JP2001300856A

JP2001300856A - 超砥粒工具

Info

Publication number: JP2001300856A
Application number: JP2000116647A
Authority: JP
Inventors: Yukio Okanishi; 幸緒岡西; Hiroshi Tanaka; 宏田中; Kazunori Kadomura; 和徳門村; Toshio Fukunishi; 利夫福西
Original assignee: Allied Material Corp
Current assignee: Allied Material Corp
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-10-30

Abstract

(57)【要約】【課題】長時間の加工においても、切れ味を維持する
ことができ、工作物の加工面が高精度な鏡面状態を維持
することが可能な寿命の長い超砥粒工具を提供する。【解決手段】超砥粒工具１は、台金１０と、台金１０
の上に固着された超砥粒層２１とを備え、超砥粒層２１
は、相対的に大きな平均粒径を有する第１の超砥粒と、
相対的に小さな平均粒径を有する第２の超砥粒と、第１
と第２の超砥粒を保持する結合材とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超砥粒工具に関
し、特定的には、シリコン、ガラス、セラミックス、フ
ェライト、水晶、超硬合金等の硬脆材料を鏡面加工する
ために用いられる超砥粒ホイール等の超砥粒工具に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、半導体装置における高集積化やセ
ラミックス、ガラス、フェライト等の加工における超精
密化といった急激な技術革新により、材料の高精度な鏡
面加工が要求されてきている。このような鏡面加工は、
一般的にはラッピング加工と呼ばれる研削方法によって
行なわれる。具体的には、この研削方法は、ラップ定盤
と工作物の間にラップ液に混合した遊離砥粒を供給し
て、ラップ定盤と工作物に圧力を加えながら擦り合わ
せ、遊離砥粒の転動作用と引っ掻き作用とにより工作物
を削り、工作物の表面に高精度な鏡面を与える加工方法
である。しかしながら、ラッピング加工は遊離砥粒を多
量に消費するため、使用済みの遊離砥粒と、工作物の切
削によって発生した切り粉と、ラップ液との混合物、す
なわちスラッジと呼ばれるものが大量に発生し、作業環
境を悪化させ、公害が発生することが大きな問題となっ
ていた。

【０００３】そこで、上記のような遊離砥粒を用いた研
削方法に代わる方法として、固定された微細な超砥粒を
用いた鏡面加工法の研究開発が盛んに行なわれている。
固定された微細な超砥粒を用いた鏡面加工法としては、
平均粒径が数μｍの超砥粒を弾性的に保持したレジンボ
ンド超砥粒砥石による加工法や、メタルボンド超砥粒砥
石を電解によりボンド材を溶かしながらドレッシングし
て研削するようにしたＥＬＩＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔ
ｉｃＩｎ−ｐｒｏｃｅｓｓＤｒｅｓｓｉｎｇ）研削
加工法などがよく知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
レジンボンド超砥粒砥石を用いた加工法では、微細な超
砥粒を使用するため、砥石の切れ味が悪く、しかも砥石
の摩耗が大きいので、工作物の加工面の形状変化や精度
低下が起きやすく、頻繁に砥石のツルーイングとドレッ
シングを行なわなければならないという問題があった。

【０００５】また、上記のメタルボンド超砥粒砥石を用
いた加工法では、レジンボンド超砥粒砥石を用いた加工
法によって得られた工作物の加工面と同程度の鏡面状態
を得るためには、メタルボンド材が高い剛性を有するの
で、レジンボンド超砥粒砥石よりもさらに細かい超砥粒
を使用する必要があり、その結果、一層砥石の切れ味が
悪化するという問題があった。

【０００６】そこで、この発明の目的は、上記の問題点
を解消するとともに、長時間の加工においても、良好な
切れ味を維持することができ、工作物の加工面が高精度
な鏡面状態を維持することが可能な寿命の長い超砥粒工
具を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に従った超砥粒
工具は、台金と、台金の上に固着された超砥粒層とを備
える。超砥粒層は、相対的に大きな平均粒径を有する第
１の超砥粒と、相対的に小さな平均粒径を有する第２の
超砥粒と、第１と第２の超砥粒を保持する結合材とを含
む。

