JP2000117641A

JP2000117641A - 研削砥石の製造方法および研削砥石

Info

Publication number: JP2000117641A
Application number: JP10296684A
Authority: JP
Inventors: Kozo Ishizaki; 幸三石▲崎▼; Atsushi Takada; 篤高田
Original assignee: Nano TEM Co Ltd
Current assignee: Nano TEM Co Ltd
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2000-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造の製造設備により容易に低コスト
で砥石を製造し得るようにすることにある。【解決手段】砥粒とボンド材と有機バインダと溶媒と
の混合物からなるスラリーをシート状に基材の表面に塗
布し、スラリーに含まれる溶媒を気化することによって
シート材３０ａが形成される。このシート材３０ａを芯
材の外周面に巻き付けて所定の外径を有する円筒形状の
シート積層体３０ｂを形成し、これを加工することによ
って円筒形状、ディスク形状あるいはカップ形状のシー
ト積層体が形成され、このシート積層体３０ｂを加熱し
て焼結することにより研削砥石を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は研削砥石の製造方法
および研削砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】研削加工は研削砥石つまり砥石車を用い
てこれに回転運動を与え、研削砥石の砥粒により被加工
物の表面を削り取ってその表面を平滑にして精密に仕上
げる加工方法であり、円筒研削、内面研削、平面研削お
よび特殊研削などの研削方式がある。

【０００３】円筒研削は研削砥石の外周面を研削面とし
て被加工物つまりワークの外周面を加工する方法であ
り、内面研削は研削砥石の外周面を研削面として円筒形
状などの被加工物の内周面を加工する方法であり、平面
研削は研削砥石の外周面あるいは端面を研削面として被
加工物の平面を加工する方法である。研削砥石の形状と
しては円筒形状、カップ形状あるいはディスク形状が通
常であり、歯車やねじなどを研削加工する際には、ディ
スク形状の砥石の外周部を歯溝やねじ溝の断面形状に対
応して特殊な形状とした研削砥石が使用される。

【０００４】これらの種々の研削加工に使用される砥石
は、砥粒を結合材つまりボンド材により結合して所定の
形状に固めて形成されており、砥粒と結合材と気孔の３
要素から構成されている。

【０００５】研削砥石の製造方法としては、金型を用い
たプレス成形法と、型内に砥石原料を流し込むようにし
た流し込み法とがある。プレス成形法は砥粒と結合材の
混合粉末を金型内に充填し、プレスにより固めてから加
熱して砥石を製造する方法であり、流し込み法は液状の
結合材を用いて流動性となった砥石原料を型の中に流し
込んで所定の形状に形成し、これを加熱して製造する方
法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】プレス成形法にあって
は、金型内に充填された砥石原料をプレス金型によって
突き固めるようにしているので、金型に近接した部分と
砥石の内部とではプレスによる加圧力が相違して、砥石
全体の密度分布が相違し、さらに砥粒の分布密度が相違
してしまうことがある。また、流し込み法にあっては、
砥粒と結合材とに比重の差があると、流し込んだ後に型
内で砥粒と結合材とが分離してしまい、砥石全体の密度
分布が相違し、さらに砥粒の分布密度が相違してしまう
ことがある。しかも、これらの製造方法にあっては、い
ずれも複雑な製造設備を必要とし、砥石の製造コストを
高めることになる。

【０００７】研削加工は砥石の外周面または端面を研削
面としてこれの表層面における多数の砥粒の切れ刃によ
って被加工物の表面を多数の切り屑として削り取る加工
であり、加工に伴って表層部の砥粒が脱落すると、研削
面は目詰まりや目つぶれした状態となる。その場合には
研削面をドレッシング加工により研削面を薄く除去する
ことによって新しい切れ刃を研削面の表面に作りだすこ
とになる。

【０００８】したがって、研削加工とドレッシング加工
が繰り返されることにより、砥石は徐々に内側の部分が
外面に露出することになるので、砥石全体で砥粒の分布
密度が均一となっていることが、１つの砥石による研削
加工を継続して同一の加工精度で行うためには必要とな
る。

