JP2000006034A

JP2000006034A - 研削工具

Info

Publication number: JP2000006034A
Application number: JP17156998A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ikeno; 順一池野; Naoyuki Kishida; 尚之岸田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2000-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】微粒子の電気泳動現象による鏡面研削加工の作
用を利用しながら、砥石の溶出による影響を受けること
なく、高い形状精度の鏡面を有する被加工物を得る。【解決手段】研削工具において、導電性保持部材２の一
端に、導電性砥石３と非導電性砥石４とを配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス、セラミッ
クスなどの脆性材料の研削加工、詳しくは電気泳動現象
を利用した研削加工に用いる研削工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気泳動現象を利用した研削加工
に用いる研削工具に関しては、「脆性材料の鏡面研削方
法およびその装置」として、特開平９−２５３９３８号
公報所載の技術が開示されている。図１４はこの技術の
研削装置の構成図であり、これを用いてこの技術を説明
する。図１４において、主軸１０１の端面にカップ型の
研削ホイール１０２が取り付けられている。研削ホイー
ル１０２のベース１０３は、電気抵抗の小さな良導体で
あるか、もしくはその内部に良導体からなる通電機構を
持っていることが必要である。ベース１０３には、導電
性のボンドからなる砥粒層１０４が固着されている。砥
粒層１０４はワークを加工する砥粒とこれを保持するボ
ンド材から構成される。導電性のあるボンド材として
は、メタルボンドタイプのものが最も良導体であり、ブ
ロンズ系のボンドが用いられることが多い。

【０００３】導電性を持つ砥粒層１０４は、導通可能な
状態でベース１０３に固定される。導通の方法として
は、導電性の接着剤を用いたり、予め導通用のピン（図
示しない）をベース１０３に埋め込んでおくなどの方法
を用いることができる。この例では、砥粒層１０４に至
る給電は、主軸１０１の回転中心に設けた孔に設置した
主軸給電ブラシ１０６を経て行われる。回転可能なワー
クテーブル１０７に取り付けられたチャック１０８上に
工作物である半導体ウェハ１０９が保持されている。図
１４では、ワークテーブル１０７は横送り機構（図示し
ない）によって、ワークテーブル１０７の回転中心が研
削ホイール１０２の砥粒層１０４の研削作用面１０５の
下に来るように位置決めされている。

【０００４】図１４の例では、砥粒層１０４の周長の概
ね半分程度が半導体ウェハ１０９およびチャック１０８
を覆っている。砥粒層１０４の残りの部分に近接するよ
うに電極１１０が電極保持台１１２に設置されており、
電極１１０には、給電棒１１１と、電解溶液である加工
液を供給するための加工液供給孔１１３が設けられてい
る。ここで、電極１１０は研削作用面１０５に倣うよう
に扇形の形状としており、その面が研削作用面１０５と
平行となるように、電極保持台１１２に設けた傾斜調整
機構（図示しない）により平行度調整を行うことが望ま
しい。電解溶液中の微細な研磨粒子は負に帯電するた
め、主軸給電ブラシ１０６を電源装置（図示しない）の
プラス端子に、電極１１０を電源装置のマイナス端子に
接続して、研削ホイール側へ研磨粒子が付着するように
設定している。

【０００５】このように準備した研削装置を用いて、研
削ホイール１０２とワークテーブル１０７を回転させ、
電解溶液を供給して、電源装置から直流の電位差を供給
する。すると、研削ホイール１０２の砥粒層１０４の研
削作用面１０５に微細な研磨粒子が付着し、研削ホイー
ル１０２の研削作用面１０５上に研磨粒子の付着層が形
成される。この状態で、研削ホイール１０２を半導体ウ
ェハ１０９の厚さ方向に切り込ませると、砥粒層１０４
に含まれるダイヤモンド砥粒による高能率な研削除去加
工と、ダイヤモンド砥粒の間に付着した研磨粒子による
研磨加工とが同時に行われる。

【０００６】なお、この技術では、研削ホイールの砥粒
層以外の部分が絶縁され、かつ砥粒層は、ボンド材によ
り砥粒を保持する構造の砥石となっている。特に、ボン
ド材として、純度９９％以上のアルミニウムボンドや、
カーボンもしくはシリコンを３次元的に連結した有気孔
を有するビトリファイドボンドに充填させたボンド材が
示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、陽極となる研削砥石（研削ホイール）が電気分解に
より溶出が発生し、砥石が溶け出すことから、砥石の形
状を維持することが難しく、これにより、被加工物の高
い形状精度を確保することが難しい点を課題としてい
る。これに対して、従来技術の中では、表面に緻密な酸
化皮膜が形成され、これが不導体皮膜となって電流の流
れを阻害するアルミニウムをボンド材とした研削砥石を
提案している。しかしながら、緻密な酸化皮膜が絶縁層
となるため、電流値が下がり、これに伴うボンド材の溶
出が抑えられるとされているが、導電性が低下すること
で、同時に研磨粒子（シリカ超微粒子）の付着力も低下
して、鏡面化するための加工能力も小さくなっている。
このため不導体皮膜ができずに、溶出が著しい従来のブ
ロンズ系ボンドの研削砥石と、同レベルの研磨粒子の付
着力を確保しようとすると、従来技術の中にも記載され
ているように、印加する電圧を上げる必要が生じてしま
い、結果的には同等の電流値を確保することになり、溶
出量の増加を招き、形状精度を確保することが困難とな
る。