【０００８】上記のように構成された超砥粒工具を用い
ることにより、以下に説明する作用効果を達成すること
ができる。

【０００９】（１）相対的に大きな平均粒径を有する
第１の超砥粒と、相対的に小さな平均粒径を有する第２
の超砥粒とを超砥粒層の中に混在させることにより、極
めて集中度の高い超砥粒工具を製作することが可能にな
る。これにより、研削加工に寄与する作用砥粒数が著し
く増加するので、長時間の研削加工においても、良好な
切れ味を維持することができ、工作物の加工面が高精度
な鏡面状態を維持することができる。したがって、寿命
の長い超砥粒工具を提供することができる。

【００１０】（２）上記のように作用砥粒数が増加す
ることにより、超砥粒層の作用面の摩耗が少なくなる。
これにより、長時間の研削加工においても工作物の加工
面が良好な平面精度を維持することができる。

【００１１】（３）上記のように作用砥粒数が増加す
ることにより、結合材が直接、工作物に接触する可能性
を低減することができる。これにより、工作物の加工面
に研削焼け等の悪影響が及ぶのを防止することができ
る。したがって、最終仕上げ加工に超砥粒工具を用いる
場合において、切れ味を維持することができる。

【００１２】（４）本発明の超砥粒工具においては、
相対的に小さな平均粒径を有する第２の超砥粒が超砥粒
層の耐摩耗性を高め、超砥粒層の後退により超砥粒が脱
落するのを防止するための骨材（またはフィラーともい
う）としての役割を果たすとともに、上記のように研削
加工に寄与する作用砥粒としての役割も果たす。

【００１３】（５）上記のように集中度が高いので、
超砥粒層に含まれる超砥粒の体積比率を高めることがで
きる。このため、超砥粒層のヤング率を高めることがで
きる。したがって、研削応力に対して超砥粒層の変形量
が一層少なくなるので、工作物の加工面において高精度
の鏡面状態を得ることができる。

【００１４】この発明の超砥粒工具において、第２の超
砥粒の平均粒径は第１の超砥粒の平均粒径の８０％以下
であるのが好ましい。

【００１５】具体的には、相対的に小さな平均粒径を有
する第２の超砥粒は、相対的に大きな平均粒径を有する
第１の超砥粒に対して、粒度表示にて、１ランクまたは
２〜３ランク細かいものを用いる。たとえば、第１の超
砥粒としてダイヤモンド砥粒を用い、その粒度が♯２０
００（粒径５〜１２μｍ）の場合には、第２の超砥粒と
してのダイヤモンド砥粒は♯２４００（粒径４〜８μ
ｍ）または♯３０００（粒径２〜６μｍ）の粒度のもの
を用いる。

【００１６】この発明の超砥粒工具において、結合材と
してビトリファイドボンドを用いるのが好ましい。この
場合、有気孔の結合材としてビトリファイドボンドに含
まれる大きな容量の気孔がチップポケットの役割を果た
すので、切り粉の排出を円滑にして高い能率での加工が
可能になるとともに、工作物の加工面において高い精度
で微細な表面粗さを達成することができる。

【００１７】結合材として用いられるビトリファイドボ
ンドは、ＳｉＯ₂を４０〜７０質量％、Ａｌ₂Ｏ₃を５〜
２５質量％、Ｋ₂Ｏを１〜１５質量％、ＣａＯを１〜６
質量％、Ｂ₂Ｏ₃を０．５〜１５質量％、Ｎａ₂Ｏを０．
５〜３質量％、Ｆｅ₂Ｏ₃を０．１〜３質量％、ＭｇＯを
０．１〜２質量％含むものが好ましい。より好ましく
は、ビトリファイドボンドの組成として、ＳｉＯ₂が４
５〜７０質量％、Ａｌ₂Ｏ ₃が９〜２５質量％、Ｋ₂Ｏが
１〜１３質量％、ＣａＯが１〜５質量％、Ｂ₂Ｏ₃が０．
５〜１３質量％、Ｎａ₂Ｏが０．５〜３質量％、Ｆｅ₂Ｏ
₃が０．１〜２質量％、ＭｇＯが０．１〜１質量％の範
囲内である。

