JP2599997B2

JP2599997B2 - 研削方法と研削砥石

Info

Publication number: JP2599997B2
Application number: JP20838989A
Authority: JP
Inventors: 啓二内山; 久幸武井; 正樹渡辺; 一雄牛山
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JPH0373268A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ガラスやセラミック等の硬脆材料の研削方
法、詳しくは電解作用による工具のドレッシングを併用
しつつ行う研削方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、電解作用による工具のドレッシングを併用しつ
つ行う研削加工として、第６図に示す平面研削盤におけ
る加工方法が提案されている。かかる研削加工の既知の
例としては1989年度精密工学会春季大会学術講演論文集
（第373頁）がある。

第６図において、101は導電性砥石で、この導電性砥
石101は回転自在に保持されている。ロータリーテーブ
ル102は導電性砥石101に対向配設されており回転自在と
なっている。導電性砥石101とロータリーテーブル102と
の間には電極103が導電性砥石101の加工面101aと近接対
向するように設置されており、電極103は電源装置104の
負極に接続されている。導電性砥石101には給電ブラシ1
05が接触しており電源装置104からの正極を導電性砥石1
01に給電することができるようになっている。また、電
極103と導電性砥石101の加工面101aに水溶性研削液106
を供給するノズル107が設けられている。

加工に際しては、ワーク108を導電性砥石101とロータ
リーテーブル102との間に設置し、研削液供給ノズル107
より水溶性研削液106を常時供給しながら、導電性砥石1
01および電極103へ電源装置104により給電しつつ、平面
研削盤における公知の研削加工と同様に行う。

上記従来例によれば、水溶性研削液106を介して対向
配置された導電性砥石101と電極103との間で電解作用を
生じ、導電性砥石101の加工面101aより結合剤が寸法的
な変化として表れない程度にわずかずつ溶出して、ドレ
ッシング作用を行うため、常に目詰まりのない加工を行
うことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来例においては、電極103は、
導電性砥石101の加工面101aに近接対向する位置で、常
に一定間隔を維持するように設置しなければならず、し
かも加工面101aの全面にその作用を及ぼすように構成し
なければならない。砥石加工面の面積が小さいカップ型
砥石では、比較的容易にこれを実現できるが、カップ型
でない平面砥石の場合には、中央部まで均一に電極103
を設置することは困難である。

近年、セラミックスブレードやフィルターあるいはウ
ェハー等のように肉厚が1mm以下の極めて薄いワーク
は、生産性向上、ひずみ防止のために両面同時加工を行
うことが多い。この場合、電極103は導電性砥石101の加
工面101aに近接対向する位置に設置しようとすると、ワ
ークよりさらに薄い電極を片持ちはりの状態で設置しな
ければならず、電極13にたわみが生じ、導電性砥石101
と電極103の間隔を一定に保つことができない。

また、導電性砥石101やワークが揺動する場合には、
電極を固設すると導電性砥石101の加工面101aにドレッ
シングされない部分が生じる。

因って、加工面101aの全面にその作用を及ぼすために
は、これらの揺動と同期して電極を移動させることが必
要であり、移動手段、制御方法が複雑・困難となる。

本発明は、上記問題点に鑑み開発されたもので、従来
例では電極の適性な設置が困難な場合（両面同時加工
等）においても、電解作用による工具のドレッシングを
併用しつつ研削加工が行なえる方法の提供を目的とする
ものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕

本発明は、一対の導電性砥石を相対向して設置し、そ
れぞれの導電性砥石に電源装置からの電力を極性が相反
するように給電を行う構成である。

第１図は本発明の研削方法に用いる装置の概念図であ
る。

１は導電性砥石で、この導電性砥石１の上面は加工面
1aになっており、下面に固着された回転軸２により保持
されている。

３は導電性砥石で、この導電性砥石３の下面は加工面
3aになっており、上面に固着された回転軸４により保持
され、その加工面3aが導電性砥石１の加工面1aと対向す
るように設置されている。

