(57)【要約】【課題】寿命が長い超砥粒ホイールを提供する。【解決手段】ヤング率が３００ＧＰａ以上の台金１１と、台金１１の外周に設けられた超砥粒層１２とを含み、超砥粒層１２は、レジンボンド２２１を３０〜６４体積％と、レジンボンド２２１に保持される第一超砥粒２２２を５〜２５体積％と、レジンボンド２２１に保持される島状超砥粒部２２３を３０〜６５体積％とを含み、島状超砥粒部２２３の結合材２２４は、レジンボンド２２１とは組成が異なる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヤング率が３００ＧＰａ以上の台金と、
前記台金の外周に設けられた超砥粒層とを含み、
前記超砥粒層は、
レジンボンドを３０〜６４体積％と、
前記レジンボンドに保持される第一超砥粒を５〜２５体積％と、
前記レジンボンドに保持される島状超砥粒部を３０〜６５体積％とを含み、
前記島状超砥粒部は、結合材と、前記結合材に保持される第二超砥粒とを含み、
前記島状超砥粒部の前記結合材は、前記レジンボンドとは組成が異なる、超砥粒ホイール。
【請求項２】
前記島状超砥粒部の前記結合材は、前記レジンボンドとは組成が異なるレジンボンド、メタルボンド、またはビトリファイドボンドのいずれかひとつである、請求項１に記載の超砥粒ホイール。
【請求項３】
前記島状超砥粒部には、前記島状超砥粒部の体積に対して５〜５０体積％の前記第二超砥粒が含まれる、請求項１または２に記載の超砥粒ホイール。
【請求項４】
前記台金は、超硬合金またはサーメットである、請求項１から３のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
【請求項５】
前記超砥粒ホイールの外径はφ５０〜２００ｍｍ、前記超砥粒層の厚み０．２ｍｍ以上で、前記第一超砥粒および前記第二超砥粒は、ダイヤモンド、ＣＢＮ、またはダイヤモンドとＣＢＮの混合物である、請求項１から４のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
【請求項６】
前記レジンボンドを４０体積％以上６０体積％以下含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
【請求項７】
前記第一超砥粒を７体積％以上２５体積％以下含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
【請求項８】
前記島状超砥粒部を４０体積％以上６０体積％以下含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超砥粒ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複合ボンドダイヤモンド砥石は、たとえば特開平１−１８３３７０号公報（特許文献１）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１８３３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、超砥粒ホイールの寿命が短いという問題があった。そこでこの発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、寿命の長い超砥粒ホイールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に従った超砥粒ホイールは、ヤング率が３００ＧＰａ以上の台金と、台金の外周に設けられた超砥粒層とを含み、超砥粒層は、レジンボンドを３０〜６４体積％と、レジンボンドに保持される第一超砥粒を５〜２５体積％と、レジンボンドに保持される島状超砥粒部を３０〜６５体積％とを含み、島状超砥粒部は、結合材と、結合材に保持される第二超砥粒とを含み、島状超砥粒部の結合材は、レジンボンドとは組成が異なる、超砥粒ホイールに関するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施の形態１に従った超砥粒ホイールを備えたマルチ超砥粒ホイールの断面図である。
