研削盤のといしの手入れと安全

◉手入れと点検

• といしを正しく保管し、扱うといし

  「ころがすな・落とすな・ぶつけるな」を守る。乾いた場所の整理棚などに置く

  衝撃で目に見えないひびが入ると、回転中に割れる^[1][2]（資料1件・参考）

• 取り付ける前に外観検査と打音検査をするといし

  ひび・割れ・欠けを目で見てから、たたいて音を聞く。OSHA の方法：といしを乾いた状態にし、軽いといしはドライバーの柄、重いといしは木づちのような非金属の軽い道具で、鉛直の中心線から左右に約45°・外周から1〜2インチの所を軽くたたく。45°回して繰り返す。澄んだ金属音なら良し、濁った音なら割れがあるので使わない

  運搬・保管中にできた割れを取付け前に見つける。外観検査と打音検査は特別教育の科目にも入っている（安全衛生特別教育規程） レジノイドなど有機質のといしは、ビトリファイドほど澄んだ音が出ない（OSHA）^[3][1][4]

• といしの表示と機械が合っているか確かめるといし

  といしの表示（製造者名・結合剤の種類・最高使用周速度）と、研削盤の表示（使えるといしの直径・厚さ・穴径、回転方向、無負荷回転速度）、覆いの表示（使えるといしの最高使用周速度・厚さ・直径）を照らし合わせる。といし軸の回転数から周速度を計算し、最高使用周速度を超えないこと

  最高使用周速度を超えて使うことは安衛則 第119条で禁じられている。表示の内容は研削盤等構造規格 第29条で決まっている 直径 75 mm 未満のといしは最小包装単位ごとの表示でもよい（構造規格）^[5][6][1][3]

• 穴径が合わないといしを無理に付けないといし

  といし軸に無理に押し込まない。穴を削って広げるなどの改修をしない。といしは軸にゆるく入り、研削中もゆるく入ったままの状態がよい

  穴がきついと取付けと軸の熱膨張でといしに大きな圧力がかかる（OSHA）^[1][3]

• 研削液を止めてから、といしを空転させて液を振り切ってから止めるといし

  研削液の供給を止めたあとも回し続け、といしにしみ込んだ液を振り切る

  といしに研削液がしみ込んだまま止めると、水分の偏りでアンバランスになる（ジェイテクト・ノリタケ）。UNITED GRINDING は、びびりが出たときの対策にもこの空転を挙げている^[1][7][8][9]

  発行元	対象	時間
  ノリタケ	研削砥石一般	完全に振り切ってから止める（時間の記載なし）
  ジェイテクトグラインディングツール	砥石交換時に再び使う可能性のある砥石	研削液を止めてから10分程度回転
  UNITED GRINDING	長期休止の前に外す一般のといし	20分以上空転させて乾かしてから外す

• フランジは左右同じ直径・同じ接触幅で、変形・傷・汚れ・錆のないものを使うフランジ

  固定側と移動側のフランジの直径と接触幅をそろえる。ストレートフランジの直径はといしの直径の 1/3 以上、逃げは 1.5 mm 以上（研削盤等構造規格 第16条）。逃げのないフランジは使わない。接触面が摩耗・変形したら修正するか替える

  直径や接触幅が左右で違うと、といしに曲げの力がかかって割れる。フランジ面の変形・異物は締付け圧力を偏らせる セーフティフランジは平形といし用でといし直径の 2/3 以上（構造規格 第18条）。OSHA も、フランジはといし直径の 1/3 以上で両側同径・同接触面とし、摩耗・変形した接触面は修正するよう定めている^[5][1][3]

• といしに付いているラベル（吸い取り紙）を使うフランジ

  ラベルはフランジの直径より大きく、汚れ・破れのないものを使い、フランジの接触面全体をおおう

  ラベルはフランジの締付け圧力を均一に分ける（OSHA） 研削盤等構造規格は、平形といし用セーフティフランジで取り付けるときゴム製のラベルを使うよう定めている。ダイヤモンドホイールなどラベルを使わない種類もある（OSHA）^[1][3][5]

