JP2003334762A - 砥石ならびに該砥石を用いた研削加工法および研削盤 - Google Patents
砥石ならびに該砥石を用いた研削加工法および研削盤Info
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- JP2003334762A JP2003334762A JP2002142254A JP2002142254A JP2003334762A JP 2003334762 A JP2003334762 A JP 2003334762A JP 2002142254 A JP2002142254 A JP 2002142254A JP 2002142254 A JP2002142254 A JP 2002142254A JP 2003334762 A JP2003334762 A JP 2003334762A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 目詰まりを起こしにくい砥石を提供する。
【解決手段】 砥石３は、ダイヤモンド砥粒および結合
剤にアナターゼ型二酸化チタンＴｉＯ2 の粉末を混合し
たものを成形・焼成することにより構成されている。砥
石３の研削面に紫外線を照射しつつ、水溶性の研削液を
供給した状態で研削加工を行うと、二酸化チタンの光触
媒作用から生じるフリーラジカルによって、結合剤が酸
化される。酸化された結合剤は、砥石表面から砥粒とと
もに剥離し、これにより、砥石表面に新しい砥粒が露出
することになる。この場合には、砥石のドレッシングが
自然に行われるようになるので、目詰まりの起こりにく
い砥石を実現できる。
剤にアナターゼ型二酸化チタンＴｉＯ2 の粉末を混合し
たものを成形・焼成することにより構成されている。砥
石３の研削面に紫外線を照射しつつ、水溶性の研削液を
供給した状態で研削加工を行うと、二酸化チタンの光触
媒作用から生じるフリーラジカルによって、結合剤が酸
化される。酸化された結合剤は、砥石表面から砥粒とと
もに剥離し、これにより、砥石表面に新しい砥粒が露出
することになる。この場合には、砥石のドレッシングが
自然に行われるようになるので、目詰まりの起こりにく
い砥石を実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、砥石ならびに該砥
石を用いた研削加工法および研削盤に関し、詳細には、
砥石の目詰まりを防止したものに関する。
石を用いた研削加工法および研削盤に関し、詳細には、
砥石の目詰まりを防止したものに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】工業分野において、超精
密研削に対する需要は近年非常に高まってきており、高
精度の研削盤も製作されるようになってきてはいるが、
砥石に関しては、このような超精密研削に十分に対応で
きているとはいえない状況にある。
密研削に対する需要は近年非常に高まってきており、高
精度の研削盤も製作されるようになってきてはいるが、
砥石に関しては、このような超精密研削に十分に対応で
きているとはいえない状況にある。
【０００３】とくに、鏡面加工で使用されるような微細
な砥粒からなる砥石の場合には、研削加工中に砥石が頻
繁に目詰まりを起こすため、ドレッシングを頻繁に行わ
なければならず、このため、加工効率が低下して、加工
コストを増大させる要因になっている。
な砥粒からなる砥石の場合には、研削加工中に砥石が頻
繁に目詰まりを起こすため、ドレッシングを頻繁に行わ
なければならず、このため、加工効率が低下して、加工
コストを増大させる要因になっている。
【０００４】そこで、電解インプロセスドレッシング
（ＥＬＩＤ: Electrolytic In-Process Dressing）法と
呼ばれる研削加工法が提案されている。これは、電気分
解を利用して砥石の目詰まりを解消しつつ研削加工を行
うものであって、目詰まり解消の効果は期待できるもの
の、特殊な電源や電極を必要とし、また砥石が導電性の
ものに限定されるなどの制約も多く、簡便な方法とはい
えないものである。
（ＥＬＩＤ: Electrolytic In-Process Dressing）法と
呼ばれる研削加工法が提案されている。これは、電気分
解を利用して砥石の目詰まりを解消しつつ研削加工を行
うものであって、目詰まり解消の効果は期待できるもの
の、特殊な電源や電極を必要とし、また砥石が導電性の
ものに限定されるなどの制約も多く、簡便な方法とはい
えないものである。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点を解消
すべくなされたもので、その目的は、目詰まりを起こし
にくい砥石を提供することにある。本発明の他の目的
は、研削加工時に砥石の目詰まりを防止できる研削加工
法および研削盤を提供することにある。
すべくなされたもので、その目的は、目詰まりを起こし
にくい砥石を提供することにある。本発明の他の目的
は、研削加工時に砥石の目詰まりを防止できる研削加工
