JP2021088045A

JP2021088045A - 砥石及び工作機械

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Publication number: JP2021088045A
Application number: JP2019221063A
Authority: JP
Inventors: 篤 ▲高▼田; Atsushi Takada; 大橋　恭介; Kyosuke Ohashi; 恭介大橋; 大地 ▲高▼田; Daichi Takada; 大和 ▲高▼田; Yamato Takada
Original assignee: Nano TEM Co Ltd
Current assignee: Nano TEM Co Ltd
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2039-12-06
Also published as: JP7426692B2

Abstract

【課題】多彩な加工を行うことができる砥石及び工作機械を提供する。【解決手段】回転軸Ｏを中心に回転し、被加工物Ｗを加工する砥石１０は、砥石１０が回転軸Ｏを中心に回転する際に被加工物Ｗに接触することにより被加工物Ｗを加工する第１面、第２面及び第３面を備える。第１面は、回転軸Ｏに沿う方向に延び、回転軸Ｏの周囲を囲む側周面４１である。第２面は、側周面４１に交わる方向に延びる端面３１である。第３面は、回転軸Ｏに沿う方向に対して傾斜する傾斜面５１である。【選択図】図１

Description

本発明は、砥石及び工作機械に関する。

例えば、特許文献１に記載の回転砥石は、円板状に形成され、被加工物を研削又は研磨する。

特開２０１９−３４３５６号公報

上記特許文献１に記載の回転砥石では、研削層の底面を利用した研削又は研磨を行うのみで、多彩な加工を行うことが困難であった。

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、多彩な加工を行うことができる砥石及び工作機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る砥石は、回転軸を中心に回転し、被加工物を加工する砥石であって、前記砥石が前記回転軸を中心に回転する際に前記被加工物に接触することにより前記被加工物を加工する第１面、第２面及び第３面を備え、前記第１面は、前記回転軸に沿う方向に延び、前記回転軸の周囲を囲む側周面であり、前記第２面は、前記側周面に交わる方向に延びる端面であり、前記第３面は、前記回転軸に沿う方向に対して傾斜する傾斜面である。

また、前記砥石は、前記第１面に設けられ、前記第１面に交わる方向に延びる複数の第１柱部と、前記第２面に設けられ、前記第２面に交わる方向に延びる複数の第２柱部と、前記第３面に設けられ、前記第３面に交わる方向に延びる複数の第３柱部と、を備え、前記第１柱部、前記第２柱部及び前記第３柱部のそれぞれは、前記被加工物を加工する際に前記被加工物に接触する複数の砥粒と、前記複数の砥粒を結合する結合材と、を備える、ようにしてもよい。

また、前記第１柱部、前記第２柱部及び前記第３柱部は、それぞれ、筒状に形成される、ようにしてもよい。

また、前記傾斜面は、前記側周面と前記端面を繋ぐように前記回転軸に沿う方向において前記側周面と前記端面の間に位置し、前記砥石は、前記回転軸及び前記第１面に沿って延びる矩形波板状をなす２つの第１波板部と、前記回転軸及び前記第２面に沿って延びる矩形波板状をなす２つの第２波板部と、前記回転軸及び前記第３面に沿って延びる矩形波板状をなす２つの第３波板部と、を備え、前記２つの第１波板部は、それぞれ、第１矩形波部を有し、前記砥石の周方向において互いに前記第１矩形波部が向き合うように重ね合わされることにより筒状の前記第１柱部が形成され、前記２つの第２波板部は、それぞれ、第２矩形波部を有し、前記砥石の前記周方向において互いに前記第２矩形波部が向き合うように重ね合わされることにより筒状の前記第２柱部が形成され、前記２つの第３波板部は、それぞれ、第３矩形波部を有し、前記砥石の前記周方向において互いに前記第３矩形波部が向き合うように重ね合わされることにより筒状の前記第３柱部が形成される、ようにしてもよい。

また、前記２つの第１波板部における前記第３波板部に近い下端は、前記２つの第３波板部における前記２つの第１波板部に近い上端に前記周方向に重なる、ようにしてもよい。

また、前記２つの第３波板部における前記第２波板部に近い下端は、前記２つの第２波板部の前記砥石の径方向の外側の端部に前記周方向に重なる、ようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る工作機械は、前記砥石と、前記砥石を保持する砥石ホルダーと、前記砥石ホルダーに固定され、前記砥石の前記回転軸に沿って延びるシャフトと、前記シャフトを軸回転させる駆動部と、を備える。

