JP2017177229A - Polishing brush - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨ブラシに関し、特に、表面に凸部を有する被研磨物も適切に研磨することができる研磨ブラシに関する。 The present invention relates to a polishing brush, and more particularly to a polishing brush that can appropriately polish an object to be polished having a convex portion on the surface.
従来から、携帯電話、スマートフォン、若しくはタブレット型PCのような多機能型モバイル機器、又はミュージックプレーヤー、ゲーム機器、若しくは産業用システム等の様々な小型携帯型電子機器について、他の製品との差別化を図るために、その外観・意匠において様々な形状が採用されている。そして、近年では、小型携帯電子機器の形状として、外周に向けて厚さを減少させ、外周に沿って湾曲面を形成した形状のように、厚みに変化をもたせた形状が多用されている。また、このような形状を採用することにより、意匠性を向上させる効果に加え、機器の側面にも情報表示部を設けたり、操作ボタン等のモジュールを設けたりすることができ、設計の自由度を向上させることができる。 Conventionally, different types of mobile devices such as mobile phones, smartphones, tablet PCs, or various small portable electronic devices such as music players, game devices, or industrial systems are differentiated from other products. In order to achieve this, various shapes are adopted in its appearance and design. In recent years, as a shape of a small portable electronic device, a shape with a change in thickness, such as a shape in which a thickness is reduced toward the outer periphery and a curved surface is formed along the outer periphery, is frequently used. Moreover, by adopting such a shape, in addition to the effect of improving the designability, it is possible to provide an information display section on the side of the device or to provide a module such as an operation button. Can be improved.
そして、上述したような厚みに変化をもたせた形状の小型携帯型電子機器の筐体等を加工する場合、切削加工、金型成型の技術を用いることが可能である。 And when processing the housing | casing etc. of the small portable electronic device of the shape which gave the change as mentioned above, it is possible to use the technique of cutting and metal mold.
切削加工により、厚みに変化をもたせた形状を加工する場合、ボールエンドミル、又はR状ダイヤ工具を用いてワークを所定の形状に切削する。しかしながら、ボールエンドミルを用いた場合、加工面に、ボールエンドミルの球径に応じて円弧形状の切削痕が形成されてしまう。また、R状ダイヤ工具を用いた場合、平面と曲面とを別々の切削工程で形成する必要があるため、平面と曲面との境界線に段差が形成されてしまい、一様な面を加工することができない。また、同様に金型によって厚みに変化をもたせた形状を成型させた場合、金型に接触していた面全体に金型の表面品質に影響される凹凸が形成されてしまう。 When machining a shape with a change in thickness by cutting, the workpiece is cut into a predetermined shape using a ball end mill or an R-shaped diamond tool. However, when a ball end mill is used, arc-shaped cutting traces are formed on the processed surface in accordance with the ball diameter of the ball end mill. In addition, when an R-shaped diamond tool is used, it is necessary to form the flat surface and the curved surface by separate cutting processes, so a step is formed at the boundary line between the flat surface and the curved surface, and a uniform surface is processed. I can't. Similarly, when a shape having a change in thickness is formed by a mold, unevenness influenced by the surface quality of the mold is formed on the entire surface that is in contact with the mold.
従って、上記切削加工や金型成型によって発生した切削痕や段差、凹凸を除去する手段として、切削加工後に特許文献1に記載された研磨パッドを用いてワーク、すなわち被研磨物の表面研磨を行う必要がある。 Therefore, as a means for removing the cutting traces, steps and irregularities generated by the above-described cutting and mold forming, the surface of the workpiece, that is, the object to be polished is polished using the polishing pad described in Patent Document 1 after the cutting. There is a need.
特許文献1に記載された研磨パッドは、弾性パッド、ベース層、及び両者の間の粘着層を備えた多層構造として形成されており、被研磨物(ワーク)を研磨パッドに押しつけた際に、研磨パッドが被研磨物の形状に追従して変形するように構成されている。 The polishing pad described in Patent Document 1 is formed as a multilayer structure including an elastic pad, a base layer, and an adhesive layer between them, and when an object to be polished (work) is pressed against the polishing pad, The polishing pad is configured to deform following the shape of the object to be polished.
しかしながら、近年上述したような携帯電話、スマートフォン、若しくはタブレット型PCのような多機能型モバイル機器、又はミュージックプレーヤー、ゲーム機器、若しくは産業用システム等の様々な小型携帯型電子機器は、表面に製造メーカ名やブランド名のロゴが凸部により形成される場合がある。加えてこれらの多機能型モバイル機器、小型携帯型電子機器の筐体には、これらの機器に設けられる操作ボタン等のモジュールを収容する各部分の周囲にも凸部が形成されることもある。つまり、多機能型モバイル機器、小型携帯型電子機器の筐体には、一様な面(平面部)の他に、凸部が形成される傾向が高くなっている。 However, in recent years, various mobile devices such as mobile phones, smartphones, or tablet PCs as described above, or various small portable electronic devices such as music players, game devices, or industrial systems are manufactured on the surface. A maker name or brand name logo may be formed by a convex portion. In addition, the multi-functional mobile device and the small portable electronic device may have a convex portion formed around each portion that accommodates a module such as an operation button provided in the device. . That is, there is a high tendency for convex portions to be formed in addition to a uniform surface (planar portion) in the housings of multifunctional mobile devices and small portable electronic devices.
