JP2002273656A

JP2002273656A - 砥石ドレッシング装置

Info

Publication number: JP2002273656A
Application number: JP2001080052A
Authority: JP
Inventors: Shiro Murai; 史朗村井; Tetsuo Okuyama; 哲雄奥山; Tomoyuki Kawazu; 知之河津
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】細かい操作を必要としない簡単な操作でドレ
ッシングができ、回転砥石の破損がなく安全で、かつ従
来のドレッシング回数を大幅に削減し砥石の長寿命化を
実現させ、簡単な操作で安定した切れ味が持続できる新
しいドレッシング装置を提供することを課題とする。【解決手段】複数のブラシ毛８２が回転軸８３に取り
付けられた砥粒入りブラシと、前記砥粒入りブラシを前
記回転軸８３の軸回りに回転させる回転手段とを有し、
ドレッシング対象となる回転砥石１５，１６の研削面に
前記ブラシ毛８２を当接させながら、前記砥粒入りブラ
シを回転させることにより、前記研削面をドレッシング
することを特徴とする砥石ドレッシング装置８０であ
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、回転砥石のドレッ
シング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、研削砥石を有する研削盤や研削装
置において、研削砥石によってワークを研削する場合、
研削砥石表面の鋭い切刃が鈍化して切れ味が低下する目
つぶれや切粉による砥粒間への堆積によって目詰まりを
起こすと、研削能率が低下してくる。そこで、研削砥石
が目つぶれや目詰まりを起こしたときは切れ味を回復さ
せるために、砥石表面の切粉の堆積や鈍化した砥粒を取
り除く目直し（ドレッシングや目立てともいう）が行な
われる。仕上げ用研削砥石の場合、砥粒が小さく切り込
み量も小さいため、砥粒がへき開したり、脱落したりし
て新しい切刃が現れることは少なく、微細な切粉による
目詰まりによって研削能率の低下が生じやすい。そのた
め、その都度ドレッサによってドレッシングがおこなわ
れている。

【０００３】例えば、円筒研削盤の従来のドレッシング
装置は、回転砥石の上部に搭載されており、目直しの際
にダイヤモンドの切り刃をもつドレッサが回転砥石の外
周部より、微妙な切り込み操作により微量の切り込み量
を切り込み、回転砥石を回転させながら自動送りをかけ
ることで、回転砥石の研削面の目直しを行っている。し
かしながら、微妙な細かい切り込み操作を間違えると、
回転砥石の破損を引き起こすため、安全上はなはだ危険
であった。さらに、平面研削盤では、仕上げ用回転砥石
の場合、目詰まりの頻度が高いため、ドレッシングの回
数も多く、そのため、回転砥石の消耗が激しいという問
題があった。また、両頭平面研削盤による研削では、従
来使用しているホワイトストーンによるドレッシングで
は、上下砥石の切れ味のアンバランスによって、上下の
削り代、応力ひずみの入り方が微妙に関係し形状が変化
する。これらの形状変化は砥石表面の残留応力に関係す
るため、形状精度公差内に仕上げるためには、回転砥石
の切れ味の管理が重要であり、簡単な操作で安定した切
れ味が持続できる新しいドレッシング装置の開発が望ま
れていた。特に、半導体ウェーハの薄肉状のワークを研
削する装置として、ワークを上下方向から挟む一対の回
転砥石を有する両頭平面研削盤では顕著である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、細
かい操作を必要としない簡単な操作でドレッシングがで
き、回転砥石の破損がなく安全で、かつ従来のドレッシ
ング回数を大幅に削減し砥石の長寿命化を実現させ、簡
単な操作で安定した切れ味が持続できる新しいドレッシ
ング装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者等が鋭意試作研究した結果、本発明は砥粒
入りブラシを使用し、これを回転させてドレッシングす
ることにより、従来にない微妙な細かい切り込み操作が
不要で、安全で、かつ回転砥石を長持ちさせることが可
能な新しいドレッシング装置を見出し本発明を創作する
に至った。

【０００６】前記課題を解決するため、請求項１に係る
発明は、複数のブラシ毛が回転軸に取り付けられた砥粒
入りブラシと、前記砥粒入りブラシを前記回転軸回りに
回転させる回転手段とを有し、ドレッシング対象となる
回転砥石の研削面に前記ブラシ毛を当接させながら、前
記砥粒入りブラシを回転させることにより、前記研削面
をドレッシングすることを特徴とする砥石ドレッシング
装置である。

【０００７】請求項１に係る発明においては、砥粒入り
ブラシを回転させることにより、ブラシ毛が遠心力と押
圧力による柔軟なしなりをもって回転し、さらにブラシ
毛に固定された砥粒もまたブラシ毛の回転運動により、
ドレッシング対象となる研削面に衝突し、殴打、引っ掻
き、こすり等の運動によって目詰まりを除去するととも
に、目直しを行なうことができる。また、従来にないな
めらかなドレッシングができる。

