JPH0796465A - 研磨用砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レジノイド砥石の特徴を生かしつつ、被加工
物の加工面にキズを生じさせない研磨用砥石を提供する
ことを目的とする。 【構成】 本発明は、合成樹脂４を結合材とし、該結合
材中に砥粒１と、導電性を有する繊維材３と、電気分解
により溶出する金属粒子２とを分散配置させた研磨用砥
石の構成である。上記研磨用砥石は、砥石中に分散され
る繊維剤３が少ない量であっても繊維材３同士または繊
維材３と金属粒子２とが互いに容易に接することにより
砥石に導電性をもたせ、電解インプロセスドレッシング
により金属粒子２を電気分解させ溶出させることを可能
とする。 【効果】 以上のように本発明の研磨用砥石によれば、
レジノイド砥石の特徴を損なうことなく、電解インプロ
セスドレッシングによる目立てが可能になり、ダメージ
の少ない鏡面を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学部品・機械部品・
セラミックス・半導体等の研磨もしくは研削加工に用い
る砥石、特に電解インプロセスドレッシング加工に有用
な砥石に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、被加工物を研削もしくは研磨加工し
ながら砥石の目詰まりや目つぶれを防止する電解インプ
ロセスドレッシング加工方法が開発されている。電解イ
ンプロセスドレッシング加工を簡単に説明すると、砥石
結合材となるメタルボンド系の砥石を使用して、この砥
石の被加工物に接する界面のボンド材を電気分解によっ
て溶出させ、これにより常に砥粒が突き出す状態になる
ため目詰まりはなくなり安定な加工が行えるというもの
である。

【０００３】しかしながら、ボンド材としてメタルボン
ドを使用すると砥粒の周りのボンド材が全て電気分解さ
れて、メタルボンド材による砥粒の保持力を失ってしま
い、研削もしくは研磨加工が行えなくなってしまうとい
う不具合があった。この不具合を解決するために、ボン
ド材としてレジンボンドを用いる方法が知られている。

【０００４】この方法による研削もしくは研磨加工に用
いる砥石（以下研磨用砥石という）１９は、例えば図６
に示した特開平４−１４１３７５のように、砥石結合材
となる合成樹脂（例えばフェノール樹脂、ポリイミド樹
脂）２１中に砥粒（例えばダイヤモンド、ＣＢＮ）２０
と、電気分解により溶出する金属粒子（例えばＣｕ、Ａ
ｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）２２及び砥石に導電性を持たせ
るための導電材（例えばカーボンブラックや銀の微粒子
等）２３が添加されたものがある。この研磨砥石１９
は、合成樹脂２１により砥粒２０を保持しつつ、金属粒
子２２及び導電材２３の電気分解による溶出により電解
インプロセスドレッシングが可能になるので、砥粒２０
の保持力低下なしにレジノイド砥石により電解インプロ
セスドレッシング加工が行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の砥
石では、電解インプロセスドレッシングを可能とするた
めに結合材中に金属粒子等を充填するが、金属粒子を電
気分解により溶出させるには金属粒子及び微粒子からな
る導電材と金属粒子とが互いに接している必要がある。
そのためには結合材中に分散する砥粒に対して微粒子の
導電材と金属粒子との割合をかなり高めておく必要があ
る。このため上述の砥石では結合材中の砥粒周囲に多く
の硬質粒子が配置されることになり砥粒が弾性保持され
にくくなる。これにより、結合材の硬度が高くなってし
まいレジノイド砥石特有の砥粒を弾性保持する性質を減
退させてしまう。この結果として被加工面にキズを生じ
させやすくなってしまうという不具合があった。

【０００６】本発明は上述した従来技術の不具合に鑑み
てなされたもので、レジノイド砥石の特徴を生かしつ
つ、被加工面にキズを生じさせない研磨用砥石を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の研磨用砥
石の模式的な拡大断面図を示す。本発明は合成樹脂４を
結合材とし、結合材中に砥粒１と、電気分解により溶出
する金属粒子２と、導電性を有する繊維材３とを分散配
置させた構成である。砥粒としては酸化セリウム、アル
ミナ系、炭化ケイ素系、酸化ジルコニウム、又はダイヤ
モンド等の材質のものが挙げられ、金属粒子としては
鉄、コバルト、ニッケル、錫、又は銅等の材質のものが
挙げられる。繊維材としては炭素繊維や各種金属の繊維
材等が挙げられ、また結合材にはフェノール系やポリイ
ミド系等の合成樹脂が挙げられる。