このように被研磨物の筐体面上に凸部が形成されている場合では、特許文献1に記載の研磨パッドでは被研磨物の凸部の構造に十分に追従できず、その結果、研磨パッドが接触しにくい凸部の周辺に研磨斑が発生するという問題があった。 Thus, when the convex part is formed on the housing surface of the object to be polished, the polishing pad described in Patent Document 1 cannot sufficiently follow the structure of the convex part of the object to be polished, and as a result, the polishing pad. There was a problem in that polishing spots were generated around the convex portions that are difficult to contact.
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、表面に平面部と凸部を有する被研磨物も適切に研磨することができる研磨ブラシを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a polishing brush capable of appropriately polishing an object to be polished having a flat portion and a convex portion on the surface.
上記課題を解決するために、本発明は、研磨層の表面に、複数の溝によって離隔された、被研磨物の表面を研磨するための複数の突起部を有する研磨ブラシであって、前記溝の容積は、研磨領域全体の体積に対して55〜95%であり、さらに、前記研磨ブラシの研磨層は、前記研磨ブラシの中心付近に位置する第1の領域と前記第1の領域を取り囲む第2の領域を含み、前記第1の領域は第1の材質で形成され、前記第2の領域は第2の材質で形成され、前記第2の材質の硬度と前記第1の材質の硬度とが異なることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a polishing brush having a plurality of protrusions for polishing the surface of an object to be polished, which are separated from each other by a plurality of grooves on the surface of the polishing layer. The volume of the polishing brush is 55 to 95% of the volume of the entire polishing region, and the polishing layer of the polishing brush surrounds the first region and the first region located near the center of the polishing brush. Including a second region, wherein the first region is formed of a first material, the second region is formed of a second material, and the hardness of the second material and the hardness of the first material And are different.
上記構成を備える本発明によれば、研磨ブラシの第1の領域に設けられた突起部と研磨ブラシの第2の領域に設けられた突起部とで、材質の硬度が異なるため被研磨物に対する追従性が異なる。特に研磨ブラシの領域のうち、材質の硬度が小さい領域では、被研磨物に対する追従性が高いため、研磨ブラシの材質の硬度が高い領域によって被研磨物の一様な面を研磨するとともに、研磨ブラシの材質の硬度が低い領域によって被研磨物の凸部を研磨することができ、表面に凸部を有する被研磨物も適切に研磨することができる。 According to the present invention having the above-described configuration, since the hardness of the material differs between the protrusion provided in the first region of the polishing brush and the protrusion provided in the second region of the polishing brush, Followability is different. Especially in the region of the polishing brush where the material hardness is small, the followability to the object to be polished is high, so that the uniform surface of the object to be polished is polished and polished by the region where the material hardness of the polishing brush is high. The convex part of the object to be polished can be polished by the region where the hardness of the material of the brush is low, and the object to be polished having the convex part on the surface can also be appropriately polished.
また、本発明において前記第2の材質の硬度は前記第1の材質の硬度よりも低いことを特徴とする。 In the present invention, the hardness of the second material is lower than the hardness of the first material.
上記構成を備える本発明によれば、研磨ブラシの第1の領域に設けられた突起部よりも研磨ブラシの第2の領域に設けられた突起部の方が被研磨物に対する追従性が高いため、研磨ブラシの第1の領域によって被研磨物の一様な面を研磨するとともに、研磨ブラシの第2の領域によって被研磨物の凸部を研磨することができ、表面に凸部を有する被研磨物も適切に研磨することができる。 According to the present invention having the above-described configuration, the protrusion provided in the second region of the polishing brush has higher followability to the object to be polished than the protrusion provided in the first region of the polishing brush. In addition to polishing the uniform surface of the object to be polished by the first region of the polishing brush, the convex part of the object to be polished can be polished by the second region of the polishing brush. An abrasive can also be ground appropriately.
また、本発明において、前記研磨ブラシの研磨層は、さらに、前記第2の領域を取り囲む第3の領域を含み、前記第3の領域は第3の材質で形成され、前記第3の材質の硬度は前記第2の硬度よりも高いことが好ましい。 In the present invention, the polishing layer of the polishing brush further includes a third region surrounding the second region, and the third region is formed of a third material, and the third material is made of the third material. The hardness is preferably higher than the second hardness.
このように構成された本発明によれば、研磨ブラシの第1の領域及び第3の領域に設けられた突起部よりも研磨ブラシの第2の領域に設けられた突起部の方が被研磨物に対する追従性が高いため、研磨ブラシの第1の領域及び第3の領域によって被研磨物の一様な面を研磨するとともに、研磨ブラシの第2の領域によって被研磨物の凸部を研磨することができ、表面に凸部を有する被研磨物も適切に研磨することができる。 According to the present invention configured as described above, the protrusions provided in the second region of the polishing brush are more polished than the protrusions provided in the first region and the third region of the polishing brush. Since the followability to the object is high, the uniform surface of the object to be polished is polished by the first region and the third region of the polishing brush, and the convex portion of the object to be polished is polished by the second region of the polishing brush. Therefore, an object to be polished having a convex portion on the surface can be appropriately polished.
また、本発明において、前記第3の領域は、前記第1の材質で形成されることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the third region is formed of the first material.
このように構成された本発明によれば、第1の領域と第3の領域とを同じ材質で製造することができるため、研磨ブラシの製造コストを削減できるとともに、研磨層の第1の領域と第3の領域での研磨が同様に行えることから、被研磨物表面においてより均質な被研磨面を得ることができる。 According to the present invention configured as described above, since the first region and the third region can be manufactured from the same material, the manufacturing cost of the polishing brush can be reduced, and the first region of the polishing layer can be reduced. Since the polishing in the third region can be performed similarly, a more uniform surface to be polished can be obtained on the surface of the object to be polished.
