JPH11254331A - 研削砥石およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏摩耗することなく効率よく研削できると共
に、一定の表面粗さでワークを加工することができる研
削砥石およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 アルミニウムの台金１上にニッケルめっ
きによりめっき層２を形成し、当該めっき層２上に高分
子材料のレジスト層３をスクリーン印刷等により形成
し、当該レジスト層３に所定の大きさの配置穴３ａを露
光や現像処理等により所定の間隔で複数形成したら、当
該配置穴３ａ内に砥粒４を超音波振動等によりそれぞれ
配置し、当該砥粒４をめっき層２に仮固定する仮固定め
っき５をニッケルめっきにより形成した後、前記レジス
ト層３をアルカリ溶液等により溶解除去し、砥粒４を包
囲するように当該砥粒４を保持する保持層６をニッケル
めっきにより形成した後、台金１をアルカリ溶液により
溶解除去すると共に、めっき層２、仮固定めっき５、保
持層６を電解エッチングして砥粒４を突き出させること
により、研削砥石を製造するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研削砥石およびそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、研削砥石は、その断面を表す図３
に示すように、ランダムに分散した砥粒１１を結合材１
２で単に固定保持しているため、砥粒１１の先端や間隔
が揃っていなかった。このような研削砥石１０を用いて
ワークを研削すると、当該研削砥石１０の場所によって
砥粒１１の切込みや擦過頻度が異なってしまい、ワーク
の加工面の表面粗さが悪くなると共に、当該研削砥石１
０が偏摩耗してしまう。さらに、突き出し量の小さい砥
粒１１は研削に関与しないため、突き出し量の小さい砥
粒１１が多いと、研削効率が大幅に低下してしまう。

【０００３】そこで、例えば、特開昭５６−１５７９５
５号公報では、図４（ａ）に示すように、鏡面仕上加工
したアルミニウムの台金２２上に砥粒１１を配置し、台
金２２上にめっき層２３を形成して、これら砥粒１１を
台金２２に固定保持し、めっき層２３上に接着剤２４を
介して保持材２５を取り付け、台金２２を溶解して除去
すると共に、めっき層２３を僅かにエッチングすること
により、図４（ｂ）に示すように、砥粒１１の先端を一
定の高さに揃えて突き出させた研削砥石２０の製造方法
を開示している。

【０００４】また、特開昭５８−１００６８９号公報で
は、図５（ａ）に示すような金網３６を基板３２上に載
せ、当該金網３６の枡目に砥粒１１をそれぞれ配置し、
基板３２上に仮めっきして砥粒１１を仮固定したら、金
網３６を取り除き、本めっきしてめっき層３３を形成し
て当該砥粒１１を基板３２に固定保持した後、めっき層
３３をエッチングすることにより、図５（ｂ）に示すよ
うに、砥粒１１の間隔を一定に揃えて突き出させた研削
砥石３０の製造方法を開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５６−１５７９５５号公報に開示された研削砥石の製造
方法では、研削砥石２０の砥粒１１の間隔を一定に揃え
ることができず、研削砥石２０の表面に砥粒１１の疎密
を生じてしまうため、このような方法で製造された研削
砥石２０を用いてワークを研削すると、先にも説明した
ように、研削砥石２０が偏摩耗したり、ワークの加工面
の表面粗さが場所によって異なってしまう。

【０００６】一方、特開昭５８−１００６８９号公報に
開示された研削砥石の製造方法では、砥粒１１の先端が
一定の高さで揃わず、研削砥石３０表面の砥粒１１の突
き出し量がバラついてしまうため、このような方法で製
造された研削砥石３０を用いてワークを研削すると、先
にも説明したように、研削効率が大幅に低下してしま
う。

【０００７】このようなことから、本発明は、偏摩耗す
ることなく効率よく研削することができると共に、一定
の表面粗さでワークを加工することができる研削砥石お
よびその製造方法を提供することを目的とした。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明による研削砥石は、ニッケルめっきの保
持層によって砥粒が固定され、これら砥粒の先端が前記
保持層の基準面から一定の距離にあると共に、これら砥
粒の間隔が一定であることを特徴とする。