• フランジとといしの間に異物をはさまず、ボルトはトルクレンチで均等に締めるフランジ

  接触面（といし・ラベル・フランジ）を平らできれいにしてから組む。複数のボルトで締めるフランジは、作業標準のトルクでトルクレンチを使い、どのボルトにも均等に力がかかるようにする。ナット1本で締めるときも締めすぎない

  CNC 円筒研削盤で、フランジとといしの間の金属片と、六角レンチとハンマーで締めたことによるトルクのむらが原因と考えられるといしの破裂が起きている（厚労省の事例。5分間の試運転では異常がなかった）^[10][1][3]

• といし軸のテーパとフランジの内径テーパを清掃し、かえりを取るフランジ

  新しく付けるときは、といし軸のテーパ部とフランジの内径テーパ部を清掃し、油砥石を軽くかけてばりや傷のかえりを取る

  わずかなごみがアンバランスの原因になる（ジェイテクト）^[7][10]

• バランスを取る時機と方法を決めておくバランス

  バランスは、といしの交換時と、びびりなどの不具合が出たときに取る。フランジを付けたといし（一般のといし・超砥粒とも）は静バランス、フランジを使わない超砥粒ホイールは動バランスが一般的（ジェイテクト）

  といしのアンバランスの原因は、といし内部の砥粒・結合剤の分布の偏りや巣、といしとフランジの組付けのずれ、といしの片減り、欠け・割れと研削液の吸い込み（Marposs） フランジを使わない超砥粒ホイールはメーカーが出荷時に動バランスを取っていることが多い。フランジに組んだまま保管して調整済みなら、交換時の静バランスは省ける場合がある（ジェイテクト。周速度や要求精度による）^{[7][11][12][1]}

• 静バランスを取る（バランス台）バランス

  ジェイテクトの手順：①水準器でバランス台が水平か確かめる ②フランジにバランスアーバを付けて台に静かに載せる ③手を離して自然に止まった位置の頂点（いちばん軽い所）のフランジにチョークで印を付ける ④印の位置にバランスピース①、そこから 120° の位置に②③を仮締め（締めすぎない）⑤印が 0°・90°・45° のどの位置でも止まるように②③だけを少しずつ動かす（傾いた側の反対、軽い側へ動かす）⑥最後にもう一度すべての位置で止まるのを確かめ、六角レンチで固定する

  わずかな重さの偏りでも回転中のぶれになり、振動・びびり模様・面粗さの不良・といし寿命の低下につながる バランス台が水平でないと、作業しても正しくバランスが取れない（ジェイテクト）^[7][1]

• 機上で動バランスを取る（ポータブルバランサ・自動バランサ）バランス

  ポータブルバランサは、といしを含む研削盤全体の動バランスを測り、バランス駒の位置を示す（ノリタケ）。自動バランサは、振動センサ（加速度計）で回転中の振動を測り、バランスヘッドの中のおもりを動かして打ち消す。研削サイクルの合間に運転速度のまま自動で行い、振動が設定値を超えたら繰り返す（Marposs）

  アンバランスのまま研削すると品質と生産性が落ち、研削盤本体も傷む（ノリタケ） バランスヘッドには、主軸の中に組み込む型、フランジに付ける型（後付けしやすい）、フランジの室に研削液や油を入れてつり合わせる液体式がある（Marposs）^[2][12][11]

• といしを付けたら、必ずツルーイング（振れ取り・形直し）をするドレッサ

  取り付けたあと、ダイヤルゲージで回転中のといし表面の振れを測り、ツルーイングで外周を軸と同心にする。びびり・送りマーク・スクラッチなど、といしの形の崩れが原因の不具合のときにも行う

  取付けで回転軸といしの中心がずれていると、研削中に振動が出る（ジェイテクト） ツルーイング（形直し）は外周の振れを取り形を直す作業、ドレッシング（目直し）は摩耗した砥粒を砕いて新しい切れ刃を出し、詰まった切りくずを取る作業（ノリタケ）^[7][13][14]

• 単石ドレッサは角度を付けて取り付け、ときどき回し、研削液を十分かけるドレッサ

  といしの回転方向とドレッサの送り方向に、それぞれ 10〜15° の取付角を付けて先端を当てる。先端の同じ所が片減りしないよう、ときどき円周方向に回す。ダイヤの先端に研削液を多めにかける

