JP2013188816A - センタレス研削用砥石 - Google Patents

Abstract

【課題】 センタレス研削用砥石の端面の異常摩耗や欠損が生ぜず、出口側での被削材に傷や送りマークが発生することなく、しかも砥石内に研削液が浸入せず、側面に貼り付けた樹脂板が剥離することのないセンタレス研削用砥石を提供すること。
【解決手段】 円筒状本体の外周面に砥粒層を備えたセンタレス研削用砥石であって、当該円筒状本体側面の一方又は両方の全面にわたって繊維補強されたエポキシ樹脂板が貼り付けられていることを特徴とするセンタレス研削用砥石。
【選択図】 図４

Description

本発明はセンタレス研削用砥石に関し、さらに詳細には、センタレス研削用砥石の端面の異常摩耗や欠損が生ぜず、出口側での被削材に傷や送りマークが発生することなく、しかも砥石内に研削液が浸入せず、側面に貼り付けた樹脂板が剥離することのないセンタレス研削用砥石に関する。

センタレス研削用砥石はセンタレス研削に使用される砥石であり、センタレス研削は砥石と被削材を送るための調整車及びブレード（受け板）との間に被削材を通して研削作業を行うものである。

しかしながら被削材を砥石及び調整車との間に送り込むとき被削材が砥石及び調整車に接触した瞬間に回転を始める。このとき、被削材ががたつき、そのため、入口側に負荷がかかる場合があり、センタレス研削用砥石の端面の異常磨耗又は欠損が生じる場合がある。一方、出口側では被削材のがたつきにより被削材に傷又は送りマークが発生する場合がある。

その対策としてセンタレス研削用砥石の一方又は両方の側面にビトリファイド結合剤で結合し微結晶性焼結アルミナ質砥粒を含有した砥石を貼り付けている技術が公開されている（特許文献１）。しかし、かかる砥石は研削負荷がかかったとき被削材のがたつきにより出口側で被削材に傷又は送りマークが発生するという不具合が発生し、場合によれば入口側側面に貼り付けているビトリファイド結合剤で結合し微結晶性焼結アルミナ質砥粒を含有した砥石にカケが発生するという不具合も発生し得る。これは両側面に貼り付けている砥石がビトリファイド砥石なので弾性率が高く衝撃を吸収しにくい、言い換えれば硬くて脆いという特性があるからである。

また、砥石の入口側及び出口側にかかる負荷を軽減するため、センタレス研削用砥石の端面に案内輪として積層ベーク板やセンタレス研削用砥石以外の研摩材を用いた砥石を貼付けた技術が公開されている（特許文献２）。

同様に主にセンタレス研削加工に使用される円筒状本体の外周面に、砥粒層を備えた円筒状研削面が設けられた円筒研削型砥石車であって、該円筒状本体の両側の底面に、少なくとも該底面の外周部を被覆するフェノール樹脂層が設けられている技術が公開されている（特許文献３）。これらの場合、案内輪や被覆層が樹脂製であるので、弾性率は低く、特許文献１に記載されているようなビトリファイド結合剤を使用する場合の不具合は発生しにくい。しかし、特許文献２に記載されたセンタレス研削用砥石の場合、研削中内周部ベースボンドに研削液が浸入し、これにより砥石内の重量バランスが均一でなくなり被削材にびびりの不具合が発生し得る。また、案内輪や被覆層にフェノール樹脂板を使用するので研削作業中剥離の不具合が発生し得る。
また、特許文献３の円筒研削型砥石車の場合、被覆層にフェノール樹脂を使用するので、研削作業を続けていくと貼り付けている被覆樹脂層が剥離するという不具合が発生し得る。特許文献３は段落［００２５］で「また、好適には、前記合成樹脂層２８ａ、２８ｂは、フェノール樹脂を主成分とするものであり、フェノール樹脂は耐熱性、弾力性、および機械的強度に優れた合成樹脂材料である為、前記円筒研削型砥石車２０における前記砥粒層２６ｐの局所的な異常摩耗をより好適に抑制し、前記被削材１４の加工精度をより高めることができる。」と記載するが、耐熱性、弾力性、および機械的強度を満たしただけでは、樹脂層の剥離という不具合は防止できない。