【００１８】この発明の超砥粒工具において、超砥粒層
は体積比率で２％以上、６０％以下の気孔を有するのが
好ましい。さらに好ましくは、超砥粒層は体積比率で１
０％以上、５５％以下の気孔を有する。このように気孔
の範囲を設定することにより、切り粉の排出をより円滑
にすることができるとともに、ダイヤモンドロータリー
ドレッサーによるドレッシングを容易にすることができ
る。

【００１９】この発明の超砥粒工具において、第１また
は第２の超砥粒は、平均粒径が１μｍ以上、２０μｍ以
下の範囲内のレジンボンド用超砥粒を含むのが好まし
い。この場合、レジンボンド用超砥粒は、メタルボンド
用超砥粒やソーブレード用超砥粒に比較して、不規則形
状の外表面を有し、破砕性が高いので、ダイヤモンドロ
ータリードレッサーによるツルーイングやドレッシング
によって超砥粒の先端に微少な切れ刃を形成するのに特
に適している。

【００２０】レジンボンド用ダイヤモンド砥粒として、
ＧＥスーパーアブレイシブ社製のＲＶＭ、ＲＪＫ１、ト
ーメイダイヤ株式会社製のＩＲＭ、デ・ビアース社製の
ＣＤＡなどを適用することができる。レジンボンド用Ｃ
ＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒としては、ＧＥスーパー
アブレイシブ社製のＢＭＰ１、昭和電工株式会社製のＳ
ＢＮＢ、ＳＢＮＴ、ＳＢＮＦなどを適用することができ
る。

【００２１】この発明の超砥粒工具においては、超砥粒
層は超砥粒工具の回転軸にほぼ垂直な作用面を有し、複
数の超砥粒層の各々が円柱状または円筒状に形成され、
相互に間隔をあけて台金の上に固着されているのが好ま
しい。この場合、工作物の加工面においてより高精度で
微細な表面粗さを達成することができ、鏡面状態の表面
を容易に達成することができる。好ましくは超砥粒層
は、外径が２〜２０ｍｍ、高さが２〜２０ｍｍの円柱状
または円筒状に形成される。より好ましくは、外径が３
〜１５ｍｍ、高さが３〜１０ｍｍの円柱状または円筒状
に超砥粒層を形成する。円筒状の超砥粒層を形成する場
合には、研削加工の条件や工作物の種類等により、円筒
状の超砥粒層の内径を０．５〜１０ｍｍの範囲内で設定
する。また、好ましくは、超砥粒層は相互に０．５〜２
０ｍｍの間隔をあけて台金の表面に固着される。より好
ましくは、超砥粒層は相互に１〜１０ｍｍの間隔をあけ
て台金の表面に固着される。上記の間隔寸法は研削加工
の条件や工作物の種類等により適宜決定する。

【００２２】好ましくは、本発明の超砥粒工具は、超砥
粒工具の回転軸と平行な軸を有する回転可能なワークテ
ーブルを備えたインフィード切り込み方式の平面研削盤
に装着され、カップ型超砥粒ホイールと呼ばれるもので
ある。ここで、インフィード切り込み方式の平面研削盤
とは、超砥粒ホイールまたはワークテーブルのどちらか
一方が、回転軸方向のみに切り込みを行なうもので、市
販されている研削盤では、縦軸ロータリテーブル式平面
研削盤と呼ばれている。

【００２３】また、本発明の超砥粒工具は、鏡面加工用
超砥粒工具として用いられるのが好ましい。

【００２４】この発明の別の局面に従った超砥粒工具
は、台金と、台金の上に固着された超砥粒層とを備え、
超砥粒層は、超砥粒と、ダイヤモンド粒子を含む骨材
と、超砥粒と骨材を保持するビトリファイドボンドから
なる結合材とを含む。

