特表 2023-547193 研磨物品用の再利用可能ハブアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-09

(54)【発明の名称】研磨物品用の再利用可能ハブアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   B24B 45/00 20060101AFI20231101BHJP

   B24D 7/00 20060101ALI20231101BHJP

   B24D 7/16 20060101ALI20231101BHJP

【ＦＩ】

B24B45/00 Z

B24D7/00 Z ZAB

B24D7/00 D

B24D7/16

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023525957

(86)(22)【出願日】2021-10-27

(85)【翻訳文提出日】2023-04-27

(86)【国際出願番号】 IB2021059943

(87)【国際公開番号】W WO2022090969

(87)【国際公開日】2022-05-05

(31)【優先権主張番号】63/198,575

(32)【優先日】2020-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/201,644

(32)【優先日】2021-05-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】505005049

【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100130339

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 憲

(74)【代理人】

【識別番号】100135909

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 和歌子

(74)【代理人】

【識別番号】100133042

【弁理士】

【氏名又は名称】佃 誠玄

(74)【代理人】

【識別番号】100171701

【弁理士】

【氏名又は名称】浅村 敬一

(72)【発明者】

【氏名】ベイアーマン，ブレット エー．

(72)【発明者】

【氏名】ジヴォー，マイケン

(72)【発明者】

【氏名】スタフ，ピオトル エス．

(72)【発明者】

【氏名】リフォー，ジャン－リュク

(72)【発明者】

【氏名】フラシュベルガー，ヴァルター

(72)【発明者】

【氏名】ニーナバー，アーロン ケイ．

【テーマコード（参考）】

3C034

3C063

【Ｆターム（参考）】

3C034AA08

3C034BB52

3C034DD20

3C063AA02

3C063AB03

3C063AB05

3C063BA02

3C063BB01

3C063BC01

3C063BG07

3C063BG10

3C063BH30

3C063BH31

3C063BH35

3C063BH36

3C063FF03

3C063FF30

(57)【要約】

研磨ホイールを再利用可能ハブに取り外し可能に結合することを含む、研磨アセンブリにおいてハブを再使用する方法が提示される。研磨ホイールは、外周及び内周を有する。研磨物品は外周及び内周を有する。方法はまた、研磨ホイールを被加工面に接触させることによって被加工面を研磨することも含む。再利用可能ハブは、研磨物品に直接結合するように構成された結合特徴部を含む。結合特徴部は、再利用可能ハブと研磨ホイールとの間の接着剤を用いない接続を含む。直接接続は、研磨ホイールと再利用可能ハブとの間の取り外し可能な相互連結である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨アセンブリにおいてハブを再使用する方法であって、
研磨ホイールを再利用可能ハブに取り外し可能に結合することであって、前記研磨ホイールが外周及び内周を有しており、研磨物品が内周及び外周を有している、結合することと、
前記研磨ホイールを被加工面に接触させることによって、前記被加工面を研磨することと、を含み、
前記再利用可能ハブが、
前記研磨物品に直接結合するように構成された結合特徴部を含み、
前記結合特徴部が、前記再利用可能ハブと前記研磨ホイールとの間の接着剤を用いない接続を含み、前記直接接続が、前記研磨ホイールと前記再利用可能ハブとの間の取り外し可能な相互連結である、方法。

【請求項2】

前記直接接続が、工具を用いない接続である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記直接接続が、前記再利用可能ハブが前記研磨ホイールの前記内周上の受け特徴部と相互作用することを含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記受け特徴部が、ねじ山、溝、磁石又は受け開口部である、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記直接接続が、前記研磨物品に直接結合する嵌合特徴部に前記再利用可能ハブが結合することを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記嵌合特徴部が、前記研磨物品に結合された嵌合リングを含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記再利用可能ハブが、前記研磨ホイールに結合されたときに結合側から前記研磨物品の厚さの途中まで延びている、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記再利用可能ハブが制振特徴部を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記制振特徴部が、浸透材料、共押出材料、前記再利用可能ハブ内の層、又は前記再利用可能ハブ内の印刷構造である、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記再利用可能ハブが、位置ロック機構を更に備える、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

結合することが、前記研磨ホイールに直接結合する嵌合リングに前記再利用可能ハブを結合することを含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記再利用可能ハブが、第１の部分及び第２の部分を含み、結合することが、前記研磨ホイールが前記第１の部分と前記第２の部分との間になるように、前記第１の部分を前記第２の部分に結合することを含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記制振特徴部が可撓性特徴部を含む、請求項８～１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

結合剤マトリックス中に研磨粒子を含む研磨ホイールであって、
外周、
内周、及び
前記外周から前記内周まで延びるホイール幅を有する研磨ホイールと、
再利用可能ハブであって、前記再利用可能ハブを前記研磨ホイールに取り外し可能に結合する嵌合特徴部を含む再利用可能ハブと、を備える、研磨システム。

【請求項15】

前記嵌合特徴部が、前記研磨ホイールに一体化されている、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記嵌合特徴部が、前記研磨ホイールに成形又は機械加工される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記嵌合特徴部が、前記再利用可能ハブに一体化されている、請求項１４～１６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項18】

前記嵌合特徴部が、第１の側で前記再利用可能ハブに機械的に結合し、第２の側で前記研磨ホイールに結合する、嵌合リングを含む、請求項１４～１７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項19】

前記嵌合特徴部が、ねじ山、クランプ、クリップ、溝又は摩擦を使用して前記再利用可能ハブに結合する、請求項１４～１８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項20】

前記再利用可能ハブがハウジング及び内部を備え、前記内部が制振特徴部を含む、請求項１４～１９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項21】

前記再利用可能ハブの前記研磨ホイールに対する相対位置を固定するロック機構を更に備える、請求項１４～２０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項22】

前記ロック機構が、前記再利用可能ハブから延びる突起を備える、請求項２１に記載のシステム。

【請求項23】

前記突起が、前記嵌合特徴部の対応する凹部によって受けられる、請求項２２に記載のシステム。

【請求項24】

前記嵌合特徴部が嵌合リングである、請求項２３に記載のシステム。

【請求項25】

前記ホイール幅の一部が、研磨粒子のない領域を含み、前記研磨粒子のない領域が、前記嵌合特徴部の対応するねじ山又は突起を受けるねじ山、溝又は開口部を含む、請求項１４～２４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項26】

研磨物品用の再利用可能ハブであって、
研磨物品に取り外し可能に結合するための研磨接続機構であって、前記再利用可能ハブと前記研磨物品との間の前記結合が機械的接続である、研磨接続機構と、
前記再利用可能ハブを工具駆動軸に取り外し可能に結合するための接続機構と、を備え、
前記再利用可能ハブが、前記研磨物品の内縁に沿って結合されるように、前記研磨物品を受けるようなサイズの前記接続機構に沿った厚さを有する、再利用可能ハブ。

