(57)【要約】【課題】研削用の回転体に砥粒を脱落しにくく電着し、従来に比べ一層の研削耐久性を備えるとともに、研削効率の高い電着砥石を提供する。【解決手段】上記課題を解決するため、回転する台金の面に、回転方向と非平行方向に条溝を複数設け、前記条溝に嵌るとともに前記条溝上部から突出するように砥粒を電着した研削部を備える電着砥粒であって、前記条溝が、深さの異なる２種以上の条溝からなることを特徴とする電着砥石の構成とした。また、前記条溝を断面Ｖ字形又は断面上部が幅広のＵ字形或いは台形としたことを特徴とする電着砥石の構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する台金の面に、回転方向と非平行方向に条溝を複数設け、前記条溝に嵌るとともに前記条溝上部から突出するように砥粒を電着した研削部を備える電着砥粒であって、
前記条溝が、深さの異なる２種以上の条溝からなることを特徴とする電着砥石。
【請求項２】
前記条溝が、断面Ｖ字形であることを特徴とする請求項１に記載の電着砥石。
【請求項３】
前記条溝が、断面上部が幅広のＵ字形或いは台形であることを特徴とする請求項１に記載の電着砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体に、砥粒を金属メッキによって固定（電着）した金属等の研削用の電着砥石に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
研削用の回転体に超砥粒を電着した電着砥石として、例えば、特許文献１〜３等が公開されている。
【０００３】
特許文献１の電着砥石は、超砥粒層を表面に固着した電着砥石に対して、砥面の長寿命化を図ることができ、切れ味のよい砥石構造であって、砥石台金１の砥面に、等ピッチで多数の突条３を形成し、その突条３の山部と谷部に、それぞれ超砥粒４ａ、４ｂを固着することにより、各山部と谷部の超砥粒４ａ、４ｂが上下二層の砥粒層を形成し、砥石の寿命が向上するとともに、研削に作用する各砥粒の相互間隔が拡大するため、切粉排出性が良くなり、切れ味が向上するというものである。
【０００４】
特許文献２のメタルボンド砥石は、送り方向断面における砥粒間間隔を均等化するため、金属製砥石台金２の、その表面部２２に、複数本のＶ溝２１を、平行に、かつ、等間隔状に設けることにより、Ｖ溝２１のところに、ダイヤモンドあるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）からなる砥粒１を設ける。またこれら砥粒１を、上記Ｖ溝２１内に、メタルボンド材３を介して取り付ける（接合する）。このメタルボンド材３としては、チタン（Ｔi ）を含む金属製ロー材からなるものであって上記ダイヤモンド砥粒１等との間において濡れ性の良いもの、あるいはニッケルメッキ手段等からなるものが採用される。その結果、砥粒はＶ溝内に設置されることとなるので、上記ボンド材によって、強固に、上記砥石台金上に保持されることとなり、また相隣るＶ溝にて形成される隙間が、クーラントの流通路等を形成するようになり冷却効率を高めることとなるというものである。
【０００５】
特許文献１では、砥面に多数の突条３を形成し、突条３の山部と谷部に、超砥粒を位置させており、さらに超砥粒と超砥粒の間にさらに超砥粒を積層することが示されているが、現実はそのような構造は電着では得られない。仮に、得られたとしても上層の超砥粒は研削使用直後に簡単に脱落してしまう。従って、実質的には、下層の超砥粒によって研削することとなる。下層の超砥粒は溝に埋まっているため研削耐久性はあるが、溝の深さが一定で超砥粒の突出高がほぼ同程度となり、研削効率があまり高くない。特許文献２でも同様に、Ｖ溝の深さが一定であるため、特許文献１と同様の問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３１４３３４号公報
【特許文献２】特開平１０−３４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、研削用の回転体に砥粒を脱落しにくく電着し、従来に比べ一層の研削耐久性を備えるとともに、研削効率の高い電着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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、
（１）
回転する台金の面に、回転方向と非平行方向に条溝を複数設け、前記条溝に嵌るとともに前記条溝上部から突出するように砥粒を電着した研削部を備える電着砥粒であって、
前記条溝が、深さの異なる２種以上の条溝からなることを特徴とする電着砥石の構成とした。
（２）
前記条溝が、断面Ｖ字形であることを特徴とする（１）に記載の電着砥石の構成とした。
（３）
前記条溝が、断面上部が幅広のＵ字形或いは台形であることを特徴とする（１）に記載の電着砥石の構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上記構成であるので、砥粒が脱落しづらく、平坦部に砥粒を電着した従来の電着砥石に比べ、耐久性が格段に向上する。その耐久性は、従来の電着砥石の２〜３倍の使用時間であった。さらに、深さの異なる２種以上の条溝であるため、一層複雑な砥粒面を形成し、研削効率が高まる。即ち、砥粒密度、切粉排出の制御（チップポケット形成）が容易になる。隣り合う砥粒と砥粒の間がチップポケットとなる。
