JP4485914B2

JP4485914B2 - 研削ホイール

Info

Publication number: JP4485914B2
Application number: JP2004322663A
Authority: JP
Inventors: 俊彦石原
Original assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-11-05
Also published as: JP2006130612A

Description

本発明は、研削ホイールに関する。

従来、台金の作用面上に複数の砥粒が同心円状に配列された研削ホイールが知られている（例えば、特許文献１参照）。この研削ホイールでは、各同心円において砥粒が周方向に所定の間隔で配列されている。
特開２００４−１５４９０８号公報

しかしながら、上述の研削ホイールにおいて隣り合う砥粒同士の間隔を狭くすると、研削時の削り残しは抑制されるが、目詰まりが発生し易くなってしまう。

特に、研削ホイールを用いて高能率加工を行う場合には、以下のように目詰まりが更に発生し易くなってしまう。高能率加工を行う場合には、例えば、図９に示されるように、中央部に設けられたベース部２１１と外周に設けられたテーパ部２０９とを有する台金２０１を備えた研削ホイール２１０が好適に用いられる。図９は、研削ホイール２１０を用いて被研削材Ｗを研削する工程を模式的に示す部分断面図である。研削ホイール２１０では、台金２０１の作用面２０１ａ上に砥粒層２０２が形成されている。砥粒層２０２は、砥粒２０５と、砥粒２０５を台金２０１に固定させる結合材２０７とからなる。

被研削材Ｗは、図９中の方向Ａに移動し、研削ホイール２１０に当接することにより研削される。このとき、被研削材Ｗがテーパ部２０９上の砥粒２０５に当接しないと削り残しができてしまう。研削ホイール２１０では、テーパ部２０９上の隣り合う砥粒２０５同士の間隔（方向Ａに垂直な方向における間隔）ｄが狭くなるので、目詰まりが発生し易くなってしまう。さらに、高能率加工時には大きな切り粉が多量に発生するため、一層目詰まりが発生し易くなってしまう。

そこで、本発明は、削り残しを抑制すると共に、研削時に目詰まりの発生を抑制できる研削ホイールを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の研削ホイールは、台金と、台金の作用面上に設けられた砥粒層とを備え、砥粒層は、周方向に沿って配列された複数の砥粒からなる砥粒列が、径方向に所定の間隔で複数列配置された第１及び第２の領域を有し、第１及び第２の領域は、周方向に沿って配列されており、第２の領域は、径方向において第１の領域よりも所定距離内側に配置されており、所定距離は所定の間隔よりも小さい。

また、本発明の研削ホイールは、台金と、台金の作用面上に設けられた砥粒層とを備え、砥粒層は、同心円上に配列された複数の砥粒からなる砥粒列が、径方向に所定の間隔で複数列配置された第１及び第２の領域を有し、第１及び第２の領域は、周方向に沿って配列されており、第２の領域は、径方向において第１の領域よりも所定距離内側に配置されており、所定距離は所定の間隔よりも小さい。

また、本発明の研削ホイールは、台金と、台金の作用面上に設けられた砥粒層とを備え、砥粒層は、周方向に沿った直線上に配列された複数の砥粒からなる砥粒列が、径方向に所定の間隔で複数列配置された第１及び第２の領域を有し、第１及び第２の領域は、周方向に沿って配列されており、第２の領域は、径方向において第１の領域よりも所定距離内側に配置されており、所定距離は所定の間隔よりも小さい。

本発明の各研削ホイールでは第２の領域が上述の位置に配置されている。このため、本発明の各研削ホイールを回転させると、第１の領域内における「所定の間隔」に起因する削り残しを第２の領域内の砥粒によって研削することができる。これにより、削り残しを抑制できる。また、第１及び第２の各領域内において、削り残しを抑制するために砥粒を密に配置する必要がないので、研削時に目詰まりの発生を抑制できる。したがって、本発明の各研削ホイールを用いて研削を行うと、削り残しを抑制できると共に、研削時の目詰まりの発生を抑制できる。

