JP2000301467A - 縦軸研削用砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研削時における被削材のエッジのだれを抑制
する。 【解決手段】 略円環状の砥石フランジ２０の周方向に
砥石ホルダー２７を所定間隔で取り付ける。砥石ホルダ
ー２７の円板状のフランジ部２９にリング状の凹部３５
を形成し、その曲率半径が砥石フランジ２０の曲率半径
より小さい略円弧状の超砥粒砥石３６を装着する。超砥
粒砥石３６はメタルボンド砥石であって超砥粒が金属結
合相に分散された砥粒層３８を台金３７に積層して構成
し、その湾曲凸部が砥石フランジの外周面側に位置す
る。砥石フランジ２０にはその外周面に沿って砥石フラ
ンジ２０が全周に亘って配列されている。超砥粒砥石３
６の金属結合相はその組織中に金属間化合物からなる析
出物粒子を分散してミクロン単位で崩壊可能にして自生
発刃作用を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば金型用鋼等
の各種被削材を研削するのに用いられる縦軸研削用砥石
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、横軸平面研削盤で例えば金型用鋼
等を被削材として平面研削を行う場合、例えば図１０に
示すようにして行われる。即ち円環状の砥石１はその中
心線Ｏと同軸をなす回転軸（図示せず）が被削材２の研
削面２ａと平行になるように配置され、回転軸回りに回
転する砥石１の外周面１ａで矢印Ｅ方向に送られる被削
材２の研削面２ａを平面研削加工する。横軸平面研削の
場合には、砥石１の外周面１ａが被削材２の送り方向に
略直交する方向に線接触するために研削面２ａに生じる
研削時のキズが一方向に生じることになって加工面２ａ
の研削精度が良好であり、研削時の振動も少ないという
利点がある。しかしながら、横軸平面研削では砥石１と
被削材２とが線接触するために研削面積が小さく大量の
研削加工を効率的にできないという欠点がある。

【０００３】これに対して、縦軸平面研削にあっては、
図１１に示すように略円筒状の砥石３を支持する基台４
に設けられた縦軸平面研削盤の回転軸５が被削材２の研
削面２ａに略直交する方向に位置しており、回転軸５の
回転に沿って砥石３の円環状の先端面３ａが回転しつつ
被削材２の研削面２ａを研削加工することになる。縦軸
平面研削の場合、砥石３の先端面３ａが被削材２の研削
面２ａと面接触するために、横軸平面研削と比較して単
位時間当たりの加工量が大きく被削材２の大量加工処理
ができるが、研削抵抗が大きくなるために研削加工時の
振動や発熱量が大きく、砥粒が脱落し易くて砥石３の損
傷が大きいために砥石３の寿命が著しく短いという欠点
がある。しかも研削時には研削面２ａに網状のキズが生
じ、加工面の見た目が悪いという欠点がある。

【０００４】このような縦軸平面研削用の砥石を用いて
行う例えば金型用鋼の研削加工の一例を次に説明する。
金型用鋼の縦軸平面研削には通常、一般砥粒砥石（以
下、一般砥石という）が用いられている。例えば図１１
に示すように被削材支持用の円板形状のステージ７の表
面７ａにはその周面に沿って複数の凹部が形成され、各
凹部内に金型用鋼８がそれぞれ装着されてリング状に配
列されている。このステージ７上の金型用鋼８を研削加
工するための砥石フランジ１０の台金９は例えば略円板
形状とされ、その外周面９ａは図１２に示すように所定
間隔で断面略四角形状に中央方向に切り欠かれて収納凹
部１１…を形成する。各収納凹部１１は外周側に開口部
を有する略四角柱形状に形成されている。そして各収納
凹部１１には図１４に示すような略四角柱形状の四角柱
砥石１２が嵌合させられ、台金９の外周面９ａ上にベル
ト１３が装着されて、隣接する二つの収納凹部１１，１
１の間に位置する凸部１４にベルト１３の孔を通してボ
ルト１５が螺合されることによって各四角柱砥石１２が
収納凹部１１内にそれぞれ固定されている。

【０００５】このような砥石フランジ１０を用いてステ
ージ７上の金型用鋼８を平面研削加工する場合、図１２
に示すようにステージ７をその中心を回転軸として例え
ば矢印Ｆ方向に回転させた状態で、ステージ７に対して
偏心した位置に砥石フランジ１０を配置させて矢印Ｇ方
向に回転させることで、砥石フランジ１０の表面から突
出する四角柱砥石１２の先端面１２ａで金型用鋼８の表
面を研削加工することになる。この場合、四角柱砥石１
２の先端面１２ａと金型用鋼８の表面とが面接触するた
めに効率的に且つ大量に金型用鋼８の研削加工が行え
る。また同種の砥石フランジ１６として図１５に示すも
のがある。この砥石フランジ１６は四角柱状の収納凹部
１１に代えて、断面略三角形の略三角柱形状を有する収
納凹部１７を形成したものであり、この収納凹部１７内
に略三角柱形状の三角柱砥石１８を装着してベルト１３
とボルト１５で固定した構成を備えている。

