(57)【要約】【課題】砥石チップの接着面に凹凸を形成することにより、アンカー効果と接着表面積の増大を可能にした砥石およびその製造方法を提供する。【解決手段】連続気孔を有しない独立気孔１６を持った砥石チップ１２の接着面１２ａを、砥石コア１１のチップ取付面１１ａに接着剤１８を介して接着した砥石１０にして、砥石チップの接着面に凹凸形成手段によって凹凸１７を形成した。砥石チップは、例えば、立方晶窒化ホウ素粒またはダイヤモンド粒からなる超砥粒を、酸化物粒子と非結晶ガラスとからなるビトリファイドボンド結合剤により結合してなる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続気孔を有しない独立気孔を持った砥石チップの接着面を、砥石コアのチップ取付面に接着剤を介して接着した砥石にして、前記砥石チップの接着面に凹凸形成手段によって凹凸を形成したことを特徴とする砥石。
【請求項２】
請求項１において、前記砥石チップは、立方晶窒化ホウ素またはダイヤモンドからなる超砥粒を、酸化物粒子と非結晶ガラスとからなるビトリファイドボンド結合剤により結合したことを特徴とする砥石。
【請求項３】
連続気孔を有しない独立気孔を持った砥石チップを製作し、該砥石チップの砥石コアへの接着面に凹凸を形成し、該凹凸を形成した前記砥石チップの接着面を、接着剤を塗布した前記砥石コアのチップ取付面に接着したことを特徴とする砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続気孔を持たない砥石チップと砥石コアとの接着力を高めた砥石およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビトリファイドボンド砥石には、連続気孔を有するブリッジ型ビトリファイドボンド砥石チップを砥石コア上に接着したものと、連続気孔を有しない独立気孔を持ったマトリックス型ビトリファイドボンド砥石チップを砥石コア上に接着したものがあり、後者のビトリファイドボンド砥石としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、ビトリファイドボンド結合剤を、酸化物粒子と非結晶ガラスとによって構成し、結合剤内部に形成される気孔を、外気に連通しない微細孤立気孔としたものである。特許文献１に記載のビトリファイドボンド砥石によれば、外気に連通する連続気孔を有しないため、砥粒の保持力が向上して砥粒の脱落による摩耗が抑制され、砥石の長寿命化を図ることができる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３１６９９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたような連続気孔を有しないマトリックス型ビトリファイドボンド砥石チップからなるビトリファイドボンド砥石においては、スチール材等からなる砥石コアの外周面に接着剤によって砥石チップを接着する際に、気孔が外気に連通しない孤立気孔であるがゆえに、気孔内に接着剤が浸入せず、接着剤が気孔内に浸入することによるアンカー効果が得られない。しかも、砥石チップの接着面の起伏が乏しいため、接着面の表面積を多くとることができず、砥石チップの接着力の向上に限界を生ずる問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した従来の問題を解消するためになされたもので、砥石チップの接着面に凹凸を形成することにより、アンカー効果と接着面積の増大を可能にした砥石およびその製造方法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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、連続気孔を有しない独立気孔を持った砥石チップの接着面を、砥石コアのチップ取付面に接着剤を介して接着した砥石にして、前記砥石チップの接着面に凹凸形成手段によって凹凸を形成した砥石である。
【０００８】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記砥石チップは、立方晶窒化ホウ素またはダイヤモンドからなる超砥粒を、酸化物粒子と非結晶ガラスとからなるビトリファイドボンド結合剤により結合した砥石である。
【０００９】
