(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台金１先端に円筒状超砥粒層２を設け、その円筒状超砥粒層２の内径が２０ｍｍ以下であるとともに、前記超砥粒層２の結合材が導電性であり、その超砥粒層２の内周面全面がツルーイング、ドレッシング又はツルーイング及びドレッシングがなされて、前記超砥粒層２の内外周面が前記台金１の回転軸心と同一心の真円形に形成され、前記円筒状超砥粒層２をその筒軸周りに回転させて、前記超砥粒層２内に被削材を柱状核として残しつつ穴加工する小径超砥粒砥石の製造方法であって、
超砥粒層からなる板材２０から、前記円筒状超砥粒層２の内部を放電加工によって切り抜くと同時にその内面をツルーイング、ドレッシング又はツルーイング及びドレッシングするとともに、その外周を切り抜いて、前記円筒状超砥粒層２を形成し、その円筒状超砥粒層２を前記台金１に接合することを特徴とする小径超砥粒砥石の製造方法。
【請求項２】
台金１先端に円筒状超砥粒層２を設け、その円筒状超砥粒層２の内径が２０ｍｍ以下であるとともに、前記超砥粒層２の結合材が導電性であり、その超砥粒層２の内周面全面がツルーイング、ドレッシング又はツルーイング及びドレッシングがなされて、前記超砥粒層２の内外周面が前記台金１の回転軸心と同一心の真円形に形成され、前記円筒状超砥粒層２をその筒軸周りに回転させて、前記超砥粒層２内に被削材を柱状核として残しつつ穴加工する小径超砥粒砥石の製造方法であって、
上記台金１に円柱状超砥粒層２１を接合し、その超砥粒層２１の中心部を放電加工により切り抜いて円筒状にすると同時に、その内面をツルーイング、ドレッシング又はツルーイング及びドレッシングすることを特徴とする小径超砥粒砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック、フェライト、ガラス、又は金属材料等の穴形成などの研削加工に用いられる、コアドリル、皿取りホイール、カーブ・ジェネレータなどの小径超砥粒砥石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の小径超砥粒砥石に属するコアドリルＡとしては図３（ａ）に示すものが、皿取りホイールＢとしては同図（ｂ）に示すものが、カーブ・ジェネレータＣとしては同図（ｃ）乃至（ｈ）に示すものなどがそれぞれあり、これらは、いずれも、台金１の先端に円筒状（円錐筒状も含む）超砥粒層（刃）２を設けたものである。その超砥粒層２は超砥粒を含有する砥粒層２ａと超砥粒を含まない接合層２ｂとから成り、接合層２ｂは超砥粒を含まないことにより台金１に対し十分な接合強度を保証する。
【０００３】
その小径超砥粒砥石の従来の製造方法は、まず、図４（ａ）に示すように、砥粒層２ａを作るべく超砥粒粉末ａとボンド粉末ｂを混合して金型（ダイ）Ｄに充填し、その上に、接合層２ｂを作るべくボンド粉末ｂのみを充填したのち、それを炉に入れて、一定温度で加熱するとともに一定時間保持して焼結する。その焼結が完了すれば、炉から取り出して、パンチＰにより速やかにプレスし、冷却後、同図（ｂ）に示すように、金型Ｄから焼結が完了した円筒状超砥粒層２を取り出し、同図（ｃ）に示すように、台金１にロウ付けして超砥粒砥石（コアドリル）Ａを得る。この超砥粒砥石Ａは、使用に際して、その砥面をツルーイング、ドレッシング又は両者を行う必要があり、その処理（同図符号：Ｇ）を行って、同図（ｄ）に示す使用可能な超砥粒砥石Ａとする。
【０００４】