【図２】図１中のＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【図３】実施の形態１に従った超砥粒層を示す断面図である。
【図４】比較例に従った超砥粒層を示す断面図である。
【図５】実施の形態２に従った超砥粒ホイールを示す断面図である。
【図６】実施の形態３に従った超砥粒ホイールを示す断面図である。
【図７】実施の形態４に従ったマルチ超砥粒ホイールの断面図である。
【図８】超砥粒ホイールを用いた工作物の切断方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［本発明の実施形態の説明］
本発明者は超砥粒ホイールの寿命について検討を行った。台金のヤング率が３００ＧＰａ以上であれば台金が撓みにくくなるため、台金を薄くすることができ、それに伴って超砥粒層の厚みも薄くすることができる。超砥粒層が薄いと超砥粒層と工作物との接触面積が小さくなる。そのため、超砥粒層と工作物との接触圧が高くなる。このような条件において、レジンボンド内に島状超砥粒部を設けることで、超砥粒層の摩耗を抑制できることを見出した。
【０００８】
超砥粒層の摩耗を抑制するメカニズムは必ずしも定かではないが、以下のようなものが考えられる。工作物と超砥粒層との接触面積が小さく、この部分に大きな力が加わると、超砥粒層のマトリックスを構成するレジンボンドが大きく変形する。この状態で切削および研削加工を行うと変形したレジンボンドが十分に超砥粒を保持することができず、超砥粒が脱落して超砥粒層の摩耗が大きくなると考えられる。
【０００９】
さらに、レジンボンドが島状超砥粒部を保持しているがレジンボンドが超砥粒を保持していない場合、具体的にはマトリックスを構成するレジンボンド中に島状超砥粒部が含まれているが超砥粒が含まれていない場合には、レジンボンドが直接工作物と接触してレジンボンドが摩耗するため、超砥粒層の摩耗が大きくなる。
【００１０】
マトリックスを構成するレジンボンド内に超砥粒を分散させ、さらに島状超砥粒部をレジンボンド内に分散させることで島状超砥粒部が含まれていない場合と比較して超砥粒層が変形しにくくなり、超砥粒層の摩耗を抑制することができる。島状超砥粒部はフィラーと似た働きをするが、島状超砥粒部はフィラーと異なり工作物を加工することができる。
【００１１】
かかる知見に基づく超砥粒ホイールは、ヤング率が３００ＧＰａ以上の台金と、台金の外周に設けられた超砥粒層とを含み、超砥粒層中に、レジンボンドを３０〜６４体積％と、レジンボンドに保持される第一超砥粒を５〜２５体積％と、レジンボンドに保持される島状超砥粒部を３０〜６５体積％とを含み、島状超砥粒部は、結合材と、結合材に保持される第二超砥粒とを含み、島状超砥粒部の結合材は、レジンボンドとは組成が異なる。
【００１２】
このように構成された超砥粒ホイールでは、島状超砥粒部の結合材はレジンボンドとは組成が異なるため、島状超砥粒部の特性が、レジンボンドおよび第一超砥粒の特性と異なる。その結果、超砥粒層の摩耗量を減少させることができる。
【００１３】
島状超砥粒部の結合材は、レジンボンドとは組成が異なるレジンボンド、メタルボンド、またはビトリファイドボンドのいずれかひとつであってもよい。工作物の種類に応じて適宜の結合材を選択することができる。
【００１４】
島状超砥粒部には、島状超砥粒部の体積に対して５〜５０体積％の第二超砥粒が含まれていてもよい。
【００１５】
台金は、超硬合金またはサーメットであってもよい。
超砥粒ホイールの外径はφ５０〜２００ｍｍ、超砥粒層の厚み０．２ｍｍ以上で、第一超砥粒および第二超砥粒は、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化硼素）、またはダイヤモンドとＣＢＮの混合物であってもよい。
【００１６】
レジンボンドを４０体積％以上６０体積％以下含んでいてもよい。
第一超砥粒を７体積％以上２５体積％以下含んでいてもよい。
【００１７】
島状超砥粒部を４０体積％以上６０体積％以下含んでいてもよい。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に従った超砥粒ホイールを備えたマルチ超砥粒ホイールの断面図である。図２は、図１中のＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【００１８】