また、本発明において、前記研磨層の各領域においてそれぞれ、前記溝の開口面積は、前記研磨層を上面視したときの投影面積に対して65.00〜99.99%であることが好ましい。 In the present invention, in each region of the polishing layer, the opening area of the groove is preferably 65.00 to 99.99% with respect to a projected area when the polishing layer is viewed from above.
このように構成された本発明によれば、溝の開口面積を十分に確保することができ、これにより、溝から突起部に対して十分な量のスラリーを供給することができる。 According to the present invention configured as described above, a sufficient opening area of the groove can be ensured, whereby a sufficient amount of slurry can be supplied from the groove to the protrusion.
また、本発明において、前記研磨層の各領域においてそれぞれ、前記突起部の頂面は平坦に形成されており、全ての前記突起部の頂面の合計面積は、研磨ブラシを上面視したときの投影面積に対して0.01〜35.00%であることが好ましい。 Further, in the present invention, in each region of the polishing layer, the top surface of the protruding portion is formed flat, and the total area of the top surfaces of all the protruding portions is when the polishing brush is viewed from above. It is preferable that it is 0.01-35.00% with respect to a projection area.
このように構成された本発明によれば、十分な量の研磨面を確保することができ、これにより、被研磨物に対する研磨レートが低下するのを抑制することができる。 According to the present invention configured as described above, a sufficient amount of a polished surface can be secured, and thereby a decrease in the polishing rate for an object to be polished can be suppressed.
また、本発明において、前記研磨層の各領域においてそれぞれ、前記突起部は、前記研磨層の表面から延びる裁頭多角形状を有しており、隣接する裁頭多角形同士の間には、所定の間隔が設けられていることが好ましい。 Further, in the present invention, in each region of the polishing layer, the protrusion has a truncated polygon shape extending from the surface of the polishing layer, and a predetermined gap is provided between adjacent truncated polygons. Is preferably provided.
このように構成された本発明によれば、突起部の形状を裁頭多角形とし、裁頭多角形同士の間に所定の間隔を設けることにより、研磨時に被研磨物が突起部の間に入り込み、突起部の側面に形成された斜面によっても、被研磨物を研磨することができる。 According to the present invention configured as described above, the shape of the protruding portion is a truncated polygon, and a predetermined interval is provided between the truncated polygons so that an object to be polished is interposed between the protruding portions during polishing. The object to be polished can also be polished by the slope formed on the side surface of the protruding portion.
また、本発明において、前記研磨ブラシは、さらに、前記研磨層の周縁に沿って前記研磨層を囲むように配置された枠材を備えることが好ましい。 Moreover, in this invention, it is preferable that the said polishing brush is further provided with the frame material arrange | positioned so that the said polishing layer may be enclosed along the periphery of the said polishing layer.
このように構成された本発明によれば、研磨層を囲むように配置された枠材が、堰の役割を果たすことで、研磨層からのスラリーの流出を制御することができる。また、スラリーを研磨ブラシに多量に保持でき、研磨効率をさらに高めることができる。 According to the present invention configured as described above, the frame material arranged so as to surround the polishing layer serves as a weir, whereby the outflow of the slurry from the polishing layer can be controlled. Further, a large amount of slurry can be held on the polishing brush, and the polishing efficiency can be further increased.
また、好ましくは、本発明は、前記研磨ブラシを用いた研磨方法であって、平面部及び前記平面部に設けられた凸部を有する被研磨物のうち、少なくとも前記凸部を前記研磨ブラシの前記第2の領域に対応する位置に配置し、前記研磨ブラシと前記被研磨物とが相対運動して研磨を実施する間、前記被研磨物の前記凸部は前記研磨ブラシの前記第2の領域に押し付けられ、前記被研磨物の前記凸部は前記研磨ブラシの前記第2の領域によって研磨される、研磨方法である。 Preferably, the present invention is a polishing method using the polishing brush, wherein at least the convex portion of the object to be polished has a flat portion and a convex portion provided on the flat portion. The convex portion of the object to be polished is disposed in a position corresponding to the second region, and the polishing brush and the object to be polished move relative to each other to perform the polishing. It is a polishing method in which the convex portion of the object to be polished is pressed by a region and polished by the second region of the polishing brush.
このように構成された本発明によれば、平面部と平面部に設けられた凸部を有する被研磨物であっても、凸部の周辺に研磨斑が発生することを防ぎながら、適切にかつ効率的に研磨を行うことができる。 According to the present invention configured as described above, even if the object to be polished has a flat part and a convex part provided on the flat part, it is possible to appropriately prevent polishing spots from occurring around the convex part. And it can polish efficiently.
以上のように、本発明によれば、表面に凸部を有する被研磨物も適切に研磨することができる。 As described above, according to the present invention, an object to be polished having a convex portion on the surface can be appropriately polished.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による研磨ブラシについて説明する。図1は、本実施形態による研磨ブラシが適用される片面研磨装置の斜視図である。 Hereinafter, a polishing brush according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a single-side polishing apparatus to which the polishing brush according to the present embodiment is applied.