特開２００１−３８６４０号公報 特公昭５５−３６４６８号公報 特開２００３−２６０６６８号公報

一般に、センタレス研削用砥石は、主に砥粒層については超砥粒を使用し、ビトリファイド結合剤を用いて結合し、砥粒層の内周部コア層は一般砥粒を使用しビトリファイド結合剤を用いて結合した、いわゆる、ビトリファイド一般砥石を使用しているものが使用されている。砥粒層の内周部コア層はビトリファイド一般砥石を使用しているので、研削中研削液が浸入し、これにより砥石内の重量バランスが均一でなくなり被削材にびびりの不具合が発生し得る。研削液の浸入を防止するため防水処理が必要となる。しかし、その作業には手間がかかる。そこで樹脂板を砥石側面全面に貼り付けることが考えられる。しかし、研削作業を続けていくと、フェノール樹脂のような一般的に使用されている樹脂の場合、樹脂層が剥離するという不具合が発生し得る。

本発明の課題は、上記の欠点のないセンタレス研削用砥石を提供することにある。すなわち、本発明は、センタレス研削用砥石の端面の異常摩耗や欠損が生ぜず、出口側での被削材に傷や送りマークが発生することなく、しかも砥石内に研削液が浸入せず、側面に貼り付けた樹脂板が剥離することのないセンタレス研削用砥石を提供することにある。

発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、センタレス研削用砥石において、円筒状本体の側面の一方又は両方の全面にわたって繊維補強されたエポキシ樹脂板を貼り付けることにより、研削中砥石内に研削液が浸入することがなく、しかも、研削作業を続けても側面に貼り付けた樹脂板が剥離することがないことを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、円筒状本体の外周面に砥粒層を備えたセンタレス研削用砥石であって、当該円筒状本体側面の一方又は両方の全面にわたって繊維補強されたエポキシ樹脂板が貼り付けられていることを特徴とするセンタレス研削用砥石にある。

本発明の別の態様では、円筒状本体の外周面に砥粒層を備えたセンタレス研削用砥石であって、砥粒層が、超砥粒にビトリファイド結合剤で結合されているか又は超砥粒とその他の砥粒との組み合わせにビトリファイド結合剤で結合されており、前記円筒状本体側面の一方又は両方の全面にわたってガラスクロス基材で補強されたエポキシ樹脂板が貼り付けられていることを特徴とするセンタレス研削用砥石にある。

さらに本発明の別の態様では、円筒状本体の外周面に砥粒層を備えたセンタレス研削用砥石であって、砥粒層が超砥粒にビトリファイド結合剤で結合されているか又は超砥粒とその他の砥粒との組み合わせにビトリファイド結合剤で結合されており、前記円筒状本体側面の一方又は両方の全面にわたってアラミド繊維織物で補強されたエポキシ樹脂板が貼り付けられていることを特徴とするセンタレス研削用砥石にある。

本発明のセンタレス研削用砥石は、砥石側面の全面にわたって弾力性のある繊維補強エポキシ樹脂を貼り付けているので、砥石端面の異常摩耗や欠損が生ぜず、砥石出口側での被削材に傷や送りマークが発生することない。

また、本発明のセンタレス研削用砥石は、砥石側面の全面にわたって耐水性の高い繊維補強エポキシ樹脂本発明の樹脂板を貼り付けているので、研削液の浸入は防止され、被削材にびびりの不具合が発生しない。

さらに、本発明の繊維補強エポキシ樹脂板は熱膨張率が低くまた吸水率及び吸水による膨潤が少なく、そのため研削中樹脂板の剥離という不具合を防止できる。

さらにまた、耐磨耗特性に優れるという利点もあり砥石寿命も向上するという効果も奏する。

図１は、センタレス研削用砥石を使用してセンタレス研削の様子を上面から観た図である。 図２は、センタレス研削用砥石を使用してセンタレス研削の様子を入口側側面から観た図である。 図３は、センタレス研削用砥石円筒状本体の側面に樹脂板を貼り付ける前の状態を示す斜視図である。 図４は、本発明のセンタレス研削用砥石の一実施態様を示す斜視図である。 図５は、熱膨張率の測定における測定方向を表す図である。 図６は、剥離試験用試料を示す図である。

