JPH08192364A - 研削砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 砥石部の側面により被削材の研削加工が行わ
れる場合にも、その接触面に研削液が十分に供給される
と共に高い加工精度が得られる研削砥石を提供する。 【構成】 砥石１０の台金１２には、外周部１８の側面
２２の外周側端部と外周面２４とを結び、周方向に等間
隔に（すなわち、周方向に断続的に）複数のくぼみ２６
が設けられる。そのため、その側面２２に向かって射出
された研削液がくぼみ２６に保持されると、砥石１０の
回転により発生する慣性力が、その研削液をくぼみ２６
の内壁面に押圧する方向に作用するため、そのくぼみ２
６に保持された研削液は、砥石１０の回転に伴って回転
させられつつ遠心力に従って外周側に向かわせられ、そ
の外周面２４に固着されている砥石部１４の外周面に供
給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被削材と接触させられ
ている砥石部の側面に研削液を好適に供給し得る研削砥
石に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属やセラミックス等の被削材を研削加
工するに際しては、被削材の冷却や切り屑の除去の目的
で研削砥石の研削面と被削材の被削面との接触部に研削
液を供給しつつ研削加工が行われる。例えば、円板状の
台金の外周面に砥石部が固着されて成る研削砥石におい
ては、一般にその研削砥石の側面側から接触部に向かっ
てノズル等から研削液が射出されて、その接触部に供給
される。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】ところで、上記の円板状の研
削砥石を用いる研削加工において、砥石部の側面により
被削材の加工を行う場合がある。例えば、溝加工におい
ては、研削砥石の外周面で被削材を切り込むと同時にそ
の側面で溝の側壁を研削するか、或いは、溝の下加工を
施した被削材に対して専ら溝の側壁のみを研削すること
が行われるが、何れの場合にも砥石部の側面による加工
は必要である。また、研削砥石の軸方向の移動量に対応
してその軸方向に垂直な方向の切込量を変化させること
により、異形輪郭を研削加工により形成するコンタリン
グ（輪郭）研削においては、被削材の仕上がり形状に応
じて研削砥石の側面による加工が必要となる場合があ
る。

【０００４】上記の溝加工においては、研削砥石の研削
面が溝内部に入り込んでその内壁面に接触させられた状
態で研削が行われることから、研削液の供給が最も必要
となる研削砥石と被削材との接触面に砥石側面から研削
液を供給することは困難となる。例えば、ベーンポンプ
においては、ハウジング内に備えられる円柱状の回転子
に、平板状のベーン（羽根）を収納するための複数本の
比較的深い溝が、その外周面から回転中心に向かって軸
方向に貫通して設けられるが、このような深い溝加工に
おいては、切込が深くなるに従って被削材から研削砥石
の側面に与えられる力が大きくなる。そのため、台金と
砥石部との接合面を比較的大きくする必要があるが、そ
のようにすると、台金の側面と溝側壁面との間の隙間が
小さくなり、研削砥石の回転に伴う空気流により溝内部
への研削液の供給が一層困難となるのである。ベーンの
スムーズな動作を実現するためには、ベーンの収納部で
ある溝、特にその側壁面が高精度で加工されている必要
があるが、上記のように研削液の供給が不十分となると
加工精度が低下するという問題がある。

【０００５】一方、上記のコンタリング研削において
は、研削砥石の外周面により研削加工が行われている場
合には、被削材と線接触させられることとなってその接
触面積が比較的小さいことから、特に研削液の供給の問
題は生じないが、研削砥石の側面で研削が行われている
場合には、その側面が被削材に面接触させられるため、
上記の溝加工の場合と同様にその接触部分への研削液の
供給が困難となる。この問題は、近年行われている高速
コンタリング研削において一層顕著であり、研削液の不
足により研削ヤケが生じ易いという問題がある。

【０００６】そこで、例えば、研削砥石の外周部に設け
られた砥石部の側面に、周方向に所定の間隔で溝を設け
たり、或いは、砥石部の外周面に周方向に所定の間隔で
所定の深さのスリットを設けることが行われている。こ
のようにすれば、研削砥石の側面に向かって射出された
研削液が、砥石部の溝或いはスリットにより接触面に導
かれるため、ベーンポンプ等の深い溝の加工や高速コン
タリング研削においても、研削液が接触面に十分に供給
されることとなって研削ヤケの発生が好適に抑制され
る。