また、上記研削ホイールでは、台金は、外周に設けられたテーパ部を有し、台金の作用面は、テーパ部上に設けられていることが好ましい。この場合、高能率加工を行っても削り残しを抑制できると共に、研削時の目詰まりの発生を抑制できる。

また、上記研削ホイールでは、第１及び第２の領域間にスリットが設けられていることが好ましい。これにより、例えば、研削時の削り粉等を排出し易くなる。

本発明の研削ホイールによれば、削り残しを抑制すると共に、研削時に目詰まりの発生を抑制できる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

図１は、実施形態に係る研削ホイールを模式的に示す斜視図である。図１に示される研削ホイール１０は、台金１と、台金１の作用面１ａ上に設けられた砥粒層２とを備える。研削ホイール１０は、例えばカップ型の研削ホイールである。台金１の作用面１ａは、例えば円環状の台金１の一方面に設けられている。また、台金１の作用面１ａには、研削ホイール１０の中心から外側に向けて放射状に複数（例えば８個）のスリット３が設けられている。したがって、スリット３上には砥粒層２が設けられていない。本実施形態では、スリット３は例えば台金１に形成された溝からなる。

続いて、図２を参照しながら砥粒層２における砥粒５の配置パターンについて詳細に説明する。図２は、砥粒層２側から見た研削ホイール１０の一部を模式的に示す平面図である。砥粒層２は、複数の砥粒５と、これらの砥粒５を台金１に保持させる結合材７とを有する。

砥粒５の構成材料としては、例えば、ダイヤモンド、ｃＢＮ等が挙げられる。ダイヤモンドとしては、例えば、天然ダイヤモンド、合成ダイヤモンド等が挙げられる。また、砥粒５は、ダイヤモンド砥粒又はｃＢＮ砥粒等の超砥粒であることが好ましい。この場合、硬度が向上するので耐磨耗性が向上する。

結合材７としては、例えば金属結合材が挙げられる。砥粒５は、例えば金属結合材により台金１の作用面１ａに固着される。

砥粒層２は、研削ホイール１０の周方向Ｘに沿って順に配列された第１〜第３の領域Ｎ_１〜Ｎ_３を有する。第１〜第３の領域Ｎ_１〜Ｎ_３は３つの領域で１つの繰返し単位となっている。この繰返し単位は、周方向Ｘに沿って環状に繰返し配列されている。なお、図２において、第１〜第３の領域Ｎ_１〜Ｎ_３は時計回りに配置されているが、反時計回りに配置されているとしてもよい。

第１の領域Ｎ_１では、周方向Ｘに沿って配列された複数（例えば３個）の砥粒５からなる砥粒列５１が、研削ホイール１０の径方向Ｙに所定の間隔ａ（例えば１ｍｍ）で複数列（例えば３列）配置されている。同様に、第２の領域Ｎ_２では、周方向Ｘに沿って配列された複数（例えば３個）の砥粒５からなる砥粒列５２が、径方向Ｙに所定の間隔ａ（例えば１ｍｍ）で複数列（例えば３列）配置されている。また同様に、第３の領域Ｎ_３では、周方向Ｘに沿って配列された複数（例えば３個）の砥粒５からなる砥粒列５３が、径方向Ｙに所定の間隔ａ（例えば１ｍｍ）で複数列（例えば３列）配置されている。

なお、第１〜第３の各領域Ｎ_１〜Ｎ_３における砥粒５の配置パターンは互いに同一であることが好ましい。これにより、１種類の配置パターンで砥粒層２を形成できるので、砥粒層２を形成し易くなる。また、第１〜第３の各領域Ｎ_１〜Ｎ_３における砥粒５の数は、図２に示される数（９個）より多くてもよい。また、砥粒５の粒径は、例えば、間隔ａが１ｍｍの場合、５００μｍである。