１ センタレス研削用砥石
２ 調整車
３ 被削材
４ 案内板
５ ブレード
６ 入口側
７ 出口側
８ 樹脂板
９ 砥石部
１０ 砥石層
１１ 内周部コア層
１２ 穴部
１３ 面方向
１４ 積層方向
１５ 砥石部
１６ 接着面

図１及び図２に言及しながら、センタレス研削の方法について説明する。センタレス研削は、細い円筒状の被削材３をセンタレス研削用砥石１、センタレス研削用砥石１と同じ厚みの調整車２及びブレード５で支えて、主として前記被削材３の円筒状外周面を研削するものである。一般的にはスルーフィード方式のセンタレス研削が主に使われている。

本発明のセンタレス研削用砥石１は、円筒状本体の一方側面又は両側面に樹脂板８が取り付けられている。一方のみに樹脂板８を取り付けるか、両面双方に樹脂板８を取り付けるかは研削条件等により適宜決めることができる。

センタレス研削用砥石１、調整車２は図２において示されているように矢印で示す一方向に関して、例えば、右回りにそれぞれその軸心まわりに回転させられた状態で、円筒状の被削材３が入口側６及び出口側７にそれぞれ配設された案内板４により案内されて、センタレス研削用砥石１と調整車２との間に配設されたブレード５上に載置され、上記入口側６から出口側７へ一方向に順次搬送されつつセンタレス研削用砥石１と調整車２との間で挟圧され、調整車２によって所定の回転数でその軸心まわりに自転させられつつ、センタレス研削用砥石１の砥石部９の砥粒層１０によって研削加工される。

本発明の砥粒層１０に使用される砥粒は、ゾルゲルアルミナ質砥粒、焼結アルミナ質砥粒、炭化珪素質砥粒、ジルコニア質砥粒などのいわゆる一般砥粒と呼ばれているもの、ＣＢＮ砥粒、ダイヤモンド砥粒などのいわゆる超砥粒、その他本発明の目的から逸脱しない範囲において、上記で示した材料以外の砥粒を使用することができる。

超砥粒を使用した砥石は一般砥粒を使用した砥石に比べて砥石寿命が長く１枚の砥石で長期間の研削作業を行うことができる。従って市場においては超砥粒を使用した砥石が使用される場合が多くなる傾向にある。また本発明の解決課題である、砥石への研削液の浸水や樹脂板の剥離は長期間使用することにより起こりやすい。

本発明においては、砥粒層に使用する砥粒は、超砥粒、超砥粒と一般砥粒との組み合わせ、又は本発明の目的から逸脱しない範囲において、超砥粒と上記で示した材料以外の砥粒との組み合わせを好適に使用できる。

本発明において使用する結合剤には、ビトリファイド結合剤、レジノイド結合剤、メタル結合剤等があるが、ビトリファイド結合剤が好適である。当該結合剤は、砥粒保持力が高いので砥石寿命が長く、気孔を簡単に創生できその気孔の作用により切れ味が良好でありかつドレス性がよく、弾性率が高いことにより、被削材の形状保持が良好であるからである。

本発明で使用する好適なセンタレス研削用砥石１では、超砥粒を主として使用し、ビトリファイド結合剤で結合した砥粒層１０を、砥粒層の内周部コア層１１は、一般に、ビトリファイドの一般砥石を使用する。

図３及び図４に言及しながら、本発明のセンタレス研削用砥石１の構造について説明する。本発明のセンタレス研削用砥石１は、砥粒層１０、内周部コア層１１及び砥石を研削盤に取り付けるための穴部１２から構成される円筒状本体と、当該円筒状本体の側面の一方又は両方の穴部を除く全面に形成された繊維補強樹脂板８とから構成される。図３は、繊維補強樹脂板８を貼り付ける前の円筒状本体を示す。図４は、当該円筒状本体の両側面に樹脂板を貼り付けた本発明のセンタレス研削用砥石の一実施態様である。

内周部コア層１１は、ビトリファイドの一般砥石で一体同時成型・焼成された構造の砥石、ビトリファイドの一般砥石で一体同時成型・焼成された構造の砥石側面を貼り合わせて積層した構造の砥石、小片砥石いわゆるセグメント砥石をビトリファイドの一般砥石の外周部に貼り付けた構造の砥石等から構成できる。内周部コア層１１は、ビトリファイドの一般砥石の他に金属製台金を使用することもできる。

