JPH09193021A

JPH09193021A - ダイヤモンド弾性研磨工具

Info

Publication number: JPH09193021A
Application number: JP2464096A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sato; 博佐藤; Shinji Yoshizawa; 真次吉沢; Hiroshi Hamada; 洋濱田; Fumitaka Takano; 文孝高野; Keisuke Kasahara; 敬介笠原
Original assignee: SHOWA GOMME KK; TOKYO DAIYAMONDO KOGU SEISAKUSHO KK; TOKYO DIAMOND KOGU; Mayekawa Manufacturing Co
Current assignee: SHOWA GOMME KK; TOKYO DAIYAMONDO KOGU SEISAKUSHO KK; TOKYO DIAMOND KOGU; Mayekawa Manufacturing Co
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-29
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: JP3677110B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機械化、自動化が可能な少ない加工工数で以
って、曲面や凹凸面研摩においても均一な表面粗度の仕
上げ研摩面を得ることができるダイヤモンド弾性研磨工
具及びこれの製造方法を提供する。【解決手段】基材ベースの表面にダイヤモンド砥粒を
接着してなるダイヤモンド弾性研磨工具において、ゴム
コンパウンドに金属の酸化物あるいは炭化物あるいは窒
化物の粉末あるいはこれらの混合物を均一に分散してな
るゴムコンパウンド基材に、ガラスクロス、カーボン繊
維等からなる芯材を包みあるいは接着して基材ベースを
構成し、該基材ベースの表面にダイヤモンド砥粒を接着
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は天然ゴム、合成ゴム
あるいはこれらをブレンドしてなるゴムコンパウンドを
備えた基材ベースの表面にダイヤモンド砥粒を接着して
構成されるダイヤモンド弾性研磨工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイヤモンドは不活性であり、極めて高
い硬度を備えていることから研磨材として好適である
が、他の物質との接着性に乏しいことから、仕上げ加工
に使用できる研磨布や研磨紙に適用されている例は多く
ない。

【０００３】かかるダイヤモンドの砥粒をシートの表面
に接着してなるダイヤモンド研磨シート（以下ダイヤモ
ンドラッピングシートと称する）において、従来提案さ
れているものとしては、基材としてのステンレス、銅、
ポリエステル等からなる薄いシートまたはフィルムに、
ダイヤモンド砥粒を、電着またはエポキシ系、フェノー
ル系等の固溶状の接着剤にて接着して構成されたものが
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のダ
イヤモンドラッピングシートにあっては、仕上げ研磨時
において、ダイヤモンド砥粒の粒度（番手）を仕上げ研
磨の程度に合わせて、粗い粒度のものから細かい粒度の
ものへと順に変えて使用している。このため、前記従来
のダイヤモンドラッピングシートにあっては、次のよう
な問題点を抱えている。

【０００５】（１）仕上げ研磨過程において、ダイヤモ
ンドラッピングシートのダイヤモンド砥粒の粒度（番
手）を極端に変えて使用すると、粗い粒度での研磨時の
研磨痕が残り易く、意図する仕上げ面が得られず修正の
ための研磨工数が嵩む。

【０００６】（２）前記のようなダイヤモンドラッピン
グシートを使用しての仕上げ研磨作業は熟練を要し、特
に金型等の曲面の研磨や凹凸のある部材の研磨にあって
は、これを機械化あるいは自動化するのは困難となり、
作業能率の向上が望めない。

【０００７】（３）シートが金属板等の剛性の高い基材
の場合は、研磨時に振動抵抗が発生し易く、また均一加
圧が困難であることから仕上加工面が不均一面となり易
い。

【０００８】本発明の目的は、機械化、自動化が可能な
少ない加工工数で以って、曲面や凹凸面研磨においても
均一な表面粗度の仕上げ研磨面を得ることができるダイ
ヤモンド弾性研磨工具及びこれの製造方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記のような問
題点に鑑みなされたものであり、その特徴とする手段
は、ゴムコンパウンドに金属の酸化物あるいは炭化物あ
るいは窒化物の粉末、あるいはこれらの混合物を均一に
分散してなるゴムコンパウンド基材に、ガラスクロス、
カーボン繊維等からなる芯材を包みあるいは接着して基
材ベースを構成し、該基材ベースの表面にダイヤモンド
砥粒を接着してなることを特徴とするダイヤモンド研磨
材にある。

