JP3350459B2

JP3350459B2 - 複合砥石の製造方法

Info

Publication number: JP3350459B2
Application number: JP30707198A
Authority: JP
Inventors: 健二伊藤; 孝司岩井
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2002-11-25
Anticipated expiration: 2018-10-28
Also published as: JP2000135683A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被研削材を研削す
る研削表面が、複数のビトリファイド砥石部とその複数
のビトリファイド砥石部の間の空間を埋めるように設け
られたレジノイド砥石部とによって構成されている複合
砥石の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビトリファイド砥石を用いて、例
えば刃物の厚み研削の場合のように研削砥石の接触面積
が大きくなる被研削材やアルミニウム等に代表される難
削材を平面研削するに際しては、加工に伴って発生する
研削熱によって被研削材の研削面に焼けが発生し易い。
そのため、このような加工に用いられる研削砥石は、通
常セグメント状のビトリファイド砥石を金属円盤などの
基台上に所定の間隔で貼り付けた構造や、円盤上のビト
リファイド砥石の研削平面に溝を入れた構造の砥石が用
いられている。このような構造をもった砥石の欠点の一
つは、セグメント状のビトリファイド砥石部分や溝を入
れた構造の砥石のエッジ部分が研削抵抗で欠け易いこと
であり、この欠けによって被研削材を安定的に削ること
ができないという問題があった。

【０００３】これに対し、ビトリファイド砥石の溝部分
やセグメント状のビトリファイド砥石の周りをレジノイ
ド砥石で補強した構造の複合砥石が提案されている。例
えば、特開平２−２９２１７８号公報に記載されている
砥石はその一例である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来用
いられてきたレジノイド砥石は流動性が高いため、この
部分が緻密化し、研削時に研削焼けや切粉の目詰まり、
溶着等が発生し易く、ビトリファイド砥石の優れた研削
性能を充分に引き出すことができないという問題があっ
た。これを防止するために、無機化合物や樹脂等から成
る中空の気孔材（バルーン或いはバブルと称されるも
の）、或いは軟質の造粒フィラーや発砲スチレンビーズ
のような気孔形成材を、砥粒や液状樹脂結合剤から成る
流動性砥石材料に混合し、砥石中に多数の気孔を形成す
ることが考えられているが、このような気孔形成材を使
用する方法では、液状樹脂中に固形物を均一に分散させ
る上で気孔形成材の添加量が制限され、充分に気孔率を
高めることができず、例えばアルミニウムとＳｉＣとの
複合材料（ＭＭＣ）などの難削材の研削加工において
は、相変わらず研削焼けやビトリファイド砥石の溶着、
欠けが生じ易く、必ずしもビトリファイド砥石の性能を
充分に引き出すことができなかった。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、ビトリファイド砥石
の溶着や欠けを効果的に防止することによりビトリファ
イド砥石の優れた研削性能が充分に得られるようにする
ことにある。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、被研削材を研削する研削表面が、ビ
トリファイド砥石部とそのビトリファイド砥石部の周り
を埋めるように設けられた多孔質のレジノイド砥石部と
によって構成されている複合砥石の製造方法であって、
(a) 前記ビトリファイド砥石部を製作するビトリファイ
ド砥石製作工程と、(b) 砥粒、結合剤として作用する液
状樹脂、および界面活性剤を含む流動性砥石材料を攪拌
し、多数の気泡を創成した状態で前記ビトリファイド砥
石部の周りに流し込んで硬化させることにより、その気
泡による多数の気孔を有する前記多孔質のレジノイド砥
石部を製作すると同時にそのビトリファイド砥石部に一
体的に固着するとともに、流し込まれた流動性砥石材料
の液状樹脂がビトリファイド砥石部の気孔内に含浸して
硬化することによりそのビトリファイド砥石部を補強す
るレジノイド砥石製作・固着工程とを有し、且つ、その
レジノイド砥石製作・固着工程は、(b-1) 攪拌により多
数の気泡が創成された前記流動性砥石材料を前記ビトリ
ファイド砥石部と略同じ高さまで流し込んで、そのビト
リファイド砥石部の側面から気孔内に前記液状樹脂を含
浸させる第１流込み工程と、(b-2) その液状樹脂が前記
ビトリファイド砥石部の側面から略含浸した状態で、そ
のビトリファイド砥石部が上面まで埋まるように前記流
動性砥石材料を更に流し込む第２流込み工程と、(b-3)
前記ビトリファイド砥石部の上面が露出するとともにそ
のビトリファイド砥石部および前記レジノイド砥石部の
上面が略面一になるように、余分なレジノイド砥石を除
去する除去工程とを有するものであることを特徴とす
る。