本発明のセンタレス研削砥石において使用される、一体同時成型・焼成された構造の砥石の製造方法を説明する。超砥粒、必要であれば一般砥粒、ビトリファイド結合剤、１次バインダー（例：デキストリン水溶液等）を所望重量計量し、均一に混合し、砥粒層の混合原料を得る。また、一般砥粒、ビトリファイド結合剤、１次バインダー（例：デキストリン水溶液等）を所望重量計量し、均一に混合し内周部コア層の混合原料を得る。

成型用金型を用意し、その外周部に砥粒層の混合原料、その内側に内周コア層の混合原料を投入する。均一にした後、プレス機にて加圧し所望の厚みになるまで加圧し成型する。成型完了後金型より成型物を取り出し、本発明の１次成型体を得る。乾燥後、焼成炉にて所定の温度で焼成する。焼成後仕上げ加工を行い、所望のセンタレス研削砥石を得る。

樹脂板はセンタレス研削砥石の側面に全面貼り付けるので、外周と穴径は砥石と同じとする。接着剤にて全面貼り付けを行う。

ビトリファイドの一般砥石で一体同時成型・焼成された構造の砥石側面を貼り合わせする場合、製造方法は基本的には上記に記載した「一体同時成型・焼成された構造の砥石の製造方法」と同じであるが、砥石厚みは薄くしている。これを複数枚製造する。砥石同士側面を接着し所望の厚みとする。

セグメント砥石は、砥粒層は小片の砥石とする。コア層製造方法は「一体同時成型・焼成された構造の砥石の製造方法」に記載されたものと同じである。小片の砥石をコア層外周部に貼り付けて所望の砥石とする。

本発明に適用されるセンタレス研削用砥石１の砥石寸法はおおむね外径２００〜６００ｍｍ 厚さ５０〜６００ｍｍ、穴部１２の寸法いわゆる穴径は研削盤の仕様により適宜決められる。場合により、外径５０〜２００ｍｍの砥石が使用されることもある。

本発明に使用される砥石層１０の砥石は、砥粒体積率が１０〜５５％、気孔体積率が０〜７０％である。その結合剤率は、１００から砥粒体積率及び気孔体積率を引いた値である。

本発明の重要な特徴は繊維補強された樹脂板を円筒状本体側面全面にわたり貼り付けることである。例えば、上記特許文献３の図２（ｂ）のごとく少なくとも砥粒層を被覆する程度に貼り付けた場合、砥粒層の内周部コア層がビトリファイドの一般砥石で一体同時成型・焼成された構造の砥石のとき、研削中砥粒層の内周部コア層に研削液が浸入し研削中研削の不具合が発生する可能性がある。さらに、また樹脂板の製造において、特許文献３図２（ｂ）で示されている砥石の場合は、周縁加工に手間がかかり、樹脂板の製造工程においては材料ロスが大きくなるので適当ではない。また、砥石部に接着する場合、寸法誤差を極力小さくする必要があるので歩留まりが低くなる可能性がある。また、接着に手間がかかる。これらの点から見ても特許文献３に記載の砥石は適当ではない。本発明では、樹脂板を側面全面にわたって貼り付けているので防水処理をする必要がなく、前述のような不具合もない。

本明細書中、繊維という用語は、「糸・織物などの構成単位で、太さに比して十分な長さを持つ、細くてたわみやすいもの」という意味である。繊維の使用形態には、不織布、フェルト、また複数の細い糸を一方向に揃えて配置したものを樹脂の内部に固定するもの、さらに織物などがあり、織物が特に好ましい。

本発明で使用できる繊維材料には、ポリエチレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ＰＶＡ繊維、ポリウレタン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維及びナイロン繊維等の有機質繊維、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維等の無機質繊維等がある。有機質繊維として、アラミド繊維が好ましく、特に、ケブラー（登録商標）が好ましい。無機質繊維として、ガラス繊維が特に好ましい。本発明で使用する繊維は、本発明の目的から逸脱しない限り、上記に挙げた材料以外も使用できる。

本発明に使用できるエポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、等から１種類以上が選択される。硬化剤としては、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールノボラック、レゾルシン、ビスフェノールＡ等の多価フェノール類、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等のアミン系硬化剤、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の、酸無水物硬化剤等から１種類以上が選択される。その他、充填剤、硬化促進剤、消泡剤、表面処理剤、難燃剤、顔料、染料等の公知の添加剤を必要に応じて添加することが出来る。

