特許 6398615 砥石車及び砥石車の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6398615

(24)【登録日】2018年9月14日

(45)【発行日】2018年10月3日

(54)【発明の名称】砥石車及び砥石車の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B24D 5/14 20060101AFI20180920BHJP

【ＦＩ】

   B24D5/14

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-222200(P2014-222200)

(22)【出願日】2014年10月31日

(65)【公開番号】特開2016-87719(P2016-87719A)

(43)【公開日】2016年5月23日

【審査請求日】2017年9月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100089082

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 脩

(74)【代理人】

【識別番号】100130188

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 喜一

(74)【代理人】

【識別番号】100190333

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 群司

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 明

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１８８６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５３７１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−２５２７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−３７１２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５８−７０８６８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｄ ５／１４

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円板状部材と、
前記円板状部材の外周面に配置される砥石層と、
を備える砥石車であって、
前記砥石層は、周方向に分割される複数の周方向分割砥石チップを備え、
前記複数の周方向分割砥石チップのそれぞれは、性状の異なる第一砥石チップ及び第二砥石チップが軸線方向に配列されて形成され、
前記複数の周方向分割砥石チップのそれぞれにおいて前記第一砥石チップと前記第二砥石チップとの境界部は、軸線方向境界部と定義し、
前記複数の周方向分割砥石チップのうち周方向に連続して配置される少なくとも３つの周方向分割砥石チップにおける前記軸線方向境界部は、周方向に連続して配置された前記少なくとも３つの周方向分割砥石チップの順に前記軸線方向の所定の方向に向かって整列しており、
前記各境界部は、前記軸線方向に所定の幅を有し、前記所定の幅の中には、前記各境界部の前記軸線方向両端に配置された前記性状の異なる前記第一及び第二砥石チップの各砥粒が混在して混合部を形成する、砥石車。

【請求項2】

前記第一砥石チップは、砥粒の粒径が大きくて硬度が高く、
前記第二砥石チップは、砥粒の粒径が小さくて硬度が低く、
前記第一砥石チップは、前記砥石層の前記軸線方向の両端部に配置され、
前記第二砥石チップは、前記砥石層の前記軸線方向の中央部に配置される、請求項１に記載の砥石車。

【請求項3】

前記砥石層は、円筒部と、前記円筒部の両端に配置される各Ｒ部とを備え、
前記第一砥石チップは、前記各Ｒ部の一部に配置され、
前記第二砥石チップは、前記円筒部及び前記各Ｒ部の残りの一部に配置され、
前記軸線方向境界部は、前記各Ｒ部の一部に配置される、請求項２に記載の砥石車。

【請求項4】

前記各混合部は前記円板状部材の外周面の前記周方向において隣接する前記混合部との前記軸線方向におけるオーバーラップ量が変化する、請求項１〜３の何れか１項に記載の砥石車。

【請求項5】

砥石車の製造方法であって、
前記砥石車は、請求項１〜４の何れか１項に記載の砥石車であり、
前記砥石車の製造方法は、
前記円板状部材の外周面に前記複数の周方向分割砥石チップのそれぞれの前記第一及び第二砥石チップを配置することにより前記砥石層を形成する砥石車の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、砥石車及び砥石車の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、自動車用クランクシャフトのジャーナルやクランクピン等を研削加工する研削砥石がある（下記特許文献１参照）。特許文献１に開示される研削砥石には、砥石車を形成する円板状部材の外周面に、異なる性状を有する２種類の砥石層がチップ状に分割されて設けられている。詳細には、円板状部材の外周面の回転軸方向両端角部は、研削時に大きな研削抵抗が生じるため、粒径が大きな砥粒によって形成された摩耗しにくい砥石層が設けられている。また、外周面の両端角部の間の円筒部には、大きな研削抵抗が生じないので、高い仕上げ精度が望める、粒径が小さく摩耗しやすい砥粒によって形成された砥石層が設けられている。しかし、上記においては、摩耗しにくい砥石層と摩耗しやすい砥石層とが軸方向で隣り合い、同時に研削作業を行なうので、両砥石層の摩耗の度合いが異なり、境界部に段差が発生してしまう。このため、工作物にこの段差が転写され、仕上げ精度が悪化する虞がある。

