JP2893828B2 - ハブ付薄刃砥石およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体素子の切断分割や、磁気ヘッドの溝
入加工等に使用されるハブ付薄刃砥石およびその製造方
法に関するものである。

［従来の技術］ 半導体素子に用いられるシリコンウェーハを切断分割
したり、フェライト製の磁気ヘッドに溝入加工を施すよ
うな超精密加工では、例えば第５図に示すようなハブ付
薄刃砥石１や、第６図に示すオールブレードの薄刃砥石
４、そして第７図に示すスリットを有するオールブレー
ドの薄刃砥石７が用いられることがある。

ハブ付薄刃砥石１では、円環状のアルミニウム合金製
のハブ２と、このハブ２の一方の側面外縁部に同軸に固
定され、金属めっき相中にダイヤモンド砥粒やCBN砥粒
等の超砥粒を分散してなる、ハブ２より外径の大きい薄
肉円環状の電鋳砥粒層３から構成されている。

このようなハブ付薄刃砥石１は、その中央部に設けら
れた取付穴1aに直接、あるいはフランジを有する取付治
具等を介してスピンドルを挿通して固定し、研削液を供
給しながら回転駆動することにより、前記のような超精
密加工に供される。なお、ハブ１の他方の側面内縁部に
は、チャッキング用の把持部1bがハブ１と一体に形成さ
れている。

一方、オールブレードの薄刃砥石４では、第８図に示
すように、フランジ５に嵌入して固定され、フランジ５
ごとスピンドル６に取り付けられ、加工に供される。オ
ールブレードの薄刃砥石ではスリット7a…を有するもの
もあり、スリット7a…によって切断加工の際に発生する
被加工物の切屑の排除や研削液の供給が助長される。

従来知られているハブ付薄刃砥石では、スリットを形
成したハブ付薄刃砥石は知られて居らず、従来のスリッ
トを有しないハブ付薄刃砥石では深切込み加工、高速加
工や難削材の切断および溝加工に加工能力不足で充分対
応できない場合があった。

本発明は、ハブ付薄刃砥石にスリットを形成する方法
およびスリットを形成したハブ付薄刃砥石を提供するこ
とにあり、スリットの形成によりハブ付薄刃砥石の切断
能力の向上を図ったものである。発明者らはハブ付薄刃
砥石へのスリットの形成方法を種々検討した。

このようなハブ付薄刃砥石の製造方法として、第一の
方法では、まず形成される電鋳砥粒層の外径寸法と同径
の外径を有するハブを用意し、これに電鋳砥粒層に形成
されるスリットと同形状のスリットを形成し、次にハブ
の一面とスリットの間隙とにマスキングを施して電着に
よって電鋳砥粒層を形成し、その後でハブの外縁部のみ
を除去して所定の径に成形する方法、もしくは、第二の
方法では、ハブに、まず電鋳砥粒層を形成し、ハブの外
縁部を除去して所定の径に成形した後、電鋳砥粒層のみ
を加工してスリットを形成する方法を検討した。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなハブ付薄刃砥石の前者の製
造方法では、スリットを形成したハブに電鋳砥粒層を電
着する際、スリット部分で砥粒層が盛り上がって形成さ
れ、これは特にスリット開口部の鋭端部では顕著であ
る。このような盛り上がりが生じると、製品としては不
適格であるため、盛り上がった部分を除去しなければな
らず、余計な工程を要することになる。また、予めハブ
にスリットが形成されていて、ハブの形状が複雑になる
ため、電鋳砥粒層を形成する際のマスキング作業が繁雑
になり、より多くの労力と時間を必要とする結果にな
る。

一方、後者の方法では、ハブの外縁部を所定の寸法に
成形した後に、電鋳砥粒層にスリットを形成する際、例
えばこれを薄刃砥石等による機械的加工で行おうとして
も、電鋳砥粒層の厚さが15〜60μｍと非常に薄いため破
損を免れない。このため、レーザー加工や放電加工等の
電鋳砥粒層に非接触な方法を検討したが、このような加
工法では大量の熱が生じ、これによって電鋳砥粒層に熱
損傷や熱歪が発生する。特にこの熱歪は、砥粒層の反り
やゆがみの原因になってしまう。

