JPS61103782A - 遠心力を利用した砥石車の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は砥石車の製造方法、詳しくは遠、Ｕ力を利用し
て砥石車を製造する方法の改良に関する。

［従来の技術］ 一般に研削用砥石車の製造法として固体原料を手、又は
機械的に型内に装填して加圧成形する方法、また、液体
ないし可塑性原料を用いて型内に注入する鋳込み成形法
、一定の厚みに引延ばしたシートから製造する圧延打抜
き法等がある。これとは別にある特殊の用途をもった砥
石車の製造法として遠心力を用いたｈツノ、がある、こ
の力１人にあっては型内の流動性を考慮してペースト状
もしくは液状のものを扱っているのが一般的である。

この例として特公昭４２−８５１４号、特公昭４８−２
３５９１号および特開昭５６−１０２４７７号に開示す
る方法をあげることができる。これらの方法は基本的に
は砥粒と結合剤との混合物を型に入れ、その型を回転さ
せることにより混合物に遠心力の作用を及ぼさしめてい
る。このようにして成形された砥石車は型内で硬化され
るかまたは型から外して熟成されるのが普通である。　
　　　。

Ｅ述の特公昭４２−８５１４号ではこの方法で繊条質が
半径方向に延びる砥石◆を製造し、特公昭４８−２３５
９１号ではカプセル化した研摩助剤を混合することで摩
擦熱の発生をおさえた砥石車を製造し、特開昭５６−１
０２４７７号では中空体に砥粒微粉を接着させた複合粒
子を混合することにより気孔を俄りした砥石車を製造し
ている。

更にこの基本的な方法は円形砥石型の外周部と内周部と
で組成を異ならせた砥イ１東の製造ノ」法にも用いられ
ている。

この例として特公昭４７−１５２２８号に開示する方法
がある。この方法によれば、型に砥粒と結合剤との混合
物を入れ、型を回転させることにより混合物を型の内周
に付着固化させ、その後結合剤等を入れて回転成形して
いる。同種の方法を用いたものとして、特開昭４７−４
０４９１号に示す大型の砥石車の製造方法がある。

また特開昭５８−９４９７１号に示すように。

型内周に超砥粒（ダイヤモンド、ＣＢＮ）を保持し、型
内に溶湯金属を注入して型を回転させることにより、砥
石車外周の砥粒の高さを揃えたメタルポンド砥石の製造
方法が開示されている。また、特公昭４７−１５２２８
および特開昭４７−４０４９１にみられるように型を偏
速回転から高速回転へと移行させて混合物に及ぼす遠心
作用を異ならせる方法も採用されている。

これら遠心力を利用した砥石車の製造方法は。

一般的に云って砥石車の厚みがある程度厚い場合に適用
されており　厚さの薄い砥イ１車１例えば２ｍｍ以下の
薄刃切断砥石車の製造方法には用いられていない、現在
のところ薄刃切断砥石車は。

一般法で説明した如（砥粒と結合剤の混合物を一定の厚
みに圧延してシート状にし、それを型で打圧いて製造し
ている。

［発明が解決しようとする聞題点］ 前述した一般の砥石車の製造方法のうち、加圧成形法で
は、砥粒と結合剤を完全に均一に配列する事が困難であ
る。このために研削時に砥粒の働きが完全に発揮され得
ないのでより高度な研削加工を阻害することがあった。

一方鋳込成形法、圧延打抜き法では、砥粒と結合剤の配
合比に制約を受けるので気孔率をコントロールする事が
困炸であり、また同心円上に異質な組成をもつ砥石を一
体化させることもできなかった。特に薄刃切断砥石車を
圧延打抜き法で製造する場合、厚み方向の砥粒の分布が
３〜４粒程度になるので、砥石車に歪や反りが生じ歩留
りが悪いという問題があっ　　　　　　　　ｊた。

遠心力を用いた砥石車の製造方法にあっては回転半径の
差によって砥石車の外周部と内周部に遠心力の差が生じ
、その結果外周部が密に、内周部が相に、また外周部に
比重の重いものが、内周部に軽いものが集り、砥粒と結
合剤を完全に均一に配列することが困難かつ気孔率を自
由にコントロールすることも難しいという問題があった
。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
あり、その目的は砥粒と結合剤を砥石車全体に亘って均
一配列することができ、また気孔率を部分的または全体
的に自由にコントロールすることができる砥石車の製造
方法を提供することにある。この方法を適用するにあた
って大型砥石屯、ｐ３よび薄刃切断砥石車並びに外周部
に薄い砥粒層を形成する砥石車の区別はないが、特に薄
刃！、＋１断砥石車の製造に用いて好適な製造方法を提
供することにある。

［問題点を解決するための技術的手段］本発明方法は５
円盤状の所定の空隙を有する型を回転させつつ、その型
の中心部より空隙の半径方向に向けて砥粒と結合剤の混
合物を噴射させて混合物を空隙内に充填し、充填が終え
たら加圧して所定の寸法に成形することから成る。

本発明方法において用いられる装置は、型および型を回
転させる回転装置、混合物を噴射させる噴射装置、加圧
のためのプレス等である。型は少なくともプレスによる
加圧が可能なように上型が分離可能であり、好ましくは
上型、下型、外枠の三部構成から成ることが望ましい０
本５！明方法では加圧によって砥石車の気孔率が制御さ
れるので、型の厚み方向の寸法は所定の寸法より太きく
形成されている１回転装置は、この種の製造方法に用い
られている回転装置で十分である。噴射装ごは混合物を
高速で噴射することかでさる装置。

