JP2020069610A - 細溝加工用ビトリファイド研削砥石 - Google Patents

Abstract

【課題】ツルーイング時の破損や生産性の低下が抑制され、研削加工される細溝の研削加工精度が得られ且つ研削砥石の摩耗が抑制される細溝加工用ビトリファイド研削砥石を提供する。【解決手段】本実施例のビトリファイド砥石１０によれば、粒度が１５０から８００番の範囲内である砥粒と、砥粒を結合した無機結合剤とを有し、６０ＭＰａ以上の曲げ強度と４０ＧＰａ以下の弾性率とを備えることから、高曲げ強度および低弾性率が得られる。これにより、細溝１８の加工に際して、ツルーイング時の破損や生産性の低下が抑制され、研削加工される細溝１８の研削加工精度が得られ、且つ研削砥石の摩耗が抑制される。【選択図】図２

Description

本発明は、金属素材に対して細溝加工を行なうためのビトリファイド研削砥石に関し、砥石破損や砥石摩耗が少なく、溝加工精度が得られるビトリファイド研削砥石に関するものである。

近年の電子機器の小型化および高集積化により、電子部品自体の小型化が進んでいる。たとえば、携帯電話やノードパソコンなどの小型電子機器の基板には、比較的小さな基板コネクタがそれである。これに伴って、そのような小型電子部品の成形に用いられる成形用金型に形成される溝の溝幅も狭小化が進んでいる。そして、そのような狭小な細溝を加工することが可能な細溝加工用ビトリファイド研削砥石が望まれている。

通常、上記細溝加工用ビトリファイド研削砥石は、平板形状（形状１号）のビトリファイド研削砥石がツルーイングによる機械的加工によって細溝の幅寸法に対応した厚みとされた薄肉外周部を用いて、その薄肉外周部に対応する断面形状の細溝を研削加工する。たとえば、特許文献１に記載された微細溝加工方法に用いられる研削砥石がそれである。

特開昭６３−１５６６５９号公報

ところで、上記従来の研削砥石では、ドレッサを用いたツルーイングによって厚みの薄い薄肉外周部を研削砥石に形成するために、砥粒の粒度を細かくしたり、或いは砥粒を結合するための無機結合剤の割合を高めることで、研削砥石を硬くすることで対応していた。

しかしながら、無機結合剤の割合を増加して研削砥石を硬くすると、研削砥石自体の強度が高くなるが、それに伴って弾性率も上昇する。このため、ツルーイング中にドレッサから加えられる荷重により発生する応力が大きくなって、ツルーイング中にビトリファイド研削砥石の薄肉外周部が破損するという問題があった。これに対して、上記の応力の発生を緩和するために、ツルーイング時の切り込み量を大幅に下げる場合には、生産性が著しく低下するという問題が発生する。

上記の応力の発生を低下させるために、研削砥石の弾性率の上昇を抑制すると、研削砥石の強度が充分に高くならず、研削加工によって被加工物に形成される細溝の加工精度が低下すると同時に、研削砥石の摩耗が増大するという問題があった。

本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、ツルーイング時の破損や生産性の低下が抑制され、研削加工される細溝の研削加工精度が得られ且つ研削砥石の摩耗が抑制される細溝加工用ビトリファイド研削砥石を提供することにある。

本発明者等は、以上の事情を背景として、上記目的を達成するために細溝加工用ビトリファイド研削砥石に必要な物性およびその物性を実現するための細溝加工用ビトリファイド研削砥石の成分について種々検討を重ねた結果、６０ＭＰａ以上の曲げ強度と４０ＧＰａ以下の弾性率とを備える高曲げ強度および低弾性率のビトリファイド砥石とすることで、ツルーイング時の破損や生産性の低下が抑制され、研削加工される細溝の研削加工精度が得られ、且つ研削砥石の摩耗が抑制されるという事実を見いだした。本発明は、斯かる知見に基づいて為されたものである。