さらに、このようなハブ付薄刃砥石では、電鋳砥粒層
に形成されるスリットの大部分が切込によって被加工物
の切断面に覆われてしまい、これによって切屑や切削液
の流動が阻害されるため、切屑の排除性の向上や、切削
液の供給量の増加には限界がある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記の課題を解決するためになされたもの
で、請求項１に係るハブ付薄刃砥石の製造方法は、円環
状のハブの少なくとも一方の側面に、金属めっき相中に
超砥粒を分散してなる電鋳砥粒層を薄肉円環状に電着
し、これらハブおよび電鋳砥粒層の外周を所定の外径寸
法に成形した後、ハブおよび電鋳砥粒層を一体に加工し
て外周面に開口するスリットを形成し、さらにハブの外
縁部を溶解して電鋳砥粒層の刃先部分を露出させること
を特徴とする。

また、請求項２に係るハブ付薄刃砥石は、円環状のハ
ブと、このハブの少なくとも一方の側面に固定され、こ
のハブよりも外径の大きい薄肉円環状の電鋳砥粒層から
構成され、この電鋳砥粒層には、この電鋳砥粒層の外周
面に開口するスリットが設けられているとともに、ハブ
には、電鋳砥粒層のスリットの内端に臨んでこの電鋳砥
粒層のスリットよりも幅広のスリットが形成されている
ことを特徴とする。

［作用］ 本発明の３ハブ付薄刃砥石の製造方法では、ハブに電
鋳砥粒層を形成した後にスリット加工を施すので、スリ
ット部分に砥粒層の盛り上がりが発生することはない。
また、ハブの外径を所定の寸法に成形する前の段階でス
リット加工を行うものであり、スリットを、薄刃砥石等
による切削によって形成する場合でもハブ外縁部が電鋳
砥粒層を保持するので、このような機械的手段によるス
リットの形成が可能となる。

さらに、本発明では、ハブ外径は、電鋳砥粒層とハブ
を一体にスリット加工した後に、例えば適当な溶解液等
により溶解することによって成形されるものであり、こ
のような方法で製造されるハブ付薄刃砥石では、ハブ外
径を成形する際に、溶解液がハブのスリットをも溶解す
るので、ハブのスリットは電鋳砥粒層のスリットよりも
幅広に形成されることになる。

また、本発明のハブ付薄刃砥石では、スリットが電鋳
砥粒層からハブにかけて形成されており、さらに前述の
ように、ハブに形成されるスリットは、電鋳砥粒層に形
成されるスリットより幅広であるため、切屑の排除が円
滑に行なわれるとともに、研削液の供給が促進される。

［実施例］ 第１図は、本発明のハブ付薄刃砥石の一実施例を示す
縦断面図であり、第２図はこの実施例のスリット分を拡
大して表した平面図である。

本実施例のハブ付薄刃砥石11は、円環状のアルミニウ
ム合金製ハブ12と、このハブ12の一方の側面外縁部に同
軸に固定された、金属めっき相中にダイヤモンド砥粒や
CBN砥粒等の超砥粒を分散してなる、ハブ12よりも外径
の大きい薄肉円環状の電鋳砥粒層13から構成されてい
る。この電鋳砥粒層13には、基部がハブ12の外径より内
側に設けられ、端部が外周面に開口したスリット13a
が、周方向に90゜おきに形成されている。そして、ハブ
12には、電鋳砥粒層13のスリット13aに沿って、このス
リット13aより幅広のスリット12aが形成されている。な
お、このハブ付薄刃砥石11の中央部には、軸方向に取付
穴11aが設けられており、またハブ12の他方の側面内縁
部には、軸方向外側に幅広な断面形状を有する円環状の
把持部11bがハブ12と一体に形成されている。

このようなハブ付薄刃砥石11を製造するには、まず、
アルミニウム合金を切削加工して、形成される電鋳砥粒
層13の外径寸法より若干大きめの外径寸法のハブ12を成
形し、第３図に示すように、このハブ12の一方の側面外
縁部を除いて他の部分にマスキングを施す。このマスキ
ングには、ハブ12をＯリング14,14を介して被覆するマ
スク治具15を使用する。このマスク治具15は、Ｏリング
14,14をハブ12に圧接することにより、ハブ12の電鋳砥
粒層13を形成する部分のみを露出させ、他の部分は全て
液密に遮蔽するようになっている。

こうしてマスキングされたハブ12を、脱脂、活性化
し、さらに下地めっき層を形成する。下地めっき層の形
成は、Zn合金置換めっき、Cu−Sn置換めっき、あるいは
陽極酸化後Niめっきをすることによって得ることができ
る。次に、下地形成されたハブ12をめっき槽16内のめっ
き液Ｍに浸漬する。このめっき液Ｍは、Niめっき液中に
ダイヤモンド砥粒やCBN砥粒等の超砥粒が添加されたも
ので、超音波撹拌装置（図示略）等によって撹拌され
て、超砥粒が均一に分散している。そして、浸漬したハ
ブ12を電源の陰極に接続し、ハブ12と陽極板17の間に通
電して、ハブ12の一方の側面外縁部に、金属めっき相中
に超砥粒を分散し、所定の肉厚の電鋳砥粒層13を形成す
る。

