JP3480824B2 - 工具製造装置 - Google Patents

工具製造装置

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JP3480824B2
JP3480824B2 JP34558899A JP34558899A JP3480824B2 JP 3480824 B2 JP3480824 B2 JP 3480824B2 JP 34558899 A JP34558899 A JP 34558899A JP 34558899 A JP34558899 A JP 34558899A JP 3480824 B2 JP3480824 B2 JP 3480824B2
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満 小玉
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日本電子工業株式会社
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直径が0.3mm
以下の焼結ダイヤモンド製工具を製造する為の技術に関
する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】半導体の分野において
は、シリコン基板に直径が0.15〜0.2mmの穴
(貫通穴または盲穴)を開けたり、窒化珪素基板に直径
が0.05mm程度の穴を開けたりすることが求められ
ている。又、プラズマエッチング用電極においては、シ
リコン基板に直径が0.2〜0.3mmの穴を開けるこ
とが求められている。又、センサの分野においては、ガ
ラス基板に直径が0.2〜0.3mmの穴を開けること
が求められている。又、電子機器部品においては、アル
ミナ基板に直径が0.2〜0.3mmの穴を開けること
が求められている。又、紡糸用ノズルにおいては、直径
が0.1mm程度の穴を開けることが求められている。
すなわち、各種の製品において、微細な径の穴を開ける
ことが求められている。
【0003】現在、窒化珪素、炭化珪素、その他セラミ
ックス等の硬質脆性材料の微細な径の穴あけ加工に用い
られている微小工具は、電着やメタルボンドにより作製
されている。しかし、磨耗が大きく、寿命が短い為、ラ
イン上で量産に使用できる状況には無い。従って、本発
明が解決しようとする課題は、寿命が長く、かつ、微細
な径の工具を製造する技術を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】工具の長寿命化を図る為
には、工具材料としてはダイヤモンドが好ましい。所
謂、超硬合金と呼ばれる材料でも、ダイヤモンドに比べ
ると劣っている。従って、工具の長寿命化を図る為、工
具材料としては焼結ダイヤモンドを用いることを考え
た。
【0005】ところで、従来、超硬合金と呼ばれる材料
の場合には、直径が0.3mm以下、例えば0.05m
mのものでも得られている。と言うのは、このような微
細な径のものに加工して行っても、超硬合金の場合に
は、剛性に比べて研削抵抗が小さいことから、撓むこと
が無い為、研削加工が可能であった。しかし、超硬合金
の場合と異なって、焼結ダイヤモンドの場合には、これ
まで、直径が0.3mm以下のものに研削加工するのは
不可能と考えられて来た。
【0006】実際、直径が0.3mm以下の焼結ダイヤ
モンド製の工具は提供されていなかった。そして、この
ような点についての研究が鋭意押し進められて行く中、
本発明者は、超音波ねじり振動研削により焼結ダイヤモ
ンドを加工した処、直径が0.3mm以下に至っても加
工が可能であることを見出すに至った。
【0007】本発明はかかる知見に基づいて達成された
ものである。すなわち、前記の課題は、ダイヤモンド研
削用砥石を用いて焼結ダイヤモンドを研削することによ
り直径が0.3mm以下の焼結ダイヤモンド製工具を製
造する装置であって、 ダイヤモンド研削用砥石と、 前記
ダイヤモンド研削用砥石により研削加工される焼結ダイ
ヤモンド材を保持する保持手段と、 前記ダイヤモンド研
削用砥石に超音波ねじり振動を作用させる超音波ねじり
振動手段と、 前記ダイヤモンド研削用砥石により研削加
工される焼結ダイヤモンド材の撓みを防止する撓み防止
手段とを具備することを特徴とする焼結ダイヤモンド製
工具の製造装置によって解決される。
【0008】特に、ダイヤモンド研削用砥石を用いて焼
結ダイヤモンドを研削することにより直径が0.3mm
以下の焼結ダイヤモンド製工具を製造する装置であっ
て、 ダイヤモンド研削用砥石と、 前記ダイヤモンド研削
用砥石を回転駆動する回転駆動手段と、 前記ダイヤモン
ド研削用砥石に超音波ねじり振動を作用させる超音波ね
じり振動手段と、 前記ダイヤモンド研削用砥石により研
削加工される焼結ダイヤモンド材を回転可能に保持する
保持・回転駆動手段と、 前記焼結ダイヤモンド材を間に
挟んで前記ダイヤモンド研削用砥石と反対側の位置に設