例えば中空回転体の外周に孔を明けたような装置である
。その他公知のａｎがあれば利用Ｍｔ＠である。プレス
は一般的に用いられているものである。

この方法で用いられる砥粒には特に限定はないがダイヤ
モンド粒子、アルミナ、炭化硅素、立方晶窒化硼素など
、特殊な用途または一般的に用いられている砥粒等であ
る。砥粒の粒度に関しては目的に応じて微粉から荒目ま
で適用可能である。

結合剤としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、その
他の人造樹脂および無機質のビトリファイドボンド、メ
タルボンド等が用いられる０本発明で混合物とはでＳう
れば砥粒に結合剤をコーテングしたような状態が望まし
いが、砥粒が微粉の場合はコーテングすることが難しい
ので、砥粒と結合剤との混泥状態をも含めていうものと
する。

［作用］ 噴射装置として前述の中空回転体を用いたときは、混合
物をその中に入れ１回転する型の中心部に据える。この
噴射装置を高速で回転させることにより、混合物を中空
回転体の孔から高速で噴射させる。！ｉ合物は回転する
型の内縁部から順次石垣に積み重ねられていき、しかも
その配列が型め回転による遠心作用によって保持されて
いく、このようにして混合物の充填が終えたら、砥石車
の気孔率を所望のｆ凶にするために、プレスで加用して
厚みを所定の寸法に什ヒげる。砥石車の硬化は型内で行
うことも可能であるが、型内より砥石車を出して別途熟
成窓にて熟成する方法もとることができる。

本発明方法は砥石車の半径方向に沿って気孔率を変える
ことも可能であり、使用目的に応じて夕の空隙寸法を変
えるか、またはプレス面の形状を変えることによって行
われる。

〔実施例〕

本発明方法はあらゆる砥石車に適用可能であるが、砥石
車の寸法、砥粒の大きさ、結合嘴、砥粒の組織、ボンド
の８１１類などに応じてその充填条件を変えることが必
要である。原料を型内に充填する場合、これらをａｍす
る主な因子としては、原料の嵩比重、回転円盤の空隙容
積、型の回転遠度、原料の供給速度、原料の噴射速度で
ある。これらを砥石車の内容に応じ最適条件に設定する
ことにより均一な構造体を得ることができる。　　　　
　　　　　　ｊ第１図は本発明方法で用いられる装置の
一例である。型ｌは上型２．下５３および外枠４の三部
構成から成り、上ｌｌ５２は取りはずし可能であり。

中央に孔５が形成され、噴射装置ｌ１６の挿入が可能に
なっている。噴射装ｆｉ６は中空の回転軸７に円筒の容
器８を固着したものである。容器８の下部円膚回りには
噴射孔９が形成されている。混合物は中空の回転軸７よ
り衾久され１回転軸７が高速回転させられることにより
、容ｓ８の噴射孔９から所望の速度で噴射される。

実施例１ 次に本発明方法を薄刃切断砥石の製造に適用した例を説
明する。

薄刃切断砥石車の仕上り寸法はｌ　８０’　Ｘｏ、３”
Ｘ２５．４Ｈである（Ｄ−砥石直径、Ｔ−砥石幅、Ｈ−
砥石穴径、単位ｍｍ）。

混合物は粒度＃６００の緑色炭化珪素１００部をフェノ
ール樹脂のレゾール部、ノボラック２０部に配合して作
られる。

型ｌは空隙ｔを０．５ｍｍに設定し・たちのを用い、５
００〜ＩＧＯＯｒｐｍで回転さす、上述の混合物的Ｌｏ
ｇを噴射装置６の回転軸７の末端より入れ、噴射装置６
を＾゛ｌ−速回転させることにより容器８の噴射孔９か
ら１ｍ／ｓｅｃのｔＩＬ度で噴射さす、噴射された混合
物は物理的運動によりｉｍ状の配列を形成し、型の回転
による遠心力でその配列が保持されながら均一な構造体
を形成する。

このようにして充填を終えたらＷｌｌの上ｆ１２を除き
、プレスで砥石車の厚みが０．３ｍｍ！なるまで加圧成
形する。成形後、砥石車を型ｌから外して１ｉＪＡ成窯
で１８０℃−２０Ｈｒで熟成する。

砥粒の配列は第２図（５Ｌ）に示す如く最密充填の構造
であり、第２図（ｂ）に示すプレス成形法の配列と比べ
ることによりその効果が一層鮮明になる０図中、１０は
砥ね、１１は結合剤、１２は気孔を示す、結合剤１１は
砥粒ｌＯに被覆されている。この組織図の比較から　本
発明とプレス成形法では気孔の形成が異ることが判る。

実施例２ この実施例は平型レジノイド砥石２５５°　ＸＸ ｔｏ　　Ｘ２　　Ｘ１２７Ｉ（（Ｄ−砥石直径、Ｔ＝砥
石幅、Ｘ＝砥イコ厚み、Ｈ＝砥シイ１穴、＊位ｍｍ）に
適用した例である。この例の砥石車は第３図および第４
図に示す如く、砥石部２０が非常に薄い層で、その配合
は立方晶窒化硼素砥粒＃１２０、集中度１５０（砥石の
容積の３７．５ｖｏ１％）に、結合剤としてのフェノー
ル樹脂３０ｖｏ　１％、銅錫合金２５ｖｏ　１％と少量
の湿潤剤を混合したものから成る。また砥石部２１は＃
１２０の炭化珪素砥粒４０ｖｏ１％、をフェノール樹脂
３０ｖｏ１％、銅粉２０ｖｏ　１％と少量の湿潤剤で混
合したものである。

