JP4817547B2 - 研削砥石 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削砥石に関するものであり、特に、被削材に直接接触して研削機能を発揮する砥石本体部と該砥石本体部を支持し研削装置に固定保持される砥石支持部との間の導電性を確保した研削砥石に関するものである。本発明の研削砥石は放電を利用したツルーイングやドレッシングを行うのに好適である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
研削砥石は、それを使用して被削材の研削作業を継続するにつれて、次第にボンド(砥石結合材)中に分散担持されている砥粒が損耗及び脱落し、次第に研削性能が低下する。そのため、研削作業の進行に伴い、適時または定期的に砥石研削面の主としてボンドを適度に除去して、損耗した疲労砥粒を脱落させ、新規に砥粒を研削面に突出させる、いわゆるドレッシング(目立て)が実行される。また、研削作業を継続するにつれて、砥石研削面の形状が所定の形状から次第に変化し、研削された被削材の表面形状精度が低下することがある。そのため、研削作業の進行に伴い、適時または定期的に砥石研削面の表面形状を修正する、いわゆるツルーイングが実行される。尚、新規の研削砥石の使用開始時にも、同様にしてツルーイングが実行される。
【0003】
実際には、以上のようなドレッシングとツルーイングとは同一の手段により同時に実行されることが多い。従って、本明細書では、ツルーイングをも含めた意味でドレッシングということにする。
【0004】
ドレッシングは、従来、ドレッシング用砥石を被削材の代わりに用いてドレッシング用砥石に対して被削材の研削と同様な動作を行うことで、いわゆる共擂りにより研削砥石の表面を研削除去することでなされていた。しかしながら、このような手法では、ドレッシングの速度及び精度を十分に高めることが困難である。
【0005】
そこで、近年、研削砥石のドレッシング法として放電ドレッシングが提案されている。放電ドレッシングは、放電加工に類似しており、研削砥石の研削面に対して放電電極を近接させながら、該放電電極と研削砥石との間に放電を生起させることで、研削砥石の研削面のボンドまたは該ボンドと砥粒とを適宜除去するものである。この放電ドレッシングのためには、研削装置側において、通電経路を設けることに加えて、該研削装置と研削砥石との間の通電経路をも確保する必要がある。
【0006】
ところで、研削砥石は、ボンド中に砥粒を分散担持してなり研削機能を発揮する砥石本体部と、該砥石本体部を支持する砥石支持部とを有する。該砥石支持部は合成樹脂系の接着剤などの接合剤により砥石本体部と接合されている。放電ドレッシングを受ける研削砥石は、砥石本体部として導電性を有する例えばメタルボンドのものを使用し、砥石支持部として導電性を有する例えばアルミニウムからなるものが利用される。
【0007】
しかるに、砥石本体部と砥石支持部との間に介在する接合剤として接合操作性や取扱性などに利点を有する合成樹脂系の接着剤を用いる場合には、該接着剤の層が電気絶縁性を有するので、放電ドレッシングの際の電流を良好に導通させることができない。
【0008】
そこで、砥石本体部と砥石支持部との電気的導通をとるために、例えば図7に示されるような電気的導通手段を採用することが考えられる。図7において、研削砥石110では、円板状の砥石本体部112と円板状の砥石支持部114とが電気絶縁性の接着剤層116により接合されている。研削砥石110は、砥石本体部112及び砥石支持部114の円板形状の対称中心軸Cの周囲に中心孔を有する。電気的導通手段としては、研削砥石110の側面部において対称中心軸Cに対する径方向内方へと向かって穴を開け、該穴を砥石本体部112から砥石支持部114までに達する径のものとし、この穴に径方向内方へと向かって導電性のネジまたはリベット120を適合させている。この穴及びネジまたはリベット120は、対称中心軸Cに対する周方向に均等の間隔で複数配置されている。これにより、ネジまたはリベット120を介して砥石本体部112と砥石支持部114との間の電気的導通が確保され、放電ドレッシングの際の電流を良好に導通させることができる。
【0009】
しかしながら、このようにして砥石本体部112と砥石支持部114との間の電気的導通を確保した研削砥石110では、砥石本体部112の砥石支持部側の面(下側の面)に近い部分にはネジまたはリベット120が存在するので、その厚さの部分を実際の研削のために使用することができない。即ち、研削砥石110では、砥石本体部112の有効厚さが減少するという不利がある。また、ネジまたはリベット120の部分では、砥石本体部112と砥石支持部114との接合強度が低下し、研削時にかかる荷重などに基づく応力により外周から次第に剥離が生ずるおそれがある。更に、ネジまたはリベット120が外部に露出しており、研削の際にはここに研削液(例えばpH8〜10のアルカリ性のもの)がかかるので、ネジまたはリベット120が腐食されて耐久性が低下するおそれがある。
