JP2003326464A - 切断用ホイール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの加工精度を向上させる。 【解決手段】 円柱形状をなす台金２の外周に、金属結
合相３内にダイヤモンドやｃＢＮ等の超砥粒を分散配置
してなる砥粒層３を全周にわたって形成する。砥粒層３
には、周面全周にわたる凹部６と、凹部６によって台金
２の軸線Ｏ方向に隔てられて外周部がワークの切削に供
される複数のフランジ状凸部７とを形成する。砥粒層３
を、台金２上に形成される内周層８と、内周層８上に形
成されてこの内周層８に分散される超砥粒よりも平均粒
径の大きい超砥粒が分散されてなる外周層９とによって
構成する。各フランジ状凸部７において、内周層８は、
外周層９よりも前記軸線Ｏ方向の両側に張り出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子材料や
半導体製品等の微小な部品の高精度な切断加工や溝入れ
加工に用いられる切断用ホイールに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような部品としては、ハードディス
クのヘッドとして用いられるＧＭＲヘッド等がある。こ
のＧＭＲヘッドは、例えば縦１．２ｍｍ、横０．９ｍ
ｍ、厚さ０．３ｍｍ程度のごく微小な部品である。この
ような微小な部品は、まず複数の部品を一体の基板とし
て製作して、その後切断用ホイールによって基板のまま
各部品にまとめて溝入れ加工を施したり、基板を個々の
部品に切り分けている。この加工に用いられる切断用ホ
イールとしては、円柱形状をなす工具本体の外周に、略
薄板リング状の砥石を、互いの間にスペーサを挟み込ん
で工具本体の軸線方向に複数枚設けたものがある。この
ように複数の砥石を設けた切断用ホイールを用いること
で、基板の複数箇所で切断加工または溝入れ加工を同時
に行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような切
断用ホイールでは、複数の砥石及びスペーサを用いてい
るため、これら各部材の厚みのばらつき及び各部材の組
み付け精度のばらつきが累積して、組み上がりの砥石の
位置、すなわちワークの切断位置に影響する。このた
め、この切断用ホイールでは、ワークの加工精度の確保
が困難である。また、この切断用ホイールでは、各部材
間の隙間を完全に無くすことは困難なので、使用を続け
るうちにワークの加工精度が低下しやすい。さらに、近
年、ワークである基板はますます小型化されており、こ
れに伴い、基板の加工に供する切断用ホイールについて
も、より薄い砥石で正確な加工を行うという要求が強ま
っている。特に、ＧＭＲヘッドのスライダーの加工にお
いては、切断に用いる砥石の厚さが１００μｍ以下とな
ってきている。このような寸法では、砥石の厚みのばら
つきが相対的に大きくなるので、切断用ホイールの形状
精度を維持することが一層困難である。また、ワークの
切断ピッチも狭くなってきているため、砥石間にスペー
サを入れることが困難である。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、加工精度が良い切断用ホイール及びその製造
方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる切断用ホ
イールは、円柱形状をなす台金の外周に、砥粒を金属結
合相中に分散配置してなる砥粒層が全周にわたって形成
される切断用ホイールであって、前記砥粒層には、周面
全周にわたる凹部と、該凹部によって前記台金の軸線方
向に隔てられて外周部がワークの切削に供される複数の
フランジ状凸部とが形成されていることを特徴としてい
る。

【０００６】このように構成される切断用ホイールで
は、円柱形状をなす台金の外周に形成される砥粒層に、
凹部によって台金の軸線方向に隔てられる複数のフラン
ジ状凸部が形成されている。ワークの切削に作用する複
数のフランジ状凸部は、台金に設けられる砥粒層に一体
的に形成されているので、フランジ状凸部の位置精度を
高精度とすることができ、また、使用を続けることによ
るフランジ状凸部の位置のずれが生じない。ここで、砥
粒としては、例えばダイヤモンドやｃＢＮ等の超砥粒が
用いられる。

【０００７】ここで、ワークから切り出される部品が例
えばハードディスクのヘッドである場合、何らかの理由
でヘッドから破片が脱落した際に、この破片によってハ
ードディスクの記録面が損傷してしまう恐れがあるの
で、部品の切断面をバリやクラック等のない鏡面に加工
することが望まれている。従来は、ワークの切断と切断
面の鏡面加工を同時に行うため、砥粒を細かくした切断
用ホイールを用いてワークの切断を行っていた。しか
し、このように砥粒を細かくすると切断用ホイールの切
れ味が不良となるため、ワークに割れや加工による変質
等のダメージを与えてしまったり、ワークの加工精度が
低下してしまうという不都合があった。また、切れ味を
重視して、砥粒を粗くした切断用ホイールを用いた場合
には、ワークにチッピングやクラック等が発生しやす
く、切断面をさらに二次加工して補正する必要があっ
た。

【０００８】そこで、本発明にかかる切断用ホイールに
おいて、砥粒層は、台金上に形成されて仕上げ用砥粒が
分散される内周層と、内周層上に形成されて仕上げ用砥
粒よりも平均粒径の大きい粗加工用砥粒が分散される外
周層とを有し、凹部の深さＧは外周層の厚みＴを超える
深さとされ、各フランジ状凸部において、内周層は、外
周層よりも軸線方向の両側に張り出している構成として
もよい。この構成では、ワークの切削に供されるフラン
ジ状凸部のうち、重切削を強いられる外周部（特に外周
部の中央部）には、平均粒径の大きい（すなわち粗い）
粗加工用砥粒が分散される外周層が形成されているの
で、切れ味が確保される。そして、内周層は、外周層よ
りも台金の軸線方向の両側に張り出しているので、外周
層による切断面は、より平均粒径の小さい（すなわち細
かい）仕上げ用砥粒が分散される内周層によって仕上げ
切削される。すなわち、この切断用ホイールでは、一度
の切削加工でワークに粗加工と仕上げ加工との両方が施
される。

