JP2023018419A - Manufacturing method of polishing tool, and polishing tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属またはセラミックスの面の研磨に使用される研磨工具の製造方法及び研磨工具に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing an abrasive tool used for polishing metal or ceramic surfaces, and the abrasive tool.
金属やセラミックスの表面を加工すると、微小な凹凸やバリとよばれる微小な突起が表面に生じることがある。そのような凹凸やバリを表面から除去するために使用される研磨砥石として、アルカンサス砥石が知られている。アルカンサス砥石は、例えば、半導体ウェーハ等の被加工物を加工する加工装置において、被加工物を保持するチャックテーブルの保持面のバリや付着した屑を擦って除去したり、チャックテーブルを支持するテーブルベースを作業者の手で研磨する洗浄に使用される(特許文献1参照)。 When the surface of metals and ceramics is processed, minute irregularities and minute protrusions called burrs may occur on the surface. An Arkansas whetstone is known as a whetstone used to remove such irregularities and burrs from the surface. Arkansas grindstones are used, for example, in processing equipment for processing workpieces such as semiconductor wafers, to scrape and remove burrs and adhering dust on the holding surface of a chuck table that holds the workpiece, and to support the chuck table. It is used for washing the table base manually by an operator (see Patent Document 1).
アルカンサス砥石は、アメリカ合衆国のアーカンソー州で産出される天然のオイルストーンである。アルカンサス砥石は、天然の産出物であるため、高価で貴重であり、また、性質が不均一となりやすく個体差も大きい。そこで、アルカンサス砥石の代用品として使用できる研磨砥石や、アルカンサス砥石よりもばらつきの少ない高品質な研磨砥石が求められている。 Arkansas whetstones are natural oilstones from Arkansas, USA. Arkansas whetstones are natural products, so they are expensive and valuable. Therefore, there is a demand for a polishing whetstone that can be used as a substitute for the Arkansas whetstone and a high-quality polishing whetstone with less variation than the Arkansas whetstone.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属やセラミックスの表面の研磨に使用できる新たな研磨工具の製造方法及び研磨工具を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a new method for manufacturing a polishing tool and a polishing tool that can be used for polishing the surface of metals and ceramics.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の研磨工具の製造方法は、把持部を有する研磨工具の製造方法であって、把持部の形状が設定された型枠にガラス粒を供給し、所望の形状に成形する成形ステップと、該成形ステップ後、該ガラス粒の軟化点を超え融点未満の温度で該ガラス粒を加熱し、該ガラス粒間の隙間に気泡が分散して残存した状態で加熱を終了し、研磨工具となるガラスブロックを形成する焼成ステップと、を備えたものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a method for manufacturing a polishing tool having a gripping portion, wherein glass grains are placed in a mold in which the shape of the gripping portion is set. and a molding step of molding into a desired shape, and after the molding step, the glass grains are heated at a temperature exceeding the softening point of the glass grains and less than the melting point, so that bubbles are dispersed in the gaps between the glass grains. and a baking step of finishing the heating in the state where the glass remains and forming a glass block to be a polishing tool.
該焼成ステップ実施後の該ガラスブロックは、気孔率が2%以上8%以下であってもよい。 The glass block after performing the firing step may have a porosity of 2% or more and 8% or less.
該焼成ステップ実施後、研磨対象物に接触して研磨する作用面を研磨し、表面粗さ(Ra)が0.2μm以上、1.5μm以下にする研磨ステップを備えてもよい。 After performing the baking step, a polishing step may be provided in which the working surface to be polished in contact with the object to be polished is polished to have a surface roughness (Ra) of 0.2 μm or more and 1.5 μm or less.
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の研磨工具は、金属又はセラミックスの面を研磨するための研磨工具であって、表面粗さ(Ra)が0.2μm以上1.5μm以下で、気孔率が2%以上8%以下であり、把持部が形成されたガラスブロックで構成されているものである。 Further, in order to solve the above-described problems and achieve the object, the polishing tool of the present invention is a polishing tool for polishing the surface of metal or ceramics, and has a surface roughness (Ra) of 0.2 μm or more. It is made of a glass block having a thickness of 1.5 μm or less, a porosity of 2% or more and 8% or less, and having a grip portion formed thereon.
該研磨工具は、砥粒を含まなくてもよい。 The abrasive tool may be free of abrasive grains.
本発明は、金属やセラミックスの表面の研磨に使用できる。 The present invention can be used for polishing metal and ceramic surfaces.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 A form (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions, or changes in configuration can be made without departing from the gist of the present invention.
〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る研磨工具の製造方法及び研磨工具1を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態に係る研磨工具の一例である研磨工具1を示す斜視図である。図2は、実施形態に係る研磨工具の製造方法の処理の手順の一例を示すフローチャートである。図3は、図2の成形ステップ1001を説明する断面図である。図4は、図2の成形ステップ1001で使用する型枠の一例である型枠10を示す断面図である。図5は、図2の焼成ステップ1002を説明する断面図である。図6は、図2の研磨ステップ1003を説明する斜視図である。図7は、図2の研磨ステップ1003を説明する断面図である。
[Embodiment]
A method for manufacturing a polishing tool and a polishing tool 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a polishing tool 1 that is an example of a polishing tool according to an embodiment. FIG. 2 is a flow chart showing an example of the procedure of the method for manufacturing a polishing tool according to the embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view explaining the
実施形態に係る研磨工具1は、図2に示す実施形態に係る研磨工具の製造方法により製造され、図1に示すように、工具本体2と、作用面3と、把持部4とを有する。実施形態に係る研磨工具1の研磨対象物は、本実施形態では、例えば、金属やセラミックスの表面であり、具体的には、半導体ウェーハ等の被加工物を加工する加工装置において被加工物を保持するチャックテーブルの保持面や、チャックテーブルを支持するテーブルベースの表面である。 A polishing tool 1 according to the embodiment is manufactured by the method for manufacturing a polishing tool according to the embodiment shown in FIG. The object to be polished by the polishing tool 1 according to the embodiment is, in this embodiment, for example, the surface of metal or ceramics. They are the holding surface of the chuck table to be held and the surface of the table base that supports the chuck table.
工具本体2は、本実施形態では、図1に示すように、概ね矩形状に形成されたガラスブロックである。工具本体2は、内部に気孔を有し、本実施形態では、工具本体2の全体積中の気孔が占める体積の割合である気孔率が2%以上8%以下である。このため、工具本体2は、内部で気孔が適度な大きさで適度に分散される。工具本体2は、気孔率が2%以上であるため、研磨工具1の研磨対象物を研磨する際に使用される潤滑液を適度に保持することができる。工具本体2は、気孔率が8%以下であるため、気孔同士が工具本体2内で適度に分離され、潤滑液が工具本体2の内部に浸透し過ぎずに、必要な量の潤滑液が表面(作用面3)に残って作用しやすい状態にすることができる。
In this embodiment, the
なお、気孔率が2%未満である場合、潤滑液を適度に保持しにくくなるおそれがある。また、気孔率が8%を超える場合、気孔同士が内部で連結されてしまうので、潤滑液が内部に浸透しやすくなり、必要な量の潤滑液が表面に残りにくく作用しにくい状態になるおそれがある。気孔率が8%を超える場合、さらに、作用面に露出する気孔が研磨工具の研磨対象物のバリなどに当たりやすくなることにより、研磨工具の加工品質が低下しやすくなるおそれがある。 If the porosity is less than 2%, it may become difficult to retain the lubricating liquid appropriately. In addition, if the porosity exceeds 8%, the pores will be connected inside, so the lubricating liquid will easily penetrate inside, and the necessary amount of lubricating liquid will not easily remain on the surface. There is If the porosity exceeds 8%, the pores exposed on the working surface are more likely to hit burrs on the object to be polished of the polishing tool, and the processing quality of the polishing tool may be likely to deteriorate.