【０００６】ところで、このような縦軸研削に用いる砥
石フランジ１０，１６の四角柱砥石１２や三角柱砥石１
８では、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＣやＧＣ等の一般砥粒が用いら
れ、結合相として通常ビトリファイドボンドと呼ばれる
ガラス性のボンドが用いられている。このビトリファイ
ドボンド砥石は砥粒とのぬれ性は良好であるが、衝撃に
弱く研削の進行に伴って砥石の摩耗が大きいという欠点
がある。そのため、自生発刃作用を促すために砥石に衝
撃を与えつつ研削していた。横軸研削の場合、砥石１と
被削材２とは線接触であるために研削時に生じる応力は
図１０に示すように砥石１と被削材２との接触点から砥
石１の径方向即ち被削材２の表面２ａに直交する方向Ｓ
１のみであるが、縦軸研削の場合には図１１に示すよう
に被削材２の表面２ａに垂直な方向Ｓ１と平行な方向Ｓ
２とに発生するために砥石１２，１８の砥粒にかかる力
が横軸研削の場合の約２倍になる。

【０００７】この場合、砥粒として研削力の大きいダイ
ヤモンド、ＣＢＮ等の超砥粒を用いると生成される切屑
の量が一層大きくなるためにボンドの摩耗や砥粒の脱落
が激しくなり、砥石の寿命が更に短くなるという欠点が
あった。その点、一般砥粒は超砥粒と比較して研削量が
小さいために、砥石の耐久性を確保するために縦軸研削
用の砥石には一般砥石を用いるのが通常であった。尚、
縦軸研削用の砥石として、ビトリファイドボンド砥石に
代えてメタルボンド砥石を用いれば、砥粒として一般砥
粒に代えて超砥粒を用いても、金属結合相の耐摩耗性と
剛性が高いために研削量が増大して切屑の量が増大して
も金属結合相の摩耗は抑制できるが、例えば被削材が金
型用鋼８など硬脆材料の場合には、金属結合相が硬いた
めに砥粒の摩耗につれて金属結合相が後退して砥粒の突
出量を一定以上に維持するいわゆる自生発刃作用に乏し
く、比較的早期に切れ味が悪くなり研削精度が悪化する
という欠点がある。そのため、縦軸研削には砥粒として
超砥粒を用いることはできず、メタルボンド砥石を用い
ることもできないために、上述したように砥石の寿命が
短いという欠点を改善できなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した砥
石フランジ１０，１６に用いる四角柱砥石１２や三角柱
砥石１８に一般砥粒を分散したビトリファイドボンド砥
石を用いて金型用鋼８を研削加工した場合、砥石１２，
１８が短期間で摩耗してしまうために、縦軸用研削盤の
そばに作業員がはりついていて頻繁に摩耗した砥石１
２，１８の突出量を調整したり砥石交換したりしなけれ
ばならず、極めて煩雑であり生産性が悪かった。また図
１３や図１５に示すような縦軸研削用砥石の砥石フラン
ジ１０，１６は四角柱砥石１２や三角柱砥石１８が台金
９の径方向に延びる略放射状配列とされており、研削時
に被削材である金型用鋼８のエッジ８ａに対して砥石１
２，１８の先端面が入り込む時や出る時に広い接触面積
を以て研削開始および研削終了となるために、エッジ８
ａがだれてしまい、研削加工精度が低下するという現象
が起こる。本発明は、このような実情に鑑みて、被削材
のエッジ加工精度を確保できる縦軸研削用砥石を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る縦軸研削用
砥石は、略円形の砥石フランジの外周面に沿って砥石が
取り付けられた縦軸研削用砥石において、砥石は、その
曲率半径が砥石フランジの曲率半径より小さい略円弧状
に形成されていると共にその湾曲凸部が砥石フランジの
外周面側に位置することを特徴とする。砥石フランジを
回転しつつ研削加工する際、略円弧状の砥石の湾曲凸部
から被削材のエッジを研削加工し始めるためにエッジに
対する砥石の接触面積が小さく、研削によるエッジのだ
れを抑制できる。

【００１０】また砥石フランジにはその外周面に沿って
複数の砥石が全周に亘って配列されていてもよい。砥石
が砥石フランジの外周面に沿って略円形に配列されてい
るために被削材のエッジに対して回転する砥石フランジ
がいずれの領域から研削を開始しようと、砥石の湾曲凸
部から被削材のエッジを研削加工し始めるためにエッジ
のだれを確実に抑制できる。

