JP3035486B2 - ダイヤモンドドレッサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンドドレッサ
に関し、特に耐久性と安定したドレッシング性能を得る
技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダイヤモンドがその一部を露出した状態
で埋設されたドレッシング面を有し、回転している研削
砥石の研削面にそのドレッシング面を押し付けることに
より研削砥石のドレッシング、即ち目立ておよび形直し
を行うダイヤモンドドレッサが知られている。たとえば
実開昭５４−１３８１９４号公報に記載されているよう
に、長手方向に同様の矩形断面を有する柱状ダイヤモン
ドが、その一端が露出する状態でドレッシング面の摩擦
方向に沿って複数本埋設されたブレード形ドレッ サがそ
れである。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】これによれば、粒状ダイヤモ
ンドに比較してダイヤモンドの脱落が生じ難くしかもダ
イヤモンドが摩耗してもその断面形状が変化しないので
ドレッシング条件が安定する。しかし、上記矩形断面を
構成する４辺のうち互いに平行な２辺がドレッシング面
の摩擦方向に対して直角となるように配置されているの
で、上記矩形断面の４辺のうち切れ刃として作用する上
流側の辺がドレッシング面の摩擦方向に対して直角とな
ることから、砥粒に対する切れ味や破砕効率が十分でな
くしかも破砕された砥粒の流れにより形成される溝が上
記摩擦方向に対して直角となる辺の上流側近傍において
深く形成されるので、ダイヤモンドドレッサの耐久性が
十分に得られないという欠点があった。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、切れ味がよく耐
久性に優れたダイヤモンドドレッサを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】斯る目的を達成するため
の本発明の要旨とするところは、ダイヤモンドが埋設さ
れたドレッシング面を有し、そのドレッシング面を研削
砥石の研削面に押しつけて該研削砥石のドレッシングを
行う形式のダイヤモンドドレッサにおいて、長手方向に
おいて略同様な矩形断面を備えた柱状ダイヤモンドを、
その柱状ダイヤモンドの端面が前記ドレッシング面に露
出した状態でそのドレッシング面の摩擦方向に沿って複
数本配設し、且つその矩形断面の対角線をそのドレッシ
ング面の摩擦方向と略平行としたことにある。

【０００６】

【作用および発明の効果】このようにすれば、柱状ダイ
ヤモンドの矩形断面の対角線の方向がドレッシング面の
摩擦方向と略平行とされていることから、矩形断面を構
成する４辺のうちの上流側の２辺がドレッシング方向に
対して斜めになり、その２辺の稜線が斜めの切り刃とし
て機能することによって砥粒に対する切れ味が高めら
れ、砥粒が能率よく破砕される。これにより、少ない消
費電力でドレッシング作業が行われるとともに、ダイヤ
モンドの摩耗が少なくなってダイヤモンドドレッサの耐
久性が高められる。また、柱状ダイヤモンドの矩形断面
を構成する４辺のうちの上流側の２辺がドレッシング方
向に対して楔状に斜めとなることから、上記矩形断面を
構成する４辺のうちの互いに平行な２辺がドレッシング
方向に対して直角となるように配設される場合に比較し
て、柱状ダイヤモンドにより破砕された砥粒の流れによ
り柱状ダイヤモンドの上流側近傍に形成される溝が浅く
なるので、柱状ダイヤモンドの残り長さが短くなっても
好適に脱落が防止されて、耐久性が一層高められる利点
がある。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【０００８】図１に示すブレード形ドレッサ１０は、後
述のドレッシング装置のホルダ２６により把持される円
柱状のシャンク部１２と、そのシャンク部１２から軸方
向に続いて一体に形成された平板状のドレッシング部１
４とから金属製本体が構成されている。ドレッシング部
１４は、先端部に長方形のドレッシング面１６を備えて
おり、全体として厚肉平板状に形成されている。そし
て、長手方向において同様な四角形の断面形状を備えた
複数本（本実施例では４本）の柱状ダイヤモンド１８
が、その端面が前記ドレッシング面１６と実質的に同一
面となるように露出し且つ並列した状態でドレッシング
部１４に埋設されている。図２は上記柱状ダイヤモンド
１８の端面が露出しているドレッシング面１６を示して
いる。