【請求項27】

前記再利用可能ハブが、前記研磨物品の一方の側の表面の上に延びて前記研磨物品の面積の１０％以下を覆うように構成されたリップを有する、請求項２６に記載の再利用可能ハブ。

【請求項28】

前記再利用可能ハブが、前記研磨接続機構を介して、前記研磨物品に結合する取り付けリングに結合している、請求項２６又は２７に記載の再利用可能ハブ。

【請求項29】

前記再利用可能ハブと前記研磨物品との間の前記結合が、工具を用いない結合である、請求項２６～２８のいずれか一項に記載の再利用可能ハブ。

【請求項30】

前記研磨接続機構が、前記研磨物品と一体化されている、請求項２６～２９のいずれか一項に記載の再利用可能ハブ。

【請求項31】

前記研磨接続機構が、ねじ山、溝又は開口部を含む、請求項３０に記載の再利用可能ハブ。

【請求項32】

再利用可能ハブ用の研磨物品を交換するための方法であって、
第１の研磨物品を前記再利用可能ハブから分離することと、
第２の研磨物品を前記再利用可能ハブに結合することであって、前記再利用可能ハブが、前記ハブの機械的特徴部を使用して結合及び分離される、結合することと、
前記第２の研磨物品を被加工面に接触させることと、
を含む、方法。

【請求項33】

前記第２の研磨物品を前記被加工面に接触させることが、振動減衰をもたらすことを更に含む、請求項３２に記載の方法。

【請求項34】

前記第２の研磨物品を前記再利用可能ハブから分離することと、
第３の研磨物品を前記再利用可能ハブに結合することであって、前記再利用可能ハブが、前記機械的特徴部を使用して結合及び分離される、結合することと、
前記第３の研磨物品を被加工面に接触させ、振動減衰をもたらすことと、
を更に含む、請求項３２又は３３に記載の方法。

【請求項35】

前記再利用可能ハブを前記第２の研磨物品に対して所定位置に位置的にロックすること
を更に含む、請求項３２～３４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項36】

前記再利用可能ハブと前記第１の研磨物品との間の位置ロックを解除すること、
を更に含む、請求項３２～３５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項37】

前記制振特徴部が、前記再利用可能ハブの第１の構成要素と前記再利用可能ハブの第２の構成要素との間に配置され、前記第１の構成要素及び前記第２の構成要素が、前記研磨ホイールが前記第１の構成要素と前記第２の構成要素との間になるように結合される、請求項８に記載の方法。

【請求項38】

前記制振特徴部が、前記第１の構成要素又は前記第２の構成要素に接着された圧縮性材料である、請求項３７に記載の方法。

【請求項39】

前記嵌合特徴部が、前記第１の構成要素又は前記第２の構成要素に接着された嵌合面である、請求項１９に記載の研磨システム。

【請求項40】

前記第１の構成要素と前記第２の構成要素との間にポリマー要素を更に備える、請求項３１に記載の再利用可能ハブ。

【請求項41】

前記ポリマー要素が、前記第１の構成要素又は前記第２の構成要素に接着される、請求項４０に記載の再利用可能ハブ。

【請求項42】

前記ポリマー要素が振動減衰をもたらす、請求項４０に記載の再利用可能ハブ。

【請求項43】

前記ポリマー材料が、アルミニウムの損失係数の１０倍を超える損失係数を有する、請求項４０に記載の再利用可能ハブ。

【請求項44】

分離することが、工具のスピンドルから第１の構成要素を取り外すことと、前記第１の研磨物品を前記スピンドルから取り外すこととを含み、結合することが、前記第２の研磨物品を前記スピンドルに取り付けることと、前記第１の構成要素を前記スピンドルに取り付けることとを含む、請求項３２に記載の方法。

【請求項45】

前記第１の構成要素又は前記第２の構成要素が、制振構成要素を備える、請求項４４に記載の方法。

【請求項46】

前記制振構成要素が、前記第１の構成要素又は前記第２の構成要素の外部にある、請求項４５に記載の方法。

【請求項47】

前記制振構成要素が、前記第１の構成要素又は前記第２の構成要素に接着された制振材料の層を含む、請求項４６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

結合研磨ホイールは典型的に、研削システムに接続するための取り付け機構を備える。ディスク形状のフランジが、ブッシュの中間部分から半径方向に延び、周辺リップで終端する。ブッシュは、リップが凹状中央の最外周に近接してホイールの裏当て面に係合するように、ホイールの中央ボアを通って延びるように適合される。ホイールの前研削面に係合して、ブッシュの研削面端部とフランジとの間にホイールを機械的に捕捉するように、研削面端部に半径方向外向きにフランジをつけることができる。フランジ、リップ及び裏当て面は、ハブをホイールに化学的に結合するためにエポキシ樹脂が入れられる空洞を形成する。

【発明の概要】

【0002】

研磨ホイールを再利用可能ハブに取り外し可能に結合することを含む、研磨アセンブリにおいてハブを再使用する方法が提示される。研磨ホイールは、外周及び内周を有する。研磨物品は内周及び外周を有する。方法はまた、研磨ホイールを被加工面に接触させることによって被加工面を研磨することも含む。再利用可能ハブは、研磨物品に直接結合するように構成された結合特徴部を含む。結合特徴部は、再利用可能ハブと研磨ホイールとの間の接着剤を用いない接続を含む。直接接続は、研磨ホイールと再利用可能ハブとの間の取り外し可能な相互連結である。

【0003】

本明細書のシステム及び方法は、研磨システム用の現代のハブと比較して、廃棄物の著しい削減をもたらす。本明細書のシステムは、研磨に利用できずに廃棄されることの多い、研磨ディスクの体積の３０％超の節減を可能にする。加えて、本明細書のシステムは、複数の研磨物品のために再利用可能であり、廃棄物を低減し、顧客の製造プロセスの持続可能性を改善するハブを提供する。

【0004】

本明細書のシステム及び方法はまた、研磨作業によって生じる振動の減衰の改善ももたらす。更に、研削作業中に生じる振動の減衰の改善に部分的に起因して、本明細書に示すハブを研削作業中に使用して、材料除去のより良好な一貫性がもたらされる。加えて、結合樹脂のためのテーパ部分が必要とされないので、特に凹状中央研削ホイールの製造がより容易となり得る。結合された構造は、単純な丸いワッシャ状の形状である。

【図面の簡単な説明】

【0005】

図面では、必ずしも正確な縮尺では描かれていないが、異なる図において、同様の数字は同様の構成要素を説明し得る。図面は、本文書で論じられる様々な実施形態を、例示的に、しかし限定することなく、全般的に示す。

【0006】

【図1A】金属ハブを有さない凹状中央研削ホイールを示す図である。

【図1B】金属ハブを有する凹状中央研削ホイールを示す図である。

【図2】本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの分解図である。

【図3A】本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの切り欠き図である。

【図3B】本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの切り欠き図である。

【図3C】本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの切り欠き図である。

【図4】本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの位置ロック特徴部を示す図である。

【図5】本明細書の実施形態による再利用可能ハブを使用する方法を示す。

【図6】本明細書の実施形態による、素材を研磨する方法を示す。

【図7A】本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの嵌合リング設計を示す図である。

【図7B】本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの嵌合リング設計を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

