JP4215570B2 - ドレッサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ｃＢＮやダイヤモンドなどの砥粒を刃部材料として用いたホイール等のドッレッシングに用いられるドレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ｃＢＮやダイヤモンドなどの砥粒を刃部材料として用いたホイール等の形状修正ために、ドレッサが用いられている。
このドレッサには、大別して単一の砥粒を用いた単石ドレッサと、複数の砥粒を固着したドレッサとがある。
【０００３】
このうち、単石ドレッサは、切込み量、送り速度、回転数を変化させることによって、リニアに被研削物の研削状態が変化するため、研削性能を制御しやすいという利点がある一方で、単一の砥粒を用いているため、摩耗しやすく、形状が安定しないという欠点がある。
また、複数の砥粒を固着したドレッサにおいては、表面砥粒数や砥粒の状態が一定ではなく、これらの砥粒が被研削物をドレッシングするため、被研削物の砥粒の形状を一定に保つことが難しい。
【０００４】
このような状況下において、ドレッシング性能を改善したドレッサが、例えば、特許文献１、特許文献２に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平６−７１６９８号公報（第３図及びその説明）
【特許文献２】
特開２００３−８９０６４号公報（段落番号０００４〜００１１）
【０００６】
特許文献１には、砥粒層の薄幅方向の厚みを砥粒の最大粒径の２倍未満としたツルーアーが記載されている。このツルーアーの砥粒層を図１４に示す。
図１４において、台金２に設けられた砥粒層３の薄幅方向の厚みをＬ２、砥粒５の最大粒径をＬ１とすると、Ｌ２をＬ１の２倍未満とすることによって、被研削物の研削面に対し、薄幅方向に常時一つの砥粒によって研削を行うことを可能としている。
また、特許文献２には、大粒径の砥粒と小粒径の砥粒とを混在させて砥材層を形成して、砥粒層内において砥粒が存在しない領域を少なくし、砥材層の結合材の摩耗を抑え、砥粒保持力を向上させたツルーアーが記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の技術を用いてドレッサを形成しても、砥粒層において砥粒は規則性を持って配列されていないため、このドレッサにおいて切味と研削精度を調整することは難しい。そのため、粗研削と仕上げ研削とを一つのドレッサで効率よく行ったり、被研削物であるホイール等の耐摩耗性が異なる場合においても良好な研削状態を維持して研削を行ったりすることはできず、広い用途で仕上げ精度のよいドレッシングを実現することはできない。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、広い用途のドレッシングにおいても精度良くホイール等の砥粒を研削することが可能なドレッサを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明のドレッサは、円板状台金の外周側に粒径の異なる砥粒を含む砥粒層が形成されたドレッサにおいて、前記砥粒層中で前記砥粒の一面の位置を揃えて前記砥粒が１層にまたは複数層に配列されていることを特徴とする。
砥粒をこのように配列することにより、砥粒層における砥粒は、一つの面において砥粒の端面の位置が揃い、これと反対側の面においては砥粒の端面の位置が揃わないように配列される。従って、砥粒の端面の位置が揃った側では、砥粒層における砥粒の占める領域が多く、結合材の占める領域が少なくなり、これと反対側では、砥粒層における砥粒の占める領域が少なくなり、結合材の占める領域が多くなる。
【０００９】
このドレッサを使用するにあたり、砥粒の端面の位置が揃っていない側を、ドレッサが被研削物に最初にあたる入口側とし、砥粒の端面の位置が揃っている側を、ドレッサが被研削物から抜け出る出口側として使用する。
砥粒の端面の位置が揃っていない側では、ドレッサの回転に伴って被研削物に接触する砥粒数が少なく、砥粒が断続的に被研削物にあたる。ドレッシングの初期においては、被研削物の面は粗くなっているが、本発明のドレッサでは、ドレッシングの初期において砥粒が断続的に被研削物にあたるため、研削抵抗を分散させて切味よく研削を行うことができる。
一方、砥粒の端面の位置が揃っている側では、ドレッサの回転に伴って被研削物に接触する砥粒数が多く、砥粒がほぼ連続的に被研削物にあたる。ドレッシングの終期においては、被研削物の面を精度よく仕上ることが必要であるが、本発明のドレッサでは、ドレッシングの終期に砥粒がほぼ連続的に被研削物にあたるため、被研削物の面を滑らかに精度よく仕上ることができる。
このように、本発明のドレッサでは、砥粒の端面の位置が揃っていない側を、ドレッサが被研削物に最初にあたる入口側として、ドレッシングの初期における粗研削を行い、砥粒の端面の位置が揃っている側を、ドレッサが被研削物から抜け出る出口側として、ドレッシングの終期における仕上研削を行うことによって、研削初期においては切味を良くし、研削終期においては仕上精度を良くして、粗研削と仕上げ研削とを一つのドレッサで効率良く行うことができる。
【００１０】
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を、１．１以上２．０以下の範囲で選択することができる。
砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を１．１程度の小さな値とするときには、粗研削をあまり必要としない、やわらかい被研削物を研削するのに適しており、２．０程度の大きな値とするときには、粗研削を十分に行うことを必要とする硬い被研削物を研削するのに適している。従って、耐摩耗性の異なる被研削物であっても、砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を選択することにより、良好に研削を行うことが可能となる。
【００１１】
なお、砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比が１．１未満であると、粒径の差が小さすぎるために粒径の異なる砥粒を配列したことの意味がなくなる。また、２．０を超えると硬い被研削物では粗研削部の砥粒数が少なくなり、砥粒が破砕して研削できなくなり好ましくない。また、軟らかい被研削物では、砥粒が断続的にあたることで被研削材にチッピングが発生し、その後の仕上げ研削でもこのチッピングを修正できなくなる。
【００１２】
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒の１１１面の位置を揃えて前記砥粒を配列することができる。
１１１面は耐摩耗性が高く劈開性が高いため、研削によって砥粒は摩滅せずに劈開して、新しい研削面を鋭利な状態に保つことが可能である。
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒の１００面の位置を揃えて前記砥粒を配列することができる。
１００面は１１１面より耐摩耗性は低いが劈開性も低いため、砥粒が劈開しにくく、ドレッサの寿命を向上することができる。
【００１３】
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒層の円周方向に隣合う砥粒に対して、前記砥粒の平均粒径の１／４以下の範囲で径方向にずらして砥粒が配列され、かつ砥粒が砥粒層の外周端から内周端に亘って径方向にずらして配列されたときに、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２以下となる範囲で径方向にずらして砥粒が配列されていることが好ましい。
