Bookmark and Share
書誌情報  要約  特許請求の範囲  発明の詳細な説明  図面の簡単な説明  図面

 【書誌情報】

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2007-105817(P2007-105817A)
(43)【公開日】平成19年4月26日(2007.4.26)
(54)【発明の名称】樹脂砥石
(51)【国際特許分類】
   B24D   3/02     (2006.01)
   B24D   3/00     (2006.01)
   B24D   3/28     (2006.01)
   B24D   3/34     (2006.01)
【FI】
   B24D   3/02          A
   B24D   3/00    330D
   B24D   3/00    330G
   B24D   3/00    340
   B24D   3/28    
   B24D   3/34          Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】23
【出願形態】OL
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2005-297614(P2005-297614)
(22)【出願日】平成17年10月12日(2005.10.12)
(71)【出願人】
【識別番号】504149867
【氏名又は名称】株式会社ソウケン
【住所又は居所】東京都昭島市武蔵野3−2−11
(74)【代理人】
【識別番号】100062982
【弁理士】
【氏名又は名称】澤木 誠一
(74)【代理人】
【識別番号】100102749
【弁理士】
【氏名又は名称】澤木 紀一
(72)【発明者】
【氏名】松浦 寛
【住所又は居所】千葉県千葉市美浜区高州4−12−4−614
(72)【発明者】
【氏名】厨川 常元
【住所又は居所】宮城県仙台市青葉区昭和町4番19号
(72)【発明者】
【氏名】谷 和憲
【住所又は居所】東京都昭島市武蔵野3−2−11 株式会社ソウケン内
【テーマコード(参考)】
3C063
【Fターム(参考)】
3C063AA02
3C063BA02
3C063BB15
3C063BB19
3C063BB20
3C063BC03
3C063BC08
3C063BD01
3C063CC19
3C063FF22

 要約

(57)【要約】
【課題】従来の砥石においては、砥石製造後、砥粒を保持するボンドすなわち樹脂はより強固で動かないようにすることが重要であり、そのように設計製造されていたため、加工前後、もしくは加工中に砥粒を増やすことが出来なかった。また、砥粒位置がランダムなためドレッシング性能が悪かった。
【解決手段】本発明の砥石は、多数の砥粒と、合成樹脂からなる樹脂部とが相互に結合された砥石であって、前記樹脂部は熱可塑性樹脂を含み、前記樹脂部の少なくとも一部に加熱及び外力を加えることにより、前記砥粒の位置が移動されることを特徴とする。前記樹脂部は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエステルエラストマー(TPC)、ポリアリレート(PAR)、ポリスルホン(PSU)、ポリエーテルスルホン(PESU)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド(PEI)、またはポリアミドイミド(PAI)であることを特徴とする。
【選択図】 図1

 特許請求の範囲


【特許請求の範囲】
【請求項1】
多数の砥粒と、合成樹脂からなる樹脂部とが相互に結合された砥石であって、前記樹脂部は熱可塑性樹脂を含み、前記樹脂部の少なくとも一部に加熱及び外力を加えることにより、前記砥粒の位置が移動されることを特徴とする砥石。
【請求項2】
前記砥粒が前記樹脂部の少なくとも表面に散在されていることを特徴とする請求項1に記載の砥石。
【請求項3】
前記砥粒は、異なる複数の粒度(粒径)分布を有するもので構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の砥石。
【請求項4】
前記砥粒は、その表面の少なくとも一部に、光を反射、散乱もしくは吸収させる膜が形成されていることを特徴とする請求項1、2または3に記載の砥石。
【請求項5】
前記砥粒は、異なる複数の硬度を有するもので構成されていることを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の砥石。
【請求項6】
前記樹脂部は、複数層で構成されていることを特徴とする請求項1、2、3、4または5に記載の砥石。
【請求項7】
複数層で構成された前記樹脂部は、各層の組成が異なることを特徴とする請求項6に記載の砥石。
