JPH0829498B2

JPH0829498B2 - カップ状砥石

Info

Publication number: JPH0829498B2
Application number: JP2169171A
Authority: JP
Inventors: 平三郎中川; 浩二小川
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH0457677A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、カップ状砥石に関し、特にその内周側空間
内へ研削液を簡単に且つ効率良く導入する技術に関する
ものである。

従来の技術カップ形砥石、リング形砥石、さらに形砥石等、環状
の外周壁を備え、その外周壁の端面、すなわち研削面が
被削平面と摺接させられることによりその被削平面を研
削する形式のカップ状砥石が知られている。このような
カップ状砥石を用いて湿式平面研削を行う場合には、た
とえば第９図に示すように、通常、砥石と被削材との摺
接面近傍に向かって研削液を放出するための研削液供給
管を配設し、その管から研削液を研削面に供給するので
あるが、被削材の被削平面とカップ状砥石の研削面とは
面接触させられることから、このような砥石を用いる場
合には、外部から供給される研削液が研削面に充分供給
されない。このため、研削能率を維持しようとすると、
研削焼け、研削割れ等が発生するなど、研削液の効果が
不十分であり、被削材の研削品質が充分に得られなかっ
た。

発明が解決すべき課題これに対し、研削液を導入するための供給穴が設けら
れた回転軸と、研削液供給管とその回転軸の供給穴とを
シールしつつ接続する接続装置等を備えた研削液導入装
置を使用することにより、回転軸の端部に固定されたカ
ップ状砥石の外周壁内に研削液を直接的に供給すること
が提案されている。この装置によれば、砥石内部に導入
された研削液は、砥石の回転に伴う遠心力により砥石と
被削材との摺接面に充分供給され得るため、研削焼け、
研削割れ等が好適に防止される。しかし上記装置は、特
にカップ状砥石が小径の場合には、そのカップ状砥石を
固定する回転軸の径も小さくなるため、回転軸に穴を開
けることにより剛性が損なわれるだけでなく、研削液供
給管と回転軸の供給穴とを接続する接続装置の構造が複
雑となるなど、装置が複雑且つ高価となるのである。

そこで、実開平２−53367号公報に記載されているよ
うに、カップ状砥石の外周壁を貫通して複数個の通水用
長穴を形成する技術が提案されている。この技術によれ
ば、外周壁面に向かって研削液を放射することにより、
通水用長穴を研削液が通り抜けてその外周壁内に導き入
れられるため、小径のカップ状砥石の場合にも、回転軸
の剛性を低下させたり接続装置の構造を複雑にすること
なく、充分な量の研削液を外周壁内に供給することがで
きる。しかも、この技術によれば、通水用の貫通穴は外
周壁の外周側から内周側に向かうに従って回転方向上流
側に向かうように形成されているため、研削液の粒子に
は、その上流側の壁面に衝突した瞬間において内周側へ
向かう力が作用し、一層多くの研削液を外周壁内に供給
することができるのである。しかしながら、この技術で
は、研削液を充分に導き入れる目的で通水用の貫通穴が
長穴とされて外周壁面が広い面積に亘って除去されてい
るため、カップ状砥石自体の剛性が低下させられている
という問題があった。カップ状砥石の剛性を高くするた
めには、貫通穴が可及的に小さくされることが望まれる
が、一方、外周壁内の研削液には遠心力が作用するた
め、貫通穴を小さくすると研削液を充分に供給すること
が困難となるのである。

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、前記研削液導入装置のよ
うな特殊な装置を必要としたり、カップ状砥石の剛性を
低下させることなく、簡単な構成で充分に外周壁内に研
削液を導入できるカップ状砥石を提供することにある。

課題を解決するための手段斯かる目的を達成するための本発明の要旨とするとこ
ろは、環状の外周壁と、研削液をその外周壁内に導き入
れるためにその外周壁を貫通し且つその外周壁の外周側
から内周側に向かうに従って回転方向上流側に向かうよ
うに形成された研削液導入穴とを備え、その外周壁の端
面が被削平面と摺接させられることによりその被削平面
を研削する形式のカップ状砥石であって、前記研削液導
入穴は、前記外周壁の外周側から内周側に向かうに従っ
て前記被削平面側へ向かうように傾斜した状態で設けら
れていることにある。

