JPH0469155A - 研磨用ワイヤソー - 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、例えばアルミナセラミックスからなる光フア
イバケーブル用ジヨイント、あるいはセラミックス製Ｉ
Ｃボンディングワイヤ用ダイスやダイヤモンドダイス等
の研磨に採用されるワイヤソーに関し、特に被研磨面の
平滑度を向上できるとともに、研磨工具の寿命を向上で
きるようにしたワイヤの構造に関する。

〔従来の技術〕

光ファイバケーブル用ジヨイントは、硬質のアルミナセ
ラミックスからなる円柱体の軸芯にファイバケーブルが
挿入される細孔を形成した構造となっている。この細孔
は直径０．１鶴φ程度の小径であり、しかも孔径の寸法
精度、及び内周面の平滑度が要求されることから、上記
細孔内を研磨加工している。このようなジヨイントの細
孔内を研磨加工するには、従来、種線の金属線材からな
る研磨用ワイヤを上記ジヨイントの細孔内に挿入すると
ともに、該ワイヤを所定の張力で緊張状態に張設し、上
記ジヨイントの細孔内に砥粒を供給しながら、該ジヨイ
ントを回転させつつ軸方向に移動させることにより行っ
ている。

ところで、上記研磨用ワイヤには、できるだけ線径か細
く、しかも引張強度の大きいものが要求されることから
、従来、ピアノ線、タングステン線等の単線が使用され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来の研磨用ワイヤを用いたワイヤソ
ーでは、被加工面の平滑度が低いという問題点があり、
また該ワイヤの摩耗が早く工具寿命が短いという問題点
がある。

本発明は上記従来の状況に鑑みてなされたもので、被研
磨面の平滑度を向上できるとともに、ワイヤの寿命を向
上できる研磨用ワイヤソーを提供することを目的として
いる。

〔問題点を解決するための手段〕

本件発明者らは、上記従来のワイヤソーでは被加工面の
平滑度が低く、しかもワイヤの寿命が短い点について検
討し、ワイヤの表面硬度が高いほど被加工面の平滑度が
低くなり、しがもワイヤの摩耗が早く寿命が短いことを
見い出した。そしてこれらの原因についてさらに研究し
、ワイヤの表面硬度があまり高いと、ワイヤと被加工面
との間に介在する砥粒が被加工面を過剰に削りとってし
まい、平滑度の向上に限度が生じる点、及び上記介在に
する砥粒がワイヤ自体をも削ることとなり、ワイヤの寿
命が短くなる点を見い出した。一方、ワイヤとして表面
硬度の低いものを選択すると、ワイヤに必要な極細、高
強度という基本特性を確保できない。これらの点からワ
イヤ自体は高硬度。

高強度のものを選択し、何らかの方法でその表面硬度を
緩和させることにより上記砥粒による問題を回避できる
ことに想到し、本発明を成したものである。

そこで本発明は、研磨用ワイヤを、所定の張力を作用さ
せた状態で、砥粒とともに被加工面に当接移動させるこ
とにより該被加工面を研磨加工する研磨用ワイヤソーに
おいて、上記ワイヤが、ピアノ線、タングステン線、あ
るいは低炭素二相組織鋼線のいずれかの単線又は撚り線
からなり、かつ外表面の少なくとも一部に樹脂被覆層が
形成されていることを特徴としている。

ここで、樹脂被覆層を形成したのは、上述の知見に基づ
き、ワイヤの表面硬度を緩和させるためである。即ち、
ワイヤ、被加工面間に介在する砥粒の被加工面への過剰
な食い込みを樹脂被覆層の弾性によって緩和すること、
及び上記砥粒がワイヤ自体を削ってしまうのを樹脂被覆
層によって緩和することをねらいとしている。

また、少なくとも一部に樹脂被覆層を形成するとは、ワ
イヤの表面の一部は露出していても良いとの意味である
。樹脂被覆すると、上述のように平滑度、寿命は向上す
るが、これと引き換えに加工速度が低下する懸念がある
。ワイヤの表面の一部を露出させると、このような加工
速度の低下を抑制できる。なお、上記樹脂としては、例
えばポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等の熱可
塑性樹脂等を採用できる。

また、上記研磨用ワイヤとして、ピアノ線、タングステ
ン線、あるいは低炭素二相組織Ｉｌ線を採用したのは、
以下の理由からである。

即ち、上記研磨用ワイヤを構成する金属線材は、張力に
対して高強度であると同時にできるだけ線径の小さいこ
とが必要であり、さらに加工精度の向上、加工ロスの減
少を図るとともに、加工面に与える影響を軽減すること
が必要である。これらの特性を満足させるにはピアノ線
、タングステン線、低炭素二相組織鋼線が最適である。

