JPH0669666B2 - ダイヤモンドドレッサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンドドレッサ
に関し、特に安定したドレッシング性能と耐久性を得る
技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダイヤモンドがその一部を露出した状態
で埋設されたドレッシング面を有し、回転している研削
砥石の研削面にそのドレッシング面を押し付けることに
より研削砥石のドレッシング、即ち目立ておよび形直し
を行うダイヤモンドドレッサが知られている。たとえ
ば、実開平１−６６９６８号公報に記載されたものがそ
れである。このようなダイヤモンドドレッサのうち、粒
状ダイヤモンドが埋設された形式のもの、特に複数の粒
状ダイヤモンドが埋設された多石ダイヤモンドドレッサ
は、小粒のダイヤモンドが用いられ得るために安価とな
るとともに、複数の粒状ダイヤモンドがドレッシングに
同時に関与するため、ドレッサの送り速度が高められる
特徴がある。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】ところで、上記のような粒状
ダイヤモンドが埋設された従来のダイヤモンドドレッサ
においては、粒状ダイヤモンドの摩耗に伴い、粒状ダイ
ヤモンドの断面形状の変化に起因してドレッシング条件
が変化するとともに粒状ダイヤモンドの脱粒により研削
砥石の研削面を粗らす場合があるため、同じドレッシン
グ条件に従ってドレッシングを実施しても、研削砥石の
研削面の精度がばらつき、高精度の研削加工が困難とな
る場合があった。すなわち、ドレッサ自体のドレッシン
グ性能が変化するため、所定時間間隔に一定条件のドレ
ッシングが研削砥石に実施されても、研削加工されたワ
ークの精度が予期に反してばらつく場合があったのであ
る。

【０００４】 これに対し、特開昭５９−２１４５６１
号公報に記載されているように、多結晶の円柱状ダイヤ
モンドをその一端が露出するようにドレッシング面の摩
擦方向に沿って複数本埋設したダイヤモンドドレッサが
提案されている。これによれば、円柱状ダイヤモンドが
摩耗しても、円柱状ダイヤモンドの断面形状が略同じで
あるためドレッシング条件が変化しないことから、研削
砥石の研削面を高い精度でドレッシングできる利点があ
るが、上記円柱状ダイヤモンドは比較的摩耗が速いた
め、ドレッサとしての耐久性が充分に得られなかった。

【０００５】 このため、本発明者等は、複数本の柱状
の単結晶ダイヤモンドをドレッシング面に配列したダイ
ヤモンドドレッサを試作した。これによれば、ダイヤモ
ンドの摩耗は比較的少なくなったがそれでも未だ充分で
はなく、ダイヤモンド自体の摩耗に起因してドレッシン
グとしての耐久性が充分に得られないという欠点があっ
た。

【０００６】 本発明は以上の事情を背景として為され
たものであり、その目的とするところは、安定したドレ
ッシング性能と高耐久性とを兼ね備えたダイヤモンドド
レッサを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、ダイヤモンドが埋設
されたドレッシング面を有し、そのドレッシング面を研
削砥石の研削面に押しつけてその研削砥石のドレッシン
グを行う形式のダイヤモンドドレッサにおいて、長手方
向において略同様な矩形の断面形状を備えた単結晶の柱
状ダイヤモンドを、その柱状ダイヤモンドの端面が前記
ドレッシング面に露出した状態でそのドレッシング面の
摩擦方向に沿って複数本配設し、且つその矩形の断面の
対角線とその断面における耐摩擦方向とをそのドレッシ
ング面の摩擦方向と略平行としたことにある。

