JPH10329039A - 正面研削用砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の量産型正面研削機で必要な複数個のスピ
ンドルに取付けられた砥石の数より少ない砥石数で、従
来より高い研削能率で被研削物の高い表面品質と強度品
質を達成できる正面研削用砥石を得る。 【解決手段】正面研削用砥石であって、砥石における砥
粒が付与される部分を同心円状に複数の領域とし、砥石
側面部分から砥石底面部分にかけて、順次粒度の小さい
砥粒層から粒度の大きい砥粒領域としてなる正面研削用
砥石。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は正面研削用砥石に関
し、より詳しくは正面研削を行うための砥石の砥粒領域
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】研削装置製造メーカーによって市販され
ている従来の量産型正面研削機は、砥石を取り付けたス
ピンドルを複数個設置し、第１番目のスピンドルから最
終スピンドルに従って、各々単一粒度の層からなる砥粒
層を配した砥石を有し、各スピンドルに対する砥石毎の
砥粒粒度を研削順に応じて大きくして多段で研削を行う
いわゆる多段面取り構造を有している。

【０００３】図４は上記単一粒度の砥粒層を有する砥石
を示し、図４中７は砥石、１４は単一粒度の砥粒層であ
る。図５はその使用態様を模式的に示している。図５の
とおり、複数個（図５では６個）の各スピンドルに各単
一粒度の砥粒層を有する砥石７が固定されている。各ス
ピンドルはモータ１５によって駆動され、ガラス１７の
正面を研削する。図５中、１６はスピンドル固定フレー
ム、１８はガラス支持フレームであり、矢印（←）はガ
ラスの搬送方向を示している。

【０００４】従来の量産型正面研削機が多段面取りとな
っている理由は、粒度の小さい（すなわち粒径の大き
い）砥粒のみの研削仕上げでは被研削物表面の高品質化
が行えず、一方粒度の大きい（すなわち粒径の小さい）
砥粒のみの研削仕上げでは、被研削物の送り速度を高速
化できず、高能率を達成できないためである。ところが
上記のような従来の研削装置の構造ではスピンドルを複
数個設ける必要があり、このため必然的に装置に要する
スペースが大きくなり、装置としてのコストもスピンド
ル数が多くなるほど増加するという欠点がある。

【０００５】また上記のような研削機では複数個の砥石
を準備する必要があり、しかも各砥石の寿命は異なるた
め、その摩耗に対する管理がやっかいで煩雑になる欠点
がある。さらに複数個の砥石による面取りにおいては、
研削工程前半の粒度の小さい砥石による研削時に被研削
物に生成されるクラックが、後続の粒度の大きい砥石に
よる研削時に除去されずに進展し、仕上げ後の被研削物
の強度品質が最終砥石による研削を経た時点で予想され
るものよりも相対的に低くなる欠点がある。この点、少
なくとも被研削物がガラスである場合における多段階研
削では、最初に発生したクラックが取り除けないため、
強度品質が低下する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、従
来の正面研削用砥石における上記のような課題を解決す
るものである。すなわち本発明は、それぞれの砥粒粒度
で相反する又は異質の特性を１つの砥石で同時に実現す
ることによって従来の量産型正面研削機で要求されてい
た複数個のスピンドルに取り付けられた砥石の数よりも
少ない砥石で研削加工を可能とし、しかも従来よりも高
い研削能率で、かつ被研削物の高い表面品質と強度品質
を達成できる正面研削用砥石を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、砥石における
砥粒が付与される部分を同心円状に複数領域とし、砥石
側面部分から砥石底面部分にかけて、順次粒度の小さい
砥粒領域から粒度の大きい砥粒領域としてなることを特
徴とする正面研削用砥石である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の正面研削用砥石において
は、砥石前縁の側面部（砥石側面部分）の砥粒領域は被
研削物の除去に大きく貢献し、その砥粒粒度が小さいほ
ど（すなわち砥粒の粒径が大きいほど）高能率の研削が
実施できる。また、底面部（平坦部＝砥石底面部分）の
砥粒領域は被研削物の除去には貢献せず、被研削物の加
工面の形成に貢献し、その粒度が大きいほど（すなわち
砥粒の粒径が小さいほど）高品質の研削が実施できる。
図１及び図２は本発明の態様例を示す図である。