より具体的には、例えば、砥粒列５１は、第１の領域Ｎ_１において同心円Ｃ_１１〜Ｃ_１３上にそれぞれ配列されている。同様に、砥粒列５２は、第２の領域Ｎ_２において同心円Ｃ_２１〜Ｃ_２３上にそれぞれ配列されている。また同様に、砥粒列５３は、第３の領域Ｎ_３において同心円Ｃ_３１〜Ｃ_３３上にそれぞれ配列されている。同心円Ｃ_１１，Ｃ_２１，Ｃ_３１の半径は、同心円Ｃ_１２，Ｃ_２２，Ｃ_３２の半径よりそれぞれ所定の間隔ａだけ大きく、同心円Ｃ_１２，Ｃ_２２，Ｃ_３２の半径は、同心円Ｃ_１３，Ｃ_２３，Ｃ_３３の半径よりそれぞれ所定の間隔ａだけ大きい。なお、同心円Ｃ_１１〜Ｃ_１３，Ｃ_２１〜Ｃ_２３，Ｃ_３１〜Ｃ_３３の中心点Ｏは、いずれも研削ホイール１０の中心点と同一であることが好ましい。

第２の領域Ｎ_２は、径方向Ｙにおいて第１の領域Ｎ_１よりも所定距離ｂだけ内側（中心点Ｏ側）に配置されている。同様に、第３の領域Ｎ_３は、径方向Ｙにおいて第２の領域Ｎ_２よりも所定距離ｂだけ内側（中心点Ｏ側）に配置されている。さらに、所定距離ｂは上述の所定の間隔ａよりも小さい（ｂ＜ａ）。同心円Ｃ_１１〜Ｃ_１３の半径は、同心円Ｃ_２１〜Ｃ_２３の半径よりそれぞれ所定距離ｂだけ大きく、同心円Ｃ_２１〜Ｃ_２３の半径は、同心円Ｃ_３１〜Ｃ_３３の半径よりそれぞれ所定距離ｂだけ大きい。

研削ホイール１０では第２及び第３の領域Ｎ_２，Ｎ_３が上述の位置に配置されている。このため、研削ホイール１０を回転させると、第１の領域Ｎ_１内における所定の間隔ａ（径方向Ｙにおける砥粒５同士の間隔）に起因する削り残しを第２及び第３の領域Ｎ_２，Ｎ_３内の砥粒５によって研削することができる。これにより、削り残しを抑制できる。また、第１〜第３の各領域Ｎ_１〜Ｎ_３内において、削り残しを抑制するために砥粒５を密に配置する必要がないので、研削時に目詰まりの発生を抑制できる。したがって、研削ホイール１０を用いて研削を行うと、削り残しを抑制できると共に、研削時の目詰まりの発生を抑制できる。なお、上述のように砥粒列が同心円上に配列されている方が、直線上に配列されているよりも研削効率を一層向上できる。

また、所定距離ｂは所定の間隔ａを等分した長さであることが好ましく、所定の間隔ａの１／２又は１／３の長さであることがより好ましい｛ｂ＝ａ／Ｎ（Ｎ＝２，３）｝。この場合、より効率的に削り残しを抑制することができる。本実施形態では、第１〜第３の領域Ｎ_１〜Ｎ_３が３つの領域で１つの繰返し単位となっているので、所定距離ｂは所定の間隔ａの１／３の長さである。第１及び第２の領域Ｎ_１，Ｎ_２が２つの領域で１つの繰返し単位となっている場合には、所定距離ｂは所定の間隔ａの１／２の長さであることが好ましい。

また、本実施形態の研削ホイール１０では、第１〜第３の各領域Ｎ_１〜Ｎ_３間にスリット３が設けられているので、研削時の削り粉や冷却水等を排出し易くなる。

次に、図３を参照しながら上記研削ホイール１０の変形例について詳細に説明する。

図３は、実施形態の変形例に係る研削ホイール１０の一部を模式的に示す断面図である。この研削ホイール１０では、台金１は、中央部に設けられたベース部１１と外周に設けられたテーパ部９とを有する。台金１の作用面１ａは、テーパ部９上に設けられている。テーパ部９のテーパ角度は、図３に示されるように径方向Ｙに対してαである。テーパ角度は、例えば、「設定取り代」が大きくなるほど大きくなる。このような研削ホイール１０を用いると、例えば、深切り込み加工や高送り速度加工等といった高能率加工が可能となり、高能率加工を行っても削り残しを抑制できると共に、研削時の目詰まりの発生を抑制できる。