けられた回転体とを具備することを特徴とする焼結ダイ
ヤモンド製工具の製造装置によって解決される。更に
は、ダイヤモンド研削用砥石を用いて焼結ダイヤモンド
を研削することにより直径が0.3mm以下の焼結ダイ
ヤモンド製工具を製造する装置であって、 ダイヤモンド
研削用砥石と、 前記ダイヤモンド研削用砥石を回転駆動
する回転駆動手段と、 前記ダイヤモンド研削用砥石に超
音波ねじり振動を作用させる超音波ねじり振動手段と、
前記ダイヤモンド研削用砥石により研削加工される焼結
ダイヤモンド材を回転可能に保持する保持・回転駆動手
段と、 前記焼結ダイヤモンド材を間に挟んで前記ダイヤ
モンド研削用砥石と反対側の位置に設けられた回転体と
を具備し、 前記ダイヤモンド研削用砥石と回転体との回
転方向は同方向であり、前記回転方向とは逆方向に焼結
ダイヤモンドが回転させられるよう構成されてなること
を特徴とする焼結ダイヤモンド製工具の製造装置によっ
て解決される。
【0009】又、ダイヤモンド研削用砥石及び回転体を
用いて焼結ダイヤモンドを研削することにより直径が
0.3mm以下の焼結ダイヤモンド製工具を製造する方
法であって、 前記ダイヤモンド研削用砥石を回転させる
工程と、 前記ダイヤモンド研削用砥石に超音波ねじり振
動を作用させる工程と、 前記焼結ダイヤモンドを回転さ
せる工程と、 前記ダイヤモンド研削用砥石と前記回転体
とによって前記焼結ダイヤモンドが間に挟まれて当接す
るように配する工程とを具備することを特徴とする焼結
ダイヤモンド製工具の製造方法によって解決される。特
に、ダイヤモンド研削用砥石及び回転体を用いて焼結ダ
イヤモンドを研削することにより直径が0.3mm以下
の焼結ダイヤモンド製工具を製造する方法であって、
記ダイヤモンド研削用砥石を回転させる工程と、 前記ダ
イヤモンド研削用砥石に超音波ねじり振動を作用させる
工程と、 前記焼結ダイヤモンドを回転させる工程と、
記ダイヤモンド研削用砥石と前記回転体とによって前記
焼結ダイヤモンドが間に挟まれて当接するように配する
工程とを具備し、 前記ダイヤモンド研削用砥石と回転体
との回転方向は同方向であり、前記回転方向とは逆方向
に焼結ダイヤモンドが回転させられることを特徴とする
焼結ダイヤモンド製工具の製造方法によって解決され
る。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【発明の実施の形態】本発明になる焼結ダイヤモンド製
工具の製造装置は、ダイヤモンド研削用砥石を用いて焼
結ダイヤモンドを研削することにより直径が0.3mm
以下(特に、0.3mm未満。0.01mm以上)の焼
結ダイヤモンド製工具を製造する装置であって、ダイヤ
モンド研削用砥石と、前記ダイヤモンド研削用砥石によ
り研削加工される焼結ダイヤモンド材を保持する保持手
段と、前記ダイヤモンド研削用砥石に超音波ねじり振動
を作用させる超音波ねじり振動手段と、前記ダイヤモン
ド研削用砥石により研削加工される焼結ダイヤモンド材
の撓みを防止する撓み防止手段とを具備する。特に、ダ
イヤモンド研削用砥石を用いて焼結ダイヤモンドを研削
することにより直径が0.3mm以下(特に、0.3m
m未満。0.01mm以上)の焼結ダイヤモンド製工具
を製造する装置であって、ダイヤモンド研削用砥石と、
前記ダイヤモンド研削用砥石を回転駆動する回転駆動手
段と、前記ダイヤモンド研削用砥石に超音波ねじり振動
を作用させる超音波ねじり振動手段と、前記ダイヤモン
ド研削用砥石により研削加工される焼結ダイヤモンド材
を回転可能に保持する保持・回転駆動手段と、前記焼結
ダイヤモンド材を間に挟んで前記ダイヤモンド研削用砥
石と反対側の位置に設けられた回転体とを具備する。前
記ダイヤモンド研削用砥石と回転体との回転方向は同方
向であり、前記回転方向とは逆方向に焼結ダイヤモンド
が回転させられるよう構成されている。
【0014】本発明になる焼結ダイヤモンド製工具の製
造方法は、ダイヤモンド研削用砥石及び回転体を用いて
焼結ダイヤモンドを研削することにより直径が0.3m
m以下(特に、0.3mm未満。0.01mm以上)の
焼結ダイヤモンド製工具を製造する方法であって、前記
ダイヤモンド研削用砥石を回転させる工程と、前記ダイ
ヤモンド研削用砥石に超音波ねじり振動を作用させる工
程と、前記焼結ダイヤモンドを回転させる工程と、前記
ダイヤモンド研削用砥石と前記回転体とによって前記焼
結ダイヤモンドが間に挟まれて当接するように配する工
程とを具備する。特に、ダイヤモンド研削用砥石及び回
転体を用いて焼結ダイヤモンドを研削することにより直
径が0.3mm以下(特に、0.3mm未満。0.01
mm以上)の焼結ダイヤモンド製工具を製造する方法で
あって、前記ダイヤモンド研削用砥石を回転させる工程
と、前記ダイヤモンド研削用砥石に超音波ねじり振動を
作用させる工程と、前記焼結ダイヤモンドを回転させる
工程と、前記ダイヤモンド研削用砥石と前記回転体とに
よって前記焼結ダイヤモンドが間に挟まれて当接するよ
うに配する工程とを具備し、前記ダイヤモンド研削用砥
