドよりも、錆の方が高硬度であるため、これを用いて研削することはできない。
また、ジェットタガネ等の動力工具を用いて、厚く強固な錆を除去する方法が考えられるが、この場合、荒く研削することはできたとしても、細部まで研削する作業、すなわち、鋼材表面に薄く密着した錆までも除去して、塗装下地処理として十分な鋼材表面の露出状態とすることは困難である。また、この場合、研削時の騒音が大きく、作業者に多大な負担が生じる点が問題である。
また、ブラスト法によって除去することが考えられるが、騒音が大きく、装置が大掛かりで、高コストになる難点がある。
【０００６】
そこで本発明者は、特許文献１において、橋梁等の大面積を有する鋼構造物に形成された厚く、固着力の強い錆を簡単かつ高速に、効率的かつ効果的に、しかも低コストでありながら安全で作業性が良く、錆の除去から鋼面露出までを一気に行える、さび除去および素地調整に優れた回転研削工具を提案した。この回転研削工具は、金属回転盤の研削面に、特定面密度となるように、特定硬度の硬質粒子を特定量露出するように配置したものである。また、特許文献１には、研削盤面は研削盤面の法線と回転中心軸とのなす角度が１°以上４５°以下となる部分を有し、研削周面は、回転中心に平行な断面の曲率半径Ｒが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下となる部分を有する曲面状の回転研削工具が記載されており、このような曲面状の研削面を有する具体例のみが、図示されている。
【０００７】
また、このような回転研削工具に関連したものとして、特許文献２では、ディスクの研削機能面にダイヤモンド粒片を複数個固着した研削用ダイヤディスクにおいて、共通の回転軌跡上にあって回転方向において前後するダイヤモンド粒片間の離隔距離を、径方向において隣り合う回転軌跡上にあって近接するダイヤモンド粒片との離隔距離より長く設定したことを特徴とする研削用ダイヤディスクが提案されている。特許文献２には、このような研削用ダイヤディスクによって、従来の市販製品と何ら変わることなく使用でき、しかも全てのダイヤモンド粒片が有効に且つ均等に研削作業に寄与せしめることができ、長時間使用しても各ダイヤモンド粒片に磨耗むらが生じにくく、さらに、ディスク面の中央部位から外周縁への研削屑の排出性が良好な、研削用ダイヤディスクを提供することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３０７７０１号公報
【特許文献２】特開２００９−６４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１または２に記載のものは、研削時の騒音が大きく作業者に負担になる点で改善が不十分であった。また、特許文献１または２に記載のものは比較的高価であるという問題があった。
【００１０】
また、特許文献１に具体的に説明されている曲面状の研削面を有する回転研削工具を用いた場合、層状の錆を効率的に研削することは困難であった。錆の表面に研削面を押し当てても、研削面が曲面状であるので、実際に錆に接触するのは研削面の一部分（概ね３分の１程度）でしかないからである。
また、特許文献１または特許文献２に記載の曲面状または平面状の回転研削工具を用いて、構造物の隅に存在する錆を研削することは困難である。例えば床と壁との境界部分に存在する錆を、特許文献１または特許文献２に記載の回転研削工具によって除去することは非常に困難である。特許文献１に記載の曲面状の研削面の場合、床と壁との境界部分に研削外周面を押し当てることが困難だからである。また、特許文献２に記載の平面状の研削面を有する形状の場合、当該境界部分に研削面の一部を押し当てることができたとしても、押し当てられる研削面の面積がわずかでしかないので、効率的に研削することはできない。
【００１１】
すなわち、静音特性に優れ研削時の騒音を抑制することができ、比較的安価であり、さらに、層状の錆と構造物の隅に存在する錆との両方をより効率的に研削できる回転研削工具は、従来、開発されていなかったのである。
【００１２】
本発明の目的は、静音特性に優れ研削時の騒音を抑制することができる、安価な回転研削工具を提供することにある。
また、さらに層状の錆と構造物の隅に存在する錆との両方を、より効率的に研削できる回転研削工具を提供することにある。
また、さらにこのような回転研削工具の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は次に示す（１）〜（１１）である。
（１）金属円盤の表面の少なくとも一部に、２０個／ｃｍ2以上の面密度となるようにモース硬度９を超える硬質粒子を蝋付け接合してなる研削面を有し、
前記金属円盤を支えるホルダーは、その中心部に回転駆動装置の回転軸に取付ける取付部を有し、
前記金属円盤と前記ホルダーとを結合してなることを特徴とする、静音特性に優れた回転研削工具。
（２）前記金属円盤の表面は、前面、斜面、側面および裏面を有し、前記金属円盤の中心側から外周側へ向かって、前面、斜面および側面がこの順に連続して存在し、裏面は側面と隣合っており前面および斜面の裏側に存在し、
前面は回転中心軸と垂直な面であり、側面は回転中心軸と平行な面である、
上記（１）に記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（３）前記回転研削工具が、前記金属円盤と前記ホルダーとをボルトを用いて結合してなるものであることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（４）前記金属円盤と前記ホルダーの結合により前記取付部の前面に形成される空間体積が、７０００ｍｍ3以上である、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（５）前記金属円盤は厚さが３．０〜６．０ｍｍで、質量が１００〜１０００ｇであり、
前記ホルダーは厚さが３〜１０ｍｍであり、
前記金属円盤の裏面面積に対する前記金属円盤と前記ホルダーとの接触面積率が３０〜１００％である、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（６）前記金属円盤はステンレス鋼からなり、前記ホルダーはアルミニウム合金からなる、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（７）前記金属円盤の斜面が階段状となっている、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（８）前記金属円盤の前面および斜面を前面側から見た場合の各々の投影面の直径方向における幅をＷ1およびＷ2とした場合に、Ｗ1／Ｗ2＞２．０であり、Ｗ2は１ｍｍ以上である、上記（１）〜（７）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（９）前記金属円盤の斜面の面積が４００ｍｍ2以上である、上記（１）〜（８）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（１０）前記金属円盤と前記ホルダーとの間または結合部の少なくとも一部に、有機物、無機物または金属からなる振動吸収材を挟んだことを特徴とする、上記（１）〜（９）のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
（１１）前記金属円盤の前面、斜面、側面および裏面の少なくとも一部に、モース硬度９を超える硬質粒子の平均粒子径の２０〜６０％の厚さとなるように、有機バインダーを混ぜた蝋材粉末を塗布し、その上に前記硬質粒子を２０個／ｃｍ2以上の面密度となるように付与し、１０-4Ｔｏｒｒ以下の減圧下で、１０００〜１０４０℃の温度で１０〜５０分保持して研削面を有する金属円盤を得て、その後、前記金属円盤と前記ホルダーとを結合して、上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の回転研削工具を得る、静音特性に優れた回転研削工具の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、静音特性に優れ研削時の騒音を抑制することができる、安価な回転研削工具を提供することができる。また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、層状の錆と構造物の隅に存在する錆との両方を、より効率的に研削できる回転研削工具を提供することができる。また、さらにこのような回転研削工具の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】特定の硬質粒子を蝋付け接合した金属円盤の好適実施態様を示す概略斜視図である。
