(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度総型加工に対応したロータリドレッサにおいて、ドレッシング抵抗を低減すること、およびショルダー部の研削焼けを防止する。【解決手段】粒度の異なる複数の超砥粒層２、３を設け、隣接する超砥粒層は、一方の超砥粒層が他方の超砥粒層に侵入するように形成する。ロータリードレッサ１においては、細かい表面粗さを要求される部分には、それを満足できるダイヤモンド粒度を適用し、その他には許容される限り粗粒のダイヤモンド砥粒を適用する。ショルダー部が存在する場合は、その部分の粒度を他よりも粗くし、ドレッシング抵抗を低く、さらに成形された砥石４で工作物を研削加工する際に研削焼けを発生させない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超砥粒を台金表面に、一層だけ結合材により固着した超砥粒層を有する、超砥粒工具であって、
上記超砥粒層は、粒度の異なる複数の超砥粒層からなり、
隣接する上記超砥粒層は、一方の超砥粒層が他方の超砥粒層に侵入するように形成されていることを特徴とする、超砥粒工具。
【請求項２】
上記の一方の超砥粒層が他方の超砥粒層に侵入する量は、超砥粒の一粒以上であることを特徴とする、請求項１記載の超砥粒工具。
【請求項３】
上記の結合材は、メタルボンドまたはニッケルメッキであることを特徴とする、請求項１または２記載の超砥粒工具。
【請求項４】
上記超砥粒の平均粒径は０．０１〜３ｍｍであることを特徴とする、請求項１から３記載の超砥粒工具。
【請求項５】
上記超砥粒工具は、ロータリードレッサであることを特徴とする、請求項１から４記載の超砥粒工具。
【請求項６】
ショルダー部に相当する超砥粒層の粒度が、最も粗粒であることを特徴とする、請求項１から５記載のロータリードレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超砥粒工具に関するものであり、特に、ロータリードレッサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の砥粒層を有する研削砥石としては、以下の発明が知られている。
砥粒特性の相違する砥粒層を順次に積層し、これら砥粒層境界部が凹凸面となるように構成して成ることを特徴とする研削砥石である。一般に、研削砥石は均質な砥石材質から構成され、研削面も平坦に構成されている。このため研削対象が異材質の組み合わせや、波形曲面である場合には、通常の研削砥石では不都合である。例えば、異材質の組み合わせからなる被研削物を研削する場合には、材質の差及び硬度差等から研削砥石側に不均一な摩耗を生じ、初期形状の確保が困難になる。また、被研削曲面が波形曲面の場合は、研削面が曲面からなる曲面砥石を使用し研削することが好ましいが、研削面が曲面であると研削面の各部分で周速度の相違が生じ、このため、砥石の摩耗や摩耗速度が異なって、異材質の組み合わせからなるものを研削する時と同様に、初期形状の確保が困難になる。この発明は、これらの問題点を解決することを目的とし、特に、材質が相違するもの、波形曲面であっても高能率で、しかも不均一摩耗が発生することがない研削砥石を提供するものである。全体を均質な砥粒から構成することなく、周速度に応じて硬度（結合度）、粒度など砥粒特性の相違する砥粒層を積層して一体の構成する。その際、これら砥粒層境界部を凹凸面に構成し、砥粒層の合わせ面で段付きなどが発生しないものである。
（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
そして、ロータリードレッサとしては以下の発明が知られている。
ドレッシング抵抗が低く、高精度、高能率なドレッシングのできるロータリードレッサとして、ダイヤモンド粒に溝を形成することが知られている。ダイヤモンドロータリードレッサのダイヤモンド層にボンド材の表面と同一平面に又は突出して固着されたダイヤモンド粒の表面に、レーザービームなどにより溝を形成し、ダイヤモンド粒の砥面を分割したものである。さらに、ダイヤモンド粒に溝を設けて、その突出端を分割するのは、必ずしもドレッサ面全面について行う必要がない。例えば、ショルダー部を有する砥石のドレッシング等においては、ダイヤモンド層のうち、焼けを生じ易いショルダー部をドレッシングする部分のみに溝を設けることが知られている。特に精度の要求される部分については、ダイヤモンド層のツルーイング量が多く、ダイヤモンド粒の平坦部面積が増加することにより切れ味が低下するため、この部分のみに溝を設ける方法も知られている。
