JP2009072884A - 超砥粒ホイール、及び超砥粒ホイールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超砥粒ホイールの寿命を向上させる。
【解決手段】本発明の超砥粒ホイール１０は、台金１２と、台金１２の表面に超砥粒を固着して形成されたリング状の研磨部２０と、台金を回転させる駆動装置１８とを備えており、研磨部２０を、内周側に形成された研磨層２０ａ,２０ｂと、研磨層２０ａ,２０ｂより粒度の粗い超砥粒により形成された外周側の研磨層２０ｃ,２０ｄとで構成する。そして、研磨層２０ａ〜２０ｄを、外周側から内周側に向かうにつれて階段状に順次高くなり、かつ粗粒研磨層に向かって高くなる段差ΔＨｃが、細粒研磨層に向かって高くなる段差ΔＨｂ,ΔＨａより大きくなるよう形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、超砥粒ホイールとその製造方法に係り、具体的には、超砥粒ホイールの寿命を向上させる技術に関する。

超砥粒ホイールは、例えば車両用ブレーキパッドなどの被加工製品（以下、適宜ワークという。）の表面を、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化硼素）などの超砥粒により研削して、所望の表面粗に加工するものである。

より具体的には、例えば特許文献１に記載されているように、リング状の台金の表面にニッケルメッキなどにより超砥粒を電着して研磨部を形成して、台金を回転させながら研磨部でワークを研削することが知られている。つまり、ワークを超砥粒ホイールの外周側から内周側に向けて搬送しながら、回転している超砥粒ホイールの研磨部と接触させることにより、ワークの表面を研削して所望の面粗さに加工する。

特開２００６−２１２７６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている超砥粒ホイールは、ホイールの寿命を延ばすことについて考慮されておらず、寿命の向上についてさらなる改善の余地を残している。

すなわち、ユーザは、ワークの仕上がりの所望の表面粗さに応じた超砥粒粒度のホイールを選定して使用するものであるところ、特許文献１の超砥粒ホイールは、台金に対して１種類の超砥粒を電着させるものであるため、ワークの研削を、仕上がりの表面粗さに対応する粒度の超砥粒のみで行うこととなる。

超砥粒ホイールは、超砥粒粒度が細かくなればなるほど、研削によって超砥粒が磨耗しやすくなり寿命が短くなるので、仕上がりの表面粗さが細かい超砥粒ホイールになればなるほど寿命が短くなる傾向にある。

そこで、本発明は、超砥粒ホイールの寿命を向上させることを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の超砥粒ホイールは、円盤状の台金と、台金の表面の外周部に超砥粒を固着して形成されたリング状の研磨部と、台金を回転させる駆動装置とを備えており、研磨部は、径の異なる複数のリング状の研磨層で構成され、外周側から内周側に向かうにつれて階段状に或いは傾斜して順次高くなり、かつ少なくとも最内周の研磨層が他の研磨層よりも粒度の細かい超砥粒で形成されてなることを特徴とする。

すなわち、ワークは、超砥粒ホイールの外周側から内周側に向けて搬送されるので、外周側の粒度の粗い研磨層から順次研削され、最終的に最内周の粒度の細かい研磨層で研削されて所望の仕上がり表面粗さとなる。このように、最内周に粒度の細かい研磨層を形成するとともに外周側に超砥粒の磨耗が比較的少ない粗い研磨層を形成することにより、粗粒研磨層に大きな仕事をさせて、言い換えれば粗粒研磨層でワークの研磨量（取りしろ）を大きくして、細粒研磨層での仕事量を軽減することができ、その結果、超砥粒ホイールの寿命を向上することができる。

また、研磨部を、内周側に形成された内周研磨部と、内周研磨部より粒度の粗い超砥粒により形成された外周研磨部とに分けて、内周研磨部を、１のリング状の細粒研磨層、或いは径の異なる複数のリング状の細粒研磨層で形成するとともに外周研磨部を、径の異なる複数のリング状の粗粒研磨層で形成し、細粒研磨層、及び粗粒研磨層の複数の研磨層を、外周側から内周側に向かうにつれて階段状に順次高くなり、かつ粗粒研磨層に向かって高くなる段差が、細粒研磨層に向かって高くなる段差より大きくなるよう形成することが望ましい。

これによれば、粗粒研磨層に向かって高くなる段差、言い換えればワークの研削に際して粗粒研磨層が行うワーク研磨量（仕事量）が、細粒研磨層が行うワーク研磨量（仕事量）よりも大きくなり、細粒研磨層の仕事量が軽減されるので、その結果、超砥粒ホイールの寿命を向上することができる。

また、円盤状の台金をメッキ層に浸漬して、台金表面の外周部にリング状に超砥粒を電着して研磨部を形成する場合には、内周側に超砥粒を電着してリング状の細粒研磨層を形成する工程と、内周側の超砥粒より粒度の粗い超砥粒を外周側に電着して粗粒研磨層を形成する工程により超砥粒ホイールを製造することが望ましい。