凹状中央研削ホイールは、研削作業に使用できる研磨物品の一例である。多くの研削ホイールは、研削アセンブリに取り付けるためのハブと共に使用される。図１Ａは、従来技術の例示的な凹状中央研削ホイールを示し、図１Ｂは、金属ハブが取り付けられたそのようなホイールを示す。

【0008】

１９９９年４月２０日に発行された米国特許第５，８９５，３１７号は、研磨物品用、特に図１Ａ及び図１Ｂに示すような凹状中央研削ホイール用の従来技術のハブアセンブリを記載している。典型的に、ハブは、接着剤を使用してホイールに取り付けられる。ハブは、少なくともハブが接着される側で、研磨物品の表面の一部に重なる。残念ながら、このことは、ユーザがハブの縁までしか研削できないことを意味する。外径は、ホイールが使用されるには小さすぎるまで、小さくなる。ホイールの直径が著しく小さくなると、ホイールの半径方向速度が著しく減少し、性能が低下する。特に凹状中央研削ホイールの場合、ホイールの「凹状中央」部分は、ユーザによって廃棄されることが多い。廃棄部分は、材料全体のかなりの割合になることがある。例えば、外径４．５インチのＤＣＧＷの３０％超が、廃棄される凹状中央部分にある。加えて、ハブは、廃棄されるので、再利用できない。

【0009】

凹状中央研削ホイールのハブ設計に関する特定の問題が、２００２年９月２４日に発行された米国特許第６，４５４，６３９号に示されている。ＤＣＧＷは、米国特許第６，４５４，６３９号の図１に示されているように、ハブが一方の側と同一平面になるようにハブをＤＣＧＷに結合できるような、ハブを収容するためのテーパを伴って設計され、正面研削用途に使用されることが多い。代替的に、米国特許第６，４５４，６３９号の図２に示されているように、平面状ホイールに接続する多くのハブは、ホイールの両側に延びており、ハブ材料が基材を汚す場合があるので、正面研削に適さない。研磨作業の基材を汚さずに平面状ホイールと共に正面研削用途に使用できる再利用可能ハブが望ましい。本明細書のいくつかの実施形態では、再利用可能ハブは、ホイールを正面研削用途に使用できるように、ホイールを完全に貫通して延びていないことにより、又はホイールの厚さのみを貫通して延びていることにより、研削ホイールに結合することができる。

【0010】

原材料の問題及び環境廃棄物の問題の両方により、浪費される材料の量を低減することが望ましい。加えて、研磨物品に解放可能に接続され、研削作業から研削作業へと再利用できる再利用可能ハブがあることが望ましい。いくつかの実施形態では、再利用可能ハブは、十分な安定性をもたらす材料から作られる。加えて、適切なスピンドルに必要に応じてハブを嵌め合わせ得ることが望ましい。持続可能な材料から再利用可能ハブを製造することもまた、更に望ましい。

【0011】

持続可能な材料としては、プラスチック、金属、又は回収及びリサイクルできる他の材料などのリサイクル可能な材料を挙げることができる。加えて、本明細書のいくつかの実施形態は、バイオベース若しくは分解性ポリマー又はポリマー混合物などの１つ以上の持続可能なポリマー成分を有する再利用可能ハブを含む。そのような材料は、２０２０年９月４日に出願された米国仮特許出願第６３／０７４６１７号に記載されるように、ポリマー混合物が調整可能な特性をもたらし得るので、いくつかの実施形態において好ましい場合がある。図１Ａ及び図１Ｂは、金属ハブを有さない凹状中央研削ホイール（ＤＣＧＷ）、及び金属ハブを有する凹状中央研削ホイールを示す。研磨層１１０が、ハブ１４０を取り付けることができる凹部１２０を有する。接続リング１３０が、研磨物品を通して軸を挿入することを容易にする。ハブ１４０は金属であり、ホイール１１０の表面に接着される。

【0012】

図１Ｂに示すように、研磨ホイール１１０の半径部分１４２によって表す部分が、ハブ１４０の表面領域によって覆われる。部分１４２は、ハブ１４０に使用不能に結合されるので、使用後に廃棄される。半径部分１１２によって表すホイール１１０の全領域が、研削作業中に使用可能であることが望ましい。

【0013】

ＤＣＧＷはまた、外径が減少し、ホイール１１０がハブ１４０の縁まで研削されるときの線形速度により、製品がその寿命に近づくと性能も低下し得ることに留意されたい。このことは、ホイールのカット一貫性及び劣化速度の両方で示される。本明細書の実施形態は、カット一貫性の改善、並びに製造中及び使用中の廃棄物の低減をもたらす。本明細書の実施形態は、小さいホイール直径でのカッティングホイール及び研削ホイールの使用を制限すると共に、製造中及び使用中の廃棄物を低減するという利点も提供する。

【0014】

図２は、本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの分解図を示す。研磨物品２３０が、一実施形態では嵌合リング２２０の使用により、再利用可能ハブ２１０を受ける。嵌合リング２２０は、図示の実施形態では、対応するねじ山によってハブ２１０を受ける。しかしながら、嵌合リング２２０へのねじ山を１つの固定機構として示しているが、ハブ２１０を研磨物品２３０に取り外し可能に結合するために、他の好適な固定具を使用してもよい。例えば、嵌合リング２２０は、クランプ、ねじ山、クリップ、磁気接続、取り外し可能なねじ若しくはリベット、迅速解放固定具、相互連結溝、又は摩擦ベースの接触などの別の好適な取り外し可能な機構を使用して、ハブに結合することができる。いくつかの実施形態では、結合は、工具を用いない結合であり、ユーザは、工具を使用せずに、例えば手の力だけで、研磨物品２３０からハブ２１０を取り外すことができる。取り外し可能な固定は、組み立て中又は設置中に手動又は半自動であり得る任意の機械式固定システムであってもよい。

【0015】

図２に示すように、ハブ２１０は、研磨ハブの厚さ２３２と実質的に同じ厚さ２１２を有する。したがって、ハブ２１０は、研磨物品２３０の厚さ２３２全体にわたって安定性をもたらす。

【0016】

図３Ａ～図３Ｃは、本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの切り欠き図を示す。図３Ａは、単一構成要素ハブ３００を示す一方、図３Ｂは、研削ホイール３７０に結合される２構成要素ハブ３５０を示す。

