JP2682796B2 - 研削砥石のドレッシング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、研削砥石、特に微細な
結晶を備えた多結晶セラミックスから成る砥粒が用いら
れた研削砥石のドレッシング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属やセラミックス等の被削材の表面を
除去加工し、所望の形状或いは表面粗さを得る研削加工
に用いられる研削砥石は、適切な研削比或いは仕上げ面
粗さを維持するために、定期的にドレッシングを行い、
砥石表面に切刃を生成する必要がある。

【０００３】ところで、上記研削砥石としては、従来か
らＷＡ砥粒等の一般砥粒が用いられた研削砥石や、ダイ
ヤモンド砥粒等の超砥粒が用いられた研削砥石が使用さ
れてきたが、一般砥粒が用いられた研削砥石と超砥粒が
用いられた研削砥石との研削比（除去被削材量／砥石摩
耗量）には大きな差があり、超砥粒が用いられた研削砥
石の有用性は高いものの、高価格であると共に専用のド
レッシング装置が必要であるため汎用性に欠けるという
問題があった。そこで、比較的低価格で一般砥粒を用い
た研削砥石よりも高い研削比を有する研削砥石として、
サブミクロンサイズの微細な結晶を備えた多結晶セラミ
ックスから成る砥粒（以下セラミックス砥粒という）が
用いられた研削砥石が使用されるようになった。この研
削砥石によれば、用いられている砥粒の靭性が高く、且
つ研削中にその砥粒の先端が結晶単位で微小に破砕して
刃先が自生するため、一般砥粒が用いられた研削砥石に
比して高い研削比が得られるのである。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】ところが、上記のセラミック
ス砥粒が用いられた研削砥石を、従来の一般砥粒が用い
られた研削砥石と同様なドレッシング方法によってドレ
ッシングすると、研削比は一般砥粒が用いられた研削砥
石に比較して高い値が得られるものの、ドレッシング後
の状態は好適な切刃が生成され難いため、切れ味が低下
して研削加工時の消費電力が高くなる一方、高能率に加
工を行う場合には研削焼けなど、被削材の加工品位を損
なうと共に、多数の被削材を研削加工する場合には加工
数が増加するに従って被削材の面粗度が著しく低下する
という問題があった。すなわち、従来のドレッシングに
おいては、回転中の研削砥石に対してその表面に沿った
方向にのみ移動させられるドレッサによりドレッシング
を行うことから、砥粒には接線方向のみの外力が働く。
このとき、従来の例えばＷＡ砥粒が用いられた研削砥石
では砥粒が単結晶であると共に靭性が低いため、その砥
粒が大きく破砕されて比較的粗い切刃が生成され、所定
の切れ味が得られるのであるが、上記セラミックス砥粒
が用いられた研削砥石では、砥粒の靭性が高いため、ド
レッシングが施されてもその砥粒の先端が平坦にされる
に留まり、微小な刃先が好適に再生できないのである。
なお、難削材の研削加工を目的としない場合には、コス
トダウンの目的で上記セラミックス砥粒にＡｌ₂ Ｏ₃ や
ＳｉＣ等の溶融グレインを骨材として適宜混合した研削
砥石が用いられるが、そのような研削砥石にも上記と同
様な問題がある。

【０００５】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は、上記のセラミックス砥粒
が用いられた研削砥石の適切なドレッシング方法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための第１の手段】斯かる目的を達成
するため、第１発明のドレッシング方法の要旨とすると
ころは、上記セラミックス砥粒が用いられた研削砥石の
研削面を、ドレッサを用いてドレッシングする方法であ
って、そのドレッサを研削砥石の研削面に対して接近離
隔する方向に切込量の０．５倍以上の振幅で微振動させ
つつドレッシングすることにある。

【０００７】

【作用および第１発明の効果】このようにすれば、セラ
ミックス砥粒が用いられた研削砥石をドレッシングする
に際して、ドレッサが研削砥石表面に対して接近離隔す
る方向に切込量の０．５倍以上の振幅で微振動させられ
た状態で研削砥石表面に押圧されるため、砥粒を構成す
る微細結晶の粒界破壊に基づき、上記ドレッサの微振動
に応じて、ミクロンサイズの微小な刃先が再生される。
この場合において、ドレッサの微振動の振幅（上ピーク
から下ピークまでの変動の幅すなわちピークツーピーク
振幅をいう）が、切込量（すなわちドレッシングによっ
て除去される研削面の厚さ）の０．５倍以上の値にされ
ていることから、再生される刃先のサイズは極めて微小
になる。したがって、セラミックス砥粒が用いられた研
削砥石の能力を充分に発揮させることが可能となり、研
削比は従来のドレッシング方法の場合と同等に維持され
る一方、多数の被削材を研削加工する際にも加工された
被削材の面粗度の低下が少なくなって、ドレッシング間
隔を長くすることが可能であると共に、常に高い切れ味
が得られて研削加工時の消費電力の増加が避けられる。