ここで、上記低炭素二相組織鋼線は本件出願人が先に提
案したものであり、これは重量％でＣ：０．０１〜０．
５０％、Ｓｉ：３．０％以下、Ｍｎ：５．０％以下、残
部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる線径３．０〜６．０
鰭の線材を一次熱処理、及び−次冷間伸線、二次熱処理
、及び二次冷間伸線により線径１２０μ−以下に強加工
して製造されたものである。

なお、かかる製造方法は特開昭６２〜２０８２４号公報
に記載されている。上記方法により製造された低炭素二
相組′ｍ′ｌＡ線からなる金属種細線は、上記強加工に
よる加工セルが一方向に繊維状に配列された繊維状微細
金属組織を有しており、かつ上記加工セルの大きさ、ｍ
維間隔が５〜１００人、５０〜１０００人であり、さら
に引張強度が３００〜６００　ｋｇ／　酋”以上である
。このような低炭素二相組織鋼線を金属線材として採用
した場合は、ピアノ線、タングステン線よりさらに線径
を小さくしなから引張強度、ｉＪＪ性を向上できる。

さらに、上記低炭素二相組織鋼線、ピアノ線等の表面に
Ｎｉめっきを被覆するのが望ましい、このＮｉめっき皮
膚層を形成することにより、例えば線径１６０μ−以下
の金属極細線を採用した場合の素線の活性度を抑制でき
るとともに、自己潤滑性、及び耐蝕性を向上でき、しか
も樹脂との密着性、接着性を向上できるからである。

〔作用〕

本発明に係る研磨用ワイヤソーによれば、ワイヤの外表
面に樹脂被覆層を形成したので、この樹脂被覆層によっ
てワイヤの表面硬度を緩和できることとなり、砥粒によ
る被煎工面への過剰な食い込みを回避できるとともに、
ワイヤ表面自体の削り取りを抑制できる。その結果被加
工面の研磨族を防止して平滑度を向上できるとともに、
ワイヤ自体の摩耗を低減して寿命を延長できる。

また、本発明では、研磨用ワイヤとしてピアノ線、タン
グステン線、低炭素二相組織鋼線を採用したので、例え
ば細孔内を研磨する際のワイヤの線径を小さくしなから
引張強度を確保できる。特に低炭素二相組織ａｍを採用
した場合は、上述のメカニズムで説明したように、線径
１００μ−以下で、かつ引張強度が３００〜６００　ｋ
ｇ／鶴２という超高強度を有する１、従って、上記低炭
素二相組織鋼線を採用することにより、ピアノ線、タン
グステン線の場合よりさらにワイヤとしての特性を向上
できる。

Ｃ実施例〕 以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例による研磨用
ワイヤソーを説明するための図であり、本実施例ではア
ルミナセラミックスからなる光フアイバケーブル用ジヨ
イントを研磨加工する場合を例にとって説明する。

図において、１は研磨用ワイヤソーであり、これは研磨
ワイヤ２の一端を固定するとともに、他端に重りＷを付
加することにより上記ワイヤ２に所定の張力を作用させ
て構成されている。また、３はアルミナセラミックスか
らなる光フアイバケーブル用ジヨイントであり、これの
軸芯には細孔３ａがｊｉｒｉ！ｌ形成されており、該細
孔３ａ内に上記ワイヤ２が挿入されている。この細孔３
ａ内に砥粒４を供給しながら、上記ジヨイント３を軸方
向に移動させつつ回転させることにより、上記細孔３ａ
内を研磨加工するものである。

上記ワイヤ２は、単線の低炭素二相＆ｌｌ銅鋼線からな
り、これは上述の組成を存し、上述の製造方法により製
造されたものである。ＷＪち、上記低炭素二相組織鋼Ｎ
ａ５は上述した強加工により生じた加工セルが一方向に
繊維状に配列された繊維状微細金属組織を有しており、
かつ上記加工セルの大きさ、繊維間隔がそれぞれ５〜１
００人、５０〜１０００人であり、さらに引張強度が３
００〜６００　ｋｇ／　ｔｍ”である。

また上記低炭素二相組織鋼線５の外表面にはＮｉめっき
被覆層６が形成されており、このＮｉめっき被覆層６は
上記線材にめっき処理を行い、しかる後冷間伸線加工す
る際に同時に塑性加工されたものである。

そして、上記低炭素二相組織鋼線５のＮｉめっき被覆層
６の外表面には、例えばポリエステル等の熱可塑性樹脂
からなる樹脂被覆層７が形成されている。この樹脂被覆
層７は上記低炭素二相組織鋼ｗａ５を樹脂浴中に浸漬し
、しかる後乾燥させて形成されたものであり、これによ
り本実施例の研磨用ワイヤ２が構成されている。

