JP7186468B2 - 砥石 - Google Patents
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Description
本発明は、砥石に関する。
例えば、特許文献１に記載の砥石は、多数の平行な貫通孔を有するセラミックス製の多孔支持体と、この多孔支持体の端面に超砥粒を金属メッキ層で固定された砥粒層とを具備する。この砥粒層には貫通孔に対応した開口部が形成されている。
特許文献１の第５図等に示すように、砥粒層は格子状をなす。よって、砥粒層と被加工物の接触面積が大きくなる。このため、砥石が被加工物に加える加工圧力が小さくなり、加工性能が低下するおそれがある。
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、加工性能を向上させることができる砥石を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る砥石は、被加工物を加工する加工面に沿って並べられ、前記加工面に交わる方向に延びる複数の柱状部を備え、前記各柱状部は、第１板状部と、前記第１板状部と異なる方向に延び、前記第１板状部に連結される第２板状部と、前記第１板状部及び前記第２板状部と異なる方向に延び、前記第１板状部及び前記第２板状部に連結される第３板状部と、を備え、前記複数の柱状部は、前記加工面に沿って隙間なく並べられた仮想的な六角形の各角部に配置され、前記第１板状部、前記第２板状部及び前記第３板状部は前記六角形の辺に沿う方向に延びる。
また、前記砥石は、前記第１板状部及び前記第２板状部が連結されてなる複数の板材と、前記複数の板材の間に設けられる接着層と、を備え、前記板材は、それぞれ、前記被加工物を加工する際に前記被加工物に接触する複数の第１砥粒と、前記複数の第１砥粒を結合する結合材と、を備え、前記接着層は、前記被加工物を加工する際に前記被加工物に接触する複数の第２砥粒と、前記複数の第２砥粒を結合し、前記複数の板材の間を接着する接着材と、を備える、ようにしてもよい。
また、３つの前記板材は、それぞれＶ字板状をなし、それぞれ異なる方向に向けて開口する向きに配置され、前記接着層は、前記３つの板材の間のＹ字状の隙間に設けられ、前記３つの板材を接着する、ようにしてもよい。
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る砥石は、被加工物を加工する加工面に沿って並べられ、前記加工面に交わる方向に延びる複数の柱状部を備える砥石であって、前記各柱状部は、第１板状部と、前記第１板状部と異なる方向に延び、前記第１板状部に連結される第２板状部と、を備え、前記砥石は、前記第１板状部及び前記第２板状部が連結されてなる複数の板材と、前記複数の板材の間に設けられる接着層と、を備え、前記板材は、それぞれ、前記被加工物を加工する際に前記被加工物に接触する複数の第１砥粒と、前記複数の第１砥粒を結合する結合材と、を備え、前記接着層は、前記被加工物を加工する際に前記被加工物に接触する複数の第２砥粒と、前記複数の第２砥粒を結合し、前記複数の板材の間を接着する接着材と、を備え、３つの前記板材は、それぞれＶ字板状をなし、それぞれ異なる方向に向けて開口する向きに配置され、前記接着層は、前記３つの板材の間のＹ字状の隙間に設けられ、前記３つの板材を接着する。
また、前記各柱状部は、前記第１板状部及び前記第２板状部と異なる方向に延び、前記第１板状部及び前記第２板状部に連結される第３板状部を備える、ようにしてもよい。
また、前記第１板状部、前記第２板状部及び前記第３板状部は等角度間隔で配置される、ようにしてもよい。
また、前記加工面の単位面積あたりの前記柱状部の数は前記砥石の径方向の内側に向かうにつれて多くなる、ようにしてもよい。
また、前記複数の柱状部はそれぞれ同一の形状及びサイズをなす、ようにしてもよい。
本発明によれば、砥石において、加工性能を向上させることができる。
本発明に係る砥石の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１Ａ及び図２に示すように、砥石ユニット１は、被加工物Ｗを加工する砥石１０と、砥石１０を保持する砥石ホルダー２０と、を備える。
図１Ａ及び図２に示すように、砥石ユニット１は、被加工物Ｗを加工する砥石１０と、砥石１０を保持する砥石ホルダー２０と、を備える。
