(57)【要約】【課題】  砥粒部の目詰まりが生じにくい研削ホイールを提供する。【解決手段】  カップ型のステンレス鋼から成る台金１２の外縁に、砥粒が固着された砥粒部１４が形成されている。この砥粒部１４における台金１２径方向の幅は、１０〜２０ｍｍと従来のものより広くされている。砥粒部１４には、放射状に伸びるスリット１６が複数形成されている。このスリット１６は、スリットの本数が０．１６≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ）≦０．２４となるように設けられている。スリット１６は、その長手方向の中心線が、研削ホイール１０（台金）の径方向と、４５°〜６０°の角度をなすように形成されており、複数のスリット１６が反時計回りに渦を巻くような形状となっている。このような構成により砥粒部の目詰まりが生じにくい研削ホイールとできる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の台金の外縁に砥粒が固着された砥粒部を有する研削ホイールであって、前記砥粒部にはスリットが設けられ、前記スリットの本数が０．１６≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ）≦０．２４であり、前記スリットの長手方向の中心線が前記台金の径方向となす角度が４５°〜６０°である研削ホイール。
【請求項２】
前記砥粒部の径方向の幅が１０〜２０ｍｍである請求項１に記載の研削ホイール。
【請求項３】
前記砥粒部において、前記スリットが設けられた部分と前記スリットが設けられていない部分との境界線は、前記スリットが設けられた部分を挟んで平行である請求項１または２に記載の研削ホイール。
【請求項４】
前記砥粒部において、前記スリットが設けられた部分と前記スリットが設けられていない部分との境界線は、前記スリットが設けられていない部分を挟んで平行である請求項１または２に記載の研削ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリンダブロック等の研削加工には、円盤状の台金の外縁部分にダイヤモンド等の砥粒を固着させた研削ホイールが用いられている。このような研削ホイールにおいては、砥粒を固着させた砥粒部にスリットを設けることにより、スリットを通して研削液、削り粉を排出することが行われている。
【特許文献１】特開平６−１７９１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような研削ホイールでは、例えば直径が２５０ｍｍの研削ホイールの場合、３０本のスリットを設けたものが主流である。しかし、このような研削ホイールでは、砥粒部の目詰まりが生じ易く、メンテナンスによるオーバーヘッドが増えるという問題があった。
【０００４】
本発明は、斯かる実情に鑑み、砥粒部の目詰まりが生じにくい研削ホイールを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、円盤状の台金の外縁に砥粒が固着された砥粒部を有する研削ホイールであって、砥粒部にはスリットが設けられ、スリットの本数が０．１６≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ）≦０．２４であり、スリットの長手方向の中心線が台金の径方向となす角度が４５°〜６０°であることを特徴とする。
【０００６】
このように砥粒部に設けられたスリットの本数が０．１６≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ）≦０．２４であり、スリットの長手方向の中心線が台金の径方向となす角度が４５°〜６０°であるので、削り粉と研削液の排除が円滑に進み、目詰まりが起こりにくくなる。なお、上記「長手方向の中心線」とは、スリットの幅がスリットの長手方向によって異なる場合には、スリットの両端部の中点を結んだ線を意味する。
【０００７】
この場合、砥粒部の径方向の幅が１０〜２０ｍｍであることが好適である。この構成では、砥粒部の径方向の幅が１０〜２０ｍｍと広いので、取りしろを大きくとることができ、深切り込み及び高送り速度が実現でき、高効率で加工することができる。
【０００８】
この場合、砥粒部において、スリットが設けられた部分とスリットが設けられていない部分との境界線は、スリットが設けられた部分を挟んで平行であるものとできる。この構成によれば、平行な境界線をもつスリットとなるので、研削ホイールを製造する際に、台金に砥粒を固着させてからスリットを設ける加工を行いやすい。また被研削物を研削した場合に、目詰まりがしにくくなる。
【０００９】