【０００８】

【０００９】因みに、本発明のドレッシング方法によっ
た研削砥石を用いて被削材の研削加工を行った場合に
は、ドレッシング時の振動振幅比（すなわち、振幅／切
込量）が大きくなるに連れて、研削砥石の研削面に一層
微小な刃先が再生されるため、被削材の研削加工後の面
粗度が向上するが、その面粗度は研削加工条件によって
決定される値に収束し、上記の振動振幅比が０．５以上
の場合にその値に略等しい良好な面粗度が得られる。こ
こで、上記の振幅の値は音響負荷抵抗を８００Ｎ・ｓ／
ｍとして測定した値であり、実際のドレッシング時のも
のとは必ずしも一致しない。なお、上記の振動振幅比の
増大に伴って研削加工時の消費電力が増大し、上述のよ
うに振動振幅比が０．５以上の範囲では面粗度の大きな
向上は期待できないため、上記値が０．５以上の範囲で
比較的小さい値、例えば０．５乃至１程度の範囲が消費
電力をできるだけ低くするためには望ましい。

【００１０】

【課題を解決するための第２の手段】 また、前記目的を
達成するための第２発明の要旨とするところは、前記セ
ラミックス砥粒が用いられた研削砥石の研削面を、ドレ
ッサを用いてドレッシングする方法であって、そのドレ
ッサをその研削砥石の研削面に対して接近離隔する方向
に微振動させつつ、その研削面に垂直な軸線と直交する
方向に関するその研削面とそのドレッサとの相対移動速
度を、その研削面に当接するそのドレッサの先端面のそ
の相対移動方向の長さとその微振動の振動数との積の値
以下としてドレッシングすることにある。

【００１１】

【作用および第２発明の効果】 このようにすれば、セラ
ミックス砥粒が用いられた研削砥石をドレッシングする
に際して、ドレッサが研削砥石表面に対して接近離隔す
る方向に微振動させられ、且つその研削面に垂直な軸線
と直交する方向に関するその研削面とそのドレッサとの
相対移動速度が、その研削面に当接するそのドレッサの
先端面のその相対移動方向の長さとその微振動の振動数
との積の値以下とされる。そのため、ドレッサが微振動
させられた状態で研削砥石表面に押圧されるため、砥粒
を構成する微細結晶の粒界破壊に基づき、上記ドレッサ
の微振動に応じて、ミクロンサイズの微小な刃先が再生
される。この場合において、それら研削面とドレッサと
の相対移動速度が、ドレッサの先端面のその相対移動方
向の長さとその微振動の振動数との積の値以下とされて
いることから、研削面とドレッサが上記方向に相対移動
させられる際に、ドレッサの先端面が研削砥石の研削面
全面に当接させられる。したがって、研削面に露出して
いるセラミックス砥粒の全てに微小刃先が好適に再生さ
れて研削砥石の研削能力にムラが生じないため、被削材
の面粗度がその全面に亘って均一且つ良好となる。

【００１２】ここで前記第１発明および第２発明におい
て、好適には、前記ドレッサが、前記研削面に対して接
近離隔する方向の微振動に加えて、その接近離隔する方
向の微振動の軸線回りのねじり微振動、およびその研削
面に当接するそのドレッサの先端面が上記軸線と垂直な
方向に接近離隔するたわみ微振動のうち、少なくとも一
方の微振動をさせられる。このようにすれば、ドレッサ
に研削面と平行な方向の振動成分が付加されるため、研
削面の平坦度が向上する。また、ねじり微振動およびた
わみ微振動の両方の微振動を付加した場合には、研削面
の平坦度の向上に加えて、ドレッシング抵抗が低減させ
られて消費電力が低くなると共に、ドレッサの摩耗が減
少する。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例であるドレッシ
ング方法を説明する図である。ドレッシング装置は、研
削砥石１０が固定される回転軸１２を備えており、この
回転軸１２が図示しない回転駆動手段によって回転させ
られることにより、研削砥石１０が図の矢印方向へ回転
させられる。また、ドレッシング装置は、図示しない駆
動手段により図１における紙面と垂直な方向に往復移動
可能とされたドレッサ移動部材１４と、そのドレッサ移
動部材１４に固定されたドレッサ保持装置１６と、上記
ドレッサ保持装置１６に微振動可能に保持され、柱状に
カットされた単結晶ダイヤモンド等が埋め込まれたダイ
ヤモンドドレッサ１８を保持する振動駆動手段としての
振動駆動装置２０とを備えている。この振動駆動装置２
０は、リード２２によって超音波発振器２４に接続され
ており、その超音波発振器２４からの駆動信号によって
図の矢印方向、すなわち研削砥石１０の研削面２５に接
近離隔する方向に微振動させられる。

