JPH01205981A - 内周刃およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、切れ刃の緊張手段が施されている内周刃およ
びその製造方法に関するものである。

【従来の技術〕

フェライト、半導体基板、シリコンインゴット等の切断
や溝加工を精密に行うカッターとして内周刃が広く利用
されている。この内周刃は第９図に示すように、ステン
レスや鉄製材料からなる環状の基台１の内周端縁にダイ
ヤモンド、ホラシン、ＣＢＮ等の微細な砥粒２を電鋳等
の手段によって電着して切れ刃３を形成したものである
。

この種の内周刃を用いて精密加工を行う場合、切れ刃３
の振れを防止する必要がある。この切れ刃３の振れを防
止するため、従来においては基台１の外周端縁部に複数
の穴４を円周等間隔に設け、加工装置に内周刃を取り付
ける際に、穴４を利用して内周刃に半径方向の外側に向
けて張力Ｆをかけ、切れ刃３を緊張状態に維持していた
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のように、内周刃に張力Ｆを加えて
切れ刃３を緊張させる場合、各式４に作用する引張力を
均一に調整するのが難しく、切れ刃に歪みが生じたり、
内周刃の心がずれてしまう等の問題が生じやすく、この
ような問題を生じないようにするには、熟練した者が長
時間かけて調心作業を行わなければならないという不便
があった。

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもの
であり、その目的は、前記切れ刃の困難な緊張作業を行
うことなく切れ刃の緊張状態を達成でき、しかも内周刃
の面倒な調心作業を行うことなく内周刃を正しく加工装
置に装着することができる内周刃と、その内周刃の製造
方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の内周刃は第１に、内
周端縁部に砥粒切れ刃が電着によって形成されている環
状の切れ刃形成板と、この切れ刃形成板の外周端縁部側
に連接されて該切れ刃形成板を保持する環状の基台とを
有する内周刃において、前記切れ刃形成板と基台とは線
膨張係数の異なる材料によって形成されていることを特
徴として構成されており、また、本発明の内周刃は第２
に、内周端縁部に砥粒切れ刃が電着によって形成されて
いる環状の切れ刃形成板と、この切れ刃形成板の外周端
縁部側に連接されて該切れ刃形成板を保持する環状の基
台とを存する内周刃において、基台の表面には環状の溝
が形成され、その溝内に内周刃の使用状態で切れ刃を緊
張させる緊張リングが嵌合固定されていることを特徴と
して構成されている。

さらに、本発明の内周刃の製造方法は第１に、環状をし
た基台の一方側の表面に該基台と線膨張係数の異なる金
属層を電着により形成して切れ刃形成板を設け、次に、
基台の内周領域を溶解除去して切れ刃形成板を露出させ
、該切れ刃形成板の内周端縁部に砥粒を電着することを
特徴として構成されており、また、本発明の内周刃の製
造方法は第２に、環状をした基台の一方側の表面に該基
台と線膨張係数の異なる金属を母体金属とした砥粒層を
電着により形成して切れ刃形成板を設け、次に基台の内
周領域を溶解して切れ刃形成板を露出することを特徴と
して構成されている。

〔作用〕

本発明の内周刃は基台と切れ刃形成板との線膨張係数が
異なっており、例えば、基台の線膨張係数が切れ刃形成
板のそれよりも大きいときは、内周刃としての使用温度
よりも低い温度で切れ刃形成板を電着形成すれば、内周
刃の使用時には電着形成時よりも温度が上昇するので、
基台の方が切れ刃形成板よりも大きく膨張する。したが
って、切れ刃形成板は外側に向けて引っ張られることと
なり、自動的に切れ刃の緊張状態が確保される。