【００２５】この発明の別の局面に従った超砥粒工具を
用いることにより、ビトリファイドボンドに含まれる大
きな容量の気孔がチップポケットの役割を果たすので、
切り粉の排出が円滑に行なわれ、高い能率での加工が可
能になり、工作物の加工面において高精度で微細な表面
粗さを達成することができる。また、ダイヤモンド粒子
を骨材として含ませることにより、超砥粒層の耐摩耗性
を高めることができるとともに、研削加工に寄与する作
用砥粒層を著しく増加させることができる。その結果、
長時間の研削加工においても工作物の加工面が高精度な
鏡面状態を維持することができるので、寿命の長い超砥
粒工具を提供することができる。

【００２６】なお、この発明の超砥粒工具にツルーイン
グやドレッシングを施すためにダイヤモンドロータリー
ドレッサーを用いるのが、能率や成形精度を考慮すると
最も好ましい。しかしながら、ダイヤモンドロータリー
ドレッサーの代わりにダイヤモンド砥粒の粒度が♯３０
（粒径６５０μｍ）前後でダイヤモンド砥粒の先端部高
さのばらつきをなくしたメタルボンドダイヤモンドホイ
ール、または電着ダイヤモンドホイールを用いることに
よって本発明の超砥粒工具のツルーイングやドレッシン
グを行なってもよい。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の１つの実施の
形態として超砥粒ホイールを示す斜視図である。図１に
示すように、超砥粒ホイール１は、アルミニウム合金等
から形成されたカップ状の台金１０の一方端面上に複数
個の円柱状の超砥粒層２１が固着されている。各超砥粒
層２１は相対的に大きな平均粒径を有する第１の超砥粒
と、相対的に小さな平均粒径を有する第２の超砥粒と、
第１と第２の超砥粒を保持する結合材とを含む。台金１
０の中央部には回転軸を挿入するための穴が形成されて
いる。

【００２８】図２は、この発明のもう１つの実施の形態
として超砥粒ホイールを示す斜視図である。図２に示す
超砥粒ホイール２は、図１で示される超砥粒ホイール１
と異なり、カップ状の台金１０の一方端面上に固着され
た複数個の超砥粒層２２は円筒状の形態を有する。

【００２９】図３は、この発明のさらにもう１つの実施
の形態として超砥粒ホイールを示す斜視図である。図３
に示す超砥粒ホイール３は、図１や図２で示される超砥
粒ホイールと異なり、円環状またはリング状の単一の超
砥粒層２３が台金１０の一方端面上に固着されている。

【００３０】図４はこの発明のさらに別の局面に従った
１つの実施の形態として研削盤用回転円盤砥石を示す斜
視図である。超砥粒工具として回転円盤砥石４は、共通
台金としてドーナツ状の円盤１００の上に８個の分割台
金１０１〜１０８が取付けられている。分割台金１０１
〜１０８の各々の表面上には多数個の円柱状の超砥粒層
２０１が固着されている。各超砥粒層２０１は、相対的
に大きな平均粒径を有する第１の超砥粒と、相対的に小
さな平均粒径を有する第２の超砥粒と、第１と第２の超
砥粒を保持する結合材とを含む。

【００３１】図５は、この発明のさらに他の局面に従っ
た１つの実施の形態として研削盤用回転円盤砥石を示す
斜視図である。図５に示すように、超砥粒工具として回
転円盤砥石５は、共通台金としてドーナツ状の円盤１０
０の上に８個の分割台金１０１〜１０８が取付けられて
いる。分割台金１０１〜１０８の各々の表面上には、多
数個の円筒状の超砥粒層２０２が固着されている。各超
砥粒層２０２は、相対的に大きな平均粒径を有する第１
の超砥粒と、相対的に小さな平均粒径を有する第２の超
砥粒と、第１と第２の超砥粒を保持する結合材とを含
む。