【０００９】図１中、１は砥石前縁の側面部分すなわち
砥石側面部分、２は砥石前縁部分すなわち砥石底面部分
である。３は砥石側面部分１の砥粒領域であり、砥粒領
域３は主として被研削物を除去する役割を果たす部分で
ある。４は砥石底面部分２の砥粒領域であり、砥粒領域
４は主として被研削物の加工面形成に関わる部分であ
る。本発明においては砥石側面部分１に粒度の小さい
（すなわち粒径の大きい）砥粒領域３を配し、砥石底面
部分２に粒度が大きい（すなわち粒径の小さい）砥粒領
域４を配置する。これによって良好な品質が一個の砥石
で、或いは従来よりも少ない砥石数で得られる。

【００１０】その際、それらの砥石側面部分１の砥粒領
域３と砥石底面部分２の砥粒領域４の２層が隣り合う領
域には相隣り合う砥粒領域の混合領域６が存在する場合
もあり得るが、本発明における良好な仕上効果はこの場
合にも同様に得られる。すなわち本発明においては、各
砥粒領域の境界において隣り合う領域６で砥粒が互いの
混合砥粒になっていても差し支えなく、本明細書におけ
る各砥粒領域とは相隣り合う砥粒領域の境界域における
それら混合砥粒領域を含む意味である。

【００１１】本発明の好ましい態様においては、砥石側
面部分の粒度の小さい砥粒領域を砥石番手１２０の砥粒
又は砥石番手１２０と１４０の混合砥粒を有するダイヤ
モンド砥粒領域とし、底面部の粒度の大きい砥粒領域を
砥石番手２００のダイヤモンド砥粒領域とした互いに隣
り合う２領域の構造とする。図１〜図２で云えば、砥粒
領域３を砥石番手１２０の砥粒又は砥石番手１２０と１
４０の混合砥粒を有するダイヤモンド砥粒領域とし、砥
粒領域４を砥石番手２００のダイヤモンド砥粒領域とす
る。

【００１２】本発明の他の好ましい態様では、砥石側面
部分から砥石底面部分にかけて、砥石番手１２０、
砥石番手１４０、砥石番手１２０と１４０の混合砥
粒、砥石番手１７０、砥石番手１７０と２００の混
合砥粒のうちの２種以上のダイヤモンド砥粒領域をこれ
らからの順に形成し、底面部分に砥石番手２００の
ダイヤモンド砥粒領域を形成した互いに隣り合う３領域
以上の構造とする。これによって良好な品質が単一の砥
石、或いは従来より少ない砥石数で得られる。なおこの
際、前記好ましい態様の場合と同じく、この３層以上の
構造における各砥粒層の境界において隣り合う層の砥粒
が互いの混合砥粒になっていても差し支えなく、本明細
書における各砥粒領域とはその境界域におけるこれら混
合領域を含む意味である。

【００１３】図３は上記態様例を示す図であり、５は砥
石最側面部分、６は底面部分の砥粒領域１３と砥石側面
部分の砥粒領域１２との境界領域である。砥石側面部分
５に続く最側面部砥粒領域９から底面部分の砥粒領域１
３に向けて順次砥粒領域１０（９の粒度＜１０の粒
度）、砥粒領域１１（１０の粒度＜１１の粒度）、砥粒
領域１２（１１の粒度＜１２の粒度）というように徐々
に粒度の大きい砥粒領域とし、底面部分の砥粒領域１３
の粒度を砥粒領域１２の粒度に比べて大きい砥粒領域と
する（１２の粒度＜１３の粒度）。