【請求項8】
前記樹脂部には、発色成分と着色成分の少なくとも何れか一方が含まれていることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6または7に記載の砥石。
【請求項9】
前記樹脂部の発色成分は、紫外線を照射すると蛍光を発する材料を含むことを特徴とする請求項8に記載の砥石。
【請求項10】
前記樹脂部の発色成分もしくは着色成分の含有量は、前記樹脂部の重量に対し30重量%以下であることを特徴とする請求項8または9に記載の砥石。
【請求項11】
前記樹脂部は、照射された光に対して30%以上の光を吸収する光吸収剤が、前記樹脂部の重量に対して30重量%以下配合されていることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10に記載の砥石。
【請求項12】
前記樹脂部は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエステルエラストマー(TPC)、ポリアリレート(PAR)、ポリスルホン(PSU)、ポリエーテルスルホン(PESU)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド(PEI)、またはポリアミドイミド(PAI)であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11に記載の砥石。
【請求項13】
多数の砥粒と、合成樹脂からなる樹脂部とが相互に結合された砥石であって、前記樹脂部は熱可塑性樹脂を含み、前記樹脂部の少なくとも一部に加熱及び外力を加えることにより、前記砥粒の位置が移動される砥石と、この砥石のずれ防止部分を有する砥石把持部とからなることを特徴とする砥石車。
【請求項14】
多数の砥粒と、合成樹脂からなる樹脂部とが相互に結合された砥石であって、前記樹脂部は熱可塑性樹脂を含み、前記樹脂部の少なくとも一部に加熱及び外力を加えることにより、前記砥粒の位置が移動される砥石と、この砥石の砥石把持部と、前記砥石と前記砥石把持部とを固定せしめる接着剤とよりなることを特徴とする記載の砥石車。
【請求項15】
多数の砥粒と熱可塑性樹脂を含む樹脂部とよりなる砥石の樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態でこの樹脂部に外力を加え、
前記砥粒の位置を調整することを特徴とする
砥石の製造方法。
【請求項16】
熱可塑性樹脂を含む樹脂部に砥粒を混合し、これを加熱することにより可塑状態にし、
前記砥粒を混合した前記樹脂部を冷却して所望の形状に成型し、
前記所望の形状に成型された樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態でこの樹脂部に外力を加え、
前記砥粒の位置を調整することを特徴とする
砥石の製造方法。
【請求項17】
前記樹脂部の少なくとも一部を加熱する方法は、前記樹脂部の少なくとも一部と被加工物とを接触させて、前記樹脂部もしくは前記被加工物を相対的に移動させることにより、前記樹脂部と前記被加工物との間で、前記樹脂部の熱可塑性樹脂が軟化する温度以上になる磨擦熱を発生させることを特徴とする請求項15または16に記載の砥石の製造方法。
【請求項18】
前記樹脂部の少なくとも一部を加熱する方法は、前記樹脂部の熱可塑性樹脂が軟化する温度以上に加熱されたツルアー、ドレッサもしくは被工作物に、前記樹脂部の少なくとも一部を接触させることを特徴とする請求項15または16に記載の砥石の製造方法。
【請求項19】
成型金型に砥石の砥石把持部を配置し、
熱可塑性樹脂を含む樹脂部に砥粒を混合し、これを加熱することにより可塑状態にし、成型金型に可塑状態の樹脂部材料を注型し、
前記砥粒を混合した前記樹脂部を冷却して所望の形状に成型し、
前記所望の形状に成型された樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態でこの樹脂部に外力を加え、
前記砥粒の位置を調整することを特徴とする
砥石車の製造方法。
【請求項20】
成型金型に砥石のずれ防止部分を有する砥石把持部を配置し、
熱可塑性樹脂を含む樹脂部に砥粒を混合し、これを加熱することにより可塑状態にし、成型金型に可塑状態の樹脂部材料を注型し、
前記砥粒を混合した前記樹脂部を冷却して所望の形状に成型し、
前記所望の形状に成型された樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態でこの樹脂部に外力を加え、
前記砥粒の位置を調整することを特徴とする
砥石車の製造方法。
【請求項21】
成型金型に砥石の砥石把持部を配置し、
前記砥石把持部の少なくとも一部に接着剤を塗布し、
熱可塑性樹脂を含む樹脂部に砥粒を混合し、これを加熱することにより可塑状態にし、成型金型に可塑状態の樹脂部材料を注型し、
