JP7441527B2

JP7441527B2 - 砥石

Info

Publication number: JP7441527B2
Application number: JP2021113262A
Authority: JP
Inventors: 篤 ▲高▼田; 恭介大橋; 大地 ▲高▼田; 大和 ▲高▼田
Original assignee: Nano TEM Co Ltd
Current assignee: Nano TEM Co Ltd
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2024-03-01
Anticipated expiration: 2041-07-08
Also published as: JP2023009740A

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、加工面に沿って複数の筒部が並べられた構造を有する。この筒部は、被加工物であるワークを加工するための複数の砥粒を含有する。

特開２０２０－４９５７４号公報

上記特許文献１に記載の砥石では、強度が高く、ワークの加工時に筒部が削られず、ワークに接触する砥粒が鋭利でなくなり、砥石の切れ味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、切れ味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、本発明に係る砥石は、被加工物を研磨又は研削する加工面に並べられ、前記加工面に交わる方向に延び、それぞれ前記加工面の径方向に沿って延び、前記加工面の周方向及び前記径方向に並べられる複数の加工部と、前記複数の加工部の周囲に充填されて前記複数の加工部を保持する保持部と、前記径方向に並ぶ前記複数の加工部を連結する連結部と、備え、前記径方向に並ぶ前記複数の加工部と前記連結部を有する加工シートは、前記径方向に沿う板状に形成され、前記保持部により保持される。

また、前記複数の加工部は、前記径方向に沿って延びる第１仮想線上に配置される複数の第１加工部と、前記第１仮想線の前記周方向の隣に位置し前記径方向に沿って延びる第２仮想線上に配置される複数の第２加工部と、を備え、前記第１加工部及び前記第２加工部は、前記周方向に重ならないように形成されている、ようにしてもよい。

また、前記砥石は表裏対称の板状に形成されている、ようにしてもよい。

本発明によれば、切れ味を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る砥石の底面図である。図１の範囲Ｄを拡大した図である。図１の３－３線の断面図である。

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３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。

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が挿通されている。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１に示すように、砥石１０は円環の板状をなし、表面と裏面の何れかが加工面１０ａとなる。砥石１０は、加工面１０ａに直交する方向に延びる複数の加工部１１と、複数の加工部１１を保持する保持部１９と、を備える。
図１及び図２に示すように、複数の加工部１１は、円形の加工面１０ａの径方向Ｒに沿って延びる破線状に形成され、加工面１０ａの周方向Ｃに並べられる。複数の加工部１１は、径方向Ｒ及び周方向Ｃに千鳥状に配列されている。各加工部１１は削られながら被加工物Ｗを研磨又は研削する。各加工部１１は、加工面１０ａの径方向Ｒ及び回転軸Ｏに沿う方向に延びる平板状をなす。各加工部１１は、それぞれ同一の形状及びサイズで形成されている。加工面１０ａに占める複数の加工部１１の面積の割合は、１０％以下に設定されている。これにより、複数の加工部１１の被加工物Ｗへの加工圧力を高めることができる。図３に示すように、各加工部１１の回転軸Ｏに沿う方向の両端部がそれぞれ砥石１０の表面と裏面に露出する。

図２に示すように、複数の加工部１１は、第１仮想線Ｌ１上に配置される複数、本例では２つの第１加工部１１ａと、第２仮想線Ｌ２上に配置される複数、本例では２つの第２加工部１１ｂと、を備える。第１仮想線Ｌ１及び第２仮想線Ｌ２は、それぞれ加工面１０ａ上に径方向Ｒに沿って延び、周方向Ｃに等角度間隔で交互に並べられる。
複数の第１加工部１１ａ及び複数の第２加工部１１ｂは、周方向Ｃに重ならないように形成されている。すなわち、径方向Ｒにおける第１加工部１１ａと第２加工部１１ｂの間には、隙間として非重複領域Ｓｋが形成されている。非重複領域Ｓｋが形成されることにより、加工面１０ａに占める複数の加工部１１の面積の割合が小さくなる。これにより、各加工部１１の被加工物Ｗへの加工圧力が高まり、加工時に各加工部１１が削られて、鋭利な砥粒１５（図３参照）が露出し、砥石１０の切れ味が高まる。

