JPH08155838A - 砥石の製造方法及び砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】砥石の砥粒の包絡線形状を正確に形成すること
が可能であり、且つコスト的にも安い砥石の製造方法を
提供する。 【構成】第１の型１の表面上に多数の砥粒２を略均一に
分散させる第１の工程と、第１の型１の表面に砥粒２を
覆って結合させるための金属メッキ層３を形成する第２
の工程と、金属メッキ層３の表面に第１の接着剤４を塗
布し、砥石の基材６と略同一の表面形状を有する第２の
型５を押し付けながら硬化させ、第１の接着剤の層４を
形成する第３の工程と、第２の型５を第１の接着剤の層
４から剥離する第４の工程と、第１の接着剤の層４の表
面に基材６を第２の接着剤７により接着する第５の工程
と、金属メッキ層３を第１の型から剥離する第６の工程
と、金属メッキ層３の表層を除去して、砥粒２の先端部
を露出させる第７の工程とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラスや結晶材料等の
硬脆材料の表面を、良好な表面粗さに研削するための砥
石の製造方法及び砥石に関し、特に、予め砥石の研削面
の完成形状を反転した表面形状を有する金型を用いて、
この金型の表面形状を砥石の砥粒先端部の包絡線形状に
転写させる砥石の製造方法及びこの製造方法により製造
された砥石に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ガラスや結晶材料等の硬脆材
料を研磨するためには、研削砥石が広く用いられている
が、この砥石の製造方法として、金型を用いて砥石の表
面形状を成形する方法が知られている。この方法は、予
め砥石の研削面の完成形状を反転した表面形状を有する
金型を用いて、この金型の表面形状を砥石の砥粒先端部
の包絡線形状に転写させるものである。このような金型
を用いて砥石を製造する方法としては、例えば特公昭６
３−４１７１０号、特開平２−２３２１７２号、また本
願出願人が既に出願している特願平５−９６０４０号等
に開示されているものがある。

【０００３】上記の従来技術の内で、特願平５−９６０
４０号に開示されている方法は、図８に示すごとく、
（１）金型１０２の表面に砥粒１０４を覆って結合剤と
なる金属メッキ層１０６を形成し（図８（ａ））、
（２）金属メッキ層１０６の表面を基材の形状にあわせ
て平滑に加工し（図８（ｂ））、（３）金属メッキ層１
０６の表面に砥石の基材１０８を接着剤１１０で接着し
（図８（ｃ））、（４）金属メッキ層１０６、接着剤層
１１０、基材１０８が一体になったものを金型１０２か
ら剥離し（図８（ｄ））、（５）剥離した金属メッキ層
１０６の表面を除去して砥粒１０４の先端部を露出させ
る（図８（ｅ））、という方法であった。

【０００４】一方、特公昭６３−４１７１０号には、
「金属シートすなわち砥粒を覆って形成された保持材層
を砥石基体、すなわち基材の表面に合成樹脂またはろう
付け等による接合層を介して接合一体化する」、また、
特開平２−２３２１７２号には、「研磨部材、すなわち
砥粒を覆って形成された保持材層を台金等の支持部材
上、すなわち基材上に適宜方法により固定する」と記載
されているが、いずれの方法においても、砥粒を覆って
形成された保持材層表面の形状や、その加工等について
は何等言及されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】まず、特願平５−９６
０４０号に開示されている方法では、結合剤となる金属
メッキ層と砥石の基材を接着する際に、金属メッキ層を
基材の形状にあわせて加工している。

【０００６】このとき金型の材質として、後の工程で金
属メッキ層を金型から剥離しやすいように、メッキの密
着力が比較的弱い例えばステンレス綱等の材料を用いて
いるため、金属メッキ層の加工方法によっては、加工中
の切削力によりメッキと金型が微小領域で剥離する場合
がある。

【０００７】この場合には基材を接着して金属メッキ層
と接着剤層と基材とが一体になったものを金型から剥離
した後の金属メッキ層の表面形状、更に言えば金属メッ
キ層の表層を除去して露出させた砥粒の先端の包絡線形
状は、金型の形状を完全に反転した形状とはならないと
言う問題があった。

【０００８】また金属メッキ層の中には硬度の高い砥粒
が入っているが、例えば大きな粒径の砥粒が混入した
り、或いは砥粒が重なりあって金属メッキ層中に取り込
まれていた場合には、金属メッキ層を加工している途中
で金属メッキ層中の砥粒が金属メッキ層の加工表面に露
出して、金属メッキ層の加工が著しく困難になる等の問
題があった。