砥粒の平均粒径の１／４以下の範囲で径方向にずらして砥粒を配列することにより、砥粒の目替りの時期を円周方向について円滑にずらすことができ、研削時に作用する砥粒数を一定に保つことができる。
砥粒をずらす量が砥粒の平均粒径の１／４を超えると、砥粒の目替り時に砥粒の面積の変化が大きく切味が安定しなくなり、本発明の効果が得られにくい。
また、砥粒を砥粒層の外周端から内周端に亘って径方向にずらして配列したときに、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２を超えると、砥粒のずらし量が小さすぎて、砥粒の目替りの時期を円周方向について円滑にずらすことができにくくなる。
【００１４】
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒の平均粒径の１０％以上５０％以下の粒径を有する微細砥粒を混在させて前記砥粒層を形成することができる。
微細砥粒を混在させることにより、大きな砥粒によって研削された被研削物の砥粒の先端部を微細に破砕することができ、面粗さを向上させ、加工精度を向上させることができる。
微細砥粒の粒径が、整列配列された砥粒の平均粒径の５０％を超えると、微細砥粒の粒径が大きすぎて、整列配列された砥粒の隙間に収まらなくなり、砥粒を整列させて砥粒層を形成することができなくなる。また、微細砥粒の粒径が大きすぎると、整列配列された砥粒によって研削された被研削物の砥粒先端部を壊してしまうこととなり、本発明の効果が得られにくい。
一方、微細砥粒の粒径が、整列配列された砥粒の平均粒径の１０％未満であると、被研削物の砥粒への食込みが悪くなって被研削物の砥粒を微細に加工することができないばかりでなく摩滅が発生し、その結果被研削物の切味や面粗度が劣化する。
【００１５】
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒が配列された砥粒層の少なくとも一方の側面に、砥粒を含まない補強層を設けることができる。
補強層を設けることにより、砥粒層の強度を高めることができ、研削時の破損を抑制することができる。
補強層の厚みは０．２ｍｍ以上であり、砥粒層の厚みの１／２以下であることが好ましい。補強層の厚みが０．２ｍｍより薄いと、強度が不足して補強層を設けた意味が無く、補強層の厚みが砥粒層の厚みの１／２を超えると、この補強層が研削抵抗となって切味が悪くなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係るドレッサを示す。図１（ａ）はドレッサの正面図であり、（ｂ）はドレッサの砥粒の配列を、高さ方向に拡大して示す図である。また、（ｃ）はドレッサの側面図であり、（ｄ）は（ｃ）における砥粒層の砥粒配列を拡大して示す図である。
【００１７】
ドレッサ１は、円板状の台金２の円周側に砥粒層３が突出して設けられてなるものであり、台金２の中心には回転軸を取りつけるための中心穴４が設けられている。砥粒層３はダイヤモンド等からなる砥粒５を結合材によって結合させて形成されている。
砥粒５は、図１（ｂ）に示すように、砥粒層３において、砥粒５の一つの面の位置が揃うように配列され、かつ、粒径の異なる砥粒５が配列されている。従って、砥粒層３における砥粒５は、一つの面において位置が揃い、これと反対側の面においては位置が揃わないように配列されている。
これを側面から見ると、図１（ｄ）のように、砥粒層３の一端側に砥粒５が揃えられ、他端側では砥粒５の位置が揃っていない状態となる。
【００１８】
砥粒５をこのように配列することによる効果を、図２を用いて説明する。
図２において、ドレッサが被研削物に最初にあたる入口側においては、砥粒５の端面の位置が揃っておらず、ドレッサの回転に伴って砥粒５が断続的に被研削物にあたる。そのため、研削抵抗を分散させて切味よく研削を行うことができる。ドレッシングの初期においては粗研削が必要であるが、入口側においてはドレッサの切味がよいため、入口側での研削は粗研削に適している。
【００１９】
一方、ドレッサが被研削物から抜け出る出口側においては、砥粒５の端面の位置が揃っており、砥粒５が連続的に被研削物にあたるため、精度よく研削することができる。ドレッシングの終期においては仕上研削が必要であるが、出口側においてはドレッサの精度をよくすることができるため、出口側での研削は仕上研削に適している。
このように、研削初期においては切味を良くし、研削終期においては仕上精度を良くして、粗研削と仕上げ研削とを一つのドレッサで効率良く行うことができる。
【００２０】
以下に、砥粒５を図１に示すように配列して砥粒層３を形成する方法について図３を用いて説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、使用する砥粒５の形状に合わせた窪み６を台金２上に整列して形成する。その際、窪み６の底の高さを揃えておく。このような窪み６の形成は、プレス加工や放電加工によって容易に行うことができる。
次に、図３（ｂ）に示すように、窪み６の表面に接着剤等を塗布した後、この窪み６に砥粒５を挿入して、砥粒５が窪み６内で動かないように固定する。
上記の方法により砥粒５が固定された台金２に対して、図３（ｃ）に示すように、外型７をセットした後に金属粉末８を充填し、上パンチ９を入れて焼成を行う。
その後、台金２の不要部分を旋盤等により加工してドレッサとして仕上る。
【００２１】
図４は、粒径分布を持つ砥粒５が配列された砥粒層３において、最大砥粒５ａの粒径（最大粒径）と最小砥粒５ｂの粒径（最小粒径）とを示すものであり、本発明においては、最大粒径÷最小粒径の値を、１．１以上２．０以下としている。
図５を用いて、最大粒径÷最小粒径の値を変えたときの、研削性能の変化について説明する。
【００２２】
図５（ａ）は、最大粒径÷最小粒径の値を、１．１程度の小さな値としたときを示しており、このときには砥粒５が断続的に被研削物にあたる部分が少なく、連続的に被研削物にあたる部分が多い。そのため、粗研削をあまり必要としない、やわらかい被研削物を研削するのに適している。
図５（ｂ）は、最大粒径÷最小粒径の値を、２．０程度の大きな値としたときを示しており、このときには砥粒５が断続的に被研削物にあたる部分が多く、連続的に被研削物にあたる部分が少ない。そのため、粗研削を十分に行うことを必要とする硬い被研削物を研削するのに適している。
【００２３】
このように、耐摩耗性の異なる被研削物であっても、最大粒径÷最小粒径の値を選択することにより、良好に研削を行うことが可能となる。例えば、被研削物であるホイールがｃＢＮ等の砥粒を多く含むものであれば、最大粒径÷最小粒径の値を大きくし、ｃＢＮ等の砥粒の含有量が少ないものであれば、最大粒径÷最小粒径の値を小さくして研削すればよい。
【００２４】
図６（ａ）は、１４面体をなすダイヤモンド砥粒とその１１１面を示し、図６（ｂ）は、このダイヤモンド砥粒をドレッサの砥粒として用いる場合に、ダイヤモンド砥粒の１１１面を揃えて配列したものを示している。
ドレッサとして使用するダイヤモンド砥粒は１４面体が多く、１１１面を揃えて配列すると、その反対側の面も１１１面となる。この１１１面は耐摩耗性が高く劈開性が高いため、研削によって砥粒は摩滅せずに微小劈開して、新しい研削面を鋭利な状態に保つことが可能である。
なおここでは、配列されるダイヤモンド砥粒の必ずしも全てについて１１１面が揃っていることを意味するものではなく、配列されるダイヤモンド砥粒のうち多数のものについて１１１面が揃っていれば十分である。
【００２５】
図７（ａ）は、１４面体をなすダイヤモンド砥粒とその１００面を示し、図７（ｂ）は、このダイヤモンド砥粒をドレッサの砥粒として用いる場合に、ダイヤモンド砥粒の１００面を揃えて配列したものを示している。
