(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の台金の表面に存在する複数の基礎溝と、前記基礎溝を埋めるとともに前記台金の表面を覆う砥材層と、前記砥材層の表面のそれぞれの前記基礎溝の上方から前記基礎溝の底部に向かって凹んだ形状をなす複数の外溝と、を備え、
複数の前記外溝はそれぞれ前記基礎溝と同位相をなすとともに、前記基礎溝及び前記外溝は、前記台金の中心を中心にして等間隔で放射状をなす状態、若しくは、それぞれの長手方向が前記台金の半径方向に対して所定角度で交差する状態に配列され、
前記外溝の深さが前記砥材層の厚さより大であり、前記外溝の幅は前記外溝の深さより小である砥石。
【請求項２】
前記基礎溝の幅が、前記基礎溝の底部から前記台金の表面側に向かって拡大した部分を有する請求項１記載の砥石。
【請求項３】
前記砥材層を形成するボンドが金属、レジン、ビトリファイドのいずれかである請求項１または２記載の砥石。
【請求項４】
台金の表面に基礎溝を形成する工程と、前記基礎溝を埋めるとともに前記台金の表面を覆うように砥材層を形成する工程と、前記砥材層の表面から前記基礎溝の底部に向かって前記砥材層を研削して前記基礎溝の上方に前記砥材層の厚さより深い外溝を形成する工程と、を備えた砥石製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車部品、ベアリング部品あるいはコンプレッサ部品などの面加工作業に使用される砥石及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品、ベアリング部品あるいはコンプレッサ部品などの面加工作業を行う両頭研削機には、超砥粒ホイールなどと呼ばれる砥石が使用されている。従来の砥石は、金属、レジンあるいはビトリファイドで形成されるボンド中に超砥粒が散在する砥材層の表面側に溝が形成されたものが一般的であり、研削加工時に生成する切粉を、溝を経由して排出することにより、砥材層表面への切粉の堆積や溶着を防ぎ、切れ味を維持する（切れ味の低下を防ぐ）ことが行われている。
【０００３】
しかしながら、前記砥石を研削加工に使用した場合、砥材層の摩耗に伴い、砥材層に形成されている溝が徐々に浅くなっていくので、使用初期に比べ、使用末期は、切削加工時に発生する切粉の排出性が低下し、砥石の切れ味が低下する、という問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するためには、砥材層に溝を形成するだけでなく、溝の底部である台金にも溝加工を施すことにより、砥材層の厚みより深い溝を形成することが考えられる。しかし、砥材層に溝加工を行う際に使用されるダイヤモンドホイールなどの切削工具を、そのまま台金の溝加工用工具として使用すると、台金の研削加工中に、台金を形成する金属の切粉が当該溝加工用工具に溶着して目詰まりが生じるため、実際には台金に溝加工を行うことができない。
【０００５】
前述とは逆に、台金の切削加工に使用されるフライスやエンドミルなどの工具を使用して、超砥粒ホイールに溝加工をしようとすると、超砥粒ホイールの砥材層に含まれるダイヤモンドやＣＢＮなどによって工具の刃先が急速に摩耗したり、破損したりするため、現実には不可能である。
【０００６】
また、砥材層を扇形に形成し、溝加工した台金に扇形の砥材層を接着する方法も提案されているが、この方法は、扇形の砥材層を複数成形する工程、これら砥材層を台金に接着する工程が必要であるため、製造工数が増大する。また、製造工程において、砥材層に欠けや割れが発生し易く、歩留まりが低い。
【０００７】
さらに、砥材層と台金の間に、超砥粒を含まない下地層を設け、砥材層と下地層とをダイヤモンドホイールなどの溝入れ工具で加工する方法も提案されているが、この方法は、砥材層の成形、仕上げ工程だけでなく、下地層の成形、仕上げ工程を必要とする。また、下地層の弾性変形の影響で、研削性能が変化するという問題もある。
【０００８】
そのほか、面加工作業の進行に伴って、砥材層の溝深さが浅くなっていき、切れ味が低下した時点をもってホイールの使用限界とする方法もあるが、残余の砥材層が無駄になるので、現実的ではない。
【０００９】