【００１５】上記ドレッサ保持装置１６は、図２に詳細
を示すように、例えば円板状部材２６上に、円筒状部材
２８、受け部材３０および押え部材３２が、それぞれの
軸心が一致するように順次積み重ねられて構成されてい
る。円筒状部材２８は、シール部材３４を介してボルト
等によって円板状部材２６に固定されており、その円板
状部材２６に近い位置の側面には、前記リード２２を通
すための段付き穴３６が設けられている。受け部材３０
および押え部材３２は、それぞれ円筒状部材２８よりも
小さい内径を有するリング状を成しており、上記円筒状
部材２８の円板状部材２６とは反対側の端部に、シール
部材３８を介して、ボルト等によって固定されている。
受け部材３０の円筒状部材２８側の端部には、その端面
を延長するように内径方向に僅かに張り出した薄肉の張
出部４０が備えられており、一方、押え部材３２の受け
部材３０側の端面の内周側には、その内周面を延長する
ように受け部材３０側に突き出す周状突部４２が備えら
れている。これら張出部４０および周状突部４２によ
り、ドレッサ保持装置１６の上部側内周面には、周溝４
４が形成されている。なお、上記ドレッサ保持装置１６
を構成する各部材は、何れもＳＳ鋼材或いはＳＵＳ鋼材
から形成されている。

【００１６】また、上記振動駆動装置２０は、例えばア
ルミニウム合金（ＪＩＳ Ｈ４０４０に規定されるＡ５
０５６等）に電歪振動子が組み合わされて成るもので、
上記受け部材３０および押え部材３２の内径よりも小さ
い直径を備えた円柱状部材４６と、基端部の直径が円柱
状部材４６と略同等にされると共に先端部がやや先細り
にされ、基端部側すなわち円柱状部材４６側中間部に基
端部よりも大きな直径の薄肉の鍔状部４８を備えた円錐
台状部材５０とが、チタン酸バリウム等から成る縦型電
歪振動子５１を介して例えば接着等によって一体的に組
み立てられて構成されている。円錐台状部材５０の上記
先端部には、その先端面に開口する有底のネジ穴５２が
設けられており、このネジ穴５２に、前記ドレッサ１８
が螺着されている。振動駆動装置２０は、例えばシリコ
ンゴムから成る一対のＯリング５４，５４を介して、上
記鍔状部４８が前記周溝４４内に保持されることによっ
てドレッサ保持装置１６に取り付けられることで音響的
損失が小さくされ、効率良く駆動される。また、上記周
溝４４の底面と鍔状部４８の外周面との間には、鍔状部
４８とドレッサ保持装置１６との直接接触を防止するた
めに、例えばポリエステルプラスチックから成る薄肉円
筒状シート５６が備えられている。

【００１７】上記縦型電歪振動子５１の上下両面（円柱
状部材４６および円錐台状部材５０との接合面）には、
前記リード２２が接続された一対の電極５５，５５が固
着されており、縦型電歪振動子５１はこの一対の電極５
５，５５に交流電圧が印加されることによって、その電
圧に応じた周期で図２における上下方向に伸長或いは収
縮させられることにより振動させられる。この縦型電歪
振動子５１を備えた振動駆動装置２０は、前記超音波発
振器２４からの駆動信号に従って、例えば共振周波数３
３ｋHz、振動力１８０Ｎ、振幅２．５μｍ程度の縦振動
モードで、図１の矢印方向に微振動させられる。なお、
上記の振動力および振幅は、何れも音響負荷抵抗が８０
０Ｎ・ｓ／ｍの条件下で測定した値である。また、超音
波発振器２４は、１００Ｖの交流電圧を受けて振動帰還
発振によって上記駆動信号を発するものであり、２０〜
５０Ｗの範囲で連続的に出力が可変とされている。ま
た、前記段付穴３６の大径側底部には、防水のためシリ
コンゴムから成るＯリング５８が備えられている。