作用面3は、研磨工具1の研磨対象物に接触して研磨する面であり、工具本体2の互いに表裏の関係になる一対の面(図1では上面及び底面)に、それぞれ互いに平行に形成される。作用面3は、本実施形態では、表面粗さ(Ra)が0.2μm以上、1.5μm以下に形成される。ここで、表面粗さ(Ra)は、日本産業規格の表面粗さ(JIS B 0601:1994, JIS B 0031:1994)に基づいて定義された輪郭曲線要素の算術平均高さ(Ra)であり、基準長さにおける高さの平均線から粗さ曲線までの偏差の絶対値の平均値である。また、作用面3は、研磨工具1が砥粒を含まないため、平坦性が極めて高くなり、金属やセラミックスなどの研磨対象物を研磨してもスクラッチ等の損傷が被研磨面に生じるおそれがない。
The working
把持部4は、研磨工具1で研磨対象物を研磨する作業者(人間)が把持する部分であり、工具本体2の作用面3以外の互いに表裏の関係になる一対の面(図1では左手前側及び右奥側の側面)に、それぞれ作業者の手の指腹側(素手もしくは手袋などの保護具を介して)で把持しやすい形状に形成される。把持部4は、具体的には、凹凸を有し、好ましくは曲面を有する。把持部4の凹凸は、例えば、作業者の手の指腹側との間に摩擦力をもたらす形状、もしくは、作業者の手の指腹側にひっかかる形状に形成され、作業者が手の指腹側で把持部4を把持することにより研磨工具1をよりしっかりと把持することを可能にする。把持部4の曲面は、例えば、図1に示すように、作用面3に直交する方向に延びて、作業者の手の指腹側において指の延びる方向に交差する方向の凸曲面に対応した凹曲面に形成され、作業者が手の指腹側で把持部4を把持することにより、作業者の手の指腹側のこの凸曲面とこの凹曲面とが概ね嵌め合わされるように接触して、研磨工具1をさらにしっかりと把持して、作用面3で研磨対象物を適切な圧力で安定して研磨することを可能にする。
The
次に、本明細書は、実施形態に係る研磨工具の製造方法の動作を、図面を用いて説明する。実施形態に係る研磨工具の製造方法は、図1に示す実施形態に係る研磨工具1を製造する方法であり、図2に示すように、成形ステップ1001と、焼成ステップ1002と、研磨ステップ1003と、を備える。 Next, this specification demonstrates operation|movement of the manufacturing method of the abrasive tool which concerns on embodiment using drawing. The method for manufacturing a polishing tool according to the embodiment is a method for manufacturing the polishing tool 1 according to the embodiment shown in FIG. 1. As shown in FIG. , provided.
成形ステップ1001は、図3に示すように、把持部4の形状が設定された型枠10にガラス粒100を供給し、所望の形状に成形するステップである。ここで、成形ステップ1001で使用する型枠10は、後述する焼成ステップ1002で形成される高温環境下で十分な熱耐性を有し、なおかつ、この環境下でガラス粒100と化学的に反応せず、ガラス粒100と接続しない材料で形成されている。また、成形ステップ1001で使用する型枠10は、図4に示すように、作用面3及び把持部4を有する研磨工具1の外面形状に対応した凹状の型面11が形成されている。すなわち、型枠10の型面11は、把持部4に対応した把持部対応曲面14を有する。
The forming
成形ステップ1001では、具体的には、ガラス粒100を所定の容器20から型枠10に供給して、例えばガラス粒100を供給した型枠10に振動を与えるなどして、型枠10に供給したガラス粒100の上面を平坦にならすとともにガラス粒100間に余分な空間を除去してガラス粒100を均質化することにより、ガラス粒100の外面側が、凹状の型面11の形状に応じて、作用面3及び把持部4を有する研磨工具1の外面形状に成形される。
Specifically, in the forming
成形ステップ1001で供給されるガラス粒100は、材質が、例えば、ソーダガラス、長石、またはホウケイ酸ガラス等である。ガラス粒100は、全体の90体積%以上が、球形またはそれに近い形状であり、すなわち真球度が所定の閾値以下である。ガラス粒100は、球またはそれに近い形状でないものが一部あってもよい。また、ガラス粒100は、全体の90体積%以上が、粒径が50μm以上150μm以下である。ガラス粒100は、粒径が50μm以上150μm以下の範囲から外れたものが一部あってもよい。なお、ガラス粒100の粒径の表し方には、幾何学的径、相当径等の既知の手法がある。幾何学的径には、フェレー(Feret)径、定方向最大径(即ち、Krummbein径)、Martin径、ふるい径等があり、相当径には、投影面積円相当径(即ち、Heywood径)、等表面積球相当径、等体積球相当径、ストークス径、光散乱径等がある。
The
なお、ガラス粒が、球形またはそれに近い形状でないものが一定体積(10体積%)以上含まれている場合、この球形から大きく外れたガラス粒によってガラス粒の間にいびつな形状の隙間に気泡が形成されてしまうことに伴い、後の加熱及び焼成により、工具本体の内部に適度な大きさで適度に分散された気孔が形成されにくくなるおそれがある。また、ガラス粒が、粒径が150μmより大きいものが一定体積(10体積%)以上含まれている場合、この大きなガラス粒によってガラス粒の間の大きな隙間に気泡が形成されてしまうことに伴い、後の加熱及び焼成により、工具本体の内部で隣接する気孔同士が互いに接続してしまい、工具本体の内部に適度な大きさで適度に分散された気孔が形成されにくくなるおそれがある。このように、後の加熱及び焼成により、工具本体の内部に適度な大きさで適度に分散された気孔が形成されない場合、最終的に製造される研磨工具が、研磨対象物を研磨する際に使用される潤滑液を適度に保持しにくくなったり、逆に潤滑液が工具本体の内部に浸透し過ぎて必要な量の潤滑液が表面に残らなくなってしまったりするおそれがある。また、ガラス粒が、粒径が50μm未満のものが一定体積(10体積%)以上含まれている場合、成形ステップ等でのガラス粒の取扱いが困難となり、ガラス粒が型枠内に適切に収まりにくくなるおそれがある。 