【００１１】また、砥石は、金属結合相に超砥粒が分散
配置されてなり、この金属結合相の組織中に金属間化合
物からなる析出物粒子が分散されていてもよい。析出物
粒子が金属結合相中に分散して生成されることにより、
金属結合相の全体としての耐摩耗性および剛性は高く維
持され、砥石の無駄な摩耗および形状変形は少なく抑え
られる。それにもかかわらず、金属結合相の表面では析
出物粒子を単位としたミクロ的な崩壊が生じやすくな
り、砥粒の摩耗にともなって適当な速度で金属結合相が
崩壊していくようになり、砥粒の自生発刃作用が向上す
るから、従来のメタルボンド砥石と比較して長期に亙っ
て良好な切れ味を得ることが可能であり、高い研削精度
が得られる。また従来のメタルボンド砥石よりは耐久性
が短いもののビトリファイドボンド砥石と比較して耐久
性が高くなる。さらに、研削時に切屑が砥石研削面に溶
着しにくくなるので、溶着による目詰まりを低減するこ
とができ、この点からも、良好な切れ味を持続させる効
果が得られる。また本発明による縦軸研削砥石は、略円
形の砥石フランジの外周面に沿って砥石が取り付けられ
た縦軸研削用砥石において、砥石は、その曲率半径が砥
石フランジの曲率半径より小さい略円弧状に形成されて
いると共にその湾曲凸部が研削方向先端側に位置するこ
とを特徴とする。

【００１２】尚、本発明による砥石は、金属結合相中
に、ダイヤモンドまたはＣＢＮ等の超砥粒を分散してな
るメタルボンド砥石であって、金属結合相は、Ｓｎ，Ｚ
ｎ，Ａｌから選択される１種または２種以上の低融点金
属Ａを合計で２０〜２５ｗｔ％、ＳｉまたはＧｅから選
択される１種または２種のＩＶｂ族元素Ｂを合計で１〜
６ｗｔ％、Ａｇを０〜１５ｗｔ％、並びにＣｕ，Ｗ，Ｆ
ｅ，Ｎｉ，Ｃｏから選択される１種または２種以上の高
融点金属Ｃを残部それぞれ含有し、かつその組織中に
は、高融点金属Ｃおよび低融点金属Ａを主要構成元素と
する金属間化合物からなる析出物粒子が分散されて構成
されていてもよい。また本発明による超砥粒砥石の別の
構成は、金属結合相中に、ダイヤモンドまたはＣＢＮ等
の超砥粒を分散してなるメタルボンド砥石であって、金
属結合相は、Ｓｎを２０〜２５ｗｔ％、Ｇｅを１〜６ｗ
ｔ％、Ａｇを０〜１５ｗｔ％、並びにＣｕを残部それぞ
れ含有し、かつその組織中には、ＣｕおよびＳｎを主要
構成元素とする金属間化合物からなる析出物粒子が分散
されていてもよい。

【００１３】尚、金属間化合物は、Ｃｕ₄Ｓｎであって
もよい。また金属結合相のＡｇ含有量（ｗｔ％）は、Ｇ
ｅ含有量（ｗｔ％）の３〜５倍であってもよい。金属結
合相中の析出物粒子の含有量は、砥粒層の切断面におけ
る析出物粒子の面積比が５〜１５％になることが好まし
い。５％より少ないとその効果が得られず、１５％より
多いと、金属結合相が硬くなり過ぎて自生発刃作用が低
下する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面により説明する。図１は第一の実施の形態による砥
石フランジの平面図、図２は図１で示す砥石フランジの
中央縦断面図、図３は図２に示す砥石フランジの砥石ホ
ルダー部分の拡大図、図４は砥石ホルダーの平面図、図
５は砥石ホルダーを示すもので（ａ）は側面図、（ｂ）
は砥粒層の先端角部を示す要部断面図、（ｃ）は砥粒層
の先端角部の変形例を示す要部断面図、図６は超砥粒砥
石の斜視図である。図１乃至図３に示す砥石フランジ２
０は図示しない縦軸平面研削盤に装着され、砥石フラン
ジ２０の本体２１は縦断面視略四角形で円環状に形成さ
れており、その周方向には所定間隔に略円柱状の凹溝２
２が複数個（図１では１２個）形成されている。円環形
状をなす本体２１の中心線Ｏは、上述した縦軸平面研削
盤の回転軸と一致して中心線Ｏ回りに回転研削され得る
ようになっている。そして、本体２１の凹溝２２は上面
２１ａに開口すると共に、上面２１ａに対向する下面２
１ｂには凹溝２２の底面２２ａと連通するねじ穴２３が
形成されていて、ねじ穴２３には例えば無頭の調整ねじ
２４が位置調整部材として進退可能に螺合されている。
また凹溝２２の側面には本体２１の外周面２１ｃと連通
する固定用ねじ穴２５が凹溝２２の深さ方向に沿って複
数本（図では２本）穿孔されているが、１本でもよい。

