JP3102715B2 - 研削砥石 - Google Patents
研削砥石Info
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Description
に、繊維強化プラスチック製の砥石コアを有する研削砥
石に関するものである。
石コア、あるいはスチールやアルミニウム合金等の金属
製の砥石コアの表面にダイヤモンドやCBN(立方晶窒
化硼素)等の超砥粒あるいはアルミナや炭化珪素等の一
般砥粒を多数固着して成る研削砥石が知られている。か
かる研削砥石にて被削材を研削する際には、加工能率や
砥石寿命を高めるために砥石の回転速度を一層速くする
ことが望まれるが、上記樹脂製の砥石コアを有する研削
砥石においては、高速回転時の遠心力により砥石コアが
比較的大きく伸びることにより、被削材の加工精度を充
分に得難い場合があるとともに、砥粒を含む砥粒固着層
と砥石コアとの伸び率の差により砥粒固着層が剥がれて
飛散する場合もあった。また、上記金属製の砥石コアを
有する研削砥石においては、高速回転時の研削熱により
砥石コアひいては砥石全体が比較的大きく膨張するた
め、被削材の加工精度を充分に得難い場合があるととも
に、重量が比較的重くなるため、砥石を回転駆動するた
めのモータ等の負荷が大きくなるという欠点があった。
願して公開された特開平3−234474号公報に記載
されているように、プラスチック中に繊維を分散させて
成る複合材(所謂繊維強化プラスチック)にて砥石コア
を構成することにより、砥石コアの高速回転時における
伸びおよび熱膨張や重量を共に低減することが提案され
ている。
報に記載の研削砥石においても、未だ、被削材の加工精
度が充分に得られるとは必ずしも言い難い。すなわち、
上記公報に記載の研削砥石においては、砥粒はビトリフ
ァイドボンド、レジノイドボンド、あるいはメタルボン
ドにて繊維強化プラスチック製の砥石コアに接着される
ようになっているので、砥粒およびボンドを含む砥粒固
着層が比較的厚くなることが避け難く、その砥粒固着層
の重量が比較的重くなることから、特に高速回転時にお
ける砥粒固着層の遠心力ひいては砥石コアの伸びが比較
的大きくなり、これにより、被削材の加工精度を充分に
得難い場合があるのである。
ものであって、その目的とするところは、繊維強化プラ
スチック製の砥石コアの表面に多数の砥粒が固着されて
成る研削砥石において、高速回転時における被削材の加
工精度を一層好適に得ることができる研削砥石を提供す
ることにある。
の第1発明の要旨とするところは、繊維強化プラスチッ
ク製の砥石コアの表面に多数の砥粒が固着されて成る研
削砥石であって、(a)前記砥石コアの取付穴よりも外
周側に位置する部分が外周側へ向かう程肉厚が薄くさ
れ、且つ30〜70容積%の強化繊維を含む繊維強化プ
ラスチック製の砥石コアと、(b)前記砥粒がメッキ層
により前記砥石コアの外周面に固着された一層の砥粒固
着層とを含むことにある。また、上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、繊維強化プラスチ
ック製の砥石コアの表面に多数の砥粒が固着されて成る
研削砥石であって、(a)30〜70容積%の強化繊維
を含み、且つ比弾性が2.0×10-9以下である繊維強
化プラスチック製の砥石コアと、(b)前記砥粒がメッ
キ層により前記砥石コアの外周面に固着された一層の砥
粒固着層とを含むことにある。
プラスチック製の砥石コアの表面に一層の砥粒がメッキ
層により固着されることによって研削砥石が構成される
ので、繊維強化プラスチック製の砥石コアの表面に砥粒
をビトリファイドボンド等で接着して成る研削砥石の場
合における砥粒およびボンドを含む砥粒固着層に比べ
て、砥粒およびメッキ層を含む砥粒固着層の厚みを一層
薄くし得て砥粒固着層の重量を一層軽くし得るため、高
速回転時における砥粒固着層の遠心力を一層小さくし得
るとともに、それに伴って砥石コアの伸びを一層小さく
し得ることにより、被削材の加工精度を一層好適に得る
ことができる。
くし得ることから、高速回転時に砥粒固着層が破壊する
ようなことが万一あったとしても作業者等の被害を好適
に抑制できる利点がある。
細に説明する。
は、繊維強化プラスチック製の円板状の砥石コア12
と、その砥石コア12の外周面14に設けられた砥粒固
着層16とから成る。砥石コア12は、その中心部に厚
み方向に貫通する第1取付穴18を有し且つ第1取付穴
18の周りに厚み方向にそれぞれ貫通する複数(本実施
例においては8個)の第2取付穴20を有している。
面を図3に拡大して示すように、砥石コア12の外周面
14に無電解メッキにて固着された薄い第1メッキ層2
2と、その第1メッキ層22の表面に電気メッキにて固
着された薄い第2メッキ層24と、その第2メッキ層2
4により第1メッキ層22を介して砥石コア12の外周
面14に固着され、たとえば#80程度の粒度を有する
CBN(立方晶窒化硼素)製の多数の砥粒26とを備え
ている。上記第1メッキ層22はたとえば1μm〜50
μm程度の厚みを有しているとともに、上記第2メッキ
層24は、たとえば、砥粒の粒径の55%程度の厚みを
有している。本実施例においては、上記第1メッキ層2
2および第2メッキ層24がクレームにおけるメッキ層
に相当する。なお、図2の断面部分において、第1メッ
キ層22および第2メッキ層24の図示は省略されてい
る。
にして形成されたものである。すなわち、まず、砥石コ
ア12の外周面14に脱脂,化学エッチング,触媒化等
の前処理を施した後、その前処理が施された砥石コア1
2の外周面14の一部をニッケルイオン等の金属イオン
を含むメッキ液に浸漬し且つその砥石コア12をゆっく
りとした一定速度で第1取付穴18の軸心回りに回転さ
せることにより、砥石コア12の外周面14に上記金属
