(57)【要約】【課題】  径の大きい球状被削材を研磨する場合であっても、大型設備を必要とすることなく、加工精度と耐用性に優れた研磨砥石を提供する。【解決手段】  台金２に設けられた溝５上に砥粒層３が形成されている。セグメント状チップ１１には、上面の中央部が最底部となる凹部１２が設けられ、この最底部にスリット５が形成されている。このセグメント状チップ１１を、台金２に設けられた溝５上に周方向に連続して複数個貼り合わせて配置することによって、砥粒層３を形成する。セグメント状チップ１１は、台金２の径方向に対して所定の角度をなして接合されている。また、リング状チップ２１にも、上面の中央部が最底部となる凹部１２が設けられ、この最底部にスリット１３が形成されている。このリング状チップ２１を、台金２に設けられた溝５上に配置することによって、砥粒層３を形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状被削材研磨用の研磨砥石であって、砥粒を含むセグメント状チップを成形し、このセグメント状チップを円板状の台金に設けられた溝上に複数個配置して砥粒層が形成され、前記セグメント状チップは、台金の径方向に対して所定の角度をなして接合されていることを特徴とする研磨砥石。
【請求項２】
球状被削材研磨用の研磨砥石であって、砥粒を含むリング状チップを成形し、このリング状チップを円板状の台金に設けられた溝上に配置して砥粒層が形成されていることを特徴とする研磨砥石。
【請求項３】
前記セグメント状チップまたは前記リング状チップには、上面の中央部が最底部となる凹部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の研磨砥石。
【請求項４】
前記セグメント状チップまたは前記リング状チップの最底部にスリットが形成されていることを特徴とする請求項３記載の研磨砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼球やセラミック球などの、球状の被削材の球面を研磨するために主に用いられる研磨砥石に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼球やセラミック球などの、球状の被削材の球面を研磨するために用いられている研磨砥石の外観を図５に示す。
図５において、研磨砥石５１は、鉄等によって形成された円板状の台金５２の片側の面に砥粒層５３が形成されてなるものであり、その反対側の面には、回転軸取り付け用のインロー５４が設けられている。
【０００３】
この研磨砥石５１の研磨面の詳細を図６に示す。図６は、砥粒層表面に球状の被削材の形状に応じた溝を形成したものであり、台金５２の外周側に、溝６を設けた研磨面を有する砥粒層５３が形成されている。砥粒層５３は、加工中の被削材への傷の発生を避けるために一体物として形成されている。また、被削材の真球精度を得るために、砥材層５３に溝６を設けるならし加工が必要であるが、溝６を形成したことによって、溝６が形成された位置での砥粒層５３の厚みが薄くなり、研磨砥石の寿命が低減する。さらに溝６の間の、加工に使用されない砥粒層部分があり、コスト高となる。
被削材への傷の発生を避けるために、セグメントタイプではない一体成形された砥粒層で、かつ無駄な砥粒層部分を削除して使用する砥粒層部分を形成した研磨砥石が、特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１３６７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、台金に一体成形された砥粒層を用いたものでは、球状の被削材を研磨する場合、被削材の径が大きくなると、砥粒層の厚みを厚くしなければならないが、砥粒層の厚みを厚くして成形するためには、成形時に大きな圧力を必要とするため、大型設備が必要となり、コスト高となってしまう。また、砥粒層の厚みを厚くしすぎると、砥粒層における緻密度が低下し、加工時における精度不良、耐用性が低下する。
【０００６】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、径の大きい球状被削材を研磨する場合であっても、大型設備を必要とすることなく、加工精度と耐用性に優れた研磨砥石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本発明の研磨砥石は、球状被削材研磨用の研磨砥石であって、砥粒を含むセグメント状チップを成形し、このセグメント状チップを円板状の台金に設けられた溝上に複数個配置して砥粒層が形成され、前記セグメント状チップは、台金の径方向に対して所定の角度をなして接合されていることを特徴とする。
