JPH08257912A

JPH08257912A - 導電性および弾性を有する砥石並びにそれを使用した電気泳動研磨方法

Info

Publication number: JPH08257912A
Application number: JP9183995A
Authority: JP
Inventors: Takuya Senba; 卓弥仙波
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1995-03-25
Filing date: 1995-03-25
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】弾性を有する樹脂マトリックス砥石を使用し
て研磨作業中に砥石のドレッシング（再生）を行うこと
ができると共に、酸化等による不導体膜を形成すること
なく、また抵抗による発熱および膨脹をも生じることな
く、電気泳動による目詰まりを防止して研磨性能の継続
性を保持することができる導電性および弾性を有する砥
石およびそれを使用した電気泳動研磨方法を提供する。【構成】砥粒と導電性樹脂マトリックスとから導電性
および弾性を有する電気泳動式インプロセスドレッシン
グ用砥石を形成する。また、砥粒と、直径５μｍ以下の
炭素繊維を含有する樹脂マトリックスとから導電性およ
び弾性を有する砥石を形成する。そして、前記砥石に所
要電圧を印加し、この砥石を前記電圧とは逆電位に帯電
した第２の砥粒を分散してなる液中において、研磨対象
物を研磨すると同時に砥石の再生を行う電気泳動式イン
プロセスドレッシングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂（レジン）ボンド
研磨材からなる導電性および弾性を有する砥石並びにそ
れを使用した電気泳動研磨方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、アルミナやダイヤモンド砥粒
を金属マトリックスで固めたメタルボンドの砥石やホイ
ールは公知である。かかる砥石は、硬質であるため、曲
げることが困難であり、曲面研磨に際しては、同じ曲面
を有する砥石を製作して使用する必要があり、研磨作業
を面倒にしていた。また、砥粒が摩耗してくると、金属
マトリックスが研磨対象物と擦られるために、研磨対象
物と噛み合ったり、研磨対象物の研磨面に傷を付けたり
する欠点を有していた。

【０００３】なお、かかる摩耗したメタルボンドの砥石
やホイールの再生は、電気分解により砥石表面のマトリ
ックス金属の溶出させて埋もれた砥粒を露出させること
により行われている。

【０００４】一方、樹脂（レジン）マトリックスを使用
した、いわゆるレジンボンド砥石は、メタルボンド砥石
に比べて柔軟であるため、必要な曲面に沿う形状に曲げ
て使用できるという長所を有している。また、研磨対象
物の研磨面を傷付けることがない利点がある。ところ
が、このレジンボンド砥石やホイールは、電気分解によ
る再生ができない。

【０００５】また、弾性を有する樹脂に炭素繊維を配合
し、導電性を付与して電極とし、帯電した砥粒を分散し
た液中で該電極に電圧を印加して、加工物表面上を摺動
させ、電気泳動により電極と加工物の接触面に引き寄せ
られた砥粒で加工物を研磨することも試みられている。
この方法は、電極には砥粒を使用していないので、再生
の必要がないということや、弾性変形して曲面に沿い易
いという利点はあるものの、電極の摩耗が激しく、かつ
加工物の除去量が僅少であるために、一般的な実用化は
困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような観点から、
レジンボンドの砥石やホイールにおいて、マトリックス
に導電性をもたせる試みが種々行われている。

【０００７】その１つは、銀や銅等の金属粉をマトリッ
クスに配合する方法である。この場合、第２の砥粒懸濁
媒体として一般に水が使用されるため、摩擦熱の発生も
あり、粉体表面が酸化されて導電性が低下してしまい、
研磨面のドレッシングが不十分なものとなる欠点があ
る。

【０００８】また、導電性のカーボンブラックをマトリ
ックスに配合する方法も試みられているが、かかるカー
ボンの導電性は余り高くないので、十分な導電性を得る
ためには、カーボン添加量を増す必要がある。しかし、
この場合、マトリックス強度が低下して、砥石自体の強
度が十分でなくて破壊され易くなったり、砥粒が落ち易
くなったりする問題を生じる。

【０００９】さらに、前記金属粉やカーボンブラック等
の導電性粉末を使用した場合は、粉末同士の接触界面に
樹脂層が入り込んで、粉末同士が十分に固体接触し難い
ので、電気抵抗が大きくなってしまい、このため電流に
より粉末が発熱して体積膨脹し、砥石に内部ひずみを生
じ、脆化を起生する。

