(57)【要約】      （修正有）【課題】ＣＢＮ砥石を用いて被研削物を研削する際、ＣＢＮ砥石の動作を好適に制御して研削焼けを防止すると共に作業効率を向上させた研削を行う。【解決手段】立方晶窒化ホウ素の砥粒を含む砥石３を周速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）で回転させるステップと、前記砥石３を被研削物２の表面に対して接触面圧Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ２）で押圧するステップと、前記押圧の方向に直交する前記被研削物２の面上を、送り速度Ｕ（ｍ／ｍｉｎ）で前記被研削物２と前記砥石３とを相対移動させるステップと、を含み、前記接触面圧Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ２）、前記周速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）及び前記送り速度Ｕ（ｍ／ｍｉｎ）を、下記（１）〜（４）式を満足させて前記表面を研削する。Ｐ≦９．０ｋｇｆ／ｃｍ２…（１）Ｖ≦１．０×１０３ｍ／ｍｉｎ…（２）Ｐ・Ｖ≦５．６×１０３［ｋｇｆ／ｃｍ２］・［ｍ／ｍｉｎ］…（３）Ｕ≦１．０ｍ／ｍｉｎ…（４）【選択図】図１
2017052070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立方晶窒化ホウ素の砥粒を含む砥石を周速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）で回転させるステップと、
前記砥石を前記被研削物の表面に対して接触面圧Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ２）で押圧するステップと、
前記押圧の方向に直交する前記被研削物の面上を、送り速度Ｕ（ｍ／ｍｉｎ）で前記被研削物と前記砥石とを相対移動させるステップと、
を含み、
前記接触面圧Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ２）、前記周速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）及び前記送り速度Ｕ（ｍ／ｍｉｎ）を、下記（１）〜（４）式を満足させて前記表面を研削することを特徴とする研削方法。
記
Ｐ≦９．０ｋｇｆ／ｃｍ２  …（１）
Ｖ≦１．０×１０３ｍ／ｍｉｎ  …（２）
Ｐ・Ｖ≦５．６×１０３［ｋｇｆ／ｃｍ２］・［ｍ／ｍｉｎ］  …（３）
Ｕ≦１．０ｍ／ｍｉｎ  …（４）
【請求項２】
前記表面を研削する処理は、粗研削処理により研削焼けが生じた前記表面を研削して除去する仕上げ研削処理であることを特徴とする請求項１に記載の研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄所では鋼材の表面に圧延中に生じた疵を手入れしたり、酸化皮膜を除去したりするため、砥石を研削用のグラインダ等に装着して鋼材の表面を研削する処理が行われる。こうした研削処理においては、近年、一般砥石に比して非常に高い研削比（除去体積／砥石摩耗体積）を有するダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）の砥粒を含む超砥粒砥石が採用されている。例えば特許文献１では、ＣＢＮの砥粒を含む砥石（以下「ＣＢＮ砥石」と称する。）を用いて表面仕上げを行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−６６３６５号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかし特許文献１の技術を用いる場合、ＣＢＮ砥石の硬度が非常に高い故に、例えば鋼材に対する砥石の周速度が速くなりすぎる場合、ＣＢＮ砥石と鋼材との接点における摩擦熱が高くなり過ぎて、黒みがかった色調を有する酸化被膜（いわゆる「研削焼け」）等が形成される場合がある。更に研削焼けが高じると、鋼材の歪み、変形が生じる場合もある。