前記砥粒を混合した前記樹脂部を冷却して所望の形状に成型し、
前記所望の形状に成型された樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態でこの樹脂部に外力を加え、
前記砥粒の位置を調整することを特徴とする
砥石車の製造方法。
【請求項22】
熱可塑性樹脂を含む樹脂部と砥石把持部とよりなる砥石車の樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態で、前記樹脂部の表面に砥粒を配置して外力を加え、
前記砥粒の前記樹脂部からの突出高さが所望の高さとなるように、前記砥粒を前記樹脂部に押し込めることを特徴とする砥石車の製造方法。
【請求項23】
成型金型に砥石のずれ防止部分を有する砥石把持部を配置し、
熱可塑性樹脂を含む樹脂部を加熱することにより可塑状態にして成型金型に注型し、
前記樹脂部を冷却して所望の形状に成型し、
前記樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態で、前記樹脂部の表面に砥粒を配置して外力を加え、
前記砥粒の前記樹脂部からの突出高さが所望の高さとなるように、前記砥粒を前記樹脂部に押し込めることを特徴とする砥石車の製造方法。

 発明の詳細な説明

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は主に熱可塑性樹脂を含む砥石、特に、ダイヤモンド砥粒やCBN(立方晶窒化硼素)砥粒を保持せしめた熱可塑性樹脂を含む砥石及びこの砥石の構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、ポリイミド系またはフェノール系の熱硬化性樹脂を主剤とするものにダイヤモンド砥粒やCBN(立方晶窒化硼素)砥粒などを混ぜたレジンボンド砥石や、ビトリファイドを主剤とするものにダイヤモンド砥粒やCBN(立方晶窒化硼素)砥粒などを混ぜたビトリファイド砥石や、金属にダイヤモンド砥粒やCBN(立方晶窒化硼素)砥粒などを混ぜたメタルボンド砥石などがある。これらは一般に超砥粒ホイールといわれている。ここでは、樹脂と砥粒とからなるものを砥石、砥石とシャンク、フランジやセグメントなどの砥石把持部とからなるものを砥石車と呼ぶ。
【0003】
これら砥石をツルーイングする場合、図15に示すように、主にダイヤモンド砥粒を切れ刃とするツルアー用砥石4と回転台5とで構成されるツルアー1と呼ばれる整形専用の砥石車を高速回転させ、回転する砥石2に当て切り込みながら所望の形状に成形していく方法が一般的である。なお、3は前記砥石2の軸である。
【0004】
また、ドレッシング(目立て作業)においても同様に図16に示すように、ドレッサーと呼ばれる例えばブロックドレッサ6を、回転する砥石2に切り込みながらドレッシングしていく方法や、図17に示すように、単石ダイヤモンド7を回転する砥石2に切り込みながらドレッシングしていく方法や、ダイヤモンドが多数埋め込まれたカップ型のドレッサー(図示せず)を回転させながら砥石2に切り込みながらドレッシングしていく方法が一般的である。
【0005】
このようなツルーイング装置としては、例えば、特許文献1がある。また、このようなドレッシング装置としては、例えば、特許文献2がある。
【特許文献1】特開平6−335861号公報
【特許文献2】特許公開2002−66920号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
然しながら、これまでの砥石は熱によりやわらかくなりにくい樹脂を使用しているため砥石を製作した時点で砥石中の砥粒の位置が決まり砥粒の位置を動かすことが出来なかった。
【0007】
また、砥石表面から脱落寸前の砥粒や樹脂の保持力が低下した砥粒は、加工中に脱落するか、ドレッシングやツルーイングで強制的に落とすことしかできなかった。
【0008】
また、ツルアーやドレッサーを用いてレジンボンド砥石を無理な条件下でツルーイング及びドレッシングをし、樹脂の結合力にダメージが加わって砥粒保持力が低下しても、それに対処する方法が無かった。
【0009】
本発明は前記の欠点を除くようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の砥石は多数の砥粒と、合成樹脂からなる樹脂部とが相互に結合された砥石であって、前記樹脂部は熱可塑性樹脂を含み、前記樹脂部の少なくとも一部に加熱及び外力を加えることにより、前記砥粒の位置が移動されることを特徴とする。
【0011】
前記砥粒が前記樹脂部の少なくとも表面に散在されていることを特徴とする。
【0012】
前記砥粒は、異なる複数の粒度(粒径)分布を有するもので構成されていることを特徴とする。
【0013】