【０００８】

【作用および発明の効果】このようにすれば、単結晶の
柱状ダイヤモンドの矩形の断面の対角線方向がドレッシ
ング面の摩擦方向と略平行とされ且つ単結晶の柱状ダイ
ヤモンドの端面における耐摩耗方向も上記ドレッシング
面の摩擦方向と略平行とされていることから、矩形断面
を構成する４辺のうちの上流側の２辺がドレッシング方
向に対して斜めになり、その２辺の稜線が斜めの切り刃
として機能することによって砥粒を能率よく破砕する。
単結晶の柱状ダイヤモンドはその端面の耐摩耗方向がド
レッシング方向と略平行に配設されていることから、上
記２辺の稜線のチッピングや破損が極めて少ない。した
がって、上記２辺の稜線が斜めの切り刃と単結晶の柱状
ダイヤモンドの耐摩耗方向とが相まって、後述の図１７
に示すように、複数本の角柱状ダイヤモンドをその端面
を構成する４辺のうちの上流側の１辺がドレッシング方
向に対して直交するように配設したドレッサに比較し
て、摩耗について数分の１という驚くべき耐久性能が得
られしかもドレッシング時の消費電力が小さいという格
別な効果が得られる。すなわち、ドレッシング条件が変
化しないことから安定したドレッシング性能が得られ、
しかも切れ味がよく摩耗が少ないので高耐久性が得られ
るのである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１０】 図１に示すブレード形ドレッサ１０は、後
述のドレッシング装置のホルダ２６により把持される円
柱状のシャンク部１２と、そのシャンク部１２から軸方
向に続いて一体に形成された平板状のドレッシング部１
４とから構成されている。ドレッシング部１４は、先端
部に長方形のドレッシング面１６を備えており、全体と
して厚肉平板状に形成されている。そして、長手方向に
おいて同様な四角形の断面形状を備えた複数本（本実施
例では４本）の柱状ダイヤモンド１８が、その端面が前
記ドレッシング面１６に露出するように並列した状態で
ドレッシング部１４に埋設されている。図２は上記柱状
ダイヤモンド１８の端面が露出しているドレッシング面
１６を示している。

【００１１】 上記柱状ダイヤモンド１８は、単結晶の合
成ダイヤモンドから板状に劈開され且つレーザビームを
用いて切断されることにより、（１，１，０）面の端面
と、（１，１，１）面および（２，１，１）面の互いに
平行な一対の側面とを備えており、上記端面が一平面上
に位置した状態で互いに平行となるように配列されて、
焼結金属２０により埋設されている。また、それらの柱
状ダイヤモンド１８は、その矩形断面が菱形となるよう
に即ちその矩形断面の対角線がドレッシング方向（ドレ
ッシング面１６の長手方向）に平行となるように配置さ
れている。そして、柱状ダイヤモンド１８は、好適なド
レッシング性能が維持できるような相互間隔で配置され
ている。上記柱状ダイヤモンド１８は、たとえば０．６
mm^W ×０．６mm^T ×３mm^L 程度の外径寸法を備え、それ
らの相互間隔Ｄ（芯間距離）は、２．０mm程度に設定さ
れている。

【００１２】 以上のように構成されたブレード形ドレッ
サ１０は、図３に示すように、ブレード形ドレッサ１０
が、その柱状ダイヤモンド１８の配列面が研削砥石２２
の回転軸と直角になる姿勢で、ホルダ２６によって把持
されるとともに、ドレッシング面１６が所定の切込み量
に対応する分だけ研削砥石２２の研削面に向かって押し
込まれる。この研削砥石２２の研削面は、円筒研削盤、
平面研削盤、心なし研削盤では３０〜５０ｍ／秒、ラッ
プ盤では３〜４ｍ／秒、両頭平面研削盤、内面研削盤で
は３０ｍ／秒程度の周速で回転させられており、上記ブ
レード形ドレッサ１０は、その研削砥石２２の回転軸に
平行な方向へ一定の速度で研削面の幅寸法だけ片道行程
或いは往復行程分移動させられる。これにより、研削砥
石２２の研削面の外周形状が高精度に整えられると同時
に、研削砥石２２の研削性能が回復させられる。

【００１３】 このようなドレッシング工程においては、
柱状ダイヤモンド１８の端面によって、研削砥石２２の
表面の砥粒および結合剤が削り落とされるとともに砥粒
が破砕されるが、同時に柱状ダイヤモンド１８の端部お
よびドレッシング部１４を構成する焼結金属２０も磨滅
し、ドレッシング面１６が後退させられる。本実施例の
ブレード形ドレッサ１０においては、上記のようにドレ
ッシング面１６が後退させられても、柱状ダイヤモンド
１８の端面形状が変化せず、また粒状ダイヤモンドと比
較して脱粒がないので、ブレード形ドレッサ１０の消耗
過程において、ドレッシング性能の変化やダイヤモンド
の脱粒に起因して、研削砥石２２の研削面のばらつきを
発生させたり或いは研削加工されたワークの精度を低下
させることが解消される。