【００３２】上記の図１〜図５で示される超砥粒工具に
おいて、結合材はビトリファイドボンドを用いるのが好
ましいが、レジンボンドやメタルボンドが適用されても
よい。また、第１と第２の超砥粒としてダイヤモンド粒
子以外に、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）粒子やダイヤモ
ンド粒子とＣＢＮ粒子の混合粒子が用いられてもよい。
さらに、上記の図１〜図５で示される超砥粒工具におい
ては、回転軸を挿入することが可能な穴を有するカップ
状やドーナツ状の台金が用いられているが、このような
形状に台金が限定されることはない。図１〜図５に示さ
れる超砥粒工具においては超砥粒層は回転軸にほぼ垂直
な作用面を有するように形成されているが、回転軸にほ
ぼ平行な作用面を有するように形成されていてもよい。
たとえば、リング状、ドーナツ状または円筒状の台金を
用いて、その台金の円筒面または外周面の上に単一の超
砥粒層または複数の超砥粒層を固着してもよい。

【００３３】

【実施例】（実施例１）以下の組成を有するビトリファ
イドボンドと、粒度が♯２０００（粒径５〜１２μｍ）
のダイヤモンド砥粒と、粒度が♯３０００（粒径２〜６
μｍ）のダイヤモンド砥粒とを均一に混合した後、この
混合粉末を室温でプレス成形した。ビトリファイドボン
ドの組成としては、ＳｉＯ₂が６２質量％、Ａｌ₂Ｏ₃が
１７質量％、Ｋ₂Ｏが９質量％、ＣａＯが４質量％、Ｂ₂
Ｏ₃が２質量％、Ｎａ₂Ｏが２質量％、Ｆｅ₂Ｏ₃が０．５
質量％、ＭｇＯが０．３質量％のものを用いた。得られ
た成形体を焼成炉に入れて温度１１００℃にて焼成する
ことにより、外径が６ｍｍ、高さが５ｍｍの円柱状のダ
イヤモンド砥粒層を多数個作製した。

【００３４】これらのダイヤモンド砥粒層を外径が２５
８ｍｍ、厚みが３０ｍｍのアルミニウム合金製のカップ
状の台金の一方端の表面上に相互に１ｍｍずつの間隔を
あけて、エポキシ樹脂系接着剤で接着した。このように
して、図１に示されるような超砥粒ホイール１として鏡
面加工用ビトリファイドボンドダイヤモンドホイールを
製作した。図１に示すように、多数個の円柱状のダイヤ
モンド砥粒層からなる超砥粒層２１が接着剤によって台
金１０の一方端の表面上に固着されたものが得られた。

【００３５】このダイヤモンドホイールを縦軸ロータリ
ーテーブル式平面研削盤に取付けて、ダイヤモンドロー
タリードレッサーによりツルーイングとドレッシングを
行なった後、工作物として単結晶シリコンの鏡面加工を
行なった。その加工条件は以下のとおりである。

【００３６】ホイール寸法：外径２５８ｍｍ−厚み３５
ｍｍ（ＪＩＳ規格Ｂ４１３１、６Ａ２型）工作物：単結晶シリコン（外径１０１．６ｍｍ）研削盤：縦軸ロータリーテーブル式平面研削盤ホイール回転数：２４００ｒ．ｐ．ｍホイール周速度：３２ｍ／ｓ粗加工総切り込み量：１５μｍ粗加工切り込み速度：２０μｍ／ｍｉｎ仕上げ加工総切り込み量：５μｍ仕上げ加工切り込み速度：５μｍ／ｍｉｎスパークアウト：３０ｓ工作物回転数：５０ｒ．ｐ．ｍその結果、工作物の加工面における表面粗さは０．０３
４μｍＲａであり、切れ味は良好であった。