図２に示すように、砥石ホルダー２０は略円板状をなす。砥石ホルダー２０の中心には円柱状のシャフト２５が挿通される。砥石ホルダー２０は、砥石１０とともに、シャフト２５に沿う回転軸Ｏを中心にモータ２７により回転する。砥石１０の下面である加工面１０ａに図示しないチャックに固定された被加工物Ｗが接触した状態で砥石１０が回転する。これにより、砥石１０は被加工物Ｗを加工、すなわち研磨又は研削する。被加工物Ｗは、例えば、セラミックス、シリコンウエハ、半導体基板、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）基板、放熱基板、シリコンカーバイド、アルミナ、サファイア又は金属等である。
図１Ａに示すように、砥石１０は円環状をなす。図１Ｂに示すように、砥石１０は、それぞれ同一の形状及びサイズで形成される複数のＹ字柱状部１１を備える。各Ｙ字柱状部１１は、砥石ホルダー２０の下面に固定され、回転軸Ｏに沿うＺ方向に延びる。複数のＹ字柱状部１１の間には、空気及び切りくずが通過可能な隙間が形成される。複数のＹ字柱状部１１の間の隙間は、砥石１０における径方向Ｒの外側及び内側の外部空間に連通する。
複数のＹ字柱状部１１は、隙間なく並べられた仮想六角形Ｈｘの各角部に配置される。複数のＹ字柱状部１１は、仮想六角形Ｈｘの辺の中央部が省略された形状で形成される。
仮想六角形Ｈｘは砥石１０の周方向Ｃ及び径方向Ｒに沿って並べられる。仮想六角形Ｈｘの面積は径方向Ｒの内側の列となるにつれて小さくなる。例えば、周方向Ｃに沿う第１列Ｌ１には仮想六角形Ｈｘ１が並び、周方向Ｃに沿う第２列Ｌ２には仮想六角形Ｈｘ２が並ぶ。第２列Ｌ２は、第１列Ｌ１に対して径方向Ｒの内側に隣接して位置する。第２列Ｌ２に並ぶ仮想六角形Ｈｘ２は、第１列Ｌ１に並ぶ仮想六角形Ｈｘ１よりも小さい面積である。また、第２列Ｌ２に並ぶ仮想六角形Ｈｘ２は、第１列Ｌ１に並ぶ仮想六角形Ｈｘ１に対して周方向Ｃに、仮想六角形Ｈｘ１又は仮想六角形Ｈｘ２のハニカム径の半分の距離だけずらされて配置されている。
仮想六角形Ｈｘは砥石１０の周方向Ｃ及び径方向Ｒに沿って並べられる。仮想六角形Ｈｘの面積は径方向Ｒの内側の列となるにつれて小さくなる。例えば、周方向Ｃに沿う第１列Ｌ１には仮想六角形Ｈｘ１が並び、周方向Ｃに沿う第２列Ｌ２には仮想六角形Ｈｘ２が並ぶ。第２列Ｌ２は、第１列Ｌ１に対して径方向Ｒの内側に隣接して位置する。第２列Ｌ２に並ぶ仮想六角形Ｈｘ２は、第１列Ｌ１に並ぶ仮想六角形Ｈｘ１よりも小さい面積である。また、第２列Ｌ２に並ぶ仮想六角形Ｈｘ２は、第１列Ｌ１に並ぶ仮想六角形Ｈｘ１に対して周方向Ｃに、仮想六角形Ｈｘ１又は仮想六角形Ｈｘ２のハニカム径の半分の距離だけずらされて配置されている。
また、砥石１０の加工面１０ａの単位面積あたりのＹ字柱状部１１の数は径方向Ｒの内側に向かうにつれて多くなる。言い換えると、複数のＹ字柱状部１１の周方向Ｃの間隔は径方向Ｒの内側に向かうにつれて狭くなる。
詳しくは、図１Ｃに示すように、Ｙ字柱状部１１は、第１板状部１１ａと、第２板状部１１ｂと、第３板状部１１ｃと、を備える。第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃは、それぞれ、矩形板状をなす。第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃは、それぞれ基端部が一点で連結され、基端部から先端部に向けて互いに異なる方向に延びる。第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃは、等角度間隔、すなわち、１２０°間隔で配置される。言い換えると、第１板状部１１ａが第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃに対してなす角度、第２板状部１１ｂが第１板状部１１ａ及び第３板状部１１ｃに対してなす角度、及び第３板状部１１ｃが第１板状部１１ａ及び第２板状部１１ｂに対してなす角度は、何れも１２０°に設定される。
第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃは仮想六角形Ｈｘの各辺に沿って延びる。仮想六角形Ｈｘの６つの角部には、それぞれ向きの異なる６つのＹ字柱状部１１が配置される。第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃの交点は仮想六角形Ｈｘの角部に一致する。第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃの板厚は、好ましくは、１００μｍ、より好ましくは、１０μｍ～５００μｍに設定される。また、第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃは、例えば、各辺が３ｍｍの正方形板状をなす。