【００１４】上記ブレード形ドレッサ１０の柱状ダイヤ
モンド１８は、単結晶の（１，１，０）面がその端面と
して露出するようにカットされている。この 柱状ダイヤ
モンド１８では、図４(a) または(b) に示すように、実
線の矢印に示す摩耗容易方向と、破線の矢印に示す耐摩
耗方向とが存在することが知見された。このことから、
図５に示すように、上記破線の矢印に示す耐摩耗方向が
柱状ダイヤモンド１８の配列方向、すなわち研削面に対
するドレッシング方向と可及的に平行となるように、ブ
レード形ドレッサ１０が構成されている。

【００１５】図１７、図１８、および図１９は、図１の
実施例のブレード形ドレッサ１０のドレッシング性能試
験結果を図２０のダイヤモンドドレッサ７０と対比して
示し ている。このダイヤモンドドレッサ７０は、前記柱
状ダイヤモンド１８がその矩形断面を構成する４辺のう
ちの上流側および下流側の２辺がドレッシング方向に対
して直角となるように配置されている。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】図１７、図１８、および図１９から明らか
なように、図１の実施例のブレード形ドレッサ１０（試
料２）と図２０のダイヤモンドドレッサ７０（試料１）
とは、柱状ダイヤモンド１８の脱落がなくしかも摩耗に
伴ってその断面形状が変化しないので、粒状ダイヤモン
ドを配列したドレッサにおいて観察されるような急激な
摩耗の変化や仕上面粗さの変化がなく安定的に推移する
特徴がある。これに加えて、ブレード形ドレッサ１０
（試料２）では、単結晶の柱状ダイヤモンド１８の矩形
の断面の対角線方向がドレッシング面１６の摩擦方向と
略平行とされ且つ単結晶の柱状ダイヤモンドの端面にお
ける耐摩耗方向も上記ドレッシング面１６の摩擦方向と
略平行とされていることから、矩形断面を構成する４辺
のうちの上流側の２辺がドレッシング方向に対して斜め
になり、その２辺の稜線が斜めの切り刃として機能する
ことによって砥粒を能率よく破砕する一方、単結晶の柱
状ダイヤモンドはその端面の耐摩耗方向がドレッシング
方向と略平行に配設されていることから、柱状ダイヤモ
ンド１８の端面の摩耗が少なく且つ上記２辺の稜線のチ
ッピングや破損が極めて少なくなって上記斜めの２辺の
切り刃による高能率の破砕が長期に渡って維持される。
この結果、図１７に示すドレッサ摩耗寸法から明らかな
ように、上記試料２は、試料１に対してドレッサ摩耗寸
法が数分の１となり、格段に長い耐久寿命を備えるとと
もに、図１８に示す仕上げ面粗さおよび図１９に示す消
費電力から明らかなように、ドレッシング時の消費電力
が小さく且つドレッシングされた砥石の仕上げ面粗さＲ
_max が大きい特徴がある。ドレッシングに際しての消費
電力が小さいということは柱状ダイヤモンド１８の砥粒
に対する切れ味がよいことを示しており、また、仕上げ
面粗さＲ_max が大きいということは、砥石の研削面がド
レッシングにより一層好ましい状態となっていることを
示している。

【００１９】なお、図６ に示すように、上記破線の矢印
に示す耐摩耗方向がドレッシング方向と一致するように
柱状ダイヤモンド１８を配列してブレード形ドレッサ１
０を構成してもよい。

【００２０】 また、図７に示すように、上記破線の矢印
に示す耐摩耗方向が上記配列方向と一致するように柱状
ダイヤモンド１８がカットされてもよいのである。な
お、上記耐摩耗方向は、柱状ダイヤモンド１８の端面を
回転している砥石に押し付けたり或いは他の回転体に押
し付けたりしたときの端面の筋の発生状態からも比較的
簡単に確認できるが、柱状ダイヤモンド１８が高い精度
で加工されたものではないためその耐摩耗方向が高い精
度で特定され得るものではない。したがって、各図の破
線に示される耐摩耗方向にはたとえば数度乃至十度程度
のばらつきが含まれている。