前記砥粒は、その表面の少なくとも一部に、光を反射、散乱もしくは吸収させる膜が形成されていることを特徴とする。
【0014】
前記砥粒は、異なる複数の硬度を有するもので構成されていることを特徴とする。
【0015】
前記樹脂部は、複数層で構成されていることを特徴とする。
【0016】
複数層で構成された前記樹脂部は、各層の組成が異なることを特徴とする。
【0017】
前記樹脂部は、発色成分と着色成分の少なくとも何れか一方が含まれていることを特徴とする。
【0018】
前記樹脂部の発色成分は、紫外線を照射すると蛍光を発する材料を含むことを特徴とする。
【0019】
前記樹脂部の発色成分もしくは着色成分の含有量は、前記樹脂部の重量に対し30重量%以下であることを特徴とする。
【0020】
前記樹脂部は、照射された光に対して30%以上の光を吸収する光吸収剤が、前記樹脂部の重量に対して30重量%以下配合されていることを特徴とする。
【0021】
前記樹脂部は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエステルエラストマー(TPC)、ポリアリレート(PAR)、ポリスルホン(PSU)、ポリエーテルスルホン(PESU)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド(PEI)、またはポリアミドイミド(PAI)であることを特徴とする。
【0022】
本発明の砥石車は、多数の砥粒と、合成樹脂からなる樹脂部とが相互に結合された砥石であって、前記樹脂部は熱可塑性樹脂を含み、前記樹脂部の少なくとも一部に加熱及び外力を加えることにより、前記砥粒の位置が移動される砥石と、この砥石のずれ防止部分を有する砥石把持部とからなることを特徴とする。
【0023】
本発明の砥石車は、多数の砥粒と、合成樹脂からなる樹脂部とが相互に結合された砥石であって、前記樹脂部は熱可塑性樹脂を含み、前記樹脂部の少なくとも一部に加熱及び外力を加えることにより、前記砥粒の位置が移動される砥石と、この砥石の砥石把持部と、前記砥石と前記砥石把持部とを固定せしめる接着剤とよりなることを特徴とする。
【0024】
本発明の砥石の製造方法は、多数の砥粒と熱可塑性樹脂を含む樹脂部とよりなる砥石の樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態でこの樹脂部に外力を加え、前記砥粒の位置を調整することを特徴とする。
【0025】
本発明の砥石の製造方法は、熱可塑性樹脂を含む樹脂部に砥粒を混合し、これを加熱することにより可塑状態にし、前記砥粒を混合した前記樹脂部を冷却して所望の形状に成型し、前記所望の形状に成型された樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態でこの樹脂部に外力を加え、前記砥粒の位置を調整することを特徴とする。
【0026】
前記樹脂部の少なくとも一部を加熱する方法は、前記樹脂部の少なくとも一部と被加工物とを接触させて、前記樹脂部もしくは前記被加工物を相対的に移動させることにより、前記樹脂部と前記被加工物との間で、前記樹脂部の熱可塑性樹脂が軟化する温度以上になる磨擦熱を発生させることを特徴とする。
【0027】
前記樹脂部の少なくとも一部を加熱する方法は、前記樹脂部の熱可塑性樹脂が軟化する温度以上に加熱されたツルアー、ドレッサもしくは被工作物に、前記樹脂部の少なくとも一部を接触させることを特徴とする。
【0028】
本発明の砥石車の製造方法は、成型金型に砥石の砥石把持部を配置し、可塑性樹脂を含む樹脂部に砥粒を混合し、これを加熱することにより可塑状態にし、成型金型に可塑状態の樹脂部材料を注型し、前記砥粒を混合した前記樹脂部を冷却して所望の形状に成型し、前記所望の形状に成型された樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態でこの樹脂部に外力を加え、前記砥粒の位置を調整することを特徴とする。
【0029】
本発明の砥石車の製造方法は、成型金型に砥石のずれ防止部分を有する砥石把持部を配置し、熱可塑性樹脂を含む樹脂部に砥粒を混合し、これを加熱することにより可塑状態にし、成型金型に可塑状態の樹脂部材料を注型し、前記砥粒を混合した前記樹脂部を冷却して所望の形状に成型し、前記所望の形状に成型された樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態でこの樹脂部に外力を加え、前記砥粒の位置を調整することを特徴とする。
【0030】
本発明の砥石車の製造方法は、成型金型に砥石の砥石把持部を配置し、前記砥石把持部の少なくとも一部に接着剤を塗布し、熱可塑性樹脂を含む樹脂部に砥粒を混合し、これを加熱することにより可塑状態にし、成型金型に可塑状態の樹脂部材料を注型し、前記砥粒を混合した前記樹脂部を冷却して所望の形状に成型し、前記所望の形状に成型された樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態でこの樹脂部に外力を加え、前記砥粒の位置を調整することを特徴とする。