【０００９】一方、砥石により研削加工を開始してか
ら、ドレッシング加工を行うまでの研削加工時間を長く
維持することができれば、ドレッシング加工の回数を低
減することができるので、研削加工能率を向上させるこ
とが可能となる。また、研削面が目詰まりや目つぶれを
起こしにくくすることができれば、所望の研削量を加工
するための時間を、砥石による被加工物に対する押し付
け力を大きくすることなく、短縮することができて研削
能率を向上させることができる。また、押し付け力を小
さくしても所望の加工を行うことができれば、被加工物
の変形などを防止して加工精度を高めることができる。

【００１０】本発明の目的は、簡単な構造の製造設備に
より容易に低コストで砥石を製造し得るようにすること
にある。

【００１１】本発明の他の目的は、砥石の研削性を向上
し得るようにすることにある。

【００１２】本発明の他の目的は、被加工物に対する研
削精度を向上し得るようにすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の研削砥石の製造
方法は、砥粒とボンド材と有機バインダとを有し塑性変
形自在のシート材を形成する工程と、前記シート材を芯
材の外周面に巻き付けて所定の外径を有する円筒形状の
シート積層体を形成する工程と、前記シート積層体を加
熱して焼結する工程とを有することを特徴とする。

【００１４】本発明の研削砥石の製造方法は、砥粒とボ
ンド材と有機バインダとを有し塑性変形自在のシート材
を形成する工程と、前記シート材を芯材の外周面に巻き
付けて所定の外径を有する円筒形状のシート積層体を形
成する工程と、前記シート積層体の表面に複数の凹部を
形成する工程と、前記シート積層体を加熱して焼結する
工程とを有することを特徴とする。

【００１５】本発明の研削砥石の製造方法は、砥粒とボ
ンド材と有機バインダとを有するシート材を形成する工
程と、前記シート材を複数枚積み重ねてシート積層体を
形成する工程と、前記シート積層体を砥石に対応した形
状に裁断する工程と、前記シート積層体を加熱して焼結
する工程とを有することを特徴とする。

【００１６】シート材を形成する工程は、砥粒とボンド
材と有機バインダと溶媒との混合物からなるスラリーを
シート状に基材の表面に塗布する工程と、前記スラリー
に含まれる溶媒を気化する工程とを有し、厚み１ｍｍ以
下の前記シート材が形成される。

【００１７】本発明の研削砥石は、端面または外周面に
設けられた取付面を有する砥石ホルダーと、前記取付面
から突出して前記砥石ホルダーに取り付けられる複数の
管状砥石ピースとを有し、前記管状砥石ピースの内周面
および外周面と先端面との境界部に研削エッジを形成
し、前記複数の管状砥石ピースの先端面により形成され
る研削面内に前記研削エッジを分散して配置するように
したことを特徴とする。前記管状砥石ピースを前記製造
方法によって製造するようにしても良い。

【００１８】本発明の研削砥石は、端面または外周面に
研削面を有する砥石本体に前記研削面に開口する複数の
凹部を形成し、前記凹部の内周面と前記研削面との境界
部に研削エッジを形成し、前記砥石本体の前記研削面に
前記研削エッジを分散して配置するようにしたことを特
徴する。研削砥石本体を前記製造方法によって製造する
ようにしても良い。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２０】図１は研削砥石つまり砥石車の外観形状を
示す図であり、図１（Ａ）に示す砥石１は円筒形状とな
っており、その外周面２が研削面となっている。この砥
石１を中心部の貫通孔に取り付けられた駆動軸により回
転させることによって、被加工物の円筒形状の外周面を
円筒研削したり、円筒状の被加工物の内周面を内面研削
することができる。

【００２１】図１（Ｂ）はディスク形状の砥石１を示す
図であり、この砥石１の外周面２を研削面とした場合に
は、円筒研削や平面研削を行うことができ、端面３を研
削面とした場合には平面研削を行うことができる。図
（Ｃ）はカップ形状の砥石１を示す図であり、金属製の
カップ本体６にリング形状の砥石部７を取り付けること
により形成されており、この砥石部７の端面３が研削面
となっており、平面研削を行うことができる。