すなわち、第１発明の要旨とするところは、細溝を加工するための細溝加工用ビトリファイド研削砥石であって、粒度が１５０番から８００番の範囲内である砥粒と、前記砥粒を結合した無機結合剤とを含み、６０ＭＰａ以上の曲げ強度と４０ＧＰａ以下の弾性率とを備えることにある。

第１発明の細溝加工用ビトリファイド研削砥石によれば、粒度が１５０番から８００番の範囲内である砥粒と、前記砥粒を結合した無機結合剤とを含み、６０ＭＰａ以上の曲げ強度と４０ＧＰａ以下の弾性率とを備えることから、高曲げ強度および低弾性率のビトリファイド砥石が得られる。これにより、細溝加工に際して、ツルーイング時の破損や生産性の低下が抑制され、研削加工される細溝の研削加工精度が得られ、且つ研削砥石の摩耗が抑制される。

上記細溝加工用ビトリファイド研削砥石において、曲げ強度が６０ＭＰａを下回ると、ツルーイングは問題ないが、細溝加工時において砥粒保持力が充分でなく、細溝内の底壁面と側壁面との間のコーナーのＲ形状の精度が得られない。また、弾性率が４０ＧＰａを超えると、細溝加工用ビトリファイド研削砥石のツルーイング時に加わる負荷を逃がすことができず、細溝加工用ビトリファイド研削砥石の破損が発生する。

ここで、好適には、前記無機結合剤は、４０質量％以上のＳｉＯ_２と、２５質量％以上のＡｌ_２Ｏ_３と、０．５質量％以上且つ１質量％以下のＬｉ_２Ｏと、１質量％以上且つ５質量％以下のＢａＯと、１質量％以上且つ７質量％以下のＮａ_２Ｏと、合計で２０質量％以下のＬｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３とを含む。これにより、６０ＭＰａ以上の曲げ強度と４０ＧＰａ以下の弾性率とを備える細溝加工用ビトリファイド研削砥石が得られるので、細溝加工に際して、ツルーイング時の破損や生産性の低下が抑制され、研削加工される細溝の研削加工精度が得られ、且つ研削砥石の摩耗が抑制される。

上記細溝加工用ビトリファイド研削砥石において、無機結合剤（ヒドリファイドボンド）では、ＳｉＯ_２を４０質量％以上、Ａｌ_２Ｏ_３を２５質量％以上であることで、ある程度のガラスの骨格を有するハイアルミナ組成となる。このようなハイアルミナ組成では、架橋酸素の数が減り、高い機械的強度が得られる。また、無機結合剤は、ＬｉＯ_２が１質量％以下で且つＮａ_２Ｏが７質量％以下であることで、ガラス（ヒドリファイドボンド）の熱膨張率を上げ過ぎることなく、適度な溶融性を有している。また、無機結合剤は、溶融性促進成分であるＬｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３を合計で２０質量％以下とすることで相対的にＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３成分を多くして、機械的強度を高めている。さらに、無機結合剤は、Ｂａ_２Ｏを１から５質量％含有することで、ガラスの熱膨張係数を上げることなく溶融性を促進している。一般に、溶融性促進成分が少ないことによりガラスの溶融性が低下することによりガラスの溶融性が低下すると、ガラスと砥粒との接触面積（結合面積）が小さくなって細溝加工用ビトリファイド研削砥石の機械的強度が低下する。しかし、前記無機結合剤は、Ｂａ_２Ｏの含有と、１２００℃以上の焼成温度とで、そのような課題を解決している。

また、好適には、前記細溝加工用ビトリファイド研削砥石は、前記細溝の溝幅に対応する厚み寸法を有する薄肉外周部と前記薄肉外周部の内周側の本体部とを備え、前記薄肉外周部の先端の外周面に形成されている研削面には、前記研削面の幅方向において前記砥粒が２粒から５粒存在している。これにより、前記薄肉外周部における砥石強度が得られるので、細溝加工であっても、良好な断面形状の細溝形状が得られる。