このように本実施例によれば、低炭素二相組織鋼線５の
表面にＮｉめっき被覆層６を形成し、さらにこれの表面
に樹脂被覆層７を形成して研磨用ワイヤ２を構成したの
で、この樹脂被覆層７によってワイヤ２の表面は軟らか
くなっている。そのため、上記砥粒４の細孔３ａ表面へ
の過剰な食い込みが、上記樹脂被覆層７の弾性によって
緩和され、被加工面における研摩痕の発生を抑制でき、
ひいては平滑度を向上できる。また砥粒４による低炭素
二相組織鋼Ｎａ５表面白体の削り取りを抑制してワイヤ
の摩耗を低減でき、それだけ工具寿命を延長できる。

また、本実施例では、研磨用ワイヤ２として低炭素二相
組織鋼線５を採用したので、線径１０〜１００μｍで引
張強度３００〜６００　ｋｇ／■２と極めて高強度を有
しており、それだけワイヤ２を小径化しながら張力に対
する引張強度を向上できる。

さらに、本実施例では、低炭素二相組織鋼線５の表面に
Ｎｉめっき被覆層６を形成したので、鯖等を防止しなが
ら、樹脂被覆層７との密着性を向上できる。

第４図は本発明の第２実施例による研磨用ワイヤを説明
するための図である。

本実施例の研磨用ワイヤ１０は、Ｎｉめっき被覆層６が
形成された低炭素二相組織鋼線５を７本撚り合わせて撚
り線１１を形成し、これの外表面に樹脂被覆層１２を形
成して構成されており、これにより上記ワイヤ１０の断
面形状は円形になっている。

本実施例によれば、上記撚りｗＡｌｌに樹脂被覆層１２
を形成したので、上記実施例と同様の効果が得られると
ともに、低炭素二相組織鋼線５を撚り線化した分だけ引
張強度をさらに向上できる。

第５図は本発明の第３実施例による研磨用ワイヤを示す
図である。この研磨用ワイヤ１５は、上記低炭素二相組
織鋼ＭＡ５を撚り合わせてなる撚り線１１の外表面に沿
って樹脂被覆層１６を形成して構成されており、これに
より上記ワイヤ１５の表面形状は凹凸状になっている。

このような凹凸状の樹脂被覆層１６を形成するには、＃
ＭｙＮ液の粘度を低く設定し、かつ厚さを薄くすること
により実現できる。

この実施例においても、上記実施例と同様の効果が得ら
れるとともに、樹脂被覆層１６の表面積が増大した分だ
け砥粒の介在を増やすことができ、加工速度を向上でき
研磨時間を短縮できる。

なお、上記実施例では撚り線１１の外表面に樹脂被覆層
１２を形成した場合を説明したが、上記単線の低炭素二
相組織鋼線５の表面に樹脂を被覆し、これを複数本撚り
合わせて撚り線を形成してもよい。

第６図は本発明の第４実施例による研磨用ワイヤを示す
図である。この研磨用ワイヤ２０は・表面に樹脂被覆層
７を形成した３本の低炭素二相組織鋼線５と、樹脂を被
覆していない４本の裸線の低炭素二相組織鋼、％１５と
を撚り合わせて撚り線２１を形成して構成されている０
本実施例によれば、上記ワイヤ２０の表面の一部に樹脂
被覆層７を形成したので、該樹脂被覆層７部分が被加工
面の平滑度を向上させるとともに、該ワイヤ２０の寿命
を延長し、裸線部分が研磨速度を向上させることとなる
。

なお、ワイヤの一部に樹脂被覆層を形成し、残りの部分
を裸線にする構造として、第７図に示す構造も採用でき
る。これは樹脂被覆層１２の径を撚り線１１の径と同じ
にした例である。この例では、低炭素二相組ｍＳｔ線５
同士の間の部分のみに樹脂が存在しており、該鯛ｗＡ５
の一部は露出している。

次に、上述した第１〜第４実施例における各研磨用ワイ
ヤ２，１０，１５．２０を採用し、これによる平滑度、
工具寿命向上効果を確認するために行った実験について
説明する。