【００２２】歯車研削やねじ研削などの特殊な研削加工
を行う場合には、図１（Ａ）や図１（Ｂ）に示された砥
石１の外周面を、歯車やねじの溝形状に対応した形状に
形成された総形砥石が使用される。図１に示す砥石の形
状は基本的な形状であり、たとえば、日本工業規格(JI
S) のR 6211に規定されているような種々の形状の砥石
がある。また、主として金属製台金の周辺または端面に
砥粒層を持つ研削砥石としては、JIS のB 4131に規定さ
れるようなダイヤモンド及びＣＢＮホイールがある。

【００２３】図２に示す研削砥石は、金属製の砥石ホル
ダー１０と複数の円筒形状の管状砥石ピース(piece) １
１とにより形成されており、この砥石ホルダー１０は外
周面１２と端面１３とを有するディスク形状となってお
り、これに設けられたシャフト部１２ａにより回転駆動
される。砥石ホルダー１０の端面１３は取付面となって
おり、この取付面に複数の管状砥石ピース１１が取り付
けられている。

【００２４】それぞれの管状砥石ピース１１は図示する
ように砥石ホルダー１０に比して小径の管状ないし円筒
形状となっており、内周面と外周面とを有し、内周面と
先端面との境界部である縁部ないし角部にエッジ１４が
形成され、外周面と先端面との境界部である縁部ないし
角部にエッジ１５が形成され、それぞれのエッジ１４、
１５はそれぞれ研削エッジとなっている。それぞれの管
状砥石ピース１１の先端面によって全体的に平坦となっ
た研削面が形成されることになり、この研削面内には研
削エッジ１４，１５が分散して配置されることになる。

【００２５】このように、研削面内に研削エッジを分散
して配置することにより、この研削砥石を用いて被加工
物の平坦面を平面研削する場合には、被加工物に複数の
研削エッジが同時に接触することになる。研削加工が行
われる際には、研削エッジの部分のみならず、研削エッ
ジ以外の部分も被加工物に接触することになり、研削面
を構成する表層部の多数の砥粒の切れ刃が被加工物に同
時に接触することになるが、砥粒の切れ刃により被加工
物の表面を削り取る研削加工に大きく寄与するのは、研
削エッジ以外の部分よりも研削エッジの部分であること
が判明した。

【００２６】図１（Ｂ）に示す砥石１の端面３は内周面
のエッジ４と外周面のエッジ５とを有しているが、この
砥石１を用いて平面研削を行った場合には、これらのエ
ッジ４，５の部分が真先に摩耗し、研削面が目詰まりを
起こすことが判明した。図２に示すように、研削面の中
に研削エッジ１４，１５を分散して配置形成することに
よって、研削面の広い範囲でエッジ研削が行われること
になった。

【００２７】実験によれば、図１（Ｂ）に示すようなデ
ィスク形状の砥石１の端面３を研削面として研削加工し
た場合に比較して、図２に示される砥石により加工した
場合には、被加工物に対する少ない押し付け力によって
所望の研削量を短時間で加工することができた。しか
も、押し付け力を小さくすることができることから、研
削精度をも高めることが可能となり、研削面の目詰まり
や目つぶれが発生するまでの研削加工量を向上させるこ
とができ、研削能率を向上させることが可能となった。

【００２８】図２に示す研削砥石にあっては、砥石ホル
ダー１０の端面１３の全体に管状砥石ピース１１が取り
付けられているが、中心部には管状砥石ピース１１を取
り付けないようにしても良く、あるいは端面１３の外周
部に１列または２列に管状砥石ピース１１を取り付ける
ようにしても良い。また、図２に示す研削砥石にあって
は、端面１３を取付面としてここに管状砥石ピース１１
を取り付けるようにしているが、外周面１２を取付面と
してここに管状砥石ピース１１を取り付けるようにして
も良い。その場合には、複数の管状砥石ピース１１の先
端面によって、全体的に円筒形状の研削面が形成される
ことになり、これを研削面として平面研削や円筒研削を
行うことができる。

【００２９】図３に示す砥石２１は、図１（Ａ）に示す
砥石１と基本的形状は同一であり、円筒形状となり、砥
石２１の外周面２２が研削面となっている。この砥石２
１には複数の凹部２３が形成されており、それぞれの凹
部２３の内周面２４と研削面つまり外周面２２との境界
部である縁部ないし角部が研削エッジ２５となってい
る。それぞれの凹部２３を相互に分離して砥石２１の研
削面に形成することにより、研削エッジ２５は円筒形状
の砥石２１の外周面２２に分散配置されることになる。