法および研削盤を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願発明に係る発明者
は、簡便な手段で砥石のドレッシングを行う方法につい
て鋭意研究を進めていたが、二酸化チタン、とりわけア
ナターゼ型二酸化チタンの光触媒としての作用に着目し
て、本願発明を想到したのである。
は、簡便な手段で砥石のドレッシングを行う方法につい
て鋭意研究を進めていたが、二酸化チタン、とりわけア
ナターゼ型二酸化チタンの光触媒としての作用に着目し
て、本願発明を想到したのである。
【０００７】すなわち、請求項１の発明に係る砥石は、
砥粒およびその結合剤にアナターゼ型二酸化チタンの粉
末を混合して、成形・焼成することにより構成されてお
り、結合剤が、二酸化チタンの光触媒作用から生じるフ
リーラジカル（遊離基）によって酸化されるような物質
から構成されている。
砥粒およびその結合剤にアナターゼ型二酸化チタンの粉
末を混合して、成形・焼成することにより構成されてお
り、結合剤が、二酸化チタンの光触媒作用から生じるフ
リーラジカル（遊離基）によって酸化されるような物質
から構成されている。
【０００８】請求項１の発明に係る砥石を用いた研削加
工時には、砥石中の二酸化チタンは、紫外線を受けるこ
とによって励起され、酸化力のきわめて強いフリーラジ
カル（・ＯＨおよびＨＯ2・）を生成する。このフリー
ラジカルは、砥粒の結合剤を酸化する。その結果、研削
加工中に酸化した結合剤が砥粒とともに徐々に剥離する
ようになって、新たな砥粒による研削面が次々に露出す
ることになり、砥石が自然にドレッシングされることに
なる。これにより、目詰まりを起こしにくい砥石を実現
できる。
工時には、砥石中の二酸化チタンは、紫外線を受けるこ
とによって励起され、酸化力のきわめて強いフリーラジ
カル（・ＯＨおよびＨＯ2・）を生成する。このフリー
ラジカルは、砥粒の結合剤を酸化する。その結果、研削
加工中に酸化した結合剤が砥粒とともに徐々に剥離する
ようになって、新たな砥粒による研削面が次々に露出す
ることになり、砥石が自然にドレッシングされることに
なる。これにより、目詰まりを起こしにくい砥石を実現
できる。
【０００９】このように請求項１の発明によれば、砥石
自身にドレッシング機能を持たせたので、何ら付帯設備
を必要とすることなく、砥石のドレッシングを簡単に行
うことができる。
自身にドレッシング機能を持たせたので、何ら付帯設備
を必要とすることなく、砥石のドレッシングを簡単に行
うことができる。
【００１０】請求項２の発明に係る研削加工法は、請求
項１に記載の砥石を回転させて被加工物を研削加工する
際に、砥石の研削面に紫外線を照射しつつ水溶性の研削
液を供給することによって、二酸化チタンの光触媒作用
により結合剤を酸化させて、研削液中に溶出させるよう
にしている。
項１に記載の砥石を回転させて被加工物を研削加工する
際に、砥石の研削面に紫外線を照射しつつ水溶性の研削
液を供給することによって、二酸化チタンの光触媒作用
により結合剤を酸化させて、研削液中に溶出させるよう
にしている。
【００１１】この場合には、二酸化チタンの光触媒とし
ての作用を確実に発揮させるために、砥石の研削面に紫
外線を照射している。また、水溶性の研削液の供給によ
りフリーラジカルの生成が促進されている。
ての作用を確実に発揮させるために、砥石の研削面に紫
外線を照射している。また、水溶性の研削液の供給によ
りフリーラジカルの生成が促進されている。
【００１２】請求項３の発明に係る研削盤は、請求項１
に記載の砥石と、砥石の研削面に対して紫外線を照射す
る光源と、砥石の研削面に対して水溶性の研削液を供給
する研削液供給部とを備えている。
に記載の砥石と、砥石の研削面に対して紫外線を照射す
る光源と、砥石の研削面に対して水溶性の研削液を供給
する研削液供給部とを備えている。
【００１３】この場合には、光源からの紫外線の照射を
制御することにより、砥石の結合剤の酸化・剥離作用の
程度を調整できるとともに、酸化・剥離作用を砥石の特
定の部分に限定して行わせることが可能になる。
制御することにより、砥石の結合剤の酸化・剥離作用の
程度を調整できるとともに、酸化・剥離作用を砥石の特
定の部分に限定して行わせることが可能になる。
【００１４】請求項４の発明に記載されているように、
研削盤としては、センタレス研削盤が好適である。セン
タレス研削盤は、一般に、被加工物を連続的に供給しつ
つ加工を行うものであるが、請求項１に記載の砥石を用
いることで、研削加工中にも砥石のドレッシングが自動
的に行われるので、被加工物の供給を停止させることな
く、連続運転が可能になる。
研削盤としては、センタレス研削盤が好適である。セン
タレス研削盤は、一般に、被加工物を連続的に供給しつ
つ加工を行うものであるが、請求項１に記載の砥石を用
いることで、研削加工中にも砥石のドレッシングが自動
的に行われるので、被加工物の供給を停止させることな