【0003】

そこで、特許文献１の研削砥石では、２種類の砥石チップによって形成された軸方向の境界部を、外周面の周方向において、図６に示すような連続した一直線形状とはせず、図３に示すように１つずつ互い違いにずれる、いわゆる千鳥状に配置している。これにより、摩耗しにくい砥石層と摩耗しやすい砥石層との間の境界部における大きな段差の発生が抑制され、延いては工作物に転写される段差の発生が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−１８８６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述の研削砥石では、外周面の周方向において、境界部を１つずつ互い違いにずらすのみである。このため、摩耗しにくい砥石層と摩耗しやすい砥石層との間の境界部における摩耗による段差の発生を十分抑制することは困難である。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、異なる性状の砥石層が軸線方向に２種類設けられ、異なる形状の被研削部を有した工作物を良好な仕上げ精度で研削可能とする、砥石車及び砥石車の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る砥石車は、円板状部材と、前記円板状部材の外周面に配置される砥石層と、を備える砥石車であって、前記砥石層は、周方向に分割される複数の周方向分割砥石チップを備え、前記複数の周方向分割砥石チップのそれぞれは、性状の異なる第一砥石チップ及び第二砥石チップが軸線方向に配列されて形成され、前記複数の周方向分割砥石チップのそれぞれにおいて前記第一砥石チップと前記第二砥石チップとの境界部は、軸線方向境界部と定義し、前記複数の周方向分割砥石チップのうち周方向に連続して配置される少なくとも３つの周方向分割砥石チップにおける前記軸線方向境界部は、周方向に連続して配置された前記少なくとも３つの周方向分割砥石チップの順に前記軸線方向の所定の方向に向かって整列しており、前記各境界部は、前記軸線方向に所定の幅を有し、前記所定の幅の中には、前記各境界部の前記軸線方向両端に配置された前記性状の異なる前記第一及び第二砥石チップの各砥粒が混在して混合部を形成する。

【0008】

これにより、少なくとも３つの各周方向分割砥石チップの各軸線方向境界部は、周方向において常に２本の境界部が軸方向で互い違いに配置されるだけの従来技術に対し、外周面の周方向に向かって、軸線方向に大きな幅を有して連続的に配置される。このため、性状が異なるため発生する第一砥石チップと第二砥石チップとの間の摩耗による段差が、従来技術において、性状が異なるため発生する２種類の砥石層の間の摩耗による段差より緩やかになり、延いては工作物の仕上げ精度も良好となる。

【0009】

本発明に係る砥石車の製造方法は、上記の砥石車の製造方法であり、前記円板状部材の外周面に前記複数の周方向分割砥石チップのそれぞれの前記第一及び第二砥石チップを配置することにより前記砥石層を形成する。このような製造方法によって、上記と同様の効果を得る砥石車が製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】第一実施形態に係る砥石車を示す正面図である。

【図1B】図１Ａの砥石車の側面図である。

【図2】周方向分割砥石チップＡ〜Ｐの表面状態を示す模式図である。

【図3】砥石層の軸線回りの展開図面である。

【図4】図３のＳ部拡大図である。

【図5】第一実施形態に係る砥石車を装着した研削盤を示す図である。

【図6】第一実施形態に係る砥石車と工作物Ｗとの関係を示す図である。

【図7】第二実施形態に係る砥石車と工作物Ｗとの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜第一実施形態＞
（砥石車の構成）
以下、本発明の砥石車の第一実施形態を図面に基づいて説明する。図１Ａに示すように、砥石車１０は、円板状ベース１３（本発明の円板状部材に相当する）と、円板状ベース１３の外周面に配置される砥石層１６と、を備える。円板状ベース１３は、鉄、アルミニウム等の金属又は樹脂等で成形される。円板状ベース１３は、砥石車１０の回転軸線回り（以降、軸線回りとのみ称す）に回転駆動される。なお、以降、特別な説明なしに軸線といった場合、砥石車１０の回転軸線のことをいう。砥石層１６は、周方向に等分に分割される複数（本実施形態では１６個）の周方向分割砥石チップＡ〜Ｐを備える。なお、砥石車１０は、例えば自動車用クランクシャフトのクランクピン、ジャーナル等のような外周に設けられた凹溝を研削対象とする総形の砥石車である。