【図２】ホルダーの好適実施態様を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の研削工具の好適実施態様を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の研削工具の好適実施態様を示す概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】本発明の研削工具に対する比較例を示す概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明について説明する。
本発明は、金属円盤の表面の少なくとも一部に、２０個／ｃｍ2以上の面密度となるようにモース硬度９を超える硬質粒子を蝋付け接合してなる研削面を有し、前記金属円盤を支えるホルダーは、その中心部に回転駆動装置の回転軸に取付ける取付部を有し、前記金属円盤と前記ホルダーとを結合してなることを特徴とする、静音特性に優れた回転研削工具である。
このような回転研削工具を、以下では「本発明の研削工具」ともいう。
【００１７】
本発明の研削工具について図１〜図４を用いて説明する。
図１は、特定の硬質粒子８を蝋付け接合した金属円盤２の好適実施態様を示す概略斜視図である。また、図２は、金属円盤２を支えるためにこれに結合するホルダー３の好適実施態様を示す概略斜視図である。また、図３は、図１に示す金属円盤２と、図２に示すホルダー３とを結合してなる、本発明の研削工具１の好適実施態様を示す概略斜視図である。そして、図４は、図３に示す本発明の研削工具１の正面図および断面図である。
なお、図１〜図４は、本発明の研削工具における好適実施態様を示すものであり、本発明の研削工具はこのような態様に限定されるものではない。
【００１８】
＜金属円盤＞
図１に示すように、金属円盤２は中心部に円形の穴を有するドーナツ型の円盤である。
このような金属円盤２の表面に特定の硬質粒子８を蝋付け接合する。
【００１９】
ここで硬質粒子８はモース硬度が９を超えるものであり、このような硬質粒子８を２０個／ｃｍ2以上の面密度となるように金属円盤２の表面に蝋付け接合した部分は、本発明の研削工具１における研削面９となる。硬質粒子については、後に詳細に説明する。
【００２０】
また、本発明の研削工具１では、金属円盤２の前面のみならず側面（外周部分）にも硬質粒子が接合されている。また、図１に表れていないが、側面から裏面（例えば裏面の外周の幅４ｍｍ程度の領域）にかけても硬質粒子が接合されている。裏面にまで硬質粒子を付けるようにすることで、側面に十分量の硬質粒子を付けることができる。
【００２１】
なお、図１に示す金属円盤２は、ホルダー３と結合するために用いるボルト６を通すための孔４を３つ有している。
【００２２】
＜ホルダー＞
図２に示すように、ホルダー３はその中心部に取付部７を有している。取付部７は、本発明の研削工具１を回転駆動装置の回転軸に取り付けるためのものであり、図２においては取付孔として示されている。すなわち、本発明の研削工具１において取付部７は、取付孔そのものである。
【００２３】
また、図２に示すホルダー３は、図１に示した金属円盤２と結合するために用いるボルトを通すための孔５を３つ有している。
【００２４】
＜本発明の研削工具＞
図３に示す好適実施態様である本発明の研削工具１は、図１に示した、特定の硬質粒子８を蝋付け接合した金属円盤２と、図２に示したホルダー３とを、３つのボルト６を用いて結合したものである。
【００２５】
このような本発明の研削工具は、使用する際に発生する生じる騒音が顕著に抑制されるものである。本発明者は、金属円盤とホルダーとの間に存在するわずかな隙間や、金属円盤とホルダーとの結合により前記取付部の前面に形成される一定以上の大きさの空間が、発生する騒音の抑制に寄与していると考えている。
また、金属円盤とホルダーとの間または結合部の少なくとも一部に、有機物、無機物または金属からなる振動吸収材（すなわち、有機物、無機物および金属からなる群から選ばれる少なくとも１つを主成分とする振動吸収剤）を挟むと、より騒音が抑制されるので好ましい。具体的には、金属円盤とホルダーとの間にポリウレタン等の有機物のシートを挟み結合することが該当する。また、金属円盤の前面に形成した孔に有機物、無機物または金属からなるＯ−リングを入れ、六角穴付き皿ボルトを用いて、金属円盤とホルダーとを結合することが該当する。
【００２６】
また、本発明の研削工具は金属円盤とホルダーとを分離することができるので、使用することで金属円盤が損傷した場合、金属円盤のみを新しいものに取り換え、ホルダーを再度利用することができる。これに対して例えば特許文献１または２に記載の従来の研削工具のように金属円盤とホルダーとに分離できない態様であると、使用により研削工具が損傷した場合、ホルダーに相当する部分が健全であったとしても、研削工具の全体を交換する必要が生じる。本発明の研削工具のように金属円盤のみを取り換えればよい場合、ホルダーを再利用できる分、消耗品である本発明の研削工具を利用することによるコストを削減できるので好ましい。また、例えば金属円盤をステンレスから形成し、ホルダーをアルミニウムから形成すると、さらに加工費や素材費を抑制できるので好ましく、加えてホルダーをアルマイト処理すれば、ステンレスよりもアルマイト処理したアルミニウムの方が錆びないので、この点でも好ましい。
なお、金属円盤はステンレス鋼からなると好ましいが、ニッケル基合金、合金鋼、鋼（普通鋼等）からなるものであってもよい。同様に、ホルダーはアルミニウム合金からなると好ましいが、銅合金、マグネシウム合金、チタンおよびチタン合金からなるものであってもよい。
【００２７】
また、ボルトの頭部は本発明の研削工具における研削面の一部となっていることが好ましい。すなわち、図３に示す好適実施態様のように、ボルト６の頭部には蝋付けされていないことが好ましい。層状の錆を研削する際に、層状の錆への衝撃力を高めることができるからである。
なお、図３に示す本発明の研削工具１の場合、ボルト６を３つ有しているが、本発明の研削工具においてはボルトを２〜４つ有していてもよい。金属円盤とホルダーとの締結作業の効率性と使用時における研削面の安定性とを両立させるためには、高速回転する本発明の研削工具のバランスを考慮し、等間隔で３つのボルトを用いて金属円盤とホルダーとを結合することが好ましい。また、研削面の一部となるボルトの頭部に蝋付けしない場合、ボルトの数が多くなるほど研削面の面積は相対的に小さくなるが、当該部位が存することで層状の錆を研削する際の層状の錆への衝撃力を高めることができるので、それらのバランスから３つ程度であると最も研削効率が高まるのである。また、ボルト用の孔は図１に示すように等間隔で形成されていることが好ましい。研削効率が高まるからである。
【００２８】
次に、図１〜図３に示した好適実施態様である本発明の研削工具１の形状等について、図４を用いて説明する。本発明の研削工具の形状は特に限定されないが、図４を用いて説明する形状であると好ましい。
図４（ａ）は概略正面図、すなわち、前面側から見た場合の図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。ここで、前面側から見た場合の図とは、前面側から、本発明の研削工具における回転中心軸に平行に見た場合の図を意味するものとする。
なお、図４は、理解を容易にするため、特定の硬質粒子８およびこれを蝋付け接合するために用いる蝋は記していない。
【００２９】
本発明の研削工具１において、金属円盤２の表面は、前面２１、斜面２２、側面２３および裏面２４を有する。これらは少なくとも各々の一部に硬質粒子が蝋付け接合され、研削面となる部分である。