＜構成の説明＞
超硬合金製の台金１１を有する切断ホイールとしての超砥粒ホイール１０の外径はφ５０−２００ｍｍであってもよい。円盤状の台金１１の外周に、環状の超砥粒層１２が設けられている。超砥粒層１２の回転軸方向の厚みは０．２ｍｍ以上であってもよい。台金１１の回転軸方向の厚みは０．１５ｍｍ以上であってもよい。超砥粒層１２の先端にＲ形状が設けられている。図２で示す断面は、台金１１の回転軸に平行で回転軸を含む断面である。
【００１９】
超砥粒層１２は、超砥粒、超砥粒を保持するボンド（フェノール樹脂）、およびフィラー（銅、緑色炭化ケイ素（ＧＣ）、アルミナ）ならびに島状超砥粒部により構成されている。超砥粒の粒度は、各種の粒度を用いることができる。超砥粒を保持するボンド材としては、レジンボンドのみならず、ビトリファイドボンド、メタルボンド、ロウ材、ニッケルなどを用いてもよい。
【００２０】
台金１１の材質は超硬合金である。台金１１を構成する高校合金は、たとえば、平均粒径が１μｍ未満のＷＣと、１５質量％のＣｏとを含む。台金１１の表面粗さ（Ｒｚ  ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１）は３μｍである。
【００２１】
各々の超砥粒ホイール１０の間にはスペーサ２０が設けられる。スペーサ２０の材質は、たとえば鋼Ｓ４５Ｃ、またはＳＵＳである。スペーサ２０の表面粗さ（Ｒｚ  ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１）は、たとえば３μｍである。スペーサ２０の角２１はほぼピン角である。角２１のＲは０．０５ｍｍ以下である。角２１のＲが小さいと、角２１と台金１１との間に切り屑が入り込みにくい。さらに、スペーサ２０と台金１１との接触面積が大きくなり、隣り合う超砥粒ホイール１０同士が一体的に回転する。
【００２２】
工作物の材質は、たとえば磁性材料、セラミックス、ガラス、フェライト等の各種材料である。
【００２３】
各々の超砥粒ホイール１０には貫通孔が設けられている。その貫通孔にホイールフランジ３０が挿入される。ホイールフランジ３０にはエンドプレート４０が取り付けられる。エンドプレート４０はナット５０により超砥粒ホイール１０へ近づく方向に押される。
【００２４】
超砥粒ホイール１０の台金１１の軸方向厚みは、超砥粒層１２の軸方向厚みよりも小さい。露出した部分の台金１１の厚みはほぼ一定である。超砥粒ホイール１０およびマルチ超砥粒ホイール１は、溝入れ加工および、切断加工に適している。
【００２５】
図２で示すように、超砥粒層１２は中心線１２ａを中心として線対称形状である。先端部１２２は中心線１２ａ上に位置している。先端部１２２には、長さｔの平坦部分が設けられている。平坦部分は断面においておおよそ直線状である。
【００２６】
先端部１２２から外側に向かって曲面部１２３が延びている。曲面部１２３は側面２２９に隣接するように配置されている。曲面部１２３は断面において曲線状に設けられている。好ましくは、曲面部１２３は円弧または楕円弧である。
【００２７】
超砥粒層１２に接合される台金１１の表面粗さは粗い方が好ましい。台金１１の表面粗さが粗くなることで超砥粒層１２と台金１１との接合面積が増加する。その結果、接合強度が向上する。
【００２８】
台金１１の先端部１１０は嶺状であり、円周方向に延びている。先端部１１０は２つの傾斜面１１１が交わる部分である。２つの傾斜面１１１は中心線１２ａに対して角度θをなしている。
【００２９】
超砥粒層１２は、レジンボンド２２１と、レジンボンド２２１により保持される第一超砥粒２２２と、レジンボンドにより保持される島状超砥粒部２２３とを有する。レジンボンド２２１は超砥粒層１２においてマトリックスを構成している。レジンボンド１２内に第一超砥粒２２２が分散している。
【００３０】
島状超砥粒部２２３は、結合材２２４と、結合材２２４により保持される第二超砥粒２２５とにより構成される。島状超砥粒部２２３の結合材２２４はレジンボンド２２１と異なる組成を有する。レジンボンド２２１と結合材２２４とが異なる組成を有することで、レジンボンド２２１および結合材２２４による第一超砥粒２２２および第二超砥粒２２５の保持力が異なり、超砥粒層１２が摩耗しにくくなる。このような観点から、結合材２２４はメタルボンドまたはビトリファイドボンドであることが好ましい。