【0012】

各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐは、円板状ベース１３の外周面上周方向に、アルファベット順に並んで配置される。図１Ｂ、図２に示すように、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐは、２個の第一砥石チップ１１，１個の第二砥石チップ１２及び２個の混合部を備える。第一砥石チップ１１，第二砥石チップ１２及び混合部は、それぞれ性状の異なる砥石である。なお、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐが備える各２個ずつの混合部はそれぞれ同様の形状及び性状を有するが、判別するため、周方向分割砥石チップＡ〜Ｐがそれぞれ備える各混合部を混合部１８ａ〜１８ｐと称して説明する。つまり、周方向分割砥石チップＡは、混合部１８ａ，１８ａを備え、周方向分割砥石チップＢは、混合部１８ｂ，１８ｂを備える。各周方向分割砥石チップＣ〜Ｐについても同様に、それぞれ混合部１８ｃ，１８ｃ〜１８ｐ，１８ｐを備える。そして２個の第一砥石チップ１１、１個の第二砥石チップ１２及び各混合部１８ａ〜１８ｐは、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐにおいて、それぞれ軸線方向に予め設定された順序で整列し配列される。

【0013】

上述の予め設定された順序について、周方向分割砥石チップＡを代表として説明する。周方向分割砥石チップＡにおいて、予め設定された順序は、第一砥石チップ１１→混合部１８ａ→第二砥石チップ１２→混合部１８ａ→第一砥石チップ１１の順である。つまり、図１Ｂに示すように各第一砥石チップ１１は、円板状ベース１３の外周面の軸線方向においてＲ形状で形成された両端の角部（Ｒ部）に配置される。第二砥石チップ１２は、外周面の軸線方向において各第一砥石チップ１１，１１の間の中央部である円筒部（Ｃ部）に配置される。そして、混合部１８ａ，１８ａは、各第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との間にそれぞれ配置される。周方向分割砥石チップＢ〜Ｐについても同様である。なお、後に詳述するが、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐそれぞれにおいて、第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との境界部は、軸線方向境界部と定義し、本実施形態においては、混合部１８ａ〜１８ｐが軸線方向境界部に相当する。

【0014】

図２に示すように、第一砥石チップ１１は、ＣＢＮ、ダイヤモンド等の超砥粒１４（本発明の砥粒に相当）を結合材１５で結合し形成されたものである。なお、図２は、全周方向分割砥石チップＡ〜Ｐの表面状態を示す模式図である。第一砥石チップ１１は、一例として、粒度＃８０のＣＢＮ砥粒が、ビトリファイド結合材１５により、集中度２００で例えば４〜８ｍｍの厚さに矩形形状に結合されて成形される。従って、第一砥石チップ１１は、砥石の粒径が大きな粗研削用であり、硬度が高く比較的摩耗しにくい砥石チップである。後に詳述するが、図３に示すように、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐのうち、周方向で隣り合う４つずつの各周方向分割砥石チップＡ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈ、Ｉ〜Ｌ、Ｍ〜Ｐがそれぞれ備える各４つの第一砥石チップ１１の軸線方向の幅は異なる。

【0015】

図２に示すように、第二砥石チップ１２は、ＣＢＮ、ダイヤモンド等の超砥粒１９（砥粒に相当）を結合材２０で結合し形成されたものである。結合材２０は、第一砥石チップ１１の結合材１５より弾性力のある結合材である。第二砥石チップ１２は、一例として、粒度＃８００のＣＢＮ砥粒が、レジノイド結合材２０により、集中度３０で例えば４〜８ｍｍの厚さに矩形形状に結合されて成形される。レジノイド結合材２０としては、例えばフェノール樹脂が使用される。

【0016】

従って、第二砥石チップ１２は、砥石の粒径が小さな仕上げ研削用であり、硬度が低く比較的摩耗しやすい砥石チップである。後に詳述するが、図３に示すように、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐのうち、周方向で隣り合う４つずつの各周方向分割砥石チップＡ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈ、Ｉ〜Ｌ、Ｍ〜Ｐがそれぞれ備える各４つの第二砥石チップ１２の軸線方向の幅は異なる。

【0017】

図２に示すように、混合部１８ａ〜１８ｐは、第二砥石チップ１２が有する粒度＃８００の例えばＣＢＮ砥粒（超砥粒１９）と、第一砥石チップ１１が有する粒度＃８０の例えばＣＢＮ砥粒（超砥粒１４）とが、ほぼ均一に混在した砥石部分である。混合部１８ａ〜１８ｐでは、ビトリファイド結合材１５及びレジノイド結合材２０も混在している。よって、混合部１８ａ〜１８ｐは、第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２の両方の特性を有しており、摩耗のし易さは、第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２とのほぼ中間であるといえる。混合部１８ａ〜１８ｐの軸線方向の幅は、各超砥粒１４、１９が１〜２個分収容可能な幅であることが好ましい。なお、各混合部１８ａ〜１８ｐの各軸線方向幅Ｌａ（図３の展開図参照）は、ほぼ同じであるものとする。また、混合部１８ａ〜１８ｐの厚さは、第一砥石チップ１１、及び第二砥石チップ１２とほぼ同じであるものとする。

