JP3377977B2 - 回転円盤砥石用台金 - Google Patents
回転円盤砥石用台金Info
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- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転円盤砥石用の
台金に関し、とくに砥粒の結合剤としてレジンボンドを
用いた回転円盤砥石用の台金に関する。
台金に関し、とくに砥粒の結合剤としてレジンボンドを
用いた回転円盤砥石用の台金に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼材料、超硬合金、サーメット、セラ
ミックスなどの研削加工用回転円盤砥石は、円盤状の台
金の周縁に砥粒をレジンボンドとともに砥材層として固
着したものがその基本的な構成である。
ミックスなどの研削加工用回転円盤砥石は、円盤状の台
金の周縁に砥粒をレジンボンドとともに砥材層として固
着したものがその基本的な構成である。
【０００３】台金には主にアルミ合金が用いられるが、
高速回転にて使用する砥石の台金用としては強度及び剛
性が高い鉄または鉄系合金が主として用いられ、砥材層
は、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒などの超砥粒とフェ
ノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂などの樹脂粉末の混合体を加圧成形することに
より形成され、成形と同時に台金に接合される直付けタ
イプと、接着剤にて接合される接着タイプの２種類があ
る。
高速回転にて使用する砥石の台金用としては強度及び剛
性が高い鉄または鉄系合金が主として用いられ、砥材層
は、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒などの超砥粒とフェ
ノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂などの樹脂粉末の混合体を加圧成形することに
より形成され、成形と同時に台金に接合される直付けタ
イプと、接着剤にて接合される接着タイプの２種類があ
る。
【０００４】ところで、研削の分野においては近年、高
能率化、高精度化を目的に、回転円盤砥石による研削は
高周速化へ移行している。高速研削のもとでは、鉄製台
金は比重が大きいために、高速化に伴う研削機械への負
担が大きくなり、砥石回転に要する電力が大きくなると
いう問題がある。また、砥石の重量が大きくなるため
に、砥石の高速回転により砥材層に過大な応力が発生し
て砥材層が剥離するおそれがある。また台金の比重が大
きいと、高速回転時に発生する振動が大きくなり、これ
も砥材層剥離の要因となる。
能率化、高精度化を目的に、回転円盤砥石による研削は
高周速化へ移行している。高速研削のもとでは、鉄製台
金は比重が大きいために、高速化に伴う研削機械への負
担が大きくなり、砥石回転に要する電力が大きくなると
いう問題がある。また、砥石の重量が大きくなるため
に、砥石の高速回転により砥材層に過大な応力が発生し
て砥材層が剥離するおそれがある。また台金の比重が大
きいと、高速回転時に発生する振動が大きくなり、これ
も砥材層剥離の要因となる。
【０００５】このようなことから、鉄製台金を用いた回
転円盤砥石では、砥石の周速度は２００ｍ／ｓｅｃが限
界であると考えられる。そこで、比重が大きく、台金と
砥材層の接合強度に不安のある鉄製台金に代えて、比重
が小さいアルミニウムまたはアルミニウム合金や合成樹
脂を用いた台金の使用も考えられる。しかし、アルミ合
金製台金は比重が２．７〜３．０程度であり、樹脂製台
金は比重が１．７〜２．１程度であるので、鉄製台金に
比べて高速回転時の遠心力に起因する問題の発生は少な
いといえるが、これらの材料は鉄製台金に比べ比強度
（引張り強度／比重）が２５〜３０％低下するため、鉄
製台金ほどの高周速化は望めない（表１参照）。鉄製台
金の代替品として理想的な台金は、比重が小さく、かつ
比強度が高い材質からなる台金である。
転円盤砥石では、砥石の周速度は２００ｍ／ｓｅｃが限
界であると考えられる。そこで、比重が大きく、台金と
砥材層の接合強度に不安のある鉄製台金に代えて、比重
が小さいアルミニウムまたはアルミニウム合金や合成樹
脂を用いた台金の使用も考えられる。しかし、アルミ合
金製台金は比重が２．７〜３．０程度であり、樹脂製台
金は比重が１．７〜２．１程度であるので、鉄製台金に
比べて高速回転時の遠心力に起因する問題の発生は少な
いといえるが、これらの材料は鉄製台金に比べ比強度
（引張り強度／比重）が２５〜３０％低下するため、鉄
製台金ほどの高周速化は望めない（表１参照）。鉄製台
金の代替品として理想的な台金は、比重が小さく、かつ
比強度が高い材質からなる台金である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】砥石を高速回転にて使
