特許第6463940号(P6463940)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(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】6463940
(24)【登録日】2019年1月11日
(45)【発行日】2019年2月6日
(54)【発明の名称】総形ロータリドレッサの製造方法
(51)【国際特許分類】
   B24B 53/07 20060101AFI20190128BHJP
   B24B 53/12 20060101ALI20190128BHJP
   B24D 3/00 20060101ALI20190128BHJP
【FI】
   B24B53/07
   B24B53/12 Z
   B24D3/00 320B
   B24D3/00 330E
   B24D3/00 310C
【請求項の数】6
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2014-211002(P2014-211002)
(22)【出願日】2014年10月15日
(65)【公開番号】特開2016-78158(P2016-78158A)
(43)【公開日】2016年5月16日
【審査請求日】2017年8月21日
(73)【特許権者】
【識別番号】591043721
【氏名又は名称】豊田バンモップス株式会社
(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】深見 肇
(72)【発明者】
【氏名】諸戸 隆幸
(72)【発明者】
【氏名】今池 浩史
【審査官】 上田 真誠
(56)【参考文献】
【文献】 特開平06−039716(JP,A)
【文献】 特開2001−038630(JP,A)
【文献】 特開2011−020182(JP,A)
【文献】 実開平02−135159(JP,U)
【文献】 特開平09−150368(JP,A)
【文献】 特公平06−069666(JP,B2)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
円板状に形成され、軸方向位置に応じて外径の異なる所定形状の外周面を有するベースと、
複数の超砥粒を備え、前記ベースの外周面に配置される超砥粒層と、
を備える総形ロータリドレッサの製造方法であって、
平面状基材の表面にダイヤモンド厚み方向に均等に成長させ平板状のダイヤモンドシート形成するダイヤモンドシート形成工程と、
前記ダイヤモンドシートより切り出される砥粒のうち隣接して切り出される砥粒間で、前記ダイヤモンドシートの一方の延在方向では、台形の脚が構成する傾斜面同士が対向するように、かつ前記一方の延在方向に直角な方向となる他方の延在方向では、前記台形の上底が構成する上底面同士および前記台形の下面が構成する下底面同士が対向するように切り出し線によって切り出すことで、前記複数の超砥粒を同一高さの同一形状の台形平板状に切り出す超砥粒形成工程と、
前記複数の台形平板状の超砥粒の前記下底面を前記ベースの前記外周面の異なる軸方向位置に位置決めして固定すると共に、前記複数の台形平板状の超砥粒の前記下底面を前記ベースの前記外周面の異なる周方向位置に位置決めして固定する超砥粒固定工程と、
を備える、総形ロータリドレッサの製造方法。
【請求項2】
円板状に形成され、軸方向位置に応じて外径の異なる所定形状の外周面を有するベースと、
複数の超砥粒を備え、前記ベースの外周面に配置される超砥粒層と、
を備える総形ロータリドレッサの製造方法であって、
平面状基材の表面にダイヤモンド厚み方向に均等に成長させ平板状のダイヤモンドシート形成するダイヤモンドシート形成工程と、
前記ダイヤモンドシートより切り出される砥粒のうち隣接して形成される砥粒間で、前記ダイヤモンドシートの一方の延在方向では、台形の脚が構成する傾斜面同士が対向し、かつ前記一方の延在方向に直角な方向となる他方の延在方向では、前記台形の形状が断面で現れる垂直面同士が対向するように切り出し線によって切り出すことで、前記複数の超砥粒を同一高さの同一形状の台形平板状に切り出す超砥粒形成工程と、
前記複数の台形平板状の超砥粒の前記台形の下底が構成する下底面を前記ベースの前記外周面の異なる軸方向位置に位置決めして固定すると共に、前記複数の台形平板状の超砥粒の前記下底面を前記ベースの前記外周面の異なる周方向位置に位置決めして固定する超砥粒固定工程と、
を備える、総形ロータリドレッサの製造方法。
【請求項3】
前記超砥粒形成工程において、切り出される前記台形平板状の超砥粒は、幅方向が前記ダイヤモンドシートの成長方向に一致するように切り出される請求項1に記載の総形ロータリドレッサの製造方法。
