JP4522066B2 - 研削工具およびそれを用いた研削加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、環状の研削部を同時に被研削物の表面に接触させて環状の溝を研削加工する研削工具および研削加工方法に関し、特にセラミックス等の硬質な脆性材に環状の溝を研削加工する研削工具および研削加工方法に関する。

従来、被研削物に環状の溝を研削加工する研削工具として、環状の研削部を有する研削工具が用いられてきた。

例えば、図７（Ａ）に示すように被研削物１３に外径ｒ，内径ｓおよび深さｔからなる環状の溝を研削加工する場合には、図７（Ｂ）に示すような図７（Ａ）の溝の外径ｒと同様の外径ｑおよび内径ｓと同様の内径ｐの環状の研削部１２を有する研削工具１１を用いて深さｔだけ研削加工すればよく、研削部１２の主軸を中心に回転させることによって研削加工することができる（特許文献１参照）。

また、環状の研削部１２を有する研削工具１１には、図７（Ｃ）に示すように主軸部のセンターに通し穴１６が開いており、この通し穴１６を通って噴出した研削液は、研削部１２の内側を伝わって研削部１２の先端に伝わり、研削部１２の外側へ研削液が伝わるという構造となっていた。

また、外径の大きなものを研削加工する場合には、研削液を研削部１２に行き届かせるため、図７（Ｄ）に示すように、主軸部には通し穴１６が形成され、この通し穴１６の開口部１６ａに研削部１２の回転につれ外部の空気を吸い込み空洞部内に導入する吸入羽根構造（不図示）が設けられ、さらに、空洞部に連通し研削部１２の端面に開口するとともに、その途中で研削部１２の内側に供給される研削液を空気と合流させ導出するガス通路１７が形成されているものが提案されている（特許文献２参照）。

しかし、単に環状の溝を研削加工するだけの場合にはこのような環状の研削部１２を有する研削工具１１を用いればよいが、例えば図４（Ｃ）のような特殊形状の溝を研削加工するためには、次に記す内容で研削加工が行なわれていた。

まず、被研削物１３を研削し、図４（Ａ）に示すような長さａおよび厚みｂのプレート形状に加工しておく。

次に、図６（Ａ）に示すような研削部８を有する研削工具７を使用してＭ／Ｃ加工を行ない、図４（Ｂ）の外径ｄ，内径ｃおよび深さｅの環状の溝底面を粗加工する。

次に、図６（Ｂ）の研削部１０を有する研削工具９を使用して円筒研削機にて各寸法ｆ〜ｊとなるように研削加工することにより、被研削物に図４（Ｃ）のような特殊形状の溝を形成していた。
特開２００１−１２６８号公報 特開平０５−６９３３９号公報

しかしながら、上記従来の研削加工方法で図４（Ｃ）に示すような特殊形状の溝を研削加工する場合、図６（Ａ），（Ｂ）の２本の研削工具７，９を使用して各箇所を研削加工して仕上げなければならず、加工時間にかなりの時間を必要とした。

さらに、一つの研削機を用いて、例えば図６（Ｂ）の研削工具９を使用するに当たり、前もって図６（Ａ）の研削工具７で粗加工を行なうときには、それぞれの研削工具７，９を交換する作業があるため、さらに時間を要していた。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、その目的は、一つの研削工具の回転動作のみで被研削物に特殊形状の環状の溝を研削加工する際の加工時間の大幅な削減を図ることにある。

本発明は、主軸部を中心に回転させながら環状の研削部を同時に被研削物の表面に接触させて環状の溝を研削加工する研削工具であって、上記主軸部は通し穴を有し、上記主軸部にアームを介して研削部が連設されて上記アームと上記研削部とでカップ状となっており、上記研削部は、環状加工部と該環状加工部の先端に上記研削工具の中心および外周の少なくとも一方に向かって径方向に突出した少なくとも１つ以上の環状の突出部とからなり、上記環状加工部および上記突出部の表面に砥粒層が形成され、上記突出部のうち最下方に形成された突出部の底面に開口するように、幅が上記研削部の外周長に対して３〜６％、深さが上記突出部の厚みに対して１５〜２５％の複数のスリットを等間隔に設けたことを特徴とする。