【０００７】しかしながら、これらの方法では、何れも
研削砥石の側面においては、砥石部が断続して被削材に
作用することとなって、砥石部の角部のダレが生じ易く
なり、砥石部の側面が利用される研削加工においては、
高い加工精度を得ることができないのである。

【０００８】これに対して、例えば、実開昭６２−１１
０８６３号公報に記載されているように、台金の比較的
外周側の位置に軸方向に貫通する貫通穴を周方向に所定
の間隔で設ける技術が提案されている。この技術によれ
ば、砥石部に溝やスリットが設けられている場合と同様
に接触面に研削液が十分供給されると共に、砥石部はそ
の側面においても完全に連続とされて角部のダレが生じ
難くなる。しかしながら、台金にこのような貫通穴を設
けると、研削砥石全体の剛性が低下させられることとな
る。そのため、上記公報に記載されているように研削砥
石が単なる切断加工に用いられる場合には、その加工精
度がそれほど必要とされていないことから特に問題は生
じないが、前述のようなベーンポンプ等の溝加工やコン
タリング研削等においては、必要な加工精度が得られな
いという問題が生じるのである。しかも、上記のような
貫通穴に向かって射出される研削液は、その貫通穴を通
って研削砥石の反対側の側面へ通過させられるため、射
出された研削液が有効に利用されないという問題もあ
る。

【０００９】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は、砥石部の側面により被削
材の研削加工が行われる場合にも、その接触面に研削液
が十分に供給されると共に高い加工精度が得られる研削
砥石を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、本発明の要旨とするところは、円板状の台金の外周
面に砥石部が固着されて成り、その砥石部の側面により
被削材の研削加工を行う形式の研削砥石すなわち側面が
被削材と接触する形式の研削砥石であって、前記台金の
側面の少なくとも外周側部分に、その側面に供給された
研削液を保持してその台金の回転に伴って回転させるた
めの凹部が設けられていることにある。

【００１１】

【作用および発明の効果】このようにすれば、研削砥石
の台金の側面の少なくとも外周側部分には、その側面に
供給された研削液を保持してその回転に伴って回転させ
るための凹部が設けられる。そのため、研削砥石の側面
に向かって射出された研削液は、その凹部に保持されて
研削砥石の回転に伴って回転させられると同時に、その
回転による遠心力に従って外周側に向かわせられ、その
外周面に固着されている砥石部に供給される。これによ
り、砥石部の側面が被削材に面接触させられている場合
にも、その接触面に十分に研削液が供給されることとな
る。しかも、台金には凹部が設けられるのみであるた
め、貫通穴が設けられる場合に比較してその剛性が低下
させられず、高い加工精度を得ることができる。したが
って、砥石部の側面により被削材の研削加工が行われる
場合にも、その接触面に研削液が十分に供給されると共
に高い加工精度が得られる研削砥石が得られるのであ
る。

【００１２】ここで、好適には、前記凹部は、台金の側
面の外周側端部と外周面とを結び、周方向に所定の間隔
をもって設けられた複数のくぼみである。このようにす
れば、凹部が周方向に断続的に設けられることから、研
削砥石の回転により発生する慣性力が、その側面に向か
って射出されて凹部に保持された研削液をその凹部内壁
面に押圧する方向に作用するため、その凹部に保持され
た研削液が研削砥石の回転に伴って回転させられつつ遠
心力に従って外周面に向かわせられる。しかも、凹部
は、砥石部の内周面に接して設けられることとなるた
め、その内部に保持されている研削液が遠心力により砥
石部に浸透させられ、一層多くの研削液が研削面に供給
されることとなる。

【００１３】また、好適には、前記凹部は、台金の中心
近傍から外周方向に伸びてその中心近傍と外周面とを結
び、周方向に所定の間隔をもって設けられた複数本の溝
である。このようにすれば、上記くぼみの場合と同様な
作用で研削液が研削面に供給されると共に、台金の比較
的中心側に供給された研削液も積極的に砥石部に向かわ
せられることとなり、研削液が一層確実に研削面に供給
される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。なお、以下の実施例において、各部の大きさの
比等は必ずしも正確に描かれていない。