【００１０】そして前記ダイヤモンド研磨材は、具体的
には次のように構成する。

【００１１】（１）前記ダイヤモンド砥粒は、液状の接
着剤にて前記基材ベースの表面に固着する。

【００１２】（２）前記ゴムコンパウンドは、天然ゴ
ム、合成ゴムまたはこれらをブレンドして構成される。

【００１３】（３）前記ゴムコンパウンド基材を構成す
る金属の酸化物あるいは炭化物あるいは窒化物は、アル
ミニウムあるいはケイ素あるいはホウ素からなる。

【００１４】（４）前記基材ベースの芯材となるガラス
クロスあるいはカーボン繊維クロスは、カラミ繊あるい
は目抜平繊の厚さ０．０５ｍｍないし０．５ｍｍのもの
で構成される。

【００１５】また前記ダイヤモンド研磨材を製造するた
めの、本発明の特徴とする手法は、天然ゴム、合成ゴム
あるいはこれらをブレンドして構成されたゴムコンパウ
ンドに金属の酸化物あるいは炭化物あるいは窒化物の粉
末、あるいはこれらの混合物からなる骨材を混合してゴ
ムコンパウンド基材を生成し、同ゴムコンパウンド基材
をガラスクロスあるいはカーボン繊維クロスからなる薄
板の芯材にトッピング、フリション等により接着して基
材ベースを形成し、該基材ベースの表面にダイヤモンド
砥粒を均一に分布させて接着し、固定することにある。

【００１６】また、前記手法において、好ましくは前記
ダイヤモンド砥粒の基材ベースへの接着、固定を加圧、
加硫成形により行う。

【００１７】上記手段及び手法によれば、ダイヤモンド
砥粒が接着される基材ベースを可撓性及び弾性を備えた
ゴムコンパウンド基材にて構成したことにより、ダイヤ
モンド砥粒は基材ベースの可撓性と弾性とにより、曲面
や凹凸面を有するワークの研磨時においてもワークの研
磨面に応じて研磨材の表面が追従して変形可能となり、
かつ基材ベースのスプリング作用によって、ワークの研
磨面を均一にかつ精度の高い表面粗度を維持して仕上げ
ることが可能となる。

【００１８】従って、前記曲面あるいは凹凸面の研磨に
おいて従来の手段、手法のような熟練を不要とし、研磨
作業が単純、容易化されるとともに、研磨作業の自動
化、機械化を可能とし、作業能率が向上される。

【００１９】また、ゴムコンパウンドの基材ベースは、
その可撓性及び弾性によって顕著な振動の減衰作用をな
すことから、研磨時における振動抵抗が極めて小さくな
り、研磨面への均一加圧がなされ、従来の剛性の高い基
材ベースのような振動抵抗による不均一面の発生が防止
され、精度の高い研磨面が得られるとともに、いわゆる
研磨面の抵抗の少ないソフト研磨が可能となり、この面
からも研磨作業能率が向上する。

【００２０】また、基材ベースの表面を凹凸状の意匠面
となし、該意匠面にダイヤモンド砥粒を接着することに
より、ダイヤモンド砥粒は粒度＃８００毎程度の粗さで
取替えが可能となり、これによっても研磨痕を残すこと
なく粗度の細かい研磨面が得られる研磨仕上げをなすこ
とができ、ダイヤモンド砥粒の高い粒度まで使用可能と
なり、研磨コストが低減され、また省資源を実現され
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施形態を詳
細に説明する。本発明においては、上記のようにダイヤ
モンド砥粒を接着するための基材ベースに可撓性、弾性
を有するゴム状弾性体からなるゴムコンパウンドを用
い、該ゴムコンパウンドを備えた基材ベースの表面を波
形状、曲面状、平板状等、所要の形状を有するいわゆる
意匠表面に形成し、この意匠表面にダイヤモンド砥粒を
接着することにより、仕上げ研磨面に凹凸があっても、
ダイヤモンド砥粒が基材ベースの弾性によって凹凸面に
沿って出入り可能に構成している。

【００２２】図１に本発明の好適な実施形態の１つを示
す。図１において、１はダイヤモンドラッピングシート
であり、波状（のこ歯状）に形成された意匠表面を有す
るゴムコンパウンド基材を備えた基材ベース２の表面に
ダイヤモンド砥粒３を該表面に沿って均一に接着すると
ともに、該基材ベース２を構成するゴムコンパウンド基
材の内部にはガラスクロスまたはカーボン繊維クロスか
らなる芯材４がからみ織りにて織り込まれている。

【００２３】上記基材ベース２を構成するゴムコンパウ
ンド基材は、この実施形態では、加硫ゴムからなるゴム
コンパウンドに金属の酸化物、炭化物、窒化物等の粉末
およびこれらの混合物を均一に分散したものであるが、
これに特に限定されず、可撓性及び弾性を有し、表面に
ダイヤモンド砥粒が接着できるゴムコンパウンド基材で
あればよい。

