JP2008155301A - 砥石 - Google Patents

Abstract

【課題】製作が容易で、かつ削り屑の凝着を防止して作業の効率化を実現する電着砥石を提供する。
【解決手段】砥石１は、外周面を有する円盤状の台金３と、電着により前記外周面に固着した、メッキ層７と、前記メッキ層から部分的に突出した超砥粒５と、を含む、研削層と、前記研削層を覆う潤滑層９と、を備える。前記潤滑層は、クロムないしクロムを含むコバルト合金よりなり、めっき技術、塗布技術、溶射技術の何れかにより形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電着により固定された砥粒を外周面に有する研削加工のための砥石に関する。

研削加工は、円筒状ないし円盤状の砥石を高速で回転させつつ対象（通常、ワークと呼称する）に押圧し、以ってその作業面（円筒面ないし端面）によりワークを少しずつ削りだすことにより為される。砥石は通常、砥粒を適宜の結合材によって微細な気孔を残して結合したものを用いる。また、砥粒をメッキ層とともに台金上に電着技術により固定した、所謂電着砥石が利用される場合もある。極めて固い難削材を研削するときには、一般に超砥粒と呼ばれるダイヤモンドや立方晶ボロンナイトライド（ｃＢＮ）を砥粒とする必要があり、超砥粒を利用した砥石は電着砥石の形態で提供されている。

研削加工の作業に進行に伴い、砥石の研削能力が低下することが、頻繁に経験される。これは、砥粒の脱落や削り屑による砥粒間の目詰まり等が原因であって、作業面を薄く削り取って砥粒を突出（発刃）させるドレッシングと呼ばれる作業により解消することができる。一方、電着砥石は通常、砥粒を一層しか持たないので、作業面を薄く削り取ることができない。電着砥石では、砥粒間の目詰まりを丹念に除去するか、砥石を交換することが必要である。これらは極めて煩瑣な作業であって、研削加工の能率を著しく減ずるものである。砥粒間の目詰まりをいかに防止するかが、電着砥石による作業の効率を大きく左右する。

特許文献１乃至３は、本発明に関る関連技術である。
特開２００３−３２６４６２号公報 特開２００１−２４６５６０号公報 特開平５−１６２０８０号公報

製作が容易で、かつ削り屑の凝着を防止して作業の効率化を実現する電着砥石を提供する。

本発明の一局面によれば、砥石は、外周面を有する円盤状の台金と、電着により前記外周面に固着した、メッキ層と、前記メッキ層から部分的に突出した超砥粒と、を含む、研削層と、前記研削層を覆う潤滑層と、を備える。

望ましくは、前記潤滑層は電気めっきにより形成されたものであって、クロムおよび不可避的不純物よりなる。あるいは望ましくは、前記潤滑層は前記研削層上に潤滑剤を塗布し、前記研削層と分子結合を有するべくされることにより形成されたものである。さらにあるいは望ましくは、前記潤滑層はクロムを含むコバルト合金を大気中において溶射することにより形成されたものである。また望ましくは、前記潤滑層はさらに大気中における６００℃以上の加熱によりその表面に形成された酸化皮膜を含む。

あるいは望ましくは、前記潤滑層はクロムおよび酸化クロムを溶射することにより形成されたものである
あるいは望ましくは、前記潤滑層はクロムおよび酸化クロムを溶射することにより形成されたものである。またあるいは望ましくは、前記潤滑層はダイヤモンドライクカーボン、ＴｉＣ、ＴｉＮおよびＴｉＡｌＮの群より選択された一以上よりなる。

また望ましくは、前記潤滑層は前記メッキ層のみを覆う。

製作が容易で、かつ削り屑の凝着を防止して作業の効率化を実現する電着砥石が提供される。

本発明の一実施形態を、図１及び図２を参照して以下に説明する。

本発明の一実施形態による砥石１は、一般的な電着砥石と同じく、台金３上に電着することにより製造される。台金３の形状は、特に限定されないが、図２に示すような鋼よりなる円盤状のものを利用することができる。台金３の外周は短い円筒状の外周面であって、前記外周面には、砥粒５と、メッキ層７とが、電着技術により固着されている。砥粒５とメッキ層７とは、対象を研削するための研削層をなす。

前記砥粒５は、ダイヤモンドまたは立方晶ボロンナイトライド（ｃＢＮ）よりなる、所謂超砥粒が好ましいが、これらに限られない。砥粒５は、通常、一層のみが電着される。メッキ層７は、好ましくはニッケルよりなる。メッキ層７は、一層の前記砥粒５を固着するに十分な厚みが電着される。ただし厚すぎれば砥粒５がメッキ層７から突出しないので、その厚さは砥粒５の平均粒径よりは小である。砥粒５の粒径とメッキ層７の厚さとがこのような関係であるために、砥粒５はメッキ層７から突出している。突出した砥粒５間の各々の間隙は、削り屑を排出する作用を有する。

砥粒５とメッキ層７とからなる研削層を覆うように、潤滑層９が形成される。潤滑層９は、研削加工中に削り屑が凝着しないように潤滑性を与える適宜の物質よりなり、その好適な例はクロム、クロムを含むコバルト合金、バインダたるコバルトにより結合された酸化クロム、ダイヤモンドライクカーボン、ＴｉＣ、ＴｉＮおよびＴｉＡｌＮ等であって、勿論不可避的な不純物を含むことが許容される。

潤滑層９の形成は適宜の製造方法によりなすことができるが、公知のめっき技術、公知の溶射技術、公知の塗布技術、公知の気相成長技術（ＣＶＤ，ＰＶＤ）を適用することができる。

