JP2001315064A

JP2001315064A - 筒状砥石

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Publication number: JP2001315064A
Application number: JP2000231488A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Kawasaki; 勝弘川崎; Mitsukazu Kawasaki; 充計川崎
Original assignee: TKX Corp
Current assignee: TKX Corp
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2001-11-13
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: KR100444837B1; JP3445229B2; TW506881B; KR20040036891A; KR20010087151A; CN1261281C; KR100444835B1; CN1311081A

Abstract

(57)【要約】【課題】特に、幅の広い被研削面を持つ物品を研削或い
は研磨するのに好適であり、また物品に対する馴染み性
に優れ、さらには平板のレベリングロールとしても兼用
可能な筒状砥石を提供する。【解決手段】回転可能な円筒部材１の外周に弾性体２を
設け、その弾性体２の外周に金属線４で補強されたシー
ト状の支持体３を設け、更にその支持体３の外周に、多
数の砥石片６を表面に設けたゴムシート５を支持体３の
外周に巻き付けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は砥石に関するもので
あり、特に、幅の広い被研削面を持つ物品を研削或いは
研磨するのに用いられる筒状砥石に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、研削しようとする物品に対す
る馴染み性を有するリング状砥石が使用されている。こ
れは、例えば実公昭５９−３８０３号公報に記載されて
いる如く、回転車に係合接触するのに適した面を有し、
金属線で補強されたゴム製支持体層上に多孔性弾性体層
及びゴムシートよりなる弾性体保護層を設け、更にその
上に研削表面を有する偏平な多数の砥石片を設けた構造
としている。

【０００３】これにより、或曲率半径を有する物品の表
面を研削或いは研磨（以下、研削で代表させて表記）す
る際、研削具を対象物品即ち被研削物の表面に沿って曲
率を変化する事なく移動させる事が可能となり、特に曲
率半径の小さな曲面を有する物品において面を一様に研
削仕上げする事ができるとしている。

【０００４】また、プリント基板及びその関連基材の研
削及びレベリングを行うものとしては、従来より、いわ
ゆるエンドレスベルト（ワイドベルト）や不織布ロール
等が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記実
公昭５９−３８０３号公報に記載されているような構成
において、より幅の広い被研削面を効率よく研削するた
めには、単にこのリング状砥石を回転軸方向に延ばして
筒状とするだけでは不十分であって、筒状となった砥石
を回転車に係合固定するのに適した構造とする必要があ
る。また、幅の広い被研削面を研削する際の研削音を低
減し、よりスムーズな研削を行えるようにするための工
夫が必要である。

【０００６】また、上記エンドレスベルトは、比較的短
時間の使用の内に砥粒先端が摩耗し、そのため研削力の
低下と共に研削仕上げ面の研削状態に変化が生じるの
で、均一な研削を行う事が難しい。一方、不織布ロール
は、その組織構造から見て、連続した仕上げ面を得る事
ができるが、研削力に問題があり、より大きな研削力を
必要とする作業には不向きである。

【０００７】具体的には、不織布ロールでレベリングを
行う場合、研削力が小さいために、より切れ味を大きく
しようとすると、どうしても研削圧を大きくする事にな
る。そのため、微小な凹部にも不織布繊維が馴染んでし
まい、目的とする最適なレベリングが不可能となる。

【０００８】その他、砥石のような剛体若しくはそれに
近いものをロール状に形成したものでレベリングを行っ
たのでは、いわゆるチャッターマークが生じ、またプリ
ント基板の大きなうねりに追随する事はできない。

【０００９】本発明は、以上のような問題点に鑑み、特
に、幅の広い被研削面を持つ物品を研削或いは研磨する
のに好適であり、また物品に対する馴染み性に優れ、さ
らには平板のレベリングロールとしても兼用可能な筒状
砥石を提供する事を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、回転可能な円筒部材の外周に弾性体を
設け、その弾性体の外周に金属線で補強されたシート状
の支持体を設け、更にその支持体の外周に多数の砥石片
を設けた事を特徴とする。