【０００８】すなわち、従来技術で示すボンド材では、
不導体皮膜によって絶縁層が形成され、溶出は少なくな
るが、同時に研磨粒子の付着も少なくなり、加工能率の
低下が生ずる。逆に、不導体皮膜で阻害された研磨粒子
の付着を確保するために電圧を上げれば、流れる電流が
大きくなり、ボンド材の溶出は盛んになる。このため、
結果的にはブロンズ系のボンドと同様の溶出が発生し、
研削砥石の形状が損なわれ、高い形状精度の被加工物を
得ることが困難である。

【０００９】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、請求項１、２、３、４または５に係る発明の
課題は、微粒子の電気泳動現象による鏡面研削加工の作
用を利用しながら、砥石の溶出による影響を受けること
なく、高い形状精度の鏡面を有する被加工物を得ること
ができる研削工具を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１または２に係る発明は、研削工具におい
て、導電性保持部材の一端に、導電性砥石と非導電性砥
石とを配設した。請求項３に係る発明は、研削工具にお
いて、導電性保持部材の一端に、非導電性砥石と導電性
部材とを配設し、該導電性部材の先端は前記非導電性砥
石の先端より低くした。請求項４に係る発明は、研削工
具において、導電性保持部材の一端に、導電性砥石と研
削作用面以外の面を絶縁層で被覆した導電性砥石とを配
設した。請求項５に係る発明は、研削工具において、導
電性保持部材の一端に、複数の導電性砥石を互いに接触
することなく配列するとともに非導電性の接着手段を介
して固着し、前記複数の導電性砥石の一部と前記導電性
保持部材とを電気的接続手段により接続して構成した。

【００１１】請求項１または２に係る発明の研削工具で
は、微粒子による電気泳動現象を利用した鏡面研削加工
において、導電性砥石に電流が流れて微粒子を付着さ
せ、被加工物に対して鏡面研削作用をさせ、絶縁物質か
らなる非導電性砥石には電流が流れないことからボンド
材が溶出せず、砥石の減耗を防ぎ、被加工物に対する形
状創成研削作用を行う。請求項２に係る発明の研削工具
では、上記作用に加え、導電性砥石と非導電性砥石とに
一般品として販売されているペレット状の砥石を採用し
た場合において、前記各砥石を導電性保持部材に固着す
るとき、温度条件等により、非導電性接着剤を使用ぜざ
るを得ない。従って、導電性保持部材を介して導電性砥
石に電流を流し、電気泳動現象を起こさせるため、双方
を電気的に接続する電気的接続手段を設けることによ
り、鏡面研削作用をさせる。請求項３に係る発明の研削
工具では、微粒子による電気泳動現象を利用した鏡面研
削加工において、導電性部材の先端が非導電性砥石の先
端より低く配置されているため、導電性部材が被研削物
に加工中に接触せず、導電性砥石に電流が流れて微粒子
を付着させ、被加工物に対して鏡面研削作用をさせる。
また、絶縁物質からなる非導電性砥石には電流が流れな
いことからボンド材が溶出せず、砥石の減耗を防ぎ、被
加工物に対する形状創成研削作用を行う。請求項４に係
る発明の研削工具では、微粒子による電気泳動現象を利
用した鏡面研削加工において、導電性砥石に電流が流れ
て微粒子を付着させ、被加工物に対して鏡面研削作用を
させ、研削作用面以外の面を絶縁層で被覆した導電性砥
石には電流が流れないことからボンド材が溶出せず、砥
石の減耗を防ぎ、被加工物に対する形状創成研削作用を
行う。請求項５に係る発明の研削工具では、微粒子によ
る電気泳動現象を利用した鏡面研削加工において、導電
性保持部材に電気的接続手段により接続した一部の導電
性砥石に電流が流れて微粒子を付着させ、被加工物に対
して鏡面研削作用をさせ、電気的接続手段により接続さ
れない他の導電性砥石には電流が流れないことからボン
ド材が溶出せず、砥石の減耗を防ぎ、被加工物に対する
形状創成研削作用を行う。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態における研削
工具の特徴は、コロイダルシリカ、コロイダルアルミ
ナ、コロイダルセリウムなどの微粒子の電気泳動現象に
よる鏡面研削作用を有する部分と、電気泳動現象による
鏡面研削作用で溶出を生じずに研削加工により高い形状
精度を確保する作用を有する部分とにより構成されてい
る点にある。本発明の実施の形態においては、ガラスレ
ンズを研削加工する研削工具について説明するが、ガラ
スレンズに限られることなく、他のガラス製品であるプ
リズムやミラーの平面研削加工や、セラミックス等の脆
性材料の研削加工にも同様に適用できるものである。以
下、具体的な実施の形態について説明する。