【００３１】
超砥粒層１２の厚みＴは０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。０．２ｍｍ未満であれば超砥粒層１２の厚みＴが薄く、超砥粒層１２が破損するおそれがある。なお、「おそれがある」とは、僅かながらそのようになる可能性があることを示し、高い確率でそのようになることを意味するものではない。厚みＴが２ｍｍを超えると厚みが大きくなりすぎ、工作物の切り代が大きくなり経済性を悪化させるおそれがある。
【００３２】
レジンボンド２２１内の第一超砥粒２２２の平均粒径と島状超砥粒部２２３内の第二超砥粒２２５の平均粒径を比較すると島状超砥粒部２２３内の第二超砥粒２２５の平均粒径が第一超砥粒２２２の平均粒径よりも小さいことが好ましい。平均粒径が小さいと集中度が大きくなりやすく第二超砥粒２２５が密に配置されるため島状超砥粒部２２３が変形しにくくなる。その結果、超砥粒層１２の変形を抑制することができる。第一超砥粒２２２の粒径が大きくなるため、第一超砥粒２２２での切れ味が向上する。
【００３３】
第一超砥粒２２２および第二超砥粒２２５は、ダイヤモンドまたはＣＢＮ（立方晶窒化硼素）により構成される。第一超砥粒２２２および第二超砥粒２２５は、ダイヤモンドおよびＣＢＮの混合超砥粒であってもよい。
【００３４】
＜測定方法＞
超砥粒層１２を構成するレジンボンド２２１、第一超砥粒２２２、島状超砥粒部２２３、結合材２２４および第二超砥粒２２５の体積割合は以下のようにして求める。
【００３５】
超砥粒層１２の表面をメタルボンドダイヤモンドホイールでツルーイングした後、ダイヤモンドペースト等でラッピング加工して、その表面を高精度に平坦化する。
【００３６】
次に平坦化した超砥粒層１２の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察し、たとえば、３ｍｍｘ３ｍｍの正方形の範囲を撮影する。
【００３７】
撮影された写真から、レジンボンド２２１、第一超砥粒２２２、島状超砥粒部２２３、および結合材２２４および第二超砥粒２２５を識別することが出来るので、写真の上に透明のシートを載置して、観察者が、透明シートに第一超砥粒２２２をトレースする。透明シートにおける第一超砥粒２２２の部分のみ黒く塗りつぶす。画像解析ソフトで黒い部分とそれ以外の部分とに二値化し、二値化した画像から、第一超砥粒２２２の面積割合を求める。求めた面積割合を体積割合みなす。
【００３８】
写真の上に別の透明のシートを載置して、観察者が、透明シートに島状超砥粒部２２３をトレースする。島状超砥粒部２２３のみ黒く塗りつぶす。画像解析ソフトで黒い部分とそれ以外の部分とに二値化し、画像解析ソフトで二値化した画像から、島状超砥粒部２２３の面積割合を求める。求めた面積割合を体積割合みなす。
【００３９】
第一超砥粒２２２の体積割合と、島状超砥粒部２２３の体積割合から、レジンボンド２２１の体積割合（１−第一超砥粒２２２の体積割合−島状超砥粒部２２３の体積割合）を算出する。
【００４０】
写真の上に別の透明のシートを載置して、観察者が、透明シートに第二超砥粒２２５をトレースする。第二超砥粒２２５のみ黒く塗りつぶす。画像解析ソフトで黒い部分とそれ以外の部分とに二値化し、画像解析ソフトで二値化した画像から、第二超砥粒２２５の面積割合を求める。求めた面積割合を体積割合みなす。
【００４１】
島状超砥粒部２２３の体積割合と、第二超砥粒２２５の体積割合から、結合材２２４の体積割合（島状超砥粒部２２３の体積割合−第二超砥粒２２５の体積割合）を算出する。
【００４２】
図３は、実施の形態１に従った超砥粒層を示す断面図である。図３で示すように、レジンボンド２２１には疎らに第一超砥粒２２２が分散している。第一超砥粒２２２の切れ刃が工作物と接触することで、工作物を研削または切削加工することができる。
【００４３】