この１００面は耐摩耗性は１１１面より低いが劈開しにくいため、図７（ｂ）に示す配列とすることにより、砥粒が摩耗しにくく、ドレッサの寿命を向上することができる。
なおここでも、配列されるダイヤモンド砥粒の必ずしも全てについて１００面が揃っていることを意味するものではなく、配列されるダイヤモンド砥粒のうち多数のものについて１００面が揃っていれば十分である。
【００２６】
図８（ａ）は、図１（ａ）のドレッサの正面図において、砥粒層３での砥粒の配列を拡大して示す図である。図８（ａ）において、砥粒５は円周方向に隣合う砥粒５に対して、砥粒５の平均粒径の１／４以下の範囲内で径方向にずらして配列されている。このように砥粒５を配列することにより、砥粒５の目替りの時期を円周方向についてずらすことができ、作用する砥粒数を一定に保つことができる。被研削物の状態に応じて作用する砥粒数は決定されるものであるが、上記の砥粒５をずらす量を変えることによって、被研削物に応じて作用する砥粒数を最適化することができる。
また、図８（ｂ）は、砥粒層３の周方向に砥粒５を配列した全体図であり、図８（ｂ）においては、砥粒が砥粒層の外周端から内周端に亘って径方向にずらして配列されたときに、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２となる場合を示している。
砥粒５は、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２以下となる範囲で径方向にずらして配列されていることが好ましい。これよりも砥粒５をずらす量を小さくすると、砥粒のずらし量が小さすぎて、砥粒の目替りの時期を円周方向について円滑にずらすことができにくくなるからである。
【００２７】
図９（ａ）は、粒径の大きい１次砥粒１０と、粒径の小さい２次砥粒１１とを混在させて砥粒層３を形成したものを示す。この砥粒層３を有するドレッサでドレッシングを行うと、被研削物であるホイール等の砥粒は、１次砥粒１０によって、図９（ｂ）に示すように、大きな凹部を有する砥粒となる。次に、２次砥粒１１によって、図９（ｃ）に示すように、砥粒の先端部を微細に破砕することができる。
図９（ｄ）は、２次砥粒１１の粒径が１次砥粒１０の粒径に対して比較的大きい場合を示しており、２次砥粒１１の粒径が大きすぎると、整列配列された１次砥粒１０の隙間に収まらなくなり、１次砥粒１０を整列させて砥粒層を形成することができなくなる。また、２次砥粒１１の粒径が大きすぎると、整列配列された１次砥粒１０によって研削された被研削物の砥粒先端部を壊してしまうこととなり、本発明の効果が得られにくい。
図９（ｅ）は、２次砥粒１１の粒径が１次砥粒１０の粒径に対して比較的小さい場合を示しており、２次砥粒１１の粒径が小さすぎると、被研削物の砥粒への食込みが悪くなって被研削物の砥粒を微細に加工することができないばかりでなく摩滅が発生し、その結果被研削物の切味や面粗度が劣化する。
以上のことから、２次砥粒１１の平均粒径は、１次砥粒１０の平均粒径に対して１０％以上５０％以下であることが好ましい。
【００２８】
このように、砥粒層３に粒径の大きい１次砥粒１０と、粒径の小さい２次砥粒１１とを混在させて砥粒層３を形成することにより、被研削物である砥粒は、大きな凹部が食込みを向上させ、チップポケット、クーリングポケットして機能し、砥粒の先端部が微細に破砕されていることにより、面粗さを向上させ、加工精度を向上させることができる。
【００２９】
図１０は、砥粒５が配列された砥粒層３の少なくとも一方の側面に、砥粒５を含まない補強層１２を設けたものを示す。補強層１２は、例えば、砥粒層３に含まれる結合材と同一の材料、台金の一部分または結合材と同等の硬さの材料を用いて形成することができる。
補強層１２を設けることにより、砥粒層の強度を高めることができ、研削時の破損を抑制することができる。
【００３０】
なお、以上においては、砥粒５を１層配列した場合について説明したが、幅が広い被研削物をドレッシングする場合には、砥粒５を２列以上に亘って複数層設けることもできる。その例を図１１に示す。
図１１（ａ）は、２層配列した砥粒５を揃える位置を、いずれの砥粒列についても同じ側としたものであり、最終的に仕上げ加工する部分に砥粒５が揃って配列されていることにより、被研削物の仕上げ面を良好なものとすることができる。
図１１（ｂ）は、砥粒５を揃える位置を、一方の砥粒列については図１１（ａ）に示すものとは反対側としたものであり、ドレスの取代が多く、ドレッサを左右にトラバースして用いる場合に有効である。
図１１（ｃ）は、砥粒５を３層に配列し、仕上げ側の砥粒列を形成する砥粒５の粒径を、他の砥粒列を形成する砥粒５の粒径より小さくしたものである。仕上げ側の砥粒５の粒径を他の砥粒より小さくしたことにより、仕上げ面の面精度を上げることができる。
【００３１】
【実施例】
以下に、具体的な実施例を示す。
（実施例１）
砥粒の一面を揃えて１層に配列したことによる効果を実証するために、以下の試験を行った。
試験に用いたドレッサと被研削物の寸法と仕様は以下の通りである。
ドレッサ 寸法 １００Ｄ×２４Ｈ×１．１Ｕ×５Ｘ
仕様 ＳＤ４０Ｍ
被研削物 寸法 ３５０Ｄ×１２０Ｈ×２０Ｔ
仕様 ＣＢＮ１２０Ｖ
試験結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
以上のことから、砥粒の端面を揃えて配列したことにより、被研削物の面粗度が良好となることがわかる。
【００３４】
（実施例２）
砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を、１．１以上２．０以下の範囲としたことによる効果を実証するために、以下の試験を行った。
試験に用いたドレッサと被研削物の寸法は、実施例１と同様であり、ドレッサと被研削物の仕様は以下の通りである。
ドレッサ 仕様 ＳＤ２０Ｍ 砥粒は端面を揃えて配列
被研削物 仕様 ＣＢＮ１００Ｖ
試験結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】
【００３６】
以上のことから、砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を、１．１以上２．０以下の範囲としたことにより、切味を良好に維持しつつチッピングの発生を抑制して適性にドレッシングを行うことができることが示されている。
【００３７】
（実施例３）
砥粒の１１１面または１００面の位置を揃えて砥粒を１層に配列したことによる効果を実証するために、以下の試験を行った。
試験に用いたドレッサと被研削物の寸法は、実施例１と同様であり、ドレッサと被研削物の仕様は以下の通りである。
ドレッサ 仕様 ＳＤ２０Ｍ
被研削物 仕様 ＣＢＮ１００Ｖ
試験結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】
表３において、◎は性能が極めて良好であることを示し、○は性能が良好であることを示す。また、△は○に比べて性能がやや劣ることを示し、×は性能が不充分であることを示す。
表３からわかるように、１１１面を揃えて配列することにより、特に切味の向上が顕著である。また、１００面を揃えて配列することにより、寿命の向上が可能であることが確認された。
【００４０】
（実施例４）
砥粒層の円周方向に隣合う砥粒に対して、砥粒の平均粒径の１／４以下の範囲で径方向にずらして砥粒を配列したことによる効果を実証するために、以下の試験を行った。
図１２に、砥粒をずらす量を変えて配列したものを示しており、（ａ）は砥粒の粒径と同じ間隔でずらしたもの、（ｂ）は砥粒の粒径の１／２の間隔でずらしたもの、（ｃ）は砥粒の粒径の１／３の間隔でずらしたもの、（ｄ）は砥粒の粒径の１／４の間隔でずらしたものを示す。