【００１３】（実施の形態１）図１〜図５は実施の形態
１を示し、図１は研削工具の正面図、図２は研削工具の
側面図、図３は研削工具を装備した研削装置の構成図、
図４は変形例の研削工具の正面図、図５は変形例の研削
工具の側面図である。

【００１４】図１および図２において、研削工具１Ａ
は、導電性保持部材としての台金２の端面２ａ上に、導
電性砥石３と非導電性砥石４とを円環状に交互に配設し
て構成されている。台金２はステンレス鋼や炭素鋼など
の導電性を有する鋼材からなり、円柱状に形成されてい
る。導電性砥石３は、ダイヤモンドの砥粒をブロンズ、
ニッケルなどの導電性を有するボンド材で保持して扇形
状に形成されている。また、非導電性砥石４は、粘土質
結合材を磁器質化させた導電性のないボンド材、すなわ
ちビトリファイドボンドで、ダイヤモンド等の砥粒を保
持して扇形状に形成されている。導電性砥石３と非導電
性砥石４とは、台金２の端面２ａに電気的接続手段とし
ての導電性接着剤（図示省略）により固着されている。
また、導電性砥石３と非導電性砥石４とは、各々の側面
同士も同様に接着剤で固着されている。導電性砥石３と
非導電性砥石４との台金２の端面２ａからの高さは同一
で、面一に形成されている。ただし、導電性砥石３の高
さは、非導電性砥石４の高さより僅かに低くてもよい。

【００１５】つぎに、研削工具１Ａを装備した研削装置
について説明する。この研削装置は、ガラスレンズなど
の光学素子を研削加工する際に用いる一般的なカーブジ
ェネレータ（球面創成装置）であって、研削工具１Ａを
用いて被研削物であるガラスレンズ２４に球面形状の創
成と鏡面化とを同時に行うものである。図３において、
被加工物であるガラスレンズ２４は、研削装置のワーク
軸Ｗに装着された保持具２５に把持されて、矢印αの方
向に回転する。研削工具１Ａは、ワーク軸Ｗに対して所
定の角度θだけ傾斜した工具軸Ｔに装着されて、矢印β
の方向に回転する。ガラスレンズ２４の回転と研削工具
１Ａの回転とにより球面創成加工が行われるのは、既知
のカーブジェネレーティングの原理通りである。

【００１６】研削工具１Ａの研削作用面１ａに対向して
電極２３が配設され、電極２３は陰極となるように、直
流電源２６のマイナス端子に接続されている。同様に、
研削工具１Ａの台金２は、直流電源２６のプラス端子に
接続され、台金２に電気的に導通している導電性砥石３
は陽極に帯電している。また、電極２３と研削工具１Ａ
の研削作用面１ａの近傍には、研磨材２２を供給するノ
ズル２１が配設されている。研磨材２２には、微粒子で
あるシリカ粒子が含有されている。シリカ粒子は、負に
帯電した状態で、コロイド状に研磨材２２中の分散して
いる。すなわち、コロイダルシリカが研磨材２２中に分
散しているが、この他に、コロイダルアルミナ、コロイ
ダルセリウムまたはこれ等を混合した微粒子を用いるこ
ともできる。研削工具１Ａの導電性砥石３が陽極となっ
ていることから、供給された研磨材２２に含有されるシ
リカ粒子は、導電性砥石３に電気的に付着する。すなわ
ち、微粒子であるシリカ粒子の電気泳動現象によって、
導電性砥石３にはシリカ粒子が付着・成長し、この付着
・成長したシリカ粒子が研磨作用を発生させて、被加工
物であるガラスレンズ２４の球面を鏡面化する。

【００１７】つぎに、上記研削装置を用いたガラスレン
ズ２４の研削方法と研削工具１Ａの作用について説明す
る。ガラスレンズ２４を保持具２５に把持させ、ワーク
軸Ｗを矢印αの方向に回転させる。研磨工具１Ａを矢印
βの方向に回転させながら、工具軸Ｔの軸方向に移動し
てガラスレンズ２４に接近させていく。同時に電極２３
と台金２とに直流電源２６から直流電圧を印加して、ノ
ズル２１より研磨材２２を供給することにより研削加工
が進行する。直流電源２６から、台金２を介して電流が
供給された場合、導電性砥石３には電流が流れるため、
その表面にシリカ粒子が付着し始め、成長したシリカ粒
子による鏡面研削加工が行われる。これに対して、非導
電性砥石４では、電流が流れないため、その表面では、
シリカ粒子の電気泳動現象は発生せず、既存の研削加工
が行われる。すなわち、電気泳動現象を活用して鏡面化
研削を試みると、導電性砥石３のみが作用し、非導電性
砥石４には電気泳動現象が発生しない。