この砥石車における型１の回転速度を８００〜２０００
ｒｐｍ、空隙ｔを１８ｍｍに設定し、混合物の噴ｌ＃装
置を３．３ｍ／ｓｅｃにして行った。操作は、立方晶窒
化硼素砥粒を含む砥石部２０が型ｌ内で石垣状に形成さ
れた後、続いて砥石部２１を形成する混合物を噴射装置
６の回転軸７の末端より入れて行う、充填を終えたもの
は１８０℃で加熱成形して所定の寸法にし、更に１８０
℃−２０Ｈｒで熟成した。

この砥イＪ車も上述の゛天施例回様砥拉とボッドの配列
が規則正しく行われ、砥石全体の結合度のムラも少なく
、砥石の研削性能においても極めて良好な結果を示した
。

［比較例１］ 砥粒と結合剤との配列状態を調べるために。

本発明方法とプレス成形法で砥石車ＷＡ８０Ｈ１２Ｂ　
、６１０Ｘ６５Ｘ２０を製造し、その結合度および通気
度をテストした。

本発明法では、型を２００ｒｐｍで回転させ。

混合物を２．６ｍ／ｓｅｃで噴射し、充填後２００ｋｇ
／ｃｒｎ’で加圧成形した。プレス成形法では、５０ｒ
ｐｍで回転する型内に混合物を充填し、水平にならした
後、２００ｋｇ／ｃｒｎ’で加圧成形した。

結合度のテストはＪＩＳＲ６２４０に制定された太線式
結合度測定法に従って行い、通気度は圧縮空気が単位時
間に拡散する空気量で行った。測定位置は第５図９示す
如く砥石車の″う″の軽　　　　　　　　ｊい位置Ａと
重い位！ＩＢで確認し、それぞれの外周部より中心部に
向って２５ｍｍの等間隔で８ケ所設けた。結合度のテス
トで本発明方法における砥石車の結果を第６図に、プレ
ス成形法による場合を第７図に示す。

未発明方法で製造された砥石車は測定箇所のいかんにか
かわらずほぼ０．８０ｍｍで一定しているのに対し、プ
レス成形法では測定箇所によってバラツキ、約０．７３
ｍｍ〜０．８７ｍｍの範囲で変動していることが判る。

その結果、本発明方法における砥石車は砥石車全体に亘
って砥粒と結合剤が規則正しく配列されていることが判
る。

また通気度のテストで、本発明方法における結果を第８
図に、プレス成形法による結果は第９図に示す、この通
気度テストでも、結合度テストと同様な結果がでており
１本発明方法では測定箇所のいかんにかかわらず、はぼ
２００Ｍ／ｗｉｎなのに対し、プレス法では約１９５〜
２１０１／ｍ１ｒｚ７）ｉｌｉｌｌｌで変動している。

この結果よりして本発明方法における砥石車の方が、プ
レス成形法による砥石車よりも砥粒および結合剤の配列
が規８１１Ｅ　Ｌいことが判る。

［比較例２］ 更に本発明と遠心力のみを作用させた場合とを比較する
ために、比較例１と同じ砥石車を、混合物を噴射させる
ことなく製造した。このときの型の回転は２００ｒｐｍ
、プレス圧は２００ｋＫ／ｃｒｒｅである。

遠心力のみを作用させた場合の結合度のテストの結果を
第１０図に、通気度のテストの結果を第１１図に示す。

この結果からすると、結合度は外周から内周に。

向って直線的に大きくなる傾向がある。またバランスの
軽い位置と重い位置とでは結合度の差が歴然と生じ、約
０．０５ｍｍの差が生じている０通気度も同様の傾向が
ある。

これら結合度および通気度のテストから遠心力のみを作
用させた場合、外周に向う程、密度が大きく、結合剤の
鉦が少なくなっていることが判る。従って、この結果と
本発明法の結果からすると、ａ！合物の均一配列は遠心
力よりもむしろ噴射ｍｌ＆の影響の方が大きいものと思
われる。