用する場合、砥石の台金を軽量化することにより研削機
械への負担を軽減することができる。また高速化及び砥
粒層の剥離に大きな影響を及ぼすと考えられる高速回転
時の振動は、砥石の動バランスが重要な要素になってく
る。砥石の回転軸回りの重量分布に偏心的なアンバラン
スが存在している場合、砥石を研削機械に実際に取り付
けて回転させたときに、この重量分布のアンバランス、
すなわち砥石の回転中心に対する重心のずれによって生
じる円周方向にわたる不均一な遠心力が作用して、回転
中の砥石に振動が生じる。
用する場合、砥石の台金を軽量化することにより研削機
械への負担を軽減することができる。また高速化及び砥
粒層の剥離に大きな影響を及ぼすと考えられる高速回転
時の振動は、砥石の動バランスが重要な要素になってく
る。砥石の回転軸回りの重量分布に偏心的なアンバラン
スが存在している場合、砥石を研削機械に実際に取り付
けて回転させたときに、この重量分布のアンバランス、
すなわち砥石の回転中心に対する重心のずれによって生
じる円周方向にわたる不均一な遠心力が作用して、回転
中の砥石に振動が生じる。
【０００７】砥石の製作過程においては、回転軸回りの
重量分布が均一になるように製作されてはいるが、不可
避的な製作誤差などにより、わずかなアンバランスが残
ることは避けられない。このようなアンバランスが存在
する場合、その影響は砥石の全体重量が軽いほど小さく
なる。台金の外周に砥材層を有する回転円盤砥石では、
全体重量に占める台金の割合が大きく、台金の重量が軽
ければ軽いほど遠心力の作用が小さくなるので、動バラ
ンスの点で有利となり、砥石の製作も容易となる。
重量分布が均一になるように製作されてはいるが、不可
避的な製作誤差などにより、わずかなアンバランスが残
ることは避けられない。このようなアンバランスが存在
する場合、その影響は砥石の全体重量が軽いほど小さく
なる。台金の外周に砥材層を有する回転円盤砥石では、
全体重量に占める台金の割合が大きく、台金の重量が軽
ければ軽いほど遠心力の作用が小さくなるので、動バラ
ンスの点で有利となり、砥石の製作も容易となる。
【０００８】本発明が解決すべき課題は、砥石の高速回
転化に対処すべく台金の一層の軽量化をはかることにあ
る。
転化に対処すべく台金の一層の軽量化をはかることにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、円盤状の台金
の外周に砥材層を有する回転円盤砥石用の台金であっ
て、中実の合成樹脂粒体と中空の合成樹脂粒体を均一に
混合させ、見掛比重０．５４〜１．０５の合成樹脂製台
金としたことを特徴とする。
の外周に砥材層を有する回転円盤砥石用の台金であっ
て、中実の合成樹脂粒体と中空の合成樹脂粒体を均一に
混合させ、見掛比重０．５４〜１．０５の合成樹脂製台
金としたことを特徴とする。
【００１０】中実の合成樹脂粒体と中空の合成樹脂粒体
を均一に混合させることにより、合成樹脂製台金として
の実用的な強度を維持したうえで台金をさらに軽量化す
ることができる。従来の合成樹脂製台金の比重は１．７
〜２．１程度であるので、これに比べても約１／２の軽
量化になる。
を均一に混合させることにより、合成樹脂製台金として
の実用的な強度を維持したうえで台金をさらに軽量化す
ることができる。従来の合成樹脂製台金の比重は１．７
〜２．１程度であるので、これに比べても約１／２の軽
量化になる。
【００１１】ここで、前記中空の合成樹脂粒体（以下、
中空粒体という）としては、粒径５〜１３０μｍで見掛
比重が０．１〜０．８の粒体を用いることが望ましい。
中空粒体は市販品として種々のものが流通しているが、
回転円盤砥石の台金の材料としての適性からみて、粒体
の粒径と比重が重要な要件となる。中空粒体の粒径につ
いては、中実の合成樹脂粒体（以下、中実粒体という）
との均一な混合が得られ、かつ台金としての強度を損な
わないために、中実粒体の粒径と同等である５〜１３０
μｍの粒径とするのがよい。粒径が５μｍ未満である
と、中空粒体内部の気孔も小さくて混合体の気孔率が低
いので、軽量化の効果が望めない。粒径が１３０μｍを
超えると中実粒体との粒径差が大きくなって均一な混合
が得られにくくなり、かつ中空粒体内部の気孔が大きく
なり台金の強度が低下する。
中空粒体という）としては、粒径５〜１３０μｍで見掛
比重が０．１〜０．８の粒体を用いることが望ましい。
中空粒体は市販品として種々のものが流通しているが、
回転円盤砥石の台金の材料としての適性からみて、粒体
の粒径と比重が重要な要件となる。中空粒体の粒径につ
いては、中実の合成樹脂粒体（以下、中実粒体という）
との均一な混合が得られ、かつ台金としての強度を損な
わないために、中実粒体の粒径と同等である５〜１３０
μｍの粒径とするのがよい。粒径が５μｍ未満である
と、中空粒体内部の気孔も小さくて混合体の気孔率が低
いので、軽量化の効果が望めない。粒径が１３０μｍを
超えると中実粒体との粒径差が大きくなって均一な混合
が得られにくくなり、かつ中空粒体内部の気孔が大きく