一方、本発明に関連する従来技術として、例えば、特許文献１記載の「砥石」がある。この砥石は、目標仕上げ面の形状に倣うように成形された台皿と、金属メッキ相により砥粒を結合した金属砥粒層との積層構造を有している。台皿の表面には、予め、溝が規則的に形成されているため、それを下地として形成された金属砥粒層の表面にも、それに倣って、研削液の供給路及び切り屑の排出路となるべき複数の溝が現れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１９８０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１記載の砥石を構成する金属砥粒層は、メッキ製法によって形成されるため、砥材層を厚く設けることが困難であり、砥石の寿命が短くなり易く、また、溝幅が狭く、深い溝を形成することが困難である。このため、特許文献１記載の砥石は、自動車部品、ベアリング部品あるいはコンプレッサ部品などの面加工作業を行う分野には不向きである。また、前記砥石の金属砥粒層に形成される溝の横断面形状は、台金の溝の横断面形状に倣うので、溝の横断面形状は台金の溝の横断面形状で制約され、設計上の自由度が低い。
【００１２】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、使用初期から使用末期まで良好な切れ味を維持し、かつ、砥材層が消失（摩滅）するまで使用することができる砥石及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の砥石は、円板状の台金の表面に存在する複数の基礎溝と、前記基礎溝を埋めるとともに前記台金の表面を覆う砥材層と、前記砥材層の表面のそれぞれの前記基礎溝の上方から前記基礎溝の底部に向かって凹んだ形状をなす複数の外溝と、を備え、
複数の前記外溝はそれぞれ前記基礎溝と同位相をなすとともに、前記基礎溝及び前記外溝は、前記台金の中心を中心にして等間隔で放射状をなす状態、若しくは、それぞれの長手方向が前記台金の半径方向に対して所定角度で交差する状態に配列され、
前記外溝の深さが前記砥材層の厚さより大であり、前記外溝の幅は前記外溝の深さより小であることを特徴とする。ここで、「前記基礎溝の上方」とは、前記基礎溝の底部から垂直に離れた領域をいい、「前記外溝の深さ」とは、砥材層の表面から外溝の底部までの距離をいい、「前記砥材層の厚さ」とは、台金の表面（前記基礎溝の無い部分）から砥材層の表面までの距離をいう。
【００１４】
このような構成とすれば、砥材層の表面に存在する、当該砥材層の厚さより深い外溝が、研削液の供給経路及び切粉の排出経路として機能し、外溝は砥材層が摩滅した後も存在し続けることが可能となるので、使用初期から使用末期まで良好な切れ味を維持し、かつ、砥材層が消失（摩滅）するまで使用することができる。
【００１５】
また、前記基礎溝の幅が、前記基礎溝の底部から前記台金の表面側に向かって拡大した部分を有するようにすることもできる。
【００１６】
さらに、前記砥材層を形成するボンドは金属、レジン、ビトリファイドのいずれかを使用することができる。
【００１７】
次に、本発明の砥石製造方法は、台金の表面に基礎溝を形成する工程と、前記基礎溝を埋めるとともに前記台金の表面を覆うように砥材層を形成する工程と、前記砥材層の表面から前記基礎溝の底部に向かって前記砥材層を研削して前記基礎溝の上方に前記砥材層の厚さより深い外溝を形成する工程と、を備えたことを特徴する。
【００１８】
このような構成とすれば、使用初期から使用末期まで良好な切れ味を維持し、かつ、砥材層が消失（摩滅）するまで使用することができる砥石を比較的容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、使用初期から使用末期まで良好な切れ味を維持し、かつ、砥材層が消失（摩滅）するまで使用することができる砥石及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態である砥石を示す平面図である。
【図２】図１に示す砥石の一部切欠拡大図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図２中の矢線Ｂ方向から見た一部省略側面図である。
【図５】図１に示す砥石の製造方法を示す一部省略工程図である。
【図６】本発明の第２実施形態である砥石を示す一部省略側面図である。
【図７】本発明の第３実施形態である砥石を示す一部省略側面図である。
【図８】本発明の第４実施形態である砥石を示す一部省略側面図である。
