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技術 電着ホイール及びその製造方法

出願人 旭ダイヤモンド工業株式会社
発明者 深川治之
出願日 1995年7月7日 (24年6ヶ月経過) 出願番号 1995-196184
公開日 1997年1月21日 (22年11ヶ月経過) 公開番号 1997-019868
状態 特許登録済
技術分野 研磨体及び研磨工具
主要キーワード 部分平面 マスキングシート ホイール表面 水溶性研削液 電着ホイール 島部分 電着工具 研削加工面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1997年1月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

研削加工時目詰まりがなく、寿命の長い、特にプラスチック研削及び切断などに適した電着ホイールを提供する。

解決手段

砥粒が研削面に島状に分散して固着され、ひとつの島に超砥粒が2〜10個集合して固着され、島部分全面積が超砥粒を固着した研削面の全面積の0.02〜0.5倍である電着ホイール。

概要

背景

電着ホイールは、台金上に超砥粒電気メッキにより固着した、研削研磨工具である。超砥粒の切刃が突出していて鋭い砥粒の刃先を有しているので切れ味がよく、研削効率が高く、超砥粒の集中度が高いので砥粒の偏摩耗が少ない。電着ホイールは、高能率かつ高精度の加工を行うことができるので、さまざまな被削材に広く適用されている。電着ホイールは通常単層砥粒層からなり、砥粒の脱落による自生作用が起こらない。このためホイール表面の超砥粒の間隙に、研削によって生じた切屑が付着、あるいは摩擦熱によって溶着すると、研削力が大幅に低下するという問題がある。特に、電着ホイールをプラスチックの研削、切断などに使用するとき、目詰まりの発生が著しい。プラスチックは金属などに比較すると硬度の小さい材料であるので、超砥粒の損傷によるよりも、目詰まりによって電着ホイールが使用不能な状態となることが多い。電着工具の研削面に超砥粒を1個ずつ配置して電着し、チップポケットを大きくすることにより切屑の排出を容易にする方法が、特開平6−114741号公報に提案されている。また、研削面に超砥粒を1個ずつ分散することにより、研削抵抗を低減し、電着砥石寿命を向上する方法が、特開平5−285846号公報に提案されている。しかし、超砥粒が1個ずつ配置された状態では、電着ホイールとしては研削力が不足し、特にプラスチックの研削及び切断においては満足すべき結果が得られない。そのため、電着ホイールとして十分な研削力を有し、目詰まりを生ずることなく長期間にわたって安定して使用することができる電着ホイールの開発が求められている。

概要

研削加工時に目詰まりがなく、寿命の長い、特にプラスチックの研削及び切断などに適した電着ホイールを提供する。

超砥粒が研削面に島状に分散して固着され、ひとつの島に超砥粒が2〜10個集合して固着され、島部分全面積が超砥粒を固着した研削面の全面積の0.02〜0.5倍である電着ホイール。

目的

本発明は、研削加工時に目詰まりがなく、寿命の長い、特にプラスチックの研削及び切断などに適した電着ホイールを提供することを目的としてなされたものである。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
6件

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請求項1

砥粒研削面に島状に分散して固着され、ひとつの島に超砥粒が2〜10個集合して固着され、島部分全面積が超砥粒を固着した研削面の全面積の0.02〜0.5倍であることを特徴とする電着ホイール

請求項2

プラスチック研削に使用するものである請求項1記載の電着ホイール。

請求項3

台金の表面に穴状の非マスキング部を有するマスキングシートを貼着し、非マスキング部に超砥粒を仮固定したのちマスキングシートを剥離し、超砥粒を電着する電着ホイールの製造方法であって、1個の穴状の非マスキング部の面積が超砥粒の投影面積の2.5〜12倍であり、マスキングシートの非マスキング部の全面積がマスキングシートの全面積の0.02〜0.5倍である請求項1又は2記載の電着ホイールの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、電着ホイール及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、超砥粒集中度が極めて低く、プラスチック研削、切断などに使用したとき、目詰まりを生じることなく、長期間にわたって使用することができる電着ホイール及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