また、好適には、前記薄肉外周部は、０．１ｍｍから０．３ｍｍの厚み寸法を有する。これにより、０．１ｍｍから０．３ｍｍの幅寸法を有する細溝が好適に得られる。

また、好適には、前記細溝加工用ビトリファイド研削砥石は、平型砥石であって、前記薄肉外周部は前記細溝加工用ビトリファイド研削砥石の前記本体部よりも薄く形成されたものである。これにより、前記細溝の溝幅に対応する厚み寸法を有し、目立てが行なわれた薄肉外周部が形成される。

また、好適には、前記細溝加工用ビトリファイド研削砥石は、５０％以下の砥粒体積率を有するものである。これにより、低弾性率の細溝加工用ビトリファイド研削砥石が得られる。

また、好適には、前記細溝加工用ビトリファイド研削砥石は、１２００℃以上の焼成温度で焼結された焼結体である。これにより、無機結合剤は、Ｂａ_２Ｏの含有との相乗効果によって、溶融性が高めることなく機械的強度を向上させている。

本実施例の一実施例の細溝加工用ビトリファイド研削砥石であって、形状１号と称される平型砥石の状態を示す斜視図である。 図１の細溝加工用ビトリファイド研削砥石であって、細溝加工に際して、細溝の幅に対応した厚みとなるように外周部がドレッサを用いてツルーイングされた状態を説明する図である。 図２の細溝加工用ビトリファイド研削砥石の外周部によって研削された細溝を示す断面図である。 図２の細溝加工用ビトリファイド研削砥石の製造工程を説明する工程図である。 図１の細溝加工用ビトリファイド研削砥石に用いられている無機結合剤の組成を示す図表である。 比較例の細溝加工用ビトリファイド研削砥石に用いられている無機結合剤の組成を示す図表である。 粒度の異なる砥粒と図５および図６の無機結合剤とを用いた細溝加工用ビトリファイド研削砥石の試験片について、３点曲げ強度および３点曲げ弾性を測定するために用いられる試験装置を示す図である。 粒度が２２０番である砥粒と図５および図６の無機結合剤とを用いた細溝加工用ビトリファイド研削砥石について、３点曲げ強度および３点曲げ弾性と、ツルーイングおよび溝入れ加工の評価結果を示す図表である。 粒度が３２０番である砥粒と図５および図６の無機結合剤とを用いた細溝加工用ビトリファイド研削砥石について、３点曲げ強度および３点曲げ弾性と、ツルーイングおよび溝入れ加工の評価結果を示す図表である。 粒度が５００番である砥粒と図５および図６の無機結合剤とを用いた細溝加工用ビトリファイド研削砥石について、３点曲げ強度および３点曲げ弾性と、ツルーイングおよび溝入れ加工の評価結果を示す図表である。 粒度が８００番である砥粒と図５および図６の無機結合剤とを用いた細溝加工用ビトリファイド研削砥石について、３点曲げ強度および３点曲げ弾性と、ツルーイングおよび溝入れ加工の評価結果を示す図表である。

ここで、発明を実施するための一形態において、好適には、前記砥粒には、コランダム結晶から成るアルミナ質砥粒、炭化珪素結晶から成る炭化珪素質砥粒、コランダム結晶とアルミナジルコニア共晶部分とから成るアルミナジルコニア質砥粒などの一般砥粒や、立方晶窒化ホウ素質砥粒などからなる超砥粒が用いられる。

また、発明を実施するための一形態において、好適には、溝幅が０．１ｍｍである前記細溝を加工するための細溝加工用ビトリファイド研削砥石には、粒度が８００番（平均粒径が２０μｍ程度）の砥粒が用いられ、溝幅が０．１ｍｍである前記細溝を加工するための細溝加工用ビトリファイド研削砥石には、粒度が２８０から３２０番（平均粒径が６０μｍ程度）の砥粒が用いられ、溝幅が０．３ｍｍである前記細溝を加工するための細溝加工用ビトリファイド研削砥石には、粒度が２２０番（平均粒径が７０μｍ程度）の砥粒が用いられる。これにより、前記外周部の先端面である研削面には、２粒から５粒の砥粒が存在し、前記外周部の強度が保持される。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは概念化されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例の細溝加工用ビトリファイド研削砥石（以下、ビトリファイド砥石という）１０を示している。このビトリファイド砥石１０は、形状１号と称される平型円形砥石であるが、工場の出荷に際して或いは細溝加工に際して、ツルーイングによって、図２に示すように、内周側の本体部１２よりも小さな厚み寸法ｔを有する薄肉外周部１４が本体部１２の外周側に形成される。図３は、回転中心線Ｃまわりに回転駆動されるビトリファイド砥石１０によって金型たとえば射出成形金型１６の成形面に研削加工される細溝１８を示す断面図である。