く、連続運転が可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を添付図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施態様に
よる平面研削盤の概略構成図である。同図に示すよう
に、研削盤１は、ワーク（被加工物）Ｗが固定される往
復動可能なテーブル２と、回転可能な主軸に取り付けら
れた砥石３と、砥石３の外周面（研削面）３ａに対して
紫外線を照射する紫外線ランプ４と、ワークＷの加工面
に水溶性の研削液を供給する研削液供給ライン５とを備
えている。
面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施態様に
よる平面研削盤の概略構成図である。同図に示すよう
に、研削盤１は、ワーク（被加工物）Ｗが固定される往
復動可能なテーブル２と、回転可能な主軸に取り付けら
れた砥石３と、砥石３の外周面（研削面）３ａに対して
紫外線を照射する紫外線ランプ４と、ワークＷの加工面
に水溶性の研削液を供給する研削液供給ライン５とを備
えている。
【００１６】紫外線ランプ４は、砥石カバー６に取り付
けられている。紫外線ランプ４は、波長が４００ｎｍ以
下である紫外線を照射するためのもので、その光量を調
節できるように構成されている。
けられている。紫外線ランプ４は、波長が４００ｎｍ以
下である紫外線を照射するためのもので、その光量を調
節できるように構成されている。
【００１７】砥石３の組成について、図２および図３を
用いて説明する。図２は砥石３の製造工程の概略を示す
フローチャートであり、図３は砥石３の断面の模式図で
ある。これらの図に示すように、砥石３は、ダイヤモン
ド砥粒と、結合剤（ボンド）と、アナターゼ型二酸化チ
タンＴｉＯ2 とから構成されている。
用いて説明する。図２は砥石３の製造工程の概略を示す
フローチャートであり、図３は砥石３の断面の模式図で
ある。これらの図に示すように、砥石３は、ダイヤモン
ド砥粒と、結合剤（ボンド）と、アナターゼ型二酸化チ
タンＴｉＯ2 とから構成されている。
【００１８】砥石３を構成する砥粒としては、ダイヤモ
ンドの他にボラゾン（ｃ−ＢＮ）でもよい。また、Ｔｉ
Ｏ2 の光触媒作用により酸化されないものであれば、そ
の他の素材でもよい。
ンドの他にボラゾン（ｃ−ＢＮ）でもよい。また、Ｔｉ
Ｏ2 の光触媒作用により酸化されないものであれば、そ
の他の素材でもよい。
【００１９】砥粒の結合剤としては、レジンボンドまた
はメタルボンドのいずれでもよく、要はＴｉＯ2 の光触
媒作用により酸化される物質が適している。
はメタルボンドのいずれでもよく、要はＴｉＯ2 の光触
媒作用により酸化される物質が適している。
【００２０】一般に、二酸化チタンには、その結晶形態
から、アナターゼ、ルチルおよびブルッカイトの三種類
が存在している。これらの中で光触媒に適しているもの
は、アナターゼである。
から、アナターゼ、ルチルおよびブルッカイトの三種類
が存在している。これらの中で光触媒に適しているもの
は、アナターゼである。
【００２１】砥石３を製造する際には、まず、図２中の
各ステップＳ１、Ｓ２およびＳ３において、ダイヤモン
ド砥粒、結合剤およびアナターゼ型二酸化チタンの各分
量（たとえば重量％）を計量する。
各ステップＳ１、Ｓ２およびＳ３において、ダイヤモン
ド砥粒、結合剤およびアナターゼ型二酸化チタンの各分
量（たとえば重量％）を計量する。
【００２２】次に、ステップＳ４において、計量された
砥粒、結合剤および二酸化チタンを互いに混合する。次
に、ステップＳ５において、たとえばアルミニウム製基
材からなる砥石フランジの上において、砥粒、結合剤お
よび二酸化チタンを所望の砥石形状に成形し、成形後、
ステップＳ６において、これを焼成する。これにより、
ステップＳ７において、アナターゼ型二酸化チタンを含
む砥石が完成する（図３参照）。
砥粒、結合剤および二酸化チタンを互いに混合する。次
に、ステップＳ５において、たとえばアルミニウム製基
材からなる砥石フランジの上において、砥粒、結合剤お
よび二酸化チタンを所望の砥石形状に成形し、成形後、
ステップＳ６において、これを焼成する。これにより、
ステップＳ７において、アナターゼ型二酸化チタンを含
む砥石が完成する（図３参照）。
【００２３】研削盤１の運転時には、主軸の回転により
砥石３を回転させた状態で、テーブル２を移動させつ
つ、ワークＷに所望の研削加工が行われるが、この研削
加工の際には、紫外線ランプ４から砥石３の研削面３ａ
に対して紫外線が照射されるとともに、研削液供給ライ
ン５から水溶性の研削液がワークＷの加工面上に供給さ
れる。
砥石３を回転させた状態で、テーブル２を移動させつ
つ、ワークＷに所望の研削加工が行われるが、この研削
加工の際には、紫外線ランプ４から砥石３の研削面３ａ
に対して紫外線が照射されるとともに、研削液供給ライ
ン５から水溶性の研削液がワークＷの加工面上に供給さ
れる。
【００２４】これにより、砥石３中の二酸化チタンＴｉ
Ｏ2 が、酸素Ｏ2 と水Ｈ2Ｏの存在下で、酸化力のきわ
