JPH0569338A - 通水性カツプ型砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カップ型砥石において、砥粒層の目詰まりと
過熱を防止する。 【構成】 カップ型の砥石基体と、この砥石基体の周壁
部端面に設けられた通水性を有する多孔性砥粒層とを具
備し、前記砥石基体の内部には、前記端面に開口する空
洞部が形成されるとともに、この空洞部に連通し、前記
周壁部の内面に開口する開口部が形成されている。さら
にこの開口部内には、砥石基体の回転につれ砥石基体の
内側に供給される研削液を吸い込み、前記空洞部に導入
する吸入羽根構造が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種被削材の平面研削
等に使用されるカップ型砥石に係わり、特に、砥粒層の
目詰まりや過熱を防ぐための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なカップ型砥石は、カップ型の台
金(砥石基体)の周壁部の端面に一定厚さの砥粒層を形成
したものであり、前記台金の中心孔を研削盤の回転軸に
固定し、回転させることにより、砥粒層の端面で被削材
を研削する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
カップ型砥石では、研削につれ砥粒層が目詰まりするこ
とが避けられず、一定量の被削材を処理する毎に研削盤
を停止して、砥粒層の目詰まりを治すためのドレッシン
グを行なわねばならず、その分手間がかかる欠点を有し
ていた。また、重研削を行なう場合には、砥粒層が過熱
して被削材に焼き付く等の支障が生じることがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、カップ型の砥石基体と、こ
の砥石基体の周壁部端面に設けられた通水性を有する多
孔性砥粒層とを具備し、前記砥石基体の内部には、前記
端面に連通する空洞部が形成されるとともに、この空洞
部に連通し、前記周壁部の内周面に開口する開口部が形
成され、さらにこの開口部内には、砥石基体の回転につ
れ砥石基体の内側に供給される流体を吸い込み、前記空
洞部に導入する吸入羽根構造が設けられていることを特
徴とする。

【０００５】なお、前記砥石基体の端面と、前記多孔性
砥粒層との間には、通水性を有する研削液分散層が設け
られていてもよい。

【０００６】

【作用】本発明の通水性カップ型砥石では、砥石の回転
につれ砥石基体の周壁部内周面に設けられた吸入羽根構
造が、回転軸を通して供給される研削液を吸い込み、空
洞部を通じて多孔性砥粒層に供給する。供給された研削
液は多孔性砥粒層の内部を分散しつつ進行し、研削面か
ら放出される。その過程で多孔性砥粒層は研削液で冷却
され、過熱が防止されるとともに、研削面に付着する切
粉が洗い流されて目詰まりが防止できる。更に強制的に
充分な量の研削液が研削点に供給されるため、研削液に
よる良好な潤滑状態が形成され、研削抵抗の低減が図
れ、深切込み等の重研削が可能となるのみならず、良好
な仕上げ面粗さが得られる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係わる通水性カップ型砥石を
具体的に説明する。図１および図２は本発明の一実施例
を示す縦断面図およびII−II線断面図であり、図中符号
１はカップ型の砥石基体、２は砥石基体１の周壁部端面
に固定された研削液分散層、４は研削液分散層２の端面
に固定された多孔性砥粒層である。

【０００８】砥石基体１の周壁部の内部には、周壁部の
全周に亙って延びる円環状の空洞部６が形成されるとと
もに、周壁部の内周面には、空洞部６に連通する開口部
８が全周に亙って円環状に形成されている。この開口部
８内には、周方向一定間隔毎に、板状の羽根１０が砥石
基体１と一体的に多数形成されている。

【０００９】これら羽根１０は、図２に示すように、全
て周壁部内周面の接線方向に対して一定角度づつ傾斜し
ており、図示の矢印方向へ砥石基体１が回転すると、砥
石基体１の内側に供給される研削液を吸い込んで空洞部
６内に強制的に導入するようになっている。

【００１０】また、砥石基体１の内部には、空洞部６か
ら周壁部の端面に垂直に達する給液孔１２が、周方向一
定間隔毎に多数形成されている。さらに砥石基体１の円
板部には、砥石基体１の外面から内面に達する連通孔１
４が形成されている。この連通孔１４は、砥石基体１の
内外での圧力を均衡させるためのもので、羽根１０の働
きにより砥石基体１内が減圧されて砥石基体１が必要以
上に被削材に吸い付くことを防ぐ。

【００１１】この実施例における研削液分散層２は、図
３に示すように、内部に３次元網目構造をなす連通気孔
３０が無方向的に形成された一定厚さの金属層である。
各連通気孔３０は研削液分散層２の両面でそれぞれ開口
しており、これら連通気孔３０を通じて無方向的に流体
を通すことができる。

【００１２】各連通気孔３０の内壁面は、全面に亙って
耐熱被覆３２により構成されている。この耐熱被覆３２
は、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ等の比較的高融点の金属や合金、
あるいはアルミナ，マグネシア等のセラミックスで形成
されている。

