JPH0482669A - 研削用砥石およびそれを用いた研削方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒等を用いた研
削用砥石に関する。

（従来の技術） 従来から、ダイヤモンド粉末やＣＢＮ粉末等の砥粒を用
いた砥石は、各種超硬材、セラミックス、ガラス、シリ
コンウェハ等の研削に使用されており、用途に応じてカ
ップ型の砥石や外周刃型の砥石等が用いられている。

これら研削用砥石の使用方法をカップ型砥石を例として
説明すると、カップ型砥石と被加工物の双方を回転させ
た状態で接触させ、加工面に対して冷却水を吹き掛けな
がら研削や研磨等の表面加工を行うことが一般的である
。

上記冷却水は、砥石および被加工物双方の冷却、切り屑
や脱落した砥粒の排除、研削抵抗の減少等を目的とする
ものであり、例えばカップ型砥石の場合には、カップ型
砥石と被加工物とが面接触している加工面に対して外部
から冷却水を供給し、また外周刃型砥石の場合には、砥
石の切先に対して外部から冷却水を供給している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したような外部から冷却水を加工面
に供給する方法では、カップ型砥石において加工効率を
向上させるために砥粒層の幅を広く設定した場合や、外
周刃型砥石において切り込み量や外周径を大きく設定し
た場合に、加工面に対して冷却水を十分に浸透させるこ
とが困難となるという問題が発生している。

冷却水の加工面に対する供給が不十分となると、研削抵
抗が増大したり、砥石の目詰りか発生して加工効率が低
下し、さらには焼き付き等が生じて不良品の発生率が増
大してしまう。

特に、カップ型砥石においては、砥粒層の幅が狭小の砥
石と同程度の加工しろしか設定できなくなり、砥粒層の
幅を広くした効果が得られなくなってしまう。また、外
周刃型砥石の場合には、冷却水の浸透が不十分となるこ
とによって、結合材の劣化や形状不良を招き、砥石の寿
命が大幅に短くなるといった問題も生じてしまう。

本発明は、このような課題に対処するためになされたも
ので、例えば砥粒層の幅を広く設定したような場合や切
り込み量を大きく設定した場合においても、加工面に対
して確実に冷却媒体を供給することを可能にした研削性
能に優れた研削用砥石を提供することを目的としており
、また研削抵抗の増大、砥石の目詰り、焼き付き等を防
止することを可能にした研削方法を提供することを目的
としている。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） すなわち本発明の研削用砥石は、台金と、この台金の外
縁部に固着された砥粒層とを具備する研削用砥石におい
て、前記砥粒層による研削方向に向けて開口され、前記
台金表面から前記砥粒層に達するよう前記台金内部に穿
設された冷却媒体供給孔を有することを特徴としている
。また、上記研削用砥石において、前記冷却媒体供給孔
の開口部位置を含んだ溝が前記砥粒層上に設けられてい
ることを特徴としている。

また、本発明の研削方法は、台金の外縁部に砥粒層が固
着された砥石により被加工物を研削するにあたり、前記
砥粒層による研削方向に向けて開口され、前記台金表面
から前記砥粒層に達するよう前記台金内部に設けられた
冷却媒体供給孔から前記被加工物に向けて冷却媒体を射
出しながら、前記被加工物を研削することを特徴として
いる。

（作　用） 本発明においては、研削用砥石内部に冷却媒体供給孔を
設けることにより、この冷却媒体供給孔を介して加工面
に対して直接冷却媒体を供給することを可能にしている
。これにより、砥粒層の幅、砥粒層の外周径、切込み量
等にかかわらず、加工面に対して確実に冷却媒体、例え
ば冷却水や冷却気体を供給および浸透させることが可能
となる。また、砥粒層上に冷却媒体供給孔の開口部位置
を含んだ溝を設けることにより、加工面に対する冷却媒
体の浸透をより確実に行うことが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明の研削用砥石を適用したカップ型砥石
の構成を示す図である。

同図において、１はアルミニウム部材等からなる断面コ
字状の台金であり、中央の四部１ａにフランジ取付は孔
１ｂが設けられている。

上記台金１の開放部側の端面ＩＣ上には、砥粒層２が設
けられている。この砥粒層２は、使用用途に応じて砥粒
の種類や粒度が選定され、また砥粒層２の固着方法も、
金属系結合材を用いたいわゆるメタルボンド、樹脂系結
合材を用いたいわゆるレジンボンド、電着等、各種の方
法を使用することが可能である。上記砥粒としては、一
般的なダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒の他に、セラミッ
クス砥粒等を用いることも可能である。なお本発明は、
砥粒層２の幅が８１以上というような幅を広く設定した
カップ型砥石に適用した際に、特に効果的であるが、砥
粒層２が狭小のものであっても同様な効果が得られる。