また、図４に示すように、金属円盤２の中心側から直径方向に外周側へ向かって、前面２１、斜面２２、および側面２３がこの順に連続して存在する。側面２３は金属円盤２における回転中心軸と平行な面であるので、図４（ａ）には表れない。図４（ａ）に表れるのは前面２１および斜面２２である。前面２１は後述するように定義される部分であり、斜面２２は、本発明の研削工具１を前面側から見た場合における（すなわち、図４（ａ）における）前面２１の外周側に存在する部分である。
また、図４（ｂ）に示すように、裏面２４は側面２３と隣合っており、金属円盤２における、前面２１および斜面２２の裏側に存在する面である。
【００３０】
＜前面＞
金属円盤における前面について説明する。
前面２１は、本発明の研削工具１の回転中心軸Ｙと垂直な面である。
ここで「回転中心軸と垂直な面」とは、金属円盤の表面における、その法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θが０〜５°である部分を意味するものとする。前面２１の表面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θは０〜２°であることが好ましく、０〜１°であることがより好ましく、０〜０．５°であることがさらに好ましい。０°に近いほど、層状の錆を研削する際に、錆と研削面とが接触する面積が大きくなり、効率的に研削できるからである。
【００３１】
また、金属円盤の前面２１と斜面２２との境界線を境界線Ｌとすると、金属円盤の表面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θが５°以下から５°超へ変化する線が境界線Ｌであるともいえる。また、前面２１は境界線Ｌから中心側に存在する面であり、斜面２２は境界線Ｌの外周側の面ともいえる。
【００３２】
ここで、斜面２２が図４に示すような階段状の場合、斜面は「その法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度が０〜５°（図４に示す場合は０°）である部分」を含んでいる。
このように金属円盤において「その法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度が０〜５°である部分」が複数存在する場合、最も中心側（回転中心軸Ｙ側）に存在するものを前面とし、それ以外の面は斜面とする。
また、断面が階段状の斜面のように、斜面が複数面からなっている場合、その複数面の全てをまとめて斜面と称する。
図４に示す好適実施態様のように斜面の断面が階段状であると、硬質粒子をより強固に蝋付け接合することができるので好ましい。
【００３３】
＜側面＞
次に、金属円盤における側面について説明する。
側面２３は、本発明の研削工具１の回転中心軸Ｙと平行な面である。
すなわち、側面２３は、その法線Ｘと回転中心軸Ｙとが９０°の角度θをなす部分を意味する。
【００３４】
ここで、図４に示すような断面が階段状の斜面２２は「その法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θが９０°となる部分」を含んでいるが、金属円盤において「その法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θが９０°となる部分」が複数存在する場合、最も外周側に存在するものを側面とする。
【００３５】
＜斜面＞
次に、金属円盤における斜面について説明する。
斜面２２は、上記のように定義した前面２１と側面２３との間に存在する面の全て（前面と側面とを繋ぐ面）を意味するものとする。斜面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度は特に限定されない。当該角度については後述する。
【００３６】
＜各面の大きさ等＞
次に金属円盤の前面および斜面の大きさの関係について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）は金属円盤２を前面から回転中心軸に平行に見た場合の投影面（正投影面）とみなすことができるが、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、前面２１を前面側から見た場合の投影面の直径方向における幅をＷ1とし、同様に、斜面２２を前面側から見た場合の投影面の直径方向における幅をＷ2とした場合、好適実施態様である本発明の研削工具１では、Ｗ1／Ｗ2＞２．０となる。
このように本発明の研削工具は、上記のように定義されるＷ1とＷ2との比（Ｗ1／Ｗ2）が２．０超であることが好ましく、３．０以上であることがより好ましく、４．０以上であることがより好ましく、４．５以上であることがさらに好ましい。また、Ｗ1／Ｗ2は、５０．０以下であることが好ましく、１０．０以下であることがより好ましく、７．０以下であることがより好ましく、５．０以下であることがさらに好ましい。
【００３７】
また、好適実施態様である本発明の研削工具１では、Ｗ2は１ｍｍ以上である。
このように本発明の研削工具ではＷ2は１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましく、３．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、Ｗ2は２０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３８】
好適実施態様である本発明の研削工具１は、Ｗ2が１ｍｍ以上であり従来品と比較してＷ2が大きいので、構造物の隅（例えば床と壁との境界部）に存する錆を効率的に研削することができる。また、Ｗ2に対してＷ1は十分大きいので、層状の錆を効率的に研削することができる。
Ｗ2は上記のような長さ確保されており、かつ上記のようなＷ1／Ｗ2を満たすようにＷ1も十分に大きいので、好適実施態様である本発明の研削工具１によれば、層状の錆と構造物の隅に存する錆との両方をより効率的に研削することができる。
【００３９】
＜金属円盤の斜面の角度＞
次に、金属円盤の斜面の角度について説明する。
本発明の研削工具１の場合、金属円盤２の斜面は断面が階段状であるので、その斜面角度を決定することは困難である。そこで、本発明の研削工具においては、次のようにして求めた値を斜面の角度θとする。
【００４０】
具体的には、金属円盤の前面と斜面との境界（すなわち境界線Ｌ）と、金属円盤の斜面と側面との境界とを直線的に繋いで仮想の平面を得て、この平面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度を、金属円盤の角度θとする。本発明の研削工具において、ここで求められた角度θは３０〜８０°であることが好ましく、４０〜７０°であることがより好ましく、４０〜６５°であることがより好ましく、４０〜６０°であることがより好ましく、４４〜４６°であることがさらに好ましい。このような角度であると、構造物の隅に存する錆をより効率的に研削することができるからである。
【００４１】
＜金属円盤の斜面の面積＞
また、本発明の研削工具において、金属円盤の斜面の面積は４００ｍｍ2以上であることが好ましく、１１００ｍｍ2以上であることがより好ましく、１４００ｍｍ2以上であることがさらに好ましい。また、３０００ｍｍ2以下であることが好ましく、２３００ｍｍ2以下であることが好ましく、１９００ｍｍ2以下であることがより好ましく、１６００ｍｍ2以下であることがさらに好ましい。金属円盤の斜面の面積がこのような範囲であると、構造物の隅に存する錆をより効率的に研削することができるからである。
なお、金属円盤の斜面の面積についても、前述の角度と同様に考えるものとする。すなわち、金属円盤の前面と斜面との境界（すなわち境界線Ｌ）と、金属円盤の斜面と側面との境界とを直線的に繋いで仮想の平面を得て、この平面の面積を、上記角度θ、Ｗ2および金属円盤の半径、金属円盤の側面の幅Ｗ3等から算出して求めた値とする。
【００４２】
＜取付部の前面の空間体積＞
次に本発明の研削工具における取付部の前面の空間体積について説明する。