ここで、ツルーイングは、超砥粒砥石の形状を幾何学的に正確な寸法に修正することであり、例えば、コアドリル型（図３（ａ）等）のツルーイングであれば、超砥粒層２の真円度および円筒度をある規格値以内に修正することを意味する。この超砥粒砥石のツルーイングにおいて、超砥粒ａは非常に硬く、しかもボンド材ｂが耐摩耗性に優れているので、その処理は容易にできるものではない。一般的には、専用のツルーイング工具とツルーイング装置を必要とし、そのツルーイング工具としては、Ｃ砥石またはＧＣ砥石が最もよく用いられており、超砥粒ａの種類、粒度、集中度およびボンド材ｂによってその仕様の詳細を決定している。超砥粒砥石の仕様によっては、ダイヤモンド単石ドレッサー、ダイヤモンド多石ドレッサー、ダイヤモンドロータリードレッサ等も用いることができる。
【０００５】
ツルーイング完了後は、気孔を有するボンド材の超砥粒砥石を除き、ドレッシングを必要とする。ドレッシングは、ツルーイング完了後に余分なボンド材ｂを除去して、超砥粒層２の表面に超砥粒ａの切れ刃を突出させることであり、このドレッシングが正確に行われないと超砥粒砥石はその性能を十分に発揮しない。
【０００６】
その超砥粒砥石のドレッシングには、▲１▼結合度の柔らかめの（例えば結合度Ｇ、Ｈ）ＧＣまたはＷＡ砥石のスティックを、超砥粒砥石を回転させつつ超砥粒層２に手で押し付けるか研削する方法、▲２▼厚いガラス板の上でペースト状にしたＧＣ粉末を供給しながら、砥石を回転させつつ超砥粒層２をラップする方法、▲３▼サンドブラストを超砥粒層２に当てる方法、などがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
たとえば、図４の製造方法で得た図３などに示す小径超砥粒砥石の場合は、その円筒状の超砥粒層２の外周部は、外面であるゆえに、上述のいずれかの方法でツルーイング、ドレッシングが可能である。しかし、これらの超砥粒層２の内径が５０ｍｍ以内の場合、内周部２’をツルーイング、ドレッシングするには、内面研削用の軸付ＧＣ砥石を用いる方法もあるが、ＧＣ砥石の摩耗が大きいので正確なツルーイング、ドレッシングは極めて困難であった。特に、内径が２０ｍｍ以下の場合は、適切な手段がなく、ツルーイング、ドレッシングがほとんど不可能であった。
【０００８】
ここで、超砥粒層２の内周面２’が正確にツルーイング、ドレッシングされていなかったり、全くそれらの処理がなされていないと、図５に示すように、ガラス板等のワークＷに穴加工する際、内周面２’が真円でないことに基づく超砥粒砥石Ａの振れにより、正確な穴が形成されなかったり、その内周面２’の研削性の悪さによりチッピングが発生する。小径の穴は大径の穴に比べ、その精度を要求される場合が多く、チッピングの発生等は問題である。
【０００９】
本発明は、上述の実情の下、小径超砥粒砥石の超砥粒層の内周面をツルーイング、ドレッシングを施した面とすることを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は、上記円筒状超砥粒層の内面を放電加工面としたのである。
【００１１】
放電加工は、被加工物と加工電極の間に放電を生じさせ、その熱によって、被加工物の表面を溶かし、周囲の放電加工液が気化するときの圧力で、その溶けた部分を飛ばして加工が進行するものである。この加工は、精度が高いため、ツルーイングと同一の効果を得ることができ、また、一般に超砥粒よりもボンド材の方が速く加工されるため、超砥粒が突出することとなり、ドレッシングと同一の効果を得ることができる。
【００１２】
したがって、台金先端に円筒状超砥粒層を設けた上述の小径超砥粒砥石において、その超砥粒層の結合材（ボンド材）を導電性とし、その超砥粒層を放電加工すれば、その内周面先端部又は全面が、放電加工によって、ツルーイング、ドレッシング又はツルーイング及びドレッシングがなされたものとなる。
【００１３】