【０００９】また、特公昭６３−４１７１０号、特開平
２−２３２１７２号では、特に金属メッキ層と砥石の基
材を接着する時の金属メッキ層の表面の加工については
記載されていないが、金属メッキ層の表面を加工しなか
った場合、金属メッキ層は砥粒を覆って成長させたメッ
キであるため、砥粒がある部分とない部分でメッキ表面
に凹凸ができたり、或いはメッキ中のガスの発生により
ピンホール等の欠陥が発生したりすることにより、金属
メッキ層の表面は数十μｍ〜数百μｍの凹凸を持ってい
る。また金属メッキ層を電気メッキ法により形成する場
合には電流密度の不均一により、金型の全域にわたって
均一な厚みでメッキを成長させることは困難である。そ
のため、砥石の基材と金属メッキ層を接着する時の接着
剤層の厚みは不均一となり、接着剤が硬化収縮する時に
接着剤の中に内部応力が残る。このように接着剤中に内
部応力が残ると、基材を接着して基材と接着剤層と金属
メッキ層とが一体になったものを金型から剥離した後の
金属メッキ層の表面形状、更に言えば金属メッキ層の表
層を除去して露出させた砥粒の先端の包絡線形状は、金
型の形状を完全に反転した形状とはならないと言う問題
があった。

【００１０】また特に平面形状以外の、例えば球面形状
の総型砥石を従来の方法で製作する場合、図７に示し
た、金型上に形成された「砥粒を覆った金属メッキ層」
を加工してから基材と接着する方法では、平面形状の砥
石を製造する場合に比べて、基材の曲率半径にあわせて
メッキ層の曲率半径を精度良く加工する等、より高度な
加工技術が必要となり、砥石の製造コストが高くなって
しまう等の問題があった。

【００１１】また金型上に形成された「砥粒を覆った金
属メッキ層」を加工しないで基材と接着する場合にも、
基材の表面形状を、金型表面形状及び、金属メッキ層、
接着剤層の厚みを考慮した上で決める必要があり、かつ
金属メッキ層の厚みを精度良くコントロールして金属メ
ッキを行わなければならないなど、より高度なメッキ技
術が必要となり、砥石の製造コストが高くなってしまう
等の問題があった。

【００１２】したがって、本発明は上述した課題に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、砥石
の砥粒の包絡線形状を正確に形成することが可能であ
り、且つコスト的にも安い砥石の製造方法及びこの製造
方法により製造された砥石を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明の砥石の製造方法は、製
造すべき砥石の研削面の完成形状を反転した表面形状を
有する第１の型を使用し、該第１の型の表面形状を転写
して前記研削面を形成することにより製造される砥石の
製造方法であって、前記第１の型の表面上に多数の砥粒
を略均一に分散させる第１の工程と、前記砥粒が分散さ
れた第１の型の表面に、前記砥粒を覆って結合させるた
めの結合材となる金属メッキ層を形成する第２の工程
と、前記金属メッキ層の前記第１の型と接している第１
の表面の裏側の第２の表面に第１の接着剤を塗布し、前
記砥石の基材と略同一の表面形状を有する第２の型を前
記第１の接着剤の表面に押し付けながら前記第１の接着
剤を硬化させ、前記第２の型の表面形状が略転写された
第１の接着剤の層を形成する第３の工程と、前記第２の
型を前記第１の接着剤の層から剥離する第４の工程と、
前記第１の接着剤の層の表面に前記砥石の基材を第２の
接着剤により接着する第５の工程と、前記金属メッキ層
の前記第１の表面を前記第１の型から剥離して、前記砥
石の基材と前記第１及び第２の接着剤の層と前記金属メ
ッキ層とが一体になったものを前記第１の型から分離す
る第６の工程と、前記金属メッキ層の前記第１の表面の
表層を除去して、該第１の表面に前記砥粒の先端部を露
出させる第７の工程とを具備することを特徴としてい
る。

【００１４】また、この発明に係わる砥石の製造方法に
おいて、前記第２の型の材料として、フッ素樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、シリコン
樹脂のうち何れかを用いることを特徴としている。

【００１５】また、この発明に係わる砥石の製造方法に
おいて、前記第１の接着剤として、エポキシ樹脂系接着
剤、フェノール樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤の
うち何れかを用い、前記第２の接着剤としてエポキシ樹
脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、アクリル樹脂系
接着剤のうち何れかを用いることを特徴としている。

【００１６】また、この発明に係わる砥石の製造方法に
おいて、前記第２の型の表面形状が、前記基材の表面形
状に前記第２の接着剤の層の厚みを加えた形状と略同一
であることを特徴としている。

【００１７】また、この発明に係わる砥石の製造方法に
おいて、製造すべき砥石が曲率半径Ｒ0 の凸球面形状の
総型砥石である場合、前記第２の型の表面が曲率半径Ｒ
2 の凸面で、前記基材の表面が曲率半径Ｒ3 の凸面であ
り、且つＲ2 、Ｒ3 が、 Ｒ2 ＝Ｒ0 −（ｄ＋ｔ1 ） Ｒ3 ＝Ｒ2 −ｔ2 ただし、 ｄ：金属メッキ層の厚さ ｔ1：第１の接着剤の層の厚さ ｔ2：第２の接着剤の層の厚さ であることを特徴としている。