【００１０】
また、条溝の深さを複数種、２種、３種等にすることで、最上段の砥粒のみが被研削体に接触するので、同じ高さの砥粒が研削部全面に電着されている場合よりも接触面積が小さくなり、研削抵抗が小さく、従来に比べ研削負荷が少なく、研削し易い。使用されることで、上段が磨耗していくとともに、徐々に下方の砥粒磨耗していない砥粒が被研削体に接触するため、研削抵抗の急激な上昇が起こらない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明である電着砥石の第１の実施形態の正面模式図である。
【図２】第１の実施形態の平面、底面、図１Ａ−Ａ線断面の模式図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線（研削部の一部側面）の拡大断面模式図及び超砥粒粒径と条溝の好適な深さの割合例を示した表である。
【図４】本発明である電着砥石の第２の実施形態の正面模式図である。
【図５】第２の実施形態の平面模式図である。
【図６】本発明である電着砥石の第３の実施形態の斜視模式図である。
【図７】第１の実施形態の研削耐久性を調べた結果（１）である。
【図８】第１の実施形態の研削耐久性を調べた結果（２）である。
【図９】第５の実施形態の部分拡大断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１〜３に、本発明である電着砥石１の第１の実施形態を示した。図１（Ａ）が正面図、（Ｂ）が超砥粒を電着する前の台金２の正面図である。図２（Ａ）が平面図、（Ｂ）が底面図、（Ｃ）が図１Ａ−Ａ線の断面模式図である。図３（Ａ）がＢ−Ｂ線断面拡大図、（Ｂ）が超砥粒粒径と条溝の好適な深さの割合例を示した表である。
【００１４】
電着砥石１は、従来から電着砥石に使用されている金属製の円柱状台金２と、メッキ電着された超砥粒４とからなる。超砥粒４が電着された部分を研削部５と呼ぶ。台金２を回転させ、研削部５を被研削体に当接することで、被研削体が削られ、或いは切断される。
【００１５】
研削部の形状は、実施例１の形状に限定されるものではなく、その他従来の電着砥石の形状が採用できる。例えば、球形、円すい、先端側が狭い逆円すい台、円盤型が例示できる。
【００１６】
台金２の素材としては、一般鋼材、工具鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、超硬、真鍮などが例示できる。その形状は、実施例１に限定されるものではなく、被研削体により適宜選択することができる。
【００１７】
砥粒とは、被研削体より硬い粒で、従来から電着砥石に用いられるダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）であれば、汎用性が高く好適である。その他の砥粒であっても、被研削体の硬さに応じて選択することができる。
【００１８】
図１（Ｂ）に示すように、研削部５には、台金２の回転方向と非平行方向に、複数の縦条溝３が設けられている。縦条溝３は、外側に突出した山部３ｃ（実線）と、台金２方向に窪んだ谷部３ｄ（点線として示した）を交互に備える。
【００１９】
超砥粒４は、縦条溝３に嵌められ、メッキ電着される。ニッケル電気メッキが例示でき、好適である。縦条溝３を設けることで、超砥粒４が溝に嵌められるため、電着加工まで超砥粒４が動きにくく、短時間で超砥粒４を電着、固定することができ、安定製造が可能かつ経済的である。化学メッキは、メッキ工程で水素が発生し、超砥粒４を動かしてしてしまうため効率的ではない。
【００２０】
電気メッキをする場合には、従来の同様、まず電解液を通し超砥粒４を留める目開きの入れ物に、非メッキ部にマスキングをした台金２と超砥粒４を充填する。それらを電解液に浸し、電気を通電することで、台金２にメッキ層が析出し、通常は台金２と接触している超砥粒４が前記メッキ層に埋没する状況で台金２に電着される。台金２に接していない超砥粒４は通常の電着時間では電着されない。
【００２１】
図２に示すように、縦条溝３は回転方向Ｒと非平行、回転方向Ｒに略直交するように設けられている。平行方向でなければ、回転方向Ｒに斜めに交差するように設けてもよい。被切削体の素材、切粉排出等を考慮して、適宜角度は設計するとよい。
【００２２】
また、図２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、電着砥石１の底面中央部には、窪み２ｃを設け、底面及び窪み２ｃの側面にも、縦条溝３が設けられ、超砥粒４が嵌められ、電着されている。電着砥石１の底面にも超砥粒４を電着させるのは、被研削体を２方向に研削する場合に必要であるからである。
【００２３】
縦条溝３は、略等間隔に設けられているため、円形の中央部は、縦条溝３密度が高くなることから、台金２の底面中央部には、超砥粒４を高密度には配置できない。そこで、円形の窪み２ｃとした。窪み２ｃにも超砥粒４を電着させるのは、角部の超砥粒４の脱落に伴い、脱落した超砥粒４周辺の超砥粒４が連なって脱落するのを防止するためである。
