JP2016514623A - 研削砥石及び該研削砥石を補強する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、好ましくは歯車を研削するための、研削砥石（１）に関する。注入される少なくとも１つのプラスチックを用いて、孔（２）を裏張りするリング（２ａ）及び補強層（２ｂ）の両方を、研削砥石の気孔内に形成する。注入されるプラスチックは好ましくは、２成分ポリウレタン系で作製された、生の状態で使用される埋込用樹脂で構成される。補強を製造するために、研削砥石（１）は回転するよう設定され、同時に、特定の量の埋込用樹脂が孔（２）に注入される。これによって、研削砥石（１）の動作中の爆発速度の向上が可能になる。【選択図】図１

Description

本発明は、好ましくは歯車を研削するための、研削砥石を固定する働きをする孔及び補強層を備える研削砥石、並びに該研削砥石を補強する方法に関する。

このようなタイプの研削砥石は例えば、車の歯車機構のための歯車の機械加工時において使用される。研削プロセスの生産性及び経済性を改善するために、連続的なロール研削中に切断速度を絶えず向上させる試みがなされている。ここで安全基準を遵守しなければならず、この安全基準によると、許容可能な切断速度は、研削砥石の爆発速度に対して特定の比率のものでなければならない。

孔の領域において研削砥石を補強することにより、許容可能な切断速度をより高くすることができるが、これは同様により高い製造コストを伴う。これは特許文献１による公知の研削砥石にも当てはまり、多層ネットを用いた上記公知の研削砥石の補強は、製造するのにコストがかかる。

特開２０００１５３４６４

対照的に、本発明の目的は、研削砥石の動作中に爆発速度を向上させることができる、冒頭に明示したタイプの研削砥石を考案することである。

本発明によると、この目的は、少なくとも１つの注入されたプラスチックを用いて、上記孔を裏張りするリング及び研削砥石の気孔内のこの補強層の両方を形成することによって達成される。２成分ポリウレタン系は埋込用樹脂として特に適切であることが証明されている。

適切な埋込用樹脂を用いて研削砥石を補強することにより、埋込用樹脂と研削砥石の多孔質材料との間に密接な接続が確立される。というのも、研削砥石の最も微細な気孔に流れ込むこの埋込用樹脂が、研削砥石の材料との確実な結合を保証するためである。回転する研削砥石の孔に埋込用樹脂を注入することにより、製造中の補強材料の侵入深さの調節を達成しやすい。このようにして、孔を裏張りする補強リングの厚さを、特定の限界値内で変化させることもできる。

砥石補強を行うために、本発明による研削砥石は、好ましくは水平に位置合わせされた回転軸を有して、及び例えば４００ｒｐｍ（毎分回転数）で回転するよう設定され、特定の量の埋込用樹脂が孔に注入され、これにより、回転速度並びに／又は使用する埋込用樹脂の量、流動度及び硬化時間を適合させることによって、研削砥石への接着剤の侵入深さ及び特定の限界値内の補強リングの厚さを調整できる。

ここで密閉要素を研削砥石の外側に取り付けると有利であり、その目的は、注入された埋込用樹脂が側部において自由に流れ出るのを防止することである。

本発明を、図面を参照しながら例示的な実施形態を用いてより詳細に説明する。

図１は、埋込用樹脂を用いて研削砥石を補強するための構成の断面図である。 図２は、研削砥石の側面図である。

図１による構成は、多孔質セラミック材料で作製された、好ましくはコランダムから製造された研削砥石１を示す。当然のことながら、コランダムの代わりに、同様の多孔質構造を有する他のセラミック材料も使用できる。研削砥石１はここでは、特に工作機械のスピンドルに研削砥石１を固定するための、孔２を備える。

本発明によると、孔２を裏張りするリング２ａ及びこの補強層２ｂは両方とも、研削砥石の気孔１’に注入される少なくとも１つのプラスチックで形成される。研削砥石は、有利には５０容量パーセント超の多孔性を有する、開放性かつ極めて多孔性の構造から製造される。