［効果］ 以ヒ説明した通り、本発明方法によれば、砥粒表面に均
一にポンド（結合剤）が被覆された。

コーテッドグレインが噴射による物理的運動によって充
填され、砥粒間隔が砥石全面に亘り均一になるので歪の
出易い薄刃切断砥石車の製造が可能になる。また、本発
明方法によれば、砥粒、結合剤、気孔の分るが砥石全体
にり、って一様なので気孔のコントロールが部分的また
は全体的に可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる装置の概略図、第２図は砥
石の組織図であり、第２図（ａ）は本発明による砥石の
組織図、第２図（ｂ）はプレス成形法による砥石の組織
図、第３図は外周部と内周部とで組織の異った砥石の断
面図、第４図はｆＪ４３図の正面図、第５図は砥石車の
結合度および通気度の測定位置を示した説明図、第６図
は本発明によって製造された砥石車の測定位置−結合度
を示したグラフ、第７図はプレス成形法で製造された砥
石車の測定位置−結合度を示したグラフ、第８図は本発
明によって製造された砥石車の測定位δ−通気度を示し
たグラフ、第９図はプレス成形法によって製造された砥
石車の測定位置−通気度を示したグラフ、第１０図は遠
心力のみを作用させて製造した砥石車の測定位ｌ−結合
度を示したグラフ、第１１図は第１θ図と同じ位置にお
ける通気度を示したグラフである。 １、、、、、、、型。 ６、、、、、、、噴射１ｔｃｓｔ、 １０、、、、、、、砥粒。 １１、、、、、、、結合剤。 １２、、、、、、、気孔。 出願人　株式会社ノリタケカンパニーリミテド廣島研磨
Ｘ［−業株式会社 代理人　　弁理士　　加　藤　朝　道 第１図 第２図 （０）（ｂ） 、本、受明　　　　　　　　　　　　　　　　　　プレ
久成形域第３図　　　　　　　第４図 第８図 第９図 第１０図 手続補正書（目先 昭和５９年１月１８日 特許庁長官　　志　賀　　　学　　殿 １　事件の表示　　　　　昭和５９年特許願第２２４１
８３号（昭和５９年１０月２６日出願） ２　発明の名称　　　　　遠心力を利用した砥石車の製
造法３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 氏名　　　（４２８）株式会社ノリタケカンパニーリミ
テド廣島研磨工業株式会社 ４代理人 ５　補正命令の日付　　　自発 ６　補正により増加する発明の数　　　なし７　補正の
対象　　　明細書の発明の名称の欄、特許請求の範囲の
欄、発明の詳細な説明の欄、図面の簡単な説明の欄及び
図面の第１．２（ｂ）、６，７，８，９，１０．１１図
全文訂止り１細占 １、発明の名称 遠心力を利用した砥石車の製造法 ２、特許請求の範囲 １上円盤状の所定の空隙を有する型を回転させつつ、そ
の型の中心部より空隙の半径方向に向けて砥粒と結合剤
の混合物か　な　　　　　　を噴射させ二３隙内に充填
し」圧して所定の寸法に成形することを特徴とするＬ鉦
左上且里上刃砥石車の製造法。 ？　　　　　　１　ない　　３゛１ ５　　　　　　アルミナ　１″′、　　イヤモム ム ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は砥石車の製造方法、詳しくは遠心力を利用して
砥石車の製造原料を、充填、１＆形する方法の改良に関
する。 般に研削用砥石車の製造法として、粉体、粒体の囲体原
料を人手、又は機械的に型内に充填して加圧成形する方
法、また、液体ないし可塑性材料を混合し、流動性のあ
る原料混合物にして型内に注入する鋳込み成形法、ある
いはその原料混合物を一定の厚みに引延ばし成形したシ
ートから圧延打核き法で製造する方法等がある。これと
は別にある特殊の用途をもった砥石車の製造法として、
遠心力を用いた充填成形方法がある。この例として特公
昭４２−８５１４号、特公昭４８−２３５９１号および
特開昭５６−１０２４７７号に開示する方法をあげるこ
とができる。これらの方法はすべて鋳込み成形法の一種
であり、基本的には砥粒と結合剤との液状またはスラリ
ー状あるいはエマルジ、ン状の原料混合物を鋳込み用成
形型に入れ、その型を回転させることにより混合物に遠
心力の作用を及ぼさせて成形するので遠心鋳造法に属す
る。このようにして成形された砥石車は型内で熟成硬化
されるかまたは型から外して熟成硬化されるのが灯油で
ある。すなわち、特公昭４２−８５１４号では、繊条質
が半径馬肉に延びるパフ基体を型内に配２’ｌ　＋、て
おき、結合剤又は結合剤と砥粒の混合物からなる原料ス
ラリーを型内に注入し１回転させ、ついで、そのまま硬
化させて刷子状回転バフ１１（を製造し、特公昭４８−
２３５９１号ではカプセル化した研摩助剤油を砥粒およ
び樹脂結合剤と混合したもの　あるいは未混合の原料を
順次型内へ注入充填し、型を回転し、加熱又は加熱加圧
操作により硬化させ、ついで遠心力を作用させつつ、あ
るいはさせないで熟成硬化することで研削加工中の摩擦
熱の発生をおさえた多孔質砥石車を製造し、特開昭５６
−１０２４７７号では微小中空球体に砥粒微粉を接　゛
石被覆した複合粒子をポリビニールアルコール溶液中に