砥石１０は、複数の砥粒及び結合材により形成される。
複数の砥粒は結合材内に分布している。砥粒は、例えば、ダイヤモンドである。なお、砥粒は、ダイヤモンドに限らず、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥粒であってもよいし、ＣＢＮ砥粒とダイヤモンドを混合させてもよい。さらには、複数の砥粒は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は溶融アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、若しくはこれらを混合したものであってもよい。結合材は、内部に複数の砥粒を保持する。結合材は、ニッケル、アルミニウム等の金属、樹脂又はセラミックにより形成される。
複数の砥粒は結合材内に分布している。砥粒は、例えば、ダイヤモンドである。なお、砥粒は、ダイヤモンドに限らず、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥粒であってもよいし、ＣＢＮ砥粒とダイヤモンドを混合させてもよい。さらには、複数の砥粒は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は溶融アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、若しくはこれらを混合したものであってもよい。結合材は、内部に複数の砥粒を保持する。結合材は、ニッケル、アルミニウム等の金属、樹脂又はセラミックにより形成される。
（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）砥石１０は、被加工物Ｗを加工する加工面１０ａに沿って隙間を持って並べられ、加工面１０ａに交わる方向に延びる複数の柱状部の一例であるＹ字柱状部１１を備える。各Ｙ字柱状部１１は、第１板状部１１ａと、第１板状部１１ａと異なる方向に延び、第１板状部１１ａに連結される第２板状部１１ｂと、を備える。
この構成によれば、複数のＹ字柱状部１１は隙間を持って並べられるため、砥石１０と被加工物Ｗの接触面積を小さくすることができる。これにより、砥石１０が被加工物Ｗに加える加工圧力が大きくなり、加工性能が向上する。
また、Ｙ字柱状部１１における第１板状部１１ａ及び第２板状部１１ｂが異なる方向に延びつつ連結される。このため、砥石１０と被加工物Ｗの接触面積が小さくなった場合であっても、Ｙ字柱状部１１が被加工物Ｗから受ける力により撓みづらい。よって、加工性能が向上する。
また、複数のＹ字柱状部１１の間には隙間が形成されるため閉じた空間が形成されない。例えば、比較例に係る閉じた空間を有する複数の筒状を有する砥石の場合、閉じた空間内の空気によりエアハンマー現象が生じるおそれがある。エアハンマー現象が生じると、例えば、閉じた空間内の空気が膨張して加圧状態となり、砥石が被加工物に接することが妨げられたり、砥石の振動により加工面が粗くなったりすることで、加工精度が低下するおそれがある。この点、本実施形態では、複数のＹ字柱状部１１間には空気が出入りする隙間が形成されるため、エアハンマー現象が生じることが抑制される。これにより、加工精度が低下することが抑制される。
複数のＹ字柱状部１１の間の隙間には、被加工物Ｗの切りくずが保持される。よって、切りくずが砥石１０と被加工物Ｗの間に進入することが抑制され、これにより、切りくずが加工に影響を与えることが抑制される。
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）砥石１０は、被加工物Ｗを加工する加工面１０ａに沿って隙間を持って並べられ、加工面１０ａに交わる方向に延びる複数の柱状部の一例であるＹ字柱状部１１を備える。各Ｙ字柱状部１１は、第１板状部１１ａと、第１板状部１１ａと異なる方向に延び、第１板状部１１ａに連結される第２板状部１１ｂと、を備える。
この構成によれば、複数のＹ字柱状部１１は隙間を持って並べられるため、砥石１０と被加工物Ｗの接触面積を小さくすることができる。これにより、砥石１０が被加工物Ｗに加える加工圧力が大きくなり、加工性能が向上する。
また、Ｙ字柱状部１１における第１板状部１１ａ及び第２板状部１１ｂが異なる方向に延びつつ連結される。このため、砥石１０と被加工物Ｗの接触面積が小さくなった場合であっても、Ｙ字柱状部１１が被加工物Ｗから受ける力により撓みづらい。よって、加工性能が向上する。