また、基台の線膨張係数が切れ刃形成板のそれよりも小
さいときは、内周刃としての使用温度よりも高い温度で
切れ刃形成板を電着形成すれば、内周刃の使用時には電
着形成時よりも温度が低下するので、切れ刃形成板の方
が基台よりも大きく縮もうとする。ところが、基台は切
れ刃形成板よりも縮み量が小さいから、この基台の内側
に連接されている切れ刃形成板は基台によって半径方向
に引っ張られることとなり、切れ刃の緊張状態が自動的
に得られることになる。

さらに、基台に環状の溝を設け、その溝内に切れ刃形成
板を緊張させる緊張リングを嵌め込んだ内周刃において
は、この緊張リングが切れ刃形成板を引っ張る方向に作
用するから、同様に、切れ刃の緊張状態が得られること
になる。

〔実施例〕

以下、本発明の内周刃およびその製造方法に関する実施
例を図面に基づいて説明する。

第１図には本発明に係る内周刃の第１の実施例を示す斜
視図が示されている。

同図において、内周刃は円環状の基台１と、この基台１
の内端側に連接する円板環状の切れ刃形成板５と、この
切れ刃形成板５の内周端縁部に電着された砥粒切れ刃３
とからなる。本発明では、基台１と切れ刃形成板５とを
異なる線膨張係数の材料によって形成することを特徴と
しており、この第１の実施例では基台１をアルミニウム
材料で形成し、切れ刃形成４Ｊｉ　５をアルミニウムよ
りも線膨張係数の小さいニッケル金属によって形成して
いる。

第２図には前記第１の実施例の内周刃の製造方法が示さ
れており、以下、これについて説明する。同図（ａ）に
示すように、基台ｌの素材として中心孔７を有するアル
ミニウム装の円板が使用され、第２図（ｂ）に示すよう
に、この円板の片面側にニッケル金属を電鋳により析出
成長させ切れ刃形成板５を形成する。木筆１の実施例妃
おいては、この電鋳処理は内周刃の使用温度よりも低い
温度で行うことが重要である。この電タノを方法は公知
の手段によって行われる。例えば、基台１のメツキ形成
面８を除いた他の表面を絶縁物で被覆し、その基台１を
、例えば、硫酸ニッケルを含む電鋳浴液中に浸漬し、基
台ｌを母型としてメツキ処理を行うことにより、メツキ
形成面８にニッケル金属が析出成長して切れ刃形成板５
が形成される。この状態で前記絶縁物を除去すれば、第
２図（ｂ）の状態となる。

次に、第２図（Ｃ）に示すように、基台ｌのメツキ形成
面８と反対側の面の外周端縁部および外周側面に絶縁層
１０を設け、基台１をアルミニウム溶解液（カセイソー
ダ２０％水溶液）中に入れれば、基台１の中央部のアル
ミニウムが溶解除去され、切れ刃形成板５が露出する。

この状態で、切れ刃形成板５の内周端縁部を除いた他の
部分を絶縁物で覆い、基台１を、例えば、硫酸ニッケル
と、ダイヤモンド、ホラシン、ＣＢＮ等、適宜の微細砥
粒との混合電鋳浴液中に浸漬して電鋳処理を行うことに
′より、切れ刃形成板５の内周端縁部に砥粒２が電着さ
れ、切れ刃３が形成される。この切れ刃３の形成後、前
記絶縁物を除去すれば・目的とする第１図の内周刃が得
られることになる。また、切れ刃３と切れ刃形成板５と
を同時に成長させる方法も知られている。すなわち、メ
ツキ形成面８の内周縁部に予めダイヤモンド等の砥粒を
適宜堆積しておき、この状態で、メツキ形成面８にニッ
ケル金属を析出させれば切れ刃形成板５と、切れ刃３と
が同時に形成される。

さらに、切れ刃形成板５の内周Ｏ：ｉ縁部に砥粒２を電
着させる場合、第３図に示すように、切れ刃３の刃先を
厚くすることも可能であり、このように刃先を厚くすれ
ば、内周刃の切削加工時に、被加工物が切れ刃形成板５
の側′面に当たらなくなり、円滑な切削加工が可能とな
る。