また、上記主軸部の通し穴と連通するとともに、先端が上記研削部に向かって開口する噴出し口を有し、該噴出し口から上記研削部に研削液を供給する供給ノズルを有することを特徴とする。

また、上記噴出し口を上記研削部方向に等間隔に４ヶ所以上有することを特徴とする。

また、上記主軸部の外径と上記研削部の外径との比が１：５以上であることを特徴とする。

さらに、上記研削工具を用いて被研削物に環状の溝を研削加工する方法であって、上記主軸部を中心に回転させながら、その中心位置が上記研削部の外径に対して３〜６％の偏芯量で偏芯するように、上記研削部を同時に上記被研削物の表面に接触させて研削加工することを特徴とする。

またさらに、上記被研削物は脆性材からなることを特徴とする。

これにより、研削工具を回転させながら被研削物を加工するだけで、特殊形状の溝に対応する外径，内径，溝の幅および溝の深さ等の細部の寸法にあった形状の研削工具を、その一定の移動量を含めて外径，内径，溝の幅および深さ等を設計することによって、所望の特殊形状の溝を容易に加工することができる。

本発明の研削工具によれば、主軸部を中心に回転させながら環状の研削部を同時に被研削物の表面に接触させて環状の溝を研削加工する研削工具であって、上記主軸部は通し穴を有し、上記主軸部にアームを介して研削部が連設されて上記アームと上記研削部とてカップ状となっており、上記研削部は、環状加工部と該環状加工部の先端に上記研削工具の中心および外周の少なくとも一方に向かって径方向に突出した少なくとも１つ以上の環状の突出部とからなり、上記環状加工部および上記突出部の表面に砥粒層が形成され、上記突出部のうち最下方に形成された突出部の底面に開口するように、幅が上記研削部の外周長に対して３〜６％、深さが上記突出部の厚みに対して１５〜２５％の複数のスリットを等間隔に設けたことにより、一つの研削工具の回転動作のみで被研削物に特殊形状の環状の溝を加工することができ、大きな時間削減が図れる。また、通し穴より注入された研削液が研削部の外面側にも行き届くこととなり、研削加工時の摩擦熱に対しての冷却効果が図られ、研削工具の長寿命化を図ることができる。また、研削加工時間を短縮することができるとともに、加工精度等を大幅に向上することができる。

また、本発明の研削工具によれば、上記主軸部の通し穴と連通するとともに、先端が上記研削部に向かって開口する噴出し口を有し、該噴出し口から上記研削部に研削液を供給する供給ノズルを有することから、研削加工時の加工部に研削加工を補助する研削液を十分に供給できることから、砥粒層の切れ味を低下させることが少ないので研削加工を持続して行なうことができる。

さらに、本発明の研削工具によれば、上記噴出し口を上記研削部方向に等間隔に４ヶ所以上有することにより、環状の研削部全体にわたって研削液が行き届くこととなり、特に主軸部の外径と上記研削部の外径との比が１：５以上であるときには、研削部の外径が大きな研削工具においても、研削液が研削部まで確実に行き届き、研削液を供給しながら円滑な加工を行なうことができ、研削工具の寿命の向上させることができる。

また、本発明の研削加工方法によれば、上記構成の研削工具を用いて被研削物に環状の溝を研削加工する方法であって、上記主軸部を中心に回転させながら、その中心位置が上記研削部の外径に対して３〜６％の偏芯量で偏芯するように、上記研削部を同時に上記被研削物の表面に接触させて研削加工することにより、一つの研削工具の回転動作のみで所望の特殊形状の環状の溝に加工することができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の研削工具の一実施形態を示す図面であり、図１（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の底面図であり、（Ｃ）は同図（Ａ）の研削部を示す拡大断面図である。この研削工具１は、主軸部４は通し穴２を有し、主軸部４にアーム３を介して研削部５が連設されて、アーム３と研削部５とでカップ状となっており、主軸部４を中心に回転させながら環状の研削部５を同時に被研削物の表面に接触させて環状の溝を研削加工するものであり、炭素工具鋼材等から成るものである。

そして、研削部５は、環状加工部５ａと環状加工部５ａの先端に研削工具１の中心および外周の少なくとも一方に向かって径方向に突出した少なくとも１つ以上の環状の突出部５ｂとからなり、環状加工部５ａおよび突出部５ｂの表面に砥粒層を形成したことを特徴とするものである。