また、複数のＹ字柱状部１１の間には隙間が形成されるため閉じた空間が形成されない。例えば、比較例に係る閉じた空間を有する複数の筒状を有する砥石の場合、閉じた空間内の空気によりエアハンマー現象が生じるおそれがある。エアハンマー現象が生じると、例えば、閉じた空間内の空気が膨張して加圧状態となり、砥石が被加工物に接することが妨げられたり、砥石の振動により加工面が粗くなったりすることで、加工精度が低下するおそれがある。この点、本実施形態では、複数のＹ字柱状部１１間には空気が出入りする隙間が形成されるため、エアハンマー現象が生じることが抑制される。これにより、加工精度が低下することが抑制される。
複数のＹ字柱状部１１の間の隙間には、被加工物Ｗの切りくずが保持される。よって、切りくずが砥石１０と被加工物Ｗの間に進入することが抑制され、これにより、切りくずが加工に影響を与えることが抑制される。
（２）各Ｙ字柱状部１１は、第１板状部１１ａ及び第２板状部１１ｂと異なる方向に延び、第１板状部１１ａ及び第２板状部１１ｂに連結される第３板状部１１ｃを備える。
この構成によれば、Ｙ字柱状部１１は被加工物Ｗから受ける力により撓みづらい。よって、加工性能が向上する。
この構成によれば、Ｙ字柱状部１１は被加工物Ｗから受ける力により撓みづらい。よって、加工性能が向上する。
（３）第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃは等角度間隔で配置される。
この構成によれば、Ｙ字柱状部１１は、被加工物Ｗから受ける力の方向に関わらず、撓みづらくすることができる。
この構成によれば、Ｙ字柱状部１１は、被加工物Ｗから受ける力の方向に関わらず、撓みづらくすることができる。
（４）複数のＹ字柱状部１１は、加工面１０ａに沿って隙間なく並べられた仮想六角形Ｈｘの各角部に配置される。第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃは仮想六角形Ｈｘの辺に沿う方向に延びる。
この構成によれば、仮想六角形Ｈｘの各角部に位置する６つのＹ字柱状部１１の向きが異なるように設置される。よって、Ｙ字柱状部１１は、被加工物Ｗから受ける力の方向に関わらず、撓みづらくすることができる。
この構成によれば、仮想六角形Ｈｘの各角部に位置する６つのＹ字柱状部１１の向きが異なるように設置される。よって、Ｙ字柱状部１１は、被加工物Ｗから受ける力の方向に関わらず、撓みづらくすることができる。
（５）加工面１０ａの単位面積あたりのＹ字柱状部１１の数は砥石１０の径方向Ｒの内側に向かうにつれて多くなる。
砥石１０が回転軸Ｏを中心に回転すると、砥石１０の径方向Ｒの外側の部位は、砥石１０の径方向Ｒの内側の部位よりも高速で回転する。このため、本実施形態と異なる比較例である同一のサイズの筒部が並べられた砥石の場合、被加工物のうち砥石の径方向外側に接触する部位の加工量は、被加工物のうち砥石の径方向内側に接触する部位の加工量よりも多くなる。よって、この比較例の構成では、被加工物を均一に加工することが困難であった。この点、本実施形態では、単位面積あたりのＹ字柱状部１１の数は砥石１０の径方向の内側に向かうにつれて多くなる。これにより、砥石１０の径方向Ｒにおける周速差に関わらず、被加工物Ｗを均一の加工量にて加工することができる。
砥石１０が回転軸Ｏを中心に回転すると、砥石１０の径方向Ｒの外側の部位は、砥石１０の径方向Ｒの内側の部位よりも高速で回転する。このため、本実施形態と異なる比較例である同一のサイズの筒部が並べられた砥石の場合、被加工物のうち砥石の径方向外側に接触する部位の加工量は、被加工物のうち砥石の径方向内側に接触する部位の加工量よりも多くなる。よって、この比較例の構成では、被加工物を均一に加工することが困難であった。この点、本実施形態では、単位面積あたりのＹ字柱状部１１の数は砥石１０の径方向の内側に向かうにつれて多くなる。これにより、砥石１０の径方向Ｒにおける周速差に関わらず、被加工物Ｗを均一の加工量にて加工することができる。
（６）複数のＹ字柱状部１１はそれぞれ同一の形状及びサイズをなす。
筒部が並べられた砥石である比較例では、筒部の径や筒の形状を変更する場合には、砥石を成形する型を新たに用意する必要がある。この点、本実施形態では、Ｙ字柱状部１１の位置関係を変更するだけで済み、砥石を成形する型を新たに用意する必要がない。よって、多種類の砥石を簡単に製造することができる。
筒部が並べられた砥石である比較例では、筒部の径や筒の形状を変更する場合には、砥石を成形する型を新たに用意する必要がある。この点、本実施形態では、Ｙ字柱状部１１の位置関係を変更するだけで済み、砥石を成形する型を新たに用意する必要がない。よって、多種類の砥石を簡単に製造することができる。
なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。
（変形例）
上記実施形態においては、第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃは、等角度間隔で配置されていたが、等角度間隔でなくてもよい。例えば、第１板状部１１ａに対する第２板状部１１ｂの角度は鋭角をなすとともに、第３板状部１１ｃに対する第１板状部１１ａ及び第２板状部１１ｂの角度は鈍角をなしてもよい。
上記実施形態においては、第１板状部１１ａ、第２板状部１１ｂ及び第３板状部１１ｃは、等角度間隔で配置されていたが、等角度間隔でなくてもよい。例えば、第１板状部１１ａに対する第２板状部１１ｂの角度は鋭角をなすとともに、第３板状部１１ｃに対する第１板状部１１ａ及び第２板状部１１ｂの角度は鈍角をなしてもよい。
上記実施形態においては、複数のＹ字柱状部１１は、隙間なく並べられた仮想六角形Ｈｘの各角部に配置されていたが、配置態様はこれに限らず、隙間なく並べられた仮想四角形の各角部に配置されてもよい。
上記実施形態においては、単位面積あたりのＹ字柱状部１１の数は砥石１０の径方向Ｒの内側に向かうにつれて多く設定されていた。しかしながら、これに限らず、単位面積あたりのＹ字柱状部１１の数は径方向Ｒの内側に向かうにつれて少なく設定されてもよいし、径方向Ｒに沿って同数に設定されてもよい。
上記実施形態においては、複数のＹ字柱状部１１はそれぞれ同一の形状及びサイズで形成されていたが、それぞれ異なる形状又はサイズで形成されてもよい。
上記実施形態においては、柱状部は、Ｙ字柱状部１１であったが、これに限らず、図３Ａに示すように、Ｘ字柱状部１２であってもよい。Ｘ字柱状部１２は、第１板状部１２ａと、第１板状部１２ａに交差する第２板状部１２ｂと、を備える。第１板状部１２ａの中心位置と第２板状部１２ｂの中心位置が交わる。第１板状部１２ａと第２板状部１２ｂがなす角度は略９０°であってもよい。
また、柱状部は、図３Ｂに示すように、Ｖ字柱状部１３であってもよい。Ｖ字柱状部１３は、第１板状部１３ａと、第１板状部１３ａに対して角度をなす第２板状部１３ｂと、を備える。第１板状部１３ａの端部と第２板状部１３ｂの端部が連結される。第１板状部１３ａと第２板状部１３ｂがなす角度は鋭角である。
さらに、柱状部は、Ｎ字柱状部、Ｌ字柱状部、Ｔ字柱状部、Ｚ字柱状部、十字柱状部又は三角形筒状の柱状部であってもよい。
また、柱状部は、図３Ｂに示すように、Ｖ字柱状部１３であってもよい。Ｖ字柱状部１３は、第１板状部１３ａと、第１板状部１３ａに対して角度をなす第２板状部１３ｂと、を備える。第１板状部１３ａの端部と第２板状部１３ｂの端部が連結される。第１板状部１３ａと第２板状部１３ｂがなす角度は鋭角である。
さらに、柱状部は、Ｎ字柱状部、Ｌ字柱状部、Ｔ字柱状部、Ｚ字柱状部、十字柱状部又は三角形筒状の柱状部であってもよい。
上記実施形態において、図４に示すように、Ｙ字柱状部１１は、３つのＶ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３と、接着層１１ｓと、を備えていてもよい。
Ｖ字板材１１ｖ１は、互いに異なる角度で連結される第１板状部１１ａ１及び第２板状部１１ｂ１により構成される。Ｖ字板材１１ｖ２は、互いに異なる角度で連結される第１板状部１１ａ２及び第２板状部１１ｂ２により構成される。Ｖ字板材１１ｖ３は、互いに異なる角度で連結される第１板状部１１ａ３及び第２板状部１１ｂ３により構成される。
第１板状部１１ａ１，１１ａ３は、互いに対面し、接着層１１ｓを介して互いに接着されている。第２板状部１１ｂ２，１１ｂ３は、互いに対面し、接着層１１ｓを介して互いに接着されている。第１板状部１１ａ２及び第２板状部１１ｂ１は、互いに対面し、接着層１１ｓを介して互いに接着されている。
Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３は、それぞれ、被加工物Ｗを加工する際に被加工物Ｗに接触する複数の砥粒１１ｅと、複数の砥粒１１ｅを結合する結合材１１ｆと、を備える。
複数の砥粒１１ｅは、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３に沿って１列に並べられている。結合材１１ｆは、砥粒１１ｅの平均粒径以上の厚さ、例えば、砥粒１１ｅの平均粒径の１．０倍～１．５倍の厚さに設定される。砥粒１１ｅは、例えば、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、ＳｉＣ、又はＡｌ２Ｏ３等である。結合材１１ｆは、ニッケル、アルミニウム等の金属、樹脂又はセラミックにより形成される。