【００４１】
図１３に、図１２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す砥粒配列でドレッサを形成し、それぞれのドレッサについて研削試験を行った結果を示す。
図１３からわかるように、（ａ）の砥粒の粒径と同じ間隔でずらしたもの、（ｂ）の砥粒の粒径の１／２の間隔でずらしたものについては、摩耗量の増加に伴って切味が著しく低下している。また、（ｃ）の砥粒の粒径の１／３の間隔でずらしたものは、（ｄ）の砥粒の粒径の１／４の間隔でずらしたものより切味が劣っている。ドレッサでは、使用回転速度が速いために、砥粒の粒径の４０％程度まで摩耗すると砥粒保持力が弱くなり、砥粒がボンドから脱落しやすい。このことから、（ｄ）のように砥粒の粒径の１／４の間隔でずらしたものが、砥粒の目替りの時期を円滑にずらして、切味を良好に維持することができる。
【００４２】
（実施例５）
砥粒の平均粒径の１０％以上５０％以下の粒径を有する微細砥粒を混在させて砥粒層を形成したことによる効果を実証するために、表４に示すように砥粒を配合してドレッサを形成し、それぞれのドレッサでＣＢＮ８０Ｖを研削した後にカムシャフトを研削し、研削時の切味と面粗度を比較した。
【００４３】
【表４】
【００４４】
以上のことから、微細砥粒の平均粒径が配列砥粒の平均粒径の５０％を超えると、面粗度が悪くなり、微細砥粒の平均粒径が配列砥粒の平均粒径の１０％未満では、研削抵抗が大きくなる。従って、砥粒の平均粒径の１０％以上５０％以下の粒径を有する微細砥粒を混在させることによって、切味と面粗度が向上することが確認された。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、以下の効果を奏することができる。
（１）円板状台金の外周側に粒径の異なる砥粒を含む砥粒層が形成されたドレッサにおいて、前記砥粒層中で前記砥粒の一面の位置を揃えて前記砥粒が１層にまたは複数層に配列されていることにより、砥粒の端面の位置が揃っていない側を、ドレッサが被研削物に最初にあたる入口側として、ドレッシングの初期における粗研削を行い、砥粒の端面の位置が揃っている側を、ドレッサが被研削物から抜け出る出口側として、ドレッシングの終期における仕上研削を行うことによって、研削初期においては切味を良くし、研削終期においては仕上精度を良くして、粗研削と仕上げ研削とを一つのドレッサで効率良く行うことができる。
【００４６】
（２）砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を、１．１以上２．０以下の範囲とすることにより、耐摩耗性の異なる被研削物であっても、砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を選択することにより、良好に研削を行うことが可能となる。
【００４７】
（３）砥粒の１１１面の位置を揃えて砥粒を配列することにより、１１１面は劈開性が高いため、研削によって砥粒は摩滅せずに劈開して、新しい研削面を鋭利な状態に保つことが可能である。
【００４８】
（４）砥粒の１００面の位置を揃えて砥粒を配列することにより、１００面は劈開性が低いため、砥粒が摩耗しにくく、ドレッサの寿命を向上することができる。
【００４９】
（５）砥粒層の円周方向に隣合う砥粒に対して、前記砥粒の平均粒径の１／４以下の範囲で径方向にずらして砥粒が配列され、かつ砥粒が砥粒層の外周端から内周端に亘って径方向にずらして配列されたときに、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２以下となる範囲で径方向にずらして砥粒が配列されていることにより、砥粒の目替りの時期を円周方向についてずらすことができ、研削時に作用する砥粒数を一定に保つことができる。
【００５０】
（６）砥粒の平均粒径の１０％以上５０％以下の粒径を有する微細砥粒を混在させて前記砥粒層が形成されたことにより、大きな砥粒によって研削された被研削物の砥粒の先端部を微細に破砕することができ、面粗さを向上させ、加工精度を向上させることができる。
【００５１】
（７）砥粒が配列された砥粒層の少なくとも一方の側面に、砥粒を含まない補強層を設けることにより、砥粒層の強度を高めることができ、研削時の破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るドレッサを示し、（ａ）はドレッサの正面図、（ｂ）は砥粒の配列を高さ方向に拡大して示す図、（ｃ）はドレッサの側面図、（ｄ）は（ｃ）における砥粒層での砥粒配列を拡大して示す図である。
【図２】 本発明のドレッサにおける砥粒配列による効果を説明するための図である。
【図３】 本発明のドレッサの製造方法の一例を示す図である。
【図４】 粒径分布を持つ砥粒が配列された砥粒層において、砥粒の最大粒径と最小粒径とを示す図である。
【図５】 砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を変えて砥粒を配列した砥粒層を示す図である。
【図６】 （ａ）はダイヤモンド砥粒とその１１１面を示し、（ｂ）は、このダイヤモンド砥粒の１１１面を揃えて配列したものを示す図である。
【図７】 （ａ）はダイヤモンド砥粒とその１００面を示し、（ｂ）は、このダイヤモンド砥粒の１００面を揃えて配列したものを示す図である。
【図８】 （ａ）は図１（ａ）のドレッサの正面図において、砥粒層での砥粒の配列を拡大して示す図である。（ｂ）は砥粒層の周方向に砥粒を配列した全体図である。
【図９】 （ａ）は、粒径の大きい１次砥粒と粒径の小さい２次砥粒とを混在させて形成された砥粒層を示す図である。（ｂ）、（ｃ）はこの砥粒層を有するドレッサでドレッシングを行ったときの被研削物であるホイール等の砥粒の形状を示し、（ｂ）は１次砥粒によって研削された状態、（ｃ）は２次砥粒によってさらに研削された状態を示す。また、図９（ｄ）は、２次砥粒の粒径が１次砥粒の粒径に対して比較的大きい場合を示し、図９（ｅ）は、２次砥粒の粒径が１次砥粒の粒径に対して比較的小さい場合を示す。
【図１０】 砥粒を含まない補強層を設けた例を示す図である。
【図１１】 砥粒を２列以上に亘って複数層設けた例を示す図である。
【図１２】 砥粒をずらす量を変えて配列した例を示す図である。
【図１３】 図１２に示す砥粒配列によって形成されたドレッサを用いてドレッシングしたときの研削性能を示す図である。
【図１４】 従来の砥粒層の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ ドレッサ
２ 台金
３ 砥粒層
４ 中心穴
５ 砥粒
６ 窪み
７ 外型
８ 金属粉末
９ 上パンチ
１０ １次砥粒
１１ ２次砥粒
１２ 補強層
【発明の属する技術分野】
本発明は、ｃＢＮやダイヤモンドなどの砥粒を刃部材料として用いたホイール等のドッレッシングに用いられるドレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ｃＢＮやダイヤモンドなどの砥粒を刃部材料として用いたホイール等の形状修正ために、ドレッサが用いられている。
このドレッサには、大別して単一の砥粒を用いた単石ドレッサと、複数の砥粒を固着したドレッサとがある。
【０００３】
このうち、単石ドレッサは、切込み量、送り速度、回転数を変化させることによって、リニアに被研削物の研削状態が変化するため、研削性能を制御しやすいという利点がある一方で、単一の砥粒を用いているため、摩耗しやすく、形状が安定しないという欠点がある。