【０００９】第２発明は、被研削材を研削する研削表面
が、ビトリファイド砥石部とそのビトリファイド砥石部
の周りを埋めるように設けられた多孔質のレジノイド砥
石部とによって構成されている複合砥石の製造方法であ
って、(a) 前記ビトリファイド砥石部を製作するビトリ
ファイド砥石製作工程と、(b) 砥粒、結合剤として作用
する液状樹脂、および界面活性剤を含む流動性砥石材料
を攪拌し、多数の気泡を創成した状態で前記ビトリファ
イド砥石部の周りに流し込んで硬化させることにより、
その気泡による多数の気孔を有する前記多孔質のレジノ
イド砥石部を製作すると同時にそのビトリファイド砥石
部に一体的に固着するとともに、流し込まれた流動性砥
石材料の液状樹脂が真空脱泡処理によりビトリファイド
砥石部の気孔内に強制的に含浸させられて硬化すること
によりそのビトリファイド砥石部を補強するレジノイド
砥石製作・固着工程とを有することを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【発明の効果】第１発明では、レジノイド砥石部を構成
する流動性砥石材料を攪拌して多数の気泡を創成した状
態でビトリファイド砥石部の周りに流し込んで硬化、固
着するとともに、流し込まれた流動性砥石材料の液状樹
脂がビトリファイド砥石部の気孔内に含浸して補強する
ようになっているため、レジノイド砥石部を別体に製作
して接着剤などでビトリファイド砥石部と固着したり、
別工程でビトリファイド砥石部に液状樹脂を含浸させた
りする場合に比較して工程数が少なくなり、製造コスト
が低減される。

【００１３】また、ビトリファイド砥石部の気孔内に液
状樹脂が含浸して硬化することにより、そのビトリファ
イド砥石部が補強されるため、溶着などによるビトリフ
ァイド砥石部の欠け（チッピングなど）が効果的に防止
されるとともに研削加工に伴う砥石の摩耗が抑制され、
砥石寿命が向上する。これにより、多孔質のレジノイド
砥石部と相まって複合砥石の研削性能がバランス良く向
上させられ、例えばアルミニウムとＳｉＣとの複合材料
等の難削材の研削加工においても、研削焼けや砥石の溶
着が抑制されるとともに、溶着などに起因するビトリフ
ァイド砥石部の欠けが効果的に防止され、実用上充分に
満足できる研削性能や耐久性（砥石寿命）が得られるよ
うになる。

【００１４】また、第１流込み工程で流動性砥石材料を
ビトリファイド砥石部と略同じ高さまで流し込み、その
ビトリファイド砥石部の側面から気孔内に液状樹脂を含
浸させた後、第２流込み工程でビトリファイド砥石部が
上面まで埋まるように流動性砥石材料を更に流し込むよ
うにしているため、第１流込み工程ではビトリファイド
砥石部内の空気が上面から逃げ出すことが可能で、液状
樹脂が気孔内に良好に含浸させられるとともに、第２流
込み工程で、その上面近傍の気孔内に液状樹脂が含浸さ
せられる。これにより、ビトリファイド砥石部の気孔内
に充分に液状樹脂が含浸させられるようになり、所望す
る強度や耐摩耗性などが得られるようになる。また、ビ
トリファイド砥石部とレジノイド砥石部との境界に気泡
が混入することも抑制される。

【００１５】

【発明の実施の形態】ここで、ビトリファイド砥石部
は、砥粒としてＣＢＮ（立方晶窒化硼素）やダイヤモン
ド、或いはこれ等の混合物等の超砥粒を用いることが望
ましい。超砥粒はヌープ硬度３０００以上のものが好ま
しく、砥粒の集中度は１０〜２３０、好ましくは２０〜
１８０の範囲内が適当で、気孔率は２０％〜７５％、好
ましくは３０％〜６５％の範囲内が適当である。超砥粒
の粒度は使用目的に応じて適宜選択できるが、♯６０
（平均粒径２２０μｍ）〜♯８００（平均粒径２０μ
ｍ）の範囲内が望ましい。多数の気孔は互いに連通させ
られており、液状樹脂が良好に含浸させられる。