【０００９】また、本発明にかかる切断用ホイールにお
いて、砥粒層は、前記凹部及び前記フランジ状凸部が形
成されて粗加工用砥粒が分散される砥粒層本体と、砥粒
層本体のフランジ状凸部の側面に設けられて粗加工用砥
粒よりも平均粒径の小さい仕上げ用砥粒が分散される側
面砥粒層とを有している構成としてもよい。この構成で
は、ワークの切削に供されるフランジ状凸部のうち、重
切削を強いられる外周部の中央部には、平均粒径の大き
い粗加工用砥粒が分散された砥粒層本体が露出している
ので、切れ味が確保される。そして、フランジ状凸部の
側面には、より平均粒径の小さい仕上げ用砥粒が分散さ
れた側面砥粒層が形成されているので、ワークの切断面
が側面砥粒層によって仕上げ切削される。すなわち、こ
の切断用ホイールにおいても、一度の切削加工でワーク
に粗加工と仕上げ加工との両方が施される。

【００１０】また、このように構成される切断用ホイー
ルにおいては、仕上げ用砥粒の平均粒径Ｄ１が２５μｍ
よりも大きいと、ワークにチッピングやクラック等が生
じやすくなり、切断面の仕上がりが悪くなってしまう。
また、平均粒径Ｄ１が１．６μｍよりも小さいと、切れ
味が不良であるため、ワークにダメージを与えたり、加
工精度が低下してしまう。一方、粗加工用砥粒の平均粒
径Ｄ２が５０μｍよりも大きいと、ワークに大きなチッ
ピングやクラック等が生じやすくなり、その後の内周層
による切断面の仕上げに大きな負担が生じることとな
る。また、平均粒径Ｄ２が５μｍよりも小さいと、切れ
味が不良であるため、ワークにダメージを与えたり、加
工精度が低下してしまう。このため、本発明にかかる切
断用ホイールにおいては、仕上げ用砥粒の平均粒径Ｄ１
は２５μｍ〜１．６μｍの範囲内とし、粗加工用砥粒の
平均粒径Ｄ２は、５０μｍ〜５μｍの範囲内とすること
が好ましい。

【００１１】また、このように構成される切断用ホイー
ルにおいては、粗加工用砥粒の平均粒径Ｄ２が、仕上げ
用砥粒の平均粒径Ｄ１の１．３倍よりも小さいと、内周
層と外周層の双方の効果（または砥粒層本体と側面砥粒
層の双方の効果）が小さくなってしまう。一方、平均粒
径Ｄ２が平均粒径Ｄ１の３倍よりも大きいと、ワークに
クラックやチッピングが発生し、その後の内周層（また
は側面砥粒層）による切削によってもクラックやチッピ
ングが除去できなくなってしまう。このため、粗加工用
砥粒の平均粒径Ｄ２は、仕上げ用砥粒の平均粒径Ｄ１の
１．３倍〜３倍の範囲内とすることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】〔第一の実施の形態〕以下より、
本発明の第一の実施の形態にかかる切断用ホイールにつ
いて、図１から図３を用いて説明する。図１は本実施形
態にかかる切断用ホイールを示す図であって、（ａ）は
平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図２は本
実施形態にかかる切断用ホイールの製造工程を概略的に
示す図、図３は本実施形態にかかる切断用ホイールによ
るワークの切断の様子を概略的に示す図である。本実施
の形態にかかる切断用ホイール１は、円柱形状をなす台
金２の外周に、砥粒層３が全周にわたって形成されるも
のである。台金２としては、例えばＳ４５Ｃ等の鋼材が
用いられ、砥粒層３は、金属結合相内に、人工または天
然ダイヤモンドやｃＢＮ等の超砥粒を分散配置して形成
されるものである。

【００１３】砥粒層３には、周面全周にわたる凹部６
と、凹部６によって台金２の軸線Ｏ方向に隔てられて外
周部がワークの切削に供される複数のフランジ状凸部７
とが形成されている。フランジ状凸部７は、砥粒層３に
おいて台金２の軸線Ｏに略直交させて形成されている。
ここで、一つのワークから得られる部品の数を多くする
ために、ワークの切断代は極力小さくすることが望まし
い。このため、フランジ状凸部の前記軸線方向の幅Ｗ１
は、０．３ｍｍ以内とすることが好ましい。また、本実
施の形態では、凹部６の軸線Ｏ方向の幅Ｗ２は、ワーク
から切り出される部材の幅の二倍としている。ここで、
図１（ｂ）は砥粒層３の概略形状を示すためのものであ
って、各部の正確な寸法比を示すものではない。

【００１４】砥粒層３は、台金２上に形成されて仕上げ
用砥粒が分散される内周層８と、内周層８上に形成され
て仕上げ用砥粒よりも平均粒径の大きい粗加工用砥粒が
分散されてなる外周層９とを有している。ここで、凹部
６の深さＧは、外周層９の厚みＴを超える深さとされて
いる。内周層８及び外周層９は、例えば超砥粒が分散さ
れたメタル焼結体によって構成される他、めっき等によ
って超砥粒が分散された状態で形成されるＮｉ（ニッケ
ル）、Ｃｕ（銅）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｒ（クロム）
等の金属層、またはこれらの合金からなる金属層によっ
て構成されてもよい。

【００１５】また、各フランジ状凸部７において、内周
層８は、外周層９よりも前記軸線Ｏ方向の両側に張り出
している。本実施の形態では、フランジ状凸部７は、外
周層９の外周面から内周部８の外周部にかけて、径方向
内側に向かうにつれて漸次軸線Ｏ方向の幅が広げられる
テーパー形状に形成している。ここで、フランジ状凸部
７の側面において、テーパー形状とされる部分よりも径
方向内側の部分は、軸線Ｏに略垂直に交差する平面とさ
れている。