また、複数の砥粒を固着したドレッサにおいては、表面砥粒数や砥粒の状態が一定ではなく、これらの砥粒が被研削物をドレッシングするため、被研削物の砥粒の形状を一定に保つことが難しい。
【０００４】
このような状況下において、ドレッシング性能を改善したドレッサが、例えば、特許文献１、特許文献２に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平６−７１６９８号公報（第３図及びその説明）
【特許文献２】
特開２００３−８９０６４号公報（段落番号０００４〜００１１）
【０００６】
特許文献１には、砥粒層の薄幅方向の厚みを砥粒の最大粒径の２倍未満としたツルーアーが記載されている。このツルーアーの砥粒層を図１４に示す。
図１４において、台金２に設けられた砥粒層３の薄幅方向の厚みをＬ２、砥粒５の最大粒径をＬ１とすると、Ｌ２をＬ１の２倍未満とすることによって、被研削物の研削面に対し、薄幅方向に常時一つの砥粒によって研削を行うことを可能としている。
また、特許文献２には、大粒径の砥粒と小粒径の砥粒とを混在させて砥材層を形成して、砥粒層内において砥粒が存在しない領域を少なくし、砥材層の結合材の摩耗を抑え、砥粒保持力を向上させたツルーアーが記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の技術を用いてドレッサを形成しても、砥粒層において砥粒は規則性を持って配列されていないため、このドレッサにおいて切味と研削精度を調整することは難しい。そのため、粗研削と仕上げ研削とを一つのドレッサで効率よく行ったり、被研削物であるホイール等の耐摩耗性が異なる場合においても良好な研削状態を維持して研削を行ったりすることはできず、広い用途で仕上げ精度のよいドレッシングを実現することはできない。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、広い用途のドレッシングにおいても精度良くホイール等の砥粒を研削することが可能なドレッサを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明のドレッサは、円板状台金の外周側に粒径の異なる砥粒を含む砥粒層が形成されたドレッサにおいて、前記砥粒層中で前記砥粒の一面の位置を揃えて前記砥粒が１層にまたは複数層に配列されていることを特徴とする。
砥粒をこのように配列することにより、砥粒層における砥粒は、一つの面において砥粒の端面の位置が揃い、これと反対側の面においては砥粒の端面の位置が揃わないように配列される。従って、砥粒の端面の位置が揃った側では、砥粒層における砥粒の占める領域が多く、結合材の占める領域が少なくなり、これと反対側では、砥粒層における砥粒の占める領域が少なくなり、結合材の占める領域が多くなる。
【０００９】
このドレッサを使用するにあたり、砥粒の端面の位置が揃っていない側を、ドレッサが被研削物に最初にあたる入口側とし、砥粒の端面の位置が揃っている側を、ドレッサが被研削物から抜け出る出口側として使用する。
砥粒の端面の位置が揃っていない側では、ドレッサの回転に伴って被研削物に接触する砥粒数が少なく、砥粒が断続的に被研削物にあたる。ドレッシングの初期においては、被研削物の面は粗くなっているが、本発明のドレッサでは、ドレッシングの初期において砥粒が断続的に被研削物にあたるため、研削抵抗を分散させて切味よく研削を行うことができる。
一方、砥粒の端面の位置が揃っている側では、ドレッサの回転に伴って被研削物に接触する砥粒数が多く、砥粒がほぼ連続的に被研削物にあたる。ドレッシングの終期においては、被研削物の面を精度よく仕上ることが必要であるが、本発明のドレッサでは、ドレッシングの終期に砥粒がほぼ連続的に被研削物にあたるため、被研削物の面を滑らかに精度よく仕上ることができる。
このように、本発明のドレッサでは、砥粒の端面の位置が揃っていない側を、ドレッサが被研削物に最初にあたる入口側として、ドレッシングの初期における粗研削を行い、砥粒の端面の位置が揃っている側を、ドレッサが被研削物から抜け出る出口側として、ドレッシングの終期における仕上研削を行うことによって、研削初期においては切味を良くし、研削終期においては仕上精度を良くして、粗研削と仕上げ研削とを一つのドレッサで効率良く行うことができる。
【００１０】
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を、１．１以上２．０以下の範囲で選択することができる。
砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を１．１程度の小さな値とするときには、粗研削をあまり必要としない、やわらかい被研削物を研削するのに適しており、２．０程度の大きな値とするときには、粗研削を十分に行うことを必要とする硬い被研削物を研削するのに適している。従って、耐摩耗性の異なる被研削物であっても、砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を選択することにより、良好に研削を行うことが可能となる。
【００１１】
なお、砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比が１．１未満であると、粒径の差が小さすぎるために粒径の異なる砥粒を配列したことの意味がなくなる。また、２．０を超えると硬い被研削物では粗研削部の砥粒数が少なくなり、砥粒が破砕して研削できなくなり好ましくない。また、軟らかい被研削物では、砥粒が断続的にあたることで被研削材にチッピングが発生し、その後の仕上げ研削でもこのチッピングを修正できなくなる。
【００１２】
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒の１１１面の位置を揃えて前記砥粒を配列することができる。
１１１面は耐摩耗性が高く劈開性が高いため、研削によって砥粒は摩滅せずに劈開して、新しい研削面を鋭利な状態に保つことが可能である。
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒の１００面の位置を揃えて前記砥粒を配列することができる。
１００面は１１１面より耐摩耗性は低いが劈開性も低いため、砥粒が劈開しにくく、ドレッサの寿命を向上することができる。
【００１３】
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒層の円周方向に隣合う砥粒に対して、前記砥粒の平均粒径の１／４以下の範囲で径方向にずらして砥粒が配列され、かつ砥粒が砥粒層の外周端から内周端に亘って径方向にずらして配列されたときに、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２以下となる範囲で径方向にずらして砥粒が配列されていることが好ましい。
砥粒の平均粒径の１／４以下の範囲で径方向にずらして砥粒を配列することにより、砥粒の目替りの時期を円周方向について円滑にずらすことができ、研削時に作用する砥粒数を一定に保つことができる。
砥粒をずらす量が砥粒の平均粒径の１／４を超えると、砥粒の目替り時に砥粒の面積の変化が大きく切味が安定しなくなり、本発明の効果が得られにくい。
また、砥粒を砥粒層の外周端から内周端に亘って径方向にずらして配列したときに、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２を超えると、砥粒のずらし量が小さすぎて、砥粒の目替りの時期を円周方向について円滑にずらすことができにくくなる。
【００１４】
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒の平均粒径の１０％以上５０％以下の粒径を有する微細砥粒を混在させて前記砥粒層を形成することができる。
