JPH09277171A - ロータリドレッサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイヤモンド層の内周に樹脂層を設け、芯金と
の低温による接合が可能であり、接合時に重量のアンバ
ランスが生ずることなく不釣り合い量が小さく、バラン
ス調整に要する時間を短縮し、又は、バランス調整を不
要とすることができる、切れ味の良好なロータリドレッ
サ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】ダイヤモンド層の内周に樹脂層を有し、樹
脂層が接着剤により芯金に固定されてなるロータリドレ
ッサにおいて、粒子が混入された樹脂層の密度が４〜７
ｇ／cm³であることを特徴とするロータリドレッサ、及
び、ダイヤモンド砥粒を電気メッキにより母型の内周面
にその一層分を仮固定し、電鋳によりダイヤモンド砥粒
を固着してダイヤモンド層を形成し、さらに該ダイヤモ
ンド層の内周に、粒子を混入して密度を４〜７ｇ／cm³
とした樹脂を硬化することにより樹脂層を形成し、該樹
脂層を接着剤により芯金に固定することを特徴とするロ
ータリドレッサの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロータリドレッサ及び
その製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、バ
ランスが良好で不釣り合い量が小さく、バランス調整を
ほとんど必要としないロータリドレッサ及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイヤモンドロータリドレッサは、ロー
ル外周面にダイヤモンド砥粒を埋め込み固定した回転式
のドレッサで、ドレッサを回転させながら研削砥石に押
し当てることにより、研削砥石にドレッサの形状を転写
するものである。ダイヤモンドロータリドレッサは、ド
レッシング時間を大幅に短縮することができ、ドレッシ
ング精度の再現性が高く、高度な自動化が容易であり、
研削コストを低減することができるので、広く使用され
るようになっている。ダイヤモンドロータリドレッサ
は、その製法から焼結ロータリドレッサと電鋳ロータリ
ドレッサに分けられる。焼結ロータリドレッサは、ドレ
ッサの外周面にダイヤモンド砥粒を緻密に手植えしたの
ち焼結金属で固着したもので、耐久性にすぐれている
が、焼結時の熱で変形が起こりやすく、形状修正に時間
がかかるという問題がある。電鋳ロータリドレッサは、
ダイヤモンド砥粒を電気メッキ法により金属で固着した
ものであり、製造工程での温度が焼結に比べ低いため、
精密に仕上げた母型の形状をそのまま表面に反転するこ
とができるので、精細な形状のものを比較的容易に製作
することができる。電鋳ロータリドレッサは、通常ダイ
ヤモンド砥粒を母型内周面に充填し、電気メッキにより
ダイヤモンド砥粒の一層分を母型内周面に仮固定したの
ち余剰のダイヤモンド砥粒を除去し、さらに電気メッキ
により電鋳してダイヤモンド砥粒を固着する。従来の電
鋳ロータリドレッサでは、ダイヤモンド層と芯金をその
間隙に錫−ビスマス合金、錫−鉛合金などの溶融物を流
し込み固化することで接合しているが、低溶融合金とい
えどもその温度は約２００℃に達し、構成する材料の熱
膨張係数の差と合金の凝固時における収縮が、ダイヤモ
ンド層面に歪みを与え変形を起こしていた。その結果、
歪みを取る修正作業が必要となり、それが切れ味を阻害
し、あるいはその作業に長時間を要するという問題があ
った。本発明者らは、先にダイヤモンド層の内周に樹脂
層を有し、該樹脂層が接着剤により芯金に固定されてな
るロータリドレッサを開発し、ダイヤモンド層面の歪み
を減少し、形状の修正量を少なくすることに成功した。
しかし、近年の研削作業の高周速化に伴い、重量バラン
スに対する要求がいっそう厳しくなり、不釣り合い量の
小さいロータリドレッサが求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ダイヤモン
ド層の内周に樹脂層を設け、芯金との低温による接合が
可能であり、接合時に重量のアンバランスが生ずること
なく不釣り合い量が小さく、バランス調整に要する時間
を短縮し、又は、バランス調整を不要とすることができ
る、切れ味の良好なロータリドレッサ及びその製造方法
を提供することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ダイヤモンド層
内周に、粒子を混入して密度４〜７ｇ／cm³とした樹脂
を硬化して樹脂層を形成し、次いで該樹脂層を芯金に接
着剤で固定することにより、不釣り合い量を減少し得る
ことを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、（１）ダイヤモンド層
の内周に粒子が混入された樹脂層を有し、該樹脂層が接
着剤により芯金に固定されてなるロータリドレッサにお
いて、粒子が混入された該樹脂層の密度が４〜７ｇ／cm
³であることを特徴とするロータリドレッサ、（２）粒
子が、金属粒子である第(１)項記載のロータリドレッ
サ、（３）金属粒子が、タングステン粒子である第(２)
項記載のロータリドレッサ、（４）粒子が、金属の炭化
物、ホウ化物、窒化物、酸化物又は珪化物の粒子である
第(１)項記載のロータリドレッサ、（５）ダイヤモンド
砥粒を母型の内周面に充填し、電気メッキにより母型の
内周面にその一層分を仮固定したのち余剰のダイヤモン
ド砥粒を除去し、電鋳によりダイヤモンド砥粒を固着し
てダイヤモンド層を形成し、さらに該ダイヤモンド層の
内周に、粒子を混入して密度４〜７ｇ／cm³とした樹脂
を硬化することにより樹脂層を形成し、該樹脂層を接着
剤により芯金に固定することを特徴とするロータリドレ
ッサの製造方法、及び、（６）樹脂の硬化を遠心力の作
用下に行う第(５)項記載のロータリドレッサの製造方
法、を提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明においては、ダイヤモンド
砥粒を母型の内周面に充填し、電気メッキにより母型の
内周面にその一層分を仮固定する。母型の内周面にダイ
ヤモンド砥粒を充填する方法には特に制限はなく、メッ
キ浴内に浸漬した母型の内周面にダイヤモンド砥粒を充
填することができ、あるいは母型の内周面にダイヤモン
ド砥粒を充填したのちメッキ浴内に浸漬することができ
る。内周面にダイヤモンド砥粒を充填した母型に陰極を
接続し、メッキ液に陽極を接続して、電気メッキを行
う。メッキする金属は、ダイヤモンド砥粒を仮固定する
ことができるものであれば特に制限なく使用することが
できるが、例えば、ニッケル、銅、クロムなどを好適に
使用することができる。ダイヤモンド砥粒の一層分が仮
固定され、母型の内周面より脱落しない状態になれば、
余剰のダイヤモンド砥粒を母型の内周面より除去し、さ
らに電気メッキを続けてダイヤモンド砥粒を電鋳により
固着してダイヤモンド層を形成する。本発明において
は、ダイヤモンド層の内周に樹脂を硬化することにより
樹脂層を形成する。使用する樹脂には特に制限はない
が、常温硬化型の樹脂は特別な加熱装置を必要としない
ので設備面からも好ましく、また、加熱及び冷却に伴う
寸法変化がないので寸法安定性の面からも好ましい。こ
のような樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、メラ
ミン樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができるが、
常温硬化型の２液型エポキシ樹脂を特に好適に使用する
ことができる。