本発明において「取付部の前面の空間」とは、本発明の研削工具における金属円盤の前面よりも中心側に存在する部分に囲まれる空間を意味するものとする。すなわち、図４（ｂ）において点線で囲った空間Ｖを意味するものとする。
本発明においては、このような取付部の前面の空間の体積は７０００ｍｍ3以上であることが好ましく、１１０００ｍｍ3以上であることがより好ましく、１５０００ｍｍ3以上であることがさらに好ましい。このような場合、研削時の騒音をより抑制することができるからである。
なお、取付部の前面の空間の体積は７００００ｍｍ3以下であることが好ましく、２４０００ｍｍ3以下であることがより好ましく、２００００ｍｍ3以下であることがより好ましく、１８０００ｍｍ3以下であることがより好ましく、１６０００ｍｍ3以下であることがさらに好ましい。当該体積が大きすぎると、用いる回転駆動装置が大型化するからである。
【００４３】
また、本発明の研削工具においては、図４（ａ）に示すように金属円盤の前面の一部に溝が形成されていることが好ましい。図４（ａ）に示す好適実施態様では、金属円盤２の前面２１に溝２５が３つ形成されている。このような溝が形成されていると、研削面における溝の上に形成された部分が他の部分に対して凹むので、上記のボルトを有する場合と同様の理由で、研削効率が高まるからである。溝の深さ、数、大きさ等は特に限定されないが、２〜４つが好ましく、３つであることがより好ましい。また、溝の深さは１〜５ｍｍが好ましく、１〜４ｍｍがより好ましく、１〜３ｍｍがより好ましく、１〜２ｍｍであることがさらに好ましい。また、上記ボルトを有する場合と同様に、溝は図４（ａ）に示すように等間隔で形成されていることが好ましい。研削効率が高まるからである。
【００４４】
本発明の研削工具では、金属円盤の質量が１００〜１０００ｇであることが好ましく、１２０〜７００ｇであることがより好ましく、１３０〜４２０ｇであることがより好ましく、１４０〜１８０ｇであることがさらに好ましい。また、金属円盤とホルダーとの合計質量は特に限定されないが、１６５〜１０６５ｇであることが好ましく、１８５〜７６５ｇであることがより好ましく、１９５〜４８５ｇであることがより好ましく、２０５〜２４５ｇであることがさらに好ましい。研削時の騒音をより抑制することができるからである。また、厚い錆への衝撃力を高めることができるからである。また、本発明の研削工具の使用時における回転数は、ディスクグラインダー駆動装置の動力部の仕様で決定されるが、衝撃力は回転研削工具の質量に依存するため、質量は大きければ大きいほうが効果的となる。しかしながら、金属円盤とホルダーとの合計質量が９００ｇを超えると、回転モーメントが高まって、作業者が回転研削工具の向きを変化させ難くなるので作業者が扱う場合は、これを上限として設定するのが良い。
【００４５】
金属円盤の厚さは３．０〜６．０ｍｍであることが好ましく、３．０〜５．５ｍｍであることがより好ましく、３．３〜４．０ｍｍであることがさらに好ましい。
また、ホルダーの厚さは、３〜１０ｍｍであることが好ましく、３．０〜６．５ｍｍであることがより好ましく、３．３〜４．０ｍｍであることがさらに好ましい。
また、金属円盤の裏面の全面積に対する前記金属円盤と前記ホルダーとの接触面積率が２０〜１００％であることが好ましい。また、この下限はより好ましくは２５％、より好ましくは３０％、より好ましくは３５％、さらに好ましくは４０％である。
金属円盤の厚さ、ホルダーの厚さ、金属円盤の裏面面積に対する前記金属円盤と前記ホルダーとの接触面積率が上記のような範囲であると、研削時の騒音をより抑制することができるからである。また、厚い錆への衝撃力を高めることができるからである。
【００４６】
本発明の研削工具において金属円盤の直径（外径）は特に限定されないが、５０ｍｍ以上であることが好ましく、９０〜２００ｍｍであることがより好ましく、１００〜１８０ｍｍであることがより好ましく、１００〜１５０ｍｍであることがより好ましく、１００ｍｍ程度であることがさらに好ましい。市販のディスクグラインダー駆動装置やハンドドリル駆動装置等の電動回転装置に装着して作業が行えるからである。直径が５０ｍｍ未満だと市販の電動回転装置に取り付けることが難しくなると同時に、大きな面積に広がる厚い錆を効率的に除去することが難しくなる。これにより、市販の電動回転装置への装着が可能となるので、現場でハンディに塗装下地処理作業が行え、大掛かりなブラスト装置等を用いる必要がなくなる。
【００４７】
次に、金属円盤の表面に蝋付け接合される硬質粒子等について説明する。
本発明の研削工具は、前記金属円盤の表面の少なくとも一部に、２０個／ｃｍ2以上の面密度となるにように、モース強度９を超える硬質粒子を蝋付け接合したものである。
このような面密度であると、作業中に硬質粒子の一部が脱落しても研削することができるので、大面積の作業であっても長い時間使用に耐えられるからである。３０個／ｃｍ2以上の面密度でモース硬度９を超える硬質粒子が蝋付け接合されることが好ましい。大面積処理の作業の効率が高まるからである。一方、６０個／ｃｍ2以上の面密度とするためにはコストアップとなり、１００個／ｃｍ2以上の面密度とするのは空間的に困難である。したがって、３０個／ｃｍ2〜６０個／ｃｍ2程度がより好ましい。
なお、この面密度は、任意の１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲内に存在する硬質粒子の数を測定することにより求めることができる。
【００４８】
本発明の研削工具において、前記金属円盤の表面にモース強度９を超える硬質粒子を蝋付け接合するのは、固着錆の硬度がモース硬度９を超えているため、モース硬度９のコランダムやアルミナでは、固着錆に研削材が研磨されてしまい、固着錆を除去するのは困難であるからである。
硬質粒子は、モース硬度が９を超えるものであれば特に限定しないが、固着錆を効率的に除去する点からは、ダイヤモンドまたはキュービックボロンナイトライドが好ましい。
また、硬質粒子は平均粒子径２００μｍ以上１０００μｍ以下のものであることが好ましい。２００μｍ以上であると目詰まりを起こし難く、研削性能が低下し難いからである。また、１０００μｍ以下であると面密度を上昇させ易く、長時間の使用性能が高まるからである。また、粒子径が大きくなると工業用ダイヤモンドのコストが高くなることにも配慮した。種々試した結果、平均粒子径は３００μｍから９５０μｍの範囲がさらに望ましく、６５０μｍから９００μｍの間に分布する粒子径の工業用ダイヤモンドまたはキュービックボロンナイトライドを用いて工具を作成するのが製造上も効率的である。なお、キュービックボロンナイトライドは粒子の破壊が工業用ダイヤモンドより起こりやすく、後者の方が長時間の使用に耐え作業性が良い。
なお、硬質粒子の平均粒子径は、蝋付け前の硬質粒子を任意に５０個採取し、その直径をノギスにより測定して得た値を単純平均して求めた値とする。
【００４９】
また、硬質粒子を蝋付けするための接合材（蝋材）は、モース硬度９超の硬質粒子と金属円盤の表面との両者に対して十分な接合性を発揮できる特性を有するものであれば、特に限定するものではなく、硬質粒子および金属円盤の材質に応じて、適切な接合材（蝋材）を選定することができる。例えば、ＪＩＳ Ｚ ３２６５に規格のニッケルろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６１に規格する各種の銀ろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６２に規格する各種の銅および黄銅ろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６３に規格する各種アルミニウム合金ろうおよびブレージングシート、ＪＩＳ Ｚ ３２６４に規格された各種りん銅ろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６６に規格された金ろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６７に規格された各種パラジウムろう、ＪＩＳ Ｚ ３２６８に規格された各種の真空用金属ろう、さらにはＪＩＳ Ｚ ３２８２に規格された各種のはんだ、などからベースとなる成分系を選ぶことができる。
