(57)【要約】【課題】電鋳砥石１の外周形状を精度良く短時間で鋭利に成型する。【解決手段】軸線Ｏを中心とした円板状の電鋳砥石１の外周を、軸線Ｏに直交する基準面Ｐについて対称かつ互いに等しい傾斜角θの表裏一対の傾斜面７，７により、軸線Ｏに沿った断面が凸Ｖ字状に成型するのに、基準面Ｐに平行な送り方向Ｆに延びる電極５に基準面Ｐに対して傾斜角θと等しい角度で傾斜する成型面６を形成し、この成型面６に電鋳砥石１の表裏面のうちの一方を対向させた状態で電鋳砥石１を軸線Ｏ回りに回転させつつ送り方向Ｆに相対移動させて電極５との間で放電加工を行い、次いで電鋳砥石１を表裏反転させて成型面６に表裏面のうちの他方を対向させた状態で再び電鋳砥石１を軸線Ｏ回りに回転させつつ送り方向Ｆに相対移動させて電極５との間で放電加工を行う。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とした円板状の電鋳砥石の外周を、上記軸線に直交する基準面について対称で、かつ該基準面に対して互いに等しい傾斜角で傾斜する表裏一対の傾斜面により、該軸線に沿った断面が凸Ｖ字状となるように成型するための電鋳砥石の外周形状成型方法であって、上記基準面に平行な送り方向に延びる電極に該基準面に対して上記傾斜角と等しい角度で傾斜する成型面を形成し、この成型面に上記電鋳砥石の表裏面のうちの一方を対向させた状態で該電鋳砥石を上記軸線回りに回転させつつ上記送り方向に相対移動させて上記電極との間で放電加工を行い、次いで上記電鋳砥石を表裏反転させて上記成型面に上記表裏面のうちの他方を対向させた状態で再び該電鋳砥石を上記軸線回りに回転させつつ上記送り方向に相対移動させて上記電極との間で放電加工を行うことを特徴とする電鋳砥石の外周形状成型方法。
【請求項２】
上記電極における上記成型面の上記送り方向の長さＬが、上記電鋳砥石の外径Ｄに対してＤ＜Ｌ≦３×Ｄの範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載の電鋳砥石の外周形状成型方法。
【請求項３】
上記傾斜角が７．５°以下とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電鋳砥石の外周形状成型方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば成形ロールの外周面に凹溝を形成するための電鋳砥石に係わり、かかる電鋳砥石の外周形状を高精度で所定の断面凸Ｖ字状に成型するための電鋳砥石の外周形状成型方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、エアコン等において熱媒が流通させられる銅管の内面には、熱交換効率を高めるために断面凸Ｖ字状のフィンが多数形成されており、このようなフィンは、当該銅管を電縫によって成形する場合には、管状に丸め込まれて電縫される前の銅製板条材の表面に、このフィンを転写する断面凹Ｖ字状の凹溝が外周面に形成された成形ロールによって予め形成される。ここで、このような成形ロールは高硬度で耐摩耗性の高い超硬合金によって形成されているため、かかる高硬度の成形ロールに上記断面凹Ｖ字状の凹溝を形成するには、超高硬度のダイヤモンド等の超砥粒を保持して外周の断面が凸Ｖ字状に成型された円板状の電鋳砥石が用いられている。そして、かかる電鋳砥石の外周を断面凸Ｖ字状に成型するには、従来よりワイヤーカット放電加工が用いられており、すなわち円板状の電鋳砥石をその軸線回りに回転させつつ、外周の断面凸Ｖ字形状に倣うようにワイヤー電極を移動させて、この断面凸Ｖ字を構成する一対の傾斜面を砥石の表裏に形成するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年のエアコン等の性能向上に合わせて熱交換効率をさらに高めるために上記銅管の内面に形成されるフィンも断面が幅狭で突出高さの高いものが求められるようになってきており、これに伴い成形ロールの凹溝は溝幅が狭くて溝深さの深いものが、またこの凹溝を形成する上記電鋳砥石も、その外周の断面がなす凸Ｖ字が幅狭で突出量が大きく、従って上記一対の傾斜面の交差角（凸Ｖ字の挟角）や上記軸線に直交する基準面に対する傾斜角は小さく、しかもこれら一対の傾斜面が交差する砥石外周縁の断面凸Ｖ字の先端がより鋭くされたものが要求されるようになってきている。因みに、最近では上記交差角が１５°、従って上記傾斜角は７．５°ものが多用され、さらに交差角が１０°、傾斜角は５°のものも要求されるようになってきている。
【０００４】
