特開 2024-98587 ダイヤモンドドレッサの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024098587

(43)【公開日】2024-07-24

(54)【発明の名称】ダイヤモンドドレッサの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 53/12 20060101AFI20240717BHJP

   B24B 53/047 20060101ALI20240717BHJP

【ＦＩ】

B24B53/12 Z

B24B53/047

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023002159

(22)【出願日】2023-01-11

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-09-05

(71)【出願人】

【識別番号】523010786

【氏名又は名称】株式会社ツールテックス

(74)【代理人】

【識別番号】100195752

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 一正

(72)【発明者】

【氏名】森下 誠

(72)【発明者】

【氏名】北條 裕紀

【テーマコード（参考）】

3C047

【Ｆターム（参考）】

3C047BB04

3C047BB12

3C047EE04

3C047EE18

(57)【要約】

【課題】低コストで耐摩耗性の優れたダイヤモンドドレッサを実現することを課題とする。
【解決手段】
研削砥石を成形するダイヤモンドドレッサ１１であって、四角柱の単結晶ダイヤモンド１ａと、前記四角柱の単結晶ダイヤモンド１ａを取付ける台金７と、を備え、前記四角柱の単結晶ダイヤモンド１ａは、略結晶方位にある少なくともいずれかの頂部が前記天面１０と交差する側面方向に沿って切断された切断面２を有し、前記切断面２の端部が前記研削砥石Ｗに接する作用部５となるように前記台金７に取付けたことを特徴とするダイヤモンドドレッサ１１とした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

研削砥石を成形するダイヤモンドドレッサであって、
四角柱の単結晶ダイヤモンドと、
前記四角柱の単結晶ダイヤモンドを取付ける台金と、を備え、
前記四角柱の単結晶ダイヤモンドは、略結晶方位にある少なくともいずれかの頂部が前記天面と交差する側面方向に沿って切断された切断面を有し、前記切断面の端部が前記研削砥石に接する作用部となるように前記台金に取付けたことを特徴とするダイヤモンドドレッサ。

【請求項2】

前記四角柱の断面において、前記略結晶方位は断面における前記切断面を有する対角方向であることを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンドドレッサ。

【請求項3】

前記切断面と略直交する方向において前記四角柱の天面から側面に向かって斜面を有していることを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンドドレッサ。

【請求項4】

前記四角柱の天面から前記切断面の方向にテーパを有していることを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンドドレッサ。

【請求項5】

複数の前記四角柱の単結晶ダイヤモンドを前記台金に取付けたことを特徴とする請求項１－４のいずれかに記載のダイヤモンドドレッサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研削砥石を成形するためのダイヤモンドドレッサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

研削砥石を成形するダイヤモンドドレッサにおける人造ダイヤモンドの摩耗性向上が長年の課題となっている。

【0003】

特許文献１には、気相合成法により合成された柱状の多結晶ダイヤモンドを用いることで偏摩耗が発生しにくくした事例が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

特許文献１：特開２００１－３４１０７３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、特許文献１に記載のものにおいても、耐摩耗性が十分に確保されているとはいえないという問題があった。

【0006】

本発明は、上記問題点を解決して、耐摩耗性の優れたダイヤモンドドレッサを実現することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために本発明は、研削砥石を成形するダイヤモンドドレッサであって、
四角柱の単結晶ダイヤモンドと、
前記四角柱の単結晶ダイヤモンドを取付ける台金と、を備え、
前記四角柱の単結晶ダイヤモンドは、略結晶方位にある少なくともいずれかの頂部が前記天面と交差する側面方向に沿って切断された切断面を有し、前記切断面の端部が前記研削砥石に接する作用部となるように前記台金に取付けたことを特徴とするダイヤモンドドレッサを提供するものである。

【0008】

この構成により、四角柱の単結晶ダイヤモンドを使用することにより低コストかつ長寿命で、かつ略結晶方位の頂部に切断面を有することにより耐摩耗性の優れたダイヤモンドドレッサを実現することができる。これは、四角柱の単結晶ダイヤモンドを使用することで製造工程中の研磨工程の簡略化ができ、低コストであるとともに多結晶ダイヤモンドに比べて長寿命であるためである。また、略結晶方位の頂部に切断面を設けるとともに、切断面の２ヶ所の端部を研削砥石に作用する作用部とすることで、ダイヤモンドドレッサとしての耐摩耗性が向上する。