本発明によれば、砥石及び工作機械において、多彩な加工を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る工作機械の模式的な断面図である。本発明の一実施形態に係る砥石の正面図である。本発明の一実施形態に係る砥石の底面図である。図１の範囲Ａを示す拡大図である。図２の範囲Ｂの拡大図である。本発明の一実施形態に係る（ａ）は側面加工部、傾斜面加工部及び端面加工部それぞれの波板部の側面図であり、（ｂ）は側面加工部、傾斜面加工部及び端面加工部それぞれの波板部の正面図であり、（ｃ）は側面加工部、傾斜面加工部及び端面加工部それぞれの波板部の底面図である。本発明の一実施形態に係る砥石により被加工物が加工される際の柱部の動作を示す概略図である。

本発明に係る砥石及び工作機械の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、工作機械５は、砥石ユニット１と、シャフト２５と、駆動部２７と、を備える。砥石ユニット１は、被加工物Ｗを加工する砥石１０と、砥石１０を保持する砥石ホルダー２０と、を備える。

砥石ホルダー２０は、金属により形成され、円錐台状をなす。砥石ホルダー２０の中心には円柱状のシャフト２５が挿通される。砥石ホルダー２０は、シャフト２５と一体でシャフト２５に沿う回転軸Ｏを中心に回転する。

駆動部２７は、シャフト２５を介して砥石ユニット１をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させるとともに、シャフト２５を介して砥石ユニット１を回転軸Ｏを中心に軸回転させる。これにより、砥石１０は、図示しないチャックに固定された被加工物Ｗを加工、すなわち切削、研磨又は研削する。被加工物Ｗは、セラミックス、シリコンウエハ、半導体基板、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）基板、放熱基板、シリコンカーバイド、アルミナ、サファイア又は金属等である。

図１に示すように、砥石１０は、砥石ホルダー２０が内部に位置する円錐台の筒状をなす。詳しくは、砥石１０は、保持材３７、複数の柱部３２及び接着部３４を有する端面加工部３０と、保持材４７、複数の柱部４２及び連結部４４を有する側面加工部４０と、保持材５７、複数の柱部５２及び連結部５４を有する傾斜面加工部５０と、を備える。

図１及び図３に示すように、端面加工部３０は、回転軸Ｏに対して直交するＸＹ平面に沿う円環板状に形成される。端面加工部３０は、加工時に被加工物Ｗが接するＸＹ平面に沿う端面３１を有する。
各柱部３２は、端面３１に直交するＺ方向に沿って延びる。各柱部３２は、回転軸Ｏに沿って延びる筒状、例えば、正六角形筒状に形成される。各柱部３２は、被加工物Ｗを加工、例えば、研磨又は研削するために設けられる。複数の柱部３２は、柱部３２の先端が端面３１に位置するように、砥石１０の端面３１に沿って並べられている。
図３に示すように、複数の筒状の柱部３２は、互いに同一のサイズで形成され、周方向Ｃに沿って並べられる。複数の柱部３２は、周方向Ｃに沿って等角度、例えば４５°間隔で配置されている。各柱部３２は、６つの壁部３３により構成される。隣り合う２つの壁部３３は、所定角度、例えば６０°の角度で交わるように一体をなす。２つの接着部３４は、各柱部３２の径方向Ｒに対向する２つの頂点から径方向Ｒに沿って各柱部３２から離れる方向に延びる平板状をなす。

図１及び図２に示すように、側面加工部４０は、回転軸Ｏに沿って延び、回転軸Ｏを囲むように位置し、加工時に被加工物Ｗが接する側周面４１を有する。側周面４１は、端面３１に直交するように延びる円筒状をなす。側周面４１は端面３１の外径よりも大きい径を有する。
各柱部４２は、側周面４１に直交する径方向Ｒに沿って延びる。各柱部４２は、径方向Ｒに沿って延びる筒状、例えば、正六角形筒状に形成される。各柱部４２は、被加工物Ｗを加工、例えば、研削又は切削するために設けられる。複数の柱部４２は、柱部４２の先端が側周面４１に位置するように、砥石１０の側周面４１に沿って並べられる。
図２に示すように、複数の筒状の柱部４２はＺ方向に沿って並べられ、Ｚ方向に沿って並ぶ１列の複数の柱部４２は砥石１０の周方向Ｃに並べられる。複数の柱部４２は、周方向Ｃに沿って等角度間隔、例えば４５°間隔で配置されている。