【０００９】前述した課題を解決するための、第一番目
の発明による研削砥石の製造方法は、アルミニウムの台
金上にニッケルめっきによりめっき層を形成し、当該め
っき層上に高分子材料のレジスト層を形成し、当該レジ
スト層に所定の大きさの配置穴を所定の間隔で複数形成
したら、当該配置穴内に砥粒をそれぞれ配置し、当該砥
粒を上記めっき層に仮固定する仮固定めっきをニッケル
めっきにより形成した後、前記レジスト層を除去し、前
記砥粒を包囲するように当該砥粒を保持する保持層をニ
ッケルめっきにより形成した後、前記台金を除去すると
共に、前記めっき層、前記仮固定めっき、前記保持層を
エッチングして前記砥粒を突き出させることにより、研
削砥石を製造するようにしたことを特徴とする。

【００１０】また、第二番目の発明による研削砥石の製
造方法は、アルミニウムの台金上にニッケルめっきによ
りめっき層を形成し、当該めっき層上に高分子材料のレ
ジスト層を形成し、当該レジスト層に所定の大きさの配
置穴を所定の間隔で複数形成したら、当該配置穴内に砥
粒をそれぞれ配置し、当該砥粒を上記めっき層に仮固定
する仮固定めっきをニッケルめっきにより形成した後、
前記砥粒を包囲するように当該砥粒を保持する保持層を
ニッケルめっきにより形成した後、前記台金および前記
レジスト層を除去すると共に、前記めっき層、前記仮固
定めっき、前記保持層をエッチングして前記砥粒を突き
出させることにより、研削砥石を製造するようにしたこ
とを特徴とする。

【００１１】上述した研削砥石の製造方法において、前
記台金を溶液による溶解または加熱による剥離で除去す
るようにしたことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明による研削砥石および第一
番目の発明による研削砥石の製造方法の実施の形態を図
１を用いて説明する。なお、図１は、その製造方法の手
順説明図である。

【００１３】図１（ａ）に示すように、両端面１ａ，１
ｂに超精密加工を施して平行度および平面度を出したア
ルミニウムの台金１の端面１ａ側にニッケルのめっき層
２を形成した後、当該めっき２層上に高分子樹脂材料の
レジスト層３をスクリーン印刷または塗布などにより形
成する。

【００１４】続いて、図１（ｂ）に示すように、レジス
ト層３に所定の形状や大きさや間隔の配置穴３ａ（レジ
ストパターン）を露光や現像処理などにより形成した
後、図１（ｃ）に示すように、レジスト層３の当該配置
穴３ａ内に砥粒４を超音波振動などにより一つずつ配置
したら、レジスト層３の配置穴３ａ内の前記めっき層２
と砥粒４との間にニッケルめっきを施して仮固定めっき
５を形成して砥粒４を仮固定する。

【００１５】次に、図１（ｄ）に示すように、レジスト
層３をアルカリ溶液などにより溶解して除去（ニッケル
のめっき層２および仮固定めっき５はアルカリ溶液で溶
解せず、アルミニウムの台金１は溶解することなく保護
される。）したら、図１（ｅ）に示すように、めっき層
２上にニッケルめっきを施して砥粒４を完全に包囲する
ように保持層６を形成した後、保持層６の端面６ａに超
精密加工を施して当該端面６ａと台金１の端面１ｂとの
平行度および平面度を出し、保持層６の端面６ａ（基準
面）から砥粒４の先端までの距離を一定にする。

【００１６】続いて、図１（ｆ）に示すように、台金１
を水酸化ナトリウムなどのアルカリ溶液などにより溶解
して除去した後、めっき層２、仮固定めっき５、保持層
６の端面６ｂ側を塩酸溶液や硫酸溶液などの酸性液を用
いて電解エッチングして砥粒４の先端を保持層６の端面
６ｂ側から突出させることにより、保持層６の端面６ａ
を基準面として研削盤の主軸に真空チャック等により取
り付けて使用できる研削砥石が製造される。

【００１７】このようにして製造された研削砥石は、砥
粒４の間隔や突き出し量が一定に揃い、各砥粒４の切込
み深さや研削長さが均一になるので、次のような効果を
得ることができる。