【００１１】また、前記多数の砥石片を帯状のゴムシー
トの表面に設け、そのゴムシートを前記支持体の外周に
巻き付けた事を特徴とする。

【００１２】さらに、前記各砥石片の研削辺各々がその
全長に渡って略同時に被研削物に到達しないように、そ
の各研削辺と前記円筒部材の回転軸方向とが所定の角度
を成すようにした事を特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の筒
状砥石の一実施形態の側面横断面図である。同図におい
て、１は筒状砥石Ｇの全体を支える略円筒状の円筒部材
である。この材質としては、例えば紙管にフェノール樹
脂を含浸させて固めた、いわゆるフェノール管等の、軽
くて剛性に優れたものが用いられる。また円筒部材１の
外周には、弾性体２が少なくとも一層設けられている。
この材質としては、弾力性のある多孔質合成樹脂が最も
適切である。具体的には、スポンジ状の酢酸ビニル等
の、経時変化に強くて内部のガスが抜けず、しかも軽い
ものが用いられる。

【００１４】弾性体２の外周には、弾性体２を保護する
支持体３が設けられている。これは、例えば丈夫な軟質
ゴムのシートの外側に、真鍮メッキを施した単線或いは
より線のピアノ線等より成る金属線４を巻き付け、更に
外側から同質の前記シートで挟み込み、接着した構造と
なっている。この金属線４は、筒状砥石Ｇの回転軸方向
（同図の紙面に垂直方向）に向かって螺旋状に巻き付け
られており、少なくとも筒状砥石Ｇの高速回転による遠
心力破壊に耐えられる巻数となっている。

【００１５】支持体３の更に外周には、ゴムシート５が
接着されている。具体的には、帯状のゴムシート５の表
面に砥石片６を接着し、その面を外側としてこのゴムシ
ート５を支持体３の外周に、筒状砥石Ｇの回転軸方向に
向かって螺旋状に巻き付け、接着した構造となってい
る。砥石片６は、図２に筒状砥石Ｇの一部分を拡大して
断面で示すように、若干の間隙（例えば１〜１．８ｍ
ｍ）を設けてゴムシート５上に配設されているのが望ま
しい。

【００１６】また、砥石片６の高さは８〜１２ｍｍ程
度、幅及び奥行きは１０〜１６ｍｍ程度である事が望ま
しい。このとき、幅（後述する研削辺側の長さ）の方が
奥行きよりも若干長めである事が良い。これにより、砥
石片６が接着される円筒面からの浮き上がりを防止する
一方で、研削音もあまり大きくならないようにする事が
できる。

【００１７】ところで、上述した金属線４を巻き付けた
上に、砥石片６を接着したゴムシート５を直接巻き付け
て接着する方法も考えられる。しかし、このようにする
と、螺旋状に巻き付けたゴムシート５同士の隙間より、
どうしても金属線４が覗く事となり、この部分のカバー
が不十分となって傷みが早くなり、破断につながる恐れ
がある。故に、金属線４をカバーするシートは、上述し
たように別途必要である。

【００１８】砥石片６としては、例えばヤング率の低い
ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）樹脂にＳｉＣ砥粒を混
練し、タイル状に仕上げたものが用いられる。或いは、
このような材質より成る板状の砥石をゴムシート５に接
着した後にカットする事により、砥石片６を形成する方
法を用いても良い。以上のような筒状砥石Ｇの構成にお
いて、主にゴムより成る支持体３及びゴムシート５が、
弾性体２の弾力を砥石片６に直接伝えるため、砥石片６
はそれぞれ独立に被研削物の曲面に沿って動くので、馴
染み性に優れた研削を行う事ができる。

【００１９】なお、砥石のヤング率は、レベリング用に
最適な値としては、クリープ試験によるヤング率（クリ
ープヤング率）で１００〜３００ｋｇ／ｍｍ²である。
これが５００ｋｇ／ｍｍ²以上ともなると、基板にスク
ラッチが入り、実用上使用不可能となる。本実施形態で
用いる砥石のクリープヤング率は、８５〜３５０ｋｇ／
ｍｍ²となっており、ほぼ条件を満たしている。ちなみ
に、一般に用いられている研削砥石であるいわゆるレジ
ノイド砥石及びビトリファイド砥石のヤング率は、それ
ぞれ１０４０〜１２００ｋｇ／ｍｍ²，３０００〜３５
００ｋｇ／ｍｍ²となっており、レベリング用には適さ
ない事が分かる。

【００２０】図３は、砥石片６の配置状態を模式的に示
す図である。本実施形態の筒状砥石Ｇにおいては、同図
に示すように、上記支持体３に螺旋状に巻き付けられた
帯状のゴムシート５上に、主に略直方体状をした砥石片
６が多数配設されている。実際は、ゴムシート５上の全
面に砥石片６が配設されているが、同図では図示を省略
している。ここで、筒状砥石Ｇが回転軸Ｘ周りに回転
し、回転軸Ｘと直角を成す矢印Ａで示す研削方向で、被
研削物（不図示）を砥石片６により研削する場合を考え
る。