【0031】
本発明の砥石車の製造方法は、熱可塑性樹脂を含む樹脂部と砥石把持部とよりなる砥石車の樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態で、前記樹脂部の表面に砥粒を配置して外力を加え、前記砥粒の前記樹脂部からの突出高さが所望の高さとなるように、前記砥粒を前記樹脂部に押し込めることを特徴とする。
【0032】
本発明の砥石車の製造方法は、成型金型に砥石のずれ防止部分を有する砥石把持部を配置し、熱可塑性樹脂を含む樹脂部を加熱することにより可塑状態にして成型金型に注型し、前記樹脂部を冷却して所望の形状に成型し、前記樹脂部の少なくとも一部を加熱して前記樹脂部を軟化させた状態で、前記樹脂部の表面に砥粒を配置して外力を加え、前記砥粒の前記樹脂部からの突出高さが所望の高さとなるように、前記砥粒を前記樹脂部に押し込めることを特徴とする。
【発明の効果】
【0033】
本発明の熱可塑性樹脂を含む砥石によれば、熱可塑性樹脂を砥粒のボンド材とするので、加熱又は磨擦熱を与えるだけで何度でも樹脂を変形させ、また、砥石中の砥粒を容易に移動させることができるという利益がある。
【0034】
また、砥石の形状を所望する形状にするための金型、ツルアーやドレッサーなどの治工具を加熱し、この治工具により樹脂に外力を加えることで、樹脂を変形させ、砥石中の砥粒も移動し、容易に砥石を整形することができるという利益がある。
【0035】
また、治工具の表面粗さ及び形状の精度を上げることで砥石の形状、厚さを精密に制御することができるという利益がある。ここで言う整形は、「形を作る」成形と「形を整える」整形の意味を持っている。
【0036】
また、砥石の形状を所望する形状にするための治工具を加熱し、この治工具により樹脂に外力を加えることで、樹脂を変形させ、砥粒の頂点が砥石最表面に位置するように砥粒を移動することができる。これにより、砥粒が樹脂中の砥石深さ方向にランダムに配置されるこれまでの砥石と異なり、砥石最表面で砥粒が均一に配置されるため、ドレッシングの工程において砥石表面の樹脂だけを効率よく取り除くことで、砥石全表面を常に均一に砥粒を配置した状態にすることが出来るという利益がある。
【0037】
また、砥石と治工具の間に砥粒を加えて樹脂を加熱及び外力を加えることで樹脂を変形させ、既にある砥粒の隙間に追加砥粒が入り込むだけでなく、新たな砥粒より、更に間隔が狭まった砥粒間にも割って入ることができるため、極めて高い集中度の砥石最表面が得られることができ、結果、砥粒切れ刃間隔を狭くすることができ、加工時の表面粗さをより高品質にすることが出来るという利益がある。
【0038】
また、砥石最表面のみ極めて高い集中度を得ることができるので、通常の集中度である内部においては樹脂の保持力が高く、従来のように砥石を高集中度にすると砥石全体の強度が低下してしまうという問題が無くなるという利益がある。
【0039】
また、研削などによる砥石の磨耗、破損、形状の崩れ、砥粒保持力の低下、樹脂表面から突出した砥粒切れ刃の高さのふぞろい、砥粒の脱落などによる集中度の低下などが生じても、前記砥石に樹脂や砥粒を追加して、再度加熱及び外力を加えて所望の形状にすることができるという利益がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0040】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【実施例1】
【0041】
本発明の実施例においては、図1に示すように、円筒部8とその一端開口部を塞ぐ蓋9とからなる金型10内に、前記金型10の他端開口部から多数のダイヤモンド砥粒又はCBN砥粒などの砥粒11を、ガラス転移点温度(Tg)80℃以上の熱可塑性樹脂12のパウダーに混錬したものを挿入し、更に、前記金型10の内径と同径の軸13などの砥石把持部の一端を挿入し、前記軸13を前記金型10側に向かって、例えば10N/mm以上に加圧しながら、前記金型10に設けたヒータ14を150℃以上に加熱し、前記熱可塑性樹脂12を可塑状態としてから、円盤状等の所望の形状とし、冷却せしめて図2に示すように砥石15を成型せしめる。
【0042】
なお、砥石15を金型10から外しやすくするため、事前に前記金型10内面に離型剤を塗布するのが好ましい。
【0043】
また、砥石表面の面粗さは金型10の面粗さにより決まるので、前記金型10の面粗さを鏡面研磨仕上げにするのが好ましい。
【0044】