Ｖ字板材１１ｖ１は、互いに異なる角度で連結される第１板状部１１ａ１及び第２板状部１１ｂ１により構成される。Ｖ字板材１１ｖ２は、互いに異なる角度で連結される第１板状部１１ａ２及び第２板状部１１ｂ２により構成される。Ｖ字板材１１ｖ３は、互いに異なる角度で連結される第１板状部１１ａ３及び第２板状部１１ｂ３により構成される。
第１板状部１１ａ１，１１ａ３は、互いに対面し、接着層１１ｓを介して互いに接着されている。第２板状部１１ｂ２，１１ｂ３は、互いに対面し、接着層１１ｓを介して互いに接着されている。第１板状部１１ａ２及び第２板状部１１ｂ１は、互いに対面し、接着層１１ｓを介して互いに接着されている。
Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３は、それぞれ、被加工物Ｗを加工する際に被加工物Ｗに接触する複数の砥粒１１ｅと、複数の砥粒１１ｅを結合する結合材１１ｆと、を備える。
複数の砥粒１１ｅは、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３に沿って１列に並べられている。結合材１１ｆは、砥粒１１ｅの平均粒径以上の厚さ、例えば、砥粒１１ｅの平均粒径の１．０倍～１．５倍の厚さに設定される。砥粒１１ｅは、例えば、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、ＳｉＣ、又はＡｌ２Ｏ３等である。結合材１１ｆは、ニッケル、アルミニウム等の金属、樹脂又はセラミックにより形成される。
Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３は、それぞれの角部がＹ字柱状部１１の中心点Ｃｐに近い位置となり、かつ、異なる方向に向けて開口する向きで設置される。Ｖ字板材１１ｖ１は第１方向Ｆ１に向けて開口するＶ字状をなす。Ｖ字板材１１ｖ２は第２方向Ｆ２に向けて開口するＶ字状をなす。Ｖ字板材１１ｖ３は第３方向Ｆ３に向けて開口するＶ字状をなす。第１方向Ｆ１、第２方向Ｆ２及び第３方向Ｆ３は、中心点Ｃｐを中心として互いに１２０°間隔で互いに異なる向きに設定される。
接着層１１ｓは、Ｙ字状に形成され、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３の間の隙間に形成され、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３を互いに接着する。
接着層１１ｓは、被加工物Ｗを加工する際に被加工物Ｗに接触する複数の第２砥粒の一例である砥粒１１ｓ１と、砥粒１１ｓ１を結合し、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３の間を接着する接着材１１ｓ２と、を備える。接着材１１ｓ２は、２つの第１板状部１１ａ１，１１ａ３の間、２つの第２板状部１１ｂ２，１１ｂ３の間、及び第１板状部１１ａ２及び第２板状部１１ｂ１の間に位置して接着する。
複数の砥粒１１ｓ１は、接着層１１ｓに沿って１列に並べられている。接着材１１ｓ２は、砥粒１１ｓ１の平均粒径以上の厚さ、例えば、砥粒１１ｓ１の平均粒径の１．０倍～１．５倍の厚さに設定される。砥粒１１ｓ１は、例えば、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は溶融アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等である。接着材１１ｓ２は例えばエポキシ樹脂である。
なお、接着層１１ｓは、図４に示す変形例に限らず、図３Ａ及び図３Ｂに示す変形例に適用されてもよい。また、接着層１１ｓに含まれる複数の砥粒１１ｓ１は省略されてもよい。
接着層１１ｓは、被加工物Ｗを加工する際に被加工物Ｗに接触する複数の第２砥粒の一例である砥粒１１ｓ１と、砥粒１１ｓ１を結合し、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３の間を接着する接着材１１ｓ２と、を備える。接着材１１ｓ２は、２つの第１板状部１１ａ１，１１ａ３の間、２つの第２板状部１１ｂ２，１１ｂ３の間、及び第１板状部１１ａ２及び第２板状部１１ｂ１の間に位置して接着する。
複数の砥粒１１ｓ１は、接着層１１ｓに沿って１列に並べられている。接着材１１ｓ２は、砥粒１１ｓ１の平均粒径以上の厚さ、例えば、砥粒１１ｓ１の平均粒径の１．０倍～１．５倍の厚さに設定される。砥粒１１ｓ１は、例えば、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は溶融アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等である。接着材１１ｓ２は例えばエポキシ樹脂である。