（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】特開昭５６−３３２７０号公報
【特許文献２】特開平１０−２９１１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特に、ダイヤモンドロータリドレッサは、精密かつ複雑な形状精度が要求され、精密自動車部品や高精度軸受け、航空機部品などの高精度総型加工に必要不可欠である。高能率、高精度化に伴い、ロータリードレッサ表面の砥粒切れ刃間隔は狭くなり、単位面積当たりの砥粒率（ダイヤモンド面積率）が高くなってきた。そのため、ドレッシング抵抗の増加による不具合で精度転写性が悪化してきた。ドレッサ自体の精度は維持出来ているものの、その精度そのものが、ドレッサ→砥石→工作物への転写時のエラーが発生し精度劣化の現象があった。また、ショルダー部などの研削部位によっては、研削焼けが発生し、多量の加工不良の要因となっていた。本発明は、これらの問題点を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に従った、超砥粒工具は、超砥粒を台金表面に一層だけ結合材により固着した超砥粒層を有する、超砥粒工具であって、超砥粒層は、粒度の異なる複数の超砥粒層からなり、隣接する超砥粒層は、一方の超砥粒層が他方の超砥粒層に侵入するように形成されていることを特徴とする。
【０００６】
この発明に従った、超砥粒工具は、一方の超砥粒層が他方の超砥粒層に侵入する量は、超砥粒の一粒以上であることを特徴とする。
【０００７】
この発明に従った、超砥粒工具は、結合材は、メタルボンドまたはニッケルメッキであることを特徴とする。
【０００８】
この発明に従った、超砥粒工具は、超砥粒の平均粒径は０．０１〜３ｍｍであることを特徴とする。
【０００９】
この発明に従った、超砥粒工具は、ロータリードレッサであることを特徴とする。
【００１０】
この発明に従った、超砥粒工具は、ロータリードレッサで、ショルダー部に相当する超砥粒層の粒度が、最も粗粒であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
要求精度によって、ダイヤモンド層を最適仕様に設定出来るため、特に、ロータリードレッサにおいて、転写時の精度劣化や研削焼けの問題を解決することができ、加工能率が著しく向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明に従った、超砥粒工具は、超砥粒を台金表面に一層だけ結合材により固着した超砥粒層を有し、超砥粒層は、粒度の異なる複数の超砥粒層からなり、隣接する超砥粒層は、一方の超砥粒層が他方の超砥粒層に侵入するように形成されている。
このように、隣接する超砥粒層の一方が他方に侵入することにより、長期間使用しても超砥粒層の境界に段差が生じにくい特性がある。侵入パターンは、例えば、図３〜図６に示すものが適用可能であり、これらのパターンの組み合わせも可能である。さらに、これらのパターンに限定されないことは言うまでもない。
【００１３】
超砥粒工具は、一方の超砥粒層が他方の超砥粒層に侵入する量は、超砥粒の一粒以上であることが好ましい。超砥粒層の境界において、粗粒側の超砥粒が一粒（ひとつぶ）以上の量で侵入することがより好ましい。そして、二粒以上であることが最も好ましい。
【００１４】
結合材は、メタルボンドまたはニッケルメッキであることが好ましいが、結合材に特に限定されない。レジンボンド、ビトリファイドボンドなどを用いることも可能である。
【００１５】
超砥粒の平均粒径は０．０１〜３ｍｍであることが好ましいが、これに限定されることは言うまでもない。０．０１ｍｍ未満の超砥粒でも、３ｍｍを超える超砥粒でも用いることができる。
【００１６】
本発明の超砥粒工具は、ロータリードレッサとして用いると好ましい結果が得られる。例えば、細かい表面粗さを要求される部分には、それを満足できるダイヤモンド粒度を適用し、その他の部分には許容される限り粗粒のダイヤモンド砥粒を適用する。こうすることによって、ロータリードレッサの切れ味を向上させることができ、高精度かつ高能率なドレッシングが可能になる。
本発明の超砥粒工具は、ロータリードレッサに限定されることは言うまでもなく、ダイヤモンドホイール、ＣＢＮホイール、その他の研削工具などに用いることができる。
【００１７】
ロータリードレッサとして用いる場合には、そのショルダー部に相当する超砥粒層の粒度が、最も粗粒であることが好ましい。ショルダー部に用いる超砥粒をその他の部分の粒度よりも粗くしておくことにより、ドレッシング抵抗を低くでき、さらに成形された砥石で工作物を研削加工する際に研削焼けを発生させないようにできる。