When the glass grains that are not spherical or nearly spherical are included in a certain volume (10% by volume) or more, the glass grains that deviate greatly from the spherical shape cause air bubbles to form in the distorted gaps between the glass grains. As a result of the formation of such pores, it may become difficult to form pores of appropriate size and appropriate distribution inside the tool body by subsequent heating and firing. In addition, when glass grains having a particle size of more than 150 μm are contained in a certain volume (10% by volume) or more, the large glass grains form air bubbles in large gaps between the glass grains. Due to subsequent heating and baking, adjacent pores inside the tool body may connect with each other, making it difficult to form pores of appropriate size and moderate distribution inside the tool body. In this way, if the post-heating and firing does not form pores of a suitable size and a suitable distribution inside the tool body, the finally produced abrasive tool will not be able to produce sufficient results when polishing the object to be polished. It may become difficult to retain the lubricating liquid to be used appropriately, or conversely, the lubricating liquid may permeate too much into the tool body and the necessary amount of lubricating liquid may not remain on the surface. In addition, if the glass grains with a particle size of less than 50 μm are included in a certain volume (10% by volume) or more, it becomes difficult to handle the glass grains in the molding step, etc., and the glass grains are not properly placed in the mold. It may become difficult to fit.
焼成ステップ1002は、図5に示すように、成形ステップ1001後、ガラス粒100の軟化点を超え融点未満の温度でガラス粒100を加熱し、ガラス粒100間の隙間に気泡が分散して残存した状態で加熱を終了し、研磨工具1となるガラスブロックを形成するステップである。焼成ステップ1002では、まず、型枠10の成形ステップ1001でガラス粒100を供給した上方を蓋体12で閉じた後、ガラス粒100を型枠10及び蓋体12ごと、加熱炉30内に入れる。ここで、蓋体12は、前述の型枠10と同様の性質を有する材料、例えば型枠10と同じ材料で形成されている。
In the
焼成ステップ1002では、ガラス粒100を型枠10及び蓋体12ごと加熱炉30内に入れた後に、加熱炉30により、ガラス粒100の軟化点を超え融点未満の温度で、ガラス粒100を型枠10及び蓋体12ごと所定時間加熱することにより焼成する。ここで、ガラス粒100の軟化点は、温度を上昇させていったときにガラス粒100が変形し始める際の温度である。ガラス粒100の軟化点は、ガラス粒100の材質や構造等の性質により異なり、融点よりも低い温度である。焼成ステップ1002では、この加熱及び焼成により、ガラス粒100が軟化して隣接するガラス粒100と接触することにより、隣接するガラス粒100間が部分的に接続されて全体として一体化されて、型枠10の凹状の型面11の形状に応じた形状の、作用面3及び把持部4が形成された工具本体2のガラスブロックが形成される。
In the
焼成ステップ1002では、また、この加熱及び焼成により、ガラス粒100の間の空間が互いに接続するガラス粒100によって適度に分離されて、工具本体2の内部に適度な大きさで適度に分散された気孔が形成され、この結果、工具本体2のガラスブロックの気孔率が2%以上8%以下となる。焼成ステップ1002では、また、成形ステップ1001で型枠10に意図的に砥粒を供給や添加しておらず、成形ステップ1001で供給したガラス粒100のみを加熱及び焼成するので、これにより形成される工具本体2のガラスブロックは、砥粒を含まないものとなる。
In the
焼成ステップ1002では、具体的には、ガラス粒100の材質がソーダガラスである場合、720℃より高く1000℃未満の温度でガラス粒100を加熱する。また、ガラス粒100が長石である場合、900℃より高く1350℃未満の温度でガラス粒100を加熱する。さらに、ガラス粒100がホウケイ酸ガラスである場合、820℃より高く1250℃未満の温度でガラス粒100を加熱する。
Specifically, in the
なお、ガラス粒を軟化点以下の温度で加熱した場合、ガラス粒が十分に変形されず、ガラス粒を接続して一体化させにくいため、工具本体のガラスブロックが形成されにくくなるおそれがある。ガラス粒を融点以上の温度で加熱した場合、ガラス粒の間の空間が溶融したガラス粒によって埋められてしまうため、適度な大きさで適度に分散された気孔が形成されにくくなるおそれがある。 When the glass particles are heated at a temperature below the softening point, the glass particles are not sufficiently deformed, and it is difficult to connect and integrate the glass particles, which may make it difficult to form the glass block of the tool body. When the glass particles are heated at a temperature equal to or higher than the melting point, the spaces between the glass particles are filled with the melted glass particles, which may make it difficult to form appropriately dispersed pores of appropriate sizes.