【００２４】即ち、上記ゴムコンパウンド基材を構成す
るゴムコンパウンドは、天然ゴム、及びスチレンブタジ
エンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロブ
レンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ブタジエン
ゴム、イソブチレンイソブレンゴム、クロロスルフォン
化ポリエチレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の
合成ゴムからなり、これらの中で天然ゴム、スチレンブ
タジエンゴム、クロロブレンゴム、アクリロニトリルゴ
ム等を単独であるいはブレンドして使用するのが好まし
い。

【００２５】また、前記ゴムコンパウンド基材の骨材と
して混合する金属の酸化物あるいは炭化物あるいは窒化
物の粒体は、アルミニウム、ケイ素、クロム、ジルコニ
ウム、ホウ素、チタン等から成り、その粒径は前記ダイ
ヤモンドの粒径と同一またはそれ以下に形成され、これ
らの中でアルミニウム又はケイ素又はホウ素の酸化物あ
るいは炭化物あるいは窒化物を使用するのが好ましい。

【００２６】さらに、前記ゴムコンパウンド基材の芯材
４であるガラスクロスまたはカーボン繊維クロスは、平
繊、カラミ繊あるいは目抜平繊のものからなり、その厚
さｔは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ、質量は２５ｇ／ｍ2
〜３００ｇ／ｍ2 であって高強度、高弾性を有するもの
とする。この中、コスト面から、図１に示されるような
ガラスクロスのカラミ繊が好ましい。

【００２７】また、前記ゴムコンパウンド基材２の意匠
表面形状は、図１のような波形状の他、平坦面を含むあ
らゆる形状を採ることができる。

【００２８】

【実施例】次に上記実施形態に係るダイヤモンドラッピ
ングシートの好適な実施例及び従来のダイヤモンド研磨
材との比較例を図１及び表１〜表２を参照して詳細に説
明する。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】（実施例１）表１〜表２に示すように、ゴ
ムコンパウンド基材（以下基材という）を構成するゴム
コンパウンドに、スチレンブタジエンゴム１００重量部酸化亜鉛５重量部ステアリン酸１重量部カーボンブラック５０重量部酸化アルミニウム１００重量部ナフテン系プロセスオイル１０重量部パラフィン１重量部ジベンゾチアジルジスルフィド１重量部硫黄２重量部からなる金属の酸化物、炭化物等の骨材で強化したゴム
ベース（機械的性質：引張強さ＝１３ＭＰａ、伸び２５
０％、硬さ８７ＨｓＡ）を、からみ織りガラスクロス４
（厚さｔ＝０．１ｍｍ）の表面にトッピングした厚さＴ
＝１．０ｍｍのものであって、表面を図１に示すように
波形状の意匠表面に形成したものを使用し、該意匠表面
に＃１５０のダイヤモンド砥粒（集中度換算で５０）を
ラバーセメントで固定した。

【００３２】これを図１と同形状の加硫金型を用い、加
硫温度１４５℃、成形圧力４．５ＭＰａで１０分間の成
形を行い、図１に示されるようなダイヤモンドラッピン
グシート１を得た。

【００３３】このダイヤモンドラッピングシート１を使
用して、ＥＣＯＭＥＴ試料研磨機を用い、ワーク（被削
材）に多結晶フェライト（５５ｍｍ×１３ｍｍ、３
個）、ワークの回転数６０ｒｐｍ、ラッピングシート回
転数２００ｒｐｍ、研磨圧力５０ＫＰａ、研磨時間６０
ｍｉｎの湿式研磨を行った結果、加工能率で３．５μｍ
／分、表面粗度でＲｙ０．８μｍを得た。

【００３４】（実施例２）表１，２に示すように、実施
例１からカーボンブラックを３０重量部に減じ、酸化ア
ルミニウムを３００重量部に増加し、引張強さ及び伸び
を下げ、硬さを増加したものであり、研磨試験の結果、
表２に示すように、加工能率で５１０μｍ／分、表面粗
度でＲｙ０．８μｍを得た。

【００３５】（実施例３）表１，２に示すように、実施
例１から酸化アルミニウムを３００重量部に増加し、ダ
イヤモンド砥粒を＃３２５に上げ、また機械的性質は実
施例２と同様としたものであり、研磨試験の結果、表２
に示すように、加工能率で４．５μｍ／分、表面粗度で
Ｒｙ０．６μｍ／分を得た。