めて強いフリーラジカル（・ＯＨおよびＨＯ2・）を生
成する。このフリーラジカルは、砥石３中の結合剤を酸
化する。その結果、研削加工中に酸化した結合剤が砥粒
とともに徐々に剥離して研削液中に溶出するようになっ
て、図４に示すように、砥石外周面には、新しい砥粒に
よる研削面Ｆ’が露出することになる。なお、図４中、
一点鎖線で示す元の研削面Ｆと新しい砥粒による研削面
Ｆ’との間の部分Ｑは、酸化した結合材が剥離した剥離
部分を示している。
Ｏ2 が、酸素Ｏ2 と水Ｈ2Ｏの存在下で、酸化力のきわ
めて強いフリーラジカル（・ＯＨおよびＨＯ2・）を生
成する。このフリーラジカルは、砥石３中の結合剤を酸
化する。その結果、研削加工中に酸化した結合剤が砥粒
とともに徐々に剥離して研削液中に溶出するようになっ
て、図４に示すように、砥石外周面には、新しい砥粒に
よる研削面Ｆ’が露出することになる。なお、図４中、
一点鎖線で示す元の研削面Ｆと新しい砥粒による研削面
Ｆ’との間の部分Ｑは、酸化した結合材が剥離した剥離
部分を示している。
【００２５】この場合には、砥石３中の二酸化チタンＴ
ｉＯ2 の光触媒作用により、研削加工中に砥石が自然に
ドレッシングされるようになるので、砥石の目詰まりを
防止でき、常時砥石の切れ味を維持することができる。
また、砥石自身にドレッシング機能を持たせたので、何
ら付帯設備を必要とすることなく、砥石のドレッシング
を簡単に行うことができる。
ｉＯ2 の光触媒作用により、研削加工中に砥石が自然に
ドレッシングされるようになるので、砥石の目詰まりを
防止でき、常時砥石の切れ味を維持することができる。
また、砥石自身にドレッシング機能を持たせたので、何
ら付帯設備を必要とすることなく、砥石のドレッシング
を簡単に行うことができる。
【００２６】なお、紫外線ランプ４による紫外線の照射
量を制御することにより、砥石の結合剤の酸化・剥離作
用の程度を調整でき、また紫外線の照射位置を制御する
ことにより、酸化・剥離作用を砥石の特定の部分に限定
して行わせることができるようになる。
量を制御することにより、砥石の結合剤の酸化・剥離作
用の程度を調整でき、また紫外線の照射位置を制御する
ことにより、酸化・剥離作用を砥石の特定の部分に限定
して行わせることができるようになる。
【００２７】前記実施態様では、本発明が平面研削盤に
適用された例を示したが、本発明は、その他の研削盤、
たとえば円筒研削盤や内面研削盤などにも同様に適用で
きる。さらに本発明は、センタレス研削盤にも適用でき
る。
適用された例を示したが、本発明は、その他の研削盤、
たとえば円筒研削盤や内面研削盤などにも同様に適用で
きる。さらに本発明は、センタレス研削盤にも適用でき
る。
【００２８】センタレス研削盤は、一般に、ワークを連
続的に供給しつつ加工を行うものであるが、上述した砥
石を用いることで、研削加工中にも砥石のドレッシング
が自動的に行われることになるので、ワークの供給を停
止させることなく、連続運転が可能になる。
続的に供給しつつ加工を行うものであるが、上述した砥
石を用いることで、研削加工中にも砥石のドレッシング
が自動的に行われることになるので、ワークの供給を停
止させることなく、連続運転が可能になる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、砥粒およ
び結合剤にアナターゼ型二酸化チタンの粉末を混合して
砥石を構成するようにしたので、二酸化チタンの光触媒
作用から生じるフリーラジカルによって結合剤を酸化す
ることにより、砥石の目詰まりを防止できるようになる
効果がある。
び結合剤にアナターゼ型二酸化チタンの粉末を混合して
砥石を構成するようにしたので、二酸化チタンの光触媒
作用から生じるフリーラジカルによって結合剤を酸化す
ることにより、砥石の目詰まりを防止できるようになる
効果がある。
【図１】本発明の一実施態様による平面研削盤の概略構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の一実施態様による砥石の製造工程の概
略を示すフローチャートである。
略を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施態様による砥石の断面を模式的
に示す図である。
に示す図である。
【図４】本発明の一実施態様による砥石の断面を模式的
に示す図であって、二酸化チタンの光触媒作用によるド
レッシングが行われた後の状態を示している。
に示す図であって、二酸化チタンの光触媒作用によるド
レッシングが行われた後の状態を示している。
１： 研削盤
３： 砥石
３ａ： 研削面
４： 紫外線ランプ
５： 研削液供給ライン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3C043 AA08 CC03 DD06
3C047 FF01 GG00
3C063 AA02 AB03 BA02 BB02 BC01
CC02 FF20
Claims (4)