【０００８】請求項２に係る発明は、２つの回転砥石を
有し、前記２つの回転砥石におけるそれぞれの砥石研削
面が対向するように前記２つの回転砥石を配置した両頭
平面研削盤に装着した砥石ドレッシング装置において、
複数のブラシ毛が回転軸に取り付けられた砥粒入りブラ
シと、前記砥粒入りブラシを前記回転軸周りに回転させ
る回転手段とを有し、前記２つの回転砥石におけるそれ
ぞれの砥石研削面の間に前記砥粒入りブラシを配置し、
前記２つの回転砥石におけるそれぞれの砥石研削面のう
ち少なくとも一方に、前記ブラシ毛を当接させながら、
前記砥粒入りブラシを回転させることにより、前記回転
砥石の研削面をドレッシングすることを特徴とする砥石
ドレッシング装置である。

【０００９】請求項２に係る発明では、例えば、半導体
ウェーハを仕上げ研削する両頭平面研削盤の場合、２つ
ある回転砥石の砥粒は＃３０００と細かく、かつ結合度
は低いため、従来使用しているホワイトストーンによる
ドレッシングに代えて、砥粒入りブラシによる回転運動
の中での衝突、殴打、引っ欠き、こすり等によるドレッ
シングが有効である。また、２つの研削面を同時にドレ
ッシングすることも可能である。

【００１０】請求項３に係る発明は、砥石の目詰まり度
合いを測定する目詰まり度合い測定手段を有し、前記目
詰まり度合い測定手段にて測定された目詰まり度合いが
大きい方の回転砥石は、目詰まり度合いが小さい方の回
転砥石よりも前記砥粒入りブラシを近づける位置に位置
決めされることを特徴とする請求項２に記載の砥石ドレ
ッシング装置である。

【００１１】請求項３に係る発明においては、研削砥石
の研削面の目詰まりが生じて、研削能率が低下してくる
と、すべりが発生して負荷が軽減するため回転用モータ
に対する負荷が下がり消費電力も低下してくる。本発明
はこの回転用モータの消費電力と目詰まり度合いに比例
関係を有することに着目したものである。つまり、目詰
まり度合いの測定は、回転用モータの消費電力を測定す
ることに置換できる。したがって、この消費電力を逐次
観察することにより目詰まり度合いを判定することが可
能であり、ドレッシングの時期を決めることができる。
また、２つの砥石の目詰まり具合の比較も可能である。
このように、目詰まり度合い測定手段によって測定され
た目詰まり度合いが大きい方の回転砥石は、目詰まり度
合いが小さい方の回転砥石よりも前記砥粒入りブラシを
近づける位置に位置決めされることにより、ドレッシン
グ効果を高めることが可能である。

【００１２】請求項４に係る発明は、前記目詰まり度合
い測定手段は、前記２つの回転砥石をそれぞれ回転させ
るための回転用モータの消費電力をそれぞれ表示する消
費電力表示手段を備え、前記消費電力表示手段により検
出された前記２つの回転用モータの消費電力を比較し、
消費電力に差が生じた場合、その差に応じて前記両回転
砥石間で前記砥粒入りブラシの位置を変えることを特徴
とする請求項３に記載の砥石ドレッシング装置である。

【００１３】請求項４に係る発明では、前記目詰まり度
合い測定手段により測定した結果は、消費電力表示手段
にて表示するとしている。一般的にはアナログの電力計
でも良いが、デジタル計であっても良い。アナログの電
力計では文字盤を指針が指示する方式のため、近づかな
いと見にくいのに対して、デジタル計の表示盤は大きく
表示することができるため遠くからでも判りやすく、両
者を併用しても良い。また、設定したしきい値をこえて
上下の電力差がある場合、アラームを発する機能、電力
差を表示する機能を独立に回路として、あるいは制御装
置内にプログラムとして持っても良い。

【００１４】ドレッシングに強弱をつけるために、回転
砥石と砥粒入りブラシの距離（位置）を変えることが有
効である。例えば、２つの砥石の目詰まり度合いが同じ
場合は、２つの砥石との距離は同じにすればよい。しか
し、２つの砥石の目詰まり度合いが異なる場合は、目詰
まり度合いの高い砥石の方は、目詰まり度合いの低い方
よりも砥粒入りブラシとの距離を短くすることで、均等
な仕上がりのドレッシングが可能である。なお、距離を
変える以外に、上下の回転砥石の回転数を変えても構わ
ない。また、これらを、プログラムに入力して自動化し
ても良い。

【００１５】請求項５に係る発明は、前記砥粒入りブラ
シにより研削砥石の研削面をドレッシングする際、高圧
水および超音波水の少なくとも一方を、研削面に噴射す
る噴射手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし請
求項４のいずれか１項に記載の砥石ドレッシング装置で
ある。

【００１６】請求項５に係る発明では、高圧水および超
音波水の少なくとも一方を噴射手段により噴射すること
で、目詰まりの原因である切粉の付着が剥がれ易くする
ことができる。ここでの高圧水は、水の他に、炭酸水や
電解液等の洗浄液、または切削水、切削液等を用いても
よい。また、超音波水は、液中の超音波によって起こる
キャビテーション現象を利用するものである。なお、こ
こでいう高圧水とは０．５〜７ＭＰａをいい、超音波水
とは周波数が２０ｋＨｚ以上の音波を伝播浸透させた水
をいう。

【００１７】請求項６に係る発明は、前記噴射手段によ
る噴射口が、ブラシ毛が設けられているブラシの間に配
置されていることを特徴とする請求項５に記載の砥石ド
レッシング装置である。