電着ホイールは、台金上に超砥粒を電気メッキにより固着した、研削研磨工具である。超砥粒の切刃が突出していて鋭い砥粒の刃先を有しているので切れ味がよく、研削効率が高く、超砥粒の集中度が高いので砥粒の偏摩耗が少ない。電着ホイールは、高能率かつ高精度の加工を行うことができるので、さまざまな被削材に広く適用されている。電着ホイールは通常単層砥粒層からなり、砥粒の脱落による自生作用が起こらない。このためホイール表面の超砥粒の間隙に、研削によって生じた切屑が付着、あるいは摩擦熱によって溶着すると、研削力が大幅に低下するという問題がある。特に、電着ホイールをプラスチックの研削、切断などに使用するとき、目詰まりの発生が著しい。プラスチックは金属などに比較すると硬度の小さい材料であるので、超砥粒の損傷によるよりも、目詰まりによって電着ホイールが使用不能な状態となることが多い。電着工具の研削面に超砥粒を1個ずつ配置して電着し、チップポケットを大きくすることにより切屑の排出を容易にする方法が、特開平6−114741号公報に提案されている。また、研削面に超砥粒を1個ずつ分散することにより、研削抵抗を低減し、電着砥石寿命を向上する方法が、特開平5−285846号公報に提案されている。しかし、超砥粒が1個ずつ配置された状態では、電着ホイールとしては研削力が不足し、特にプラスチックの研削及び切断においては満足すべき結果が得られない。そのため、電着ホイールとして十分な研削力を有し、目詰まりを生ずることなく長期間にわたって安定して使用することができる電着ホイールの開発が求められている。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明は、研削加工時に目詰まりがなく、寿命の長い、特にプラスチックの研削及び切断などに適した電着ホイールを提供することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段

0004

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、電着ホイールの研削面に、集合した複数個の超砥粒を島状に分散することにより、十分な研削力を維持したまま、切屑による目詰まりを低減し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、(1)超砥粒が研削面に島状に分散して固着され、ひとつの島に超砥粒が2〜10個集合して固着され、島部分全面積が超砥粒を固着した研削面の全面積の0.02〜0.5倍であることを特徴とする電着ホイール、(2)プラスチック研削に使用するものである第(1)項記載の電着ホイール、及び、(3)台金の表面に穴状の非マスキング部を有するマスキングシートを貼着し、非マスキング部に超砥粒を仮固定したのちマスキングシートを剥離し、超砥粒を電着する電着ホイールの製造方法であって、1個の穴状の非マスキング部の面積が超砥粒の投影面積の2.5〜12倍であり、マスキングシートの非マスキング部の全面積がマスキングシートの全面積の0.02〜0.5倍である第(1)項又は第(2)項記載の電着ホイールの製造方法、を提供するものである。

0005

以下、図面により本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の電着ホイールの一態様の研削面の部分平面図である。本図において、電着ホイールの研削面1に超砥粒2が島3状に分散して固着されている。島部分は集合して固着された超砥粒に外接する円によって近似され、図1において円によって示される面積が島部分の面積である。図1においては、ひとつの島に平均約4個の超砥粒が固着されているが、本発明の電着ホイールにおいては、ひとつの島には超砥粒が2〜10個集合して固着され、好ましくは3〜5個集合して固着される。本発明の電着ホイールにおいては、ひとつの島に2個以上の超砥粒が固着されていることが必要であり、従来知られている超砥粒が1個ずつ分散して研削面に固着されている電着ホイールは、プラスチックなどに対する研削力が不足する。ひとつの島に固着される超砥粒が10個を超えると、研削時に目詰まりが生じやすくなるおそれがある。図1においては、島部分の全面積は超砥粒を固着した研削面の全面積の約0.26倍となっているが、本発明の電着ホイールは、島部分の全面積が超砥粒を固着した研削面の全面積の0.02〜0.5倍であり、好ましくは島部分の全面積が超砥粒を固着した研削面の全面積の0.04〜0.3倍である。島部分の全面積が超砥粒を固着した研削面の全面積の0.02倍未満であると、電着ホイールとしての研削力が不足するおそれがある。島部分の全面積が超砥粒を固着した研削面の全面積の0.5倍を超えると、研削時に目詰まりが生じやすくなるおそれがある。本発明の電着ホイールの台金としては、鉄(S45C)を好適に使用することができるが、用途によってはその他の金属、例えば、アルミニウム合金などを使用することができる。本発明の電着ホイールに用いる超砥粒には特に制限はなく、ダイヤモンド砥粒CBN砥粒などを使用することができるが、ダイヤモンド砥粒が特に好適である。ダイヤモンド砥粒としては、天然ダイヤモンド合成ダイヤモンドのいずれをも使用することができ、用途に応じて適切な粒度及び粒度分布を有するものを選択することができる。