あるいは、砥粒部において、スリットが設けられた部分とスリットが設けられていない部分との境界線は、スリットが設けられていない部分を挟んで平行であるものとできる。この構成によれば、砥粒が固着されている部分の境界線が平行になるので、研削ホイールを製造する際に、砥粒を固着したチップを接着して砥粒部を形成することが行い易い。また、結果としてスリットが研削ホイールの外側に開いた形状となるため、研削液をホイールの内側から外側に排出する場合に、目詰まりしにくく、排出効率が良くなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による研削ホイールによれば、砥粒部の目詰まりが生じにくい研削ホイールとすることができ、メンテナンスによるオーバーヘッドを減少させ、研削効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る研削ホイールを示す斜視図である。本実施形態の研削ホイール１０は、単層砥粒カップ型研削ホイールとして構成されている。図１に示すようなカップ型のステンレス鋼から成る台金１２の外縁に、砥粒が固着された砥粒部１４が形成されている。砥粒部１４で用いられる砥粒としては、例えば、天然ダイヤモンド、合成ダイヤモンド、ＣＢＮ等を挙げることができる。
【００１３】
この砥粒部１４の径方向の幅は１０〜２０ｍｍと従来の５ｍｍ程度のものより広くされている。このように砥粒部１４の幅が広いため、被研削物を研削する際に深切り込みを実現でき、粗加工と仕上げ加工を同時に行うことができる。
【００１４】
砥粒部１４には、放射状に伸びるスリット１６が複数形成されている。このスリット１６は、スリットの本数が０．１６≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ）≦０．２４となるように設けられている。例えば、砥粒部の外径が２５０ｍｍの場合、スリット本数は４０〜６０本となる。より好ましくは、０．１９≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ）≦０．２０（砥粒部の外径が２５０ｍｍの場合、スリット本数が４８〜５０本）となるようにスリット１６が形成される。スリットの幅は、１３〜１７ｍｍとされる。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態に係る研削ホイールの砥粒部を示す図である。図２に示すように、スリット１６は、その長手方向の中心線が、研削ホイール１０（台金）の径方向と、４５°〜６０°の角度をなすように形成されており、複数のスリット１６が反時計回りに渦を巻くような形状となっている。この場合、図３に示すように、複数のスリット１６が時計回りに渦を巻くような形状とすることもできる。このスリットの角度を付ける向きは、研削液の排出方向、研削ホイールの回転方向によって適宜、変更することができる。これについては、後述する。
【００１６】
図４は、本発明の実施形態に係る研削ホイールのスリット付近を示す拡大図である。本実施形態の砥粒部１４において、スリット１６が設けられた部分とスリット１６が設けられていない部分との境界線ｌ，ｌ’は、前記スリットが設けられた部分を挟んで平行となるようになっている。このため、スリット１６はその境界線が平行に伸びるスリットとなり、砥粒部１４の外周方向および内周方向のいずれの方向からも研削液の排出が容易となる。また、研削ホイール製造において、砥粒部１４に砥粒を固着した後にスリット１６を形成する場合に、スリット１６を形成する加工が容易となる。
【００１７】
一方、図５に示すように、砥粒部１４において、スリット１６が設けられた部分とスリット１６が設けられていない部分との境界線ｌ，ｌ’は、スリット１６が設けられていない部分を挟んで平行となるようにすることもできる。この場合、砥粒部１４において、砥粒が固着された部分の境界線が平行となる。スリット１６は、研削ホイール１０の外周に向かって開いた形状となるため、研削ホイールの内周側から研削液を噴出して、研削ホイールの外周側に排出するような場合、研削液を排出する効率が良くなる。
【００１８】
このような砥粒部を形成する態様としては、種々のものが考えられる。図６（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態に係る研削ホイールの砥粒部の構造を示す図である。図６（ａ）は、砥粒部１４のスリット１６以外の部分に砥粒１８を載置した後、砥粒部１４全面に粉状の銀系または錫系のロウ材を散布し、その後に焼結して砥粒１８を固着した態様を示す。この態様では、砥粒１８が固着されていない部分がそのままスリット１６となり、製造工程が簡単であるという利点がある。
【００１９】