なり台金の強度が低下する。
【００１２】中空粒体の見掛比重については、従来の合
成樹脂製台金の比重よりさらに５割程度の軽量化を達成
するために、少なくとも見掛比重は０．８以下とするの
がよい。中空粒体の見掛け比重が０．８超であると中空
粒体内部の気孔が粒径に対して相対的に小さくなり軽量
化の効果が望めない。見掛け比重が０．１未満では中空
粒体内部の気孔が粒径に対して相対的に大きくなり台金
の強度が低下する（表１参照）。
成樹脂製台金の比重よりさらに５割程度の軽量化を達成
するために、少なくとも見掛比重は０．８以下とするの
がよい。中空粒体の見掛け比重が０．８超であると中空
粒体内部の気孔が粒径に対して相対的に小さくなり軽量
化の効果が望めない。見掛け比重が０．１未満では中空
粒体内部の気孔が粒径に対して相対的に大きくなり台金
の強度が低下する（表１参照）。
【００１３】中実粒体と中空粒体の混合割合は、中空粒
体の粒径や見掛比重によっても異なるが、体積％にして
中実粒体３０〜８０％、中空粒体２０〜７０％の混合割
合とするのが望ましい。中空粒体の混合割合が２０体積
％より少ないと台金の軽量化が不十分となり、７０体積
％より多くなると台金の強度が低下し、いずれの場合も
比強度低下の原因となり、高周速域での実用化が困難と
なる。
体の粒径や見掛比重によっても異なるが、体積％にして
中実粒体３０〜８０％、中空粒体２０〜７０％の混合割
合とするのが望ましい。中空粒体の混合割合が２０体積
％より少ないと台金の軽量化が不十分となり、７０体積
％より多くなると台金の強度が低下し、いずれの場合も
比強度低下の原因となり、高周速域での実用化が困難と
なる。
【００１４】中実粒体としては、従来樹脂製台金に用い
られているフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂などの合成樹脂を用いることができる。なかで
も、上記の中空粒体を混合した場合にも高い強度が維持
できるという点で好ましいのは、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂である。
られているフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂などの合成樹脂を用いることができる。なかで
も、上記の中空粒体を混合した場合にも高い強度が維持
できるという点で好ましいのは、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂である。
【００１５】台金の製造法自体は従来の樹脂製台金の製
造法と基本的に同じであり、中実粒体と中空粒体の混合
物を加圧成形、焼結して台金とする。中実粒体と中空粒
体の混合は、高速羽根撹拌機を使用することによって、
均一に混合することができる。
造法と基本的に同じであり、中実粒体と中空粒体の混合
物を加圧成形、焼結して台金とする。中実粒体と中空粒
体の混合は、高速羽根撹拌機を使用することによって、
均一に混合することができる。
【００１６】本発明の台金に砥材層を接合したときの接
合強度は、従来の樹脂製台金の場合と同程度の接合強度
を維持することができる。もし、接合面に中空粒体の内
部機構が露出していたとしても、砥材層形成時に砥粒を
固定するために用いるレジンボンド（樹脂）が気孔のな
かに流れ込み硬化するので、気孔は消滅するとともに、
接合強度は従来の樹脂製台金よりもむしろ高くなる。
合強度は、従来の樹脂製台金の場合と同程度の接合強度
を維持することができる。もし、接合面に中空粒体の内
部機構が露出していたとしても、砥材層形成時に砥粒を
固定するために用いるレジンボンド（樹脂）が気孔のな
かに流れ込み硬化するので、気孔は消滅するとともに、
接合強度は従来の樹脂製台金よりもむしろ高くなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、試験例に基づいて本発明の
実施形態を説明する。図１に示すように、厚さ１０ｍ
ｍ、外径１９４ｍｍ、内径５０．８ｍｍの台金１の外周
に、外径２００ｍｍで内径１９４ｍｍの環状のダイヤモ
ンド砥材層２を接合した回転円盤砥石を、表１に示すよ
うに台金の材質および材料配合を変えて製作した。発明
品１〜６の砥石の台金に用いた中実粒体は平均粒径１５
μｍのフェノール樹脂であり、中空粒体は平均粒径９０
μｍ、見掛比重０．２３のフェノール樹脂である。比較
品１および比較品２は中実粒体と中空粒体の混合割合が
本発明の範囲を外れている砥石であり、従来品１は鉄合
金製台金、従来品２はアルミ合金製台金、従来品３は樹
脂製台金の砥石である。
実施形態を説明する。図１に示すように、厚さ１０ｍ
ｍ、外径１９４ｍｍ、内径５０．８ｍｍの台金１の外周
に、外径２００ｍｍで内径１９４ｍｍの環状のダイヤモ
ンド砥材層２を接合した回転円盤砥石を、表１に示すよ
うに台金の材質および材料配合を変えて製作した。発明
品１〜６の砥石の台金に用いた中実粒体は平均粒径１５
μｍのフェノール樹脂であり、中空粒体は平均粒径９０