次に、図４〜図７を参照しながら砥粒５の配置パターンの他の例について詳細に説明する。図４〜図７に示される研削ホイール１０と図２に示される研削ホイール１０とでは、砥粒５の配置パターンが異なっている。図４〜図７は、いずれも砥粒層２側から見た研削ホイール１０の一部を模式的に示す平面図である。

図４に示される研削ホイール１０において、砥粒層２は、周方向Ｘに沿って順に配列された第１〜第３の領域Ｍ_１〜Ｍ_３を有する。第１〜第３の領域Ｍ_１〜Ｍ_３は３つの領域で１つの繰返し単位となっている。この繰返し単位は、周方向Ｘに沿って環状に繰返し配列されている。なお、図４において、第１〜第３の領域Ｍ_１〜Ｍ_３は時計回りに配置されているが、反時計回りに配置されているとしてもよい。本例では、第１〜第３の各領域Ｍ_１〜Ｍ_３において、複数の砥粒５は格子状に配置されている。

第１の領域Ｍ_１では、複数（例えば３個）の砥粒５からなる砥粒列５４が、周方向Ｘに沿った直線Ｌ_１１〜Ｌ_１３上にそれぞれ配列されている。砥粒列５４は、径方向Ｙに所定の間隔ａ（例えば１ｍｍ）で複数列（例えば３列）配置されている。同様に、第２の領域Ｍ_２では、複数（例えば３個）の砥粒５からなる砥粒列５５が、周方向Ｘに沿った直線Ｌ_２１〜Ｌ_２３上にそれぞれ配列されている。砥粒列５５は、径方向Ｙに所定の間隔ａ（例えば１ｍｍ）で複数列（例えば３列）配置されている。また同様に、第３の領域Ｍ_３では、複数（例えば３個）の砥粒５からなる砥粒列５６が、周方向Ｘに沿った直線Ｌ_３１〜Ｌ_３３上にそれぞれ配列されている。砥粒列５６は、径方向Ｙに所定の間隔ａ（例えば１ｍｍ）で複数列（例えば３列）配置されている。

なお、第１〜第３の各領域Ｍ_１〜Ｍ_３における砥粒５の配置パターンは互いに同一であることが好ましい。また、第１〜第３の各領域Ｍ_１〜Ｍ_３における砥粒５の数は、図４に示される数（９個）より多くてもよい。また、砥粒５の粒径は、例えば、間隔ａが１ｍｍの場合、５００μｍである。

第２の領域Ｍ_２は、径方向Ｙにおいて第１の領域Ｍ_１よりも所定距離ｂだけ内側（中心点Ｏ側）に配置されている。第３の領域Ｍ_３は、径方向Ｙにおいて第２の領域Ｍ_２よりも所定距離ｂだけ内側（中心点Ｏ側）に配置されている。さらに、所定距離ｂは上述の所定の間隔ａよりも小さい（ｂ＜ａ）。中心点Ｏから直線Ｌ_１１までの距離ｒ１は、中心点Ｏから直線Ｌ_２１までの距離ｒ２より所定距離ｂだけ大きく、中心点Ｏから直線Ｌ_２１までの距離ｒ２は、中心点Ｏから直線Ｌ_３１までの距離ｒ３より所定距離ｂだけ大きい。

図４に示される研削ホイール１０では、第２及び第３の領域Ｍ_２，Ｍ_３が上述の位置に配置されている。このため、研削ホイール１０を回転させると、第１の領域Ｍ_１内における所定の間隔ａ（径方向Ｙにおける砥粒５同士の間隔）に起因する削り残しを第２及び第３の領域Ｍ_２，Ｍ_３内の砥粒５によって研削することができる。これにより、削り残しを抑制できる。また、第１〜第３の各領域Ｍ_１〜Ｍ_３内において、削り残しを抑制するために砥粒５を密に配置する必要がないので、研削時に目詰まりの発生を抑制できる。したがって、研削ホイール１０を用いて研削を行うと、削り残しを抑制できると共に、研削時の目詰まりの発生を抑制できる。