しかしながら、このような幅狭で突出量が大きく、また交差角や傾斜角の小さい断面凸Ｖ字状の電鋳砥石の外周形状を、上述のようにワイヤーカット放電加工により成型しようとすると、まず第１にワイヤー電極が移動して電鋳砥石外周の上記凸Ｖ字の先端に近づいたところで、上記交差角が小さくされて尖ったこの先端部分に放電が集中することにより該先端部分が削がれて丸みを帯びてしまい、所望の鋭さが得られなくなるという問題がある。これは、特に上記交差角が１５°以下となる場合に顕著となる。また、第２に、ワイヤー電極は砥石外周の断面がなす凸Ｖ字に倣うように移動させられて表裏の傾斜面を加工するため、１枚の砥石を加工するのに大きさにもよるが加工時間が数時間程度と長く、しかも第３に、表裏の傾斜面を加工する際のワイヤー電極の移動軌跡を上記基準面に対して正確に対称とすることが難しく、その結果上記断面がなす凸Ｖ字がこの基準面に対して非対称となるなど、高い成型精度を得ることは極めて困難とされており、例えば上記交差角が１５°の場合の加工度公差は最小でも±１°程度までとされていた。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように交差角や傾斜角の小さな一対の傾斜面による断面凸Ｖ字状の電鋳砥石の外周形状を、精度良く、短時間で、しかもその先端を鋭利に尖った状態として成型することが可能な電鋳砥石の外周形状成型方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線を中心とした円板状の電鋳砥石の外周を、上記軸線に直交する基準面について対称で、かつ該基準面に対して互いに等しい傾斜角で傾斜する表裏一対の傾斜面により、該軸線に沿った断面が凸Ｖ字状となるように成型するための電鋳砥石の外周形状成型方法であって、上記基準面に平行な送り方向に延びる電極に該基準面に対して上記傾斜角と等しい角度で傾斜する成型面を形成し、この成型面に上記電鋳砥石の表裏面のうちの一方を対向させた状態で該電鋳砥石を上記軸線回りに回転させつつ上記送り方向に相対移動させて上記電極との間で放電加工を行い、次いで上記電鋳砥石を表裏反転させて上記成型面に上記表裏面のうちの他方を対向させた状態で再び該電鋳砥石を上記軸線回りに回転させつつ上記送り方向に相対移動させて上記電極との間で放電加工を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
従って、このような成型方法によれば、まず第１に、電鋳砥石の上記一対の傾斜面が、電極の上記成型面により、互いに対向する面と面との関係で放電加工されるため、成型すべき傾斜面の基準面に対する傾斜角や一対の傾斜面の交差角に拘わらず、均一な成型を行うことができ、その結果として電鋳砥石の外周形状が断面凸Ｖ字状に成型されるため、その先端に放電が集中することもなく、鋭利な先端形状を得ることができる。また、第２に、こうして上記傾斜面が成型面によって面同士で放電加工されるため、加工効率が高くて短時間で成型が可能であり、しかも第３に、上記基準面に対する軸線の垂直度と電極の成型面の傾斜角度とを精度良く設定しておけば、上述のように傾斜面が均一に放電加工されるために高い加工精度を得ることができ、さらに電鋳砥石を反転させることによってその表裏に同じ加工が施されるため、上記傾斜面を極めて高精度で基準面に対して対称に成型することが可能となる。
【０００８】
ここで、上記電極における上記成型面の上記送り方向の長さＬは、これが上記電鋳砥石の外径Ｄ以下であると、電鋳砥石の外周が周方向において部分的にしか上記成型面と対向しなくなり、十分な成型精度の向上や加工時間の短縮を図ることができなくなるおそれがある一方、逆にこの長さＬが必要以上に長すぎても、その全長に亙って電鋳砥石を送り出してゆく途中で所望の精度の加工が終了してしまうため、この加工が終了した位置より先の部分は無駄となってしまう。このため、上記成型面の長さＬは、Ｄ＜Ｌ≦３×Ｄの範囲とされるのが望ましい。また、本発明の成型方法は、上述のように傾斜面の傾斜角や交差角に拘わらずに高精度の加工が可能であることから、この傾斜角が７．５°以下（交差角が１５°以下）と小さい、最近の内面フィン付き銅管用の成形ロールに上記凹溝を形成するような電鋳砥石の外周形状成型に適用して、特に効果的である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明の電鋳砥石の外周形状成型方法の一実施形態に係わる放電加工装置を示すものである。本実施形態において、電鋳砥石１は、例えばＮｉやＣｏあるいはこれらの合金よりなる金属結合相中にダイヤモンド等の超砥粒が分散されて形成された軸線Ｏを中心とする薄肉円板状のものであり、その中央部には該軸線Ｏを中心とする円形の孔２が形成されていて、この孔２に放電加工装置の回転軸３が嵌挿された上で該回転軸３の先端に取付ナット４がねじ込まれることにより、軸線Ｏ回りに回転可能かつ該軸線Ｏに直交する送り方向Ｆに移動可能とされている。そして、この電鋳砥石１の厚さ方向（軸線Ｏ方向）において該電鋳砥石１の厚さを２等分する軸線Ｏに垂直な平面が、本実施形態における基準面Ｐとされる。
