(57)【要約】【課題】剛性が高く研削精度に優れると共に、研削抵抗が小さくて切味に優れ、小さい面粗さを得ることのできるレジンボンド超砥粒ホイールを提供する。【解決手段】超砥粒７をレジンボンド９で結合して砥粒層５を形成する。レジンボンドには充填材として銅１１とアルミの微粒粉を混入する。作用面６に現れた銅とアルミとは、使用されるアルカリ性の水溶性研削液が電解液として作用することにより局部電池を形成し、イオン化傾向の高いアルミが溶け、その結果銅とアルミとを保持する力が低下してこれらがレジンボンドから脱落し、その跡に気孔１５が形成される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超砥粒をレジンボンドで結合して砥粒層を成形してなるレジンボンド超砥粒ホイールにおいて、前記レジンボンドに２種類以上の標準電極電位の異なる金属粉を充填材として混入したことを特徴とする、レジンボンド超砥粒ホイール。
【請求項２】
請求項１記載のレジンボンド超砥粒ホイールにおいて、前記金属粉は、アルミニウムと銅であることを特徴とする、レジンボンド超砥粒ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超砥粒をレジンボンドで結合して砥粒層を成形してなるレジンボンド超砥粒ホイールに関し、さらに詳細に言えば、２種類以上の金属粉を充填材として含有したレジンボンド超砥粒ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹脂すなわちレジンを結合材としてダイヤモンド等超砥粒を結合して砥粒層を形成したレジンボンド超砥粒ホイール（以下レジンボンドホイールと言う）が知られている。このレジンボンドホイールは樹脂が弾性を有するために、研削時にホイールの表面が弾性変形して作用砥粒数が増すために、被削材の面粗さが小さくなる利点があり、硬脆材料の鏡面研削にも使用されている。
【０００３】
ところで、レジンボンドホイールの砥粒層に気孔を設けることが行なわれている。例えば特開２０００−１２７０４９号では、中空体、具体的にはフェノール系マイクロバルーン等の有機性の中空体、ガラス製中空体、シラスバルーン、カーボン中空体等の無機性の中空体をレジンボンドに含有させることにより気孔を形成している。この気孔は作用面に現れたときに、切粉の排出を促進し、ボンドと被削材との間の摩擦抵抗を下げ、これにより研削抵抗を下げ、良好な切味を得る効果がある。気孔を形成する方法としては、ボンドをブリッジ状にして連続的に気孔を形成したり、発泡材を混入して成形時に気孔を形成する方法等もある。
【０００４】
しかし、このように気孔を形成すると砥粒層全体が弾性変形しやすくなり、研削精度が低下したり、削り残しが発生することがある。一方、レジンボンドに金属粉を充填し、ボンドの耐摩耗性を高めてホイールの寿命を延ばし、且つ剛性を高めることにより研削精度を高めることは、例えば「ダイヤモンド工具マニュアル」などにも記載されて公知である。しかし、金属充填材を使用した場合、切味が劣る。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２７０４９号公報
【非特許文献１】ダイヤモンド工業会発行「ダイヤモンド工具マニュアル」昭和５４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、全体的には砥粒層の剛性を高めて研削精度を高める一方、作用面には気孔が形成されるようにして研削抵抗を下げて良好な切味を得、被削材の面粗さも小さくできるレジンボンドホイールを提供することを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願発明に係るレジンボンドホイールでは、レジンボンドに標準電極電位の異なる2種以上の金属粉を充填材として混入した。より具体的な実施の形態では、その金属粉は、アルミニウムと銅である。
【０００８】
すなわち、気孔は切粉の排出を促進し、レジンボンドと被削材との間の摩擦抵抗を下げて研削抵抗を下げ、良好な切味を得る効果があるが、その気孔は砥粒層全体に存在しなければならないものではなく、被削物に作用する作用面に存在すれば足りる。そして、研削時に使用される水溶性研削液としてはほとんどが弱アルカリ性の研削液が使用されているが、このようなケミカルソルーションタイプの研削液は電解液としての性能を有しており、電解液中に標準電極電位が異なる異種の金属を互いに接触した状態で浸漬すると局部電極が形成され、イオン化傾向の大きい方の金属が溶出する。本願発明はこれらの点に着目してなされたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明では、金属粉をレジンボンドに充填しているので、形成される超砥粒層は全体的に剛性が増し、高い研削精度を得ることができる。一方作用面においては、研削中に前述した局部電極が形成されてイオン化傾向の高い金属粉が溶け、これにより金属粉を保持する力が小さくなり、金属粉がボンドから容易に脱落し、その跡に空所すなわち気孔が形成される。この気孔により、切粉の排出を促進し、ボンドと被削材との間の摩擦抵抗を下げて研削抵抗を下げ、良好な切味を得られる。また、作用面においては金属粉が脱落してしまうので弾性が増して、弾性変形して作用砥粒数を増加し、被削材の表面粗さも小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本願発明の具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の形態に係るレジンボンドホイール１の正面断面図であり、図2は砥粒層５の部分断面図であり、作用面６の変化の状態を示している。