導電性砥石３の外周面近傍には導電性砥石１および導
電性砥石３の間に水溶性研削液５を供給する研削液供給
ノズル６が設けられている。

導電性砥石１と導電性砥石３とには給電ブラシ７およ
び８が接触するように設けられており、この給電ブラシ
７および８は電源装置９の電極部9a,9bのそれぞれに接
続されている。

電源装置９には電極部9a,9bの極性を接続させる場合
と可変させる場合の切り換えスイッチが設けられてお
り、その極性を可変させる場合、交流の場合には不要で
あるが、直流の場合にはさらに制御部（図示省略）を設
け電極部9a、9bの極性が一定の時間間隔で逆転するよう
に構成されている。

そして、導電性砥石１および導電性砥石３のそれぞれ
は図示を省略した駆動手段により回転・揺動・加圧可能
に構成されている。

以上の構成より成る装置を用いての研削加工は、まず
ワーク10を図示しない保持手段により導電性砥石１およ
び導電性砥石３の間に挾持し、研削液供給ノズル６より
水溶性研削液５を加工面1aおよび3aの間に供給しつつ導
電性砥石１および導電性砥石３を加圧し、回転させる。
同時に、電源装置９から給電ブラシ７および８を介して
導電性砥石１と導電性砥石３とに給電し研削加工を行
う。

本発明の研削方法は、導電性砥石の加工面に近接対向
した電極を設けることなく、従来困難とされていた研削
加工を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の研削方法と研削砥石の実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施例）第２図（ａ），（ｂ）は本発明の研削方法との第１実
施例を示す説明図で、第２図（ａ）は縦断面図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ）のAA線矢視図である。

１は導電性砥石で、この導電性砥石１の上面外周縁部
にはリング状の加工面1aが形成されており、図示を省略
した架台下部に回転自在に取り付けられた下スピンドル
11に固着されている。

３は導電性砥石で、この導電性砥石３の上面外周縁部
にはリング状の加工面3aが形成されており、図示を省略
した架台上部に回転および上下動自在に取り付けられた
上スピンドル12に固着され、その加工面3aが導電性砥石
１の加工面1aと対向するように設置されている。

導電性砥石１の上部には加工面1aに載置したワーク10
が脱落しないための外枠13aと内枠13bが加工面1aの外周
面と内周面に沿って固設されている。

導電性砥石１と導電性砥石３には給電ブラシ７および
８が接触するように設けられており、この給電ブラシ７
および８は電源装置９の電極部9a,9bのそれぞれに接続
されている。

電源装置９は、交流の場合には不要であるが、直流の
場合にはさらに制御部（図示省略）を設け電極部9a,9b
の極性が一定の時間間隔で逆転するように構成されてい
る。

以上の構成より成る装置を用いての研削加工は、導電
性砥石１の加工面1a上に複数のワーク10と該複数のワー
ク10の干渉を防止するための複数のリング状スペーサー
14を交互に載置し、導電性砥石３を下降させてワーク10
にその加工面3aが当接する位置にセットする。

次に、研削液供給ノズル６から水溶性研削液５を加工
面1aおよび3aの間に供給しつつ図示を省略した駆動手段
により導電性砥石１と導電性砥石３とを適当な加圧およ
び速度差のもとに回転させる。同時に、電源装置９から
給電ブラシ７および８を介し導電性砥石１と導電性砥石
３とに給電し、それぞれ正負の極性を与える。

電源装置９が直流の場合には、一定時間経過後、図示
を省略した制御部により該極性の正負を逆にする。さら
に一定時間経過後、該極性の正負を再び逆にする。研削
加工終了まで一定の時間間隔でこの極性の逆転を行う。

以上述べた本実施例による研削方法によれば、水溶性
研削液５を介して導電性砥石１および導電性砥石３の加
工面1a,3aの間で電解作用が生じるため、別の電極を設
置することなく、導電性砥石１と導電性砥石３とにドレ
ッシング作用が行われる。また、導電性砥石１と導電性
砥石３とが常に対向した位置にあるため、均一なドレッ
シングが行われ、薄肉ワークの両面同時加工を良好に行
うことができる。

（第２実施例）第３図（ａ），（ｂ）は本発明の研削方法と研削砥石
の第２実施例を示し、第３図（ａ）は要部を示す縦断正
面図、第３図（ｂ）はワーク10の保持状態を示す縦断側
面図である。