また、本発明の研磨砥石は、球状被削材研磨用の研磨砥石であって、砥粒を含むリング状チップを成形し、このリング状チップを円板状の台金に設けられた溝上に配置して砥粒層が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
セグメント状チップまたはリング状チップを独立した部品として成形した後、円板状の台金に設けられた溝上に配置するため、成形時にセグメント状チップまたはリング状チップに対して上面側と下面側の両方から圧力をかけることができる。そのため、成形時の加圧を効率良く行うことができ、大型設備を用いることなく、砥粒層の厚みを大きくすることができる。
セグメント状チップを用いる場合には、台金に設けられた溝上に配置したときに接合面を生じるが、台金の径方向に対して所定の角度をなして接合されていることによって、接合部において摩耗差を生じて断続研削となることを防止でき、被削材に傷が発生することを防止できる。従って、複数のセグメント状チップを配置することによる弊害を生じることなく、砥粒層の厚みを大きくすることができる。
【０００９】
本発明の研磨砥石においては、前記セグメント状チップまたは前記リング状チップには、上面の中央部が最底部となる凹部が設けられていることを特徴とする。
このような凹部を有するセグメント状チップまたはリング状チップを用いることにより、径の大きい球状被削材を研磨する場合であっても、精度良く研磨することが可能である。
【００１０】
本発明の研磨砥石においては、前記セグメント状チップまたは前記リング状チップの最底部にスリットが形成されていることを特徴とする。
このスリットを設けることにより、加工時に研削液を通過させることが容易となる。また、セグメント状チップまたはリング状チップを独立した部品として成形した後、円板状の台金に設けられた溝上に配置する構成であるため、セグメント状チップまたはリング状チップの成形時にスリット幅を自由に調整することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、径の大きい球状被削材を研磨する場合であっても、大型設備を必要とせずに砥粒層を形成することができ、加工精度と耐用性に優れた研磨砥石を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の研磨砥石をその実施の形態に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係る研磨砥石の基本構造は、図１（ａ）に示すように、鉄等によって形成された円板状の台金２の片側の面に砥粒層３が形成されてなるものであり、その反対側の面には、回転軸取付用のインロー４が設けられている。この実施形態では、同心円状に２つの砥粒層３が形成されている。
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、台金２の外周側に同心円状に溝５が設けられ、この溝５上に砥粒層３が形成されている。
この研磨砥石の砥粒層３の形成の詳細を、図２に基づいて説明する。
【００１３】
図２（ａ）は、セグメント状チップを用いて砥粒層を形成したときの、研磨砥石１の外周側を拡大して示す斜視図であり、図２（ｂ）は、その平面図である。台金２の外周側に設けられた溝５上に砥粒層３が形成されており、この砥粒層３は、砥粒を含むセグメント状チップを別途成形して、溝５上に周方向に連続して複数個配置してなるものである。
【００１４】
図２（ｃ）、（ｄ）に、セグメント状チップの構造を示す。（ｃ）はセグメント状チップの平面図であり、（ｄ）は、（ｃ）のＡ−Ａ断面図である。セグメント状チップ１１には、端面に角度θを持たせており、セグメント状チップ１１は、溝５上に周方向に連続して複数個配置されたときに、研磨砥石の径方向に対して所定の角度θをなして接合されるようにしている。角度θは、２０°以上４０°以下とするのが好ましい。２０°未満であると、角度が小さすぎて傷の発生を防止する効果が得にくい。また、４０°を超えると、図２（ｂ）に示す接合面付近の領域で欠けを生じやすくなって好ましくない。
セグメント状チップ１１には、上面の中央部が最底部となる凹部１２が設けられ、この最底部にスリット１３が形成されている。スリット１３は、研削液を通過させるためのものである。このセグメント状チップ１１を、台金２に設けられた溝５上に周方向に連続して複数個貼り合わせて配置することによって、図１に示す砥粒層３を形成することができる。
【００１５】
次に、砥粒層３を、砥粒を含むリング状チップを別途成形して溝５上に配置する場合について説明する。
図２（ｅ）、（ｆ）に、リング状チップの構造を示す。（ｅ）はリング状チップの平面図であり、（ｆ）は、（ｅ）のＡ−Ａ断面図である。リング状チップ２１にも、上面の中央部が最底部となる凹部１２が設けられ、この最底部にスリット１３が形成されている。このリング状チップ２１を、台金２に設けられた溝５上に配置することによって、図１に示す砥粒層３を形成することができる。従って、リング状チップ２１の径は、台金２に同心円状に設けられた溝５の径と一致するようにして、リング状チップ２１を成形する。