【００１８】全ての砥粒４の研削負荷が均一となるの
で、各砥粒４の摩耗の均一化を図ることができる。 各砥粒４の摩耗量が均一になるため、全ての砥粒の切
込みが常に均一になり、研削のみで精度よく加工するこ
とができ、研磨にかかる手間を大幅に削減することがで
きる。 砥粒４の先端が揃っているので、ツルーイングが不要
となり、研削に関与する砥粒４が大幅に増え、高効率な
加工を行うことができる。 砥粒４の間隔を均一に揃えることができるので、十分
なチップポケットを形成することができ、目詰まりを大
幅に低減することができると共に、砥粒４の擦過頻度を
均一にして表面粗さの均一化を図ることができ、加工精
度の向上を図ることができる。

【００１９】なお、レジスト層３の配置穴３ａの直径
は、砥粒４の粒径よりも僅かに大きい程度の大きさとす
ると（例えば、砥粒４の平均粒径を１００μｍとし、上
記配置穴３ａの直径を１５０〜１７０μｍとする。）、
良好な結果を得ることができる。また、電解エッチング
を行う場合には、砥粒４の突き出し量が粒径の１０〜４
０％程度の大きさとなるようにすると（例えば、砥粒４
の平均粒径が１００μｍの場合には、当該砥粒４を１０
〜４０μｍ程度突き出させる。）、良好な結果を得るこ
とができる。

【００２０】第二番目の発明による研削砥石の製造方法
の実施の形態を図２を用いて説明する。なお、図２は、
その製造方法の手順説明図である。ただし、前述した実
施の形態と同様な部分については、前述した実施の形態
の場合と同様な符号を用いることにより、その説明を省
略する。

【００２１】図２（ａ）に示すように、台金１にめっき
層２を形成した後、当該めっき２層上にレジスト層３を
スクリーン印刷または塗布し、図２（ｂ）に示すよう
に、レジスト層３に配置穴３ａを形成し、図２（ｃ）に
示すように、レジスト層３の配置穴３ａ内に砥粒４を一
つずつ配置した後、仮固定めっき５で砥粒４を仮固定し
たら、図２（ｅ）に示すように、レジスト層３を除去す
ることなく保持層６を形成した後、図２（ｆ）に示すよ
うに、めっき層２、レジスト層３、仮固定めっき５、保
持層６の端面６ｂ側の除去やエッチングを行う。

【００２２】つまり、前述した実施の形態では、レジス
ト層３を溶解除去してめっき層２を露出することによ
り、めっき層２を基点として保持層６を形成するように
したが、本実施の形態では、仮固定めっき５を基点とし
て保持層６を形成することにより、レジスト層３を除去
することなく保持層６の形成を行うようにしたのであ
る。

【００２３】このため、本実施の形態では、めっき層２
の除去等の際にレジスト層３の除去を同時に行うことが
できる。

【００２４】したがって、本実施の形態では、前述した
実施の形態の場合よりも製造工程を簡略化することがで
きるので、前述した実施の形態の場合よりも簡単に製造
することができる。

【００２５】なお、仮固定めっき５を基点として保持層
６を形成する場合には、保持層６の形成の基点として十
分な表面積を有するように（例えば、レジスト層３の配
置穴３ａを大きめにしておく等）仮固定めっき５を形成
すればよい。

【００２６】また、上述した各実施の形態では、アルミ
ニウムの台金１をアルカリ溶液などにより溶解して除去
するようにしたが、例えば、アルミニウムとニッケルと
の熱膨張率の差（アルミニウムの方がニッケルよりも熱
膨張率が大きい）を利用して、約８０〜１００℃の熱湯
内に浸漬することにより、台金１を剥離させて除去する
ことも可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明による研削砥石は、ニッケルめっ
きの保持層によって砥粒が固定され、これら砥粒の先端
が前記保持層の基準面から一定の距離にあると共に、こ
れら砥粒の間隔が一定であるので、偏摩耗することなく
効率よく研削することができると共に、一定の表面粗さ
でワークを加工することができる。

【００２８】また、第一番目の発明による研削砥石の製
造方法は、アルミニウムの台金上にニッケルめっきによ
りめっき層を形成し、当該めっき層上に高分子材料のレ
ジスト層を形成し、当該レジスト層に所定の大きさの配
置穴を所定の間隔で複数形成したら、当該配置穴内に砥
粒をそれぞれ配置し、当該砥粒を上記めっき層に仮固定
する仮固定めっきをニッケルめっきにより形成した後、
前記レジスト層を除去し、前記砥粒を包囲するように当
該砥粒を保持する保持層をニッケルめっきにより形成し
た後、前記台金を除去すると共に、前記めっき層、前記
仮固定めっき、前記保持層をエッチングして前記砥粒を
突き出させることにより、研削砥石を製造するようにし
たので、砥粒の間隔や突き出し量が一定に揃い、各砥粒
の切込み深さや研削長さが均一の研削砥石を容易に製造
することができる。