この第１の実施例の内周刃を用いて切断や溝切りの加工
を行う場合は、基台ｌを利用して内周刃を加工装置のス
ピンドルに装着する。この装着に際し、基台１は円環状
に形成されているむのであるから、基台ｌの切削等の精
密加工が容易であり、高精度のもとに製作できるので、
前記加工装置に装着する際に、調心作業を特に必要とせ
ず、スピンドルに嵌め込むだけでスピンドルと内周刃と
の心合わせが達成できる。

また、内周刃は切れ刃形成板５の電着時よりも高い温度
で使用されるから、基台ｌと切れ刃形成板５はいずれも
電着時から使用時にかけて膨張する。この場合、基台ｌ
の方が切れ刃形成板５よりも線膨張係数が大きいから、
基台１の方が余分に膨張する。この結果、切れ刃形成板
５は基台１によって半径方向の外側に向けて引っ張られ
るので、切れ刃は緊張状態を維持し、加工時に振れが発
生するということがない、また、切れ刃形成板５は全周
に渡り半径方向に均一な引っ張り力を受けるから、切れ
刃の緊張時に心がずれたり、切れ刃３が歪むということ
もな（、高精度の精密加工が可能になる。

第４図には本発明に係る内周刃の第２の実施例が示され
ている。この第２の実施例の内周刃は切れ刃形成板５を
、ニッケル金属を母体金属とじた砥粒層によって形成し
た点が第１の実施例の場合と異なっており、他の構成は
前記第１の実施例と同様である。

この第２の実施例の内周刃を製造するには、第１の実施
例と同様に、電鋳処理を利用して行われるが、前記第１
の実施例と異なるところは、切れ刃形成板５の電着形成
に際し、基台１をメツキ形成面８以外の面を絶縁処理し
た状態で硫酸ニッケルと砥粒の混合電鋳浴液中に浸漬し
、メツキ形成面８上にニッケル金属を母体金属とした砥
粒層を切れ刃形成板５として析出成長させたことである
、したがって、第２の実施例においては切れ刃形成板５
自体が切れ刃３として機能し、切れ刃形成板５の内周端
縁部に改めて砥粒を電着する作業は省略されることにな
る。

木筆２の実施例は前記第１の実施例と同様に基台１の線
膨張係数が切れ刃形成板５のそれよりも大きいから、内
周刃の使用温度よりも低い温度で切れ刃形成板５を電着
すれば、内周刃の使用時には切れ刃が基台１側に引っ張
られて緊張状態となり、前記第１の実施例と同様に、高
精度の精密加工が可能となる。また、切れ刃形成板５は
砥粒層によって形成されているから、基台１から露出し
ている部分を全てカッター刃として使用できるから、内
周刃の寿命を長くすることができる。

第５図には本発明に係る内周刃の第３の実施例が示され
ている。この第３の実施例は基台ｌをタングステンによ
って形成し、また、切れ刃形成板５をニッケル金属によ
って形成し、該切れ刃形成板５の内周端縁部に砥粒２を
電着して、これを切れ刃３としたものである。

この第３の実施例の内周刃は、例えば、次のように製造
される。

まず、タングステン製の円板環状の中心孔にアルミニウ
ム製のリング１１を嵌合固定して基台１としく第５図（
ａ））　、この基台ｌのメツキ形成面８を除いた他の面
を絶縁物で被覆する６次に、この基台ｌを硫酸ニッケル
を含む電鋳浴液中に浸漬して、内周刃の使用温度よりも
高い温度で電鋳処理を行い、メツキ形成面８にニッケル
金属を析出成長させて切れ刃形成板５を形成する。この
切れ刃形成板５を形成した後、前記絶縁物を除去しく第
５図（ｂ））、基台ｌをアルミニウム溶解液中に浸漬し
て基台１の内周領域、つまり、リング１１を溶解除去す
る（第５図（Ｃ））。この溶解により露出した切れ刃形
成板５の内周端縁部に砥粒２を電着形成することにより
、第５図（ｄ）に示す内周刃が形成される。また、切れ
刃形成板５と切れ刃３とを同時に形成する方法を採用し
てもよいことは言うまでもない、なお、この内周刃の斜
視図は前記第１図と同様の形状となる。