【００１５】また本体２１の各凹溝２２には図４及び図
５に示す砥石ホルダー２７が着脱可能に装着されてい
る。尚、図２では一方の砥石ホルダー２７が省略されて
いる。砥石ホルダー２７は凹溝２２内に嵌挿される軸部
２８と、軸部２８に対して拡径されていて上面２１ａに
着座する円板状のフランジ部２９とを備えていて、軸部
２８には周方向に１または複数条（図では２条）の凹環
溝３０が全周に亘って形成され、複数条の凹環溝３０は
軸部２８の長さ方向にずれて配列されている。砥石ホル
ダー２７の軸部２８が凹溝２２内に嵌挿された状態で、
凹環溝３０はそれぞれ固定用ねじ穴２５、２５に対向す
るように位置する（図３参照）。砥石ホルダー２７のフ
ランジ部２９にはその中央に挿通孔３１が穿孔され、軸
部２８の上端に穿孔されたねじ穴３２と同軸で連通して
おり、フランジ部２９の下面中央の凹陥部２９ａに軸部
２８が嵌合された状態で締結ボルト３３を挿通孔３１を
介して軸部２８のねじ穴３２と螺合させることによって
軸部２８とフランジ部２９が結合されているが、両者を
一体に形成してもよい。

【００１６】砥石ホルダー２７の軸部２８が本体２１の
凹溝２２に嵌挿された状態で、本体２１の外周面２１ｃ
から固定用ねじ穴２５に無頭の押しねじ２６を固定部材
として螺合して先端部で軸部２８の凹環溝３０を押圧す
ることで、砥石ホルダー２７は本体２１に堅固に固定さ
れる。尚、押しねじ２６の先端部の外径は凹環溝３０の
幅より小さく設定されており、軸部２８がその長さ方向
に位置調整させられても押しねじ２６による凹環溝３０
の押圧固定が確実に行われる。尚、押しねじ２６の先端
部に微細な凹凸を形成すれば軸部２８の固定が一層確実
になる。次に、図４に示すフランジ部２９の上面には中
央の挿通孔３１の回りに同心状のリング型凹部３５が形
成されており、この凹部３５内には超砥粒砥石３６が嵌
合して装着されている。この超砥粒砥石３６はメタルボ
ンド砥石をなしていて、図６に示すように凹部３５より
若干小さい幅を有する略円弧状とされており、略同一平
面形状をなす薄板状の台金３７とその上面に接合された
砥粒層３８とが二層構造で構成されている。しかも超砥
粒砥石３６の曲率半径は砥石フランジ２０の本体２１の
曲率半径より小さく設定されており、好ましくは凹部３
５の曲率半径よりも更に若干小さい曲率半径とされ、凹
部３５に超砥粒砥石３６を嵌合した際に、図４に示すよ
うに超砥粒砥石３６の両端部３６ａ，３６ａで凹部３５
の内側側壁３５ａに、中央の湾曲凸部３６ｂで凹部３５
の外側側壁３５ｂに当接して係合されるようになってい
る。尚、本体２１における固定用ねじ穴２５及び押しね
じ２６の配設位置は、砥石フランジ２０による回転研削
加工時に旋回する本体２１で超砥粒砥石３６が被削材に
食い付く方向に対して、その切削抵抗を受ける側に近接
した位置に形成することが好ましい。砥粒層３８の先端
加工面の角部には図５（ｂ）に示す断面Ｒの面取りが全
周に亘ってなされている。或いはこれに代えて同図
（ｃ）に示すように角度２０〜４５°をなす平面状の面
取りＪがなされていてもよい。このような面取りＲ，Ｊ
を形成することでワークの角がダレず、砥粒層３８のチ
ッピングを防止できるためにワーク加工面の面粗度の向
上と寸法精度の向上をはかることができる。

【００１７】超砥粒砥石３６の砥粒層３８はダイヤモン
ドやＣＢＮ等の超砥粒が金属結合相中に分散されて構成
されており、金属結合相は次のような組成を有してい
る。即ち、金属結合相は、Ｓｎ，Ｚｎ，Ａｌから選択さ
れる１種または２種以上の低融点金属Ａを合計で２０〜
２５ｗｔ％、ＳｉまたはＧｅから選択される１種または
２種のＩＶｂ族元素Ｂを合計で１〜６ｗｔ％、Ａｇを０
〜１５ｗｔ％、並びにＣｕ，Ｗ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏから
選択される１種または２種以上の高融点金属Ｃを残部そ
れぞれ含有し、かつその組織中には、高融点金属Ｃおよ
び低融点金属Ａを主要構成元素とする金属間化合物から
なる析出物粒子が分散されている。