焼成ステップ1002で加熱炉30によりガラス粒100を加熱する所定時間は、本実施形態では、例えば1時間以上2時間以内である。なお、ガラス粒を加熱する時間が短過ぎる場合、ガラス粒が十分に変形されず、ガラス粒を接続して一体化させにくいため、工具本体のガラスブロックが形成されにくくなるおそれがある。また、ガラス粒を加熱する時間が長過ぎる場合、ガラス粒が変形され過ぎてしまい、ガラス粒の間の空間が変形され過ぎたガラス粒によって埋められてしまうため、適度な大きさで適度に分散された気孔が形成されにくくなるおそれがある。
The predetermined time for heating the
焼成ステップ1002では、ガラス粒100の粒径と、加熱する温度と、加熱する時間に基づいて、工具本体2のガラスブロックの気孔率が決定する。このため、焼成ステップ1002では、成形ステップ1001で供給するガラス粒100の粒径と、焼成ステップ1002での加熱温度と、焼成ステップ1002での加熱時間とを厳格に管理することで、従来の天然のアルカンサス砥石に対して、工具本体2のガラスブロックの気孔率のばらつきを低減することができる。
In the
焼成ステップ1002で、ガラス粒100を加熱及び焼成した後、ガラス粒100を型枠10及び蓋体12とともに加熱炉30から取り出し、蓋体12を開けて型枠10から、ガラス粒100が焼成されることにより形成された、工具本体2のガラスブロックを取り出す。本実施形態では、型枠10が組み立て及び分解が可能に構成されており、型枠10を分解することにより、焼成ステップ1002で形成した工具本体2のガラスブロックを取り出すが、本発明ではこれに限定されず、型枠10を破壊して焼成ステップ1002で形成した工具本体2のガラスブロックを取り出してもよい。
In the
ここで取り出された工具本体2のガラスブロックは、型枠10の凹状の型面11の形状に応じた形状を有しており、すなわち作用面3及び把持部4が形成されており、内部の気孔率が2%以上8%以下であり、砥粒を含まないものとなる。ここで、取り出された工具本体2のガラスブロックは、一方の作用面3が型枠10の凹状の型面11の底面に応じて形成され、他方の作用面3が成形ステップ1001で平坦にならされたガラス粒100の上面に基づいて形成されており、後述する研磨ステップ1003を実施して一対の作用面3を適切に研磨して平坦かつ互いに平行にすることで、研磨工具1として使用可能なものとなる。
The glass block of the
研磨ステップ1003は、図6及び図7に示すように、焼成ステップ1002実施後、研磨対象物に接触して研磨する作用面3を研磨し、表面粗さ(Ra)が0.2μm以上、1.5μm以下にすることで、実施形態に係る研磨工具1を得るステップである。研磨ステップ1003では、具体的には、まず、工具本体2のガラスブロックと厚みが同じもしくは少し薄いキャリア41で焼成ステップ1002実施後に取り出した工具本体2のガラスブロックの把持部4を含む側面を保持することにより、工具本体2のガラスブロックを一対の作用面3を共に露出した状態で保持する。研磨ステップ1003では、このように工具本体2のガラスブロックが把持部4を有するので、キャリア41で工具本体2のガラスブロックを安定して保持しやすい。
In the
研磨ステップ1003では、また、工具本体2のガラスブロックの作用面3を十分に覆う大きな面を有する円板状のラップ定盤42の一方の面に砥石43を敷いて固定したラップ研磨盤44を2枚1組準備し、1組のラップ研磨盤44を、砥石43を固定した側を対面及び接触させて、軸心回りに互いに逆方向に回転させることにより、砥石43同士を共に研磨して、砥石43による研磨面を互いに平行にする、いわゆるラップ研磨盤44の研磨面の平行出しを実施する。
In the
研磨ステップ1003では、そして、図6及び図7に示すように、研磨面の平行出しを実施した2枚のラップ研磨盤44の間に、工具本体2のガラスブロックを保持したキャリア41を配置して、2枚のラップ研磨盤44を軸心回りに互いに逆方向に回転させることにより、キャリア41に保持された工具本体2のガラスブロックの一対の作用面3を、それぞれ2枚のラップ研磨盤44の研磨面の砥石43で研磨することで、工具本体2のガラスブロックの一対の作用面3を平坦かつ互いに平行にし、工具本体2のガラスブロックのうねりを除去することができる。研磨ステップ1003では、このようにして、成形ステップ1001及び焼成ステップ1002を実施して形成した工具本体2のガラスブロックの一対の作用面3を研磨することにより、図1に示すような実施形態に係る研磨工具1を得る。
In the
研磨ステップ1003では、図6に示す例では、1組のラップ研磨盤44の間に、3個の工具本体2のガラスブロックを保持したキャリア41を4個配置して、一度に工具本体2のガラスブロックを12個研磨しているが、本発明ではこれに限定されず、1枚ずつ研磨してもよいし、より多くを一度に研磨してもよい。
In the
研磨ステップ1003で研磨後の一対の作用面3の表面粗さ(Ra)は、一対の作用面3を研磨する2枚のラップ研磨盤44の研磨面の砥石43の砥石サイズによって決定される。このため、研磨ステップ1003では、研磨後の一対の作用面3の表面粗さ(Ra)が0.2μm以上、1.5μm以下とする砥石サイズの砥石43を使用する。ここで、砥石43の砥石サイズは、砥石43の粒度の大きさのことであり、JIS規格「R6001:研削といし用研磨材の粒度」で規定され、中心粒径が大きくなるに従って番号が小さくなり、中心粒径が小さくなるに従って番号が大きくなるパラメータである。研磨ステップ1003で使用する砥石43の砥石サイズは、具体的には、例えば、#360(360番)以上#2500(2500番)以下である。研磨ステップ1003では、砥石43の砥石サイズを厳格に管理することで、従来の天然のアルカンサス砥石に対して、作用面3の表面粗さ(Ra)のばらつきを低減することができる。