【0018】

このように形成された同じ厚さの各砥石チップ１１、１２，１１及び混合部１８ａ〜１８ｐが、円板状ベース１３の外周面に軸線方向に上記で説明した順番で並べられて周方向分割砥石チップＡ〜Ｐがそれぞれ形成される。

【0019】

（混合部１８ａ〜１８ｐのオーバーラップについて）
前述した図３は、円板状ベース１３の外周面の砥石層１６を軸線周りに展開した展開図である。ここでは、周方向で隣り合う各混合部１８ａ〜１８ｐのオーバーラップについて説明するため、周方向分割砥石チップＡ〜Ｄを抜き出し代表として説明する。図３のＳ部拡大図である図４に示すように、周方向分割砥石チップＡが備える図１Ｂの右側の混合部１８ａと、周方向分割砥石チップＡと周方向で隣接する周方向分割砥石チップＢが備える軸線方向境界部のうち前記右側の混合部１８ａに対応する図１Ｂの右側の混合部１８ｂとは、各混合部１８ａ、１８ｂの軸線方向における幅Ｌａの各中央位置（中心線ＣＬ参照）同士が、一致しないよう配置されている。また、図４に示すように、混合部１８ａと混合部１８ｂとは、円板状ベース１３の軸線方向において所定量αだけオーバーラップするよう配置されている。

【0020】

また、周方向で隣り合う各混合部１８ｂと１８ｃ、及び１８ｃと１８ｄの各混合部相互間の配置も、混合部１８ａと混合部１８ｂとの間と同様の関係を有する。さらには、他の混合部１８ｅ〜１８ｐも、周方向で隣り合う各混合部相互間の配置は、混合部１８ａと混合部１８ｂとの間と同様の関係を有する。ただし、オーバーラップする所定量αの大きさは、同じでなくてもよい。

【0021】

なお、以降において、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐが、それぞれ２個ずつ有する各混合部１８ａ〜１８ｐを説明する場合、特別な断りがない限り、説明は、図３における右側の混合部１８ａ〜１８ｐのみについて説明するものとする。

【0022】

また、図３、図４に示すように、本実施形態では、外周面の周方向に連続して配置された各４個（少なくとも３つに相当）の周方向分割砥石チップＡ〜Ｄ、及びＩ〜Ｌの各混合部１８ａ〜１８ｄ、及び１８ｉ〜１８ｌの軸線方向の各中央位置は、各４個の各周方向分割砥石チップＡ〜Ｄ、及びＩ〜Ｌが周方向に連続して配置された順に、図３、図４において軸線方向における左方向（所定の方向に相当）に向かって整列している。

【0023】

また、外周面の周方向に連続して配置された４個（少なくとも３つに相当）の各周方向分割砥石チップＥ〜Ｈ、及びＭ〜Ｐの各混合部１８ｅ〜１８ｈ、及び１８ｍ〜１８ｐの軸線方向の各中央位置は、各４個の各周方向分割砥石チップＥ〜Ｈ、及びＭ〜Ｐが周方向に連続して配置された順に、図３、図４において軸線方向における右方向（所定の方向）に向かって整列している。このような周方向分割砥石チップＡ〜Ｐの配置によって、各混合部１８ａ〜１８ｐは軸線方向に大きな幅を有して連続的で曲線的な大きなうねり形状を形成することができる。

【0024】

このような曲線的なうねり形状は、外周面の周方向において隣り合う各混合部１８ａ〜１８ｐ間の軸線方向のオーバーラップの各所定量αを調整することによって自在に得られる。うねりの形状は、実際に研削実験を行ない、混合部１８ａ〜１８ｐに発生する摩耗量が良好に抑制される形状を選択すればよく、その形状はどのようなものでもよい。この場合、各混合部１８ａ〜１８ｐの軸線方向の各中央位置（ＣＬ）における、例えば周方向中点同士を各混合部１８ａ〜１８ｐの添え字のアルファベット順に滑らかにつないだ場合、ＳＩＮカーブとなるよう各混合部１８ａ〜１８ｐを配置してもよい。