【００２１】 図８は本発明が適用されたロータリドレッ
サ３０の使用状態を示している。図において、ロータリ
ドレッサ３０は全体として円盤状を成し、回転駆動装置
３２の回転軸に取り付けられている。回転駆動装置３２
は、その回転軸が研削砥石２２の回転軸と平行となるよ
うに且つその回転軸と平行な方向へ移動可能に配設され
ている。上記研削砥石２２のドレッシングに際しては、
回転駆動装置３２は、ロータリドレッサ３０を回転駆動
しつつ、ロータリドレッサ３０の外周に設けられている
円環状のドレッシング面４６を回転している研削砥石２
２の研削面に押しつけるとともに、ロータリドレッサ３
０をその回転軸に平行な方向へ上記研削面の幅に対応し
た行程で片道或いは往復移動させる。

【００２２】 上記ロータリドレッサ３０は、たとえば以
下のように製作される。先ず、図９に示す断面形状を備
えた円盤状の本体３４を用意する。この本体３４の外周
縁部には、回転軸に平行な周面３６と回転軸に直角なフ
ランジ面３８とから成る環状凹部４０が形成されてい
る。そして、上記フランジ面３８上に多数本の柱状ダイ
ヤモンド１８を所定の間隔で放射状に配置する。この柱
状ダイヤモンド１８の配置に際しては、配置位置或いは
配置姿勢を安定化するために接着材にて柱状ダイヤモン
ド１８を固定する。この場合、上記フランジ面３８に、
柱状ダイヤモンド１８を位置決めしたり或いは姿勢を安
定させたりするための溝を予め形成し、その溝を利用し
て固定してもよい。次いで、電着製品を製作する際によ
く行われるように、ニッケル電解メッキによって上記フ
ランジ面３８にニッケルメッキ層４２を形成し、柱状ダ
イヤモンド１８をニッケルメッキ層４２内に埋設する。
図１０はこの状態を示している。そして、上記ニッケル
メッキ層４２の形状が研削或いは研磨加工によって図１
１に示すように整えられた後、凹み内に樹脂４４が充填
されて形状が仕上げられる。図１２はこの状態を示して
いる。なお、上記ニッケルメッキ層４２および樹脂４４
に替えて、焼結金属やロウ材が用いられてもよい。

【００２３】 上記のように構成されたロータリドレッサ
３０の外周面、すなわちドレッシング面４６には柱状ダ
イヤモンド１８の端面が露出しているが、前述のブレー
ド形ドレッサ１０と同様に、柱状ダイヤモンド１８は種
々の態様で配列される。たとえば、図１３は、前記図５
または図７と同様に柱状ダイヤモンド１８が配列された
ロータリドレッサ３０の例をそれぞれ示している。ま
た、図１４は、柱状ダイヤモンド１８を２列に且つ交互
に配列したロータリドレッサ３０の例を示している。こ
の図１４に示すロータリドレッサ３０によれば、どの瞬
間においてもいずれかの柱状ダイヤモンド１８が研削砥
石２２の研削面を削っているので、ドレッシングが連続
して行われる利点がある。

【００２４】 図１５は、カップ状のロータリドレッサ５
０の例を示している。このロータリドレッサ５０は、有
底円筒状を成す本体５２と、その本体５２の外周面に対
して角度θだけ傾斜した円環状のドレッシング面５４に
埋設された多数本の柱状ダイヤモンド１８とを備えてい
る。たとえば、上記角度θが４５゜であると、上記柱状
ダイヤモンド１８はロータリドレッサ５０の回転軸心に
４５゜傾斜して交差する線に沿ってそれぞれ配置されて
いる。図１６も、カップ状のロータリドレッサ５８の例
を示している。このロータリドレッサ５８は、有底円筒
状を成す本体６０と、その本体６０の端面である円環状
のドレッシング面６２に埋設された多数本の柱状ダイヤ
モンド１８とを備えている。本実施例では、柱状ダイヤ
モンド１８が回転軸心と平行に配設されている。

【００２５】 以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。

【００２６】 たとえば、前述の実施例では、一平面上に
おいて４本の柱状ダイヤモンド１８が互いに平行に配列
された形式のブレード型ドレッサ１０、環状の外周面に
多数の柱状ダイヤモンド１８が配列された形式のロータ
リドレッサ３０について説明されていたが、その外形寸
法はたとえば０．３〜１．７mm^W ×０．３〜１．７mm^T
×１〜６mm^L 程度の範囲内から、ドレッシングすべき研
削砥石に応じて選択することができる。

【００２７】 また、前述の実施例のドレッシング面１
６、４６、５４、６２には、直線或いは円周方向に１列
若しくは２列に柱状ダイヤモンド１８が配列されていた
が、３列以上に配列されていてもよいのである。