【００１６】ビトリファイド結合剤は、砥粒として超砥
粒を用いた場合に適するもの、例えばホウ珪酸ガラス、
結晶化ガラスを用いることが望ましい。結晶化ガラスと
しては、例えばウィレマイトを析出するものなどがあ
る。保持力を充分なものとするため、超砥粒の熱膨張係
数に対して、室温〜５００℃程度の温度範囲で±２×１
０^-6（１／°Ｋ）程度であることが望ましい。結合剤率
は適宜選択でき、例えば砥石の状態で１５〜３５容積％
の範囲内となるようにすると良い。また、骨材として無
機中空物質を含んでいることが望ましいが、ビトリファ
イド結合剤より高い軟化点を有するセラミックス粒子を
骨材として混入するようにしても良い。

【００１７】ビトリファイド砥石部は、例えば基台の平
坦な砥石固着面上に互いに離間してエポキシ樹脂等の接
着剤で固着された略同じ高さの多数のビトリファイド砥
石にて構成されるが、単一のビトリファイド砥石の研削
表面に溝が設けられたものでも良い。

【００１８】レジノイド砥石部の砥粒や結合剤の種類
は、例えばビトリファイド砥石部と同程度の速度で摩耗
し、段差が生じないように定められ、砥粒としてはアル
ミナ質や炭化ケイ素質などの通常砥粒が好適に用いら
れ、結合剤としてはビスフェノールＡ等のエポキシ樹脂
主剤とポリアミド系樹脂等のエポキシ樹脂硬化剤とを混
合した二液性エポキシ樹脂などが好適に用いられる。レ
ジノイド砥石部の砥粒は、ビトリファイド砥石部と同程
度の適度な摩耗速度が得られるように混入されるもの
で、必ずしも高い研削性能は必要でなく、研削は主とし
てビトリファイド砥石部で行われれば良い。なお、レジ
ノイド砥石部の砥粒として、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ
砥粒などの超砥粒を用いることができるし、液状樹脂と
して一液性のエポキシ樹脂、液状のフェノールレゾール
やウレタン樹脂、ポリビニルアルコール等を用いること
もできる。

【００１９】界面活性剤としては、液状樹脂がエポキシ
樹脂から構成される場合、陽イオン性或いは非イオン性
のものが好適に用いられ、例えばノニオンタイプ（非イ
オン性）である濃度７０％程度のポリオキシエチレンス
チチウルフェニルエーテル等が用いられる。エポキシ樹
脂は、陰イオン性界面活性剤と反応して硬化が促進され
るため、攪拌時に十分な量の気泡が形成され難いことか
ら、それ以外の界面活性剤すなわち陽イオン性或いは非
イオン性の界面活性剤が好ましいのである。すなわち、
本発明に用いられる界面活性剤の種類は特に限定され
ず、脂肪酸系、非脂肪酸系、アミド系等のノニオン（非
イオン）系の界面活性剤や、アルキルベンゼンスルホン
酸塩等のアニオン（陰イオン）系、カチオン（陽イオ
ン）系、両性イオン系等の種々の界面活性剤を用いるこ
とができるが、液状樹脂の種類を考慮して、それとの反
応性が可及的に低いものを用いることが望ましいのであ
る。

【００２０】また、流動性砥石材料は、例えば４０〜８
０重量％の砥粒、２０〜６０重量％の液状樹脂、および
それらの合計に対する割合で１〜１０重量％の界面活性
剤を混合したものが好適に用いられる。このようにすれ
ば、所望の砥粒率で４０〜６０容積％程度の高い気孔率
を有する多孔質レジノイド砥石が得られる。このとき、
多孔質レジノイド砥石の比重は、０．８〜１．８程度に
なる。なお、研削表面におけるビトリファイド砥石部と
レジノイド砥石部との面積比は、レジノイド砥石部の気
孔内に切粉が充分に収容されて研削焼けや溶着などが実
用上問題とならないように、気孔率などを考慮して設定
することが望ましい。

【００２１】第１発明の第１流込み工程では、毛細管現
象などにより自然含浸させるだけでも良いが、必要に応
じて真空脱泡処理などを行って液状樹脂を気孔内に強制
的に含浸させることも可能である。ビトリファイド砥石
部に対する含浸の程度は適宜定められ、必ずしもビトリ
ファイド砥石の内部まで均一に含浸している必要はな
い。