【００１０】砥石の強度を下げない程度の少量の導電性
粉末を配合すれば、さらに電気抵抗が高くなって、電流
により発熱して体積膨脹によるマトリックスの脆化を起
生する。なお、カーボンブラックの粒径を小さく、例え
ば１μｍ以下にしても、かかる状況は十分に改善し得な
い。

【００１１】そして、通常の炭素繊維の使用も検討され
ている。この場合も、粉末に比べると電気抵抗率は低い
が、その値は１Ωｍｍ以上であり、決して低いとはいえ
ず、カーボンブラックと同様の問題が生じている。ま
た、通常の炭素繊維は、繊維直径が７〜８μｍと大きい
ので、繊維が欠落した部分に第２の砥粒が侵入してしま
い、再生能力が低下するという欠点も有している。

【００１２】また、通常の炭素繊維は、直径が７〜８μ
ｍあって、砥粒の直径と大きさは変わらないため、砥粒
の全ての間隙に均一分散し難く、ドレッシングが均一に
行われないという問題もある。

【００１３】そこで、本発明の第１の目的は、弾性を有
する樹脂マトリックスを使用し、研磨作業中に砥石のド
レッシング（再生）を行うことにある。

【００１４】また、本発明の第２の目的は、酸化等によ
る不導体膜を形成することなく、また抵抗による発熱お
よび膨脹をも生じることなく、電気泳動による目詰まり
を防止して研磨性能の継続性を保持することができる導
電性および弾性を有する砥石並びにそれを使用した電気
泳動研磨方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る導電性および弾性を有する砥石、すな
わち電気泳動式インプロセスドレッシング用砥石は、砥
粒と導電性樹脂マトリックスとからなることを特徴とす
る。

【００１６】また、本発明に係る導電性および弾性を有
する砥石は、砥粒と、直径５μｍ以下の炭素繊維を含有
する樹脂マトリックスとからなることを特徴とする。

【００１７】この場合、樹脂マトリックスに含有される
炭素繊維は、黒鉛化された気相成長炭素繊維を使用する
ことができる。

【００１８】さらに、本発明に係る導電性および弾性を
有する砥石を使用する電気泳動研磨方法は、前記導電性
および弾性を有する砥石に所要電圧を印加し、この砥石
を前記電圧と逆電位に帯電した第２の砥粒を分散した液
中において、研磨対象物を研磨すると同時に砥石の再生
を行うことを特徴とする電気泳動式インプロセスドレッ
シングである。

【００１９】

【作用】本発明に係る導電性および弾性を有する砥石に
よれば、所要の砥粒を含むレジンマトリックス研磨材に
炭素繊維を混入することにより導電性および弾性を有す
る砥石を形成し、この砥石を電極としてこれに正電位を
印加し、これを負電位に帯電させた砥粒を分散させた液
体中に保持した研磨対象物に、対向させることにより、
液体中に分散する負電位に帯電された砥粒を、砥石に引
き寄せると共に砥石の研磨面と研磨対象物との間に引き
込み、これら砥粒が研磨作業と同時に砥石の研磨面をド
レッシングすることができる。これにより、砥石の研磨
面は常に新しい研磨面を形成することができることか
ら、砥石の研磨面の摩滅に際し砥石を取り外してドレッ
シングしたり、砥石を交換する等の作業が不要となる。

【００２０】すなわち、本発明においては、レジンボン
ド砥石等の再生方法として、研磨作業中に電気泳動研磨
によるインプロセスドレッシング（再生）を行うことが
できることを特徴とするものである。

【００２１】本発明の砥石においてレジンマトリックス
を形成するための樹脂材料としては、アクリロニトリル
・ブタジェン・スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ナイロ
ン、ポリエチレン、ポリエステル、ビニルエステル樹
脂、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリプロピレ
ン、ポリ酢酸樹脂（ＰＶＡＣ）、ブタジェンゴム等の熱
可塑性樹脂を、またエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の
熱硬化性樹脂を好適に使用することができる。

【００２２】ここで弾性を有することは、力を加えるこ
とにより変形して、曲面に沿って研磨可能であることを
意味し、マトリックスに通常の樹脂を使用してさえいれ
ば、該当する。