樹脂板の厚みは研削条件により適宜決定されるが、おおまかには３〜２５ｍｍである。

本発明においては、繊維形態は不織物、フェルト、複数の細い糸を一方向に揃えて配置したものを樹脂の内部に固定するもの、そして織物などがあるが、織物が好ましく、織物のうち平織りが特に好ましい。
不織物、フェルトは繊維が不規則に配列され一本の糸でつながっていない、つまり不連続の形態であり、機械的な負荷が加わった場合あまり強い強度は望めない。複数の細い糸を一方向に揃えて配置したものを樹脂の内部に固定する形態については繊維の配置方向においては機械的な負荷が加わった場合強い強度は期待されるがその９０°垂直方向においては補強する繊維は存在しないので機械的な負荷が加わった場合あまり強い強度は望めない。対して平織の場合は糸材を縦と横に組み合わせ、一定の規則によって交錯しているので縦方向及び横方向においても機械的な負荷が加わった場合強い強度は期待される。

繊維には、有機質繊維、無機質繊維及び金属繊維が考えられるが、本発明では無機質繊維又は有機質繊維が好ましい。金属繊維は機械的強度が高いが樹脂板を製造するとき樹脂が含浸しにくいので製造上難があり、また研削作業中は研削液を使用するがそれにより錆が発生する恐れがある。

本発明では、無機質繊維を使用するのが特に好ましい。無機質繊維の中では、ガラス繊維を使用するのが望ましい。すなわち、ガラス繊維エポキシ樹脂の組み合わせが好適に使用でき、具体的にはガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板を好適に使用できる。ガラスクロス基材に対するエポキシ樹脂の濡れ性や含浸性を向上させ、成形後の積層板の耐熱性や耐湿性、耐薬品性を改善するために、エポキシ樹脂含浸前のガラスクロス基材の表面をシランカップリング剤で処理することが好ましい。シランカップリング剤の例としてはアミノシラン、エポキシシラン、カチオニックシランなどが挙げられる。

ガラスクロス基材は糸状となった複数のガラス繊維を縦と横に組み合わせ、一定の規則によって交錯し、平面状に仕上げられる。つまり織物である。従って縦方向及び横方向においても機械的な負荷が加わった場合強い強度が期待できる。

本発明に使用できるガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板は一般的には主にプリント配線基板で大量に使用されている。その製法については周知のごとく、巻きつけられたガラスクロスを自動搬送してエポキシ樹脂を含浸させ、連続的加熱乾燥し硬化反応途中で冷却（Ｂ−ＳＴＡＧＥと呼ばれている）する。その際作業可能な範囲まで剛性が確保される。これを所定寸法に切断する。一般的にこの中間材料をプリプレグと呼ぶ。

所望する厚みにするためプリプレグを重ね合わせ、その後プレス機にて加熱加圧することによりエポキシ樹脂が溶融し中の気泡を除去しながら硬化を完了させる。その後、冷却し、得られた硬化物をプレス機から取り出し、端面を仕上げることによりガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板得る。一般的に、樹脂積層板の総重量を基準に、ガラスクロスの重量割合が４０〜７０％となるように製造する。重合割合が４０％より低いと樹脂量が多くなり過ぎ、積層板の成型に支障が生じる。また、７０％より多いと樹脂分が不足し積層する複数のガラスクロスのガラスクロス間の接着力が不足しガラスクロス間で剥離が発生し得る。

このようにして出来上がったガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板は、エポキシ樹脂を使用するため、ガラスクロスとの接着性は良好である。ガラスクロス基材は連続的に一定の規則にしたがってガラス糸を織り上げている織物であることにより、製造ロット間の積層板の特性値のバラつきが少ないことが利点である。エポキシ樹脂との組み合わせにより機械的強度に優れる。

一方、フェノール樹脂は、樹脂自体の機械的強度は優れるがガラスクロスとの接着性に劣る。一般的に、フェノール樹脂は接着剤として使用されない。耐水性にも難がある。このことからフェノール樹脂とガラスクロス基材との組み合わせは、本発明に関して、期待できる性能を発揮できない。その他、イミド樹脂等もフェノール樹脂と同様の欠点がある。