【００１６】
図３に、セグメント状チップまたはリング状チップの具体的な形状の一例を示す。
図３（ａ）に示すものは、台金２に曲面状の溝を設け、セグメント状チップ１１またはリング状チップ２１の凹部１２が曲面状となるようにしたものである。図３（ｂ）に示すものは、台金２にコの字状の溝を設け、セグメント状チップ１１またはリング状チップ２１の凹部１２が曲面状となるようにしたものである。図３（ｃ）、（ｄ）に示すものは、セグメント状チップ１１またはリング状チップ２１の凹部１２が直線状の斜面によって形成されるようにしたものである。いずれの場合においても、最底部にスリット１３が形成されている。図３（ａ）、（ｂ）に示すもののように、球状の被削材との接触面積が大きいものは、加工精度を重視する場合に好適であり、図３（ｃ）、（ｄ）に示すもののように、球状の被削材との接触面積が小さいものは、加工能率を重視する場合に好適である。
【００１７】
以下に、具体的な作製例と試験例を示す。
セグメント状またはリング状のチップを成形し、このチップを円板状の台金に設けられた溝上に配置して研磨砥石を作製した。この研磨砥石（発明品）の詳細を表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
これと同様の組成の砥粒層を有する従来の構造の研磨砥石（従来品）を作製し、従来品と発明品についてそれぞれ、成形加圧したときの砥粒層の緻密度を測定した。
図４（ａ）に示す従来品のＡ−Ａ断面図を、図４（ｂ）に示し、図４（ｃ）に示す発明品のＡ−Ａ断面図について、その砥粒層を図４（ｄ）に示す。ここでは、発明品における砥粒層の接合面の角度θを２０°としている。
また、発明品と従来品とについて、球状の被削材を用いて研削試験を行って寿命と傷の有無について調査した。その試験条件を表２に示す。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
試験結果を図４（ｅ）に示す。図４（ｅ）において、線グラフで示すものが緻密度であり、棒グラフで示すものが寿命である。緻密度の測定は、図４（ｂ）、（ｄ）に示すように、厚みが２０ｍｍである砥粒層について、上方から５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍの位置で行った。
【００２２】
従来品では、砥粒層の上方から５ｍｍ、１０ｍｍの測定点においては、緻密度が確保されているものの、１５ｍｍより下方では緻密度が低下している。これは、成形圧力を加える方向が砥粒層の上方からに限られるため、その圧力が砥粒層の下方側に及びにくいためである。
【００２３】
これに対し、発明品では、砥粒層のいずれの測定点においても緻密度が良好である。これは、チップを独立の部品として成形するため、砥粒層の上方からばかりでなく、砥粒層の下方からも加圧することができるからである。
寿命は、発明品では、測定位置のいずれにおいても良好であるが、従来品では、砥粒層の下方側で低下している。これは、砥粒層の下方側で十分に成形圧力を加えられないためである。
【００２４】
また、試験後の被削材表面状態を確認したが、発明品、従来品ともに傷は確認されなかった。
セグメント状チップで製作したにも関わらず、傷が発生しなかったのは、チップ間の合わせ面に角度をつけているために、被削材に対して線接触にならず、断続研削を防止できたためである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、径の大きい球状被削材を研磨する場合であっても、大型設備を必要とせずに砥粒層を形成して、加工精度と耐用性に優れた研磨砥石として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の研磨砥石の外観を示す図である。
【図２】本発明の研磨砥石の詳細を示す図である。
【図３】セグメント状チップまたはリング状チップの具体的な形状の一例を示す図である。
【図４】砥粒層への加圧方向と、試験結果を示す図である。
【図５】従来の研磨砥石の基本構造を示す図である。
【図６】従来の研磨砥石の研磨面の詳細を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  研磨砥石
２  台金
３  砥粒層
４  インロー
５  溝
６  溝
１１  セグメント状チップ
１２  凹部
１３  スリット
２１  リング状チップ
【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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