研削焼けした鋼材はそのままでは出荷が難しいため、再度、表面処理を行う手間が発生する。研削焼けを防止するためには、研削の際のＣＢＮ砥石の周速度を低下させたり鋼材への接触面圧を低下させたりすることとなるが、低下させ過ぎると鋼材１枚あたりの研削処理の時間が増加し、作業効率が低下してしまう。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の問題に着目して為されたものであって、ＣＢＮ砥石を用いて被研削物を研削する際、研削焼けを防止すると共に作業効率を向上させることができる研削方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の研削方法に係るある態様は、立方晶窒化ホウ素の砥粒を含む砥石を周速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）で回転させるステップと、前記砥石を被研削物の表面に対して接触面圧Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ２）で押圧するステップと、前記押圧の方向に直交する前記被研削物の面上を、送り速度Ｕ（ｍ／ｍｉｎ）で前記被研削物と前記砥石とを相対移動させるステップと、を含み、前記接触面圧Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ２）、前記周速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）及び前記送り速度Ｕ（ｍ／ｍｉｎ）を、下記（１）〜（４）式を満足させて前記表面を研削することを要旨とする。
記
Ｐ≦９．０ｋｇｆ／ｃｍ２  …（１）
Ｖ≦１．０×１０３ｍ／ｍｉｎ  …（２）
Ｐ・Ｖ≦５．６×１０３［ｋｇｆ／ｃｍ２］・［ｍ／ｍｉｎ］  …（３）
Ｕ≦１．０ｍ／ｍｉｎ  …（４）
【発明の効果】
【０００７】
したがって本発明によれば、ＣＢＮ砥石を用いて被研削物を研削する際、ＣＢＮ砥石の動作を、研削焼けを防止すると共に作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に用いる研削装置の構成の概略を模式的に説明する断面図を含むブロック図である。
【図２】演算制御装置の構成の概略を模式的に説明するブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る研削方法で用いられる接触面圧と周速度とが選択されるベース範囲を説明するグラフ図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る研削方法を説明するフローチャートである。
【図５】接触面圧と周速度とを変化させて行った研削の実験結果を説明するグラフ図である。
【図６】変形例に係る研削方法を模式的に説明する断面図を含むブロック図である（その１）。
【図７】変形例に係る研削方法を模式的に説明する断面図を含むブロック図である（その２）。
【図８】変形例に係る研削方法を模式的に説明する断面図を含むブロック図である（その３）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。また以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」に、「右」が「左」になることは勿論である。
【００１０】
−研削装置の構造−
本発明の実施の形態に用いる研削装置１は、図１に示すように、略円柱状（ホイール状）の砥石３と、この砥石３の円柱の軸方向の被研削物２と反対側の端部に砥石３と同軸で設けられた回転軸５と、この回転軸５の砥石３と反対側の端部に設けられ砥石３を軸中心に回転させる回転駆動装置１０と、を備える。また研削装置１は、回転駆動装置１０の回転軸５と反対側に設けられ砥石３を被研削物２に対して押し込む押圧装置２０と、被研削物２を載置する支持台３１とこの支持台３１を回転軸５の軸方向に直交する方向に往復移動自在に駆動する送り駆動機構３２とを有する送り装置３０と、を備える。また研削装置１は、砥石３の被研削物２に対する接触面圧Ｐ、回転する砥石３の周速度Ｖ及び被研削物２の砥石３に対する送り速度Ｕ等の研削条件を制御可能な演算制御装置５０を備える。尚、図１に示した研削装置１では、説明のため被研削物２は断面視で表現されている。