図６（ｂ）は、予め台金１２にスリット１６となる溝を設けておき、その溝以外の部分にロウ材により砥粒１８を固着した態様を示す。先に溝を設けるため、砥粒１８を固着するべき部分が製造者に判り易く、製造が容易であるという利点がある。この場合、砥粒部１４の全面に砥粒１８を固着し、その後にスリット１６となる部分を研削することによって、図に示すような砥粒部１４を形成しても良い。この方法でも、砥粒部１４を容易に形成することができる。
【００２０】
図６（ｃ）は、台金１２にスリット１６となる溝等を設けず、スリット１６となる以外の部分に砥粒１８を固着する態様を示す。この態様では、スリット１６とするための溝を研削する等の加工が不要となる利点がある。
【００２１】
図６（ｄ）は、図６（ｂ）とは逆に、台金１２のスリット１６となる以外の箇所に溝を設けておき、その溝部分に砥粒１８を固着した態様を示す。この態様では、砥粒１８を固着するべき部分が製造者に判り易く、製造が容易であるという利点がある。
【００２２】
図６（ｅ）は、予め砥粒１８がロウ材２０によって固着されたチップ２２を用意しておき、そのチップ２２を砥粒部１４のスリット１６以外の箇所に接着層２４により接着した態様を示す。この態様では、予め砥粒を固着したチップを用いるため、量産に適するという特徴がある。
【００２３】
なお、上記した他に、接着、電着等の手段によっても砥粒を固着することができる。
【００２４】
上記したような研削ホイールの作用について以下説明する。従来の研削ホイールでは、例えば直径２５０ｍｍの研削ホイールでスリットは３０本程度しか設けられていなかった。しかし、このスリット本数では、スリットが目詰まりを起こし易い。そこで、本実施形態ではスリット本数を従来のものより増加させてある。直径２５０ｍｍの研削ホイールで３６本以上（０．１４４≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ））から目詰まりが減少し始め、４０本以上（０．１６≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ））とすることにより、目詰まりをほぼ防止することができる。ここで、スリットを多く設けすぎると、砥粒部における砥粒を固着した部分が少なくなり過ぎて研削効率が悪くなるので、スリット本数は直径２５０ｍｍの研削ホイールで６０本以下（スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ）≦０．２４）とすることが好ましい。以上より、直径２５０ｍｍの研削ホイールで４０〜６０本（０．１６≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ）≦０．２４）、さらに好ましくは４８〜５０本（０．１９≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ）≦０．２０）とすることにより、目詰まりを防止することができる。加えて、単位面積当たりの砥粒数が一定の場合、スリット数が増加すると全砥粒部の面積が減少するので研削抵抗も減少し、加工精度が向上する効果もある。
【００２５】
またスリットを設ける際には、研削ホイールの径方向に対して角度をつけて設けることが好ましい。研削ホイールの径方向に対して角度を付けずスリットを設けると、研削ホイールの外周で研削された削り粉は、スリットの端部でしかスリットに捉えられず、削り粉がスリットに落ち込みにくくなり、削り粉が排出されにくいからである。しかし、スリットと研削ホイールの径方向とのなす角度をあまり大きくし過ぎると、スリットの長さが長くなり、スリットが捉えた削り粉が排出されるまでの距離が長くなり、却って削り粉を排出する効率が低下する。そこで、本実施形態では、スリットの長手方向の中心線と台金の径方向とがなす角度を４５°〜６０°とすることにより、効率良く削り粉を排出することができる。
【００２６】
図７は、本発明の実施形態に係る研削ホイールの研削液、削り粉を排出する作用を説明する図である。この態様では、研削ホイール１０は反時計方向に回転され、研削液は研削ホイール１０の内周側から噴出され、研削ホイール１０の外周側に排出される。この場合、研削ホイール１０の回転方向と研削液の流れに沿って、研削液と削り粉を排出しやすいように、スリットは図２に示すような反時計回りに渦を巻くような角度を付けて形成される。
【００２７】
一方、図８に示すように、研削ホイール１０が反時計方向に回転され、研削液が研削ホイール１０の外周側から噴出され、研削ホイール１０の内周側に排出される場合は、研削ホイール１０の回転方向と研削液の流れに沿って、研削液と削り粉を排出しやすいように、スリットは図３に示すような時計回りに渦を巻くような角度を付けて形成される。