【００２９】また、第二番目の発明による研削砥石の製
造方法は、アルミニウムの台金上にニッケルめっきによ
りめっき層を形成し、当該めっき層上に高分子材料のレ
ジスト層を形成し、当該レジスト層に所定の大きさの配
置穴を所定の間隔で複数形成したら、当該配置穴内に砥
粒をそれぞれ配置し、当該砥粒を上記めっき層に仮固定
する仮固定めっきをニッケルめっきにより形成した後、
前記砥粒を包囲するように当該砥粒を保持する保持層を
ニッケルめっきにより形成した後、前記台金および前記
レジスト層を除去すると共に、前記めっき層、前記仮固
定めっき、前記保持層をエッチングして前記砥粒を突き
出させることにより、研削砥石を製造するようにしたの
で、第一番目の発明による研削砥石の製造方法の場合と
同様な効果を得ることができると共に、第一番目の発明
による研削砥石の製造方法の場合よりも工程を簡略化す
ることができ、さらに容易に製造することができる。

【００３０】また、前記台金を溶液による溶解または加
熱による剥離で除去するので、台金の除去を低コストで
簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一番目の発明による研削砥石の製造方法の実
施の形態の手順説明図である。

【図２】第二番目の発明による研削砥石の製造方法の実
施の形態の手順説明図である。

【図３】従来の研削砥石の要部の断面図である。

【図４】従来の研削砥石の製造方法の一例の説明図であ
る。

【図５】従来の研削砥石の製造方法の他の例の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 台金 １ａ，１ｂ 端面 ２ めっき層 ３ レジスト層 ３ａ 配置穴 ４ 砥粒 ５ 仮固定めっき ６ 保持層 ６ａ，６ｂ 端面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船田 徹 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 樹神 幸夫 滋賀県栗太郡栗東町六地蔵130番地 三菱 重工業株式会社京都精機製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ニッケルめっきの保持層によって砥粒が
   固定され、これら砥粒の先端が前記保持層の基準面から
   一定の距離にあると共に、これら砥粒の間隔が一定であ
   ることを特徴とする研削砥石。
2. 【請求項２】 アルミニウムの台金上にニッケルめっき
   によりめっき層を形成し、当該めっき層上に高分子材料
   のレジスト層を形成し、当該レジスト層に所定の大きさ
   の配置穴を所定の間隔で複数形成したら、当該配置穴内
   に砥粒をそれぞれ配置し、当該砥粒を上記めっき層に仮
   固定する仮固定めっきをニッケルめっきにより形成した
   後、前記レジスト層を除去し、前記砥粒を包囲するよう
   に当該砥粒を保持する保持層をニッケルめっきにより形
   成した後、前記台金を除去すると共に、前記めっき層、
   前記仮固定めっき、前記保持層をエッチングして前記砥
   粒を突き出させることにより、研削砥石を製造するよう
   にしたことを特徴とする研削砥石の製造方法。
3. 【請求項３】 アルミニウムの台金上にニッケルめっき
   によりめっき層を形成し、当該めっき層上に高分子材料
   のレジスト層を形成し、当該レジスト層に所定の大きさ
   の配置穴を所定の間隔で複数形成したら、当該配置穴内
   に砥粒をそれぞれ配置し、当該砥粒を上記めっき層に仮
   固定する仮固定めっきをニッケルめっきにより形成した
   後、前記砥粒を包囲するように当該砥粒を保持する保持
   層をニッケルめっきにより形成した後、前記台金および
   前記レジスト層を除去すると共に、前記めっき層、前記
   仮固定めっき、前記保持層をエッチングして前記砥粒を
   突き出させることにより、研削砥石を製造するようにし
   たことを特徴とする研削砥石の製造方法。
4. 【請求項４】 前記台金を溶液による溶解または加熱に
   よる剥離で除去するようにしたことを特徴とする請求項
   ２または３に記載の研削砥石の製造方法。