JPH07112367A - 加工用砥石の修正成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 修正成形される加工用砥石１を回転させ、修
正用砥石６と上記加工用砥石６との間に遊離砥粒を含む
研削液１０を供給することで加工用砥石１を修正成形す
る。 【効果】 レジンボンド砥石に限らず、電鋳砥石のよう
な結合剤の硬度の高い砥石の修正成形を高速且つ精密に
行うことが可能となる。したがって、電鋳砥石を加工用
砥石とする精密研削加工機が実現でき、精密研削加工機
の耐久性が向上するとともに加工の高速化（レジンボン
ド砥石を用いる場合の５〜１０倍）が図れ、且つアルミ
ナ，アルチック材料等の高硬度材料の精密加工が可能に
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドの製造加工
等の精密研削加工に用いられる加工用砥石を修正成形す
るための加工用砥石の修正成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁気ヘッドの製造加工等の精密
研削加工には、スライシングマシンまたはスライサーと
称される精密研削加工機によって行われる。

【０００３】この精密研削加工機は、円盤状に成形され
た厚さ０．０１〜数ｍｍ程度の極薄の加工用砥石と、こ
の加工用砥石を回転操作，移動操作する回転操作機構，
移動操作機構がそれぞれ搭載されてなるものであり、上
記加工用砥石を回転させてその砥面（研削作業面）であ
る周縁部を、被加工材料に摺接させることにより、この
被加工材料に対する切断加工，溝切り加工を行う。

【０００４】ところで、このような精密研削加工機にお
いては、加工用砥石の消耗等に際する交換を考慮して加
工用砥石はネジ固定によって回転軸操作機構の回転軸に
着脱可能に支持される。

【０００５】すなわち、加工用砥石を着脱可能に支持す
るようにした回転軸は、図９に示すように、モータ側に
該回転軸２１よりも一回り大きめの外径となされた円環
状の凸部２１ａを有するとともに、その先端側にネジ溝
２１ｂが刻設されている。この回転軸２１には、以下の
ようにして加工用砥石２２が取り付けられる。すなわ
ち、加工用砥石２２の略中心部に穿設された孔部２２ａ
に回転軸２１を挿入し、加工用砥石２２を回転軸２１に
沿って該回転軸２１に設けられた円環状の凸部２１ａに
当接するまで移動させる。そして、さらに、加工用砥石
２２を固定するための円環状のスペーサ２３を、その空
間部２３ａに回転軸２１を挿入し、回転軸２１に沿って
加工用砥石２２に当接するまで移動させ、その上で抑え
ネジ２４をネジ溝２１ｂに螺合させる。抑えネジ２４を
ネジ溝２１ｂに螺合させていくと、回転軸に設けられた
上記円環状の凸部とスペーサによって加工用砥石が挟持
された状態となり、取付けが完了する。

【０００６】ここで、加工用砥石２２はこのように回転
軸２１に取付けられるが、その際の加工用砥石２２の回
転軸２１に沿った移動を円滑なものとするために、加工
用砥石２２と回転軸２１とは、加工用砥石２２の孔部２
２ａの直径が回転軸２１の太さよりも数十ミクロン以上
大きめとされて、いわゆるすきまばめの関係とされるの
が通常である。

【０００７】しかし、このようにして取付けられた加工
用砥石２２は、上述の如く回転軸２１とすきまばめの関
係とされ、その内周縁と回転軸２１の間に隙間があるこ
とから、その中心を回転軸２１の中心と完全に一致させ
るのが難しく、数十ミクロン以上の偏心は免れない。こ
のため、このままでは回転に際して外周振れを生じてし
まう。

【０００８】加工用砥石２２に外周振れが生ずると、加
工用砥石２２の一部のみしか有効に機能しなくなり、研
削効率が悪く加工速度が低くなるばかりか、加工に際し
て被加工物に大きなダメージを与え、欠けや加工面の面
粗れが生じてしまう。また加工用砥石の一部のみによっ
て研削が行われることになるので、加工用砥石が局所的
に速く摩耗し、溝深さ精度が低くなる。

【０００９】また、取付けられた加工用砥石２２は、上
述のような偏心を有する他、側面にも数ミクロンから数
十ミクロン程度のうねりを有し、その一方で、回転軸の
砥石取付面にも数ミクロン程度のうねりがある。したが
って、回転に際しては、この砥石自体の側面のうねりと
回転軸の砥石取付け面のうねりとが重畳されて幅方向に
大きく振れる側面振れを生じてしまう。