このように、研削部５が環状加工部５ａと突出部５ｂとからなる図１に示す研削工具１を用いて研削加工すれば、詳細を後述するように主軸部４を中心に回転させながら、一定量偏芯させて回転させるだけで、図４（Ｃ）に示すような各寸法ｆ〜ｊの特殊形状の環状の溝を容易に研削加工することができる。

また、環状加工部５ａおよび突出部５ｂの表面には、電着による砥粒層が形成されており、被研削物がセラミックス等の脆性材からなる場合においても高精度な加工を行なうことができる。

また、突出部５ｂのうち最下方に形成された突出部の底面には、図１（Ｂ）および（Ｃ）に示すように幅ｗが研削部５の外周長Ｔに対して３〜６％、深さｎが突出部５ｂの厚みｍに対して１５〜２５％の複数のスリット６を開口するように等間隔に設けたことを特徴とする。

これは、主軸部４の通し穴２を流れてきた研削液が開口部２ａから噴出し、スリット６を有していることにより、研削部５の外面および内面の両側に研削液が行き届くこととなり、研削加工時の摩擦熱に対して冷却効果が図られ、また研削速度（時間）や精度、研削部５の寿命にも効果が得られる。

スリット６の幅ｗが研削部５の外周長Ｔに対して３％未満となると、通し穴２より研削液が入り込んでスリット６より研削液が研削部５の外面側へ抜けていくが、この研削液の流れが悪くなり、冷却効果が損なわれ、その結果研削工具１の主軸回転速度は遅くしなければならなくなり研削加工時間が長くなってしまう。一方、６％を超えると、研削加工時に被研削物を研磨する面が減少することにより研削加工時間が長くなり、また寸法精度も悪くなり品質が落ちることになる。

また、スリット６の深さｎが突出部５ｂの厚みｍの１５％未満となると、研削液の流れが悪くなることにより、冷却効果が損なわれ、研削工具１の主軸回転速度は遅くしなければならなくなり研削加工時間が長くなってしまう。一方、２５％を超えると、突出部５ｂの厚みが部分的に小さくなり、突出部５ｂの強度が低下して破損するおそれがある。

さらに、スリット６は、隣接するスリット６間の角度が３０〜４５°程度の間隔で８〜１２個設けることが好ましく、これにより研削工具１の内面側へ浸入した研削液はこのスリット６を通り外面側へ放出され研削液は研削部５の両側に行き届くこととなり、研削加工中の研削工具や被研削物である製品を冷却することができる。

突出部５ｂの厚みｍは、この研削工具１を用いて図４（Ｃ）に示す特殊形状の溝を研削加工するために、寸法ｉ−寸法ｊと同じ寸法になるよう設計されており、また、突出量ｋは、（寸法ｆ−寸法ｈ）／２となるように設計されている。このような寸法に設計された研削工具１を用いて一定量偏芯させて回転させながら研削加工を行なうことにより図４（Ｃ）に示す溝の形状が成り立つ。

また、図１（Ｃ）の突出部５ｂの厚みｍは、２ｍｍ以上とすることが好ましい。これは前述したようにスリット６を形成した場合に肉厚が薄くなり、強度が弱くなり研削加工中、研削工具１が変形して研削加工の精度が低下するおそれがあるためである。

さらに、図１（Ｃ）の突出部５ｂの長さｋについても１０ｍｍ以内とすることが好ましい。これも偏芯させながら研削加工を行なうとき、突出部５ｂの長さｋが長すぎるために歪みが発生し研削工具１が変形するおそれがあるためである。

またさらに、アーム３には複数の通し穴を設けることにより、外部から供給された研削液がアーム３に設けられた通し穴より研削部５の内面側に流入し、研削部５の外面および内面両側へ研削液が良好に行き届くこととなり、加工時の摩擦熱に対する冷却効果、研削速度（時間）や精度、研削部５の寿命に対しさらに効果を上げることもできる。

図２は、本発明の研削工具の他の実施形態を示す図面であり、図２（Ａ）および（Ｃ）は断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の底面図であり、（Ｄ）は同図（Ｂ）の底面図である。