【００３０】このようにして、研削面内に研削エッジ２
５が分散して配置されることになり、この砥石２１を用
いて被加工物を円筒研削したり平面研削する場合には、
被加工物に研削エッジが研削エッジ以外の部分とともに
接触することになる。そして、図２に示した砥石と同様
に、研削加工が行われる際には、研削エッジが被加工物
の表面を削り取る研削加工に大きく寄与することにな
り、図１（Ａ）に示す砥石よりも被加工物に対する少な
い押し付け力によって所望の研削量を短時間で加工する
ことができ、押し付け力を小さくすることができること
から、研削精度をも高めることが可能となった。しか
も、研削面の目詰まりや目つぶれが発生するまでの研削
加工量を向上させることができ、研削能率を向上させる
ことが可能となった。

【００３１】図３に示す砥石にあっては、外周面２２を
研削面としているが、図１（Ｂ）に示すように砥石をデ
ィスク形状としてその端面を研削面として、その研削面
に凹部２３を形成するようにしても良い。その場合に
は、研削エッジが分散して配置された端面が研削面とな
って、被加工物の平面研削を行うことができる。

【００３２】図４は研削砥石の基本的な製造工程を示す
フローチャートであり、シート材の形成工程と、シート
積層体の形成工程と、焼結工程とを有している。

【００３３】図５はシート材の形成方法の一例を示す図
であり、まず、図示しない容器の中に砥粒と結合材つま
りボンド材と有機バインダと溶媒とを供給してこれらの
混合物からなる懸濁液つまりスラリー３０を製造する。
このスラリー３０を容器の中で十分に混合した後に、図
５に示す吐出ノズル３１内に供給し、この吐出ノズル３
１から帯状のフィルム基材３２の上に塗布する。フィル
ム基材３２は矢印で示すように、供給リール３３からガ
イドローラ３４を介して巻取りリール３５に巻き取るこ
とによって搬送されるようになっており、フィルム基材
３２の上面に塗布されてこれに付着したスラリー３０
は、フィルム基材３２を搬送することによって、これの
上に一定の厚みとなってシート状に形成される。

【００３４】砥粒の素材としてはアルミナ、炭化ケイ
素、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素(CBN) などが用い
られる。砥粒の粒度としては、JIS R6001 に規定される
８番〜２２０番の粗粉を使用しても良く、２４０番から
８０００番の微粉を使用しても良く、研削砥石の用途な
どに応じて任意の粒度のものを使用することができる。
結合材つまりボンド材としては、メタルボンド、レジノ
イドボンド、ビトリファイボンドなどを用いることがで
きる。

【００３５】スラリー３０には前述した砥粒とボンド材
に加えて、有機バインダと溶媒とが加えられる。溶媒は
スラリーをフィルム基材３２の上に塗布して所定の厚み
のシート状に形成した後に乾燥気化することになり、こ
れにより、流動性を有するスラリー３０は、所定の保形
性を有するシート材３０ａとなる。

【００３６】有機バインダは焼結時に消失して焼結後に
砥石に所定の気孔率を形成する機能を有しており、焼結
時に消失するものであれば、種々のものを使用すること
ができる。たとえば、ポリ塩化ビニル(PVC) 、ポリビニ
ルブチラール(PVB) 、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)などを
使用すると、シート材３０ａが塑性変形自在となるよう
に所定の可塑性をシート材３０ａに持たせることができ
る。フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂
などを使用すると、シート材３０ａは比較的強度が高く
なり、容易には変形しにくくなる。有機バインダとして
のこれらの樹脂材料は、スラリー３０を製造する際に加
えられる溶媒によって溶解された状態となる。

【００３７】シート材３０ａの厚み寸法Ｄは、フィルム
基材３２と吐出ノズル３１との間隔およびフィルム基材
３２の搬送速度などを調整することによって任意の厚み
に設定することができ、１ｍｍ以下の厚み寸法Ｄとすれ
ば、取扱いが容易であり、特に５００μｍ以下、たとえ
ば、２０〜３０μｍ程度の厚みにすると、その取扱いが
より容易となる。