細溝１８の幅寸法（溝幅）ｗは、たとえば０．１ｍｍから０．３ｍｍであり、たとえば電子部品の基板コネクタの一部の成形面として機能する。ビトリファイド砥石１０の薄肉外周部１４の厚み寸法ｔは、細溝１８の幅寸法ｗに対応して、０．１ｍｍから０．３ｍｍ程度に形成される。細溝１８内の側壁面１８ａおよび１８ｂと細溝１８内の底壁面１８ｃとの間の内角（コーナー）のＲ（曲率半径）の大小によって細溝１８の溝入れの加工精度が評価される。たとえば、後述の加工精度の合格は、Ｒが１００μｍ以下であることに基づいて判定される。

ビトリファイド砥石１０は、たとえばアルミナ質砥粒である砥粒１０ａが無機結合剤１０ｂによって結合された、よく知られたものであり、図４に示す工程により製造される。すなわち、先ず、原料の調整工程Ｐ１では、砥粒１０ａと、溶融後にフリット化した高い耐衝撃性及び耐熱性に優れたガラスの粉末であって砥粒１０ａの平均粒径よりも小さな平均粒径を有する粉体状の無機結合剤（ビトリファイドボンド）１０ｂと、デキストリンに代表される合成糊料等の良く知られた粘結剤（成形助剤）１０ｃとが、必要であれば、適量のフィラーともに所定割合で投入されることにより、砥石原料の調整が行なわれる。本実施例では、ビトリファイド砥石１０を４０ＧＰａ以下の低弾性率とするために、砥粒体積率が５０体積％以下、たとえば４４から４８体積％（組織７から９）となるように、砥粒１０ａの割合が調整される。たとえば、質量％で、８３％の砥粒１０ａと１３％の無機結合剤１０ｂと４％の粘結剤１０ｃとが、上記砥石原料として用いられる。

また、上記砥粒１０ａは、１５０番から８００番の粒度を有する一般砥粒であり、たとえばアルミナ質砥粒が用いられる。たとえば幅寸法ｗが０．３ｍｍの細溝１８を加工する場合は、１５０番の粒度の砥粒が好適に用いられる。この１５０番の粒度は、ＪＩＳＲ６００１−１の粗粒の粒度分布において＃１８０として規定されているが、ＩＳＯ８４８６−１の粗粒の分布ではＦ２２０にも相当し、ふるいを用いて分級された平均粒径が７５μｍである。また、たとえば幅寸法ｗが０．２ｍｍの細溝１８を加工する場合は、２８０から３２０番の粒度の砥粒が好適に用いられる。この２８０から３２０番の粒度は、ＪＩＳＲ６００１−２の微粉の粒度分布（沈降法）において＃２８０から＃３２０として規定されているが、ＩＳＯ８４８６−２の精密研磨用粗粒の分布の＃２８０から＃３２０（Ｆ２８０からＦ３２０）にも相当し、沈降法による平均粒径（累積高さの５０％の粒子径（ｄ５０値））が５２±３μｍから４６±２．５μｍである。たとえば幅寸法ｗが０．１ｍｍの細溝１８を加工する場合は、８００番の粒度の砥粒が好適に用いられる。この８００番の粒度は、ＪＩＳＲ６００１−２の微粉の粒度分布（沈降法）において＃８００（Ｆ８００）として規定されているが、ＩＳＯ８４８６−２の精密研磨用粗粒の分布の＃８００にも相当し、沈降法による平均粒径（累積高さの５０％の粒子径（ｄ５０値））が１８±１μｍである。