当該実施例に示される研削方法は、前記第１実施例に
おける導電性砥石１および３の形状と上下スピンドル1
1,12の軸芯位置およびワーク10を接触挾持するローラを
追加して設けた点が異なり、他の構成は同一の構成から
成るもので、他の構成については同一番号を付してその
説明を省略する。

15は導電性砥石で、この導電性砥石15は円板状の形状
で、上面は加工面15aに形成されており下スピンドル11
に固着されている。

16は導電性砥石で、この導電性砥石16は円板状の形状
で、下面は加工面16aに形成されており上スピンドル12
に固着され、その加工面16aは導電性砥石15の加工面15a
と対向するように設置されている。

上スピンドル12の軸心は下スピンドル11の軸心とずら
して設置されている。

薄板状のワーク10を接触挾持する回転可能な上ローラ
ー17aと下ローラー17bが上下に複数配設されている。

以上の構成より成る装置を用いての研削加工は、薄板
状のワーク10を駆動手段（図示省略）により回転する複
数の上下ローラー17a,17bにより、回転する導電性砥石1
5および16の加工面15aおよび16aの間に搬送する。

研削液供給ノズル６から水溶性研削液５を加工面15a
および16aの間に供給するとともに、電源装置９から給
電ブラシ７および８を介して給電し導電性砥石15および
16の加工面15aおよび16aにそれぞれ正負の極性を与え
る。

前記第１実施例と同様に、研削加工終了まで一定の時
間間隔でこの極性の逆転を行う。

本実施例によれば、前記第１実施例と同様に別の電極
を設置することなく、導電性砥石15と導電性砥石16とに
ドレッシング作用が行われる。さらに、従来困難であっ
た薄板状ワークの両面同時加工が、円板状ワークと同様
の装置を用いて容易に精度良く行うことができる。

（第３実施例）第４図（ａ），（ｂ）は本発明の研削方法の第３の実
施例と研削砥石の第３実施例を示し、第４図（ａ）は研
削砥石とこの研削砥石を使用した研削方法の要部を示す
縦断正面図、第４図（ｂ）はワーク10の保持状態を示す
縦断側面図である。

当該実施例に示される、研削方法と研削砥石における
研削液供給ノズル6,給電ブラシ7,8,電源装置９および上
下ローラー17a,17bは、前記第１実施例および第２実施
例と同一の構成から成るもので、同一番号を符してその
説明を省略する。

18は研削砥石で、この研削砥石18は導電性砥石19の加
工面19aと導電性砥石20の加工面20aとが相対向するよう
に絶縁体21を介し軸体22に嵌合固着して一体に構成され
ている。

そして、該研削砥石18は図示を省略した駆動手段によ
り回転可能に支持されたスピンドル23に嵌合固定する構
成となっている。

以上の構成より成る研削砥石18をスピンドル23に嵌合
固定する。

薄板状のワーク10は駆動手段（図示省略）により回転
する複数の上下ローラー17a,17bにより、回転する研削
砥石18の加工面19a,20a間に搬送される。

研削液供給ノズル６から水溶性研削液５を研削砥石18
の加工面19a,20aの間に供給するとともに、電源装置９
から給電ブラシ7,8を介して給電し研削砥石18の加工面1
9aおよび20aにそれぞれ正負の極性を与える。

本実施例によれば、導電性砥石19,20を一体に構成し
研削砥石18としたことにより、スピンドル23への取り付
け取り外しが極めて容易で再現性がある。また、研削砥
石18の加工面19a,20aは同軸で回転するので、ワーク10
の加工面は両面とも同一の品質で精度良く研削加工がで
きる。

（第４実施例）第５図（ａ），（ｂ）は本発明の研削方法の第４実施
例を示し、第５図（ａ）は縦断正面図、第５図（ｂ）は
側面図である。

当該実施例に示される、研削方法における研削液供給
ノズル６および電源装置９は、前記第１実施例と同一の
構成から成るもので、同一符号を符してその説明を省略
する。

導電性砥石24,25および26は導電性の軸27に同軸で固
設され、中央の同電性砥石25は軸27と導通し、両側の導
電性砥石24および26は絶縁体28により軸27と絶縁するよ
うに固設されている。