前記熱可塑性樹脂12は、非結晶、結晶性熱可塑性樹脂であってもよいが、特に結晶性の高い熱可塑性樹脂のポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエステルエラストマー(TPC)、ポリアリレート(PAR)、ポリスルホン(PSU)、ポリエーテルスルホン(PESU)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド(PEI)、またはポリアミドイミド(PAI)が好ましい。
【0045】
また、前記樹脂の中でも、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)が、非常に耐熱性が高く、機械的強度、剛性、難燃性、耐薬品性、電気特性及び寸法特性が優れ、好適である。
【0046】
また、粒径1μm〜200μmの砥粒11を集中度50以上で熱可塑性樹脂12に混合するのが好ましい。
【0047】
なお、集中度を上げると流動性が悪くなるため、樹脂を可塑状態にするための加熱温度が高くなる傾向がある。前記加熱温度はヒータの温度であって、温度を計測するサーミスタと熱可塑性樹脂の距離が離れているため、前記樹脂を可塑状態とするためのヒータ温度は砥石成型装置及び設計により各々設定しなければならない。
【0048】
また、ヒータを所望の加熱温度にする前に、予備過熱することも有効であり、2段階以上の加熱温度および加熱時間を設定して砥石を製作してもよい。
【0049】
また、50μm以下の砥粒11及び粒径1mm以下の熱可塑性樹脂12のパウダーを用いる場合には、混錬機で混錬せず、砥粒11と熱可塑性樹脂12とを容器に入れ攪拌するだけでもよい。砥粒径が小さいと砥粒11が熱可塑性樹脂12パウダー表面に付着するため、砥粒分散は混錬ペレットを成型した結果と比較すると同等である。本特許では混錬及び攪拌の両方法を混錬と統一して呼ぶことにする。
【0050】
また、図3〜5に示すように、前記砥粒11と前記熱可塑性樹脂12とを混錬したものを、加熱加圧して可塑状態としてから、シャンク16、フランジ17、セグメント18などの砥石把持部の軸上、周面上もしくは内側にインサートもしくはアウトサート成型により付着せしめ、冷却せしめて、砥石15と砥石把持部とよりなる砥石車19,20,21を製作してもよい。
【0051】
なお、シャンク状の砥石把持部16に砥石15を固定した軸付き砥石車においては、例えば、図6及び図7に示すように、砥石把持部16の先端部に、軸部22と前記軸部22の先端に設けた頭部23と前記頭部23の端面に設けた溝24とよりなるずれ防止具25を設ければ、前記砥石15が前記砥石把持部16に対して回転したり、外れたりする事を防止せしめることができる。
【0052】
また、セグメント状の砥石把持部18に砥石15を固定した砥石車21においては、例えば、図8に示すように、砥石把持部18の周面に断面台形状の窪み26からなるずれ防止具27設ければ、前記窪み26に入り込んだ熱可塑性樹脂12が前記砥石把持部18に対して回転したり、外れたりする事を防止せしめることができる。
【0053】
また、前記ずれ防止具がない砥石把持部においては、砥石把持部と砥石とを市販の1液性及び2液性の接着剤を用いて接着しても良い。特に瞬間接着剤は好適である。
【0054】
また、前記熱可塑性樹脂12に前記砥粒11を混錬する際に、更に前記砥粒11の硬度とは異なる1種類以上の砥粒又は物質を前記熱可塑性樹脂12に混錬せしめたものを、加熱及び加圧して可塑状態としてから、所望の形状とし冷却せしめて砥石15を成型せしめてもよい。前記硬度の異なる物質とは例えば、多結晶型ダイヤモンド、単結晶型ダイヤモンド、CBN、アルミナ、ジルコニア、合成ゴム、熱硬化性樹脂、ガラスフィラー、チッ化アルミがある。勿論、同じ材料でも製法が異なると硬度が異なるのでこれらを混ぜても良い。
【0055】
また、前記熱可塑性樹脂12に混錬する砥粒は、2つ以上の粒度(粒径)分布を持つものを混錬せしめてもよい。特に、図9に示すように、前記熱可塑性樹脂12に混錬せしめた砥粒11の粒径の1/2以下の粒径の砥粒28を混錬すれば、前記砥粒11の隙間に入り込んだ前記砥粒28により、各砥粒間の間隔を狭めることができ、砥粒の集中度を上げるとともに、前記熱可塑性樹脂11に対する砥粒の保持力を高めることができる。
【0056】
また、前記熱可塑性樹脂12に混錬する砥粒11、28を、ニッケル、銅、チタン、クロムなどの金属または非金属で被覆せしめてもよい。また、前記砥粒の表面の少なくとも一部にAl等の光を反射、散乱または吸収させる薄膜を被覆してもよい。
【0057】
また、前記砥粒11と前記熱可塑性樹脂12パウダーとに、発色成分と着色成分のうち少なくとも何れか一方を同時に投入し混錬せしめて、砥粒の種類、樹脂の種類又は供給先が識別できるようにしてもよい。
【0058】
また、前記発色成分には、紫外線を照射すると蛍光を発する材料を含めてもよい。
【0059】
また、前記発色成分もしくは着色成分の含有量は、樹脂の重量に対し30重量%以下であるのが好ましい。