【請求項4】
前記超砥粒形成工程において、切り出される前記台形平板状の超砥粒は、高さ方向が前記ダイヤモンドシートの成長方向に一致するように切り出される請求項2に記載の総形ロータリドレッサの製造方法。
【請求項5】
前記超砥粒固定工程において、前記台形平板状の超砥粒の延在方向が、前記総形ロータリドレッサの幅方向を向くように配置される請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の総形ロータリドレッサの製造方法。
【請求項6】
前記超砥粒固定工程において、前記台形平板状の超砥粒の延在方向が、前記総形ロータリドレッサの周方向を向くように配置される請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の総形ロータリドレッサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、総形ロータリドレッサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
総形ロータリドレッサは、筒状の金型の内周面に超砥粒を仮固定しておき、ベースの外周面と金型の内周面との間に接合剤を入れることにより製造されることが知られている(特許文献1参照)。超砥粒が金型の内周面に沿って配置されるため、超砥粒の先端高さが高精度に揃う。また、総形ロータリドレッサの超砥粒には、ダイヤモンドなどの種々の材料が適用される。例えば、三角形の超砥粒について記載されている文献がある(特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2013−94907号公報
【特許文献2】特許第5525546号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、筒状の金型を用いる総形ロータリドレッサの製造方法では、超砥粒の先端面の形状にばらつきが生じ、位置によって切れ味が異なることがある。
本発明は、他の方法を用いて、超砥粒の先端高さを高精度に所望の高さとしつつ、超砥粒の先端面の形状のばらつきを抑制できる総形ロータリドレッサの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
総形ロータリドレッサの製造方法は、円板状に形成され、軸方向位置に応じて外径の異なる所定形状の外周面を有するベースと、複数の超砥粒を備え、前記ベースの外周面に配置される超砥粒層と、を備える総形ロータリドレッサの製造方法であって、平面状基材の表面にダイヤモンド厚み方向に均等に成長させ平板状のダイヤモンドシート形成するダイヤモンドシート形成工程と、前記ダイヤモンドシートより切り出される砥粒のうち隣接して切り出される砥粒間で、前記ダイヤモンドシートの一方の延在方向では、台形の脚が構成する傾斜面同士が対向するように、かつ前記一方の延在方向に直角な方向となる他方の延在方向では、前記台形の上底が構成する上底面同士および前記台形の下底が構成する下底面同士が対向するように切り出し線によって切出すことで、前記複数の超砥粒を同一高さの同一形状の台形平板状に切り出す超砥粒形成工程と、前記複数の台形平板状の超砥粒の前記下底面を前記ベースの前記外周面の異なる軸方向位置に位置決めして固定すると共に、前記複数の台形平板状の超砥粒の前記下底面を前記ベースの前記外周面の異なる周方向位置に位置決めして固定する超砥粒固定工程と、を備える。
また、総形ロータリドレッサの製造方法は、円板状に形成され、軸方向位置に応じて外径の異なる所定形状の外周面を有するベースと、複数の超砥粒を備え、前記ベースの外周面に配置される超砥粒層と、を備える総形ロータリドレッサの製造方法であって、平面状基材の表面にダイヤモンド厚み方向に均等に成長させ平板状のダイヤモンドシート形成するダイヤモンドシート形成工程と、前記ダイヤモンドシートより切り出される砥粒のうち隣接して形成される砥粒間で、前記ダイヤモンドシートの一方の延在方向では、台形の脚が構成する傾斜面同士が対向し、かつ前記一方の延在方向に直角な方向となる他方の延在方向では、前記台形が断面で現れる垂直面同士が対向するように切り出し線によって切出すことで、前記複数の超砥粒を同一高さの同一形状の台形平板状に切り出す超砥粒形成工程と、前記複数の台形平板状の超砥粒の前記台形の下底が構成する下底面を前記ベースの前記外周面の異なる軸方向位置に位置決めして固定すると共に、前記複数の台形平板状の超砥粒の前記下底面を前記ベースの前記外周面の異なる周方向位置に位置決めして固定する超砥粒固定工程と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