【００１６】内周層８に分散される仕上げ用砥粒の平均
粒径Ｄ１は２５μｍ〜１．６μｍの範囲内とされ、外周
層９に分散される粗加工用砥粒の平均粒径Ｄ２は、５０
μｍ〜５μｍの範囲内とされている。また、粗加工砥粒
の平均粒径Ｄ２は、仕上げ用砥粒の平均粒径Ｄ１の１．
３倍〜３倍の範囲内とされている。本実施の形態では、
粗加工用砥粒の平均粒径Ｄ２は１１μｍとされており、
仕上げ用砥粒の平均粒径Ｄ１は７μｍとされている。

【００１７】以下より、このように構成される切断用ホ
イール１の製造工程について説明する。

【００１８】〔内周層形成工程〕まず、台金２の外周
に、砥粒層３を構成する内周層８を形成する。本実施の
形態では、内周層８は、仕上げ用砥粒が分散されたメタ
ル焼結体によって構成している。このような内周層８
は、台金２の外周に、Ｃｕ−Ｓｎ系のメタル焼結体原料
をマトリックスとして平均粒径Ｄ１の超砥粒を分散させ
てこれを焼結することによって形成される。

【００１９】〔外周層形成工程〕次に、内周層８の外周
に、砥粒層３を構成する外周層９を形成する。本実施の
形態では、内周層８の外周にめっき処理によって粗加工
用砥粒が分散されたニッケルまたはニッケル基合金層を
形成し、これを外周層９としている。このような外周層
９は、例えば図２に概略的に示す砥粒層製造装置１０を
用いて製造される。砥粒層製造装置１０は、攪拌機が配
設されためっき槽１１を有している。めっき槽１１内に
は、めっき槽１１の内面から離間させ、かつ電源の陰極
が接続された状態で、内周層８が形成された台金２が設
置される。めっき槽１１中には、台金２の内周層８の外
周面と対向させてニッケル製の陽極板１２が配置されて
いる。

【００２０】外周層９を形成する際には、めっき槽１１
に、めっき液として、超砥粒であるダイヤモンド粉末
（平均粒径はＤ２）が分散されためっき液Ｍを入れ、め
っき液Ｍを攪拌機によって攪拌しながら通電する。台金
２の表面及び内周層８の外周面を除く他の表面にはマス
キングが施されており、内周層８の外周面にのみ、超砥
粒を含む所定の厚さの砥粒層を析出させて、この砥粒層
を外周層９とする。

【００２１】〔砥粒層整形工程〕次に、上記の工程で得
られた砥粒層３に整形を施して、凹部６とフランジ状凸
部７を形成する。凹部６は、例えば型彫り放電加工機や
ワイヤ放電加工機等の放電加工機によって砥粒層３の外
周部の一部を除去することによって形成される。このよ
うにして砥粒層３の外周部に凹部６を形成することで、
砥粒層３において凹部６によって台金２の軸線Ｏ方向に
隔てられる部分が、フランジ状凸部７をなす。また、こ
の砥粒層整形工程では、凹部６の形成に加えて、さらに
フランジ状凸部７の外周部の整形も行う。すなわち、フ
ランジ状凸部７を、外周層９の外周面から内周部８の外
周部にかけて、径方向内側に向かうにつれて漸次軸線Ｏ
方向の幅が広げられるテーパー形状に形成する。このよ
うにして砥粒層３の整形を行うことで、本発明にかかる
切断用ホイール１を得る。

【００２２】この切断用ホイール１は、台金２を図示し
ない駆動軸に対して同軸にして固定し、この状態で駆動
軸の軸線まわりに回転駆動させ、砥粒層３のフランジ状
凸部７の外周部でワークを切断（研削）加工する。この
切断用ホイール１においては、フランジ状凸部７のう
ち、まず外周部によってワークＷの切削が行われる。こ
のように重切削を強いられる外周部（特に外周部の中央
部）には、平均粒径の大きい（粗い）粗加工用砥粒が分
散される外周層９が形成されているので、切れ味が確保
される。このとき、ワークＷには若干のチッピングが生
じてもよい。

【００２３】そして、内周層８は、外周層９よりも軸線
Ｏ方向の両側に張り出しているので、図３に示すよう
に、切り込み量が大きくなるにつれて、または切断用ホ
イール１が送り方向に移動するにつれて、外周層９によ
る切断面は、より平均粒径の小さい（細かい）仕上げ用
砥粒が分散される内周層８によって仕上げ切削される。
このとき、外周層９の切削によってワークＷにチッピン
グが生じていても、外周層９によって切削が行われた領
域は内周層８による切削によって除去されて、鏡面に仕
上げられる。すなわち、この切断用ホイール１によれ
ば、一度の切削加工で粗加工と仕上げ加工の両方が行わ
れる。ここで、この切断加工の際に、ワークＷの切断面
全体を内周層８によって鏡面に仕上げるため、切断用ホ
イール１のワークＷに対する切り込み深さは、少なくと
もフランジ状凸部７の側面において軸線Ｏに垂直な部分
がワークＷの裏面側まで達する深さに設定される。

【００２４】ここで、凹部６の軸線Ｏ方向の幅Ｗ２、す
なわちワークの切断に作用するフランジ状凸部７間の距
離がワークの切断に作用する部材の幅と同一とすると、
ワークを切断した際にフランジ状凸部７間に部材を挟み
込んでしまう恐れがある。このため、本実施の形態で
は、凹部６の軸線Ｏ方向の幅Ｗ２は、ワークから切り出
される部材の幅の二倍としている。この場合には、まず
一度目の切断加工では、互いに凹部６によって隔てられ
る各フランジ状凸部７によって、ワークにおいて切断す
べきラインを一本おきに切断する。そして、二度目の切
断加工では、各フランジ状凸部７によって、切断すべき
ラインのうち、一度目の切断加工で切断したラインから
一本ずれたラインを切断する。これによって、フランジ
状凸部７間に部材を挟み込んでしまうことなく、ワーク
から部材を所望の幅で切り出すことができる。

