JP2000246635A - 砥石の再生方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、ドレッシング後にワークに傷
をつけることなく直ちに研削を行うことができる砥石の
再生方法およびその装置を提供する。 【解決手段】 砥石の再生装置は、砥粒除去部材が混入
されたクーラントを砥石１の表面に対して砥石１の表面
の不安定砥粒を除去し得る圧力で噴射する噴射手段２を
備えている。噴射手段２は、砥石１のツルーイング装置
またはドレッシング装置３に設けられている。ドレッサ
３０によりドレッシングされた砥石１は、砥粒に微小な
クラックが生じて不安定となる。この不安定となった砥
粒は、クーラントの圧力とクーラントに混入された砥粒
除去部材の衝撃とによって、ドレッシングとほぼ同時に
確実に取り除かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砥石の再生方法お
よびその装置に関し、より詳しくは、異形となった砥石
の表面を形直しするツルーイングや、あるいは研削能の
低下した砥石の砥粒を突出させて研削可能な砥石を得る
ドレッシングを行って、砥石の修正を含む再生のための
方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワークを研削や研磨あるいは切削（研削
と総称する）するための砥石は、硬質材料からなる砥粒
（研削材）を結合剤により結合し保持してなるもので、
切れ刃となる砥粒が結合剤の表面から露出されている。
そして、砥石は、一般に研削盤等に取付けられて使用さ
れるために、一般に回転可能な砥石ホイールとして成形
されている。砥石ホイールを研削盤に取付けてワークに
対して研削加工を行う際には、砥石ホイールをワークと
相対的に回転させ、結合剤の表面から露出された砥粒に
よりワークを研削加工する。

【０００３】砥粒は、一般に、ダイヤモンドや立方晶窒
化硼素（ＣＢＮ）、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニ
ウム（アルミナ）、酸化鉄、酸化クロム等の硬質材料が
用いられている。また、砥粒を砥石に結合させるための
結合剤は、ビトリファイド、レジノイド、ラバー、マグ
ネシア、メタル、または電着メッキ等が用いられてい
る。結合剤には、切屑を排出するための空間として、気
孔が形成されている。砥粒の材質による硬さ等の種類や
粒度、結合剤に形成される気孔の大きさ等は、砥石が研
削加工するワークの加工条件に応じて決定される。

【０００４】砥石は、使用により切れ刃である砥粒が摩
滅し、あるいは、結合剤の気孔の目づまり等によって、
研削性能が低下したり異形となる。このような砥石を再
生するために、研削性能が低下したときにドレッシング
が行われ、また、異形となったときに砥石の研削加工表
面を形直しすべくツルーイングが行われる。たとえば、
砥粒としてＣＢＮにドレッシングやツルーイング（以
下、ドレッシングと総称する）を行う場合には、一般に
ダイヤモンドからなるドレッサにより、砥石の結合剤に
固定されたＣＢＮの表面が均一となるように整える。

【０００５】砥石を再生するための従来の技術として
は、研磨方法として特開平７−２９９７３７号公報に開
示されているように、ラッピング定盤に遊離砥粒と潤滑
剤を塗布し、被研磨物および専用の研磨体を前記ラッピ
ング定盤上で研磨して前記ラッピング定盤に砥粒をめり
込ませて固定砥粒を形成し、前記ラッピング定盤上を前
記潤滑剤にて洗浄する事によって前記遊離砥粒を取り除
き、その後に被研磨物の所定の面を研磨する事が知られ
ている。このものにあっては、遊離砥粒はラッピング定
盤の固定砥粒を形成するためのものであり、ラッピング
定盤に固定されず被研磨物の研磨表面に深い傷等を残す
遊離砥粒を潤滑剤で洗浄するものである。そして、固定
砥粒を形成した後に、潤滑剤を噴霧し、次に埃等が発生
しない布等を用いてラッピング定盤を拭き上げる事によ
って、ラッピング定盤上の遊離砥粒や研磨屑等を取り除
くと共に、十分にグリップされていない固定砥粒を取り
除くことが記載されている。