【０００８】

【作用】上記研磨用砥石は、砥石中に充填される繊維材
３同士または繊維材３と金属粒子２とが少ない添加量で
あっても容易に互いに接することにより砥石に導電性を
もたせ、レジノイド砥石特有の弾性で砥石を保持しつつ
電解インプロセスドレッシングにより金属粒子２を電気
分解させ溶出させる。

【０００９】

【実施例】

（第１実施例）図２は本発明の第１実施例を示す研磨用
砥石の模式的な拡大断面図である。図３は図２の研磨用
砥石を用いて電解インプロセスドレッシングによる研磨
加工を行う状態の説明図である。図４は図３の要部拡大
断面図である。

【００１０】本砥石は、ダイヤモンド砥粒（＃３００
０）５を３０重量％、粒径約３μｍの銀粒子６を１０重
量％、長さ１００μｍの鋳鉄繊維７を３重量％、結合材
となるフェノール樹脂８を５７重量％となるように調合
し、ボールミルで混合し、圧縮成形機により成形したの
ち２００℃で焼成してペレット状として得る。なお、鋳
鉄繊維７の長さは４０μｍ以下になると形状が粒子に近
くなるため充填量を増やさないと導電性が得られなくな
り、１００μｍを越えると鋳鉄繊維７の個体数の減少に
より鋳鉄繊維７同士又は銀粒子６と接して導電性を得る
という働きをしにくくなり、砥石中にムラなく配置され
にくくなるため砥石の導電にムラが生じてしまう。

【００１１】上記によって得た砥石９により被加工物１
１として光学ガラスＰＢＨ６を使用して研削加工を行っ
た。回転軸を兼ねる台金１０に固着された砥石９の表面
に被加工物１１を当接しており、電解インプロセスドレ
ッシングを行うための電源１２により台金１０側に陽
極、砥石９表面との間に間隙を設けた電極１３に陰極が
印加されるようになっている。加工には電解インプロセ
スドレッシング加工用クーラント１４が用いられ、電極
１３と砥石９表面との間隙に介在される。

【００１２】台金１０側に印加された陽極は砥石中の鋳
鉄繊維７または銀粒子６を介在して砥石表面に露出して
いる銀粒子６に伝えられる。この陽極に印加された銀粒
子６は対局する陰極に印加された電極１３により電気分
解されクーラント１４中に溶解する。これにより砥石表
面は侵食され目立てが行われる。この結果、光学ガラス
ＰＢＨ６はダメージの少ない鏡面状態を得ることができ
た。一方、従来技術に示した砥石では鏡面状態には近づ
くものの、細かなキズが生じてしまうという結果となっ
た。

【００１３】なお本例において、鋳鉄繊維７は３重量％
以下になると電解により砥石表面で溶出することのでき
る銀粒子数が不足するのでドレッシング効果が低減して
目詰まりが生じ、５重量％以上になると砥石の硬度が高
くなりレジノイド砥石としての砥粒を弾性保持するとい
う効果が損なわれてしまう。そして鋳鉄繊維７が２０重
量％を越えるとフェノール樹脂８の砥粒保持力が低下し
てしまい加工能力が低減する。また、銀粒子６は７重量
％以下になると鋳鉄繊維７と同様、電解により砥石表面
で溶出することのできる粒子数が不足するのでドレッシ
ング効果が低減して目詰まりを生じ、２５重量％を越え
るとフェノール樹脂８の砥粒保持力が低下してしまい加
工能力が低減する。

【００１４】上述のように、本実施例では低い充填率で
導電性を得ているので砥粒を弾性保持するというレジノ
イド砥石の性質を生かすことができる。これにより、本
砥石では電解ドレッシングの作用で銀粒子を溶出するこ
とで目詰まりを防止することができると同時に、ダメー
ジの少ない加工面を得ることができる。 （第２実施例）図５に本発明の第２実施例となる研磨用
砥石の模式的な拡大断面図を示す。