【００３８】このような厚み寸法Ｄに設定すると、吐出
ノズル３１から吐出された時には流動性を有するスラリ
ーとなっているが、フィルム基材３２によって搬送して
いる過程で、溶媒が気化して数分程度で保形性を有する
シート材３０ａなり、図５に示すように、フィルム基材
３２から分離することによって前述した厚みのシート材
３０ａが得られる。

【００３９】図５に示す場合には、フィルム基材３２を
搬送し、吐出ノズル３１を固定しているが、フィルム基
材３２と吐出ノズル３１は相対移動する関係にあれば、
フィルム基材３２を固定し、吐出ノズル３１を搬送する
ようにしても良い。その場合には、基材としてはフィル
ム状のものを使用することなく、表面が平坦となった板
材やブロック材を基材として使用することができる。

【００４０】図６は図５に示されたシート材の形成工程
の下流側に設けられたシート積層体の形成工程を示す図
であり、管状の芯材３６の外周面にシート材３０ａを巻
き付けることによって円筒形状のシート積層体３０ｂが
形成される。

【００４１】図６に示すように、巻き付け操作によって
円筒形状のシート積層体３０ｂを形成する場合には、シ
ート材３０ａが塑性変形自在となっていることが好まし
いので、そのようなシート材３０ａを製造する場合に
は、前述したＰＶＢなどのようにシート材３０ａに可塑
性を持たせるような有機バインダが使用される。

【００４２】巻き付け時には、シート材３０ａの表面が
粘着性を有するので、巻き付け操作を行うことによって
容易に円筒形状のシート積層体３０ｂが形成される。シ
ート積層体３０ｂを形成する際には、芯材３６を回転さ
せてシート材３０ａを巻き付けるようにしても良く、芯
材３６を固定してシート材３０ａを移動させて巻き付け
るようにしても良い。

【００４３】このような形状のシート積層体３０ｂによ
って、図１（Ａ）に示す円筒形状の砥石や、図１（Ｃ）
に示すようにカップ形状の砥石を製造することができ、
図６において破線で示すように、所定の間隔ごとにカッ
ターにより切断することによって、図１（Ｂ）に示すよ
うにディスク形状の砥石を製造することができる。

【００４４】図３に示すように研削面に凹部２３を有す
る砥石２１を製造するには、図７に示すように、薄肉の
パイブなどからなる工具３７を用いて、これを図７
（Ａ）に示すようにシート積層体３０ｂに食い込ませた
後に、工具３７をシート積層体３０ｂから図７（Ｂ）に
示すように離すとこの中にシート積層体３０ｂの一部が
入り込んで、シート積層体３０ｂから切除され、容易に
凹部２３を形成することができる。

【００４５】図２に示すように、管状砥石ピース１１を
有する砥石を製造する場合にも、図６に示すように円筒
形状のシート積層体３０ｂを用いて管状砥石ピース１１
を製造することができる。管状砥石ピース１１を有する
砥石を製造する場合には、砥石ホルダー１０に形成され
た溝や穴などに複数のシート積層体３０ｂを配置した後
に、その外周面に溶媒を塗布すると、図８に示すよう
に、隣接するシート積層体３０ｂが相互に物理的に一体
となった管状砥石ピースとすることができる。

【００４６】図９はシート積層体３０ｂの他の例を示す
図であり、この場合には所定の長さに寸断したシート材
３０ａを複数枚積み重ねることによって立方体あるいは
直方体などのブロック状のシート積層体３０ｂが形成さ
れる。このシート積層体３０ｂを図９において二点鎖線
で示す部分で工具３７と同様なパイプ状の工具やカッタ
などを用いて切断することによって、円筒形状なディス
ク形状などの砥石を製造することができる。

【００４７】ブロック状のシート積層体３０ｂを用いて
砥石を製造する場合には、シート材３０ａは可塑性を有
している必要がなく、フェノール樹脂などを有機バイン
ダとして使用することができる。また、ブロック状のシ
ート積層体３０ｂを形成する場合には、図５に示すよう
なフィルム基材３２を使用して連続的に帯状のシート材
３０ａを製造することなく、型材の表面に所定量のスラ
リー３０を注入することにより、所定のサイズのシート
材３０ａを製造することができる。