【０００６】本発明においては、密度の大きい粒子を混
入して樹脂層の密度を４〜７ｇ／cm³とする。これは、
樹脂層の密度を芯金の密度に近づけるためであり、これ
により、ロータリドレッサの重量バランスが良好とな
り、不釣り合い量が低減し、バランス調整がほとんど又
は全く不要となる。樹脂層の密度が４ｇ／cm³未満の場
合は、芯金と樹脂層の重量バランスが悪くなり、ロータ
リドレッサのバランス調整をしなければならない。バラ
ンス調整は、芯金に孔をあけることにより行うものであ
り、高度の熟練と長時間を要する作業である。また、樹
脂層の密度が７ｇ／cm³を超えるには、いくら高密度の
粉体でも大量に混入しなければならず、ダイヤモンド砥
粒層との接着強度が低下してしまう。本発明において、
樹脂分とは樹脂層中の粒子以外の部分をいい、例えば、
２液型のエポキシ樹脂を用いて、エポキシ樹脂、硬化剤
及び粒子を混合した場合には、エポキシ樹脂と硬化剤の
合計量が樹脂分となる。本発明においては、樹脂層の密
度を４〜７ｇ／cm³とする粒子として金属粒子を使用す
ることができる。このような金属粒子としては、例え
ば、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、
銀、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、
オスミウム、イリジウム、白金、金、タリウム、鉛など
の粒子及びこれらの金属の合金の粒子などを挙げること
ができる。これらの中で、タングステン粒子を特に好適
に使用することができる。本発明においては、樹脂層の
密度を４〜７ｇ／cm³とする粒子として、金属の炭化
物、ホウ化物、窒化物、酸化物、珪化物の粒子を用いる
ことができる。このような化合物としては、例えば、炭
化タングステン、ホウ化タングステン、窒化タングステ
ン、酸化タングステン、珪化タングステン、炭化タンタ
ル、ホウ化タンタル、窒化タンタル、酸化タンタル、珪
化タンタルなどを挙げることができる。

