JPH07109385B2 - 分析試料研磨方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は分析試料研磨方法に関する。

〈従来の技術〉 一般に、発光分光分析や蛍光Ｘ線分析等の分析装置はオ
ンライン分析に使用されることが多い。このようなオン
ライン分析では、試料採取から分析値報告まで迅速性が
要求される。しかも上記の分析では、試料の発光面や照
射面を予め研磨又は切削等加工してその表面粗度を一定
にする必要がある。

従来は迅速に表面粗度を一定にするために、研磨粒度の
異なる砥石（又は研磨布）を取付けた研磨機を２台用い
て研磨材粒度の粗いほうで粗研磨した後、研磨粒度の細
かいほうで仕上げ研磨をしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、グラインダー研磨機２台を設けるため、
設備の設置スペースを広く取る必要があり、既設の設備
の老朽更新等に合わせて自動化を実施する場合の障害と
なっている。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、粗研磨時
と仕上げ研磨時とで周速及び研磨圧力を異ならしめるこ
とで、同一の粗研磨用研磨材により上記各種の問題点を
排除できる分析試料研磨方法を提供することを目的とし
ている。

〈課題を解決するための手段〉 研磨砥石や研磨布で試料を研磨する能力は一般に、研磨
材の粒度、研磨材と被研磨物（試料）との相対速度（以
下研磨速度と記す）、研磨材と被研磨物の接触圧力（以
下研磨圧力と記す）で決定される。すなわち、研磨材
の粒度が大きければ研磨量が多く、被研磨物の表面粗度
は粗い。研磨材の粒度が細かければ研磨量は少なく、被
研磨物の表面粗度は細かい。研磨速度が遅ければ単位
速度当たりの研磨量が多く、被研磨物の表面粗度は粗
い。研磨速度が早ければ単位速度当たりの研磨量は少な
く、被研磨物の表面粗度は細かい。研磨圧力強ければ
研磨量多く、被研磨物の表面粗度は粗い。研磨圧力弱け
れば研磨量少なく、被研磨物の表面粗度は細かくなるこ
とが知られている。

本発明は以上の性質を利用し、同一の粗研磨用研磨砥石
を用いて、粗研磨と仕上げ研磨を行うものであり、その
特徴とする手段は粗研磨用砥石と前記分析試料を所定接
触圧力に維持すると共に該砥石を所定速度で回転して粗
研磨した後、前記分析試料と粗研磨用研磨砥石を圧接し
た状態で圧接方向に位置固定すると共に前記粗研磨用研
磨砥石の回転速度を前記粗研磨時より早くして仕上げ研
磨を行うことにより、研磨装置の小型化およびハンドリ
ング動作の省略により迅速な分析試料の加工が可能とな
りオンライン分析の要求を満たしている。

〈作用〉 本発明者等は粗研磨した分析試料を仕上げ研磨するに際
して、前記に記載したように「研磨圧力が弱ければ研
磨量が少なく、分析試料の研磨表面粗度は細かい」こと
に着目した。

つまり、これは研磨材としての研磨砥石の粒度が粗くて
も研磨圧力が弱ければ分析試料の研磨表面粗度を細かく
出来る。しかし、この条件の基では研磨量が少なくなる
ことから仕上げ研磨に時間がかかることを意味する。

このため、本発明者等は上記のように粗い砥石粒度の研
磨砥石の基で分析試料の研磨表面粗度を細く、しかも、
短時間で仕上げ研磨を行うために種々実験、検討の結
果、下記（１）（２）の知見を得た。

まず、粗研磨した後の分析試料の研磨表面は鋸歯状の凹
凸を有する粗い面となっていることに着目し、 （１） 研磨初期段階で研磨表面粗度を多少粗くしてで
も研磨量を多くし、最終段階では研磨量を少なくして研
磨表面粗度を細かくすることにより研磨時間を短縮でき
る。

（２） 少なくとも該分析試料面の前記凸部分を研磨除
去して、その研磨除去面を前記凹部分と同一レベルにす
れば研磨量が少なく効率的になり、短時間の研磨で済
む。

本発明はこの知見を基にして成されたものであり、粗研
磨後の分析試料を仕上げ研磨するに際して、粗研磨用研
磨砥石に分析試料の粗研磨面を圧接した状態で固定し、
該粗研磨用研磨砥石を駆動して研磨を開始する。

（１） 研磨開始初期段階は研磨圧力が強く、分析試料
の凸部分は急速に研磨除去される反面、研磨表面粗度は
粗くなる。

（２） さらに、この分析試料の凸部分が研磨除去され
るに従って、研磨圧力は順次弱くなり研磨表面粗度は順
次細かくなる。

（３） 最終段階になると研磨圧力は非常に弱くなって
研磨表面粗度は細かいものとなる。

しかし、このようにして得た分析試料の研磨表面は発光
分析用試料に用いる表面粗度としては不十分であった。

このため、本発明者等は前記に記載したように「研磨
速度が早ければ分析試料の研磨表面粗度は細かい」こと
に着目し、実験の結果、第２図に示す関係を得ると共
に、単位研磨速度当たりの研磨量は少ない反面、所定時
間内での研磨回数が増加する結果、研磨速度上昇による
所定時間内での研磨量は略変化しないことが判明した。

