JP3122341B2

JP3122341B2 - カップ状砥石

Info

Publication number: JP3122341B2
Application number: JP07196276A
Authority: JP
Inventors: 公寿渡辺
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1995-08-01
Publication date: 2001-01-09
Anticipated expiration: 2015-08-01
Also published as: JPH0938866A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カップ状砥石に関
し、特に、湿式研削時における研削焼けや切り屑の溶着
などを防止する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】環状の周壁とその一端に設けられた底壁
とを備えてカップ状を成し、軸心回りに回転させられ
て、その周壁の他端面に備えられた砥石部が被削平面と
摺接させられることにより、その被削平面を研削する形
式のカップ状砥石が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、斯かるカッ
プ状砥石を用いて湿式平面研削を行う場合には、通常、
そのカップ状砥石の外周側からその砥石部と被削材との
摺接部分近傍に向かって研削液が放射されるが、カップ
状砥石の研削面と被削材の被削平面とは面接触させられ
ることから、それら研削面と被削平面との摺接部分に砥
石の外周側から研削液を充分に供給することは困難であ
り、これにより、研削能率を維持しようとすると、研削
焼けや切り屑の溶着などを生ずるという問題があった。

【０００４】これに対し、研削液導入穴が設けられた回
転軸と、その研削液導入穴へ研削液を供給するための研
削液供給管をシール部材によりシールしつつ接続する接
続装置とを備えた研削液導入装置を使用することによ
り、回転軸に固定されたカップ状砥石内へその回転軸内
を通して研削液を導入することが提案されている。この
ようにすれば、カップ状砥石内へ導入された研削液を砥
石の回転に伴う遠心力により砥石と被削材との摺接部分
に好適に供給し得るため、上記研削焼けや切り屑の溶着
などを好適に防止し得ると考えられる。しかし、この場
合には、研削液供給管と回転軸とを接続する接続装置の
構造が複雑となるのに加えて、研削液に混入した砥粒や
切り屑などにより接続装置のシール部材が損傷させられ
るのを回避するために研削液を濾過するためのフィルタ
装置として高性能のものを用いねばならないため、研削
液導入装置が高価となる欠点がある。また、カップ状砥
石が小型の場合においては、それを固定するための回転
軸の径も小さくなるため、その回転軸に研削液導入穴を
設けると回転軸の剛性が損なわれるおそれがある。

【０００５】一方、たとえば本出願人が先に出願して公
開された特開平６−２３６７４号公報に記載されている
ように、カップ状砥石の底壁を貫通する研削液導入穴を
有し、その研削液導入穴を通してその周壁の内側へ研削
液を供給することが提案されている。このようにすれ
ば、底壁の外面側から研削導入穴に供給された研削液
は、遠心力の作用に従って砥石部と被削平面との接触部
に供給される。したがって、上記のような高価な研削液
導入装置を要することなく且つ回転軸の剛性を損なうこ
となく、カップ状砥石内へ供給された研削液により研削
焼けや切り屑の溶着などを好適に防止し得ると考えられ
る。

【０００６】しかし、この場合においても、未だ解決す
べき問題を有している。すなわち、研削液導入穴を通し
て上記のカップ状砥石の内側に供給された研削液は、研
削液導入穴から出た後は、直ちに被削平面上に放出され
て何等作用力を与えられなくなるため、カップ状砥石の
内面に滞留し、継続して底壁の外面側に供給される研削
液に対する流通抵抗となる。このため、研削液導入穴内
を流通中の研削液に遠心力により与えられる力が減じら
れて、研削液が十分に砥石部に供給されないという問題
が低速回転時や大径のカップ状砥石の場合に生じた。

