JPH06190729A - 砥 石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】研削能率、研削比を高めるために、砥石周速を
高める。このために、砥石の遠心膨張を少なくして、径
の大きい砥石を使用できるようにした。 【構成】円板状の砥石コア２１の内周側を肉厚３０ｍｍ
の厚肉部２３とし、外周側を肉厚１０ｍｍの薄肉部２４
とし、厚肉部２３と薄肉部２４間に段付き２５を形成し
た。砥石コアの内周側に取付け穴２７を形成するととも
に外周側に砥石層２２を設けた。砥石層外周までの直径
に対して段付きまでの直径の割合いを０．６７５の近傍
に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、研削盤に用いられる砥
石に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】かかる砥石として、円板状の砥石コアの
外周に砥粒を結合剤で結合した砥石層を設け、砥石コア
の中心に円形の取付け穴を形成したものがある。前記取
付け穴を砥石軸の先端の小径部に嵌合させた状態で複数
のボルトを砥石コアを貫通して砥石軸の大径部にねじ込
むことによって前記砥石が砥石軸に固定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】研削能率，研削比を高
めるためには、砥石周速を高める必要がある。しかしな
がら、砥石周速を１６０ｍ／ｓ近くまで高めると、砥石
の遠心膨張量が大きくなり、砥石コア、砥石層およびそ
の接合部に内部応力が発生する。この内部応力が砥石層
の結合（接着）強度を上回ると、砥石コアに対して砥石
層が剥離する恐れがでてくる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解決するためになされたもので、請求項１の発明は、
円板状の砥石コアの外周に砥粒を結合剤で結合した砥石
層を設け、砥石コアの中心に円形の取付け穴を形成した
砥石において、前記砥石コアを内径側を厚肉、外径側を
薄肉として半径方向の途中に段付きを形成し、前記砥石
層外周までの直径に対する段付きまでの直径の割合いを
０．６７５の近傍に設定したものである。

【０００５】また請求項２の発明は、前記０．６７５の
近傍は、０．５００〜０．８２５の範囲内であり、請求
項３の発明は、前記０．６７５の近傍は、０．５００〜
０．６７５の範囲内であり、さらに請求項４の発明は、
円板状の砥石コアの外周に砥粒を結合剤で結合した砥石
層を設け、砥石コアの中心に円形の取付け穴を形成した
砥石において、前記砥石コアを内径側を厚肉、外径側を
薄肉として半径方向の途中に段付きを形成し、前記砥石
層外周までの直径に対する取付け穴の直径の割合いを
０．０７５以下にし、かつ前記砥石層外周までの直径に
対する段付きまでの直径の割合いを０．５００〜０．８
２５に設定したものである。

【０００６】

【作用】砥石を高速で回転させると自重によって遠心膨
張する。砥石コアを段付きにし、砥石層外周までの直径
に対する段付きまでの直径の割合いを０．６７５の近傍
に設定することにより、砥石の遠心膨張、円周方向の歪
みを抑えることができる。この結果、砥石周速を高める
ことができ、研削能率，研削比が高められる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図１に基づいて説明す
る。１０は水平軸線回りに回転する砥石軸であり、この
砥石軸１０は大径部１１と先端に形成された小径部１２
とからなっている。この小径部１２には砥石２０が嵌合
され、複数のボルト３０をフランジ３１，砥石２０を介
して大径部１１にねじ込むことによって、砥石２０が砥
石軸１０に固定される。

【０００８】砥石２０は円板状の砥石コア２１と、砥石
コア２１の外周に円周方向に連続して設けられた砥石層
２２とからなっている。砥石層２２は砥粒を結合剤で結
合したものであり、この砥石層２２は複数のセグメント
チップを円周方向に並べて砥石コア２１の外周に接着剤
で接着したものでも良いし、結合剤を焼き固めるときに
砥石コア２１の外周に固着したものでも良い。砥石コア
２１は内周側に肉厚３０ｍｍの厚肉部２３と外周側に肉
厚１０ｍｍの薄肉部２４を有し、厚肉部２３と薄肉部２
４間に段付き２５を有する。前記厚肉部２３には前記複
数のボルト３０を貫通する貫通穴２６を有するとともに
貫通穴２６の内周側に前記小径部１２の外周に嵌合され
る取付け穴２７を有する。

