JPH08511478A - 冷媒を研磨カップに供給する方法とその方法を実施する研磨カップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はロック掘削用ビットのボタンを研磨するための研磨カップ（10；10′；10″）に冷媒を供給する方法に関する。本発明は更にこの方法を実施する研磨カップ（10；10′；10″）に関する。従来の研磨カップでは、冷媒は研磨カップ全体を貫通している軸孔を介して供給される。これは冷媒が研磨機を通じて案内されなければならないことも意味している。本発明に係る方法は摩耗部品（14）の凹所（20）と研磨カップ（10；10′；10″）のシャンク（12）の自由端との間で軸方向に配置された研磨カップの部分に冷媒を供給する。該シャンク（12）は研磨機に回転可能に装着されている。

Description

【発明の詳細な説明】 冷媒を研磨カップに供給する方法とその方法を実施する研磨カップ 技術分野 本発明はロック掘削用ビットのボタンを研磨するための研磨カップであって、 研磨機に回転可能に装着されたシャンクと凹所を有する摩耗部品を含み、当該凹 所がボタンの研磨を実行する斯ゝる研磨カップに冷媒を供給する方法に関する。 本発明は更に研磨機に回転可能に装着されることになる研磨カップであって、ロ ック掘削用ビットのボタンを研磨するものであり、シャンク及び凹所を有する摩 耗部品を含んでいる斯ゝる研磨カップに関する。 先行技術背景 ドリルビットのセメンテッドカーバイド製ボタンを研磨するとき、上述のタイ プの研磨カップが通常使用される。このような研磨カップの摩耗部品は通常は粒 状ダイヤモンドを多くの場合に含む研磨剤の研磨面を有している。しかし、セメ ンテッドカーバイドボタンを研磨すると、熱と研磨切粉の両者を、研磨面とボタ ンビットを冷却すると共に切粉を洗條流出（フラッシング）することが必要にな る程度に生み出す。この手の冷却用の先行する既知技術は冷媒、通常は水、を研 磨機を通じて研磨カップに軸方向に流通させて供給し、それにより冷媒が研磨カ ップの研磨部がボタンの自由端に係合する領域に放出されるようにするものであ る。これは冷媒が研磨機を通じて研磨カップのシャンクの後端に案内され、次い でこのシャンクを軸方向に流通して摩耗部品の自由端に送られることが必要にな ることを意味している。このような冷媒供給を達成する手段の配設 は設計の観点から制約される、即ち研磨機を設計するときには多大の注意を研磨 機を通じて冷媒を案内するために払わなければならず、その結果研磨機が可成り 複雑に見えるものになる。 発明の要旨 本発明のアイデアは研磨カップとして冷媒がシャンクの後端をして、即ち研磨 機を介して、供給されないように設計されている斯ゝる研磨カップに冷媒を供給 する方法に関する。その代わりに、冷媒は研磨機に入ることなく研磨カップに供 給される。本発明のアイデアは冷媒を研磨カップに供給する方法と、添付の請求 項の特徴部分に与えられている研磨カップとによって実現される。 好適実施例の説明 本発明に係る研磨カップの以下の２種の実施例は添付図面を参照して説明され る。その図１は本発明に係る研磨カップの第１実施例の部分断面側面図であり； 図２は本発明に係る研磨カップの第２実施例の部分断面側面図であり；そして図 ３は本発明に係る研磨カップの第３実施例の部分断面説明図である。 図１に係る研磨カップ10はシャンク12、摩耗部品14及びシャンク12と部品14の 両者を架橋する中間部16を含む。好ましくは、シャンク12と中間部16は１体の個 片である。摩耗商品14は適当な方法で中間部16に、好ましくは半田付けにより連 結される。しかし、本発明の範囲内では摩耗部品14を中間部16と一体物に形成さ れ得る。研磨カップ10は縦方向の中心軸線18に関して回転対称である。 摩耗部品14の自由端はボタンが半球形の自由端を有しているときに球体の切片 （セグメント）の形状になる凹所20を有している。しかし、ボタンが弾頭状や円 錐状の自由端を有しているならば、その 場合の凹所は勿論補完形状を有する。この凹所20は研磨を被るボタンの自由端と 係合して協働するように企図されている。ボタンは、好ましくはセメンテッドカ ーバイドで作られ、凹所20は砥材、好ましくはマトリックスの形態になり得るダ イヤモンドを装備している。摩耗部品14が中間部16との一体物である、即ち摩耗 ブランクがスチール製であるならば、ダイヤモンドの層をこのブランクに電気メ ッキするか他の適当の方法で接着させるのに適し得る。 研磨カップ10の中間部16はその上位部分に、研磨機の駆動手段と協働して研磨 カップ10を回転させるキーハンドル19を具備している。