尚、エポキシ樹脂に補強材としてセラミック骨材を使用することも考えられるが、通常、セラミックは粉体で供給される場合が多く、粉体状態でエポキシ樹脂と混合して積層板を製造した場合、上記ガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板と同等品の積層板を得ることが可能であるとも考えられる。しかし、前記粉体をエポキシ樹脂と混合するとき粉体がエポキシ樹脂内に均質に分散させることが困難であり、その結果、製造ロット間の積層板の特性値のバラつきが大きくなることは避けられないので適当ではない。製造にも手間がかかる。また、ガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板は、内部に連続的に織り込んだ織物形態のガラス繊維がエポキシ樹脂内に含浸されていることにより、強度的にも強く機械的衝撃が加わった場合、端部が欠けるという不具合は起こりにくい。内部に連続的に織り込んだ織物形態のガラス繊維が含浸されていることにより衝撃が分散されるからである。一方、粉体状のセラミック骨材を補強材とする場合、粉体状であるので骨材が連続的につながってはいない。従って衝撃が分散されにくく機械的衝撃が加わった場合、端部が欠けるという不具合がガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板に比べれば起こりやすいと考えられる。従って、セラミック骨材は使用できない。

各繊維の引張強度を比較すると、無機質繊維であるガラス繊維の引張強度は９〜１２ｇ/ｄである。ナイロンやポリエステル等の有機質繊維は、概ね1〜６ｇ/ｄである。鋼鉄が３．５ｇ/ｄと報告されているのでガラス繊維の引張強度が高いことがわかる。一方、有機質繊維のうちでも、アラミド繊維、例えば、ケブラー（登録商標）は、２５ｇ／ｄ以上であり、ガラス繊維よりより引っ張り強度が高く、本発明の補強用繊維として好適に使用できる。
その他アルミナ繊維、炭化珪素繊維等の無機質繊維も、本発明の補強用繊維として使用できるが、繊維製造時、ガラス繊維と比べて高い溶融温度が必要なので製造に手間がかかり、費用が高く、入手が容易でない。

上述したように、ガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板は、プリント配線基板で大量に使用されているので、市場から容易に入手できる利点がある。このことは本発明品を市場に容易に提供できかつ製造費用も抑えることができる。加えて後述のごとく良好な研削結果を得ることができる。

発明者は、ベーク板（フェノール樹脂板）が、熱膨張率並びに研削液による吸水性及び膨潤性に問題があると考え、鋭意・検討した結果、これらの欠点を克服する材料としてガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板が特に適当であることを見出した。

論理に縛られる意図はないが、砥石側面部の樹脂板と砥石部本体とが剥離する原因として、
（ｉ）樹脂板と砥石部本体は熱膨張率が異なり、この差が大きい場合、研削熱が加わると内部応力が大きくなる。これが接着強度を越えると剥離する。

（ｉｉ）樹脂板が研削液によって膨潤し、砥石部本体との間に応力が発生する。これが接着強度を越えると剥離する、等が考えられる。

以下、本発明の実施例を比較例とともに説明するが、これらは本発明の実施可能性及び有用性を例証するものであり、本発明の構成を何ら限定する意図はない。

「熱膨張率の測定」
実施例１：ガラスクロス基材エポキシ樹脂
菱電化成（株）製「ＰＧＥ―６６３５」
比較例１：ベーク板（フェノール樹脂積層板）
利昌工業（株）製「ＰＳ-１１２１Ｅ」
測定機器：エスエスアイ・テクノロジー製 ＥＸＳＴＡＲ ＴＭＡ６０００
測定条件：昇温スピード・・・ ４[℃/分]
測定荷重・・・ ２００[ｍＮ]
測定温度・・・室温〜約１００℃
熱膨張率の算出では、３０〜５０℃を使用
試料寸法：
面方向試料： １０× ５× ５ｍｍ
積層方向試料： １０× ５× ５ｍｍ
図５に示したように面方向１３及び積層方向１４より上記寸法にて切り出しを行い、各試料を作製した。