【００１８】また、この発明に係わる砥石の製造方法に
おいて、製造すべき砥石が曲率半径Ｒ0 の凹球面形状の
総型砥石である場合、前記第２の型の表面が曲率半径Ｒ
2 の凹面で、前記基材の表面が曲率半径Ｒ3 の凹面であ
り、且つＲ2 、Ｒ3 が、 Ｒ2 ＝Ｒ0 ＋（ｄ＋ｔ1 ） Ｒ3 ＝Ｒ2 ＋ｔ2 ただし、 ｄ：金属メッキ層の厚さ ｔ1：第１の接着剤の層の厚さ ｔ2：第２の接着剤の層の厚さ であることを特徴としている。

【００１９】また、この発明に係わる砥石の製造方法に
おいて、前記第２の型の外周部が段付形状または面取り
形状に形成されているとともに、前記基材の外周部が前
記第２の型の外周部の段付形状または面取り形状に対応
した形状に形成されており、前記基材の外周部の一部と
前記第１の接着剤の層とを、前記第２の接着剤で接着す
ることを特徴としている。

【００２０】また、本発明の砥石は、砥石の本体となる
基材と、砥粒を結合させるための金属メッキ層と、該金
属メッキ層の裏面に接合され、該金属メッキ層と接して
いる面とは反対側の接合面が、前記基材の表面と略同一
形状に成形された第１の接着剤層と、該第１の接着剤層
の前記接合面に接合され、該接合面を前記基材の表面に
接着するための第２の接着剤層とを具備することを特徴
としている。

【００２１】

【作用】以上のように構成されるこの発明の砥石の製造
方法及び砥石においては、金属メッキ層と砥石の基材と
を接着するにあたり、まず、金属メッキ層の表面に第１
の接着剤を塗布し、砥石の基材の表面形状と略同一の表
面形状を有する第２の型を押し付けて硬化させる。これ
により金属メッキ層の表面の凹凸が第１の接着剤によっ
て埋められてならされるので、第２の型を第１の接着剤
の層から剥離した後には、第１の接着剤の層の表面は砥
石の基材の表面形状に略沿った形状となる。また、第２
の型を第１の接着剤の層から剥離した後には第１の接着
剤の層には残留応力が残らない。このような作用によ
り、第１の接着剤の層は、残留応力が開放されて、且つ
その表面形状が砥石の基材の表面形状にほとんど一致し
た形状に成形されることとなる。その後、この第１の接
着剤の層の上に更に第２の接着剤を塗布して、第１の接
着剤の層の表面に砥石の基材を接着すれば、第２の接着
剤の層はほとんど均一の厚みの層となり、第２の接着剤
の層にも内部応力はほとんど発生しない。以上の作用に
より、砥石の基材と第１及び第２の接着剤の層と金属メ
ッキ層とが一体になったものを第１の型から剥離した後
の、金属メッキ層の表面形状、更に言えば金属メッキ層
の表層を除去して露出させた砥粒の先端の包絡線形状
は、金型の形状を非常に良く転写した形状となる。

【００２２】また、平面形状以外の、例えば球面形状の
総型砥石を製作する場合、第２の型の表面形状にあわせ
て砥石の基材を製作するか、基材の表面形状に合わせて
第２の型を製作しさえすれば、高度な金属メッキ層の加
工技術や、高度なメッキ技術は必要なく、砥石の製造コ
ストを安くおさえることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施例）まず、図１は、本発明の第１の実施例
の砥石の製造方法を、製造工程ごとに段階的に示した模
式図である。図１を参照して第１の実施例の砥石の製造
方法について説明する。

【００２４】まず、図１（ａ）に示すように、表面が製
造すべき砥石の形状を反転した形状で、かつ平滑に仕上
げられた金型１の表面に、砥粒２を覆って結合剤層とな
る金属メッキ層３を形成させる。ここで用いる金型１の
材質は、金型メッキ層３との密着力が比較的弱い材料、
例えば、ステンレス綱、超硬合金等を使用し、金属メッ
キの種類に応じて、適宜選択する。金属メッキ層３は、
電気メッキ、或いは無電解メッキ等の技術により形成し
たニッケル、銅、クロム、亜鉛やそれらの合金から成
り、製造すべき砥石のボンドとしての硬度、使用する砥
粒とのなじみ性等により適宜選択する。本実施例では、
金型１の材質としてはステンレス綱、金属メッキ層３と
しては電気ニッケルメッキを使用した。