【００１０】加工用砥石２２に側面振れが生ずると、や
はり加工用砥石の一部のみしか有効に機能しなくなり、
加工速度が低くなるとともに被加工物へ大きなダメージ
を与えることにもなる。また、加工用砥石の厚みより切
り幅が大きくなり、加工を行ってみないと実際の切り幅
が分からないといった不都合が生じ、ミクロンオーダ精
度が要求される加工には対応することができない。

【００１１】そこで、上記精密研削加工機においては、
このような外周振れ，側面振れを回避するために、回転
軸に取付けられた加工用砥石２２を、例えばダイヤモン
ド微粒子を砥粒とする修正用砥石によって修正成形し、
偏心，うねりを補正するようにしている。

【００１２】例えば加工用砥石２２の偏心を修正する場
合には、図１０に示すように比較的低回転数で回転して
いる加工用砥石２２の外周縁部に修正用砥石２５を摺接
させる。すると、修正用砥石２５の修正作業面に突出す
る砥粒が加工用砥石２２の外周縁部に突出する砥粒と衝
突し、この砥粒を脱落させるとともに、砥粒の脱落によ
って修正用砥石の砥粒と接触するようになった加工用砥
石の結合剤を研削し、、加工用砥石２２の外周縁部が徐
々に摩耗していく。これを、加工用砥石２２が回転軸の
中心を円中心とする正確な真円状を呈するまで続けるこ
とによって偏心が修正される。

【００１３】一方、加工用砥石２２のうねりを修正する
場合には、図１１に示すように回転している加工用砥石
２２の側面に修正用砥石２５を摺接させる。すると、同
様の機構によって砥粒の脱落，結合剤の研削が行われ、
加工用砥石の側面が徐々に摩耗していく。これを、加工
用砥石２２の側面がその研削加工機の規定加工面に対し
て正確に平行になるまで続けることで側面のうねりが修
正される。

【００１４】研削加工機は、このようにして加工用砥石
２２の修正成形を行うことで、磁気ヘッドの製造加工
等，切り幅精度や溝深さ精度が高く要求される精密加工
にも適応できるものとなる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、研削加工に
用いられる加工用砥石２２としては、砥粒となるダイヤ
モンド微粒子をレジン（合成樹脂）結合剤によって固定
したレジンボンド砥石、ダイヤモンド微粒子を電鋳によ
って固定した電鋳砥石等がある。このうち、以上のよう
な精密研削加工機に搭載される加工用砥石としては、上
述のような修正成形が容易に行えることから、結合剤が
軟質なレジンボンド砥石が用いられる。

【００１６】しかしながら、結合剤が軟質なレジンボン
ド砥石は、修正成形が容易に行える反面、摩耗が非常に
速く、短寿命であるとともに高速加工が困難であり、ア
ルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ），アルチック（Ａｌ₂ Ｏ₃ ・Ｔｉ
Ｃ）等の硬度の高い材料の加工には適さないといった欠
点がある。

【００１７】一方、電鋳砥石は、結合剤の硬度が高く、
耐摩耗性がレジンボンド砥石の数十〜数百倍優れるた
め、長寿命化，加工の高速化を図るには有利であり、高
硬度材料の加工にも適する。しかし、上述の修正成形方
法で修正成形しようとすると、砥粒が結合剤によって強
固に保持されているため、加工用砥石である電鋳砥石の
砥粒の方が、逆に研削刃として働いて、修正用砥石の方
の砥粒を削ってしまう。このため、電鋳砥石の砥粒の脱
落，結合剤の研削はほとんど起きず、偏心，うねりを十
分に修正することができない。この理由から、精密加工
を目的とする研削加工装置には上記電鋳砥石を用いるこ
とができないのが実情である。

【００１８】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、電鋳砥石のような硬度の
高い加工用砥石の修正成形が可能な加工用砥石の修正成
形方法を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の加工用砥石の修正成形方法は、修正成形
される加工用砥石を回転させ、この加工用砥石に修正用
砥石を接触させ、上記加工用砥石と上記修正用砥石との
間に遊離砥粒を含む研削液を供給し、該加工用砥石の修
正成形を行うものである。