  発熱するとダイヤが炭化・摩耗する（ノリタケ）。ドレッサの発熱・摩耗は送りマークの原因になる（UNITED GRINDING） 取付角が大きいほど仕上面粗さは細かくなるが、角度は研削盤ごとに決まっている（ノリタケ）^[13][2][8]

• ドレッシングの切込み量を決めるドレッサ

  一般のビトリファイドといし：切込みは直径で 0.03 mm 以下を目安に、平均粒径の 1/10 程度（セラミック砥粒のといしは 1/20）。ノリタケのテクニカルサポートは、精密研削で半径 5 µm 前後、一般研削で半径 10〜30 µm、粗研削で半径 40 µm 程度としている。一度に大きく切り込まない

  切込みを小さくすると砥粒の面が平らになり仕上面は細かくなるが、切れ味は落ちる。大きくすると切れ味が上がり面は粗くなる（ノリタケ） 総切込み量（何回かの合計）が足りないと性能が戻らない。多すぎると砥粒の突出しが足りなくなることがある（ノリタケ）。SME の記事はセンタレス用といしの固定ドレッサで 0.0005〜0.001 インチの切込みから始めるとしている^{[14][13][2][15]}

• ドレッシングリード（といし1回転あたりのドレッサの送り）を決めるドレッサ

  砥粒1粒をドレッサが 2〜3 回なでる（1粒におおよそ 2.5 山の切れ刃ができる）のを目安にする。ドレッサ送り速度 F（mm/min）＝ 平均粒径 d（mm）× といし回転数 N（min⁻¹）÷ 2.5。目安は粒度 100 番で 0.05、60 番で 0.1、36 番で 0.22 mm/rev（ノリタケ）

  一般に、切込みよりドレッシングリードを変えるほうが研削性能への効き目が大きい。精度を直したいときはまずリードを見直す（ノリタケ） リードを小さくすると面粗さは細かくなるが研削抵抗が上がり目づまりしやすい。大きくすると切れ味が上がるが面は粗くなる。UNITED GRINDING は、らせん状の模様が出るときは一方向だけにドレスし、送りを下げるようすすめている^{[14][13][2][8]}

• ドレッサの摩耗・割れを見て、先端が平らになったら替えるドレッサ

  ダイヤの割れ、取付けのゆるみ、シャンクの出すぎを確かめる。先端が平らになったものは新品に替える

  先端が平らなドレッサは発熱でダイヤが割れるもとになるうえ、といしの面が目つぶれ状態になり切れ味が落ちる（ノリタケ）。UNITED GRINDING も、切れない（目のつぶれた）といしの対策にドレス工具の点検と交換を挙げている^[13][2][8]

• ロータリドレッサ（回転ドレッサ）の回転方向と周速度比を決めるドレッサ

  ビトリファイド CBN ホイールはロータリドレッサで整える（単石では形が崩れ、砥粒の切れ刃が平らになる）。CBN の目安は切込み直径 1〜7 µm、リード 0.01〜0.2 mm/rev。ドレッサとホイールの回転方向が逆（接点で同じ向きに動く＝ダウンカット）にすると切れ味重視、同じ向き（アップカット）にすると面粗さ重視。ダウンカットでは周速度比（ドレッサ周速度÷ホイール周速度）0.4〜0.9、切れ味重視なら 0.75 以上が多い（ノリタケ）

  ロータリドレッサは回転方向と周速度比で研削性能が大きく変わる SME の記事（Norton の技術者）は、センタレス研削でダイヤモンドロールを接点で同じ向きに動くように回し、といし周速度の 80% で回すと切れ味が最もよいとしている。ノリタケのダウンカット・周速度比の目安と同じ方向^[14][16][15]

• 調整車（調整砥石）を傾斜角に合った形にドレスする調整車

  通し送り研削では調整車を傾けて工作物を送る。といし・工作物・調整車が一直線に接するよう、機械メーカーのオフセットに従って調整車をドレスする（両端が太い「ドッグボーン」形になることが多い）。SME の記事の目安：送り 5〜10 インチ/分（粗）、1〜2 インチ/分（仕上げ）、切込み 0.001 インチ