その中で、融点なども考慮してニッケルベースの蝋材（例えば、ＢＮｉ−１，ＢＮｉ−１Ａ，ＢＮｉ−２，ＢＮｉ−５，ＢＮｉ−７など）を好ましく用いることができる。ダイヤモンドあるいはキュービックボロンナイトライドなどの硬質粒子と接合性を向上させるために、チタン、クロムおよびジルコニウムの１種以上を０．５質量％以上添加した蝋材を用いることが好ましい。
また、蝋材にチタン、クロムおよびジルコニウムのうち１種以上を０．５質量％以上含有する蝋材を用い、金属円盤の材質にステンレス鋼を用いると、金属円盤へのモース硬度９以上の硬質粒子の接合強度が高まる。これは、硬質粒子、金属円盤および蝋材の各接合界面において冶金学的反応が起こり、中間相が形成するためである。この材料的組み合わせは、後述するモース硬度９以上の硬質粒子のシェア強度として２０Ｎ／個以上を実現するのに有効に作用する。チタン、クロム、ジルコニウムの１種以上を含有するニッケル蝋材を用いてダイヤモンドまたはキュービックボロンナイトライドの硬質粒子を堅牢に接合するためには、蝋材と金属円盤との接合強度も高める必要があるがチタン、クロムおよびジルコニウムの１種以上を含有するニッケル蝋材は、ステンレス鋼との相性がよく、合金化して堅牢な接合が得られる。金属円盤の材質にＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼を用いると、接合の堅牢性も上がり、さらに、厚い錆を除去する作業は、塩害環境におかれた鋼材上でおこなわれることが多いので、工具自体の耐食性を確保する点からも有利である。
【００５０】
本発明の研削工具は、このような接合材（蝋材）を用いて前記硬質粒子を前記金属円盤の表面に蝋付けしたものを、その一部とする。具体的には後述するように、硬質粒子の平均粒径の２０〜６０％の厚さとなるように接合材を金属円盤の表面に塗布し、その上に硬質粒子を付与する。したがって、本発明の研削工具の研削面では、硬質粒子の一部分が露出しており、残部は接合材（蝋材）の中に埋没している。
【００５１】
また、硬質粒子の平均シェア強度が２０Ｎ／個以上となるように、硬質粒子と蝋材とが接合されることが好ましい。被削鋼材面に例えばモース硬度１０のダイヤモンドが高速で衝突すると、ダイヤモンドが熱疲労で破壊を起こすことが多いが、従来はこの対策が十分ではなく、硬質粒子（砥粒）が根こそぎ脱離してしまうため、鋼面への作業を行うと短寿命となってしまっていた。しかしながら、硬質粒子の平均シェア強度２０Ｎ／個とすれば、硬質粒子が熱疲労破壊しても接合部に硬質粒子（ダイヤモンド）が脱離せず、研削作業を継続することができる。すなわち、このシェア強度は硬質粒子と蝋材との接合強度を評価するものである。シェア強度の測定は、硬質粒子が蝋付けされた金属円盤をステージ上に保持し、ロードセルに接続された超硬のつめ状ツールを用いて硬質粒子の露出部を保持し、ステージに横方向から荷重をかけて、硬質粒子が離脱した時の荷重を求めることによって行われる。例えば、測定装置として、レスカ社製ボンディングテスタを用いればシェア強度の測定が行える。
本発明において、平均シェア強度は、１０ｍｍ×１０ｍｍ（１ｃｍ2）の範囲の存在する任意の２０個以上の硬質粒子について、上述の方法で各硬質粒子の硬質粒子のシェア強度を測定し、それらの平均したものとする。
【００５２】
このように平均２０Ｎ／個以上の高い平均シェア強度を実現するためには、前述のように、チタン、クロムまたはジルコニウムのうち１種以上を０．５質量％以上含む合金を蝋材として用いることが好ましい。例えば、７０質量％Ａｇ−２８質量％Ｃｕ−２質量％Ｔｉ合金、７４質量％Ｎｉ−１４質量％Ｃｒ−３質量％Ｂ−４質量％Ｓｉ−４．３質量％Ｆｅ−０．７質量％Ｃ合金、８３質量％Ｎｉ−７質量％Ｃｒ−３質量％Ｂ−４質量％Ｓｉ−３質量％Ｆｅ合金、７１質量％Ｎｉ−１９質量％Ｃｒ−１０質量％Ｓｉ合金、７７質量％Ｎｉ−１０質量％Ｐ−１３質量％Ｃｒ合金などの蝋材（接合材）を用いることが好ましい。
【００５３】
次に本発明の研削工具の製造方法について説明する。
本発明の研削工具の製造方法は特に限定されないが、モース硬度９を超える硬質粒子の平均粒子径の２０〜６０％の厚さとなるように金属円盤の表面（すなわち、前面、斜面、側面および裏面の少なくとも一部）に有機バインダーを混ぜた蝋粉末を塗布し、その上にモース硬度９を超える硬質粒子を２０個／ｃｍ2以上の面密度となるように付与し、１０-4Ｔｏｒｒ以下の減圧下で、１０００〜１０４０℃の温度に１０〜５０分保持して研削面を有する金属円盤を得て、その後、前記金属円盤と前記ホルダーとを結合して本発明の研削工具を得る製造方法であることが好ましい。前記金属円盤と前記ホルダーとを２〜４つのボルトを用いて結合するとより好ましい。
【００５４】
また、好ましい製造条件は、平均粒子径の２５〜３５％の厚さとなるように蝋粉末を塗布し、１０-5Ｔｏｒｒ以下で、１０１０〜１０３０℃に２５〜３５分保持することである。
【実施例】
【００５５】
＜実施例１＞
図１〜図４に示した態様の回転研削工具を製造した。
初めに、図１および図２に示した金属円盤とホルダーとを用意した。金属円盤はＳＵＳ３０４製で、外径（直径）が１００ｍｍであり、内径（直径）が５４．２ｍｍのドーナツ型のものである。また、ホルダーはＡｌ−Ｍｇ系合金であるＡ５０５２を材料とするものであって、表面をアルマイト処理したものであり、外径（直径）が８０ｍｍであり、取付孔の直径が１５ｍｍのものである。
【００５６】
次に、平均粒子径が８００μｍ（標準偏差は４０μｍ）の工業用ダイヤモンド粒子を蝋付けするために、金属円盤の前面、階段状の斜面、側面および裏面に、蝋材粉末に有機バインダーを加えたペーストを塗布した。ここで蝋材粉末としてＢＮｉ−２を用い、有機バインダーとしてポリビニルアルコールを用いた。また、ペーストの厚さは、ダイヤモンド粒子の平均粒子径の４０％の厚さとなるように塗布した。なお、工業用ダイヤモンド粒子の平均粒子径は、蝋付け前の硬質粒子を任意に５０個採取し、その直径をノギスにより測定して得た値を単純平均して求めた値である。
そして、塗布したペーストの上に、工業用ダイヤモンド粒子を３５個／ｃｍ2の面密度となるように付与し、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気内で、１０２０℃の温度で３０分保持し、研削面を有する金属円盤を得た。
【００５７】
次に、得られた金属円盤とホルダーとを３つの六角穴付きボルトを用いて結合した。
そして、本発明の研削工具に該当する回転研削工具を得た。ここで得られた回転研削工具を、以下では「回転研削工具１」とする。なお、以下の実施例２等においても同様であり、例えば実施例２において得られた回転研削工具を「回転研削工具２」とする。
【００５８】
得られた回転研削工具１の具体的な態様は、次のとおりである。
金属円盤の前面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θ：０°
取付部の前面の空間体積（Ｖ）：１５４２０ｍｍ3
金属円盤の厚さ：３．５ｍｍ
金属円盤の質量：１６０ｇ
ホルダーの厚さ：３．５ｍｍ
金属円盤とホルダーとの接触面積率（金属円盤の裏面の全面積に対する金属円盤とホルダーとの接触面積率）：４０％
金属円盤の斜面の形状：階段状（図４と同様の３段、約１ｍｍの高さ）
Ｗ1：１９ｍｍ
Ｗ2：３．９ｍｍ
Ｗ1／Ｗ2＝４．８７
Ｗ3：１．０ｍｍ
金属円盤の斜面の面積：１４９０ｍｍ2
【００５９】
次に得られた回転研削工具１の性能を調べるため、騒音測定およびさび研削効率測定を行った。
初めに、耐候性鋼（ＪＩＳ Ｇ３１１４ ＳＭＡ４９０）の表面に塩水散布を行い、約１．５ｍｍの厚さの層状錆が生成させた試験材を用意した。この層状錆は孔食が少なく緻密なものであった。
次に、回転研削工具１をディスクグラインダー駆動装置に取付け、試験材の素地露出面積率が約７０％となるように錆を除去する作業を４時間行い、素地調整することができた面積を計測した。そして、さび研削効率（分／ｍ2）を算出した。また、作業位置から５ｍの地点で騒音（ｄＢ）を測定した。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１」の欄に示す。
【００６０】
＜実施例２＞