【００２５】このように構成される切断用ホイール１に
よれば、ワークの切削に作用する複数のフランジ状凸部
７は、台金２に設けられる砥粒層３に一体的に形成され
ているので、フランジ状凸部７の位置精度を高精度とす
ることができ、また、使用を続けることによるフランジ
状凸部７の位置のずれが生じない。このように、本実施
の形態にかかる切断用ホイール１によれば、加工精度を
良好にすることができる。

【００２６】さらに、この切断用ホイール１では、ワー
クの切削に供されるフランジ状凸部７のうち、重切削を
強いられる外周部（特に外周部の中央部）に平均粒径の
大きい粗加工用砥粒が用いられる外周層９が形成されて
いるので、切れ味が確保される。そして、内周層８は、
外周層９よりも台金２の軸線Ｏ方向の両側に張り出して
いるので、外周層９による切断面は、より平均粒径の小
さい仕上げ用砥粒が用いられる内周層８によって仕上げ
切削される。すなわち、この切断用ホイール１では、一
度の切削加工でワークに粗加工と仕上げ加工との両方が
施されるので、一度の切削加工で、切断面をバリ等のな
い鏡面に加工することが可能となり、加工精度と切削加
工の効率とを双方とも向上させることができる。

【００２７】なお、上記第一の実施形態において、フラ
ンジ状凸部７を、外周層９の外周面から内周部８の外周
部にかけて、径方向内側に向かうにつれて漸次軸線Ｏ方
向の幅が広げられるテーパー形状に形成した例を示した
が、これに限らず、フランジ状凸部７の形状は、各フラ
ンジ状凸部７において、内周層８が外周層９よりも前記
軸線Ｏ方向の両側に張り出している形状とされていれば
よい。例えば、フランジ状凸部７は、図４（ａ）に示す
ように、内周層８及び外周層９を四角形断面形状に形成
してもよく、また図４（ｂ）に示すように、内周層８の
外周部も含めた外周層９の表面を曲面状に形成してもよ
い。

【００２８】〔第二の実施の形態〕以下より、本発明の
第二の実施の形態にかかる切断用ホイールについて、図
５から図７を用いて説明する。図５は本実施形態にかか
る切断用ホイールを示す断面図、図６は本実施形態にか
かる切断用ホイールの製造工程を概略的に示す図、図７
は本実施形態にかかる切断用ホイールによるワークの切
断の様子を概略的に示す図である。本実施の形態にかか
る切断用ホイール２１は、第一の実施の形態に示す切断
用ホイール１と同様に、円柱形状をなす台金２の外周
に、凹部６及びフランジ状凸部７が形成される砥粒層３
が全周にわたって形成されるものであって、砥粒層３を
内周層８及び外周層９によって構成する代わりに、砥粒
層基部２２及び側面砥粒層２３によって構成したもので
ある。

【００２９】本実施の形態において砥粒層３を構成する
砥粒層本体２２は、前記粗加工用砥粒が分散されるもの
であって、その外周には、凹部６及びフランジ状凸部７
が形成されている。また、本実施の形態において砥粒層
３を構成する側面砥粒層２３は、砥粒層本体２２のフラ
ンジ状凸部７の側面に形成されるものであって、前記仕
上げ用砥粒が分散されている。ここで、砥粒層本体２２
及び側面砥粒層２３は、例えば超砥粒が分散されたメタ
ル焼結体によって構成される他、めっき等によって超砥
粒が分散された状態で形成されるＮｉ（ニッケル）、Ｃ
ｕ（銅）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｒ（クロム）等の金属
層、またはこれらの合金からなる金属層によって構成さ
れてもよい。この切断用ホイール２１において、フラン
ジ状凸部７の外周部の形状は任意である。本実施の形態
では、フランジ状凸部７の外周部は、断面視略四角形状
としている。

【００３０】以下より、このように構成される切断用ホ
イール２１の製造工程について説明する。

【００３１】〔砥粒層本体形成工程〕まず、台金２の外
周に、砥粒層３を構成する砥粒層本体２２を形成する。
本実施の形態では、砥粒層本体２２は、超砥粒が分散さ
れたメタル焼結体によって構成している。

【００３２】〔砥粒層本体整形工程〕次に、上記の工程
で得られた砥粒層本体２２に整形を施して、図６（ａ）
に示すように、凹部６とフランジ状凸部７を形成する。
凹部６は、例えば型彫り放電加工機やワイヤ放電加工機
等の放電加工機によって砥粒層本体２２の外周部の一部
を除去することによって形成される。このようにして砥
粒層本体２２の外周部に凹部６を形成することで、砥粒
層本体２２において凹部６によって台金２の軸線Ｏ方向
に隔てられる部分が、フランジ状凸部７をなす。

【００３３】〔側面砥粒層形成工程〕次に、図６（ｂ）
に示すように、砥粒層本体２２においてフランジ状凸部
７の側面に、砥粒層３を構成する側面砥粒層２３を形成
する。本実施の形態では、砥粒層本体２２の外周にめっ
き処理によって仕上げ用砥粒が分散されたニッケルまた
はニッケル基合金層Ｎを形成し、このうちフランジ状凸
部７の側面に形成される部分を側面砥粒層２３としてい
る。このような側面砥粒層２３は、第一の実施の形態に
おいて切断用ホイール１の外周層を形成する際と同様
に、図２に示す砥粒層製造装置１０を用いて、砥粒層本
体２２の外周にめっき処理を施すことによって製造され
る。ここで、フランジ状凸部７の外周面にニッケルまた
はニッケル基合金層Ｎが形成されないよう、フランジ状
凸部７の外周面にマスクを施した状態でこのめっき処理
を行ってもよい。