【００２５】図２は、本実施例で金属メッキ層３の形成
のために用いる電気メッキ装置の一例の概略構成図であ
る。図２において、メッキ液３２が満たされたメッキ浴
槽３１内には、それぞれ直流電源３３に接続されたアノ
ード３４及びカソード３５が対向配置されている。カソ
ード３５の、アノード３４との対向面には、導電性を有
する固定ねじ３６により金型１がカソード３５と導通状
態で固定されており、攪拌子３８でメッキ液３２を攪拌
しながら、直流電源３３によりアノード３４とカソード
３５との間に電圧を印加することで、金型１に結合剤層
となる金属メッキ層３が形成される。このとき、余分な
部位（金型１の表面を除く部分）に金属メッキが形成さ
れないようにするために、カソード３５側の金型１の表
面を除く部位を、マスク３９で覆っておく。マスク３９
としては、例えばエルフ社製のターコ５９８０−１Ａの
ようなマスキング剤やスリーエム社製Ｎｏ．８４０３の
ようなマスクテープ等、一般に市販されているマスキン
グ材料を用いることができるが、これらに限定されるも
のではない。

【００２６】本実施例では、メッキ液３２としては、硫
酸ニッケルを２５０ｇ／ｌ、塩化ニッケルを７０ｇ／
ｌ、ほう酸を３０ｇ／ｌの割合で含むメッキ液を用い
た。そして、メッキ液の温度が４８°Ｃ、電流密度が５
Ａ／ｄｍ² 、攪拌子３８の回転数が６０ｒｐｍという条
件でメッキ処理を行った。

【００２７】金型１上にメッキを形成させる前に、金型
１上に所定の粒度の多数の砥粒２を分散配置させる。本
実施例では、砥粒２として、平均粒径３０μｍの人工ダ
イヤモンド砥粒を使用した。

【００２８】砥粒２を分散配置させる方法は、図２のメ
ッキ浴槽３１内でアノード３４を一旦はずし、金型１の
上方から、金型１の表面に向けて砥粒２を投入する。

【００２９】砥粒２の投入の際には、各砥粒が金型１の
表面全体に均一に分布するように、金型１の表面全体に
対応する範囲内でほぼ均等に投入する。また、金型１を
その軸心回りに回転させながら各砥粒２を投入すると、
各砥粒２をより均一に分布させることができる。

【００３０】本実施例では、砥粒２が金型の表面と接触
する部分が、砥石の研削面となるので、砥粒２が多少重
なりあって２層あるいは３層になっても砥石の研削面の
形状には影響せず、各砥粒２を必ずしも１層だけ分散配
置する必要はない。

【００３１】このようにして砥粒２を金型表面に分散配
置した後、前述のメッキ方法により結合剤層となる金属
メッキ層３を形成させる。本実施例では図２に示す装置
で、１２０分間メッキ処理を行い、約５０μｍの金属メ
ッキ層３を形成した。

【００３２】次に金属メッキ層３の上に、第１の接着剤
層４となる第１の接着剤を塗布した後、図１（ｂ）に示
す様に第２の型としての接着面成形用型５をのせて押圧
し、そのままの状態で第１の接着剤層４を硬化させる。

【００３３】ここで用いる接着剤４は、例えばエポキシ
系の接着剤、フェノール樹脂系接着剤、アクリル樹脂系
接着剤、あるいは半田などの低融点金属等を用いること
ができるが、これらに限定されるものではなく、硬化後
の硬度が高いこと、対候性が高いこと、金属メッキ層３
や後述する第２の接着剤との接着力が十分にあることを
満足すれば良い。本実施例では、第１の接着剤としては
２液混合型のエポキシ系の接着剤を使用した。

【００３４】またここで用いる接着面成形用型５は、後
述する砥石の基材６の表面形状とほぼ同一の表面形状を
有しており、材料としては例えばフッ素樹脂、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリアセタール、シリコン樹脂
等を用いることができるが、これらに限定されるもので
はなく、第１の接着剤４が接着されない材料、あるいは
非常に接着力が弱い材料を使用すれば良い。本実施例で
は接着面成形用型５の材料として、フッ素樹脂（デュポ
ン社製テフロン）を使用した。

【００３５】第１の接着剤層４が十分に硬化した後、図
１（ｃ）に示すように、接着面成形用型５のみを剥離し
て、金型１、金属メッキ３、及び第１の接着剤層４が一
体になったものを得るが、この段階で第１の接着剤層４
の表面形状は、後述する基材６の表面形状をほぼ反転し
た形状になっている。

【００３６】次に図１（ｄ）に示すように、基材６を第
２の接着剤７により第１の接着剤４の表面に接着する。
第１の接着剤層４と、基材６の表面形状は、反転してほ
ぼ同一の形状であるため、第２の接着剤層７の厚さは、
全面にわたってほぼ均一となる。

【００３７】第２の接着剤７としては、例えばエポキシ
樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、アクリル樹脂
系接着剤等を使用することができるが、これらに限定さ
れるものではなく、硬化後の硬度が高く、第１の接着剤
層４及び基材６との接着力が十分にあるものが望まし
い。本実施例では第２の接着剤７として、２液混合型の
エポキシ系接着剤を使用した。