0006

次に、本発明の電着ホイールの製造方法を説明する。本発明方法においては、先ず台金の脱脂を行うとが好ましい。脱脂を終了した台金の面に、穴状の非マスキング部を有するマスキングシートを貼着する。図2は、マスキングシートを貼着した台金の部分平面図である。本図において、円形の穴状の非マスキング部4を有するマスキングシート5が台金に貼着され、台金6の一部が非マスキング部の形状に露出している。本発明方法においては、マスキングシートを貼着した状態で、電着ホイールの研削面となる台金の面に下地メッキを施すことが好ましい。下地メッキを施すことにより、超砥粒と台金が直接接触することがなく、超砥粒の台金への固着性が改良される。下地メッキする金属には特に制限はなく、例えば、ニッケル、銅、クロムなどを好適に使用することができる。本発明方法においては、下地メッキを施した台金を、マスキングシートを貼着した状態でメッキ槽に入れ、メッキ槽中の台金のマスキングシートを貼着した面の部分に超砥粒を充填する。次いで、台金に陰極を接続し、メッキ液陽極を接続して、電気メッキを行う。メッキする金属は、超砥粒を台金に仮固定することができるものであれば特に制限はなく、例えば、ニッケル、銅、クロムなどを好適に使用することができる。超砥粒の一層分が仮固定され、台金表面より脱落しない状態になれば、メッキを止めて台金をメッキ浴より引き上げる。図3は、超砥粒が仮固定された台金の部分断面図である。本図において、台金6にマスキングシート5が貼着され、マスキングシートの穴状の非マスキング部4に超砥粒2が仮固定層7により仮固定されている。

0007

本発明方法においては、次いで台金表面よりマスキングシートを剥離し、さらにマスキング部の脱脂と活性化処理を行ったのち、再び台金をメッキ浴に浸漬して陰極を接続し、メッキ液に陽極を接続して電鋳を継続し、超砥粒を台金に電着して研削面を形成し、電着ホイールを得る。電鋳に用いる金属は、仮固定の場合と同様に超砥粒を台金に固着することができるものであれば特に制限はなく、例えば、ニッケル、銅、クロムなどを好適に使用することができる。図4は、本発明の電着ホイールの一態様の研削面の部分断面図である。本図において、超砥粒2は台金6に仮固定層7により仮固定され、さらに電鋳により形成された金属層8により固着されている。本発明方法に用いるマスキングシートはメッキ条件に耐えるものであれば特に制限はなく、例えば、ポリ塩化ビニルなどの樹脂シートの一面にアクリル系又はビニルエーテル系などの粘着剤を塗布した上に剥離シートを積層し、さらに穴状の非マスキング部の加工を施したものを好適に使用することができる。マスキングシートの厚みには特に制限はなく、例えば、樹脂シート及び粘着剤層の厚みの合計が0.05〜0.3mmのマスキングシートを好適に使用することができる。

0008

本発明方法に用いるマスキングシートの1個の穴状の非マスキング部の面積は、使用する超砥粒の平均投影面積の2.5〜12倍である。超砥粒の平均投影面積は、超砥粒が分散した状態で拡大写真撮影することによって求めることができる。1個の穴状の非マスキング部の面積が超砥粒の平均投影面積の2.5倍未満であると、超砥粒が1個しか存在しない島状部が形成されるおそれがある。1個の穴状の非マスキング部の面積が超砥粒の平均投影面積の12倍を超えると、超砥粒が11個以上集合して固着された島状部が形成されるおそれがある。本発明方法において、マスキングシートの非マスキング部の全面積は、マスキングシートの全面積の0.02〜0.5倍である。マスキングシートの非マスキング部の全面積は、本発明の電着ホイールの研削面における超砥粒が固着された島部分の全面積に対応する。マスキングシートの非マスキング部の全面積がマスキングシートの全面積の0.02倍未満であると、島部分の全面積が超砥粒を固着した研削面の全面積の0.02倍未満となり、電着ホイールとしての研削力が不足するおそれがある。マスキングシートの非マスキング部の全面積がマスキングシートの全面積の0.5倍を超えると、島部分の全面積が超砥粒を固着した研削面の全面積の0.5倍を超え、研削時に目詰まりが生じやすくなるおそれがある。