【００１３】各耐熱被覆３２の周囲には、耐熱被覆３２
より低融点の充填金属あるいは樹脂３４が全域に亙って
満たされ、強度が確保されている。充填金属３４の材質
としては、Ａｌ合金，Ｓｎ合金，Ｃｕ合金等が挙げられ
るが、融点および軽量化の点から特にＡｌ合金が好まし
い。また充填樹脂３４としてはポリイミド、エポキシ、
フェノール等の樹脂が使用可能である。

【００１４】なお、耐熱被覆３２が、ＮｉあるいはＮｉ
合金等のように酸に溶解しやすい金属からなり、充填金
属３４がＡｌ合金等の酸に溶けにくい金属で構成されて
いる場合には、連通気孔３０内に硝酸などを通して耐熱
被覆３２のみを溶解除去し、連通気孔３０の内径を拡大
してもよい。

【００１５】一方、多孔性砥粒層４は、ダイヤモンドま
たはＣＢＮ等の超砥粒３６を、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ等の金
属めっき相３８中に多層状に分散して固定したものであ
る。超砥粒３６の平均粒径と砥粒含有率、並びに多孔性
砥粒層４の厚さは、砥石用途に応じて適宜決定される。

【００１６】多孔性砥粒層４の内部には垂直な給液孔４
０が間隔を空けて多数形成され、個々の給液孔４０の一
端は各連通気孔３０のそれぞれと連通するとともに、他
端は多孔性砥粒層４の表面（研削面）で開口している。

【００１７】なお、上記の研削液分散層２および多孔性
砥粒層４を形成するには、次のような方法が可能であ
る。まず、図４に示すような樹脂多孔質体４２を用意す
る。この樹脂多孔質体４２は、発泡剤を用いて樹脂を高
度に発泡させたもので、個々の繊維が無方向性の３次元
網目構造をなしている。

【００１８】次に、樹脂多孔質体４２の繊維の全面に亙
って、耐熱被覆３２をほぼ一定の厚さに形成する。耐熱
被覆３２をＮｉ，Ｃｏ，Ｃｕ等からなる高融点金属また
はその合金で形成する場合には、無電解めっき法が容易
である。

【００１９】一方、耐熱被覆３２として、アルミナ，マ
グネシア，カルシア等のセラミックスを使用する場合に
は、これらの微粉末を水ガラス等に分散させ、この分散
液を樹脂多孔質体４２に塗布し、乾燥固化する。この作
業を繰り返した後、焼結することにより、樹脂多孔質体
４２が熱分解して除去されるととにもに、連通気孔３０
が形成される。

【００２０】耐熱被覆３２を形成した樹脂多孔質体４２
に、充填金属３４の溶湯を充填する。溶湯が十分に固化
したら、この板材の両面を研削し、連通気孔３０の端部
を開口させ、研削液分散層２とする。

【００２１】次いで、この研削液分散層２をめっき液に
浸漬し、裏面側から一定圧力で空気を流しつつ、研削液
分散層２の表面上に多孔性砥粒層４を形成する。する
と、めっき中には各連通気孔３０の開口部から常に気泡
が発生するから、この気泡の通り道では金属析出が阻止
され、給液孔４０が形成される。

【００２２】上記構成からなる通水性カップ型砥石を使
用するには、図１に示すように給液手段を有する回転軸
Ｓに砥石基体１をナットＮで固定する。この回転軸Ｓの
中心には給液路Ｋが形成されるとともに、砥石基体１の
内側に配置されるフランジ部Ｆには、給液路Ｋから放射
状に延びてフランジ部Ｆの外周面に開口する研削液噴出
孔Ｈが多数形成されている。

【００２３】次に、回転軸Ｓを回転させ、給液路Ｋを通
じて研削液噴出孔Ｈから研削液を噴出させつつ、砥粒層
４を被削材に当ててこれを研削する。すると、砥石基体
１の回転につれ、羽根１０が内周面に吹き付けられる研
削液を空気とともに吸い込み、空洞部６を経て研削液分
散層２に導入する。研削液は各連通気孔３０を通じて平
面方向にも広がりつつ、さらに多孔性砥粒層４に導入さ
れ、その給液孔４０を通じて研削面から放出される。

【００２４】この過程で多孔性砥粒層４は研削液で冷却
され、過熱が防止されるとともに、研削面に付着した切
粉が常に洗い流されて目詰まりが防止できる。したがっ
て、目詰まりを解消するために研削を停止する回数が少
なくて済み、砥粒層４の過熱による被削材との焼き付き
を防ぐことができるうえ、砥粒層４の熱膨張による研削
精度の低下も防止できる。また強制的に充分な量の研削
液が研削点に供給されているため研削液による良好な潤
滑状態が形成され、研削抵抗の低減が図れ、深切込み等
の重研削が可能となるのみならず、被削材に良好な仕上
げ面粗さが得られる。

【００２５】また、この実施例では、個々の給液孔４０
の内径が多孔性砥粒層４の厚さ方向に亙って一定である
から、研削につれて多孔性砥粒層４が摩耗しても給液孔
４０の口径は変化しない。このため、給液流量が変わっ
て研削条件に影響を与えるおそれがない。