上記無機結合剤（ヒドリファイドボンド）１０ｂは、酸化物組成で、４０質量％以上のＳｉＯ_２と、２５質量％以上のＡｌ_２Ｏ_３と、０．５質量％以上且つ１質量％以下のＬｉ_２Ｏと、１質量％以上且つ５質量％以下のＢａＯと、１質量％以上且つ７質量％以下のＮａ_２Ｏと、合計で２０質量％以下のＬｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３と１質量％以上且つ５質量％以下のＣａＯとから成る、高い耐衝撃性及び耐熱性に優れたハイアルミナ組成のガラスであって、溶融後にフリット化した粉末ガラス状態で構成される。

上記無機結合剤１０ｂでは、ＳｉＯ_２を４０質量％以上、Ａｌ_２Ｏ_３を２５質量％以上であることで、ある程度のガラスの骨格を有するハイアルミナ組成となる。このようなハイアルミナ組成では、架橋酸素の数が減り、ビトリファイド砥石１０の高い機械的強度が得られる。また、無機結合剤１０ｂは、ＬｉＯ_２が１質量％以下で且つＮａ_２Ｏが７質量％以下であることで、ガラス（ヒドリファイドボンド）の熱膨張率を上げ過ぎることなく、適度な溶融性を有している。また、無機結合剤１０ｂは、溶融性促進成分であるＬｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３を合計で２０質量％以下とすることで相対的にＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３成分を多くして、機械的強度を高めている。さらに、無機結合剤１０ｂは、Ｂａ_２Ｏを１から５質量％含有することで、ガラスの熱膨張係数を上げることなく溶融性を促進している。一般に、溶融性促進成分が少ないことによりガラスの溶融性が低下することによりガラスの溶融性が低下すると、ガラスと砥粒１０ａとの接触面積（結合面積）が小さくなって細溝加工用ビトリファイド砥石１０の機械的強度が低下する。しかし、この無機結合剤１０ｂは、Ｂａ_２Ｏの含有と、１２００℃以上の焼成温度とで、そのような課題を解決している。

次いで、混合工程Ｐ２では、調整工程Ｐ１において砥粒１０ａ、無機結合剤１０ｂ、粘結剤１０ｃが所定割合で調整された砥石原料が、混合機に投入されて均一に混合される。次いで、成型工程Ｐ３では、平板状の成型空間を形成するための所定のプレス型内に上記混合材料が充填され、プレス機によって加圧されることにより円板状に形成される。

次に、焼成工程Ｐ４では、成型工程Ｐ３を経た成型品が、所定の焼成炉内においてたとえば１２００℃以上の温度がたとえば０．５時間保持で示される焼成プロファイルにより焼結させられる。この焼結によって、粘結剤１０ｃが焼失させられるとともに、無機結合剤１０ｂが溶融させられて溶融ガラス体となるので、砥粒１０ａが溶融した無機結合剤１０ｂを介して相互に結合されて、形状１号と称される図１の円板状のビトリファイド砥石１０が構成される。ビトリファイド砥石１０では、粘結剤（成形助剤）１０ｃの消失等により自然に形成された気孔が、砥粒１０ａ、および無機結合剤１０ｂの間に形成される。このビトリファイド砥石１０の形状寸法は、たとえば直径１８０ｍｍ×厚み６．５ｍｍ×穴径３１．７５ｍｍである。

また、ビトリファイド砥石１０は、５０体積％以下の砥粒体積率、好適には４４から４８体積％（組織７から９）の砥粒体積率を備えている。組織６以下では、ビトリファイド砥石１０の目詰まりが発生して研削焼け傾向となり、組織１０以上では、ビトリファイド砥石１０の強度不足のために、薄肉外周部１４の砥壊傾向となる。