【００３４】そして、図６（ｃ）に示すように、砥粒層
本体２２の外周に形成したニッケルまたはニッケル基合
金層Ｎのうち、フランジ状凸部７の外周面に位置する部
分を研磨等によって除去してフランジ状凸部７の外周部
で砥粒層本体２２を露出させることで、本発明にかかる
切断用ホイール２１を得る。ここで、めっき処理の際に
フランジ状凸部７の外周面にマスクを施していた場合に
は、フランジ状凸部７の外周面にはニッケルまたはニッ
ケル基合金層Ｎは形成されないので、めっき処理後にニ
ッケルまたはニッケル基合金層Ｎを除去する作業は不要
であり、めっき処理後に前記マスクを除去することで、
フランジ状凸部７の外周部で砥粒層本体２２が露出され
た切断用ホイール２１を得る。

【００３５】この切断用ホイール２１は、台金２を図示
しない駆動軸に対して同軸にして固定し、この状態で駆
動軸の軸線まわりに回転駆動させ、砥粒層３のフランジ
状凸部７の外周部でワークを切断（研削）加工する。こ
の切断用ホイール２１においては、フランジ状凸部７の
うち、まず外周部によってワークＷの切削が行われる。
このように重切削を強いられる外周部の中央部には、平
均粒径の大きい粗加工用砥粒が用いられる砥粒層本体２
２が露出されており、この荒切削用砥粒がワークの切削
に作用するので、切れ味が確保される。

【００３６】そして、図７に示すように、フランジ状凸
部７の側面には、砥粒層本体２２よりも平均粒径の小さ
い側面砥粒層２３が形成されているので、ワークＷの切
断面は、より細かい超砥粒が用いられる側面砥粒層２３
によって仕上げ切削される。このとき、ワークＷにおい
て砥粒層本体２２によって切削される領域にチッピング
が生じていても、ワークＷの切断面は側面砥粒層２３に
よる仕上げ切削によって、鏡面に仕上げられる。すなわ
ち、この切断用ホイール２１によれば、一度の切削加工
で粗加工と仕上げ加工の両方が行われる。

【００３７】また、本実施の形態では、フランジ状凸部
７の側面に設けられる側面砥粒層２３を、超砥粒が分散
されるニッケルまたはニッケル基合金からなる金属結合
相によって形成している。この金属結合相からなる側面
砥粒層２３は硬度が高く、磨耗が進行しにくいので、フ
ランジ状凸部７の形状を長期にわたって維持することが
でき、寿命を向上させることができる。また、この金属
結合相は剛性が高いので、フランジ状凸部７はこの金属
結合相からなる側面砥粒層２３により補強されることと
なって、ワークＷの切削の際に応力を受けてもフランジ
状凸部７にたわみや変形が生じにくくなり、ワークＷの
切断精度が向上するとともに、フランジ状凸部７の折損
等が生じにくくなる。

【００３８】ここで、上記各実施の形態に示す切断用ホ
イールにおいて、ワークの仕上げ切削に供される内周層
８または側面砥粒層２３に分散される仕上げ用砥粒の平
均粒径Ｄ１が２５μｍよりも大きいと、ワークにチッピ
ングやクラック等が生じやすくなり、切断面の仕上がり
が悪くなってしまう。また、平均粒径Ｄ１が１．６μｍ
よりも小さいと、切れ味が不良であるため、ワークにダ
メージを与えたり、加工精度が低下してしまう。一方、
ワークの粗加工に供される外周層９または砥粒層本体２
１に分散される粗加工用砥粒の平均粒径Ｄ２が５０μｍ
よりも大きいと、ワークに大きなチッピングやクラック
等が生じやすくなり、その後の内周層８または側面砥粒
層２３による切断面の仕上げに大きな負担が生じること
となる。また、平均粒径Ｄ２が５μｍよりも小さいと、
切れ味が不良であるため、ワークにダメージを与えた
り、加工精度が低下してしまう。このため、本発明にか
かる切断用ホイールにおいては、仕上げ用砥粒の平均粒
径Ｄ１は２５μｍ〜１．６μｍの範囲内とし、粗加工用
砥粒の平均粒径Ｄ２は、５０μｍ〜５μｍの範囲内とす
ることが好ましい。

【００３９】また、外周層９または砥粒層本体２２に分
散される超砥粒の平均粒径Ｄ２が、内周層８または側面
砥粒層２３に分散される超砥粒の平均粒径Ｄ１の１．３
倍よりも小さいと、これらの粒径の差が小さくなりすぎ
て、内周層８と外周層９との間、または砥粒層本体２２
と側面砥粒層２３との間で分散される超砥粒の粒径を変
えたことによる効果が小さくなってしまう。一方、平均
粒径Ｄ２が平均粒径Ｄ１の３倍よりも大きいと、ワーク
にクラックやチッピングが発生し、その後の内周層８や
側面砥粒層２３による切削によってもクラックやチッピ
ングが除去できなくなってしまう。このため、外周層９
または砥粒層本体２２に分散される超砥粒の平均粒径Ｄ
２は、内周層８または側面砥粒層２３に分散される超砥
粒の平均粒径Ｄ１の１．３倍〜３倍の範囲内とすること
が好ましい。

【００４０】また、上記各実施の形態では、砥粒層３の
内周層８や砥粒層本体２２を、超砥粒が分散されたメタ
ル焼結体によって構成し、外周層９や側面砥粒層２３
を、超砥粒が分散された状態で形成される金属層または
合金層をめっき処理によって形成した例を示したが、こ
れに限られることなく、内周層８や砥粒層本体２２をめ
っき処理によって形成してもよく、また外周層９や側面
砥粒層２３をメタル焼結体やレジン焼結体によって構成
してもよい。