次に、このように形成された電鋳砥粒層13およびハブ
12の外径を、一般砥石等によって機械的に、所定の電鋳
砥粒層13の外径寸法に研削する。しかる後、このハブ12
および電鋳砥粒層13に一体にスリット加工を施す。この
スリット加工には、第４図に示すようなスリット加工治
具18を用いる。このスリット加工治具18は、フランジ雄
型19の取付軸19aに切込調整板20、補強板21、ハブ付薄
刃砥石11…、補強板22、誘導板23を順次嵌挿し、最後に
雌型24を取付軸19aに螺嵌して構成されており、複数枚
のハブ付薄刃砥石11に一度にスリット加工を施すことが
可能である。こうしてスリット加工治具18に取り付けら
れたハブ付薄刃砥石11…を、スリット加工治具18ごと角
度割り出し台25,25に載置し、スリットを設ける位置を
割り出してから、薄刃砥石等の一般砥石26を降下させて
切込み、軸方向に移動してハブ付薄刃砥石11…の電鋳砥
粒層13およびハブ12にそれぞれスリット13aおよびスリ
ット12aを一体に形成する。この際、一般砥石26の回転
方向は、第４図に示すように、ハブ付薄刃砥石11のスリ
ット形成部において電鋳砥粒層13側からハブ12側へ向か
う方向であることが望ましい。一般砥石26の回転方向が
これと逆方向であると、スリット形成の際の摩擦によっ
て電鋳砥粒層13がハブ12から剥離してしまうおそれがあ
る。

このようにしてスリットが形成されたハブ付薄刃砥石
11のハブ12は、電鋳砥粒層13と同じ外径であるので、こ
のハブ12の外縁部を溶解して、ハブ付薄刃砥石11の刃先
部分を露出させる。これには、電鋳砥粒層13およびハブ
12の外縁部を露出させた状態でハブ12にマスキングを施
した後、ハブ12の径方向外縁部のみを強アルカリ性溶
液、例えば10％NaOH水溶液等に浸漬すればよい。この溶
解の時、電鋳砥粒層13はハブ12の一方の側面のマスクの
役割を兼ねることになる。これによってハブ12の外縁部
は侵食され、外径寸法が縮小して電鋳砥粒層13の外周部
が露出する。この侵食の際、ハブ12が等方的な溶解をす
るので、この分だけハブ12のスリット12aが幅広に成形
されることになる。こうして露出した刃先部分に電気化
学的に目立てを施した後、機械的に目立てを施すことに
より、第１図および第２図に示したハブ付薄刃砥石11を
得ることができる。

このようなハブ付薄刃砥石11は、前記の従来例と同
様、その中央部に設けられた取付穴11aに直接、あるい
はフランジを有する取付治具等を介してスピンドルを挿
通して固定し、これに回転駆動を与え、研削液を供給し
ながら被加工物に圧接することにより、電鋳砥粒層13外
周の刃先部分で被加工物を加工するものである。

そして、このハブ付薄刃砥石11のハブ12には、電鋳砥
粒層13のスリット13aに沿ってこのスリット13aの内端に
開口した、このスリット13aよりも幅広のスリット12aが
形成されており、このスリット12aを通って、電鋳砥粒
層13のスリット13aから排出された切屑が円滑に除去さ
れるとともに、研削液の供給が促進されるものである。
また、このスリット13aは刃先部分に供給される研削液
の保持部の役目をなすという利点を有する。これによっ
て、砥石による加工効率の向上が図られるとともに、研
削液不足による砥粒層の摩耗が防止され、砥石寿命を延
長することができる。

一方、本発明のハブ付薄刃砥石の製造方法では、ハブ
に電鋳砥粒層を固定した後にスリット加工を施すもので
あるから、スリットを形成してから電鋳砥粒層を固定す
る方法に対して、電鋳砥粒層はハブに均一に形成され、
砥粒層の盛り上がりが生じるようなことはない。また、
スリットを形成する前のハブの形状は比較的単純である
から、容易にマスキングを施すことができる。