本発明の研削工具１では、図２に示すように、主軸部４の通し穴２と連通するとともに、先端が研削部５に向かって開口する噴出し口１５を有し、噴出し口１５から研削部５に研削液を供給する供給ノズル１４を有することが好ましい。

これによって、研削加工時に研削部５の突出部５ｂに良好に研削液を供給することができ、研削部５に電着されたダイヤモンド等の砥粒層の切れ味が低下することなく、研削加工時の回転数を従来の約５００ｒｐｍから８００ｒｐｍへ上げることが可能となり、短時間で高精度な研削加工を行なうことができる。

特に、図２（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、主軸部４の外径Ｄ４と研削部５の外径Ｄ５の比が１：５以上である研削工具１に好適に用いることができる。

これによって、研削工具１の外径が大きな場合でも、供給ノズル１４のサイズを種々変更するだけで、研削液を研削部５の突出部５ｂに十分に供給することができ、加工精度を向上させることができる。

また、供給ノズル１４の噴出し口１５が研削部５方向に等間隔に４ヶ所以上あることが好ましい。このような供給ノズル１４を装着することにより、研削工具１自体が回転する構造となっているため供給ノズル１４も回転し、環状の研削部５の周方向全面にわたって均一に研削液が供給され、円滑に研削加工することができる。一方、噴出し口１５が４ヶ所未満となると、噴出し口１５同志のなす角度は９０°を超え、研削液を研削部５に確実に供給することができないおそれがある。

なお、噴出し口１５の数は、研削部５の外径によって種々変更することが望ましく、外径が大きくなるほど、噴出し口１５の数を増やす必要がある。

また、供給ノズル１４の噴出し口１５は、直径が０．７〜１ｍｍであることが好ましく、これにより研削液を噴き出す圧力が確保され、研削部５に加工屑が付着することなく、長期間円滑な加工を行なうことができる。

さらに、各噴出し口１５と研削部５との外径は、２０〜５０ｍｍの距離に近接して設けることが好ましく、これにより高い水圧で研削部５に研削液を供給することができ、円滑で高精度な加工を行なうことができる。

また、供給ノズル１４の噴出し口１５の角度は、研削部５に対して３０〜６０°の角度とし、研削部５の加工粉を除去するようにすることが好ましい。

ここで、研削工具１を用いて被研削物に図４（Ｃ）に示すような特殊形状の溝を研削加工する方法について図３および図４を用いて説明する。

まず、図４（Ａ）に示すような長さａおよび厚みｂのプレート形状の被研削物を準備し、図３（Ａ）に示すように被研削物に対して、研削工具１をその主軸部４を中心に回転させながら、図４（Ｂ）に示すような外径ｄ，内径ｃおよび深さｅの環状の溝を加工する。

このとき、研削工具１の突出部５ｂの径寸法は、外径ｄおよび内径ｃの寸法と一致し、被研削物１３に形成した環状の溝の中心と研削工具１の中心とは同じ位置にて加工を行なう。

次いで、研削工具１をその中心位置が一定の偏芯量で偏芯するように研削加工する。

これは、図３（Ｂ）に示すように研削工具１は回転しながら図４（Ｃ）の（寸法ｇ−寸法ｆ）／２の分だけ偏心して図３（Ｃ）の動きに従って加工する。このように偏心しながら径方向に移動した量だけ加工ができた時点で図４（Ｃ）のような形状の溝を得ることができる。

このとき、研削工具１の中心位置の偏心量ｕは、研削部５の外径ｄに対して３〜６％の偏芯量ｕで偏芯するように研削加工することが好ましく、偏芯量ｕが３％未満となると、突出部５ｂの形状を生かした加工をすることができず、偏芯量ｕが６％を越えると偏心量ｕが多くなり加工時間が長くなる。

また、偏心量ｕは図４（Ｃ）の（寸法ｇ−寸法ｆ）／２の値、即ち環状の溝の開口幅を決定するものであり、そこから図１（Ｃ）のｌ−ｋの値、即ち研削部５の厚みを引いた値が偏芯量ｕとなることから、ｕ＝（（ｇ−ｆ）／２）−（ｌ−ｋ）の式が成り立つ。従って、開口幅は偏芯量ｕと研削部５の厚みとを合わせた寸法に相当する。