【００４１】

【実施例】次に、本発明の切断用ホイール（以下本発明
とする）と、性能の比較のために本発明において砥粒層
３を単層構造とした切断用ホイール（以下、比較例とす
る）とを用意し、これら切断用ホイールのそれぞれにつ
いて、ワークの切削試験を行い、ワークの切断面の状態
の比較と、その寿命とを比較した。

【００４２】〔第一実施例〕本実施例では、本発明の切
断用ホイールとして、第一の実施の形態で示すように、
砥粒層３を、内周層８と外周層９とによって構成したも
のを用いている（以下、この切断用ホイールを本発明１
とする）。本発明１及び比較例１、２は、いずれも台金
２として、内径４０ｍｍ、外径６５ｍｍ、幅１２ｍｍの
Ｓ４５Ｃ材を用いている。本発明１は、この台金２の外
周に、砥粒層３を構成する内周層８を形成している。内
周層８を形成した時点での砥粒層３の外径は７４．７ｍ
ｍとした。ここでは、内周層８は、Ｃｕ−Ｓｎ系のメタ
ル焼結体原料中に平均粒径４．５μｍのダイヤモンド粒
を２５ｖｏｌ％の割合で分散したものを焼結してなる構
成としている。そして、この内周層８の外周面に、外径
が７５ｍｍとなるように、平均粒径８．２μｍのダイヤ
モンド粒を分散した金属結合相をめっき処理によって形
成し、外周層９とした。すなわち、外周層９の厚みは
０．１５ｍｍである。ここで、外周層９を形成するめっ
き処理では、めっき液としてスルファミン酸Ｎｉ液を用
い、３Ａの電流で５時間のダイヤモンド分散めっき処理
を行った。さらに、型彫り放電加工機やワイヤー放電加
工機によって砥粒層３に凹部６を形成して、台金２の軸
線Ｏ方向に離間される５つのフランジ状凸部７を形成し
た。ここで、フランジ状凸部７の幅は、０．２ｍｍとし
た。

【００４３】また、比較例１として、台金２の表面に、
本発明１における内周層８の形成方法と同じ方法によっ
て、平均粒径８．２μｍのダイヤモンド粒を２５ｖｏｌ
％の割合で分散してなる砥粒層を形成した。ここで、こ
の砥粒層の外径は、本発明１の外径と同じく７５ｍｍと
した。さらに、本発明と同様に、型彫り放電加工機、ワ
イヤー放電加工機によって砥粒層に凹部を形成して、台
金２の軸線Ｏ方向に離間される５つのフランジ状凸部を
形成した。ここで、フランジ状凸部の幅は、０．２ｍｍ
とした。

【００４４】一方、比較例２として、台金２の表面に、
本発明１における内周層８の形成方法と同じ方法によっ
て、平均粒径４．５μｍのダイヤモンド粒を２５ｖｏｌ
％の割合で分散してなる砥粒層を形成した。ここで、こ
の砥粒層の外径は、本発明１の外径と同じく７５ｍｍと
した。さらに本発明１と同様に、型彫り放電加工機、ワ
イヤー放電加工機によって砥粒層に凹部を形成して、台
金２の軸線Ｏ方向に離間される５つのフランジ状凸部を
形成した。ここで、フランジ状凸部の幅は、０．２ｍｍ
とした。

【００４５】これら本発明１、比較例１、２のそれぞれ
について、以下の切削試験を行った。ここでは、ワーク
として、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのＡ
ｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ（アルミナ−チタンカーバイド）を用い
た。このワークは、図８に示すように、上面に複数本の
溝１６ａが切削方向に並行に形成される櫛歯状冶具１６
に対してワックスを用いて固定している。以下に、この
切削試験の切削条件を示す。これら切断用ホイールが装
着される切断機として、不二越社製マイクログラインダ
ーを用い、切断用ホイールの回転数は９０００回転／ｍ
ｉｎ、送り速度は１００ｍｍ／ｍｉｎ、切り込み量は
１．５ｍｍ（フルカット）とし、切削方向はダウンカッ
トとし、クーラントとして、エマルジョンタイプの水溶
性クーラントを１．５Ｌ／ｍｉｎ供給した。この切削試
験の結果を、以下の表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１に示すように、切断面の表面粗さＲ
ａ、及びチッピングの大きさについては、本発明１と比
較例２とが同程度となっており、比較例１のみが、切断
面の表面粗さＲａ及びチッピング量が大きくなってい
る。これは、比較例１では、全ての切削を、平均粒径の
大きい砥粒によって行っているために、ワークにチッピ
ングやクラック等が発生しやすくなっていると思われ
る。

【００４８】一方、切断用ホイールの寿命については、
本発明１と比較例１とが１０００ライン以上の切断が可
能であるが、比較例２は、３８０ラインで磨耗量が大き
くなりすぎてワークの切断が不能となってしまった。こ
れは、比較例２では、全ての切削を、平均粒径の小さい
砥粒によって行っているために、切断用ホイールの切れ
味が不良となっているためと思われる。

【００４９】〔第二実施例〕本実施例では、本発明の切
断用ホイールを、第二の実施の形態で示すように、砥粒
層３を、砥粒層本体２２と側面砥粒層２３とによって構
成したものを用いている（以下、この切断用ホイールを
本発明２とする）。本発明２及び比較例３、４は、いず
れも台金２として、内径４０ｍｍ、外径８０ｍｍ、幅１
５ｍｍのＳ４５Ｃ材を用いている。本発明２では、この
台金２の外周に、砥粒層３を構成する砥粒層本体２２を
形成し、その外径を９０ｍｍとした。ここでは、砥粒層
本体２２は、Ｃｕ−Ｓｎ系のメタル焼結体原料中に平均
粒径１１．５μｍのダイヤモンド粒を２５ｖｏｌ％の割
合で分散したものを焼結してなる構成としている。そし
て、この砥粒層本体２２の外周に、型彫り放電加工機や
ワイヤー放電加工機によって凹部６を形成して、台金２
の軸線Ｏ方向に離間される７つのフランジ状凸部７を形
成した。ここで、フランジ状凸部７の幅は０．１ｍｍ、
フランジ状凸部７間の間隔は１ｍｍとした。さらに、こ
の砥粒層本体２２の外周に、平均粒径７．２μｍのダイ
ヤモンド粒を分散した金属結合相をめっき処理によって
形成し、砥粒層本体２２の外周を露出させる処理を経
て、フランジ状凸部７の側面に側面砥粒層２３を形成し
た。これにより、フランジ状凸部７の幅と側面砥粒層２
３の厚みとの合計（すなわち刃厚）は０．１３ｍｍとし
た。ここで、外周層９を形成するめっき処理では、めっ
き液としてスルファミン酸Ｎｉ液を用い、２Ａの電流で
１時間のダイヤモンド分散めっき処理を行った。

