JPH0584668A - 内周用面取り研磨工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小径穴の開口縁部の面取り加工ができる耐久
性の高い研磨工具を提供する。 【構成】 研磨工具１０の軸部１４の一端に設けられた
研磨部１８は、多結晶ダイヤ焼結体、ＣＢＮ焼結体、或
いは単結晶ダイヤから構成されていることから、極めて
高い硬度および剛性を備えているので、面圧が極めて高
い研磨状態においても耐久性が得られる一方、その研磨
部１８の円錐面状の研磨面１６には円周方向に対して交
差する方向の複数本の溝２２が形成されているので、そ
の溝２２により切粉の付着や圧着が抑制されるとともに
切刃の露出や再生が容易となる。また、研磨面１６には
円周方向に対して交差する方向の複数本の長手状平面２
０が形成されているので、その長手状平面２０により切
粉の排出が積極的に行われることからも切粉の付着や圧
着が抑制されるとともに切刃の露出や再生が容易とな
り、相乗的に切れ味が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小径穴の開口縁部に面
取りを施すための内周用面取り研磨工具に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】たとえばスプレーノズルや噴射ノズルな
どにおいて噴射性能を高めるなどのために、極めて小径
の穴の内部側或いは外部側の開口縁部に面取りが施され
る場合がある。このような場合には、通常、回転駆動装
置により保持されて軸心まわりに回転駆動される軸部
と、その軸部の先端に設けられた円錐面状の研磨面を有
する研磨部とを備え、その研磨部の円錐面状の研磨面を
小径穴の開口縁部に接触させて面取り研磨を施す形式の
内周用面取り研磨工具が用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の内周用面取り研磨工具では、比較的高硬度或い
は高結合度のアランダム系レジノイド砥石、微細結晶の
オキサイドセラミック砥石（所謂ルビー砥石）などがテ
ーパ状の研磨部として軸部の一端に備えられている。し
かしながら、この種の研磨工具においては、小径穴の開
口縁部と接触する部分の面圧が極めて高くなるとともに
研磨部分の周速が充分に得られないため切粉の付着や圧
着が容易に発生し、研磨能率や耐久性が充分に得られな
い不都合があった。特に、小径穴が形成された金属素材
が硬質の合金である場合には、斯る不都合が顕著とな
る。このため、上記面取り加工を自動化すると研磨工具
の取り替えが頻繁となって稼動率が低下したり、或いは
研磨精度が低下する結果となる。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、小径穴の開口縁
部の面取り加工ができる耐久性の高い内周用面取り研磨
工具を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための第１の手段】斯る目的を達成す
るための、本発明の要旨とするところは、回転駆動装置
により保持されるための軸部と、その軸部の先端に設け
られた円錐面状の研磨面を有する研磨部とを備え、その
回転駆動装置により軸心まわりに回転駆動されつつその
研磨部の円錐面状の研磨面が小径穴の開口縁部に接触さ
せられて面取り研磨加工を行う形式の内周用面取り研磨
工具であって、前記研磨部が超砥粒焼結体から構成さ
れ、且つその研磨部の円錐面状の研磨面において円周方
向に対して交差する方向の複数本の溝および長手状平面
の少なくとも一方が設けられていることにある。

【０００６】

【作用】このようにすれば、軸部の一端に設けられた研
磨部は、ダイヤモンドやＣＢＮ微粉末を焼き固めた超砥
粒焼結体から構成されていることから、その硬度および
剛性が極めて高くなる一方、その研磨部の円錐面状の研
磨面には円周方向に対して交差する方向の複数本の溝お
よび長手状平面の少なくとも一方が設けられていること
から、その溝により切粉の付着や圧着が抑制されたり、
長手状平面によって切粉の排出が容易となって、切刃の
露出や再生が容易となり、切れ味が向上する。

【０００７】

【第１発明の効果】したがって、小径穴の開口縁部の面
取り加工において研磨能率や耐久性が充分に得られ、上
記面取り加工を自動化した場合には、研磨工具の取り替
え周期が格段に長くなって稼動率が向上し、研磨精度も
充分に得られるのである。