【0017】

図３Ａは、ハウジング３１０及び内部３２０を有するハブ３００の切り欠き図を示す。内部３２０は、一実施形態では、ハウジングと同じ材料であり、使用中の振動を低減するように設計される。別の実施形態では、内部３２０は、ハウジング３１０とは異なる材料であるが、振動を低減するように設計された材料である。ハブ３００は、工具の軸に結合するためのねじ山付き接続部３４０を示す。加えて、例えば嵌合リングに結合するための、又は研磨物品の対応するねじ山に直接結合するための、ねじ山付き接続部３３０も示されている。しかしながら、ねじをホイールの内径部内に駆動し、自己嵌合ねじシステムを作製することを含む、他の接続機構が明示的に企図される。

【0018】

図３Ｂは、ハブアセンブリ３５０の切り欠き図を示す。ハブアセンブリは、異なる２つのハブ構成要素、すなわち上部構成要素３５２及び底部構成要素３５６を含む。上部構成要素３５２は、制振材料のある内部３５４を有してもよく、底部構成要素３５６もまた制振材料３５８を含んでもよい。例えば、制振材料３５８としては、Ｏリング、ゴムワッシャ、軽量ハブ材料、半剛性ハブ又は半可撓性ハブ材料などを挙げることができる。材料は、動的機械分析に関するＡＳＴＭ規格Ｄ４０６５によって測定されて、アルミニウムの損失係数の１０倍を超える損失係数（ｔａｎ（ｄｅｌｔａ））を有する場合、「制振材料」と見なされてもよい。

【0019】

上部構成要素３５２及び底部構成要素３５６は両方とも、図３Ｂの実施形態に示す嵌合リング３６０によって受けられる。しかしながら、いくつかの実施形態では、嵌合リング３６０を必要としないことが明示的に企図される。例えば、嵌合特徴部は、研削層自体に一体化されてもよい。代替的に、結合ホイールの硬化中又は硬化後に嵌合リングを適用することができる。

【0020】

本明細書では、図３Ａの構造体のような単一構成要素ハブ構造体又は図３Ｂの構造体のような複数構成要素ハブ構造体のいずれかで有用であり得る、制振構造体の複数の実施形態を説明する。加えて、複数構成要素構造体は、積層造形プロセスの結果物であってもよく、顧客は、単一構成要素構造体のように挙動する組み立てられたハブと相互作用し得る。両方の実施形態は、研削層と再利用可能ハブが密接に取り付けられ、典型的なカッティングホイール又は研削ホイールのごとく機能するように嵌合するように設計されている。

【0021】

本システムは、２００２年９月２４日に発行された米国特許第６，４５４，６３９号の設計のような以前の設計の改良である。本明細書に示す設計は、ねじ切り加工によって互いに接続する研削ホイールの外側の２つの構成要素を含む。嵌合リング２３０及びハブ２２０は、研削層２１０の全体を通って延びる深さを有し、このことは、製造及び使用のためのより単純な設計をもたらし、制振層を含むこと及び接着剤を使用してクランプ構成要素同士を接着することを必要とせずに、米国特許第６，４５４，６３９号の発明者によって所望される安定性をもたらす。設計はまた、ハブ２２０が軸に結合するアセンブリ２００の唯一の部分であるので、ハブ２２０と工具の軸との間のより単純な接続ももたらす。

【0022】

現代の設計と比較して、組み立てられたホイール２５０は、持続可能性の利点をもたらすことにも留意されたい。ハブ構成要素２５４、２５６と研削層２７０との間にわずかな重なりがあるが、設計は、研磨材料の廃棄物削減における著しい改善を提示する。また、本明細書の多くの設計は、実施例で説明するように、制振の改善をもたらす。

【0023】

図３Ｃは、接続機構３８０を有する再利用可能ハブ３７０の別の切り欠き図を示す。図３Ａ及び図３Ｂの構造と同様に、ハブ３７０は、取り付けられた研磨物品の大部分が研削作業に完全に利用可能であり、廃棄物を低減するように研磨物品に結合することができる。加えて、図３Ｃは、ハブハウジング３７２内に制振システム３７４を提供する。制振システム３７４は、コネクタ３７８によって結合された制振構造体３７６及び３８２を含む。制振構造体３７６、３８２は、湾曲状（３７６）又は直線状（３８２）であり得るロッド状構造体として示されている。いくつかの実施形態では、構造体３７６、３８２は、曲がる能力を有してもよい。図３Ｃは、ハウジング３７２内に懸架された制振システム３７４を示す。しかしながら、制振システム３７４が、追加の振動減衰をもたらすために、ハウジング３７２内の充填材料に包まれ得ることも明示的に企図される。

【0024】

図３Ｃは、１つの可能な構造化制振システム３７４を示す。しかしながら、他のものも可能であることが明示的に企図される。例えば、２０２０年１０月２８日に出願された米国仮特許出願第６３／１９８，５７４号は、いくつかの可能な制振構造体を示している。

【0025】

図４は、本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの位置ロック特徴部を示す。図４は、第１のハブ構成要素４０２及び第２のハブ構成要素４０４を有する再利用可能ハブアセンブリ４００を示す。位置ロック特徴部４２０が、研磨ホイール４６０に結合された嵌合特徴部４５０に存在する。嵌合リング４５０が図４に示されているが、いくつかの実施形態では、位置ロック特徴部４２０及び任意の追加の結合特徴部（もしあれば）が、研磨ホイール４６０に直接成形又は機械加工され得ることが明示的に企図される。例えば、部分４５０は、研磨粒子のないホイール４６０の部分を表すことができる。それは、製造中に機械加工又は成形された溝、ねじ山、突起又は凹部を有してもよい。

【0026】

再利用可能ハブ４００が、内径部の工具受けボア４１０と、外径部の位置ロック特徴部４２２と共に示されている。再利用可能ハブ４１０が研磨物品４６０に対して所定位置に移動し、構成要素４０２が矢印４４０の方向に移動すると、それは、直接又は嵌合特徴部４５０を介して部分４０４に結合する。例えば、部分４０２、４０４は互いに直接結合してもよく、突起４２２は開口部４２０に結合してもよい。しかしながら、別個の嵌合特徴部４５０が示されているが、いくつかの実施形態では、対応する部分４５０が研磨粒子を含まず、代わりに結合材料及び充填材料からなり、研磨粒子の廃棄物を低減するように、ホイール４６０が形成され得ることが明示的に企図される。そのような実施形態では、突起４２０などのロック機構が、物品４６０に機械加工又は成形されてもよい。

【0027】

突起４２２及び対応する開口部４２０を好適な位置ロックの一例として示しているが、ハブが研磨物品４６０に対して所定の位置にあるときに作動する拡張可能な又はばね仕掛けの特徴部など、他のロック機構が好適となり得ることが明示的に企図される。加えて、レバーベースの、又は他の好適な位置ロック機構も明示的に企図される。

【0028】

再利用可能ハブ４００は、いくつかの実施形態では、ハブ部分４０２、４０４を形成する材料とは異なる可撓性材料であり得る、制振特徴部４０６を含んでもよい。図４に示すように、Ｏリングが制振特徴部として使用される。