【実施例１】
【００１８】
実施例１を図１を用いて説明する。本発明のロータリードレッサ１はニッケルメッキの電鋳タイプで、粒度の細かいダイヤモンド層１（粒度＃３０／＃４０）と、粒度の粗いダイヤモンド層２（１５０ｓｐｃ）のふたつのダイヤモンド層から構成される。ダイヤモンド層の境界は、図３に示す折れ線タイプで、Ｐ１が３ｍｍ、Ｈ１が１ｍｍである。ロータリードレッサ１は、在来砥石４（ＷＡ６０Ｊ）に切り込まれて形状を転写され、工作物５（Ｓ４５Ｃ）を研削加工する。ここで、１５０ｓｐｃとは、重量が１カラット当たり約１５０個の粒子からなるダイヤモンド砥粒のことを意味する。
ドレッシング条件は、ロータリードレッサの周速度は１３．４ｍ／秒、在来砥石の周速度は３３．５ｍ／秒、同方向ドレッシングで周速度比は０．４である。研削条件は、ドレッシングと同様で、在来砥石の周速度は３３．５ｍ／秒で行ったが、在来砥石の切れ味は良好で、法線方向の研削抵抗は９．０Ｎ／ｍｍ、工作物の表面粗さは良好であり、研削焼けの発生は確認できなかった。ダイヤモンド層１に対応する工作物の表面粗さは、３．２μｍＲｍａｘであり、ダイヤモンド層２に対応する部分は、５．９μｍＲｍａｘであった。
【比較例１】
【００１９】
比較例１は、実施例１と同じサイズのロータリードレッサで、ダイヤモンド層は１層で、粒度が＃３０／＃４０からなるものである。ドレッシング条件および研削条件は実施例１と同様にして実験を行ったところ、在来砥石の切れ味は実施例１よりも劣り、法線方向の研削抵抗は９．８Ｎ／ｍｍ、工作物のショルダー部には少しの研削焼けを確認した。工作物の表面粗さは、７．０μｍＲｍａｘであった。
【実施例２】
【００２０】
同様に、実施例２を図１を用いて説明する。本発明のロータリードレッサ１はニッケルメッキの電鋳タイプで、粒度の細かいダイヤモンド層１（粒度＃４０／＃５０）と、粒度の粗いダイヤモンド層２（２００ｓｐｃ）のふたつのダイヤモンド層から構成される。ダイヤモンド層の境界は、図６に示す波状タイプで、Ｐ４が６ｍｍ、Ｈ４が２ｍｍである。ロータリードレッサ１は、在来砥石４（ＷＡ８０Ｊ）に切り込まれて形状を転写され、工作物５（Ｓ４５Ｃ）を研削加工する。
ドレッシング条件は、ロータリードレッサの周速度は１３．４ｍ／秒、在来砥石の周速度は３３．５ｍ／秒、同方向ドレッシングで周速度比は０．４である。研削条件は、ドレッシングと同様で、在来砥石の周速度は３３．５ｍ／秒で行ったが、在来砥石の切れ味は良好で、法線方向の研削抵抗は１０．３Ｎ／ｍｍ、工作物の表面粗さは良好であり、研削焼けの発生は確認できなかった。ダイヤモンド層１に対応する工作物の表面粗さは、２．５μｍＲｍａｘであり、ダイヤモンド層２に対応する部分は、４．２μｍＲｍａｘであった。
【比較例２】
【００２１】
比較例２は、実施例２と同じサイズのロータリードレッサで、ダイヤモンド層は１層で、粒度が＃４０／＃５０からなるものである。ドレッシング条件および研削条件は実施例２と同様にして実験を行ったところ、在来砥石の切れ味は実施例２よりも劣り、法線方向の研削抵抗は１３．８Ｎ／ｍｍ、工作物のショルダー部には少しの研削焼けを確認した。工作物の表面粗さは、６．４μｍＲｍａｘであった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１のロータリードレッサと、在来砥石および工作物のレイアウトを示す。
【図２】実施例１のロータリードレッサの斜視図である。
【図３】超砥粒層の境界のひとつのタイプを示す。
【図４】超砥粒層の境界の別のタイプを示す。
【図５】超砥粒層の境界のまた別のタイプを示す。
【図６】超砥粒層の境界のさらに別のタイプを示す。
【符号の説明】
【００２３】
１：ロータリードレッサ
２：ダイヤモンド粒度の細かいダイヤモンド層
３：ダイヤモンド粒度の粗いダイヤモンド層
４：在来砥石
５：工作物
６：ダイヤモンド層の境界
７：ダイヤモンド粒度の細かいダイヤモンド層
８：ダイヤモンド粒度の粗いダイヤモンド層
Ｐ１〜Ｐ４：境界線のピッチ
Ｈ１〜Ｈ４：境界線の高さ（超砥粒層の侵入する量）
【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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【図６】
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