上記台金１内には、中央の四部１ａ側面から砥粒層２に
達するように冷却媒体供給孔３か複数設けられている。

この冷却媒体供給孔３は、台金１中央の凹部１ａ側面か
らＬ字状に砥粒層２まで貫通されて設けられており、冷
却媒体の導入部となる凹部１ａ側の開口部３ａは、冷却
媒体の取り込みを容易とするように、扇状に開口されて
いる。

また、冷却媒体の導出部となる砥粒層２側の開口部３ｂ
ａは、砥粒層２の加工面に対して垂直方向に、換言すれ
ば加工方向に対して開口されている。

上記冷却媒体供給孔３の導出部側開口部３ｂは、第２図
に示すように、円形の砥粒層２表面の円周方向に対して
ちどり状に設けられている。これは、同一円周上に開口
部３ｂを連続して設けた場合に、加工面が断続接触とな
ることを防止するためである。これによって、冷却媒体
供給孔３を設けたことによる加工性の低下を防止してい
る。

また、冷却媒体供給孔３の形成位置および数は、第３図
に示すように、砥粒層２の幅および被加工物４に対する
切り込み量Ｘを考慮して、被加工物４との接触面積（加
工面）５（図中、斜線で示す）内に、複数個例えば２個
以上存在するように設定することが好ましい。さらに、
冷却媒体供給孔３の導出部側の開口径は、上記冷却媒体
供給孔３の形成数、砥粒層２の幅、使用する冷却媒体の
種類および量等を考慮して設定するものとするか、あま
り小さいと冷却媒体の供給効果が十分に得られず、逆に
あまり大きくすると加工効率や加工精度の低下を招く恐
れがあるため、直径１１〜１０ｍｍ程度の範囲から選択
することが好ましい。

上記冷却媒体供給孔３の形成数と開口径とは、それぞれ
の値を考慮して設定するものであるが、砥粒層２の実加
工面積を同等と考えた場合には、形成数を増大させた方
が効果的である。

また、上記砥粒層２表面には、冷却媒体供給孔３の導出
部側の開口部３ｂを含む位置に、砥粒層２の内側端部か
ら外側端部に達する溝６が形成されている。この溝６は
、冷却媒体を加工面５に対してより効果的に供給、浸透
させるためのものであり、その幅は冷却媒体供給孔３の
開口部径を考慮して設定されている。なお、一つの溝６
内に複数の冷却媒体供給孔３を開口させるように構成し
てもよい。

上記溝６は、第２図に示したように、直径り方向と溝６
とが成す角θ１が加工時の回転方向（図中、矢印Ａで示
す）と逆側に傾斜するように形成されている。これは、
加工時の抵抗を減少させるためである。上記直径り方向
と溝６とが成す角θ１の角度としては、０度〜９０度の
範囲から設定され、設定加工量が大きい場合はどθ１の
角度を大きく設定することが好ましい。また、上記溝６
の深さは、０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。

上記したカップ型砥石は、例えば以下に示すような方法
によって製造される。

まず、アルミニウム材等を用いて所望形状の台金１を機
械加工等により作製する際に、冷却媒体供給孔３も同時
に形成する。次いで、メタルボンドやレジンボンド等に
より砥粒を、ホットプレスすることによって台金１に固
着するが、この際に使用する金型に、冷却媒体供給孔３
および溝６の形状に対応した凸部等を設けておくことに
より、所望とする形状および数の冷却媒体供給孔３およ
び溝６を形成する。

また、通常のホットプレスおよび金型により台金１に砥
粒層２を固着した後に、機械加工等により冷却媒体供給
孔３および溝６を砥粒層２に形成してもよい。

次に、上記構成のカップ型砥石を用いた研削方法を第４
図を参照して説明する。

まず、上記構成のカップ型砥石１１を研削機械側のフラ
ンジ１２に装着し、取り付は部１３に保持された被処理
物４とカップ型砥石１１の砥粒層２とが対面するように
セットする。また、冷却媒体の供給用ノズル１４をカッ
プ型砥石１１中央の凹部１ａ側面に向かうように配置す
る。

使用する冷却媒体としては、通常の冷却水（クーリング
液を含む水等）の他に、送風機等から送られた空気でも
よいし、さらに冷却気体（液体窒素や液体酸素等から気
化した気体）等を用いることも可能である。