図２に示すように、複数の連結部４４は、それぞれＺ方向に隣り合う２つの柱部４２を連結する。連結部４４は、Ｚ方向に隣り合う２つの柱部４２の各々の頂点Ｐ１，Ｐ２を連結する平板状をなす。２つの頂点Ｐ１，Ｐ２はＺ方向に対向して位置する。各柱部４２は、６つの壁部４３により構成される。隣り合う２つの壁部４３は、所定角度、例えば６０°の角度で交わるように一体をなす。

図２に示すように、傾斜面加工部５０は、端面加工部３０と側面加工部４０を連結し、回転軸Ｏを中心とした円錐台の筒状をなす。傾斜面加工部５０は、上方向に向かうにつれて径方向Ｒ外側に近づくように傾斜する。傾斜面加工部５０は、側周面４１と端面３１の間を繋ぐテーパ面である傾斜面５１を有する。傾斜面５１は、回転軸Ｏに対して傾斜し、加工時に被加工物Ｗ(図１参照)が接する。傾斜面５１は、側周面４１から端面３１に近づくにつれて直径が小さくなるように傾斜する。
詳しくは、図１及び図２に示すように、各柱部５２は、傾斜面５１に直交する方向に延びる。各柱部５２は、傾斜面５１に直交する方向に延びる筒状、例えば、正六角形筒状に形成される。各柱部５２は、被加工物Ｗを加工、例えば、研磨又は研削するために設けられる。複数の柱部５２は、柱部５２の先端が傾斜面５１に位置するように、砥石１０の傾斜面５１に沿って並べられている。
図３に示すように、複数の柱部５２は、互いに同一のサイズで形成される。複数の筒状の柱部５２はＺ方向に沿って並べられ、Ｚ方向に沿って並ぶ１列の複数の柱部５２は砥石１０の周方向Ｃに並べられる。複数の柱部５２は、周方向Ｃに沿って等角度間隔、例えば４５°間隔で配置されている。各柱部５２は、６つの壁部５３により構成される。隣り合う２つの壁部５３は、所定角度、例えば６０°の角度で交わるように一体をなす。複数の連結部５４は、それぞれＺ方向に隣り合う２つの柱部５２を連結する平板状をなす。

図５に示すように、側面加工部４０は、Ｚ方向に沿って並べられる柱部４２である複数、例えば３つの柱部４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、複数の柱部４２ａ，４２ｂ，４２ｃを連結する連結部４４である複数、例えば２つの連結部４４ａ，４４ｂと、を備える。連結部４４ａは、２つの柱部４２ａ，４２ｂの間に位置し、２つの柱部４２ａ，４２ｂを連結する。連結部４４ｂは、２つの柱部４２ｂ，４２ｃの間に位置し、２つの柱部４２ｂ，４２ｃを連結する。

柱部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ及び連結部４４ａ，４４ｂは、２つの第１波板部４５，４６により構成される。２つの第１波板部４５，４６は、それぞれＺ方向に沿って折り曲げられたＺ方向に沿う台形の矩形波状をなす。第１波板部４５は複数の第１矩形波部４５ａを有し、第１波板部４６は複数の第１矩形波部４６ａを有する。第１矩形波部４５ａ，４６ａは、底辺が省略された台形形状をなす。２つの第１波板部４５，４６は、それぞれの第１矩形波部４５ａ，４６ａが周方向Ｃに互いに向き合うように重ね合わされる。第１矩形波部４５ａ，４６ａが互いに向き合うように設けられることにより、各柱部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが形成される。２つの第１波板部４５，４６は、連結部４４において図示しない接着剤により接着されている。この接着剤は、例えば、エポキシ樹脂である。この接着剤は、複数の砥粒を含んでいてもよい。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、傾斜面加工部５０の柱部５２及び連結部５４は、２つの第３波板部５５，５６により構成される。２つの第３波板部５５，５６は、それぞれＺ方向の下側に向かうにつれて砥石１０の径方向Ｒ内側に近づくように傾斜した方向に延びる台形の矩形波状をなす。
第３波板部５５は複数の第３矩形波部５５ａを有し、第３波板部５６は複数の第３矩形波部５６ａを有する。第３矩形波部５５ａ，５６ａは、底辺が省略された台形形状をなす。２つの第３波板部５５，５６は、それぞれの第３矩形波部５５ａ，５６ａが周方向Ｃに互いに向き合うように重ね合わされる。第３矩形波部５５ａ，５６ａが互いに向き合うように設けられることにより、筒状の柱部５２が形成される。２つの第３波板部５５，５６は、連結部５４において図示しない接着剤により接着されている。この接着剤は、例えば、エポキシ樹脂である。この接着剤は、複数の砥粒を含んでいてもよい。