【００２８】
図９（ａ）（ｂ）は研削ホイールの砥粒部幅と設定取しろとの関係を示す図である。研削ホイールにおいては、深切り込みを達成して、粗加工と仕上げ加工を同時に行うことが好ましい。また、高送り速度として被研削材の加工時間を短縮することが好ましい。深切り込みを達成するには、取りしろを大きくとる必要がある。図９（ａ）（ｂ）に示すように、通常、取りしろを大きくとるためには、砥粒部１４にテーパ角度θ’を設ける。テーパ角度θ’は通常５°〜１５°前後とされる。図９（ａ）（ｂ）に示すように、テーパ角度θ’を設け、取りしろを大きくするために、取りしろｘ＜取りしろｙとなるようにすると、必然的に砥粒部幅Ｘ＜砥粒部幅Ｙとなり砥粒部幅が大きくなる。しかし、従来の研削ホイールにおいては、砥粒部幅を５ｍｍを越えて大きくすると、目詰まりを起こし易くなるため、取りしろを小さくせざるを得なかった。また、高送り速度としても目詰まりを起こし易かった。そのため、従来は、高効率（深切り込み、高送り速度）を実現することが困難であった。これに対し、本実施形態においては、砥粒部１４が目詰まりを起こしにくいため、砥粒部幅を１０〜２０ｍｍと大きくして、深切り込みを実現できる。また、高送り速度としても目詰まりを起こしにくいため、加工時間を短縮することができる。さらに、単位面積当たりの砥粒数が一定の場合、砥粒部幅が大きくなると砥粒数が増加するので高寿命となる。
【００２９】
実験例１
以下、研削ホイールを用いて、被研削物を研削する実験を行った結果を示す。外径２６０ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる台金の外縁に合成ダイヤモンドの砥粒を固着した研削ホイールを複数作製した。そして、それぞれの研削ホイールには、それぞれスリット数３８〜４８本、スリットの長手方向の中心線が台金の径方向となす角度が０°〜６０°となるようにスリットを形成した。これらの研削ホイールで被研削材を研削した。研削試験条件は以下の通りである。
試験条件：
使用機械                  株式会社森精機製作所  マシニングセンタ
テーブル速度（送り速度）  ２０００ｍｍ／ｍｉｎ
ホイール回転数            ４０００ｒｐｍ
切り込み量                １ｍｍ
被研削材                  アルミ合金  AＣ４Ｂ−Ｔ６
【００３０】
図１０は本実験例の実験結果を示す図である。図１０に示すように、スリットの本数が０．１８≦スリット本数／砥粒部の外径（ｍｍ）≦０．２４であり（外径２６０ｍｍでスリット本数４７〜６２本）、スリットが台金の径方向となす角度が４５°〜６０°であるＮｏ．３，４，５，８，９については、目詰まりが無く、加工面性状も良好であることが判る。
【００３１】
尚、本発明の研削ホイールは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る研削ホイールを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る研削ホイールの砥粒部を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る研削ホイールの砥粒部を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る研削ホイールのスリット付近を示す拡大図である。
【図５】本発明の実施形態に係る研削ホイールのスリット付近を示す拡大図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態に係る研削ホイールの砥粒部の構造を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る研削ホイールの研削液、削り粉を排出する作用を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態に係る研削ホイールの研削液、削り粉を排出する作用を説明する図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は研削ホイールの砥粒部幅と設定取しろとの関係を示す図である。
【図１０】本実験例の実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…研削ホイール、１２…台金、１４…砥粒部、１６…スリット、１８…砥粒、２０…ロウ材、２２…チップ、２４…接着層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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