懸濁させたスラリーを遠心力作用下で鋳込み成形型に泣
し込むことにより弾性多孔質砥石型を製造している。 更にこの遠心力を用いた砥石の鋳込み成形法は円形砥石
車の外閘部と内周部とで同心円状に組成を異ならせた砥
イ」東の製造方法にも用いられている。 この例として特公昭４７−１５２２８号に開示する方法
がある。この方法によれば、加圧（プレス）成形では、
成形不可能な形状の砥石車を製造することをｕ的として
おり、その力性は、型に砥粒と結合剤との混合物を予じ
め充填しておき１合成樹脂製の型を回転させることによ
り原料混合物を容器（型）の内側周壁に付着固化させ、
その後結合剤あるいは結合剤と充填材との混合物等を入
れて回転成形する２段階の鋳込み成形法である。 これと同種の方法を用いたものとして、特開昭４７−４
０４９１号に示す大型の砥石車の製造方法がある。 また、これら特公昭４７−１５２２８および特開昭４７
−４０４９１では、型を低速回転から高速回転へと移行
させて混合物に及ぼす遠心作用を異ならせる方法および
異種原料とそれらの方法を組合せて組織１種類の異なっ
た砥石を同心円状に配列する方法も採用されている。 また特開昭５８−９４９７１号に小才ように。 遠心力の作用下で遠心鋳造用金型の内側周面に超砥粒（
ダイヤモンド、ＣＢＮ）を保持し、ついで型内に保持体
部用の溶湯金属を注入して型を回転させつつ凝固させる
ことにより、砥石車外周の砥粒の突出１☆１さを揃えた
メタルポンド砥石の製造方法が開示されている。 これら遠心力を利用した砥石車の鋳込み成形による製造
方法は、一般的に云って砥石車の厚みがある程欅厚い場
合に適用されており、厚さの■い砥石車１例えば２ｍｍ
以ドの厚さの薄い砥石車あるいはＪＩＳ　　１６２１１
第１６頁付図２記載の切断砥石よりも厚さの薄いν１断
砥石車（以ド、この種のＪｌさの薄い！／Ｊｌｔｌｉ紙
イ１車を薄カイ１車石車と称す）の製造方法には用いら
れていない、現在のきころ、これらの８Ｉ刃！／Ｊ＃Ｉ
Ｆ砥石車は、　・膜性で説’ＪＩ　した如く砥粒と結合
剤の混合物を・定の厚みに１１三延してシート状にし、
それを型で打抜いて製造している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前述した一般の砥イ１車の製造方法のうち、加圧成形法
では、砥粒と結合剤を完全に均・に配列する事が困難で
ある。このために研削時に砥粒の働きが完全に発揮され
得ないので、より高度な研削加工を阻害することがあっ
た。・方鋳込成形法、圧延打抜き法では、鋳込時または
シート成形時の原料スラリーの流動性状に制約があるた
め、砥粒と結合剤の配合比に制約を受け、そのため気孔
率をコントロールする事が困難である。またシート打抜
き法の場合は、同心円状に異質な組成、組織をもつ砥石
を一体的に形成させることもできなかった。特には刃切
断砥石車を圧延打抜き法で製造する場合、厚み方向の砥
粒の分布が３〜４粒程度になるので、砥ろ車に歪や反り
が生じ歩留りが悪いという問題があった。 ・般に遠心力を用いた砥石車の成形方法にあっては、回
転半径の差によって砥石車の外周部と内周部に遠心力の
差が生じ、その結果外周部が密に、中心部が粗に、また
外周部に比重の重いものが、中心部に軽いものが集る傾
向があるので、砥粒と結合剤を′ｒ−径方向に完全に均
　に配列することが困難であり、従って気孔率を自由に
コノトロールすることも難しいという問題があった。 本発明は、−ｈ記問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的は、砥粒と結合剤を砥石車の半径方向
および円周方向の全体に亘って均配列することができ、
あるいはまた円周方向にのみ均一配列することにより気
孔率を部分的または全体的に自由にコントロールするこ
とかでさる砥も車の製造方法を提供することにある。こ
の方法を適用するにあたって大型砥石車、および薄刃切
断砥石車、援びに外周部分のみに薄い超砥粒砥石層を形
成する砥石車など、砥石車の種類の区別なく適用できる
。特に厚みＴ、外径りの比Ｔ／Ｄが０．０１以下の薄刃
切断砥石車、あるいはＪＩＳＲ６２１Ｌ第１６頁付図２
第１衣 砥石車よりも厚みの薄い薄刃切断砥石車の製造に用いて
好適な製造方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための陵術的千役〕本発明方法は、
円盤状の所定の空隙を有する充填用型を回転させつつ，
その型の中心部より空隙の半径方向に向けて砥粒と結合
剤の混合物からなる粉粒体原料を遠心力により噴射させ
て充填供給し，混合物粉粒体原料を空隙内に外周部より
順次充填し．充填後，上型を交換し、成形型を構成させ
，加圧して所定の寸法に成形することがら成る．充填供
給→充填→加圧のプロセスは通常１回で完了するが，こ
のプロセスを複数回繰返して成形工程を完了してもよい
。 本発明方法において用いられる装置は、充填用型および
その型を回転させる回転装置，混合物粉粒体原料を噴射
させる回転遠心式噴射装置、加圧成形のための上型およ
び加圧圧縮のためのプレス等である０通常の油圧プレス