図６（ａ），（ｃ）に示すように、端面加工部３０の柱部３２は、２つの第２波板部３５，３６により構成される。２つの第２波板部３５，３６は、砥石１０の径方向Ｒに延びる台形の矩形波状をなす。第２波板部３５は第２矩形波部３５ａを有し、第２波板部３６は第２矩形波部３６ａを有する。第２矩形波部３５ａ，３６ａは、底辺が省略された台形形状をなす。２つの第２波板部３５，３６は、それぞれの第２矩形波部３５ａ，３６ａが周方向Ｃに互いに向き合うように重ね合わされる。第２矩形波部３５ａ，３６ａが互いに向き合うように設けられることにより、筒状の柱部３２が形成される。２つの第２波板部３５，３６は、接着部３４において図示しない接着剤により接着されている。この接着剤は、例えば、エポキシ樹脂である。この接着剤は、複数の砥粒を含んでいてもよい。

図６（ｂ）の範囲Ｄに示すように、２つの第１波板部４５，４６の下端は、２つの第３波板部５５，５６の上端に周方向Ｃに重なる。第１波板部４５の下端と第１波板部４６の下端の間には、２つの第３波板部５５，５６の上端を挟み込むように位置する。第１波板部４５，４６及び第３波板部５５，５６は互いに接着されている。これにより、図６（ａ）に示すように、側面加工部４０及び傾斜面加工部５０の間の角部に第１波板部４５，４６及び第３波板部５５，５６の４枚が重なる重複領域Ｇを形成することができる。よって、側面加工部４０及び傾斜面加工部５０の間の角部の強度を高めることができる。

図６（ｂ）の範囲Ｅに示すように、２つの第３波板部５５，５６の下端は、２つの第２波板部３５，３６の径方向Ｒの外側の端部に周方向Ｃに重なる。第２波板部３５の径方向Ｒの外側の端部と第２波板部３６の径方向Ｒの外側の端部の間には、２つの第３波板部５５，５６の下端を挟み込むように位置する。第２波板部３５，３６及び第３波板部５５，５６は互いに接着されている。これにより、図６（ａ）に示すように、傾斜面加工部５０及び端面加工部３０の間の角部に第３波板部５５，５６及び第２波板部３５，３６の４枚が重なる重複領域Ｈを形成することができる。よって、傾斜面加工部５０及び端面加工部３０の間の角部の強度を高めることができる。

図１及び図３に示すように、保持材３７は、端面加工部３０の全域にわたって形成され、複数の柱部３２を保持する。保持材３７は、各柱部３２の内部空間に充填されるとともに、各柱部３２の外部空間である複数の柱部３２の間に充填される。
保持材５７は、傾斜面加工部５０の全域にわたって形成され、複数の柱部５２を保持する。保持材５７は、各柱部５２の内部空間に充填されるとともに、各柱部５２の外部空間である複数の柱部５２の間に充填される。
図１及び図２に示すように、保持材４７は、側面加工部４０の全域にわたって形成され、複数の柱部４２を保持する。各柱部４２の内部空間に充填されるとともに、各柱部４２の外部空間である複数の柱部４２の間に充填される。

図１に示すように、保持材３７，４７，５７は柱部３２，４２，５２と略同一の高さに設定されている。保持材３７，４７，５７は、柱部３２，４２，５２よりも弾性率が小さい材質により形成される。すなわち、保持材３７，４７，５７は、柱部３２，４２，５２に比べて、外力により変形しやすく、被加工物Ｗとの摩擦による摩耗量が多い材質により形成される。砥石１０での被加工物Ｗの加工時に、保持材３７，４７，５７は、柱部３２，４２，５２よりも削れやすく、かつ弾性変形しやすい。このため、図４に示すように、砥石１０の側周面４１が被加工物Ｗの加工により摩耗した場合であっても、保持材４７は、柱部４２よりも距離Ｆだけ被加工物Ｗに対して退避した状態に維持される。保持材３７，５７も、保持材４７と同様である。従って、保持材３７，４７，５７は、柱部３２，４２，５２よりも被加工物Ｗに向けて突出することが抑制され、柱部３２，４２，５２による被加工物Ｗの加工を阻害しない。
保持材３７，４７，５７は、例えば、気体又は液体である流体を通過させるポーラス材料、すなわち多孔質材料により形成される。保持材３７，４７，５７は、例えば、多孔質の樹脂又はセラミックからなる。