【００３７】（実施例２）実施例１と同一組成のビトリ
ファイドボンドと、粒度が♯２０００（粒径５〜１２μ
ｍ）のダイヤモンド砥粒と、粒度が♯３０００（粒径２
〜６μｍ）のダイヤモンド砥粒とを均一に混合し、この
混合粉末を室温でプレス成形した。得られた成形体を焼
成炉に入れて温度１１００℃で焼成することにより、外
径が６ｍｍ、内径が３ｍｍ、高さが５ｍｍの円筒状のダ
イヤモンド砥粒層を多数個作製した。

【００３８】これらのダイヤモンド砥粒層を外径が２５
８ｍｍ、厚みが３０ｍｍのアルミニウム合金製の台金の
一方端面の上に相互に２ｍｍずつの間隔をあけてエポキ
シ樹脂系接着剤で接着した。このようにして、図２に示
すような超砥粒ホイール２として鏡面加工用ビトリファ
イドボンドダイヤモンドホイールを製作した。超砥粒ホ
イール２としてダイヤモンドホイールは、台金１０の一
方端面の表面上に多数個の円筒状のダイヤモンド砥粒層
からなる超砥粒層２２が相互に間隔をあけて接着剤によ
って固着されている。

【００３９】上述のようにして製作されたダイヤモンド
ホイールを縦軸ロータリーテーブル式平面研削盤に取付
けて、ダイヤモンドロータリードレッサーによってツル
ーイングとドレッシングを行なった後、工作物として単
結晶シリコンの鏡面加工を行なった。鏡面加工の条件は
実施例１と同様の条件とした。

【００４０】その結果、工作物の加工面における表面粗
さは０．０３１μｍＲａであり、切れ味は良好であっ
た。

【００４１】（実施例３）実施例１と同一組成のビトリ
ファイドボンドと、粒度が♯２０００（粒径５〜１２μ
ｍ）のダイヤモンド砥粒と、粒度が♯３０００（粒径２
〜６μｍ）のダイヤモンド砥粒とを均一に混合し、この
混合粉末を室温でプレス成形した。その後、この成形体
を焼成炉に入れて温度１１００℃で焼成することによ
り、外径が２５８ｍｍ、幅が３ｍｍ、高さが５ｍｍの円
環状の単一のダイヤモンド砥粒層を作製した。

【００４２】このダイヤモンド砥粒層を外径が２５８ｍ
ｍ、厚みが３０ｍｍのアルミニウム合金製の台金の一方
端面の上にエポキシ樹脂系接着剤によって接着した。こ
のようにして得られた鏡面加工用ビトリファイドボンド
ダイヤモンドホイールは図３に示される形態を有する。
図３に示すように、超砥粒ホイール３としてダイヤモン
ドホイールは、台金１０の一方端面の表面上に、単一の
円環状のダイヤモンド砥粒層からなる超砥粒層２３が接
着剤によって固着されている。

【００４３】得られたダイヤモンドホイールを縦軸ロー
タリーテーブル式平面研削盤に取付けて、ダイヤモンド
ロータリードレッサーにより、ツルーイングとドレッシ
ングを行なった後、工作物として単結晶シリコンの鏡面
加工を行なった。鏡面加工の条件は実施例１と同様の条
件とした。

【００４４】その結果、切れ味が良好で、得られた工作
物の加工面における表面粗さは０．０３５μｍＲａであ
った。

【００４５】（実施例４）実施例１と同一組成のビトリ
ファイドボンドと、粒度が♯２０００（粒径５〜１２μ
ｍ）のダイヤモンド砥粒と、粒度が♯３０００（粒径２
〜６μｍ）のダイヤモンド砥粒と、粒度が♯４０００
（粒径２〜４μｍ）のダイヤモンド砥粒とを均一に混合
し、この混合粉末を室温でプレス成形した。その後、こ
の成形体を焼成炉に入れて温度１１００℃に焼成するこ
とにより、外径が２５８ｍｍ、幅が３ｍｍ、高さが５ｍ
ｍの円環状の単一のダイヤモンド砥粒層を作製した。