【００１８】前記研削砥石１０は、例えばセラミックス
砥粒に所定の割合（０％を含む）でＡｌ₂ Ｏ₃ やＳｉＣ
等の溶融グレインを混合して、例えばビトリファイドボ
ンド或いはレジノイドボンド等により結合したものであ
る。上記セラミックス砥粒は、例えばサブミクロンサイ
ズの高純度アルミナ微粉末を所定の大きさ、例えば数１
０乃至数１００μｍに造粒し、比較的低温で焼結させる
ことによって得られるもので、サブミクロンサイズの微
細な結晶を備えた多結晶体である。このセラミックス砥
粒は、結晶が極めて小さく且つ高純度であって結晶粒界
にガラス層が殆ど存在しないため、従来のＷＡ砥粒等の
一般砥粒に比べて高い靭性を備えている。そのため、研
削加工に用いられた際に砥石の摩耗が少なく高い研削比
が得られると共に高い加工精度が得られ、また、ドレッ
シングの間隔を長くすることが可能である。更に、従来
のＷＡ砥粒等は単結晶で構成されているため結晶の方向
性によって劈開し易く、摩耗が進むと大きく破砕して切
れ味が低下する（すなわち、切刃の自生が殆ど行われな
い）のに対し、上記セラミックス砥粒は、微細結晶を備
えた多結晶体で構成されているため結晶の方向性による
劈開が生じず、微細結晶の粒界破壊に基づいてミクロン
サイズの微小な切刃が自生されて、長期間に亘って優れ
た切れ味が保たれるという特徴を有する。このため、高
い研削能力が要求される難削材の研削加工には、特に上
記溶融グレインの混合割合が０％、すなわちセラミック
ス砥粒１００％から成る研削砥石が用いられる。

【００１９】上記の研削砥石１０は、前述のように構成
されたドレッシング装置により、例えば表１に示される
条件で、研削砥石１０を図１の矢印方向へ回転させると
共に、ドレッサ１８をその研削砥石１０の研削面２５す
なわち外周面に押圧しつつドレッサ移動部材１４によっ
て図１における紙面と垂直な方向へ往復移動させて、ド
レッシングが行われる。このとき、振動駆動装置２０が
超音波発振器２４からの駆動信号に基づいて、図２に示
される鍔状部４８を節として微振動させられることによ
って、その振動駆動装置２０の先端に螺着されているド
レッサ１８は、図１の矢印方向すなわち研削砥石１０の
研削面２５に接近離隔する方向に微振動させられる。

【００２０】

【表１】

【００２１】ここで、図３乃至図５は、上記のドレッシ
ング方法を施した、例えば表２に示す規格の研削砥石１
０を用いて、例えば表３に示される条件で円筒研削盤に
よって丸棒鋼材を研削した場合の研削加工時の消費電
力、鋼材の研削後の面粗度、研削砥石１０の径方向の摩
耗寸法（半径の減少量）を、それぞれドレッサ１８を微
振動させない従来のドレッシング方法を施した研削砥石
による場合と比較して示すものであり、●が本実施例の
ドレッシング方法による場合を、○が従来のドレッシン
グ方法による場合を示す。図より明らかなように、本実
施例によれば、多数の鋼材を研削加工した場合の砥石の
摩耗量（すなわち研削比に対応する値）は従来の場合と
同等に維持される一方、加工された鋼材の面粗度の低下
が少ないため、１回のドレッシングによって多数の鋼材
の研削加工が可能である。例えば、図４に破線で示すよ
うに鋼材に要求される面粗度をＲｚで３．２μｍ程度と
した場合に、従来の方法では２０個程度の加工が限界で
あったのに対し、本実施例によればその１．５倍程度す
なわち３０個程度の加工が可能である。また、本実施例
のドレッシング方法による場合には、研削加工時の消費
電力が従来に比較して低くなる。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】すなわち、本実施例によれば、セラミック
ス砥粒が用いられた研削砥石１０を繰り返しドレッシン
グして用いる場合に、高い研削比が再現されるだけでは
なく、常に研削砥石１０本来の切れ味が再現されるため
研削加工時の消費電力が低減されると共に、１回のドレ
ッシングによって長時間に亘り加工物の面粗度を良好に
保つことが可能であるためドレッシングの間隔を長くで
きるのである。