図1に示すように、片面研磨機1は、上面に円板状の研磨ブラシ3が固定された研磨定盤5を備える。研磨定盤5の底にはシャフト7が設けられており、研磨定盤5は、シャフト7の軸周りに自転できるように構成されている。研磨ブラシ3の上には、シャフト7の軸から偏心した位置に研磨ヘッド9が配置されている。研磨ヘッド9についても図示しない回転手段により回転できるように構成されている。研磨ヘッド9は、被研磨物(ワーク)を保持するための保持プレート11を有しており、研磨時には、保持プレート11を介して被研磨物を研磨ブラシ3に押し付け、被研磨物に所定の研磨圧を加えられるようになっている。さらに研磨時には、図示しないスラリー供給手段によって研磨ブラシ3上にスラリーが供給されながらシャフト7が軸周りに自転し、研磨ヘッド9も回転することで被研磨物が研磨加工されるようになっている。なお図1では1つの研磨ヘッド9が示されているが、研磨ブラシ3上の空いている部分に別の研磨ヘッド(図示せず)を複数配置することも可能である。
As shown in FIG. 1, the single-side polishing machine 1 includes a polishing
図2は、研磨ブラシの上面図であり、図3は、図2のIII-III'断面の断面図である。図2に示すように研磨ブラシ3の上面には、研磨層15が配されており、この研磨層15は、研磨ブラシ3の中心付近に位置する、第1の材質から成る円形の第1の領域15aと、この第1の領域15aを同心円状に取り囲む、第2の材質から成る環状の第2の領域15b、さらに第2の領域15bを同心円状に取り囲む、第3の材質から成る環状の第3の領域15cを有する。これら第1の領域15a、第2の領域15b、第3の領域15cの各領域には、図2には示されていないが、研磨ブラシ3の上面に開口し、そこから研磨ブラシ3内部に向けて所定の深さを有する複数の溝13が形成されている。(なお、研磨ブラシ3の寸法に対して各溝の幅は十分小さいため、図2には示されていない。)これら複数の溝によって描かれる模様は、格子状であってもよい。これら複数の溝によって、後述する複数の突起部が離隔され、定められる。また、研磨ブラシ3の研磨層15の周囲にはスラリーの流出を制御する、堰の役割を果たす環状の枠材(図示せず)が設けられていてもよい。このような枠材を設けることにより、スラリーを研磨ブラシに多量に保持でき、研磨効率をさらに高めることができる。
FIG. 2 is a top view of the polishing brush, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III ′ of FIG. As shown in FIG. 2, a
第1の領域15aの直径、第2の領域15bの幅、第3の領域15cの幅は、それぞれ被研磨物の大きさによって変えることが好ましい。特に、第2の領域15bの幅は、被研磨物の研磨中に、被研磨物が有する凸部を第2の領域15bで研磨できるような幅を有することが好ましい。
The diameter of the
図3に示すように、研磨ブラシ3は、例えば厚さ1〜6mm、半径460mmの後述の材質によって形成された研磨層15と、ポリエチレンフォームシートやポリウレタンシートによって形成されたクッション層17を積層して形成され、全体として、円板形状を有している。研磨層15と、クッション層17とは、PET(ポリエチレンテレフタレート)やポリプロピレン等の可撓性フィルムの芯材を有する両面テープ又は接着剤等の接着層19を介して互いに貼り合わされている。そして、クッション層17における、研磨層15と対向していない側の面には、研磨ブラシ3を研磨定盤5に貼付けるための両面テープ21が貼付けられている。
As shown in FIG. 3, the polishing
図4は、研磨ブラシ3の研磨層15のうち、第1の領域15aと第2の領域15bの境界部付近の要部断面図である。研磨層15の第1の領域15aは第1の材質で形成されており、第2の領域15aは第1の材質の硬度よりも低い硬度を有する第2の材質で形成されている。なお、本明細書において、材質の「硬度」とは、材質の押込み硬さの程度を意味し、具体的にはショア硬さ試験により求められる、材質の硬さの程度を指す。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the
具体的には、第1の材質として、ポリウレタン樹脂含浸不織布、発泡ポリウレタン、エポキシ樹脂、スルフォン樹脂等を使用することが可能であり、第2の材質として、ポリウレタン樹脂含浸不織布や発泡ポリウレタン等を使用することが可能である。第1の材質と第2の材質の組み合わせとして、硬度の異なるポリウレタン樹脂含浸不織布を使用することが好ましい。 Specifically, polyurethane resin-impregnated nonwoven fabric, foamed polyurethane, epoxy resin, sulfone resin, etc. can be used as the first material, and polyurethane resin-impregnated nonwoven fabric, foamed polyurethane, etc. are used as the second material. Is possible. As a combination of the first material and the second material, it is preferable to use polyurethane resin-impregnated nonwoven fabrics having different hardnesses.