【００２１】このとき、各砥石片６において最初に被研
削物に到達する研削辺６ａの向きが、矢印Ｂで示す回転
軸Ｘの軸方向に対して例えば平行に近いと、研削辺６ａ
は全長に渡って被研削物にほぼ同時に到達する事にな
り、研削音さらには振動が大きくなって、スムーズな研
削を行う事ができなくなる。そこで、同図に示すよう
に、矢印Ｂで示す回転軸Ｘの軸方向と研削辺６ａとの成
す角θを適宜設定する事により、研削音を防止してスム
ーズな研削を行う事ができるようにしている。

【００２２】本実施形態では、θを７゜〜１２゜程度に
設定する事により、良好な研削結果が得られている。ち
なみに、ゴムシート５の支持体３への巻き付け角αは、
７〜１６゜程度としている。また、支持体３の外径は１
３０ｍｍ程度、全長（即ち筒状砥石Ｇの全長）は３００
〜８００ｍｍ程度となっている。

【００２３】図４は、本実施形態の筒状砥石を研削装置
にセットした状態を模式的に示す正面縦断面図である。
同図に示すように、筒状砥石Ｇには、円筒部材１の内部
にシャフト７が通っている。そして、シャフト７が貫通
する２個のフランジ８により、円筒部材１が両端より挟
み込まれる事で、筒状砥石Ｇがシャフト７に固定されて
いる。さらに、シャフト７が貫通するリング９が、円筒
部材１内部中央付近で嵌合しており、これにより筒状砥
石Ｇが研削時に受ける力により撓む事を防止している。

【００２４】シャフト７は、その両端付近を基台１１よ
り延びる軸受け１０により回転自在に軸支されている。
この状態で、図示しないモーターの回転に連動して、シ
ャフト７が回転軸Ｘ周りに回転する事により、筒状砥石
Ｇも回転して、被研削物の研削を行う。本実施形態では
特に、同図に示すように、高速回転する筒状砥石Ｇと基
台１１との間に、配線用の銅メッキを施したプリント基
板１２を通す事により研磨を行い、またプリント基板１
２に開けられた孔周辺のバリ取りを行うとともに、レベ
リングロールとして反りを修正する働きも行っている。

【００２５】以下に、プリント基板における研削及びレ
ベリングの実施例を挙げて説明する。図５は、基板に銅
箔を張り、スルーホールを開ける工程を模式的に示す断
面図である。同図において、２１は例えばガラスエポキ
シより成る基板、２２は基板２１表面に張られた銅箔、
２３は銅箔２２上に生じた凹凸、２４はスルーホールで
ある。同図（ａ）は基板２１のみの状態、同図（ｂ）は
基板２１表面に圧着等により銅箔２２が張られた状態
（以下、銅張り基板と呼ぶ）、同図（ｃ）は更に基板２
１にスルーホール２４が開けられた状態をそれぞれ示し
ている。スルーホール２４周縁には、孔開けによるいわ
ゆるバリ２７が生じている。

【００２６】ここで、同図（ｃ）に示したような基板に
おける上記凹凸２３及びバリ２７を、従来の不織布ロー
ル及び本発明の筒状砥石（いずれも以下の説明において
不図示）により取り除く実験を行ったところ、下記の結
果が得られた。

【００２７】１．従来の不織布ロールを使用した場合（１）不織布中の繊維質の材料がスルーホール内に残留
し、基板が不良品となった。（２）スルーホールの端部がダレる（孔ダレが生じる）
結果となり、スルーホール周りに張られた銅箔が薄くな
って、この部分におけるパターン配線が断線する可能性
が生じた。２．本発明の筒状砥石を使用した場合（１）スルーホールの孔詰まりは生じなかった。（２）スルーホールの端部はダレず、均一なレベリング
を行う事ができた。

【００２８】図６は、以上のような凹凸及びバリを取り
除く実験の結果を模式的に示す断面図である。同図
（ａ）は従来の不織布ロールを使用した場合、同図
（ｂ）は本発明の筒状砥石を使用した場合をそれぞれ示
している。同図（ａ）に示すように、従来の不織布ロー
ルを使用した場合は、不織布中の繊維質材料２８がスル
ーホール２４内に残留し、基板２１が不良品となった。