そして、冷却媒体の供給用ノズル１４からカップ型砥石
１１中央の凹部１ａ側面に、冷却媒体を吹き掛けながら
、それぞれ反対方向に回転させたカップ型砥石１１と被
処理物４とを接触させ、設定した研削量によって加工を
行う。

射出された冷却媒体は、カップ型砥石１１中央の凹部１
ａ側面に設けられた冷却媒体供給孔３の開口部３ａから
取り込まれ、カップ型砥石１１の回転力によって、冷却
媒体供給孔３の他方の開口部３ｂから加工面５に対して
供給される。この開口部３ｂから供給された冷却媒体は
、溝６等を介して加工面５に浸透し、加工面５の冷却や
切り屑の排除等を行いながら外部に排出される。

上述したように、上記実施例のカップ型砥石１１におい
ては、台金１の内側面から砥粒層２まで貫通された冷却
媒体供給孔３を多数設けると共に、その開口位置を含ん
で溝６を設けているため、これら冷却媒体供給孔３およ
び溝６を介して冷却水等の冷却媒体を供給することによ
り、砥粒層２の幅等にかかわらず加工面５に対して直接
冷却媒体を浸透させることができる。

よって、加工効率を増大させるために砥粒層２の幅を広
く設定したような場合においても、冷却媒体を確実に供
給することができ、砥石１１および被加工物４双方の冷
却、切り屑や脱落した砥粒の排除、研削抵抗の減少等の
冷却媒体の機能を十分に発揮させることが可能となる。

したがって、焼き付き等を防止した上で効率よく研削や
研磨等の表面加工を実施することができる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第５図および第６図は、本発明の研削用砥石を適用した
外周刃型砥石の構成を示す図である。

円板形状の台金２１は、外周部２１ａがＶ字形状を有し
ている。この台金２１の一方の側面には、フランジ面と
なる凸部２１ｂが設けられており、その中央部にはフラ
ンジ取付は孔２１ｃが設けられている。

上記台金２１のＶ字形状の外周部２１ａ上には、該Ｖ字
形状と同形状の砥粒層２２が設けられている。なお、こ
の砥粒層２２の固着方法や砥粒の種類等は、前述したカ
ップ型砥石と同様である。

上記台金２１内には、他方の側面２１ｄから砥粒層２２
に達するように冷却媒体供給孔２３が複数設けられてい
る。これら冷却媒体供給孔２３の冷却媒体の導出部とな
る砥粒層２２側の開口部２３ａ、２３ｂは、７字形状の
砥粒層２２の両斜面に対して対称位置に設けられており
、それぞれ円板状の台金２１に対して平行方向、換言す
れば加工方向に対して開口されている。

そして、冷却媒体供給孔２３は、台金２１の他方の側面
２１ｄから砥粒層２３の両斜面に設けられた開口部２３
ａ、２３ｂにそれぞれ達するように、略し字状に貫通さ
れかつ途中で分岐して設けられている。なお、冷却媒体
の導入部となる側面２１ｄ側の開口部２３ｃは、前述し
たカップ型砥石と同様に、扇状に開口されている。上記
冷却媒体供給孔２３の導出部側開口部２３ａ、２３ｂは
、それぞれ砥粒層２２の両斜面の円周方向に対してちど
り状に設けられている。

また、台金２１の側面２１ｄには、冷却媒体供給孔２３
の開口部２３ｃに対して冷却媒体の導入を容易にするよ
うに、内側傾斜された凹部を有する冷却媒体導入用凸部
２４が設けられている。

冷却媒体供給孔２３の形成位置および数は、第７図に示
すように、被加工物２５に対する切り込み量Ｘおよび砥
粒層２２の外径を考慮して、被加工物２５に対する切り
込み幅Ｙ内に、複数個例えば２個以上存在するように設
定することが好ましい。さらに、冷却媒体供給孔２３の
導出部側の開口径は、冷却媒体供給孔３の形成数、砥粒
層２の外径および幅、使用する冷却媒体の種類および量
等を考慮して設定するものとするが、前述したカップ方
砥石と同様に、直径１１〜１０５ｍ程度の範囲から選択
することが好ましい。

また、上記砥粒層２２の側斜面上には、冷却媒体供給孔
２３の開口部２３ａ、２３ｂを含む位置に、溝２６が形
成されている。この溝２６は、第７図に示したように、
直径り方向と溝２６とが成す角θ２が加工時の回転方向
（図中、矢印Ａ）と逆側に傾斜するように形成されてお
り、この角度は０度〜９０度の範囲から選択され、設定
加工量が大きい場合はど、θ２の角度を大きくすること
か好ましい。