【０００７】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、その目的とするところは、砥石部に研削
液を十分な流量で供給し得るカップ状砥石を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、環状の周壁とその一
端に設けられた底壁とを備えてカップ状を成す台金部材
と、該底壁の該周壁とは反対側の外面中央部に突設され
た軸部と、該軸部の周りに形成された環状溝と、該環状
溝の底面からその底壁を貫通する研削液導入穴を有し、
その研削液導入穴を通してその周壁の内側へ研削液が供
給されつつ軸心回りに回転させられてその周壁の他端面
に備えられた砥石部が被削平面と摺接させられることに
よりその被削平面を研削する形式のカップ状砥石であっ
て、前記研削液導入穴の前記底壁の内面側開口部をその
底壁内面から所定距離離隔して覆う本体部を備えてその
底壁に固着されると共に、その本体部のその底壁側の一
面であって、外周側へ向かうにしたがって底壁から離隔
する斜面に外周側へ向かうに従って前記回転の方向とは
反対方向に向かう複数の羽根部が周方向に所定間隔で立
設されている回転翼車を含むことにある。

【０００９】

【発明の効果】このようにすれば、研削液導入穴の底壁
内面側開口部をその底壁内面から所定距離離隔して覆
い、且つ、その底壁側の一面であって、外周側へ向かう
にしたがって底壁から離隔する斜面に外周側へ向かうに
従って砥石の回転方向とは反対方向に向かう複数の羽根
部が周方向に所定間隔で立設されている本体部を備えた
回転翼車が、カップ状砥石の底壁に固着される。このた
め、回転するカップ状砥石の外側からその底壁に向かっ
て放射されることにより、その底壁の研削液導入穴内に
供給されて、その底壁の内面側すなわち周壁の他端側に
向かわせられた研削液は、その研削液導入穴の底面内壁
側開口部を覆う回転翼車の本体部に向かって供給され
る。このとき、この本体部の底面側の一面上に設けられ
た羽根部はポンプの如き作用をするため、研削液は、そ
の圧送力により加速されて周壁側すなわち砥石部側へ向
かわせられる。

【００１０】したがって、研削液がポンプ作用によって
周壁側に強制的に送液されることとなり、カップ状砥石
の内部に研削液が滞留することにより減じられる遠心力
が補われて、砥石部に研削液を十分な流量で供給し得る
カップ状砥石が得られる。このため、例えばアルミニウ
ム等の目詰まりを生じ易い被削材を研削加工する場合に
も、研削焼け等を発生させ難いこととなる。

【００１１】ここで、好適には、前記周壁の他端面に備
えられた砥石部は、径方向に貫通する切欠部が周方向に
所定の間隔で設けられたものである。このようにすれ
ば、カップ状砥石の内側に供給された研削液がその切欠
部を通して排出され易くなるため、研削液の流通抵抗が
減じられて一層確実に砥石部に研削液が供給されること
となる。

【００１２】また、好適には、研削液導入穴は、周壁の
他端に向かうに従って外周側へ向かうように傾斜して設
けられる。このようにすれば、研削液導入穴は底壁に対
して斜めに形成されるため、回転翼車の本体部により覆
われることにより、本体部と底壁内面との間に形成され
る研削液の流路は、その回転翼車の外周側に向かうに従
って狭くされる。そのため、研削液は、その回転翼車の
外周側端部からの噴出圧力が比較的高くされて、一層確
実に砥石部に供給されることとなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】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。

【００１４】図１および図２において、カップ状砥石
（以下、単に砥石という）１０は、台金部材１２，砥石
部１４，および回転翼車１６を有して構成されている。
台金部材１２は、環状の周壁１８と、その周壁１８の一
端に設けられた底壁２０と、その底壁２０の周壁１８と
は反対側の外面の中央部に突設された軸部２２と、その
軸部２２から例えば20〜30mm程度の所定距離離隔して、
底壁２０の外面に突設された環状突起２４とを備えてお
り、軸部２２と環状突起２４とによってその軸部２２の
回りに環状溝２６が形成されている。