次いで、製品の出荷に際して、或いは細溝１８の加工に際してユーザにより、粗ツルーイング工程Ｐ５および仕上ツルーイング工程Ｐ６がドレッサを用いて行なわれることにより、ビトリファイド砥石１０に、円環状の先端刃として機能する薄肉外周部１４が、３ｍｍ程度の径方向の突出寸法となるように形成される。これら粗ツルーイング工程Ｐ５および仕上ツルーイング工程Ｐ６では、たとえば、周速が３０ｍ／秒（３２００ｒｐｍ）で回転させられるビトリファイド砥石１０の外周部に、送り速度が１ｍ／分のテーブル送り速度でドレッサが送られることでツルーイングが行なわれる。粗ツルーイング工程Ｐ５でのドレッサの切り込み量は１０μｍ／ｐａｓｓで、薄肉外周部１４が所定厚みとなるまで切り込みが行なわれる。そして、検査工程Ｐ７において、薄肉外周部１４の厚み寸法ｔが細溝の幅寸法ｗに対応して予め設定された所定の公差内であるか否かの検査が行なわれる。

本発明者は、図５に示す無機結合剤１０ｂを用いて図４に示す工程で製造した本実施例のビトリファイド砥石１０（実施例砥石）と、図６に示す無機結合剤を用いて図４に示す工程で製造したビトリファイド砥石（比較例砥石）と、それらと同じ材料であるが形状の子なる試験片とをそれぞれ製造した。そして、図７に示す３点曲げ方法を用いて、各試験片の曲げ強度および弾性率を測定し、それらビトリファイド砥石に対してツルーイングし、ツルーイングされたビトリファイド砥石を用いて細溝加工を行なったときの溝入れ加工精度とビトリファイド砥石の強度および弾性との関係を確認した。この確認試験における曲げ強度および弾性率の測定、および溝入れ加工条件は、以下に示すものが用いられた。ツルーイング条件は、前述の図４に示す粗ツルーイング工程Ｐ５および仕上ツルーイング工程Ｐ６での条件が用いられた。

（曲げ強度および弾性率の測定条件）
試験方法：図７に示すように、支持間距離Ｌが９０ｍｍである一対の支持部材２０上に、幅ｂが１０ｍｍ、厚みｈが６，５ｍｍ、長さＬＰが１２０ｍｍである試験片２２を載置し、一対の支持部材２０の中央に位置する押圧部材２４で試験片２２の上から１ｍｍ／ｍｉｎの速度で荷重を加えたとき、試験片の破壊が発生したときの曲げ荷重Ｆ、曲げ荷重の変化量ΔＦ、試験片たわみの変化量Δｓをそれぞれ測定する。次いで、予め定められた３点曲げ応力算出式（１）から、曲げ荷重Ｆ、支持間距離Ｌ、試験片幅ｂ、および試験片厚みｈに基づいて３点曲げ強度（最大曲げ応力σ）を算出する。また、接線法を用いて予め定められた３点曲げ弾性率算出式（２）から、降伏荷重の２５から７５％における曲げ荷重の変化量ΔＦおよび試験片たわみの変化量Δｓと、支持間距離Ｌ、試験片幅ｂ、および試験片厚みｈとに基づいて３点曲げ弾性率Ｅを算出する。

σ＝３ＦＬ／２ｂｈ^２ ・・・ （１）
Ｅ＝（Ｌ^３／４ｂｈ^３）×（ΔＦ／Δｓ） ・・・ （２）

（溝入れ加工条件）
被削材：ＳＫＤ−１１焼入れ鋼（硬さ：ＨＲｃ６２）
砥石周速：３０ｍ／ｓｅｃ
テーブル送り速度：２０ｍ／ｍｉｎ
切込量：３μｍ／ｐａｓｓ
総取り代：２．５ｍｍ
切込方向：両端切込

図８は、粒度が２２０番である砥粒を用いた比較例砥石１、２、３および実施例砥石１、２についての、曲げ強度および弾性率の測定値とツルーイング結果および溝幅０．３ｍｍの溝入れ加工の精度とを示す図表である。図９は、粒度が３２０番である砥粒を用いた比較例砥石４、５、６よび実施例砥石３、４についての、曲げ強度および弾性率の測定値とツルーイング結果および溝入れ加工の精度とを示す図表である。図１０は、粒度が５００番である砥粒を用いた比較例砥石７、８、９よび実施例砥石５、６についての、曲げ強度および弾性率の測定値とツルーイング結果および０．２ｍｍの溝入れ加工の精度とを示す図表である。図１１は、粒度が８００番である砥粒を用いた比較例砥石１０、１１、１２よび実施例砥石７、８についての、曲げ強度および弾性率の測定値とツルーイング結果および０．１ｍｍの溝入れ加工の精度とを示す図表である。これらの実施例砥石１から８の薄肉外周部１４の先端の外周面に形成されている研削面１５には、回転中心線Ｃと平行な幅方向において、２粒から５粒の砥粒が存在している。