【０００９】上記柱状ダイヤモンド１８は、単結晶の合
成ダイヤモンドから板状に劈開され且つレーザビームを
用いて切断されることにより、（１，１，０）面の端面
と、（１，１，１）面および（２，１，１）面の互いに
平行な一対の側面とを備えており、上記端面が一平面上
に位置した状態で互いに平行となるように配列されて、
焼結金属２０により埋設されている。それらの柱状ダイ
ヤモンド１８は、その 矩形断面が配列方向に菱形となる
ようにすなわちその矩形断面の対角線がドレッシング方
向（ドレッシング面１６の長手方向すなわち摩擦方向）
に平行となるように、且つそのドレッシング方向に沿っ
て複数本配列されている。そして、柱状ダイヤモンド１
８は、たとえば０．６mm^W ×０．６mm^T ×３mm^L 程度の
外形寸法を備え、それらの相互間隔Ｄ（芯間距離）は、
２．０mm程度に設定されている。

【００１０】以上のように構成されたブレード形ドレッ
サ１０は、図３に示すように、ブレード形ドレッサ１０
が、その柱状ダイヤモンド１８の配列面が研削砥石２２
の回転軸と直角となる姿勢で、ホルダ２６によって把持
されるとともに、ドレッシング面１６が所定の切込み量
に対応する分だけ研削砥石２２の研削面に向かって押し
込まれる。この研削砥石２２の研削面は、円筒研削盤、
平面研削盤、心なし研削盤では３０〜５０ｍ／秒、ラッ
プ盤では３〜４ｍ／秒、両頭平面研削盤、内面研削盤で
は３０ｍ／秒程度の周速で回転させられており、上記ブ
レード形ドレッサ１０は、その研削砥石２２の回転軸に
平行な方向へ一定の速度で研削面の幅寸法だけ片道行程
或いは往復行程分移動させられる。これにより、研削砥
石２２の研削面の外周形状が高精度に整えられると同時
に、研削砥石２２の研削性能が回復させられる。

【００１１】 このようなドレッシング工程においては、
柱状ダイヤモンド１８の端面によって、研削砥石２２の
表面の砥粒および結合剤が削り落とされるとともに砥粒
が破砕されるが、同時に柱状ダイヤモンド１８の端部お
よびドレッシング部１４を構成する焼結金属２０も磨滅
し、ドレッシング面１６が後退させられる。

【００１２】 本実施例のブレード形ドレッサ１０におい
ては、上記のようにドレッシング面１６が後退させられ
ても、柱状ダイヤモンド１８の端面形状が変化せず、ま
た粒状ダイヤモンドと比較して脱粒がないので、ブレー
ド形ドレッサ１０の消耗過程において、ドレッシング性
能の変化やダイヤモンドの脱粒に起因して、研削砥石２
２の研削面のばらつきを発生させたり或いは研削加工さ
れるワークの精度を低下させることが解消される。

【００１３】また、上記ブレード形ドレッサ１０では、
その端面がドレッシング面１６において同一面となるよ
うに露出した状態で金属製本体に埋設されていることか
ら、ドレッシングに際して柱状ダイヤモンド１８の先端
が回転中の研削砥石２２の研削面に接触させられても、
端面がドレッシング面１６と同一面となるように柱状ダ
イヤモンド１８が金属製本体に埋設されているので、柱
状ダイヤモンド１８の欠損や折損が防止される。このた
め、その柱状ダイヤモンド１８の欠損や折損に起因する
耐久性の低下やドレッシング性能の不安定が好適に抑制
される。また、端面がドレッシング面１６と同一面とな
るように柱状ダイヤモンド１８が金属製本体に埋設され
ていることから、当初から金属製本体が研削砥石に接触
しているので、ドレッシング条件の変化に起因する研削
砥石の研削面精度やその研削砥石の研削加工精度のばら
つきが解消され、安定したドレッシング性能が得られる
ようになっている。

【００１４】 また、上記ブレード形ドレッサ１０では、
柱状ダイヤモンド１８が、その四角状端面の対角線がド
レッシング面１６において研削砥石２２との摩擦方向と
平行となる姿勢で配列されている。このように構成され
たブレード形ドレッサ１０によれば、上記四角状端面を
構成する４辺のうちの上流側の２辺に対応する切刃が楔
状の姿勢となって研削砥石２２の研削面の摩擦方向に対
して斜めとなることから、上記２辺の稜線が斜めの切り
刃として機能することによって砥粒に対する切れ味が高
められ、砥粒が能率よく破砕されるので、少ない消費電
力でドレッシング作業が行われるとともに、ダイヤモン
ドの摩耗が少なくなってダイヤモンドドレッサの耐久性
が高められる。また、上記矩形断面を構成する４辺のう
ちの互いに平行な２辺がドレッシング方向に対して直角
となるように配設される場合に比較して、柱状ダイヤモ
ンドにより破砕された砥粒の流れが楔状に斜めとなる上
流側の２辺に沿って流れることから、その砥粒の流れに
より柱状ダイヤモンドの上流側近傍に形成される溝が浅
くなるので、柱状ダイヤモンドの残り長さが短くなって
も好適に脱落が防止されて、耐久性が一層高められる利
点がある。