実施例１において階段状とした金属円盤の斜面の形状を、錐面状としたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具２を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具２の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例２」の欄に示す。
【００６１】
＜実施例３＞
実施例１において用いた工業用ダイヤモンドの代わりに、平均粒子径が７５０μｍ（標準偏差は５０μｍ）のキュービックボロンナイトライド（ＣＢＮ）を用いたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具３を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具３の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例３」の欄に示す。
【００６２】
＜実施例４＞
実施例１において、３５個／ｃｍ2とした工業用ダイヤモンドの面密度を、２１個／ｃｍ2としたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具４を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具４の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例４」の欄に示す。
【００６３】
＜実施例５＞
実施例１において用いた３．５ｍｍ厚、１６０ｇの金属円盤の代わりに、３．０ｍｍ厚、１４５ｇの金属円盤（材質等は同様）を用いたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具５を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具５の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例５」の欄に示す。
【００６４】
＜実施例６＞
実施例１において用いた３．５ｍｍ厚のホルダーの代わりに、９．５ｍｍ厚のホルダー（材質等は同様）を用いたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具６を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具６の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例６」の欄に示す。
【００６５】
＜実施例７＞
実施例１において用いた３．５ｍｍ厚のホルダーの代わりに、６．０ｍｍ厚のホルダー（材質等は同様）を用いたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具７を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具７の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例７」の欄に示す。
【００６６】
＜実施例８＞
実施例１において用いた３．５ｍｍ厚のホルダーの代わりに、６．０ｍｍ厚のホルダー（材質等は同様）を用い、これに伴って実施例１において１５４２０ｍｍ3であった取付部の前面の空間の体積が９５４０ｍｍ3となったこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具８を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具８の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例８」の欄に示す。
【００６７】
＜実施例９＞
実施例１において用いた３．５ｍｍ厚、１６０ｇの金属円盤の代わりに、５．５ｍｍ厚、２００ｇの金属円盤（材質等は同様）を用い、これに伴って実施例１において１５４２０ｍｍ3であった取付部の前面の空間の体積が１７４２０ｍｍ3となり、実施例１において１４９０ｍｍ2であった金属円盤の斜面面積が１８３０ｍｍ2となったこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具９を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具９の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例９」の欄に示す。
【００６８】
＜実施例１０＞
金属円盤とホルダーとを結合する前に、金属円盤の前面の孔にＯ−リングを装入し、その後、六角穴付きボルトを用いてこれらを結合した。これ以外については実施例１と同様にして回転研削工具１０を作成し、実施例１と同様の試験を行った。Ｏ−リングはシリコンゴム製であり、３つの結合部に各々に用いた。また、Ｏ−リングと金属円盤との接触面積の、金属円盤とホルダーとの接触面積（実施例１の態様における金属円盤とホルダーとの接触面積を意味する）に対する比率（百分率）は６％であった。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１０の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１０」の欄に示す。
【００６９】
＜実施例１１＞
金属円盤とホルダーとを結合する際に、金属円盤とホルダーとの間にポリウレタンゴムシート（厚さ１ｍｍ）を挟み、六角穴付きボルトを用いてこれらを結合した。これ以外については実施例１と同様にして回転研削工具１１を作成し、実施例１と同様の試験を行った。なお、ポリウレタンゴムシートの主面の面積（大きさ）は、実施例１における金属円盤とホルダーとの接触面積と同一である。すなわち、ポリウレタンゴムシートと金属円盤との接触面積の、金属円盤とホルダーとの接触面積（実施例１の態様における金属円盤とホルダーとの接触面積を意味する）に対する比率（百分率）は１００％である。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１１の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１１」の欄に示す。
【００７０】
＜実施例１２＞
実施例１１において用いたポリウレタンゴムシートの代わりに、０．５ｍｍ厚の銅シートを用いたこと以外は、すべて実施例１１と同様とした回転研削工具１２を作成し、実施例１１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１２の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１２」の欄に示す。
【００７１】
＜実施例１３＞
実施例１１において用いたポリウレタンゴムシートの代わりに、＃２４０ ＳｉＣペーパーを用いたこと以外は、すべて実施例１１と同様とした回転研削工具１３を作成し、実施例１１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１３の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１３」の欄に示す。
【００７２】
＜実施例１４＞
実施例１において用いた直径１００ｍｍ、１６０ｇ、Ｗ1＝１９ｍｍ（Ｗ1／Ｗ2＝４．８７）の金属円盤の代わりに、直径１５０ｍｍ、４１３ｇ、Ｗ1＝３３ｍｍ（Ｗ1／Ｗ2＝８．４６）の金属円盤（材質等は同様）を用い、これに伴って実施例１において１５４２０ｍｍ3であった取付部の前面の空間の体積が６５４２５ｍｍ3となり、実施例１において１４９０ｍｍ2であった金属円盤の斜面面積が２２３５ｍｍ2となり、実施例１において４０％であった金属円盤とホルダーとの接触面積が３０％となったこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具１４を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１４の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１４」の欄に示す。