図４に示すように、柱部４２は、複数の砥粒１５と、複数の砥粒１５を結合する結合材１６と、を備える。複数の砥粒１５は、結合材１６内に分布している。砥粒１５は、例えば、ダイヤモンドである。なお、砥粒１５は、ダイヤモンドに限らず、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥粒であってもよいし、ＣＢＮ砥粒とダイヤモンドを混合させてもよい。さらには、複数の砥粒１５は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は溶融アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、若しくはこれらを混合したものであってもよい。

結合材１６は、内部に複数の砥粒１５を保持する。結合材１６は、ニッケル、アルミニウム等の金属、樹脂又はセラミック等により形成される。柱部３２は、柱部４２，５２と同様に、複数の砥粒及び結合材を備える。
図４に示すように、保持材４７は、複数の目立て粒４７ａを含む。目立て粒４７ａは、結合材１６よりも硬く、かつ、砥粒１５よりも柔らかい材質により形成される。目立て粒４７ａは、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）又は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる粒である。目立て粒４７ａは、保持材４７から脱落した後、柱部４２の結合材１６を削る。これにより、柱部４２の砥粒１５が目立てされる。保持材３７，５７も、保持材４７と同様に、複数の目立て粒を含む。

次に、工作機械５の作用について説明する。
図１に示すように、工作機械５は、駆動部２７を介して、シャフト２５とともに回転軸Ｏを中心に砥石ユニット１を回転させつつ、砥石１０の側周面４１を被加工物Ｗに接触させる。これにより、側面加工部４０は被加工物Ｗの側面を加工する。砥石１０は、砥粒１５（図４参照）を有する柱部４２と砥粒１５を有しない保持材４７が周方向Ｃに沿って交互に配置される。よって、砥石１０が周方向Ｃに回転すると、被加工物Ｗには、被加工物Ｗを加工する柱部４２と被加工物Ｗを加工しない保持材４７が交互に接触する。これにより、図７に示すように、柱部４２が周方向Ｃに沿って被加工物Ｗに向かって回転し、柱部４２の先端が被加工物Ｗに加工量Ｋにて被加工物Ｗに切り込まれるとともに、柱部４２の先端が被加工物Ｗに摩擦する。これにより、被加工物Ｗの側面が加工される。
従来の砥石では砥粒が周方向に沿って均一に分布しており、砥粒は被加工物を研磨するのみである。よって、従来の砥石では、本実施形態に比べて、被加工物Ｗに切り込む加工量は少ない。一方、本実施形態の砥石１０の柱部４２は、フライス工具の刃先と同様に機能し、被加工物Ｗに切り込まれやすい。これにより、本実施形態の砥石１０は、従来の砥石よりも加工量Ｋを増やすことができる。また、加工時には、砥石１０の柱部４２の先端が摩耗する前に砥粒１５が柱部４２から脱落し、新たな砥粒１５が柱部４２の先端に露出する。よって、砥石１０の加工能力がフライス工具に比べて低下することが抑制される。

図１に示すように、工作機械５は、駆動部２７を介して、シャフト２５とともに回転軸Ｏを中心に砥石ユニット１を回転させつつ、砥石１０の端面３１を被加工物Ｗの上面に接触させる。これにより、被加工物Ｗの上面が加工される。

図１に示すように、工作機械５は、駆動部２７を介して、シャフト２５とともに回転軸Ｏを中心に砥石ユニット１を回転させつつ、砥石１０の傾斜面５１を被加工物Ｗの角部に接触させる。これにより、被加工物Ｗの角部が加工、すなわち面取り加工される。
なお、傾斜面５１による面取り加工は、端面３１による加工及び側周面４１による加工に伴い被加工物Ｗの角部に形成されるバリをとるために、端面３１による加工及び側周面４１による加工の後で行われることが好ましい。