【００２８】 また、前述の実施例のドレッシング面１
６、４６、５４、６２は、直線或いは円環状に形成され
ていたが、研削砥石が総型の研削面を備えた場合には、
その複雑な形状の総型の研削面に対応した形状のドレッ
シング面が形成されてもよい。このような総型ドレッサ
のドレッシング面においても、端面が露出する状態で多
数本の柱状ダイヤモンド１８が埋設されることにより構
成され得る。

【００２９】 また、前述の実施例では、柱状ダイヤモン
ド１８が焼結金属２０や電気的に析出させたニッケルメ
ッキ層によって固定されていたが、他の方法によって固
定されても差支えない。

【００３０】 なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブレード形ドレッサを示す
斜視図である。

【図２】図１のドレッシング面を示す図である。

【図３】ドレッシング作業を説明する図である。

【図４】図１のドレッサに用いられている柱状ダイヤモ
ンドの各面において、(a) は結晶面方位を示す図であ
り、(b) は耐摩耗性に関連する結晶軸方向を示す図であ
る。

【図５】図２における耐摩耗方向を破線の矢印にて説明
する図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す図２に相当する図で
ある。

【図７】本発明の他の実施例を示す図２に相当する図で
ある。

【図８】本発明の他の実施例のロータリドレッサの使用
状態を説明する図である。

【図９】図８のロータリドレッサの製造工程を説明する
図である。

【図１０】図８のロータリドレッサの製造工程を説明す
る図である。

【図１１】図８のロータリドレッサの製造工程を説明す
る図である。

【図１２】図８のロータリドレッサの製造工程を説明す
る図である。

【図１３】図８のロータリドレッサのドレッシング面に
おける柱状ダイヤモンドの配列例を示す図である。

【図１４】図８のロータリドレッサのドレッシング面に
おける柱状ダイヤモンドの配列例を示す図である。

【図１５】本発明の他の実施例であるカップ状ロータリ
ドレッサを示す図である。

【図１６】本発明の他の実施例であるカップ状ロータリ
ドレッサを示す図である。

【図１７】図１に示すダイヤモンドドレッサのドレッシ
ング性能を示す図であって、ドレッシング回数に対する
ドレッサ摩耗寸法の変化を示す図である。

【図１８】図１に示すダイヤモンドドレッサのドレッシ
ング性能を示す図であって、ドレッシング回数に対する
仕上げ面粗さを示す図である。

【図１９】図１に示すダイヤモンドドレッサのドレッシ
ング性能を示す図であって、消費電力の変化を示す図で
ある。

【図２０】図１７、図１８、図１９の試料１に相当する
ダイヤモンドドレッサを示す図である。

【符号の説明】

１０：ブレード形ドレッサ（ダイヤモンドドレッサ） １６，４６，５４，６２：ドレッシング面 １８：柱状ダイヤモンド ２２：研削砥石 ３０：円盤状ロータリドレッサ ５０，５８：カップ状ロータリドレッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 道倉 保宏 京都府向日市鶏冠井町馬司８番地９ クイ ーンダイヤ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−81460（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−214561（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−66968（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤモンドが埋設されたドレッシング
   面を有し、該ドレッシング面を研削砥石の研削面に押し
   つけて該研削砥石のドレッシングを行う形式のダイヤモ
   ンドドレッサにおいて、 長手方向において略同様な矩形断面を備えた単結晶の柱
   状ダイヤモンドを、該柱状ダイヤモンドの端面が前記ド
   レッシング面に露出した状態で該ドレッシング面の摩擦
   方向に沿って複数本配設し、且つ該矩形断面の対角線と
   該矩形断面における耐摩擦方向とを該ドレッシング面の
   摩擦方向と略平行としたことを特徴とするダイヤモンド
   ドレッサ。
2. 【請求項２】 円盤状或いは円筒状の本体を備え、前記
   ドレッシング面は該円盤状或いは円筒状の本体の外周部
   に設けられた円環状のドレッシング面である請求項１の
   ダイヤモンドドレッサ。
3. 【請求項３】 シャンク部とこの一端に固設された平板
   状のドレッシング部とを備え、前記ドレッシング面は該
   ドレッシング部の先端面に設けられた長手状のドレッシ
   ング面である請求項１のダイヤモンドドレッサ。