このため、本発明では粗研磨用研磨砥石の回転数を粗研
磨時より早くして分析試料の仕上げ研磨を行うことによ
り、上記発光分析で精度よく分析可能な表面粗度を有す
る仕上げ研磨面を研磨時間を延長することなく得ること
が出来るものである。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を説明す
る。第１図に本発明に使用する乾式研磨機の概略正面図
を示している。

図中１は試料セット用ロボットで、所定の位置に置かれ
た分析試料８を試料バイス３にセットしたり、研磨後の
分析試料８を取り出して所定の位置に置くものである。
２は試料バイススライド駆動装置９で走行駆動されて試
料バイス３を研磨砥石７の下に移送するとともに、研磨
中砥石７の幅内で横方向に振幅して、分析試料８が平坦
に研磨されるとともに研磨砥石７の片減りを防止するた
めの試料バイススライド用ヘッドである。４は4P/2P極
数を変換して研磨砥石７の回転数を変更する電動機で、
粗研磨時は4Pで研磨砥石７の回転数は900rpmとし、仕上
げ研磨時は2Pで回転は1800rpmとして使用する。５は電
動機昇降用スタンドで、電動機昇降用電動機６（サーボ
付き）によって研磨砥石７を所定の送り量で分析試料８
に圧着させるものである。研磨砥石７は前記電動機４の
主軸に連結されている。そして研磨時は鋼試料の場合に
は30〜80番が、また銑鉄の場合には30〜50番が用いられ
る。

以下、本発明方法の手順について説明する。試料セット
用ロボット１により分析試料８を試料バイス３に乗せる
と、該バイス３は分析試料８を把持する。この状態で試
料バイススライド装置９を駆動して試料バイススライド
用ヘッド２を移動せしめて試料バイス３を把持した分析
試料８を研磨砥石７の真下にセットする。かくして前記
電動機４を4Pにして、粗研磨を行う。この工程におい
て、電動機昇降用電動機６（サーボ付き）によって研磨
砥石７を0.2mm/分の送り量で分析試料８に圧着させる。

次に仕上げ研磨を行う。この際、研磨砥石７の回転数を
上昇して研磨速度を早くするために電動機４の極数を4P
から2Pに変換する。更に、電動機昇降用電動機（サーボ
付き）によって研磨砥石７が分析試料８の表面に接触し
た状態から該砥石７を15μｍ降下して、分析試料８と研
磨砥石７を圧接して固定する。

その後の研磨砥石７の送り量は0mm/分としてある。

ここで、研磨砥石７の周速は粗研磨１に対して仕上げ研
磨は2.0としてある。また粗及び仕上げ研磨中は試料バ
イススライド装置９でもって分析試料８を平坦に研磨す
るとともに研磨砥石７の片減りを防止するために、該砥
石７を固定した状態で、200mm/秒の速度で研磨中砥石幅
内で横方向に振幅させる。なお上記実施例では乾式研磨
機により説明したが、本願発明はこれに限定されず、ベ
ルダーによるものであってもよい。

〈発明の効果〉 本発明により粗研磨及び仕上げ研磨を同一の研磨装置
で、 しかも同一の粗研磨材で行うことが可能となり、
該装置の設置スペースを大幅に小さくすることが出来、
特に既存の設備の老朽更新に合わせて自動化する場合に
有利である。

更に、粗研磨及び仕上げ研磨を同一場所で連続して出来
るために、研磨時間を短縮することが出来、迅速な分析
を可能とする等の効果を奏するものであり、この分野に
おける効果は多大なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する研磨機の概略正面図、第２図
は粗研磨時と仕上げ研磨時の研磨速度の比と分析試料の
表面粗度きの関係を示す図である。 １……試料セット用ロボット ２……試料バイススライド用ベッド ３……サンプルバイス ４……4P/2P極数変換機能付き電動機 ５……電動機昇降用スタンド ６……電動機昇降駆動用電動機 ８……被研磨物（試料） ９……試料バイススライド装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粗研磨用研磨砥石により分析試料を研磨す
   るに際し、該粗研磨用研磨砥石と前記分析試料を所定接
   触圧力に維持すると共に該砥石を所定速度で回転して粗
   研磨した後、前記分析試料と粗研磨用研磨砥石を圧接し
   た状態で圧接方向の移動を固定すると共に前記粗研磨用
   研磨砥石の回転速度を前記粗研磨時より早くして仕上げ
   研磨することを特徴とする分析試料研磨方法。