【0029】

図５は、本明細書の実施形態による再利用可能ハブを使用する方法を示す。方法５００は、凹状中央研削ホイール（ＤＣＧＷ）、カットオフホイール（ＣＯＷ）、カット及び研削ホイール（Ｃ＆Ｇホイール）、フレックスホイール、円筒研削ホイール（ＩＤ／ＯＤ／芯なし研削ホイール）、カム／クランク研削ホイール、表面研削ホイール、又は歯車研削ホイール（単一リブ、ねじ山付き、傘歯車研削ホイール）、プランジ研削、エッジ研削、仕上げ研削ホイール、超仕上げ研削ホイール、ポリッシング研削ホイールを含む、任意の数の好適な研磨ホイール設計と係合する再利用可能ハブに有用であり得る。

【0030】

ブロック５１０において、第１のディスクを再利用可能ハブと共に使用する。再利用可能ハブは、ブロック５１２に示すように、振動制振をもたらし得る。再利用可能ハブはまた、ブロック５１４に示すように、研磨ホイールの実質的に全体積の使用を可能にもし得る。加えて、ハブのリップと相互作用する非研磨部分をホイールが含む実施形態では、研磨体積の少なくとも９０％が使用され得る。いくつかの実施形態では、ハブから研磨物品上に張り出すリップが、研磨物品の約５％を覆う。再利用可能ハブはまた、ブロック５１６に示すように、研磨ホイールとの相対位置を維持するロック特徴部などの他の特徴部も有してもよい。

【0031】

ブロック５２０において、第１のディスクが第２のディスクに取り替えられる。第１のディスクは、研磨物品の残りの体積が研磨作業を継続するには不十分であるときに取り替えられてもよい。研磨物品の体積が不十分であることが、例えば、ハブのリップ若しくは張り出し部への到達によって、又は寿命インジケータによって示され得る。例えば、嵌合リングが、ホイール体積内に到達するスパイク又は他の突起を使用して研磨物品に結合してもよい。寿命が、嵌合リング突起が露出することで示されてもよい。一般に、研磨物品は、研削ホイールの破損部分が危険となり得るので、残された体積が研削作業中に構造的完全性を維持するには不十分になると、寿命に達したということである。

【0032】

ブロック５２４に示すように、ハブは、第１のディスクから取り外され、第２のディスクと共に再利用される。これは、ロック特徴部をロック解除すること、ハブと研磨物品との間のねじ山付き接続部を緩めること、又は別様にハブを取り外すことを伴ってもよい。それは、第１の研磨作業で使用した取り付けリング又はフランジを廃棄すること、第２のディスクと共に使用するために新しい取り付けリングを回収することもまた含んでよい。次いで、第２のディスクは、例えば、ねじ山、ロック特徴部、又は他の好適な一時的若しくは半恒久的な取り付け機構を使用して、再利用可能ハブに取り付けられる。

【0033】

図３Ｂに示すようないくつかの実施形態では、第１のディスクを第２のディスクに取り替えることは、第１のハブ構成要素を第２のハブ構成要素から分離することを含む。第１のハブ構成要素と第２のハブ構成要素は、同じか又は異なる材料から作られてもよい。例えば、１つの構成要素が、制振をもたらすためにより柔軟であってもよい一方、第２の構成要素は、構造的完全性のために選択した材料から作られる。

【0034】

ブロック５３０において、再利用可能ハブと共に第２のディスクを使用する。再利用可能ハブは、ブロック５３２に示すように、振動制振をもたらすことができ、ブロック５３４に示すように、研磨ホイールの実質的に全体積の使用を可能にし得る。ハブは、ブロック５３６に示すように、他の特徴部を提供してもよい。図６は、本明細書の実施形態による、素材を研磨する方法を示す。方法６００は、凹状中央研削ホイール（ＤＣＧＷ）、カットオフホイール（ＣＯＷ）、カット及び研削ホイール（Ｃ＆Ｇホイール）、フレックスホイール、円筒研削ホイール（ＩＤ／ＯＤ／芯なし研削ホイール）、カム／クランク研削ホイール、表面研削ホイール、又は歯車研削ホイール（単一リブ、ねじ山付き、傘歯車研削ホイール）、プランジ研削、エッジ研削、仕上げ研削ホイール、超仕上げ研削ホイール、ポリッシング研削ホイールを含むが、これらに限定されない、任意の好適な研磨ホイールに有用であり得る。

【0035】

ブロック６１０において、再利用可能ハブが、研磨ホイールに取り外し可能に結合される。結合は、取り付けリング６１２、ハブと研磨ホイールとの間若しくはハブと取り付けリングとの間のねじ山６１４、ハブと研磨ホイールとの間の相対位置を維持するロック特徴部６１６、又は別の好適な非恒久的な接続特徴部を含んでもよい。再利用可能ハブと研磨ホイールとの間の接続は、いくつかの実施形態では、機械的接続であり、化学的接続ではない。加えて、いくつかの実施形態では、接続は接着剤を用いない接続である。

【0036】

ブロック６２０において、再利用可能ハブは、ハブ及び関連する研磨ホイールを回転させる工具に取り外し可能に結合される。ハブは、例えば、取り外し可能な接続を容易にし得る、ねじ山６３２を有する内部ボアを有してもよい。ハブはまた、ハブ及び工具の相対位置を維持するために、ロック特徴部６３４を有してもよい。ブロック６３６に示すように、他の接続特徴部も存在してもよい。

【0037】

ブロック６３０において、研磨作業が、研磨ホイールを被加工面に接触させ、回転を作動させることによって行われる。再利用可能ハブは、ブロック６３２に示すように、振動制振をもたらし得る。再利用可能ハブはまた、ブロック６３４に示すように、研磨物品の少なくとも９０％が研磨に利用可能であるようなサイズでもあってもよい。以下の実施例で説明するように、このことは、研磨物品の最大で３０％が廃棄された以前のバージョンとは対照的である。

【0038】

図７Ａ～図７Ｂは、本明細書の実施形態による再利用可能ハブアセンブリの嵌合リング設計を示す。説明したように、本明細書の再利用可能ハブの１つの利点は、取り付けられた研削ホイールと共に正面研削用途での使用が可能なことである。図７Ａ及び図７Ｂは、研磨ホイール７２０に結合された嵌合リング７００のそのような一実施形態の部分図を示す。図示するように、研磨ホイール７２０が、平面状の第１の側面７２２及び第２の側面７２４の両方を有する。これは、平面状の研削面を側面７２２に維持しながら、嵌合特徴部（再利用可能ハブなど）が第１の表面７２２及び第２の表面７２４の両方に結合することを可能にする、テーパを伴う研磨層７２０を通常有する、従来の凹状中央研削ホイールとは異なる。対照的に、本明細書の再利用可能ハブは、例えば、嵌合リング７１０によって覆われた、実質的に内部領域のみに沿って、研磨物品７２０に結合してもよい。