【0060】
また、前記砥石15と前記熱可塑性樹脂12パウダーとに、レーザ光線を吸収しやすい、例えばブラックカーボンなどの吸収剤を30重量%混錬せしめてもよい。
【0061】
これにより、前記砥石15の周表面にレーザ光線を照射せしめれば、前記砥石15の熱可塑性樹脂12が加熱しやすくなり、前記砥石周15表面の熱可塑性樹脂12を可塑状態として、前記砥石15の成形を容易ならしめることができる。
【0062】
なお、砥石の強度が落ちるのを防止するため、照射された光に対して30%以上の光を吸収する光吸収剤が、樹脂の重量に対して30重量%以下で配合されていることが好ましい。
【0063】
また、前記砥石15を複数の樹脂層で構成せしめてもよく、前記樹脂層の組成をそれぞれ異ならしめてもよい。
【0064】
また、前記砥石15の各樹脂層に互いに異なる色の着色剤を混錬せしめれば、各層の識別が容易になる。また、有効砥粒層の識別が容易となり、砥石交換、ドレッシング及びツルーイングを行う警告表示に使用することができる。
【0065】
また、前記砥石15を研削等で使用した後に、前記熱可塑性樹脂12表面から突出した脱落寸前の砥粒など各砥粒の高さが不規則となった場合などは、図10に示すように、前記樹脂12を例えばヒータ14を有する治工具29で加熱しながら押圧せしめ、可塑状態とすれば、図11に示すように、前記砥粒11は、その先端が前記樹脂表面に接する状態で埋め戻され、図12に示すように、前記砥石表面を単石ダイヤモンド30などでドレッシングすれば、前記砥粒11の切れ刃の高さを揃えることができ、前記砥石の表面粗さを良くすることができる。
【0066】
なお、ヒータを用いて加熱する代わりに、レーザ光により加熱せしめてもよく、また前記樹脂と前記治工具とを接触せしめて相対的に移動せしめることにより生ずる磨擦により加熱せしめてもよい。
【0067】
また、前記樹脂と被加工物とを接触させて、前記樹脂もしくは前記被加工物を相対的に移動させることにより、前記樹脂と前記被加工物との間で、前記熱可塑性樹脂が軟化する温度以上になる磨擦熱を発生させ、前記樹脂部を軟化させた状態で外力を加えるようにしてもよい。
【0068】
また、前記熱可塑性樹脂が軟化する温度以上に加熱されたツルアー、ドレッサもしくは被工作物に、前記樹脂の少なくとも一部を接触させて、前記樹脂を軟化させた状態で外力を加えるようにしてもよい。
【0069】
小径砥石の場合には砥石の周速が遅く、また、円周が短いため有効切れ刃が少なくなるので、砥粒一粒当たりの負担が大きくなり磨耗しやすくなるが、前記方法により前記砥粒11をその先端が前記樹脂表面に接する状態で埋め戻し、前記樹脂表面の砥粒の集中度を高めれば、前記砥粒一粒あたりの負担を軽減せしめることができ、磨耗を防止することができ、研削効率を高めることができる。
【0070】
また、図13に示すように、砥粒11をヒータを有する板31の上に載せ、この板31の表面を前記砥石15の周表面に押し付けながら、ヒータにより熱可塑性樹脂を加熱して可塑状態とし、前記砥粒11を埋め込むようにしてもよい。このとき、前記板31にヒータを設ける代わりに、板31をサファイヤ、ガラスなどの硬質の透明材料にし、前記砥石15を接触せしめた板31の反対側からレーザ光を照射し、前記砥石15の熱可塑性樹脂を可塑状態にして前記砥粒11を埋め込むようにしてもよい。また、前記砥石15を用いる代わりに、砥粒を含まない熱可塑性樹脂のみからなる砥石を用いて、この砥石に砥粒11を埋め込むようにしても良い。この構造は平面研削盤に好適である。
【0071】
また、図14に示すように、ヒータ付き円盤32を砥石15の熱可塑性樹脂12に押し付けながら、ヒータにより前記熱可塑性樹脂を加熱して可塑状態として、砥粒11を熱可塑性樹脂に供給せしめて、前記樹脂に前記砥粒11を埋め込むようにしてもよい。このとき、ヒータ付円盤の材質は、セラミックス、ガラス、石英、金属、砥石の何れかからなる。また、前記砥石15を用いる代わりに、砥粒を含まない熱可塑性樹脂のみからなる砥石を用いて、この砥石に砥粒11を埋め込むようにしても良い。本方式は円筒研削盤に使用する砥石に好適である。なお、砥粒を供給しながら砥石とヒータ付円盤を回転させ、お互いの回転数に差を与えることで磨擦熱を発生させて、前記樹脂12を可塑状態として砥粒を埋め込んでも良い。
【0072】
なお、表1は、(A)砥粒を有するPPS樹脂からなる砥石と、(B)砥粒を有するPEEK樹脂からなる砥石と、(C)着色剤と砥粒を有するPPS樹脂からなる砥石を、それぞれ10MPで引っ張った状態で、−20℃〜350℃まで温度を変えた場合の、ツルーイング、ドレッシング、研削時の加工抵抗を調べたものである。
【0073】
【表1】
【0074】
表1から分かるように、各砥石は40℃までは熱硬化性樹脂と同等の加工抵抗であるが、40℃以上と温度が高くなるほど、加工抵抗が少なくなり、各砥石の樹脂が軟化していき、300℃を超えると完全に可塑状態となり溶けて砥石の形状維持ができなくなり加工不可となる。
