JPH0966469A - 自由曲面研磨砥石 - Google Patents
自由曲面研磨砥石Info
- Publication number
- JPH0966469A JPH0966469A JP24391595A JP24391595A JPH0966469A JP H0966469 A JPH0966469 A JP H0966469A JP 24391595 A JP24391595 A JP 24391595A JP 24391595 A JP24391595 A JP 24391595A JP H0966469 A JPH0966469 A JP H0966469A
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- JP
- Japan
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- polishing
- grindstone
- polished
- free
- pellets
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Abstract
(57)【要約】
【課題】安価にかつ容易に自由曲面をもつ広範な種類の
被研磨材を均一な表面品質で研磨できる研磨工具を提供
すること。 【解決手段】金属台座１の内部に注入口６から流体５を
充填した後、注入口用栓７で密封し、砥石ペレット台４
に接着或は固定された各砥石ペレット２が、被研磨面か
ら受ける圧力に応じ、任意のストロークで軸方向に摺動
可能な研磨工具。
被研磨材を均一な表面品質で研磨できる研磨工具を提供
すること。 【解決手段】金属台座１の内部に注入口６から流体５を
充填した後、注入口用栓７で密封し、砥石ペレット台４
に接着或は固定された各砥石ペレット２が、被研磨面か
ら受ける圧力に応じ、任意のストロークで軸方向に摺動
可能な研磨工具。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自由曲面を有する被研
磨材の研磨に適した回転研磨工具に関する。
磨材の研磨に適した回転研磨工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に自由曲面を有する被研磨材の研
磨方法では、所望の研磨曲面を得る為に、砥石自体の形
状をその曲面形状に変形させたり、ＮＣ制御或は、その
組み合わせによって研磨を行っている。前記最初の研磨
方法では、砥石形状を曲面形状に削る必要がありその削
り工程が増加したり、被研磨材の長手方向の曲面変化に
は対応し難く研磨ムラが生じやすいという欠点がある。
また、残りの方法による研磨では予め被研磨材の曲面形
状を測定し、プログラムを作成する必要があり、これに
伴う、測定とプログラミングの工程が増えるという欠点
がある。これらの欠点を改善するために、様々な優れた
研磨方法が提案されてきた。
磨方法では、所望の研磨曲面を得る為に、砥石自体の形
状をその曲面形状に変形させたり、ＮＣ制御或は、その
組み合わせによって研磨を行っている。前記最初の研磨
方法では、砥石形状を曲面形状に削る必要がありその削
り工程が増加したり、被研磨材の長手方向の曲面変化に
は対応し難く研磨ムラが生じやすいという欠点がある。
また、残りの方法による研磨では予め被研磨材の曲面形
状を測定し、プログラムを作成する必要があり、これに
伴う、測定とプログラミングの工程が増えるという欠点
がある。これらの欠点を改善するために、様々な優れた
研磨方法が提案されてきた。
【０００３】こうした自由曲面研磨に対応する研磨方法
に関する先行技術として、ラッピングフィルムによる研
磨に関して実開昭６１−８１８５８号があり、ここに、
研磨面に弾性膜からなる押圧面を備えた気密室、或はそ
の気密室の内部に圧力流体を導入し、被研磨材の形状に
沿って研磨できる装置が、開示されている。また、研磨
ベルトによる研磨として、特開昭５８−１０９２６４号
では、工作機械の同時多軸制御機能を利用し自由曲面の
研磨を可能にしたものが開示されている。
に関する先行技術として、ラッピングフィルムによる研
磨に関して実開昭６１−８１８５８号があり、ここに、
研磨面に弾性膜からなる押圧面を備えた気密室、或はそ
の気密室の内部に圧力流体を導入し、被研磨材の形状に
沿って研磨できる装置が、開示されている。また、研磨
ベルトによる研磨として、特開昭５８−１０９２６４号
では、工作機械の同時多軸制御機能を利用し自由曲面の
研磨を可能にしたものが開示されている。
【０００４】さらに、電解研磨に関しては、特開平３−
２８１７９８号で示されているように金属材料特にステ