【００２２】また、本発明の複合砥石は、例えばアルミ
ニウムとＳｉＣ、アルミニウムとアルミナなどの複合材
料（ＭＭＣ）、アルミニウム、高シリコンアルミニウム
等のアルミニウム合金、ステンレス鋼など、研削焼けや
溶着が生じ易い難削材に研削加工を行う場合に好適に用
いられるが、研削焼けや溶着が比較的生じ難い被研削材
の研削加工にも使用できることは勿論である。

【００２３】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳
細に説明する。なお、以下の説明において各部の寸法比
等は必ずしも正確に描かれていない。図１は、本発明の
一実施例である複合砥石１０の斜視図で、図２は平面図
および縦断面図である。この複合砥石１０は、例えばナ
イフの厚み研削加工等の両頭平面研削に用いられるもの
であって厚肉円筒形状を成しており、その外径は３５５
ｍｍ程度、内径は２５０ｍｍ程度、厚さ（高さ）は１２
０ｍｍ程度で、基台である円環形状の台金１２と、その
台金１２の平坦な砥石固着面１２ｓ上に互いに離間して
固着された略同じ高さ寸法の多数のビトリファイド砥石
１４と、そのビトリファイド砥石１４の周りの空間を埋
めるように設けられたビトリファイド砥石１４と略同じ
高さ寸法の多孔質のレジノイド砥石１６とから構成され
ている。上側の端面である平坦な研削表面１０ｓは、そ
れ等の多数のビトリファイド砥石１４、およびその周り
を埋めているレジノイド砥石１６によって構成されてお
り、多数のビトリファイド砥石１４の上面の円形部分が
ビトリファイド砥石部で、その周囲を埋めているレジノ
イド砥石１６の上面部分がレジノイド砥石部に相当す
る。台金１２の砥石固着面１２ｓと反対側の端部には小
さな外向きフランジ１２ｆが一体に設けられている。台
金１２としては、例えば低熱膨張アルミニウムが好適に
用いられるが、通常のスチール製のものを採用しても良
い。

【００２４】ビトリファイド砥石１４は、 (a) ダイヤモンド砥粒（♯１００／♯１２０）；３１．３容積％ (b) 無機中空物質バルーン（１１０〜１５０μｍ）；１４．６容積％ (c) ビトリファイド結合剤；２６．７容積％ (d) 気孔；残から成るもので、互いに連通している多数の気孔には二
液性エポキシ樹脂が含浸させられている。ダイヤモンド
砥粒は、ヌープ硬度が３０００以上で、砥粒の集中度は
１２５程度、気孔率は２７％程度である。ビトリファイ
ド結合剤としては、ホウ珪酸ガラス、結晶化ガラスなど
があり、ダイヤモンド砥粒の熱膨張係数に対して、室温
〜５００℃程度の温度範囲で±２×１０^-6（１／°Ｋ）
程度のものが用いられる。このビトリファイド砥石１４
は、何れも外径が２０ｍｍ程度で厚さ（高さ）が５ｍｍ
程度の円柱形状を成しており、その一端面においてエポ
キシ樹脂接着剤により砥石固着面１２ｓに固着されてい
る。

【００２５】多孔質のレジノイド砥石１６は、図３の
(a) に表面の一部を拡大して示すように、♯２２０程度
のアルミナ砥粒（ＷＡ）２０が結合剤としてのエポキシ
樹脂２２によって結合された構成で、その組織中に略均
一に分布する直径０．１〜１ｍｍ程度の球形の多数の独
立した気孔２４を備えている。この多孔質レジノイド砥
石１６の砥粒率はＶｇ≒２５％程度、結合剤率はＶｂ＝
３０％程度、気孔率はＶｐ＝４５％程度で、比重は１．
２程度である。図３の(b) は、通常のレジノイド砥石の
組織図である。

【００２６】次に、このような複合砥石１０の製造方法
を説明する。図４は基本製造工程を説明する図で、工程
１のビトリファイド砥石製作工程では、前記ダイヤモン
ド砥粒（♯１００／♯１２０）、骨材としての無機中空
物質バルーン、ビトリファイド結合剤などが所定の混合
割合で配合された砥石材料をプレス成形し、９００℃で
５時間焼成することにより、多数のビトリファイド砥石
１４を作製する。図５は、１個のビトリファイド砥石１
４を示す斜視図である。