【００２３】また、前記レジンマトリックスを形成する
ための砥粒材料としては、ダイヤモンド、立方晶系窒化
ホウ素等の超砥粒や、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ＳｉＯ
₂、ＺｒＯ₂等の通常の砥粒を好適に使用することがで
きる。すなわち、ここで砥石とは、いわゆる超砥石と称
されるホイールを包含する。一方、遊離砥粒（液側の第
２の砥粒）としては、第１の砥粒として上記したものが
全て使用可能であるが、砥石を形成する砥粒（第１の砥
粒）と比べて、それ程硬度を必要としないので、経済性
の面から安価なものを選択することが可能であり、アル
ミナが特に好適である。

【００２４】さらに、導電性材料としては、直径５μｍ
以下、好ましくは３μｍ以下の炭素繊維が好適である。
炭素繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系の黒鉛繊維を
適宜切断して使用可能であるが、好ましくは気相成長炭
素繊維、特にその黒鉛化物は直径が小さいこと、導電性
が高いことから好ましい。

【００２５】しかるに、前記砥石の砥粒の大きさは、研
磨対象物の研磨後の表面粗さによって決定されるが、第
２の砥粒の大きさは、砥石の砥粒に比較して、１／５〜
２倍の範囲、さらに好ましくは１／３〜１．５倍の範囲
が研磨加工の能率の点から好ましく、特に両者がほぼ等
しい（±３０％）場合が最も好適である。なお、第２の
砥粒の大きさは、平均値での比が炭素繊維の直径の１．
５倍以上であることが好ましい。

【００２６】また、前記砥石における砥粒の含有率は５
〜３０％が好ましく、さらには９〜１８％が好適であ
る。一方、前記第２の砥粒を分散させる研磨液として
は、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、その他カ
ルボキシル基を多数有する高分子の塩の溶液、例えば水
溶液が使用可能であり、しかも広範囲の分子量のものが
選択可能であって、特に水溶性が高い点でカルボキシメ
チルセルロース（ＣＭＣ）が好適である。しかも、この
カルボキシメチルセルロースは、アルミナ砥粒を効率よ
く帯電させるという点からも好ましい。なお、研磨液中
における前記高分子電解質の濃度は、液の粘度にも影響
し、また使用する砥粒と高分子電解質の組合わせ毎に吸
着性能が異なるので、研磨加工性に基づいて決定するの
が好適である。

【００２７】さらに、研磨液において、遊離砥粒に対し
逆帯電させるアミノ基の塩酸塩を多数有する高分子を使
用し、従って砥石と砥粒の電圧を前記とは逆転させた系
を使用することも可能である。研磨液として使用する液
体は、通用は水であるが、高分子を解離させて砥粒を帯
電させることが可能であれば、他の極性液体も使用可能
である。

【００２８】

【実施例】次に、本発明に係る導電性および弾性を有す
る砥石並びにそれを使用した電気泳動研磨方法の実施例
につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

【００２９】図１は、本発明に係る導電性および弾性を
有する砥石の一実施例を示す斜視図である。すなわち、
図１において、参照符号１０は円板状に形成した砥石を
示す。この砥石１０の形状は、外径Ｄ_O＝３０ｍｍ、内
径Ｄ_I＝２０ｍｍ、厚さｔ＝５．５ｍｍの環状の研磨面
を一方の面に有し、その円の中心Ｏから所定の角度θ＝
３０°間隔をもって、幅ｗ＝４ｍｍ、長さｌ＝５ｍｍか
らなる複数（図示例では１２個）の研磨面１２を周方向
にそれぞれ離間して形成する。なお、前記各研磨面１２
の離間部分は深さｈ＝１．５ｍｍの溝１４を形成する。

【００３０】このようにして構成された本発明に係る砥
石は、電気抵抗が約１０Ω以下からなる弾性を有するも
のとして得られた。

【００３１】次に、前記構成からなる導電性および弾性
を有する砥石１０を使用して、所定の研磨対象物に対し
電気泳動による研磨を行う方法について説明する。図２
は、前記電気泳動研磨方法を実施する装置の概略構成を
示すものである。すなわち、図２において、参照符号２
０は研磨液貯留槽を示し、この研磨液貯留槽２０の底部
の一部に導電性材料からなるジグ２２を形成し、このジ
グ２２の底面を、基台２４上に配置した切削工具動力計
２６の上部に、絶縁体２８を介して載置固定する。しか
るに、前記ジグ２２の上面には、加工物３０を載置す
る。