上記総形ロータリドレッサの製造方法は、以下の効果を奏する。総形ロータリドレッサの超砥粒層は、所定高さの所定形状の台形平板状に形成され複数の超砥粒を用いて形成される。つまり、複数の超砥粒の形状のばらつきが小さい。このようにして形成された超砥粒は、超砥粒の底面がベースの外周面に対向するように配置される。従って、超砥粒の先端高さが、高精度の所望の高さとなる。さらに、超砥粒の先端面の形状のばらつきが小さい。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】総形ロータリドレッサの軸方向断面図である。ただし、図1は、総形ロータリドレッサの中心軸より片側のみを示す。
図2A図1のA部分の第一例の拡大図を示す。
図2B図1のA部分の第二例の拡大図を示す。
図2C図1のA部分の第三例の拡大図を示す。
図2D図1のA部分の第四例の拡大図を示す。
図3】総形ロータリドレッサの製造方法を示すフローチャートである。
図4A図2A図2B図2Cに適用される超砥粒を生成するためのダイヤモンドシートの斜視図である。
図4B図2A図2B図2Cに適用される超砥粒を生成するための他のダイヤモンドシートの斜視図である。
図4C図2Dに適用される超砥粒を生成するためのダイヤモンドシートの斜視図である。
図5A図4A図4Bのダイヤモンドシートにより生成される超砥粒の拡大斜視図である。
図5B図4Cのダイヤモンドシートにより生成される超砥粒の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
総形ロータリドレッサ10は、図1に示すように、円板状に形成される。総形ロータリドレッサ10は、軸方向位置に応じて外径の異なる所定形状の外周面を有する。本実施形態においては、例えば、総形ロータリドレッサ10の外周面は、円弧凹状の軸方向断面形状を有する。
【0010】
例えば、総形ロータリドレッサ10が砥石車(図示せず)の外周面の形成に用いられる場合、総形ロータリドレッサ10の円弧凹状の部分により、砥石車の外周面は当該円弧凹状の転写形状、すなわち円弧凸状に形成される。
【0011】
総形ロータリドレッサ10は、ベース20と、超砥粒層30とを備える。ベース20は、円板状に形成される。ベース20は、軸方向位置に応じて外径の異なる所定形状の外周面を有する。ベース20の外周面の形状は、総形ロータリドレッサ10の外周面形状を縮径させた形状である。つまり、ベース20の外周面の軸方向断面形状は、総形ロータリドレッサ10の外周面の軸方向断面形状と同一形状である。本実施形態においては、ベース20の外周面は、円弧凹状の軸方向断面形状を有する。なお、ベース20の外周面は、円弧凹状の他にテーパ状などとすることもできる。ベース20は、金属により形成される。例えば、ベース20は、鉄を主成分とする材料により形成される。
【0012】
超砥粒層30は、ベース20の外周面に配置される。つまり、超砥粒層30は、ベース20の外周面の全周に亘って、且つ、ベース20の外周面の所定の軸方向幅の範囲に形成される。本実施形態においては、超砥粒層30は、ベース20の円弧凹状の断面形状の部分に配置される。超砥粒層30は、複数の超砥粒31を備える。複数の超砥粒31は、ベース20の外周面の異なる軸方向位置にそれぞれ配置されると共に、ベース20の外周面の異なる周方向位置にそれぞれ配置される。詳細には、超砥粒層30は、ベース20の外周面に複数の超砥粒31を一層並べて配置されることにより形成される。つまり、複数の超砥粒31の底面は、ベース20の外周面に対向するように配置される。これらの超砥粒31は、単結晶ダイヤモンド又は多結晶ダイヤモンドを用いる。
【0013】
第一例の超砥粒層30aは、図2Aに示すように、複数の超砥粒31aと、複数の超砥粒31aをベース20に接合する接合部32aとを備える。超砥粒31aは、台形平板状又は角錐台形状に切り出されて形成される。つまり、超砥粒31aは、先端面及び底面を有すると共に、底面が先端面より大きな先細形状に形成される。本実施形態においては、全ての超砥粒31aは、同一形状に形成される。
【0014】
接合部32aは、超砥粒31aの底面及び側面の一部とベース20とを接合する。超砥粒31aが台形平板状に形成される場合には、超砥粒31aは、超砥粒31aの平板の延在方向が総形ロータリドレッサ10の軸方向を向くように配置される。超砥粒31aの当該向きにより最適な研削状態を得ることができる場合に、超砥粒31aの当該向きを上記のように設定するとよい。また、接合部32aは、例えば、電着、焼結、ろう付け、メタルボンド、レジンボンド、及び、接着剤などである。接合部32aの種類に応じて、接合部32aの厚みは異なる。
【0015】