なお、接着層１１ｓは、図４に示す変形例に限らず、図３Ａ及び図３Ｂに示す変形例に適用されてもよい。また、接着層１１ｓに含まれる複数の砥粒１１ｓ１は省略されてもよい。
図４の変形例には以下の技術的思想が開示されている。
砥石１０は、第１板状部１１ａ１及び第２板状部１１ｂ１が連結されてなる板材の一例であるＶ字板材１１ｖ１と、第１板状部１１ａ２及び第２板状部１１ｂ２が連結されてなる板材の一例であるＶ字板材１１ｖ２と、第１板状部１１ａ３及び第２板状部１１ｂ３が連結されてなる板材の一例であるＶ字板材１１ｖ３と、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３の間に設けられる接着層１１ｓと、を備える。Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３は、それぞれ、被加工物Ｗを加工する際に被加工物Ｗに接触する複数の第１砥粒の一例である砥粒１１ｅと、複数の砥粒１１ｅを結合する結合材１１ｆと、を備える。接着層１１ｓは、被加工物Ｗを加工する際に被加工物Ｗに接触する複数の第２砥粒の一例である砥粒１１ｓ１と、複数の砥粒１１ｓ１を結合し、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３の間を接着する接着材１１ｓ２と、を備える。
この構成によれば、接着材１１ｓ２に複数の砥粒１１ｓ１が含まれることにより、砥石１０の加工能力を向上させることができる。
砥石１０は、第１板状部１１ａ１及び第２板状部１１ｂ１が連結されてなる板材の一例であるＶ字板材１１ｖ１と、第１板状部１１ａ２及び第２板状部１１ｂ２が連結されてなる板材の一例であるＶ字板材１１ｖ２と、第１板状部１１ａ３及び第２板状部１１ｂ３が連結されてなる板材の一例であるＶ字板材１１ｖ３と、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３の間に設けられる接着層１１ｓと、を備える。Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３は、それぞれ、被加工物Ｗを加工する際に被加工物Ｗに接触する複数の第１砥粒の一例である砥粒１１ｅと、複数の砥粒１１ｅを結合する結合材１１ｆと、を備える。接着層１１ｓは、被加工物Ｗを加工する際に被加工物Ｗに接触する複数の第２砥粒の一例である砥粒１１ｓ１と、複数の砥粒１１ｓ１を結合し、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３の間を接着する接着材１１ｓ２と、を備える。
この構成によれば、接着材１１ｓ２に複数の砥粒１１ｓ１が含まれることにより、砥石１０の加工能力を向上させることができる。
３つのＶ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３は、それぞれＶ字板状をなし、それぞれ異なる第１方向Ｆ１、第２方向Ｆ２及び第３方向Ｆ３に向けて開口する向きに配置される。接着層１１ｓは、３つのＶ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３の間のＹ字状の隙間に設けられ、３つのＶ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３を接着する。
この構成によれば、Ｙ字柱状部１１は、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３と接着層１１ｓにより３層構造で形成される。よって、Ｙ字柱状部１１の強度を高めることができる。これにより、砥石１０の加工能力を向上させることができる。
この構成によれば、Ｙ字柱状部１１は、Ｖ字板材１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３と接着層１１ｓにより３層構造で形成される。よって、Ｙ字柱状部１１の強度を高めることができる。これにより、砥石１０の加工能力を向上させることができる。
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
本出願は、２０１９年３月１５日に出願された、日本国特許出願２０１９－０４８０５３号に基づく。本明細書中に日本国特許出願２０１９－０４８０５３号の明細書、特許請求の範囲、及び図面全体を参照として取り込むものとする。
１ 砥石ユニット
１０ 砥石
１０ａ 加工面