【００２９】また、スルーホール２４の端部２４ａがダ
レる（削り取られる）結果となり、スルーホール２４周
りに張られた銅箔２２が薄くなって、この部分における
パターン配線が断線する可能性が生じた。一方、本発明
の筒状砥石を使用した場合は、同図（ｂ）に示すよう
に、スルーホール２４の孔詰まりは生じなかった。ま
た、スルーホール２４の端部２４ａはダレず、均一なレ
ベリングを行う事ができた。

【００３０】なお、一般にプリント基板には、上記スル
ーホール以外に、位置決めのためのセンサー孔が開けら
れている。このようなセンサー孔の端部がダレたり、孔
詰まりが生じたりすると、製造ライン上でのプリント基
板の位置決め精度に影響する。この意味においても、孔
ダレや孔詰まり等を生じさせずにプリント基板の研削及
びレベリングを行う事は重要である。

【００３１】図７は、スルーホールを有する銅張り基板
をメッキし、更に研削する工程を模式的に示す断面図で
ある。まず、同図（ａ）は、基板２１表面に銅箔２２が
張られ、スルーホール２４が開けられたものに、銅メッ
キが施された状態を示している。ここでは銅メッキ層２
５表面及びスルーホール２４周縁に、メッキ時に生じる
微小凸部（ブツザラ）２６を有している。なお、上述し
たスルーホール２４周縁のバリ２７は、メッキ前に予め
取り除かれている。次に、同図（ｂ）は、スルーホール
２４に樹脂３０が埋め込まれた状態を示している。これ
は、スルーホール２４の側壁２４ｂに施された銅メッキ
層２５が研削工程時に削り取られないよう保護するため
に、必要に応じて行われるものである。

【００３２】さらに、同図（ｃ）は従来の不織布ロール
を使用して研削した状態、同図（ｄ）は本発明の筒状砥
石を使用して研削した状態をそれぞれ示している。同図
（ｃ）に示すように、不織布ロールにより研削する場合
は、スルーホール２４の周縁が矢印Ｃで示す研削方向で
この不織布ロールにより削られ、ここに凹部３１が生じ
る。この結果、スルーホール２４周りに施された銅メッ
キ層２５が薄くなって、この部分におけるパターン配線
が断線する可能性が生じる。

【００３３】また、銅メッキ層２５表面の上記微小凸部
２６がこの不織布ロールによりえぐられ、凹部２６ａと
して残る。この結果、この部分におけるパターン配線が
断線する可能性が生じる。一方、同図（ｄ）に示すよう
に、本発明の筒状砥石により研削する場合は、スルーホ
ール２４の周縁に凹部は生じず、また微小凸部２６もえ
ぐられないので、平坦な研削を行う事ができる。なお、
スルーホール２４に埋め込まれた樹脂３０は、研削工程
後に薬品等による溶解にて取り除かれる。或いは、例え
ば導電性の樹脂を埋め込んだままにしておく場合もあ
る。

【００３４】図８は、スルーホールを有する銅張り基板
にいわゆるアディティブメッキを行う工程を模式的に示
す断面図である。まず、同図（ａ）は基板２１表面に圧
着等により銅箔２２が張られた状態、同図（ｂ）はその
基板２１にスルーホール２４が開けられた状態をそれぞ
れ示している。スルーホール２４周縁には、孔開けによ
るいわゆるバリ２７が生じている。

【００３５】次に、同図（ｃ）はマーキング２９を施し
た状態を示している。これは、銅箔２２上の銅メッキを
要しない部分にマーキング２９を施したものであり、こ
れにより基板２１上の所望の箇所にのみ銅メッキを施す
事ができる。なお、上述したスルーホール２４周縁のバ
リ２７は、マーキング前に予め取り除かれている。ま
た、銅箔２２のマーキング２９が施された部分は、銅メ
ッキした後の工程でマーキング２９を取り除いた後に、
エッチングにより除去される。

【００３６】さらに、同図（ｄ）はマーキング後に銅メ
ッキを施した状態を示している。同図に示すように、基
板２１上のマーキング２９が施された部分以外に銅メッ
キ層２５が形成されている。また、同図（ｅ）は同図
（ｄ）において破線で囲まれたＤ部の拡大図であり、銅
メッキ層２５の詳細を示している。ここで示すように、
マーキング２９間に形成された銅メッキ層２５上面に
は、メッキ時の表面張力等の影響により凹部２５ａが生
じる。その他、上述したブツザラのような凹凸部も生じ
る。これらを平坦化するために、レベリング処理を行う
必要がある。