【００１５】図１乃至図３は、本発明の一実施例である
溝加工用砥石（以下、単に砥石という）１０を示すであ
り、図１は、正面から見た状態の約1/4 部分を、図２お
よび図３はそれぞれ断面の要部を示す図である。砥石１
０は、全体が外径 350mm程度とされたものであり、例え
ばＳ４５Ｃ鋼等により円板状に形成された台金１２と、
その台金１２の外周面に固着された砥石部１４とから構
成されている。

【００１６】上記台金１２は、例えば厚さ25mm程度と比
較的厚肉の内周部１６と、その内周部１６の外周側に形
成されて、例えば厚さが 4mm程度とその内周部１６より
も薄肉とされた外周部１８とを備えており、内周部１６
の中央部には、軸方向に貫通する取付穴２０が設けられ
ている。また、外周部１８の両側面２２，２２の外周側
端部には、例えば周方向に等間隔でそれぞれ１６箇所
に、その側面２２，２２と外周部１８の外周面２４をそ
れぞれ結び、例えば直径30mm程度，外周面２４における
深さが 0.4mm程度とされた半円形状のくぼみ２６が設け
られている。すなわち、くぼみ２６は、砥石部１４の内
周面に接するように設けられており、本実施例において
は、このくぼみ２６が凹部に相当する。

【００１７】一方、上記砥石部１４は、例えば長さ40mm
程度，幅（砥石１０の径方向の寸法）10mm程度，厚さ 5
mm程度の多数の砥石部材２７から構成されている。すな
わち、砥石部１４は、その軸方向の厚さが台金１２の外
周部１８よりも厚くされている。上記砥石部材２７は、
例えば酸化アルミニウム等の一般砥粒がビトリファイド
ボンド等の結合剤により結合されて成る支持部２８と、
例えばＣＢＮ（立方晶系窒化ホウ素）等の超砥粒がビト
リファイドボンド等の結合剤により結合されて成り、そ
の支持部２８の厚さ方向（砥石１０の軸方向）両面に固
着された例えば厚さ 1mm程度の研磨部３０とから構成さ
れるものであり、上記支持部２８において前記台金１２
の外周部１８の外周面２４に固着されている。

【００１８】上記のように構成された砥石１０を用いて
溝加工を行った結果を以下に説明する。被削材は、例え
ばクロム鋼から成る図４(a) に示す円筒状の回転子３２
であり、ベーンポンプのハウジング内部に備えられるも
のである。砥石１０を取付穴２０において溝加工用研削
盤の回転軸に取り付け、側面２２に研削液を噴射しつつ
溝加工を行うことにより、図４(b) に示すように外周面
の周方向の４箇所に、両端面を軸方向に貫通して外周面
から中心に向かうベーン（板状の羽根）収納用の溝３４
を形成した。なお、回転子３２には、図４(c) に示すよ
うに予め断面逆Ｔ字状の下溝３３が設けられており、溝
加工により図の斜線部分３５（厚さ 0.2mm）を除去し
た。ベーンポンプにおいては、ベーンのスムーズな動作
を実現するためには、ベーンの収納部である溝３４、特
にその側壁面が高精度で加工されている必要がある。そ
のため、上述のように、溝３４の側壁面を加工する砥石
部材２７の側面（すなわち砥石１０の軸方向両面）に超
砥粒から成る研磨部３０が設けられているのである。加
工条件を下記に示す。

【００１９】加工結果を下記に示す。なお、No.1が本実
施例の溝加工砥石１０であり、No.2,3は、台金１２にく
ぼみ２６が設けられていない従来の砥石を用いて加工を
行った結果を、比較のために示したものである。下記結
果から明らかなように、本実施例の砥石１０によった場
合には、１つの砥石１０によって多くの回転子３２の溝
加工が可能であると共に加工された溝３４の精度が良好
であったのに対し、比較例No.2,3の場合には、加工可能
数が比較的少なく、しかも砥石の焼け或いは角ダレによ
り頻繁にドレッシングが必要であった。