【０００８】

【課題を解決するための第２の手段】また、本発明の他
の態様における要旨とするところは、回転駆動装置によ
り保持されるための軸部と、その軸部の先端に設けられ
た円錐面状の研磨面を有する研磨部とを備え、その回転
駆動装置により軸心まわりに回転駆動されつつその研磨
部の円錐面状の研磨面が小径穴の開口縁部に接触させら
れて面取り研磨加工を行う形式の内周用面取り研磨工具
であって、前記研磨部が単結晶ダイヤから構成され、且
つその研磨部の円錐面状の研磨面において円周方向に対
して交差する方向の複数本の溝および長手状平面の少な
くとも一方が設けられていることにある。

【０００９】

【作用】このようにすれば、軸部の一端に設けられた研
磨部は、単結晶ダイヤから構成されていることから、そ
の硬度および剛性が極めて高くなる一方、その研磨部の
円錐面状の研磨面には円周方向に対して交差する方向の
複数本の溝および長手状平面の少なくとも一方が設けら
れていることから、その溝により切粉の付着や圧着が抑
制されたり、長手状平面により切粉の排出が容易となっ
て、切刃の露出や再生が容易となり、相乗的に切れ味が
向上する。

【００１０】

【第２発明の効果】したがって、小径穴の開口縁部の面
取り加工において研磨能率や耐久性が充分に得られ、上
記面取り加工を自動化した場合には、研磨工具の取り替
え周期が格段に長くなって稼動率が格段に向上し、研磨
精度も充分に得られるのである。

【００１１】

【実施例】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。図１において、研磨工具１０は、回転駆
動装置のホルダ１２により保持されて軸心Ｃまわりに回
転駆動される軸部１４と、その軸部１４の先端に設けら
れた円錐面状の研磨面１６を有する研磨部１８とを備え
ている。この軸部１４は、構造用圧延鋼、工具鋼、合金
鋼などの金属製である。また、上記研磨部１８は、多結
晶ダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）により構成されてい
る。この多結晶ダイヤモンド焼結体は、よく知られてい
るように、たとえば微粒ダイヤモンドがコバルト、ニッ
ケルなどの結合剤を用いて高温高圧下において焼結させ
られたものであって、6500〜8000程度のヌープ硬度を備
えており、上記軸部１４に接合されている。

【００１２】上記研磨部１８の円錐面状の研磨面１６に
は、周方向に対して交差する方向において、すなわち本
実施例では図２に示すように軸方向から見た場合の径方
向において４本の長手状平面２０が周方向において等間
隔に形成されており、またその長手状平面２０の間に位
置する外周面には複数本の溝２２が形成されている。図
３は、上記の溝２２を測定するために、触針式表面粗さ
計の測定台上に研磨工具１０を載置し、触針が上記研磨
面１６に接触した状態でその周方向へ相対移動させるこ
とにより得られた値を示している。この場合の触針は下
向きに突き出しており且つ垂直方向においてのみ移動可
能に保持されているので、図３においては、凸状の曲線
のうちの頂部において溝２２が比較的正確に示されてい
る。図から明らかなように、本実施例の溝２２は１μｍ
乃至４μｍ程度の深さ、0.００５μｍ乃至0.０４ｍｍ程
度の幅を備えている。なお、この図３の測定における研
磨工具１０は、３０゜の先端テーパ角を備えたものが用
いられている。

【００１３】図４は、上記の長手状平面２０を測定する
ために、触針式真円度測定器により得らえた値を示して
いる。この触針式真円度測定器では、研磨工具１０が軸
心Ｃまわりに回転可能に保持されるとともに触針がその
研磨面１６に接触させられ、この状態で研磨工具１０が
回転させられたときの触針の径方向の変位が測定され
る。なお、この図４の測定における研磨工具１０は、７
０゜の先端テーパ角を備えたものが用いられている。

【００１４】上記研磨工具１０は、たとえば次の工程を
経て製造される。すなわち、多結晶ダイヤモンド焼結体
である研磨部１８が軸部１４に接合された後には、先
ず、図５に示すように、研磨工具１０を軸心Ｃまわりに
回転させ且つダイヤモンド砥石３０の径方向に往復移動
させながらそのダイヤモンド砥石３０の研磨面に対して
接触させ、研磨工具１０端部に円錐面形状が加工され
る。次いで、図６に示すように、ダイヤモンド砥石３２
の回転中心を通る面上に研磨工具１０の軸心Ｃを位置さ
せ、研磨工具１０を非回転状態に保持しながら、研磨部
１８をダイヤモンド砥石３２の研磨面に押し当ててその
研磨面に平行な方向に往復移動させることにより長手状
平面２０が加工される。そして、図７に示すように、２
３０〜３２０番程度のダイヤモンドやすり３４を用いて
長手状平面２０の間の研磨面１６にやすり加工を施すこ
とにより、複数本の溝２２が加工される。