【００１８】これにより、電気泳動現象に伴う電解作用
で、砥石を構成するボンド材の溶出は、導電性砥石３で
のみ発生し、非導電性砥石４では生じない。このため、
鏡面化の作用は、導電性砥石３が担い、形状創成の精度
確保には、非導電性砥石４が担うことにより、被加工物
であるガラスレンズ２４の高い形状精度と鏡面化とを両
立させることができる。導電性砥石３は、研削加工によ
る摩耗に加えて、電気泳動現象に伴う電気分解でボンド
材の溶出が発生して、非導電性砥石４よりも減摩量は多
くなるが、シリカ粒子を付着させるための電極であるた
め、被加工物と接触しない状態になっても問題はない。
また、電気泳動現象を付加させないときは、導電性砥石
３においても、研削能力を有する砥石であるため、既存
の研削加工と同様に使用することができることは明らか
である。

【００１９】本実施の形態によれば、微粒子の電気泳動
現象による鏡面研削加工の作用を利用しながら、砥石の
溶出による影響を受けることなく、高い形状精度の鏡面
を有するガラスレンズを得ることができる。

【００２０】電気泳動現象を用いた研削加工を行う場
合、電流を導電性砥石３に台金２を介して供給する際に
は、当然、研削工具１Ａの導電性砥石３と台金２とが通
電性を有する状態で取付けられている必要性があること
は明らかであり、導電性接着剤に替えて、例えば銀ロウ
などの金属を用いたロウ付けなどによって強固に固着さ
れてもよい。研削工具１Ａは、図１および図２に示すよ
うに、導電性砥石３と非導電性砥石４とが、それぞれ４
個づつ配置されているが、４個に限定されるものではな
く、奇数でもよい。また、導電性砥石３と台金２とは、
１：１の個数になっているが、被加工物の鏡面化と形状
精度の維持とのバランスを考えて、この比率を変更して
もよい。しかしながら、非導電性砥石３による鏡面化の
均一性や、研削加工中に砥石に生じる加工圧力などを考
えると、できる限り対象に配置することが望ましい。

【００２１】また、研削工具１Ａは、図１および図２に
示すように、導電性砥石３と非導電性砥石４とが密着し
て配置されているが、特に、砥石の製法上から密着して
成形することは困難で、かつコストアップなどに繋がる
場合は、密着させる必要はなく、既存のセグメント砥石
のように、両者の間に隙間を形成して配置してもよい。
さらに、研削工具１Ａは、図１および図２に示すよう
に、導電性砥石３と非導電性砥石４とが交互に円環状に
配置されているが、図４および図５に示すように、導電
性砥石３Ｂと非導電性砥石４Ｂとがリング状であって、
外側が非導電性砥石４Ｂ、内側が導電性砥石３Ｂになる
ようにして、これらの砥石を同心円状に配置した研削工
具１Ｂであってもよい。

【００２２】本実施の形態では、研削工具１Ａを用い、
電気泳動現象を利用して、被加工物を研削する方法の一
例として、カーブジェネレーティング方式による研削方
法について説明したが、本実施の形態の研削工具は、カ
ーブジェネレーティング方式による研削方法に限定して
用いられるものではない。例えば、被加工物に対する切
り込み量を設定し、砥石で被加工物の側面から切り込
み、１回もしくは複数回の送りで被加工物を研削し、形
状創成するクリープフィード研削方法の場合、図４およ
び図５で示した研削工具１Ｂのように、導電性砥石３Ｂ
と非導電性砥石４Ｂとが、同心円状に配置されていれ
ば、外側の非導電性砥石４Ｂが形状創成のための研削加
工を行い、内側の導電性砥石３Ｂが研削加工された被加
工物を鏡面化する作用を行うこととなる。

【００２３】要するに、本実施の形態の研削工具におい
ては、導電性砥石と非導電性砥石とを具備していれば十
分であって、その配置が特に限定されるものではない。
なお、台金２の各砥石を固着する側の端部は、円柱形状
に限らず、円管形状であってもよい。

【００２４】（実施の形態２）図６〜図７は実施の形態
２を示し、図６は研削工具の正面図、図７は研削工具の
側面図である。本実施の形態の研削工具は、実施の形態
１と砥石部分の構成が異なり、他は同様のため、異なる
部分のみ説明し、同一の部材には同一の符号を付し説明
を省略する。また、研削工具を装備した研削装置も実施
の形態１と同一のため、図と説明を省略する。