The surface roughness (Ra) of the pair of working
研磨ステップ1003では、本実施形態では、2枚のラップ研磨盤44で工具本体2のガラスブロックの一対の作用面3を研磨しているが、本発明ではこれに限定されず、ガラスブロックを研磨可能ないかなるものを使用して研磨してもよい。
In the
以上のような構成を有する実施形態に係る研磨工具1は、アルカンサス砥石と同様に、ガラスブロックで形成されており、作用面3の表面粗さ(Ra)が0.2μm以上1.5μm以下であるため、アルカンサス砥石を使用する際と同様の品質及び作業者の作業感覚で、研磨対象物である金属やセラミックスの表面を研磨できるという作用効果を奏する。また、実施形態に係る研磨工具1は、一対の作用面3が平坦かつ互いに平行に形成されているので、天然品で切りっぱなしで市場に供給される従来のアルカンサス砥石では必要であった購入後かつ使用前に改めて研磨して作用面を形成する作業を省略できるという作用効果を奏する。
The polishing tool 1 according to the embodiment having the configuration described above is formed of a glass block like the Arkansas grindstone, and the surface roughness (Ra) of the working
また、実施形態に係る研磨工具1は、気孔率が2%以上8%以下であるため、潤滑液を適度に保持し、潤滑液が内部に浸透し過ぎずに、必要な量の潤滑液が作用面3に残って作用しやすい状態で、研磨対象物を研磨することができるという作用効果を奏する。
In addition, since the porosity of the polishing tool 1 according to the embodiment is 2% or more and 8% or less, the lubricating liquid can be retained in an appropriate amount, and a necessary amount of the lubricating liquid can be supplied without excessive penetration of the lubricating liquid. It is possible to polish the object to be polished while remaining on the working
また、実施形態に係る研磨工具1は、砥粒を含まないため、作用面3の平坦性が極めて高くなるので、金属やセラミックスなどの研磨対象物を研磨してもスクラッチ等の損傷が被研磨面に生じるおそれを抑制することができるという作用効果を奏する。
In addition, since the polishing tool 1 according to the embodiment does not contain abrasive grains, the flatness of the working
従来のアルカンサス砥石は、潤滑液とともに使用するので、作業者が手を滑らせて落下して破損してしまう恐れがあった。しかしながら、実施形態に係る研磨工具1は、把持部4が形成されているので、作業者が研磨工具1をよりしっかりと把持することができ、しっかりと把持することにより研磨工具1が落下して破損してしまう恐れを大きく低減することができ、作用面3で研磨対象物を適切な圧力で安定して研磨することができるという作用効果を奏する。
Conventional Arkansas grindstones are used with lubricating liquid, so there is a risk that the operator's hand may slip and the wheel may fall and be damaged. However, since the gripping
また、以上のような構成を有する実施形態に係る研磨工具の製造方法は、ガラス粒100を加熱及び焼成して一体化させることにより研磨工具1のガラスブロックを形成するので、アルカンサス砥石と同様の成分の研磨工具1を、人工的に得ることができるという作用効果を奏する。また、実施形態に係る研磨工具の製造方法は、研磨ステップ1003で、作用面3の表面粗さ(Ra)が0.2μm以上1.5μm以下となるような砥石サイズの砥石43で研磨工具1の作用面3を研磨するので、アルカンサス砥石と同様の表面粗さの研磨工具1を、人工的に得ることができるという作用効果を奏する。実施形態に係る研磨工具の製造方法は、さらに、研磨ステップ1003で、一対の作用面3を平坦かつ互いに平行に形成するので、天然品で切りっぱなしで供給される従来のアルカンサス砥石では必要であった購入後かつ使用前に改めて研磨して作用面を形成する作業を省略できる研磨工具1を、人工的に得ることができるという作用効果を奏する。また、実施形態に係る研磨工具の製造方法は、研磨ステップ1003で使用する砥石43の砥石サイズを管理して、作用面3を研磨するので、表面粗さ(Ra)のばらつきが従来の天然のアルカンサス砥石よりも少ない研磨工具1を、人工的に得ることができるという作用効果を奏する。