【００２４】
図３（Ａ）に示すように、縦条溝３は、略Ｖ字形の溝で、山部３ｃの頂点を結ぶ破線と谷部３ｄとの深さが異なる。ここでは、浅い縦条溝３（Ａ両矢印）、深い縦条溝３（Ｂ両矢印）の２種とした。また、超砥粒４は、谷部３ｄに接して嵌り、山部３ｃの頂点を結ぶ点線より突出して、メッキ層６で電着されている。その結果、超砥粒４の研削面を上下２層（一点鎖線）とすることができる。
【００２５】
縦条溝３は、隣り合う縦条溝同士で、深さを異なるようにしてあるが、２列ごとに深さを変更すること、さらには、１：２等の比率で一方の深さの縦条溝３を増やすなどしてもよい。山部３ｃの頂点は鋭角か、僅かな平坦部を設ける。それにより、砥粒を高密度に配置することができるとともに、切粉排出経路を確保することができる。
【００２６】
超砥粒４の粒径ごとの好適な浅い縦条溝Ａ、深い縦条溝Ｂ、角度°は、図３（Ｂ）に示す通りである。当然、ＡとＢは同じ深さとしない。
【実施例２】
【００２７】
図４、５に、本発明である電着砥石１ａの第２の実施形態を示した。実施例１に比べ、台金２ａが細身で、研削部５ａにおいて、超砥粒４が図５に示すように、平面側にも電着されている。従って、縦条溝３ａも平面側にも設ける。その他、超砥粒４の電着、縦条溝３ａの配置、深さなど、実施例１と同様である。
【実施例３】
【００２８】
図６に、円盤型の電着砥石（電着ホイール１１）を示した。電着ホイール１１は、中心に回転軸に固定するための穴１４を穿設した円盤型の台金１２と、台金１２の周囲の平坦部に回転方向Ｒと非平行方向に横条溝１３が設けられ、横条溝１３に超砥粒４が嵌められ、電着される。電着ホイール１１の回転側面が研削部１５となる。
【００２９】
台金１２の素材、横条溝１３性状、条件は、実施例１〜３と同様である。即ち、横条溝１３は、深さの異なる２種以上の条溝からなり、メッキ層６によって、超砥粒４が電着される。台金１２の両側面にも横条溝１３に連設して条溝を設け、超砥粒４を電着してもよい。
【実施例４】
【００３０】
実施例１に基づく電着砥石１の耐久試験の結果を図７、８に示した。図７（Ａ）に示す電着砥石１の条溝は、深さ０．２ｍｍ（浅い縦条溝）０．３ｍｍ（深い縦条溝）の２種類とした。超砥粒４は、４０メッシュパスで３０メッシュに残るサイズのダイヤモンドである。
【００３１】
今回の試験での電着砥石１の周速度は２００ｍ／分、被研削体は炭化ケイ素で、切り込み深さは０．４ｍｍ、送り速度は、３００ｍｍ／分とした。当然、本発明である電着砥石は、通常の電着砥石の使用周速度である、５００ｍ〜２０００ｍ／分でも使用できる。
【００３２】
図７（Ｂ）〜図８に、上記条件で使用した時間（メートル表示）ごとの研削部５のほぼ同じ箇所の拡大写真を示した。図７（Ｂ）の使用前から２７０ｍ使用（図８（Ｉ））までである。図７（Ｂ）に示した直線が山部３ｃで、点線が谷部３ｄである。黒色の枠が、写真撮影時に前の撮影時から新たに超砥粒４の欠落を確認できたところである。
【００３３】
試験の結果、図８（Ｉ）の２７０ｍまで超砥粒４の脱落、研削部５の目詰まりは少なく研削に支障なかった。また研削音、回転軸の電流値にも異常も認められず、十分使用することができた。従来の台金に縦条溝３を設けず、平坦な面に超砥粒４を電着した場合の２〜３倍の耐久性を示した。研削部５の他の場所でも、超砥粒４の欠落は図７、８と同程度であった。
【実施例５】
【００３４】
縦条溝３ｅを断面略Ｕ字形としたときの電着砥石１ｃの表面の部分拡大断面を図９に示した。Ｕ字形とする場合には、上部を幅広にすることで、隣り合う溝同士、超砥粒４同士を所定の間隔をあけ、配置することができる。その他の条件は、Ｖ字形溝の場合の電着砥石１と同様である。
【００３５】
縦条講３ｅの断面が略Ｕ字形であれば、断面Ｖ字形の条溝よりも、超砥粒４の収容スペースを広く確保でき、超砥粒４をＵ字形溝にすっぽり埋没させることができるとともに、条溝側壁を垂直に近づけることができる。したがって、電着砥石と被研削体との摩擦に対する抵抗力が高めることができ、超砥粒４の脱落をより一層抑えることができる。開口部が底部より広い断面略台形の条溝であっても、断面Ｕ字形の条溝と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００３６】
１    電着砥石
１ａ  電着砥石  
１ｃ  電着砥石
２    台金
２ａ  台金
２ｃ  窪み
２ｅ  台金
３    縦条溝
３ａ  縦条溝
３ｃ  山部
３ｄ  谷部
３ｅ  縦条溝
４    超砥粒
５    研削部
５ａ  研削部
６    メッキ層
１１  電着砥石（電着ホイール）
１２  台金
１３  横条溝
１４  穴
１５  研削部
【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９】
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【図７】
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【図８】
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