【００３６】（実施例４）表１，２に示すように、実施
例３からスチレンブタジエンゴムを減じるとともに天然
ゴムを加え、カーボンブラックを４０重量部に減じ、こ
れにより引張強さ及び伸びを実施例１並に増大せしめた
ものであり、研磨実験の結果、表２に示すように、加工
能率で６．１μｍ／分、表面粗度でＲｙ０．６μｍを得
た。

【００３７】また、前記４つの実施例の効果を確認する
ため、表１，２に示す３通りの比較例について研磨実験
を行った。

【００３８】（比較例１）実施例１〜４と同一研磨条件
（研磨圧力は２５ＫＰａ）で研磨実験を行った結果、加
工能率で０．５μｍ／分、表面粗度で０．８μｍを得
た、実施例１〜４に較べ加工能率が著しく低い。

【００３９】（比較例２）比較例１と同一研磨条件で研
磨実験を行ったが、研磨と同時にワークに振動が発生
し、研磨加工の続行が不可能となったので、研磨圧力を
１ＫＰａまで下げたが振動は減衰せず、研磨不能となっ
た。

【００４０】（比較例３）実施例１〜４と同一研磨条件
にて研磨実験を行ったが、研磨と同時にワーク振動が発
生し、研磨圧力を１ＫＰａまで下げたが振動は減衰せ
ず、研磨不能となった。

【００４１】前記のような４つの実施例と３つの比較例
による実験結果より次のことが確認できた。

【００４２】（１）基材ベースに骨材の酸化アルミニウ
ムが配合されていない比較例２，３は、図１に示すよう
な意匠表面ではいわゆるビビリを生じ、研磨不能であっ
た。これは表２から明らかなように、基材ベースのコン
パウンド組成のポリマー量が関与しており、ゴム分が多
いための摩擦係数（μ値）の増大によるものと考察され
る。比較例２，３は機械的性質においても、引張強さ及
び伸びが大きいことも前記ビビリ発生の要因である。

【００４３】（２）比較例１と実施例１とを比較する
と、実施例１においてダイヤモンド砥粒を接着した効果
が顕著に現われ、加工能率が大幅に改善されている。

【００４４】（３）実施例１と実施例２の比較から、充
填剤の添加量と硬さの影響が加工能率に直接関与し、充
填剤を増加し硬さを増した実施例２の方が加工能率が改
善される反面、表面粗さは変化しない。

【００４５】（４）実施例２と実施例３の比較から、ダ
イヤモンド砥粒の粒度により加工能率及び表面粗さの双
方に差異が認められ、粒度の小さい実施例２の方が加工
能率が改善されるが、表面粗度は粗い。

【００４６】（５）実施例３と実施例４との比較から、
基材ベースの伸びと硬さが加工能率に大きな影響を与
え、天然ゴムを加え伸びを増加せしめた実施例４の方が
加工能率が改善される。

【００４７】（６）比較例２，３のように、基材ベース
をゴムコンパウンド単独で構成したものにおいては、研
磨加工時の圧力により基材ベースに大きな変形を生じ、
ワークの端部に極端な段差が形成され、ラッピングシー
トとしての機能を損なう。

【００４８】（７）ラッピングシートの厚さＴ（図１参
照）も加工面で重要な要素であり、これは２ｍｍ以下が
好ましく、０．５〜１．０ｍｍが最適である。

【００４９】（８）実施例１〜４において、ダイヤモン
ド砥粒は粒度＃１５０及び＃３２５と、ラッピングシー
トとしては粗い砥粒を使用しているが、研磨加工による
ワークの表面粗度はＲｙ０．６〜０．８μｍと極めて良
好な研磨面が得られる。

【００５０】これはダイヤモンド砥粒を固定している基
材ベースであるゴムコンパウンドのクッション効果によ
るもので、高剛性の基材ベースにない特徴を備えてい
る。即ち、基材ベースに可撓性と弾性を備えた本発明実
施品は従来のものに較べ加工能率を向上せしめ、かつ良
好な研磨面が得られる。

【００５１】本発明は、上記実施形態及び実施例に示さ
れた範囲にとどまらず、可撓性及び弾性を備えた種々の
基材ベースとこれの表面に接着されたダイヤモンド砥粒
とより成るダイヤモンド弾性研磨工具に適用できる。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係るダイヤモ
ンド弾性研磨工具及びこれの製造方法によれば、ダイヤ
モンド砥粒が接着される基材ベースを可撓性及び弾性を
備えたゴムコンパウンド基材にて構成したので、ダイヤ
モンド砥粒は基材ベースの可撓性と弾性とにより、曲面
や凹凸面を有するワークの研磨時においてもワークの研
磨面に応じて研磨材の表面が追従して変形可能となり、
かつ基材ベースのスプリング作用によって、ワークの研
磨面を均一にかつ精度の高い表面粗度を維持して仕上げ
ることが可能となる。