【００１５】また、上記底壁２０には、その内面と上記
環状溝２６の底面とにおいて両端がそれぞれ開口する４
つの研削液導入穴２８が、例えばドリル加工等により周
方向に等間隔に形成されている。この研削液導入穴２８
は、図１に示すように、周壁１８の他端側すなわち底壁
２０の内面に向かうに従って外周側へ向かうように、そ
の軸心が軸部２２の軸方向に対して例えば35°程度の所
定の角度θだけ傾斜すると共に、図２において矢印Ａで
示す砥石１０の回転方向上流側に向かうように、研削液
導入穴２８の軸心が軸部２２の軸心Ｏと研削液導入穴２
８の環状溝２６底面側開口の中心Ｌとを含む平面から所
定角度φだけ傾斜して形成されている。上記所定角度φ
は、研削液導入穴２８の軸心を含む軸部２２の軸方向に
平行な平面と上記平面との成す角度であり、本実施例に
おいては、例えば９０°とされている。なお、図１の右
半分は図２におけるＩ−Ｉ視断面に相当するが、理解を
容易とし且つ上記傾斜角度θを示すために、研削液導入
穴２８はその軸心を通る断面で示している。

【００１６】また、上記砥石部１４は、長手状の多数の
砥石部材３０が、上記台金部材１２の周壁１８の他端面
（底壁２０と反対側の端面）に、周方向に一定の間隔を
設けて例えば接着剤により一体的に固定されて構成され
ている。この砥石部材３０は、例えば、ダイヤモンド砥
粒あるいはＣＢＮ（立方晶窒化硼素）砥粒等の超砥粒
が、樹脂，無機質，金属，メッキ等の結合剤により結合
された所謂超砥粒砥石である。本実施例においては、上
記のように複数の砥石部材３０が一定の間隔を設けて固
定されることにより、砥石部１４に径方向に貫通する切
欠部が形成されている。

【００１７】一方、回転翼車１６は、中央部に底壁２０
に向かう凸部３２を備えて全体が周壁１８の内径よりも
やや小さい外径の円板状に形成されており、その凸部３
２の外周側に位置する本体部３４が底壁２０から例えば
10〜20mm程度の所定距離離隔した状態で、その凸部３２
において複数のボルト３６により底壁２０の内面に固定
されている。このため、前記研削液導入穴２８の底壁２
０内面側の開口部３８は、上記本体部３４により覆われ
た状態とされて、本体部３４と底壁２０，周壁１８との
間に研削液の流路が形成されている。なお、上記本体部
３４は、底壁２０側の一面３４が外周側に向かうに従っ
て底壁２０の内面から離隔する斜面に形成されることに
より、外周側に向かうに従ってその肉厚が薄くされてい
る。

【００１８】また、上記本体部３４の底壁２０側の一面
４０には、回転翼車１６のみを図１における上方から見
た状態を表す図３に示すように、その凸部３２の外周面
から回転翼車１６の外周側に向かうに従って、図に矢印
Ａで示す砥石１０の回転方向とは反対方向に向かうよう
に、換言すれば径方向に対する傾斜角が外周側程大きく
なるように等間隔で立設された複数（本実施例では８
本）の羽根部４２が備えられている。

【００１９】以上のように構成された砥石１０は、例え
ば立型の研削装置に用いられ、前記軸部２２が図示しな
い回転軸に固定されて、その回転軸により回転駆動され
つつ砥石部１４の先端面が被削材の被削平面４４と摺接
させられることにより、その被削平面４４が研削され
る。かかる研削時においては、砥石１０の図１において
上方に配置されたノズル４６から環状溝２６内へ向かっ
て研削液が放出されるようになっており、この環状溝２
６内へ供給された研削液が研削液導入穴２８を通して本
体部３４の一面４０上に供給され、更に底壁２０および
周壁１８と回転翼車１６との間に形成されている流路を
通って、砥石部１４の研削面と被削材の被削平面４４と
の摺接部分に供給される。