【００３８】その後図１（ｅ）に示すように、砥粒２を
覆った金属メッキ層３と第１の接着剤層４と第２の接着
剤層７と基材６とが一体となったものを、金型１から剥
離する。この段階で、金属メッキ層３の表面の形状は、
金型１の表面の形状を反転した形状に形成されている。

【００３９】図３は、砥粒２を覆った金属メッキ層３と
第１の接着剤層４と第２の接着剤層７と基材６とが一体
となったものを、金型１から剥離する際に使用する剥離
装置の一例を示した図である。図３に示す剥離装置で
は、金型１及び基材６のそれぞれ裏面に、固定ねじ４２
及び剥離ねじ４３をねじ込み、剥離ねじ４３を締め込ん
でいくことによって引っ張り力が発生し、各層の界面の
うち、結合力が最も弱い部分が剥離する。本実施例で
は、金属メッキ層３と、金型１の界面が最も結合力が弱
く、砥粒２を覆った金属メッキ層３と第１の接着剤層４
と第２の接着剤層７と基材６とが一体になったものが、
金型１から剥離される。

【００４０】そして最後に図１（ｆ）に示すように、金
属メッキ層３の表面を、メッキ金属を溶かす酸などによ
りエッチングし、砥粒２の先端部を、金属メッキ層３の
表面から露出させる。この段階で、砥粒３の先端部の包
絡線形状は、金型１の表面形状を正確に反転して転写し
た形状となる。

【００４１】図４は金属メッキ層をエッチングするため
のエッチング装置の一例の概略図で、本実施例では、エ
ッチング液として硝酸、塩酸の混合液を用い、図４に示
すエッチング装置で、１０分間のエッチングを行って金
属メッキ層３の表層を除去し、金属メッキ層３の表面か
ら砥粒を約５μｍ露出させた。

【００４２】図４に示すエッチング装置では、エッチン
グ液の浴槽５１内のエッチング液５２を攪拌子５３で攪
拌し、紐５４等でつるした砥石をエッチング液５２中に
所定時間侵漬することにより、金属メッキ層３をエッチ
ングする。この際、金属メッキ層３の表面のみをエッチ
ングするために、メッキ層表面を除く部位、例えば、基
材６表面は、マスク材や、マスクテープ等によりマスキ
ングし、エッチング液で腐食されないようにすることが
好ましい。

【００４３】以上説明したように、上記の第１の実施例
によれば、金型から砥石となる部分を剥離した後に、接
着剤の内部応力により砥石表面の形状が変化することが
防止されるため、砥粒の先端部の包絡線形状が、金型の
表面形状を非常に良好に転写した形状に形成された砥石
を得ることができる。 （第２の実施例）第１の実施例では、研削面が平面形状
の総型砥石を製造する場合について述べたが、この第２
の実施例では研削面が球面形状の総型砥石、いわゆる球
面皿を製造する場合の例について述べる。

【００４４】球面形状の総型砥石を製造する場合、当然
のことながら金型としては製造すべき砥石の形状を反転
した球面形状のものを使用するが、球面形状の金型上へ
結合剤層となるメッキを成長させた場合、メッキがほぼ
均等肉厚となるとすれば、金型上に形成されたメッキ上
面の形状は、成長したメッキの厚さ分だけ金型とは曲率
半径が異なる球面形状となる。ゆえに接着剤層の厚さを
均等肉厚とするためには、基材を金型とは異なる曲率半
径の球面形状にする必要がある。

【００４５】図５は球面皿を本発明の方法で製造する場
合に、基材６及び接着面成形用型５の曲率半径をどのよ
うに設定すれば良いかを模式的に示した図である。

【００４６】図５（ａ）は、凸面の球面皿（曲率半径Ｒ
0 ）を製造する場合の例であるが、金型１（凹面）の曲
率半径Ｒ1 をＲ1 ＝Ｒ0 、金属メッキ層３の厚さをｄ、
第１の接着剤層４の厚さをｔ1 、第２の接着剤層７の厚
さをｔ2 とすれば、接着面成形用型５（凸面）の曲率半
径Ｒ3を Ｒ3＝Ｒ1−（ｄ＋ｔ1 ） 基材６（凸面）の曲率半径Ｒ2を Ｒ2＝Ｒ3−ｔ2＝Ｒ1−（ｄ＋ｔ1＋ｔ2 ） とすれば良い。