このような研削加工方法を用いることで、図４（Ｃ）に示すような特殊形状（環状の溝に径の異なる環状の溝）の溝を一つの研削工具１の回転動作のみで研削加工できることになる。そのため、従来のように環状の溝と、径の異なる環状の溝を２種類の研削工具を用いて加工する必要がないため、交換作業等も不要になり、大きな時間削減を図ることができる。

なお、図１〜図３では、研削部５が環状加工部５ａと環状加工部５ａの先端に研削工具１の中心に向かって径方向に突出した１つの突出部５ｂとからなる実施形態を説明したが、図５（Ａ）に示すように突出部５ｂが、研削工具１の中心および外周に向かって径方向に突出した突出部５ｂであってもよく、その場合には上述と同様な研削加工を行なうことで図５（Ｂ）に示すような特殊形状の溝を得ることができる。

図５（Ｂ）に示すような突出部５ｂを有する溝を形成する場合には、従来のように図６の研削工具を用いて研削加工する場合、中心に向かって突出する部分を加工した後、外周に向かって突出する部分を同じ加工を行なうことにより形成するため、図５（Ａ）の研削工具１を用いることにより図３（Ｃ）のように中心を偏芯させて研削加工するだけで特殊形状の溝を一度に加工することができる本発明と比較して時間が約２倍かかる。

また、図５（Ｃ）に示すように突出部５ｂを複数備えるものでもよい。この場合にも上述と同様な研削加工を行なうことで図５（Ｄ）に示すような特殊形状の溝を得ることができる。

図５（Ｄ）に示すような複数の径の異なる環状の溝を形成する場合には、このような研削工具１を非常に有効に用いることができる。

これは、従来のように図１に示すような研削工具１を用いて図５（Ｄ）の形状の溝を加工する場合、一つ目の径の異なる環状の溝を研削加工した後、二つ目の径の異なる環状の溝を研削加工しなければならないため、時間も約２倍かかるが、図５（Ｃ）の研削工具１を用いれば、図３（Ｃ）のような中心を偏芯させて加工するだけで図５（Ｄ）に示すような特殊形状の溝を一度に加工できることとなり、また、研削工具１の回転動作のみで特殊形状を加工できるため、研削工具を２種類使用する必要もなく、研削工具の交換作業が不要になることにより、大きな時間削減をすることができる。

また、研削工具１において、突出部５ｂが、研削工具１の中心および外周に向かって径方向に複数突出したものでもよい。

このような、研削工具１は、ＳＫ材やＳＣ材等の金属からなり、研削部５は、Ｎｉメッキが施され、粒径＃１２０〜２００のダイヤモンド粒を表面に付着させてなる。

このような研削工具１を用いた場合には、被研削物１３として、アルミナ，ジルコニア，炭化珪素および窒化珪素等のセラミックス，サーメット，ガラス等の脆性材からなる被研削物にも高精度な研削加工を施すことができる。

なお、本発明の研削工具１は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。

図１に示す研削工具１および図６に示す従来の研削工具７および研削工具９を用いて図４（Ｃ）に示す環状の溝を研削加工する際の研削加工所要時間を比較した。

被研削物１３として、湿式静水圧加圧成形法により作製した成形体を焼成し、得られたアルミナセラミックスを用いて、図４（Ｃ）に示す各寸法のｆがφ６８．５８ｍｍ，ｇがφ１１５．０６２ｍｍ，ｈがφ６０．９６ｍｍ，ｉが８．８９ｍｍおよびｊが３．８１ｍｍとなる環状の溝を研削加工する。

まず、本発明の研削工具１は、ＳＫ材からなり、図１に示すような各寸法のｋが３．８１ｍｍ，ｌが１０．２４ｍｍ，ｍが５．０８ｍｍおよびｎが１ｍｍで、研削部５の外径がφ９８．２５ｍｍであり、研削部５の表面に＃１２０のダイヤモンド粒を電着した研削工具１を用いて、図４（Ｂ）の粗加工に続けて、偏心量を１６．８１１ｍｍとして研削加工を行ない、図４（Ｃ）の形状で上記寸法となるように研削加工した。

また、従来例として、図６（Ａ）に示すような外径φ２０ｍｍの研削部８を有する研削工具７を用いて被研削物１３にＭ／Ｃ加工を施し、図４（Ｂ）に示す内径であるｃがφ６９．５８ｍｍ，外径であるｄがφ１１４．０６２ｍｍ，深さであるｅが８．３９ｍｍの環状の溝を粗加工した。