【００２０】また、修正用砥石は、ダイヤモンド砥粒を
電着により固定してなる電着砥石であることを特徴とす
るものである。

【００２１】

【作用】修正成形される加工用砥石を回転させ、この加
工用砥石に修正用砥石を接触させ、上記加工用砥石と上
記修正用砥石との間に遊離砥粒を含む研削液を供給する
と、遊離砥粒が加工用砥石表面に突出する砥粒同士の間
に入り込み、その部分の結合剤を摩擦し研削する。これ
により、加工用砥石表面に突出する砥粒の突き出し量が
大きくなり、それとともに結合剤に対する接着面積が小
さくなって砥粒の保持力が弱くなる。この保持力が弱く
なった砥粒は、さらに遊離砥粒に衝突されることによっ
て砥面から脱落する。このような結合剤の研削，砥粒の
脱落が繰り返されることによって、加工用砥石の側面が
徐々に研磨され修正成形される。

【００２２】以上のように、この修正成形方法では、加
工用砥石の結合剤を遊離砥粒によって研削することで加
工用砥石表面より突出する砥粒の保持力を弱め、砥粒を
脱落させる。したがって、修正用砥石に固定された砥粒
を加工用砥石表面に突出する砥粒に衝突させることで加
工用砥石の砥粒を脱落させる従来の方法と異なり、電鋳
砥石のような結合剤の硬度の高い砥石の修正成形も高速
且つ精密に行える。

【００２３】

【実施例】本発明の好適な実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００２４】図１に、本実施例で修正成形する加工用砥
石１及び加工用砥石１が取付けられた研削加工機２の全
体構成並びに加工用砥石１を修正成形するための修正成
形装置３を併せて示す。

【００２５】まず、上記研削加工機２は、加工用砥石１
と加工用砥石１の中心部を保持してこの加工用砥石１を
回転操作する回転操作機構４を有してなる。

【００２６】上記加工用砥石１は、ダイヤモンド微粒子
等の砥粒を電鋳によって固定し、略々円盤状に形成され
てなるものである。この電鋳砥石は、結合剤が金属であ
り合成樹脂に比べて高硬度であるので、耐摩耗性に優れ
る。したがって、このような電鋳砥石を加工用砥石に用
いることで、研削加工機の加工の高速化，高精度化が図
れるとともに耐久性が向上する。

【００２７】なお、この加工用砥石１の外周縁部は、無
数の砥粒が上記結合剤の表面部より突出され、砥面（研
削作業面）となされている。この加工用砥石１は、上記
結合剤の中心部を上記回転操作機構４により保持されて
回転操作され、上記砥面を被加工材料に摺接させること
により、被加工材料に対する研削加工や溝切り加工を行
う。

【００２８】上記回転操作機構４は、支持部材５に突設
されたかたちで支持されている。この回転操作機構４は
上記加工用砥石１を保持する回転軸４ａと、この回転軸
４ａを回転操作するモータ等を有して構成されている。
この回転操作機構４は、上記加工用砥石１を図中矢印Ａ
で示すように、一方向に所定の回転速度で回転操作す
る。

【００２９】そして、上記研削加工機には、上記回転操
作機構４を支持する支持部材５を移動操作する図示しな
い移動操作機構が配設されている。この移動操作機構
は、上記支持部材５を、図中矢印Ｘ，矢印Ｙで示す回転
操作機構の主軸部に直交する２方向に，すなわち左右，
上下に移動操作可能に構成されている。

【００３０】一方、以上のような研削加工装置２に取付
けられた加工用砥石１を修正成形する修正成形装置３
は、修正用砥石６と、修正用砥石６の修正作業面に研削
液を供給するための研削液供給機構（図示せず）を有し
てなる。

【００３１】上記修正用砥石６は、研削液受け用容器７
内に固定された基台８上に固定され、修正成形を行うべ
き加工用砥石１の高さに対応した所定の高さ位置となさ
れている。この修正用砥石６は、直方体形状に形成さ
れ、その周面部は無数の砥粒が表面部より突出されて砥
面（修正作業面）となされている。なお、この修正用砥
石６の砥粒としては、その大きさが加工用砥石１の砥粒
の大きさよりも大なるものを選定する。