ンレス鋼の鋼材表面研磨において導電性のペーストを用
い、曲面形状研磨を達成できる方法が提案されている。
さらに、磁気研磨においては、磁気吸引式研磨方法が、
特公昭６２−４７１５０号で提案され、磁気誘導コイル
と磁性体である砥石と加工物（ここでは金型）の３者で
磁気回路を形成し研磨圧力は被研磨材である金型面への
磁気吸引力で行い鉄心が軸方向に可動で、砥石は、鉄心
の下端の軸を中心に回転可能になるように設け磁気吸引
の利用により常時研磨圧を一定に維持し被研磨面を効率
よく研磨する自由曲面の倣い砥石を提供している。
２８１７９８号で示されているように金属材料特にステ
ンレス鋼の鋼材表面研磨において導電性のペーストを用
い、曲面形状研磨を達成できる方法が提案されている。
さらに、磁気研磨においては、磁気吸引式研磨方法が、
特公昭６２−４７１５０号で提案され、磁気誘導コイル
と磁性体である砥石と加工物（ここでは金型）の３者で
磁気回路を形成し研磨圧力は被研磨材である金型面への
磁気吸引力で行い鉄心が軸方向に可動で、砥石は、鉄心
の下端の軸を中心に回転可能になるように設け磁気吸引
の利用により常時研磨圧を一定に維持し被研磨面を効率
よく研磨する自由曲面の倣い砥石を提供している。
【０００５】しかしながら、これらの自由曲面研磨方法
において、ラッピングフィルムやベルト研磨ではフィル
ム、ベルトの寿命や曲面への追随性が課題として残り、
電解研磨や磁気研磨においても被研磨材の材質の制約が
あること、また依然として充分な研磨能率が得られてい
ない等の課題が残っている。
において、ラッピングフィルムやベルト研磨ではフィル
ム、ベルトの寿命や曲面への追随性が課題として残り、
電解研磨や磁気研磨においても被研磨材の材質の制約が
あること、また依然として充分な研磨能率が得られてい
ない等の課題が残っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、例示し
た個々の技術は、自由曲面研磨の技術として優れ、かつ
有効に機能しているが研磨能率や研磨材寿命、あるい
は、また、利用している基本技術の特性により、被研磨
材種にかなりの制約があり、研磨適用領域においても同
様であり、広範な被研磨材の適用材種や粗研磨〜仕上げ
研磨という広範な領域にわたり適用できる研磨工具は得
られておらず、特定の被研磨材材質及び特定の研磨適用
領域しか適用できていないのが実情である。
た個々の技術は、自由曲面研磨の技術として優れ、かつ
有効に機能しているが研磨能率や研磨材寿命、あるい
は、また、利用している基本技術の特性により、被研磨
材種にかなりの制約があり、研磨適用領域においても同
様であり、広範な被研磨材の適用材種や粗研磨〜仕上げ
研磨という広範な領域にわたり適用できる研磨工具は得
られておらず、特定の被研磨材材質及び特定の研磨適用
領域しか適用できていないのが実情である。
【０００７】また、適用できる広範な研磨材材質および
研磨領域をもつ一般的な砥石研磨の現状をみてみると、
砥石の研磨面への追随性を上げるために、砥石とその基
台（支持台）の間に樹脂等の弾性体を設置しその弾性体
に砥石を直接接着或は埋め込んだりして研磨している。
しかしこの方法では、適用する弾性体の弾性力によって
被研磨材の自由曲面性状の制約を受け、さらにその被研
磨面における押圧の、不均一性は解消しきれず均一な研
磨表面品質が得られないなどの課題が残っている。以上
のように、従来の技術では、自由曲面を有する被研磨材
を低コストで、広範に適用できる被研磨材材質及び研磨
適用領域をもつ研磨工具は、得られていなかった。本発
明は、上記の様な問題点に鑑みてなされたものである。
研磨領域をもつ一般的な砥石研磨の現状をみてみると、
砥石の研磨面への追随性を上げるために、砥石とその基
台（支持台）の間に樹脂等の弾性体を設置しその弾性体
に砥石を直接接着或は埋め込んだりして研磨している。
しかしこの方法では、適用する弾性体の弾性力によって
被研磨材の自由曲面性状の制約を受け、さらにその被研
磨面における押圧の、不均一性は解消しきれず均一な研
磨表面品質が得られないなどの課題が残っている。以上
のように、従来の技術では、自由曲面を有する被研磨材
を低コストで、広範に適用できる被研磨材材質及び研磨
適用領域をもつ研磨工具は、得られていなかった。本発
明は、上記の様な問題点に鑑みてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部に流体を
充填・密封できる構造をもつ金属台座に軸方向に摺動可
能な複数の砥石ペレットを設置し、図１の原理図に示す
様に、これらの砥石ペレットが自由曲面を有する被研磨