（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）回転軸Ｏを中心に回転し、被加工物Ｗを加工する砥石１０は、砥石１０が回転軸Ｏを中心に回転する際に被加工物Ｗに接触することにより被加工物Ｗを加工する第１面、第２面及び第３面を備える。第１面は、回転軸Ｏに沿う方向に延び、回転軸Ｏの周囲を囲む側周面４１である。第２面は、側周面４１に交わる方向に延びる端面３１である。第３面は、回転軸Ｏに沿う方向に対して傾斜し、側周面４１と端面３１を繋ぐ傾斜面５１である。
この構成によれば、砥石１０の側周面４１、端面３１及び傾斜面５１を利用して多彩な加工を行うことができる。例えば、回転軸Ｏを中心に砥石１０を回転させた状態で、砥石１０の側周面４１を被加工物Ｗの側面に接触させることにより、砥石１０は被加工物Ｗの側面を加工する。また、回転軸Ｏを中心に砥石１０を回転させた状態で、砥石１０の端面３１を被加工物Ｗの平面に接触させることにより、砥石１０は被加工物Ｗの平面を加工する。また、回転軸Ｏを中心に砥石１０を回転させた状態で、砥石１０の傾斜面５１を被加工物Ｗの角部に接触させることにより、砥石１０は被加工物Ｗの角部を加工する。

（２）砥石１０は、側周面４１に設けられ、砥石１０の周方向Ｃに沿って間隔を持って並べられ、側周面４１に交わる方向に延びる複数の第１柱部の一例である柱部４２と、端面３１に設けられ、端面３１に交わる方向に延びる複数の第２柱部の一例である柱部３２と、傾斜面５１に設けられ、傾斜面５１に交わる方向に延びる複数の第３柱部の一例である柱部５２と、を備える。柱部３２，４２，５２のそれぞれは、被加工物Ｗを加工する際に被加工物Ｗに接触する複数の砥粒１５と、複数の砥粒１５を結合する結合材１６と、を備える。
この構成によれば、砥石１０の側周面４１は、砥粒１５を有する柱部４２が周方向Ｃに沿って間隔を持って並べられる。これにより、図７に示すように、柱部４２が周方向Ｃに沿って被加工物Ｗに向かって回転し、柱部４２の先端が被加工物Ｗに加工量Ｋにて被加工物Ｗに切り込まれる。よって、砥石１０の加工量Ｋを従来の砥石及び砥石１０の端面３１よりも増やすことができる。また、砥石１０による被加工物Ｗの加工時に、砥粒１５が被加工物Ｗとの摩擦により丸くなって研削能力が低下する前に、砥粒１５が柱部４２から脱落して新たな砥粒１５が被加工物Ｗに接触可能に柱部４２から露出する。このため、砥石１０は、従来のフライス工具に比べて加工能力の低下が抑制される。砥石１０の傾斜面５１は、砥石１０の側周面４１と同様の作用効果を有する。

（３）柱部３２，４２，５２は、それぞれ、筒状に形成される。
この構成によれば、柱部３２，４２，５２の剛性を高めることができ、砥石１０の加工能力を向上させることができる。

（４）傾斜面５１は、側周面４１と端面３１を繋ぐように回転軸Ｏに沿う方向において側周面４１と端面３１の間に位置する。砥石１０は、回転軸Ｏ及び側周面４１に沿って延びる矩形波板状をなす２つの第１波板部４５，４６と、回転軸Ｏ及び端面３１に沿って延びる矩形波板状をなす２つの第２波板部３５，３６と、回転軸Ｏ及び傾斜面５１に沿って延びる矩形波板状をなす２つの第３波板部５５，５６と、を備える。２つの第１波板部４５，４６は、それぞれ、第１矩形波部４５ａ，４６ａを有し、砥石１０の周方向Ｃにおいて互いに第１矩形波部４５ａ，４６ａが向き合うように重ね合わされることにより筒状の柱部４２が形成される。２つの第２波板部３５，３６は、それぞれ、第２矩形波部３５ａ，３６ａを有し、砥石１０の周方向Ｃにおいて互いに第２矩形波部３５ａ，３６ａが向き合うように重ね合わされることにより筒状の柱部３２が形成される。２つの第３波板部５５，５６は、それぞれ、第３矩形波部５５ａ，５６ａを有し、砥石１０の周方向Ｃにおいて互いに第３矩形波部５５ａ，５６ａが向き合うように重ね合わされることにより筒状の柱部５２が形成される。
この構成によれば、簡単に、かつ強度が高い複数の筒状の柱部３２，４２，５２を形成することができる。