【００３２】上記研削液供給機構は、遊離砥粒が潤滑液
に分散されてなる研削液を貯留するための貯留タンク
と、該研削液貯留タンクから修正用砥石の修正作業面に
研削液を導くためのノズル等より構成されている。

【００３３】ここで研削液中に分散させる遊離砥粒と
は、砥石に固定された状態の固定砥粒と異なり、砥石に
埋め込まれたり、付着されたりしていない遊離状態の砥
粒のことである。この遊離砥粒としては、硬度が加工用
砥石１を構成する結合剤の硬度より高く、修正用砥石６
の砥粒の硬度より低いものであって、かつ大きさが加工
用砥石１の砥粒よりも大きく、修正用砥石６の砥粒より
小さいものを用いることが望ましい。このような条件を
満たす遊離砥粒を用いることにより、修正用砥石６を消
耗することなく、加工用砥石１の修正成形が効率良く行
われるようになる。

【００３４】本実施例では、以上のような構成の修正成
形装置３によって上記研削加工機２の加工用砥石１を修
正成形する。

【００３５】例えば、研削加工機２の加工用砥石１の側
面のうねりを修正するには、図２に示すように、研削加
工機２の支持部材５を移動操作することで加工用砥石１
の側面を修正用砥石６の一側面と、微小な間隙を保持し
て近接させる。そして、加工用砥石１を図中矢印Ａ方向
に回転操作するとともに、修正用砥石６と加工用砥石１
の微小間隙部にノズル９より研削液１０を供給する。

【００３６】加工用砥石１と修正用砥石６の微小間隙部
に研削液１０を供給すると、図３に示すように、研削液
１０中に分散する遊離砥粒１１がこの加工用砥石１と修
正用砥石６の間に巻き込まれる。そして、この巻き込ま
れた遊離砥粒１１は加工用砥石１の側面に突出する砥粒
１ａ同士の間に入り込み、その部分の結合剤１ｂを摩擦
し研削する。これにより、図４に示すように、加工用砥
石１の側面に突出する砥粒１ａの突き出し量が大きくな
り、結合剤１ｂとの接着面積が小さくなって保持力が弱
くなる。この保持力が弱くなった砥粒１ａは、図５に示
すように、さらに遊離砥粒１１に衝突されることによっ
て砥石１側面から脱落する。このような結合剤１ｂの研
削，砥粒１ａの脱落が繰り返されることによって、加工
用砥石１の側面が徐々に研磨される。そして、加工用砥
石１を上下，左右に移動させ、研削加工機の基準加工面
と加工用砥石１側面が正確に平行関係となるまで加工用
砥石１側面全面に同様な処理を行うことで、加工用砥石
１のうねりが修正されることになる。

【００３７】一方、研削加工機２の加工用砥石１の偏心
を修正するには、図６に示すように、支持部材５の移動
操作によって加工用砥石１の外周縁部を修正用砥石６の
上側面と微小な間隙を保持して近接させる。そして、加
工用砥石１を回転操作するとともに修正用砥石６と加工
用砥石１の微小間隙部にノズル９より研削液１０を供給
する。

【００３８】加工用砥石１と修正用砥石６の微小間隙部
に研削液１０を供給すると、上述と同様な機構によっ
て、加工用砥石１の結合剤１ｂの研削，砥粒１ａの脱落
が繰り返され、加工用砥石１の外周縁部が徐々に研磨さ
れる。そして、これを加工用砥石１が回転軸４ａの中心
を円中心とする真円状を呈するまで続けて行うことで、
加工用砥石１の偏心が修正されることになる。

【００３９】なお、このような修正成形は、以下の２条
件で行った場合、側面修正は毎時２０μｍ，外周修正は
毎時１００μｍ程度で行われ、十分に実用的な速度で実
施することができる。

【００４０】条件１ 加工用砥石：電鋳砥石〔砥粒：ダイヤモンド微粒子（＃
４０００，モース硬度１５），結合剤：ニッケル結合剤
（モース硬度３．８）〕 修正用砥石：電着砥石〔砥粒：ダイヤモンド微粒子（＃
４００，モース硬度１５）〕 研磨液：緑色炭化珪素（＃１０００，モース硬度１３）
を潤滑液に分散してなる分散液） 条件２ 加工用砥石：電鋳砥石〔砥粒：ダイヤモンド微粒子（＃
２０００，モース硬度１５），結合剤：ニッケル結合剤
（モース硬度３．８）〕 修正用砥石：電着砥石〔砥粒：ダイヤモンド微粒子（＃
４００，モース硬度１５）〕 研磨液：緑色炭化珪素（＃８００，モース硬度１３）を
潤滑液に分散してなる分散液）