【００２７】工程２のビトリファイド砥石固着工程で
は、工程１で製作した多数のビトリファイド砥石１４
を、図６に示すように、台金１２の砥石固着面１２ｓ上
の所定の位置にそれぞれエポキシ樹脂接着剤で貼り付け
る。この工程２は、工程１と共にビトリファイド砥石製
作工程に相当する。なお、図６の(a) は平面図で、(b)
は縦断面図であり、多数のビトリファイド砥石１４は台
金１２の中心線まわりに一定の間隔で規則的に配置され
る。

【００２８】工程３のレジノイド砥石製作・固着工程で
は、図７に示すように円環形状の台金１２の外周側およ
び内周側にそれぞれ型枠３６、３８を取り付けて、砥石
固着面１２ｓ上に環状の溝を形成し、その中にレジノイ
ド砥石１６の流動性砥石材料４０を流し込んでビトリフ
ァイド砥石１４の周りを埋めるとともに、硬化した後に
ビトリファイド砥石１４の上面と面一になるように余分
なレジノイド砥石１６を除去する。図８は、このレジノ
イド砥石製作・固着工程を更に具体的に説明する工程図
で、先ず、 (a) アルミナ砥粒（ＷＡ）（♯２２０）；７０．０重量％ (b) エポキシ樹脂主剤；２１．０重量％ (c) エポキシ樹脂硬化剤；８．０重量％ (d) 界面活性剤；１．０重量％を用意し、工程３−１の攪拌工程で攪拌機中に投入して
例えば３分間程度の所定時間攪拌・混合する。これによ
り、エポキシ樹脂主剤およびエポキシ樹脂硬化剤から成
る液状樹脂（エポキシ樹脂２２）中にアルミナ砥粒２０
および界面活性剤が混合された流動性砥石材料４０が形
成されるとともに、その流動性砥石材料４０中に空気が
巻き込まれて多数の気泡が発生し、流動性砥石材料４０
は固体（砥粒２０）、液体（樹脂および界面活性剤）、
および気体（気泡）から成る三相状態となる。

【００２９】上記エポキシ樹脂主剤としては例えばビス
フェノールＡ等が用いられ、エポキシ樹脂硬化剤として
は例えばポリアミド系樹脂等が用いられる。界面活性剤
としては、例えばノニオンタイプ（非イオン性）である
濃度７０％程度のポリオキシエチレンスチチウルフェニ
ルエーテル等が用いられる。なお、エポキシ樹脂２２と
してこのような二液性のものが用いられる場合には、攪
拌工程に先立って主剤および硬化剤が攪拌機中で混合さ
れ、その後、界面活性剤およびアルミナ砥粒２０が順次
投入される。但し、界面活性剤とアルミナ砥粒２０の投
入順序は何れが先でもよい。なお、上記の攪拌時間は、
アルミナ砥粒２０が均一に分散し、且つ所望の泡立ち状
態が得られるように設定されたものである。

【００３０】工程３−２の第１流込み工程では、前記図
７の(a) に示すように型枠３６、３８で囲まれた環状溝
内に流動性砥石材料４０をビトリファイド砥石１４と略
同じ高さまで流し込む。この時、ビトリファイド砥石１
４の上面まで埋まることが無いようにし、その上面から
ビトリファイド砥石１４の気孔内の空気が逃げ出すこと
を許容することにより、流動性砥石材料４０の液状樹脂
すなわち二液性エポキシ樹脂２２がビトリファイド砥石
１４の側面から気孔内に良好に含浸する。

【００３１】続く工程３−３の第２流込み工程では、上
記第１流込み工程でエポキシ樹脂２２がビトリファイド
砥石１４の側面から毛細管現象などにより略含浸する所
定時間経過後に、図７の(b) に示すようにビトリファイ
ド砥石１４が上面まで埋まるように流動性砥石材料４０
を更に流し込む。この第２流込み工程を行う前のエポキ
シ樹脂２２の含浸状態は、必ずしもビトリファイド砥石
１４の内部まで均一に含浸している必要はなく、本実施
例では第１流込み工程後３０分程度経過した後に第２流
込み工程を行っている。第２流込み工程でビトリファイ
ド砥石１４の上面まで流動性砥石材料４０が流し込まれ
ることにより、その上面からもエポキシ樹脂２２がビト
リファイド砥石１４の気孔に含浸する。