【００１８】低融点金属Ａは、金属結合相の焼結性を高
めるため、および金属間化合物を生成させるために添加
されるもので、その含有率が２０ｗｔ％未満であると、
金属間化合物を十分に生成させることができなくなり、
その効果が得られ難くなる。逆に含有率が２５ｗｔ％よ
り多いと、金属結合相が軟質になりすぎ、耐摩耗性およ
び剛性を十分に高めることができず、やはり耐久性の向
上という所期の効果を得ることができない。低融点金属
Ａの種類としては、上記のうちいずれの元素またはいず
れの元素の組み合わせでもその効果を得ることが可能で
あるが、特にＳｎを主組成物としていることがコストの
点から好ましい。Ｇｅに代表されるＩＶｂ族元素Ｂの効
果は、その添加量が多くなると、金属間化合物が増加し
て粘性が少なくなるので切屑が溶着しにくくなり、砥石
の目詰まりや、研削抵抗の増大を防いで切れ味を向上す
る効果が得られる。また、明かではないが、金属間化合
物の組成元素の一部となるか、金属間化合物を生成させ
る際の触媒的な作用もするものと考えられる。その反
面、添加量が多すぎると金属結合相が脆化しすぎて十分
な強度が得られず、焼結時に砥石が割れやすくなる傾向
が生じるため、１〜６ｗｔ％が好適である。

【００１９】ＩＶｂ族元素Ｂの種類としては、上記のう
ちいずれの元素、またはいずれの元素の組み合わせでも
上述した効果を得ることが可能であるが、特にＧｅを主
組成物としていることがその効果の点から好ましい。Ａ
ｇは、Ｇｅ等のＩＶｂ族元素Ｂを添加したことによる金
属結合相の脆化や焼結時の砥石の割れを防ぐ効果を奏す
る。焼結条件等の設定により砥石の割れなどを防止する
ことができれば必ずしも添加する必要はないが、ＩＶｂ
族元素Ｂの含有量が比較的多い場合には１５ｗｔ％以下
の範囲で添加した方がよい。Ａｇ添加量が１５ｗｔ％を
越えると、金属結合相の強度は増すものの研削抵抗が増
し、砥石の切れ味が低下する。

【００２０】高融点金属Ｃは、金属結合相のベースとな
る機械的特性を規定するもので、その含有率が５４ｗｔ
％未満であると、金属結合相の耐摩耗性および剛性を十
分に高めることができず、所期の効果を得ることができ
ない。また、高融点金属Ｃの含有率が８０ｗｔ％より多
いと、自生発刃作用を促進することができなくなる。高
融点金属Ｃの種類としては、上記のうちいずれの元素ま
たはいずれの元素の組み合わせでもその効果を得ること
が可能であるが、特にＣｕを主組成物としていることが
好ましい。

【００２１】析出物粒子を構成する金属間化合物の組成
は現在のところ明確ではないが、特にＣｕ₄Ｓｎを主組
成物とする析出物粒子が本発明の効果に貢献していると
推測される。金属結合相中の析出物粒子の含有量は、砥
粒層の切断面における析出物粒子の面積比が５〜１５％
になることが好ましい。５％より少ないとその効果が得
られず、１５％より多いと、金属結合相が硬くなり過ぎ
て自生発刃作用が低下する。

【００２２】上記のような析出物粒子が金属結合相中に
分散して生成することにより、金属結合相の全体として
の耐摩耗性および剛性は高く維持され、砥石の無駄な摩
耗および形状変形は少なく抑えられて、従来のビトリフ
ァイドボンド砥石に比して高い研削精度と耐久性が得ら
れる。それにもかかわらず、金属結合相の表面では析出
物粒子を単位としたミクロ的な崩壊が生じやすくなり、
砥粒の摩耗にともなって適当な速度で金属結合相が崩壊
していくようになり、砥粒の自生発刃作用が向上するか
ら、従来のメタルボンド砥石に比して、長期に亙って良
好な切れ味を得ることが可能である。また、金属結合相
がミクロ的に崩壊する傾向を有するため、ドレッサーを
使用したドレッシング（目立て）が容易になるという利
点もある。さらに、研削時に被削材が砥石研削面に溶着
しにくくなるので、溶着による目詰まりを低減すること
ができ、この点からも、良好な切れ味を持続させる効果
が得られる。なお、金属結合相には、若干の不可避不純
物が含まれていてもよいし、あるいは、この種のメタル
ボンド砥石の分野において周知の添加元素や各種フィラ
ー等を加えてもよい。

【００２３】次に、このような構成を備えた各砥石ホル
ダー２７は、その軸部２８が凹溝２２内に嵌合されて調
節ねじ２４の上端に載置され、押しねじ２６で砥石フラ
ンジ２０の本体２１に固定される。この時、各砥石ホル
ダー２７は超砥粒砥石３６の湾曲凸部３６ｂが本体２１
の外周面２１ｃ側に位置するようにして本体２１に固定
する（図１参照）。これによって複数の略円弧状の超砥
粒砥石３６が、図１に示す平面視で本体２１の外周面２
１ｃに最も近接する位置に湾曲凸部３６ｂが位置して外
側に凸をなすように周方向に所定間隔で配列された構成
になる。