【0039】

図７Ａに示し、図７Ｂにより明確に示すように、嵌合リング７１０は、側面７２２から側面７２４まで完全には延びていない。代わりに、再利用可能ハブが正面研削作業中に被加工面に係合しないことを確実にする隙間７２８が存在する。

【0040】

図７Ａ及び図７Ｂには嵌合リング７１０を示しているが、嵌合特徴部７１０が、代わりにホイール７２０と一体化され得ることが明示的に企図される。例えば、結合ホイールが、ねじ山を有するように成形又は機械加工され、ホイール７２０が、対応するねじ山を使用して再利用可能ハブを直接受けることを可能にしてもよい。対応する突起及び開口部、溝及び隆起、又は摩擦のみで事足りるような十分に密接した嵌合部など、ねじ山以外の他の機械的結合機構もまた企図される。

【0041】

したがって、例示目的で例示的実施形態が開示されてきたが、当業者であれば、様々な修正、追加、及び置換が可能である点が理解されるであろう。それゆえ、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、それらの等価物の全範囲と共に、添付の請求項の範囲内で修正することができる。

【0042】

研磨ホイールを再利用可能ハブに取り外し可能に結合することを含む、研磨アセンブリにおいてハブを再使用する方法が提示される。研磨ホイールは、外周及び内周を有する。研磨物品は、内周及び外周を有する。方法はまた、研磨ホイールを被加工面に接触させることによって被加工面を研磨することも含む。再利用可能ハブは、研磨物品に直接結合するように構成された結合特徴部を含む。結合特徴部は、再利用可能ハブと研磨ホイールとの間の接着剤を用いない接続を含む。直接接続は、研磨ホイールと再利用可能ハブとの間の取り外し可能な相互連結である。

【0043】

方法は、直接接続が、工具を用いない接続であるように実施されてもよい。

【0044】

方法は、直接接続が、再利用可能ハブが研磨ホイールの内周上の受け特徴部と相互作用することを含むように実施されてもよい。

【0045】

方法は、受け特徴部が、ねじ山、溝又は受け開口部であるように実施されてもよい。

【0046】

方法は、直接接続が、研磨物品に直接結合する嵌合特徴部に再利用可能ハブが結合することを含むように実施されてもよい。

【0047】

方法は、嵌合特徴部が、研磨物品に結合された嵌合リングを含むように実施されてもよい。

【0048】

方法は、再利用可能ハブが、ねじ山、クランプ、クリップ、溝、磁力又は摩擦力を使用して嵌合リングに結合するように実施されてもよい。

【0049】

方法は、再利用可能ハブが、研磨ホイールに結合されたときに結合側から研磨物品の厚さの途中まで延びているように実施されてもよい。

【0050】

方法は、再利用可能ハブが、研磨物品の厚さを貫通し、反対側と同一平面になるように実施されてもよい。

【0051】

方法は、再利用可能ハブが研磨物品の厚さの途中まで延びるように実施されてもよい。

【0052】

方法は、再利用可能ハブが制振特徴部を含むように実施されてもよい。

【0053】

方法は、制振特徴部がハブの材料組成物を含むように実施されてもよい。材料組成物は、金属、プラスチック又は強化複合材を含む。

【0054】

方法は、制振特徴部が再利用可能ハブの内部構造であるように実施されてもよい。

【0055】

方法は、内部構造が再利用可能ハブ内の一連の繰り返しユニットであるように実施されてもよい。

【0056】

方法は、内部構造が第２の材料であるように実施されてもよい。ハブは、第１の材料で作られたハウジングを含む。第２の材料は、第１の材料とは異なる。

【0057】

方法は、第１の材料が第１の貯蔵弾性率を有し、第２の材料が第２の貯蔵弾性率を有するように実施されてもよい。第２の貯蔵弾性率は、第１の貯蔵弾性率よりも低い。

【0058】

方法は、第２のｅ弾性率が第１の貯蔵弾性率よりも少なくとも１０倍低いように実施されてもよい。

【0059】

方法は、制振特徴部が、浸透材料、共押出材料、再利用可能ハブ内の層、又は再利用可能ハブ内の３Ｄ印刷構造であるように実施されてもよい。

【0060】

方法は、再利用可能ハブが内縁から外縁まで延びる半径方向幅を有するように実施されてもよい。内縁から外周まで延びるシステム幅が、再利用可能ハブの半径方向幅と内周から外周までの半径方向距離との合計よりも１０％未満大きい。

【0061】

方法は、再利用可能ハブが位置ロック機構を更に含むように実施されてもよい。

【0062】

方法は、結合することが、研磨ホイールに直接結合する嵌合リングに再利用可能ハブを結合することを含むように実施されてもよい。

【0063】

方法は、再利用可能ハブが第１の部分及び第２の部分を含むように実施されてもよい。結合することは、研磨ホイールが第１の部分と第２の部分との間になるように、第１の部分を第２の部分に結合することを含む。

【0064】

方法は、第１の部分が金属を含むように実施されてもよい。

【0065】

方法は、第１の部分がプラスチックであるように実施されてもよい。

【0066】

方法は、第１の部分が１ＧＰａよりも高い弾性率を有するように実施されてもよい。

【0067】

方法は、制振特徴部が可撓性特徴部を含むように実施されてもよい。

【0068】

方法は、可撓性特徴部がＯリングであるように実施されてもよい。

【0069】

方法は、研磨ホイールが、凹状中央研削ホイール、カットオフホイール、カット及び研削ホイール、フレックスホイール、内径研削ホイール、外径研削ホイール、芯なし研削ホイール、カム／クランク研削ホイール、表面研削ホイール、歯車研削ホイール、プランジ研削ホイール、エッジ研削ホイール、仕上げ研削ホイール、超仕上げ研削ホイール、又はポリッシング研削ホイールであるように実施されてもよい。

【0070】

方法は、第１の材料が第１の減衰係数を有し、第２の材料が第２の減衰係数を有するように実施されてもよい。第２の減衰係数は、第１の減衰係数よりも大きい。

【0071】

方法は、ハブが、凹状中央部を含み、平面状の研磨ホイールの底面が再利用可能ハブからオフセットするように、平面状の研磨ホイールに結合するように構成されており、底面が被加工面に接触するときに、ハブが被加工面から離間して配置されているように実施されてもよい。

【0072】

方法は、取り外し可能な相互連結が磁気であるように実施されてもよい。

【0073】

方法はまた、第１の部分と第２の部分との間にＯリングも含むように実施されてもよい。

【0074】

方法は、再利用可能ハブが、アルミニウム、高炭素鋼、ステンレス鋼、高ニッケル合金、チタン、エポキシ、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂及びポリエーテルケトン；これらの組み合わせ、又はガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維若しくはポリアミド繊維で強化されたこれらの組み合わせを含む、構造材料から構成されるハウジングを含むように実施されてもよい。