中間部16は更にカップ10 の軸方向に延在した部分を有している環状外溝22を具備している。好ましくは、 外溝22の深さは一定である。半径方向の第１孔24は外溝22の底と縦中心軸線18の 領域との間に延在している。軸方向の第２孔26は第１孔24の内端域と凹所20の底 との間に延在している。第１、第２孔24，26はその内端の領域で互いに連通して いる。 環状外溝22には、可撓性の、例えばプラスチックやゴムの材料のリング28が装 着される。リング28の高さは溝22の高さより幾分小さいか或いは実質的に等しい 。リング28の内周辺には環状内溝30が設けられている。外溝22の底とリング28の 内周とが接触している領域に、リング28は対立配位の舌部32を具備しており、こ れらの舌部は実働状態では外溝22の底に対し密封作用を奏する。この装着位置に おいて、リング28は孔24の開口を覆う。 溝22とリングの内寸法と公差は勿論互いに、研磨カップ10が回転し、他方リン グ28が静止状に維持されている間にリング28と溝22の間の適正な密封を両者28， 22間の摩擦を適正レベルに、維持出来ると同時に実行出来るように、計られてい なければならない。 リング28は更に研磨カップ10の半径方向に延在するパイプ34を具 備している。このパイプ34はリング28の壁を通じて延在して、リング28に、好ま しくは加硫によって連結される。パイプ34はこれに押し込まれるホース36を受容 出来るようにするためにある程度リング28の外周を越えるまでに延在している。 好ましくは、パイプ34はふくらみ部分38を具備し、これによりホース36がパイプ 34に良好に確保出来るようにしてある。 記述の研磨カップ10は次のように機能する。研磨カップ10は研磨機の回転スピ ンドルに装着される。このカップは次に研磨されるべきボタンに対し所定の相対 的位置に調節される、即ち摩耗部品14がボタンと係合する位置に調節される。次 に、研磨カップ10が回転してボタンの研磨を実行するとき、リング28は不動の状 態のまゝにおかれる。従って、溝22とリング28の寸法と公差は中間部16がリング 28に対して相対的に回転し、冷媒の供給がなおも可能となるように設定されてい ることが重要である。リング28の可撓性により、リング28を摩耗部品14の上で溝 22に押し込むことによりリング28を溝22に装着することが出来る。舌部32はたわ むのでリング28を摩耗部品14の上で押すことが可能になる。 外部供給源から冷媒はホース36、パイプ34、溝30、第１孔24及び第２孔26を介 して凹所20に供給される。溝22の底と溝30とによって規定される空間が冷媒によ って圧迫されると、リング28の舌部30が溝22の底に対し封止（シール）作用を奏 し、同時にリング28の側壁が溝22の側壁よって支承される。しかし、このシール 作用が完全であることが必須条件ではない。リング28の舌部30と溝22の底の間で 冷媒が漏れるならば、この冷媒は流下して摩耗部品14の外側を冷却する。この冷 却は通常では研磨作用を発揮するのに有利である。しかし、冷媒の支配的部分は 孔24，26を介して供給されるべきである。 好ましくは、リング28の寿命は研磨カップ10の台部の寿命と実質的に同じであ る。 図２に係る実施例では、研磨カップはシャンク12、摩耗部品14及び両者12，14 と一体的に連結された中間部16を含む。シャンク12は研磨機に装着されるとき、 シャンクをたわみ可能に確保するＯリングを受容するための溝13を具備している 。好ましくは，シャンク12と中間部16は１個片である。摩耗部品14は適当な方法 で、好ましくは半田付けで中間部16に連結される。しかし、本発明の範囲内では 、摩耗部品14は中間部16と一体成形されたものでもあり得る。研磨カップ10′は その縦中心軸線18に関して回転対称である。 摩耗部品14の自由端は球体の切片の形状になる凹所20を有している。図１に係 る実施例との関連で説明されたように、凹所形状はボタンの自由端の形状に依存 して変えることが出来る。この凹所20は被研磨ボタンの自由端と係合し協働させ るものである。ボタンは好ましくはセメンテッドカーバイドで作り、凹所20は研 磨材料、好ましくは鋼体に電気メッキされた、或いは別の方法で接着されたマト リックス形態であり得るダイヤモンドを装備される。 研磨カップ10′の中間部16はその上位部分に研磨機の駆動手段と協働してカッ プ10′を回転させるキーハンドル19を具備している。研磨カップ10′の中間部16 は更にキーハンドル19を中間部のサブ部分22から分離している環状外フランジ21 を具備している。キーハンドル19とサブ部分22は直径が異なる。