【0009】

ダイヤモンドドレッサであって、前記四角柱の断面において、結晶方位は断面における前記切断面を有する対角方向である構成としてもよい。

【0010】

この構成により、単結晶ダイヤモンドの略結晶方位で研削砥石を成形できるため耐摩耗性を向上することができる。

【0011】

ダイヤモンドドレッサであって、前記切断面と略直交する方向において前記四角柱の天面から側面に向かって斜面を有している構成としてもよい。

【0012】

この構成により、研削砥石の形状により、斜面の角度を選定することができる。

【0013】

ダイヤモンドドレッサであって、前記四角柱の天面から前記切断面の方向にテーパを有している構成としてもよい。

【0014】

この構成により、単結晶ダイヤモンドの欠けを防止して、摩耗性を向上することができる。

【0015】

ダイヤモンドドレッサであって、複数の前記四角柱の単結晶ダイヤモンドを前記台金に取付けた構成としてもよい。

【0016】

この構成により、研削砥石の円周面と側面とで接触する前記四角柱の単結晶ダイヤモンドを分けることができるため、トータルのコスト低減を図ることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明のダイヤモンドドレッサは、耐摩耗性の優れたダイヤモンドドレッサを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施例１における四角柱の単結晶ダイヤモンドを説明する図である。

【図2】本発明の実施例１におけるダイヤモンドドレッサを説明する図である。

【図3】本発明の実施例２におけるダイヤモンドドレッサを説明する図である。

【図4】本発明の実施例３におけるダイヤモンドドレッサを説明する図である。

【図5】本発明の実施例４におけるダイヤモンドドレッサを説明する図である。

【図6】本発明の実施例１におけるダイヤモンドドレッサの使用例を説明する正面図である。

【図7】本発明の実施例１におけるダイヤモンドドレッサの使用例を説明する側面図である。

【図8】本願発明におけるダイヤモンドドレッサの写真である。

【発明を実施するための形態】

【実施例0019】

本発明の実施例１におけるダイヤモンドドレッサについて、図１―図２、図６－図８を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１における四角柱の単結晶ダイヤモンドを説明する図である。図２は、本発明の実施例１におけるダイヤモンドドレッサを説明する図である。図６は、本発明の実施例１におけるダイヤモンドドレッサの使用例を説明する正面図である。図７は、本発明の実施例１におけるダイヤモンドドレッサの使用例を説明する側面図である。図８は、本願発明におけるダイヤモンドドレッサの写真であり、右側が実施例１におけるダイヤモンドドレッサ、左側が後述する実施例２におけるダイヤモンドドレッサである。

【0020】

実施例１におけるダイヤモンドドレッサ１１に用いられるダイヤモンドは１石であり、断面正方形で側面方向に長い直方体形状の単結晶ダイヤモンド１が用いられる。そして、結晶方位４にある２ヶ所の頂部を天面１０と交差する側面方向に沿って切断して切断面２を形成しているとともに、切断面２と略直交する方向において天面１０から側面方向に斜面３を有している。

【0021】

つまり、図１における（ａ）が材料の断面正方形の直方体の単結晶ダイヤモンド１を示しており、天面１０において対角方向に結晶方位４を有している。ダイヤモンドドレッサ１１におけるダイヤモンドは、材料の直方体の単結晶ダイヤモンド１を（ｂ）に示すように、結晶方位４にある２ヶ所の頂部を天面１０と交差する側面方向に沿ってレーザで切断して切断面２を形成している。また、（ｃ）のように、切断面２と略直交する方向、すなわち結晶方位４の方向において天面１０から側面方向に向かって斜面３を形成している。（ｄ）に示すものが後述する台金７に取付けられて、実施例１における２箇所の切断面２と斜面３が形成された四角柱の単結晶ダイヤモンド１ａとなる。そして、台金７に取付けられても切断面２と天面１０との交わる端部（実施例１においては４ヶ所）が露出し研削砥石を成形する場合に接する作用部５となる。
なお、結晶方位４が頂部からわずかにずれて、略結晶方位にある２ヶ所の頂部を天面１０と交差する側面方向に沿って切断して切断面２を形成してもよい。

【0022】

このように、略結晶方位４の頂部に切断面２を形成し、切断面２の端部２ヶ所を作用部とすることにより、頂部１ヶ所を作用部とする場合よりも耐摩耗性が向上できる。

【0023】

実施例１においては、四角柱の単結晶ダイヤモンド１ａが断面正方形の直方体の単結晶ダイヤモンド１としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、断面正方形でなくてもよく、長方形であっても菱形であってもよい。また、直方体でなくても立方体であってもよく、少なくとも四角柱であればよい。このように、四角柱の単結晶ダイヤモンドを使用することで、多結晶ダイヤモンドを使用する場合よりも長寿命を実現できる。