１１ Ｙ字柱状部
１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３ Ｖ字板材
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３ 第１板状部
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３ 第２板状部
１１ｃ 第３板状部
１１ｓ 接着層
１１ｓ１ 砥粒
１１ｓ２ 接着材
１１ｅ 砥粒
１１ｆ 結合材
１２ Ｘ字柱状部
１３ Ｖ字柱状部
２０ 砥石ホルダー
２５ シャフト
２７ モータ
Ｃ 周方向
Ｌ１ 第１列
Ｌ２ 第２列
Ｏ 回転軸
Ｒ 径方向
Ｗ 被加工物
Ｈｘ，Ｈｘ１，Ｈｘ２ 仮想六角形
１０ 砥石
１０ａ 加工面
１１ Ｙ字柱状部
１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｖ３ Ｖ字板材
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３ 第１板状部
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３ 第２板状部
１１ｃ 第３板状部
１１ｓ 接着層
１１ｓ１ 砥粒
１１ｓ２ 接着材
１１ｅ 砥粒
１１ｆ 結合材
１２ Ｘ字柱状部
１３ Ｖ字柱状部
２０ 砥石ホルダー
２５ シャフト
２７ モータ
Ｃ 周方向
Ｌ１ 第１列
Ｌ２ 第２列
Ｏ 回転軸
Ｒ 径方向
Ｗ 被加工物
Ｈｘ，Ｈｘ１，Ｈｘ２ 仮想六角形
Claims (8)
- 被加工物を加工する加工面に沿って並べられ、前記加工面に交わる方向に延びる複数の柱状部を備え、
前記各柱状部は、
第１板状部と、
前記第１板状部と異なる方向に延び、前記第１板状部に連結される第２板状部と、
前記第１板状部及び前記第２板状部と異なる方向に延び、前記第１板状部及び前記第２板状部に連結される第３板状部と、を備え、
前記複数の柱状部は、前記加工面に沿って隙間なく並べられた仮想的な六角形の各角部に配置され、
前記第１板状部、前記第２板状部及び前記第３板状部は前記六角形の辺に沿う方向に延びる、
砥石。 - 前記砥石は、前記第１板状部及び前記第２板状部が連結されてなる複数の板材と、
前記複数の板材の間に設けられる接着層と、を備え、
前記板材は、それぞれ、
前記被加工物を加工する際に前記被加工物に接触する複数の第１砥粒と、
前記複数の第１砥粒を結合する結合材と、を備え、
前記接着層は、
前記被加工物を加工する際に前記被加工物に接触する複数の第２砥粒と、
前記複数の第２砥粒を結合し、前記複数の板材の間を接着する接着材と、を備える、
請求項１に記載の砥石。 - ３つの前記板材は、それぞれＶ字板状をなし、それぞれ異なる方向に向けて開口する向きに配置され、
前記接着層は、前記３つの板材の間のＹ字状の隙間に設けられ、前記３つの板材を接着する、
請求項２に記載の砥石。 - 被加工物を加工する加工面に沿って並べられ、前記加工面に交わる方向に延びる複数の柱状部を備える砥石であって、
前記各柱状部は、
第１板状部と、
前記第１板状部と異なる方向に延び、前記第１板状部に連結される第２板状部と、を備え、
前記砥石は、
前記第１板状部及び前記第２板状部が連結されてなる複数の板材と、
前記複数の板材の間に設けられる接着層と、を備え、
前記板材は、それぞれ、
前記被加工物を加工する際に前記被加工物に接触する複数の第１砥粒と、
前記複数の第１砥粒を結合する結合材と、を備え、
前記接着層は、
前記被加工物を加工する際に前記被加工物に接触する複数の第２砥粒と、
前記複数の第２砥粒を結合し、前記複数の板材の間を接着する接着材と、を備え、
３つの前記板材は、それぞれＶ字板状をなし、それぞれ異なる方向に向けて開口する向きに配置され、
前記接着層は、前記３つの板材の間のＹ字状の隙間に設けられ、前記３つの板材を接着する、
砥石。 - 前記各柱状部は、
前記第１板状部及び前記第２板状部と異なる方向に延び、前記第１板状部及び前記第２板状部に連結される第３板状部を備える、
請求項４に記載の砥石。 - 前記第１板状部、前記第２板状部及び前記第３板状部は等角度間隔で配置される、
請求項１、２、３又は５に記載の砥石。 - 前記加工面の単位面積あたりの前記柱状部の数は前記砥石の径方向の内側に向かうにつれて多くなる、
請求項１から６の何れか１項に記載の砥石。 - 前記複数の柱状部はそれぞれ同一の形状及びサイズをなす、
請求項１から７の何れか１項に記載の砥石。
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