【００１４】この態様における、砥石側面部分の砥粒領
域の数については、２領域以上であればよく、図３には
それが４領域である場合を示し、この場合には底面部分
の砥粒領域１３と合わせて５個となる。なお、図１〜図
３に示す態様において、各砥粒領域の相対的な位置関係
が満足されている限り、その各砥粒領域における表面や
断面等の形状は図示の態様とは限らず適宜の形状とする
ことができる。また、前述のとおり各相隣り合う領域に
隣り合う砥粒の混合領域が存在していても差し支えな
く、これら混合領域も有効な砥粒領域として作用する
が、本発明における砥粒領域とはこれら混合領域を含め
た意味である。

【００１５】ここで砥石側面部分の砥粒領域は主として
被研削物の除去（Ａ）に貢献し、砥石底面部分の砥粒領
域は主として被研削物の加工面の形成（Ｂ）に貢献する
が、砥粒領域１２から砥粒領域９へ向うに従い、被研削
物の除去（Ａ）への貢献度が順次大きくなり、被研削物
の加工面の形成（Ｂ）への貢献度は順次小さくなる。例
えば図３中の砥粒領域１２は被研削物の除去（Ａ）と被
研削物の加工面の形成（Ｂ）に貢献するが、砥粒領域１
１は、砥粒領域１２に比べて、被研削物の除去（Ａ）に
より多く貢献し、被研削物の加工面の形成（Ｂ）にはよ
り少なく貢献する。すなわち砥粒領域１２から砥粒領域
９へ向うに従い、被研削物の除去（Ａ）への貢献度と被
研削物の加工面の形成（Ｂ）への貢献度とは相反して順
次連続的に変化する。

【００１６】以上の態様によって被研削物について良好
な品質が単一砥石又は従来より少ない砥石数で得られ
る。その理由は以下のとおりである。例えば図１におい
て、主として被研削物の除去に貢献する砥石側面部分１
の粒度の小さい砥粒領域３として砥石番手８０、或いは
砥石番手１００、或いは砥石番手８０と１００の混合砥
粒を配した場合、研削時に形成されるクラックが、砥石
番手１２０、或いは砥石番手１４０、或いは砥石番手１
２０と１４０の混合砥粒で形成されるクラックより深
く、このため後続の粒度の大きい砥粒研削によって削除
されずにさらに進展する。

【００１７】これに対して、砥石番手１７０の砥粒研削
を開始した場合には、砥粒の粒度が大きい分（すなわち
砥粒の粒径が小さい分）、送り速度を減じる必要があ
り、研削効率が低下する。このように材料除去に関わる
研削開始段階での砥石番手は１２０、或いは１４０、或
いは１２０と１４０の混合砥粒が最適であることが分か
る。例えば図１〜図２に示すようなガラスの正面研削用
砥石として、砥石側面部分１の粒度が小さい砥粒領域３
として砥石番手１２０、或いは砥石番手１４０、或いは
砥石番手１２０と１４０の混合砥粒領域を形成し、砥石
底面部分２の粒度が大きい砥粒領域４として砥石番手２
００のダイヤモンド砥粒領域を形成する。

【００１８】上記構成は互いに隣り合う２領域構造とな
っており、一個の砥石（この場合は単一のスピンド
ル）、或いはより少ない砥石数（この場合はより少ない
スピンドル数、図５で云えば６個であるものが、４個、
３個、或いは２個というようにより少ない数）で良好な
仕上げが得られる。なお、従来、側面部と底面部とが間
隔を置いて分離された２つの部分にそれぞれ粒度の異な
る砥粒の砥粒層を配した砥石があるが、これは多段階研
削用の砥石であり、多段階で砥石の向きを変化させて異
なる粒度の砥粒で研削できるようにしたもので、しかも
砥石の粒度の異なる各領域を面一に形成されていない点
で本発明とは本質的に異なっている。

【００１９】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないこと
は勿論である。まず本発明の前提となる比較例（従来
例）を記載し、次いで本発明の実施例を記載している。