相対的に小径の サブ部分22は研磨カップ10′の軸方向にある程度延長している部分を有しており 、この延長部分は環状スロット23によって規定されている。好ましくは、サブ部 分22の外径は一定である。半径方向の第１孔24はサブ部分22の周辺と縦中心軸線 18の領域との間に延在している。軸方向の第２孔26は第１孔24の内端の領域と凹 所20の底までの途中との間 に延在している。第１、第２孔24，26は両者の内端の領域で互いに接続している 。第３の孔27は第２孔26の外端の領域から延在し、凹所20に開口している。図２ において分り得るように、第３孔27は、第２孔26と第３孔27が互いに接続してい るとはいえ第２孔26に対し半径方向に相対的に変位している。これは第３孔27が 凹所20に偏心開口していることを意味している。従って、特に第３孔27の設計と 配向は本発明の範囲内で変えることが可能である。第３孔が凹所20にその直径に 実質的に等しい長さを有するスロットを介して開口することは既知の技術である 。 環状サブ部分22には、第１ワッシャ29、可撓性材料のリング28、例えばプラス チックやゴムのリング及び第２ワッシャ31が遂次この順番で装着されている。第 １ワッシャ29はフランジ21と緊密に接触している。第１ワッシャ29とリング28と 第２ワッシャ31の全高はサブ部分22の軸方向長より幾分小さい。スロット23には 、ロック用リング25が第１ワッシャ29、リング28及び第２ワッシャ31を軸方向に 固定するために装着される。リング28の内周辺には環状内溝30が設けられている 。リング28はその装着位置において、孔24の開口を覆う。リング28とサブ部分22 の互いに協働する寸法、即ちリング28の内径とサブ部分22の外径が協働する寸法 にされることが肝要である。サブ部分22はリング28に対し相対的に容易に回転し なければならず、リング28とサブ部分22の間に適正なシール作用が生じ、それに より冷媒が凹所20に孔24，26，27を介して案内出来るようにならなければならな い。 リング28は研磨カップ10′の半径方向に延在するパイプ34を具備している。パ イプ34はリング28の壁を貫通して延在しリング28に、好ましくは加硫により連結 されているこのパイプ34はこれに押し込まれるホース36が受容出来るようにする ために、リング28の外周を 越えてある程度延在している。好ましくは、パイプ34はこれにホース36をより良 く固定するためにふくらみ部分を具備している。 図２に係る研磨カップ10′は原理的に図１に係る研磨カップ10と同じように機 能する。しかし、リング28の設計は幾分相違している。サブ部分22と溝22の間の 空間が冷却媒体によって圧迫されると、リング28の内周の残り部分33が離れるよ うに反対方向へ付勢され、それによって第１〜第２ワッシャ29，31に対するシー ルを与える。第１ワンシャ29はその自転でフランジ21に対し付勢され、それによ り冷媒に対しシールを与え、第２ワッシャ31はロック用リング25に対し付勢され て、対応するシールを与える。しかし、図１に係る実施例に関連して摩耗部品14 の外側を冷却する冷媒の漏れに関する事項は図２に係る実施例にも適用される。 図３に係る研磨カップ10″はシャンク12、摩耗部品14及び両者12，14を架橋す る中間部16を含む。好ましくは、シャンク12と中間部16は１個片である。摩耗部 品14は適宜の方法、好ましくは半田付けによ中間部16に連結される。しかし、本 発明の範囲内で、摩耗部品14を中間部16との一体成形物にすることが出来る。研 磨カップ10″は縦中心軸線18に関し回転対称である。 摩耗部品14の自由端はボタンが半球形の自由端を有しているとき、球体の切片 の形状になる凹所20を有している。しかし、ボタンが弾頭形や円錐形の自由端を 有しているならば、そのときは勿論凹所はそれを補完する形状を有している。こ の凹所20は被研磨ボタンの自由端と係合し、そして協働するように企図したもの である。ボタンは好ましくはセメンテッドカーバイドで作り、凹所20は砥材、好 ましくはマトリックスの形態であり得るダイヤモンドを装備している。摩耗部品 14が中間部16と一体物である、即ち摩耗部品ブランクがスチール製であるならば 、ダイヤモンド層を摩耗部品に電気メッ キするか、その他の適当の方法で接着させることが出来る。 シャンク12はその下部にシャンク12と縦中心軸線18の領域との間で半径方向に 延在する第１孔24を具備している。軸方向の第２孔26は第１孔24をの内端の領域 と凹所20の底との間で延在している。第１、第２孔24，26は互いにその内端の領 域で連通している。 シャンクには、可撓性材料、例えばプラスチックやゴムのリング28が装着され る。リング28の下側は中間部16の上側と接触している。