【００２４】本実施の形態による縦軸平面研削用砥石は
上述のように構成されているから、縦軸平面研削に先立
って砥石フランジ２０の本体２１の上面２１ａに対する
超砥粒砥石３６の突出量を設定する。そのために、先
ず、砥石ホルダー２７の軸部２８を凹溝２２内に装着し
た際、軸部２８を押しねじ２６で固定する前に、下面２
１ｂに装着された調整ねじ２４を進退させることによっ
て砥石ホルダー２７を中心線Ｏ方向に連動させ、本体２
１に対する砥石ホルダー３７の突出量を調整する。その
後、本体２１の外周面２１ｃから固定用ねじ穴２５に螺
合された押しねじ２６を締め込むことで、押しねじ２６
の先端で軸部２８の凹環溝３０を押圧固定して、砥石ホ
ルダー２７が本体２１に位置決めされて固定される。こ
のように超砥粒砥石３６の突出量が調整された砥石フラ
ンジ２０を図示しない縦軸平面研削盤に装着し、本体２
１の上面２１ａを図１２に示す金型用鋼８が配列された
基台７の表面７ａに対向させて、基台７に対して砥石フ
ランジ２０を偏心させた状態で両者を例えば互いに反対
方向に回転させつつ平面研削する。

【００２５】この時、超砥粒砥石３６には超砥粒が配設
されているために研削時に超砥粒にかかる応力が金型用
鋼８の上面に平行な方向と垂直な方向とに生じ、超砥粒
にかかる応力が横軸平面研削の場合と比較して略２倍に
なり、研削量が多く、生成される切屑も略２倍程度に増
大する。しかしながら、超砥粒砥石３６はメタルボンド
砥石であるためにビトリファイドボンド砥石と比較して
砥粒保持力と耐摩耗性と剛性が高く、切屑によって金属
結合相がえぐられることが抑制され、砥石の耐久性が増
大する。しかもこの超砥粒砥石３６の金属結合相には上
述したような析出物粒子が分散して生成されていること
により、金属結合相の全体としての耐摩耗性および剛性
は高く維持され、超砥粒砥石３６の無駄な摩耗および形
状変化は少なく抑えられる。また金属結合相の表面では
析出物粒子を単位としたミクロ的な崩壊が生じ易くな
り、砥粒の摩耗に伴って適当な速度で金属結合相が崩壊
してゆくようになり、砥粒の自生発刃作用が向上するか
ら、従来のメタルボンド砥石に比して良好な切れ味を長
期に亘って得ることが可能である。

【００２６】しかも被削材、例えば図１２に示す回転す
るテーブル７に設けられた金型用鋼８の研削加工を行う
場合、金型用鋼８に対して旋回する砥石フランジ２０の
超砥粒砥石３６は略円弧状の湾曲凸部３６ｂが最初に金
型用鋼８のエッジ８ａに接触して研削領域が増大する
が、超砥粒砥石３６の幅を通過すればエッジ８ａから超
砥粒砥石３６が離れ、研削が行われなくなる。また超砥
粒３６が金型用鋼８のエッジ８ａから離れて研削を終了
する場合にも、同様に略円弧状の湾曲凸部３６ｂが最初
に金型用鋼８のエッジ８ａに接触して、超砥粒砥石３６
の幅分の領域を通過することでエッジ８ａから超砥粒砥
石３６が離れ、研削が行われなくなる。従って、研削の
際に金型用鋼８のエッジ８ａへの超砥粒砥石３６の入り
込みによる研削開始時とエッジ８ａから超砥粒砥石３６
が外れる研削終了時において、超砥粒砥石３６による研
削領域が小さいためにエッジ８ａのだれを抑制できる。
しかも超砥粒砥石３６が略円弧状とされているために金
型用鋼８の加工面にキズが付きにくい。また砥石ホルダ
ー２７によって行う荒研削や仕上げ研削等の用途や目的
に応じて、超砥粒砥石３６の砥粒粒度、コンセントレー
ション（集中度）、結合剤等を異ならせる必要が生じ
る。この場合にも押しねじ２６を緩めれば砥石ホルダー
２７を凹溝２２から取り外しことができ、砥石ホルダー
２７を交換して装着すれば、必要に応じた適宜の砥粒粒
度、コンセントレーション（集中度）、結合剤等を備え
た超砥粒砥石３６を有する砥石ホルダー２７を装着でき
る。