【００１５】 上記ブレード形ドレッサ１０の柱状ダイヤ
モンド１８は、 単結晶の（１，１，０）面がその端面と
して露出するようにカットされている。この柱状ダイヤ
モンド１８では、図４(a) または(b) に示すように、実
線の矢印に示す摩耗容易方向と、破線の矢印に示す耐摩
耗方向とが存在することが知見された。このことから、
図５に示すように、上記破線の矢印に示す耐摩耗方向が
柱状ダイヤモンド１８の配列方向、すなわち研削面に対
するドレッシング方向と可及的に平行となるように、ブ
レード形ドレッサ１０が構成されている。

【００１６】 図１７、図１８、図１９は、図１の実施例
のブレード形ドレッサ１０のドレッシング性能試験結果
を図２０のダイヤモンドドレッサ７０と対比して示して
いる。このダイヤモンドドレッサ７０では、前記柱状ダ
イヤモンド１８がその矩形断面を構成する４辺のうち互
いに平行な２辺がドレッシング面１６の摩擦方向に対し
て直角となり、他の２辺が平行となるように構成されて
いる。本 試験条件は、以下の表１および表２に示す通り
である。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】 図１７、図１８、および図１９から明らか
なように、図１の実施例のブレード形ドレッサ１０（試
料２）と図２０のダイヤモンドドレッサ７０（試料１）
とは、柱状ダイヤモンド１８の脱落がなくしかも摩耗に
伴ってその断面形状が変化しないので、従来の粒状のダ
イヤモンドを配列したドレッサにおいて観察されるよう
な急激な摩耗の変化や仕上面粗さの変化がなく安定的に
推移する特徴がある。これに加えて、ブレード形ドレッ
サ１０（試料２）では、単結晶の柱状ダイヤモンド１８
の矩形の断面の対角線方向がドレッシング面１６の摩擦
方向と略平行とされていることから、矩形断面を構成す
る４辺のうちの上流側の２辺の稜線が切れ刃として機能
することによって切れ味が高められて砥粒が能率よく破
砕されるので、柱状ダイヤモンド１８の端面の摩耗が少
なくなってその耐久性が高められる。このため、柱状ダ
イヤモンド１８の端面における耐摩耗方向がドレッシン
グ面１６の摩擦方向と略平行とされていることと相まっ
て、図１７に示すドレッサ摩耗寸法から明らかなよう
に、上記試料２は、試料１に対してドレッサ摩耗寸法が
数分の１となり、格段に長い耐久寿命を備えるととも
に、図１９に示す消費電力から明らかなように、ドレッ
シング時の消費電力が小さくなるという効果が得られる
のである。同じドレッシング条件下で消費電力が小さい
ということは切れ味がよいということを示しており、ま
た、図１８に示すように仕上げ面粗さＲ_max が大きいと
いうことは砥石の研削面がドレッシングにより一層好ま
しい状態となっていることを示している。

【００２０】 なお、図６ に示すように、上記破線の矢印
に示す耐摩耗方向がドレッシング方向と一致するように
柱状ダイヤモンド１８を配列してブレード形ドレッサ１
０を構成してもよい。この場合には、柱状ダイヤモンド
１８の矩形断面の対角線の方向は、ドレッシング方向に
対して略平行となる。

【００２１】 また、図７に示すように、上記破線の矢印
に示す耐摩耗方向が柱状ダイヤモンド１８の配列方向す
なわちドレッシング方向と一致するように柱状ダイヤモ
ンド１８がカットされてもよいのである。なお、上記耐
摩耗方向は、柱状ダイヤモンド１８の端面を回転してい
る砥石に押し付けたり或いは他の回転体に押し付けたり
したときの端面の筋の発生状態からも比較的簡単に確認
できるが、その耐摩耗方向が高い精度で特定され得るも
のではない。したがって、各図の破線に示される耐摩耗
方向にはたとえば数度乃至十度程度のばらつきが含まれ
ている。