【００１８】請求項６に係る発明によれば、前記噴射手
段による噴射口は、研削砥石の研削面のドレッシング面
に近いブラシの間に配置されて、高圧水および超音波水
の少なくとも一方を加勢させてドレッシングすることに
より、砥粒入りブラシによるドレッシング効果に有効で
ある。

【００１９】請求項７に係る発明は、前記ブラシ毛は、
超硬質砥粒が固定された複数のナイロン糸を有すること
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に
記載の砥石ドレッシング装置である。

【００２０】請求項７に係る発明によれば、超硬質砥粒
が固定された複数のナイロン糸は、ナイロンが半固形状
のときに超硬質砥粒が練り込まれて生成されている。し
たがって、超硬質砥粒はナイロン糸の外周部や先端部だ
けでなく内部にも散在している。超硬質砥粒の固定方法
は、この他に接着剤によってブラシ毛に固定しても構わ
ない。なお、「ナイロン」とは、周知のように、主鎖中
に‐ＮＨ‐ＣＯ‐結合をもつ重合体の総称であるポリア
ミドが繊維形態にあるものをいう。

【００２１】請求項８に係る発明は、前記超硬質砥粒
が、平均粒子径が１０μｍ以下のダイヤモンドまたはＳ
ｉＯ₂の粒子であることを特徴とする請求項７に記載の
砥石ドレッシング装置である。

【００２２】請求項８に係る発明によれば、本発明で用
いられる砥粒入りブラシは、ナイロンに高番手用のダイ
ヤモンドまたはＳｉＯ₂砥粒を練り込んで生成した糸で
構成されているが、この他にＣＢＮ、Ａｌ₂０₃、Ｆｅ₂
０₃、Ｃｒ₂０₃等の超硬質砥粒を用いることができる。
これにより、必要以上のブラッシング力で、砥石表面に
条痕を形成したり損傷させたりすることなく、比較的柔
らかい力で目詰まりの除去や目直しが確実に行え、砥石
表面状態を良好に仕上げることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら、具体的に説明する。なお、本発明
は、この実施の形態のみに限定されるものではなく、本
発明の技術的思想に基づく限りにおいて、適宜に変更す
ることが可能である。図１は、第１の実施の形態を説明
する両頭平面研削盤の正面図である。砥石ドレッシング
装置を説明する前に、両頭平面研削盤の構成から詳細に
説明する。図１に示すように、両頭平面研削盤１は、下
部フレーム１１を備え、この下部フレーム１１の上には
上部フレーム１２が固定されている。下部フレーム１１
には下部砥石回転昇降機構１３が設けられており、上部
フレーム１２には、上部砥石回転昇降機構１４が設けら
れている。下部砥石回転昇降機構１３には、下部回転砥
石１５が設けられており、上部砥石回転昇降機構１４に
は、上部回転砥石１６が設けられている。また、下部回
転砥石１５の上面１５Ａおよび上部回転砥石１６の下面
１６Ａは、それぞれウェーハ状のワークと接触する研削
面である。

【００２４】さらに、下部フレーム１１には、ワークを
支持するワーク搬送駆動機構１７が設けられている。ワ
ーク搬送駆動機構１７では、ワークＷが支持された状態
で、下部回転砥石１５および上部回転砥石１６の間に挿
入配置される。そして、下部回転砥石１５および上部回
転砥石１６が回転することにより、砥石部１５Ａ，１６
Ａの研削作用面によってワークＷの両面が同時に研削さ
れるようになっている。

【００２５】また、図２に示すように、下部砥石回転昇
降機構１３の側部には、昇降用モータ２１が配設されて
いる。昇降用モータ２１は、ウォームとウォームホイー
ルによって構成される回転伝達機構２２と接続されてい
る。この回転伝達機構２２には、ボールネジ２３が接続
され、回転伝達機構２２が回転することによって、ボー
ルネジ２３が回転する。さらに、ボールネジ２３には、
ボールナット２４が螺入されており、このボールナット
２４は、下部軸支筒２５に固定されている。したがっ
て、昇降用モータ２１を作動させると、回転伝達機構２
２を介してボールネジ２３が回転し、ボールナット２４
の上下動に伴って下部軸支筒２５が上下動する構成とな
っている。

【００２６】この下部軸支筒２５内には、下部砥石軸２
６が回転可能となるように、下部軸支筒２５と同心状に
配設されている。また、下部砥石軸２６の先端（上端）
部には、砥石ホルダ２７が下部砥石軸２６と一体的に取
り付けられている。この砥石ホルダ２７の上面に下部回
転砥石１５が装着される。さらに、下部軸支筒２５内に
は、下部回転砥石１５を回転させる回転用モータ２８が
設けられている。回転用モータ２８のステータは下部軸
支筒２５に嵌め込まれて固定され、回転用モータ２８の
ロータは下部砥石軸２６嵌め込まれて固定されている。
そして、研削加工時には、回転用モータ２８の回転によ
り、下部砥石軸２６を介して下部回転砥石１５が高速回
転するようになっている。