【００５０】また、比較例３として、台金２の表面に、
本発明２における砥粒層本体２２の形成方法と同じ方法
によって、平均粒径１１．５μｍのダイヤモンド粒を２
５ｖｏｌ％の割合で分散してなる砥粒層を形成した。こ
こで、この砥粒層の外径は、本発明２の外径と同じく９
０ｍｍとした。さらに、本発明２と同様に、型彫り放電
加工機、ワイヤー放電加工機によって砥粒層に凹部を形
成して、台金２の軸線Ｏ方向に離間される７つのフラン
ジ状凸部を形成した。ここで、フランジ状凸部の幅は
０．１ｍｍ、フランジ状凸部間の間隔は１ｍｍとした。

【００５１】一方、比較例４として、台金２の表面に、
本発明２における砥粒層本体２２の形成方法と同じ方法
によって、平均粒径７．２μｍのダイヤモンド粒を２５
ｖｏｌ％の割合で分散してなる砥粒層を形成した。ここ
で、この砥粒層の外径は、本発明２の外径と同じく９０
ｍｍとした。さらに本発明２と同様に、型彫り放電加工
機、ワイヤー放電加工機によって砥粒層に凹部を形成し
て、台金２の軸線Ｏ方向に離間される５つのフランジ状
凸部を形成した。ここで、フランジ状凸部の幅は０．１
ｍｍ、フランジ状凸部間の間隔は１ｍｍとした。

【００５２】これら本発明２、比較例３、４のそれぞれ
について、以下の切削試験を行った。ここでは、ワーク
として、縦８０ｍｍ、横８０ｍｍ、厚さ５．０ｍｍのフ
ェライトを用た。このワークは、クランプを用いて作業
台に固定している。この切削試験では、このワークに対
して溝入れ加工を行い、５００ライン切断後の刃部の形
状から、これら切断用ホイールの寿命を評価した。以下
に、この切削試験の切削条件を示す。これら切断用ホイ
ールが装着される切断機として、不二越社製マイクログ
ラインダーを用い、切断用ホイールの回転数は６０００
回転／ｍｉｎ、送り速度は６００ｍｍ／ｍｉｎ、切り込
み量は３ｍｍとし、切削方向はダウンカットとし、クー
ラントとして、エマルジョンタイプの水溶性クーラント
を１．５Ｌ／ｍｉｎ供給した。この切削試験の結果を、
以下の表２に示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】表２に示すように、ワークに生じたチッピ
ングの大きさについては、本発明２と比較例４とが同程
度となっており、比較例３のみが、チッピング量が大き
くなっている。これは、比較例３では、全ての切削を、
平均粒径の大きい砥粒によって行っているために、ワー
クにチッピングやクラック等が発生しやすくなっている
と思われる。

【００５５】一方、ワークのカーフ幅（すなわち切断
幅）は、本発明２と比較例３とが同程度となっており、
比較例４のみが、カーフ幅が大きくなっている。これ
は、比較例４では、全ての切削を、平均粒径の小さい砥
粒によって行っているために、切れ味が不良となってい
るためと思われる。

【００５６】さらに、これら本発明２、比較例３、４に
ついて、５００ライン切断後の刃部の形状を比較した。
ここでは、これら切断用ホイールの刃部において、刃部
の先端からＲ形状となっている範囲を比較した。表２に
示すように、比較例３では刃部の先端から０．１０ｍｍ
の範囲がＲ形状となっているのに対して、比較例４では
刃部の先端から０．１５ｍｍの範囲がＲ形状となってお
り、比較例３に比べて比較例４では刃部の磨耗が進行し
ていることがわかる。一方、本発明２では、範囲は０．
０５ｍｍと、比較例３よりもさらに磨耗が抑えられてお
り、切削性能が維持されていることがわかる。

【００５７】以上の各切削試験の結果から、本発明にか
かる切断用ホイールは、切断面の状態を良好にしてワー
クの切断が可能であり、また長寿命であることがわか
る。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる切
断用ホイールによれば、ワークの切削に作用する複数の
フランジ状凸部が、台金に設けられる砥粒層に一体的に
形成されているので、フランジ状凸部の位置精度を高精
度とすることができ、また、使用を続けることによるフ
ランジ状凸部の位置のずれが生じない。このため、本発
明にかかる切断用ホイールでは、ワークの加工精度を良
好にすることができる。

【００５９】また、本発明にかかる切断用ホイールにお
いて、砥粒層を、台金上に形成される内周層と、内周層
上に形成されてこの内周層に分散される砥粒よりも平均
粒径の大きい砥粒が分散されてなる外周層とを有し、凹
部の深さＧは外周層の厚みＴを超える深さとされ、各フ
ランジ状凸部において、内周層は、外周層よりも前記軸
線方向の両側に張り出している構成とすることで、ワー
クの切削に供されるフランジ状凸部のうち、重切削を強
いられる外周部（特に外周部の中央部）に、粗い砥粒が
用いられる外周層が形成されているので切れ味が確保さ
れる。そして、内周層は、外周層よりも前記軸線方向の
両側に張り出しているので、外周層による切断面は、よ
り細かい砥粒が用いられる内周層によって仕上げ切削さ
れる。すなわち、この切断用ホイールによれば、一度の
切削加工で粗加工と仕上げ加工との両方を行うことがで
き、効率的にワークの加工を行うことができる。

