JPS62218071A - ダイヤモンド研摩シ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はダイヤモンド研摩シートに係り、特に凹、凸レ
ンズ等光学ガラスや軸受等曲面を有する精密機械部品の
研摩に好適なダイヤモンド研摩シートに関する。

（従来の技術） 光学レンズ、精密機械部品等の曲面の研摩は研摩材と荒
ずり機械による荒取り加工から始まり最終的な仕上は技
術者の手作業で行い、研摩具合の判定には曲率定規やニ
ュートンリング法が利用されるのが通例であったがこの
ような労働集約的研摩工程もカーブゼネレータの発明に
よって御所された。

カーブゼネレータはダイヤモンド粉と銅などの金属粉末
の混合物をカップ状に焼結したものであり、このカーブ
ゼネレータによる荒ずりの後、更に粒度のこまかいダイ
ヤモンド粉を焼結して作製した、必要曲面を有する研摩
皿により表面仕上げが行われる。

しかしながら仕上げ曲面の寸法精度を高くしたい場合に
は焼結時の寸法変化を考慮しなければならないため、こ
のような研摩皿を作製することは技術的に困難であり歩
留りも悪い他、長時間の使用により曲面が摩耗して研摩
精度が低下するため問題が残る。

上記の欠点を改良するためダイヤモンド粉末に銅−スズ
系合金粉末を混合して焼結した焼結物を展伸して薄層と
したものを、所要曲面を有する研摩皿に貼付したシート
が開発されたがこの場合、銅−スズ系合金粉末は研摩の
過程で摩耗するので好ましくない。

これを改善するため、さきに本発明者が提案したように
予めレンズ等被研摩体の研摩面の曲率に合せた研摩皿基
体の表面にダイヤモンド膜を析出させる方法があるが、
この場合、上記基体の曲率が一定であるため、その被研
摩面にしか使用できない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来技術の欠点を改善し、被研摩面の曲率
寸法の変化に対応でき、かつ、摩耗を少くして長時間の
研摩に耐えうるため研摩材としてダイヤモンドのみを使
用し、可撓性のシート上に析出させ、種々の基体に張り
付は可能にしたダイヤモンド研摩シートを提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点の一つである摩耗を少くして長時間
の研摩に酎えうるため、上記従来法におけるごとき耐摩
耗性の低いバインダを含まず、ダイヤモンド　１００％
とするため気相法（ＣＶＤ法）によるダイヤモンド析出
膜を用いる。

レンズ等の研摩においては被研摩面の曲率に。

合せて湾曲させる必要があるが、ダイヤモンド膜は弾性
率が高いので湾曲しにくい。ところが本発明者の研究に
よればダイヤモンド膜被着シートの周辺部から中央部に
向けて切欠部を設けることにより可撓性をもたせ、通常
の被研摩面の曲率ならばその曲率に合せて湾曲させるこ
とができることを見出した。

かくて本発明は可撓性を有する金属シートの周辺から中
央部に向けて複数の切欠部を設は該シートの表面に気相
法ダイヤモンド薄膜を設けたダイヤモンド研摩シートと
して完成させたものである。

本発明において金属シートは気相法ダイヤモンドの析出
しうる金属であると同時に可撓性を有するものでなけれ
ばならない。このような要件に適する金属としてはＣｕ
、　Ｗ、　Ｎｏ等があげられる。

気相法ダイヤモンド析出の困難な金属を使用する場合に
は、基材金属の特性に合せて表面処理したのちダイヤモ
ンド被着する必要がある。たとえば第１図に模式的に示
すように、ステンレス鋼を用いる場合では、鉄の存在が
ダイヤモンド膜の析出を阻害するので鉄の拡散を防止す
る窒化チタン層を、たとえば厚さ１．Ｑｐ、ｒｎ程度被
着せしめ更にこの上に熱応力の影響を緩和し密着強度を
高めるためにＮｏ、　Ｔａ、　ＴｉなどをたとえばＯ，
ｌ＃Ｌｍ程度被着せしめ最終的にはダイヤモンドとの熱
膨張係数差が小で、かつ密着強度の大なるＳｉあるいは
炭化ケイ素ＳｉＣなどの被膜をたとえば０．５　ｐ−ｍ
程度被着せしめ、かくてこの上にダイヤモンドを気相法
によって析出せしめる。

気相法ダイヤモンド被着はすでに多数の発明が開示され
ているが、たとえば特開昭５８−１３５１１７号、同ｆ
ｌＯ−１２７２９３号に開示されているようにプラズマ
ＣＶＤ法によれば金属等種々の材料の表面にダイヤモン
ド膜を被覆することが可能である。