【００２７】また、図３に示すように、上部砥石回転昇
降機構１４の側部には、昇降用モータ３１が配設されて
いる。昇降用モータ３１は、ボールネジ３２と接続され
ており、昇降用モータ３１が作動することによって、ボ
ールネジ３２が回転する。このボールネジ３２には、ボ
ールナット３３が螺入されている。このボールナット３
３は、ブラケット３４に嵌め込まれて固定されていると
ともに、ブラケット３４は、上部軸支筒３５に固定され
ている。したがって、昇降用モータ３１を作動すること
により、ボールネジ３２が回転して、ボールナット３３
が上下動し、ボールナット３３の上下動に伴ってブラケ
ット３４および上部軸支筒３５が上下動する構成となっ
ている。

【００２８】さらに、上部軸支筒３５内には、上部砥石
軸３６が回転可能となるように上部軸支筒３５と同心状
に配設されている。また、上部砥石軸３６の先端（下
端）部には、砥石ホルダ３７が上部砥石軸３６と一体的
に取り付けられている。この砥石ホルダ３７の下面に上
部回転砥石１６が装着される。さらに、上部軸支筒３５
内には、上部砥石軸３６を回転させる回転用モータ３８
が設けられている。回転用モータ３８のステータは上部
軸支筒３５に嵌め込まれて固定され、回転用モータ３８
のロータは上部砥石軸３６に嵌め込まれて固定されてい
る。そして、研削加工時には、回転用モータ３８の回転
により、上部砥石軸３６を介して上部回転砥石１６が高
速回転するようになっている。

【００２９】また、図４に示すように、ワーク搬送駆動
機構１７は、支持台４１を有している。この支持台４１
は、下部フレーム１１の上において、下部回転砥石１５
と上部回転砥石１６の間に配設されている。また、下部
フレーム１１の上面には、スライドテーブル４２が設け
られている。このスライドテーブル４２は、支持台４１
上における回転砥石１５，１６の上下動方向に直交する
水平方向に敷設されたガイドレール４３，４３に沿って
摺動可能とされている。したがって、スライドテーブル
４２がガイドレール４３，４３上を摺動することによっ
て、スライドテーブル４２が下部回転砥石１５と上部回
転砥石１６の間の研削加工位置（以下「加工位置」とい
う）Ｐ１に対して進退するようになっている。

【００３０】さらに、支持台４１には、スライドテーブ
ル４２を移動させるためのスライドテーブル移動用モー
タ４４が設けられている。スライドテーブル移動用モー
タ４４は、ボールネジ４５に接続されており、このボー
ルネジ４５には、ボールナット４６が螺入されている。
このボールナット４６は、スライドテーブル４２に固定
して設けられている。したがって、スライドテーブル移
動用モータ４４を作動させることにより、ボールネジ４
５が回転してボールナット４６およびこのボールナット
４６が固定されたスライドテーブル４２を移動させるこ
とができるようになっている。

【００３１】また、図５にも示すように、スライドテー
ブル４２には、円環状の回転板４７が配設されている。
この回転板４７の周囲には、等間隔に離間して配置され
た３個のガイドローラ４８，４８，４８がスライドテー
ブル４２に回転可能に支持されている。回転板４７は、
これらのガイドローラ４８，４８，４８に倣って回転自
在とされている。この回転板４７は、円環状の肉厚の外
周枠４９を有しており、この外周枠４９内には、ワーク
支持板５０が装着されている。図４において、外周枠４
９の下部外周には、ギア５１が形成されている。ワーク
支持板５０は、ワークＷよりも薄く形成され、外周枠４
９の下面にその重力で撓んで変形しないように、図示し
ないテンション機構を介して水平に張設されている。ま
た、回転板４７の中心には、ワークＷを着脱自在にセッ
トするためのセット孔５０ａが形成されている。このセ
ット孔５０ａは、ワークＷが遊嵌する直径を有してい
る。さらに、スライドテーブル４２上における回転板４
７の側方には、回転板回転用モータ５２が配設されてい
る。回転板回転用モータ５２のモータ軸には、回転板４
７のギア５１に噛み合わされるギア５３が設けられてい
る。そして、回転板回転用モータ５２が回転することに
より、ギア５３，５１を介して回転板４７が回転する。
外周枠４９の内径は、回転板４７に対してオフセットし
て降下してくる上部回転砥石１６がワーク支持板５０へ
接近し得る直径を有するものである。

【００３２】支持台４１には一対の取り付けプレート５
４が並設され、スライドテーブル４２の移動方向に延長
されている。両取り付けプレート５４，５４上には、複
数のエアパッド５５，５５…がほぼ一列に並んで配設さ
れている。エアパッド５５は取り付けプレート５４上に
取り付けられた円板状部材を備え、その円板状部材の中
心にはエア噴射孔５６が形成されている。エアパッド５
５のエア噴射孔５６には図示しないエアノズルが接続さ
れ、やはり図示しないエアコンプレッサ等のエア供給源
が接続されている。

【００３３】そして、スライドテーブル４２がローディ
ング位置Ｐ２に移動配置されるとともに、ワーク支持板
５０のセット孔５０ａ内にワークＷが位置決めセットさ
れた状態で、エア供給源より供給されるエアが、エアパ
ッド５５のエア噴出部材からエア噴出孔を介してワーク
Ｗの下面に噴出される。これにより、ワークＷがセット
孔５０ａ内において浮上した状態に保持される。

【００３４】続いて、スライドテーブル４２がスライド
テーブル移動用モータ４４によりワークＷのローディン
グ位置Ｐ２から加工位置Ｐ１に移動されて、ワークＷが
浮上状態のまま加工位置Ｐ１に搬送されるようになって
いる。