の場合，成形時の型は少なくともプレス・スライドによ
る加圧圧縮がＩＴｒ壱なように上型または下型が上下方
向に移動可俺，且つ分ａ可能に形成されており，好まし
くは上型１丁型，外枠の三部構成から成ることが望まし
い．型の材質は１通常，鋼などの金属を用い　　　　　
　　　　Ｊる０本発明方法では、充填された粉粒体原料
の加圧圧縮によって砥石車の全体の気孔率がＩＪＩされ
るので、充填型および加圧圧縮ｎ？ｉの成形型の厚み方
向の寸法は，目的とする成形品寸法より太きく形成され
ている０部分的に気孔率を変化させる場合は、成形型の
断面形状（プロフィル）を変えることにより行われる．
充填用型の回転装置は，　・般にこの種の製造方法に用
いられている回転装置で部分である．噴射装置は混合物
粉粒体原料を高速回転により，遠心力の作用で噴射する
ことができる装置１例えば中空回転体の外周に孔を明け
たような装置やディスク状の回転噴射ＩＩＥａｔが使用
でさる．その他は、粉粒体供給装置など公知の装置が利
用可能である．プレスは前記油圧プレスのほか、機械プ
レスや等．１）圧プレスなど，　一般的に用いられてい
るプレスが使用できる。 この方法で用いられるー（粒には，特に限定はなし・が
、ダイヤモンド粒子、または粉末，アルミナ、炭化珪素
，立方晶窒化硼−素など，特殊な用途またはー・般的に
用いられている砥粒等である．砥粒の粒度に関しては、
］１的に応じて微粉から荒目まで適用ｕｆ能である．結
合剤としては，フェノール樹脂，エポキシ樹脂，その他
の合成樹脂および無機質のビトリフッイドボンド，その
他メタルボンド等が用いられる．本発明で混合物とは砥
粒に結合剤を均一にコーティングしたいわゆる被覆砥粒
（ニーデッド・グレイン）状態が望ましいが。 砥粒が微粉の場合など、コーティングすることが難しい
場合は，砥粒と結合剤粉体との重なる粉粒体混合物から
なる粉粒体原料を用いることもでさる。 〔作用〕 噴射装置として前述の中空回転体を用いたときは，混合
物原料粉粒体をその中に供給し１回転する充填用型の中
心部に据える．この噴射装置を高速で回転させることに
より，混合物原料粉粒体を中空回転体の孔から回転遠心
力により噴射充填させる．すると混合物は回転する型の
内側周壁部から順次石垣状に積み重ねられていき、しか
もその配列が型の回転による遠心作用によって保持され
る．このようにして混合物の充填を終えたら，砥石車の
気孔率を所望の＆ｉにするために、　ｊ’；　Ｌ必°〃
な場合は上型を成形用り型と交換したのち、プレスで加
圧して厚みを所定の・１−法に仕Ｅげる。プレス操作は
通常１回で完γするが、充填とプレスを複数回繰返して
も良い、砥石車の硬化は型内で行うことも一丁能である
が、型内より砥石車を出して、別途熟成窓にて鳩改硬１
１Ｚする方法もとることができる。 末完１ｊ１方法は、充填用型の回転数、充填噴射供給装
置の回転ａ′ｆを変えることにより、あるいは供給する
粉粒体ｙ、ｔ、ｔ４のＪ４類を変えることにより。 砥石車の半径方向に同心円状に気孔率を変えることも可
能であり、さらに使用目的に応じて型の断面形状すなわ
ち空隙寸法を変えるか、またはプレス面の形状を変え加
圧圧ＷＩ率を変えることによって気孔率を制御する。 〔実施例〕 本発明方法は、あらゆる砥石車に適用可能であるが、砥
石車の寸法、砥粒の大きさ、結合度、砥石の組織、ボン
ドの種類などに応じてその充填条件を変えることが心安
である。原料を充填用型内に充填する場合、これらを２
Ｉ８１ｍする王な因子としては、原料の嵩比重、回転円
盤の空隙容積、型の回転速度、原料の供給速度、原料の
噴射速度である。これらを砥石車の設計内容に応じ最適
条件に設定することにより、均一なもしくは所望の構造
体を得ることができる。　。 第１図は本発明方法で用いられる装置の一例である。鋼
製充填用型１は、と型２、ド型３および外枠４の二部構
成から成り、上ｆＲ２は取りはずし可１辷であり、中央
に孔５が形成され、噴射装置６の挿入が回部になってい
る。噴射ＲＺｉ　６は、中空の回転軸７に円筒の容器８
を固着したものである。容器８の下部円周回りには噴射
孔９が形成されている。混合物粉粒体原料は、中空の回
転軸７より供給され、回転軸７が高速回転させられるこ
、　とにより、容器８の噴射孔９から遠心力の作用によ
り、所望の速度で噴射される。 （実施例１）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１次に、本発明の方法を薄刃切断砥石の製造
に適用した例を説明する。 ■刃切断砥石車の仕上り寸゛法は１８００ＸＯ，３”Ｘ
２５．４’である（Ｄ＝砥砥石直径１一＝砥幅（厚み）
、Ｈ＝＝石穴径、単位ｍｍ）。 混合物はフェノール８４脂のレゾール５ｉ’１．および
ノボラｙり２０ａに、ＪＩＳ　　Ｒ６００１粒度＃６０
０の緑色炭化珪Ｊ１００部（容脣部以下同じ）を配合し
、ミ！Ｐヶで混合することにより粉粒状とされる。 充填用台５ｉは、空隙ｔを０．５ｍｍに設定したものを
用い、５００〜１１０００ｒｐで回転させる。上述の混
合物粉粒体原料的１０ｇを噴射装置６の回転軸７の６部