【００２５】更に、本実施例のドレッシング方法によれ
ば、ドレッサ１８に微振動が加えられているため負荷が
減少し、ドレッサ１８の摩耗量が従来のドレッシング方
法に比較して約３０％減少する。そのため従来のドレッ
シング方法を実施する場合に比較してドレッサ１８の寿
命が１．４倍程度に向上する。

【００２６】図６は、本実施例のドレッシングの原理を
説明する図である。図６(a) に示すように、ドレッサ１
８が研削砥石１０の研削面２５に沿って図の右方向（す
なわち研削砥石１０表面の接線方向）に移動させられる
場合に、ドレッサ１８はその移動方向と直角な方向すな
わち図における上下方向に、振動駆動装置２０の微振動
に伴って微振動させられる。このとき、砥粒６２は、多
結晶体であるため粒界破壊され易く、このため、図６
(b) に示すように、砥粒６２の先端面には、その振動の
周期、振幅、上記移動速度、および砥粒６２を構成する
結晶の大きさ等に応じて、微小な切刃６４が形成され
る。そのため、セラミックス砥粒６２本来の高い研削比
と切れ味が得られるのである。これに対して、微振動が
伴わない上記従来のドレッシングによると、前述のよう
に砥粒６２の靭性が高いため、図６(c) に示されるよう
に、その先端が上記移動方向と平行な平坦な面６６にさ
れてしまう。したがって、多結晶体である砥粒６２本来
の微小な切刃が形成されず、十分な切れ味が得られない
ため、研削加工時に砥粒の先端が好適に微小破壊され
ず、砥粒が大きく破砕されるか若しくは脱落させられる
ことにより、多数の被削材を加工する場合に、加工数が
増加するに従って被削材の面粗度の著しい低下が生じる
のである。なお、図において、６８はボンド、７０は気
孔である。

【００２７】なお、ドレッシングを行う際のドレッサ１
８の微振動の振幅（前述の測定条件による値）は、ドレ
ッシング時の切込量との相対関係において、被削材の良
好な面粗度が得られる値に設定されるが、その相対関係
である振動振幅比（振幅／切込量）の値と、前述の表３
に示した研削加工条件下での被削材の面粗度との関係、
および研削加工時の消費電力との関係は、図７および図
８に示されるようになる。すなわち、振動振幅比が大き
くなるに従って被削材の面粗度は向上し、振動振幅比が
０．５以上の領域では加工条件で決定される一定値（上
記の加工条件下ではＲｚで約２μｍ）に収束する。そし
て、研削加工条件が異なる場合にも収束する面粗度の値
は異なるものの、この傾向は同様であり、したがって、
被削材の面粗度を充分良好にするためには、振動振幅比
を０．５以上とすることが適当である。一方、振動振幅
比の増大に伴って研削加工時の消費電力も増大するた
め、実際の使用状態においては、充分な面粗度が得られ
る範囲で可及的に小さい振動振幅比を選択することが好
ましく、図８から明らかなように０．５乃至１程度とす
るのが良い。なお、図７および図８は、振幅を一定値
（２．５μｍ）とし、ドレッシング時の切込量を変更す
ることによって振動振幅比を変化させている。また、前
述の実施例においては、表１に示したドレッシング条件
から明らかなように、振動振幅比は０．５である。

【００２８】また、研削砥石１０の周速度すなわちドレ
ッサ１８に対する研削面２５の相対移動速度をｖ（ｍ／
ｓ）、ドレッサ１８の振動数すなわち超音波発振器２４
の共振周波数をｆ（Ｈｚ）、ドレッサ１８の先端の研削
面２５とドレッサ１８との相対移動方向の長さをｄ
（ｍ）としたとき、研削砥石１０の周速度ｖおよびドレ
ッサ１８の振動数ｆは ｖ≦ｆ・ｄ を満たすように設
定されることが望ましい。図９に模式的に示すように、
図の矢印方向にドレッサ１８と研削砥石１０の研削面２
５とが相対移動させられるとき、ｖ／ｆはドレッサ１８
の一回の振動当たりの研削面２５との相対移動距離、す
なわち、先端が研削砥石１０の研削面２５に１回当たっ
て（実線で示す位置）から次に当たる（破線で示す位
置）までの相対移動距離である。したがって、その値が
図に示すようにドレッサ１８の先端のその相対移動方向
の長さｄよりも小さく設定されていれば、ドレッサ１８
の実線で示す位置と破線で示す位置とに重なりが生じて
いることから明らかなように、少なくともその相対移動
方向に関してはドレッサ１８の先端面が研削面２５の全
面に確実に当たることになる。したがって、このように
すれば研削面２５の表面に露出しているセラミックス砥
粒６２の全てに微小刃先が好適に再生されて研削砥石１
０の研削能力にムラが生じないため、被削材の面粗度が
その全面に亘って均一且つ良好となる。