29は電極で、この電極29は導電性砥石24,25および26
の各外周面24a,25aおよび26aと外側面24bおよび26bに対
向してコの字状に形成されている。そして、電極29は導
電性砥石25の外周面25aに対向する中央部29aと側部29b
で形成されており、この中央部29aと側部29bは絶縁体30
により絶縁され一体に形成されている。

電極29の側部29bと軸27に接触するように設けられた
給電ブラシ31は電源装置９の電極9aに接続されている。
また、電極29の中央部29aと導電性砥石24,26の外側面24
b,26bに接触するように設けられた給電ブラシ32,33は電
源装置９な電極9bに接続されている。

すなわち、両側の導電性砥石24,26と電極29の中央部2
9aには同一の極性が与えられ、中央の導電性砥石25と電
極29の側部29bには同一の極性が与えられるように構成
されている。

導電性砥石24,25,26の下方には、ワーク10を載置する
テーブル34が水平移動可能に設けられている。

以上の構成により成る装置を用いての研削加工は、ワ
ーク10をテーブル34に固着し、高速回転させた導電性砥
石24,25,26に対して切り込み量を適宜設定し、テーブル
34を水平方向に移動する。

同時に、研削液供給ノズル６から水溶性研削液５を導
電性砥石24,25,26に供給するとともに、電源装置９より
導電性砥石24,25,26と電極29に給電しそれぞれ正負の極
性を与える。

本実施例によれば、電極の設置が困難な微小な砥石の
間でも電解作用によるドレッシングを行わせることがで
き、複数の微小間隔の溝を精度良く加工することができ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の研削方法と研削砥石によれ
ば、研削砥石自身を正負の電極とするため、ドレッシン
グ用の電極を設置することなく電解作用によるドレッシ
ングを行うことができ、薄肉ワークの両面同時加工のよ
うに、従来、電極の設置が困難とされていた場合でも良
好な加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の研削方法と研削砥石の概念図、第２
図（ａ）は同第１実施例を示す縦断面図、第２図（ｂ）
は第２図（ａ）のAA線矢視図、第３図（ａ）（ｂ）は同
第２実施例を示し、第３図（ａ）は縦断正面図、第３図
（ｂ）は縦断側面図、第４図（ａ）（ｂ）は同第３実施
例を示し、第４図（ａ）は縦断正面図、第４図（ｂ）は
縦断側面図、第５図（ａ）（ｂ）は同第４実施例を示
し、第５図（ａ）は縦断正面図、第５図（ｂ）は側面
図、第６図は従来例を示す正面図である。 1,3,15,16,19,20,24,25,26……導電性砥石 2,4……回転軸５……水溶性研削液６……研削液供給ノズル 7,8,31,32,33……給電ブラシ９……電源装置 10……ワーク 11……下スピンドル 12……上スピンドル 13a,13b……外枠、内枠 14……スペンサー 17a,17b……上下ローラー 18……研削砥石 21,28,30……絶縁体 22……軸体 23……スピンドル 27……軸 29……電極 34……テーブル

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の導電性砥石をそれぞれの加工面が相
対向するように設置し、該複数の導電性砥石のそれぞれ
に交互に異なる極性を同時に印加しつつ加工することを
特徴とする研削方法。
【請求項２】前記複数の導電性砥石に印加する正負の極
性を、一定時間間隔毎に逆転しつつ加工することを特徴
とする請求項１記載の研削方法。
【請求項３】導電性を有する複数の砥石セグメントをそ
れぞれ絶縁体を介して一体に構成してなることを特徴と
する研削砥石。
【請求項４】導電性を有する複数の砥石セグメントをそ
れぞれ絶縁体を介して一体に構成してなる研削砥石の前
記複数の砥石セグメントのそれぞれに、交互に異なる極
性を同時に印加しつつ加工することを特徴とする研削方
法。
【請求項５】前記研削砥石の複数の砥石セグメントに印
加する正負の極性を、一定時間間隔毎に逆転しつつ加工
することを特徴とする請求項４記載の研削方法。