【００１１】
被研削物２としては鋼板を用いる場合を例示的に説明し、具体的には例えば炭素含有量が０．２％程度以下の軟鋼材が採用できる。砥石３は、被研削物２に接触する側の円柱の底面に例えば粒度６０程度（ＪＩＳ規格）のＣＢＮ砥粒が、例えば電着法で形成されたＣＢＮ砥石であり、図１中で上下方向の高さをなす幅（厚み）は例えば５ｍｍ程度である。
【００１２】
回転駆動装置１０は例えば電動モータ等によって構成でき、回転軸５を支持しながら回転軸５に回転力を付与する。押圧装置２０は、砥石３の被研削物２に対する接触面圧Ｐを調整するように、被研削物２と砥石３の相対位置を変化させ、被研削物２に対して砥石３を近接離反自在に移動する。押圧装置２０は、砥石３を被研削物２に対して一定の圧力で押し込み、砥石３から被研削物２に負荷される接触面圧Ｐを維持する。押圧装置２０は例えば油圧シリンダー等によって構成できる。
【００１３】
また本発明の実施の形態に係る研削装置１は、回転駆動装置１０による砥石３への回転力の付与と、押圧装置２０による押圧力の付与とが互いに独立して実行されるように、回転駆動装置１０と押圧装置２０とが、相手方の動作に干渉しないように連結されている。図１に示すように、回転駆動装置１０は周速制御部５１に、また押圧装置２０は面圧制御部５２にそれぞれ接続されている。
【００１４】
送り装置３０は、被研削物２を下方から支持する支持台３１と、この支持台３１の下方に設けられた送り駆動機構３２とを備え、被研削物２を砥石３側に一定の送り速度Ｕで移動する。送り駆動機構３２としては、図１中に例示したように、符号の付記を省略する支持台３１を載置して固定する固定台と、この固定台の下部に設けられ支持台３１と固定台とを一体的に移動自在に支持する複数の車輪と、複数の車輪を制御して回転させる図示を省略する電動モータ等の駆動源等を組み合わせて構成できる。送り駆動機構３２は送り速度制御部５３に接続されている。送り駆動機構３２は、固定台にナットを固定しておき、このナットに挿入された雄ネジを電動モータで回転させることで、固定台を移動するようにすることもできる。
【００１５】
研削装置１は、砥石３の底面を被研削物２の表面（図１中の上側の面）に上側から正対させ、被研削物２の表面に対して一定の接触面圧Ｐで押圧した状態を維持したまま、押圧方向に直交する面内を一定の周速度Ｖで回転させつつ、被研削物２を一定の送り速度Ｕで砥石３側へ送り出すことにより被研削物２の表面を研削する。尚、砥石３と被研削物２とが、送り出し方向と送り出し方向に直交する方向との二方向（Ｘ−Ｙ方向）に、表面に平行な面内で相対的に移動自在となるように構成すれば、被研削物２の表面が砥石３の研削面に比して非常に大きい場合であっても効率的に研削できる。
【００１６】
二方向の相対移動は、例えば押圧装置２０側に、押圧装置２０側を互いに直交する直線状でそれぞれ往復動作を行うように、２個以上の直動モータ等を設けることで構成してもよいし、或いは送り装置３０側を同様に構成してもよい。このように被研削物２の送り速度Ｕは絶対速度としてではなく、砥石３と被研削物２との相対速度として表現される。
【００１７】
演算制御装置５０は、図２に示すように、接触面圧判定回路５０１と周速度算出回路５０２とを有する。また演算制御装置５０には、図１に示すように、周速制御部５１、面圧制御部５２及び送り速度制御部５３がそれぞれ接続されている。また演算制御装置５０には、入力装置６１及びデータ記憶装置６２がそれぞれ接続されており、演算制御装置５０は、データ記憶装置６２の内部に格納されたデータにアクセス可能に構成されている。データ記憶装置６２には、入力装置６１を介して砥石３の接触面圧Ｐ及び被研削物２の送り速度Ｕが入力される。演算制御装置５０は、接触面圧Ｐと送り速度Ｕとを入力データとして周速度Ｖを決定する演算処理を実行する。
【００１８】