本実施形態では、第１〜第３の領域Ｍ_１〜Ｍ_３が３つの領域で１つの繰返し単位となっているので、所定距離ｂは所定の間隔ａの１／３の長さである。第１及び第２の領域Ｍ_１，Ｍ_２が２つの領域で１つの繰返し単位となっている場合には、所定距離ｂは所定の間隔ａの１／２の長さであることが好ましい。

また、図４に示される研削ホイール１０では、第１〜第３の各領域Ｍ_１〜Ｍ_３間にスリット３が設けられているので、研削時の削り粉や冷却水等を排出し易くなる。

また、図２に示される研削ホイール１０の第１〜第３の各領域Ｎ_１〜Ｎ_３を、それぞれ図５に示される領域Ｋ_１に置換するとしてもよい。この領域Ｋ_１内には、複数の砥粒５が千鳥状に配置されている。

領域Ｋ_１内では、周方向Ｘに沿って配列された複数（例えば２個又は３個）の砥粒５からなる砥粒列５７が、研削ホイール１０の径方向Ｙに所定の間隔ａ（例えば１ｍｍ）で複数列（例えば５列）配置されている。より具体的には、例えば、砥粒列５７は、研削ホイール１０に対する同心円上にそれぞれ配列されている。

また、図４に示される研削ホイール１０の第１〜第３の各領域Ｍ_１〜Ｍ_３を、それぞれ図６に示される領域Ｊ_１に置換するとしてもよい。この領域Ｊ_１内には、複数の砥粒５が千鳥格子状に配置されている。

領域Ｊ_１内では、周方向Ｘに沿って配列された複数（例えば２個又は３個）の砥粒５からなる砥粒列５８が、研削ホイール１０の径方向Ｙに所定の間隔ａ（例えば１ｍｍ）で複数列（例えば５列）配置されている。より具体的には、例えば、砥粒列５８は、周方向Ｘに沿った直線上にそれぞれ配列されている。

また、図２に示される研削ホイール１０の第１〜第３の領域Ｎ_１〜Ｎ_３を、それぞれ図７に示される第１〜第３の領域Ｉ_１〜Ｉ_３に置換するとしてもよい。第１〜第３の領域Ｉ_１〜Ｉ_３は、周方向Ｘに沿って順に配列され、３つの領域で１つの繰返し単位となっている。この繰返し単位は、周方向Ｘに沿って環状に繰返し配列されている。なお、図７において、第１〜第３の領域Ｉ_１〜Ｉ_３は反時計回りに配置されているが、時計回りに配置されているとしてもよい。

第１〜第３の各領域Ｉ_１〜Ｉ_３では、周方向Ｘに沿って配列された複数（例えば７個〜１０個）の砥粒５からなる砥粒列５９が、研削ホイール１０の径方向Ｙに所定の間隔ａ（例えば１ｍｍ）で複数列（例えば１２列）配置されている。より具体的には、例えば、第１の領域Ｉ_１において、砥粒列５９は、同心円Ｃ_１０１〜Ｃ_１１２上にそれぞれ配列されている。また、各砥粒列５９における末端の砥粒５は、周方向Ｘとなす角がθとなる方向Ｙ_１に所定の間隔で順に配列されている。さらに、方向Ｙ_１に沿って、第１〜第３の各領域Ｉ_１〜Ｉ_３間に設けられたスリット３が配置されている。なお、第１〜第３の各領域Ｉ_１〜Ｉ_３における砥粒５の配置パターンは互いに同一であることが好ましい。

第２の領域Ｉ_２は、径方向Ｙにおいて第１の領域Ｉ_１よりも所定距離ｂだけ内側に配置されている。同様に、第３の領域Ｉ_３は、径方向Ｙにおいて第２の領域Ｉ_２よりも所定距離ｂだけ内側に配置されている。さらに、所定距離ｂは上述の所定の間隔ａよりも小さい（ｂ＜ａ）。