【００１０】
一方、この放電加工装置に備えられる電極５は、銅タングステン電極であって上記送り方向Ｆに延びる長板状をなし、この送り方向Ｆに直交する断面が図２に示すように長方形の上記電鋳砥石１側（回転軸２側）を向く部分の上部が、この電鋳砥石１側に向かうに従い下方に向かうように上記基準面Ｐに対して一定の傾斜で斜めに切り欠かれた偏五角形状を呈している。そして、この斜めに切り欠かれた部分は、基準面Ｐに対して上記一定の傾斜を維持したまま上記送り方向Ｆに平行に延びるようにされており、こうして形成された傾斜平面が本実施形態における成型面６とされる。そして、この成型面６は、その基準面Ｐに対する傾斜角θが、電鋳砥石１の外周に形成されるべき表裏一対の傾斜面７，７の基準面Ｐに対する傾斜角θと等しくされ、すなわちこの基準面Ｐに関して対称とされて断面凸Ｖ字状をなすように形成される当該傾斜面７，７同士の交差角の１／２とされる。ここで、本実施形態においてこの傾斜角θは７．５°以下とされ、５°程度までとされている。また、図１に示すように、この電極５の上記成型面６の送り方向Ｆの長さＬは、電鋳砥石１の外径Ｄに対してＤ＜Ｌ≦３×Ｄの範囲とされている。
【００１１】
このように構成された放電加工装置を用いて、本実施形態の電鋳砥石１の外周形状成型方法においては、まず電鋳砥石１の表裏面のうちの一方を下向きにして上述のように回転軸３に取り付けて、上記傾斜面７を形成すべきその外周側部分を電極５の成型面６に対向させ、電鋳砥石１を軸線Ｏ回りに回転させつつ送り方向Ｆに移動させて電極５との間で放電加工を行うことにより、この表裏面の一方の外周側が上記断面において成型面６と平行となるように削がれて、基準面Ｐに対して傾斜角θで外周側に向かうに従い表裏面の他方の側に向けて傾斜する軸線Ｏ方向に偏平した円錐台面状の傾斜面７が形成される。なお、この放電加工の際には、放電加工装置に備えられる鏡面仕上げ（ＧＭ）回路を使用するのが望ましい。そして、このように電鋳砥石１の表裏面の一方に傾斜面７が形成されたなら、電鋳砥石１を一旦回転軸３から取り外して表裏を反転させ、表裏面のうちの他方を下向きにして上記と同様にその外周側部分を電極５の成型面６に対向させ、この電鋳砥石１を軸線Ｏ回りに回転させつつ送り方向Ｆに移動させて電極５との間で放電加工を行う。これにより、この表裏面の他方にも、基準面Ｐに対して傾斜角θで外周側に向かうに従い表裏面の一方の側に向けて傾斜する円錐台面状の傾斜面７が形成されるので、電鋳砥石１の外周形状は、その断面が図２に示すように表裏の傾斜面７，７により基準面Ｐについて対称な交差角（挟角）２×θの凸Ｖ字状に形成される。
【００１２】
しかして、このような本実施形態の外周形状成型方法によれば、第１に、電鋳砥石１の表裏面の一対の傾斜面７，７が、電極５の上記成型面６との互いに対向する面同士の間で放電加工されて形成されるため、これら傾斜面７，７の基準面Ｐに対する傾斜角θや互いの交差角２×θに拘わらず、断面が真っ直ぐな直線状となるように均一な成型を行うことができる。従って、その結果、これらの傾斜面７，７が交差する上記凸Ｖ字の先端も、放電の集中によって削がれて丸められたりすることなく、直線同士がそのまま交差した鋭利な形状に仕上げることができるので、こうして成型された電鋳砥石１によれば、上述のような成形ロールに凹溝を形成する場合において、この凹溝を挟角が小さくて溝底まで鋭利な溝深さの深い凹Ｖ字状に形成することができ、このためかかる凹溝を有する成形ロールによって銅製突条材にフィンを形成した場合には、幅狭で突出高さの高い先端まで鋭利な断面凸Ｖ字状に形成することが可能となる。
【００１３】
また、第２に、このように傾斜面７が成型面６との間で互いに面同士で放電加工されるため、本実施形態の成型方法によれば、従来のワイヤー電極による加工のように線と面との加工となる場合に比べ、単位時間当たりに傾斜面７が加工される面積が大きく、これにより加工効率の大幅な向上を図って短時間での外周形状成型が可能となる。因みに、本実施形態と従来のワイヤーカット放電加工とで同一の電鋳砥石の外周形状成型を行ったところ、ワイヤーカット放電加工では上述のように加工に数時間を要したのに対し、本実施形態では表裏合わせて１時間以内で加工を完了することができた。