【００３２】このように２工程で流動性砥石材料４０が
流し込まれることにより、ビトリファイド砥石１４の気
孔内に充分にエポキシ樹脂２２が含浸させられ、次の硬
化工程（工程３−４）などで硬化することにより、ビト
リファイド砥石１４が補強されて所定の強度や耐摩耗性
が得られるようになる。また、ビトリファイド砥石１４
とレジノイド砥石１６との境界、特に砥石固着面１２ｓ
側（底部側）の内角部分などに気泡が混入することも良
好に回避される。

【００３３】工程３−４の硬化工程では、常温で１２時
間程度放置することによってエポキシ樹脂２２を硬化さ
せる。ここで、攪拌工程で発泡させられた流動性砥石材
料４０は、界面活性剤を含んでいることから、前記第１
流込み工程、第２流込み工程および硬化工程の過程にお
いても気泡が消失せず、攪拌終了時の発泡状態を保って
いる。そのため、硬化終了時において、多孔質レジノイ
ド砥石１６の組織中（厳密にはエポキシ樹脂２２中）に
は、前記図３(a) に示されるように気泡に由来する多数
の気孔２４が形成される。なお、流動性砥石材料４０に
は、流込みから硬化の過程において何ら圧力が加えられ
ないことから、気孔２４は、上記の攪拌工程において発
生させられた気泡そのままの形状で形成されている。

【００３４】上記のように硬化が終了した後、工程３−
５の熱処理工程において例えば１５０℃程度の温度で加
熱処理（アフタキュア）する。また、工程３−６の面一
除去工程では、図７(c) に示すようにビトリファイド砥
石１４の上面が露出し且つそのビトリファイド砥石１４
およびレジノイド砥石１６の上面が面一（連続する平坦
面）になるように、余分なレジノイド砥石１６を研削な
どで除去することにより、目的とする複合砥石１０が得
られる。なお、工程３−５の熱処理工程を省略すること
も可能である。

【００３５】図９は、上記複合砥石１０を両頭平面研削
盤に取り付けて使用する状態を説明する図である。図に
おいて、両頭平面研削盤には一対の回転軸４２ａ、４２
ｂ（以下、特に区別しないときは単に回転軸４２とい
う）が設けられており、それぞれの対向する先端部側に
は複合砥石１０を取り付けるためのホルダ４４ａ、４４
ｂ（以下、特に区別しないときは単にホルダ４４とい
う）が備えられている。一対のホルダ４４ａ、４４ｂに
は、研削表面１０ｓが所定の間隔を隔てて互いに向かい
合うように一対の複合砥石１０が取り付けられており、
複合砥石１０は、それぞれその研削表面１０ｓに垂直な
回転軸４２によってその軸心回りに回転駆動される。そ
して、複合砥石１０が回転させられた状態で、例えばナ
イフ等の被研削材４６が回転軸４２の軸心よりも下側位
置において研削表面１０ｓ間を通過させられることによ
り、その被研削材４６の厚さ方向の両面が研削加工され
る。この場合の実質的な研削面の幅は、（外径−内径）
／２＝（３５５−２５０）／２＝５２．５（ｍｍ）とな
る。

【００３６】このような本実施例の複合砥石１０におい
ては、砥粒および液状樹脂の他に界面活性剤を含む流動
性砥石材料４０を攪拌して多数の気泡を創成した状態で
ビトリファイド砥石１４の周りに流し込んで硬化させる
ことにより、その気泡による多数の気孔２４を有する多
孔質のレジノイド砥石１６が設けられるため、従来より
も気孔率が大幅に高くなって目詰まりや溶着等の発生が
抑制され、ビトリファイド砥石１４が長期間に亘って研
削に有効に寄与し、優れた研削性能が得られるようにな
る。研削表面１０ｓにおけるビトリファイド砥石１４と
レジノイド砥石１６との面積比は、レジノイド砥石１６
の気孔２４内に切粉が充分に収容されて研削焼けや溶着
などが実用上問題とならないように、気孔率などを考慮
して設定される。

【００３７】また、ビトリファイド砥石１４の気孔内に
流動性砥石材料４０の液状樹脂（エポキシ樹脂２２）が
含浸して硬化することにより、そのビトリファイド砥石
１４が補強されているため、溶着などによるビトリファ
イド砥石１４の欠け（チッピングなど）が効果的に防止
されるとともに研削加工に伴う砥石の摩耗が抑制され、
砥石寿命が向上する。これにより、多孔質のレジノイド
砥石１６と相まって複合砥石１０の研削性能がバランス
良く向上させられ、例えばアルミニウムとＳｉＣとの複
合材料等の難削材の研削加工においても、研削焼けや砥
石の溶着が抑制されるとともに、溶着などに起因するビ
トリファイド砥石１４の欠けが効果的に防止され、実用
上充分に満足できる研削性能や耐久性（砥石寿命）が得
られるようになる。