【００２７】上述のように本実施の形態による縦軸平面
研削用砥石によれば、砥石フランジで金型用鋼８などの
被削材の研削加工する際、略円弧状の超砥粒砥石３６の
中央の湾曲凸部３６ｂからエッジ８ａを研削加工し始め
るためにエッジ８ａに対する超砥粒砥石３６の接触面積
が小さく、研削によるエッジ８ａのだれを抑制できる。
その際、超砥粒砥石３６は砥石フランジ２０の外周面２
０ｃに沿って全周に亘って配列されているから、エッジ
８ａへの超砥粒砥石３６の接触位置に関わらずだれを抑
制できる。また超砥粒砥石３６を略円弧状にして湾曲凸
部３６ｂ側で旋回されつつ研削加工することで被削材に
対して湾曲凸部３６ｂを含む凸状の湾曲面が被削材に当
たるために研削キズが生成されることが抑えられ、加工
面精度を向上できる。

【００２８】しかも超砥粒砥石３６として、超砥粒を分
散配置したメタルボンド砥石を採用し且つ金属結合相の
組織中に金属間化合物からなる析出物粒子が分散されて
いるから、砥粒の自生発刃作用が向上して従来のメタル
ボンド砥石と比較して良好な切れ味を長期間に亘って得
ることができる。また、ドレッサーを使用したドレッシ
ング（目立て）が容易になるという利点もある。更に、
研削時に切り粉が溶着しにくくなるので、溶着による目
詰まりを低減することができ、この点からも良好な切れ
味を持続させる効果が得られる。また耐摩耗性および剛
性はビトリファイドボンド砥石と比較して高く維持さ
れ、従来のメタルボンド砥石よりは金属結合相が崩壊し
やすく耐久性に劣るもののビトリファイドボンド砥石と
比較して耐久性が高いという利点がある。

【００２９】次に本発明の第二の実施の形態を図７乃至
図９により説明する。図７乃至図９は砥石ホルダーの平
面図、側面図、底面図を示すものである。第二の実施の
形態による砥石ホルダー４０は図７乃至図９に示すよう
に略三角柱形状とされ、図１５に示すような砥石フラン
ジ１６の略三角柱形状の収納凹部１７に嵌合してベルト
１３及びボルト１５で装着固定するようになっている。
この砥石ホルダー４０は、軸部４１が略三角柱をなし、
軸部４１は収納凹部１７に嵌合する嵌合角部４１ａと、
嵌合角部４１ａに対向すると共に嵌合状態で砥石フラン
ジ１６の外周側に位置する外周面部４１ｂとを有してい
る。外周面部４１ｂは大径の円筒面の一部をなす凸曲面
とされているが、平面でも良い。軸部４１の上端には略
円板形状のフランジ部４２が形成され、その上面４２ａ
に同心状にリング状の凹部４３が形成されていて、凹部
４３の内側は円柱状の中心部４４とされ、凹部４３の外
周側は外周壁部４５とされている。そして、凹部４３内
には略円弧状の超砥粒砥石３６が嵌合されて固定されて
いる。超砥粒砥石３６は凹部４３よりも曲率半径が若干
小さいものとし、そのために両端部３６ａが中心部４４
の壁面に係合し中央の湾曲凸部３６ｂが外周壁部４５の
壁面に係合している。

【００３０】上述のように構成された砥石ホルダー４０
の軸部４１の嵌合角部４１ａを、図１５に示すような砥
石フランジ１６の収納凹部１７に嵌合してベルト１３及
びボルト１５で固定すれば、超砥粒砥石３６は砥石フラ
ンジ１６の外周面側に湾曲凸部３６ｂが位置するように
配列されることになる。このような砥石ホルダー４０を
備えた砥石フランジ１６でも第一の実施の形態と同様の
作用効果を奏することができる。

【００３１】尚、軸部４１の形状は上述の形状に限定さ
れることなく適宜の形状を採用でき、砥石フランジの収
納凹部の形状を軸部４１に応じて形成すればよい。例え
ば、軸部４１の形状を三角柱形状に代えて四角柱形状に
してもよく、その場合には砥石フランジ９に示す収納凹
部１１に装着できる。また砥石フランジ２０に装着され
る砥石ホルダー２７に関して、上述の実施の形態では、
フランジ部２９のリング型凹部３５に装着された円弧状
の超砥粒砥石３６は、中央の湾曲凸部３６ｂが凹部３５
の外側側壁３５ｂに当接するように径方向外側に位置す
るように構成したが、これに代えて中央の湾曲凸部３６
ｂが砥石フランジ２０の回転方向（周方向）先端側或い
は研削方向先端側に位置するように配設されていてもよ
い。このような構成を採用することで研削効率が一層向
上する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る縦軸
研削用砥石は、略円形の砥石フランジの外周面に沿って
砥石が取り付けられた縦軸研削用砥石において、砥石
は、その曲率半径が砥石フランジの曲率半径より小さい
略円弧状に形成されていると共にその湾曲凸部が砥石フ
ランジの外周面側に位置するから、研削加工する際、略
円弧状の砥石の湾曲凸部から被削材のエッジを研削加工
し始めるためにエッジに対する砥石の接触面積が小さ
く、研削によるエッジのだれを抑制でき、被削材加工面
にキズがつきにくい。また砥石はその曲率半径が砥石フ
ランジの曲率半径より小さい略円弧状に形成されている
と共にその湾曲凸部が研削方向先端側に位置することに
よっても、同様な効果が得られ研削効率が向上する。