必ずしも、内周全面を加工しなくてもよいのは、その先端部がワークの研削に関与し、他の部分は殆ど関与しないからである。
【００１４】
この発明は、上記円筒状超砥粒層２の内径が２０ｍｍ以下のものに特に有効である。２０ｍｍ以下の小径のものは、上述のように、従来では、ツルーイング、ドレッシングが不可能とされていたからである。
【００１５】
なお、導電性結合材としては、例えば、メタルボンド、導電性物質を含むレジンボンド、および電着ボンドなどがこれに相当する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
上記超砥粒層内面がツルーイング、ドレッシングされた超砥粒砥石を得る製造方法の実施形態としては、上記台金に円柱状超砥粒層を接合し、その超砥粒層の中心部を放電加工により切り抜いて円筒状としたり（図１参照）、超砥粒層からなる板材から、前記円筒状超砥粒層の内部を放電加工によって切り抜くと同時に、その外周を切り抜いて、前記円筒状超砥粒層を形成し、その円筒状超砥粒層を前記台金に接合する手段を採用し得る（図２参照）。
【００１７】
この製造方法によれば、上述のように、放電加工によって、超砥粒層内面のツルーイング、ドレッシングがなされて、所望の超砥粒砥石を得ることができる。
【００１８】
【実施例１】
この発明に係る超砥粒砥石の製造方法の一実施例を図１に示し、この実施例は、超砥粒層２の外径：１０ｍｍ、内径：８ｍｍ、深さｔ：５ｍｍ、ボンド材がメタルボンドで、ダイヤモンドの粒度：♯８０、集中度：７５のコアドリルＡ（同図（ｅ））を製作したものであり、その製作方法は以下の通りである。
【００１９】
１）ダイヤモンド粉末ａとボンド材粉末ｂを混合したものを内径１０．４ｍｍの円柱状キャビティを有する金型（ダイ）Ｄに充填する（図１（ａ））。
２）その金型Ｄを炉に入れ一定温度まで加熱し、一定時間保持して焼結する。
３）炉から取り出し、パンチＰによりその焼結体を速やかにプレスする。
４）冷却後、金型Ｄから焼結が完了した円柱状超砥粒層２１を取り出す（同図（ｂ））。
５）コアドリルの台金１に超砥粒層２１をロウ付けする（同図（ｃ））。
６）放電加工機にそのコアドリル（台金１）を取り付け、超砥粒層２１の中心部を放電加工により、切り抜く（同図（ｃ）から（ｄ））。ここで、放電加工液は、放電加工専用油を使用し、電極には、外径５ｍｍの銅製パイプＥを使用し、この銅パイプＥを超砥粒層２１の軸と平行にするとともに、内周面（切り抜き面）とおよそ８０μｍ〜１００μｍ離して配置し、台金１を低速で回転させながら放電加工を行ない、超砥粒層２１を内径８ｍｍの円筒状にした。
７）つぎに、円筒状超砥粒層２の外周をＧＣ砥石で研削してツルーイングし（符号Ｇ）、同時に規格の外径寸法（１０ｍｍ）にした。ツルーイング完了後、ＷＡ砥石のスティックを手で押し当ててドレッシングした（同図（ｄ）から（ｅ））。
【００２０】
このようにして得たコアドリルＡは、その超砥粒層２の内周面２’が、外周面と同様の高精度のツルーイング、ドレッシング面となっており、従来品に比べて、切れ味が良いうえに、チッピングも少なく、卓越した研削性能を示した。
【００２１】
【実施例２】
この実施例は、円筒状超砥粒層２が外径：１５ｍｍ、内径：１１ｍｍ、深さ：３ｍｍ、ボンド材がメタルボンドで、ダイヤモンドの粒度：♯１００、集中度：５０の皿取りホイールＢを製作したものである。
【００２２】
その製作方法は、上述のコアドリルＡと１）〜５）、７）が同じであり、６）は以下のとおりとした。但し、金型Ｄのキャビティ内径は１５．４ｍｍとした。