島状超砥粒部２２３内には第二超砥粒２２５が密に配置されることが好ましい。結合材２２４の組成はレジンボンド２２１の組成と異なる。結合材２２４がレジンである場合には、レジンボンド２２１を構成するレジンと異なるレジンで結合材２２４が構成される。結合材２２４はメタルボンド、ビトリファイドボンドなどであってもよい。工作物に応じて結合材２２４の組成を変更することができる。
【００４４】
マトリックスを構成するレジンボンド２２１に第一超砥粒２２２が含まれるため、レジンボンド２２１の耐摩耗性、耐侵食性に優れている。工作物を加工するに際して、レジンボンド２２１が工作物および切り屑と接触しても、磨耗して後退することが少ないので、島状超砥粒部２２３を長時間に渡って、強固に保持することが出来る。したがって、超砥粒層１２の磨耗を低減することができ、長寿命な超砥粒ホイール１０が得られる。
【００４５】
図４は、比較例に従った超砥粒層を示す断面図である。図４は特開平１−１８３３７０に従った構造を示している。図４で示すようにマトリックスであるレジンボンド２２１に超砥粒が含まれない場合には、レジンボンド２２１の耐摩耗性、耐侵食性が十分ではない。その結果、超砥粒層１２の磨耗を早める原因となる。
【００４６】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に従った超砥粒ホイールを示す断面図である。図５で示すように、実施の形態２に従った超砥粒ホイール１０では、超砥粒層１２の先端部１２２が断面において直線状である点、および台金１１の先端部１１２も断面において直線状である点において実施の形態１に従った超砥粒ホイール１０と異なる。
【００４７】
先端部１１２および１２２は円柱の外周面である。各々の先端部１１２，１２２は互いに平行に設けられる。先端部１１２，１２２が直線形状であるため実施の形態１の形状と比較して製造が容易である。
【００４８】
（実施の形態３）
図６は、実施の形態３に従った超砥粒ホイールを示す断面図である。図６で示すように、実施の形態３に従った超砥粒ホイール１０では、台金１１の先端部１１０は嶺状であり、円周方向に延びている。先端部１１０は２つの傾斜面１１１が交わる部分である。
【００４９】
このように構成された実施の形態３に従った超砥粒ホイール１０では、実施の形態２に従った超砥粒ホイール１０と比較して、台金１１と超砥粒層１２との接触面積が大きくなる。その結果、超砥粒層１２を強固に保持することができる。
【００５０】
（実施の形態４）
図７は、実施の形態４に従ったマルチ超砥粒ホイールの断面図である。実施の形態１のマルチ超砥粒ホイールでは、片持ち構造であったのに対して、実施の形態４のマルチ超砥粒ホイール１は両持ち構造である。シャフト３１が複数の超砥粒ホイール１０を貫通するように設けられている。シャフト３１の両側にベアリング（図示せず）が設けられる。超砥粒ホイール１０は、実施の形態１から３のいずれのものであってもよい。
【００５１】
［本発明の実施形態の詳細］
（実施例１）
実施例１では、表１に示す試料番号１−７の超砥粒ホイール１０の工具寿命を評価した。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
以下に、試料番号２の超砥粒ホイール１０の製造方法を示す。他の試料番号の超砥粒ホイール１０は試料番号２の超砥粒ホイール１０と組成が異なるだけであり、寸法は同じである。そのため、試料番号２以外の超砥粒ホイール１０の作成にあたっては、原材料の配合比を適宜変化させた。
【００５４】
＜台金の準備＞
質量比率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％である超硬合金の板材を、直径９４ｍｍ、穴径４０ｍｍ、厚み０．９ｍｍに加工した。次に、図２の台金１１の形状となるように板材の外周を加工した。θは、両サイドとも同じで、４５度とした。これにより台金１１を形成した。
【００５５】
＜島状超砥粒部の準備＞
平均粒径８０μｍのダイヤモンド砥粒を２６体積％と、メタルボンド（組成：Ｃｕ粉末６０質量％＋Ｓｎ粉末４０質量％）を７４体積％とを混合して混合粉末を得た。混合粉末を焼結して、メタルボンド超砥粒層を製作した。次に、ボールミルでメタルボンド超砥粒層を粉砕して、篩い分けして、粒径が０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの島状超砥粒部２２３とした。