【００３３】また砥石フランジにはその外周面に沿って
複数の砥石が全周に亘って配列されているから、被削材
のエッジに対して回転する砥石フランジがいずれの領域
から研削を開始しようと、砥石の湾曲凸部から被削材の
エッジを研削加工し始めるためにエッジのだれを確実に
抑制できる。

【００３４】また、砥石は、金属結合相に超砥粒が分散
配置されてなり、この金属結合相の組織中に金属間化合
物からなる析出物粒子が分散されているから、金属結合
相の全体としての耐摩耗性および剛性は高く維持され、
砥石の無駄な摩耗および形状変形は少なく抑えられる。
また金属結合相の表面では析出物粒子を単位としたミク
ロ的な崩壊が生じやすくなり、砥粒の摩耗にともなって
適当な速度で金属結合相が崩壊していくようになり、砥
粒の自生発刃作用が向上するから、従来のメタルボンド
砥石と比較して長期に亙って良好な切れ味を得ることが
可能であり、高い研削精度が得られる。また従来のメタ
ルボンド砥石よりは耐久性が短いもののビトリファイド
ボンド砥石と比較して耐久性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施形態による縦軸平面研削
用砥石における砥石フランジの平面図である。

【図２】 図１に示す砥石フランジの略中央縦断面図で
ある。

【図３】 図２に示す砥石フランジ本体の砥石ホルダー
部分を示す拡大断面図である。

【図４】 砥石ホルダーの平面図である。

【図５】 砥石ホルダーを示すもので（ａ）は側面図、
（ｂ）は砥粒層の先端角部を示す要部断面図、（ｃ）は
砥粒層の先端角部の変形例を示す要部断面図である。

【図６】 砥石ホルダーに装着される超砥粒砥石の斜視
図である。

【図７】 本発明の第二の実施形態による縦軸平面研削
用砥石の砥石ホルダーの平面図である。

【図８】 図７に示す砥石ホルダーの側面図である。

【図９】 図７に示す砥石ホルダーの底面図である。

【図１０】 一般的な横軸平面研削用砥石の概略説明図
である。

【図１１】 一般的な縦軸平面研削用砥石の概略説明図
である。

【図１２】 縦軸平面研削用砥石による金型用鋼の研削
状態を示す平面図である。

【図１３】 図１２に示す縦軸平面研削用砥石の台金外
周面に一般砥石を装着した状態を示す部分斜視図であ
る。

【図１４】 図１３に示す縦軸平面研削用砥石に装着さ
れる一般砥石の斜視図である。

【図１５】 図１４とは異なる形状の一般砥石を装着し
た縦軸平面研削用砥石を示す部分斜視図である。

【図１６】 図１５に示す縦軸平面研削用砥石に装着さ
れる一般砥石の斜視図である。

【符号の説明】

１０，１６，２０ 砥石フランジ ２４ 調整ねじ ２６ 押しねじ ２７，４０ 砥石ホルダー ３６ 超砥粒砥石 ３８ 砥粒層 ４３ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 春雄 千葉県市川市東浜１−１ 日本高周波鋼業 株式会社市川工場内 (72)発明者 工藤 茂 千葉県市川市東浜１−１ 日本高周波鋼業 株式会社市川工場内 Ｆターム(参考） 3C063 AA02 AB02 AB03 BA02 BB02 BC02 BD01 CC12 CC13 EE09 FF20 FF22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円形の砥石フランジの外周面に沿って
   砥石が取り付けられた縦軸研削用砥石において、前記砥
   石は、その曲率半径が砥石フランジの曲率半径より小さ
   い略円弧状に形成されていると共にその湾曲凸部が砥石
   フランジの外周面側に位置することを特徴とする縦軸研
   削用砥石。
2. 【請求項２】 前記砥石フランジにはその外周面に沿っ
   て複数の前記砥石が全周に亘って配列されていることを
   特徴とする請求項１記載の縦軸研削用砥石。
3. 【請求項３】 前記砥石は、金属結合相に超砥粒が分散
   配置されてなり、この金属結合相の組織中に金属間化合
   物からなる析出物粒子が分散されていることを特徴とす
   る請求項１または２記載の縦軸研削用砥石。
4. 【請求項４】 略円形の砥石フランジの外周面に沿って
   砥石が取り付けられた縦軸研削用砥石において、前記砥
   石は、その曲率半径が砥石フランジの曲率半径より小さ
   い略円弧状に形成されていると共にその湾曲凸部が研削
   方向先端側に位置することを特徴とする縦軸研削用砥
   石。