【図９】本発明の第５実施形態である砥石を示す一部省略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図５に基づいて、本発明の第１実施形態である砥石１００について説明する。図１〜図４に示すように、砥石１００においては、円板状の台金１０の表面１０ａに複数の基礎溝２０を形成し、複数の基礎溝２０を埋めるとともに台金１０の表面１０ａを覆うように砥材層３０を形成し、砥材層３０の表面３０ａから基礎溝２０の底部２０ａに向かって砥材層３０を研削することにより、複数の基礎溝２０の上方にそれぞれ外溝４０が形成されている。
【００２２】
図４に示すように、基礎溝２０の幅２０ｂ及び外溝４０の幅４０ｂは深さ方向に沿って一定であり、外溝４０の幅４０ｂは基礎溝２０の幅２０ｂより小である。また、外溝４０の深さ４０ａは砥材層３０の厚さ３０ｂより大である。基礎溝２０の底部２０ａ及び外溝４０の底部４０ｃはいずれも台金１０の表面１０ａと平行な平面をなしている。
【００２３】
図１，図２に示すように、台金１０の中心１０ｃには貫通孔１０ｂが開設され、複数の基礎溝２０及び外溝４０は中心１０ｃを中心にして等間隔で放射状をなすように形成されている。複数の外溝４０はそれぞれ基礎溝２０と同位相をなしている。
【００２４】
砥材層３０は超砥粒（ダイヤモンド砥粒）を含むボンドで形成されており、ボンドは金属、レジン、ビトリファイドのいずれかを使用可能であるが、本実施形態の砥石１００ではレジンを使用している。
【００２５】
ここで、図５に基づいて、砥石１００の製造方法について説明する。まず、図５（ａ），（ｂ）に示すように、例えば、エンドミルなどの切削工具５０を使用して台金１０の表面１０ａに基礎溝２０を形成する。次に、図５（ｃ）に示すように基礎溝２０を埋めるとともに台金１０の表面１０ａを覆うように砥材層３０を形成する。
【００２６】
最後に、例えば、ダイヤモンドホイールなどの切削工具５１を使用して、砥材層３０の表面３０ａから基礎溝２０の底部２０ａに向かって砥材層３０を研削することにより、基礎溝２０の上方に砥材層３０の厚さ３０ｂより深さ４０ａの大きな外溝４０を形成すると、砥石１００が完成する。
【００２７】
砥石１００においては、砥材層３０の表面３０ａに存在する、当該砥材層３０の厚さ３０ｂより深い外溝４０が、研削液の供給経路及び切粉の排出経路として機能するので、使用初期から使用末期まで良好な切れ味を維持することができる。また、外溝４０の底部４０ｃ及び両側部４０ｄには潤滑剤を含む砥材層３０が存在するので、切粉が付着し難く、切粉の排出性が良好となる結果、切粉排出不良に起因する切れ味の低下が発生し難い。
【００２８】
さらに、砥石１００においては、外溝４０の深さ４０ａを砥材層３０の厚さ３０ｂより大きく設定することができるので、砥石１００の使用末期においても、切粉の排出に十分な外溝４０を確保することが可能となり、切れ味の低下が生じない。また、砥材層３０が摩滅した後も外溝４０が存在し続けることが可能であるため、砥材層３０が消失（摩滅）するまで使用することができる。
【００２９】
次に、図６に基づいて、本発明の第２実施形態である砥石２００について説明する。図６に示すように、砥石２００においては、円板状の台金１０の表面１０ａに複数の基礎溝２１を形成し、複数の基礎溝２１を埋めるとともに台金１０の表面１０ａを覆うように砥材層３１を形成し、砥材層３１の表面３１ａから基礎溝２１の底部２１ａに向かって砥材層３１を研削することにより、複数の基礎溝２１の上方にそれぞれ外溝４１が形成されている。
【００３０】
砥石２００の外溝４１の深さ４１ａは砥材層３１の厚さ３１ｂより大であり、外溝４１の幅４１ｂは、基礎溝２１の底部２１ａの幅２１ｂより小である。外溝４１の幅４１ｂはその深さ方向に沿って一定であり、外溝４１の底部４１ｃは平面をなしている。
【００３１】
砥石２００の基礎溝２１の底部２１ａは平面をなしているが、基礎溝２１内の幅２１ｃ（基礎溝２１内の両側面間の距離）は、その底部２１ａから台金１０の表面１０ａに向かって連続的に拡大している。このように、基礎溝２１内の幅２１ｃを台金１０の表面１０ａに向かって拡幅させたことにより、基礎溝２１を埋めることが困難な砥材層であっても容易に形成することが可能となる。
【００３２】
なお、砥石２００においては、基礎溝２１内の幅２１ｃは、底部２１ａから台金１０の表面１０ａ側に向かって全体的に拡幅しているが、これに限定しないので、基礎溝内の一部に（例えば、基礎溝内の底部２１ａ寄りの領域あるいは台金１０の表面１０ａ寄りの領域などに）前記拡幅部分を形成することもできる。
【００３３】