クロムよりなる潤滑層９を形成する場合には、めっき技術、特に電気めっき技術を適用することが好適である。また、これに代えて、潤滑層９の原材料を粉末状として適宜の溶媒に懸濁した潤滑剤とし、前記研削層上に前記潤滑剤を塗布するか、または前記研削層を前記潤滑剤により湯洗することにより潤滑層９を製造してもよい。なおこのような潤滑剤は一般に極圧潤滑剤と呼称され、ＭＩＬＩＴＥＣなどの商品名で一般に入手しうる。前記潤滑剤は、前記研削層と分子結合を有するべくされている。

クロムを含むコバルト合金よりなる潤滑層９を形成する場合には、溶射技術を適用することが好適であって、さらに大気中で溶射することが望ましい。大気中で溶射することにより潤滑層９は部分的に酸化し、より高い潤滑性が得られる。

あるいは、溶射技術ないし他の技術を用いて形成した場合において、潤滑層９を大気中で６００℃以上に加熱して、その表面を酸化してもよい。

またあるいは、酸化クロムよりなる潤滑層９を形成する場合には、酸化クロムをバインダたるコバルトと共に溶射することが好適である。

さらに、ダイヤモンドライクカーボン、ＴｉＣ、ＴｉＮおよびＴｉＡｌＮの何れか一ないし一以上よりなる潤滑層９を形成する場合には、公知の各種ＣＶＤやＰＶＤが適用できる。

クロムよりなる潤滑層９は、濡れ性が悪いために削り屑が凝着しにくく、削り屑が排出され易くなる効果が期待できる。さらにクロムを酸化させて生ずる酸化クロムは、より高い潤滑性を提供する。大気溶射されたクロムを含むコバルト合金よりなる潤滑層９は、クロムが酸化された酸化クロムを含み、同様に高い潤滑性を提供する。これらは大気中における加熱によってさらに酸化クロムを生じ、より高い潤滑性を提供する。同様な効果は、バインダと共に酸化クロムを溶射することによっても得られる。ダイヤモンドライクカーボン、ＴｉＣ、ＴｉＮおよびＴｉＡｌＮは、平滑でかつ極めて硬度が高いことにより、金属の削り屑の凝着を防止する。

潤滑層９は、砥粒５間の間隙のみを覆うように形成してもよいし、砥粒５とメッキ層７とからなる研削層の全体を覆うように形成してもよい。研削層の全体が潤滑層９により覆われている場合でも、潤滑層９は上述の如き物質よりなるために、砥粒５を覆う部分は研削開始とともに速やかに損耗して砥粒５が突出して発刃する。即ち、潤滑層９は必ずしも砥粒５を避けて砥粒５間の間隙のみを覆うように形成せねばならないわけではない。これがために、潤滑層９の形成には上述の様々な技術の何れをも適用することができ、かつ形成が容易である。

上述の如く構成された砥石１を回転させて対象に押圧すると、発刃した砥粒５により対象が削られる。削られて生ずる削り屑は、前述のごとく砥粒５間の間隙に排出される。間隙は潤滑層９が覆っているために、削り屑は砥石１の回転に伴う遠心力により容易に外部へと排出され、間隙に凝着することが防止される。

削り屑が間隙に凝着しにくいので、砥石の寿命が延長され、砥石の交換なしに連続して研削加工を継続することができる。従って、研削加工の作業の効率化を図ることができる。また潤滑層９は公知のめっき技術、公知の溶射技術、または公知の塗布技術の何れを適用しても製造することができ、かつ砥粒５間の間隙に限られずに研削層の全体を被覆してもよいので、その製作が極めて容易である。

好適な実施形態により本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記開示内容に基づき、当該技術分野の通常の技術を有する者が、実施形態の修正ないし変形により本発明を実施することが可能である。

本発明の一実施形態による電着砥石の作業面の断面を拡大した図である。 本発明の一実施形態による電着砥石の概観を表す斜視図である。

符号の説明

１ 電着砥石
３ 台金
５ 砥粒
７ メッキ層
９ 潤滑層

Claims (8)

1. 外周面を有する円盤状の台金と、
   電着により前記外周面に固着した、メッキ層と、前記メッキ層から部分的に突出した超砥粒と、を含む、研削層と、
   前記研削層を覆う潤滑層と、
   を備えた砥石。
2. 請求項１に記載の砥石において、前記潤滑層は電気めっきにより形成されたものであって、クロムおよび不可避的不純物よりなることを特徴とする砥石。
3. 請求項１に記載の砥石において、前記潤滑層は前記研削層上に潤滑剤を塗布し、前記研削層と分子結合を有するべくされることにより形成されたものであることを特徴とする砥石。
4. 請求項１に記載の砥石において、前記潤滑層はクロムを含むコバルト合金を大気中において溶射することにより形成されたものであることを特徴とする砥石。
5. 請求項１から４の何れかに記載の砥石において、前記潤滑層はさらに大気中における６００℃以上の加熱によりその表面に形成された酸化皮膜を含むことを特徴とする砥石。
6. 請求項１に記載の砥石において、前記潤滑層はコバルトおよび酸化クロムを溶射することにより形成されたものであることを特徴とする砥石。
7. 請求項１に記載の砥石において、前記潤滑層はダイヤモンドライクカーボン、ＴｉＣ、ＴｉＮおよびＴｉＡｌＮの群より選択された一以上よりなることを特徴とする砥石。
8. 請求項１から７の何れかに記載の砥石において、前記潤滑層は前記メッキ層のみを覆うことを特徴とする砥石。

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