また、図示していないが、第3の領域15cは、第2の材質の硬度よりも高い硬度を有する第3の材質で形成されている。具体的には第3の材質として、ポリウレタン樹脂含浸不織布や発泡ポリウレタン、エポキシ樹脂、スルフォン樹脂等を使用することが可能であり、第1の材質と同じ材質を第3の材質として使用することも可能である。この場合、研磨ブラシ3を使用する材質の種類が減るため、製造コストの削減が可能となる。第1の材質、第2の材質、第3の材質の組み合わせとして、第1の材質と第3の材質に比較的硬度の高いポリウレタン樹脂含浸不織布を、第2の材質に比較的硬度の低いポリウレタン樹脂含浸不織布を使用することが好ましい。具体的に第1の材質および第3の材質の硬度は、ショアA硬度で60〜90が好ましく、第2の材質は、40〜70が好ましい。なお、図示しないが、本実施形態の変形例として、第3の領域15cを省略して、上述した第1の領域及び第2の領域で研磨ブラシ3の研磨層15を構成することも可能である。
Although not shown, the
図4に示すように、研磨ブラシ3の研磨層15の第1の領域15a及び第2の領域15bには、それぞれ溝13a、13bによって離隔された、複数の突起部25a、25bが形成されている。図4には示されていないが、第3の領域15cにも同様に複数の突起部25cと、溝13cが形成されている。(突起部25a、25b、25cを突起部25と総称し、溝13a、13b、13cを溝13と総称する。)上述したように、本発明の研磨ブラシ3の研磨層15の第1の領域15aの突起部25aと第2の領域15bの突起部25bとは別の材質により形成されている。
As shown in FIG. 4, the
格子状に設けられた溝13a、13b、13cによって、これら複数の突起部25a、25b、25cが定められており、これらの溝13a、13b、13cは、研磨領域にスラリーを貯蔵する役割を果たす。なお、研磨領域とは、後に詳述するが研磨ブラシ3の溝13の底部31と研磨面27との間の部分にある領域をいう。
The plurality of
各突起部25a、25b、25cは表面に複数の開孔(図示せず)を有しており、開孔内に保持されたスラリーと研磨領域内に貯蔵されたスラリーとによって研磨加工が行えるようになっている。各突起部25a、25b、25cは、研磨層3の表面から、研磨定盤5から離れる方向に延びている。各突起部25a、25b、25cは、例えば裁頭四角錐形状を有しており、各突起部25a、25b、25cの各頂面27a、27b、27c(図示せず)が、全体として研磨ブラシ3の研磨面27を構成する。また、詳細は後述するが、裁頭四角錐形状の各突起部25a、25b、25cの側面をなす傾斜面29a、29b、図示しない傾斜面29cも、研磨時には、研磨作用を有するものである。
Each
図4に示すように、第1の領域15aにおいて、研磨層15の溝13aの底部31aから突起部25aの頂面27aまでの第1の高さHaが定義され、また突起部25a同士の間隔Waが定義される。第2の領域15bにおいても、研磨層15の底部31bから突起部25bの頂面27bまでの第2の高さHbが定義され、また突起部25b同士の間隔Wbが定義される。同様に、図示しない第3の領域15cにおいても、研磨層15の溝13cの底部31cから突起部25cの頂面27cまでの第3の高さHcが定義され、また突起部25c同士の間隔Wcが定義される。(底部31a、31b、31cを底部31と総称する。)
As shown in FIG. 4, in the
本発明に係る研磨ブラシ3では、Ha=Hb=Hcの関係を満たしている。つまり、溝13から突起部25の頂面までの高さは、第1の領域15a、第2の領域15b、第3の領域15c、いずれの領域でも同じである。
The polishing
本発明の研磨ブラシ3の製造方法に関して後述するように、この溝13は研磨層15に同じ先端部の形状の回転刃55(図7を参照して後述する)を押し付けながら所定深さで移動させることにより切削形成される。よって、上述した各間隔Wa、Wb、Wcは、回転刃55の先端部の形状により定められる。各領域の溝13は同じ先端部の形状の回転刃55を用いて形成されるため、Wa、Wb、Wcは等しい。(以下間隔Wと総称する。)
As will be described later with reference to the manufacturing method of the polishing
このような構成を有することにより、第1の領域15aの突起部25aと、第2の領域15bの突起部25bとは、同じ寸法を有するが、その材質が異なっている。第2の領域15bの突起部25bと、第3の領域15cの突起部25cも、同じ寸法を有するが、その材質が異なっている。第2の領域15bを形成する第2の材質の硬度が、第1の領域15aを形成する第1の材質の硬度及び第3の領域15cを形成する第3の材質の硬度よりも低いため、第1の領域の突起部25a及び第3の領域の突起部25cに比べて第2の領域の突起部25bの被研磨物33に対する追従性が向上する。
By having such a configuration, the protruding
研磨ブラシ3に形成された溝13の合計容積は、研磨領域の体積に対して55〜95%、好ましくは60〜90%、より好ましくは65〜85%を占めている。研磨領域とは、研磨ブラシ3の溝13の底部31と研磨面27との間の部分にある領域をいう。換言すれば、研磨領域の体積は、研磨ブラシ3を上面視したときの投影面積(研磨ブラシ3の半径の二乗に、円周率πを掛け合わせたもの)と、第1の領域15a、第2の領域15b、第3の領域15cのそれぞれについて、溝13の底部31から研磨面27(頂面27a、27b、27c)までの高さHとを掛け合わせ足し合わせたものである。そして、発明者等の知見によれば、溝13の容積を研磨領域全体の体積に対して55〜95%とすることにより、十分な量のスラリーを貯蔵することができる。溝13の幅は、底部に向かうに従って狭くなるが、研磨ブラシ3の研磨面27の高さにおける溝13の開口面積は、研磨ブラシ3を上面視したときの投影面積に対して65.00〜99.99%であることが好ましい。
The total volume of the
また、研磨層15の各領域において、突起部25の形状は同じであるため、突起部25の高さHと、突起部基部の水平断面形状における外接円の半径Rとの比H/Rは、各領域において等しい。この、突起部25の高さHと、突起部基部の水平断面形状における外接円の半径Rとの比H/Rは、0.5〜3.0の範囲が望ましい。前述の範囲であれば、各領域において被研磨物33への追従性に優れ、平滑性に優れる。
Further, since the shape of the protrusion 25 is the same in each region of the
なお、上述した溝13の形状は、突起部25の形状と相補的なものであり、例えば突起部25を、裁頭三角錐とし、三角格子を描くように配置した場合、突起部25の間に形成される溝13は、研磨層15の表面において三角格子を描く。また、突起部25を裁頭六角錐とし、六角格子を描くように配置した場合、溝は、研磨層の表面において六角格子を描く。そして、突起部25の形状、又は溝13によって描かれる形状は、要求される研磨レート、研磨面27の面積、溝13の容積に応じて適宜変更可能である。
Note that the shape of the