図８から図１１に示されるように、比較例砥石１から１２は、３点曲げ強度が６０ＭＰａを下回っているか、或いは３点曲げ弾性率が４０ＧＰａを上回っているかのいずれかの特性を有するものであって、いずれも溝入れ加工においてＲが１００μｍを上回るという溝入れ加工精度の低いものであった。また、それらのうちの比較例砥石２、３、８、９から１２は、いずれも３点曲げ弾性率が４０ＧＰａを上回っていて、ツルーイングにおいて破損が生じている。これに対して、実施例砥石１から８は、３点曲げ強度が６０ＭＰａ以上であり、且つ３点曲げ弾性率が４０ＧＰａ以下であって、ツルーイングにおいて破損が生じることがなく、しかも溝入れ加工においてＲが１００未満であるという溝入れ加工精度が良好なものであった。

このように、ビトリファイド砥石１０において、曲げ強度が６０から７５ＭＰａの範囲であれば、良好なツルーイングと溝入れ加工精度が得られる。曲げ強度が６０ＭＰａを下回ると、ツルーイングは問題ないが、細溝加工時において砥粒保持力が充分でなく、細溝内の底壁面と側壁面との間のコーナーのＲ形状の精度が得られない。また、弾性率が２５から４０ＧＰａの範囲であれば、良好なツルーイングと溝入れ加工精度が得られる。弾性率が２５ＧＰａを下回ると、相対的に強度も下がるため、良好な溝入れ加工精度が得られない。弾性率が４０ＧＰａを超えると、ビトリファイド砥石１０のツルーイング時に加わる負荷を逃がすことができず、ビトリファイド砥石１０の破損が発生する。これらのことから、粒度が２２０番から８００番の砥粒を用いたビトリファイド砥石１０において、３点曲げ強度が６０ＭＰａ以上であり、且つ３点曲げ弾性率が４０ＧＰａ以下であれば、ツルーイングにおいて破損が生じることがなく、しかも溝入れ加工の加工精度が得られるということが明らかとされた。

上述のように、本実施例のビトリファイド砥石１０によれば、粒度が１５０から８００番の範囲内である砥粒１０ａと、砥粒１０ａを結合した無機結合剤１０ｂとを有し、６０ＭＰａ以上の曲げ強度と４０ＧＰａ以下の弾性率とを備えることから、高曲げ強度および低弾性率が得られる。これにより、細溝１８の加工に際して、ツルーイング時の破損や生産性の低下が抑制され、研削加工される細溝１８の研削加工精度が得られ、且つ研削砥石の摩耗が抑制される。

また、本実施例のビトリファイド砥石１０は、１５０番から８００番の粒度を有する砥粒１０ａと、４０質量％以上のＳｉＯ_２と、２５質量％以上のＡｌ_２Ｏ_３と、１質量％以下のＬｉ_２Ｏと、１質量％以上且つ５質量％以下のＢａＯがと、７質量％以下のＮａ_２Ｏがと、合計で２０質量％以下のＬｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３とを有する無機結合剤１０ｂとを含む。これにより、６０ＭＰａ以上の曲げ強度と４０ＧＰａ以下の弾性率とを備えるビトリファイド砥石１０が得られるので、細溝１８の加工に際して、ツルーイング時の破損や生産性の低下が抑制され、研削加工される細溝１８の研削加工精度が得られ、且つ研削砥石の摩耗が抑制される。