0009

本発明方法において、マスキングシートの穴状の非マスキング部の形状には特に制限はなく、例えば、円形、楕円形三角形四角形五角形六角形くさび形無定形などの任意の形状を選ぶことができるが、特に円形の穴が好ましい。また、マスキングシートの穴状の非マスキング部の形状は、すべての非マスキング部の形状を同一とすることができ、あるいは、2種以上の異なる形状の非マスキング部を混在せしめることができる。マスキングシートの1個の穴状の非マスキング部の面積は、超砥粒の平均投影面積の2.5〜12倍であれば、2種以上の異なる面積の非マスキング部を混在せしめることができる。マスキングシートの穴状の非マスキング部の配列には特に制限はなく、マスキングシート上で規則正しく配列することができ、あるいは、ランダム分布することができる。本発明の電着ホイールは、研削時に切粉などによる目詰まりを発生しやすい材料、例えば、プラスチックなどの研削に特に好適に使用し、長期間にわたって良好な研削力を維持することができる。本発明方法によれば、マスキングシートの穴状の非マスキング部の大きさ、形状、配列などを任意に選択することにより、任意の集中度と形状を有する電着ホイールを製造することができる。さらに、本発明の電着ホイールは、超砥粒の使用量が少ないので経済的に製造することができる。

0010

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例1
鉄(S45C)製の100D×22T×20Hの台金の研削面となる外周部を脱脂し、マスキングシートを貼着したのち、ニッケルによる下地メッキを施した。図5は、本実施例に用いたマスキングシートの部分平面図であり、直径0.7mmの穴状の非マスキング部が配列され、非マスキング部の全面積がマスキングシートの全面積の0.10倍となっている。この台金をニッケルメッキ浴に浸漬し、平均投影面積が0.06mm2のダイヤモンド砥粒をニッケルメッキにより仮固定した。台金をメッキ浴より引き上げ、マスキングシートを剥離し、脱脂したのち、ふたたびニッケルメッキ浴に浸漬して電鋳を続け、ダイヤモンド砥粒を固着した。得られた電着ホイールの研削面には、ダイヤモンド砥粒が島状に分散して固着され、ひとつの島にはダイヤモンド砥粒が平均4.2個集合して固着されていた。この電着ホイールを用いて、ポリカーボネート製のレンズの研削を行った。研削条件は、電着ホイールの周速1,550m/分、レンズの周速1m/分、加工圧力5kgで、水溶性研削液を使用し、厚さ約5mmのレンズの外径70mmを外径30mmまで研削した。1枚のレンズの研削を、約1分で行うことができた。比較例1100D×22T×20Hの従来の電着ホイールを用いて、ポリカーボネート製のレンズを実施例1と同じ研削条件で研削することを試みたが、ただちに目詰まりが生じ、全く研削を行うことができなかった。

発明の効果

0011

本発明の電着ホイールによれば、プラスチック製などの工作物を、研削面に目詰まりを生ずることなく、長期間にわたって研削することが可能であり、研削加工面外観も美麗である。本発明方法によれば、電着ホイールの集中度を任意に調整することができ、かつ超砥粒の使用量が少ないので電着ホイールを経済的に製造することができる。

図面の簡単な説明

0012

図1図1は、本発明の電着ホイールの一態様の研削面の部分平面図である。
図2図2は、マスキングシートを貼着した台金の部分平面図である。
図3図3は、超砥粒が仮固定された台金の部分断面図である。
図4図4は、本発明の電着ホイールの一態様の研削面の部分断面図である。
図5図5は、本実施例に用いたマスキングシートの部分平面図である。

--

0013

1電着ホイールの研削面
2 超砥粒
3 島
4 穴状の非マスキング部
5マスキングシート
6台金
7仮固定層
8 金属層

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