突起部25a、25b、及び図示しない25cは、それぞれ研磨面27を構成する平らな頂面27a、27b、及び図示しない27cと、各頂面から傾斜して溝13の底部31に向けて延びる複数の傾斜面29a、29b、及び図示しない29cを有している。各突起部25の高さHは、例えば、1〜5mm又は研磨層15の厚みに対して30〜90%とされ、突起部25同士の間隔Wは、2〜5mmとされ、研磨面27を構成する頂面は、一辺0.1〜5mmの正方形をなしている。研磨ブラシ3の研磨面の面積は、全ての突起部25の頂面の合計面積であり、研磨面27の面積は、研磨ブラシ3を上面視したときの投影面積に対して0.01〜35.00%であることが好ましい。各突起部25の高さH、間隔W、及び面積を上記範囲とすることにより、突起部25の耐摩耗性、及び研磨時の被研磨物の形状への追従性を向上させることができる。
The
溝13の面積及び研磨面27の面積を上記範囲とすることにより、十分な量のスラリーを溝13から研磨面27に供給することと、十分な量の研磨面27を確保することとの両立を図ることができる。
By setting the area of the
また、溝13a、13b、13cの深さ又は突起部25a、25b、25cの高さHa、Hb、Hcを、上記範囲とし、突起部25a、25b、25cの頂面27a、27b、27cをそれぞれ、一辺0.1〜5mmの正方形とすることにより、研磨時における突起部25の変形性を確保しつつ、突起部25が破損し、突起部25が研磨ブラシ3から脱落するのを抑制することができる。
Further, the depths of the
図5は、研磨ブラシ3の研磨層15の第1の領域15a付近の、研磨時の状態を示す要部断面図である。図5において、研磨時には、被研磨物33は、頂面(すなわち研磨面)27a上に押し付けられながら水平方向に移動する。図5の範囲外では被研磨物33は第2の領域15bでは頂面27b上に、第3の領域15cでは頂面27c上に押し付けられながら水平方向に移動する。そして複数の突起部25のうち、被研磨物33と接触しているものは、被研磨物33によって圧縮されており、被研磨物33と接触していないものは、押し潰されておらず、もとの高さHa(第2の領域15bにおいてはHb、第3の領域15cにおいてはHc)を保っている。そして、図5に示すように、被研磨物33は、研磨ブラシ3上を水平方向に移動する際に、圧縮されている突起部25aの頂面27a、及び高さHaを保っている突起部25aの傾斜面29aに接触する。このような動作は第2の領域15b、第3の領域15cにおいても同様である。これにより、被研磨物33を好適に研磨することができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part showing a state in the vicinity of the
このように、研磨時に研磨層15の第1の領域15a、第2の領域15b、第3の領域15cにおいて同様の接触状態が生じるが、第2の領域15bを形成する第2の材質の硬度は第1の領域15aを形成する第1の材質の硬度及び第3の領域15cを形成する第3の材質の硬度よりも低いため、第2の領域15bの突起部25bは第1の領域15aの突起部25a及び第3の領域15cの突起部25cよりも、被研磨物33に対する追従性が高い。図6を参照して後述するように、被研磨物33の凸部を第2の領域15bに押し付け、被研磨物33の他の領域(一様な面)を第1の領域15a又は第3の領域15cに押し付けて研磨を行うことで、被研磨物33の一様な面(平面部)を研磨するとともに、被研磨物33の凸部にもよく追従するので、表面に凸部を有する被研磨物も適切に研磨することができる。
Thus, the same contact state occurs in the
また、このとき、研磨ブラシ3に供給されたスラリーは、複数の溝13内を通って研磨ブラシ3の隅々まで行きわたり、大凡全ての突起部25の研磨面27に十分な量のスラリーを供給することができる。
At this time, the slurry supplied to the polishing
以上のように、本実施形態にかかる研磨ブラシ3によれば、所定の研磨レートを得るのに十分な量の研磨面の面積を確保することができ、かつ十分な量のスラリーを研磨ブラシ3内に保持することができる。
As described above, according to the polishing
具体的な研磨方法について、図6を参照して以下の通り説明する。図6は本発明の実施形態による研磨ブラシを使用した研磨方法の概略を示す上面図である。上述したように、研磨ブラシ3は円板形状を有し、研磨定盤5(図示せず)の上面に固定されている。研磨ブラシ3の研磨層15は、研磨ブラシ3の中心付近に位置する第1の領域15aと、第1の領域を取り囲む環状の第2の領域15b、第2の領域を取り囲む環状の第3の領域15cを備えている。
A specific polishing method will be described as follows with reference to FIG. FIG. 6 is a top view schematically showing a polishing method using the polishing brush according to the embodiment of the present invention. As described above, the polishing
一方、研磨ヘッド9(図6には上面から見た輪郭線のみを示す)は、被研磨物33を保持している。本実施形態では、被研磨物33として、例えば凸部を有する筐体を研磨する。この被研磨物33は、例えば図6で示すように中央部に凸部35を有している。この凸部35は、具体的には、携帯型電子装置において、筐体に設けられた凸部を有する各部分の周囲の盛り上がり等を含む。
On the other hand, the polishing head 9 (only the contour line seen from the upper surface is shown in FIG. 6) holds the object to be polished 33. In the present embodiment, as the object to be polished 33, for example, a housing having a convex portion is polished. The object to be polished 33 has a
図6に示すように、1つの研磨ヘッド9は1つの被研磨物33を保持している。本実施形態では、被研磨物33の凸部35が研磨ヘッドの中心部に位置するように、被研磨物33が配置される。
As shown in FIG. 6, one polishing
被研磨物33を研磨ブラシ3で研磨する際、まず研磨ヘッド9を研磨ブラシ3に対して位置決めする。この位置決めは、研磨ヘッド9に保持された被研磨物33の被研磨部分が研磨ブラシ3の範囲に入り、少なくとも被研磨物33の凸部35が研磨ブラシの第2の領域15bに対応する位置に配置されることにより行われる。
When the