【００３２】一方、前記加工物３０に対向して、その上
方に前述した図１に示す構成からなる砥石１０を、導電
性材料からなる支持体３２により支持すると共に、この
支持体３２を絶縁体３４を介して工作機械の工具取付用
スピンドル３６に結合固定する。

【００３３】しかるに、前記研磨液貯留槽２０には、加
工物３０の研磨加工に際して、前記砥石１０が研磨液中
に十分浸漬するレベルまで研磨液３８を貯留する。ま
た、前記砥石１０を支持する支持体３２と、加工物３０
を保持するジグ２２に対し、それぞれ直流電源４０から
導出される正電位端子４０Ａと負電位端子４０Ｂをそれ
ぞれ導通接続する。

【００３４】前記構成からなる電気泳動研磨装置を使用
して、次の条件下に加工物３０に対する研磨加工を行っ
た。

【００３５】（１）実施例砥石：砥粒として、直径約１０、３０、６０μｍのア
ルミナをそれぞれ使用し、樹脂としてＡＢＳ樹脂を使用
した。砥石中の砥粒含有量を１２．５ vol％とした。そ
して、砥石の設定切込み量ｔを０〜１０μｍの範囲に設
定した。

【００３６】研磨液：分子量が約２１６，０００のカ
ルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を使用し、これを
溶液粘度が約３０ｃＰとなるように蒸溜水に溶解し、こ
れに電気泳動させる遊離砥粒として粒径が約１０μｍの
アルミナ砥粒を使用し、これを砥粒の含有率ρg 約２．
５ｗｔ％で添加した。

【００３７】加工物：加工面を１μｍＲmax 程度に予
備成形した耐摩耗性、耐蝕性、耐圧性に優れている時効
硬化型プラスチック金型用鋼（ＡＩＳＩＰ２１）を使用
した。

【００３８】直流電源：最大電流５Ａ、最大電圧１０
０Ｖの直流安定化電源を使用し、最大電流５Ａとし、電
圧を１〜４Ｖの範囲で印加した。

【００３９】加工条件：スピンドルの回転数を１００
０ｒｐｍ、電極の送り速度を２ｍ／min の平面研削方式
とし、砥石の加工面に対するパス回数を２００回とし
た。

【００４０】以上の加工条件による加工物に対する加工
終了時に、それぞれ加工物の除去量Ｓｒ（μｍ）と砥石
の損耗量Ｓｗ（μｍ）とを測定した結果は次の通りであ
る。

【００４１】１．炭素繊維径Ｄf の変化による除去量Ｓ
ｒと損耗量Ｓｗとの関係直径Ｄf が１μｍの気相成長炭素繊維、７μｍのＰＡＮ
系炭素繊維または１４．５μｍのピッチ系の黒鉛繊維を
約１μｍに切断したものと、粒径が１０μｍのアルミナ
砥粒とを配合した砥石を使用して電気泳動研磨を行い、
加工物の除去量Ｓｒと砥石の損耗量Ｓｗとを測定した。
この結果、図３に示すように、加工物の除去量Ｓｒは、
径Ｄf を大きくするに従って減少する傾向を示した。ま
た、砥石の損耗量Ｓｗは、径Ｄを大きくするに従って増
加する傾向を示した。これは、径Ｄf を大きくすると、
砥石の研磨面の凹凸が大きくなり、泳動された砥粒が転
動し易くなったために、砥石の損耗が大きくなり、また
砥石から繊維が抜けた後に第２の砥粒が嵌まり込んで目
詰まりを起こして加工物除去量が減少すると考えられ
る。なお、比較のため、研磨液に砥粒を含まないカルボ
キシメチルセルロース（ＣＭＣ）のみを使用した場合に
ついて測定した結果、これらの場合は、前記除去量Ｓｒ
および損耗量Ｓｗ共に著しく少ないことが確認された。
すなわち、これらの測定結果から、炭素繊維の繊維径Ｄ
f が５μｍ以下、特に３μｍ以下で、砥石の損耗が少な
く、加工物の除去量が大きく、従って加工効率の点から
優れていることが判る。繊維径Ｄf を小さくすることに
より、同一加工物除去量に対する砥石の摩耗量が大幅に
減少し、また同一の砥石摩耗量に対する加工物除去量が
大幅に増加することは明白である。