【００１４】
さらに、第３に、上述のように傾斜面７，７が対向する電極５の成型面６により、送り方向Ｆに直交する断面においてこの成型面６と平行になるように均一に放電加工されて成型されるため、上記基準面Ｐに対する電鋳砥石１の軸線Ｏの垂直度（あるいは、軸線Ｏと回転軸３との同軸度）と、この基準面Ｐに対する成型面６の傾斜角θとを精度良く設定しておけば、やはり基準面Ｐに対する傾斜角θの傾斜面を高い精度で形成することが可能となる。因みに、上記と同様に本実施形態と従来のワイヤーカット放電加工とで傾斜角θを１５°として同一の電鋳砥石の外周形状成型を行ったところ、ワイヤーカット放電加工では上述のように加工度公差が±１°程度であったのに対し、本実施形態では±１０”以内とすることができた。また、本実施形態では上述のように電鋳砥石１を表裏反転させることによってその傾斜面７，７が同一の成型面６により放電加工されることとなるため、加工の再現性が高く、これら表裏の傾斜面７，７を極めて高精度で基準面Ｐに対して対称に成型することが可能となって、一層の成型精度の向上を図ることもできる。従って、上記構成の電鋳砥石１の外周形状成型方法によれば、上記傾斜角θや交差角２×θが小さくても、このように高精度の加工が可能であることから、上述のように最近の内面フィン付き銅管用の成形ロールに上記凹溝を形成するのに用いられる傾斜角θが７．５°以下（交差角２×θが１５°以下）と小さい電鋳砥石１の外周形状成型に適用して、特に効果的である。
【００１５】
なお、本実施形態では上述のように電極５の成型面６の上記送り方向Ｆの長さＬを電鋳砥石１の外径Ｄに対してＤ＜Ｌ≦３×Ｄの範囲としているが、この長さＬが電鋳砥石１の外径Ｄ以下であると、傾斜面７の径方向における形成範囲や送り量、回転数にもよるが、電鋳砥石１の外周が周方向において部分的にしか上記成型面６と対向しなくなったり、この外周が十分均等に成型面６から放電加工されなくなったりして、上述の成型精度の向上や加工時間の短縮を十分に図ることができなくなるおそれがある。その一方で、逆にこの長さＬが必要以上に長くても、やはり送り量や回転数にもよるが、その全長に亙って電鋳砥石１を送り出してゆく途中で所望の精度の加工が終了してしまい、それ以上の長さの部分は使用されることがなくなって不経済となる。このため、上記成型面６の長さＬは、本実施形態のようにＤ＜Ｌ≦３×Ｄの範囲とされるのが望ましい。
【００１６】
また、本実施形態では電極５を固定して電鋳砥石１を回転させつつ送り方向Ｆに移動させているが、電鋳砥石１は電極５に対して相対的に送り方向Ｆに移動されればよく、例えば電鋳砥石１は回転させるだけにしておいて電極５を送り方向Ｆに移動させて加工を行うようにしてもよく、この場合には電鋳砥石１の移動の際の回転軸３の振れを防いで一層高精度の加工を促すことができる。さらに、本実施形態では、電極５が長板状に形成されて成型面６は傾斜平面状にされているが、これを、電極を円環状にするとともに、その内周上面に上記成型面を、上記軸線を中心として基準面に対して上記傾斜角で傾斜した凹円錐面状に形成し、この成型面に表裏面を反転させながら対向させつつ電鋳砥石を上記軸線と同軸に回転させて、この回転の方向が送り方向となるようにして成形を行うようにすることも可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、交差角や傾斜角の小さな一対の傾斜面による断面凸Ｖ字状の電鋳砥石の外周形状を、精度良く、短時間で、しかもその先端を鋭利に尖った状態として成型することが可能となり、特に近年のエアコン等に用いられる幅狭で突出高さの高いフィンを備えた銅管を成形する成形ロールの凹溝を確実に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電鋳砥石の外周形状成型方法の一実施形態に係わる放電加工装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す放電加工装置の送り方向Ｆに直交する断面図である。
【符号の説明】
１　電鋳砥石
３　回転軸
５　電極
６　成型面
７　傾斜面
Ｏ　電鋳砥石１の軸線
Ｐ　基準面
Ｆ　送り方向
Ｄ　電鋳砥石１の外径
Ｌ　成型面６の送り方向Ｆの長さ
θ　基準面Ｐに対する成型面６および傾斜面７の傾斜角
【図１】
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【図２】
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