【００７３】
＜実施例１５＞
実施例１において用いた直径１００ｍｍ、１６０ｇ、Ｗ1＝１９ｍｍ（Ｗ1／Ｗ2＝４．８７）の金属円盤の代わりに、直径１８０ｍｍ、６６７ｇ、Ｗ1＝１６６ｍｍ（Ｗ1／Ｗ2＝４２．５）の金属円盤（材質等は同様）を用い、これに伴って実施例１において１５４２０ｍｍ3であった取付部の前面の空間の体積が６５４２５ｍｍ3となり、実施例１において１４９０ｍｍ2であった金属円盤の斜面面積が２６８２ｍｍ2となり、実施例１において４０％であった金属円盤とホルダーとの接触面積が２０％となったこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具１５を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１５の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１５」の欄に示す。
【００７４】
＜実施例１６＞
実施例１ではステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４製）の金属円盤を用いたが、これに代えて普通鋼製の金属円盤を用いたこと以外は、すべて実施例１と同様とした回転研削工具１６を作成し、実施例１と同様の試験を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１６の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「実施例１６」の欄に示す。
【００７５】
＜比較例１＞
次に、比較例として、図５に示す態様の回転研削工具を製造した。図５は金属円盤とホルダーとに分かれていない従来公知の回転研削工具を示しており、図５（ａ）は概略正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。また、図５では、理解を容易にするため、特定の硬質粒子およびこれを蝋付け接合するために用いる蝋は記していない。なお、図５では、図４で示した本発明の研削工具における各部に相当する部分については、同じ記号を用いて指し示している。
【００７６】
初めに、図５に示した金属回転盤を用意した。金属回転盤は実施例１の場合と同様にＳＵＳ３０４製で、外径（直径）が１００ｍｍ、内径（前面２１が構成するドーナツ型の部分の内径の直径）が５４．２ｍｍ、取付孔の直径１５ｍｍのものである。
【００７７】
次に、実施例１と同様に、工業用ダイヤモンド粒子を蝋付けした。ただし、工業用ダイヤモンド粒子の面密度は２５個／ｃｍ2となるようにした。
このようにして回転研削工具を得た。ここで得られた回転研削工具を、以下では「回転研削工具１０１」とする。なお、以下の比較例２、比較例３においても同様であり、比較例２および比較例３において得られた回転研削工具は「回転研削工具１０２」および「回転研削工具１０３」とする。
【００７８】
得られた回転研削工具１０１の具体的な態様は、次のとおりである。
金属回転盤の前面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θ：５超１０°以下
取付部の前面の空間体積（Ｖ）：３７４６ｍｍ3
金属回転盤の厚さ：３〜５ｍｍ
金属回転盤の質量：２７０ｇ
金属回転盤における「斜面」に相当する部分の形状：曲面状
Ｗ1：８ｍｍ
Ｗ2：２７ｍｍ
Ｗ1／Ｗ2＝０．３
Ｗ3：０ｍｍ（図５（ｂ）のような断面で見た場合、Ｗ3は点として表れる）
金属回転盤における「斜面」に相当する部分の面積：６４６８ｍｍ2
【００７９】
次に得られた回転研削工具１０１の性能を調べるため、実施例１と同様の騒音測定およびさび研削効率測定を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１０１の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「比較例１」の欄に示す。
【００８０】
＜比較例２＞
比較例１と類似する態様の金属回転盤を製造した。比較例１の回転研削工具１０１と異なる点は、工業用ダイヤモンド粒子の面密度（５個／ｃｍ2）、金属回転盤の前面の法線Ｘと回転中心軸Ｙとのなす角度θ（０°）、取付部の前面の空間体積（１５５２０ｍｍ3）、金属回転盤の厚さ（２ｍｍ）、金属回転盤の質量（１５０ｇ）、金属回転盤の材質（普通鋼）、Ｗ1（１１５２ｍｍ）、Ｗ2（２４ｍｍ）、Ｗ1／Ｗ2（４８）、金属回転盤の斜面の面積（３００ｍｍ2）である。
【００８１】
このような回転研削工具１０２の性能を調べるため、実施例１と同様の騒音測定およびさび研削効率測定を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１０２の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「比較例２」の欄に示す。
【００８２】
＜比較例３＞
比較例１と類似する態様の金属回転盤を製造した。比較例１の回転研削工具１０１と異なる点は、工業用ダイヤモンド粒子の面密度（５個／ｃｍ2）、取付部の前面の空間体積（３０００ｍｍ3）、金属回転盤の厚さ（２ｍｍ）、金属回転盤の質量（１４５ｇ）、金属回転盤の材質（普通鋼）、Ｗ1（１０．４ｍｍ）、Ｗ2（２６ｍｍ）、Ｗ1／Ｗ2（０．４）、金属回転盤の斜面の面積（６０００ｍｍ2）である。
【００８３】
このような回転研削工具１０３の性能を調べるため、実施例１と同様の騒音測定およびさび研削効率測定を行った。
騒音測定結果およびさび研削効率測定結果を、回転研削工具１０３の具体的な態様を表すデータとともに第１表の「比較例３」の欄に示す。
【００８４】
【表１】
【００８５】
【表２】
【００８６】
第１表に示すように、本発明の研削工具に相当する実施例１〜１６の回転研削工具１〜１６を用いて試験材を研削した場合、いずれも騒音は低く、９０ｄＢ未満となった。特に、ホルダーが厚い場合（実施例６、７）、前面空間体積が大きい場合（実施例９）、有機物等からなる振動吸収材を金属円盤とホルダーとの間に挟んだ場合（実施例１０、１１、１３）には、騒音は特に小さく、８５ｄＢ未満となった。
これに対して金属円盤とホルダーとに分離できない従来公知の態様である比較例１〜３の回転研削工具１０１〜１０３の場合、いずれも騒音は１００ｄＢを超えた。
このように実施例と比較例とでは研削時の騒音に明確な差異があることが確認できた。
このように本発明の研削工具に相当する回転研削工具１〜１６を用いて試験材を研削した場合に騒音は低くなるのは、本発明の研削工具が金属円盤とホルダーとを結合してなることが大きく影響していると考えられる。
【００８７】
また、第１表に示すように、本発明の研削工具に相当する実施例１〜１６の回転研削工具１〜１６を用いて試験材を研削した場合、いずれもさび研削効率が高く、３１分／ｍ2以下であった。特に、金属円盤の斜面の形状が階段状の場合（実施例２以外）、さび研削効率が高く、２３分／ｍ2以下であった。
これに対して比較例１〜３の場合、最もよい比較例１の場合でも４３分／ｍ2のさび研削効率であった。
このように実施例と比較例とではさび研削効率に明確な差異があることが確認できた。
このような明確な差異が生じる理由は、回転研削工具の形状、特に、金属円盤の前面と回転中心軸がなす角度、Ｗ1、Ｗ2、Ｗ1／Ｗ2の値が実施例の場合、好ましい範囲内であるためと考えられる。
【符号の説明】
【００８８】
１ 本発明の研削工具
２ 金属円盤
２１ 金属円盤の前面
２２ 金属円盤の斜面
２３ 金属円盤の側面
２４ 金属円盤の裏面
２５ 溝
２６ ボルト
３ ホルダー
６ ボルト
７ 取付部（取付孔）
８ 硬質粒子
９ 研削面
Ｘ 法線
Ｙ 回転中心軸
Ｗ１ 前面側から見た場合の投影面の直径方向における幅
Ｗ２ 前面側から見た場合の投影面の直径方向における幅
Ｗ３ 金属円盤側面の幅
Ｌ 境界線
Ｖ 取付部の前面の空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属円盤の表面の少なくとも一部に、２０個／ｃｍ2以上の面密度となるようにモース硬度９を超える硬質粒子を蝋付け接合してなる研削面を有し、