【０００６】また、磁気ヘッドの加工方法として特開平
１０−１３４３１６号公報に開示されているように、表
面がセラミック材である定盤に修正リングとダミーワー
クを装着し、砥粒を含んだ液を供給しながら回転した
後、遊離砥粒を除去し、次に砥粒を含まない液を供給し
ながら回転するような前処理を行い、前記前処理を行っ
た定盤に修正リングと加工対象の磁気ヘッドを装着し、
砥粒を含まない液を供給しながら定盤を回転して加工す
ることが知られている。そして、このものにあっても、
上述した従来の技術と同様に、砥粒を含んだ液を供給し
ながら回転することによって定盤の表面に砥粒を埋め込
み固定砥粒を得るためのもので、固定砥粒以外の遊離砥
粒等を除去するために、定盤の表面に水を散布して洗い
流し、さらには、水で湿らせた柔らかい布、セーム皮等
のスポンジ性状タオルを定盤の上に押しつけて遊離砥粒
を含む水を含浸させることが記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようにダイヤモンドからなるドレッサによりドレッシ
ングを行う場合に、その際に砥粒に多数の微小なクラッ
クが生じる。そのため、ドレッシング等を行った直後に
ワークを研削すると、クラックが生じた砥粒の一部が欠
けたり、その砥粒が結合剤から脱落して、摩滅により遊
離した砥粒よりも比較的大きな砥粒が遊離し、ワークの
表面に引っ掻き傷を発生させ、設定された面粗度の規格
を満たすことができなくなるという問題があった。そし
て、従来では、砥粒を鋭利にするためのドレッシングを
行った後に、不安定な砥粒を取り除くために、さらにク
ラックが生じた不安定な砥粒の上層のみを取り去るよう
な条件を変更したドレッシングを行ったり、あるいは、
ワークを設定された最終的な形状まで研削することなく
不安定な砥粒が無くなるまで仮の研削を行ってその後設
定された最終的な形状まで研削する本研削を行う等の必
要があった。

【０００８】また、従来の砥石の再生装置には、不安定
な砥粒を取り除くために、ドレッサとは別に、図２に示
すように、ダミーワーク５０を回転駆動可能に設け、ダ
ミーワーク駆動モータ５１の駆動によってダミーワーク
５０を回転させた状態でドレッシングした砥石１に研削
させるものがあった。しかしながら、ドレッサ３０を有
するドレッシング装置３（図１を参照）とは別に回転駆
動可能なダミーワーク５０や、これを回転駆動するため
のダミーワーク駆動モータ５１等設ける必要があるた
め、再生装置の構成が複雑となるという問題があった、
そして、上述したような条件を変更したドレッシングや
仮の研削、あるいはダミーワーク５０を用いる再生方法
では、時間や手間がかかり、生産効率が悪いという問題
があった。

【０００９】また、上記従来の技術にあっては、特開平
７−２９９７３７号公報と特開平１０−１３４３１６号
公報のいずれのものも、潤滑剤または液に含まれる砥粒
を砥石に固定するためのものであり、また、砥石に固定
されなかった砥粒を単に潤滑剤または水で洗浄するもの
である。したがって、従来の技術では、砥石に固定され
なかった砥粒を洗い流すことはできるとしても、微小な
クラックが生じた砥粒までは取り除くことができず、ワ
ークの傷つきを完全に防ぐことができなかった。

【００１０】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成で、ドレッシング後にワークに傷をつけ
ることなく直ちに研削を行うことができる砥石の再生方
法およびその装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の砥石の再生方
法に係る発明は、上記課題を解決するため、砥石をツル
ーイングまたはドレッシングされた砥石の表面に対し
て、砥粒除去部材を含むクーラントを、不安定な砥粒を
除去し得る圧力で噴射することを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、請求項２の砥石の再生装置に係る発
明は、上記課題を解決するため、砥粒除去部材が混入さ
れたクーラントを砥石表面に対して砥石表面の不安定砥
粒を除去し得る圧力で噴射する噴射手段を備えたことを
特徴とするものである。