次に、図７に基づいて本発明の第３実施形態である砥石３００について説明する。図７に示すように、砥石３００においては、台金１０の表面１０ａに、図６に示す基礎溝２１と同様の基礎溝２１を形成し、基礎溝２１を埋めるとともに台金１０の表面１０ａを覆うように砥材層３１を形成し、砥材層３１の表面３１ａから基礎溝２１の底部２１ａに向かって砥材層３１を研削することにより、基礎溝２１の上方に、砥材層３１の厚さ３１ｂより深い外溝４２が形成されている。
【００３４】
砥石３００においては、図７に示すように、外溝４２の底部４２ｃの横断面形状がＵ字状をなしているので、砥石２００に比べ、容易に外溝４２を形成することが可能である。
【００３５】
次に、図８に基づいて、本発明の第４実施形態である砥石４００について説明する。図８に示すように、砥石４００においては、台金１０の表面１０ａに、図７に示す基礎溝２１より深い基礎溝２２を形成し、基礎溝２２を埋めるとともに台金１０の表面１０ａを覆うように砥材層３１を形成し、砥材層３１の表面３１ａから基礎溝２２の底部２２ａに向かって砥材層３１を研削することにより、基礎溝２２の上方に、砥材層３１の厚さ３１ｂより深い外溝４２が形成されている。外溝４２の横断面形状は図７に示す外溝４２と同様である。
【００３６】
図８に示すように、砥石４００においては、基礎溝２２の深さ（台金１０の表面１０ａから基礎溝２２の底部２２ａまでの距離）が、砥材層３１の厚さ３１ｂ及び外溝４２の深さ（砥材層３１の表面３１ａから外溝４２の底部４２ｃの最下点までの距離）より大であるため、砥材層３１ｂの厚さが薄い砥石においても、切粉の排出に十分な外溝４２を確保することができる。
【００３７】
図７に示す砥石３００及び図８に示す砥石４００においては外溝４２の底部４２ｃの横断面形状をＵ字状としているが、これに限定するものではないので、例えば、外溝の底部の横断面形状をＶ字状とすることも可能であり、この場合も、外溝を容易に形成することができるという利点がある。
【００３８】
次に、図９に基づいて、本発明の第５実施形態である砥石５００について説明する。図９に示すように、砥石５００においては、円板状の台金１０の表面１０ａに複数の基礎溝２５を形成し、複数の基礎溝２５を埋めるとともに台金１０の表面１０ａを覆うように砥材層３０を形成し、砥材層３０の表面３０ａから基礎溝２５の底部に向かって砥材層３０を研削することにより、複数の基礎溝２５の上方にそれぞれ外溝４５が形成されている。その他の部分の構成は図１，図２に示す砥石１００と同様である。
【００３９】
砥石５００においては、複数の基礎溝２５の長手方向がそれぞれ台金１０の半径方向Ｒに対して所定角度で交差するように形成されているため、これらの基礎溝２５の上方に形成される外溝４５も、その長手方向が台金１０の半径方向Ｒに対して所定角度で交差した状態となっている。このような構成とすれば、図９に示すように、複数の外溝４５は砥石５００の回転方向Ｓに倣って傾斜した状態となり、切断作業中、外溝４５内に流入した切粉は砥石５００の外周側への移動が促進されるので、切粉の排出性が向上する。なお、台金１０の半径方向Ｒと、外溝４５（基礎溝２５）の長手方向との交差角度は限定しないので使用条件に応じて設定することができる。
【００４０】
なお、前述した砥石１００，２００，３００，４００，５００及び砥石１００の製造方法は本発明を例示するものであり、本発明の砥石及び砥石製造方法は前述した実施形態に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る砥石は、自動車部品、ベアリング部品あるいはコンプレッサ部品のほか各種機械部品の面加工作業を行う産業分野において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  台金
１０ａ  表面
１０ｂ  貫通孔
１０ｃ  中心
２０，２１，２２，２５  基礎溝
２０ａ，２１ａ，２２ａ  底部
２０ｂ，２１ｂ，２１ｃ  幅
３０，３１  砥材層
３０ａ，３１ａ  表面
３０ｂ，３１ｂ  厚さ
４０，４１，４２，４５  外溝
４０ａ，４１ａ  深さ
４０ｂ，４１ｂ  幅
４０ｃ，４１ｃ  底部
４０ｄ  側部
５０，５１  切削工具
１００，２００，３００，４００，５００  砥石
Ｒ  半径方法
Ｓ  回転方向
【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】
0006345564.tif 000009
【図９】
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