材に押圧されることによって生じる個々の砥石ペレット
にかかる流体の圧力差がその突き出し量に変換される原
理を利用し、各砥石ペレットに均等な研磨圧力がかかる
ようなにし均一な研磨面が得られる様にしたことであ
る。
充填・密封できる構造をもつ金属台座に軸方向に摺動可
能な複数の砥石ペレットを設置し、図１の原理図に示す
様に、これらの砥石ペレットが自由曲面を有する被研磨
材に押圧されることによって生じる個々の砥石ペレット
にかかる流体の圧力差がその突き出し量に変換される原
理を利用し、各砥石ペレットに均等な研磨圧力がかかる
ようなにし均一な研磨面が得られる様にしたことであ
る。
【０００９】即ち、本発明は、図３に示す通り金属台座
１に注入口６を設け、その注入口６より流体５を金属台
座１の内部に充填した後、注入口用栓７で流体５を金属
台座１の内部に密封する。また砥石ペレット２は、図５
の様に配置し、上下方向に摺動可能にしてある。このよ
うな構造をもつ研磨砥石が、被研磨材に押しつけられる
ことによって生じる各砥石ペレット２の受ける圧力を金
属台座１内部の流体５を介しその突き出し量に変換さ
れ、個々の砥石ペレット２が図１の様に被研磨材の凹凸
に倣いほぼ一定の研磨圧力が得られるような構造にし
た。
１に注入口６を設け、その注入口６より流体５を金属台
座１の内部に充填した後、注入口用栓７で流体５を金属
台座１の内部に密封する。また砥石ペレット２は、図５
の様に配置し、上下方向に摺動可能にしてある。このよ
うな構造をもつ研磨砥石が、被研磨材に押しつけられる
ことによって生じる各砥石ペレット２の受ける圧力を金
属台座１内部の流体５を介しその突き出し量に変換さ
れ、個々の砥石ペレット２が図１の様に被研磨材の凹凸
に倣いほぼ一定の研磨圧力が得られるような構造にし
た。
【００１０】この様な構造をもつ研磨砥石を用いること
によって自由曲面を有する被研磨材を、均一な研磨圧力
で研磨することが可能となり研磨品質の安定化及び研磨
効率の向上が図れる。本発明における実施例では、砥石
ペレットとして、ＰＶＡ系弾性砥石を用いたが、図４の
ペレット部拡大図で示す様に、砥石ペレット台４に装着
固定する研磨材料を他にメタルボンド系、ビトリファイ
ド系、レジノイド系等の砥石やその他広範な研磨材料も
適用できるが、この研磨材の選定は被研磨材の表面粗さ
等の性状や目標とする表面品質等により適宜選択決定す
れば良い。また内部に充填する流体については、水、
油、粘度や密度を変化させた溶液等があり、被研磨材の
曲面形状とその表面性状及び扱い易さ等を考慮し適宜決
定すれば良い。
によって自由曲面を有する被研磨材を、均一な研磨圧力
で研磨することが可能となり研磨品質の安定化及び研磨
効率の向上が図れる。本発明における実施例では、砥石
ペレットとして、ＰＶＡ系弾性砥石を用いたが、図４の
ペレット部拡大図で示す様に、砥石ペレット台４に装着
固定する研磨材料を他にメタルボンド系、ビトリファイ
ド系、レジノイド系等の砥石やその他広範な研磨材料も
適用できるが、この研磨材の選定は被研磨材の表面粗さ
等の性状や目標とする表面品質等により適宜選択決定す
れば良い。また内部に充填する流体については、水、
油、粘度や密度を変化させた溶液等があり、被研磨材の
曲面形状とその表面性状及び扱い易さ等を考慮し適宜決
定すれば良い。
【００１１】
【作用】金属台座に設置した各砥石ペレットは、自由曲
面を有している被研磨材へ押しつけられると、受ける圧
力が異なるが金属台座内に流体が充填密封されているの
で各砥石ペレットの受けた圧力が、砥石ペレットの上下
摺動により突き出し量が、被研磨面の凹凸に倣い均一な
押圧力に変換される。これにより各砥石ペレットは、均
一化した研磨圧力で自由曲面を有する被研磨材を研磨す
ることが可能となり、品質の良好な研磨面が得られる。
面を有している被研磨材へ押しつけられると、受ける圧
力が異なるが金属台座内に流体が充填密封されているの
で各砥石ペレットの受けた圧力が、砥石ペレットの上下
摺動により突き出し量が、被研磨面の凹凸に倣い均一な
押圧力に変換される。これにより各砥石ペレットは、均
一化した研磨圧力で自由曲面を有する被研磨材を研磨す
ることが可能となり、品質の良好な研磨面が得られる。
【００１２】さらに、砥石ペレット部は、他の研磨材料
も適用できることから、種々の研磨材料の組み合わせを
検討すれば、被研磨材の材質を問わず、広範な研磨領域
を可能とすることから特殊な機能をもった装置や手法を
用いなくても多種多様な自由曲面の研磨が可能である。
も適用できることから、種々の研磨材料の組み合わせを
検討すれば、被研磨材の材質を問わず、広範な研磨領域
を可能とすることから特殊な機能をもった装置や手法を