【0010】
また、以上のようなネジまたはリベット120及びその適合のための穴を設ける代わりに、研削砥石110の外周面に、砥石本体部112と砥石支持部114とを接続するように導電性ペーストなどの電気的導通手段を塗布することも考えられるが、この場合には長期にわたり十分な接合強度を維持することが困難であり、脱落の危険性がある。更に、この場合も、研削の際には電気的導通手段に研削液がかかるので、ネジまたはリベット120が腐食されて耐久性が低下するおそれがある。
【0011】
本発明の目的は、以上のような研削砥石の放電ドレッシングを実行するための砥石本体部と砥石支持部との間の通電の確保の際の技術的課題を解決して、砥石本体部の有効利用が可能な研削砥石を提供することを目的とするものである。
【0012】
また、本発明の目的は、以上のような研削砥石の放電ドレッシングを実行するための砥石本体部と砥石支持部との間の通電の確保の際の技術的課題を解決して、砥石本体部と砥石支持部との接合強度の低下及びこれに基づく剥離の危険性の十分に低減された研削砥石を提供することを目的とするものである。
【0013】
また、本発明の目的は、以上のような研削砥石の放電ドレッシングを実行するための砥石本体部と砥石支持部との間の通電の確保の際の技術的課題を解決して、研削作業の際にも電気的導通手段の腐食などによる導電性能低下の危険性の十分に低減された研削砥石を提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
被削材に当接せしめられる砥石本体部と研削装置に取り付けられる砥石支持部とを接合剤により接合してなる研削砥石であって、前記砥石本体部及び前記砥石支持部はいずれも導電性を有しており、前記砥石本体部と前記砥石支持部との電気的導通を確保する電気的導通部材を備えており、該電気的導通部材は、一方端が前記砥石本体部の前記砥石支持部との接合側の面に接触し且つ他方端が前記砥石支持部の前記砥石本体部との接合側の面に接触して、外部に露出することなしに配置されていることを特徴とする研削砥石、
が提供される。
【0015】
本発明の一態様においては、前記砥石支持部には前記電気的導通部材を収容する凹部が形成されている。本発明の一態様においては、前記電気的導通部材は前記一方端が前記砥石本体部の前記砥石支持部との接合側の面を押圧しており且つ他方端が前記砥石支持部の前記砥石本体部との接合側の面を押圧している。本発明の一態様においては、前記電気的導通部材は導電性圧縮バネを含んでなる。本発明の一態様においては、前記電気的導通部材は前記一方端及び/又は前記他方端が前記圧縮バネの押圧力を受ける導電性接点部材からなる。
【0016】
本発明の一態様においては、前記砥石本体部は対称中心軸の周りに回転対称な形状をなしており、前記電気的導通部材は前記対称中心軸の周りに略均等に複数配置されている。本発明の一態様においては、前記砥石本体部は円形平板状をなしている。本発明の一態様においては、前記砥石本体部は円筒形状をなしている。
【0017】
本発明の一態様においては、前記砥石本体部はメタルボンドによるものである。本発明の一態様においては、前記接合剤はエポキシ系接着剤である。本発明の一態様においては、前記砥石支持部はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【0019】
図1は本発明による研削砥石の一実施形態を示す模式的部分断面図であり、図2は本実施形態の砥石支持部及び接合剤を除去した状態を示す模式的底面図である。
【0020】
研削砥石10は、全体として中心に貫通孔を有し且つ対称中心軸Cの周りに回転対称な円形平板状をなしており、上側に被削材に当接せしめられて研削機能を発揮する砥石本体部12が配置されており、下側に研削装置に取り付けられる砥石支持部14が配置されている。砥石本体部12と砥石支持部14とは接着剤層16により接合されている。砥石本体部12及び砥石支持部14は、いずれも対称中心軸Cの周りにほぼ回転対称な円形平板状をなしている。
【0021】
砥石本体部12は、ボンド中に砥粒を分散担持してなる例えばブロンズボンドやスチールボンドなどのメタルボンドのものであり、ボンド中にダイヤモンドやCBNなどの超砥粒またはアルミナや炭化珪素などの通常砥粒を分散担持してなるものである。砥石支持部14は、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属製のものであり、研削装置の保持手段により中心軸Cの周りに駆動回転可能なように保持される。接着剤層16は、例えばエポキシ系接着剤のような合成樹脂系の接着剤すらなり、非導電性である。合成樹脂系の接着剤は、接着の際の操作性や取扱性が良好であり、砥石本体部12と砥石支持部14との接合の際に高温を必要としないことから、砥石支持部14として上記アルミニウムなどの比較的低融点の金属を使用することが可能である。