【００３５】本発明の砥石ドレッシング装置８０は、図
４および図５に示すように、スライドテーブル４２の左
端部に搭載されている。砥石ドレッシング装置８０の本
体であるブロック８５はスライドテーブル４２の左端部
に固定されており、この位置は、ワークＷの研削加工中
であっても研削加工に支障ない位置になっている。ブロ
ック８５にはモータ８６が固定され、モータ軸はブロッ
ク８５内の回転伝達機構と接続され、ブロック８５内で
直角に方向変換する回転伝達機構が回転することによ
り、アーム８４内の回転軸が回転する。さらに、アーム
８４内の回転軸は、直角に方向変換してブラシ軸８３を
鉛直軸周りに回転する。したがって、モータ８６を作動
させると、ブロック８５内の回転伝達機構を介してアー
ム８４内の回転軸が回転し、ブラシ８３を回転させるこ
とで砥粒入りのブラシ毛８２を回転させる構成となって
いる。

【００３６】図６は、砥石ドレッシング装置８０のブラ
シ部と下部回転砥石１５および上部回転砥石１６の拡大
図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図であ
る。図６に示すように、本発明に係る砥石ドレッシング
装置８０のブラシ部に、ドレッシング対象面である上面
１５Ａと下面１６Ａの両回転砥石面を近づけて配置した
様子を示している。図６（ａ）において、砥石ドレッシ
ング装置８０の砥粒入りブラシ部は、上部のブラシ毛８
２と下部のブラシ毛８２の２箇所に設けられており、回
転軸を縦軸ｅとするブラシ軸８３の端面に砥粒入りのブ
ラシ毛８２が固着されている。したがって、モータ８６
の作動によりアーム８４の内部に設けた回転軸８９（図
６（ｂ）参照）が回転することによりブラシ軸８３が縦
軸ｅを回転軸として回転する構成となっている。図６
（ｂ）はアーム部で破断したＡ−Ａ断面図であり、下部
回転砥石１５および上部回転砥石１６が同寸法に位置決
めされた状態を示している。

【００３７】次に、第１の実施の形態に係る砥石ドレッ
シング装置８０によるドレッシングの手順について説明
する。図６に示すように、第１の実施の形態は、両頭平
面研削盤の砥石１５，１６を砥粒入りのブラシ毛８２に
よりドレッシングする。まず最初に、研削加工終了後、
一旦下部回転砥石１５は下へ、上部回転砥石１６は上に
待機させる。図４においてワークを支持するスライドテ
ーブル４２をローディング位置Ｐ２にまで移動させる。
このとき、砥粒入りブラシ８２は回転砥石の定位置にな
っている。次に、両頭平面研削盤の下部回転砥石１５と
ブラシ軸８３とを回転し、下部の砥粒入りブラシ８２の
先端に下部回転砥石１５の上面１５Ａが当接するまで近
づけ、下部回転砥石１５の位置を決める。同様に、上部
回転砥石１６を回転し、上部の砥粒入りブラシ８２に上
部の回転砥石１６の下面１６Ａが当接するまで近づけ、
下部回転砥石の位置を決め、引き続いて砥粒入りブラシ
８２によるドレッシングを行う。以上のように、簡単な
操作でドレッシングができる。

【００３８】続いて、第２の実施の形態を説明する。図
７は、円筒研削盤に砥石ドレッシング装置を搭載した様
子を示す斜視図である。本発明に係る砥石ドレッシング
装置７０は、砥石台の正面に砥石ドレッシング装置７０
の本体であるブロック７６が固定されている。通常、ア
ーム７４は、仮想線で示す位置でノッチ（図示せず）に
より位置決め固定され待機している。最初に、手動にて
待機されたアーム７４を手前に振り込むことでノッチが
外れ、もう１つのノッチによって、図７に示すような定
位置にセットされる。砥粒入りのブラシ毛７２はブラシ
軸７３に固定され、ブラシ軸右端はアーム７４に軸支さ
れ、軸承されている。また、ブラシ軸７３の軸端にはプ
ーリが軸着されており、モータ７５のモータ軸にも対の
プーリが軸着され、ベルトを介してモータの回転がブラ
シ軸７３に伝達し、砥粒入りのブラシ毛７２が横軸を回
転中心として回転する構成になっている。

【００３９】次に、第２の実施の形態に係る砥石ドレッ
シング装置７０によるドレッシングの手順について説明
する。図７の円筒研削盤の砥石台正面に搭載した砥石ド
レッシング装置７０を示す斜視図を使って説明する。ま
ず、ワークを外し、センタを右へ後退させる。次に、待
機させている砥石ドレッシング装置７０のアーム７４を
手動で手前に引き下げる。待機させているアーム７４
は、ノッチが入ると位置が決まり、回転砥石と当接する
位置になるようになっている。定位置にセットされたら
円筒研削盤の回転砥石とブラシ軸７３を回転する。この
ように、砥粒入りブラシ７２を回転させることにより、
簡単な操作によりドレッシングを行うことができる。