【0075】

方法は、制振特徴部が、構造材料の弾性率よりも少なくとも１０倍低い弾性率を有する弾性材料及び／又はゴム材料を含む、制振材料を含むように実施されてもよい。

【0076】

方法は、制振材料が、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、シリコーンゴム、ニトリルゴム、ポリイソプレン、ポリエチレン、フルオロエラストマー、スチレン－ブタジエンゴム、ポリオレフィン、ポリオレフィンコポリマー又はポリウレタンであるように実施されてもよい。

【0077】

結合剤マトリックス中に研磨粒子を含む研磨ホイールを含む研磨システムが提示される。研磨ホイールは、外周、内周、及び外周から内周まで延びるホイール幅を有する。システムはまた、再利用可能ハブであって、再利用可能ハブを研磨ホイールに取り外し可能に結合する嵌合特徴部を含む再利用可能ハブも含む。

【0078】

システムは、嵌合特徴部が研磨ホイールに一体化されるように実施されてもよい。

【0079】

システムは、嵌合特徴部が研磨ホイールに成形又は機械加工されるように実施されてもよい。

【0080】

システムは、嵌合特徴部が再利用可能ハブに一体化されるように実施されてもよい。

【0081】

システムは、嵌合特徴部が、第１の側で再利用可能ハブに機械的に結合し、第２の側で研磨ホイールに結合する、嵌合リングを含むように実施されてもよい。

【0082】

システムは、嵌合特徴部が、ねじ山、クランプ、クリップ、磁石、溝又は摩擦を使用して再利用可能ハブに結合するように実施されてもよい。

【0083】

システムは、再利用可能ハブが上側部分及び下側部分を含むように実施されてもよい。嵌合特徴部は、研磨ホイールの両側で上側部分を下側部分に結合する。

【0084】

システムは、再利用可能ハブが、外縁上のハブ周囲、内縁上のボア周囲、及びハブ周囲とボア周囲との間に延びるハブ高さを有するように実施されてもよい。研磨システムは、ボア周囲から外周までの距離を含むシステム高さを有する。システム高さは、ハブ高さとホイール高さとの合計よりも１０％未満大きい。

【0085】

システムは、再利用可能ハブが金属、プラスチック又は繊維強化複合材を含むように実施されてもよい。

【0086】

システムは、再利用可能ハブがハウジング及び内部を含むように実施されてもよい。内部は制振特徴部を含む。

【0087】

システムは、制振特徴部が、内部を充填する材料であるように実施されてもよい。

【0088】

システムは、制振特徴部が、内部内の複数の繰り返しユニットであるように実施されてもよい。

【0089】

システムはまた、再利用可能ハブの研磨ホイールに対する相対位置を固定するロック機構も含むように実施されてもよい。

【0090】

システムは、ロック機構が、再利用可能ハブから延びる突起を含むように実施されてもよい。

【0091】

システムは、突起が、嵌合特徴部内の対応する凹部によって受けられるように実施されてもよい。

【0092】

システムは、嵌合特徴部が嵌合リングであるように実施されてもよい。

【0093】

システムは、研磨ホイールが、凹状中央研削ホイール、カットオフホイール、カット及び研削ホイール、フレックスホイール、内径研削ホイール、外径研削ホイール、芯なし研削ホイール、カム／クランク研削ホイール、表面研削ホイール、歯車研削ホイール、プランジ研削ホイール、エッジ研削ホイール、仕上げ研削ホイール、超仕上げ研削ホイール、又はポリッシング研削ホイールであるように実施されてもよい。

【0094】

システムは、ホイール幅の一部が、研磨粒子のない領域を含むように実施されてもよい。

【0095】

システムは、研磨粒子のない領域が、嵌合特徴部の対応するねじ山又は突起を受けるねじ山、溝又は開口部を含むように実施されてもよい。

【0096】

システムは、再利用可能ハブが、研磨ホイールに結合されたときに実質的に平坦な研削面を提供するように実施されてもよい。

【0097】

システムは、実質的に平坦な研削面が基材と接触しているときに、再利用可能ハブが基材から離間して配置されているように実施されてもよい。

【0098】

システムは、研磨ホイールがホイール幅に沿って実質的に平面状であるように実施されてもよい。

【0099】

研磨物品に取り外し可能に結合するための研磨接続機構を含む、研磨物品用の再利用可能ハブが提示される。再利用可能ハブと研磨物品との間の結合は、機械的接続である。再利用可能ハブはまた、再利用可能ハブを工具駆動軸に取り外し可能に結合するための接続機構を含む。再利用可能ハブは、再利用可能ハブが研磨物品の内縁に沿って結合されるように、研磨物品を受けるようなサイズの接続機構に沿った厚さを有する。

【0100】

再利用可能ハブは、再利用可能ハブが、研磨物品の一方の側の表面の上に延びて研磨物品の面積の１０％以下を覆うように構成されたリップを有するように実施されてもよい。

【0101】

再利用可能ハブは、再利用可能ハブが金属、プラスチック又は強化複合材を含むように実施されてもよい。

【0102】

再利用可能ハブは、再利用可能ハブが、研磨接続機構を介して、研磨物品に結合する取り付けリングに結合するように実施されてもよい。

【0103】

再利用可能ハブは、再利用可能ハブと取り付けリングとの間の結合が、ねじ山、溝クランプ、クリップ又は摩擦を含むように実施されてもよい。

【0104】

再利用可能ハブは、再利用可能ハブと研磨物品との間の結合が工具を用いない結合であるように実施されてもよい。

【0105】

再利用可能ハブは、研磨接続機構が研磨物品と一体化されるように実施されてもよい。

【0106】

再利用可能ハブは、研磨接続機構がねじ山、溝又は開口部を含むように実施されてもよい。

【0107】

再利用可能ハブは、第１の部分及び第２の部分を含むように実施されてもよい。第１の部分と第２の部分は、研磨物品の周りで互いに取り外し可能に結合するように構成される。

【0108】

再利用可能ハブは、振動減衰機構が再利用可能ハブの材料構成であるように実施されてもよい。材料は、金属、プラスチック又は強化複合材である。

【0109】

再利用可能ハブは、振動減衰機構が再利用可能ハブの内部材料であるように実施されてもよい。材料は、ハブハウジング材料とは異なる。

【0110】

第１の研磨物品を再利用可能ハブから分離することと、第２の研磨物品を再利用可能ハブに結合することとを含む、再利用可能ハブ用の研磨物品を交換するための方法が提示される。再利用可能ハブは、ハブの機械的特徴部を使用して結合及び分離される。方法はまた、第２の研磨物品を被加工面に接触させることも含む。