【００１３】請求項１の発明では、砥石の表面をツルー
イングまたはドレッシングすると、砥石の砥粒のなかに
は微小なクラックが生じる等により不安定な状態となる
ものがある。そこで、砥粒除去部材を含むクーラントを
砥石表面に噴射する。クーラントに含められる砥粒除去
部材は、砥石の砥粒よりも低硬度のものが採用される。
砥石表面の不安定砥粒は、噴射されるクーラントの圧力
と、このクーラントに含まれる砥粒除去部材の衝突とに
よって除去される。

【００１４】請求項２の発明では、ツルーイング装置ま
たはドレッシング装置によって砥石をツルーイングまた
はドレッシングすると、砥石の砥粒のなかには微小なク
ラックが生じる等により不安定な状態となるものがあ
る。そこで、ツルーイング装置またはドレッシング装置
に設けられた噴射手段によって砥粒除去部材を含むクー
ラントを砥石表面に対して噴射して、砥石表面の不安定
砥粒を、噴射されるクーラントの圧力と、このクーラン
トに含まれる砥粒除去部材の衝突とによって除去する。
噴射手段は、砥石のツルーイング装置またはドレッシン
グ装置に設けられることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】最初に、本発明の砥石の再生装置
の実施の一形態を、図１に基づいて詳細に説明する。な
お、図において同一符号は同一部分または相当部分とす
る。

【００１６】本発明の砥石の再生装置は、概略、砥粒除
去部材が混入されたクーラントを砥石１の表面に対して
砥石１の表面の不安定砥粒を除去し得る圧力で噴射する
噴射手段２を、砥石１のツルーイング装置またはドレッ
シング装置３に設けたものである。

【００１７】砥石１は、その回転軸（砥石軸という）１
０が軸回りに回転可能に支持されており、砥石軸１０の
一端にはプーリ１１が設けられている。砥石軸駆動モー
タ１２に設けられたプーリ１３と砥石軸１０に設けられ
たプーリ１１との間には、ベルト１４が巻掛けられてい
る。砥石軸駆動モータ１２には制御手段（図示を省略し
た）が接続されており、砥石１は、プーリ１３、ベルト
１４、およびプーリ１１を介して必要に応じて所定の回
転速度で回転駆動するよう制御される。

【００１８】ワークＷは、一方端がセンタ４０により支
持され、他方端がワーク駆動モータ４１に設けられたチ
ャック４２により着脱可能に保持されている。ワークＷ
の表面と砥石１の表面との距離、すなわち、ワークＷの
回転中心軸線Ｗｃと砥石１の回転中心軸線１ｃとの距離
は、研削加工されるワークＷの径や研削条件等によって
調節可能となっている。また、砥石軸駆動モータ１２と
ワーク駆動モータ４１の少なくとも一方は、ワークＷの
研削条件に応じてアップカットおよびダウンカットする
ことができるように、ワークＷと砥石１の相対的な回転
方向を順回転および逆回転に切り替え制御することが可
能となっている。

【００１９】砥石１のドレッシング装置３のドレッサ３
０は、ダイヤモンド等の超硬素材からなるもので、送り
機構を有するホルダユニット３１に保持されている。送
り機構は、この実施の形態の場合、ホルダユニット３１
にナットとして機能するように形成されためねじ部（図
示は省略する）と、このめねじ部が螺合されるボールね
じが形成されたホルダユニットを移動可能に支持するド
レッサ移動軸３２と、このドレッサ移動軸３２を回転駆
動するドレッサ移動軸駆動モータ３３とを備えている。
ドレッサ移動軸３２は、ドレッサ３０が砥石１と接触し
ない退避位置（図１における左方端）から、ドレッサ３
０が砥石１の表面を均一に再生し得る範囲にわたって移
動することができる長さを有しており、その軸線３２ｃ
が砥石１の表面と平行に配置されている。ドレッサ移動
軸３２の一端にはギヤ３４が設けられており、ドレッサ
移動軸駆動モータ３３のギヤ３５と噛合されている。ド
レッサ移動軸駆動モータ３３を回転駆動させると、ギヤ
３５，３４を介してドレッサ移動軸３２のボールねじが
軸回りに回転駆動され、ドレッサ３０が退避位置から砥
石１の表面を均一に再生するように、ボールねじに螺合
されたホルダユニット３１が移動する。なお、この実施
の形態においては、ドレッサ３０が砥石１の表面を均一
に再生するように移動させる送り機構として、退避位置
から砥石１の表面と平行に移動させるべくボールねじ機
構を用いた場合によって説明したが、本発明はこの実施
の形態に限定されることなく、ドレッサ３０が砥石１の
表面に対して径方向に近接・離間移動することができる
ように、ドレッサ移動軸３２の軸線３２ｃを砥石１の表
面に対して平行移動可能に構成し、また、図示は省略す
るが、ボールねじに代えて例えばシリンダ等の線形駆動
手段を用いる等、他の公知の手法を用いることができ
る。