研削砥石を補強するために提供されたプラスチックのために、２成分ポリウレタン系で構成される埋込用樹脂を使用すると有利であり、これはその物理的特性に関して、またその経済性により、リング２ａを製造するための、及びリング状補強層２ｂの領域において研削砥石の気孔１’を充填するための埋込用樹脂の使用に特に適している。言うまでもなく、他の好適な埋込用樹脂も使用できる。

埋込用樹脂は、注入デバイスを用いて研削砥石１の孔２に注入される。注入デバイスの供給ノズル５のみが図示されており、これは埋込用樹脂を孔２の領域へと案内する。孔２の中に注がれた後に埋込用樹脂が自由に流れ出るのを防止するために、密閉要素８ａ、８ｂを研削砥石１の外側に配設する。

孔２を取り囲むリング２ａと、研削砥石１の研削砥石の気孔１’の補強層２ｂとを製造するために、研削砥石１は駆動装置（図示せず）によって水平に位置合わせされた回転軸６の周りで回転するよう設定され、一方で特定の量の埋込用樹脂が供給ノズル５を有する注入デバイスを用いて導入される。研削砥石１はここでは例えば４００ｒｐｍ（毎分回転数）の速度で回転し、埋込用樹脂は遠心力によって研削砥石の気孔１’に注入され、そのセラミック材料と結合する。

ここで達成できる侵入深さ４及びリング２ａの壁厚さ３は、回転速度及び注入される量、並びに使用する埋込用樹脂の流動度及び硬化時間によって決まる。これらの値を変えることにより、壁厚さ３及び埋込用樹脂の侵入深さ及び補強層２ｂの厚さを特定の限界値内で調節できる。

更に高い爆発速度を達成するために、研削砥石を接着された金属リングによって更に補強することも基本的には可能であるものの、装置及び製造コストがこれに応じて高くなるという代償が必要となる。埋込用樹脂を注入する際に１つ又は複数の金属リング、ワイヤ等を孔に挿入し、接着剤をその周りに注入して、リング２ａ内で硬化した後に埋め込んでよい。

原理的に、リング及び研削砥石の気孔内の補強層を形成するために注入されたプラスチックは、層ごとに異なる埋込用材料又は接着材料を注入することにより形成してよい。

例えば圧力鋳造による又は遠心力プロセスとの組み合わせによる、本発明による研削砥石を製造するための別の方法を基本的に用いてもよい。

Claims (8)

1. 研削砥石であって、
   前記研削砥石は好ましくは歯車を研削するためのものであり、
   前記研削砥石は、前記研削砥石を固定する働きをする孔（２）及び研削砥石の気孔（１’）内の補強層（２ｂ）を備える、研削砥石において、
   少なくとも１つの注入されたプラスチックを用いて、前記孔（２）を裏張りするリング（２ａ）及び前記研削砥石の気孔内の前記補強層（２ｂ）の両方を形成することを特徴とする、研削砥石。
2. 前記注入されるプラスチックは、２成分又は多成分ポリウレタン系で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の研削砥石。
3. 前記孔（２）を裏張りする前記リング（２ａ）の壁厚さ（３）及び前記補強層（２ｂ）内の前記プラスチックの侵入深さ（４）は調整できることを特徴とする、請求項１又は２に記載の研削砥石。
4. 前記研削砥石は、開放性かつ極めて多孔性の構造によって製造されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研削砥石。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の研削砥石を補強する方法であって、
   前記方法は、 前記研削砥石（１）が、好ましくは水平に位置合わせされた回転軸（６）を有して回転するよう設定され、特定の量の埋込用樹脂がプラスチックとして前記孔（２）に注入されることを特徴とする、方法。
6. 注入された前記埋込用樹脂が自由に流れ出るのを防止するために、密閉要素（８ａ、８ｂ）を前記研削砥石（１）の外側に取り付けることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. リング（２ａ）の壁厚さ（３）及び前記埋込用樹脂の侵入深さ（４）は、回転速度、注入される前記埋込用樹脂の量及び流動度、並びに／又は使用する前記埋込用樹脂の硬化時間を変えることによって調整できることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
8. 前記研削砥石（１）は、好ましくは４００ｒｐｍ（毎分回転数）の略一定の速度で回転することを特徴とする、請求項５、６又は７に記載の方法。

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