【００２５】図６および図７において、研削工具１Ｃ
は、台金２の端面２ａ上に、導電性部材５と非導電性砥
石４とを円環状に交互に配設して構成されている。導電
性部材５は、実施の形態１の導電性砥石３の代わりに、
砥石に限らず、絶縁層となる不導体皮膜の形成がされ難
い真鍮やリン青銅の導電性を有する金属で扇形状に形成
されている。導電性部材５と非導電性砥石４とは、台金
２の端面２ａに導電性接着剤（図示省略）により固着さ
れている。また、導電性部材５と非導電性砥石４とは、
各々の側面同士も同様に接着剤で固着されている。導電
性部材５と非導電性砥石４との台金２の端面２ａからの
高さは異なり、その先端で段差ｄを有した状態で、即ち
導電性部材５は非導電性砥石４より後退した状態に形成
されている。その他の構成は実施の形態１と同様であ
る。

【００２６】つぎに、研削工具１Ｃを用いた研削方法
は、実施の形態１で示した研削装置に、研削工具１Ａに
替えて研削工具１Ｃを装着し、ガラスレンズ２４を研削
するものである。研削方法は、実施の形態１と同様であ
るため説明を省略する。

【００２７】つぎに、上記研削方法における研削工具１
Ｃの作用について説明する。直流電源２６から、台金２
を介して電流が供給された場合、導電性部材５には電流
が流れるため、その表面に研磨材２２中のシリカ、アル
ミナ、またはセリウムなどの微粒子が付着し始め、成長
した微粒子による鏡面研削加工が行われる。これに対し
て、非導電性砥石４では、電流が流れないため、その表
面では、微粒子の電気泳動現象は発生せず、既存の研削
加工が行われる。すなわち、電気泳動現象を活用して鏡
面化研削を試みると、導電性部材５のみが作用し、非導
電性砥石４には電気泳動現象が発生しない。このため、
非導電性砥石４には、電気分解が発生せず、砥石の溶出
による減耗が発生せず、被加工物であるガラスレンズ２
４の高い形状精度を確保することができる。

【００２８】導電性部材５は、電気分解により形成材料
である金属の溶出が発生するが、もともと砥石ではな
く、微粒子を付着させるための電極であるため、減耗が
発生しても、創成する被加工物の形状には影響しない。
導電性部材５は、砥石ではないため、被加工物に接触す
ると、キズや破損の原因となるが、被加工物と接触しな
いように、予め段差ｄを与えてある。このため、非導電
性砥石４が被加工物と接触して加工を行っていても、段
差ｄを有するので、被加工物と接触することはない。導
電性部材５は、導電性のみを確保すればよいため、砥石
などのようにダイヤモンド砥粒を含む必要がないことか
ら、材料の選択範囲が非常に広がるとともに、研磨工具
を非常に安価に製作することができる。

【００２９】また、段差ｄは、被加工物との接触を避け
るために設けてあり、非導電性砥石４より僅かでも低く
なっていれば問題がない。段差ｄを設けてあってもシリ
カ、アルミナまたはセリウムなどの微粒子は、印加され
た電流によって段差ｄ部分に付着・成長するため、高い
電流を与え、段差ｄを上回る厚さで成長を行わせれば、
問題なく被加工物の鏡面化を行うことができる。また、
非導電性砥石４が研削加工に伴い摩耗しても、導電性部
材５は電気泳動現象を発生させることで溶出が発生し、
減耗するため、段差ｄは常に保たれる。

【００３０】本実施の形態によれば、実施の形態１と同
様の効果に加え、電気泳動現象に伴う微粒子の付着を、
砥石以外の導電性材料からなる部材で行うため、製造上
の制限が少なく、安価な研削工具を得ることができる。

【００３１】本実施の形態においても、実施の形態１で
示した変形例は同様に適用することができる。特に図６
および図７では、図１および図２と同様に、非導電性砥
石４と導電性部材５とが交互に円環状に配置される状態
を示しているが、実施の形態１と同様に、非導電性砥石
４と導電性部材５とは、図４および図５に示すように、
同心円状に配置されてもよい。すなわち、図４および図
５において、実施の形態１の導電性砥石３Ｂに替えて、
導電性部材５Ｂを内側に配置して、実施の形態１の変形
例で説明した作用をさせることができる。ただし図４お
よび図５では、実施の形態１の変形例の研削工具１Ｂを
示しているので、非導電性砥石４Ｂと導電性砥石３Ｂと
が台金２からの高さが同一になっているが、導電性砥石
３Ｂに替えて、導電性部材５Ｂを内側に配置した場合、
導電性部材５Ｂの高さは、非導電性砥石４Ｂより低くな
っているものとする。