６）放電加工機に皿取りホイール（台金１）を取り付け、超砥粒層２１の中心部を放電加工により切り抜く。ここで、放電加工液は、放電加工専用油を使用し、電極には、外径８ｍｍの銅製パイプＥを使用し、この銅パイプＥを超砥粒層２１の軸と平行にするとともに、内周面（切り抜き面）とおよそ８０μｍ〜１００μｍ離して配置し、台金１を低速で回転させながら放電加工を行ない、超砥粒層２１を内径１１ｍｍの円筒状にした。
【００２３】
このようにして得た皿取りホイールＢは、上述のコアドリルＡと同様に、その内周面２’が高精度のツルーイング、ドレッシング面となっており、従来品に比べ、卓越した研削性能を示した。
【００２４】
【実施例３】
上記両実施例は、円柱状の超砥粒層２１を焼結したが、従来のように、図４（ｂ）で示す円筒状超砥粒層２を焼結により形成し（実施例１に相当するものの内径：７．６ｍｍ、外径：１０．４ｍｍ、実施例２に相当するものの内径：１０．６ｍｍ、外径１５．４ｍｍ）、それを台金１にロウ付け後、その内周面２’を上述と同一条件で、実施例１のもの内径：８ｍｍ、実施例２のもの内径：１１．０ｍｍに放電加工したところ、同様に、高精度のツルーイング、ドレッシング面を得た。この加工時間は、実施例１のもの：約５分、実施例２のもの：約６分であった。なお、この実施例では、円周面２’の先端部のみを放電加工して、ツルーイング、ドレッシングしてもよい。外周面はＧＣ砥石で、実施例のもの外径：１０ｍｍ、実施例２のもの外径１５ｍｍにツルーイング、ドレッシングした。
【００２５】
【実施例４】
上記各実施例は、円柱状及び円筒状の超砥粒層２１、２を焼結によって得たが、この実施例は、図２に示すように、超砥粒層板２０から、同図（ａ）の鎖線のごとく、円筒状超砥粒層２（同図（ｂ））、円柱状超砥粒層２１（同図（ｃ））を切り抜いたものであり、このとき、円筒状のものは、その内周面２’は、少なくとも放電加工によって切断する。
【００２６】
この図（ｂ）、（ｃ）で示すものを、上述のように合金１にロウ付けし、その外面をツルーイング、ドレッシングするとともに、（ｃ）のものにあっては、内周部を放電加工によって切り抜く。両砥粒層２、２１の外面も放電加工により得れば、必ずしもツルーイング、ドレッシングをする必要はなくなる。
【００２７】
なお、上記各実施例は、超砥粒ａにダイヤモンド砥粒を使用したが、ＣＢＮ砥粒などの他の超砥粒を使用できることは勿論であり、ボンド材ｂとしても、メタルボンド以外の上述のもの等を適宜に使用し得ることは言うまでもない。また、図３（ｃ）〜（ｈ）に示した超砥粒砥石Ｃにおいても同様にして超砥粒層２の内周面を放電加工によりツルーイング、ドレッシングすることにより、この発明の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によれば、超砥粒層の内周面が高精度にツルーイング、ドレッシングされているので、従来品に比べて、卓越した切れ味を示すだけでなく、チッピングが少ない高品位な仕上げ面が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る小径超砥粒砥石の製造方法の一実施例の説明図
【図２】この発明に係る小径超砥粒砥石の製造方法の他の実施例の説明図
【図３】超砥粒砥石の各例の断面図
【図４】従来の製造方法の説明図
【図５】コアドリルによる加工説明図
【符号の説明】
１  台金
２  円筒状超砥粒層
２’  円筒状超砥粒層の内周面
２ａ  超砥粒層
２ｂ  接合層
２０  超砥粒層板
２１  円柱状超砥粒層
ａ  超砥粒
ｂ  ボンド材
Ａ  コアドリル
Ｂ  皿取りホイール
Ｃ  カーブ・ジェネレーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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