【0025】

また、図１Ｂに示すように、第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との間に形成される各混合部１８ａ〜１８ｐ（軸線方向境界部）は、円板状ベース１３の外周面において、外周面の軸線方向における両端の各Ｒ部の一部に配置される。つまり、第一砥石チップ１１，１１は、各Ｒ部の一部に配置され、第二砥石チップ１２は、円筒部（Ｃ部）及び各Ｒ部の残りの一部に配置される。

【0026】

なお、上記においては、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐがそれぞれ２個ずつ有する各混合部１８ａ〜１８ｐのうち、図３における右側の混合部１８ａ〜１８ｐのみについて説明した。しかし、図３における左側の混合部１８ａ〜１８ｐも同様に形成されている。

【0027】

（周方向分割砥石チップＡ〜Ｐの製造方法）
次に、周方向分割砥石チップＡ〜Ｐの製造方法について説明する。第一砥石チップ１１を製造するため、まず超砥粒１４および結合材１５等を混合した粉体が、凹矩形形状のプレス下型上に均一厚さに充填される。その後、プレス下型上に充填された粉体が、第１上型によりプレスされて砥石チップが矩形状に成形される。そして、プレス成形された砥石チップが乾燥され、乾燥後に焼成されて第一砥石チップ１１が完成する。なお、第二砥石チップ１２についても、超砥粒１４および結合材１５が、超砥粒１９および結合材２０に変更されるだけであり、第一砥石チップ１１と同様の方法によって製造される。

【0028】

混合部１８ａ〜１８ｐは、第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との境界部を相互に接触させた状態で焼成することにより製作する。焼成した第一砥石チップ１１，第二砥石チップ１２の接触部分近傍では、結合材１５及び結合材２０が溶融する。このような状態で、各第一砥石チップ１１，及び第二砥石チップ１２の各超砥粒１４、１９が混ざり合い混合部１８ａ〜１８ｐが形成される。

【0029】

このように形成された各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐは、前述した配置の規則に従って円板状ベース１３の外周面の周方向全周に接着剤（図略）により連続的に貼付される。

【0030】

（研削盤２５の構成）
次に、砥石車１０が装着されて工作物Ｗを研削加工する研削盤２５について図５に基づいて説明する。図５に示すように、ベッド２６上には、テーブル２７が摺動可能に載置され、サーボモータ２８によりボールネジを介してＺ軸方向に移動される。テーブル２７上には、主軸台２９と心押台３０とが対向して取り付けられ、主軸台２９と心押台３０との間に工作物ＷがＺ軸方向にセンタ支持される。主軸台２９には主軸３１が回転可能に軸承され、サーボモータ３２により回転駆動される。工作物Ｗは主軸３１にケレ回し等により連結されて回転駆動される。

【0031】

ベッド２６上には、砥石台３４が摺動可能に載置され、サーボモータ３５によりボールネジを介してＺ軸と直角に交差するＸ軸方向に移動される。砥石台３４には砥石軸３６が回転可能に軸承され、ビルトインモータ３７により回転駆動される。砥石軸３６の先端には砥石車１０の円板状ベース１３に穿設された中心穴３８が嵌合されてボルトにより固定されている。

【0032】

ＣＮＣ装置４０は、サーボモータ２８，３２，３５及びビルトインモータ３７の駆動回路４１乃至４４に接続されている。ＣＮＣ装置４０は、研削加工時に研削加工用ＮＣプログラムを順次実行して砥石車１０に工作物Ｗを研削加工させる。

【0033】

（研削盤の作動について）
ＣＮＣ装置４０は、砥石車１０に工作物Ｗを研削加工させるときは、研削加工用ＮＣプログラムを実行し、砥石車１０を高速回転速度で回転させる回転指令を、ビルトインモータ３７の駆動回路４４に出力する。また、ＣＮＣ装置４０は、工作物Ｗを研削加工に適した周速度で回転させる回転指令を、主軸３１を回転駆動するサーボモータ３２の駆動回路４２に出力する。次に、工作物Ｗが砥石車１０と対向する位置にテーブル２７をＺ軸方向に移動させる送り指令が、サーボモータ２８の駆動回路４１に出力される。

【0034】

砥石車１０が工作物Ｗの研削箇所と対向すると、砥石台３４をＸ軸方向に粗研削送り速度で前進移動させる指令が、サーボモータ３５の駆動回路４３に出力される。これにより、砥石車１０は、図略のクーラントノズルからクーラントを供給されながら工作物Ｗを研削加工する。