【００３２】（実施の形態３）図８〜図９は実施の形態
３を示し、図８は研削工具の正面図、図９は研削工具の
側面図である。本実施の形態の研削工具は、実施の形態
１と砥石部分の構成が異なり、他は同様のため、異なる
部分のみ説明し、同一の部材には同一の符号を付し説明
を省略する。また、研削工具を装備した研削装置も実施
の形態１と同一のため、図と説明を省略する。

【００３３】図８および図９において、研削工具１Ｄ
は、台金２の端面２ａ上に、導電性砥石３と基材となる
導電性砥石をシール材８によって被覆した絶縁被覆導電
性砥石３Ａとを円環状に交互に配設して構成されてい
る。絶縁被覆導電性砥石３Ａを被覆するシール材８は、
シリコン樹脂やエポキシ樹脂からなり、電気的に絶縁性
を有している。従って、絶縁被覆導電性砥石３Ａは、基
材は導電性砥石であるが、機能的には非導電性砥石とし
ての作用を行うものである。基材となる導電性砥石をシ
ール材８で被覆する部分は、研削作用面９を除く表面全
部である。シール材８で被覆された絶縁被覆導電性砥石
３Ａも扇形状に形成されている。また、導電性砥石３と
絶縁被覆導電性砥石３Ａとは、台金２の端面２ａに導電
性接着剤（図示省略）により固着されている。その他の
構成は実施の形態１と同様である。

【００３４】つぎに、研削工具１Ｄを用いた研削方法
は、実施の形態１で示した研削装置に、研削工具１Ａに
替えて研削工具１Ｄを装着し、ガラスレンズ２４を研削
するものである。研削方法は、実施の形態１と同様であ
るため説明を省略する。

【００３５】つぎに、上記研削方法における研削工具１
Ｄの作用について説明する。直流電源２６から、台金２
を介して電流が供給された場合、導電性砥石３には電流
が流れるため、その表面にセリウムなどの微粒子が付着
し始め、成長した微粒子による鏡面研削加工が行われ
る。これに対して、絶縁被覆導電性砥石３Ａでは、シー
ル材８により絶縁されているので、電流が流れない。こ
のため、導電性を有したメタルボンドによりダイヤモン
ド砥粒を保持する砥石であっても、絶縁被覆導電性砥石
３Ａの部分では、電気泳動現象に伴うボンド材の溶出が
発生せず、砥石の減耗が生じないので、被加工物である
ガラスレンズ２４の高い形状精度を確保することができ
る。

【００３６】絶縁被覆導電性砥石３Ａは、シール材８に
よって絶縁されていることから、台金２や隣接する導電
性砥石３との間に、絶縁性を確保することができるた
め、本来なら溶出が生じてしまうブロンズや錫およびニ
ッケルを主成分としたメタルボンドの研削砥石を用いる
ことができる。このため、既存のガラスレンズ加工等で
用いているブロンズを主成分とした研削砥石を、電気泳
動現象を利用した研削加工法にそのまま利用することが
できるため、形状創成加工のための新たな研削加工条件
の設定や、被研削材に対する研削性の基礎実験検討など
を省略することができる。

【００３７】本実施の形態によれば、実施の形態１と同
様の効果に加え、導電性を有した既存の研削砥石を用い
て、電気泳動現象に伴う砥石の溶出を防止して活用する
ことができる。

【００３８】本実施の形態では、絶縁被覆導電性砥石３
Ａは、被研削物を削る研削作用面９以外の部分をシール
材８で全て被覆するのが、最も好ましいことではある
が、図８および図９に示すように、少なくとも台金２お
よび導電性砥石３との間を被覆すれば、絶縁性を確保す
ることができる。また、本実施の形態では、導電性砥石
３と同一の基材としての導電性砥石の一部をシール材８
で被覆し、絶縁被覆導電性砥石３Ａの絶縁性を確保した
が、導電性砥石３とは異なる導電性のボンド材で結合さ
れた導電性砥石を基材に用いてもよい。例えば、導電性
砥石３にはニッケルボンドの砥石を用い、絶縁被覆導電
性砥石３Ａにはブロンズボンドの砥石を用いても構わな
い。

【００３９】なお、図８および図９では、導電性砥石３
と絶縁被覆導電性砥石３Ａを交互に円環状に配置した例
を示しているが、導電性砥石３と絶縁被覆導電性砥石３
Ａを同心円状に配置してもよいことは、実施の形態１、
２と同様である。また、実施の形態１で示したその他の
変形例も同様に適用することができる。

【００４０】（実施の形態４）図１０〜図１１は実施の
形態４を示し、図１０は研削工具の正面図、図１１は研
削工具の側面図である。本実施の形態の研削工具は、実
施の形態１と砥石部分の構成が異なり、他は同様のた
め、異なる部分のみ説明し、同一の部材には同一の符号
を付し説明を省略する。また、研削工具を装備した研削
装置も実施の形態１と同一のため、図と説明を省略す
る。