請求項３に係る発明の特徴は、連続気孔を有しない独立気孔を持った砥石チップを製作し、該砥石チップの砥石コアへの接着面に凹凸を形成し、該凹凸を形成した前記砥石チップの接着面を、接着剤を塗布した前記砥石コアのチップ取付面に接着した砥石の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、連続気孔を有しない独立気孔を持った砥石チップの接着面に凹凸形成手段によって凹凸を形成したので、凹凸形成手段によって形成された凹凸の凹部内に浸入した接着剤によるアンカー効果によって、砥石コアに対する砥石チップの接着力を向上することができ、併せて、凹凸の形成による砥石チップの接着面の表面積の増大によって、砥石コアに対する砥石チップの接着力を一層向上することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、砥石チップは、立方晶窒化ホウ素またはダイヤモンドからなる超砥粒を、酸化物粒子と非結晶ガラスとからなるビトリファイドボンド結合剤により結合したので、結合剤内部に外気に連通しない独立気孔を容易に形成することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、連続気孔を有しない独立気孔を持った砥石チップを製作し、砥石チップの砥石コアへの接着面に凹凸を形成し、凹凸を形成した砥石チップの接着面を、接着剤を塗布した砥石コアのチップ取付面に接着したので、接着剤が砥石チップの接着面に形成された凹凸の凹部内に浸入し、アンカー効果が得られるとともに、凹凸の形成によって、砥石チップの接着面の表面積を容易に増大することができるようになり、砥石コアに対する砥石チップの接着力を向上することが可能が砥石の製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態を示すビトリファイドボンド砥石の全体図である。
【図２】マトリックス型ビトリファイドボンド砥石チップの構成を示す模式図である。
【図３】ビトリファイドボンド砥石の製造方法を示す図である。
【図４】ビトリファイドボンド砥石チップの接着面にショットブラスト処理を施した状態を示す図である。
【図５】ショットブラスト処理する前後のビトリファイドボンド砥石チップの接着面の表面を示す写真である。
【図６】ビトリファイドボンド砥石チップを砥石コアに接着した状態を示す図である。
【図７】接着力の比較を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、ビトリファイドボンド砥石からなる砥石車１０を示し、当該砥石車１０は、鉄またはアルミニウム等の金属で成形された円盤状の砥石コア１１のチップ取付面としての外周面１１ａに、厚さが５〜１０ｍｍの円弧状の複数のビトリファイドボンド砥石チップ１２を接着して構成されている。
【００１５】
砥石チップ１２は、図２の模式図に示すように、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）またはダイヤモンド等の超砥粒１４と、酸化物粒子１５ａおよび結合剤である非結晶ガラス１５ｂからなるビトリファイドボンド結合剤１５とから構成されている。超砥粒１４はビトリファイドボンド結合剤１５によって覆われ、かつビトリファイドボンド結合剤１５内には微細で孤立した気孔（独立気孔）１６が所定量設けられており、外気に連通する連続気孔は有していない。
【００１６】
酸化物粒子１５ａは、特許文献１にも記載されているように、非結晶ガラス１５ｂの強度を高めるために添加されるものであり、例えばケイ酸塩鉱物であるＺｒＳｉＯ4（ジルコン）やＴｉＯ2（チタニア）、ＺｒＯ2（ジルコニア）、Ｃｒ2Ｏ3（クロミア）等が用いられ、非結晶ガラス１５ｂは、例えばホウケイ酸ガラス等が用いられる。酸化物粒子１５ａと、結晶ガラス１５ｂは、温度の変化によって剥離することがないように、ほぼ同じ線熱膨張係数のものが望ましい。
【００１７】
次に、ビトリファイドボンド砥石（砥石車）１０を製造する方法を図３に基づいて説明する。まず、ビトリファイドボンド結合剤１５の原材料となる酸化剤粒子１５ａの粉末と、非結晶ガラス１５ｂの粉末とを所定の体積比で均一に混ぜ合わせた後、ビトリファイドボンド結合剤１５の中に立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、またはダイヤモンド等の超砥粒１４を所定の比率で混入し、均等に分散させる。
【００１８】