イオンによる金属が逐次還元析出させられて上記第1メ
ッキ層22が形成される。次に、この砥石コア12の第
1メッキ層22に酸洗い等の前処理を施した後、その前
処理が施された砥石コア12をニッケルイオン等の金属
イオンを含み且つ砥粒26が多数混入させられたメッキ
液中に浸漬して、砥石コア12の第1メッキ層22を陰
極としてメッキ液中の所定の陽極との間に所定条件にて
直流電流を通す。これにより、第1メッキ層22の表面
に上記金属イオンによる金属が電解析出させられて上記
第2メッキ層24が形成されるとともに、その第1メッ
キ層22の表面への金属の電解析出と同時にメッキ液中
の砥粒26が第1メッキ層22の表面に付着することに
より、砥粒26が第2メッキ層24により第1メッキ層
22に固定されて上記砥粒固着層16を得る。この砥粒
固着層16は、薄い第1メッキ層22および第2メッキ
層24と、その第2メッキ層24に一部が埋設された一
層の砥粒26とから構成されているので、砥粒固着層1
6全体での厚みは充分薄くて砥粒固着層16の重量は充
分軽いと言うことができる。
その第1取付穴18および第2取付穴20において図示
しない研削装置の回転駆動軸に固定され、その回転駆動
軸がモータにて回転させられて研削砥石10が第1取付
穴18の軸心回りに回転させられることにより、砥粒固
着層16の外周面が図示しない被削材の被削平面と摺接
させられつつその被削平面の研削が行われることとな
る。
以下のようにして行った。すなわち、研削砥石10とし
ては、砥粒固着層16はそれぞれ同様であって、中硬度
のエポキシ樹脂にカーボン繊維を60容量%分散させた
砥石コア12を有するもの、中硬度のエポキシ樹脂にア
ラミド繊維を60容量%分散させた砥石コア12を有す
るもの、および中硬度のポリイミド樹脂にカーボン繊維
を60容量%分散させた砥石コア12を有するものの3
種類を用意し、それら3種類の研削砥石10について以
下の研削条件で研削試験を行った。また、比較のため
に、繊維で強化されていない中硬度のポリエチレン樹脂
製およびポリプロピレン樹脂製の砥石コアの表面にそれ
ぞれビトリファイドボンドにてCBN砥粒を固着して成
る研削砥石、および、鋼(S55C)製やアルミニウム
(JIS−A6061)製の砥石コアの表面にCBN砥
粒を一層だけ電着して成る研削砥石についても同一条件
で研削試験を行った。その結果を表1に示す。なお、本
実施例の研削砥石10の砥石コア12および比較例の研
削砥石の砥石コアは、共に、外径305mm×第1取付
穴18の径76.2mm×厚み15mmの寸法を有する
ものを用いた。また、上記カーボン繊維およびアラミド
繊維は、共に、直径が5μm〜20μm程度のものを用
いた。 砥石回転周速度:2700m/min テーブル送り速度:20m/min 切込量:5μm/pass 被削材材質:SKH51 被削材寸法:長さ300mm×幅10mm
0の高速回転時における砥石コア12の伸びは、比較例
4,5に比べて数百分の1以下と著しく小さくなってお
り且つ比較例6,7に比べても比較的大幅に小さくなっ
ていることが判るとともに、実施例1〜3の研削砥石1
0の砥石コア12の熱膨張係数は、比較例4,5と略同
等であって比較例6,7に比べて充分小さくなっている
ことが判る。したがって、実施例の1〜3の研削砥石1
0の砥石コア12は、熱膨張係数および高速回転時の伸
びが共に充分に小さいという特徴を有している。また、
実施例1〜3の研削砥石10における上記伸びは、特開
平3−234474号公報に記載された、繊維強化プラ
スチック製の砥石コアの表面にCBN製砥粒をビトリフ
ァイドボンド等で接着して成る研削砥石における伸びよ
りも更に小さくなっている。
おいては、砥石コア12がプラスチック製であることに
より砥石コア12の充分小さな熱膨張係数が実現されて
いると考えられる一方、砥石コア12が繊維強化プラス
チック製であるのに加えて、上記公報の研削砥石の砥粒
およびボンドを含む砥粒固着層に比べて砥粒固着層16
が一層薄くて軽いことにより回転時における砥粒固着層
16の遠心力が一層小さくなることから、高速回転時に
おける砥石コア12の一層小さな伸びが実現されている
と考えられる。
ラスチック製の砥石コア12の外周面14に第1メッキ
層22,第2メッキ層24,および砥粒26から成る薄
くて軽い砥粒固着層16が形成されることにより研削砥
石10が構成されているので、特に高速回転時における
砥粒固着層16の遠心力ひいては砥石コア12の伸びを
一層小さくすることができ、これにより、被削材の加工
精度を一層好適に得ることができる。
の重量を一層軽くすることができることから、高速回転
時において砥粒固着層16が破壊するようなことが万一
あったとしても作業者等の被害を好適に抑制できる利点
がある。
繊維強化プラスチック製であって軽く且つ砥粒固着層1
6の重量も軽いことから、研削砥石10全体での重量が
一層軽くなり、これにより、研削砥石10を回転駆動す
るためのモータ等の負荷が一層軽減される等の利点があ
る。
は砥粒26を砥石コア12に固着するための金属製の第
1メッキ層22および第2メッキ層24を有して構成さ
れていて良好な熱伝導性を備えているので、研削熱の放
熱効果が好適に得られる利点がある。
第2取付穴20よりも外周側に位置する部分は外周側へ
向かう程肉厚が薄くされており、砥石コア12の径方向
における重量分布は外周側へ向かう程軽くなるので、砥
石コア12の遠心力が好適に低減されることとなり、こ
れによっても高速回転時における砥石コア12の伸びを
一層小さくすることができる利点がある。
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。
による第1メッキ層22を介して電気メッキによる第2