【００２２】 図８ は、本発明が適用されたロータリドレ
ッサ３０の使用状態を示している。図において、ロータ
リドレッサ３０は全体として円盤状を成し、回転駆動装
置３２の回転軸に取り付けられている。回転駆動装置３
２は、その回転軸が研削砥石２２の回転軸と平行となる
ように且つその回転軸と平行な方向へ移動可能に配設さ
れている。上記研削砥石２２のドレッシングに際して
は、回転駆動装置３２は、ロータリドレッサ３０を回転
駆動しつつ、ロータリドレッサ３０の外周に設けられて
いる円環状のドレッシング面４６を回転している研削砥
石２２の研削面に押しつけるとともに、ロータリドレッ
サ３０をその回転軸に平行な方向へ上記研削面の幅に対
応した行程で片道或いは往復移動させる。

【００２３】 上記ロータリドレッサ３０は、たとえば以
下のように製作される。先ず、図９に示す断面形状を備
えた円盤状の本体３４を用意する。この本体３４の外周
縁部には、回転軸に平行な周面３６と回転軸に直角なフ
ランジ面３８とから成る環状凹部４０が形成されてい
る。そして、上記フランジ面３８上に多数本の柱状ダイ
ヤモンド１８を所定の間隔で放射状に配設する。この柱
状ダイヤモンド１８の配設に際しては、配置位置或いは
配置姿勢を安定化するために接着材にて柱状ダイヤモン
ド１８を固定する。この場合、上記フランジ面３８に、
柱状ダイヤモンド１８を位置決めしたり或いは姿勢を安
定させたりするための溝を予め形成し、その溝を利用し
て固定してもよい。次いで、電着製品を製作する際によ
く行われるように、ニッケル電解メッキによって上記フ
ランジ面３８にニッケルメッキ層４２を形成し、柱状ダ
イヤモンド１８をニッケルメッキ層４２内に埋設する。
図１０はこの状態を示している。そして、上記ニッケル
メッキ層４２の形状が研削或いは研磨加工によって図１
１に示すように整えられた後、凹み内に樹脂４４が充填
されて形状が仕上げられる。図１２はこの状態を示して
いる。なお、上記ニッケルメッキ層４２および樹脂４４
に替えて、焼結金属やロウ材が用いられてもよい。

【００２４】 上記のように構成されたロータリドレッサ
３０の外周面、すなわちドレッシング面４６には柱状ダ
イヤモンド１８の端面が露出しているが、前述のブレー
ド形ドレッサ１０と同様に、柱状ダイヤモンド１８は種
々の形態で配設される。たとえば、図１３は、前記図５
または図７と同様に柱状ダイヤモンド１８がそのドレッ
シング面４６の摩擦方向に沿って配列されたロータリド
レッサ３０の例をそれぞれ示している。また、図１４
は、柱状ダイヤモンド１８を２列に且つ交互に配列した
ロータリドレッサ３０の例を示している。この図１４に
示すロータリドレッサ３０によれば、どの瞬間において
もいずれかの柱状ダイヤモンド１８が研削砥石２２の研
削面を削っているので、ドレッシングが連続的に行われ
る利点がある。

【００２５】 図１５ は、カップ状のロータリドレッサ５
０の例を示している。このロータリドレッサ５０は、有
底円筒状を成す本体５２と、その本体５２の外周面に対
して角度θだけ傾斜した円環状のドレッシング面５４に
埋設された多数本の柱状ダイヤモンド１８とを備えてい
る。たとえば、上記角度θが４５°であると、上記柱状
ダイヤモンド１８はロータリドレッサ５０の回転軸心に
対して４５°傾斜して交差する線に沿ってそれぞれ配置
されている。図１６も、カップ状のロータリドレッサ５
８の例を示している。このカップ状のロータリドレッサ
５８は、有底円筒状を成す本体６０と、その本体６０の
端面である円環状のドレッシング面６２に埋設された多
数本の柱状ダイヤモンド１８とを備えている。本実施例
では、柱状ダイヤモンド１８がドレッシング面５４の摩
擦方向に沿い且つカップ状のロータリードレッサ５８の
回転軸心と平行に配設されている。

【００２６】 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。

【００２７】 たとえば、前述の実施例では、一平面上に
おいて４本の柱状ダイヤモンド１８が互いに平行に配列
された形式のブレード形ドレッサ１０、環状の外周面に
多数の柱状ダイヤモンド１８が配列された形式のロータ
リドレッサ３０、５０、５８について説明されていた
が、その柱状ダイヤモンド１８の外形寸法はたとえば
０．３〜１．７mm^W ×０．３〜１．７mm^T ×１〜６mm^L
程度の範囲内から、ドレッシングすべき研削砥石に応じ
て選択することができる。