石と回転体との回転方向は同方向であり、前記回転方向
とは逆方向に焼結ダイヤモンドが回転させられる。
【0015】以下、更に詳しく説明する。図1は本発明
になる焼結ダイヤモンド製工具製造装置の全体概略図、
図2及び図3は本発明になる焼結ダイヤモンド製工具製
造装置を用いた超音波ねじり振動研削加工の説明図であ
る。各図中、1は、超音波ねじり振動研削加工がなされ
て作製される工具となる焼結ダイヤモンド材1aが設け
られたワークである。尚、ワーク1は、焼結ダイヤモン
ド材(長さは、例えば0.5〜3mm)1aが設けられ
た基部(例えば、WC等の超硬合金材)1b側がワーク
チャック2に保持されるようになっている。そして、ワ
ークチャック2は回転駆動手段からの力を受けて回転す
るように構成されている。
【0016】3は、ワークチャック2に保持されたワー
ク1の先端部側にある焼結ダイヤモンド材1a及び超硬
合金製基部1bを研削加工するダイヤモンド砥石であ
る。尚、この砥石3は、図3からも判る通り、回転可能
に取り付けられている。そして、砥石3は駆動源からの
回転駆動力をベルト4を介して受け、焼結ダイヤモンド
材1aや超硬合金製基部1bに接触し、これを研削加工
する。
【0017】5は回転体であり、この回転体5はワーク
1に当接するよう、かつ、ワーク1を挟んで砥石3の反
対側に設けられたものである。これにより、回転体5
は、ワーク1の撓みを防止する機能を奏する。6は超音
波発振器であり、図示しないホーンなどを介して超音波
ねじり振動が砥石3に作用させられる。従って、焼結ダ
イヤモンド材1aや超硬合金製基部1bは、超音波ねじ
り振動を受けた砥石3によって研削加工される。
【0018】上記装置を用いて焼結ダイヤモンド材を超
音波ねじり振動研削加工した。すなわち、図3に示す如
く、例えば反時計方向に回転する焼結ダイヤモンド材1
aや超硬合金製基部1bに、時計方向に回転すると共に
周辺部が超音波ねじり振動する砥石3を押し当て、研削
加工した。その結果、これまで不可能と思われて来た直
径が0.05〜0.3mmの微細穴加工用の焼結ダイヤ
モンド製工具が得られた。
【0019】この工具は、焼結ダイヤモンド材からなる
ので、超硬合金製のものに比べて遙に長寿命なものであ
った。
【0020】
【発明の効果】超硬合金製のものに比べて遙に長寿命で
あり、そして直径が0.3mm以下の微細穴加工用の焼
結ダイヤモンド製工具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】焼結ダイヤモンド製工具製造装置の全体概略図
【図2】超音波ねじり振動研削加工の説明図
【図3】超音波ねじり振動研削加工の説明図
【符号の説明】
1 ワーク 1a 焼結ダイヤモンド材 1b 基部 2 ワークチャック(保持手段) 3 ダイヤモンド砥石 5 回転体(撓み防止手段) 6 超音波発振器(超音波ねじり振動手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 1/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイヤモンド研削用砥石を用いて焼結ダ
    イヤモンドを研削することにより直径が0.3mm以下
    の焼結ダイヤモンド製工具を製造する装置であって、 ダイヤモンド研削用砥石と、 前記ダイヤモンド研削用砥石により研削加工される焼結
    ダイヤモンド材を保持する保持手段と、 前記ダイヤモンド研削用砥石に超音波ねじり振動を作用
    させる超音波ねじり振動手段と、 前記ダイヤモンド研削用砥石により研削加工される焼結
    ダイヤモンド材の撓みを防止する撓み防止手段とを具備
    することを特徴とする焼結ダイヤモンド製工具の製造装
    置。
  2. 【請求項2】 ダイヤモンド研削用砥石を用いて焼結ダ
    イヤモンドを研削することにより直径が0.3mm以下
    の焼結ダイヤモンド製工具を製造する装置であって、 ダイヤモンド研削用砥石と、 前記ダイヤモンド研削用砥石を回転駆動する回転駆動手
    段と、 前記ダイヤモンド研削用砥石に超音波ねじり振動を作用
    させる超音波ねじり振動手段と、 前記ダイヤモンド研削用砥石により研削加工される焼結
    ダイヤモンド材を回転可能に保持する保持・回転駆動手
    段と、 前記焼結ダイヤモンド材を間に挟んで前記ダイヤモンド
    研削用砥石と反対側の位置に設けられた回転体とを具備
    し、 前記ダイヤモンド研削用砥石と前記回転体との回転方向
    は同方向であり、前記回転方向とは逆方向に前記焼結ダ
    イヤモンドが回転させられるよう構成されてなる ことを
    特徴とする焼結ダイヤモンド製工具の製造装置。
JP34558899A 1999-12-06 1999-12-06 工具製造装置 Expired - Lifetime JP3480824B2 (ja)

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