【００２０】噴射手段２は、タンク等に貯留されたクー
ラントを所定の圧力で送り出すクーラント供給装置（図
示は省略する）と、この供給されたクーラントを砥石１
の表面のドレッサ３０の後方に噴射するノズル２０と、
クーラントに混入する砥粒除去部材を投入する投入部２
１とを備えている。そして、ノズル２０はホルダユニッ
ト３１に設けられ、ドレッシング装置３のドレッサ３０
の移動に従って移動し、砥石１の表面のドレッサ３０に
より再生された部分に対してクーラントを噴射するよう
に配置されている。また、投入部２１は、図示しないク
ーラント供給装置から所定の圧力で供給されて流動する
クーラントの負圧作用によって砥粒除去部材がノズル２
０内に吸引されるように、ノズル２０の中間部に対して
傾斜した状態で接続されている。クーラント供給装置か
ら送り出されるクーラントの圧力は、クーラントと共に
砥粒を噴射した際に、砥石１の安定した砥粒が遊離する
ことなく、且つ、ドレッシングにより微小なクラックが
発生して不安定となった砥粒を取り除くことができる程
度の範囲内で設定され、より具体的には比較的高圧の、
例えば５０〜１２０kgf/cm² の範囲に、好ましくは１０
０kgf/cm² 程度に設定される。投入部２１からノズル２
０内に混入される砥粒除去部材は、砥石１の砥粒と同じ
種類の砥粒であって、砥石１の砥粒よりも低硬度なもの
が採用される。ドレッシング装置３のドレッサ３０の移
動に従ってノズル２０が移動するため、砥石１の表面を
移動してドレッシングし再生するドレッサ３０の動きに
合わせてノズル２０を移動させるような機構を必要とせ
ず、簡単な構成となっている。

【００２１】次に、本発明の砥石の再生方法を、上述し
たように構成された再生装置を用いた場合によって説明
する。本発明の砥石の再生方法は、概略、ツルーイング
またはドレッシングされた砥石１の表面に対して、砥粒
除去部材を含むクーラントを、不安定な砥粒を除去し得
る圧力で噴射するものである。

【００２２】ワークＷを研削加工するに際しては、ワー
クＷはセンタ４０とチャック４２とにより保持され、ワ
ーク駆動モータ４１と砥石軸駆動モータ１２とが所定の
方向および速度で回転駆動される。そして、研削加工の
累積に伴って、目づまり等により砥石１の研削性能が低
下する。この砥石１の研削性能の低下は、経験則に基づ
いて設定されたワークＷの研削加工した数や時間、実際
に研削加工されたワークＷの面粗度あるいは研削加工に
かかる時間等により検知される。

【００２３】砥石１の研削性能の低下が検知されると、
砥石軸駆動モータ１２の駆動により砥石１が回転された
状態で、ドレッサー移動軸駆動モータ３３が駆動され、
ドレッサ３０が砥石１と接触しない退避位置から、ドレ
ッサ３０が砥石１の表面を均一に再生するように移動さ
れて、ドレッシングが行われる。このとき、砥石１の砥
粒にドレッサ３０が当接し、砥石１の砥粒に微小なクラ
ックが発生することとなる。そこで、本発明では、ドレ
ッシングされた砥石１の表面に対し、ノズル２０からク
ーラントを所定の圧力で噴射する。このとき、ノズル２
０内を流動するクーラントの負圧作用によって投入部２
１から投入された砥粒除去部材がクーラントに混入さ
れ、クーラントと共に砥粒除去部材が砥石１の表面のド
レッサ３０の後方に噴射される。クーラントと共に砥粒
除去部材を噴射した際に、砥石１の安定した砥粒が遊離
することなく、且つ、ドレッシングにより微小なクラッ
クが発生して不安定となった砥粒を取り除くことができ
る程度の範囲内にクーラントの圧力が設定されているた
め、クーラントの圧力とクーラントに混入された砥粒除
去部材の衝撃とによって、砥石１のドレッシングにより
不安定となった砥粒のみを、ドレッシングとほぼ同時に
確実に取り除くことができる。