【０００９】本発明の実施例においては、上記砥石２０
の各部の寸法、取付け穴２７の直径を１５ｍｍ、段付き
２５までの直径を２４０ｍｍ（砥石層外周の半径方向の
変位を小さくするには、後で説明するように２７０ｍｍ
が最も望ましいが、作業者が砥石２０を砥石軸１０に取
付けるときに砥石２０をできるだけ軽くした方が望まし
いため、２４０ｍｍで製作した。）、砥石層２２の外周
までの直径を４００ｍｍ、砥石層２２の半径方向の厚さ
を６ｍｍとした。また、砥石コア２１の材質を鉄、砥石
コア２１のヤング率を２１，０００ｋｇｆ／ｍｍ2 、ポ
アソン比を０．３、比重を７．８とした。

【００１０】図２は、厚肉部２３の肉厚、薄肉部２４の
肉厚、砥石層２２の外周までの直径、砥石コア２１の材
質が上記したものと同一の条件で、段付き２５の直径に
よって砥石層２２の外周が直径方向にどれだけ変位した
かを示したものである。この図２に示すように、段付き
２５までの直径を増大させると、砥石層２２の外周の変
位が減少し、２７０ｍｍで変位が最小となり、２７０ｍ
ｍを越えると再び砥石層２２の外周の変位が増加するよ
うになる。

【００１１】これは、砥石コア２１を砥石２０の回転中
心から砥石層２２まで半径方向に断面したときの断面形
状（半径方向片側の断面形状）の重心の位置で説明で
き、前記断面形状の重心が砥石２０の回転中心側にある
程、砥石コア２１の自重による遠心力を小さくできる。
即ち、取付け穴２７から砥石層２２まで全て薄肉部２４
にするよりも、取付け穴２７側に厚肉部２３を設けた方
が重心を砥石２０の回転中心側にすることができ、逆に
取付け穴２７から砥石層２２まで全て厚肉部２３にする
よりも、砥石層２２側に薄肉部２４を設けた方が重心を
砥石２０の回転中心側にすることができる。

【００１２】また、砥石層２２の変位は、取付け穴２７
の直径によっても変化する。図２の点線は、取付け穴２
７の直径が８０ｍｍのとき、３点鎖線は取付け穴２７の
直径が６０ｍｍのとき、２点鎖線は取付け穴２７の直径
が４０ｍｍのとき、１点鎖線は取付け穴２７の直径が３
０ｍｍのとき、実線は取付け穴２７の直径が１５ｍｍの
ときである。

【００１３】図２から分かるように、取付け穴２７の直
径を小さくすれば、遠心膨張による砥石層２２の外周の
変位を小さくできる。これもまた、砥石コア２１を砥石
２０の回転中心から砥石層２２まで半径方向に断面した
ときの断面形状の重心の位置で説明でき、前記断面形状
の重心が砥石２０の回転中心側にある程、砥石コア２１
の自重による遠心力を小さくできる。即ち、砥石層外周
までの直径を一定のままで取付け穴２７の直径を小さく
した方が、重心を取付け穴２７側にすることができる。
砥石層外周までの直径を増大させたときは、取付け穴２
７の直径を小さくすれば、重心の位置の変化がない。

【００１４】また図２は、砥石層外周までの直径に対す
る段付き２５までの直径の割合いによって砥石層２２の
外周が直径方向にどれだけ変化したかを示したものでも
ある。ここで、図２の点線は、砥石層外周までの直径に
対する取付け穴２７の直径の割合いが０．２のとき、３
点鎖線は砥石層外周までの直径に対する取付け穴２７の
直径の割合いが０．１５のとき、２点鎖線は砥石層外周
までの直径に対する取付け穴２７の直径の割合いが０．
１のとき、１点鎖線は砥石層外周までの直径に対する取
付け穴２７の直径の割合いが０．０７５のとき、実線は
砥石層外周までの直径に対する取付け穴２７の直径の割
合いが０．０３７５のときである。

【００１５】このように、砥石層外周の変位は、砥石層
外周までの直径に対する段付き２５までの直径の割合い
によって変化し、また、砥石層外周までの直径に対する
取付け穴２７の直径の割合いによっても変化することが
分かる。従って砥石層外周の変位を小さくするには、砥
石層外周までの直径に対する段付き２５までの直径の割
合いが０．６７５、換言すれば、砥石層２２の外周まで
の直径を４００ｍとした場合、段付き２５までの直径を
２７０ｍｍにするのが最も良く、これは砥石層外周まで
の直径の大小に関係しない。すなわち、砥石コア２１の
断面形状が前記割合い０．６７５を満たす相似関係にあ
ればよい。