【００４８】図１０は所定のサイズのシート材３０ａを
形成するための型材４１を示す図であり、これを基材と
してこの表面にシート材３０ａの厚みに対応して形成さ
れた凹部４２内にスラリー３０を塗布することにより、
シート材３０ａを製造することができる。

【００４９】砥石の形状に対応した所定の形状に形成さ
れたシート積層体３０ｂは、加熱炉において焼結処理さ
れる。焼結処理に使用する加熱炉には被加熱体を真空状
態で加熱する場合と空気の存在下で行う場合があり、真
空状態で行う場合には、焼結処理の前に大気中で所定の
温度で脱脂処理を行うことが好ましい。焼結処理によっ
て、シート積層体３０ｂ内に含まれる砥粒がボンド材に
よって結合されるとともに、有機バインダが消失され
て、砥粒とボンド材と気孔とを有する砥石が形成され
る。焼結処理に際しては、砥粒を結合し有機バインダを
消失させることが可能な焼結温度に設定される。

【００５０】

【実施例】（実施例１）砥粒として粒度が３０〜４０μ
ｍのダイヤモンド砥粒を１００重量部と、ボンド材とし
て剛性の高い粒径１〜２μｍのタングステン粉末を３４
重量部と、有機バインダとしてＰＶＢを３重量部と、溶
媒としてエチルアルコールを９重量部とをそれぞれ計量
して容器内に注入し、アルミナボールを用いて２４時間
混合した。このようにして得られた流動性を有するスラ
リー状の混合物を図５に示す方式によってシート材３０
ａを製造した。吐出ノズル３１から吐出した直後のシー
ト材３０ａの厚みは５００μｍに設定した。シート材３
０ａ内の溶媒が気化された乾燥後のシート材３０ａの厚
みを測定したところ、約３００μｍであった。

【００５１】得られたシート材３０ａを所定の寸法に裁
断し、図６に示すようにロール状に巻き付けて円筒形状
のシート積層体３０ｂを形成し、さらに、図７に示すよ
うに凹部を複数個形成した。その後、加熱炉において４
００℃に加熱して大気中にて脱脂を行った後、真空雰囲
気中でパルス通電焼結法を用いて１４００℃、１０ＭＰ
ａで５分間焼結処理を行った。これにより、図３に示す
ような円筒形状の砥石が得られ、ダイヤモンド砥粒とタ
ングステン粉末はその界面においてＷＣが生成されてお
り、気孔率は４０％であった。

【００５２】（実施例２）砥粒として粒度が２μｍのダ
イヤモンド砥粒を１００重量部と、ボンド材として剛性
の高い粒径０．３μｍのタングステン粉末を３４重量部
と、有機バインダとしてＰＶＢを３重量部と、溶媒とし
てエチルアルコールを１２重量部とをそれぞれ計量して
容器内に注入し、アルミナボールを用いて２４時間混合
した。このようにして得られた流動性を有するスラリー
状の混合物を図５に示す方式によってシート材３０ａを
製造した。吐出ノズル３１から吐出した直後のシート材
３０ａの厚みは５００μｍに設定した。シート材３０ａ
内の溶媒が気化された乾燥後のシート材３０ａの厚みを
測定したところ、約３００μｍであった。

【００５３】このシート材３０ａを用いて図７に示す形
状のシート積層体３０ｂを形成した後に、実施例１と同
様の脱脂処理を行った後に、真空雰囲気中でパルス通電
焼結法を用いて１３００℃、１０ＭＰａで５分間焼結処
理を行った。これにより、気孔率が５０％の図３に示す
ような円筒形状の砥石が得られた。