Further, in the method for manufacturing a polishing tool according to the embodiment having the above configuration, the glass block of the polishing tool 1 is formed by heating and baking the
また、実施形態に係る研磨工具の製造方法は、気孔率が2%以上8%以下となるように、成形ステップ1001で供給するガラス粒100の粒径と、焼成ステップ1002での加熱温度と、焼成ステップ1002での加熱時間とを管理して、ガラス粒100を加熱して焼成するので、アルカンサス砥石と同様の気孔率を有し、さらに気孔率のばらつきが従来の天然のアルカンサス砥石よりも少ない研磨工具1を、人工的に得ることができるという作用効果を奏する。
Further, in the method for manufacturing a polishing tool according to the embodiment, the particle size of the
また、実施形態に係る研磨工具の製造方法は、意図的に砥粒を供給及び添加することなく、ガラス粒100のみを加熱及び焼成して研磨工具1の母体となる工具本体2のガラスブロックを得るので、砥粒を含まず、作用面3の平坦性が極めて高くなり、金属やセラミックスなどの研磨対象物を研磨してもスクラッチ等の損傷が被研磨面に生じるおそれを抑制できる研磨工具1を、人工的に得ることができるという作用効果を奏する。
In addition, in the method for manufacturing a polishing tool according to the embodiment, only the
従来のアルカンサス砥石は、加工が難しいため、実施形態に係る研磨工具1の把持部4を形成することが困難であった。しかしながら、実施形態に係る研磨工具の製造方法は、成形ステップ1001で、把持部4の形状が設定された型枠10、すなわち把持部4に対応した把持部対応曲面14を有する凹状の型面11が形成された型枠10にガラス粒100を供給し、所望の形状に成形してから、焼成ステップ1002でガラス粒100を加熱及び焼成するので、作業者が研磨工具1をよりしっかりと把持することができ、しっかりと把持することにより研磨工具1が落下して破損してしまう恐れを大きく低減することができ、作用面3で研磨対象物を適切な圧力で安定して研磨することができる把持部4が形成された研磨工具1を、人工的に得ることができるという作用効果を奏する。
Since the conventional Arkansas grindstone is difficult to process, it has been difficult to form the
〔変形例〕
本発明の変形例に係る研磨工具の製造方法及び研磨工具1-2を図面に基づいて説明する。図8は、変形例に係る研磨工具の一例である研磨工具1-2を示す斜視図である。図8は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
[Modification]
A method for manufacturing a polishing tool and a polishing tool 1-2 according to a modification of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a perspective view showing a polishing tool 1-2, which is an example of a polishing tool according to a modification. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the same parts as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
変形例に係る研磨工具1-2は、図8に示すように、実施形態に係る研磨工具1において、把持部4を把持部4-2に変更したものであり、その他の構成は実施形態と同様である。変形例の把持部4-2は、実施形態の把持部4において、形状を変更したものである。具体的には、実施形態の把持部4は、図1に示すように、作用面3に直交する方向に延びて指の数(5箇所)形成されている一方で、変形例の把持部4-2は、図8に示すように、作用面3の長手方向に延びて一対の側面に1本ずつ形成されている。把持部4-2の曲面は、図8に示すように、作業者の手の指頭から指腹にわたって第3関節にかけての指の延びる方向に沿った凸曲面に対応した凹曲面に形成され、作業者が手のこれらの部位で把持部4-2を把持することにより、作業者の手のこれらの部位の凸曲面とこの凹曲面とが概ね嵌め合わされるように接触して、研磨工具1-2をさらにしっかりと把持して、作用面3で研磨対象物を適切な圧力で安定して研磨することを可能にする。
As shown in FIG. 8, a polishing tool 1-2 according to a modification is obtained by changing the gripping