【0075】
このように前記熱可塑性樹脂12はTg温度以下で軟化し始めるので、前記樹脂12に砥粒を埋め戻したり、埋め込む場合の前記樹脂12の加熱温度は、Tg温度以下でもよい。例えば、40℃以上であれば、上記樹脂12に砥粒を埋め戻したり、埋め込むことができるようになる。なお、この温度は、砥石の集中度、熱可塑性樹脂の組成、結晶性等により影響をうけ、また、砥粒径が小さい場合には、温度が低くても埋め込まれやすい。但し、砥粒径が5ミクロン以上になると埋め込みにくくなるので、Tg温度以上の温度が好ましい。
【0076】
また、前記砥石15を前記被加工物、前記板31や前記円盤32に接触せしめて、前記樹脂12に前記砥粒を埋め戻したり、埋め込む場合には、前記砥石15がTg温度を超えてしまうと、前記砥石15の形状を維持できなくなるので、前記樹脂をTg温度以下、例えば300℃以下で加熱するようにするのが好ましい。
【0077】
なお、砥石車の作成方法として、金型にずれ防止構造を有する砥石把持部を配置し、可塑状態とした熱可塑性樹脂12に砥粒11を混合して、この砥粒を混合した熱可塑性樹脂からなる樹脂部材料を前記金型に注型し、砥石を所望の形状とし、冷却せしめて砥石車を製作せしめるようにしてもよい。
【0078】
また、砥石のずれ防止構造を持たない砥石把持部の場合には、砥石把持部の熱可塑性樹脂が付着する部分の少なくとも1部に接着剤を塗布せしめて、前記金型に配置せしめてもよい。
【0079】
なお、表2は、結晶性(結晶度60%)PPSの熱可塑性樹脂に1500番のダイヤモンドパウダーの集中度を100、125、150、175、200、300とそれぞれ変えて混錬して砥石を製作する場合に、前記樹脂を完全に可塑状態にするのに必要な加熱温度を示したものである。なお、図1に示す金型10内に前記樹脂に前記ダイヤモンドパウダーを混錬せしめたものと、砥石把持部とを挿入し、砥石把持部を金型10側に向って20N/mmで加圧しながら加熱200℃で予備加熱を行い、次に20N/mmのまま、急速に400℃まで温度を上昇させて、200℃まで冷却して熱可塑性樹脂を固めて、蓋を外し、砥石把持部を押して、砥石車を製作せしめる(なお、前記温度はそれぞれヒータ温度を示し、熱可塑性樹脂の温度とは異なる)。
【0080】
【表2】
【0081】
集中度100と125の場合、360℃以下では熱可塑性樹脂が部分的にパウダー状の状態のところがあり、360℃を超えると完全に可塑状態となり砥石が形型され、表2から分かるように、集中度が上がるにつれて、樹脂の流動性が悪くなるため、樹脂を完全に可塑状態にするのに必要な加熱温度は高くなる。
【0082】
なお、予備加熱をしない場合は、樹脂を可塑状態とする加熱温度は上がる傾向があり、制御温度の再現性がなくなってくる。

 図面の簡単な説明

【図面の簡単な説明】
【0083】
【図1】本発明の砥石の成型装置の縦断側面図である。
【図2】本発明の砥石の要部の拡大縦断面図である。
【図3】本発明のシャンク付砥石車の説明用縦断側面図である。
【図4】本発明のフランジ付砥石車の説明用縦断正面図である。
【図5】本発明のセグメント型砥石車の説明用縦断正面図である。
【図6】本発明のシャンク付砥石車のずれ防止具の説明用縦断側面図である。
【図7】本発明のシャンク付砥石車のずれ防止具の説明用正面図である。
【図8】本発明のセグメント型砥石車の説明用拡大縦断平面図である。
【図9】本発明の砥石の要部の説明用縦断側面図である。
【図10】本発明の砥石の砥粒の埋め戻し構造の説明用縦断側面図である。
【図11】本発明の砥石の砥粒の埋め戻し構造の説明用縦断側面図である。
【図12】本発明の砥石のドレッシングの説明用縦断側面図である。
【図13】本発明の砥石の砥粒の埋め込み方法の説明用縦断平面図である。
【図14】本発明の砥石の他の砥粒の埋め込み方法の説明用縦断平面図である。
【図15】従来の砥石のツルーイング方法の説明用斜視図である。
【図16】従来の砥石のドレッシング方法の説明用斜視図である。
【図17】従来の砥石の他のドレッシング方法の説明用斜視図である。
【符号の説明】
【0084】
1 ツルアー
2 砥石
3 軸
4 ツルアー用砥石
5 回転台
6 ブロックドレッサ
7 単石ダイヤモンド
8 円筒部
9 蓋
10 金型
11 砥粒
12 熱可塑性樹脂
13 軸
14 ヒータ
15 砥石
16 シャンク
17 フランジ
18 セグメント
19 砥石車
20 砥石車
21 砥石車
22 軸部
23 頭部
24 溝
25 ずれ防止具
26 窪み
27 ずれ防止具
28 砥粒
29 治工具
30 単石ダイヤモンド
31 板
32 円盤

 図面

【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】