【００２９】なお、前述の実施例においては、図１に示
されるようにドレッサ１８および振動駆動装置２０を、
その軸心が研削砥石１０の研削面２５に対して直角な方
向すなわち径方向と一致する方向に位置させ、その研削
面２５に直角な方向に微振動させたが、図１０(a) (b)
に示すように、研削砥石１０の回転軸１２に垂直な面或
いは回転軸１２を通る面（すなわち研削面２５の法線Ｈ
を含む面）に対して、ドレッサ１８および振動駆動装置
２０の軸心すなわち振動方向が所定の角度φ或いはψを
成すようにしても良い。このようにすれば、研削面２５
に垂直な方向のドレッサ１８の振幅の成分、すなわち作
用振幅は、ドレッサ１８の振動振幅に cosφまたは cos
ψ或いは cosφ・ cosψを乗じたものとなって、上記角
度φおよびψを変更することによって制御することが可
能となり、実際の振幅の変更が困難な場合にも必要な作
用振幅が得られる。前述の振動振幅比の設定に際して
は、上記のようにドレッサ１８の振動方向が傾けられた
場合には実際の振動振幅に代えて作用振幅を用いる必要
があり、したがって、ドレッシング時の切込量との関係
で作用振幅を変更したい場合には、上記角度φおよびψ
を変更すれば良いのである。更に、上記のようにドレッ
サ１８を所定の角度傾けることによって、ドレッサ１８
の微振動には、研削面２５に垂直な成分に平行な成分す
なわち振動振幅の正弦成分（振動振幅に sinφまたは s
inψ或いは sinφ・ sinψを乗じたもの）が加わり、ド
レッシング時の砥石除去粉の排出が容易となり研削面２
５の目詰まりが減少する。

【００３０】また、前述の実施例においては、ドレッサ
１８に与えられた微振動は、研削砥石１０の研削面２５
に接近離隔する方向Ａの縦微振動のみであったが、図１
１の矢印Ｂに示されるようにドレッサ１８の軸心回りの
ねじり微振動や、矢印Ｃに示されるように研削面２５に
当接するドレッサ１８の先端面がその軸方向と垂直な方
向にその軸に接近離隔するたわみ微振動の一方或いは両
方が縦微振動と共に与えられても良い。一方のみが加え
られた場合には、研削面２５に沿った方向の微振動によ
ってその研削面２５の平坦度が向上し、被削材の面粗度
や平坦度が向上する。また、両方が加えられた場合に
は、上記の効果に加えて、ドレッシング時の抵抗が減少
し、ドレッサ１８の摩耗が減少することによってドレッ
シング効率が向上する。

【００３１】なお、上述のように縦微振動に他の振動モ
ードが複合された振動をドレッサ１８に与えるための複
合振動駆動装置は、図１２乃至図１５に模式的に示す複
合振動子により実現されるものである。

【００３２】図１２は、縦微振動にねじり微振動が付加
される場合の複合振動駆動装置７２の構成を示す図であ
る。この複合振動駆動装置７２は、前記の振動駆動装置
２０において円錐台上部材５０と縦型電歪振動子５１と
の間にねじり電歪振動子７４を備えて成るものである。
縦型電歪振動子５１とねじり電歪振動子７４との間にも
電極５５が備えられており、両振動子５１，７４には、
所望の振幅および周波数の微振動が行われるように、そ
れぞれ所定の駆動信号が超音波発振器２４から供給され
る。そして、複合振動駆動装置７２は、上記ねじり電歪
振動子７４がねじり微振動させられることによって、そ
の軸心回りすなわち図１１におけるＢの方向にねじり微
振動させられると共に、縦型電歪振動子５１の縦微振動
によって図１１のＡの方向に縦微振動させられ、複合振
動させられるのである。上記ねじり電歪振動子７４は、
例えば図１３に示されるように構成されたものである。
すなわち、扇型形状の複数の厚み辷り振動子７６を全体
の形状が円形となるように配列し、その円形の軸心方向
両面から電圧を印加すると、図に矢印で示すようにその
軸心方向両面に互いに異なる方向の辷りが生じる。した
がって、円形に配列した複数の厚み辷り振動子７６に、
それぞれ同一平面に位置する面がその軸心回りに同じ方
向に辷るように電圧を印加すると、ねじり電歪振動子７
４全体がその軸心回りにねじられ、印加される電圧が交
流電圧であれば、ねじりの方向はその周波数に応じて反
転を繰り返し、ねじり振動が生じるのである。