【0024】

また、実施例１においては、結晶方位４にある２ヶ所の頂部を天面１０と交差する側面方向に沿ってレーザで切断して切断面２を形成するようにしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、結晶方位４にある１ヶ所の頂部を天面１０と交差する側面方向に沿ってレーザで切断して切断面２を形成するようにしてもよい。また、レーザでの切断に替えて、研磨等により切断面２を形成するようにしてもよい。さらに、結晶方位４が頂部とわずかにずれた方向であっても略結晶方位にある頂部を切断して切断面２を形成してもよい。すなわち、略結晶方位にある少なくともいずれかの頂部が天面１０と交差する側面方向に沿って切断された切断面２を有するようにすればよい。

【0025】

台金７は鉄からなり、２箇所の切断面２と斜面３が形成された四角柱の単結晶ダイヤモンド１ａが図示しない焼結体を挟んで台金７に取付けられている。台金７の上部は長方形状に細くなっており、四角柱の単結晶ダイヤモンド１ａは図２（ｃ）に示すように、この長方形状の長手方向と直交するように切断面２が取り付けられることにより、作用部５が容易に研削砥石Ｗに接することができる。

【0026】

また、実施例１においては、天面１０から側面方向に向かって斜面３を有しているようにしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、斜面３を有していなくてもよく、また、斜面３の角度は、２０～８０°の範囲において、研削砥石の形状に応じて適切な角度を選択するようにしてもよい。

【0027】

（使用例）
図６、図７に実施例１におけるダイヤモンドドレッサ１１の使用例を示す。ダイヤモンドドレッサ１１は、研削砥石Ｗの円周面Ｗ１、側面Ｗ２、及び側面Ｗ３を成形する。回転する研削砥石Ｗの円周面Ｗ１に四角柱の単結晶ダイヤモンド１ａの一つの作用点５が接触して、図６に示すＺ方向に移動部２１により移動させて円周面Ｗ１全体を成形する。

【0028】

円周面Ｗ１の成形が終われば、図７に示すように、（ａ）の位置からＸ方向に移動して（ｂ）に示す位置にてＹ方向に移動しながら側面Ｗ２を成形する。このとき、側面Ｗ２には、四角柱の単結晶ダイヤモンド１ａの他の一つの作用点５が接触して成形することができる。

【0029】

側面Ｗ２の成形が終われば、図示しないが、側面Ｗ３の位置に四角柱の単結晶ダイヤモンド１ａが移動部２１により移動して、側面Ｗ３の成形を行う。これにより、研削砥石Ｗの円周面Ｗ１、側面Ｗ２、及び側面Ｗ３全ての成形を行うことができる。

【0030】

（比較試験）
従来品（単結晶ダイヤモンド使用）と本願発明品との比較試験を下記の条件に行い結果を得た。
・条件
切込み量 ０．０１５ｍｍ／パス
切込み階数 ２パス
研削砥石の送り速度 ３００ｍｍ／ｍｉｎ
研削砥石の周速 ４５ｍ／ｓｅｃ
研削液 水溶性オイル
研削砥石仕様 三井研削砥石製 ＣＳＡ砥石 ＣＳＡ６０Ｊ
直径φ４５５ｍｍ 厚み７５ｍｍ

・結果（耐摩耗性）
本願発明品 １回目 ２，８１０回
２回目 ２，６４０回
３回目 ２，７２０回
従来品 １回目 ９３０回
２回目 ８４０回
３回目 ９４０回

従来から、ダイヤモンドドレッサの耐摩耗性向上は大きな課題であったが、以上の結果のように、大きな成果をあげることができた。つまり、本願発明品が従来品に比べて約３倍の使用回数が可能であり、従来に比べて耐摩耗性の向上を実証することができた。
また、本発明品による研削砥石の成形後の表面粗さが従来品のＲｚ１．６からＲｚ１．２に向上したことも分かっている。