【００５６】
＜超砥粒層の成形＞
上記の島状超砥粒部２２３を５０体積％と、フェノール樹脂３０体積％と、第一超砥粒２２２としてのダイヤモンド砥粒（平均粒径８０μｍ）２０体積％の混合物を得た。台金１１を金型にセットした。金型に混合物を充填した後、金型を加圧し、温度１８０℃で２時間、加熱硬化させて超砥粒層１２を形成した。冷却後に金型から超砥粒層１２を抜き出した。台金１１の外周面には超砥粒層１２が形成された。
【００５７】
＜仕上げ＞
平面研削盤を使って超砥粒層１２の両側面２２９をツルーイング・ドレッシングした。その結果、台金１１の側面１１９と超砥粒層１２の側面２２９との逃げは、片側側面において、０．０５ｍｍ、となった。さらに、次の工程では、プロファイル研削盤を用いて、超砥粒層１２の先端形状を加工した。外径Ｄは１００ｍｍ、超砥粒層の厚みＴは１ｍｍ、先端部１２２の平坦部分の長さｔは０．２ｍｍ、曲面部１２３の半径ｒは０．５ｍｍとした。これにより、試料番号２の超砥粒ホイール１０を作成した。実施の形態１における＜測定方法＞に従ってレジンボンド２２１、第一超砥粒２２２、島状超砥粒部２２３、結合材２２４および第二超砥粒２２５の割合を測定したところ、表１で示すものであった。
【００５８】
＜性能確認テスト＞
次に、実験により上記試料の評価を行った。試料番号１−７をスライシングマシンに取り付けて、図８で示すように工作物１００を構成するガラスを超砥粒層１２で切断加工した。
【００５９】
精密切断機に超砥粒ホイール１０を取り付けて、図８で示すように工作物１００を構成するガラスを超砥粒ホイール１０で切断加工して、性能確認した。切断時には工作物１００の表面および切断面１０２が超砥粒層１２と接触した。超砥粒ホイール１０の回転数は毎分５０００回転、送り速度は毎分１００ｍｍで、ガラスを長さで合計１００ｍ切断した。テスト前の超砥粒ホイールの直径と、テスト後の超砥粒ホイールの直径の差をマイクロメータで測定して、直径の減少寸法を磨耗量とした。
【００６０】
試料番号２での摩耗量を１００としたときに、摩耗量が８０以下のものを「Ａ」、摩耗量が８０を超え１２０未満のものを「Ｂ」、摩耗量が１２０を超え２００以下のものを「Ｃ」、摩耗量が２００を超えるものを「Ｄ」とした。
【００６１】
表１で示すように、試料番号１では、マトリックスであるレジンボンド２２１が２９体積％では、レジンボンド２２１の体積比が低すぎて、成形が出来なかった。
【００６２】
試料番号２および６では、寿命の評価がＢとなった。これは、レジンボンド２２１の割合が多いか、または少ないことによるものと考えられる。
【００６３】
試料番号７では、超砥粒層１２全体からみた超砥粒の集中度が低すぎて、即ち、第一超砥粒２２２が少なすぎて工具寿命が著しく短かった。
【００６４】
試料番号２および６は好ましい寿命、試料番号３から５は最も好ましい寿命を示すことが分かった。
【００６５】
（実施例２）
実施例２では、表２に示す試料番号１１−１９の超砥粒ホイール１０の工具寿命を評価した。
【００６６】
【表２】
2019084660.tif 000004
【００６７】
以下に、試料番号１５の超砥粒ホイール１０の製造方法を示す。他の試料番号の超砥粒ホイール１０は試料番号１５の超砥粒ホイール１０と組成が異なるだけであり、寸法は同じである。そのため、試料番号１５以外の超砥粒ホイール１０の作成にあたっては、原材料の配合比を適宜変化させた。
【００６８】
＜台金の準備＞
質量比率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％である超硬合金の板材を、直径９４ｍｍ、穴径４０ｍｍ、厚み０．５ｍｍに加工した。次に、図２の台金１１の形状となるように板材の外周を加工した。θは、両サイドとも同じで、４５度とした。これにより台金１１を形成した。
【００６９】
＜島状超砥粒部の準備＞
平均粒径５０μｍのダイヤモンド砥粒を２６体積％と、メタルボンド（組成：Ｃｕ粉末７０質量％＋Ｓｎ粉末３０質量％）を７４体積％とを混合して混合粉末を得た。混合粉末を焼結して、メタルボンド超砥粒層を製作した。次に、ボールミルでメタルボンド超砥粒層を粉砕して、篩い分けして、粒径が０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの島状超砥粒部２２３とした。