- 【請求項１】 砥石であって、 砥粒および結合剤にアナターゼ型二酸化チタンの粉末を
混合して、成形・焼成してなり、前記結合剤が前記二酸
化チタンの光触媒作用から生じるフリーラジカルによっ
て酸化される物質から構成されている、ことを特徴とす
る砥石。 - 【請求項２】 研削加工法であって、 請求項１に記載の砥石を回転させて被加工物を研削加工
する際に、前記砥石の研削面に紫外線を照射しつつ水溶
性の研削液を供給することによって、前記二酸化チタン
の光触媒作用により前記結合剤を酸化させて、研削液中
に溶出させるようにした、ことを特徴とする研削加工
法。 - 【請求項３】 研削盤において、 請求項１に記載の砥石と、 前記砥石の研削面に対して紫外線を照射する光源と、 前記砥石の研削面に対して水溶性の研削液を供給する研
削液供給部と、を備えた研削盤。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記研削盤がセンタレス研削盤である、ことを特徴とす
る研削盤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002142254A JP2003334762A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 砥石ならびに該砥石を用いた研削加工法および研削盤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002142254A JP2003334762A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 砥石ならびに該砥石を用いた研削加工法および研削盤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003334762A true JP2003334762A (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=29702591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002142254A Pending JP2003334762A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 砥石ならびに該砥石を用いた研削加工法および研削盤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003334762A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007229848A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Saitama Univ | ＳｉＯｘ粉を含む成形体および砥石、それを用いた研削方法 |
| JP2013123792A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-24 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法及び研削装置 |
| WO2014034921A1 (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-06 | 国立大学法人 熊本大学 | 加工方法及び加工装置 |
| JP2015109308A (ja) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | 株式会社ディスコ | ウエーハの切削方法 |
| JP2016139682A (ja) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | 株式会社ディスコ | 切削ブレード及び切削装置並びにウエーハの加工方法 |
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| CN112792669A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 浙江工业大学 | 一种氧化钛光催化剂辅助金属结合剂超硬砂轮在线修锐方法 |
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-
2002
- 2002-05-17 JP JP2002142254A patent/JP2003334762A/ja active Pending
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| JPWO2014034921A1 (ja) * | 2012-09-03 | 2016-08-08 | 国立大学法人 熊本大学 | 加工方法及び加工装置 |
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