【００４１】図１０および図１１において、研削工具１
Ｅは、台金２の端面２ａ上に、円柱状の導電性砥石１３
と円柱状の非導電性砥石１４とを円環状に交互に配設し
て構成されている。また、導電性砥石１３と非導電性砥
石１４とは、台金２の端面２ａに非導電性接着剤である
エポキシ系接着剤からなる接着層１０を介して固着され
ている。また、導電性砥石１３の側面と台金２の側面と
は電気的接続手段としてのロウ材１１により電気的に接
続されている。ロウ材１１には、ハンダや銀ロウが用い
られている。また、円柱状の非導電性砥石１４には、ビ
トリファイドボンド砥石が用いられている。その他の構
成は実施の形態１と同様である。

【００４２】つぎに、研削工具１Ｅを用いた研削方法
は、実施の形態１で示した研削装置に、研削工具１Ａに
替えて研削工具１Ｅを装着し、ガラスレンズ２４を研削
するものである。研削方法は、実施の形態１と同様であ
るため説明を省略する。

【００４３】つぎに、上記研削方法における研削工具１
Ｅの作用について説明する。直流電源２６から、台金２
に供給された電流が、ロウ材１１を介して、導電性砥石
１３に供給される。これにより、導電性砥石１３は、微
粒子の電気泳動現象が作用し、被加工物であるガラスレ
ンズ２４を鏡面化することができる。これに対して、非
導電性砥石１４には、電流が流れない。このため、電気
泳動現象に伴うボンド材の溶出が発生せず、砥石の減耗
が生じないので、被加工物であるガラスレンズ２４の高
い形状精度を確保することができる。

【００４４】導電性砥石１３と非導電性砥石１４とを、
交互に円環状に配置して研削工具１Ｅを製作しようとす
ると、それぞれの砥石をエポキシ系接着剤などで固着す
るのが最も手っ取り早い手段となる。しかしながら、エ
ポキシ系接着剤は、絶縁物質であり、非導電性砥石１４
に対しては問題ないが、導電性砥石３に対しては台金２
との間が絶縁してしまい、電気泳動現象を発生させるた
めの電流を供給するこができない。このため、導電性砥
石１３と台金２との両者に跨がるように、ロウ材１１を
溶着すれば、ロウ材１１を介して電流を供給することが
できる。

【００４５】一般に、導電性砥石１３は、メタル（金
属）をボンド材としており、光学ガラスの研削加工で用
いる場合は、研削加工面へのダメージを小さくし、表面
粗さを高精度に確保するために、軟質金属、例えばブロ
ンズ、錫、ニッケルを用いることが多い。しかしなが
ら、軟質金属を用いた砥石は、工具を構成する上での充
分な強度を有する銀ロウなど、高温を必要とするロウ材
では固着できないため、エポキシ系の接着剤で固着する
ことになる。特に、本実施の形態のように、非導電性砥
石１４として用いるビトリファイドボンド砥石では、エ
ポキシ系の接着剤による固着となる。このため、導電性
砥石１３と非導電性砥石１４とを交互に配置した研削工
具１Ｅを製作するには、本実施の形態で示すようなエポ
キシ系の接着層１０を介して固着することが、最も実用
的な手段となる。さらに、電気泳動現象を確保するため
に、台金２と導電性砥石１３とを接続する電気的接続手
段としては、低温で接続できるハンダをロウ材１１に用
いることになる。

【００４６】本実施の形態によれば、実施の形態１と同
様の効果に加え、安価な研削砥石を用いて、研削工具を
容易に製作することができる。

【００４７】本実施の形態では、導電性砥石１３および
非導電性砥石１４には、円柱状の砥石を用いているが、
これは角柱状のものでもよく、要は砥石製造業者より一
般品（カタログ掲載品）として販売されているペレット
状で安価な砥石を用いることができるのがメリットであ
り、円柱状に限定されるものではない。

【００４８】（実施の形態５）図１２〜図１３は実施の
形態５を示し、図１２は研削工具の正面図、図１３は研
削工具の側面図である。本実施の形態の研削工具は、実
施の形態１および実施の形態４と砥石部分の構成が異な
り、他は同様のため、異なる部分のみ説明し、同一の部
材には同一の符号を付し説明を省略する。また、研削工
具を装備した研削装置も実施の形態１と同一のため、図
と説明を省略する。