【０００７】本発明において、樹脂の硬化方法には特に
制限はなく、例えば、母型とダイヤモンド層に底面板を
取り付け、前記粒子を混入し硬化剤を配合した樹脂を注
型して静置下に硬化し、あるいは、母型とダイヤモンド
層の両側面に側面板を取り付け、回転しながら前記粒子
を混入し硬化剤を配合した樹脂を注ぎ、遠心力により樹
脂をダイヤモンド層に押し付けながら硬化することがで
きる。図１は、樹脂の硬化による樹脂層の形成工程の一
態様の説明図である。母型１とその内周面に形成された
ダイヤモンド層２の両側面に側面板３を取り付け、回転
しながら中央部から樹脂４を注ぎ込む。樹脂は遠心力に
よってダイヤモンド層に押し付けられ、中央部に空間を
残した状態で硬化する。遠心力下に樹脂を硬化すると、
樹脂に常にダイヤモンド層を押し付ける方向に力がはた
らき、樹脂の硬化による収縮のためにダイヤモンド層が
内側に引かれることがなく、ダイヤモンド層に歪みを生
じるおそれが少ないので好ましい。また、遠心力下に樹
脂を硬化すると、芯金を装着すべき中央部が中空にな
り、静置下に硬化する場合に比べて切削により除去すべ
き樹脂層の量を少なくすることができる。また、遠心力
下に樹脂を常温で硬化させた後、恒温槽で６０〜１００
℃に２〜５時間保持すると硬化後の安定性が向上し、変
形しにくくなるのでいっそう好ましい。本発明において
は、樹脂の硬化が完了したのち両側面板を取り外し、樹
脂層の切削加工を行う。図２は、樹脂層の切削加工工程
の一態様の説明図である。樹脂層５は、取り付けるべき
芯金より固定のための接着剤を塗布する寸法だけ大きい
形状に切削加工する。樹脂層と芯金には、必要に応じ
て、螺着のためのネジや嵌着のためのリブと溝などを設
けることができる。図３は、芯金の固定工程の一態様の
説明図である。切削加工した樹脂層の内面及び芯金６の
表面のいずれか一方又は両方に接着剤を塗布し、芯金を
中央部に挿入して固定する。使用する接着剤には特に制
限はなく、例えば、２液型のエポキシ接着剤などを好適
に使用することができ、特に常温硬化型の接着剤は加熱
冷却に伴う歪みを生じないので好ましい。接着剤層の厚
みは通常０.１〜０.２mm程度であるので、接着剤の硬化
による体積収縮の影響は軽微であり、ダイヤモンド層に
生ずる歪みは極めてわずかである。