【００５３】従って、前記曲面あるいは凹凸面の研磨に
おいて従来の手段、手法のような熟練を不要とし、研磨
作業が単純、容易化されるとともに、研磨作業の自動
化、機械化が可能となり、作業能率を向上することがで
きる。

【００５４】また、ゴムコンパウンドの基材ベースは、
その可撓性及び弾性によって顕著な振動の減衰作用をな
すので、研磨時における振動抵抗が極めて小さくなり、
研磨面への均一加圧がなされ、従来の剛性の高い基材ベ
ースのような振動抵抗による不均一面の発生が防止さ
れ、精度の高い研磨面が得られるとともに、いわゆる研
磨面の抵抗の少ないソフト研磨が可能となり、この面か
ら研磨作業能率を向上せしめることができる。

【００５５】さらに、特に請求項２の発明のように、基
材ベースの表面を凹凸状の意匠面となし、該意匠面にダ
イヤモンド砥粒を接着することにより、ダイヤモンド砥
粒は粒度＃８００毎程度の粗さで取替えが可能となり、
これによっても研磨痕を残すことなく粗度の細かい研磨
面が得られる研磨仕上げをなすことができ、ダイヤモン
ド砥粒の高い粒度まで使用可能となり、研磨コストが低
減され、また省資源を実現される。

【００５６】以上、要するに本発明に係るダイヤモンド
弾性研磨工具及びその製造方法によれば、自動化、機械
化が可能な少ない研磨工数即ち高い加工能率で以って均
一かつ精度の高い研磨仕上面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るダイヤモンドラッピン
グシートの拡大断面図である。

【符号の説明】

１ダイヤモンドラッピングシート２基材ベース３ダイヤモンド砥粒４ガラスクロス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉沢真次千葉県柏市新松戸３丁目353番１号 (72)発明者濱田洋東京都目黒区緑が丘１丁目４番５号 (72)発明者高野文孝東京都世田谷区玉川４丁目11番８号 (72)発明者笠原敬介東京都中野区白鷺３丁目６番11号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴムコンパウンドに金属の酸化物あるい
は炭化物あるいは窒化物の粉末、あるいはこれらの混合
物を均一に分散してなるゴムコンパウンド基材に、ガラ
スクロス、カーボン繊維等からなる芯材を包みあるいは
接着して基材ベースを構成し、該基材ベースの表面にダ
イヤモンド砥粒を接着してなることを特徴とするダイヤ
モンド弾性研磨工具。
【請求項２】前記ダイヤモンド砥粒は液状の接着剤に
より前記基材ベースの凹凸状表面に固着された請求項１
記載のダイヤモンド弾性研磨工具。
【請求項３】前記ゴムコンパウンドは、天然ゴム、合
成ゴムまたはこれらをブレンドして構成された請求項１
または２記載のダイヤモンド弾性研磨工具。
【請求項４】前記ゴムコンパウンド基材を構成する金
属の酸化物あるいは炭化物あるいは窒化物は、アルミニ
ウムあるいはケイ素あるいはホウ素からなる請求項１な
いし３の何れかに記載のダイヤモンド弾性研磨工具。
【請求項５】前記基材ベースの芯材となるガラスクロ
スあるいはカーボン繊維クロスは、カラミ繊あるいは目
抜平繊の厚さ０．０５ｍｍないし０．５ｍｍのもので構
成された請求項１ないし４の何れかに記載のダイヤモン
ド弾性研磨工具。
【請求項６】天然ゴム、合成ゴムあるいはこれらをブ
レンドして構成されたゴムコンパウンドに金属の酸化物
あるいは炭化物あるいは窒化物の粉末、あるいはこれら
の混合物からなる骨材を混合してゴムコンパウンド基材
を生成し、同ゴムコンパウンド基材をガラスクロスある
いはカーボン繊維クロスからなる薄板の芯材にトッピン
グ、フリション等により接着して基材ベースを形成し、
該基材ベースの表面にダイヤモンド砥粒を均一に分布さ
せて接着し、固定することを特徴とするダイヤモンド弾
性研磨工具の製造方法。
【請求項７】前記ダイヤモンド砥粒の基材ベースへの
接着、固定を加圧、加硫成形により行う請求項６記載の
ダイヤモンド弾性研磨工具の製造方法。