前記金属円盤を支えるホルダーは、その中心部に回転駆動装置の回転軸に取付ける取付部を有し、
前記金属円盤と前記ホルダーとを結合してなることを特徴とする、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項２】
前記金属円盤の表面は、前面、斜面、側面および裏面を有し、前記金属円盤の中心側から外周側へ向かって、前面、斜面および側面がこの順に連続して存在し、裏面は側面と隣合っており前面および斜面の裏側に存在し、
前面は回転中心軸と垂直な面であり、側面は回転中心軸と平行な面である、
請求項１に記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項３】
前記回転研削工具が、前記金属円盤と前記ホルダーとをボルトを用いて結合してなるものであることを特徴とする、請求項１または２に記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項４】
前記金属円盤と前記ホルダーの結合により前記取付部の前面に形成される空間体積が、７０００ｍｍ3以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項５】
前記金属円盤は厚さが３．０〜６．０ｍｍで、質量が１００〜１０００ｇであり、
前記ホルダーは厚さが３〜１０ｍｍであり、
前記金属円盤の裏面面積に対する前記金属円盤と前記ホルダーとの接触面積率が３０〜１００％である、請求項１〜４のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項６】
前記金属円盤はステンレス鋼からなり、前記ホルダーはアルミニウム合金からなる、請求項１〜５のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項７】
前記金属円盤の斜面が階段状となっている、請求項１〜６のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項８】
前記金属円盤の前面および斜面を前面側から見た場合の各々の投影面の直径方向における幅をＷ1およびＷ2とした場合に、Ｗ1／Ｗ2＞２．０であり、Ｗ2は１ｍｍ以上である、請求項１〜７のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項９】
前記金属円盤の斜面の面積が４００ｍｍ2以上である、請求項１〜８のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項１０】
前記金属円盤と前記ホルダーとの間または結合部の少なくとも一部に、有機物、無機物または金属からなる振動吸収材を挟んだことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項１１】
前記金属円盤の前面、斜面、側面および裏面の少なくとも一部に、モース硬度９を超える硬質粒子の平均粒子径の２０〜６０％の厚さとなるように、有機バインダーを混ぜた蝋材粉末を塗布し、その上に前記硬質粒子を２０個／ｃｍ2以上の面密度となるように付与し、１０-4Ｔｏｒｒ以下の減圧下で、１０００〜１０４０℃の温度で１０〜５０分保持して研削面を有する金属円盤を得て、その後、前記金属円盤と前記ホルダーとを結合して、請求項１〜１０のいずれかに記載の回転研削工具を得る、静音特性に優れた回転研削工具の製造方法。
【請求項１】
金属円盤の表面の少なくとも一部に、２０個／ｃｍ2以上の面密度となるようにモース硬度９を超える硬質粒子を蝋付け接合してなる研削面を有し、
前記金属円盤を支えるホルダーは、その中心部に回転駆動装置の回転軸に取付ける取付部を有し、
前記金属円盤と前記ホルダーとを結合してなることを特徴とする、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項２】
前記金属円盤の表面は、前面、斜面、側面および裏面を有し、前記金属円盤の中心側から外周側へ向かって、前面、斜面および側面がこの順に連続して存在し、裏面は側面と隣合っており前面および斜面の裏側に存在し、
前面は回転中心軸と垂直な面であり、側面は回転中心軸と平行な面である、
請求項１に記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項３】
前記回転研削工具が、前記金属円盤と前記ホルダーとをボルトを用いて結合してなるものであることを特徴とする、請求項１または２に記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項４】
前記金属円盤と前記ホルダーの結合により前記取付部の前面に形成される空間体積が、７０００ｍｍ3以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項５】
前記金属円盤は厚さが３．０〜６．０ｍｍで、質量が１００〜１０００ｇであり、
前記ホルダーは厚さが３〜１０ｍｍであり、
前記金属円盤の裏面面積に対する前記金属円盤と前記ホルダーとの接触面積率が３０〜１００％である、請求項１〜４のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項６】
前記金属円盤はステンレス鋼からなり、前記ホルダーはアルミニウム合金からなる、請求項１〜５のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項７】
前記金属円盤の斜面が階段状となっている、請求項１〜６のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項８】
前記金属円盤の前面および斜面を前面側から見た場合の各々の投影面の直径方向における幅をＷ1およびＷ2とした場合に、Ｗ1／Ｗ2＞２．０であり、Ｗ2は１ｍｍ以上である、請求項１〜７のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項９】
前記金属円盤の斜面の面積が４００ｍｍ2以上である、請求項１〜８のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項１０】
前記金属円盤と前記ホルダーとの間または結合部の少なくとも一部に、有機物、無機物または金属からなる振動吸収材を挟んだことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の、静音特性に優れた回転研削工具。
【請求項１１】
前記金属円盤の前面、斜面、側面および裏面の少なくとも一部に、モース硬度９を超える硬質粒子の平均粒子径の２０〜６０％の厚さとなるように、有機バインダーを混ぜた蝋材粉末を塗布し、その上に前記硬質粒子を２０個／ｃｍ2以上の面密度となるように付与し、１０-4Ｔｏｒｒ以下の減圧下で、１０００〜１０４０℃の温度で１０〜５０分保持して研削面を有する金属円盤を得て、その後、前記金属円盤と前記ホルダーとを結合して、請求項１〜１０のいずれかに記載の回転研削工具を得る、静音特性に優れた回転研削工具の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１４８０８３（Ｐ２０１１−１４８０８３Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８２０２３（Ｐ２０１０−２８２０２３）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００２２７２６１）日鉄防蝕株式会社 (31)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【出願人】（０００００３３２２）大日本塗料株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００２２７２６１）日鉄防蝕株式会社 (31)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【出願人】（０００００３３２２）大日本塗料株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]