測定結果を表１に示す。

上記結果から明らかなように比較例１と比べて実施例１の熱膨張率は顕著に低い。特に積層方向の値の差は大きい。

これは実施例で使用しているガラスクロスの熱膨張は樹脂（フェノール、エポキシを含めて）の熱膨張より約１０^-１オーダー低いことが知られており実施例１はガラスクロス材料を樹脂板の総重量を基準に４０〜７０％使用することで熱膨張率低減に効果があったと考える。またそれだけではなくフェノール樹脂とエポキシ樹脂との差、つまりフェノール樹脂に比べてエポキシ樹脂の方は熱膨張率が低いことも合わせて、実施例１の顕著な効果を奏したものと考えられる。
「膨潤度および吸水率の測定」
実施例２：ガラスクロス基材エポキシ樹脂
菱電化成（株）製「ＰＧＥ―６６３５」
比較例２：ベーク板（フェノール樹脂積層板）
利昌工業（株）製「ＰＳ-１１２１Ｅ」
試料寸法： ２０× １０× ７０ｍｍ
研削液：水溶性研削液 クレカットＮＳ２０１ ５０倍希釈
測定条件：上記試料を研削液に浸し、１５日後と２ヶ月後の寸法の変化及び重量の変化を測定する。尚、寸法は面方向と積層方向を測定する。試験結果は％で表す。

寸法変化：

重量変化：

測定結果を下記表２及び表３に示す。
膨潤度

上記結果から明らかなように比較例２と比べて実施例２の膨潤度が顕著に低い（実施例２では実質的に膨潤していない）。剥離の原因となる面方向の膨潤度に差があり、積層方向の値の差はさらに大きいことが分かる。

吸水率

上記結果から明らかなように比較例２と比べて実施例２の吸水率は顕著に低い。

ガラスクロス基材は吸水しないこと及びエポキシ樹脂に比べてフェノール樹脂は吸水しやすいことが考えられる。
「剥離テスト」
直方体形状の砥石に実施例３及び比較例３の樹脂板を接着剤で貼り付けて研削液に浸す。
２ヵ月後接着面に剥離があるかどうかを目視にて確認する。
実施例３：ガラスクロス基材エポキシ樹脂
菱電化成（株）製「ＰＧＥ―６６３５」
比較例３：ベーク板（フェノール樹脂積層板）
利昌工業（株）製「ＰＳ−１１２１Ｅ」
砥石寸法 １２０×３０×４０ｍｍ
砥石仕様 ＷＡ １５０ Ｌ ８ Ｖ
樹脂板寸法 １２０×１０×４０ｍｍ
試料作成手順
上記の試料を用意する。樹脂板は実際の砥石貼り付け条件に従って上記砥石との接着面はサンドブラスト処理を行う。砥石部の接着面はエタノールを含ませたキムワイパーで拭き取り洗浄を行った。エポキシ樹脂接着剤を用いて硬化接着を行った。図６に示したような試料を作成した。

その後、水溶性研削液 クレカットＮＳ２０１ ５０倍希釈の溶液に２ヶ月間浸した。

結果
実施例３ 剥離は発生しなかった。

比較例３ 剥離が発生した。

以上、結果に示したように比較例３は剥離が発生した。「膨潤度および吸水率の測定」での結果、膨潤度および吸水率の差がこの結果に現れたと考えられる。

尚、実際の研削作業では研削熱の要因が付加される。この熱膨張は比較例３の方が大きいという結果であり、ベーク板は剥離発生が予想される。

次は実際の研削試験を行った。
「研削試験」
砥石仕様
１０砥粒層
砥粒：ＣＢＮ砥粒
砥粒粒度：＃１４０
結合剤：ビトリファイド結合剤
集中度：２００
組成：砥粒体積率 ５０％
結合剤体積率 １７．５％
気孔率 ３２．５％
砥石寸法：外径４０５ｍｍ 厚さ２０５ｍｍ 穴径２０３．３ｍｍ
１０砥粒層は３．５ｍｍである。

（内周部コア層１１はビトリファイド一般砥石を使用した）
使用する樹脂板
実施例４：ガラスクロス基材エポキシ樹脂
菱電化成（株）製「ＰＧＥ―６６３５」
比較例４：ベーク板（フェノール樹脂積層板）
利昌工業（株）製「ＰＳ−１１２１Ｅ」
樹脂板寸法：外径４０５ｍｍ 厚さ１５ｍｍ 穴径２０３．３ｍｍ
以上で用意された８樹脂板を上記仕様の円筒形本体砥石両側面に接着剤にて貼り付けて図４に示したような試験用砥石を作成した。