【００３３】図１４は、縦微振動にたわみ微振動が付加
された複合振動駆動装置７８の構成を示す図である。こ
の複合振動駆動装置７８は、図１４(a) に示すように角
柱状部材８０上に３つの縦型電歪振動子８２，８４，８
６がそれぞれ一方の面において固着されると共に、それ
ぞれの振動子８２，８４，８６の他方の面において円錐
台状部材５０が固着されて構成されている。振動子８
２，８４，８６の境界およびその境界に平行な側面には
電極８８がそれぞれ設けられており、それぞれの電極８
８にはリード２２が接続されている。そして、縦型電歪
振動子８２，８４，８６は、超音波発振器２４からの駆
動信号に従い、縦型振動の横効果によって複合振動駆動
装置７８の軸方向（すなわち図における上下方向）に振
動させられる。このとき、振動子８２と８６とは互いに
位相が１８０°異なる駆動信号で、同様な振幅となるよ
うに振動させられ、これによって複合振動駆動装置７８
は図１１におけるＢの方向のたわみ微振動をさせられ
る。そして、振動子８２，８６の間に位置する振動子８
４は、図１４における上下方向に振動を与えるため、複
合振動駆動装置７８は複合振動させられるのである。

【００３４】図１５は、縦微振動にねじり微振動および
たわみ微振動の両方が付加された複合振動駆動装置９０
の構成を示す図である。角柱状部材８０の上側には、た
わみ複合振動子９２、電極５５、ねじり電歪振動子７
４、電極５５および円錐台状部材５０が順に固着されて
いる。たわみ複合振動子９２は、前記の縦型電歪振動子
８２，８４，８６によって構成されており、その側面お
よび境界には電極８８が設けられている。この複合振動
駆動装置９０は、振動子７４からねじり振動が、複合振
動子９２から縦振動およびたわみ振動がそれぞれ与えら
れ、これにより図１１におけるＡ、Ｂ、Ｃの各方向の振
動が複合された複合振動をさせられる。

【００３５】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。

【００３６】例えば、前述の実施例においては、平形砥
石に対してドレッシングを施した場合を説明したが、カ
ップ状砥石や超仕上げ砥石等のドレッシングをする場合
にも本発明は適用される。

【００３７】また、振動駆動装置２０の振幅や振動周波
数等の条件や、その他のドレッシング条件は、ドレッサ
１６の寸法・形状等や、砥粒６２に形成しようとする切
刃の大きさ・形状等に応じて適宜定められるものであ
り、比較的大きな砥粒６２を用いた研削砥石１０を用意
すれば、上記条件を変更することによって粗研削用にも
精密研削用にも対応することが可能である。なお、前述
の実施例においては、ドレッシングの際にスパークアウ
トを行わなかったが、１乃至数回のスパークアウトを実
施しても良い。

【００３８】また、前述の実施例においては、ドレッサ
１８が振動駆動装置２０に比較して小さく、ドレッサ１
８は、ドレッサ保持装置１６に振動駆動装置２０を介し
て保持されていたが、ドレッサ１８が比較的大きく、鍔
状部４８と同様に振動の節と成り得る鍔状部を設けるこ
とが可能な場合には、振動駆動装置２０に鍔状部４８を
設けず、ドレッサ１８の鍔状部によってドレッサ保持装
置１６に保持させるようにしても良い。また、ドレッサ
１８をドレッサ保持装置１６に対して振動不能に固定
し、ドレッサ保持装置１６が微振動可能にドレッサ移動
部材１４に取り付けられて構成されていても良い。何れ
にしても、ドレッサ保持装置１６によって、ドレッサ１
８が研削砥石１０の研削面に対して接近離隔する方向、
ねじり方向、或いはたわみ方向に微振動可能に保持さ
れ、振動駆動装置２０等の振動駆動手段によって微振動
させられるように構成されていれば、本発明の効果が得
られるのである。なお、ドレッサ１８やドレッサ保持装
置および振動駆動手段等の構成や寸法等は、必要な微振
動の振幅や振動周波数および振動力等によって適宜決定
されるものである。