【0022】
砥石支持部14には、砥石本体部12との接合面に凹部14aが形成されている。該凹部14aは、中心軸Cの方向に沿って所要の深さに形成されており、その内部に電気的導通部材を構成する導電性コイルバネ18と導電性接点部材20とが収容されている。コイルバネ18は上下方向に圧縮された状態とされており、その上端が導電性接点部材20に当接している。一方、コイルバネ18の下端は凹部14aの底面において砥石支持部14に当接している。従って、導電性接点部材20はコイルバネ18の押圧力により砥石本体部12の砥石支持部14との接合面(下面)に押し付けられている。導電性接点部材20を用いることで、砥石本体部12とコイルバネ18との間の電気的導通を一層良好なものとすることができる。尚、コイルバネ18の下端側に上端側と同様にして導電性接点部材を配置してもよい。コイルバネ18及び導電性接点部材20としては、例えばステンレススチールからなるものを使用することができる。コイルバネ18としては、例えば、線径が0.4mmで、巻き径が4mmで、巻き数が5程度で、自然長6mmのものを3.4mmに圧縮したものを使用することができ、この場合のバネ定数は88g/mm程度である。
【0023】
図2に示されているように、コイルバネ18及び導電性接点部材20からなる電気的導通部材は、対称中心軸Cの周りに均等に複数(図2では6個)配置されている。
【0024】
図3は本実施形態の研削砥石の放電ドレッシングを説明する模式図である。研削砥石10は研削装置の保持手段30により中心軸Cの周りに駆動回転可能なように保持されている。研削砥石10の砥石支持部14は保持手段30と電気的に導通した状態とされており、保持手段30は接地されている。一方、放電ドレッシングのための放電電極32が電極ホルダ34により下向きに支持されており、該ホルダ34は不図示の駆動手段により中心軸Cと直交するX方向に往復移動せしめられる。ホルダ34には放電ドレッシングのための電源36の一方の端子が接続されており、電源36の他方の端子は接地されている。
【0025】
以上のように、砥石本体部12は、コイルバネ18及び導電性接点部材20からなる電気的導通部材を介して砥石支持部14と電気的に導通せしめられているので、接地電位とされている。そこで、保持手段30により研削砥石10を中心軸Cの周りに駆動回転させ、更に所要の高さに維持されたホルダ34をX方向に移動させながら、電源36により放電電極32に所要の電圧(例えばパルス状電圧)を印加すると、該放電電極32の下端と砥石本体部12の上面との間に印加される電圧により火花放電が生ずる。この放電により砥石本体部12の上面のボンドが部分的に除去される。
【0026】
以上のように、本実施形態によれば、砥石本体部12の下面は上面と実質上平行であるので、砥石本体部12の厚さのほぼ全てを実際の研削のために使用することができ、砥石本体部12の有効厚さがほぼ実際の砥石本体部12の厚さと同一である。従って、砥石本体部全体の研削への有効な利用が可能である。
【0027】
また、電気的導通部材は外部に露出することなしに配置されているので、その周囲での砥石本体部12と砥石支持部14との接合強度は良好に維持され、研削時にかかる荷重などに基づく応力によっても特に砥石外周からの剥離が生ずる可能性は極めて低い。更に、電気的導通部材は外部に露出していないので、ここに研削の際に研削液がかかることがなく、腐食に基づく耐久性の低下の可能性は極めて低い。
【0028】
図4、図5及び図6はそれぞれ本発明による研削砥石の更に別の実施形態を示す模式的部分断面図である。これらの図において、上記図1〜3におけると同様の機能を有する部材には同一の符号が付されている。
【0029】
図4の実施形態では電気的導通部材は渦巻き型の導電性コイルバネ18’からなっている。図5の実施形態では電気的導通部材は断面くの字形の導電性板バネ18”からなっている。
【0030】
図6の実施形態では、研削砥石10は、全体として中心に貫通孔を有し且つ対称中心軸C’の周りに回転対称な円筒形状をなしており、外周側に被削材に当接せしめられて研削機能を発揮する砥石本体部12が配置されており、内周側に研削装置に取り付けられる砥石支持部14が配置されている。砥石本体部12及び砥石支持部14は、いずれも対称中心軸Cの周りに回転対称な円筒形状をなしている。
【0031】
砥石支持部14には、砥石本体部12との接合面に中心軸Cに向かって所要の深さの凹部14aが形成されており、その内部に上記図1〜3に関し説明した実施形態と同様な電気的導通部材を構成する導電性コイルバネ18と導電性接点部材20とが収容されている。コイルバネ18及び導電性接点部材20からなる電気的導通部材は、対称中心軸Cの周りに均等に複数配置されている。
【0032】