研削条件
砥石周速：３３．３ｍ／秒
被削材材質：軸受鋼
被削材寸法：外径１５ｍｍ×長さ１０ｍｍ
被削材送り速度：５ｍ／分
研削方式：スルーフィードセンタレス研削加工
結果
実施例４ 樹脂板の剥離は発生しなかった。

比較例４ 作業開始後２ヶ月で剥離が発生した。

以上のように比較例４は作業後２ヶ月で剥離が発生した。実施例４は、半年使用し、砥粒層１０が研削作業により磨耗し全て使いきった。つまり正常に研削作業を行うことができた。被削材に不具合はなかった。これは今までの「熱膨張率の測定」、「膨潤度および吸水率の測定」及び「剥離テスト」で予見された結果の通りであった。被削材に不具合はなかったことから内周部コア層１１への防水効果も十分であったと考えられる。
「研削試験ドレス後の段差確認」（上記研削試験前に確認）
ドレス条件
ドレッサ：ロータリードレッサ
ドレス切り込み：２μｍ １０パス
ドレス周速比：３
ドレスリード：１．２８ｍｍ／パス
研削試験で実施した仕様の砥石をそのまま使用した。

ドレス作業後小坂研究所製 表面粗さ計 ＳＥ−３Ｈにて段差を測定した。

実施例５ １２μｍ
比較例５ １８μｍ
両砥石共このまま研削作業に入った。これらの段差が直接研削作業に影響はしなかった。

実施例５の段差が、比較例５の段差より３３％少ない。これは実施例５においてはガラスクロスが重量で４０〜７０％入っており、樹脂材に比べて硬い材料であるので比較例５よりも耐摩耗性が高く、そのため段差が少なくなったものと考えられる。これは機械的強度特性も実施例５の方が優れていることを示している。

これを研削作業に当てはめて考えると、研削作業が進むに従って比較例５の方が砥粒層と樹脂板部の段差が実施例５に比べて大きくなっていく傾向にある。

砥粒層１０と樹脂板８との段差が大きくなると入口側６、出口側７で被削材３ががたつくことになり被削材３に傷が入るという不具合が発生しやすくなる。この不具合が起こる前に砥粒層にドレスを掛けて砥粒層と樹脂板部との段差を解消しなければならない。そうすると実施例５の方が磨耗が小さいので、この段差解消のドレス作業が少なくなることになる。これは砥石の寿命を延ばすという顕著な効果を奏することになる。

ガラスクロス基材に使用されるガラス材はビッカーズ硬さ（Ｈｖ）が７００程度ありこれは焼入れ鋼と同レベルである。従って耐磨耗性に優れた効果が発現したものと考えられる。

本発明は剥離解消という効果だけではなく、砥石寿命の向上という予期できない効果も奏した。

Claims (5)

1. 円筒状本体の外周面に砥粒層を備えたセンタレス研削用砥石であって、当該円筒状本体側面の一方又は両方の全面にわたって繊維補強されたエポキシ樹脂板が貼り付けられていることを特徴とするセンタレス研削用砥石。
2. 前記繊維が無機質繊維又は有機質繊維であることを特徴とする請求項１に記載のセンタレス研削用砥石。
3. 前記繊維の形態が織物であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンタレス研削用砥石。
4. 円筒状本体の外周面に砥粒層を備えたセンタレス研削用砥石であって、砥粒層が、超砥粒にビトリファイド結合剤で結合されているか又は超砥粒とその他の砥粒との組み合わせにビトリファイド結合剤で結合されており、
   前記円筒状本体側面の一方又は両方の全面にわたってガラスクロス基材で補強されたエポキシ樹脂板が貼り付けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のセンタレス研削用砥石。
5. 円筒状本体の外周面に砥粒層を備えたセンタレス研削用砥石であって、砥粒層が超砥粒にビトリファイド結合剤で結合されているか又は超砥粒とその他の砥粒との組み合わせにビトリファイド結合剤で結合されており、
   前記円筒状本体側面の一方又は両方の全面にわたってアラミド繊維織物で補強されたエポキシ樹脂板が貼り付けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のセンタレス研削用砥石。

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