【0111】

方法は、機械的特徴部が、ねじ山、溝、クリップ、クランプ又は突起を含むように実施されてもよい。

【0112】

方法は、機械的特徴部が、第２の研磨物品に一体化された対応する特徴部に直接結合するように実施されてもよい。

【0113】

方法は、機械的特徴部が、研磨物品に結合する嵌合リングに直接結合するように実施されてもよい。

【0114】

方法は、第２の研磨物品を被加工面に接触させることが、振動減衰をもたらすことを更に含むように実施されてもよい。

【0115】

方法は、振動減衰が再利用可能ハブの材料によってもたらされ、再利用可能ハブが金属、プラスチック又は強化複合材を含むように実施されてもよい。

【0116】

方法は、振動減衰が可撓性特徴部によってもたらされるように実施されてもよい。

【0117】

方法はまた、第２の研磨物品を再利用可能ハブから分離することと、第３の研磨物品を再利用可能ハブに結合することとも含むように実施されてもよい。再利用可能ハブは、機械的特徴部を使用して結合及び分離される。方法はまた、第３の研磨物品を被加工面に接触させ、振動減衰をもたらすこととも含んでもよい。

【0118】

方法は、振動減衰がハブハウジングの内側の材料によってもたらされるように実施されてもよい。

【0119】

方法は、材料がハブハウジングとは異なるように実施されてもよい。

【0120】

方法は、再利用可能ハブを第２の研磨物品に対して所定位置に位置的にロックすることを更に含むように実施されてもよい。

【0121】

方法はまた、再利用可能ハブと第１の研磨物品との間の位置ロックを解除することも含むように実施されてもよい。

【実施例】

【0122】

実施例１：
図２に示す構成要素を用いて凹状中央研削ホイール（ＤＣＧＷ）を組み立てた。内径０．８７５インチ、外径約２．５インチ及び俯角約２５度を有する再利用可能ハブを工具鋼から機械加工した。ハブは、ＡＮＳＩ規格２．５インチ－２０－ＵＮねじ山に従ってねじ切り加工された。２．５インチ－２０－ＵＮの雌ねじ山を有する別の嵌合リングをアルミニウムから機械加工した。嵌合リング、典型的な樹脂結合研磨混合物（フェノール樹脂、砥粒及び研削助剤）、及び３層のガラス繊維スクリムを金型に装填し、５０トンの圧力で５秒間プレスして平坦な研削構成要素にした。ガラス繊維スクリムは、内径及び外径をそれぞれ２．５インチ及び４．５インチにカットしたことを除いて、凹状中央研削ホイール用の典型的なスクリムであった。プレスされた構造体を１９０℃の最高温度で硬化させた。硬化後、研削構成要素を再利用可能ハブにねじ込んで、凹状中央研削ホイールを組み立てることができた。

【0123】

研削層及び再利用可能ハブの厚さは約０．２５インチであった。研削ホイールの外径は４．５インチであった。研削層及び再利用可能ハブの相対体積をＡｕｔｏｄｅｓｋ Ｉｎｖｅｎｔｏｒソフトウェアを使用して計算し、以下の表Ｉに示す。再利用可能ハブは、ホイールの廃棄されることが多い部分に相当する。したがって、この設計の結果として、原材料及び廃棄物の約３０％が回避された。

【表1】

【0124】

実施例２：
使用した材料がエポキシ樹脂であったことを除いて、実施例１で説明したのと同じ設計でＤＣＧＷを作製した。再利用可能ハブ及び嵌合リングは、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）を使用して３Ｄ印刷され、樹脂はＵＶ硬化エポキシであった。

【0125】

実施例３：
図４に示した構造を有するＤＣＧＷを、実施例３で説明したのと同様のプロセスによって形成した。実施例３は、上部構成要素をスピンドルにねじ込むことができる、２部品再利用可能ハブからなる。第２のハブ構成要素が、スピンドルにねじ込むための構造を含むと共に、ねじ込まずに嵌合リングに取り付けられ、嵌合した構成要素がハブ、嵌合リング及び研削層の軸方向運動及び半径方向運動の相対的な動きを結合するようになっていた。加えて、公称直径２．６２５インチのＡＳ５６８－０３８シリコーンゴムＯリングの形態のゴム様制振要素を上部ハブ構成要素に組み込んだ。

【0126】

比較例１
製造業者のモデル番号８７４５３（３Ｍ Ｃｏ．）を有する市販のＤＣＧＷをＧｒａｉｎｇｅｒ社から購入した。公称厚さ（０．２５インチ）、内径（０．８７５インチ）及び外径（４．５インチ）は実施例１と同じであった。

【0127】

比較例２
比較例１と同一の公称形状を有するＤＣＧＷを実験室で形成した。研磨混合物（砥粒、フェノール樹脂及び研削助剤）は、実施例１で説明したのと同じであった。研磨混合物及び３つのガラス繊維スクリムを外径４．５インチの金型に装填し、５０トンの圧力でプレスすることにより、平坦ホイールを製作した。次に、ホイールを「Ｔ２７」形状の２枚のプレートの間で５トンの圧力でプレスすることにより、更に成形して凹状中央部を追加した。次に、プレスしたホイールを１９０℃の最高温度で硬化させた。

【0128】

試験
安全試験：選択したサンプル（表ＩＩ参照）について、Ｄａｖｉｄｅ Ｍａｔｅｒｎｉｎｉ Ｓ．ｐ．ａ．（イタリア）製の装置を使用して破裂速度及び側面荷重試験を行った。破裂試験は、モデルＭＤＭ ＰＶＭ ０３０／０４０装置を使用して行った。ＲＰＭ及び線接線速度（ｍ／ｓ）に関する回転速度を、光検出器を使用して破裂時に測定して、サンプルが故障し、検出器からの光源をもはや遮断しなくなった速度を記録した。

【0129】

Ｄａｖｉｄｅ Ｍａｔｅｒｎｉｎｉ Ｓ．ｐ．ａ．（イタリア）製のモデルＭＤＭ ＰＶＭ ＵＮＩ ＥＮ １２４１３－２０１１側面荷重試験機を使用して、合格／不合格方式で側面荷重試験を行った。側面荷重は、２９０Ｎの力の単一点荷重で試験した。合格／不合格値は、荷重を加えた後にサンプルが故障／破損したかどうかによって示された。結果を以下の表ＩＩに示す。

【表2】

【0130】

振動解析：選択した実施例について、Ｌａｒｓｏｎ Ｄａｖｉｓ製モデルＳＥＮ０４１Ｆ加速度計及びＬａｒｓｏｎ Ｄａｖｉｓ製モデルＨＶＭ２００振動計を使用して工具振動を測定した。平均加速度を工具振動の代わりとして使用した。加速度計は、研削ホイールのマウントの近くでアングルグラインダ（Ｂｏｓｃｈ製モデル１３７５Ａ）に接着された。自由回転するＤＣＧＷの加速度を３０秒間にわたって平均した。選択した実施例の平均加速度値が表ＩＩＩに列挙されている。ホイールの不平衡測定値もまた、表ＩＩＩに列挙される。ホイールの不均衡は、ホイールを自由回転するスピンドルに配置し、最も重い部分を重力により下向きに回転させることによって測定した。次に、自由回転するスピンドル上で重力によりサンプルがもはや好ましい向きを有しなくなるまで、ホイールの上端に重りを加えた。

【表3】

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【国際調査報告】