【0035】

次に、砥石車１０によって工作物Ｗを研削する場合について詳細に説明する。前述したとおり、工作物Ｗはクランクシャフトであり、研削する部位は、クランクシャフトの凹部である、例えば、図６に示すクランクジャーナル４５及びクランクジャーナルの回転軸方向両側面４６，４７である。以後、クランクジャーナル４５及び回転軸方向両側面４６，４７は、凹部とのみ称す場合がある。図６に示すように、砥石車１０は、総形の研削砥石であり、凹部よりも軸線方向（Ｚ軸方向）において若干大きな形状を有している。このため、砥石車１０が、凹部内に切り込まれると、砥石車１０は、摩耗のしにくい第一砥石チップ１１を備えた軸線方向両端部（Ｒ部）で、凹部の両側面４６，４７（斜線部）を研削によって除去加工しながら切り込む。そして、砥石車１０の外周面の円筒部（Ｃ部）が、凹部の底面であるクランクジャーナル４５の外周面に到達すると、摩耗し易い第二砥石チップ１２によって、凹部の底面（クランクジャーナル４５の外周面）が研削され、仕上げ加工が行なわれる。

【0036】

このとき、周方向分割砥石チップＡ〜Ｐの混合部１８ａ〜１８ｐは、砥石車１０の外周面の周方向において、曲線状のうねりを有して形成されている。つまり、混合部１８ａ〜１８ｐは、工作物Ｗの研削時に摩耗が抑制されやすい形状にて形成されている。このため、摩耗による、摩耗しにくい第一砥石チップ１１と摩耗し易い第二砥石チップ１２との間の混合部１８ａ〜１８ｐの段差の発生は、効果的に抑制される。

【0037】

また、図１Ｂに示すように、第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との間に形成される各混合部１８ａ〜１８ｐ（軸線方向境界部）は、外周面において、外周面の軸線方向における両端の各Ｒ部の一部に配置される。つまり、第一砥石チップ１１，１１は、各Ｒ部の一部に配置され、第二砥石チップ１２は、円筒部及び各Ｒ部の残りの一部に配置される。このため、円筒部（Ｃ部）には混合部１８ａ〜１８ｐが配置されない。従って、混合部１８ａ〜１８ｐに摩耗が発生し段差が生じても、円筒部（Ｃ部）に設けられる第二砥石チップ１２によって研削される工作物Ｗの凹部の底面（クランクジャーナル４５の外周面）には、前記段差は転写されず、良好な仕上げ精度を得ることができる。

【0038】

（実施形態における効果）
上記説明から明らかなように、第一実施形態によれば、砥石車１０は、円板状ベース１３（円板状部材）と、円板状ベース１３の外周面に配置される砥石層１６と、を備える砥石車１０であって、砥石層１６は、周方向に分割される複数（１６個）の周方向分割砥石チップＡ〜Ｐを備え、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐのそれぞれは、性状の異なる第一砥石チップ１１及び第二砥石チップ１２が軸線方向に配列されて形成される。複数（１６個）の周方向分割砥石チップＡ〜Ｐのそれぞれにおいて第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との境界部は、軸線方向境界部と定義する。そして、複数（１６個）の周方向分割砥石チップＡ〜Ｐのうち周方向に連続して配置される各４個（少なくとも３つ）の周方向分割砥石チップＡ〜Ｄ、及びＩ〜Ｌ、または周方向分割砥石チップＥ〜Ｈ、及びＭ〜Ｐにおける軸線方向境界部は、周方向に連続して配置された各４個（少なくとも３つ）の周方向分割砥石チップＡ〜Ｄ、及びＩ〜Ｌまたは周方向分割砥石チップＥ〜Ｈ、及びＭ〜Ｐの順に軸線方向の所定の方向に向かって整列している。

【0039】

これにより、各４個（少なくとも３つ）の各周方向分割砥石チップＡ〜Ｄ、及びＩ〜Ｌまたは周方向分割砥石チップＥ〜Ｈ、及びＭ〜Ｐの各軸線方向境界部は、周方向において常に２本の境界部が軸方向で互い違いに配置されるだけの従来技術に対し、外周面の周方向に向かって、軸線方向に大きな幅を有して連続的に配置される。このため、性状が異なるため発生する第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との間の摩耗による段差は、従来技術における、性状が異なるため発生する２種類の砥石層の間の摩耗による段差より緩やかなものにでき、延いては工作物Ｗの仕上げ精度も良好なものとすることができる。