【0031】

このように、実施例１においては、研削砥石を成形するダイヤモンドドレッサであって、
四角柱の単結晶ダイヤモンドと、
前記四角柱の単結晶ダイヤモンドを取付ける台金と、を備え、
前記四角柱の単結晶ダイヤモンドは、略結晶方位にある少なくともいずれかの頂部が前記天面と交差する側面方向に沿って切断された切断面を有し、前記切断面の端部が前記研削砥石に接する作用部となるように前記台金に取付けたことを特徴とするダイヤモンドドレッサにより、四角柱の単結晶ダイヤモンドを使用することにより低コストかつ長寿命であり、かつ略結晶方位の頂部に切断面を有することにより耐摩耗性の優れたダイヤモンドドレッサを実現することができる。

【実施例0032】

本願発明の実施例２におけるダイヤモンドドレッサ１２は、四角柱の単結晶ダイヤモンド１ｂを２石有している点で実施例１と異なっている。図３を参照して実施例２におけるダイヤモンドドレッサ１２を説明する。図３は、本発明の実施例２におけるダイヤモンドドレッサを説明する図である。

【0033】

実施例２におけるダイヤモンドドレッサ１２の四角柱の単結晶ダイヤモンド１ｂは、断面正方形で側面方向に長い直方体形状の単結晶ダイヤモンド１である。そして、結晶方位４にある１ヶ所の頂部を天面と交差する長手方向である側面方向に沿って切断して切断面２を形成しているとともに、切断面２と略直交する方向において天面から斜面３を有している。そして、切断面２が台金８の上部の長方形状長手方向の外側を向くように２石の単結晶ダイヤモンド１ｂが天面１０及び切断面２の一部を露出して取付けられている。つまり、台金８の上部の長方形状長手方向の内側を向く方向には単結晶ダイヤモンド１ｂの切断面を有していない。これにより、単結晶ダイヤモンド１を切断するコストを節約できる。

【0034】

台金８は鉄からなり、１箇所の切断面２と斜面３が形成された２石の四角柱の単結晶ダイヤモンド１ｂが図示しない焼結体を挟んで台金８に取付けられている。研削砥石に接する作用部以外の部分へ焼結体を挟むことで高価なダイヤモンドの使用量を少なくできるため、さらなる低コストを実現できる。

【0035】

結晶方位４の頂部に切断面２を形成し、切断面２の端部２ヶ所を作用部５とすることにより、頂部１ヶ所を作用部とする場合よりも耐摩耗性を向上することできる。

【0036】

実施例２においては、四角柱の単結晶ダイヤモンド１ｂが断面正方形の直方体の単結晶ダイヤモンド１としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、断面正方形でなくてもよく、長方形であっても菱形であってもよい。また、直方体でなくても立方体であってもよく、四角柱であればよい。このように、単結晶ダイヤモンドを使用することで、多結晶ダイヤモンドを使用する場合よりも長寿命を実現できる。

【0037】

また、実施例２においては、結晶方位４にある１ヶ所の頂部を天面と交差する長手方向である側面方向に沿って切断して切断面２を形成するようにしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、結晶方位４からわずかにずれた略結晶方位にある対角２ヶ所の頂部を天面と交差する長手方向である側面方向に沿って切断して切断面２を形成するようにしてもよい。

【0038】

実施例２におけるダイヤモンドドレッサ１２は、２石の四角柱の単結晶ダイヤモンド１ｂが台金８の外側のそれぞれ２ヶ所に作用部５が存在し、合計４ヶ所の作用部５で研削砥石Ｗを成形する。

【0039】

また、実施例２においては、天面から切断面２と略直交する方向において斜面３を有しているようにしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、斜面３を有していなくてもよく、また、斜面３の角度は、２０～８０°の範囲において、研削砥石の形状に応じて適切な角度を選択するようにしてもよい。

【0040】

なお、実施例２においては、２石の四角柱の単結晶ダイヤモンドを用いる構成としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、３石以上の複数の四角柱の単結晶ダイヤモンドを用いる構成してもよい。

【0041】

このように、実施例２においても、研削砥石を成形するダイヤモンドドレッサであって、
四角柱の単結晶ダイヤモンドと、
前記四角柱の単結晶ダイヤモンドを取付ける台金と、を備え、
前記四角柱の単結晶ダイヤモンドは、略結晶方位にある少なくともいずれかの頂部が前記天面と交差する側面方向に沿って切断された切断面を有し、前記切断面の端部が前記研削砥石に接する作用部となるように前記台金に取付けたことを特徴とするダイヤモンドドレッサにより、四角柱の単結晶ダイヤモンドを使用することにより低コストかつ長寿命であり、かつ略結晶方位の頂部に切断面を有することにより耐摩耗性の優れたダイヤモンドドレッサを実現することができる。