【００２８】 また、前述の実施例のドレッシング面１
６、４６、５４、６２は、直線或いは円周方向に１列若
しくは２列に柱状ダイヤモンド１８が配列されていた
が、３列以上に配列されていてもよいのである。

【００２９】また、前述の実施例のドレッシング面１
６、４６、５４、６２は、直線或いは円環状に形成され
ていたが、研削砥石が総型の研削面を備えた場合には、
その複雑な形状の総型の研削面に対応した形状のドレッ
シング面が形成されてもよい。このような総型ドレッサ
のドレッシング面においても、端面が露出する状態で多
数本の柱状ダイヤモンド１８が埋設されることにより構
成され得る。

【００３０】 また、前述の実施例では、柱状ダイヤモン
ド１８が焼結金属２０や電気的に析出させたニッケルメ
ッキ層によって固定されていたが、他の方法によって固
定されても差支えない。

【００３１】 なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲にお
いて種々の変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブレード型ドレッサを示す
斜視図である。

【図２】図１のドレッシング面を示す図である。

【図３】図１のブレード型ドレッサを用いたドレッシン
グ作業を説明する図である。

【図４】図１のドレッサに用いられている柱状ダイヤモ
ンドの各面において、(a) は結晶方位を示す図であり、
(b) は耐摩耗性に関連する結晶軸方向を示す図である。

【図５】図２における耐摩耗方向を破線の矢印にて説明
する図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す図２に相当する図で
ある。

【図７】本発明の他の実施例を示す図２に相当する図で
ある。

【図８】本発明の他の実施例のロータリドレッサの使用
状態を説明する図である。

【図９】図８のロータリドレッサの製造工程を説明する
図である。

【図１０】図８のロータリドレッサの製造工程を説明す
る図である。

【図１１】図８のロータリドレッサの製造工程を説明す
る図である。

【図１２】図８のロータリドレッサの製造工程を説明す
る図である。

【図１３】図８のロータリドレッサのドレッシング面に
おける柱状ダイヤモンドの配列例を示す図である。

【図１４】本発明の他の実施例のロータリドレッサであ
って、ドレッシング面における柱状ダイヤモンドの配列
例を示す図１３に相当する図である。

【図１５】本発明の他の実施例であるカップ状ロータリ
ドレッサを示す図である。

【図１６】本発明の他の実施例であるカップ状ロータリ
ドレッサを示す図である。

【図１７】図１に示すダイヤモンドドレッサのドレッシ
ング性能を示す図であって、ドレッシング回数に対する
ドレッサ摩耗寸法の変化を示す図である。

【図１８】図１に示すダイヤモンドドレッサのドレッシ
ング性能を示す図であって、ドレッシング回数に対する
仕上げ面粗さを示す図である。

【図１９】図１に示すダイヤモンドドレッサのドレッシ
ング性能を示す図であって、消費電力の変化を示す図で
ある。

【図２０】図１７、図１８、図１９の試料１に相当する
ダイヤモンドドレッサを示す図である。

【符号の説明】

１０：ブレード型ドレッサ（ダイヤモンドドレッサ） １６、４６、５４、６２：ドレッシング面 １８：柱状ダイヤモンド ２２：研削砥石 ３０：円盤状ロータリドレッサ ５０、５８：カップ状ロータリドレッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 道倉 保宏 京都府向日市鶏冠井町馬司８番地９ ク イーンダイヤ株式会社内 (56)参考文献 実開 昭54−138194（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−113448（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−47858（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−69666（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 53/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤモンドが埋設されたドレッシング
   面を有し、該ドレッシング面を研削砥石の研削面に押し
   つけて該研削砥石のドレッシングを行う形式のダイヤモ
   ンドドレッサにおいて、 長手方向において略同様な矩形断面を備えた柱状ダイヤ
   モンドを、該柱状ダイヤモンドの端面が前記ドレッシン
   グ面に露出した状態で該ドレッシング面の摩擦方向に沿
   って複数本配設し、且つ該矩形断面の対角線を該ドレッ
   シング面の摩擦方向と略平行としたことを特徴とするダ
   イヤモンドドレッサ。
2. 【請求項２】 円盤状或いは円筒状の本体を備え、前記
   ドレッシング面は該円盤状或いは円筒状の本体の外周部
   に設けられた円環状のドレッシング面である請求項１の
   ダイヤモンドドレッサ。
3. 【請求項３】 シャンク部とこの一端に固設された平板
   状のドレッシング部とを備え、前記ドレッシング面は該
   ドレッシング部の先端面に設けられた長手状のドレッシ
   ング面である請求項１のダイヤモンドドレッサ。