【００４７】図５（ｂ）は、凹面の球面皿（曲率半径Ｒ
0 ）を製造する場合の例であるが、金型１（凸面）の曲
率半径Ｒ1 ’をＲ1 ’＝Ｒ0 、金属メッキ層３の厚さを
ｄ、、第１の接着剤層４の厚さをｔ1、第２の接着剤層
７の厚さをｔ2とすれば、接着面成形用型５（凹面）の
曲率半径Ｒ3 ’を Ｒ3’＝Ｒ1 ’＋（ｄ＋ｔ1 ） 基材６（凹面）の曲率半径Ｒ2 ’を Ｒ2’＝Ｒ3 ’＋ｔ2 ＝Ｒ1 ’＋（ｄ＋ｔ1 ＋ｔ2 ） とすれば良い。

【００４８】以上の曲率半径の式に基づき、球面形状の
総型砥石、いわゆる球面皿を製作するときの計算例を次
に述べる。

【００４９】 製造する球面皿の曲率半径 Ｒ0＝１５．００ｍｍ 金属メッキ層の厚さ ｄ＝１００μｍ（０．１００ｍｍ） 第１の接着剤の厚さ ｔ1＝３０μｍ（０．０３０ｍｍ） 第２の接着剤の厚さ ｔ2＝５μｍ（０．００５ｍｍ） とすると、 製造する球面皿が凸面の場合 金型（凹面）の曲率半径 Ｒ1 ＝１５．０００ｍｍ 基材（凸面）の曲率半径 Ｒ2 ＝１４．８６５ｍｍ 接着面成形用型（凸面）の曲率半径 Ｒ3 ＝１４．８７０ｍｍ となる。

【００５０】また、製造する球面皿が凹面の場合 金型（凸面）の曲率半径Ｒ1 Ｒ1 ’＝１５．０００ｍｍ 基材（凹面）の曲率半径Ｒ2 Ｒ2 ’＝１５．１３５ｍｍ 接着面成形用型（凹面）の曲率半径 Ｒ3 ’＝１５．１３０ｍｍ となる。

【００５１】球面皿を製造する場合の、金属メッキ層の
形成方法、第１の接着剤層の成形方法、接着面成形用型
の剥離方法、基材の接着方法、金型の剥離方法、及び金
属メッキ層の表層の除去方法などは、実施例１とほぼ同
じなので、その説明は省略する。

【００５２】以上のようにして得られる球面形状の総型
砥石の砥粒先端部の包絡線形状は、非常に良く金型面の
形状を反転した球面形状に形成される。 （第３の実施例）第１及び第２の実施例では、平面形状
の総型砥石を製造する場合は、平面形状の基材及び接着
面成形用型を、球面形状の総型砥石では球面形状の基材
及び接着面成形用型を使用し、それぞれ金属メッキ層と
第１の接着剤層と第２の接着剤層の厚みがほぼ均一にな
るように、基材及び接着面成形用型の形状を決定する例
について述べた。

【００５３】しかしながら、本発明においては、第２の
接着剤層の厚みがほぼ均一であること、すなわち基材と
接着面成形用型の形状がほぼ同一、厳密に言えば接着面
成形用型の形状が、基材の形状に第２の接着剤層の厚み
を加えた形状と同一であることを満たせば、金属メッキ
層、及び第１の接着剤層の厚みは均一でなくとも良い。
極端に言えば、平面形状の砥石に球面形状の基材を使用
したり、球面形状の砥石に平面形状の基材を使用するこ
とも可能である。

【００５４】この第３の実施例では、金型の形状と、基
材及び接着面成形用型の形状が異なる場合の例について
述べる。

【００５５】図６（ａ）は、接着面成形用型５の外周部
が段付き構造となっている例で、外周部が段付き構造の
接着面成形用型５を押しつけて第１の接着剤を硬化させ
ると、接着面成形用型５の段付き形状に対応して、第１
の接着剤層４の外周部に突起部４ａが形成される。そし
て接着面成形用型５を剥離した後、接着面成形用型５の
外周段付き部５ａの直径よりわずかに小さい直径の基材
６を、成形された第１の接着剤層４の表面に第２の接着
剤７で貼りつける。

【００５６】なお、接着剤を硬化させると、接着剤の種
類にもよるが、一般的には接着剤層は収縮するため、こ
こで用いる接着面成形用型５の外周段付き部５ａが、成
形面に対して直角、または逆テーパであると第１の接着
剤層４を硬化させたとき外周部で締めつけられて、接着
面成形用型５が剥離できなくなる恐れがある。

【００５７】そこで本実施例では接着面成形用型５とし
て、図７に示すように外周段付き部５ａに５°程度のテ
ーパをつけてあるものを用いた。

【００５８】図６（ｂ）は、接着面成形用型５の外周部
が面取り構造となっている例で、外周部が面取りしてあ
る接着面成形用型５を押しつけて第１の接着剤層４を硬
化させると、接着面成形用型５の外周部の面取り部５ａ
の形状を反転した形状の突起部４ａが、第１の接着剤層
４の外周部に形成される。そして接着面成形用型５を剥
離した後、接着面成形用型５の面取り形状とほぼ同じ面
取り形状の基材６を、成形された第１の接着剤層４の表
面に第２の接着剤で貼り付ける。