次に、本明細書は、変形例に係る研磨工具の製造方法の動作を説明する。変形例に係る研磨工具の製造方法は、図8に示す変形例に係る研磨工具1-2を製造する方法であり、実施形態に係る研磨工具の製造方法において使用する型枠10を、作用面3及び把持部4-2を有する研磨工具1-2の外面形状に対応した、すなわち把持部4-2に対応した把持部対応曲面を有する凹状の型面が形成されたものに変更したものであり、その他の構成は実施形態と同様である。 Next, this specification describes the operation of the manufacturing method of the abrasive tool according to the modification. A method for manufacturing a polishing tool according to a modification is a method for manufacturing a polishing tool 1-2 according to a modification shown in FIG. 3 and a gripping portion 4-2, which corresponds to the outer shape of the polishing tool 1-2. and other configurations are the same as in the embodiment.
以上のような構成を有する変形例に係る研磨工具1-2は、実施形態に係る研磨工具1において、把持部4を形状の異なる把持部4-2に変更したものであり、その他の構成は実施形態と同様であるので、実施形態と同様の作用効果を奏するものとなる。また、変形例に係る研磨工具の製造方法は、実施形態に係る研磨工具の製造方法において、使用する型枠10を、把持部4-2を有する研磨工具1-2の外面形状に対応したものに変更したものであり、その他の構成は実施形態と同様であるので、実施形態と同様の作用効果を奏するものとなる。
The polishing tool 1-2 according to the modified example having the configuration as described above is the polishing tool 1 according to the embodiment, in which the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上記実施形態及び変形例では、ガラス粒100を型枠10に供給して、型枠10ごと加熱及び焼成することで研磨工具1を製造しているが、本発明ではこれに限定されず、ガラス粒100を型枠10に供給した後に圧縮成形及び離型してから、加熱及び焼成することで研磨工具1を製造してもよく、また、ガラス粒100をバインダーや消泡剤、分散剤等と混合してスラリー化したものを型枠10に流し込んで乾燥することで成形するいわゆる鋳込み成形をした後に離型してから、加熱及び焼成することで研磨工具1を製造してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In the above-described embodiment and modification, the polishing tool 1 is manufactured by supplying the
1,1-2 研磨工具
2 工具本体
3 作用面
4,4-2 把持部
10 型枠
11 型面
100 ガラス粒
Reference Signs List 1, 1-2
Claims (5)
把持部の形状が設定された型枠にガラス粒を供給し、所望の形状に成形する成形ステップと、
該成形ステップ後、該ガラス粒の軟化点を超え融点未満の温度で該ガラス粒を加熱し、該ガラス粒間の隙間に気泡が分散して残存した状態で加熱を終了し、研磨工具となるガラスブロックを形成する焼成ステップと、を備えた、把持部を有する研磨工具の製造方法。 A method of manufacturing an abrasive tool, comprising:
A molding step of supplying glass grains to a mold having a shape of a gripping portion and molding it into a desired shape;
After the molding step, the glass grains are heated at a temperature exceeding the softening point of the glass grains and less than the melting point, and the heating is completed in a state in which air bubbles remain dispersed in the gaps between the glass grains, resulting in a polishing tool. and a firing step of forming a glass block.
表面粗さ(Ra)が0.2μm以上1.5μm以下で、気孔率が2%以上8%以下であり、把持部が形成されたガラスブロックで構成されている研磨工具。 A polishing tool for polishing metal or ceramic surfaces,
A polishing tool comprising a glass block having a surface roughness (Ra) of 0.2 μm or more and 1.5 μm or less, a porosity of 2% or more and 8% or less, and having a grip portion formed thereon.
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