用いなくても多種多様な自由曲面の研磨が可能である。
【００１３】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を具体的に
説明する。まず、図３に実施例で用いた研磨砥石を示
す。砥石ペレット２としては、ＰＶＡ系の弾性砥石（市
販品）を選定した。その寸法は、直径１０ｍｍ、厚さ２
０ｍｍであり、その砥石の粒度は＃４００とした。ま
た、金属台座１の外径は、１５０ｍｍとしその内部に
は、流体５が、充填密封されており、流体５としては、
グリス油を用いた。この砥石ペレット２の数は、図５に
示す様に３７個とした。
説明する。まず、図３に実施例で用いた研磨砥石を示
す。砥石ペレット２としては、ＰＶＡ系の弾性砥石（市
販品）を選定した。その寸法は、直径１０ｍｍ、厚さ２
０ｍｍであり、その砥石の粒度は＃４００とした。ま
た、金属台座１の外径は、１５０ｍｍとしその内部に
は、流体５が、充填密封されており、流体５としては、
グリス油を用いた。この砥石ペレット２の数は、図５に
示す様に３７個とした。
【００１４】被研磨材は、４０□×２００ｍｍＬのＳＵ
Ｓ３０４の角パイプで表面性状のほぼ同じものを用い
た。研磨条件は、回転速度 ８８４ｍ／ｍｉｎ、送り速
度１０００ｍｍ／ｍｉｎ、１パス当たりの押し付け量２
０μｍ/ パスとした。また、比較例として、本実施例で
用いた砥石ペレット２を金属台座に貼り付けたシリコン
ゴム３上に設置し、実施例と全く同一研磨条件で研磨を
行った。
Ｓ３０４の角パイプで表面性状のほぼ同じものを用い
た。研磨条件は、回転速度 ８８４ｍ／ｍｉｎ、送り速
度１０００ｍｍ／ｍｉｎ、１パス当たりの押し付け量２
０μｍ/ パスとした。また、比較例として、本実施例で
用いた砥石ペレット２を金属台座に貼り付けたシリコン
ゴム３上に設置し、実施例と全く同一研磨条件で研磨を
行った。
【００１５】実験の結果、被研磨面の全域が、研磨され
るのに必要なパス回数は、従来例では５〜７パスであっ
たものが、本発明を使用した場合には２〜３パスとな
り、本発明による砥石を使用することにより研磨能率が
著しく向上した。
るのに必要なパス回数は、従来例では５〜７パスであっ
たものが、本発明を使用した場合には２〜３パスとな
り、本発明による砥石を使用することにより研磨能率が
著しく向上した。
【００１６】また、表面粗さ（Ｒ ｍａｘ）は、従来例
では０．３４〜０．３７μｍであったが、本発明例では
０．３０〜０．３３μｍと本発明実施により、表面粗さ
の改善が図れるという結果を得た。
では０．３４〜０．３７μｍであったが、本発明例では
０．３０〜０．３３μｍと本発明実施により、表面粗さ
の改善が図れるという結果を得た。
【００１７】以上の様に本発明による砥石を用いれば、
研磨能率及び表面粗さにおいて、明らかに有効であり、
研磨能率の向上即ち研磨コストの削減と研磨品質の向上
が図れる。
研磨能率及び表面粗さにおいて、明らかに有効であり、
研磨能率の向上即ち研磨コストの削減と研磨品質の向上
が図れる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば各ペレ
ットに連通する孔を台座に配置し、この内部に流体を充
填密封された金属台座に砥石ペレットを設置した研磨工
具を用いることにより、複雑に湾曲していたり、凹凸に
なっていたり、微妙なアンジュレイションをもつ等の自
由曲面の被研磨面に、各砥石ペレットが常に被研磨面に
追従する為、新たな工程を追加する必要もなく効率よく
研磨することが出来る。また、被研磨面に均一な研磨圧
力を付与することが出来ることから、仕上げ面にむらの
ない優れた研磨も可能である。また、構成が簡単である
為、研磨材料の交換により広範な被研磨物の研磨が容易
かつ安価に行える。
ットに連通する孔を台座に配置し、この内部に流体を充
填密封された金属台座に砥石ペレットを設置した研磨工
具を用いることにより、複雑に湾曲していたり、凹凸に
なっていたり、微妙なアンジュレイションをもつ等の自
由曲面の被研磨面に、各砥石ペレットが常に被研磨面に
追従する為、新たな工程を追加する必要もなく効率よく
研磨することが出来る。また、被研磨面に均一な研磨圧
力を付与することが出来ることから、仕上げ面にむらの
ない優れた研磨も可能である。また、構成が簡単である
為、研磨材料の交換により広範な被研磨物の研磨が容易
かつ安価に行える。
図１は、本発明における自由曲面研磨に関する原理図を
示す。図２は、従来の一般的な研磨砥石の概略図を示
す。図３は、本発明に関する研磨砥石の断面構造の概略
図を示す。図４は、本発明に関する研磨砥石のペレット
部の詳細図を示す。図５は、本発明に関する研磨砥石の