この第３の実施例によれば、切れ刃形成板５の電着形成
時の温度よりも低い温度で内周刃が使用されるから、そ
の内周刃の使用時には基台１と切れ刃形成Ｆｉ５は電着
形成時よりも縮んだ状態にある。この場合、基台ｌより
も切れ刃形成板５の方が線膨張係数が大きいから、基台
１よりも切れ刃形成板５の方がより大きく縮もうとする
。ところが、基台１に保持されてその縮み量が制限を受
けるから、切れ刃形成板５は基台ｌによって半径方向の
外側に一様に引っ張られることとなり、内周刃の使用時
には自動的に切れ刃３が緊張状態に維持され、前記第１
および第２の各実施例と同様な効果を得ることができる
。また、この実施例においてニッケルよりも線膨張係数
の小さい材料としてタングステンを採用したが、例えば
、セラミックスの如く非導電性の線膨張係数の比較的小
さい材料を使用してもよい。この場合、公知の無電解メ
ツキ法により切れ刃形成板を形成することとなる。

第６図には本発明に係る第４の実施例が示されている。

この第４の実施例は、前記第３の実施例とほぼ同様であ
るが、異なるところは、切れ刃形成板５をニッケル金属
を母体金属とする砥粒層によって形成したことである。

この第４の実施例の製造方法は、前記第３の実施例とほ
ぼ同様であり、異なるところは、切れ刃形成板５を、ニ
ッケル金属と砥粒とが混合している電鋳浴液中に浸漬し
て、基台１のメツキ形成面８に砥粒層を析出成長させる
ごとによって、切れ刃形成板５を形成したものであり、
この切れ刃形成板５の形成後に、基台１をアルミニウム
の溶解液中に浸漬してアルミニウム製のリング１１を溶
解除去することは前記第３の実施例の場合と同様である
。

この第４の実施例では切れ刃形成板５の電着を内周刃の
使用温度よりも高い温度で行うから、内周刃の使用時に
は、前記第３の実施例と同様に、線膨張係数の大きい切
れ刃形成板５が線膨張係数の小さい基台ｌによって半径
方向の外側に向けて一様に引っ張られ、切れ刃３の緊張
状態が維持され、前記各実施例の場合と同様に、高精度
の精密加工が可能となる。

第７図および第８図には本発明に係る第５の実施例が示
されている。この第５の実施例は、例えば、前記第１か
ら第４の各実施例によって得られた内周刃の基台ｌの表
面に円環状の溝１２を形成し、この溝１２内に基台１の
伸縮力に抗して切れ刃形成板５を緊張させる緊張リング
１３を嵌合固定し、切れ刃３の緊張状態を達成しようと
するものである。この緊張リング１３の材料は切れ刃形
成板５の材料と異なってもよく、また同一のものであっ
てもよい。

この緊張リング１３の材料が切れ刃形成板５の材料と異
なる場合であって、緊張リング１３の線膨張係数が切れ
刃形成板５の線膨張係数よりも小さい場合（例えば、緊
張リング１３がタングステン、切れ刃形成板５がニッケ
ルの場合）には、内周刃の使用温度よりも高い温度の環
境下で緊張リング１３を環状溝１２に嵌め込めばよい。

このようにすれば、内周刃の使用時には、緊張リング１
３の嵌め合い時の温度よりも低くなるから、切れ刃形成
板５は緊張リング１３よりも縮もうとする。ところが、
緊張リング１３の縮み量は切れ刃形成板５の縮み量より
も小さいから、緊張リング１３によって基台１の縮みが
制限され、その結果、基台１の内周領域が緊張リング１
３側に引っ張られることとなり、これに伴い、切れ刃形
成板５も半径方向の外側に均一に引っ張られることとな
り、終局的に切れ刃３の緊張状態が達成されるのである
。