研磨ブラシ3が固定された研磨定盤5が自転することで、研磨ヘッド9に保持された被研磨物33と研磨ブラシ3との間で相対運動が生じる。そして、研磨ヘッド9を回転させながら被研磨物33を研磨層15に押し付け、図示しないスラリー供給手段によって研磨層15上にスラリーが供給されることで、被研磨物33が研磨される。このとき、上述した位置決めにより、少なくとも被研磨物33の凸部35は研磨層15の第2の領域15bに押し付けられ、この凸部35は第2の領域15bによって研磨される。被研磨物33のその他の平面部は、研磨層15の第1の領域15a又は第3の領域15cによって研磨される。上述したように、第2の領域15bの突起部25bは、その材質の違いにより、他の領域の突起部よりも被研磨物33に対する追従性が良く、凸部35にもよく追従するため、平面部と平面部に設けられた凸部35を有する被研磨物33であっても、凸部35の周辺に研磨斑が発生することを防ぎながら、適切にかつ効率的に研磨を行うことができる。
When the polishing
なお図6には1つの研磨ヘッド9を使用した状態が示されているが、空いている空間に他の研磨ヘッド9を配置して、一度に複数の研磨ヘッド9を使用して研磨を行うことも可能である。また、一つの研磨ヘッド9に複数の被研磨物を中央部に凸部が集まるように配置してもよい。
Although FIG. 6 shows a state where one
次に、図7を参照して、本発明の実施形態による研磨ブラシの製造方法の一実施形態について説明する。まず、本製造方法において、第1の材質により形成される円板状の第1の部材(第1の領域15aに対応する)と、第2の材質により形成される環状の第2の部材であって、環の内径寸法が上述した第1の部材の外径寸法に対応する第2の部材(第2の領域15bに対応する)と、第3の材質により形成される環状の第3の部材であって、環の内径寸法が上述した第2の部材の外径寸法に対応する第3の部材(第3の領域15cに対応する)を準備する。
Next, with reference to FIG. 7, an embodiment of a method for manufacturing a polishing brush according to an embodiment of the present invention will be described. First, in this manufacturing method, a disc-shaped first member (corresponding to the
これらの部材を組み合わせて、第3の部材の内側に第2の部材を嵌合させ、第2の部材の内側に第1の部材を嵌合させる。組み合わせられたこれらの部材は同心円状に配置されており、一体となるように仮止めして、平坦な研磨層15を形成することができる。
By combining these members, the second member is fitted inside the third member, and the first member is fitted inside the second member. These combined members are arranged concentrically, and can be temporarily fixed so as to form a
図7は本発明の実施形態による研磨ブラシの製造方法の概略を示す要部断面図であり、特に研磨層15の第1の領域15aと第2の領域15bの境界付近を示す断面図である。上述した第1の部材と第2の部材、第3の部材(図7には示されていない)の組み合わせにより形成された平坦な研磨層15を、図7に示すように、支持台51上に配置し、研磨層15に対して、矢印で示す方向、すなわち鉛直方向下向きに回転刃55を押し付ける。回転刃55を研磨層15に押し付ける際の回転刃55の移動距離は、支持台51に対する距離に基づいて制御され、本実施形態においては研磨層15のいずれの領域においても等しくなっている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part showing an outline of a method for manufacturing a polishing brush according to an embodiment of the present invention, and in particular, a cross-sectional view showing the vicinity of the boundary between the
図7には、上述した回転刃55の押し付けにより、回転刃55が支持台51に最も近付いた時点の状態を示している。各領域において、回転刃55は研磨層15に押し付けられ、回転刃55の端部が支持台51に最も近付いた点の研磨層15の上面からの深さは、研磨層15の各領域に形成される突起部25の高さHに対応する。そして、回転刃55が所定深さで移動すると、その軌跡には深さHを有する溝13が形成され、この溝13によって各突起部25が隔離され、定められる。
FIG. 7 shows a state when the
第1の領域15a、第2の領域15b、第3の領域15c、それぞれに対応する領域において、回転刃55を押し付けながら所定深さのまま移動させる一連の切削動作は共通であり、この切削動作が1回終わると、次に回転刃55を上方に引き上げながら支持台51と水平方向に相対移動させ、次の溝13を形成する位置に位置決めして、同様の切削動作を行う。この動作を繰り返すことにより、研磨層15の表面に複数の溝13が形成される。水平方向の相対移動により、研磨層15の表面全体にわたって平行な複数の溝13が形成されると、次に研磨層15を回転刃55に対して相対的に90度回転させ、既に形成された複数の溝13に対して直交するような溝13を形成するように動作する。90度回転した後の回転刃55の切削動作は、上述した回転刃55の切削動作と共通である。これにより、研磨層15の表面全体にわたって格子状の溝13が形成され、すなわち、研磨層15の表面全体にわたって突起部25が形成される。
A series of cutting operations for moving the
回転刃55を用いた溝13の形成が終わった後、支持台51から研磨層15を取り外し、研磨層15を上述した研磨ブラシ3のクッション層17の上に接着層19を介して貼り合わせることで、図3に示したような研磨ブラシ3の研磨層15が得られる。
After the formation of the
本実施形態によると、先に第1の部材、第2の部材、第3の部材を同心円状に組み合わせてから、溝の形成を行うことを例示しているが、これに限定されない。第1の部材、第2の部材、第3の部材それぞれに溝の形成を行ってから組み合わせるようにしてもよい。このとき、第2の部材を切削する回転刃として第1の部材及び第3の部材を切削する回転刃よりも厚みの厚い回転刃を用いて切削したり、また同じ先端形状の回転刃であっても、第2の部材のみ切削の間隔を狭くして切削してもよい。これにより第2の領域15bの突起部25bを、第1の領域15aの突起部25aおよび第3の領域15cの突起部25cより細長くすることが可能となり、更に被研磨物33に対する追従性を高めることも可能となる。