【００１５】以上のように構成された研磨工具１０は、
図１に示されるように、たとえばクロムモリブデン鋼や
ステンレス鋼製の被加工物４０に形成されている直径0.
1 〜3.0 ｍｍφ程度の小径穴４２の内側開口縁部に面取
り加工を施すために、その小径穴４２と同心に位置させ
らた状態で軸心Ｃまわりにたとえば500 〜2000r.p.m.程
度の回転速度で回転駆動されつつその軸心Ｃ方向に送ら
れ、研磨面１６が被加工物４０に接触させられることに
より、小径穴４２の内側開口縁部に面取り加工が施され
る。なお、この面取り加工は、既に形成されている内周
テーパ面４４と小径穴４２との間を滑らかとするための
ものである。

【００１６】本実施例の研磨工具１０によれば、軸部１
４の一端に設けられた研磨部１８は、多結晶ダイヤ焼結
体から構成されていることから、極めて高い硬度および
剛性を備えているので、面圧が極めて高い研磨状態にお
いても摩耗が少なくなる一方、その研磨部１８の円錐面
状の研磨面１６には円周方向に対して交差する方向の複
数本の溝２２が形成されているので、その溝２２により
切粉の付着や圧着が抑制されるとともに切刃の露出や再
生が容易となるのに加えて、研磨面１６には円周方向に
対して交差する方向の複数本の長手状平面２０が形成さ
れているので、その長手状平面２０により切粉の排出が
積極的に行われることからも切粉の付着や圧着が抑制さ
れるとともに切刃の露出や再生が容易となり、相乗的に
切れ味が向上する。したがって、小径穴４２の開口縁部
の面取り加工において研磨能率や耐久性が充分に得ら
れ、上記面取り加工を自動化した場合には、研磨工具１
０の取り替え周期が格段に長くなって稼動率が格段に向
上し、研磨精度も充分に得られるのである。

【００１７】因に、本発明者等の実験によれば、先端テ
ーパ角が４５゜の研磨工具１０を用いて前記の被加工物
４０と同様なワークに対して面取り加工を乾式で施した
場合には工具の取替えなくして４０００個の面取り加工
が可能となったが、従来のルビー砥石を用いた研磨工具
の場合には２５０個の面取り加工毎に工具を取り替えて
再研磨する必要があった。すなわち、本実施例の研磨工
具１０によれば、実に１６倍の寿命となったのである。
また、長手状平面２０および溝２２が形成される前の研
磨工具１０では、従来のルビー砥石を用いた研磨工具に
対して僅かしか改善が認められなかった。この意味にお
いて、上記長手状平面２０および溝２２は、高面圧且つ
超低周速という特殊な研磨工程において重要な寄与をし
ていることが判るのである。

【００１８】次に、本発明の他の実施例を説明する。本
実施例では、前記図１に示す研磨工具１０の研磨部１８
は、ＣＢＮ焼結体（ＰＣＢＮ）により構成されている。
このＣＢＮ焼結体は、たとえば微粒のＣＢＮ砥粒がコバ
ルト、ニッケルなどの結合剤を用いて高温高圧下におい
て焼結させられたものであって、3400〜3900程度のヌー
プ硬度を備え、前述の実施例と同様に製造されている。
本実施例によれば、ヌープ硬度が低いため、前述の実施
例程度の耐久性および研磨性能は得られないが、従来の
高結合度のアランダム系レジノイド砥石やルビー砥石に
比較して充分に大きい耐久性や研磨性能が得られる。

【００１９】また、前記図１に示す研磨工具１０の研磨
部１８は、テーパ状に成形された単結晶ダイヤモンドに
より構成されてもよい。このテーパ状単結晶ダイヤモン
ドは、前述の実施例と同様の工程によって、長手状平面
２０および溝２２が形成され、8000〜12000 程度のヌー
プ硬度を備えている。本実施例によれば、図１に示す実
施例よりもヌープ硬度が大幅に高いため、従来のものに
比較して、十数倍の耐久性および研磨性能が得られる。