【００３８】一方、上記レジノイド砥石１６の多数の気
孔２４は互いに独立しているため、気孔が連通している
場合のように研削液が内部まで浸透して樹脂結合剤を劣
化させる恐れがないとともに、多数の気孔２４はレジノ
イド砥石１６の組織中に略均一に分散させられるため、
略均一な研削性能が長時間に亘って保持される。また、
気孔形成材を用いて気孔を形成する従来の多孔質のレジ
ノイド砥石に比較して、その気孔形成材に由来する異物
が存在しないため、異物に起因して研削性能が阻害され
る恐れがない。

【００３９】また、本実施例では、流動性砥石材料４０
をビトリファイド砥石１４の周りに流し込んでレジノイ
ド砥石１６を製作すると同時に固着するとともに、流し
込まれた流動性砥石材料４０の液状樹脂（エポキシ樹脂
２２）がビトリファイド砥石１４の気孔内に含浸して補
強するようになっているため、レジノイド砥石１６を別
体に製作して接着剤などでビトリファイド砥石１４に固
着したり、別工程でビトリファイド砥石１４に液状樹脂
を含浸させたりする場合に比較して工程数が少なくな
り、製造コストが低減される。

【００４０】更に、流動性砥石材料４０を２工程で流し
込むようになっているため、ビトリファイド砥石１４の
気孔内に充分に液状樹脂（エポキシ樹脂２２）が含浸さ
せられ、所望する強度や耐摩耗性などが得られるととも
に、ビトリファイド砥石１４とレジノイド砥石１６との
境界に気泡が混入することも抑制される。

【００４１】因みに、上記複合砥石１０（本発明品）
と、その複合砥石１０に比較して、界面活性剤を含んで
いない (a) アルミナ砥粒（ＷＡ）（♯２２０）；７０．０重量％、 (b) エポキシ樹脂主剤；２２．０重量％ (c) エポキシ樹脂硬化剤；８．０重量％から成る流動性砥石材料を用いてレジノイド砥石を製
作、固着した点のみが異なる比較品１と、レジノイド砥
石を備えていない多数のビトリファイド砥石１４のみか
ら成る比較品２（図６に示す砥石）とを、それぞれ一対
ずつ用意し、以下の研削条件で研削加工を行って研削性
能を調べたところ、表１に示す結果が得られた。表１の
「研削比」は、砥石の摩耗量に対する被研削材の研削量
の体積比である。なお、前記図３の(b) は、比較品１に
おけるレジノイド砥石の組織を示す図である。（研削条件）・砥石寸法； φ３５５×φ２５０×１２０（ｍｍ）・使用機械；両頭平面研削盤・研削方式；湿式両頭平面研削・砥石周速度；１３４０ｍ／ｍｉｎ・被研削材；ＭＭＣ（Ａｌ７０％−ＳｉＣ３０％）・被研削材寸法；長さ１００（ｍｍ）×幅２０（ｍｍ）・切込み寸法；０．７（ｍｍ／ｐａｓｓ）

【００４２】

【表１】

【００４３】かかる表１から明らかなように、本発明品
は比較品１に比べて研削比が２倍程度と摩耗が少なく、
加工物（被研削材）の面状態も研削焼けが無い。比較品
２は、研削比が本発明品の１／２以下と小さく、研削焼
けや溶着が生じるとともに、溶着などに起因する欠けも
見られる。

【００４４】なお、上例では独立に構成された多数のビ
トリファイド砥石１４によってビトリファイド砥石部が
構成されていたが、例えば図１０に示すように、単一の
ビトリファイド砥石５０の上面５２に溝５４や切欠５６
を設け、その溝５４内や切欠５６に多孔質のレジノイド
砥石５８を埋め込んだ形態の複合砥石６０に本発明を適
用することも可能である。この場合、上面５２は研削表
面に相当し、ビトリファイド砥石５０およびレジノイド
砥石５８のうち上面５２に露出している部分がビトリフ
ァイド砥石部、レジノイド砥石部を構成している。

【００４５】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であ
り、両頭平面研削加工以外の研削加工に使用する複合砥
石にも適用され得るなど、本発明は当業者の知識に基づ
いて種々の変更，改良を加えた態様で実施することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である複合砥石の斜視図であ
る。