【００２４】なお、この実施の形態においては、ドレッ
サ３０のホルダユニット３１に設けられたノズル２０か
ら砥粒除去部材を含むクーラントを所定の圧力で噴射し
てドレッシングとほぼ同時に不安定な砥粒を除去する場
合によって説明したが、本発明はこれに限定されること
なく、ドレッシングを行った後に別工程で不安定となっ
た砥粒を取り除くこともできる。また、ドレッシングお
よびこれに伴う不安定な砥粒の除去は、図１に示すよう
に、ワークＷの研削加工と同時に行うこともできる。さ
らに、本発明では、図２に示したようなダミーワーク５
０やダミーワーク駆動モータ５１等を設けて、ダミーワ
ーク５０を研削させる必要がないために、砥石の再生装
置の構成を簡略化することができ、また、砥石の再生方
法の効率も向上させることができる。しかしながら、本
発明は、不安定な砥粒をさらに確実に除去するために、
砥粒除去部材を含むクーラントの噴射に加えて、図２に
示したようなダミーワーク５０の研削を併用することも
できる。

【００２５】本発明では、砥石の砥粒と同じ種類の砥粒
除去部材をクーラントに混入するため、砥粒除去部材と
砥石から除去された砥粒とをクーラントと共に一緒に回
収し処理することができる。しかしながら、本発明の砥
粒除去部材は、砥石の砥粒と同じ種類に限定されること
なく、適当なものを採用することができる。また、砥石
１の砥粒よりも低硬度の砥粒をクーラントに混入するの
で、クーラントと共にドレッシングされた砥石１の表面
に対して噴射したときに、砥石１の安定した砥粒にクラ
ックを生じさせて不安定にすることがない。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ツルーイング
またはドレッシングされた砥石の表面に対して、砥粒除
去部材を含むクーラントを、不安定な砥粒を除去し得る
圧力で噴射するという簡単な構成により、再生によって
不安定となった砥石表面の砥粒が、噴射されるクーラン
トの圧力と、このクーラントに含まれる砥粒除去部材の
衝突とによって除去されるため、再生後にワークに傷を
つけることなく直ちに研削を行うことができる砥石の再
生方法を提供することができる。

【００２７】請求項２の発明によれば、砥粒除去部材が
混入されたクーラントを砥石表面に対して砥石表面の不
安定砥粒を除去し得る圧力で噴射する噴射手段を備えた
という簡単な構成により、再生によって不安定となった
砥石表面の砥粒を、噴射されるクーラントの圧力と、こ
のクーラントに含まれる砥粒除去部材の衝突とによって
除去することができるため、再生後にワークに傷をつけ
ることなく直ちに研削を行うことができる砥石の再生装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の砥石の再生装置の実施の一形態を示す
説明図である。

【図２】従来の砥石の再生装置の一例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 砥石 ２ 噴射手段 ３ ドレッシング装置 ２０ ノズル ２１ 投入部 ３０ ドレッサ ３１ ホルダユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ツルーイングまたはドレッシングされた
   砥石の表面に対して、砥粒除去部材を含むクーラント
   を、不安定な砥粒を除去し得る圧力で噴射することを特
   徴とする砥石の再生方法。
2. 【請求項２】 砥粒除去部材が混入されたクーラントを
   砥石表面に対して砥石表面の不安定砥粒を除去し得る圧
   力で噴射する噴射手段を備えたことを特徴とする砥石の
   再生装置。