【００２０】《比較例》 第１番目のスピンドルから第４番目のスピンドルに従
って、砥石番手８０、砥石番手１２０、砥石番手１７
０、砥石番手２００の４つの砥石を順次配置して研削仕
上げした場合（図５におけるスピンドル１５の数＝
４）、第１番目のスピンドルから第３番目のスピンド
ルに従って砥石番手１２０、砥石番手１７０、砥石番手
２００の３つの砥石を順次配置して研削仕上げした場合
（図５におけるスピンドル１５の数＝３）、１個のス
ピンドルに砥石番手２００の１つの砥石を配置して研削
仕上げした場合（図５におけるスピンドル１５の数＝
１）の３つの場合について、各場合毎にサンプルガラス
６０枚の研削を実施した。

【００２１】研削は呼称厚８ミリのフロートガラスに対
して、送り速度０．７ｍ／ｍｉｎ、砥石回転数３０００
ｒｐｍ、切り込み１ｍ以下で実施した。この研削実施後
における品質評価のためのサンプルとして、サンプル加
工辺を長辺とした横１００ｃｍ、縦１０ｃｍのフロート
ガラスを用意した。強度試験は、室温１６〜２１℃、相
対湿度４５〜５５％の条件で、サンプルの加工辺の中央
３０ｃｍ部分に均一な引っ張り応力を載荷できる荷重ス
パン９０ｃｍの４点曲げ試験によって行った。表１はそ
の結果である。表１中、サンプルの表面粗さの測定はＪ
ＩＳ Ｂ ０６０１に準拠して行ったものである。

【００２２】表面粗さについては、（の場合が幾分優
れているが）各場合〜において顕著な違いがなく、
外観上の差もないことがわかった。また表１から、砥
石番手１２０、砥石番手１７０、砥石番手２００の場合
と単一砥石番手２００によって仕上げた強度に比べ
て、砥石番手８０から研削を開始した場合の強度（破
壊応力）が著しく低いことがわかる。これは砥石番手８
０の砥粒によって研削時に形成されるクラックが砥石番
手１２０で形成されるクラックより深く、後続の粒度の
高い研削によっても削除されず、さらに進展するためで
ある。

【００２３】さらに表１の結果から、従来の複数の砥石
で行う研削を、単数個又はそれよりも少ない数の砥石数
で置き替えることによって、表面粗さについては大きな
差がないものの、強度品質が著しく改善されることがわ
かる。このように砥石数を減少させることによって、最
終砥石の砥粒番手が同様である場合においても、強度品
質について顕著な改善がなされることを示している。

【００２４】

【表１】

【００２５】一方、砥石番手１７０から研削を開始し
た場合（図５におけるスピンドル１５の数＝２）には、
粒度が大きい分（＝砥粒の粒径が小さい分）、送り速度
を減じる必要があり、研削効率が低下することが明らか
となった。このような事実からして、材料除去に関わる
研削開始段階での砥粒は粒度が小さい砥粒（＝粒径が小
さい砥粒）、すなわち砥石番手が１２０、或いは１４
０、或いは１２０と１４０の混合砥粒という砥粒構造が
適切であることがわかった。

【００２６】《実施例》図１〜図２に示すようなガラス
の正面研削用の砥石において、砥石側面部分１の粒度の
小さい砥粒領域３として砥石番手１２０の砥粒を形成
し、砥石底面部分２の粒度の大きい砥粒領域４として砥
石番手２００のダイヤモンド砥粒領域を形成した。これ
は互いに隣り合う２領域の構造となっている。この砥石
を用い、上記比較例の場合と同様にして、呼称厚８ミリ
のフロートガラスに対する研削を、送り速度０．７ｍ／
ｍｉｎ、砥石回転数３０００ｒｐｍ、切り込み１ｍ以下
で実施した。その結果、の場合と同程度の、強度低下
のない良好な仕上げが得られた。