【００２０】ところで、砥石１０の回転によって、上記
研削液導入穴２８内の研削液には、図２に示すように、
砥石１０の外周の法線方向に遠心力ｆ_cが作用すると共
に、接線方向に慣性力ｆ_iが作用することとなる。上記
研削液導入穴２８は、図１および図２に示すように、底
壁２０内面に向かうに従ってその底壁２０の外周側へ向
かうように傾斜し、且つ、底壁２０内面に向かうに従っ
て矢印Ａで示す砥石１０の回転方向の上流側へ向かうよ
うに傾斜してそれぞれ形成されているため、上記の力ｆ
_c，ｆ_iの研削液導入穴２８の軸方向の分力は何れも矢
印Ｂの方向、すなわち開口部３８側に向かうこととな
る。したがって、研削液導入穴２８の傾斜角度に応じて
生じるそれらの分力の合力の作用により、環状溝２６内
へ供給された研削液は、本体部３４の一面４０上に積極
的に供給されることとなる。

【００２１】一方、本体部３４の一面４０上には、外周
側に向かうに従って砥石１０の回転方向とは反対方向に
湾曲する羽根部４２が設けられているため、その一面４
０上に供給された研削液は、ポンプ作用によって回転翼
車１６の外周側すなわち周壁１８に向かって加速され
る。すなわち、研削液は、回転翼車１６との相対回転に
従って外周側へ向かう推力を受けるのである。これによ
り、砥石部１４の研削面と被削材の被削平面４４との摺
接部分に、研削液が積極的に供給されることとなる。

【００２２】すなわち、本実施例においては、上述のよ
うに、本体部３４の一面４０上に、外周側に向かうに従
って砥石１０の回転方向とは反対方向に湾曲する羽根部
４２が設けられて、ポンプの如き作用をするため、研削
液は、その圧送力により加速されて砥石部１４と被削平
面４４との摺接部分へ向かわせられる。したがって、研
削液導入穴２８から周壁１８の内側に供給された研削液
が、更に砥石部１４に積極的に向かわせられることとな
り、砥石１０の内部に研削液が滞留することにより減じ
られる遠心力が補われて、砥石部１４に研削液を十分な
流量で供給し得る砥石１０が得られるのである。

【００２３】しかも、研削液導入穴２８は、底壁２０内
で傾斜して設けられることから、回転翼車１６の本体部
３４により覆われることにより、本体部３４の一面４０
と底壁２０内面との間に形成される研削液の流路は、そ
の回転翼車１６の外周側に向かうに従って狭くされる。
そのため、研削液は、その回転翼車１６の外周側端部か
らの噴出圧力が比較的高くされて、一層確実に砥石部１
４に供給されることとなる。

【００２４】更に、周壁１８の他端面に備えられた砥石
部１４は、砥石部材３０が周方向に一定の間隔を設けて
固定されることにより構成されているため、砥石１０の
内側に供給された研削液は、砥石部材３０の相互の間に
形成される隙間から容易に排出される。したがって、砥
石１０内部での研削液の滞留延いては流通抵抗の発生が
減じられて、一層確実に砥石部１４に研削液が供給され
ることとなる。

【００２５】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。

【００２６】例えば、前記実施例では、研削液導入穴２
８は周壁１８の先端側へ向かうに従って、外周側に向か
い且つ砥石１０回転方向の上流側へ向かうように傾斜し
て構成されているが、回転方向においては傾斜すること
なく周壁１８の先端側へ向かうに従って砥石１０の径方
向外側へ傾斜するように形成されている場合において
も、本発明の効果を同様に得ることができる。また、研
削液導入穴２８の傾斜角度θ，φは実施例で示した角度
に限られず、例えば、θは20〜50°の範囲で、φは60〜
120 °の範囲でそれぞれ適宜変更される。

【００２７】また、前記実施例では、環状溝２６内へ供
給された研削液が研削液導入穴２８を通して砥石１０内
へ導入されるように構成されているが、この環状溝２６
は研削液溜まりとして作用することにより、ノズル４６
から砥石１０に向かって放出された研削液が効率良く研
削液導入穴２８に導かれるようにするものであり、必ず
しも設けられていなくとも本発明の効果を得ることがで
きる。