次いで、図６（Ｂ）に示す研削部１０を有する研削工具９を使用して円筒研削機にて図４（Ｃ）の形状でｆ〜ｊの最終寸法となるように研削加工した。

結果を表１に示す。

表１の結果より、本発明の研削工具１は、図４（Ｂ）に示す粗加工を施すのに１時間、径の異なる環状の溝を研削加工するのに０．８時間であり、計１．８時間で研削加工することができた。

これに対し、従来の研削工具７および研削工具９を用いた研削加工では、図４（Ｂ）に示す粗加工するのに１時間、環状の溝の内径および外径を最終寸法まで加工するのに１．４時間、径の異なる環状の溝を研削加工するのに１．４時間の計３．８時間を要し、本発明の研削工具１より２時間も時間を要することが判った。

次いで、図１および図２に示す研削工具１を用いて図４（Ｃ）に示す環状の溝を研削加工する際の研削加工所要時間を比較した。

図１に示す研削工具１を用いて研削加工する被研削物１３として、実施例１と同様に湿式静水圧加圧成形法により作製した成形体を焼成し、得られたアルミナセラミックスを用いる。そして、各寸法のｆがφ６８．５８ｍｍ，ｇがφ１１５．０６２ｍｍ，ｈがφ６０．９６ｍｍ，ｉが８．８９ｍｍおよびｊが３．８１ｍｍの環状の溝を研削加工する。

まず、本発明の研削工具１は、ＳＫ材からなり、実施例１と同様な図１に示す各寸法のｋが３．８１ｍｍ，ｌが１０．２４ｍｍ，ｍが５．０８ｍｍおよびｎが１ｍｍであり、研削部５の外径がφ９８．２５ｍｍであり、研削部５の表面に＃１２０のダイヤモンド粒を電着してなる研削工具１を用いた。また、この研削工具１には、図２（Ｄ）に示すように、表２に示す如く数の噴出し口１５を均等に有する供給ノズル１４を取り付けた。

そして、この図１に示す形状の研削工具１を用いて、図４（Ｂ）の粗加工に続けて、偏心量を１６．８１１ｍｍとして研削加工を行ない、図４（Ｃ）の形状で上記寸法となるように研削加工した。

また、同様にアルミナセラミックスからなり、寸法の大きな被研削物１３を用意し、各寸法のｆがφ１３７．１６ｍｍ，ｇがφ２３０．１２４ｍｍ，ｈがφ１２１．９２ｍｍ，ｉが８．８９ｍｍおよびｊが３．８１ｍｍの環状の溝を研削加工した。これに用いた研削工具１は、ＳＫ材からなり、各寸法のｋが３．８１ｍｍ，Ｌが１０．２４ｍｍ，ｍが５．０８ｍｍおよびｎが１ｍｍであり、研削部の外径がφ１９６．５０ｍｍであり、研削部５の表面に＃１２０のダイヤモンド粒を電着してなる研削工具１である。また、この研削工具１には、図２（Ｄ）に示すように、表２に示す如く数の噴出し口１５を均等に有する供給ノズル１４を取り付けて研削加工を行なった。

そして、この研削工具１を用いて、図４（Ｂ）の粗加工に続けて、偏心量を１６．８１１ｍｍとして研削加工を行ない、図４（Ｃ）の形状で上記寸法となるように研削加工した。

それぞれ研削加工の際は、研削部５に供給ノズル１４の噴出し口１５より直接研削液を噴き出しながら回転加工し、研削部５に詰まった研削粉等の目詰まりを除去しながら研削加工を行なった。なお、研削工具５の回転数は約８００ｒｐｍとした。

その結果を表２に示す。

表２の結果より、本発明の研削工具１は、供給ノズル１４を用いていない試料（Ｎｏ．１）では環状の溝を加工するのに１．８時間、供給ノズル１４を用いた試料（Ｎｏ．２〜４）では、１．２〜１．４時間となり研削加工所要時間を短縮することができた。