【００２０】

【表１】

【００２１】ここで、本実施例によれば、砥石１０の台
金１２には、外周部１８の側面２２の外周側端部と外周
面２４とを結び、周方向に等間隔に（すなわち、周方向
に断続的に）複数のくぼみ２６が設けられる。そのた
め、その側面２２に向かって射出された研削液がくぼみ
２６に保持されると、砥石１０の回転により発生する慣
性力が、その研削液をくぼみ２６の内壁面に押圧する方
向に作用するため、そのくぼみ２６に保持された研削液
は、砥石１０の回転に伴って回転させられつつ遠心力に
従って外周側に向かわせられ、その外周面２４に固着さ
れている砥石部１４の外周面に供給される。これによ
り、砥石部１４の側面すなわち研磨部３０が回転子３２
（すなわち被削材）に面接触させられている場合にも、
その接触面に十分に研削液が供給されることとなる。

【００２２】しかも、台金１２にはくぼみ２６が設けら
れるのみであるため、貫通穴が設けられる場合に比較し
てその剛性が低下させられず、高い加工精度を得ること
ができる。したがって、砥石部１４の側面により溝３４
の内壁面等の研削加工が行われる場合にも、その接触面
に研削液が十分に供給されると共に高い加工精度が得ら
れるのである。

【００２３】更に、くぼみ２６は砥石部１４の内周面に
接して設けられることとなるため、側面２２に向かって
射出された研削液は、砥石１０の回転に伴う遠心力によ
り砥石部１４に浸透させられる。したがって、研削液が
一層確実に研削面に供給されることとなる。

【００２４】なお、上記の砥石１０は、溝加工に限られ
ず、他の研削加工に用いることも可能である。図５は、
段部３６を備えた円筒状の被削材３８をコンタリング
（輪郭）研削している状態を示す図である。このような
形状の被削材３８の研削加工において、段部３６の端面
４０の加工精度（寸法精度や面精度等）が要求される場
合には、砥石部１４の側面すなわち研磨部３０による加
工が必要である。そのため、砥石１０は、図の矢印Ａに
示すように被削材３８の軸方向の移動量に対応してその
軸方向と垂直な方向に移動させられ、研磨部３０の表面
が段部３６の端面４０に面接触させられることとなる。
本実施例によれば、このようなコンタリング研削におい
ても、砥石部１４の側面に十分に研削液が供給されるこ
ととなるため、例え高速コンタリング研削であっても研
削焼けを生じさせることなく、高精度の加工を行うこと
が可能である。

【００２５】これに対して、くぼみ２６が設けられてい
ない従来の砥石によるコンタリング研削においては、研
削液が研削面に十分に供給されないため、研削焼けが生
じ易く、高精度の加工を行うことが困難であった。

【００２６】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において、前述の実施例と共通する部分
には、同一の符号を付して説明を省略する。

【００２７】図６は、台金１２の外周部１８の両側面２
２，２２（一方のみ図示）に、くぼみ２６に代えて中心
部から外周面２４に向かって伸びる溝４２を周方向に等
間隔に設けた例の要部を示す図である。この溝４２は、
例えば幅 4mm，深さ 3mm程度に形成されたものであり、
本実施例においては、上記溝４２が凹部に相当する。こ
の実施例においても、溝４２が周方向に等間隔に設けら
れているため、前述の実施例と同様に側面２２に向かっ
て射出された研削液は、溝４２に保持されて台金１２と
共に回転させられると同時に、砥石１０の回転による遠
心力に従って外周側に移動させられ、その外周面２４に
固着されている砥石部１４の外周面に供給される。した
がって、砥石部１４の側面により溝３４の内壁面等の研
削加工が行われる場合にも、その接触面に研削液が十分
に供給されると共に高い加工精度が得られる。

【００２８】しかも、溝４２もくぼみ２６と同様に砥石
部１４の内周面に接して設けられることとなるため、側
面２２に向かって射出された研削液は、砥石１０の回転
に伴う遠心力により砥石部１４に浸透させられる。した
がって、本実施例においても、研削液が一層確実に研削
面に供給される。