微細砥粒を混在させることにより、大きな砥粒によって研削された被研削物の砥粒の先端部を微細に破砕することができ、面粗さを向上させ、加工精度を向上させることができる。
微細砥粒の粒径が、整列配列された砥粒の平均粒径の５０％を超えると、微細砥粒の粒径が大きすぎて、整列配列された砥粒の隙間に収まらなくなり、砥粒を整列させて砥粒層を形成することができなくなる。また、微細砥粒の粒径が大きすぎると、整列配列された砥粒によって研削された被研削物の砥粒先端部を壊してしまうこととなり、本発明の効果が得られにくい。
一方、微細砥粒の粒径が、整列配列された砥粒の平均粒径の１０％未満であると、被研削物の砥粒への食込みが悪くなって被研削物の砥粒を微細に加工することができないばかりでなく摩滅が発生し、その結果被研削物の切味や面粗度が劣化する。
【００１５】
本発明のドレッサにおいては、前記砥粒が配列された砥粒層の少なくとも一方の側面に、砥粒を含まない補強層を設けることができる。
補強層を設けることにより、砥粒層の強度を高めることができ、研削時の破損を抑制することができる。
補強層の厚みは０．２ｍｍ以上であり、砥粒層の厚みの１／２以下であることが好ましい。補強層の厚みが０．２ｍｍより薄いと、強度が不足して補強層を設けた意味が無く、補強層の厚みが砥粒層の厚みの１／２を超えると、この補強層が研削抵抗となって切味が悪くなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係るドレッサを示す。図１（ａ）はドレッサの正面図であり、（ｂ）はドレッサの砥粒の配列を、高さ方向に拡大して示す図である。また、（ｃ）はドレッサの側面図であり、（ｄ）は（ｃ）における砥粒層の砥粒配列を拡大して示す図である。
【００１７】
ドレッサ１は、円板状の台金２の円周側に砥粒層３が突出して設けられてなるものであり、台金２の中心には回転軸を取りつけるための中心穴４が設けられている。砥粒層３はダイヤモンド等からなる砥粒５を結合材によって結合させて形成されている。
砥粒５は、図１（ｂ）に示すように、砥粒層３において、砥粒５の一つの面の位置が揃うように配列され、かつ、粒径の異なる砥粒５が配列されている。従って、砥粒層３における砥粒５は、一つの面において位置が揃い、これと反対側の面においては位置が揃わないように配列されている。
これを側面から見ると、図１（ｄ）のように、砥粒層３の一端側に砥粒５が揃えられ、他端側では砥粒５の位置が揃っていない状態となる。
【００１８】
砥粒５をこのように配列することによる効果を、図２を用いて説明する。
図２において、ドレッサが被研削物に最初にあたる入口側においては、砥粒５の端面の位置が揃っておらず、ドレッサの回転に伴って砥粒５が断続的に被研削物にあたる。そのため、研削抵抗を分散させて切味よく研削を行うことができる。ドレッシングの初期においては粗研削が必要であるが、入口側においてはドレッサの切味がよいため、入口側での研削は粗研削に適している。
【００１９】
一方、ドレッサが被研削物から抜け出る出口側においては、砥粒５の端面の位置が揃っており、砥粒５が連続的に被研削物にあたるため、精度よく研削することができる。ドレッシングの終期においては仕上研削が必要であるが、出口側においてはドレッサの精度をよくすることができるため、出口側での研削は仕上研削に適している。
このように、研削初期においては切味を良くし、研削終期においては仕上精度を良くして、粗研削と仕上げ研削とを一つのドレッサで効率良く行うことができる。
【００２０】
以下に、砥粒５を図１に示すように配列して砥粒層３を形成する方法について図３を用いて説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、使用する砥粒５の形状に合わせた窪み６を台金２上に整列して形成する。その際、窪み６の底の高さを揃えておく。このような窪み６の形成は、プレス加工や放電加工によって容易に行うことができる。
次に、図３（ｂ）に示すように、窪み６の表面に接着剤等を塗布した後、この窪み６に砥粒５を挿入して、砥粒５が窪み６内で動かないように固定する。
上記の方法により砥粒５が固定された台金２に対して、図３（ｃ）に示すように、外型７をセットした後に金属粉末８を充填し、上パンチ９を入れて焼成を行う。
その後、台金２の不要部分を旋盤等により加工してドレッサとして仕上る。
【００２１】
図４は、粒径分布を持つ砥粒５が配列された砥粒層３において、最大砥粒５ａの粒径（最大粒径）と最小砥粒５ｂの粒径（最小粒径）とを示すものであり、本発明においては、最大粒径÷最小粒径の値を、１．１以上２．０以下としている。
図５を用いて、最大粒径÷最小粒径の値を変えたときの、研削性能の変化について説明する。
【００２２】
図５（ａ）は、最大粒径÷最小粒径の値を、１．１程度の小さな値としたときを示しており、このときには砥粒５が断続的に被研削物にあたる部分が少なく、連続的に被研削物にあたる部分が多い。そのため、粗研削をあまり必要としない、やわらかい被研削物を研削するのに適している。
図５（ｂ）は、最大粒径÷最小粒径の値を、２．０程度の大きな値としたときを示しており、このときには砥粒５が断続的に被研削物にあたる部分が多く、連続的に被研削物にあたる部分が少ない。そのため、粗研削を十分に行うことを必要とする硬い被研削物を研削するのに適している。
【００２３】
このように、耐摩耗性の異なる被研削物であっても、最大粒径÷最小粒径の値を選択することにより、良好に研削を行うことが可能となる。例えば、被研削物であるホイールがｃＢＮ等の砥粒を多く含むものであれば、最大粒径÷最小粒径の値を大きくし、ｃＢＮ等の砥粒の含有量が少ないものであれば、最大粒径÷最小粒径の値を小さくして研削すればよい。
【００２４】
図６（ａ）は、１４面体をなすダイヤモンド砥粒とその１１１面を示し、図６（ｂ）は、このダイヤモンド砥粒をドレッサの砥粒として用いる場合に、ダイヤモンド砥粒の１１１面を揃えて配列したものを示している。
ドレッサとして使用するダイヤモンド砥粒は１４面体が多く、１１１面を揃えて配列すると、その反対側の面も１１１面となる。この１１１面は耐摩耗性が高く劈開性が高いため、研削によって砥粒は摩滅せずに微小劈開して、新しい研削面を鋭利な状態に保つことが可能である。
なおここでは、配列されるダイヤモンド砥粒の必ずしも全てについて１１１面が揃っていることを意味するものではなく、配列されるダイヤモンド砥粒のうち多数のものについて１１１面が揃っていれば十分である。
【００２５】
図７（ａ）は、１４面体をなすダイヤモンド砥粒とその１００面を示し、図７（ｂ）は、このダイヤモンド砥粒をドレッサの砥粒として用いる場合に、ダイヤモンド砥粒の１００面を揃えて配列したものを示している。
この１００面は耐摩耗性は１１１面より低いが劈開しにくいため、図７（ｂ）に示す配列とすることにより、砥粒が摩耗しにくく、ドレッサの寿命を向上することができる。
なおここでも、配列されるダイヤモンド砥粒の必ずしも全てについて１００面が揃っていることを意味するものではなく、配列されるダイヤモンド砥粒のうち多数のものについて１００面が揃っていれば十分である。
【００２６】
図８（ａ）は、図１（ａ）のドレッサの正面図において、砥粒層３での砥粒の配列を拡大して示す図である。図８（ａ）において、砥粒５は円周方向に隣合う砥粒５に対して、砥粒５の平均粒径の１／４以下の範囲内で径方向にずらして配列されている。このように砥粒５を配列することにより、砥粒５の目替りの時期を円周方向についてずらすことができ、作用する砥粒数を一定に保つことができる。被研削物の状態に応じて作用する砥粒数は決定されるものであるが、上記の砥粒５をずらす量を変えることによって、被研削物に応じて作用する砥粒数を最適化することができる。