【００６０】また、本発明にかかる切断用ホイールにお
いて、砥粒層を、前記凹部及び前記フランジ状凸部が形
成されて粗加工用砥粒が分散される砥粒層本体と、砥粒
層本体のフランジ状凸部の側面に設けられて粗加工用砥
粒よりも平均粒径の小さい仕上げ用砥粒が分散される側
面砥粒層とを有している構成とすることで、ワークの切
削に供されるフランジ状凸部のうち、重切削を強いられ
る外周部の中央部には、平均粒径の大きい粗加工用砥粒
が分散された砥粒層本体が露出しているので、切れ味が
確保される。そして、フランジ状凸部の側面には、より
平均粒径の小さい仕上げ用砥粒が分散された側面砥粒層
が形成されているので、ワークの切断面が側面砥粒層に
よって仕上げ切削される。すなわち、この切断用ホイー
ルにおいても、一度の切削加工でワークに粗加工と仕上
げ加工との両方が施される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施の形態にかかる切断用ホ
イールを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図２】 本発明の第一の実施の形態にかかる切断用ホ
イールを製造する工程を示す図である。

【図３】 本発明の第一の実施形態にかかる切断用ホイ
ールによるワークの切断の様子を概略的に示す図であ
る。

【図４】 本発明の一実施の形態にかかる切断用ホイー
ルのフランジ状凸部の形状の他の例を示す断面図であ
る。

【図５】 本発明の第二の実施の形態にかかる切断用ホ
イールを示す断面図である。

【図６】 本発明の第二の実施の形態にかかる切断用ホ
イールの製造工程を概略的に示す図である。

【図７】 本発明の第二の実施の形態にかかる切断用ホ
イールによるワークの切断の様子を概略的に示す図であ
る。

【図８】 本発明にかかる切断用ホイールと比較例の切
断用ホイールの切削試験の様子を示す斜視図である。

【符号の説明】

１、２１ 切断用ホイール ２ 台金 ３ 砥粒層 ６ 凹部 ７ フランジ状凸部 ８ 内周層 ９ 外周層 ２２ 砥粒層本体 ２３ 側面砥粒層 Ｇ 凹部の深さ Ｏ 台金の軸線 Ｔ 外周層の厚み

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C058 AA03 AA09 CB01 CB03 DA02 DA16 3C063 AA02 AB03 BA24 BA35 BB02 BB07 BC02 BG07 CC02 CC12 EE10 EE23 EE31 FF23

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱形状をなす台金の外周に、砥粒を金
   属結合相中に分散配置してなる砥粒層が全周にわたって
   形成される切断用ホイールであって、 前記砥粒層には、周面全周にわたる凹部と、該凹部によ
   って前記台金の軸線方向に隔てられて外周部がワークの
   切削に供される複数のフランジ状凸部とが形成されてい
   ることを特徴とする切断用ホイール。
2. 【請求項２】 前記砥粒層は、前記台金上に形成されて
   仕上げ用砥粒が分散される内周層と、該内周層上に形成
   されて前記仕上げ用砥粒よりも平均粒径の大きい粗加工
   用砥粒が分散される外周層とを有し、 前記凹部の深さＧは前記外周層の厚みＴを超える深さと
   され、 前記各フランジ状凸部において、前記内周層は、前記外
   周層よりも前記軸線方向の両側に張り出していることを
   特徴とする請求項１記載の切断用ホイール。
3. 【請求項３】 前記砥粒層は、前記凹部及びフランジ状
   凸部が形成されて粗加工用砥粒が分散される砥粒層本体
   と、 該砥粒層本体の前記フランジ状凸部の側面に設けられて
   前記粗加工用砥粒よりも平均粒径の小さい仕上げ用砥粒
   が分散される側面砥粒層とを有していることを特徴とす
   る請求項１記載の切断用ホイール。
4. 【請求項４】 前記仕上げ用砥粒の平均粒径Ｄ１は２５
   μｍ〜１．６μｍの範囲内とされ、 前記粗加工用砥粒の平均粒径Ｄ２は、５０μｍ〜５μｍ
   の範囲内とされていることを特徴とする請求項２または
   ３に記載の切断用ホイール。
5. 【請求項５】 前記粗加工用砥粒の平均粒径Ｄ２は、前
   記仕上げ用砥粒の平均粒径Ｄ１の１．３倍〜３倍の範囲
   内とされていることを特徴とする請求項２から４のいず
   れかに記載の切断用ホイール。
6. 【請求項６】 請求項２記載の切断用ホイールの製造方
   法であって、 前記台金の外周に、前記内周層を形成する内周層形成工
   程と、 該内周層の外周に前記外周層を形成する外周層形成工程
   と、 これら内周層、外周層に整形を施して、これら内周層、
   外周層の周面全周にわたる前記凹部と、該凹部によって
   前記台金の軸線方向に隔てられる複数の前記フランジ状
   凸部とを形成する砥粒層整形工程とを有していることを
   特徴とする切断用ホイールの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項３記載の切断用ホイールの製造方
   法であって、 前記台金の外周に、前記砥粒層本体を形成する砥粒層本
   体形成工程と、 該砥粒層本体に整形を施して、該砥粒層本体の周面全周
   にわたる凹部と、該凹部によって前記台金の軸線方向に
   隔てられる複数のフランジ状凸部とを形成する砥粒層本
   体整形工程と、 該砥粒層本体の前記フランジ状凸部の側面に、前記側面
   砥粒層を形成する側面砥粒層形成工程とを有しているこ
   とを特徴とする切断用ホイールの製造方法。