なお、上記した外周刃型砥石は、前述したカップ型砥石
と同様にして製造される。

次に、上記構成の外周刃型砥石を用いた研削方法を第６
図を参照して説明する。

まず、上記構成の外周刃型砥石３１を研削機械側のフラ
ンジ３２に装着し、被処理物２５に対して所定の角度で
外周刃型砥石３１をセットする。

また、冷却媒体の供給用ノズル３３を外周刃型砥石３１
の冷却媒体導入用凸部２４内に向かうように配置する。

なお、使用する冷却媒体は、前述した実施例と同様なも
のを使用する。

そして、冷却媒体の供給用ノズル３３から冷却媒体を吹
き掛けながら、それぞれ反対方向に回転させた外周刃型
砥石３１と被処理物２５とを接触させ、設定した研削量
によって加工を行う。

射出された冷却媒体は、外周刃型砥石３１の冷却媒体導
入用凸部２４内に設けられた冷却媒体供給孔２３の開口
部２３ｃから取り込まれ、外周刃型砥石３１カツプの回
転力によって、冷却媒体供給孔２３の他方の開口部２３
ａ、２３ｂから加工面に対して供給される。

上述したように、上記実施例の外周刃型砥石３１におい
ても、前述した実施例と同様に、冷却媒体供給孔２３お
よび溝２６を介して冷却水等の冷却媒体を直接加工面に
対して供給することができるため、切込み量や外径を大
きく設定したような場合においても、冷却媒体を確実に
供給することができ、冷却媒体の機能を十分に発揮させ
ることが可能となる。したがって、焼き付き等を防止し
た上で、効率よく切込み加工等を実施することが可能と
なる。

なお、上記実施例においては、外周刃砥石の例として、
■字形状の砥石を挙げて説明したが、Ｒ形状や平形状の
砥粒層を有する砥石においても、同様な効果か得られる
。また、Ｒ形状の砥粒層を有する砥石においては、上記
■字形状のものと同様な条件で冷却媒体供給孔や溝を形
成するものとするが、平形状の砥粒層を有する砥石にお
いては、前述したカップ型砥石における条件を参考にし
て、冷却媒体供給孔や溝を形成するものとする。

また、本発明の研削用砥石においては、その形状は特に
限定されるものではなく、前述したカップ型や外周刃型
に限定されず、各種形状の砥石に対して適用か可能であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、直接加工面に対し
て確実に冷却媒体を供給することができるため、例えば
砥粒層の幅を広く設定した場合や切り込み量を大きく設
定した場合等においても、研削抵抗の増大、砥石の目詰
り、焼き付き等を防止して高効率で加工を行うことが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したカップ型砥石の一実施例の構
成を示す部分断面斜視図、第２図はその平面図、第３図
はそれを用いた研削状態を説明するための図、第４図は
それを用いた研削方法を説明するための図、第５図は本
発明を適用した外周刃型砥石の一実施例の構成を示す平
面図、第６図はその部分断面図、第７図はそれを用いた
研削状態を説明するための図、第８図はそれを用いた研
削方法を説明するための図である。 １．２１・・・・・・台金、２．２２・・・・・・砥粒
層、３．２３・・・・・・冷却媒体供給孔、３　ａ　ｓ
　３　ｂ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ・・・・・・開口部
、４．２５・・・・・・被処理物、６．２６・・・・・
・溝。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）台金と、この台金の外縁部に固着された砥粒層と
   を具備する研削用砥石において、 前記砥粒層による研削方向に向けて開口され、前記台金
   表面から前記砥粒層に達するよう前記台金内部に穿設さ
   れた冷却媒体供給孔を有することを特徴とする研削用砥
   石。
2. （２）請求項１記載の研削用砥石において、前記冷却媒
   体供給孔の開口部位置を含んだ溝が前記砥粒層上に設け
   られていることを特徴とする研削用砥石。
3. （３）台金の外縁部に砥粒層が固着された砥石により被
   加工物を研削するにあたり、 前記砥粒層による研削方向に向けて開口され、前記台金
   表面から前記砥粒層に達するよう前記台金内部に穿設さ
   れた冷却媒体供給孔から前記被加工物に向けて冷却媒体
   を射出しながら、前記被加工物を研削することを特徴す
   る研削方法。