【００４６】このダイヤモンド砥粒層を外径が２５８ｍ
ｍ、厚みが３０ｍｍのアルミニウム合金製の台金の一方
端の表面上にエポキシ樹脂系接着剤によって接着した。
このようにして得られた鏡面加工用ビトリファイドボン
ドダイヤモンドホイールの形態は、図３に超砥粒ホイー
ル３として示される。

【００４７】得られたダイヤモンドホイールを縦軸ロー
タリーテーブル式平面研削盤に取付けて、ダイヤモンド
ロータリードレッサーにより、ツルーイングとドレッシ
ングを行なった後、工作物として単結晶シリコンの鏡面
加工を行なった。鏡面加工の条件は実施例１と同様の条
件とした。

【００４８】その結果、切れ味が良好で、得られた工作
物の加工面における表面粗さは０．０３３μｍＲａであ
った。

【００４９】（従来例１）実施例１と同一組成のビトリ
ファイドボンドと、粒度が♯２０００（粒径５〜１２μ
ｍ）のダイヤモンド砥粒を均一に混合し、この混合粉末
を室温でプレス成形した。この場合、骨材として機能す
る相対的に平均粒径の小さなダイヤモンド砥粒を添加し
なかった。その後、この成形体を焼成炉に入れて温度１
１００℃で焼成することにより、外径が２５８ｍｍ、幅
が６ｍｍ、高さが５ｍｍの単一の円環状のダイヤモンド
砥粒層を作製した。

【００５０】このダイヤモンド砥粒層を外径が２５８ｍ
ｍ、厚みが３０ｍｍのアルミニウム合金製の台金の一方
端面の表面上にエポキシ樹脂系接着剤で接着した。この
ようにして得られた従来の鏡面加工用ビトリファイドボ
ンドダイヤモンドホイールの形態は、図３に超砥粒ホイ
ール３として示される。

【００５１】このダイヤモンドホイールを縦軸ロータリ
ーテーブル式平面研削盤に取付けて、ダイヤモンドロー
タリードレッサーにより、ツルーイングとドレッシング
を行なった後、工作物として単結晶シリコンの鏡面加工
を行なった。鏡面加工の条件は実施例１と同様の条件と
した。

【００５２】その結果、加工を長時間継続すると切れ味
が悪化し、得られた工作物の加工面において表面粗さは
０．０８９μｍＲａであった。

【００５３】（従来例２）実施例１と同一組成のビトリ
ファイドボンドと、粒度が♯２０００（粒径５〜１２μ
ｍ）のダイヤモンド砥粒を均一に混合し、この混合粉末
を室温でプレス成形した。この場合、相対的に小さな平
均粒径を有するダイヤモンド砥粒を骨材として添加しな
かった。その後、この成形体を焼成炉に入れて温度１１
００℃で焼成することにより、外径が２５８ｍｍ、幅が
３ｍｍ、高さが５ｍｍの円環状の単一のダイヤモンド砥
粒層を作製した。

【００５４】このダイヤモンド砥粒層を外径が２５８ｍ
ｍ、厚みが３０ｍｍのアルミニウム合金製の台金の一方
端面上にエポキシ樹脂系接着剤で接着した。このように
して得られた従来の鏡面加工用ビトリファイドボンドダ
イヤモンドホイールの形態は、図３に超砥粒ホイール３
として示される。

【００５５】このダイヤモンドホイールを縦軸ロータリ
ーテーブル式平面研削盤に取付けて、ダイヤモンドロー
タリードレッサーにより、ツルーイングとドレッシング
を行なった後、工作物として単結晶シリコンの鏡面加工
を行なった。鏡面加工の条件は実施例１と同様の条件と
した。

【００５６】その結果、加工を長時間継続しても切れ味
は良好であるが、得られた工作物の加工面における表面
粗さは０．０５８μｍＲａであり、相対的に粗い表面粗
さであった。

【００５７】以上の結果から明らかなように、本発明の
実施例１〜４においては、従来例１と２よりも高い精度
で微細な表面粗さを達成することができるだけでなく、
加工時間が長くなっても良好な切れ味を維持することが
できた。