ペレット装着面側から見た図を示す。 １：金属台座 ２：砥石ペレット ３：シリコンゴム
４：砥石ペレット台 ５：流体 ６：注入口 ７：注入口用栓
示す。図２は、従来の一般的な研磨砥石の概略図を示
す。図３は、本発明に関する研磨砥石の断面構造の概略
図を示す。図４は、本発明に関する研磨砥石のペレット
部の詳細図を示す。図５は、本発明に関する研磨砥石の
ペレット装着面側から見た図を示す。 １：金属台座 ２：砥石ペレット ３：シリコンゴム
４：砥石ペレット台 ５：流体 ６：注入口 ７：注入口用栓
Claims (2)
- 【請求項１】内部に中空部を設けて流体を充填密封でき
る金属台座と、該金属台座の上面もしくは下面の一方に
設けた複数の孔部を介して回転軸方向に可動する複数の
砥石ペレットとを備えることを特徴とする自由曲面研磨
砥石。 - 【請求項２】自由曲面をもつ被研磨材に押圧した際に、
金属台座に設けた複数の孔部を介して設けた複数の砥石
ペレットへの押圧力の差がその突き出し量に変換され、
各砥石ペレットが自由曲面に倣うように均等な研磨圧力
で研磨することができることを特徴とする請求項１記載
の自由曲面研磨砥石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24391595A JPH0966469A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 自由曲面研磨砥石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24391595A JPH0966469A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 自由曲面研磨砥石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0966469A true JPH0966469A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=17110911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24391595A Withdrawn JPH0966469A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 自由曲面研磨砥石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0966469A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7220168B2 (en) | 2001-01-16 | 2007-05-22 | Nikon Corporation | Processes for producing a whetstone and whetstone pellets with uniform abrasion layers |
| EP2025464A1 (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-18 | Francesco Raineri | Sander / polishing head |
| JP2014147984A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研削ホイールユニット |
-
1995
- 1995-08-30 JP JP24391595A patent/JPH0966469A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7220168B2 (en) | 2001-01-16 | 2007-05-22 | Nikon Corporation | Processes for producing a whetstone and whetstone pellets with uniform abrasion layers |
| EP2025464A1 (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-18 | Francesco Raineri | Sander / polishing head |
| JP2014147984A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研削ホイールユニット |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |