JP2004034221A

JP2004034221A - 研削用砥石及びこの砥石を備える研削・研磨工具

Info

Publication number: JP2004034221A
Application number: JP2002194135A
Authority: JP
Inventors: Mitsunori Takano; 高野　三登
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】複数の専用の砥石皿を用いることなく、速やかに研削・研磨作業を行うことができる研削用砥石及びこの砥石を備える研削・研磨工具を提供する。
【解決手段】砥石皿１０に形成された孔にねじ結合によって着脱可能に装着される円柱状の基体と、この基体の表面（円柱の一端面）にめっきで形成され、被研削物であるレンズを研削する砥粒層２３とを備え、基体をスーパーエンジニア・プラスチックで形成した。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は研削用砥石及びこの砥石を備える研削・研磨工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６（ａ）は砥石皿の平面図、図６（ｂ）はその側面図である。
【０００３】
砥石皿５１０の平面形状は円形である。この砥石皿５１０は凹レンズを研削・研磨する研削・研磨工具に使用される。なお、凸レンズの研削・研磨には凹面を有する砥石皿が使用される。
【０００４】
従来の研削・研磨工具は以下のようにして形成される。
【０００５】
まず、樹脂系結合材（例えばレジンボンド）で形成された複数のペレットを接着剤で砥石皿５１０の表面５１０ａに加工仕様に見合うように貼り付ける。
【０００６】
接着剤が完全に硬化した後、砂かけ皿等を用いて砥石皿５１０の表面５１０ａに貼り付けたペレットの表面形状（曲率）を所望のレンズの形状（曲率）となるように研削・研磨する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、複数のペレットを接着剤で砥石皿５１０の表面５１０ａに貼り付けるには多くの手間がかかり、しかも接着剤が完全に硬化するには時間がかかる。
【０００８】
また、ペレットは樹脂系結合材で形成されているため、レンズの研削・研磨加工によって当初の形状（曲率）が変化し易く、その面の所定の精度を維持するには研削・研磨したレンズの数が所定枚数に達する度に再度砂かけ皿等を用いて面出しを行う必要がある。
【０００９】
更に、このペレットは樹脂系結合材だけを用いているので、再使用することは困難である。
【００１０】
また、ペレットは接着剤で砥石皿５１０に固定されており、速やかに研削・研磨作業を行うためには加工するレンズの曲率や径に応じて複数の専用の砥石皿５１０を用意する必要がある。
【００１１】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は複数の専用の砥石皿を用いることなく、速やかに研削・研磨作業を行うことができる研削用砥石及びこの砥石を備える研削・研磨工具を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、砥石皿に形成された孔に着脱可能に装着される基体と、この基体にめっきで形成され、被研削物を研削する砥粒層とを備え、前記基体が樹脂材料で形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の研削用砥石において、前記樹脂材料はエンジニア・プラスチックであることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の研削用砥石において、前記孔に形成されためねじに螺合されるおねじが前記基体に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の研削用砥石において、前記砥粒層は無電解めっきで形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の研削用砥石。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の研削用砥石において、前記基体に研削液を逃がすための溝が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項３記載の研削用砥石の基体が前記砥石皿の孔に螺合していることを特徴とする研削・研磨工具。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の研削用砥石を備えていることを特徴とする研削・研磨工具。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図２（ａ）は砥石皿の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の２ｂ−２ｂ線に沿う断面図である。
【００２１】
この砥石皿１０は凹レンズを研削・研磨する研削・研磨工具に使用される。砥石皿の直径は１０〜１５０ｃｍ程度である。
【００２２】
砥石皿の表面には直径方向へ延びる仮想直線上に複数の孔１１が形成されている。孔の数は砥石皿１０の表面積に対して孔１１の総面積が所定の割合となるように決められる。
【００２３】
図１（ａ）はこの発明の第１実施形態に係る研削用砥石を備える研削・研磨工具の平面図、図１（ｂ）は研削・研磨工具と砂かけ皿との関係を示す断面図である。
【００２４】
砥石皿１０の孔１１（図２参照）にはめねじ１２が形成され、このめねじ１２には研削用砥石２０の基体２１のおねじ２２（図３参照）が螺合している。なお、図１（ｂ）ではおねじ２２の図示を省略した。
【００２５】
この研削・研磨工具は以下のようにして形成される。
【００２６】
まず、エンジニア・プラスチック製の基体２１（図３参照）のおねじ２２を砥石皿１０に形成されためねじ１２に螺合する。
【００２７】
次に、面出し用砂かけ皿３０によって基体２１を研削・研磨し、その表面形状をレンズ（被研削物）の仕上がり形状に加工する。
【００２８】
最後に、後述する処理によって基体２１の表面２１ａに砥粒層２３を形成する。
【００２９】
図３（ａ）は研削用砥石の平面図、図３（ｂ）はその側面図である。
【００３０】
この研削用砥石２０は、円柱状の基体２１と、この基体２１の表面２１ａ（円柱の一端面）にめっきで形成され、レンズを研削する砥粒層２３とからなる。
【００３１】
基体２１の表面２１ａはほぼ平坦面である。
【００３２】
また、基体２１の表面２１ａには直交する２本の溝２４が形成されている。これらの溝２４は基体２１を砥石皿１０に装着するためのものであるとともに、研削液を逃がすためのものである。なお、溝２４の数は２本に限るものではなく、１〜８本程度であればよい。
【００３３】
基体２１はスーパーエンジニア・プラスチックで形成されている。具体的な材料としては、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリアミド及びＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や、これらのスーパーエンジニア・プラスチックにガラス繊維や炭素繊維を充填したものである。
【００３４】
基体２１には砥石皿１０の孔１１のめねじ１２と螺合するおねじ２２が形成されている。
【００３５】
なお、基体２１及びおねじ２２の直径はそれぞれ３〜１００ｍｍ及び３〜３０ｍｍである。
【００３６】
砥粒層２３はニッケル、ニッケル合金（ニッケルにリン、タングステン又はボロンを加えた合金）、銅及び分散粒子（ダイヤモンド、ＣＢＮ（キュービックボロンナイトライド）、ＳｉＣ（炭化珪素）及びＰＴＦＥ（ポリテトラフロルエチレン））を含む複合層であり、無電解めっきによって形成されている。
【００３７】
砥粒層２３の膜厚は３〜２００μｍである。また、分散粒子の径は０．１〜１００μｍである。
【００３８】
この研削用砥石２０の製作方法を説明する。
【００３９】
まず、圧縮空気等を用いて鉄粉及びガラスビーズ（粗さ♯１００〜１０００、好ましくは♯４００）等の研掃剤を基体２１の表面２１ａに吹き付けて、基体２１の表面２１ａを活性化させる。
【００４０】
次に、基体２１をアルカリ系溶剤に漬け、アルカリ系溶剤のけん化作用により、指紋、油脂等の有機物や静電作用によって付着した塵等の付着物を除去する。
【００４１】
その後、基体２１をエッチング溶液に漬け、強酸化剤による化学的処理によって基体２１の表面２１ａの一部を溶解させて化学的にアンカーを作る。
【００４２】
次に、基体２１を中和溶液に漬け、エッチング処理において基体２１の表面２１ａに残存するエッチング液を除去する。
【００４３】
その後、基体２１をスズを含むパラジウム溶液に漬け、無電解めっきを円滑に行うために触媒としてパラジウムを基体２１の表面２１ａに付与する（触媒付与工程）。
【００４４】
次に、基体２１を酸性溶液に漬け、触媒付与工程で吸着したスズを酸性溶液を用いて除去し、パラジウムの触媒作用を強める。
【００４５】
その後、基体２１を分散粒子を含む無電解めっき液に漬け、無電解めっきによって基体２１の表面２１ａに薄い（０．１〜０．５μｍ）金属皮膜（銅、ニッケル等）を形成する。
【００４６】
以上の中間層の表面処理工程の後、基体２１の表面２１ａに砥粒層２３を形成するための処理を行う。
【００４７】
分散粒子を混入させた無電解ニッケル及び銅めっき液中に基体２１を浸漬することによって析出反応が始まり、基体２１の表面２１ａに分散粒子による砥粒層２３が形成される（図３（ｂ）参照）。
【００４８】
次に、研削用砥石１の再生方法を説明する。
【００４９】
まず、５〜３０％希硝酸溶液に研削用砥石２０を浸漬し、砥粒層２３だけを基体２１から剥離する。
【００５０】
このとき、基体２１はスーパーエンジニア・プラスチックで形成されているため、基体２１の表面２１ａは酸によって侵食されず、元の形状が損なわれることがない。
【００５１】
その後、上述した表面処理工程が行われる。
【００５２】
なお、鉄粉及びガラスビーズ等の研掃剤により基体２１の表面２１ａを活性化させる工程は再生時の不可欠な工程ではない。
【００５３】
この実施形態によれば、砥石皿１０の孔１１に基体２１を捩じ込むだけで砥石皿１０に容易（多くの手間や時間をかけず）に装着することができ、しかも、基体２１をエンジニア・プラスチックで形成したため、研削用砥石２０の研削寿命が尽きたときであっても基体２１の元の形状を損なわさずに砥粒層２３を再生することができる。
【００５４】
その結果、砥粒層２３を再生するだけで１つの砥石皿１０を使い回すことが可能になり、複数の専用の砥石皿を用いることなく、速やかに研削・研磨作業を行うことができる。
【００５５】
また、溝２４が砥粒層２３の表面に形成されているため、研削液を効率よく砥粒層の表面から逃がすことができる。
【００５６】
更に、おねじ２２の捩じ込み量を調整することによって１つの砥石皿で曲率の異なるレンズの研削・研磨を行うことができる（従来例の構成では、研削・研磨するレンズの曲率に対応した曲率を有する砥石皿を使用する必要がある）。
【００５７】
図４（ａ）はこの発明の第２実施形態に係る研削用砥石を備える研削・研磨工具の平面図、図４（ｂ）は研削・研磨工具と砂かけ皿との関係を示す断面図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