つまり、これにより製造された超砥粒ホイールは、上述と同様に、ワーク研削時の超砥粒の磨耗が比較的少ない粗粒研磨層を外周側に形成して大きな研磨量で仕事をさせ、内周側の細粒研磨層の研磨取りしろ、つまり仕事量を軽減させることにより、超砥粒ホイールの寿命を向上することができる。

また、これに加えて、例えばニッケルメッキなどの電着によって粒度の異なる超砥粒を台金に固着する場合、粒度の異なる超砥粒ごとに電着工程を行う必要があるところ、一般的に粒度の粗い超砥粒の電着のほうが粒度の細かい超砥粒の電着よりも電着の仕上がり成功率が高い。

本発明によれば、超砥粒ホイールの寿命を向上させることができる。

以下、本発明を適用してなる超砥粒ホイールの実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。

図１は、本実施形態の超砥粒ホイールを模式的に表した斜視図である。また、図２は、図１の超砥粒ホイールを上面から見た一部を表した平面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。そして、図４は、図３の破線で示した部分の台金と研磨層を拡大した図である。

図１，２,３に示すように、本実施形態の超砥粒ホイール１０は、リング状に形成された台金１２と、台金１２とボルト１４によって固定された基台１６と、基台１６を介して台金１２を回転させるモータなどの駆動源を有する駆動装置１８と、台金１２の表面に、例えばダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化硼素）などの超砥粒を電着して形成されたリング状の研磨部２０などを備えて構成されている。

このように構成される超砥粒ホイール１０は、図１に示すように、駆動装置１８の回転駆動により基台１６を介して台金１２を回転させながら、例えば車両用ブレーキパッドなどの被加工製品（ワーク）２１を研削するものである。つまり、ワーク２１を超砥粒ホイールの外周側から内周側へと搬送しながら順次研磨部２０で研削し、ワーク２１の表面を最終的に所望の面粗さに加工するものである。

図２に示すように、研磨部２０は、径の異なる複数のリング状の研磨層２０ａ〜２０ｄで構成され、各研磨層２０ａ〜２０ｄ間には、リング状の溝２２が形成されている。また、各研磨層２０ａ〜２０ｄには、径方向に所定の間隔で溝２４が形成されている。ワークの研削によって生じる研削粉は、溝２２,２４などに捕集されて外部に排出される。

続いて、本実施形態の超砥粒ホイールの特徴部である研磨部の詳細な構成態様について、図４を用いて説明する。図４では、説明の便宜上、台金１２の表面に固着された超砥粒を破線で表している。図４に示すように、本実施形態の超砥粒ホイールの研磨部は、内周側の研磨部が研磨層２０ａ，２０ｂで構成されており、外周側の研磨部が研磨層２０ｃ，２０ｄで構成されている。そして、研磨層２０ａ,２０ｂを、例えば６０〜８０メッシュの超砥粒で形成し、研磨層２０ｃ,２０ｄを、例えば３０〜４０メッシュの超砥粒で形成することにより、研磨層２０ｃ，２０ｄを、研磨層２０ａ，２０ｂよりも粒度の粗い超砥粒で形成する。

また、研磨部２０は、外周側の研磨層２０ｄから内周側に研磨層２０ｃ,２０ｂ,２０ａと向かうにつれて階段状に順次高くなるように形成されている。そして、研磨層２０ｄと２０ｃとの段差をΔＨｃ、研磨層２０ｃと２０ｂとの段差をΔＨｂ、研磨層２０ｂと２０ａとの段差をΔＨａとすると、例えばΔＨｃが０．１ｍｍ程度、ΔＨｂ,ΔＨａが０．０５ｍｍ程度となるように、台金１２が形成されている。

すなわち、粗粒研磨層に向かって高くなる段差ΔＨｃが、細粒研磨層に向かって高くなる段差ΔＨｂ,ΔＨａより大きくなるよう形成されている。このように構成された超砥粒ホイールでは、ワークは、超砥粒ホイールの外周側から内周側に向けて搬送されるので、最初に外周側の粒度の粗い研磨層２０ｄ,２０ｃの順で研削されていき、その後研磨層２０ｂ、そして最終的に最内周の粒度の細かい研磨層２０ａによって研削されて所望の仕上がり表面粗さとなる。

本実施形態の超砥粒ホイールによれば、内周側に粒度の細かい研磨層２０ａ,２０ｂを形成するとともに外周側に超砥粒の磨耗が比較的少ない粗い研磨層２０ｃ,２０ｄを形成しているので、研磨層２０ｃ,２０ｄでワークを大きく粗研磨して、超砥粒の磨耗が比較的多い研磨層２０ａ,２０ｂで最終的にワーク表面を滑らかにする研磨の仕事量を軽減することができる。

さらに、粗粒の研磨層２０ｃに向かって高くなる段差ΔＨｃ、つまりワークの研削に際して研磨層２０ｃが研磨する研磨量（仕事量）が、細粒の研磨層２０ａ,２０ｂのそれぞれが行う研磨量（仕事量）よりも大きくなるので、研磨層２０ａ,２０ｂの仕事量が軽減され、その結果、超砥粒ホイール１０の寿命を向上することができる。

なお、銅合金焼結体で形成されたブレーキパッドを、６０メッシュの超砥粒のみで研磨部が形成された従来の超砥粒ホイールで研削したところ、加工台数は約１５万〜２０万台であった。これに対して、本実施形態のように、内周側を６０〜８０メッシュ、外周側を３０〜４０メッシュの超砥粒で研磨部を形成したところ、加工台数は３０万〜５０万台となり、超砥粒ホイールの寿命を向上させることができた。

ところで、本実施形態の超砥粒ホイールは、台金をニッケルメッキ層に浸漬して、台金表面にリング状に超砥粒を電着して研磨部が形成されるものである。本実施形態の超砥粒ホイールのように、内周側と外周側とで粒度の異なる超砥粒を電着させる場合、粒度の異なる超砥粒ごとに電着工程を行う必要がある。

そこで、本実施形態の超砥粒ホイールの製造方法は、内周側に超砥粒を電着してリング状の細粒研磨層を形成する工程を行い、内周側の超砥粒より粒度の粗い超砥粒を外周側に電着して粗粒研磨層を形成する工程を行う。

つまり、一般的に粒度の粗い超砥粒の電着のほうが粒度の細かい超砥粒の電着よりも電着の仕上がり成功率が高いので、先に粒度の細かい超砥粒の電着を行い、成功したら、続いて粒度の粗い超砥粒の電着を行い、製造効率を向上することができる。

以上、本実施形態の超砥粒ホイール、及び超砥粒ホイールの製造方法について説明したが、本発明は、この実施形態に限らず適宜構成を変更して適用することができる。例えば、本実施形態では、内周側の研磨部を研磨層２０ａ,２０ｂの２層構成、外周側の研磨部を研磨層２０ｃ,２０ｄの２層構成として、外周側から内周側に順次高くなるようにしているが、これに限定されることなく、研磨層の構成を様々に変更することができる。つまり、研磨部を、径の異なる複数のリング状の研磨層で構成して、これらの研磨層が外周側から内周側に向かうにつれて階段状に或いは傾斜して順次高くなり、かつ少なくとも最内周の研磨層が他の研磨層よりも粒度の細かい超砥粒で形成されていればよい。

また、本実施形態では、内周側と外周側の研磨層を２種類の超砥粒（細超砥粒,粗超砥粒）で形成する例を示したが、これに限らず、研磨層を外周側から内周側に向かうにつれて超砥粒粒度が順次細かくなるよう形成することもできる。

本実施形態の超砥粒ホイールを模式的に表した斜視図である。 図１の超砥粒ホイールを上面から見た一部を表した平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。 図３の破線で示した部分の台金と研磨層を拡大した図である。

符号の説明

１０ 超砥粒ホイール
１２ 台金
１４ ボルト
１６ 基台
１８ 駆動装置
２０ 研磨部
２０ａ〜２０ｄ 研磨層
２２,２４ 溝

Claims (5)

1. 円盤状の台金と、該台金の表面の外周部に超砥粒を固着して形成されたリング状の研磨部と、前記台金を回転させる駆動装置とを備えてなる超砥粒ホイールであって、
   前記研磨部は、径の異なる複数のリング状の研磨層で構成され、外周側から内周側に向かうにつれて階段状に或いは傾斜して順次高くなり、かつ少なくとも最内周の研磨層が他の研磨層よりも粒度の細かい超砥粒で形成されてなることを特徴とする超砥粒ホイール。
2. 前記研磨部は、外周側から内周側に向かうにつれて超砥粒粒度が順次細かく形成されてなる請求項１の超砥粒ホイール。
3. 円盤状の台金と、該台金の表面の外周部に超砥粒を固着して形成されたリング状の研磨部と、前記台金を周方向に回転させる駆動装置とを備えてなる超砥粒ホイールであって、
   前記研磨部は、内周側に形成された内周研磨部と、該内周研磨部より粒度の粗い超砥粒により形成された外周研磨部とを有し、
   前記内周研磨部は、１のリング状の細粒研磨層、或いは径の異なる複数のリング状の細粒研磨層で形成され、
   前記外周研磨部は、径の異なる複数のリング状の粗粒研磨層で形成され、
   前記細粒研磨層、及び前記粗粒研磨層の複数の研磨層は、外周側から内周側に向かうにつれて階段状に順次高くなり、かつ粗粒研磨層に向かって高くなる段差が、細粒研磨層に向かって高くなる段差より大きくなるよう形成されてなることを特徴とする超砥粒ホイール。
4. 前記各研磨層間にリング状の溝が形成されてなる請求項１乃至３のいずれか１項の超砥粒ホイール。
5. 円盤状の台金をメッキ層に浸漬して、台金表面の外周部にリング状に超砥粒を電着して研磨部を形成してなる超砥粒ホイールの製造方法であって、
   内周側に超砥粒を電着してリング状の細粒研磨層を形成する工程と、内周側の超砥粒より粒度の粗い超砥粒を外周側に電着して粗粒研磨層を形成する工程とを有することを特徴とする超砥粒ホイールの製造方法。

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