【００２７】これは、例えば前記のように、砥石番手
８０の砥粒によって研削時に形成されるクラックが、砥
石番手１２０で形成されるクラックより深く、後続の粒
度の高い研削によって削除されずさらに進展することが
ないためであり、また前記のように砥石番手１７０か
ら研削を開始した場合には、粒度が大きい分（すなわち
粒径が小さい分）送り速度を減じる必要があり、研削効
率が低下するが、本実施例においてはその必要はなかっ
た。このように単一の砥石、または従来より少ない砥石
数により良好な仕上げが得られる。

【００２８】上記理由から、砥石側面部分から砥石底面
部分にかけて、砥石番手１２０、砥石番手１４０、
砥石番手１２０と１４０の混合砥粒、砥石番手１７
０、砥石番手１７０と２００の混合砥粒のうちの２種
又は３種以上のダイヤモンド砥粒領域をこれらから
の順に形成し、砥石底面部分に砥石番手２００のダイヤ
モンド砥粒領域とした互いに隣り合う３領域以上の構造
を有する砥石によっても良好な品質が単一砥石で得られ
ることが明らかである。

【００２９】

【発明の効果】本発明によって、従来の量産型正面研削
機における複数個のスピンドルに取り付けた各砥石によ
り研削を１つの砥石、または従来の多段面取り時に必要
な砥石数に比べて少ない砥石数でより高能率でしかも高
品質の研削が可能である。また本発明においてはスピン
ドル数を減らすことができるため、装置の規模を相対的
に小さくでき、さらには研削に要する砥石の種類が１種
類でもよいため、砥石の寿命管理が簡単になる。また、
多段面取りに比べて被研削物の研削を行う砥石の数を相
対的に少なくできるため、被研削物に発生する余分のク
ラックが減少し、ガラス等の被研削物について、より高
い強度品質が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す正面研削用砥石の断面
図。

【図２】図１の砥粒領域の拡大図。

【図３】本発明の他の実施例を示す正面研削用砥石の断
面図。

【図４】従来の正面研削用砥石の断面図（拡大図）。

【図５】従来の正面研削用砥石の使用態様を模式的に示
す図。

【符号の説明】

１ 正面研削砥石の側面部分 ２ 正面研削砥石の底面部分 ３ 粒度の大きい砥粒領域 ４ 粒度の小さい砥粒領域 ５ 最側面部分 ６ 境界域における混合領域 ７ 砥石 ８ スピンドルへの取り付け穴 ９ 砥粒領域（９の粒度＜１０の粒度） １０ 砥粒領域（１０の粒度＜１１の粒度） １１ 砥粒領域（１１の粒度＜１２の粒度） １２ 砥粒領域（１２の粒度＜１３の粒度） １３ 砥粒領域（底面部） １４ 単一砥粒層 １５ モータ １６ スピンドル固定フレーム １７ ガラス １８ ガラス支持フレーム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正面研削用砥石であって、砥石における砥
   粒が付与される部分を同心円状に複数の領域とし、砥石
   側面部分から砥石底面部分にかけて、順次粒度の小さい
   砥粒層から粒度の大きい砥粒領域としてなることを特徴
   とする正面研削用砥石。
2. 【請求項２】砥石側面部分の粒度の小さい砥粒領域を砥
   石番手１２０の砥粒又は砥石番手１２０と１４０の混合
   砥粒を有するダイヤモンド砥粒領域とし、砥石底面部分
   の粒度の大きい砥粒領域を砥石番手２００のダイヤモン
   ド砥粒領域とした互いに隣り合う２領域構造としてなる
   ことを特徴とする請求項１記載の正面研削用砥石。
3. 【請求項３】砥石側面部分から砥石底面部分にかけて、
   砥石番手１２０、砥石番手１４０、砥石番手１２
   ０と１４０の混合砥粒、砥石番手１７０、砥石番手
   １７０と２００の混合砥粒のうちの２種以上のダイヤモ
   ンド砥粒領域をこれらからの順に形成し、砥石底面
   部分に砥石番手２００のダイヤモンド砥粒領域とした互
   いに隣り合う３領域以上の構造としてなることを特徴と
   する請求項１記載の正面研削用砥石。