また、緊張リング１３と基台１との材料が異なる場合で
あって、緊張リング１３の線膨張係数が切れ刃形成板５
のそれよりも大きい場合（例えば、緊張リング１３が銅
、切れ刃形成板５がニッケルの場合）には、内周刃の使
用温度よりも低い環境温度で緊張リング１３を環状ｉ１
ｉ　１２に嵌め込めばよい。この嵌め込みにより、内周
刃の使用時の温度は緊張リング１３の嵌め込み時の温度
よりも高くなっているから、線膨張係数の大きい緊張リ
ング１３は切れ刃形成板５よりも大きく膨張しようとす
る。この結果、基台ｌの内周領域は緊張リング１３によ
って半径方向の外側に引っ張られ、これに伴い切れ刃形
成板５も半径方向の外側に引っ張られて切れ刃３の緊張
状態が達成されるのである。

次に、緊張リング１３と切れ刃形成板５との材料が同一
の場合は、緊張リング１３を基台ｌおよび切れ刃形成板
５よりも冷却した状態で緊張リング１３を環状溝１２に
嵌め込めばよい。このようにすれば、緊張リング１３の
嵌め込み後に、該緊張リング１３は基台ｌと同一温度に
なるまで上昇するが、この温度上昇により、緊張リング
１３は膨張しようとするから、基台１の内周領域を半径
方向の外側に引っ張るように作用する。これに伴い切れ
刃形成板５も半径方向の外側に均一に引っ張られること
となり、切れ刃３の緊張状態が達成されるのである。

なお、本発明は上記各実施例に限定されることはなく、
さまざまな実施の態様を採り得るものであり、例えば、
本実施例では、基台１の線膨張係数の大きい材料として
アルミニウム、線膨張係数の小さい材料としてタングス
テン、セラミックスを使用し、切れ刃形成板５をニッケ
ル金属又はニッケル金属を母体金属とする砥粒層によっ
て形成しているが、本発明は必ずしもこれに限定される
ことがなく、線膨張係数の大小の組み合わせにより他の
材料を任意に組み合わせることが可能である。

また、切れ刃３の刃先を厚くした内周刃の形態例を第１
の実施例の第３図に示したが、他の各実施例においても
、同様に、内周刃の刃先を厚く形成できることは言うま
でもないことである。また、本発明に係る内周刃はガリ
ウムヒ素の如く、インゴットを薄板状に切削する場合に
使用すれば特に有効であるが、この場合、インゴットの
切削面１４を研摩する研摩部を第１０図に示す如く、基
台１の上面に設けることもできる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成したものであるから
、内周刃の使用時に切れ刃を均一な張力状態で緊張させ
ることが可能となり、これにより、内周刃の使用中に切
れ刃が振れたり切れ刃が歪んだりすることがないから、
高精度の精密加工が可能となり、また、面倒な調心作業
を要することなく、内周刃を加工装置のスピンドル等に
軸心を一致させて正しく取り付けることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す内周刃の斜視図、
第２図は同内周刃の製造方法を示す説明図、第３図は砥
粒切れ刃の刃先を厚くした状態の内周刃の一態様図、第
４図は本発明の第２の実施例の内周刃を示す斜視図、第
５図は本発明に係る第３の実施例の内周刃の製造方法を
示す説明図、第６図は本発明に係る第４の実施例の内周
刃の製造過程を示す説明図、第７図は本発明に係る第５
の実施例の内周刃の一態様を示す内周刃の正面図、第８
図は第７図のＡ−Ａ断面図、第９図は従来の内周刃の説
明図、第１０図は研摩部を設けた内周刃の説明図である
。 １・・・基台、２・・・砥粒、３・・・切れ刃、４・・
・穴、５・・・切れ刃形成板、７・・・中心孔、８・・
・メツキ形成面、１０・・・絶縁層、１１・・・リング
、１２・・・環状溝、１３・・・緊張リング、１４・・
・切削面。 出願人　　株　式　会　社　　　デ　ィ　ス　コ代理人
　　弁　　理　　士　　　五十嵐　　　清幕Ｉ凪 旦ｔ７］戯刃 蔓２凪 羊３　目 羊４図 第５日 第６　口 第７図 ４コ ４」 第　Ｂ　図 茶９已 茶ｆＯ因