接触面圧Ｐ及び送り速度Ｕは、研削焼けを防止するため、被研削物２の種類に応じて、それぞれ上限値が設定されている。被研削物２が軟鋼材の場合、接触面圧Ｐの上限値Ｐ０＝９．０（ｋｇｆ／ｃｍ２）程度、送り速度Ｕの上限値Ｕ０＝１．０（ｍ／ｍｉｎ）程度が経験則としてそれぞれ決定できる。すなわち演算制御装置５０は、周速度Ｖの決定において、接触面圧Ｐの値を０＜Ｐ≦Ｐ０の範囲内で、また送り速度Ｕの値を０＜Ｕ≦Ｕ０の範囲内で選択する。
【００１９】
尚、研削の際、砥石３の回転方向と被研削物２の送り方向とが同一直線上で互いに逆向きとなる場合に、砥石３の速度と被研削物２の速度とが互いに逆向きとなり、相対速度は最大値をなすので、研削後の研削焼けの程度も大きくなる。送り速度Ｕの上限値Ｕ０は、この相対速度の最大値を考慮して設定されている。
【００２０】
更に演算制御装置５０は、周速度と接触面圧の間に成り立つ比例関係（ＰＶ＜α）を考慮して周速度Ｖを決定する。ここでαは、被研削物２の種類から定まる圧力と速度の次元（[ｋｇｆ／ｃｍ２]・[ｍ／ｍｉｎ]）を有する比例定数であり、入力装置６１を介してデータ記憶装置６２に格納されている。例えば、被研削物２が軟鋼材の場合、比例定数α＝５．６×１０３（[ｋｇｆ／ｃｍ２]・[ｍ／ｍｉｎ]）程度が、経験則として決定できる。また決定される周速度Ｖは、研削焼けを防止するため、一定の上限値Ｖ０が被研削物２の種類に応じて設定されている。被研削物２が軟鋼材の場合、Ｖ０＝１．０×１０３（ｍ／ｍｉｎ）程度が経験則として決定できる。すなわち周速度Ｖは、０＜Ｖ≦Ｖ０の範囲内である。
【００２１】
データ記憶装置６２の内部には、図３中に斜線を付した示す領域で示すように、研削に用いる接触面圧Ｐ及び周速度Ｖの入力データの組み合わせ（Ｐ，Ｖ）の範囲（ベース範囲）Ｓが格納されている。ベース範囲Ｓ（Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２）は、接触面圧Ｐの軸であるＸ軸、周速度Ｖの軸であるＹ軸、直線Ｘ＝Ｐ０、直線Ｙ＝Ｖ０及び半比例の曲線Ｃ１：ＰＶ＝αで囲まれた領域のうち、Ｘ軸（Ｐ）上の点、Ｙ軸（Ｖ）上の点及び曲線Ｃ１上の点を除いた領域（０＜Ｐ≦Ｐ０，０＜Ｖ≦Ｖ０，ＰＶ＜α）に含まれる（Ｐ，Ｖ）の値の組み合わせの集合で表現される。
【００２２】
演算制御装置５０の接触面圧判定回路５０１は、ベース範囲Ｓの中から、研削に用いる接触面圧Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ２）の大きさに応じて、研削に用いる砥石３の周速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）を算出するための選択範囲を、比例定数αを周速度Ｖの上限値Ｖ０で除した値で決まる閾値（α／Ｖ０）を用いて下記の（１）及び（２）の２つの場合に分けて設定する。
【００２３】
（１）Ｐ＜（α／Ｖ０）のとき
接触面圧判定回路５０１は、接触面圧Ｐの大きさが、閾値（α／Ｖ０）未満の場合、周速度Ｖの選択範囲を０＜Ｖ≦Ｖ０に設定する。そして演算制御装置５０の周速度算出回路５０２は、設定された選択範囲内で、研削に用いる周速度Ｖを１点算出する。例えば周速度Ｖ＝Ｖ０と算出できる。すなわち図３中のベース範囲Ｓ中の左側の領域Ｓ１（０＜Ｐ＜（α／Ｖ０），０＜Ｖ≦Ｖ０）の中から（Ｐ，Ｖ）は選択される。
【００２４】
（２）（α／Ｖ０）≦Ｐのとき
接触面圧判定回路５０１は、接触面圧Ｐの大きさが閾値（α／Ｖ０）以上の場合、周速度Ｖの選択範囲を０＜Ｖ＜（α／Ｐ）に設定する。ここで（α／Ｐ）を周速度Ｖの「上限境界値」と定義し、（α／Ｐ）＜Ｖ０である。そして演算制御装置５０の周速度算出回路５０２は、設定された選択範囲内で、研削に用いる周速度Ｖを１点算出する。１点の算出方法は適宜決められてよく、例えば周速度Ｖの上限境界値（α／Ｐ）より一定量低い値を算出するために補正係数βを設定し、Ｖ＝（α／Ｐ）−β（ｍ／ｍｉｎ）のように減算して得られた値を、研削に用いる周速度Ｖとして算出するように演算制御装置５０を構成できる。すなわち図３中のベース範囲Ｓ中の右側の領域Ｓ２（（α／Ｖ０）≦Ｐ≦Ｐ０），０＜Ｖ＜（α／Ｐ））の中から（Ｐ，Ｖ）は選択される。
【００２５】