【００４２】２．泳動させる砥粒径ｄの変化による除去
量Ｓｒと損耗量Ｓｗとの関係直径が１μｍの気相成長炭素繊維黒鉛化物と粒径が１０
μｍのアルミナ砥粒とを配合した砥石を使用し、泳動さ
せるアルミナ砥粒の粒径ｄを変化（４〜２０μｍ）させ
て、加工物の除去量Ｓｒと砥石の損耗量Ｓｗとを測定し
た。この結果、図４に示すように、粒径ｄの増大と共に
加工物の除去量Ｓｒは１０μｍ以下の範囲で増加し、そ
れ以後では減少する傾向を示した。また、砥石の損耗量
Ｓｗは、粒径ｄの増加に伴って減少する傾向を示した。

【００４３】これは、泳動される砥粒の流動抵抗ｒが、
次式（１）

【数１】但し、η：溶液の粘度ａ：粒子の半径ｕ：粒子の移動速度で示され、また溶液中の砥粒の沈降速度ｖが、次式
（２）

【数２】但し、ρ：粒子の密度 ρ0 ：溶媒の密度ｇ：重力加速度で示されることから、粒径ｄが小さくなると、泳動され
る砥粒の流動抵抗ｒが小さくなり、砥石の研磨面に砥粒
が集まり易くなる。しかし、単位砥粒当りの加工物の除
去量Ｓｒが小さい上に砥粒が転動し易いため、砥石の損
耗量Ｓｗが多く、加工物の除去量Ｓｒが少なくなったも
のと考えられる。

【００４４】また、粒径ｄが大きくするに従って、単位
当りの加工物の除去量Ｓｒは増加するが、泳動される砥
粒の流動抵抗ｒや溶液中の砥粒の沈降速度ｖが大きくな
るため、砥粒が泳動され難くなり、加工物の除去量Ｓｒ
と砥石の損耗量Ｓｗとが減少したものと考えられる。

【００４５】３．砥石の設定切込み量ｔの変化による除
去量Ｓｒと損耗量Ｓｗとの関係砥石の設定切込み量（砥石の摩耗設定寸法）ｔを変化
（０〜１０μｍ）させて、加工物の除去量Ｓｒと砥石の
損耗量Ｓｗとを測定した。この結果、図５に示すよう
に、砥石の設定切込み量ｔが１〜５μｍの範囲では、加
工物の除去量Ｓｒは変化せず、５μｍ付近から急激に増
加する傾向を示した。また、砥石の損耗量Ｓｗは、設定
切込み量ｔの増加に伴って減少する傾向を示した。

【００４６】４．砥石の圧縮加重Ｐ（Ｎ）と圧縮変位Ｌ
（μｍ）との関係設定切込み量ｔの変化による測定に使用した砥石につい
て、圧縮荷重Ｐ（Ｎ）に対する圧縮変位Ｌ（μｍ）に関
する圧縮特性を測定した。この結果、図６に示すよう
に、圧縮荷重Ｐ（Ｎ）が図９に示す加工物の除去量Ｓｒ
と同様の変化を示している。このことから、砥石の硬さ
が加工物の除去量Ｓｒに関係していることが確認され
た。

【００４７】（２）比較例電極：機械的性質および物理的性質の異なる８種類の
熱可塑性樹脂（ポリエチレン-PL 、ポリウレタン-PT 、
ナイロン12-NY 、フェノール樹脂-PH 、ポリエステル-P
E 、ＡＢＳ樹脂-A、ビニルエステル-VL 、エポキシ樹脂
-EP ）に、炭素繊維繊維を配合して電極とした。炭素繊
維の樹脂への配合率は、電気抵抗を１０Ω以下にして、
加工時の発熱を抑制するために、約５０ Vol％とした。
この電極を図１の砥石１０に代えて使用した。