第二例の超砥粒層30bは、図2Bに示すように、第一例と同種の複数の超砥粒31aと、複数の超砥粒31aをベース20に接合する接合部32bとを備える。接合部32bは、超砥粒31aの底面とベース20とを接合する。接合部32bは、例えば、接着剤などである。第二例の超砥粒層30bにおける超砥粒31aは、第一例の超砥粒層30aと同様に、超砥粒31aの平板の延在方向が総形ロータリドレッサ10の軸方向を向くように配置される。
【0016】
第三例の超砥粒層30cは、図2Cに示すように、第一例と同種の複数の超砥粒31aと、複数の超砥粒31aをベース20に接合する接合部32cとを備える。接合部32cは、超砥粒31aの底面とベース20とを接合する。ただし、第三例の超砥粒層30cにおける超砥粒31aは、第一例の超砥粒層30aとは異なり、超砥粒31aの平板の延在方向が総形ロータリドレッサ10の周方向を向くように配置される。超砥粒31aの当該向きにより最適な研削状態を得ることができる場合に、超砥粒31aの当該向きを上記のように設定するとよい。
【0017】
第四例の超砥粒層30dは、図2Dに示すように、第一例とは異なる複数の超砥粒31dと、複数の超砥粒31dをベース20に接合する接合部32dとを備える。超砥粒31dは、柱形状、例えば角柱形状又は円柱形状に切り出されて形成される。つまり、超砥粒31dは、同一形状の先端面及び底面を有する。
【0018】
接合部32dは、図2A同様に、超砥粒31dの底面及び側面の一部とベース20とを接合する。接合部32dは、例えば、電着、焼結、ろう付け、メタルボンド、レジンボンド、及び、接着剤などである。接合部32dの種類に応じて、接合部32dの厚みは異なる。なお、超砥粒31dが平板柱状に形成される場合には、第一例と同様に、超砥粒31dは、超砥粒31dの平板の延在方向が総形ロータリドレッサ10の周方向を向くように配置されるようにしてもよいし、第三例と同様に、軸方向を向くように配置されるようにしてもよい。つまり、最適な研削状態となるように、超砥粒31dの向きが設定される。
【0019】
上述した総形ロータリドレッサ10の製造方法は、図3に示すように、まずダイヤモンドシート40a,40b,40cを形成する(ステップS1:ダイヤモンドシート形成工程)。ダイヤモンドシート40a,40b,40cは、図5A又は図5Bに示す。ダイヤモンドシート40a,40b,40cは、例えば、CVDにより平面状基材(図示せず)の上面に法線方向(図4A図4B図4Cの上方向)に成長して形成される。つまり、ダイヤモンドシート40a,40b,40cは、厚み方向に成長して形成される。この場合、ダイヤモンドシート40a,40b,40cは、多結晶ダイヤモンドとなる。なお、ダイヤモンドシート40a,40b,40cは、単結晶ダイヤモンドにより形成することもでき、さらにCVDの他に、PVDにより形成することもできる。
【0020】
続いて、図3に示すように、ダイヤモンドシート40a,40b,40cを切り出して、超砥粒31a,31dを形成する(ステップS2:超砥粒形成工程)。超砥粒31a,31dは、図4A図4Bのダイヤモンドシート40a,40b,40cの破線にて示す切り出し線により切断する。
【0021】
図4Aに示す切り出し線により切断することにより、図2A図2B図2Cに示す台形板状の超砥粒31aが形成される。このようにして形成される超砥粒31aは、図5Aに示す。図5Aに示すように、台形板状の超砥粒31aは、先端面51a及び底面52aを有する。また、全ての超砥粒31aの高さは、Haとなる。つまり、超砥粒31aの高さ方向が、ダイヤモンドシート40aにおけるダイヤモンドの成長方向に一致する。
【0022】
図4Bに示す切り出し線により切断することにより、図2A図2B図2Cに示す台形板状の超砥粒31a(図5Aに示す)が形成される。この場合、超砥粒31aの幅方向(図5Aの奥行き方向)が、ダイヤモンドシート40bにおけるダイヤモンドの成長方向に一致する。
【0023】
図4Cに示す切り出し線により切断することにより、図2Dに示す角柱形状の超砥粒31dが形成される。このようにして形成される超砥粒31dは、図5Bに示す。図5Bに示すように、角柱形状の超砥粒31dは、先端面51d及び底面52dを有する。また、全ての超砥粒31dの高さは、Hdとなる。つまり、超砥粒31dの高さ方向が、ダイヤモンドシート40cにおけるダイヤモンドの成長方向に一致する。もちろん、超砥粒31dの幅方向が、ダイヤモンドシート40cにおけるダイヤモンドの成長方向に一致するようにしてもよい。
【0024】