【００２９】図７は、台金１２に設けられる凹部の更に
他の例であるスパイラル状の溝４４が設けられた砥石１
０の要部を示す図である。この溝４４も台金１２の両側
面２２，２２にそれぞれ設けられており、砥石１０の回
転方向逆方向に進むに従って外周側に向かうように、例
えば幅 4mm程度に形成されている。このようなスパイラ
ル状の溝４４の場合にも、砥石１０の回転により発生す
る慣性力が、溝４４内に保持された研削液をその溝４４
の内壁面に押圧する方向に作用することから、研削液
は、その砥石１０の回転に伴って回転させられつつ遠心
力に従って外周面２４側に向かわせられ、研削面（すな
わち研磨部３０の端面と回転子（被削材）３２の溝３４
との接触面）に供給されることとなる。すなわち、台金
１２の側面２２に設けられる凹部は、必ずしも前記のく
ぼみ２６や溝４２のようにその側面２２と外周面２４と
を結ぶように設けられていなくとも、外周側端部に設け
られていれば本発明の効果が得られるのである。

【００３０】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。

【００３１】例えば、前述の実施例においては、くぼみ
２６の形状は半円形とされていたが、その形状は特に限
定されない。例えば、砥石１０の側面から見た形状が三
角形や四角形とされていても差し支えなく、また、くぼ
み２６の周方向の長さ（実施例においては直径）や深
さ、相互の間隔，数等も適宜変更し得る。

【００３２】また、台金１２の中心側から外周に向かっ
て伸びる溝４２の幅や深さ、間隔、数等も適宜変更でき
る。この溝４２は、中心側から外周に向かって径方向に
形成されていなくとも良く、例えば、外周側に向かうに
従って砥石１０の回転方向とは反対方向に向かうよう
に、径方向と交差するように真っ直ぐ或いは湾曲するよ
うに形成されていても良い。

【００３３】また、くぼみ２６や溝４２等は必ずしも等
間隔で形成されていなくとも良く、砥石１０の回転時の
動バランスがとれる範囲であれば不均一な間隔で設けら
れていても良い。

【００３４】また、実施例においては、くぼみ２６や溝
４２が台金１２の側面２２と外周面２４とを結ぶように
形成されていたが、例えば、その側面２２において外周
側端部から所定距離離隔した位置に形成されていても差
し支えない。

【００３５】また、台金１２にスパイラル状の溝４４を
設ける場合には、その本数は適宜設定され、１本或いは
複数本の溝を設けることができ、その外周側の端部が、
台金１２の外周面２４に繋がるように形成されていても
良い。

【００３６】また、砥石１０の側面２２の一方のみが被
削材と当接させられる場合は、くぼみ２６や溝４２，４
４等の凹部は、台金１２の側面の一方にのみ設けられて
いても良い。

【００３７】また、実施例においては、砥石部材２７
は、一般砥粒から成る支持部２８と、その支持部２８の
砥石１０の軸方向両面に設けられ、ＣＢＮ砥粒から成る
研磨部３０とから構成されていたが、研磨部３０は、例
えばダイヤモンド砥粒等の他の超砥粒から形成されてい
ても良い。更に、砥石部材２７全体が一般砥粒或いは超
砥粒から構成されていても差し支えない。

【００３８】また、砥石部１４が円環状の１つの砥石部
材から構成されていても良い。

【００３９】その他、一々例示はしないが、本発明は、
その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の砥石の側面の1/4 を示す図
である。

【図２】図１におけるII−II視断面を示す図である。

【図３】図１における III−III 視断面を示す図であ
る。

【図４】図１の砥石により加工する被削材の一例を示す
図であり、(a) は加工前の状態を、(b) は加工後の状態
を、(c) は、被削材の溝断面を拡大してそれぞれ示す図
である。

【図５】図１の砥石を用いてコンタリング研削をする場
合を説明する図である。

【図６】本発明の砥石の台金側面に形成される他の凹部
の例を示す図である。

【図７】凹部の更に他の例を示す図である。

【符号の説明】

１０：溝加工用砥石（研削砥石） １２：台金 １４：砥石部 ２２：側面 ２６：くぼみ（凹部） ３０：研磨部（砥石部の側面）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板状の台金の外周面に砥石部が固着さ
   れて成り、該砥石部の側面により被削材の研削加工が行
   われる形式の研削砥石であって、 前記台金の側面の少なくとも外周側部分に、該側面に供
   給された研削液を保持して該台金の回転に伴って回転さ
   せるための凹部が設けられていることを特徴とする研削
   砥石。