この実験は、ます線径約９０μｍの上記各研磨用ワイヤ
２．１０．１５．２０を採用し、これを第１図に示すよ
うに所定の張力を作用させてジヨイント３の細孔３ａ内
を研磨加工し、該細孔３ａ内の平滑度、ワイヤの寿命、
及び加工速度（研磨時間）について評価した。また、上
記ジヨイント３は外径２．９鶴φ×長さ１１．８鶴の高
純度Ａ　ｌ　ｚ　Ｏ３セラミックス円柱体の軸芯に０．
１鶴φの細孔を形成したものを採用した。さらに加工条
件は、上記ジッンイトの回転速度を１５００ｒｐｍ、ス
トローク数を６０回／５ｉｎ（２４ｍ）、加工時間を１
０〜６０ｍ１ｎ、送り速度を１．８日／　−ｉ　ｎ　＋
　引張荷重を６２０ｇとし、砥粒径３〜８μｍ、砥粒混
合比１０ｖｏ　ｊ！％とした。また加工方法として遊離
砥粒方式を採用した。

なお比較するために、裸線の低炭素二相組織鋼線の撚り
線、タングステン線、及びピアノ線の単線についても同
様の実験を行った。

表はその結果を示す０表中、嵐１〜Ｎ４はそれぞれ上記
第１〜第４実施例に対応した本実施例ワイヤを示す、ま
た−５〜ｌｌ＆ｔ７は比較例ワイヤを示す、また、平滑
度、工具寿命、及び加工速度の評価として、特に優れて
いる◎印、優れているＯ印、良好Δ印、若干劣るＸ印で
表した。

同表からも明らかなように、比較例ワイヤは（嵐５〜嵐
７）、いずれも平滑度、工具寿命は良好、または若干劣
るという結果であった。なお、各比較例ワイヤ（裸線）
の直径を３０分間研磨加工した後測定したところピアノ
線、タングステン線、低炭素二相組織鋼線とも２〜４μ
ｍの摩耗が認められた。これは裸線のままでは砥粒によ
り削られる易くなっていることから、これが工具寿命に
影響しているものと考えられる。また、低炭素二相組織
鋼線の撚り線（患５）は、加工速度が極めて向上してお
り、これは該線材自体の強度が高いことから得られる効
果であると考えられる。

これに対して、本実施例ワイヤは（ｍｌ〜胤４）、いず
れも平滑度、寿命の点で特に優れた結果が得られている
。また、本実施例ワイヤのｈ３磁４では、加工速度にお
いても優れた結果が得られている。これは樹脂層部分で
平滑度及び寿命が向上し、裸線部分で研磨量が増大した
ためであると考えられ、これにより生産性の向上が可能
となる。なお、上記各実施例ワイヤにおいて３０分間研
磨加工した後、ワイヤ径を測定したところ、摩耗はほと
んど見られなかった。

［発明の効果〕 以上のように本発明に係る研磨用ワイヤソーによれば、
研磨用ワイヤを、ピアノ線、タングステン線、あるいは
低炭素二相組織鋼線のいずれかの車線又は撚り線から構
成し、該単線、１＝り線の外表面の少なくとも一部に樹
脂被覆層を形成したので、被加工面の平滑度を向上でき
るとともに、ワイヤの寿命を延長できる効果があり、ま
たワイヤの線径を小さくしなから引張強度を確保できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例による研磨用
ワイヤソーを説明するための図であり、第１図はその研
磨加工状態を示す概略構成図、第２図はその光フアイバ
ケーブル用ジヨイントの断面図、第３図はその研磨用ワ
イヤの断面図、第４図（ａ）及び第４図（ｂ）はそれぞ
れ第２実施例の研磨用ワイヤを示す断面図及び側面図、
第５図は第３実施例の研磨用ワイヤを示す断面図、第６
図は第４実施例の研磨用ワイヤを示す断面図、第７図は
研磨用ワイヤの変形例を示す断面図である。 図において、１は研磨用ワイヤソー、２．１０゜１５．
２０は研磨用ワイヤ、３はジツィント（被加工面）、４
は砥粒、５は低度素二相組！１ｊｌｌｋｌＡ、７．１２
．１６は樹脂被覆層、１１．２１は撚り線である。 特許出願人　　　　　株式会社　神戸製鋼所代理人　弁
理士　　　下布　　努 第 図 第３ 図 第５ 図 第６ 図 第４図 （ａ） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）研磨用ワイヤを、所定の張力を作用させた状態で
   、砥粒とともに被加工面に当接移動させることにより該
   被加工面を研磨加工する研磨用ワイヤソーにおいて、上
   記ワイヤが、ピアノ線、タングステン線、あるいは引張
   強度３００ｋｇ／ｍｍ＾２以上の低炭素二相組織鋼線の
   いずれかの単線又は撚り線からなり、かつ外表面の少な
   くとも一部に樹脂被覆層が形成されていることを特徴と
   する研磨用ワイヤソー。