【００２６】また、研削液分散層２の内部に、３次元網
目構造をなす連通気孔３０がくまなく形成されているた
め、研削液分散層２がクッション性を有する。よって多
孔性砥粒層４の被削材への当たりが柔らかで、被削材へ
の超砥粒３６の過剰な食い込みを防いで、仕上げ面粗さ
が向上できる。

【００２７】なお、多孔性砥粒層４としては、図５ある
いは図６に示すような構造も可能である。

【００２８】図５の例では、図４に示した樹脂多孔質体
４２の内部に砥粒３６を分散させつつ金属めっき層３８
を析出させ、樹脂多孔質体４２の内部に満たした後、全
体を加熱して多孔質体４２を除去し、その除去跡に連通
気孔３０を形成したものである。この例では、砥粒層４
の内部に３次元網目状構造をなす連通気孔３０が全域に
亙って無方向的に形成されるため、内周側から砥粒層４
に供給された研削液は砥粒層４の内部で分散されつつ研
削面に達する。したがって、前記実施例のような研削液
分散層２を設けなくてもよく、図５に示すように砥石基
体１の外周面に直接形成してもよい。

【００２９】一方、図６の例は、樹脂多孔質体４２の表
面に無電解めっき法により金属被覆層を形成した後、こ
の金属被覆層を陰極に接続して、砥粒３６を分散させた
めっき液内で対向配置した陽極との間で通電し、電解め
っきを行うことにより、各金属被覆層の表面に、金属め
っき相３８により砥粒３６を固着させたものである。こ
の例によれば、砥粒層４に形成される連通気孔３０が大
きく、気孔率が極めて大きいため、前記各実施例よりも
いっそう目詰まりや過熱が生じにくい。

【００３０】なお、本発明は上記実施例にのみ限定され
るものではなく、例えば砥石基体１の形状や羽根１０の
形状等は必要に応じて適宜変更してよい。また、多孔性
砥粒層４としては、前述した構造のものに限らず、予め
金属めっきした超砥粒を使用して通常の電着を行なうこ
とにより、砥粒同士の間に互いに一部連通する気孔を形
成した砥粒層も使用できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる通
水性カップ型砥石によれば、砥石基体の内周面に設けら
れた吸入羽根構造が、回転軸を通して砥石内周面に供給
される研削液を砥石の回転につれて吸い込み、空洞部を
通じて多孔性砥粒層に供給する。供給された研削液は多
孔性砥粒層の内部を分散しつつ進行し、多孔性砥粒層の
研削面から放出されるから、その過程で多孔性砥粒層は
内部から均一に研削液で冷却され、過熱が防止されると
ともに、研削面に付着する切粉が洗い流されて目詰まり
が防止できる。また研削点に充分な量の研削液が強制的
に供給されるため、重研削が可能になるばかりでなく、
被削材の仕上げ面粗さの向上も可能となる。

【００３２】一方、砥石基体と多孔性砥粒層との間に研
削液分散層を設けた場合には、この多孔性分散層によ
り、砥石基体の端面から流出する研削液を研削面と平行
な方向へ効果的に分散させることができるから、砥粒層
の広い範囲に研削液を流通させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる通水性カップ型砥石の一実施例
を示す縦断面図である。

【図２】図１のII−II線視断面図である。

【図３】同砥石の砥粒層および研削液分散層の断面拡大
図である。

【図４】同砥石の製造に使用される樹脂多孔質体を示す
拡大図である。

【図５】本発明の第２実施例の多孔性砥粒層を示す断面
拡大図である。

【図６】本発明の第３実施例の多孔性砥粒層を示す断面
拡大図である。

【符号の説明】

１ 砥石基体 ２ 研削液分散層 ４ 多孔性砥粒層 ６ 空洞部 ８ 開口部 １０ 羽根(吸入羽根構造) １２ 給液孔 １４ 連通孔 ３０ 連通気孔 ３２ 耐熱被覆 ３４ 金属充填層 ３６ 超砥粒 ３８ 金属めっき相 ４０ 給液孔 ４２ 樹脂多孔質体 Ｓ 回転軸 Ｈ 回転軸の研削液噴出孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カップ型の砥石基体と、この砥石基体の
   周壁部端面に設けられた通水性を有する多孔性砥粒層と
   を具備し、前記砥石基体の内部には、前記端面に連通す
   る空洞部が形成されるとともに、この空洞部に連通し、
   前記周壁部の内周面に開口する開口部が形成され、さら
   にこの開口部内には、砥石基体の回転につれ砥石基体の
   内側に供給される流体を吸い込み、前記空洞部に導入す
   る吸入羽根構造が設けられていることを特徴とする通水
   性カップ型砥石。
2. 【請求項２】 前記砥石基体の端面と、前記多孔性砥粒
   層との間には、通水性を有する研削液分散層が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１記載の通水性カップ型
   砥石。