【００３９】また、ドレッサとしては、実施例で示した
柱状にカットされた単結晶ダイヤモンドが埋設されたド
レッサ１８の他に、単結晶ダイヤモンドが多数埋設され
たドレッサが用いられても良い。

【００４０】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種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のドレッシング方法を説明す
る図である。

【図２】図１の振動子部の断面構造を示す図である。

【図３】図１の構成のドレッシング装置によりドレッシ
ングを施した研削砥石を用いて研削加工を行った場合の
消費電力を、従来のドレッシング方法によった研削砥石
を用いて研削加工を行った場合と対比して示す図であ
る。

【図４】研削加工後の被削材の面粗度を説明する図であ
って図３に対応する図である。

【図５】研削加工後の研削砥石の摩耗量を説明する図で
あって図３に対応する図である。

【図６】図１のドレッシングの原理を説明する図であっ
て、(a) はドレッシング前を、(b) は本実施例のドレッ
シング後を、(c) は従来の方法のドレッシング後を示す
図である。

【図７】図１の実施例において振動振幅比の影響を被削
材の面粗度について説明する図である。

【図８】図１の実施例において振動振幅比の影響を研削
加工時の消費電力について説明する図である。

【図９】図１の実施例においてドレッサの先端寸法と振
動数、およびドレッサと研削面との相対移動速度の関係
を説明する図である。

【図１０】本発明の他の実施例を説明する図であり、
(a) は研削砥石の軸心と垂直な面に対してドレッサの振
動方向を傾斜させた場合、(b) はその軸心を通る面に対
して振動方向を傾斜させた場合である。

【図１１】本発明の更に他の実施例を説明する図であ
り、ドレッサに複合振動を与えたものである。

【図１２】図１１の実施例に用いられる複合振動子の一
例の構成を示す図であって、ねじり振動が付加されたも
のである。

【図１３】図１２の複合振動子に用いられるねじり振動
子の原理を説明する図である。

【図１４】図１１の実施例に用いられる他の複合振動子
の一例の構成を示す図であって、たわみ振動が付加され
たものであり、(a) は正面図を、(b) は(a) におけるｂ
−ｂ断面図を示す。

【図１５】図１１の実施例に用いられる更に他の複合振
動子の一例の構成を示す図であって、ねじり振動および
たわみ振動の両方が付加されたものである。

【符号の説明】

１０：研削砥石 １４：ドレッサ移動部材 １６：ドレッサ保持装置 １８：ドレッサ ２０：振動駆動装置 ２５：研削面

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微細な結晶を備えた多結晶セラミックス
   から成る砥粒が用いられた研削砥石の研削面を、ドレッ
   サを用いてドレッシングする方法であって、 該ドレッサを該研削砥石の研削面に対して接近離隔する
   方向に切込量の０．５倍以上の振幅で微振動させつつド
   レッシングすることを特徴とする研削砥石のドレッシン
   グ方法。
2. 【請求項２】 微細な結晶を備えた多結晶セラミックス
   から成る砥粒が用いられた研削砥石の研削面を、ドレッ
   サを用いてドレッシングする方法であって、 該ドレッサを該研削砥石の研削面に対して接近離隔する
   方向に微振動させつつ、該研削面に垂直な軸線と直交す
   る方向に関する該研削面と該ドレッサとの相対移動速度
   を、該研削面に当接する該ドレッサの先端面の該相対移
   動方向の長さと該微振動の振動数との積の値以下として
   ドレッシングすることを特徴とする研削砥石のドレッシ
   ング方法。
3. 【請求項３】 前記ドレッサが、前記研削面に対して接
   近離隔する方向の微振動に加えて、該接近離隔する方向
   の微振動の軸線回りのねじり微振動、および該研削面に
   当接する該ドレッサの先端面が該軸線と垂直な方向に接
   近離隔するたわみ微振動のうち、少なくとも一方の微振
   動をさせられるものである請求項１または２の研削砥石
   のドレッシング方法。