【００７０】
＜超砥粒層の成形＞
上記の島状超砥粒部２２３を５０体積％と、フェノール樹脂４５体積％と、第一超砥粒２２２としてのダイヤモンド砥粒（平均粒径８０μｍ）５体積％の混合物を得た。台金１１を金型にセットした。金型に混合物を充填した後、金型を加圧し、温度１８０℃で２時間、加熱硬化させて超砥粒層１２を形成した。冷却後に金型から超砥粒層１２を抜き出した。台金１１の外周面には超砥粒層１２が形成された。
【００７１】
＜仕上げ＞
平面研削盤を使って超砥粒層１２の両側面２２９をツルーイング・ドレッシングした。その結果、台金１１の側面１１９と超砥粒層１２の側面２２９との逃げは、片側側面において、０．０５ｍｍ、となった。さらに、次の工程では、プロファイル研削盤を用いて、超砥粒層１２の先端形状を加工した。外径Ｄは１００ｍｍ、超砥粒層の厚みＴは０．６ｍｍ、先端部１２２の平坦部分の長さｔは０．１ｍｍ、曲面部１２３の半径ｒは０．３ｍｍとした。これにより、試料番号１５の超砥粒ホイール１０を作成した。実施の形態１における＜測定方法＞に従ってレジンボンド２２１、第一超砥粒２２２、島状超砥粒部２２３、結合材２２４および第二超砥粒２２５の割合を測定したところ、表２で示すものであった。
【００７２】
＜性能確認テスト＞
次に、実験により上記試料の評価を行った。試料番号１１−１９をスライシングマシンに取り付けて、図８で示すように工作物１００を構成するガラスを超砥粒層１２で切断加工した。
【００７３】
精密切断機に超砥粒ホイール１０を取り付けて、図８で示すように工作物１００を構成するガラスを超砥粒ホイール１０で切断加工して、性能確認した。切断時には工作物１００の表面１０１および切断面１０２が超砥粒層１２と接触した。超砥粒ホイール１０の回転数は毎分４０００回転、送り速度は毎分１００ｍｍで、ガラスを長さで合計１００ｍ切断した。テスト前の超砥粒ホイールの直径と、テスト後の超砥粒ホイールの直径の差をマイクロメータで測定して、直径の減少寸法を磨耗量とした。
【００７４】
試料番号１５での摩耗量を１００としたときに、摩耗量が８０以下のものを「Ａ」、摩耗量が８０を超え１２０以下のものを「Ｂ」、摩耗量が１２０を超え２００以下のものを「Ｃ」、摩耗量が２００を超えるものを「Ｄ」とした。
【００７５】
表２で示すように、試料番号１１ではマトリックスであるレジンボンド２２１内に第一超砥粒２２２が含まれないため、工具寿命が著しく短かった。
【００７６】
試料番号１２ではマトリックスであるレジンボンド２２１内の第一超砥粒２２２が微量であるため、工具寿命が著しく短かった。
【００７７】
試料番号１３および１４ではマトリックスであるレジンボンド２２１内の第一超砥粒２２２が少ないため、工具寿命が短かった。
【００７８】
試料番号１９ではマトリックスであるレジンボンド中に含まれるダイヤモンド砥粒の体積比率が高すぎて、工具寿命が短かった。
【００７９】
試料番号１５は好ましい寿命、試料番号１６から１８は最も好ましい寿命を示すことが分かった。
【００８０】
（実施例３）
実施例３では、表３に示す試料番号２１−２７の超砥粒ホイール１０の工具寿命を評価した。
【００８１】
【表３】
2019084660.tif 000005
【００８２】
以下に、試料番号２２の超砥粒ホイール１０の製造方法を示す。他の試料番号の超砥粒ホイール１０は試料番号２２の超砥粒ホイール１０と組成が異なるだけであり、寸法は同じである。そのため、試料番号２２以外の超砥粒ホイール１０の作成にあたっては、原材料の配合比を適宜変化させた。
【００８３】
＜台金の準備＞
質量比率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％である超硬合金の板材を、直径１９４ｍｍ、穴径６０ｍｍ、厚み１ｍｍに加工した。次に、図２の台金１１の形状となるように板材の外周を加工した。θは、両サイドとも同じで、４５度とした。これにより台金１１を形成した。
【００８４】
＜島状超砥粒部の準備＞