μｍ、見掛比重０．２３のフェノール樹脂である。比較
品１および比較品２は中実粒体と中空粒体の混合割合が
本発明の範囲を外れている砥石であり、従来品１は鉄合
金製台金、従来品２はアルミ合金製台金、従来品３は樹
脂製台金の砥石である。
【００１８】各砥石の特性を表１に示す。表１からわか
るように、本発明にかかる砥石（発明品１〜６）は実用
的な強度を維持したうえで軽量化を達成している。
るように、本発明にかかる砥石（発明品１〜６）は実用
的な強度を維持したうえで軽量化を達成している。
【表１】
【００１９】
【発明の効果】回転円盤砥石の台金を、中実の合成樹脂
粒体と中空の合成樹脂粒体を均一に混合させ、見掛比重
０．５４〜１．０５の合成樹脂製台金とすることによ
り、合成樹脂製台金としての実用的な強度を維持したう
えで従来の合成樹脂製台金よりさらに軽量化することが
できる。
粒体と中空の合成樹脂粒体を均一に混合させ、見掛比重
０．５４〜１．０５の合成樹脂製台金とすることによ
り、合成樹脂製台金としての実用的な強度を維持したう
えで従来の合成樹脂製台金よりさらに軽量化することが
できる。
【図１】 試験に供した超砥粒ホイールを示す図で
（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図である。
（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図である。
１ 台金
２ 砥材層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−234474（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−270877（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−277956（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−91535（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−320354（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−285848（ＪＰ，Ａ)
特開2000−79565（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B24D 5/00
B24D 3/00 310
Claims (3)
- 【請求項１】 円盤状の台金の外周に砥材層を有する回
転円盤砥石用の台金であって、中実の合成樹脂粒体と中
空の合成樹脂粒体を均一に混合させ、見掛比重０．５４
〜１．０５の合成樹脂製台金としたことを特徴とする回
転円盤砥石用台金。 - 【請求項２】 前記中空の合成樹脂粒体が、粒径５〜１
３０μｍで見掛比重が０．１〜０．８の粒体である請求
項１記載の回転円盤砥石用台金。 - 【請求項３】 前記中実の合成樹脂粒体と前記中空の合
成樹脂粒体の混合割合が、中実の合成樹脂粒体３０〜８
０体積％、中空の合成樹脂粒体２０〜７０体積％である
請求項１または２記載の回転円盤砥石用台金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000094814A JP3377977B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 回転円盤砥石用台金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000094814A JP3377977B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 回転円盤砥石用台金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001277135A JP2001277135A (ja) | 2001-10-09 |
| JP3377977B2 true JP3377977B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=18609797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000094814A Expired - Fee Related JP3377977B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 回転円盤砥石用台金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3377977B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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