【００４１】また、このようにして加工用砥石１となる
電鋳砥石に修正成形が行われた研削加工機は、加工用砥
石１が耐摩耗性に優れるとともに外周振れ，側面振れが
生じないので、加工用砥石１の砥面全面が有効に機能
し、加工の高速化が図れるとともに、加工用砥石１の一
部のみが大きく摩耗してしまうといったことがなく優れ
た耐久性が獲得できる。また、高い溝深さ精度，切り幅
精度が得られ、磁気ヘッドの製造加工等の高精密性が要
求される加工にも十分に対応可能である。

【００４２】なお、以上に説明した修正成形方法では、
研削液１０をノズル９にて加工用砥石１と修正用砥石６
の間隙部へ供給しているが、図７に示すように修正用砥
石６を研削液１０中に浸漬しておき、この研削液１０中
に浸漬させた修正用砥石６に対して、加工用砥石１を近
接させ、修正を行うようにしても良い。

【００４３】また、図８に示すように、修正用砥石６と
して円盤状のものを用い、回転している円盤状の修正用
砥石６の外周縁部に加工用砥石１を近接させることで修
正を行うようにしても良い。なお、このとき修正用砥石
６の回転方向は、加工用砥石１の回転方向と逆方向（図
中、矢印Ｂ方向）にする。これにより、加工用砥石１の
修正成形がより効率良くなされることになる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の加工用砥石の修正成形方法では、修正成形される加
工用砥石を回転させ、この加工用砥石に修正用砥石を接
触させ、上記加工用砥石と上記修正用砥石との間に遊離
砥粒を含む研削液を供給するので、レジンボンド砥石に
限らず、電鋳砥石のような結合剤の硬度の高い砥石の修
正成形を高速且つ精密に行うことが可能である。

【００４５】したがって、電鋳砥石を加工用砥石とする
精密研削加工機が実現でき、精密研削加工機の耐久性が
向上するとともに加工の高速化（レジンボンド砥石を用
いる場合の５〜１０倍）が図れ、且つアルミナ，アルチ
ック材料等の高硬度材料の精密加工が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工用砥石の修正成形方法を実施する
ための修正成形装置と、修正成形される加工用砥石を併
せて示す概略斜視図である。

【図２】加工用砥石の側面のうねりを修正する際の、加
工用砥石と修正用砥石の位置関係を示す模式図である。

【図３】加工用砥石と修正用砥石の間に遊離砥粒が巻き
込まれている様子を示す模式図である。

【図４】加工用砥石の結合剤が遊離砥粒によって研削さ
れている様子を示す模式図である。

【図５】加工用砥石の砥粒が脱落する様子を示す模式図
である。

【図６】加工用砥石の偏心を修正する際の、加工用砥石
と修正用砥石の位置関係を示す模式図である。

【図７】修正成形装置の他の例を示す模式図である。

【図８】修正成形装置のさらに他の例を示す要部概略斜
視図である。

【図９】加工用砥石の回転軸取付け状態を示す分解斜視
図である。

【図１０】従来の加工用砥石の偏心を修正する際の、加
工用砥石と修正用砥石の位置関係を示す模式図である。

【図１１】従来の加工用砥石の側面のうねりを修正する
際の、加工用砥石と修正用砥石の位置関係を示す模式図
である。

【符号の説明】

１・・・加工用砥石 ２・・・研削加工装置 ３・・・修正成形装置 ４・・・回転操作機構 ６・・・修正用砥石 １０・・・研削液 １１・・・遊離砥粒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 修正成形される加工用砥石を回転させ、
   この加工用砥石に修正用砥石を接触させ、 上記加工用砥石と上記修正用砥石との間に遊離砥粒を含
   む研削液を供給し、該加工用砥石の修正成形を行う加工
   用砥石の修正成形方法。
2. 【請求項２】 修正用砥石は、ダイヤモンド砥粒を電着
   により固定してなる電着砥石であることを特徴とする請
   求項１記載の加工用砥石の修正成形方法。