次いで、ビトリファイドボンド結合剤１５中に微細な独立気孔１６を形成するために、発泡剤である例えばＨＢＮ（６方晶窒化ホウ素）等を粉末状態にて均等に混ぜ合わせる。しかる状態で、ビトリファイドボンド結合剤１５を型内で所定の圧力にてプレスし成形した後、焼成する。この焼成により、発泡剤である例えばＨＢＮと、非結晶ガラス１５ｂとが反応してガスが発生し、発生したガスは独立気孔１６としてビトリファイドボンド結合剤１５内に所定量が形成され、図１に示すような円弧状をしたビトリファイドボンド砥石チップ１２が製造される（図３のステップＩ）。
【００１９】
次に、ビトリファイドボンド砥石チップ１２の砥石コア１１との接着面１２ａにショットブラスト処理を施す（同ステップＩＩ）。ショットブラストに用いる砥材としては、マトリックス型砥石に用いている結合剤１５より強く、超砥粒１４より弱いものを選定する。これにより、図４に示すように、ビトリファイドボンド結合剤１５が除去され、砥石チップ１２の接着面１２ａの表面が荒らされて凹凸１７が形成される。図５（Ａ）は、ショットブラスト処理を行う前の平坦状をなす砥石チップ１２の接着面１２ａの表面の写真を示し、図５（Ｂ）は、ショットブラスト処理を行ったことによって凹凸１７が形成された砥石チップ１２の接着面１２ａの表面の写真を示している。
【００２０】
しかる後、砥石コア１１の外周面１１ａに接着剤１８（図６参照）を塗布し、その状態で、ショットブラスト処理を施した砥石チップ１２の接着面１２ａを、砥石コア１１の外周面１１ａ上に円周方向に沿って複数配列する。そして、砥石チップ１２を、乾燥炉内で所定温度で所定時間乾燥することにより、接着剤１８を硬化させて砥石チップ１２を砥石コア１１に接着し（同ステップＩＩＩ）、ビトリファイドボンド砥石１０を製造する。
【００２１】
これにより、接着剤１８がショットブラスト処理によって形成された砥石チップ１２の凹凸１７の凹部内に浸入し、アンカー効果が得られるようになる。しかも、ショットブラスト処理による凹凸１７の形成によって、砥石チップ１２の接着面１２ａの表面積も増大される。その結果、砥石コア１１に対する砥石チップ１２の接着力を大幅に向上することができる。
【００２２】
図７は、ショットブラスト処理を施した場合（ショットあり）の砥石コア１１に対する砥石チップ１２の接着力と、ショットブラスト処理を施こさない場合（ショットなし）の砥石コア１１に対する砥石チップ１２の接着力とを比較したグラフで、このグラフよりショットブラスト処理を施したものが、接着力を大幅に向上できることが理解できる。
【００２３】
このように製造されたビトリファイドボンド砥石（砥石車）１０を用いて、工作物を研削加工することにより、加工熱や研削負荷、あるいは研削液による接着剤の劣化等により、仮に砥石チップ１２の接着力が徐々に低下しても、使用上安全な接着力を長期に亘って確保することができるようになり、砥石寿命を向上することが可能となる。
【００２４】
上記した実施の形態においては、砥石チップ１２の接着面１２ａに、ショットブラスト処理によって凹凸１７を形成する例について述べたが、凹凸１７を形成する手段（凹凸形成手段）は、ショットブラスト処理に限定されるものではなく、例えば、ＷＡ砥石によってビトリファイドボンド結合剤１５を除去して凹凸を形成するものであってもよい。
【００２５】
また、上記した実施の形態においては、連続気孔を有しないマトリックス型のビトリファイドボンド砥石１０を例に説明したが、本発明は、ビトリファイドボンド砥石１０に限定されるものではなく、例えば、連続気孔を有するビトリファイドボンド砥石において、気孔部を樹脂等で充填させたようなビトリファイドボンド砥石にも適用できるものである。さらには、ビトリファイドボンドに限らず、レジンボンドやメタルボンドによって超砥粒を結合したマトリックス型砥石にも適用できるものである。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る砥石およびその製造方法は、連続気孔を有しない独立気孔を持ったマトリックス型砥石チップを砥石コアに接着剤を用いて接着する砥石に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００２８】
１０…砥石車、１１…砥石コア、１１ａ…チップ取付面（外周面）、１２…砥石チップ、１２ａ…接着面、１４…超砥粒、１５…結合剤、１６…独立気孔、１７…凹凸、１８…接着剤。
【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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