図１に示すように、複数の加工部１１は、周方向Ｃに等角度間隔で並ぶ複数の第３加工部１１ｃ及び複数の第４加工部１１ｄを備える。複数の第３加工部１１ｃと複数の第４加工部１１ｄは径方向Ｒにおいて隣に配列される。複数の第３加工部１１ｃは、複数の第４加工部１１ｄに対して周方向Ｃにずれた位置に設けられる。各第３加工部１１ｃは、周方向Ｃにおいて各第４加工部１１ｄの中央に配置される。

図３に示すように、保持部１９は、加工面１０ａの全域にわたって形成され、複数の加工部１１を保持する。保持部１９は各加工部１１の周囲に充填される。各加工部１１の先端部が加工面１０ａに露出した状態で各加工部１１が保持部１９に埋め込まれている。本例では、各加工部１１の先端部と後端部が砥石１０の両面に露出しており、砥石１０が表裏対称に形成されている。
保持部１９は、加工部１１よりも外力により変形しやすく、かつ加工時に加工部１１よりも摩耗しやすい材質により形成される。保持部１９は、例えば、樹脂又はセラミックからなる。保持部１９は、流体が通過不能に形成されてもよいし、流体が通過可能な多孔質で形成されていてもよい。

加工部１１は、図３の下部に拡大して示すように、複数の砥粒１５と、結合材１６と、を備える。複数の砥粒１５は結合材１６内に分布している。砥粒１５は、例えば、ダイヤモンドである。なお、砥粒１５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１５は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は溶融アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、若しくはこれらを混合したものであってもよい。結合材１６は、内部に複数の砥粒１５を保持する。結合材１６は、ニッケル、鉄、アルミニウム、銅等の金属、アルミニウム合金、青銅等の合金、フエノール樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂又はセラミック等により形成されている。

（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を研磨又は研削する加工面１０ａに並べられ、加工面１０ａに交わる方向、例えば、加工面１０ａに直交する方向に延びる複数の加工部１１を備える。複数の加工部１１は、それぞれ加工面１０ａの径方向Ｒに沿って延びる板状をなし、加工面１０ａの周方向Ｃ及び径方向Ｒに並べられている。
この構成によれば、各加工部１１の被加工物Ｗへの加工圧力を高めることができる。このため、加工時に各加工部１１が削られて、各加工部１１に含まれる鋭利な砥粒１５が被加工物Ｗに対して露出して、砥石１０の切れ味を向上させることができる。

（２）複数の加工部１１は、径方向Ｒに沿って延びる第１仮想線Ｌ１上に配置される複数の第１加工部１１ａと、第１仮想線Ｌ１の周方向Ｃの隣に位置し径方向Ｒに沿って延びる第２仮想線Ｌ２上に配置される複数の第２加工部１１ｂと、を備える。第１加工部１１ａ及び第２加工部１１ｂは、周方向Ｃに重ならないように形成されている。
この構成によれば、加工面１０ａに占める加工部１１の面積を小さくすることができる。このため、各加工部１１の被加工物Ｗへの加工圧力を高めることができ、砥石１０の切れ味を向上させることができる。

（３）砥石１０は、複数の加工部１１の周囲に充填されて複数の加工部１１を保持する保持部１９を備える。砥石１０は表裏対称の板状に形成されている。
この構成によれば、砥石１０の取り扱いが簡単となり、砥石１０の裏表を間違えることがない。