  調整車の回転が速く傾斜角が大きいほど工作物は速く送られる（ミクロン精密）。接触が一直線でないと送りと精度が乱れる（SME） 通し送りでは調整車を 3° 程度傾けることが多い（SME）^[15][17]

• センタレス用といしの摩耗を見て、ドレッシングの間隔を決めるといし

  摩耗で表面の形が崩れたらドレッシングで直す。生産用のセンタレスではロータリドレッサが安定する（SME）

  摩耗が多いと工作物とといしの接触が減り、工作物の精度が悪くなる。ドレッシングが多いほどといしは早く寿命になるので、形の崩れを抑えて間隔を延ばすのが寿命を延ばすこと（ノリタケ） センタレス用のといしは大きく、交換に手間と時間がかかる（ノリタケ）^[18][15]

• 吸着面の切りくず・ばり・打痕を取るマグネットチャック

  吸着面を拭き、ばりや小さな打痕はなめらかな油砥石で取る（IMI Walker は、チャックの取付面の小さな傷をこの方法で取るとしている）

  吸着力は工作物の材質・厚さ・面積のほか、吸着面の粗さによっても大きく変わる（カネテック）。ばりや異物があると工作物が密着せず、吸着も精度も落ちる^[19][20]

• チャックをテーブルに正しく取り付けるマグネットチャック

  IMI Walker の手順：テーブルの取付面を清掃し、平らでばりがないか確かめる（平らでなく機械の軸と合っていなければ修正する）。チャックの底面も平面度を確かめ、取り付ける直前に清掃する。角形チャックのクランプは最初は動かない程度に締め、テーブルに合わせたら交互に少しずつ 10 ft·lbf まで、最後に片側の端だけ 15 ft·lbf に増し締めする（温まったときの伸びを逃がすため）

  取付面の汚れやゆがみはそのままチャック面の精度に出る カネテックの品質基準は、チャックの取付面は「中高であってはならない」としている。電磁チャックは本体が接地されていることを確かめてから通電する（IMI Walker）^[19][20]

• 電磁チャックは通電して温度を安定させてから仕上げるマグネットチャック

  取り付けたら通電し、研削液を流しながら機械の平均的な温度になじませてから面を研削する（IMI Walker）

  電磁チャックはコイルの発熱で温まる。カネテックの基準ではチャック作業面の温度上昇は 15℃ 以下（3時間通電） 永磁チャックは発熱しないが、やはり機械の温度になじませる時間が要る（IMI Walker）^[19][20]

• チャック面を修正研削（面研・セルフ研削）するマグネットチャック

  取り付けたら、チャック面を研削して機械の運動の軸と合わせる。IMI Walker の目安：中硬度で目の粗い（気孔の多い）36〜40 番の一般用といし、湿式（亜硝酸塩を含まないか抑制剤入りの研削液）。研削のたびにといしをツルーイングする。最後のパスのあとスパークアウトしない（ふつうの研削仕上げのほうが工作物がすべりにくい）。上板の削り代は厚さの 1/3 までが目安

  目づまりしたといしで削ると熱でチャック中央が盛り上がり、平面度を大きく損なう（IMI Walker） 底面を研削するときは、チャックを励磁して固定してはいけない。両端をブロックで止める（IMI Walker）。乾式で研削しない^[19][20]

• チャックを傷めない研削液を選び、錆を防ぐマグネットチャック

  セパレータに黄銅・樹脂を使ったチャックは、これらを腐食させにくい研削液を選ぶ（研削液メーカーに相談、カネテック）。IMI Walker は亜硝酸塩を含まないか、抑制剤入りの研削液を指定している

  セパレータや接着部が腐食すると吸着力や面の精度が落ちる^[20][19]

• 残留磁気を消す（消磁）・工作物を脱磁するマグネットチャック

  電磁チャックは電流を切っただけでは残留吸着力で工作物が外れにくい。消磁装置（交番減衰）で残留磁気を弱めてから外す。工作物そのものが磁気を帯びたら脱磁器にかける。テーブル形脱磁器は面の上を静かに通し、端から約 20 cm 以上離すまで動かす（推奨 3〜5 m/min、通過に5秒程度）