【０００８】本発明においては、樹脂層を芯金に接着剤
により固定したのち、母型を取り除いてロータリドレッ
サを得る。図４は、本発明のロータリドレッサの一態様
の断面図である。本図において、ロータリドレッサは、
ダイヤモンド層２の内周に前記粒子が混入された樹脂層
の密度が４〜７ｇ／cm³である樹脂層５を有し、この樹
脂層が接着剤７により芯金６に固定されている。遠心力
下に樹脂を硬化して樹脂層を形成するとき、遠心力によ
り樹脂もダイヤモンド層も母型へ押し付けられるので、
ダイヤモンド層には歪みはほとんど生じない。さらに、
樹脂層を切削加工したのち芯金を接着剤により固定する
ときも、接着剤層の厚みが薄いので、接着剤の硬化収縮
によるダイヤモンド層の歪みは軽微であり、ダイヤモン
ド層の必要な修正量はわずかである。本発明のロータリ
ドレッサと類似の構造のロータリドレッサであっても、
樹脂層に混入する粒子の密度が小さいと、製作後のロー
タリドレッサの不釣り合い量が大きくバランス調整に長
時間を要し、さらに研削作業中にもロータリドレッサの
バランスがくずれやすく、重量が偏心して機械に振動が
発生し、被削材面に荒れが生じやすい。本発明の高密度
の粒子を樹脂層に混入したロータリドレッサは、製作後
の不釣り合い量が小さくバランス調整が容易又は不要と
なり、また研削作業中にも重量偏心を起こしにくく、安
定して良好な研削を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ φ７５×Ｔ３０のストレート形状のロータリドレッサを
製作した。φ１３０×Ｈ７５×Ｔ３０の形状を有する母
型を、スルファミン酸ニッケル溶液よりなるニッケルメ
ッキ浴に浸漬し、ＪＩＳ Ｂ ４１３０に定める粒度が４
０／５０の天然ダイヤモンド砥粒を母型内周面に充填し
た。次いで、電流密度１Ａ／dm²で２４０分間通電して
ダイヤモンド砥粒の一層分を仮固定し、余剰のダイヤモ
ンド砥粒を除去したのち、さらに電流密度２Ａ／dm²で
９０時間ニッケルメッキを継続し、最終的に厚さ３mmの
ダイヤモンド層を形成した。母型及びダイヤモンド層
に、アクリル樹脂製の両側面板を取り付け、回転しなが
らエポキシ樹脂［日本チバガイギー(株)、ＡＶ１３８］
１００重量部、硬化剤［日本チバガイギー(株)、ＨＹ９
９８］４０重量部及びタングステン粉末（＃１５００）
５１４重量部の混合物を注入し、遠心力により樹脂混合
物がダイヤモンド層に押し付けられた状態で、常温で１
時間保持した。その後、回転を止めて常温で２４時間放
置し、その後恒温槽に入れて７０℃で３時間保持して冷
却した。次に、樹脂の硬化により形成された樹脂層を、
鉄芯金（Ｓ４５Ｃ）の形状に合わせ、鉄芯金と樹脂層の
隙間が０.１〜０.２mmになるよう切削加工した。次い
で、鉄芯金表面及び切削加工した樹脂層表面に、エポキ
シ樹脂［日本チバガイギー(株)、ＡＶ１３８］１００重
量部及び硬化剤［日本チバガイギー(株)、ＨＹ９９８］
４０重量部の混合物を塗布し、嵌着して２５℃で１６時
間保ち、樹脂層を鉄芯金に固定した。次いで、母型を除
去し穴及び側面を加工してロータリドレッサを得た。な
お、このロータリドレッサの鉄芯金の密度は７.９ｇ／c
m³であり、樹脂層の密度は５.９ｇ／cm³であった。得ら
れたロータリドレッサの不釣り合い量を１,２００回転
／分で測定したところ、回転中心軸から距離６０mmの点
で１ｇ以下であった。 比較例１ タングステン粉末５１４重量部の代わりに、アルミニウ
ム粉末（＃１５００）７２重量部を用いて、タングステ
ン粉末を同じ容積のアルミニウム粉末で置き換えた以外
は、実施例１と同様にしてロータリドレッサを製作し
た。このロータリドレッサの樹脂層の密度は、１.９ｇ
／cm³であった。得られたロータリドレッサの不釣り合
い量を１,２００回転／分で測定したところ、回転中心
軸から距離６０mmの点で６ｇであり、６ｇオーバーのス
ポットに孔を空けてバランス調整を行わなければならな
かった。実施例１と比較例１の結果から、樹脂層にタン
グステン粉末を混入した本発明のロータリドレッサは、
不釣り合い量が小さく、バランス調整の必要がないこと
が分かる。

【００１０】

【発明の効果】本発明のロータリドレッサは、ダイヤモ
ンド層面の歪みが小さく、形状の修正量を少なくするこ
とができ、不釣り合い量が小さく、バランス調整の必要
がほとんど又は全くなく、切れ味が良好で精度が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、樹脂の硬化による樹脂層の形成工程の
一態様の説明図である。

【図２】図２は、樹脂層の切削加工工程の一態様の説明
図である。

【図３】図３は、芯金の固定工程の一態様の説明図であ
る。

【図４】図４は、本発明のロータリドレッサの一態様の
断面図である。

【符号の説明】

１ 母型 ２ ダイヤモンド層 ３ 側面板 ４ 樹脂 ５ 樹脂層 ６ 芯金 ７ 接着剤

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイヤモンド層の内周に粒子が混入された
   樹脂層を有し、該樹脂層が接着剤により芯金に固定され
   てなるロータリドレッサにおいて、粒子が混入された該
   樹脂層の密度が４〜７ｇ／cm³であることを特徴とする
   ロータリドレッサ。
2. 【請求項２】粒子が、金属粒子である請求項１記載のロ
   ータリドレッサ。
3. 【請求項３】金属粒子が、タングステン粒子である請求
   項２記載のロータリドレッサ。
4. 【請求項４】粒子が、金属の炭化物、ホウ化物、窒化
   物、酸化物又は珪化物の粒子である請求項１記載のロー
   タリドレッサ。
5. 【請求項５】ダイヤモンド砥粒を母型の内周面に充填
   し、電気メッキにより母型の内周面にその一層分を仮固
   定したのち余剰のダイヤモンド砥粒を除去し、電鋳によ
   りダイヤモンド砥粒を固着してダイヤモンド層を形成
   し、さらに該ダイヤモンド層の内周に、粒子を混入して
   密度４〜７ｇ／cm³とした樹脂を硬化することにより樹
   脂層を形成し、該樹脂層を接着剤により芯金に固定する
   ことを特徴とするロータリドレッサの製造方法。
6. 【請求項６】樹脂の硬化を遠心力の作用下に行う請求項
   ５記載のロータリドレッサの製造方法。