【図２】図１の複合砥石の平面図および縦断面図を示す
図である。

【図３】図１の複合砥石における多孔質のレジノイド砥
石の組織を通常のレジノイド砥石と比較して示す図であ
る。

【図４】図１の複合砥石の製造工程を示す工程図であ
る。

【図５】図４の工程１で製作されるビトリファイド砥石
を示す斜視図である。

【図６】図４の工程２で台金に多数のビトリファイド砥
石が固着された状態を示す図である。

【図７】図４の工程３のレジノイド砥石製作・固着工程
を説明する図である。

【図８】図４の工程３を具体的に詳しく説明する工程図
である。

【図９】図１の複合砥石の使用形態の一例を説明する図
である。

【図１０】本発明の他の実施例を説明する図である。

【符号の説明】

１０，６０：複合砥石１０ｓ：研削表面１４，５０：ビトリファイド砥石（ビトリファイド砥石
部）１６，５８：レジノイド砥石（レジノイド砥石部）２０：アルミナ砥粒（砥粒）２２：エポキシ樹脂（液状樹脂）２４：気孔４０：流動性砥石材料４６：被研削材５２：上面（研削表面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ２４Ｄ 3/32 Ｂ２４Ｄ 3/32 7/14 7/14 (56)参考文献特開平２−292178（ＪＰ，Ａ) 特開平10−138148（ＪＰ，Ａ) 特開平10−138149（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24D 3/02 B24D 3/02 310 B24D 3/00 320 B24D 3/00 340 B24D 3/32 B24D 7/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被研削材を研削する研削表面が、ビトリ
ファイド砥石部と該ビトリファイド砥石部の周りを埋め
るように設けられた多孔質のレジノイド砥石部とによっ
て構成されている複合砥石の製造方法であって、前記ビトリファイド砥石部を製作するビトリファイド砥
石製作工程と、砥粒、結合剤として作用する液状樹脂、および界面活性
剤を含む流動性砥石材料を攪拌し、多数の気泡を創成し
た状態で前記ビトリファイド砥石部の周りに流し込んで
硬化させることにより、該気泡による多数の気孔を有す
る前記多孔質のレジノイド砥石部を製作すると同時に該
ビトリファイド砥石部に一体的に固着するとともに、流
し込まれた該流動性砥石材料の液状樹脂が該ビトリファ
イド砥石部の気孔内に含浸して硬化することにより該ビ
トリファイド砥石部を補強するレジノイド砥石製作・固
着工程とを有し、且つ、前記レジノイド砥石製作・固着
工程は、攪拌により多数の気泡が創成された前記流動性砥石材料
を前記ビトリファイド砥石部と略同じ高さまで流し込ん
で、該ビトリファイド砥石部の側面から気孔内に前記液
状樹脂を含浸させる第１流込み工程と、該液状樹脂が前記ビトリファイド砥石部の側面から略含
浸した状態で、該ビトリファイド砥石部が上面まで埋ま
るように前記流動性砥石材料を更に流し込む第２流込み
工程と、前記ビトリファイド砥石部の上面が露出するとともに該
ビトリファイド砥石部および前記レジノイド砥石部の上
面が略面一になるように、余分なレジノイド砥石を除去
する除去工程とを有することを特徴とする複合砥石の製
造方法。
【請求項２】被研削材を研削する研削表面が、ビトリ
ファイド砥石部と該ビトリファイド砥石部の周りを埋め
るように設けられた多孔質のレジノイド砥石部とによっ
て構成されている複合砥石の製造方法であって、前記ビトリファイド砥石部を製作するビトリファイド砥
石製作工程と、砥粒、結合剤として作用する液状樹脂、および界面活性
剤を含む流動性砥石材料を攪拌し、多数の気泡を創成し
た状態で前記ビトリファイド砥石部の周りに流し込んで
硬化させることにより、該気泡による多数の気孔を有す
る前記多孔質のレジノイド砥石部を製作すると同時に該
ビトリファイド砥石部に一体的に固着するとともに、流
し込まれた該流動性砥石材料の液状樹脂が真空脱泡処理
により該ビトリファイド砥石部の気孔内に強制的に含浸
させられて硬化することにより該ビトリファイド砥石部
を補強するレジノイド砥石製作・固着工程とを有するこ
とを特徴とする複合砥石の製造方法。