According to the present embodiment, the first member, the second member, and the third member are first combined concentrically and then the groove is formed. However, the present invention is not limited to this. You may make it combine, after forming a groove | channel in each of a 1st member, a 2nd member, and a 3rd member. At this time, the rotary blade that cuts the second member is cut using a rotary blade that is thicker than the rotary blade that cuts the first member and the third member, or a rotary blade having the same tip shape. Alternatively, only the second member may be cut with a narrow cutting interval. As a result, the
また、変形例として、上述した実施形態とは逆に、研磨ブラシの第1の材質の硬度を第2の領域の材質の硬度よりも低くすることも可能である。研磨ブラシの第1の材質の硬度と研磨ブラシの第2の材質の硬度とで硬度を変えることにより、被研磨物に対する追従性が異なるようになり、この変形例においては研磨ブラシの硬度の低い第1の領域によって被研磨物の凸部を研磨することができ、表面に凸部を有する被研磨物も適切に研磨することができる。被研磨物の形状や凸部の位置により、適宜このような変形例の研磨ブラシを使用することが好ましい。 As a modification, contrary to the above-described embodiment, the hardness of the first material of the polishing brush can be made lower than the hardness of the material of the second region. By changing the hardness between the hardness of the first material of the polishing brush and the hardness of the second material of the polishing brush, the followability to the object to be polished becomes different. In this modification, the hardness of the polishing brush is low. The convex portion of the object to be polished can be polished by the first region, and the object to be polished having the convex portion on the surface can be appropriately polished. It is preferable to use a polishing brush of such a modification as appropriate depending on the shape of the object to be polished and the position of the convex portion.
3 研磨ブラシ
9 研磨ヘッド
13 溝
15 研磨層
15a 第1の領域
15b 第2の領域
15c 第3の領域
25 突起部
25a 第1の領域の突起部
25b 第2の領域の突起部
25c 第3の領域の突起部
27 研磨面
29 傾斜面
31 溝の底部
33 被研磨物
35 凸部
51 支持台
55 回転刃
3 polishing
Claims (9)
前記溝の容積は、研磨領域全体の体積に対して55〜95%であり、
さらに、前記研磨ブラシの研磨層は、前記研磨ブラシの中心付近に位置する第1の領域と前記第1の領域を取り囲む第2の領域を含み、
前記第1の領域は第1の材質で形成され、
前記第2の領域は第2の材質で形成され、
前記第2の材質の硬度と前記第1の材質の硬度とが異なることを特徴とする、研磨ブラシ。 A polishing brush having a plurality of protrusions for polishing the surface of an object to be polished, separated by a plurality of grooves on the surface of the polishing layer,
The volume of the groove is 55 to 95% with respect to the volume of the entire polishing region,
Furthermore, the polishing layer of the polishing brush includes a first region located near the center of the polishing brush and a second region surrounding the first region,
The first region is formed of a first material;
The second region is formed of a second material;
A polishing brush, wherein the hardness of the second material is different from the hardness of the first material.
前記研磨ブラシと前記被研磨物とが相対運動して研磨を実施する間、前記被研磨物の前記凸部は前記研磨ブラシの前記第2の領域に押し付けられ、前記被研磨物の前記凸部は前記研磨ブラシの前記第2の領域によって研磨される、請求項1乃至8の何れか1項に記載の研磨ブラシを用いた研磨方法。 Among the objects to be polished having a flat part and a convex part provided on the flat part, at least the convex part is arranged at a position corresponding to the second region of the polishing brush,
While the polishing brush and the object to be polished move relative to each other, the protrusion of the object to be polished is pressed against the second region of the polishing brush, and the protrusion of the object to be polished is performed. A polishing method using the polishing brush according to any one of claims 1 to 8, wherein polishing is performed by the second region of the polishing brush.
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