【００４０】続いて、第３の実施の形態を説明する。図
８は、第1の実施の形態と同様、両頭平面研削盤に搭載
した砥石ドレッシング装置のブラシ部と下部、上部の回
転砥石の拡大図である。両頭平面研削盤の構成について
は、第１の実施の形態で詳細に述べたので重複する説明
は省き、異なる砥石ドレッシング装置９０を説明する。
図８（ａ）は、砥石ドレッシング装置９０の砥粒入りブ
ラシ毛９２の形状をドラム状にしたブラシ部を示す正面
図であり、（ｂ）は左側面図を利用した模式図である。
モータ（図示せず）を作動することにより、ブラシ軸９
３は横軸ｆを回転軸にして回転し、ブラシ軸９３に固定
した砥粒入りのブラシ毛９２を回転する構成になってい
る。図８（ｂ）において、請求項３、４に係る本発明で
は、２つの砥石の目詰まり度合いが同じ場合は、２つの
砥石との距離ｃ、ｄは同じとするが、２つの砥石の目詰
まりの度合いが異なる場合は、ブラシ軸９３と上面１６
Ａまでの距離ｃ、またはブラシ軸９３との下面１５Ａま
での距離ｄを変えることでブラッシング効果を調整する
ことが可能である。

【００４１】次に、本発明の目詰まり度合いの測定と表
示について説明する。図８（ｂ）に示すように、下部回
転砥石１５を回転させる回転用モータ２８および上部回
転砥石１６を回転させる回転用モータ３８には、それぞ
れ消費電力計６７，６８が設けられており、目視で読み
取ることができる。また、回転用モータ２８，３８の両
者の消費電力を比較することが容易である。例えば、下
部回転砥石１５を回転させる回転用モータ２８の消費電
力が上部回転砥石１６を回転させる回転用モータ３８の
消費電力よりも小さかったとする。この場合には、下部
回転砥石１５における砥石部１５Ａの方が、上部回転砥
石１６における砥石部１６Ａよりも目詰まり度合い高く
なっていることを意味する。このような場合、２つの砥
石との距離ｃ，ｄを変えることにより、ドレッシング効
果を変えることができるため、均等な仕上がりのドレッ
シングが可能である。

【００４２】次に、第３の実施の形態における前記２つ
の砥石の目詰まり度合いを考慮したドレッシングの手順
について説明する。図８（ｂ）に示すように、回転用モ
ータ２８，３８の両者の消費電力計６７，６８から消費
電力を読み取り、消費電力を比較する。例えば、下部回
転砥石１５を回転させる回転用モータ２８の消費電力が
上部回転砥石１６を回転させる回転用モータ３８の消費
電力よりも小さかった場合で、２つの砥石を同時にドレ
ッシングする場合を、以下に説明する。はじめに、研削
加工終了後、一旦下部回転砥石１５は下へ、上部回転砥
石１６は上に待機させる。スライドテーブル４２をロー
ディング位置Ｐ２にまで移動させる。次に、両頭平面研
削盤の下部回転砥石１５とブラシ軸８３とを回転し、下
部の砥粒入りブラシ８２の先端に下部回転砥石１５の上
面１５Ａが当接するまで近づけ、下部回転砥石１５の位
置を決める。同様に、上部回転砥石１６を回転し、上部
の砥粒入りブラシ８２に上部の回転砥石１６の下面１６
Ａが当接するまで近づけ、下部回転砥石の位置を決め
る。２つの回転砥石面１５Ａ，１６Ａとの距離ｃ，ｄを
均等にして当接する位置に位置決めする。下部回転砥石
１５の位置を上昇させてｃ＞ｄに変える位置決めをし、
ドレッシングを行う。このような簡単な操作により、ド
レッシング効果を変えることができるため、均等な仕上
がりのドレッシングが可能である。

【００４３】第４の実施の形態は、図９に示すように、
第1の実施の形態同様に両頭平面研削盤であり、砥粒入
りブラシ８２の間から高圧水か超音波水かの一方を回転
砥石の上下面に噴射させている様子を示した説明図であ
る。図９に示すように、ノズルは、下部噴射口８７およ
び上部噴射口８７を備えており、下部噴射口８７は下方
を向いており、上部噴射口８７は上方を向いている。ま
た、上部噴射口８７および下部噴射口８７には連通管
（図示しない）が接続されている。そして、高圧ポンプ
（図示せず）を駆動することによってタンクから電磁弁
（図示せず）を介して噴射口８７，８７に対して供給さ
れるようになっている。なお、噴射は連続でも構わない
し、間欠噴射でも構わない。また、ノズルの個数はおの
おの複数個設けてもよい。これにより、高圧水のもつ衝
撃力により砥粒入りのブラシ毛８２によるドレッシング
を加勢することが可能である。また、目詰まりの原因で
ある切粉の除去が加速され、ブラシ毛８２に内在する砥
粒による衝突力が倍化されるため、目直しも可能であ
る。また、超音波水の場合では、液中に発した超音波に
よって起こるキャビテーション効果により、目詰まりの
解消に有効である。なお、高圧水と超音波水を併用して
採用しても構わない。