この砥石皿１１０は凸レンズを研削・研磨する研削・研磨工具に使用される。砥石皿の直径は１０〜１５０ｃｍ程度である。
【００５９】
砥石皿１１０の表面には直径方向に延びる仮想直線上に複数の孔１１１が形成されている。孔１１１の数は砥石皿の表面積に対して孔の総面積が所定の割合となるように決められる。
【００６０】
複数の孔１１１のうち砥石皿１１０の外周側に位置する孔１１１ａにはめねじ１１２が形成され、それ以外はボルト孔１１１ｂとなっている。
【００６１】
めねじ１１２には研削用砥石１２０の円柱状の基体１２１のおねじ１２２（図５参照）が螺合している。基体１２１の表面１２１ａ（円柱の一端面）は曲率の小さい凸面形状となっている。なお、図４（ｂ）ではおねじ１２２の図示を省略した。
【００６２】
この研削・研磨工具は以下のように形成される。
【００６３】
まず、エンジニア・プラスチック製の基体１２１（図５参照）のおねじ１２２を砥石皿１１０のめねじ１１２に螺合する。このとき、凸面形状がおねじ１２２の頭部として機能する。
【００６４】
次に、この砥石皿１１０の研削・研磨加工側の面を面出し用砂かけ皿１３０の加工面に載置し、面出し用砂かけ皿１３０に対する砥石皿１１０の位置を決める。
【００６５】
その後、ボルト穴１１１ｂに残りの研削用砥石１２０を挿入する。
【００６６】
次に、ボルト穴１１１ｂに挿入した研削用砥石１２０のおねじ１２２をナット等を用いて砥石皿１１０に固定する。
【００６７】
最後に、無電解めっきによって基体１２１の表面１２１ａに砥粒層１２３を形成する（図５参照）。
【００６８】
図５（ａ）は研削用砥石の平面図、図５（ｂ）はその側面図である。
【００６９】
この研削用砥石１２０は、円柱状の基体１２１と、この基体１２１の表面１２１ａ（円柱の一端面）にめっきで形成され、レンズ（被研削物）を研削する砥粒層１２３と、おねじ１２２とからなる。
【００７０】
この研削用砥石１２０は基体１２１の表面１２１ａを凸面形状にした点で第１実施形態の研削用砥石２０と相違する。
【００７１】
この凸面形状の表面１２１ａには直交する２本の溝１２４が形成されている。これらの溝１２４は基体１２１を砥石皿１１０に装着するためのものであるとともに、研削液を逃がすためのものである。なお、溝１２４の数は２本に限るものではなく、１〜８本程度であればよい。
【００７２】
なお、基体１２１及びおねじ１２２の直径はそれぞれ３〜１００ｍｍ及び３〜３０ｍｍである。
【００７３】
この研削用砥石１２０の製作方法及び再生方法は第１実施形態と同じであるので、それらの説明を省略する。
【００７４】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、第１実施形態における面出し用砂かけ皿３０によって基体２１を研削・研磨する工程を省略することができる。
【００７５】
なお、第２実施形態において、砥石皿１１０に形成する複数の孔１１１を総てボルト穴１１２とし、図示しないスペーサによって砥石皿１１０と面出し用砂かけ皿１３０との位置決めを行った後、ボルト穴１１１に研削用砥石１２０を挿入し、研削用砥石１２０のおねじ１２２をナット等を用いて砥石皿１１０に固定するようにしてもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上に説明したように本願発明の研削用砥石によれば、複数の専用の砥石皿を用いることなく、速やかに研削・研磨作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）はこの発明の第１実施形態に係る研削用砥石を備える研削・研磨工具の平面図、図１（ｂ）は研削・研磨工具と砂かけ皿との関係を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は砥石皿の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の２ｂ−２ｂ線に沿う断面図である。
【図３】図３（ａ）は研削用砥石の平面図、図３（ｂ）はその側面図である。
【図４】図４（ａ）はこの発明の第２実施形態に係る研削用砥石を備える研削・研磨工具の平面図、図４（ｂ）は研削・研磨工具と砂かけ皿との関係を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）は研削用砥石の平面図、図５（ｂ）はその側面図である。
【図６】図６（ａ）は砥石皿の平面図、図６（ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
１０，１１０　研削用砥石
２１，１２１　基体
１１，１１１　孔
１２，１１２　めねじ
２２，１２２　おねじ
２３，１２３　砥粒層
２４，１２４　溝
３０，１３０　面出し用砂かけ皿

Claims

砥石皿に形成された孔に着脱可能に装着される基体と、この基体にめっきで形成され、被研削物を研削する砥粒層とを備え、
前記基体が樹脂材料で形成されていることを特徴とする研削用砥石。
前記樹脂材料はエンジニア・プラスチックであることを特徴とする請求項１記載の研削用砥石。
前記孔に形成されためねじに螺合されるおねじが前記基体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の研削用砥石。
前記砥粒層は無電解めっきで形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の研削用砥石。
前記基体に研削液を逃がすための溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の研削用砥石。
請求項３記載の研削用砥石の基体が前記砥石皿の孔に螺合していることを特徴とする研削・研磨工具。
請求項１〜５のいずれか１項記載の研削用砥石を備えていることを特徴とする研削・研磨工具。