さらに、ハブ外縁部を溶解した後にスリット加工を施
す方法に対しては、ハブ外縁部が電鋳砥粒層の合成の補
強の役目を果たすので、砥粒層が破壊されることなく一
般砥石によるスリット加工が可能となる。このため、レ
ーザー加工や放電加工を行う必要がないので、大量の発
熱による熱損傷や熱歪の発生がなく、これに起因する砥
粒層の反りやゆがみが生じることもない。

また、本実施例ではハブ12の一方の側面にのみ電鋳砥
粒層13を電着したが、前述の製造方法において電鋳砥粒
層13を電着した後、ハブ12を反転して他方の側面のみを
露出させて電鋳砥粒層を電着することにより、ハブの両
側面に砥粒層を有するハブ付薄刃砥石を得ることもでき
る。

この場合は、ハブの両側面に砥粒層を形成したのち、
スリット加工を行えば良い。２枚の電鋳砥粒層間の間隔
が狭い程、スリットの形成効果、即ち研削液導入、切粉
の排出効果は顕著となる。

なお、第１図の実施例では、スリット12aおよびスリ
ット13aは、ハブ付薄刃砥石11の周方向に90゜おきに、
合計４本形成したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、スリットの数がこれより多くても、また少なく
ても構わない。また、スリット深さについては深いもの
と浅いものとを交互に設けても構わない。加工条件に応
じて適宜選択される。さらに、加工条件等が許すなら、
等間隔にスリットを形成する必要もない。

また、前記製造方法の実施例では、マスキングの際に
マスキンギ治具を使用したり、スリット加工の際にスリ
ット加工治具を使用して作業の簡易性や作業精度を高め
ているが、特にこのような治具を使用せずとも本発明を
実施することは可能である。さらにハブの材質について
も、前記実施例では軽量化と十分な剛性を確保するとと
もに、製造上強アルカリ溶液に溶解する物質でなければ
ならないことからアルミニウム合金を用いたが、このよ
うな作用をなす素材であるなら、これに限るものではな
い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればスリットを有す
るハブ付薄刃砥石を容易に製造することが可能であり、
これによって得られるハブ付薄刃砥石は、砥粒層の盛り
上がりや反り、ゆがみ等がなく、製品として適格なもの
を得ることができる。

また、本発明によって得られるハブ付薄刃砥石では、
電鋳砥粒層のスリットの内端に臨んでこれより幅広にハ
ブに形成されたスリットによって、被加工物の切屑の排
除や研削液の供給をより円滑に行うことができ、加工効
率の向上や砥石の寿命の延長を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明のハブ付薄刃砥石の一実施
例を示す縦断面図およびスリット部分の拡大図であり、
第３図および第４図はこのようなハブ付薄刃砥石の製造
方法の一例を示すものである。 また、第５図ないし第８図は、スリットを持たないハブ
付薄刃砥石、およびオールブレードの薄刃砥石を示す断
面図および平面図である。 1,11……ハブ付薄刃砥石、 1a,11a……取付穴、1b,11b……把持部、 2,12……ハブ、12a……スリット、 3,13……電鋳砥粒層、13a……スリット、 4,7……オールブレード電鋳砥石、 7a……スリット、 ５……フランジ、６……スピンドル、 14……Ｏリング 15……マスク治具、 16……めっき槽、 17……陽極板、 18……スリット加工治具、 26……一般砥石、 Ｍ……めっき液。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−318269（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−159176（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−159175（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−27859（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−39285（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−1860（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24D 3/00 - 3/06 B24D 5/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円環状のハブの少なくとも一方の側面に、
   金属めっき相中に超砥粒を分散してなる電鋳砥粒層を薄
   肉円環状に電着し、前記ハブおよび電鋳砥粒層の外周を
   所定の外径寸法に成形した後、前記ハブおよび電鋳砥粒
   層を一体に加工して外周面に開口するスリットを形成
   し、さらに前記ハブの外縁部を溶解して前記電鋳砥粒層
   の刃先部分を露出させることを特徴とするハブ付薄刃砥
   石の製造方法。
2. 【請求項２】円環状のハブと、このハブの少なくとも一
   方の側面に固定された前記ハブよりも外径の大きい薄肉
   円環状の電鋳砥粒層から構成され、 前記電鋳砥粒層には、この電鋳砥粒層の外周面に開口す
   るスリットが設けられているとともに、前記ハブには、
   前記電鋳砥粒層のスリットの内端に臨んでこの電鋳砥粒
   層のスリットよりも幅広のスリットが形成されているこ
   とを特徴とするハブ付薄刃砥石。