（５）２つの第１波板部４５，４６における第３波板部５５，５６に近い下端は、２つの第３波板部５５，５６における第１波板部４５，４６に近い上端に周方向Ｃに重なる。
この構成によれば、側面加工部４０及び傾斜面加工部５０の間の角部に第１波板部４５，４６及び第３波板部５５，５６の４枚が重なる重複領域Ｇを形成することができる。よって、側面加工部４０及び傾斜面加工部５０の間の角部の強度を高めることができる。砥石１０の角部には応力集中が発生しやすいため、砥石１０の角部の強度を高めることは好ましい。

（６）２つの第３波板部５５，５６における第２波板部３５，３６に近い下端は、２つの第２波板部３５，３６の砥石１０の径方向Ｒの外側の端部に周方向Ｃに重なる。
この構成によれば、傾斜面加工部５０及び端面加工部３０の間の角部に第３波板部５５，５６及び第２波板部３５，３６の４枚が重なる重複領域Ｈを形成することができる。よって、傾斜面加工部５０及び端面加工部３０の間の角部の強度を高めることができる。砥石１０の角部には応力集中が発生しやすいため、砥石１０の角部の強度を高めることは好ましい。

（７）工作機械５は、砥石１０と、砥石１０を保持する砥石ホルダー２０と、砥石ホルダー２０に固定され、砥石１０の回転軸Ｏに沿って延びるシャフト２５と、シャフト２５を軸回転させる駆動部２７と、を備える。
この構成によれば、工作機械５は、砥石１０の側周面４１、端面３１及び傾斜面５１を利用して多彩な加工を行うことができる。

（８）柱部３２，４２，５２は、それぞれ、互いに異なる角度で交わるように一体をなす２つの壁部３３，４３，５３を備える。
この構成によれば、２つの壁部３３，４３，５３が互いに異なる角度で交わるように一体をなすため、２つの壁部が平板状に一体をなす場合に比べて、柱部３２，４２，５２の剛性を高めることができる。これにより、砥石１０の加工能力を向上させることができる。

（９）工作機械５による加工方法は、回転軸Ｏを中心に砥石１０を回転させつつ砥石１０の端面３１を被加工物Ｗ（例えば、被加工物Ｗの上面）に接触させることにより被加工物Ｗを加工する工程と、回転軸Ｏを中心に砥石１０を回転させつつ砥石１０の側周面４１を被加工物Ｗ（例えば、被加工物Ｗの側面）に接触させることにより被加工物Ｗを加工する工程と、回転軸Ｏを中心に砥石１０を回転させつつ砥石１０の傾斜面５１を被加工物Ｗ（例えば、被加工物Ｗの角部）に接触させることにより被加工物Ｗを加工する工程と、を備える。
この構成によれば、１つの砥石で、被加工物Ｗに対して多種類の加工を行うことができる。よって、砥石を含む多数の工具を準備する必要がない。

（変形例）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
上記実施形態においては、柱部３２，４２，５２は正六角形筒状に形成されていたが、六角形筒状であれば、正六角形筒状でなくてもよい。また、柱部３２，４２，５２は、多角形筒状であれば、六角形筒状でなくてもよく、例えば、五角以下又は七角以上の多角形筒状であってもよい。さらに、柱部３２，４２，５２は、筒状であれば、多角形筒状でなくてもよく、円筒状であってもよい。
また、例えば、柱部３２，４２，５２は、Ｖ字状、Ｌ字状、Ｘ字状、Ｎ字状、Ｕ字状、Ｚ字状、Ｃ字状又はＩ字状等をなしていてもよい。また、柱部３２，４２，５２毎に形状が異なっていてもよい。

上記実施形態においては、柱部４２は、砥石１０の側周面４１に直交する方向に延びていたが、砥石１０の側周面４１に交わる方向であれば、側周面４１に直交する方向に限定されない。また、柱部３２は端面３１に交わる方向であれば、端面３１に直交してなくてもよく、柱部５２は傾斜面５１に交わる方向であれば、傾斜面５１に直交してなくてもよい。

上記実施形態においては、連結部４４，５４は、Ｚ方向に隣り合う２つの柱部４２，５２を連結していたが、これに限らず、例えば、周方向Ｃに隣り合う２つの柱部４２，５２を連結してもよい。また、接着部３４も、周方向Ｃに隣り合う２つの柱部３２を連結してもよい。

上記実施形態において、端面３１による加工、傾斜面５１による加工及び側周面４１による加工の順番はどのような順番であってもよい。また、端面３１による加工、傾斜面５１による加工及び側周面４１による加工は、複数の被加工物Ｗに対して同時に行われてもよいし、被加工物Ｗの同一の部分に対して順番に行われてもよい。