周速度算出回路５０２が算出した砥石３の周速度Ｖのデータはデータ記憶装置６２に格納されると共に、周速制御部５１に入力される。またデータ記憶装置６２に格納された砥石３の接触面圧Ｐのデータは演算制御装置５０を介して面圧制御部５２に入力される。またデータ記憶装置６２に格納された被研削物２の送り速度Ｕのデータは演算制御装置５０を介して送り速度制御部５３に入力される。また演算制御装置５０が、データ記憶装置６２から周速度Ｖ、接触面圧Ｐ及び送り速度Ｕのデータを読み出して、図示を省略した表示装置に表示するように構成してもよい。
【００２６】
周速制御部５１は、入力された周速度Ｖで砥石３が回転するように、回転駆動装置１０の動作を制御する。また面圧制御部５２は、入力された接触面圧Ｐで砥石３が被研削物２を押圧するように、押圧装置２０の動作を制御する。また送り速度制御部５３は、入力された送り速度で被研削物２が砥石３に対して送り出されるように送り装置３０の動作を制御する。
【００２７】
−研削方法−
次に本発明の実施の形態に係る研削方法を、図４のフローチャートを参照して説明する。本発明の実施の形態に係る研削方法では、研削装置１を用いて、被研削物２の表面を砥石３で乾式研削する場合を例示的に説明する。まず予め砥石３を被研削物２から一定距離だけ離間させた研削初期位置に配置しておく。
【００２８】
次に、図４のステップＳ１において、砥石３の接触面圧Ｐ及び被研削物２の送り速度Ｕを設定する。このとき被研削物２が軟鋼材であれば、砥石３の周速度Ｖの上限値Ｖ０＝１．０×１０３（ｍ／ｍｉｎ）、ＰＶ関係の比例定数α＝５．６×１０３（[ｋｇｆ／ｃｍ２]・[ｍ／ｍｉｎ]）であるので、閾値（α／Ｖ０）は、
α／Ｖ０＝５．６×１０３／１．０×１０３＝５．６（ｋｇｆ／ｃｍ２）
である。
【００２９】
次にステップＳ２において、演算制御装置５０の接触面圧判定回路５０１は、接触面圧Ｐの大きさが閾値（α／Ｖ０）未満であるか否かを判定する。例えば接触面圧Ｐ＝４．０（ｋｇｆ／ｃｍ２）の場合、Ｐ＜（α／Ｖ０）となり、上記（１）の場合に該当する。そしてステップＳ３に移行し、演算制御装置５０は周速度Ｖの選択範囲を、０＜Ｖ≦Ｖ０と設定する。次にステップＳ５において、演算制御装置５０は、０＜Ｖ≦Ｖ０＝１．０×１０３（ｍ／ｍｉｎ）の選択範囲内で、研削に用いる周速度Ｖを、例えばＶ＝Ｖ０＝１．０×１０３（ｍ／ｍｉｎ）のように算出する。
【００３０】
一方、ステップＳ２において、例えば接触面圧Ｐ＝８．０（ｋｇｆ／ｃｍ２）の場合、（α／Ｖ０）≦Ｐとなり、上記（２）の場合に該当する。そしてステップＳ４に移行し、演算制御装置５０は周速度Ｖの選択範囲を、
０＜Ｖ＜（α／Ｐ）
０＜Ｖ＜５．６×１０３／８．０＝７００（ｍ／ｍｉｎ）
として設定し、ステップＳ５に移行する。
【００３１】
次にステップＳ５において、演算制御装置５０は、０＜Ｖ＜７００（ｍ／ｍｉｎ）の選択範囲内で、研削に用いる周速度Ｖを１点算出する。１点の算出には、例えば上限境界値（α／Ｐ）より減じる補正係数βとして２０（ｍ／ｍｉｎ）の値を用いて、
Ｖ＝７００−２０＝６８０（ｍ／ｍｉｎ）
と、減算して、６８０（ｍ／ｍｉｎ）の値を算出する。
【００３２】
次にステップＳ６において、演算制御装置５０は、入力された送り速度Ｕで被研削物２が砥石３に対して送り出されるように送り装置３０の動作を制御し、被研削物２を砥石３側へ送り出す。次にステップＳ７において、演算制御装置５０は、ステップＳ５で算出した周速度Ｖで回転駆動装置１０の動作を制御して砥石３を回転させる。
【００３３】
次にステップＳ８において、演算制御装置５０は、設定された接触面圧Ｐで砥石３が被研削物２を押圧するように、押圧装置２０の動作を制御して砥石３を周方向に回転させつつ移動させて被研削物２に接触させると共に、研削中の接触面圧Ｐを維持する。そして被研削物２を、砥石３に近接した側に位置する端部を先端側（図１中の右側）として、砥石３側に送り出して、被研削物２の表面を研削する。そして砥石３が被研削物２の後端側の端部を通過するまで、更に被研削物２を進行方向奥側（図１中の左側）に向かって送り出し、被研削物２の表面を砥石３の外径に応じた幅で直線状に研削して、本発明の実施の形態に係る研削方法が完了する。
【００３４】