特に、外径の大きな溝を加工する場合には、供給ノズル１４を用いていない試料（Ｎｏ．５）では環状の溝を加工するのに３時間かかるのに対し、供給ノズル１４を用いた試料（Ｎｏ．６〜８）では、１．５〜２時間となり研削加工所要時間をより短縮することができた。

また、供給ノズル１４の噴出し口１５の数は、外径がφ９８．２５ｍｍの研削工具１を用いた場合には噴出し口１５が４個で１．４時間，８個で１．２時間，１２個で１．２時間となり、８個と１２個の場合では研削加工時間は同じであった。

また、外径がφ１９６．５ｍｍの研削工具１の場合、８個で２．０時間，１２個で１．５時間，１６個で１．５時間となり、１２個と１６個の場合では加工時間は同じであった。また、外径が大きくなるのに比例して、噴出し口１５の数を増やすことが有効であり、ある程度の径に対して噴出し口１５の数を増加させすぎても、効果は変化が無いことを確認できた。

（Ａ）は本発明の研削工具の一実施形態を示す断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の底面図であり、（Ｃ）は同図（Ａ）の部分拡大断面図である。 （Ａ）は本発明の研削工具の他の実施形態を示す断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の底面図であり、（Ｃ）は本発明の研削工具のさらに他の実施形態を示す断面図であり、（Ｄ）は同図(Ｃ)の底面図である。 （Ａ）は本発明の研削工具を用いた初期加工状態を示す概略断面図であり、（Ｂ）は途中の加工状態を示す概略断面図、（Ｃ）は研削工具の中心の研削加工時の軌道を示す概略図である。 （Ａ）は本発明の研削工具を用いて研削加工を施す被研削物の断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）より初期加工を施した際の被研削物を示す断面図であり、（Ｃ）は最終加工を施した際の被研削物を示す断面図である。 （Ａ）および（Ｃ）は本発明の研削工具の他の実施形態を示す断面図であり、（Ｂ）および（Ｄ）はそれぞれ同図（Ａ）および（Ｃ）の研削工具を用いて研削加工を施した被研削物の断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は従来の研削工具を示す平面図である。 （Ａ）は従来の研削工具を用いて研削加工を施した被研削物を示す断面図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は従来の研削工具の研削部を示す平面図である。

１：研削工具
２：通し穴
２ａ：開口部
３：アーム
４：主軸部
５：研削部
５ａ：環状加工部
５ｂ：突出部
６：スリット
７：研削工具
８：研削部
９：研削工具
１０：研削部
１１：研削工具
１２：研削部
１３：被研削物
１４：供給ノズル
１５：噴出し口
１６：通し穴
１６ａ：開口部
１７：ガス通路

Claims (6)

1. 主軸部を中心に回転させながら環状の研削部を同時に被研削物の表面に接触させて環状の溝を研削加工する研削工具であって、上記主軸部は通し穴を有し、上記主軸部にアームを介して研削部が連設されて上記アームと上記研削部とでカップ状となっており、上記研削部は、環状加工部と該環状加工部の先端に上記研削工具の中心および外周の少なくとも一方に向かって径方向に突出した少なくとも１つ以上の環状の突出部とからなり、上記環状加工部および上記突出部の表面に砥粒層が形成され、上記突出部のうち最下方に形成された突出部の底面に開口するように、幅が上記研削部の外周長に対して３〜６％、深さが上記突出部の厚みに対して１５〜２５％の複数のスリットを等間隔に設けたことを特徴とする研削工具。
2. 上記主軸部の通し穴と連通するとともに、先端が上記研削部に向かって開口する噴出し口を有し、該噴出し口から上記研削部に研削液を供給する供給ノズルを有することを特徴とする請求項１に記載の研削工具。
3. 上記噴出し口を上記研削部方向に等間隔に４ヶ所以上有することを特徴とする請求項２に記載の研削工具。
4. 上記主軸部の外径と上記研削部の外径との比が１：５以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の研削工具。
5. 請求項１に記載の研削工具を用いて被研削物に環状の溝を研削加工する方法であって、上記主軸部を中心に回転させながら、その中心位置が上記研削部の外径に対して３〜６％の偏芯量で偏芯するように、上記研削部を同時に上記被研削物の表面に接触させて研削加工することを特徴とする研削加工方法。
6. 上記被研削物が脆性材からなることを特徴とする請求項５に記載の研削加工方法。

Images