【００４９】図１２および図１３において、研削工具１
Ｆは、台金２の端面２ａ上に、円柱状の導電性砥石１３
のみを、互いに隙間Ｇを設けて、円環状に配設して構成
されている。また、導電性砥石１３は、台金２の端面２
ａに非導電性接着剤であるエポキシ系接着剤からなる接
着層１０を介して固着されている。また、導電性砥石１
３の側面は、一つ置きに台金２の側面と電気的接続手段
としてのロウ材１１により電気的に接続されている。そ
の他の構成は実施の形態１および実施の形態４と同様で
ある。

【００５０】つぎに、研削工具１Ｆを用いた研削方法
は、実施の形態１で示した研削装置に、研削工具１Ａに
替えて研削工具１Ｆを装着し、ガラスレンズ２４を研削
するものである。研削方法は、実施の形態１と同様であ
るため説明を省略する。

【００５１】つぎに、上記研削方法における研削工具１
Ｆの作用について説明する。直流電源２６から、台金２
に供給された電流が、ロウ材１１により台金２に接続さ
れた導電性砥石１３のみに供給される。これにより、ロ
ウ材１１で接続された導電性砥石１３は、微粒子の電気
泳動現象が作用し、被加工物であるガラスレンズ２４を
鏡面化することができる。これに対して、互いに隣り合
う導電性砥石１３は、隙間Ｇを設けているため互いの導
通はなく、かつその底面は絶縁性を有するエポキシ系接
着剤からなる接着層１０を介して台金２に固着されてい
るため、ロウ材１１で接続されない導電性砥石１３に
は、電流が流れない。このため、電気泳動現象に伴うボ
ンド材の溶出が発生せず、砥石の減耗が生じないので、
被加工物であるガラスレンズ２４の高い形状精度を確保
することができる。

【００５２】本実施の形態によれば、実施の形態１と同
様の効果に加え、安価な導電性を有する研削砥石のみを
用いて、研削工具を容易に製作することができる。

【００５３】本実施の形態においても、実施の形態４で
示した変形例は同様に適用することができる。

【００５４】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、微粒子の
電気泳動現象による鏡面研削加工の作用を利用しなが
ら、砥石の溶出による影響を受けることなく、高い形状
精度の鏡面を有する被加工物を得ることができる。請求
項２に係る発明によれば、請求項１記載の効果に加え、
安価な研削砥石を用いて、研削工具を容易に製作するこ
とができる。請求項３に係る発明によれば、請求項１記
載の効果に加え、電気泳動現象に伴う微粒子の付着を、
砥石以外の導電性材料からなる部材で行うため、製造上
の制限が少なく、安価な研削工具を得ることができる。
請求項４に係る発明によれば、請求項１記載の効果に加
え、導電性を有した既存の研削砥石を用いて、電気泳動
現象に伴う砥石の溶出を防止して活用することができ
る。請求項５に係る発明によれば、請求項１記載の効果
に加え、安価な導電性を有する研削砥石のみを用いて、
研削工具を容易に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の研削工具の正面図である。

【図２】実施の形態１の研削工具の側面図である。

【図３】実施の形態１の研削工具を装備した研削装置の
構成図である。

【図４】実施の形態１の変形例の研削工具の正面図であ
る。

【図５】実施の形態１の変形例の研削工具の側面図であ
る。

【図６】実施の形態２の研削工具の正面図である。

【図７】実施の形態２の研削工具の側面図である。

【図８】実施の形態３の研削工具の正面図である。

【図９】実施の形態３の研削工具の側面図である。

【図１０】実施の形態４の研削工具の正面図である。

【図１１】実施の形態４の研削工具の側面図である。

【図１２】実施の形態５の研削工具の正面図である。

【図１３】実施の形態５の研削工具の側面図である。

【図１４】従来技術の研削装置の構成図である。

【符号の説明】

２台金３導電性砥石４非導電性砥石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C059 AA02 AB01 GA03 GB01 GC01 HA01 3C063 AA02 AB05 BA04 BA12 BA40 BB02 BB23 BC02 BC05 BF08 BG01 BG10 BG30 EE15 EE16 FF30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性保持部材の一端に、導電性砥石と
非導電性砥石とを配設したことを特徴とする研削工具。
【請求項２】前記導電性砥石と前記導電性保持部材と
を電気的に接続する電気的接続手段を備えたことを特徴
とする請求項１記載の研削工具。
【請求項３】導電性保持部材の一端に、非導電性砥石
と導電性部材とを配設し、該導電性部材の先端は前記非
導電性砥石の先端より低くしたことを特徴とする研削工
具。
【請求項４】導電性保持部材の一端に、導電性砥石と
研削作用面以外の面を絶縁層で被覆した導電性砥石とを
配設したことを特徴とする研削工具。
【請求項５】導電性保持部材の一端に、複数の導電性
砥石を互いに接触することなく配列するとともに非導電
性の接着手段を介して固着し、前記複数の導電性砥石の
一部と前記導電性保持部材とを電気的接続手段により接
続して構成したことを特徴とする研削工具。