【００５９】図６（ａ）,（ｂ）のような特殊な外周構
造を持った砥石を製造する場合においても、金属メッキ
層の形成方法、第１の接着剤層の成形方法、接着面成形
用型の剥離方法、基材の接着方法、金型の剥離方法、及
び金属メッキ層の表層の除去方法などは、実施例１とほ
ぼ同じなので、その説明は省略する。

【００６０】また、図６（ａ）,（ｂ）のように基材６
の外周部にかけて、金属メッキ層３と基材６を第１及び
第２の接着剤で接着することによって、金属メッキ層３
と基材６との接着力を高めることができる。

【００６１】また、砥石の製造時、特に第１の接着剤層
４上に基材を接着するときに、第１の接着剤層４の外周
の段付き部あるいは面取り部４ａで、基材６の位置が決
められるため、例えば基材６が横方向にずれて接着され
てしまうといったようなトラブルが発生することを防止
できる。

【００６２】なお、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲
で、上記実施例を修正または変形したものに適用可能で
ある。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように発明に係わる砥石の
製造方法及び砥石においては、金属メッキ層と砥石の基
材とを接着するにあたり、まず、金属メッキ層の表面に
第１の接着剤を塗布し、砥石の基材の表面形状と略同一
の表面形状を有する第２の型を押し付けて硬化させる。
これにより金属メッキ層の表面の凹凸が第１の接着剤に
よって埋められてならされるので、第２の型を第１の接
着剤の層から剥離した後には、第１の接着剤の層の表面
は砥石の基材の表面形状に略沿った形状となる。また、
第２の型を第１の接着剤の層から剥離した後には第１の
接着剤の層には残留応力が残らない。このような作用に
より、第１の接着剤の層は、残留応力が開放されて、且
つその表面形状が砥石の基材の表面形状にほとんど一致
した形状に成形されることとなる。その後、この第１の
接着剤の層の上に更に第２の接着剤を塗布して、第１の
接着剤の層の表面に砥石の基材を接着すれば、第２の接
着剤の層はほとんど均一の厚みの層となり、第２の接着
剤の層にも内部応力はほとんど発生しない。以上の作用
により、砥石の基材と第１及び第２の接着剤の層と金属
メッキ層とが一体になったものを第１の型から剥離した
後の、金属メッキ層の表面形状、更に言えば金属メッキ
層の表層を除去して露出させた砥粒の先端の包絡線形状
は、金型の形状を非常に良く転写した形状となる。

【００６４】また、本発明による方法では、金型上に成
長した後の結合材となるメッキ層の加工を行わないこと
から、切削力による金型とメッキ層の微小剥離といった
トラブルが起こらず、この意味からも金属メッキ層表面
の形状が、金型の形状を反転して非常に良好に転写した
形状となり、金属メッキ層の表層を除去して砥粒先端部
を露出させた後は、この金属メッキ層表面の形状が、ほ
ぼ砥粒先端部の包絡線形状となるため、砥粒先端の高さ
が、目標通りに非常に良好に揃った砥石を、安定して、
製造することができる。

【００６５】また、球面形状の砥石を製造する場合であ
っても、メッキ層や接着剤層の厚さを考慮して、基材の
形状を決めるなどの必要がなく、基材を比較的単純な形
状に置き換えることもでき、高度な加工技術やメッキ技
術を用いることがなく砥石を製造できるため、砥石の製
造コストを下げることができる。

【００６６】また、接着面成形用金型を押しつけて第１
の接着剤層を硬化させて基材とほぼ同一形状の接着面を
成形することから、例えば外周部に段付き形状あるいは
面取り形状をつけて、結合材と基材の接着力を高めるこ
とも比較的簡単に実現できる。

【００６７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の砥石の製造方法を、製
造工程ごとに段階的に示した模式図である。

【図２】結合剤層となる金属メッキ層の形成のために用
いる電気メッキ装置の一例の概略構成図である。

【図３】砥粒を覆った金属メッキ層と接着剤層と基材と
が一体となったものを、金型から剥離する際に使用する
剥離装置の一例を示した図である。

【図４】金属メッキ層の表層をエッチングで除去するた
めのエッチング装置の一例の概略構成図である。

【図５】球面形状の総型砥石（球面皿）を製造する場合
に、基材及び接着面成形用型の曲率半径をどのように設
定すれば良いかを模式的に示した図である。

【図６】接着面成形用型の外周部が、段付き構造または
面取り構造である例を示した図である。

【図７】接着面成形用型の外周段付き部にテーパを付け
た状態を示した図である。

【図８】従来の、金型面の形状を反転して砥粒先端部の
包絡線形状に転写させる砥石の製造方法の例を製造工程
ごとに段階的に示した模式図である

【符号の説明】

１，１０２ 金型 ２，１０４ 砥粒 ３，１０６ 金属メッキ層 ４ 第１の接着剤層 ５ 接着面成形用型 ６，１０８ 基材 ７ 第２の接着剤層 １１０ 接着剤層 ３１ メッキ浴槽 ３２ メッキ液 ３３ 直流電源 ３４ アノード ３５ カソード ３６ 固定ねじ ３８，５３ 攪拌子 ３９ マスク ４１ ベース ４２ 固定ねじ ４３ 剥離ねじ ５１ 浴槽 ５２ メッキ腐食液 ５４ 紐