次に、砥石３を、被研削物２の進行方向と直交する方向に僅かに移動（シフト）させて砥石３が被研削物２の表面上で接触する位置を変更する。このとき砥石３が被研削物２の長手方向の両端部のうち後端に近接した位置に待機している場合には、先行の研削動作と被研削物２の進行方向を逆にして、被研削物２の後端側から被研削物２を砥石３側へ送り出す。そして本発明の実施の形態に係る研削方法を用いて被研削物２の表面を、この後続の研削動作では後で処理される側である先端側まで研削する。続けて、砥石３を、被研削物２の進行方向と直交する方向に更に僅かにシフトさせて位置を変更し、今度は被研削物２の先端側から被研削物２を砥石３側へ送り出して…を繰り返し、被研削物２の表面全面を研削することが可能である。
【００３５】
次に、被研削物２を軟鋼材とし、接触面圧Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ２）と周速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）を変化させて研削実験を行った結果について説明する。図５は、接触面圧Ｐ及び周速度Ｖが研削焼けの有無に及ぼす影響を示すグラフである。ここで、被研削物２の送り速度Ｕは、Ｕ＝１．０（ｍ／ｍｉｎ）とした。図５中の曲線Ｃ１ａの比例定数は５．６×１０３（[ｋｇｆ／ｃｍ２]・[ｍ／ｍｉｎ]）である。
【００３６】
図５中の丸（○）印をデータ点とする１２個のプロットは、研削後に、被研削物２の表面に、黒みがかった色調の研削焼けが目視で確認されなかった場合の接触面圧Ｐ及び周速度Ｖのそれぞれの値の組み合わせ（Ｐ，Ｖ）を示す。一方、図５中のバツ（×）印をデータ点とする１５個のプロットは、研削後に、被研削物２の表面に研削焼けが目視で確認された場合の接触面圧Ｐ及び周速度Ｖのそれぞれの値の組み合わせ（Ｐ，Ｖ）を示す。なお、研削前後で、被研削物２の表面の硬度を反発式計測計を用いて測定した。目視にて黒みがかった色調の研削焼けが認められなかった場合には、研削前後での表面の硬度差も生じていないことが確認できた。
【００３７】
図５中のＸ軸（接触面圧Ｐ）、Ｙ軸（周速度Ｖ）、直線Ｘ＝９．０、直線Ｙ＝１．０×１０３及び曲線Ｃ１ａ：ＰＶ＝５．６×１０３で囲まれたベース範囲Ｓには、研削焼けが発生しなかった○印の１２個のプロットのうち９個の○印のプロットが含まれている。一方、図５中のベース範囲Ｓ以外の領域には、研削焼けが発生した１５個のプロットがすべて含まれている。よって以下の（１）〜（４）式を満足するように、接触面圧Ｐ、送り速度Ｕ、周速度Ｖを設定することで、確実に研削焼けを防止できることがわかる。
Ｐ≦９．０ｋｇｆ／ｃｍ２  …（１）
Ｖ≦１．０×１０３ｍ／ｍｉｎ  …（２）
Ｐ・Ｖ≦５．６×１０３［ｋｇｆ／ｃｍ２］・［ｍ／ｍｉｎ］  …（３）
Ｕ≦１．０ｍ／ｍｉｎ  …（４）
【００３８】
本発明の実施の形態に係る研削方法によれば、ＣＢＮ砥粒を含む砥石３を用いて被研削物２である軟鋼材を研削する際、砥石３の接触面圧Ｐの大きさに応じた選択範囲を設定し、演算制御装置５０が設定された選択範囲の中から研削に用いる砥石３の周速度Ｖを算出する。そして算出に用いた接触面圧Ｐ、算出した周速度Ｖ、設定した被研削物２の送り速度Ｕを用いて、周速制御部５１、面圧制御部５２及び送り速度制御部５３に、回転駆動装置１０、押圧装置２０及び送り装置３０がそれぞれ駆動されて研削を行う。よって、砥石３の動作を被研削物２に研削焼けが生じない上限に近い範囲で好適に制御して、研削焼けを防止すると共に作業効率を向上させた研削を行うことができる。
【００３９】
（変形例）
次に、本発明の実施の形態に係る研削方法の変形例を図６〜図８を参照して説明する。変形例に係る研削方法では、例えば軟鋼材である被研削物２の表面に対して、例えば粗研削及び仕上げ研削の両方を施す場合のように、同一箇所に対して少なくとも２回以上の研削作業が生じる場合における最後の研削作業で図４に示したステップＳ１〜Ｓ８を行う。すなわち同じＣＢＮ砥石を用いて、粗研削と仕上げ研削の両方を連続して行う点が特徴である。尚、変形例に係る研削方法は、図１に示した研削装置１を用いて行うため、以下の説明においては、図１に示した研削装置１の同じ符号を付した部材については詳細な説明を省略し、動作を中心に説明する。