また、図８（ｂ）は、砥粒層３の周方向に砥粒５を配列した全体図であり、図８（ｂ）においては、砥粒が砥粒層の外周端から内周端に亘って径方向にずらして配列されたときに、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２となる場合を示している。
砥粒５は、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２以下となる範囲で径方向にずらして配列されていることが好ましい。これよりも砥粒５をずらす量を小さくすると、砥粒のずらし量が小さすぎて、砥粒の目替りの時期を円周方向について円滑にずらすことができにくくなるからである。
【００２７】
図９（ａ）は、粒径の大きい１次砥粒１０と、粒径の小さい２次砥粒１１とを混在させて砥粒層３を形成したものを示す。この砥粒層３を有するドレッサでドレッシングを行うと、被研削物であるホイール等の砥粒は、１次砥粒１０によって、図９（ｂ）に示すように、大きな凹部を有する砥粒となる。次に、２次砥粒１１によって、図９（ｃ）に示すように、砥粒の先端部を微細に破砕することができる。
図９（ｄ）は、２次砥粒１１の粒径が１次砥粒１０の粒径に対して比較的大きい場合を示しており、２次砥粒１１の粒径が大きすぎると、整列配列された１次砥粒１０の隙間に収まらなくなり、１次砥粒１０を整列させて砥粒層を形成することができなくなる。また、２次砥粒１１の粒径が大きすぎると、整列配列された１次砥粒１０によって研削された被研削物の砥粒先端部を壊してしまうこととなり、本発明の効果が得られにくい。
図９（ｅ）は、２次砥粒１１の粒径が１次砥粒１０の粒径に対して比較的小さい場合を示しており、２次砥粒１１の粒径が小さすぎると、被研削物の砥粒への食込みが悪くなって被研削物の砥粒を微細に加工することができないばかりでなく摩滅が発生し、その結果被研削物の切味や面粗度が劣化する。
以上のことから、２次砥粒１１の平均粒径は、１次砥粒１０の平均粒径に対して１０％以上５０％以下であることが好ましい。
【００２８】
このように、砥粒層３に粒径の大きい１次砥粒１０と、粒径の小さい２次砥粒１１とを混在させて砥粒層３を形成することにより、被研削物である砥粒は、大きな凹部が食込みを向上させ、チップポケット、クーリングポケットして機能し、砥粒の先端部が微細に破砕されていることにより、面粗さを向上させ、加工精度を向上させることができる。
【００２９】
図１０は、砥粒５が配列された砥粒層３の少なくとも一方の側面に、砥粒５を含まない補強層１２を設けたものを示す。補強層１２は、例えば、砥粒層３に含まれる結合材と同一の材料、台金の一部分または結合材と同等の硬さの材料を用いて形成することができる。
補強層１２を設けることにより、砥粒層の強度を高めることができ、研削時の破損を抑制することができる。
【００３０】
なお、以上においては、砥粒５を１層配列した場合について説明したが、幅が広い被研削物をドレッシングする場合には、砥粒５を２列以上に亘って複数層設けることもできる。その例を図１１に示す。
図１１（ａ）は、２層配列した砥粒５を揃える位置を、いずれの砥粒列についても同じ側としたものであり、最終的に仕上げ加工する部分に砥粒５が揃って配列されていることにより、被研削物の仕上げ面を良好なものとすることができる。
図１１（ｂ）は、砥粒５を揃える位置を、一方の砥粒列については図１１（ａ）に示すものとは反対側としたものであり、ドレスの取代が多く、ドレッサを左右にトラバースして用いる場合に有効である。
図１１（ｃ）は、砥粒５を３層に配列し、仕上げ側の砥粒列を形成する砥粒５の粒径を、他の砥粒列を形成する砥粒５の粒径より小さくしたものである。仕上げ側の砥粒５の粒径を他の砥粒より小さくしたことにより、仕上げ面の面精度を上げることができる。
【００３１】
【実施例】
以下に、具体的な実施例を示す。
（実施例１）
砥粒の一面を揃えて１層に配列したことによる効果を実証するために、以下の試験を行った。
試験に用いたドレッサと被研削物の寸法と仕様は以下の通りである。
ドレッサ 寸法 １００Ｄ×２４Ｈ×１．１Ｕ×５Ｘ
仕様 ＳＤ４０Ｍ
被研削物 寸法 ３５０Ｄ×１２０Ｈ×２０Ｔ
仕様 ＣＢＮ１２０Ｖ
試験結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
以上のことから、砥粒の端面を揃えて配列したことにより、被研削物の面粗度が良好となることがわかる。
【００３４】
（実施例２）
砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を、１．１以上２．０以下の範囲としたことによる効果を実証するために、以下の試験を行った。
試験に用いたドレッサと被研削物の寸法は、実施例１と同様であり、ドレッサと被研削物の仕様は以下の通りである。
ドレッサ 仕様 ＳＤ２０Ｍ 砥粒は端面を揃えて配列
被研削物 仕様 ＣＢＮ１００Ｖ
試験結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】
以上のことから、砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を、１．１以上２．０以下の範囲としたことにより、切味を良好に維持しつつチッピングの発生を抑制して適性にドレッシングを行うことができることが示されている。
【００３７】
（実施例３）
砥粒の１１１面または１００面の位置を揃えて砥粒を１層に配列したことによる効果を実証するために、以下の試験を行った。
試験に用いたドレッサと被研削物の寸法は、実施例１と同様であり、ドレッサと被研削物の仕様は以下の通りである。
ドレッサ 仕様 ＳＤ２０Ｍ
被研削物 仕様 ＣＢＮ１００Ｖ
試験結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
表３において、◎は性能が極めて良好であることを示し、○は性能が良好であることを示す。また、△は○に比べて性能がやや劣ることを示し、×は性能が不充分であることを示す。
表３からわかるように、１１１面を揃えて配列することにより、特に切味の向上が顕著である。また、１００面を揃えて配列することにより、寿命の向上が可能であることが確認された。
【００４０】
（実施例４）
砥粒層の円周方向に隣合う砥粒に対して、砥粒の平均粒径の１／４以下の範囲で径方向にずらして砥粒を配列したことによる効果を実証するために、以下の試験を行った。
図１２に、砥粒をずらす量を変えて配列したものを示しており、（ａ）は砥粒の粒径と同じ間隔でずらしたもの、（ｂ）は砥粒の粒径の１／２の間隔でずらしたもの、（ｃ）は砥粒の粒径の１／３の間隔でずらしたもの、（ｄ）は砥粒の粒径の１／４の間隔でずらしたものを示す。
【００４１】
図１３に、図１２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す砥粒配列でドレッサを形成し、それぞれのドレッサについて研削試験を行った結果を示す。
図１３からわかるように、（ａ）の砥粒の粒径と同じ間隔でずらしたもの、（ｂ）の砥粒の粒径の１／２の間隔でずらしたものについては、摩耗量の増加に伴って切味が著しく低下している。また、（ｃ）の砥粒の粒径の１／３の間隔でずらしたものは、（ｄ）の砥粒の粒径の１／４の間隔でずらしたものより切味が劣っている。ドレッサでは、使用回転速度が速いために、砥粒の粒径の４０％程度まで摩耗すると砥粒保持力が弱くなり、砥粒がボンドから脱落しやすい。このことから、（ｄ）のように砥粒の粒径の１／４の間隔でずらしたものが、砥粒の目替りの時期を円滑にずらして、切味を良好に維持することができる。
【００４２】
（実施例５）