たとえばマイクロ波プラズマ（周波数２．４５ＧＨ，）
の場合、原料ガスとしてメタンＧＨ４と水素Ｈ２の混合
ガスを用い、圧力３０Ｔａｒｒにてプラズマを発生させ
ると、基板表面の処理状態にもよるが一般にＣＨ４濃度
約３％以上においては粒径１１Ｌｍ以下の微結晶が析出
し、また０、５〜３％では粒径２〜５ｇｍの結晶粒が析
出する。本発明ではこのようにＣＶＤ条件を調節するこ
とによって析出ダイヤモンドの結晶粒径を調節して必要
な表面粗さのダイヤモンド膜の表面を研摩面として利用
する。

本発明研摩シートにおけるダイヤモンド膜の厚さは１〜
ｌＯｐｍ好ましくは２〜５　ｐ、ｍである。膜厚が１ｇ
ｍ未満であると薄すぎて膜の使用寿命を不適当である。

本発明シートは上記のごとく製造したシートの周辺部か
ら中央部に向けて複数個所に切欠部を設けることによっ
てシートに可撓性を与え、基体への貼付を容易にすると
共に基体への密着性を良好にする。切欠部の存在するこ
とによって、切欠部のない場合基体材料によっては可撓
性の不十分な場合にもいちじるしく可撓性を発揮するこ
とができる。この切欠部はシートの直径方向にシートを
貫通しないものである０本発明シートにおいてシートに
切欠きを設ける効果は、上述のように切欠きによってシ
ートに可撓性を与え、基体の曲率へのなじみを良好にす
る他、研摩粉の排出作用を容易にし研摩作業効率を向上
する点にある。

研摩面に必要な曲率を付与するには予め基体材料を曲面
加工しておき、その上にダイヤモンド被覆シートを接着
させる。

接着剤には通常知られたアクリル系、エポキシ系樹脂等
の接着剤が選ばれる。

（実施例） 第２図に示すごとき切欠き部５を入れた厚さ０、１ｍｍ
Ｘ　　２．５ｃｍφステンレス鋼４　（ＳＯＳ　３０４
１箔の表面にイオンブレーティング法により第１図に示
すごと＜　　ＴｉＮ　（３）　　Ｉｇｍ　、　Ｔｉ　（
２）０．１ｇｍおよび５ｉ（１）０．５ルｍの厚さに記
載の順に薄膜を被覆して三層構造積層膜を作製した。イ
オンブレーティング法は蒸発源に電子銃を備え、高周波
電源（周波数　１３．５８Ｍ＆、日本電子補装ＪＥＯＬ
、　ＪＥＨ−０１５０）を誘導結合させた装置を用いＡ
ｒガスプラズブ雰囲気、圧力Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ
、入射パワー２００Ｗにて実施した。

１０分後の表面粗さ：　Ｒｍａｘ　＝　　１ｇｍ次にマ
イクロ波プラズマｃｖＤ装Ｚｔ（２，４５ＧＨ−１最大
出力＋２００Ｗ、析出時入射パワー４００Ｗ、反射パワ
ー１０Ｗ）により上記積層膜上に厚さ約５４ｍ、平均粒
径的２ｐ−ｍのグイヤモンド薄膜６を析出させた。使用
ガスはＣＨ４１ｖｏ１％、Ｈ２９９マｏ１％の混合ガス
を用い、炉内へのカス導入量は１００ｃｒｒｆ（標準状
態）、炉内圧３０Ｔａｒｒ、析出温度は８００℃であっ
た。被覆面の面粗さは１．５ルｍであった。

斯様にして得たシートを第３図に示す研摩皿に両面テー
プにより接着させ、この研摩皿を用いて、粗すり研削を
終った後の凹レンズを研摩し。

次のような結果を得た。

研摩機：オスカー型ガラス研摩機 硝子種：ＢＫ−７，３５ｍｍφ 研摩工具回転数：　　３００ｒ、ｐ、ｒｎ。

クーラント：ボリニチレングリコール 水溶液、濃度ｌ：２０ １０分研摩＆：　　５００ＪＬｍ ６−ダイヤモンド１漠部 上記実施例に示すように本発明ダイヤモンド研摩シート
は単位時間当りの研摩量および研摩後の表面粗さにおい
て格段に好結果が得られた。

なお使用寿命においても本発明シートは従来品に見られ
なかった長時間の使用に酎えることがわかった。

（発明の効果） 以上説明した如く本発明のダイヤモンド研摩シートは従
来品に比べて槓研摩面の曲率の変化に対応でき、しかも
長時間使用寿命も長く、また研摩工具の曲面精度を損う
ことなく曲面研摩を高い仕上度により可能とするため精
密仕上げを必要とする各種部材の研摩に極めて有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は多層膜基体の模式図、第２図は本発明シートの
平面図、第３図は本発明シートを貼付する研摩皿を示す
。 ５−切欠部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可撓性を有する金属シートの周辺から中央部に向けて複
   数の切欠部を設け、該シートの表面に気相法ダイヤモン
   ド薄膜を設けたことを特徴とするダイヤモンド研摩シー
   ト。