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製造すべき砥石の研削面の完成形状を反
   転した表面形状を有する第１の型を使用し、該第１の型
   の表面形状を転写して前記研削面を形成することにより
   製造される砥石の製造方法であって、 前記第１の型の表面上に多数の砥粒を略均一に分散させ
   る第１の工程と、 前記砥粒が分散された第１の型の表面に、前記砥粒を覆
   って結合させるための結合材となる金属メッキ層を形成
   する第２の工程と、 前記金属メッキ層の前記第１の型と接している第１の表
   面の裏側の第２の表面に第１の接着剤を塗布し、前記砥
   石の基材と略同一の表面形状を有する第２の型を前記第
   １の接着剤の表面に押し付けながら前記第１の接着剤を
   硬化させ、前記第２の型の表面形状が略転写された第１
   の接着剤の層を形成する第３の工程と、 前記第２の型を前記第１の接着剤の層から剥離する第４
   の工程と、 前記第１の接着剤の層の表面に前記砥石の基材を第２の
   接着剤により接着する第５の工程と、 前記金属メッキ層の前記第１の表面を前記第１の型から
   剥離して、前記砥石の基材と前記第１及び第２の接着剤
   の層と前記金属メッキ層とが一体になったものを前記第
   １の型から分離する第６の工程と、 前記金属メッキ層の前記第１の表面の表層を除去して、
   該第１の表面に前記砥粒の先端部を露出させる第７の工
   程とを具備することを特徴とする砥石の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第２の型の材料として、フッ素樹
   脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、
   シリコン樹脂のうち何れかを用いることを特徴とする請
   求項１に記載の砥石の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第１の接着剤として、エポキシ樹脂
   系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接
   着剤のうち何れかを用い、前記第２の接着剤としてエポ
   キシ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、アクリル
   樹脂系接着剤のうち何れかを用いることを特徴とする請
   求項１に記載の砥石の製造方法。
4. 【請求項４】 前記第２の型の表面形状が、前記基材の
   表面形状に前記第２の接着剤の層の厚みを加えた形状と
   略同一であることを特徴とする請求項１に記載の砥石の
   製造方法。
5. 【請求項５】 製造すべき砥石が曲率半径Ｒ0 の凸球面
   形状の総型砥石である場合、前記第２の型の表面が曲率
   半径Ｒ2 の凸面で、前記基材の表面が曲率半径Ｒ3 の凸
   面であり、且つＲ2 、Ｒ3 が、 Ｒ2 ＝Ｒ0 −（ｄ＋ｔ1 ） Ｒ3 ＝Ｒ2 −ｔ2 ただし、 ｄ：金属メッキ層の厚さ ｔ1：第１の接着剤の層の厚さ ｔ2：第２の接着剤の層の厚さ であることを特徴とする請求項４に記載の砥石の製造方
   法。
6. 【請求項６】 製造すべき砥石が曲率半径Ｒ0 の凹球面
   形状の総型砥石である場合、前記第２の型の表面が曲率
   半径Ｒ2 の凹面で、前記基材の表面が曲率半径Ｒ3 の凹
   面であり、且つＲ2 、Ｒ3 が、 Ｒ2 ＝Ｒ0 ＋（ｄ＋ｔ1 ） Ｒ3 ＝Ｒ2 ＋ｔ2 ただし、 ｄ：金属メッキ層の厚さ ｔ1：第１の接着剤の層の厚さ ｔ2：第２の接着剤の層の厚さ であることを特徴とする請求項４に記載の砥石の製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記第２の型の外周部が段付形状または
   面取り形状に形成されているとともに、前記基材の外周
   部が前記第２の型の外周部の段付形状または面取り形状
   に対応した形状に形成されており、前記基材の外周部の
   一部と前記第１の接着剤の層とを、前記第２の接着剤で
   接着することを特徴とする請求項１に記載の砥石の製造
   方法。
8. 【請求項８】 砥石の本体となる基材と、 砥粒を結合させるための金属メッキ層と、 該金属メッキ層の裏面に接合され、該金属メッキ層と接
   している面とは反対側の接合面が、前記基材の表面と略
   同一形状に成形された第１の接着剤層と、 該第１の接着剤層の前記接合面に接合され、該接合面を
   前記基材の表面に接着するための第２の接着剤層とを具
   備することを特徴とする砥石。