【００３７】図９は、メッキ後の基板のレベリング処理
を行う工程を模式的に示す断面図である。なお、同図で
は基板２１の図中の下面に施されるマーキングは図示を
省略している。ここで、同図（ａ）はレベリングすべき
目標を示したものであり、一例として、上記凹部２５ａ
の底部に対応する、破線で示した面ｂまでレベリングを
行えば、銅メッキ層２５を平坦にする事ができる。この
ときの銅メッキ層２５の厚さをａで表す。

【００３８】また、同図（ｂ）は従来の不織布ロールを
使用してレベリングした状態、同図（ｃ）は本発明の筒
状砥石を使用してレベリングした状態をそれぞれ示して
いる。同図（ｂ）に示すように、不織布ロールによりレ
ベリングする場合は、スルーホール２４の周縁がこの不
織布ロールにより削られ、ダレ３２が生じる。この結
果、スルーホール２４周りに施された銅メッキ層２５が
薄くなって、この部分（コーナーｃ）におけるパターン
配線が断線する可能性が生じる。

【００３９】また、マーキング２９間の銅メッキ層２５
表面がこの不織布ロールによりえぐられ、凹部３３が生
じる。このように、不織布ロールによるレベリングで
は、銅メッキ層２５を平坦にする事はできない。一方、
同図（ｃ）に示すように、本発明の筒状砥石によりレベ
リングする場合は、スルーホール２４の周縁にダレは生
じず、またマーキング２９間の銅メッキ層２５表面もえ
ぐられないので、平坦なレベリングを行う事ができ、メ
ッキ部分が均一な厚みとなる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特に、幅の広い被研削面を持つ物品を研削或いは研磨す
るのに好適であり、また物品に対する馴染み性に優れ、
さらには平板のレベリングロールとしても兼用可能な筒
状砥石を提供する事ができる。

【００４１】また、本発明の筒状砥石は、配線用の銅メ
ッキを施したプリント基板上の凹凸の除去及びレベリン
グ用としても好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の筒状砥石の一実施形態の側面横断面
図。

【図２】本実施形態の筒状砥石の拡大部分断面図。

【図３】砥石片の配置状態を模式的に示す図。

【図４】本実施形態の筒状砥石を研削装置にセットした
状態を模式的に示す正面縦断面図。

【図５】基板に銅箔を張り、スルーホールを開ける工程
を模式的に示す断面図。

【図６】基板上の凹凸及びバリを取り除く実験の結果を
模式的に示す断面図。

【図７】スルーホールを有する銅張り基板をメッキし、
更に研削する工程を模式的に示す断面図。

【図８】スルーホールを有する銅張り基板にアディティ
ブメッキを行う工程を模式的に示す断面図。

【図９】メッキ後の基板のレベリング処理を行う工程を
模式的に示す断面図。

【符号の説明】

１円筒部材２弾性体３支持体４金属線５ゴムシート６砥石片７シャフト８フランジ９リング１０軸受け１１基台１２プリント基板２１基板２２銅箔２３凹凸２４スルーホール２５銅メッキ層２６微小凸部２７バリ２８繊維質材料２９マーキング３０樹脂３１，３３凹部３２ダレ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転可能な円筒部材の外周に弾性体を設
け、該弾性体の外周に金属線で補強されたシート状の支
持体を設け、更に該支持体の外周に多数の砥石片を設け
た事を特徴とする筒状砥石。
【請求項２】前記多数の砥石片を帯状のゴムシートの
表面に設け、該ゴムシートを前記支持体の外周に巻き付
けた事を特徴とする請求項１に記載の筒状砥石。
【請求項３】前記各砥石片の研削辺各々がその全長に
渡って略同時に被研削物に到達しないように、該各研削
辺と前記円筒部材の回転軸方向とが所定の角度を成すよ
うにした事を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
筒状砥石。
【請求項４】前記所定の角度は７〜１２度の範囲内で
ある事を特徴とする請求項３に記載の筒状砥石。
【請求項５】前記砥石片の高さは８〜１２ｍｍの範囲
内であり、幅及び奥行きはそれぞれ１０〜１６ｍｍの範
囲内である事を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれ
かに記載の筒状砥石。