次に、図８を参照しながら図２に示される研削ホイール１０の変形例について説明する。図８は、実施形態の変形例に係る研削ホイール１０を模式的に示す斜視図である。図８に示される研削ホイール１０は、台金１と、台金１の作用面１ａ上に設けられた砥粒層２とを備え、図２に示される研削ホイール１０からスリット３を除いた構成を有している。このような研削ホイール１０を、図２に示される研削ホイール１０に代えて用いてもよい。この場合であっても、砥粒５の配置パターンを上述のようにすることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、砥粒５を上述の配置パターンでチップ上に配置し、当該チップを砥粒層２の第１〜第３の各領域として用いてもよい。

実施形態に係る研削ホイールを模式的に示す斜視図である。砥粒層側から見た研削ホイールの一部を模式的に示す平面図である。実施形態の変形例に係る研削ホイールの一部を模式的に示す断面図である。砥粒の他の配置パターン例を示し、砥粒層側から見た研削ホイールの一部を模式的に示す平面図である。砥粒の他の配置パターン例を示し、砥粒層側から見た研削ホイールの一部を模式的に示す平面図である。砥粒の他の配置パターン例を示し、砥粒層側から見た研削ホイールの一部を模式的に示す平面図である。砥粒の他の配置パターン例を示し、砥粒層側から見た研削ホイールの一部を模式的に示す平面図である。実施形態の変形例に係る研削ホイールを模式的に示す斜視図である。研削ホイールを用いて被研削材を研削する工程を模式的に示す部分断面図である。

符号の説明

１…台金、１ａ…台金の作用面、２…砥粒層、３…スリット、５…砥粒、５１〜５９…砥粒列、９…テーパ部、１０…研削ホイール、Ｘ…周方向、Ｙ…径方向、ａ…所定の間隔、ｂ…所定距離、Ｎ_１〜Ｎ_３，Ｍ_１〜Ｍ_３，Ｉ_１〜Ｉ_３…第１〜第３の領域、Ｋ_１，Ｊ_１…第１〜第３の各領域、Ｃ_１１〜Ｃ_１３，Ｃ_２１〜Ｃ_２３，Ｃ_３１〜Ｃ_３３，Ｃ_１０１〜Ｃ_１１２…同心円、Ｌ_１１〜Ｌ_１３，Ｌ_２１〜Ｌ_２３，Ｌ_３１〜Ｌ_３３…直線。

Claims

台金と、
前記台金の作用面上に設けられた砥粒層と、
を備え、
前記砥粒層は、周方向に沿って配列された複数の砥粒からなる砥粒列が、径方向に所定の間隔で複数列配置された第１及び第２の領域を有し、
前記第１及び第２の領域は、前記周方向に沿って配列されており、
前記第２の領域は、前記径方向において前記第１の領域よりも所定距離内側に配置されており、
前記所定距離は前記所定の間隔よりも小さい、研削ホイール。
台金と、
前記台金の作用面上に設けられた砥粒層と、
を備え、
前記砥粒層は、同心円上に配列された複数の砥粒からなる砥粒列が、径方向に所定の間隔で複数列配置された第１及び第２の領域を有し、
前記第１及び第２の領域は、周方向に沿って配列されており、
前記第２の領域は、前記径方向において前記第１の領域よりも所定距離内側に配置されており、
前記所定距離は前記所定の間隔よりも小さい、研削ホイール。
台金と、
前記台金の作用面上に設けられた砥粒層と、
を備え、
前記砥粒層は、周方向に沿った直線上に配列された複数の砥粒からなる砥粒列が、径方向に所定の間隔で複数列配置された第１及び第２の領域を有し、
前記第１及び第２の領域は、前記周方向に沿って配列されており、
前記第２の領域は、前記径方向において前記第１の領域よりも所定距離内側に配置されており、
前記所定距離は前記所定の間隔よりも小さい、研削ホイール。
前記台金は、外周に設けられたテーパ部を有し、
前記台金の作用面は、前記テーパ部上に設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の研削ホイール。
前記第１及び第２の領域間にスリットが設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の研削ホイール。