メッキ層24により砥粒26が砥石コア12に固着され
ているが、必ずしもその必要はなく、たとえば、無電解
メッキ層だけで砥粒を砥石コアに固着することもできる
し、あるいは、砥石コアを構成する繊維強化プラスチッ
クを導電性樹脂およびカーボン等の導電性繊維にて構成
すること等により電気メッキ層だけで砥粒を砥石コアに
固着することもできる。
22と同様の機能を有する薄膜を真空蒸着などにて形成
することも可能である。
は砥粒26の粒径の2分の1より僅かに大きい程度の厚
みを有しているが、必ずしもその必要はない。
ック製の砥石コア12としてエポキシ樹脂やポリイミド
樹脂を有し且つカーボン繊維やアラミド繊維を有するも
のが用いられており、エポキシ樹脂中にカーボン繊維を
30〜70容量%程度含有するものがより好ましいので
あるが、必ずしもその必要はなく、たとえば、ポリアミ
ド樹脂やフェノール樹脂などを有するものや、シリコン
カーバイド繊維,ボロン繊維,アルミナ繊維,シリカ繊
維,ガラス繊維,あるいはチラノ繊維などを有するもの
を用いてもよい。
BN超砥粒が用いられているが、ダイヤモンド超砥粒、
あるいは、アルミナや炭化珪素製の一般砥粒などを用い
てもよい。
実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。
欠いて示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 繊維強化プラスチック製の砥石コアの表
面に多数の砥粒が固着されて成る研削砥石であって、前記砥石コアの取付穴よりも外周側に位置する部分が 外
周側へ向かう程肉厚が薄くされ、且つ30〜70容積%
の強化繊維を含む繊維強化プラスチック製の砥石コア
と、 前記砥粒がメッキ層により前記砥石コアの外周面に固着
された一層の砥粒固着層とを含むことを特徴とする研削
砥石。 - 【請求項2】 繊維強化プラスチック製の砥石コアの表
面に多数の砥粒が固着されて成る研削砥石であって、 30〜70容積%の強化繊維を含み、且つ比弾性が2.
0×10-9以下である繊維強化プラスチック製の砥石コ
アと、 前記砥粒がメッキ層により前記砥石コアの外周面に固着
された一層の砥粒固着層とを含むことを特徴とする研削
砥石。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04305083A JP3102715B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 研削砥石 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04305083A JP3102715B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 研削砥石 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06126637A JPH06126637A (ja) | 1994-05-10 |
JP3102715B2 true JP3102715B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=17940910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04305083A Expired - Fee Related JP3102715B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 研削砥石 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3102715B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102470505A (zh) * | 2009-07-16 | 2012-05-23 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 用于修整cmp垫的具有平且一致平面形貌的研磨工具及制造方法 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP04305083A patent/JP3102715B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102470505A (zh) * | 2009-07-16 | 2012-05-23 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 用于修整cmp垫的具有平且一致平面形貌的研磨工具及制造方法 |
US8721395B2 (en) | 2009-07-16 | 2014-05-13 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive tool with flat and consistent surface topography for conditioning a CMP pad and method for making |
CN102470505B (zh) * | 2009-07-16 | 2014-07-30 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 用于修整cmp垫的具有平且一致平面形貌的研磨工具及制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06126637A (ja) | 1994-05-10 |
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