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、砥石１０は、径方向Ｒに並ぶ複数の加工部１１を含む加工シート１１ｓ（図２参照）を有していてもよい。加工シート１１ｓは、径方向Ｒに並ぶ複数の加工部１１を連結する複数の連結部１１ｒを備える。連結部１１ｒは、保持部１９と同様の材質からなり、加工部１１と同一平面上に位置する板状をなす。複数の加工シート１１ｓは、周方向Ｃに等角度間隔で配置されてもよい。保持部１９は、複数の加工シート１１ｓの間に配置され、複数の加工シート１１ｓを保持してもよい。
以上、説明した変形例によれば、以下の効果を奏する。
砥石１０は、径方向Ｒに並ぶ複数の加工部１１、及び径方向Ｒに並ぶ複数の加工部１１を連結する連結部１１ｒを有し、径方向Ｒに沿う板状に形成され、保持部１９により保持される加工シート１１ｓを備える。
この構成によれば、各加工部１１を位置精度高く並べることができる。

上記実施形態においては、第１仮想線Ｌ１上に２つの第１加工部１１ａが並べられていたが、第１仮想線Ｌ１上に並べられる第１加工部１１ａの数は、これに限らず、１つ又は３つ以上であってもよい。第２仮想線Ｌ２上に並べられる第２加工部１１ｂの数も、これと同様に、１つ又は３つ以上であってもよい。

上記実施形態においては、複数の加工部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。例えば、上記実施形態においては、第１加工部１１ａ及び第２加工部１１ｂは、各仮想線Ｌ１，Ｌ２上に破線状に配置されていたが、これに限らず、各仮想線Ｌ１，Ｌ２上に一点鎖線状又は二点鎖線状に配置されてもよい。
上記実施形態における非重複領域Ｓｋが省略され、第１加工部１１ａ及び第２加工部１１ｂが径方向Ｒに重なって形成されてもよい。また、複数の第１加工部１１ａと複数の第２加工部１１ｂの何れか一方が省略されてもよい。
また、上記実施形態における保持部１９が省略されてもよい。この場合、各加工部１１の後端部がベース基板に接着剤で固定されてもよい。
さらに、砥石１０は表裏非対称で形成されてもよい。
また、各加工部１１は、加工面１０ａに対して傾斜していてもよい。
また、加工部１１は複数の砥粒１５を含有していなくてもよい。この場合、加工部１１は超硬合金等の金属からなる。

１砥石ユニット
１０砥石
１０ａ加工面
１１加工部
１１ａ第１加工部
１１ｂ第２加工部
１１ｃ第３加工部
１１ｄ第４加工部
１１ｒ連結部
１１ｓ加工シート
１５砥粒
１６結合材
１９保持部
２０砥石ホルダー
２５シャフト
２７モータ
Ｃ周方向
Ｌ１第１仮想線
Ｌ２第２仮想線
Ｏ回転軸
Ｒ径方向
Ｗ被加工物
Ｓｋ非重複領域

Claims

被加工物を研磨又は研削する加工面に並べられ、前記加工面に交わる方向に延び、それぞれ前記加工面の径方向に沿って延び、前記加工面の周方向及び前記径方向に並べられる複数の加工部と、
前記複数の加工部の周囲に充填されて前記複数の加工部を保持する保持部と、
前記径方向に並ぶ前記複数の加工部を連結する連結部と、備え、
前記径方向に並ぶ前記複数の加工部と前記連結部を有する加工シートは、前記径方向に沿う板状に形成され、前記保持部により保持される、
砥石。
前記複数の加工部は、
前記径方向に沿って延びる第１仮想線上に配置される複数の第１加工部と、
前記第１仮想線の前記周方向の隣に位置し前記径方向に沿って延びる第２仮想線上に配置される複数の第２加工部と、を備え、
前記第１加工部及び前記第２加工部は、前記周方向に重ならないように形成されている、
請求項１に記載の砥石。
前記砥石は表裏対称の板状に形成されている、
請求項１又は２に記載の砥石。