【0040】

また、第一、第二砥石チップ１１、１２の各性状（砥石の粒径、硬度、結合材の種類など）の異なり度合いによって、第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との間に発生する摩耗による段差の度合いに差が生じる。このときには、砥石車１０の周方向に連続して配置される分割砥石チップＡ〜Ｐの各軸線方向境界部の軸方向位置の変化量を段差の度合いに応じて変更すればよい。例えば、段差が大き過ぎるときには、各軸線方向境界部の軸方向位置の変化量、即ち、周方向で隣り合う各軸線方向境界部の軸線方向におけるオーバーラップの各所定量αを小さくし、かつ軸方向における軸線方向境界部の変化幅をより広げるよう変更すればよい。また、段差が小さいときには、各軸線方向境界部の軸方向位置の変化量である軸線方向のオーバーラップの各所定量αを大きくしてもよい。このようにすることで、摩耗による砥石層１６の段差を効率的に分散でき、工作物Ｗの仕上げ精度をより良好なものとすることができる。

【0041】

また、第一実施形態によれば、第一砥石チップ１１は、砥粒の粒径が大きくて硬度が高く、第二砥石チップ１２は、砥粒の粒径が小さくて硬度が低く、第一砥石チップ１１は、砥石層１６の軸線方向の両端部に配置され、第二砥石チップ１２は、砥石層１６の軸線方向の中央部に配置されている。

【0042】

これにより、例えば、外周全周に凹部を備えた円柱状の工作物Ｗの凹部を研削する際、良好に研削できる。つまり、研削量が多く研削抵抗の大きな凹部の内側側面は、砥粒の粒径が大きく硬度が高い第一砥石チップ１１による砥石層１６によって研削するので、砥石層１６の摩耗が抑制される。また、研削抵抗が小さな凹部の底面を砥粒の粒径が小さく硬度が低い第二砥石チップ１２による砥石層１６によって研削するので、仕上げ精度が向上する。

【0043】

また、第一実施形態によれば、砥石層１６は、円筒部（Ｃ部）と、円筒部（Ｃ部）の両端に配置される各Ｒ部とを備え、第一砥石チップ１１は、各Ｒ部の一部に配置され、第二砥石チップ１２は、円筒部及び各Ｒ部の残りの一部に配置され、軸線方向境界部は、各Ｒ部の一部に配置される。このとき、各Ｒ部の一部は工作物Ｗの円筒外周面に直接接触しない。このため、各Ｒ部の一部に形成される軸線方向境界部に摩耗による段差が発生しても、工作物Ｗの円筒外周面には段差が転写されず、仕上げ精度が良好となる。

【0044】

また、第一実施形態によれば、各軸線方向境界部は軸線方向に所定の幅を有し、当該所定の幅の中には各軸線方向境界部の軸線方向両端に配置された性状の異なる第一、第二砥石チップ１１、１２の各砥粒が混在して混合部１８ａ〜１８ｐを形成する。

【0045】

混合部１８ａ〜１８ｐでは、性状の異なる２種の砥粒１４、１９が混在しているので、混合部１８ａ〜１８ｐの摩耗量は混合部１８ａ〜１８ｐの軸線方向両側の各第一、第二砥石チップ１１、１２の各摩耗量の間の大きさとなる。このため、摩耗後において、混合部１８ａ〜１８ｐは、混合部１８ａ〜１８ｐの両側の各第一、第二砥石チップ１１、１２を緩やかな傾斜で接続し、各第一、第二砥石チップ１１、１２間における急傾斜な段差の発生を効果的に抑制する。

【0046】

また、第一実施形態によれば、各混合部１８ａ〜１８ｐは円板状ベース１３（円板状部材）の外周面の周方向において隣接する混合部との軸線方向におけるオーバーラップ量（所定量α）が変化される。

【0047】

このように、各混合部１８ａ〜１８ｐ間のオーバーラップの所定量αを変化させることによって、軸線方向境界部を円板状ベース１３の外周面の周方向に連続的に接続する形状を外周面の周方向に向かって所望の形状にできる。例えば、各混合部１８ａ〜１８ｐの軸線方向の各中央位置における周方向の各中点を各混合部１８ａ〜１８ｐの添え字のアルファベット順に滑らかにつないだ際、つないだ曲線がＳＩＮカーブを形成するようオーバーラップの所定量αを調整して各混合部１８ａ〜１８ｐを配置してもよい。これにより、摩耗によって、性状が異なる第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との間で発生する段差を、所望の形状、大きさとすることができ、延いては工作物Ｗの仕上げ精度が非常に良好なものとなる。また、上記効果と、段差を緩やかな傾斜とする各混合部１８ａ〜１８ｐ自体が有する効果とが複合されると、その効果はさらに大きくなる。