【００４４】次に、図９に示すように、第４の実施の形
態に係る砥石ドレッシング装置８１は高圧水および超音
波水の少なくとも一方を併用するドレッシングの手順に
ついて説明する。研削加工終了後、一旦下部回転砥石１
５は下へ、上部回転砥石１６は上に待機させた後、スラ
イドテーブル４２をローディング位置Ｐ２にまで移動さ
せ、砥石ドレッシング装置８１の砥粒入りブラシ８２を
定位置に固定する。次に、両頭平面研削盤の下部回転砥
石１５とブラシ軸８３とを回転し、下部の砥粒入りブラ
シ８２の先端に下部回転砥石１５の上面１５Ａが充分当
接するまで近づけ、下部回転砥石１５の位置を決める。
同様に、上部回転砥石１６を回転し、上部の砥粒入りブ
ラシ８２に上部の回転砥石１６の下面１６Ａが充分に当
接するまで近づけ、下部回転砥石の位置を決め、砥粒入
りブラシ８２によるドレッシングを行な。

【００４５】次に、例えば、高圧ポンプによる高圧水で
あれば、電磁弁のＯＮ指令によって上下の２箇所に設け
られたノズル８７、８７から高圧水が噴射され、ドレッ
シングを加勢する。ここで用いられる高圧水としては、
ワークＷの研削時に発生する切粉を凝集する作用を有す
る凝集剤を添加された溶液を用いるのが好適であるが、
この他炭酸水や電解水を用いることなども好適である。
もちろん、純水や水道水を用いても構わない。尚、この
ような高圧水や超音波水の噴射口をブラシ８２の位置に
設けることなく、砥石１５，１６に対向する別の位置に
ノズルを配設し、ブラシ８２によるブラッシングと同時
に別の位置から砥石に対し、高圧水や超音波水を噴射し
て砥石表面のドレッシングおよび洗浄を行うようにして
も良い。

【００４６】図１０は、第1〜第4の実施の形態に採用し
たブラシ毛７２（図７），８２（図６），９２（図８）
の先端部の拡大図である。砥粒８８がナイロン糸に混入
され固定されている様子を表している。なお、ブラシ毛
９８としては、ナイロン糸に限定されるものではなく、
適宜他の材質のブラシを用いることができる。また、ブ
ラシ毛にちりばめて固定される砥粒としてはダイヤモン
ドおよびＳｉＯ₂が好適であるが、ダイヤモンドおよび
ＳｉＯ₂に限らず、適宜公知の砥粒をちりばめて固定す
ることができる。

【００４７】例えば、本発明における砥粒として、前記
ダイヤモンドおよびＳｉＯ₂の他に、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｚｒ
Ｏ₂，ＳｉＣ，ＣＢＮ，Ｂ₄Ｃ，Ｆｅ₂Ｏ₃，Ｃｒ₂Ｏ₃，Ｃ
ｅＯ₂，ＺｒＢ₂，ＴｉＢ₂，ＴｉＣなどの微粒子を挙げ
ることができる。また、粒子の大きさは、平均粒子径が
１０μｍ以下、望ましくは５μｍ〜０．２μｍである
が、研削、研磨対象により適宜選択することができる。
形状は球形あるいは球形に近いものが好ましいが、研削
対象により他の形状の粒子も使用できる。これにより、
必要以上のブラッシング力で、砥石表面に条痕を形成し
たり損傷させたりすることなく、比較的柔らかい力で目
詰まりの除去や目直しが確実に行え、砥石表面状態を良
好に仕上げることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のとおり、請求項１に係る発明によ
れば、回転砥石の上面に砥粒入りブラシを当接させて回
転させ、遠心力と押圧力により、ドレッシングができ、
目詰まりを除去するとともに、目直しを行なうことが可
能である。また、細かい操作を必要としない簡単な操作
でドレッシングができ、回転砥石の破損がなく安全で、
かつ従来のドレッシング回数を大幅に削減し砥石の長寿
命化を実現させ、簡単な操作で安定した切れ味が持続可
能である。

【００４９】請求項２に係る発明によれば、両頭平面研
削盤の場合、２つある仕上げ用砥石の砥粒は細かく、か
つ結合度は低いため、従来使用しているホワイトストー
ンによるドレッシングに代えて、砥粒入りブラシによる
ドレッシングが有効であるため、砥石の長寿命化が可能
である。また、熟練を必要としない簡単な操作でドレッ
シングができ、回転砥石の切れ味の安定化を実現する新
しいドレッシング装置を提供することが可能である。

【００５０】請求項３に係る発明によれば、砥石の目詰
まり度合いを測定手段によって測定し、目詰まり度合い
が大きい砥石に対しては、砥粒入りブラシとの距離を短
くすることにより、均等な仕上がりのドレッシングが可
能である。また、本発明のドレッシング装置は切り込み
方向の移動距離は、従来のような厳密さが不要であるた
め、極めて安全である。

【００５１】請求項４に係る発明によれば、２つの主軸
が消費する消費電力を表示する消費電力表示手段によ
り、目詰まり度合いが比較できる。また、目詰まり度合
いが大きい砥石の方は、砥粒入りブラシとの距離を短く
することにより、均等な仕上がりのドレッシングが可能
である。

【００５２】請求項５に係る発明によれば、高圧水およ
び超音波水の少なくとも一方を噴射手段により噴射する
ことで、目詰まりの原因である切粉を除去することがで
きる。

【００５３】請求項６に係る発明によれば、噴射手段に
よる噴射口は、研削砥石の研削面のドレッシング面に近
いブラシの間に配置されているため、水の勢いを加勢さ
せてドレッシングすることにより、砥粒入りブラシによ
り目詰まりした切粉の除去に有効である。