【００２０】上記単結晶ダイヤモンドから成る研磨部１
８を備えた研磨工具１０は、好適には、図８に示す所謂
プラネタリマシン５０を用いてその一端が円錐面形状に
形成されるとともに、長手状平面２０が形成され、前記
図７に示す同様な工具によって複数本の溝２２が加工さ
れる。上記プラネタリマシン５０は、円形のダイヤモン
ド砥石から成る研磨板５２が図示しない駆動装置におい
て自転および公転させられ、研磨板５２の自転の回転中
心の軌跡の内側に定めた研磨位置に研磨工具１０の一端
が押し当てられつつ、その研磨工具１０が軸心まわりに
回転させられる。これにより、単結晶ダイヤモンドの結
晶方位に関連した研磨不能方向の存在に係わらず、好適
にテーパ形状に研磨される。また、長手状平面２０を形
成する場合には、研磨工具１０を軸まわりの回転しない
ように固定した状態で、上記の研磨が行われる。なお、
よく知られたスカイフを用いてテーパ面や長手状平面２
０が加工されてもよい。

【００２１】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。たとえば、前述の実施例では、所謂ベストモードが
説明されているため、研磨工具１０の研磨面１６には長
手状平面２０および溝２２が形成されていたが、それら
の一方だけが形成されていても、従来の高結合度のアラ
ンダム系レジノイド砥石或いはルビー砥石を用いた研磨
工具に比較して数倍以上の格段の耐久性および研磨性能
が得られるのである。

【００２２】また、前述の実施例の研磨面１６には４本
の長手状平面２０が形成されていたが、何等それに限定
される訳ではなく、その本数や幅寸法は必要に応じて変
更され得るのである。

【００２３】また、前述の実施例の研磨面１６に設けら
れている長手状平面２０および溝２２は、ダイヤモンド
砥石による研磨加工或いはダイヤモンドやすりによるや
すり加工により形成されていたが、他の手段によって形
成されてもよい。

【００２４】また、前述の実施例の研磨面１６には、長
手状平面２０および溝２２が図２において径方向に形成
されていたが、径方向に対して斜めに形成されていても
差支えない。

【００２５】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主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】本発明の一実施例の研磨工具およびその使用状
態を説明する図である。

【図２】図１の研磨工具を先端側から見た図である。

【図３】図１の研磨工具の研磨面に形成されている溝を
表面粗さ計により得られた値を用いて説明する図であ
る。

【図４】図１の研磨工具の研磨面に形成されている長手
状平面を真円度測定器により得られた値を用いて説明す
る図である。

【図５】図１の研磨工具の製造工程を説明する図であっ
て、テーパ面加工工程を示している。

【図６】図１の研磨工具の製造工程を説明する図であっ
て、長手状平面加工工程を示している。

【図７】図１の研磨工具の製造工程を説明する図であっ
て、溝加工工程を示している。

【図８】研磨部が単結晶ダイヤモンドで構成された場合
におけるテーパ面加工工程を示す図である。

【符号の説明】

１０：研磨工具 １４：軸部 １６：研磨面 １８：研磨部 ２０：長手状平面 ２２：溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上山 善 京都府向日市鶏冠井町馬司８番地９ クイ ーンダイヤ株式会社内 (72)発明者 道倉 保宏 京都府向日市鶏冠井町馬司８番地９ クイ ーンダイヤ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動装置により保持されるための軸
   部と、該軸部の先端に設けられた円錐面状の研磨面を有
   する研磨部とを備え、該回転駆動装置により軸心まわり
   に回転駆動されつつ該研磨部の円錐面状の研磨面が小径
   穴の開口縁部に接触させられて面取り研磨加工を行う形
   式の内周用面取り研磨工具であって、 前記研磨部が超砥粒焼結体から構成され、且つ該研磨部
   の円錐面状の研磨面において円周方向に対して交差する
   方向の複数本の溝および長手状平面の少なくとも一方が
   設けられていることを特徴とする内周用面取り研磨工
   具。
2. 【請求項２】 回転駆動装置により保持されるための軸
   部と、該軸部の先端に設けられた円錐面状の研磨面を有
   する研磨部とを備え、該回転駆動装置により軸心まわり
   に回転駆動されつつ該研磨部の円錐面状の研磨面が小径
   穴の開口縁部に接触させられて面取り研磨加工を行う形
   式の内周用面取り研磨工具であって、 前記研磨部が単結晶ダイヤから構成され、且つ該研磨部
   の円錐面状の研磨面において円周方向に対して交差する
   方向の複数本の溝および長手状平面の少なくとも一方が
   設けられていることを特徴とする内周用面取り研磨工
   具。