端より入れ、噴射装置６を１９００ｒｐｍで高速回転さ
せることにより容器８の噴射孔９からｌ　ｍ　／　５　
ｅ（の速度で噴射させ゛　　る、噴射された混合物粉粒
体原料は、噴射遠心力および金型の回転遠心力の両者の
作用により渦巻状に放射旋回運動をしながら型内周壁面
に石垣状の配列を形成し、型の回転による遠心力でその
配列が保持されながら勾　な構造体組織を順次形成ｒる
。このようにして充填を終えたら、充ｉ用金型ｌの上型
２を除き、上部ダイの下面が、円筒状外枠４内を滑動し
得る形状になっている上部グイ（図示しない）を固着し
たプレスで、砥石車のｎみが０．３ｍｍになるまで加圧
圧縮して成形する。成形後、砥石車を外枠４および′Ｆ
型３から外して取り出し、熟成窓で１８０℃−２０Ｈｒ
で熟成する。 砥粒の配列は、微細組織拡大図第２図（ｉＬ）に示す如
く細密充填の構造であり、第２図（ｂ）に不す全く遠心
力を適用しない従来のプレス成形法の配列と比べること
により、その効果が一層鮮明になる０図中、１０は砥粒
、１１は結合剤、１２は気孔を示す、結合剤１１は、砥
粒ｌＯの被覆層を形成している。この微細組織拡大図の
比較から、本発明と遠心力を全く適用しないプレス成形
法とでは、気孔の形成が異なることが判る。 〔実施例２〕 第２の実施例は１Ｍｉ砥粒平型レジノイド砥石Ｄ　　　
　　　　ＴＸ ２５５　　ＸＩＯＸ２　　Ｘ１２７）Ｉ　（Ｄ＝砥石直
１イ　Ｔ＝砥石幅（厚み）、Ｘ＝超砥粒砥４１層の厚み
、Ｈ＝砥石穴径、単位ｍ　ｍ　）に適用した例である。 この例の砥石車製品は、第３図およびｉ４図に示す如く
、超砥粒砥石層部２０は非常に薄い層でその組織は立方
晶窒化硼素砥粒＃１２０．集中度１５０（砥石の全容積
の３７．５ｖｏ１％の砥粒＊）で、結合剤の配合はフェ
ノール樹Ｉｌｉ′１３０ｖｏ１％、銅錫合金２５ｖｏ１
％と少ギの湿潤剤を混合したものから成る。この結合剤
を砥粒に被覆して、超砥粒砥石層部２０の粉粒体原料と
する。また砥石ｇ！持体部２１の原料粉粒体の配合は、
＃１２０の炭化珪素砥粒４０ｖｏ１％、結合剤としては
フェノールＸｌ１ｔｉ３０　Ｖ　ｏ　１％、銅粉２０ｖ
ｏ１％とタコ−，の４１１？＋剤を混合したものである
。この結合剤を炭化珪、＆ｅ紙粒に被覆して保持体部の
粉粒体原料とする。 砥石車充填用金型ｌの回転速度を８００〜２０００ｒｐ
ｍ、空隙【を１８ｍｍに設定し、Ｆ２の粉粒体原料を噴
射装置６の回転軸７の上端より入れ、噴射装置を２４０
Ｏｒｐｍで高速回転さ仕ることにより、容器８の噴射孔
９から混合物粉粒体原料を３．３ｍ／ｓｅｃの速度で噴
射させて充填を行った。操作は、立方晶窒化硼素砥粒を
含む超砥粒砥石層部２０が金型１の内周側壁面で石垣状
に形成された後、続いて砥石保持体部２１を形成する混
合物粉粒体原料を噴射装置６の回転軸７の上部端より入
れて行う、充填を終えたものは（図示しない）下部グイ
上面が円部状外枠４内を移動し得る形状になっているｆ
部ダイを有する油圧プレスで、１８０℃で一旦予備加熱
成形して所定の寸法にし、次に砥石車半製品を型ｌから
外して取り出し、熟成窯で、更に１８０℃−２０Ｈｒで
熟成した。 得られたこの超砥粒平型レジノイド砥石車も。 Ｌ述の実施例１同様砥粒と結合剤（ボンド）の配列が規
則正しく行われ、砥石全体の結合度のムラも少なく、砥
石の研削性ス克においても極めて良好な結果を示した。 〔実施例３および比較例１〕Ｊ 砥粒と結合剤との配列状態を調べるために。 本発明の方法および遠心力を全く適用しない従来のプレ
ス成形法とでレンツイド砥石車１号。 ６１０Ｘ６５Ｘ２０．ＷＡ、８０．Ｈ，１２、Ｂ（ＪＩ
Ｓ　　Ｒ６２１２）を製造し、その寥径方向各部分の結
合度および通気度をテストした。 本発明の方法では、充填用金型を２０Ｏｒ　ｐｍで回転
させ、充填噴射供給装置を１１００Ｏｒｐで回転させ、
砥粒と結合剤の単純混合物からなる、原料粉粒体を２．
６ｍ／ｓｅｃで噴射し、充填後ゲージ圧２．ＯＯｋｇｆ
／ｃｒｎ’（１，９６ｘｌＯ’Ｐａ）で加圧圧縮成形し
た。遠心力を利用しない従来のプレス成形法では、５０
ｒｐｍで回転する型内に混合物原料粉粒体を充填し、充
填した粉粒体と面を掻き板で水平にならした後、ゲージ
圧２００　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃばで加圧圧縮成形した。 結合度のテストはＪＩＳ　　Ｒ６２４０に制定された太
線式結合度測定法に従って行い１通気率は耐火レンガな
どを測定すると同様な方法により、圧縮空気が中位時間
にＴ！ｉ過する空気酸で測定を行った。Ｊ１定位置は、
第５図に示す如く砥石車のバランスの軽い位置Ａと屯い
位置Ｂを確認し、それぞれの外周部より中心部に向って
、２５ｍｍの等間隔で８ケ所設けた。結合度のテストで
１本発明の方法における砥石車の結果を第６図に・、従
来の遠心力を全く適用しないプレス成形法による場合を
ｉ７図に示す０図中横軸は測定位置、縦軸はビット食い
込み深さくｍｍ）の測定値のｌｏｏ倍ｆ−である。 本発明の方法で製造された砥石車は測定箇所のいかんに
かかわらずほぼ０．８０ｍｍで・定しているのに対し、
従来の成形法では測定箇所によってバラツキ、約０．７