【００５４】（実施例３）砥粒として粒度が３０〜４０
μｍのダイヤモンド砥粒を１００重量部と、ボンド材と
して粒径２μｍのチタン粉末１２０重量部と、有機バイ
ンダとしてＰＶＢを１０重量部と、溶媒としてエチルア
ルコールを６０重量部とをそれぞれ計量して容器内に注
入し、アルミナボールを用いて２４時間混合した。この
ようにして得られた流動性を有するスラリー状の混合物
を図５に示す方式によってシート材３０ａを製造した。
吐出ノズル３１から吐出した直後のシート材３０ａの厚
みは５００μｍに設定した。シート材３０ａ内の溶媒が
気化された乾燥後のシート材３０ａの厚みを測定したと
ころ、約２５０μｍであった。

【００５５】このシート材３０ａを用いて図７に示す形
状のシート積層体３０ｂを形成した後に、４００℃で大
気中にて脱脂した後に、真空雰囲気中で１０００℃、１
時間焼結処理を行った。これにより、図３に示すような
円筒形状の砥石が得られ、ダイヤモンド砥粒とチタン粉
末はその界面においてＴｉＣが生成されており、気孔率
が３０％であった。

【００５６】（実施例４）砥粒として粒度が３０〜４０
μｍのダイヤモンド砥粒を１００重量部と、ボンド材と
して粒径２μｍのビトリファイドボンドを２０重量部
と、実施例１と同様の有機バインダと、溶媒とをそれぞ
れ計量して容器内に注入してスラリー混合物とし、実施
例１と同様の方式で形成されたシート材３０ａにより円
筒形状のシート積層体３０ｂを製造した。これに、図７
に示すようにして凹部を２０個形成したシート積層体
と、５０個形成したシート積層体と、凹部を設けないシ
ート積層体との３種類のシート積層体とを用意し、それ
ぞれを９００℃の温度で焼結して３種類の砥石を製造し
た。

【００５７】それぞれの砥石を駆動軸に取り付けて軸付
き砥石の構造にして、研削盤を用いて低圧研削試験を行
った。被加工物は光学ガラスを使用した。

【００５８】それぞれの研削結果を示すと、図１１およ
び図１２の通りであり、砥石の周速度が増加することに
よって、または研削圧力が増加することによって被加工
物を除去する研削除去速度、つまり単位時間当たりの除
去量が増加した。そして、砥石２１の外周面２２に凹部
２３を形成した方が研削エッジ２５の作用によって、同
じ砥石周速度であっても切削除去速度が大きく、同じ研
削圧力、つまり押し付け力を加えても切削除去速度が大
きかった。

【００５９】このように、研削面に研削エッジを配置す
ることによって、少ない研削圧力であっても研削量が大
きくなり、研削能率を高めることができるので、被加工
物つまり被削材に大きな押し付け力を加えることが防止
できることになり、研削精度を高めることが可能とな
る。また、切削除去量が高められることから、同じ研削
量を加工する場合にあっても、複数の凹部を設けて研削
エッジを形成することによって、短時間で研削加工する
ことができ、研削能率を向上させることが可能となる。

【００６０】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。

【００６１】たとえば、本発明の製造方法によって製造
し得る砥石の形状としては、図示した形状以外に、前述
したＪＩＳ規格によって規定される種々の形状のものを
製造することができる。図示した砥石はそれぞれ同種の
シート材を用いて製造されているが、砥粒の種類や粒
径、ボンド材の種類や粒径が相違する複数種類のシート
材を混在させてシート積層体を形成するようにしても良
い。砥石の中心部と周辺部とでシート材の種類を相違さ
せるようしても良い。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、砥石の原料をプレス金
型などを用いることなく、シート材を積層して形成され
たシート積層体を用いて砥石を製造するようにしたこと
から、簡単な設備により容易に低コストで砥石を製造す
ることができる。シート材を用いることにより、砥石全
体における砥粒の分布密度を均一にすることができ、高
品質の砥石を製造することができる。シート積層体の状
態ではその形状を加工することができるので、研削面に
凹部を有する砥石や外周面が特殊な形状をした砥石を容
易に製造することができる。砥石ホルダーに複数の管状
砥石ピースを取り付けることにより、それぞれのピース
によって研削面に研削エッジが分散して配置され、研削
性能、研削精度に優れた砥石を得ることができる。砥石
の研削面に凹部を形成し、その凹部の内周面と研削面と
の境界部に形成される研削エッジを研削面に分散して配
置することによって、研削性能、研削精度に優れた砥石
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は円筒形状の砥石を示す斜視図であり、
（Ｂ）はディスク形状の砥石を示す斜視図であり、
（Ｃ）はカップ形状の砥石を示す断面図である。