【００１５】本砥石は酸化セリウム砥粒（粒径約１μ
ｍ）１５を３５重量％、粒径約２μｍの銅粒子１６を２
０重量％、長さ約１００μｍの炭素繊維１７を３重量
％、結合材となるポリイミド樹脂１８を４２重量％にな
るように調合し、ボールミルで混合し、圧縮成形機によ
り成形したのち２００℃で焼成してペレット状として得
る。なお、炭素繊維１７の長さは４０μｍ以下になると
形状が粒子に近くなるため充填量を増やさないと導電性
が得られなくなり、１００μｍを越えると炭素繊維１７
の個体数の減少により炭素繊維１７同士又は銅粒子１６
と接して導電性を得るという働きをしにくくなり、砥石
中にムラなく配置されにくくなるため砥石の導電にムラ
が生じてしまう。

【００１６】本実施例を適用した研磨用砥石を用いた研
磨加工方法は第１実施例と同様であるため省略する。第
１実施例では砥粒にダイヤモンドを用いたが、本実施例
では酸化セリウム砥粒１５を用いることで、光学ガラス
の仕上げ研磨加工を行うことを可能にした。仕上げ研磨
加工に用いる酸化セリウム砥粒１５は粒径が小さく、こ
のために目詰まりが生じやすくなってしまう。これを解
消するために砥石表面のドレッシングが促進されるよう
に比較的電解により溶出しやすい銅粒子１６を用い、さ
らにこの銅粒子１６の割合も多めに設定している。

【００１７】なお本例において、炭素繊維１７は１．５
重量％以下になると電解により砥石表面で溶出すること
のできる銅粒子数が不足するのでドレッシング効果が低
減して目詰まりが生じ、４重量％以上になると砥石の硬
度が高くなりレジノイド砥石としての砥粒を弾性保持す
るという効果が損なわれてしまう。そして炭素繊維１７
が１５重量％を越えるとポリイミド樹脂１８の砥粒保持
力が低下してしまい、研削比の低下につながってしま
う。また、銅粒子１６は１５重量％以下になると炭素繊
維１７と同様、電解により砥石表面で溶出することので
きる粒子数が不足するのでドレッシング効果が低減して
目詰まりを生じ、２８重量％を越えるとポリイミド樹脂
１８の砥粒保持力が低下してしまい加工能力が低減す
る。

【００１８】本実施例によれば、第１実施例と同様の作
用により目詰まりなく加工が行えるのはもちろんのこ
と、電解されやすい銅粒子を多めの割合で配合すること
により、仕上げ研磨加工にも適用できる研磨用砥石を供
給することができる。上述の実施例では、砥粒としてダ
イヤモンド又は酸化セリウムを用いているが被加工物の
種類によっては、アルミナ、炭化ケイ素、ジルコニア、
窒化アルミ、又は酸化クロム等を用いてもよい。また砥
粒の粒径を変えてもよく、更に繊維材及び金属粒子は被
加工物にキズを与えない極力軟らかいものを用いるのが
よい。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明の研磨用砥石によれ
ば、レジノイド砥石の特徴を損うことなく、電解インプ
ロセスドレッシングによる目立てが可能になり、ダメー
ジの少ない鏡面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨用砥石の基本的構成を示す模式的
な拡大断面図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す研磨用砥石の模式的
な拡大断面図である。

【図３】図２の研磨用砥石を用いて研磨加工を行う状態
の説明図である。

【図４】図３の要部拡大断面図である。

【図５】本発明の第２実施例を示す研磨用砥石の模式的
な拡大断面図である。

【図６】従来の研磨用砥石の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 砥粒 ２ 金属粒子 ３ 繊維材 ４ 合成樹脂 ５ ダイヤモンド砥粒 ６ 銀粒子 ７ 鋳鉄繊維 ８ フェノール樹脂 ９ 砥石 １０ 台金 １１ 被加工物 １２ 電源 １３ 電極 １４ クーラント １５ 酸化セリウム砥粒 １６ 銅粒子 １７ 炭素繊維 １８ ポリイミド樹脂 １９ 研磨用砥石 ２０ 砥粒 ２１ 合成樹脂 ２２ 金属粒子 ２３ 導電材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂を結合材とし、該結合材中に砥
   粒と、導電性を有する繊維材と、電気分解により溶出す
   る金属粒子とを分散配置させたことを特徴とする研磨用
   砥石。