【００１１】
図1において、レジンボンドホイール１は台金３と砥粒層5とから構成されている。台金３は従来公知のものと同様に、中央に取付け孔４を備えた円盤状の形をしたものである。そしてその外周面上に砥粒層５が形成されている。この砥粒層５の台金３上への成形は、これも公知のホットプレス法などで行うことができる。
【００１２】
図2は砥粒層５の部分断面図であり、（イ）は使用開始前の状態を示しており、先ずこの図を参照して超砥粒層５の構成を説明する。図中大きな菱形で示したものは超砥粒７であり、本実施の形態ではダイヤモンドであるが、勿論ＣＢＮ等も使用可能である。このダイヤモンド砥粒７は公知のレジンボンド９で結合、成形されている。そしてこのレジンボンド9には金属粉が充填材として混入されている。本実施の形態ではこの金属粉は2種類で、具体的には図中小さな四角形で示した銅の微粒粉１１と、小さな円で示したアルミの微粒粉１３である。
【００１３】
図2においては説明の都合上、誇張して示してあるが、充填材の銅１１、アルミ１３とは粒径が小さいほど望ましい。すなわち、後述する通り銅１１とアルミ１３とはレジンボンド９の中でできるだけ多くの粒子が互いに接触することが望ましいのであるが、同じ体積比、例えば各１０％Ｖで混入するとしても、粒径が小さいほど粒子の数が多くなり、それだけレジンボンド中に満遍なく広く分散し、銅１１とアルミ１３との接触が起こりやすくなるからである。具体的な実施例では、銅１１、アルミ１３ともにアトマイズ粉を使用し、その粒径はそれぞれ２．０５ｍμ、２．５０ｍμである。銅１１とアルミ１３の混入する割合は同量が望ましく、具体的な実施例では各１０％Ｖとした。混入比が大きく異なると、銅１１とアルミ１３との接触する割合が低下するので好ましくない。
【００１４】
図２の（ロ）は研削を開始した時の状態を示している。図から判るとおり、砥粒層５の作用面６に表れた、互いに接触している銅１１とアルミ１３のうち、アルミ１３の銅１１に接触していた部分が溶け出していることがわかる。これは、アルミ１３が銅１１に比して標準電極電位が低く、すなわちイオン化傾向が高いことによるものである。研削する際には研削液を使用するが、水溶性の研削液としては洗浄性を良くするために弱アルカリ性のものが一般的に使用される。この弱アルカリ性の洗浄液が電解液として作用し、作用面６に現れたイオン化傾向の異なる銅１１とアルミ１３との間に電位差が生じて電池、すなわち局部電池或いはガルバニ電池が形成されて電流が流れ、イオン化傾向の高いすなわち卑側のアルミ１３が溶け出すのである。
【００１５】
図2の（ハ）は次の段階を示している。すなわち、（ロ）でアルミ１３の銅１１に接触していた部分が解けて両者の間に隙間ができることにより、これら銅11、アルミ１３の粒子を保持する力が低下してしまい、研削中に被削材側から作用する力により脱落してしまうのである。その結果、その脱落した跡に空所或いは気孔１５が形成される。この気孔１５は、従来中空体或いは発泡剤等により形成されていた気孔と同様に、切粉の排出を促進し、レジンボンドと被削材との間の摩擦抵抗を下げ、これにより研削抵抗を下げ、良好な切味を得る効果がある。また、作用面６を除いては、砥粒層5内には気孔は形成されておらず、銅１１、アルミ１３が中実の状態でレジンボンド９内に充填されているので、砥粒層全体としては充分に剛性が高く、研削精度が高く、削り残しなどが生じない。さらに、作用面６では充填材が脱落してしまうので、その部分ではレジンボンド９が弾性変形して作用する砥粒７の数が増すために、被削材の面粗さが小さくなり、硬脆材料でも鏡面加工が可能である。
【００１６】
上記では充填材として銅とアルミを使用したが、基本的には標準電極電位の異なる異種金属であれば使用可能である。例えば、貴側としてはグラファイト、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｎｉ等、卑側としてはＦｅ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、ブロンズ（Ｃｕ−Ｓｎ）等に代表される。また、充填材としては2種に限られず、3種以上としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態にレジンボンド超砥粒ホイールの断面図である。
【図２】砥粒層の部分断面図であり、（イ）は作用面において充填材が固着されている状態を、（ロ）は碑側金属（アルミ）が溶出した状態を、（ハ）は充填材が脱落して気孔が形成された状態を示している。
【符号の説明】
【００１８】
１  レジンボンド超砥粒ホイール
３  台金
５  砥粒層
７  超砥粒（ダイヤモンド）
９  レジンボンド
１１  充填材（銅）
１３  充填材（アルミ）
【図１】
2005111615.tif 000003
【図２】
2005111615.tif 000004