以上の図4〜6のそれぞれの実施形態によっても、上記図1〜3に関し説明した実施形態と同様な作用効果が奏される。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、砥石本体部の有効利用が可能な研削砥石が提供され、砥石本体部と砥石支持部との接合強度の低下及びこれに基づく剥離の危険性の十分に低減された研削砥石が提供され、また、研削作業の際にも電気的導通部材の腐食などによる導電性能低下の危険性の十分に低減された研削砥石が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による研削砥石を示す模式的部分断面図である。
【図2】本発明による研削砥石の砥石支持部及び接合剤を除去した状態を示す模式的底面図である。
【図3】本発明による研削砥石の放電ドレッシングを説明する模式図である。
【図4】本発明による研削砥石を示す模式的部分断面図である。
【図5】本発明による研削砥石を示す模式的部分断面図である。
【図6】本発明による研削砥石を示す模式的部分断面図である。
【図7】研削砥石を示す模式的部分断面図である。
【符号の説明】
10 研削砥石
12 砥石本体部
14 砥石支持部
14a 凹部
16 接着剤層
18 導電性コイルバネ
18’ 渦巻き型導電性コイルバネ
18” くの字形導電性板バネ
20 導電性接点部材
C,C’ 対称中心軸
30 研削装置の保持手段
32 放電電極
34 電極ホルダ
Claims (11)
- 被削材に当接せしめられる砥石本体部と研削装置に取り付けられる砥石支持部とを接合剤により接合してなる研削砥石であって、
前記砥石本体部及び前記砥石支持部はいずれも導電性を有しており、
前記砥石本体部と前記砥石支持部との電気的導通を確保する電気的導通部材を備えており、
該電気的導通部材は、一方端が前記砥石本体部の前記砥石支持部との接合側の面に接触し且つ他方端が前記砥石支持部の前記砥石本体部との接合側の面に接触して、外部に露出することなしに配置されており、
前記砥石支持部には前記電気的導通部材を収容する凹部が形成されていることを特徴とする研削砥石。 - 前記電気的導通部材は前記一方端が前記砥石本体部の前記砥石支持部との接合側の面を押圧しており且つ前記他方端が前記砥石支持部の前記砥石本体部との接合側の面を押圧していることを特徴とする、請求項1に記載の研削砥石。
- 前記電気的導通部材は導電性圧縮バネを含んでなることを特徴とする、請求項2に記載の研削砥石。
- 前記電気的導通部材は前記一方端及び/又は前記他方端が前記圧縮バネの押圧力を受ける導電性接点部材からなることを特徴とする、請求項3に記載の研削砥石。
- 被削材に当接せしめられる砥石本体部と研削装置に取り付けられる砥石支持部とを接合剤により接合してなる研削砥石であって、
前記砥石本体部及び前記砥石支持部はいずれも導電性を有しており、
前記砥石本体部と前記砥石支持部との電気的導通を確保する電気的導通部材を備えており、
該電気的導通部材は、一方端が前記砥石本体部の前記砥石支持部との接合側の面に接触し且つ他方端が前記砥石支持部の前記砥石本体部との接合側の面に接触して、外部に露出することなしに配置されており、
前記電気的導通部材は前記一方端が前記砥石本体部の前記砥石支持部との接合側の面を押圧しており且つ前記他方端が前記砥石支持部の前記砥石本体部との接合側の面を押圧しており、
前記電気的導通部材は導電性圧縮バネを含んでなり、
前記電気的導通部材は前記一方端及び/又は前記他方端が前記圧縮バネの押圧力を受ける導電性接点部材からなることを特徴とする研削砥石。 - 前記砥石本体部は対称中心軸の周りに回転対称な形状をなしており、前記電気的導通部材は前記対称中心軸の周りに略均等に複数配置されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の研削砥石。
- 前記砥石本体部は円形平板状をなしていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の研削砥石。
- 前記砥石本体部は円筒形状をなしていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の研削砥石。
- 前記砥石本体部はメタルボンドによるものであることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の研削砥石。
- 前記接合剤はエポキシ系接着剤であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の研削砥石。
- 前記砥石支持部はアルミニウム又はアルミニウム合金からなることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の研削砥石。
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