  残留磁気があると工作物が外れにくく、切りくずや鉄粉が付いて傷や不良のもとになる カネテックの用語では、電磁チャックの残留磁気を電気的に減らすのが「消磁」、器具や工作物の残留磁気を強制的に減らすのが「脱磁」。脱磁器の面は電磁誘導でかなり熱くなるものがあり、周りの金属物も発熱するので面から 5 cm 以上（トンネル形は 30 cm 以上）離す。熱処理の状態によって脱磁しにくい材料がある^[21][22][23]（資料1件・参考）

÷といしの周速度と回転数の計算（最高使用周速度を超えていないかの確認）

1. といしの表示から最高使用周速度（m/s）を読む（古い表示は m/min）
2. 研削盤のといし軸の回転数 n（min⁻¹）と、といしの外径 D（mm）を確かめる
3. 周速度 v（m/s）＝ 3.14 × D × n ÷ 60000（m/min なら ÷ 1000）
4. v が最高使用周速度以下であること。逆に、回転数の上限は n ＝ 最高使用周速度（m/s）× 60 × 1000 ÷（D × 3.14）

回転数（ノリタケの式）

回転数（min⁻¹）＝ 周速度（m/s）× 60 × 1000 ÷（砥石外径（mm）× 3.14）

m/s と m/min

1 m/s ＝ 60 m/min（ノリタケの換算表：33 m/s ≒ 2000 m/min、45 m/s ≒ 2700 m/min、60 m/s ＝ 3600 m/min）

計算例：条件

厚労省の事例 101224 の平面研削盤：といしの外径 405 mm、最高使用周速度 1800 m/min、モーターの回転数 1450 min⁻¹

計算例：結果

周速度 ＝ 3.14 × 405 × 1450 ÷ 1000 ≒ 1844 m/min となり、最高使用周速度 1800 m/min を超えていた（事例でも超過と判断されている。計算はこの数値からの試算）

外径が大きいといしを付けたり、モーター・プーリを替えたりすると周速度が変わる。安衛則 第119条は最高使用周速度を超える使用を禁じている^[24][25][6]

▦研削砥石の回転数 換算表（ノリタケ、単位 min⁻¹）

表の値はその周速度になる回転数。最高使用周速度の欄の回転数を超えて回さない。計算式は 3.14 を使っている^[24]（資料1件・参考）

▦研削といしの普通使用周速度の限度（研削盤等構造規格 別表、単位 m/s）

これは「普通速度」として扱う上限で、それを超える高速用のといしもある。使ってよい速度は、あくまで一つひとつのといしに表示された最高使用周速度。輸入品のフィート毎分の表示は 6500＝33、8500＝45、9500＝50、12000＝60、16000＝80、20000＝100 m/s に換算する（同じ別表の備考）^[5]（資料1件・参考）

▦ストレートフランジの寸法（研削盤等構造規格 第16条）

固定側と移動側で直径と接触幅を等しくする（第15条）。セーフティフランジは平形といし用でといし直径の 2/3 以上・両テーパ形用で 1/2 以上、接触幅はフランジ直径の 1/6 以上（第18条）。スリーブフランジ・アダプタフランジは別の式（第17条）。例：直径 305 mm のといしならストレートフランジの直径は約 102 mm 以上^[5]（資料1件・参考）

÷ドレッサ送り速度の計算（ノリタケの目安：砥粒1粒に約 2.5 山の切れ刃）

1. といしの粒度から平均粒径 d を表で読む
2. といしの回転数 N（min⁻¹）を確かめる
3. ドレッシングリード f（mm/rev）＝ d（mm）÷ 2.5
4. ドレッサ送り速度 F（mm/min）＝ f × N ＝ d × N ÷ 2.5

計算例：条件

粒度 60 番（平均粒径 0.25 mm）、といし回転数 1800 min⁻¹

計算例：結果

リード ＝ 0.25 ÷ 2.5 ＝ 0.1 mm/rev、送り速度 ＝ 0.1 × 1800 ＝ 180 mm/min（試算）

粒径は砥粒を球と見なした参考値（ノリタケのカタログ）。面粗さを細かくしたいときはリードを小さく、切れ味を上げたいときは大きくする。切込みは直径で 0.03 mm 以下^[14][13][2]（資料1件・参考）