【００４８】研磨液：分子量が約２１６，０００のカ
ルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を使用し、これを
溶液粘度が約３０ｃＰとなるように蒸溜水に溶解し、こ
れに電気泳動させる遊離砥粒として粒径が約２．３〜１
０μｍのアルミナ砥粒を使用し、これを砥粒の含有率ρ
g を約０．１〜４ｗｔ％の範囲で添加した。

【００４９】加工物：加工面を１μｍＲmax 程度に予
備成形したクロム合金ステンレス鋼を使用した。

【００５０】直流電源：最大電流５Ａ、最大電圧１０
０Ｖの直流安定化電源を使用し、最大電流５Ａとし、電
圧を１〜４Ｖの範囲で印加した。

【００５１】加工条件：スピンドルの回転数を１００
０ｒｐｍ、電極の送り速度を２ｍ／min の平面研削方式
とした。

【００５２】以上の加工条件による加工物に対する加工
終了時に、それぞれ加工物の加工量Ｖｒ（ｍｍ³／pas
s）と電極の損耗量Ｖｗ（ｍｍ³／pass）とを測定した
結果は次の通りである。

【００５３】１．各樹脂による場合の加工量Ｖｒと損耗
量Ｖｗとの関係上記の８種類の熱可塑性樹脂を使用した場合について、
それぞれ加工物の加工量Ｖｒと電極の損耗量Ｖｗとを測
定した。この結果、図７に示す特性が得られた。この場
合、ナイロン12では、その表面を観察した際に、炭素繊
維が抜け落ちた微細な凹凸が確認された。従って、この
凹凸に泳動された砥粒が保持されることにより、ナイロ
ン12の場合は、図７に示すように、８種類の樹脂の中で
は最も高い加工能率が得られたものと考えられる。

【００５４】２．印加電圧Ｖの変化による加工量Ｖｒと
損耗量Ｖｗとの関係印加電圧Ｖを変化（０〜７Ｖ）させて、加工物の加工量
Ｖｒと電極の損耗量Ｖｗとを測定した。この結果、図８
に示すように、印加電圧３Ｖ付近より加工物の加工量Ｖ
ｒの増加が顕著に現れた。これは、電圧の増加に伴って
単位時間に泳動する砥粒数が増加したものと考えられ
る。また、電極の損耗量Ｖｗは、二次曲線状に増加する
傾向を示した。

【００５５】３．砥粒径ｄの変化による加工量Ｖｒと印
加電圧Ｖとの関係砥粒径ｄを変化（１０μｍ、５μｍ、２．３μｍ）させ
て、加工物の加工量Ｖｒと印加電圧Ｖとの関係について
測定した。この結果、図９に示すように、砥粒径ｄを小
さくするに従って、加工物の加工量Ｖｒは減少する傾向
を示した。これは、砥粒が電極の研磨面に埋没するのみ
で、研磨面に保持されなかったものと考えられる。

【００５６】４．砥粒の含有率ρg の変化と加工量Ｖｒ
と損耗量Ｖｗとの関係砥粒の含有率ρg を変化（０．１〜４wt％）させて、加
工物の加工量Ｖｒと電極の損耗量Ｖｗとを測定した。こ
の結果、図１０に示すように、砥粒の含有率度ρg を高
くするに従って、加工物の加工量Ｖｒは増加する傾向を
示し、２ｗｔ％付近でほぼ一定となった。これは、砥粒
の含有率ρg の増加に伴って砥粒に吸着する研磨液のカ
ルボキシメチルセルロースが不足し、溶液中に安定分散
した砥粒数が減少したものと考えられる。また、電極の
損耗量Ｖｗは、砥粒の含有率ρgを高くするに従って増
加する傾向を示した。

【００５７】

【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明に係る導電性および弾性を有する砥石によれば、砥
粒と導電性樹脂マトリックスとから構成することによ
り、研磨作業中において、砥石のドレッシング（再生）
を簡便に行うことができる。

【００５８】また、本発明に係る導電性および弾性を有
する砥石によれば、砥粒と、直径５μｍ以下の炭素繊維
を含有する樹脂マトリックスとから構成することによ
り、酸化等による不導体膜を形成することなく、また抵
抗による発熱および膨脹をも生じることなく、電気泳動
による目詰まりを防止して研磨性能の継続性を保持する
ことができる砥石を得ることができる。