リング28の高さは中間部 16の上側と溝15との間の軸方向距離と実質的に同じか幾分小さい。この溝15はス ナップリング17を受容して、リング28を軸方向に保留（ロック）するものである 。リング28の内周辺は環状内溝30を具備している。シャンク12とリング28の内周 との接触する領域に、リング28が対立する舌部32を具備しており、両舌部はその 実働状態においてシャンク12に対するシール作用を奏す。リング28はその装着位 置において、孔24を覆う。リング28と支持面との間の内寸法と公差に関しては、 図１に係る実施例に関連して記述された事項が引用される本発明の範囲内で、シ ャンク12に溝を設けずに、リング28をシャンク12に押し通されるＯリングによっ て軸方向に保留させることも可能である。 更にリング28は研磨カップ10の半径方向に延在するパイプ34を具備している。 このパイプ34はリング28の壁を貫通して延在し、リング28に好ましくは加硫によ って連結される。パイプ34はこれに押込まれるべきホース36を受容出来るように するために、ある程度リング28の外周を越えて延在する。好ましくは、パイプ34 はこれにホース36を一層良好に確保するためにふくらみ部分38を具備している。 図３に係る研磨カップ10″は図１に係る研磨カップ10と同じように原理的に機 能する。しかし、研磨カップ10″がキーハンドルを具備していないので、研磨カ ップ10″の回転駆動は研磨機のチァック でシャンク12を研磨カップ10″の回転駆動が実行出来る程度に締付けることによ って実施される。本発明の範囲内で、シャンク12の上部を非円形断面、例えば正 方形断面に設計し、当該断面が研磨機の回転駆動手段と係合するように設計する ことも可能である。リング28は基本的には両実施例と同じデザインであるので、 舌部32によるシールが対応する仕方で実行される。図１に係る実施例に関連して 、摩耗部品の外側を冷却する冷媒の漏洩に関して説明した事項は図３に係る実施 例にも適用される。 記述の実施例で共通な事項は、シャンクを貫通した軸孔を穿設する必要がない こと、そして研磨機を貫通した冷却媒体の供給手段、例えば軸孔とシール手段の 形式のものが不必要になることから研磨機が本質的に簡単な設計になることであ る。これは研磨機を設計するときの自由度が本質的に増大されることを意味して いる。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９４年１１月１８日 【補正内容】 請求の範囲 １．研磨機に回転可能に装着されたシャンク（12）及び凹所（20）を有する摩 耗部品（14）を含む研磨カップ（10；10′；10″）であって、当該凹所（20）が ボタンの研磨を実行するようになっている、斯ゝる構成のロック掘削用ビットの ボタンを研磨するための研磨カップ（10；10′；10″）に冷媒を供給する方法に おいて、 冷媒が凹所（20）とシャンク（12）の自由端との間で軸方向に配置された研磨 カップ（10；10′；10″）の１部分（16；12）内に供給され、その後に摩耗部品 （14）がボタンと係合する領域に冷媒が供給され、そして研磨カップは使用済み の時点で処分されることを特徴とする研磨カップに冷媒を供給する方法。 ２．冷媒が研磨カップ（10；10′；10″）の中間部（16）に供給され、当該中 間部（16）がシャンク（12）と研磨カップ（10；10′）の摩耗部品（14）との間 で軸方向に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３．冷媒が摩耗部品（14）の方へ配向した研磨カップ（10″）のシャンク（12 ）の部分に供給されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ４．研磨機に装着されて、ロック掘削用ビットのボタンを研磨する研磨カップ （10；10′；10″）であって、シャンク（12）及び凹所（20）を有する摩耗部品 （14）を含む斯ゝる研磨カップにおいて、凹所（20）とシャンク（12）の自由端 との間で軸方向に配置されている研磨カップ（10；10′）の１部分（16；12）が 冷媒を摩耗部品（14）の凹所（20）に外部供給源から移送するための手段（22， 24，26，28，30，32，34；21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31，33； 15，17，24，26，28，30，32，34）を具備しており、 そして摩耗部品（14）がボタンと係合する領域に冷媒が供給されるようになって おり、そして研磨カップは使用済みの時点で処分されることを特徴とする研磨カ ップ。 ５．凹所（20）とシャンク（12）の自由端との間で軸方向に配置されている研 磨カップ（10；10′）の該部分がシャンク（12）と摩耗部品（14）との間に配置 された中間部（16）であることを特徴とする、請求項４に記載の研磨カップ。 ６．凹所（20）とシャンク（12）の間で軸方向に配置されている研磨カップ（ 10″）の該部分が摩耗部品（14）の方へ配向したシャンク（12）の部分であるこ とを特徴とする、請求項４に記載の研磨カップ。 ７．冷媒を移送する該手段が可撓性材料の環状リング（28）を含み、当該リン グ（28）の内周辺には環状内溝（30）が具備されていることを特徴とする、請求 項４−６のいづれか１項に記載の研磨カップ。 ８．リング（28）が冷媒源に接続し冷媒をリング（28）の内溝（30）に移送す るための手段を具備していることを特徴とする、請求項４−７のいづれか１項に 記載の研磨カップ。 ９．リング（28）と研磨カップ（10；10′；10″）の間に設けられた空間が摩 耗部品（14）の凹所（20）と連通していることを特徴とする、請求項４−８のい づれか１項に記載の研磨カップ。 10．リング（28）が研磨カップ（10；10″）の外位部分（22；12）と接触する ２つの環状舌部（32）を含むことを特徴とする、請求項４−９のいづれか１項に 記載の研磨カップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．研磨機に回転可能に装着されたシャンク（12）及び凹所（20）を有する摩 耗部品（14）を含む研磨カップ（10；10′；10″）であって、当該凹所（20）が ボタンの研磨を実行するようになっている、斯ゝる構成のロック掘削用ビットの ボタンを研磨するための研磨カップ（10；10′；10″）に冷媒を供給する方法に おいて、 冷媒が凹所（20）とシャンク（12）の自由端との間で軸方向に配置された研磨 カップ（10；10′；10″）の１部分（16；12）内に供給されることを特徴とする 研磨カップに冷媒を供給する方法。 ２．冷媒が研磨カップ（10；10′；10″）の中間部（16）に供給され、当該中 間部（16）がシャンク（12）と研磨カップ（10；10′）の摩耗部品（14）との間 で軸方向に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３．冷媒が摩耗部品（14）の方へ配向した研磨カップ（10″）のシャンク（12 ）の部分に供給されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ４．研磨機に装着されて、ロック掘削用ビットのボタンを研磨する研磨カップ （10；10′；10″）であって、シャンク（12）及び凹所（20）を有する摩耗部品 （14）を含む斯ゝる研磨カップにおいて、凹所（20）とシャンク（12）の自由端 との間で軸方向に配置されている研磨カップ（10；10′）の１部分（16；12）が 冷媒を摩耗部品（14）の凹所（20）に外部供給源から移送するための手段（22， 24，26，28，30，32，34；21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31，33； 15，17，24，26，28，30，32，34）を具備していることを特徴とする研磨カップ 。 ５．凹所（20）とシャンク（12）の自由端との間で軸方向に配置 されている研磨カップ（10；10′）の該部分がシャンク（12）と摩耗部品（14） との間に配置された中間部（16）であることを特徴とする、請求項４に記載の研 磨カップ。 ６．凹所（20）とシャンク（12）の間で軸方向に配置されている研磨カップ（ 10″）の該部分が摩耗部品（14）の方へ配向したシャンク（12）の部分であるこ とを特徴とする、請求項４に記載の研磨カップ。 ７．冷媒を移送する該手段が可撓性材料の環状リング（28）を含み、当該リン グ（28）の内周辺には環状内溝（30）が具備されていることを特徴とする、請求 項４−６のいづれか１項に記載の研磨カップ。 ８．リング（28）が冷媒源に接続し冷媒をリング（28）の内溝（30）に移送す るための手段を具備していることを特徴とする、請求項４−７のいづれか１項に 記載の研磨カップ。 ９．リング（28）と研磨カップ（10；10′；10″）の間に設けられた空間が摩 耗部品（14）の凹所（20）と連通していることを特徴とする、請求項４−８のい づれか１項に記載の研磨カップ。 10．リング（28）が研磨カップ（10；10″）の外位部分（22；12）と接触する ２つの環状舌部（32）を含むことを特徴とする、請求項４−９のいづれか１項に 記載の研磨カップ。