上記実施形態においては、側周面４１の直径は、端面３１の直径よりも大きく設定されていたが、これに限らず、側周面４１の直径は、端面３１の直径よりも小さく設定されていてもよい。この場合、傾斜面５１は、側周面４１から端面３１に近づくにつれて直径が大きくなるように傾斜する。

１…砥石ユニット、５…工作機械、１０…砥石、１５…砥粒、１６…結合材、２０…砥石ホルダー、２５…シャフト、２７…駆動部、３０…端面加工部、３１…端面、３２，４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，５２…柱部、３３，４３，５３…壁部、３４…接着部、４４，４４ａ，４４ｂ，５４…連結部、３５，３６…第２波板部、３５ａ，３６ａ…第２矩形波部、３７，４７，５７…保持材、４０…側面加工部、４１…側周面、４５，４６…第１波板部、４５ａ，４６ａ…第１矩形波部、４７ａ…目立て粒、５０…傾斜面加工部、５１…傾斜面、５５，５６…第３波板部、５５ａ，５６ａ…第３矩形波部、Ｃ…周方向、Ｄ，Ｅ…範囲、Ｆ…距離、Ｇ，Ｈ…重複領域、Ｋ…加工量、Ｏ…回転軸、Ｐ１，Ｐ２…頂点、Ｒ…径方向、Ｗ…被加工物

Claims

回転軸を中心に回転し、被加工物を加工する砥石であって、
前記砥石が前記回転軸を中心に回転する際に前記被加工物に接触することにより前記被加工物を加工する第１面、第２面及び第３面を備え、
前記第１面は、前記回転軸に沿う方向に延び、前記回転軸の周囲を囲む側周面であり、
前記第２面は、前記側周面に交わる方向に延びる端面であり、
前記第３面は、前記回転軸に沿う方向に対して傾斜する傾斜面である、
砥石。
前記砥石は、
前記第１面に設けられ、前記第１面に交わる方向に延びる複数の第１柱部と、
前記第２面に設けられ、前記第２面に交わる方向に延びる複数の第２柱部と、
前記第３面に設けられ、前記第３面に交わる方向に延びる複数の第３柱部と、を備え、
前記第１柱部、前記第２柱部及び前記第３柱部のそれぞれは、
前記被加工物を加工する際に前記被加工物に接触する複数の砥粒と、
前記複数の砥粒を結合する結合材と、を備える、
請求項１に記載の砥石。
前記第１柱部、前記第２柱部及び前記第３柱部は、それぞれ、筒状に形成される、
請求項２に記載の砥石。
前記傾斜面は、前記側周面と前記端面を繋ぐように前記回転軸に沿う方向において前記側周面と前記端面の間に位置し、
前記砥石は、
前記回転軸及び前記第１面に沿って延びる矩形波板状をなす２つの第１波板部と、
前記回転軸及び前記第２面に沿って延びる矩形波板状をなす２つの第２波板部と、
前記回転軸及び前記第３面に沿って延びる矩形波板状をなす２つの第３波板部と、を備え、
前記２つの第１波板部は、それぞれ、第１矩形波部を有し、前記砥石の周方向において互いに前記第１矩形波部が向き合うように重ね合わされることにより筒状の前記第１柱部が形成され、
前記２つの第２波板部は、それぞれ、第２矩形波部を有し、前記砥石の前記周方向において互いに前記第２矩形波部が向き合うように重ね合わされることにより筒状の前記第２柱部が形成され、
前記２つの第３波板部は、それぞれ、第３矩形波部を有し、前記砥石の前記周方向において互いに前記第３矩形波部が向き合うように重ね合わされることにより筒状の前記第３柱部が形成される、
請求項３に記載の砥石。
前記２つの第１波板部における前記第３波板部に近い下端は、前記２つの第３波板部における前記２つの第１波板部に近い上端に前記周方向に重なる、
請求項４に記載の砥石。
前記２つの第３波板部における前記第２波板部に近い下端は、前記２つの第２波板部の前記砥石の径方向の外側の端部に前記周方向に重なる、
請求項４又は５に記載の砥石。
請求項１から６の何れか１項に記載の砥石と、
前記砥石を保持する砥石ホルダーと、
前記砥石ホルダーに固定され、前記砥石の前記回転軸に沿って延びるシャフトと、
前記シャフトを軸回転させる駆動部と、を備える、
工作機械。