【００５９】また、本発明において、前記砥石に所要の
電位の電圧を印加し、この砥石を前記電圧とは逆電位に
帯電した第２の砥粒を分散してなる研磨液中において、
研磨対象物に当接して研磨を行うことにより、液体中に
分散する帯電された砥粒を、砥石に引き寄せると共に砥
石の研磨面と研磨対象物との間に引き込み、これら砥粒
が研磨作業と同時に砥石の研磨面を研磨することができ
る。これにより、砥石の研磨面は常に新しい研磨面を形
成することができることから、砥石の研磨面の摩滅に際
し砥石を取り外して再生したり、砥石を交換する等の作
業が不要となる等の多くの優れた利点が得られる。

【００６０】特に、本発明の砥石においては、電気泳動
させる金属砥粒の粒径や砥石の設定切込み量を変えるこ
とにより、砥石の再生（ドレッシング）や加工物の除去
量を変化させることができることが判った。すなわち、
加工物の除去量や砥石の再生に応じて、電気泳動させる
金属砥粒の粒径や砥石の設定切込み量に応じて、適正な
ものを選択設定することができる。

【００６１】また、本発明において、繊維直径が７μｍ
以上では必要であった、系の冷却、または放冷のための
運転一次停止は、５μｍ以下の繊維の時には不要とな
る。

【００６２】そして、本発明の砥石によれば、電気泳動
によるドレッシングを行うことにより、砥粒を泳動させ
ない場合に比べて、研磨性能を著しく向上させることが
可能であり、しかも弾性を有することから、その用途も
大幅に拡大することができ、この種の砥石の生産性の増
大と共に需要度の拡大に寄与する効果は極めて大きい。
すなわち、本発明に係る砥石は、例えば金型精密研磨、
精密レンズ研磨、シリコンウエハ研磨等の研削もしくは
研磨用として応用することができる。その他、砥石に混
入するダイヤモンド粉末を、下に粗粒、上に行くに従っ
て細粒を分散させることにより、摩耗に従い、荒仕上げ
から精密仕上げに至るまで、１つの砥石で対応すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る導電性および弾性を有する砥石の
一実施例を示す概略断面図である。

【図２】本発明に係る導電性および弾性を有する砥石を
使用した電気泳動研磨方法の一実施例を示す研磨装置の
要部断面概略構成図である。

【図３】炭素繊維径の変化による加工物の除去量と砥石
の損耗量との関係を示す特性図である。

【図４】泳動させる砥粒径の変化による加工物の除去量
と砥石の損耗量との関係を示す特性図である。

【図５】砥石の設定切込み量の変化による加工物の除去
量と砥石の損耗量との関係を示す特性図である。

【図６】砥石の圧縮荷重と圧縮変位との関係を示す特性
図である。

【図７】各種樹脂による場合の加工物の加工量と電極の
損耗量との関係を示す特性図である。

【図８】印加電圧の変化による加工物の加工量と電極の
損耗量との関係を示す特性図である。

【図９】砥粒径の変化による加工物の加工量と電極の損
耗量との関係を示す特性図である。

【図１０】砥粒密度の変化による加工物の加工量と電極
の損耗量との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１０砥石１２研磨面１４溝２０研磨液貯留槽２２ジグ２４基台２６切削工具動力計２８絶縁体３０加工物３２支持体３４絶縁体３６工具取付用スピンドル３８研磨液４０直流電源４０Ａ正電位端子４０Ｂ負電位端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥粒と導電性樹脂マトリックスとからな
る導電性および弾性を有する電気泳動式インプロセスド
レッシング用砥石。
【請求項２】砥粒と、直径５μｍ以下の炭素繊維を含
有する樹脂マトリックスとからなる導電性および弾性を
有する砥石。
【請求項３】樹脂マトリックスに含有される炭素繊維
は、黒鉛化された気相成長炭素繊維からなる請求項２記
載の導電性および弾性を有する砥石。
【請求項４】砥粒と導電性樹脂マトリックスとからな
る導電性および弾性を有する砥石に所要電圧を印加し、
この砥石を前記電圧とは逆電位に帯電した第２の砥粒を
分散してなる液中において、研磨対象物ヲ研磨すると同
時に砥石の再生を行うことを特徴とする電気泳動式イン
プロセスドレッシング方法。