【００４０】
変形例に係る研削方法では、粗研削及び仕上げ研削を１回ずつ計２回行うこととする。まず図６に示すように、粗研削において図３に示したベース範囲Ｓに含まれない値Ｖｘで砥石３を回転させると共に、同様にベース範囲Ｓに含まれない値Ｐｘで砥石３を押圧しつつ、一定の送り速度Ｕｘで被研削物２を送り出して粗研削を行い、被研削物２の表面から一定の厚みｔ１を除去する。粗研削では、ＣＢＮ砥粒が有する高い機械的強度を充分に活用して高い作業効率で研削を行う。
【００４１】
粗研削により、被研削物２の表面の砥石３が通過した領域に対応する部分には、研削焼けが生じた領域（研削焼け層）２ａが形成される。図６中には研削焼け層２ａが一定の厚みｔ２で形成された状態が例示されている。尚、このとき形成される研削焼け層２ａの厚みｔ２が、図３に示したベース範囲Ｓに含まれる研削条件を用いた１回の研削で除去可能な範囲内の厚みとなるように、粗研削は行われている。
【００４２】
次に、図４で示したステップＳ１〜Ｓ８を行って、被研削物２に対して砥石３を設定された接触面圧Ｐ及び算出された周速度Ｖで動作させると共に、被研削物２を設定された送り速度Ｕで送り出して、図７に示すように、表面の研削焼けが生じた層を除去する仕上げ研削を行う。本発明の実施の形態に係る研削方法を用いて仕上げ研削を行うことにより、仕上げ研削が完了すると、図８に示すように、研削焼け層２ａは除去され、最終的に研削焼けが残らない製品を得ることができる。
【００４３】
本発明の実施の形態に係る研削方法の変形例によれば、被研削物２の研削すべき厚みが全体で相当程度存在する場合であっても、ＣＢＮ砥石の高い研削能力（研削除去体積／研削時間）を活用して粗研削し、効率よく研削作業を行うことができる。粗研削の際に発生する研削焼け層２ａの厚みｔ１は極表層に留まるため、粗研削に用いたのと同じ砥石３を用いて、図４に示したステップＳ１〜Ｓ８を行って仕上げ研削し、研削焼け層２ａを除去可能である。また研削焼け層２ａを除去後の被研削物２（製品）の材料強度も母材との差異が殆どない。
【００４４】
（その他の実施の形態）
本発明は上記のとおり開示した実施の形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになると考えられるべきである。例えば上記した本発明の実施の形態に係る研削方法では、砥石３の接触面圧Ｐ、被研削物２の送り速度Ｕの値を予め設定した上で、接触面圧Ｐの大きさに応じて、周速度Ｖの選択範囲を設定し、設定した選択範囲の中から研削に用いる周速度Ｖを算出した。しかし演算制御装置５０は、接触面圧Ｐ、周速度Ｖ及び送り速度Ｕの値を、上記した０＜Ｐ≦Ｐ０、０＜Ｖ≦Ｖ０、０＜Ｕ≦Ｕ０及びＰＶ＜αを同時に満たすようにそれぞれ変化させて設定するように構成することが可能である。
【００４５】
また砥石３が研削する被研削物２は、厚板や薄板といった厚みや全体寸法が異なる製品であってもよいし、板状製品の他にもＨ形鋼、鋼矢板、軌条（レール）等の形鋼製品であってもよい。また被研削物２は加熱炉に投入する前のスラブやブルーム等の半製品であってもよい。
以上のように、本発明は、本明細書及び図面に記載していない様々な実施の形態等を含むとともに、本発明の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００４６】
１    研削装置
２    被研削物
２ａ  研削焼け層
３    砥石
１０  回転駆動装置
２０  押圧装置
３０  送り装置
５０  演算制御装置
５１  周速制御部
５２  面圧制御部
５３  送り速度制御部
Ｐ    接触面圧
Ｖ    周速度
Ｕ    送り速度
【図１】
2017052070.tif 000003
【図２】
2017052070.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017052070.tif 000007
【図６】
2017052070.tif 000008
【図７】
2017052070.tif 000009
【図８】
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