【００２８】また、前記実施例のカップ状砥石１０は、
台金部材１２と砥粒を含む砥石部１４とから構成されて
いるが、全体が砥粒を含んで構成されていてもよい。

【００２９】また、前記実施例では、回転翼車１６の本
体部３４には、８本の湾曲した羽根部４２が備えられて
いたが、この羽根部４２の形状および本数はポンプ作用
が得られる範囲で適宜変更される。例えば、形状はイン
ボリュートカーブ、対数螺旋等の流線に対応したものが
効果的であるが、斜線にても同様な効果が期待できる。
なお、本数は効果や経済上の観点から４本以上とされる
ことが望ましい。

【００３０】また、前記実施例の砥石部材１４は超砥粒
砥石にて構成されているが、超砥粒以外の炭化珪素砥粒
や溶融アルミナ砥粒などにて構成されていてもよい。

【００３１】また、実施例においては、砥石部１４が複
数の砥石部材３０が所定の間隔をもって固定されること
により、周方向に所定の間隔で切欠部が形成されていた
が、この切欠部は砥石部１４が円環状に一体で形成され
ると共に、その周方向に所定の間隔で軸方向の一部が除
去されることにより設けられても良い。すなわち、切欠
部は、必ずしも被削平面と砥石１０との間に隙間が生じ
るように形成されなくとも良く、砥石部１４と被削平面
４４との摺接部分の近傍の周壁１８外周面に形成されて
いれば実施例と同様な効果が得られる。更に、切欠部は
必ずしも設けられていなくとも本発明の効果は得ること
ができる。

【００３２】また、前記実施例では、４つの研削液導入
穴２８が等間隔で設けられているが、研削液導入穴２８
は不等間隔で設けられてもよいし、動バランスが保持さ
れる限り１個以上設けられておれば、本発明の一応の効
果を得ることができる。また、羽根部４２の本数に合わ
せてその羽根部４２により形成される空間のそれぞれに
開口部３８が配置されるように設けられても良い。

【００３３】また、前記実施例において、カップ状砥石
１０は立型の研削装置に取り付けられていたが、横型の
研削装置に取り付けられる場合においても本発明の効果
を得ることができることは勿論である。

【００３４】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカップ状砥石の正面図であって、図２
のＩ−Ｉ視断面に相当する断面を一部を切り欠いて示す
図である。

【図２】図１のカップ状砥石の平面図である。

【図３】図１のカップ状砥石の回転翼車のみを上面から
見た状態を示す図である。

【符合の説明】１０：カップ状砥石１４：砥石部１６：回転翼車１８：周壁２０：底壁２６：環状溝２８：研削液導入穴３４：本体部３８：開口部４２：羽根部４４：被削平面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24D 7/10 B24D 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】環状の周壁とその一端に設けられた底壁
とを備えてカップ状を成す台金部材と、該底壁の該周壁
とは反対側の外面中央部に突設された軸部と、該軸部の
周りに形成された環状溝と、該環状溝の底面から該底壁
を貫通する研削液導入穴を有し、該研削液導入穴を通し
て該周壁の内側へ研削液が供給されつつ軸心回りに回転
させられて該周壁の他端面に備えられた砥石部が被削平
面と摺接させられることにより該被削平面を研削する形
式のカップ状砥石であって、前記研削液導入穴の前記底壁の内面側開口部を該底壁内
面から所定距離離隔して覆う本体部を備えて該底壁に固
着されると共に、該本体部の該底壁側の一面であって、
外周側へ向かうにしたがって底壁から離隔する斜面に外
周側へ向かうに従って前記回転の方向とは反対方向に向
かう複数の羽根部が周方向に所定間隔で立設されている
回転翼車を含むことを特徴とするカップ状砥石。
【請求項２】前記周壁の他端面に備えられた砥石部
は、径方向に貫通する切欠部が周方向に所定の間隔で設
けられたものである請求項１のカップ状砥石。