【００５８】以上に開示された実施の形態や実施例はす
べての点で例示的に示されるものであり、制限的なもの
ではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以
上の実施の形態や実施例ではなく、特許請求の範囲によ
って示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内
でのすべての修正や変形を含むものである。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、加工
時間が長時間になっても良好な切れ味を維持することが
できるとともに、高い精度で微細な表面粗さを達成する
ことができ、寿命の長い鏡面加工用超砥粒工具を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１つの実施の形態として超砥粒工
具を示す斜視図である。

【図２】この発明のもう１つの実施の形態として超砥
粒工具を示す斜視図である。

【図３】この発明のさらに別の実施の形態として超砥
粒工具を示す斜視図である。

【図４】この発明の別の局面に従った超砥粒工具を示
す斜視図である。

【図５】この発明のさらに別の局面に従った超砥粒工
具を示す斜視図である。

【符号の説明】１０：台金、２１，２２，２３，２０１，２０２：超砥
粒層、１００：共通台金、１０１〜１０８：分割台金。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者門村和徳大阪府堺市鳳北町２丁80番地大阪ダイヤモンド工業株式会社内 (72)発明者福西利夫大阪府堺市鳳北町２丁80番地大阪ダイヤモンド工業株式会社内Ｆターム(参考） 3C063 AA02 AB05 BA06 BA10 BB02 BB20 BB26 BC05 BC09 BG07 BG10 BH07 CC02 CC19 EE15 EE16 EE17 EE27 FF08 FF20 FF23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】台金と、前記台金の上に固着された超砥粒層とを備え、前記超砥粒層は、相対的に大きな平均粒径を有する第１
の超砥粒と、相対的に小さな平均粒径を有する第２の超
砥粒と、前記第１と第２の超砥粒を保持する結合材とを
含む、超砥粒工具。
【請求項２】前記第２の超砥粒の平均粒径は、前記第
１の超砥粒の平均粒径の８０％以下である、請求項１に
記載の超砥粒工具。
【請求項３】前記結合材は、ビトリファイドボンドで
ある、請求項１または請求項２に記載の超砥粒工具。
【請求項４】前記ビトリファイドボンドは、ＳｉＯ₂
を４０〜７０質量％、Ａｌ₂Ｏ₃を５〜２５質量％、Ｋ₂
Ｏを１〜１５質量％、ＣａＯを１〜６質量％、Ｂ₂Ｏ₃を
０．５〜１５質量％、Ｎａ₂Ｏを０．５〜３質量％、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃を０．１〜３質量％、ＭｇＯを０．１〜２質量％
含む、請求項３に記載の超砥粒工具。
【請求項５】前記超砥粒層は、体積比率で２％以上、
６０％以下の気孔を有する、請求項１から請求項４まで
のいずれか１項に記載の超砥粒工具。
【請求項６】前記超砥粒層は、体積比率で１０％以
上、５５％以下の気孔を有する、請求項１から請求項４
までのいずれか１項に記載の超砥粒工具。
【請求項７】前記第１または第２の超砥粒は、平均粒
径が１μｍ以上、２０μｍ以下のレジンボンド用超砥粒
を含む、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記
載の超砥粒工具。
【請求項８】前記超砥粒層は超砥粒工具の回転軸にほ
ぼ垂直な作用面を有し、複数の前記超砥粒層の各々が円
柱状または円筒状に形成され、相互に間隔をあけて前記
台金の上に固着されている、請求項１から請求項７まで
のいずれか１項に記載の超砥粒工具。
【請求項９】当該超砥粒工具は、鏡面加工用超砥粒工
具である、請求項１から請求項８までのいずれか１項に
記載の超砥粒工具。
【請求項１０】台金と、前記台金の上に固着された超砥粒層とを備え、前記超砥粒層は、超砥粒と、ダイヤモンド粒子を含む骨
材と、前記超砥粒と前記骨材を保持しかつビトリファイ
ドボンドからなる結合材とを含む、鏡面加工用超砥粒工
具。