続いて、図3に示すように、形成された複数の超砥粒31a,31dをベース20の外周面の異なる軸方向位置に位置決めして固定すると共に、複数の超砥粒31a,31dをベース20の外周面の異なる周方向位置に位置決めして固定する(ステップS3:超砥粒固定工程)。例えば、電着により超砥粒31a,31dをベース20に固定する場合を例に挙げる。まず、図1に示すように、複数の超砥粒31a,31dのそれぞれを、ベース20の円弧凹状の軸方向断面形状の部分に、接着剤などにより仮固定する。この場合に用いられる接着剤は、例えば、エポキシ樹脂系接着剤及び銀ペーストなどにより形成される導電性接着剤である。
【0025】
仮固定した状態で、ベース20の表面にメッキ層を形成することにより、メッキ層が複数の超砥粒31a,31dをベース20に固定する。このようにして、図1に示すような総形ロータリドレッサ10が製造される。超砥粒31a,31dは、ベース20のいかなる軸方向位置においても超砥粒31a,31dの個数が一定となるようにする。このことは、ドレス抵抗を低減させると共に、偏摩耗を抑制して総形ロータリドレッサ10の形状精度を長期に維持することができる。
【0026】
以上より、総形ロータリドレッサ10は、円板状に形成され、軸方向位置に応じて外径の異なる所定形状の外周面を有するベース20と、複数の超砥粒31a,31dを備えベース20の外周面に配置される超砥粒層30と、を備える総形ロータリドレッサ10であって、複数の超砥粒31a,31dは、所定高さHa,Hdの所定形状に形成され、且つ、複数の超砥粒31a,31dの底面がベース20の外周面に対向するように、ベース20の外周面の異なる軸方向位置にそれぞれ配置されると共に、ベース20の外周面の異なる周方向位置にそれぞれ配置される。
【0027】
また、総形ロータリドレッサ10の製造方法は、複数の超砥粒31a,31dを所定高さHa,Hdの所定形状に形成する超砥粒形成工程(ステップS2)と、複数の超砥粒31a,31dをベース20の外周面の異なる軸方向位置に位置決めして固定すると共に、複数の超砥粒31a,31dをベース20の周面の異なる周方向位置に位置決めして固定する超砥粒固定工程(ステップS3)とを備える。
【0028】
上記総形ロータリドレッサ10及びその製造方法は、以下の効果を奏する。総形ロータリドレッサ10の超砥粒層30は、所定高さHa,Hdの所定形状に形成され複数の超砥粒31a,31dを用いて形成される。つまり、複数の超砥粒31a,31dの形状のばらつきが小さい。このようにして形成された超砥粒31a,31dは、超砥粒31a,31dの底面52a,52dがベース20の外周面に対向するように配置される。従って、超砥粒31a,31dの先端高さが、高精度の所望の高さとなる。さらに、超砥粒31a,31dの先端面の形状のばらつきが小さい。
【0029】
また、複数の超砥粒31a,31dの先端面は、同一形状に形成される。つまり、ダイヤモンドシート40a,40b,40cからの切り出しにおいて、超砥粒31a,31dの先端面が同一形状となるように行われる。従って、切れ味が安定する。
【0030】
また、複数の超砥粒31a,31dは、同一高さの所定形状に形成される。そのため、ベース20に固定された状態の超砥粒31a,31dの先端面位置は、ベース20の円弧凹状の外周面から超砥粒31a,31dの高さHa,Hbの分だけ法線方向にずらした位置となる。そこで、ベース20の円弧凹状の外周面を高精度に形成することにより、超砥粒31a,31dの先端面位置を高精度に位置決めすることができる。つまり、総形ロータリドレッサ10により被加工物の高精度な加工が実現できる。
【0031】
特に、複数の超砥粒31a,31dは、同一形状に形成される。この場合、複数の超砥粒31a,31dの高さが同一であると共に、先端面の形状が同一である。この場合、複数の超砥粒31a,31dはベース20のどの位置に配置されてもよく、複数の超砥粒31a,31dの位置決めが容易となる。
【0032】
複数の超砥粒31dは、図5Bに示すように柱形状に形成されるようにしてもよい。この場合、超砥粒31dが摩耗した場合に、超砥粒31dの先端面形状が変化しない。従って、切れ味が長期に亘り安定する。
【0033】
また、複数の超砥粒31aは、同一高さHaに形成され、底面52aが先端面51aより大きな先細形状に形成されるようにしてもよい。この場合、ベース20と超砥粒31aとの接合面が大きくなるため、接合部32a,32bにより超砥粒31aを保持する力が大きくなる。さらに、超砥粒31aの先端面が小さくなるため、切れ味が良好となる。
【符号の説明】
【0034】
10:総形ロータリドレッサ、 20:ベース、 30,30a,30b,30c,30d:超砥粒層、 31,31a,31d:超砥粒、 32a,32b:接合部、 40a,40b,40c:ダイヤモンドシート、 51a,51d:先端面、 52a,52d:底面
図1
図2A
図2B
図2C
図2D
図3
図4A
図4B
図4C
図5A
図5B