平均粒径７０μｍのダイヤモンド砥粒を２６体積％と、ビトリファイドボンドを７４体積％とを混合して混合粉末を得た。混合粉末を焼結して、メタルボンド超砥粒層を製作した。次に、ボールミルでメタルボンド超砥粒層を粉砕して、篩い分けして、粒径が０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの島状超砥粒部２２３とした。
【００８５】
＜超砥粒層の成形＞
上記の島状超砥粒部２２３を３０体積％と、フェノール樹脂６０体積％と、第一超砥粒２２２としてのダイヤモンド砥粒（平均粒径１００μｍ）１０体積％の混合物を得た。台金１１を金型にセットした。金型に混合物を充填した後、金型を加圧し、温度１８０℃で２時間、加熱硬化させて超砥粒層１２を形成した。冷却後に金型から超砥粒層１２を抜き出した。台金１１の外周面には超砥粒層１２が形成された。
【００８６】
＜仕上げ＞
平面研削盤を使って超砥粒層１２の両側面２２９をツルーイング・ドレッシングした。その結果、台金１１の側面１１９と超砥粒層１２の側面２２９との逃げは、片側側面において、０．０５ｍｍ、となった。さらに、次の工程では、プロファイル研削盤を用いて、超砥粒層１２の先端形状を加工した。外径Ｄは１００ｍｍ、超砥粒層の厚みＴは１．１ｍｍ、先端部１２２の平坦部分の長さｔは０．２ｍｍ、曲面部１２３の半径ｒは０．５５ｍとした。これにより、試料番号２２の超砥粒ホイール１０を作成した。実施の形態１における＜測定方法＞に従ってレジンボンド２２１、第一超砥粒２２２、島状超砥粒部２２３、結合材２２４および第二超砥粒２２５の割合を測定したところ、表３で示すものであった。
【００８７】
＜性能確認テスト＞
次に、実験により上記試料の評価を行った。試料番号２１−２７をスライシングマシンに取り付けて、図８で示すように工作物１００を構成するガラスを超砥粒層１２で切断加工した。
【００８８】
精密切断機に超砥粒ホイール１０を取り付けて、図８で示すように工作物１００を構成するガラスを超砥粒ホイール１０で切断加工して、性能確認した。切断時には工作物１００の表面１０１および切断面１０２が超砥粒層１２と接触した。超砥粒ホイール１０の回転数は毎分４０００回転、送り速度は毎分１００ｍｍで、ガラスを長さで合計１００ｍ切断した。テスト前の超砥粒ホイールの直径と、テスト後の超砥粒ホイールの直径の差をマイクロメータで測定して、直径の減少寸法を磨耗量とした。
【００８９】
試料番号２２での摩耗量を１００としたときに、摩耗量が８０以下のものを「Ａ」、摩耗量が８０を超え１２０未満のものを「Ｂ」、摩耗量が１２０を超え２００以下のものを「Ｃ」、摩耗量が２００を超えるものを「Ｄ」とした。
【００９０】
表３で示すように、試料番号２１では島状超砥粒部２２３が少なすぎて工具寿命が著しく短かった。
【００９１】
試料番号２７ではマトリックスであるレジンボンド２２１が少なすぎて、超砥粒層１２を成形できなかった。
【００９２】
試料番号２２および２６は好ましい寿命、試料番号２３から２５は最も好ましい寿命を示すことが分かった。
【００９３】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９４】
１  マルチ超砥粒ホイール、１０  超砥粒ホイール、１１  台金、１２  超砥粒層、１２ａ  中心線、２０  スペーサ、２１  角、３０  ホイールフランジ、３１  シャフト、４０  エンドプレート、５０  ナット、１００  工作物、１０２  切断面、１１０，１１２，１２２  先端部、１１１  傾斜面、１２３  曲面部、１１９，２２９  側面、２２１  レジンボンド、２２２  第一超砥粒、２２３  島状超砥粒部、２２４  結合材、２２５  第二超砥粒。
【図１】
2019084660.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019084660.tif 000010
【図６】
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【図７】
2019084660.tif 000012
【図８】
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