３ｍｍ　〜０．８７ｍｍの範囲で変動している。その結
果、本発明の方法における砥石車は、砥石車全体に互っ
て砥粒と結合剤が規則正しく均・に配列されていること
が判る。 また１ロ径６ｍｍのノズルで４　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　
ｒｎ’（ゲージ圧）の圧縮空気を作用させたときの通気
率テストによる１本発明の方法における測定結果をＭ８
Ｖ４に、従来の遠心力を全く適用しないプレス成形法に
よる測定結果を第９図に７１、ｆ、この通気率テストで
も、結合度テストと同様な結果がでており１本発明の方
法では測定箇所のいかんにかかわらず、はぼ２００１　
／　ｍ　ｉ　ｎなのに対し、ぜ末法では測定箇所によっ
て約１９５〜２１０見／のｉｎの範囲で変動している。 この＆Ｉｉ里からして本発明の方法における砥イｊ−江
の方が、従来の成形法による砥石車よりも砥粒および結
合剤の配列が規則正しく均一・であることが判る。 〔比較例２〕 更に本発明の方法と充填用型のみに遠心力を作用させた
場合との効果をＩｊｌ確にするために、実施例３と同じ
砥石車を、配合物原料粉粒体を回転速、ＩＪ力で噴射さ
せることなく２巾に充填用型中心部に供給１７、そして
型自身を中速回転させてその際の回転遠心力で充填し　
製造した。このときの充填用型の回転数は２００ｒｐｏ
）、プレスゲージ圧は２００ｋｇｆ／ｃｍ’ｔ’ある。 。 この充填供給時にのみ遠心力を作用させて製造した製品
の結合度及び通気率を実施例３及び比較例１と同様な方
ｎ、で測定し、その場合における結合度のテストの結果
を第１０図に１通気率のテストの結果を第１１図に示す
。 この結果からすると、結合度は外周から中心に向って直
線的に大きくなる傾向がある。またバランスの軽い位置
と重い位置とでは結合度の差が歴然と生じ、約０．０５
ｍｍの差が生じている１通気率も同様に中心部に近い程
高くなる傾向かある。 これら、結合度および通気率テストの測定結果かう充填
時にのみ遠心力を作用させ充填供給時に遠心力を作用さ
せない場合、外周に向う程、気孔が少なく密度が大きく
、また結合度が小さいので結合剤の星が少なくなってい
ると考えられる。 従って、この結果と大発明法の結果からすると。 混合物原料粉粒体の半径方向での均・配列は充填時の遠
心力よりもむしろ充填供給時の遠心力すなわち噴射速度
の影響の方が大さいものと思われる・　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｊ〔効果〕 以上説明した通り、未発ＩＪＩ方〃、によれば１紙粒表
面に均一にポンド（結合剤）が被覆された、コーアツド
グレイ／が回転噴射装置からの回転遠心力作用による噴
射運動並びに充填用型の回転運動およびその遠心力作用
による複合的な相互作用である物理運動によって密充填
され、砥粒間隔が砥石全面に亘り均一になるので、ａの
出易い薄刃ｖＪ断断心石車おいても均一な品質の砥石車
の製造がｂ（能になる。また、本発明方法によれば、砥
粒、結合剤、気孔の分布が砥石全体に亘って・様である
のみならず、気孔のコントロールが型および噴射装置の
回転速度で容易にコントロールできるので、気孔、結合
度の部分的または全体的コントロールが可能となる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明に用いられる装置の概略図。 第２図は砥石の微細組織図であり、第２図（ａ）は本発
明による砥石の微細組織図、＠２図（１））は従来法に
よる砥石の全細組ａ図、第３図は外１４部のみ超砥粒砥
石層とし、外周部と内周部とで種類、！１１織を異なら
せた砥石の断面＋ｉ４．第４．は第３図の正面図、第５
図は砥石車の結合度および通気率の測定位置を示した説
明図、第６図は本発明によって製造された砥石車の測定
位置−結合度を示したグラフ、第７図は従来法で製造さ
れた砥石車の測定位置−結合度を示したグラフ、第８図
は本発明によって製造された砥石車の測定位置−通気率
を示したグラフ、第９図は従来法によって製造された砥
石車の測定位置−通気率を示したグラフ、ｘｉ　ｏｍは
充填時のみ遠心力を作用させ、充填供給時には遠心力を
作用させずに製造した砥石車の測定位置−結合度を示し
たグラフ、第１１図は８１０図と同じ位置における通％
率を示したグラフである。 ｌ　・・・・・、充填用型。 ６　　、、、、、、充填供給用噴射装置、１０　　・・
・・・・砥粒・ １１　　、、、、、、結合剤、 １２　　、、、、、、気孔。 第１図 窮２図 （ｂ） ＃央迭 第６図 １７！！１ 第８図 第９図 ブト　７ｔｌ＠ｌ≦ニイＩｙＬ　　　　　　　　　　　
　　甲・ヒ第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円盤状の所定の空隙を有する型を回転させつつ、その型
   の中心部より空隙の半径方向に向けて砥粒と結合剤の混
   合物を噴射させて混合物を空隙内に充填し、充填が終え
   たら加圧して所定の寸法に成形することを特徴とする砥
   石車の製造法。