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）内周端縁部に砥粒切れ刃が電着によって形成され
   ている環状の切れ刃形成板と、この切れ刃形成板の外周
   端縁部側に連接されて該切れ刃形成板を保持する環状の
   基台とを有する内周刃において、前記切れ刃形成板と基
   台とは線膨張係数の異なる材料によって形成されている
   ことを特徴とする内周刃。
2. （２）基台は切れ刃形成板よりも線膨張係数の大きい材
   料によって形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の内周刃。
3. （３）基台は前記切れ刃形成板よりも線膨張係数の小さ
   い材料によって形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の内周刃。
4. （４）環状をした基台の一方側の表面に該基台と線膨張
   係数の異なる金属層を電着により形成して切れ刃形成板
   を設け、次に、基台の内周領域を溶解除去して切れ刃形
   成板を露出させ、該切れ刃形成板の内周端縁部に砥粒を
   電着することを特徴とする内周刃の製造方法。
5. （５）基台は切れ刃形成板を構成する金属層よりも線膨
   張係数の大きい材料によって形成され、金属層の電着は
   内周刃の使用温度よりも低い温度で行われることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項記載の内周刃の製造方法。
6. （６）基台の少なくとも切れ刃形成板を保持する部分は
   切れ刃形成板を構成する金属層よりも線膨張係数の小さ
   い材料によって形成され、金属層の電着は内周刃の使用
   温度よりも高い温度で行われることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の内周刃の製造方法。
7. （７）環状をした基台の一方側の表面に該基台と線膨張
   係数の異なる金属を母体金属とした砥粒層を電着により
   形成して切れ刃形成板を設け、次に基台の内周領域を溶
   解して切れ刃形成板を露出することを特徴とする内周刃
   の製造方法。
8. （８）基台は切れ刃形成板を構成する砥粒層の母体金属
   よりも線膨張係数の大きい材料によって形成され、砥粒
   層の電着は内周刃の使用温度よりも低い温度で行われる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の内周刃の
   製造方法。
9. （９）基台の少なくとも切れ刃形成板を保持する部分は
   切れ刃形成板を構成する砥粒層の母体金属よりも線膨張
   係数の小さい材料によって形成され、砥粒層の電着は内
   周刃の使用温度よりも高い温度で行われることを特徴と
   する特許請求の範囲第７項記載の内周刃の製造方法。
10. （１０）内周端縁部に砥粒切れ刃が電着によって形成さ
    れている環状の切れ刃形成板と、この切れ刃形成板の外
    周端縁部側に連接されて該切れ刃形成板を保持する環状
    の基台とを有する内周刃において、基台の表面には環状
    の溝が形成され、その溝内に内周刃の使用状態で切れ刃
    を緊張させる緊張リングが嵌合固定されていることを特
    徴とする内周刃。
11. （１１）緊張リングは切れ刃形成板よりも線膨張係数の
    小さい材料によって形成されており、該緊張リングは内
    周刃の使用温度よりも高い温度環境下で基台の環状溝内
    に嵌合されたものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第１０項記載の内周刃。
12. （１２）緊張リングは切れ刃形成板よりも線膨張係数の
    大きい材料によって形成されており、該緊張リングは内
    周刃の使用温度よりも低い温度環境下で基台の環状溝内
    に嵌合されたものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第１０項記載の内周刃。