また、本実施例のビトリファイド砥石１０は、細溝１８の幅寸法ｗに対応する厚み寸法ｔを有する薄肉外周部１４と薄肉外周部１４の内周側の本体部１２とを備え、薄肉外周部１４の先端の外周面に形成されている研削面１５には、その研削面１５の幅方向において砥粒１０ａが２粒から５粒存在している。これにより、薄肉外周部１４における砥石強度が得られるので、細溝１８の加工であっても、良好な断面形状の細溝１８が得られる。

また、本実施例のビトリファイド砥石１０の薄肉外周部１４は、０．１ｍｍから０．３ｍｍの厚み寸法を有する。これにより、０．１ｍｍから０．３ｍｍの幅寸法ｗを有する細溝１８が好適に得られる。

また、本実施例のビトリファイド砥石１０は、平型砥石であって、薄肉外周部１４はビトリファイド砥石１０の本体部１２よりも薄く形成されたものである。これにより、細溝１８の幅寸法ｗに対応する厚み寸法ｔを有し、目立てが行なわれた薄肉外周部１４が形成される。

また、本実施例のビトリファイド砥石１０は、５０％以下の砥粒体積率を有する。これにより、低弾性率のビトリファイド砥石１０が得られる。

本実施例のビトリファイド砥石１０は、１２００℃以上の焼成温度で焼結された焼結体である。これにより、ビトリファイド砥石１０の無機結合剤１０ｂは、Ｂａ_２Ｏの含有との相乗効果によって、溶融性が高めることなくビトリファイド砥石１０の機械的強度を向上させている。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例では、ビトリファイド砥石１０には、１枚の薄肉外周部１４が形成されていたが、複数枚形成されても差し支えない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ビトリファイド砥石（細溝加工用ビトリファイド研削砥石）
１０ａ：砥粒
１０ｂ：無機結合剤
１２：本体部
１４：薄肉外周部
１５：研削面
１６：射出成形金型
１８：細溝
１８ａ、１８ｂ：側壁面
１８ｃ：底壁面
２０：支持部材
２２：試験片
２４：押圧部材

Claims (7)

1. 細溝を加工するための細溝加工用ビトリファイド研削砥石であって、
   粒度が１５０番から８００番の範囲内である砥粒と、前記砥粒を結合した無機結合剤とを含み、６０ＭＰａ以上の曲げ強度と４０ＧＰａ以下の弾性率とを備える
   ことを特徴とする細溝加工用ビトリファイド研削砥石。
2. 前記無機結合剤は、４０質量％以上のＳｉＯ_２と、２５質量％以上のＡｌ_２Ｏ_３と、０．５質量％以上且つ１質量％以下のＬｉ_２Ｏと、１質量％以上且つ５質量％以下のＢａＯと、１質量％以上且つ７質量％以下のＮａ_２Ｏと、合計で２０質量％以下のＬｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３とを含む
   ことを特徴とする請求項１の細溝加工用ビトリファイド研削砥石。
3. 前記細溝加工用ビトリファイド研削砥石は、前記細溝の溝幅に対応する厚み寸法を有する薄肉外周部と前記薄肉外周部の内周側の本体部とを備え、前記薄肉外周部の先端の外周面に形成されている研削面には、前記研削面の幅方向において前記砥粒が２粒から５粒存在している
   ことを特徴とする請求項１または２の細溝加工用ビトリファイド研削砥石。
4. 前記薄肉外周部は、０．１ｍｍから０．３ｍｍの厚み寸法を有する
   ことを特徴とする請求項３の細溝加工用ビトリファイド研削砥石。
5. 前記細溝加工用ビトリファイド研削砥石は、平型砥石であって、前記薄肉外周部は前記細溝加工用ビトリファイド研削砥石の前記本体部よりも薄く形成されたものである
   ことを特徴とする請求項３または請求項４のいずれか１の細溝加工用ビトリファイド研削砥石。
6. 前記細溝加工用ビトリファイド研削砥石は、５０％以下の砥粒体積率を有するものである
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１の細溝加工用ビトリファイド研削砥石。
7. 前記細溝加工用ビトリファイド研削砥石は、１２００℃以上の焼成温度で焼結された焼結体である
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１の細溝加工用ビトリファイド研削砥石。

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