【0048】

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態に対して砥石車の研削対象である凹部に対する相対的な大きさが異なるのみである。第一実施形態では、砥石車１０は外周の凹部よりも大きな断面形状を有した総形の研削砥石とした。しかし、第二実施形態では、砥石車１１０は、図７に示すように、凹部内に収容可能な大きさである。なお、砥石車１１０の構成は、第一実施形態の砥石車１０と同様である。よって、同様の構成には、第一実施形態と同様の符号を付して説明する。

【0049】

砥石車１１０によって工作物Ｗを研削する場合について説明する。前述したとおり、工作物Ｗはクランクシャフトであり、研削対象はクランクシャフトの凹部である。図７に示すように、砥石車１１０は、軸線方向において、凹部内に収容可能な大きさで形成されている。このため、砥石車１１０は、凹部の軸線方向両側面４６，４７を研削によって除去加工するため、図７に示す矢印Ａｒ１，矢印Ａｒ２の方向にそれぞれ切り込む。つまり、砥石車１１０は、摩耗しにくい第一砥石チップ１１を備えた軸線方向両端部（Ｒ部）で、凹部の両側面４６、４７を除去加工する。そして、両側面４６、４７の除去加工が終了すると、砥石車１１０の外周面が凹部の底面（外周面）に到達し、摩耗し易い第二砥石チップ１２を備えた砥石車１１０の外周面の円筒部（Ｃ部）によって凹部の底面の仕上げ研削加工が行なわれる。上記以外は、すべて第一実施形態と同様である。このような態様によっても、第一実施形態と同様の効果が得られる。

【0050】

なお、上記第一および第二実施形態における砥石車１０の製造方法では、円板状ベース１３（円板状部材）の外周面に、すでに形成された１６個（複数）の各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐを配置することにより砥石層１６を形成した。しかし、このような製造方法に限らず、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐを予め形成せず、周方向分割砥石チップＡ〜Ｐを構成する第一及び第二砥石チップ１１，１２を外周面に別々に貼り付けて製造してもよい。この場合、周方向分割砥石チップＡ〜Ｐは、混合部１８ａ〜１８ｐを備えず、幅及び実体を有さない軸線方向境界部のみを備えることとなる。つまり第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２とを混合部１８ａ〜１８ｐを介在させずに隣接させることとなる。これによっても、相応の効果は得られる。

【0051】

また、各周方向分割砥石チップＡ〜Ｐの混合部１８ａ〜１８ｐを本実施形態とは異なる製造方法で製造してもよい。つまり、混合部１８ａ〜１８ｐを単体でプレスし製造して、第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との間に介在させてもよい。これによっても上記実施形態と同様の効果が得られる。

【0052】

また、第一および第二実施形態においては、周方向分割砥石チップを周方向に１６個配置したが、これより多くてもよいし、少なくてもよい。

【0053】

また、第一および第二実施形態においては、図１Ｂに示すように、第一砥石チップ１１と第二砥石チップ１２との間に形成される各混合部１８ａ〜１８ｐ（軸線方向境界部）は、砥石層１６の両端の各Ｒ部の一部に設けられている。しかし、この態様には限らない。各混合部１８ａ〜１８ｐは、各Ｒ部の残りの一部、または円筒部に設けられていてもよい。これによっても相応の効果は得られる。

【0054】

また、第一および第二実施形態においては、１種類の材質で形成された工作物Ｗに対し、研削抵抗の異なる形状部位に応じて２種類の第一，第二砥石チップ１１，１２を組み合わせて砥石車１０，１１０を構成した。しかし、この態様には限らず、複数の種類の材質が継ぎ合わされた工作物に対して、各材質に応じた各砥石チップを組み合わせて砥石車を構成してもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

【符号の説明】

【0055】

１０，１１０…砥石車、１１…第一砥石チップ、１２…第二砥石チップ、１３…円板状ベース（円板状部材）、１４，１９…超砥粒（砥粒）、１５…ビトリファイド結合材、１６…砥石層、１８ａ〜１８ｐ…混合部、２０…レジノイド結合材、２５…研削盤、Ａ〜Ｐ…周方向分割砥石チップ、Ｗ・・・工作物。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】