砥粒の平均粒径の１０％以上５０％以下の粒径を有する微細砥粒を混在させて砥粒層を形成したことによる効果を実証するために、表４に示すように砥粒を配合してドレッサを形成し、それぞれのドレッサでＣＢＮ８０Ｖを研削した後にカムシャフトを研削し、研削時の切味と面粗度を比較した。
【００４３】
【表４】
以上のことから、微細砥粒の平均粒径が配列砥粒の平均粒径の５０％を超えると、面粗度が悪くなり、微細砥粒の平均粒径が配列砥粒の平均粒径の１０％未満では、研削抵抗が大きくなる。従って、砥粒の平均粒径の１０％以上５０％以下の粒径を有する微細砥粒を混在させることによって、切味と面粗度が向上することが確認された。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、以下の効果を奏することができる。
（１）円板状台金の外周側に粒径の異なる砥粒を含む砥粒層が形成されたドレッサにおいて、前記砥粒層中で前記砥粒の一面の位置を揃えて前記砥粒が１層にまたは複数層に配列されていることにより、砥粒の端面の位置が揃っていない側を、ドレッサが被研削物に最初にあたる入口側として、ドレッシングの初期における粗研削を行い、砥粒の端面の位置が揃っている側を、ドレッサが被研削物から抜け出る出口側として、ドレッシングの終期における仕上研削を行うことによって、研削初期においては切味を良くし、研削終期においては仕上精度を良くして、粗研削と仕上げ研削とを一つのドレッサで効率良く行うことができる。
【００４６】
（２）砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を、１．１以上２．０以下の範囲とすることにより、耐摩耗性の異なる被研削物であっても、砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を選択することにより、良好に研削を行うことが可能となる。
【００４７】
（３）砥粒の１１１面の位置を揃えて砥粒を配列することにより、１１１面は劈開性が高いため、研削によって砥粒は摩滅せずに劈開して、新しい研削面を鋭利な状態に保つことが可能である。
【００４８】
（４）砥粒の１００面の位置を揃えて砥粒を配列することにより、１００面は劈開性が低いため、砥粒が摩耗しにくく、ドレッサの寿命を向上することができる。
【００４９】
（５）砥粒層の円周方向に隣合う砥粒に対して、前記砥粒の平均粒径の１／４以下の範囲で径方向にずらして砥粒が配列され、かつ砥粒が砥粒層の外周端から内周端に亘って径方向にずらして配列されたときに、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２以下となる範囲で径方向にずらして砥粒が配列されていることにより、砥粒の目替りの時期を円周方向についてずらすことができ、研削時に作用する砥粒数を一定に保つことができる。
【００５０】
（６）砥粒の平均粒径の１０％以上５０％以下の粒径を有する微細砥粒を混在させて前記砥粒層が形成されたことにより、大きな砥粒によって研削された被研削物の砥粒の先端部を微細に破砕することができ、面粗さを向上させ、加工精度を向上させることができる。
【００５１】
（７）砥粒が配列された砥粒層の少なくとも一方の側面に、砥粒を含まない補強層を設けることにより、砥粒層の強度を高めることができ、研削時の破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るドレッサを示し、（ａ）はドレッサの正面図、（ｂ）は砥粒の配列を高さ方向に拡大して示す図、（ｃ）はドレッサの側面図、（ｄ）は（ｃ）における砥粒層での砥粒配列を拡大して示す図である。
【図２】 本発明のドレッサにおける砥粒配列による効果を説明するための図である。
【図３】 本発明のドレッサの製造方法の一例を示す図である。
【図４】 粒径分布を持つ砥粒が配列された砥粒層において、砥粒の最大粒径と最小粒径とを示す図である。
【図５】 砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比を変えて砥粒を配列した砥粒層を示す図である。
【図６】 （ａ）はダイヤモンド砥粒とその１１１面を示し、（ｂ）は、このダイヤモンド砥粒の１１１面を揃えて配列したものを示す図である。
【図７】 （ａ）はダイヤモンド砥粒とその１００面を示し、（ｂ）は、このダイヤモンド砥粒の１００面を揃えて配列したものを示す図である。
【図８】 （ａ）は図１（ａ）のドレッサの正面図において、砥粒層での砥粒の配列を拡大して示す図である。（ｂ）は砥粒層の周方向に砥粒を配列した全体図である。
【図９】 （ａ）は、粒径の大きい１次砥粒と粒径の小さい２次砥粒とを混在させて形成された砥粒層を示す図である。（ｂ）、（ｃ）はこの砥粒層を有するドレッサでドレッシングを行ったときの被研削物であるホイール等の砥粒の形状を示し、（ｂ）は１次砥粒によって研削された状態、（ｃ）は２次砥粒によってさらに研削された状態を示す。また、図９（ｄ）は、２次砥粒の粒径が１次砥粒の粒径に対して比較的大きい場合を示し、図９（ｅ）は、２次砥粒の粒径が１次砥粒の粒径に対して比較的小さい場合を示す。
【図１０】 砥粒を含まない補強層を設けた例を示す図である。
【図１１】 砥粒を２列以上に亘って複数層設けた例を示す図である。
【図１２】 砥粒をずらす量を変えて配列した例を示す図である。
【図１３】 図１２に示す砥粒配列によって形成されたドレッサを用いてドレッシングしたときの研削性能を示す図である。
【図１４】 従来の砥粒層の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ ドレッサ
２ 台金
３ 砥粒層
４ 中心穴
５ 砥粒
６ 窪み
７ 外型
８ 金属粉末
９ 上パンチ
１０ １次砥粒
１１ ２次砥粒
１２ 補強層
Claims (7)
- 円板状台金の外周側に粒径の異なる砥粒を含む砥粒層が形成されたドレッサにおいて、前記砥粒層中で、砥粒は砥粒層の一つの面において砥粒の端面の位置が揃い、これと反対側においては砥粒の端面の位置が揃わないように配列されて、前記砥粒が１層にまたは複数層に配列されており、砥粒の端面の位置が揃っている側の外周表面が被研削物から抜け出る出口側作用面となることを特徴とするドレッサ。
- 前記砥粒の最小粒径に対する最大粒径の比が、１．１以上２．０以下であることを特徴とする請求項１記載のドレッサ。
- 前記砥粒の１１１面の位置を揃えて前記砥粒が配列されていることを特徴とする請求項１または２記載のドレッサ。
- 前記砥粒の１００面の位置を揃えて前記砥粒が配列されていることを特徴とする請求項１または２記載のドレッサ。
- 前記砥粒層の円周方向に隣合う砥粒に対して、前記砥粒の平均粒径の１／４以下の範囲で径方向にずらして砥粒が配列され、かつ砥粒が砥粒層の外周端から内周端に亘って径方向にずらして配列されたときに、砥粒の配列長さが砥粒層の円周の１／２以下となる範囲で径方向にずらして砥粒が配列されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のドレッサ。
- 前記砥粒の平均粒径の１０％以上５０％以下の粒径を有する微細砥粒を混在させて前記砥粒層が形成されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のドレッサ。
- 前記砥粒が配列された砥粒層の少なくとも一方の側面に、砥粒を含まない補強層が設けられ、前記補強層の厚みは０．２ｍｍ以上であり、前記砥粒層の厚みの１／２以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のドレッサ。
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