【００１６】また、砥石層外周までの直径に対する取付
け穴２７の直径の割合いをできるだけ小さくすれば、砥
石層外周の変位が少なくなるし、砥石層外周までの直径
の増大につれて取付け穴２７の直径を小さくする方が、
砥石層外周の変位を同じにすることができる。本発明の
砥石は、砥石層外周までの直径が４００ｍｍの場合にお
いて、砥石層２２の外周の変位を２５μｍ以下にするた
めに、図２からも明らかなように、取付け穴２７の直径
を１５〜３０ｍｍ、段付き２５までの直径を２３０〜３
１０ｍｍとする必要があり、砥石層外周までの直径に対
する割合いで見た場合、砥石層外周までの直径に対する
取付け穴２７の直径の割合いを０．０７５以下、砥石層
外周までの直径に対する段付き２５までの直径の割合い
を０．５７５以上、０．７７５以下にする必要がある。
この場合、上記したように砥石２０の重量をできるだけ
小さくするためには、上記範囲は０．５７５以上、０．
６７５以下にすることがより望ましい。

【００１７】ただし、砥石層２２の外周の許容変位は、
砥石コア２１に対する砥石層２２の結合（接着）強度に
関係し、結合強度が強いものにおいては、砥石層２２の
外周の変位は２６μｍでも許容できるようになる。この
場合においては、段付き２５までの直径は２００〜３３
０ｍｍの範囲内（より望ましくは、２００〜２７０ｍ
ｍ）であればよく、砥石層外周までの直径に対する割合
いで見た場合、０．５００〜０．８２５（より望ましく
は、０．５００〜０．６７５）となる。

【００１８】実験によれば、周速１６０ｍ／ｓで砥石を
高速回転して砥石層２２が剥離する砥石層２２の外周変
位を調査した結果、砥石層外周までの直径に対する段付
き２５までの直径の割合いが０．５００以上、０．８２
５以下の範囲内であれば、現状の結合（接着）強度から
２６μｍまでは砥石層２２の剥離現象を回避でき、２７
μｍになると一部砥石層２２が剥離する現象が見られ、
現状の結合（接着）強度から砥石層２２の外周変位を２
６μｍ以内に抑えることが確認できた。

【００１９】このように、砥石層外周までの直径に対す
る段付き２５までの直径の割合いを適切に設定すること
により、砥石２０の遠心膨張、円周方向の歪みを抑える
ことができ、砥石２０を超高速で回転させても砥石コア
２１に対する砥石層２２の剥離を防止できるようにな
る。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、砥石コアを
段付きし、砥石層外周までの直径に対する段付きまでの
直径の割合いを０．６７５の近傍に設定したことによ
り、砥石の遠心膨張、円周方向の歪みを抑えることがで
きる。よって、砥石周速が高められ、研削能率，研削比
を高め得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る砥石の全体断面図。

【図２】段付きまでの直径によって砥石層の外周の変位
量が変化することを表した図。

【符号の説明】

２０ 砥石 ２１ 砥石コア ２２ 砥石層 ２３ 厚肉部 ２４ 薄肉部 ２５ 段付き ２７ 取付け穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板状の砥石コアの外周に砥粒を結合剤
   で結合した砥石層を設け、砥石コアの中心に円形の取付
   け穴を形成した砥石において、前記砥石コアを内径側を
   厚肉、外径側を薄肉として半径方向の途中に段付きを形
   成し、前記砥石層外周までの直径に対する段付きまでの
   直径の割合いを０．６７５の近傍に設定したことを特徴
   とする砥石。
2. 【請求項２】 前記０．６７５の近傍は、０．５００〜
   ０．８２５の範囲内である請求項１に記載の砥石。
3. 【請求項３】 前記０．６７５の近傍は、０．５００〜
   ０．６７５の範囲内である請求項１に記載の砥石。
4. 【請求項４】 円板状の砥石コアの外周に砥粒を結合剤
   で結合した砥石層を設け、砥石コアの中心に円形の取付
   け穴を形成した砥石において、前記砥石コアを内径側を
   厚肉、外径側を薄肉として半径方向の途中に段付きを形
   成し、前記砥石層外周までの直径に対する取付け穴の直
   径の割合いを０．０７５以下にし、かつ前記砥石層外周
   までの直径に対する段付きまでの直径の割合いを０．５
   ００〜０．８２５に設定したことを特徴とする砥石。