【図２】管状砥石ピースが設けられた砥石を示す斜視図
である。

【図３】研削面に凹部が形成された砥石を示す斜視図で
ある。

【図４】砥石の製造工程を示すフローチャートである。

【図５】（Ａ）はシート材の形成工程を示す斜視図であ
り、（Ｂ）は同図（Ａ）の断面図である。

【図６】シート積層体の形成工程を示す斜視図である。

【図７】（Ａ），（Ｂ）はシート積層体に凹部を形成す
る工程を示す断面図である。

【図８】図２に示された砥石における管状砥石ピースの
変形例の一部を示す斜視図である。

【図９】シート積層体の他の形成工程を示す斜視図であ
る。

【図１０】シート材の他の形成工程を示す斜視図であ
る。

【図１１】砥石の周速度と研削除去速度との関係を示す
グラフである。

【図１２】砥石の研削圧力と研削除去速度との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１砥石２外周面３端面１０砥石ホルダー１１管状砥石ピース１３端面１４，１５研削エッジ２１砥石２２外周面２３凹部２４内周面２５研削エッジ３０スラリー３０ａシート材３０ｂシート積層体３１吐出ノズル３２フィルム基材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥粒とボンド材と有機バインダとを有し
塑性変形自在のシート材を形成する工程と、前記シート材を芯材の外周面に巻き付けて所定の外径を
有する円筒形状のシート積層体を形成する工程と、前記シート積層体を加熱して焼結する工程とを有するこ
とを特徴とする研削砥石の製造方法。
【請求項２】砥粒とボンド材と有機バインダとを有し
塑性変形自在のシート材を形成する工程と、前記シート材を芯材の外周面に巻き付けて所定の外径を
有する円筒形状のシート積層体を形成する工程と、前記シート積層体の表面に複数の凹部を形成する工程
と、前記シート積層体を加熱して焼結する工程とを有するこ
とを特徴とする研削砥石の製造方法。
【請求項３】砥粒とボンド材と有機バインダとを有す
るシート材を形成する工程と、前記シート材を複数枚積み重ねてシート積層体を形成す
る工程と、前記シート積層体を砥石に対応した形状に裁断する工程
と、前記シート積層体を加熱して焼結する工程とを有するこ
とを特徴とする研削砥石の製造方法。
【請求項４】請求項１，２または３のいずれか１項に
記載の研削砥石の製造方法において、前記シート材を形
成する工程は、砥粒とボンド材と有機バインダと溶媒と
の混合物からなるスラリーをシート状に基材の表面に塗
布する工程と、前記スラリーに含まれる溶媒を気化する
工程とを有し、厚み１ｍｍ以下の前記シート材を形成す
るようにしたことを特徴とする研削砥石の製造方法。
【請求項５】端面または外周面に設けられた取付面を
有する砥石ホルダーと、前記取付面から突出して前記砥
石ホルダーに取り付けられる複数の管状砥石ピースとを
有し、前記管状砥石ピースの内周面および外周面と先端
面との境界部に研削エッジを形成し、前記複数の管状砥
石ピースの先端面により形成される研削面内に前記研削
エッジを分散して配置するようにしたことを特徴とする
研削砥石。
【請求項６】請求項５記載の研削砥石において、請求
項１，２，３または４のいずれか１項に記載の研削砥石
の製造方法により製造された前記管状砥石ピースを前記
砥石ホルダーに取り付けるようにしたことを特徴とする
研削砥石。
【請求項７】端面または外周面に研削面を有する砥石
本体に前記研削面に開口する複数の凹部を形成し、前記
凹部の内周面と前記研削面との境界部に研削エッジを形
成し、前記砥石本体の前記研削面に前記研削エッジを分
散して配置するようにしたことを特徴する研削砥石。
【請求項８】請求項７記載の研削砥石において、請求
項１，２，３または４のいずれか１項に記載の研削砥石
の製造方法により製造された前記研削砥石本体に前記凹
部を形成するようにしたことを特徴とする研削砥石。