作用および発明の効果このようにすれば、カップ状砥石の外周壁に貫通して
設けられた研削液導入穴は、外周壁の外周側から内周側
に向かうに従って回転方向上流側に向かわせられると共
に、被削平面側に向かうように傾斜させられるため、外
周壁に向かって放出された研削液は、その研削液導入穴
の上側内壁面に衝突した瞬間に水平方向速度成分が被削
平面側に向かうように変換される。このため、外周壁内
に導き入れられた研削液は研削液導入穴周辺から積極的
に離隔させられて、カップ状砥石の回転に伴って発生す
る遠心力の作用を受けてもその研削液導入穴から排出さ
れ難くなり、研削液の吸引作用が高められる。このよう
な効果は、カップ状砥石が高速回転となる程顕著となる
が、小径であるために回転軸を縦通させ得ず、外周面か
ら研削液を導入せざるを得ない小径のカップ状砥石で
は、充分な周速を得るために高速回転駆動されるのが普
通であるため、そのような高速回転程、研削液吸引効果
が顕著となる点はきわめて重要である。したがって、砥
石の剛性を低下させないように研削液導入穴が比較的小
さく形成されたカップ状砥石であっても、研削液導入穴
を上記の構成とすることにより、充分な量の研削液が外
周壁内に導き入れられる。

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。

第１図において、カップ形砥石10は、金属製のコア部
12および砥石部22から構成されている。コア部12は、環
状の外周壁14とその一端の底部16とを備えた有底円筒状
を成しており、その底部16には、カップ形砥石10を固定
するための図示しない回転軸を挿通させる中央穴18が開
口させられている。第２図および第３図に詳しく示すよ
うに、コア部12の外周壁14には、研削液を外周壁14内に
導入するための穴20が等間隔に４個配置させられてい
る。これら穴20は、各々外周壁14の内壁面の接線ABに平
行状態で、且つ外周壁14の外周側壁面から内周側壁面に
向かうに従って砥石部22へ向かうように傾斜させられた
状態で各々外周壁14を貫通させられている。第２図に示
すように、本実施例では、穴20の内壁面上の線であっ
て、回転方向の最も上流側に位置する線ABが、外周壁14
の中心線Ｃを通る径方向の線Ｄと外周壁14の内周面との
交点Ａを通過させられており、その線ABが外周壁14の内
周面の接線と一致させられている。すなわち、線ABと中
心線Ｄとの角αが90°に設定されている。また第３図に
示すように、穴20の中心線Ｈの、上記線Ｃに直交する面
（水平面）Ｍに対する傾斜角βは25°に設定されてい
る。また、上記砥石部22は、たとえばダイヤモンド砥粒
或いはCBN砥粒などを砥材とする超砥粒砥石であって、
環状平形を成しており、その一端面がコア部12の外周壁
14の端面と接着剤などにより固着されている。

このように構成されたカップ形砥石10は、その中央穴
18に図示しない回転軸が挿通させられた状態でナットに
より締め着けられて固定され、その回転軸により回転駆
動されつつ被削材26に接触させられて平面研削が行われ
る。第４図および第５図に示すように、研削液放出管28
は、それから放出された研削液が、カップ形砥石10の回
転方向と対向する向きであって、穴20の中心線Ｈと略一
致する方向に放出されるように、外周壁14の近傍に配設
されている。研削液放出管28から放出された研削液は４
個の穴20からカップ形砥石10の外周壁14内に積極的に導
き入れられる。第５図乃至第７図は、この吸引作用を詳
しく説明するためのものである。

すなわち、第５図のカップ形砥石10の平面図におい
て、砥石軸と一体的に回転しているカップ形砥石10の穴
20に向かって、放射速度V_Cで研削液放出管28から放出さ
れた研削液の粒子Ｐには、穴20の線ABに沿った壁面ABと
衝突した瞬間において、ｘ方向にV_Scosθ、ｙ方向にV_Ss
inθの速度がそれぞれ加えられる。つまり、この時点で
液粒子Ｐが外周壁14の内部に向かう速度Ｖは、壁面ABと
粒子間に粘性がないと仮定すると、Ｖ＝V_Ssinθ＋V_C となる。

ところが、穴20を通過して外周壁14の内部に導き入れ
られた液粒子Ｐは、粘性力によってカップ状砥石10と同
じ方向に回転し始めるので、カップ形砥石10の回転に伴
う遠心力により砥石10と被削材26の摺接面、すなわち研
削面24に供給される。このため、従来の研削液導入装置
のような特殊な装置を必要とすることなく研削液を摺接
面に充分供給し得ることとなり、小径のカップ状砥石に
おいても研削焼け、研削割れ等が好適に防止されて、高
能率且つ高性能な研削が簡単な構成で可能となる。