【００５４】請求項７に係る発明によれば、複数のナイ
ロン糸には、超硬質砥粒が練り込まれて生成されている
ため、超硬質砥粒を内包し固定される。したがって、脱
落しにくいため耐久性がある。

【００５５】請求項８に係る発明によれば、本発明で用
いられる砥粒入りブラシの砥粒は、平均粒子径が１０μ
ｍ以下のダイヤモンドまたはＳｉＯ₂の砥粒にすること
により、回転砥石のドレッシングに好適であり、なめら
かなドレッシングが可能である。また、比較的柔らかい
力で砥石表面を損傷することなく、目詰まりや目直しが
確実に行え、砥石表面状態を良好に仕上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を説明する両頭平面研削盤の
正面図である。

【図２】下部回転砥石付近の拡大正面図である。

【図３】上部回転砥石付近の拡大側面図である。

【図４】ワーク搬送駆動機構付近の拡大平面図である。

【図５】ワーク搬送駆動機構の斜視図である。

【図６】両頭平面研削盤に搭載した砥石ドレッシング装
置のブラシ部と下部回転砥石および上部回転砥石の拡大
図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はアーム部で破断し
たＡ−Ａ断面図である。

【図７】円筒研磨盤に砥石ドレッシング装置を搭載した
様子を示す斜視図である。

【図８】両頭平面研削盤に搭載した砥石ドレッシング装
置の要部と下部回転砥石および上部回転砥石の拡大図で
あり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図を利用した模
式図である。

【図９】砥粒入りブラシ間に設けたノズルから高圧水ま
たは超音波水が回転砥石に噴射している様子を示した説
明図である。

【図１０】ブラシ毛の先端部の拡大図である。

【符号の説明】

７０，８０，８１，９０砥石ドレッシング装置７２，８２，９２砥粒入りのブラシ毛７３，８３ブラシ軸７４，８４アーム７５，８６モータ７６，８５ブロック８７ノズル８８砥粒８９回転軸９８ブラシ毛

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河津知之神奈川県横須賀市神明町１番地株式会社日平トヤマ技術センター内Ｆターム(参考） 3C047 AA02 AA06 AA15 AA22 BB02 BB04 BB15 EE18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のブラシ毛が回転軸に取り付けられ
た砥粒入りブラシと、前記砥粒入りブラシを前記回転軸
回りに回転させる回転手段とを有し、ドレッシング対象となる回転砥石の研削面に前記ブラシ
毛を当接させながら、前記砥粒入りブラシを回転させる
ことにより、前記研削面をドレッシングすることを特徴
とする砥石ドレッシング装置。
【請求項２】２つの回転砥石を有し、前記２つの回転
砥石におけるそれぞれの砥石研削面が対向するように前
記２つの回転砥石を配置した両頭平面研削盤に装着した
砥石ドレッシング装置において、複数のブラシ毛が回転軸に取り付けられた砥粒入りブラ
シと、前記砥粒入りブラシを前記回転軸周りに回転させる回転
手段とを有し、前記２つの回転砥石におけるそれぞれの
砥石研削面の間に前記砥粒入りブラシを配置し、前記２
つの回転砥石におけるそれぞれの砥石研削面のうち少な
くとも一方に、前記ブラシ毛を当接させながら、前記砥
粒入りブラシを回転させることにより、前記回転砥石の
研削面をドレッシングすることを特徴とする砥石ドレッ
シング装置。
【請求項３】砥石の目詰まり度合いを測定する目詰ま
り度合い測定手段を有し、前記目詰まり度合い測定手段
にて測定された目詰まり度合いが大きい方の回転砥石
は、目詰まり度合いが小さい方の回転砥石よりも前記砥
粒入りブラシを近づける位置に位置決めされることを特
徴とする請求項２に記載の砥石ドレッシング装置。
【請求項４】前記目詰まり度合い測定手段は、前記２
つの回転砥石をそれぞれ回転させるための回転用モータ
の消費電力をそれぞれ表示する消費電力表示手段を備
え、前記消費電力表示手段により検出された前記２つの回転
用モータの消費電力を比較し、消費電力に差が生じた場
合、その差に応じて前記両回転砥石間で、前記砥粒入りブラ
シの位置を変えることを特徴とする請求項３に記載の砥
石ドレッシング装置。
【請求項５】前記砥粒入りブラシにより研削砥石の研
削面をドレッシングする際、高圧水および超音波水の少
なくとも一方を、研削面に噴射する噴射手段を設けたこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項
に記載の砥石ドレッシング装置。
【請求項６】前記噴射手段による噴射口は、ブラシ毛
が設けられているブラシの間に配置されていることを特
徴とする請求項５に記載の砥石ドレッシング装置。
【請求項７】前記ブラシ毛は、超硬質砥粒が固定され
た複数のナイロン糸を有することを特徴とする請求項１
ないし請求項６のいずれか１項に記載の砥石ドレッシン
グ装置。
【請求項８】前記超硬質砥粒は、平均粒子径が１０μ
ｍ以下のダイヤモンドまたはＳｉＯ₂の粒子であること
を特徴とする請求項７に記載の砥石ドレッシング装置。