しかも、本実施例においては、第３図に示すように、
穴20は水平面との傾斜角β＝25°の角度を有して外周壁
14を貫通させられているため、第７図に示すように、液
粒子Ｐの水平方向の速度成分をV_Cとしたとき、その液粒
子Ｐには、穴20の上側壁面に衝突した瞬間において、そ
の壁面から被削材26側へ向かう力が作用してｙ方向にV_C
sin２βの速度が与えられることから、外周壁14内に導
き入れられた研削液は積極的に穴20周辺から離隔させら
れて、下方、すなわち研削面24に向かって流動させられ
る。これにより、カップ状砥石10の回転に伴って発生す
る遠心力の作用を受けてもその穴20から排出され難くな
り、研削液の吸引作用が高められる。このため、穴20が
水平に（β＝０°）開けられる場合に比較して、一旦外
周壁14内に導かれた研削液が遠心力により穴20から外周
壁14外に向かうことが好適に防止されて、図１等に示さ
れているように比較的小さな穴20が設けられているにも
拘らず、能率良く研削液をカップ形砥石10内に導き入れ
ることが可能となるのである。

第８図は、上記効果を裏付けるための実験データであ
って、研削液の吸引量とカップ形砥石10の回転数との関
係を示している。この実験は、第１図におけるカップ形
砥石10の穴20の数が８個であって傾斜角β＝30°である
No.1砥石と、β＝０°の穴20を有するNo.2砥石に関して
同一の条件下において行なわれたものである。図から明
らかなように、遠心力の作用が大きくなる比較的高い回
転数においては、穴20が傾斜して設けられた本実施例の
No.1砥石における研削液の吸引作用が、穴20が水平に設
けられたNo.2砥石に比較して高くなる。なお、研削液の
吸引作用は、15000rpm以下、更に好適には12000rpm以下
で有効に得られる。

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、前述の実施例のカップ形砥石10はカップ形
であったが、リング形、さら形等、環状の外周壁を備
え、その外周壁の端面が被削平面と摺接させられること
により被削平面を研削する形式の砥石であればよいので
ある。

また、前述の実施例のカップ形砥石10は、金属製のコ
ア部12および砥粒から成る砥石部22から構成されていた
が、全体が砥粒により構成されていてもよい。

また、前述の実施例の砥石部22は超砥粒砥石から構成
されていたが、炭化珪素砥粒或いは溶融アルミナ砥粒か
ら構成された砥石であっても差支えない。

また、前述の実施例の穴20は、外周壁14の内周面の接
線ABと中心線Ｄとの角α＝90°且つ水平面Ｍとの傾斜角
β＝25°の角度で外周壁14を貫通させられていたが、α
＝０°〜90°、β＝０°〜45°であれば本発明の効果が
得られる。

また、前述の実施例の穴20は、外周壁14に等間隔で４
個貫通させられていたが、不等間隔でも差支えなく、ま
た、数は環状壁14の剛性が保たれる範囲であれば５個以
上でもよく、１乃至３個でも一応の効果が得られるので
ある。

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】

第１図は、本発明の一実施例のカップ形砥石を示す斜視
図である。第２図は、第１図のカップ形砥石の平面図で
ある。第３図は、第１図のカップ形砥石の一部切り欠い
た部分断面図である。第４図は、第１図の実施例のカッ
プ形砥石を用いた平面研削を説明する図である。第５図
乃至第７図は、第４図における研削液の吸引作用を詳し
く説明する図である。第８図は、本発明のカップ形砥石
における、研削液吸引量とカップ形砥石の回転数との関
係を示すグラフである。第９図は従来のカップ形砥石を
示す第４図に相当する図である。 10:カップ形砥石 12:コア部 14:外周壁 20:穴（研削液導入穴） 22:砥石部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】環状の外周壁と、研削液を該外周壁内に導
き入れるために該外周壁を貫通し且つ該外周壁の外周側
から内周側に向かうに従って回転方向上流側に向かうよ
うに形成された研削液導入穴とを備え、該外周壁の端面
が被削平面と摺接させられることにより該被削平面を研
削する形式のカップ状砥石であって、前記研削液導入穴は、前記外周壁の外周側から内周側に
向かうに従って前記被削平面側へ向かうように傾斜した
状態で設けられていることを特徴とするカップ状砥石。