JPS6214228B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非金属製並びに金属製の被研磨物の
表面を研磨仕上げする際に用いられる金属製研磨
体の製造方法に関する。

一般に、木、竹、合成樹脂等の非金属製被研磨
物や、アルミニウム、しんちゆう、銅、鋼等の金
属製被研磨物の表面を研磨する場合には、ヤスリ
やサンドペーパ等の研磨具が頻用されている。

ヤスリは、周知の如く工具鋼片等の素材表面に
歯を造形した後に焼入れしたものであり、所謂金
属製の研磨具である。

然しながらこれを製造する場合には、遂一タガ
ネに依り素材表面を打刻して歯を形成しなければ
ならないので、能率が悪く、量産が難しい恨みが
あつた。更にヤスリは、前述の様な手法に依り歯
を形成しているので、歯の側面が平滑にならず、
この為に目詰まりを起し易く、とりわけ非金属製
研磨物を研磨する場合にはこれが顕著であつた。
その上、歯の幅を極端に狭くする事は至難であ
り、その結果、最終研磨仕上げに用いる事ができ
なかつた。

これに較べサンドペーパは、研磨材の粒子を紙
又は布の表面に接着剤に依り付着させたものであ
るので、メツシユの細かいものが作製でき、最終
研磨仕上げ用として使用する事が可能である。

然しながらサンドペーパは、研磨作業を続ける
に連れて研磨材が漸次剥離してしまう為に、この
剥離した研磨材に依る弊害があると共に寿命が非
常に短かいという難点があつた。勿論、サンドペ
ーパは、可撓性を有するのでホルダに付着して使
用される場合もあるが、この場合でも同様であ
る。

又、ヤスリ並びにサンドペーパは、その歯若し
くは歯となる粒子の配列が厳格に整然且つ規定さ
れた状態には出来ない為に、被研磨物の表面に微
細なキズを付けてしまうという難点があつた。

この様な既存の研磨具の持つ難点を解消しよう
としたものとして、例えば特公昭51―9958号に開
示された鑢箔が知られている。

当該鑢箔は金属製であつて、通常のヤスリの如
く歯が交叉する箇所に窪みが形成されずに連続し
ている点、優れたものである。然も形成される歯
は極めて微細で規定された配列どうりになつてい
る。

ところが前記鑢箔は、その名の通り非常に薄い
箔状のものであるので、これ単独では剛性がな
く、このまま使用すると直ちに破損してしまう。

この為に、ホルダに貼着して使用されるが、鑢
箔の歯が損耗したならば、ホルダ等を含めて棄却
せねばならず、資源活用の点で極めて問題であつ
た。

又、鑢箔をホルダに貼着して研磨具としても、
両者の接着状態や研磨作業条件等に依つては、こ
の剛性の無い鑢箔がホルダから剥離してしまい、
長期間の使用に耐える事ができない場合があつ
た。

更に、鑢箔に形成された歯の頂面と側面との為
す角度、つまり切削作用角度は90度以上の所謂鈍
角になつてしまい、良好な掻取作用に依る研磨が
行なえない難点があつた。

これは、その製造方法自体がこの様なものしか
得られない様になつていたからである。

つまり、当該鑢箔の製造方法は、 (1) 金属板の研磨された表面に、形成されるべき
鑢箔の作用面上に設けられた歯の形状に対応す
る型図を、非導電性物質で描く。

(2) 前記型図に基づいた凸形断面を有する金属電
着物を、金属沈着物を槽底に沈着する方法（電
解法又は還元法）に依り、金属板の導電性部分
上に沈着させた後に横方向に成長させて非導電
性部分上に載り上げる様に形成する。

(3) 金属電着物の表面を導電性の分離層で被つて
金属型を形成する。

(4) 金属型の表面に、金属沈着物を槽底に沈着す
る方法（電解法又は還元法）に依り、剥離可能
な金属電着物を形成し、これを鑢箔とする。

と云うものである。

つまり当該方法では、電解法又は還元法の如く
金属沈着物を槽底に沈着する方法を利用する関係
上、先ず、厚みが大きくて且つそれ自体で剛性が
あるものが得られなかつたのである。

更に同方法では、鑢箔を得る前に金属型を作製
せねばならないが、当該金属型も電解法又は還元
法を用いて作製せねばならないので、その金属電
着物の断面形状は凸形であるけれども、厳密には
略半円状にしかできず、これに呼応して得られる
鑢箔の歯の側面は弧状を為して歯の頂面と側面と
の為す角度、即ち切削作用角度は90度以上の鈍角
になつてしまつていた。

何故なら、電解法又は還元法は、金属沈着物を
金属板上に沈降付着させるもので、金属型を造る
場合、いくら横方向に成長したとしてもその断面
は略半円状にしか盛り上らず、例えば逆三角形の
様になつて盛り上がらないからである。

従つて、金属型が前述の様に形成されるのであ
るから、鑢箔もこれに呼応するのは当然である。

加えて鑢箔は、金属型から剥離せねばならない
必要があり、これに際しても歯の切削作用角度が
鈍角でなければならないのである。

もし、切削作用角度が鋭角のものが得られたと
しても、この場合には金属型と鑢箔の分離が極め
て困難である。無理に分離しようとしたならば、
非常に薄い鑢箔を破損させてしまい、不良品が続
出すると共にその作業性も極めて悪い。

前述の様な理由から、鑢箔の歯の切削作用角度
は、90度以上の鈍角にしかできなかつたのであ
る。

ところで、刃物等にあつては、その切削作用角
度が90度以下の所謂鋭角度の方が望ましい。

研磨具も同様であり、切削作用角度が鋭角度で
ある方が、小さな作用力で研磨する事ができると
共に、被研磨物の表面を均一に且つ美麗に仕上げ
る事ができる。

更に、研磨体自体に剛性を備えていてこれ単独
でも使用できると共に、他のホルダ等にも容易に
装着でき、あらゆる作業形態に適応できるものが
望ましい。

然しながら従来にあつては、前掲した如く、ヤ
スリ、サンドペーパ、鑢箔等が知られていたが、
何れも一長一短があつて上記要望を満すものがな
かつた。

本発明は、既知の研磨具の持つ種々の問題点に
鑑みこれを解消する為に創案されたものであり、
その目的とする処は、単独で使用できる剛性を持
たせ得ると共に、形成される歯の切削作用角度が
鋭角度を為し、小さな作用力に依つて研磨できる
ばかりでなく、被研磨物の表面を均一且つ美麗に
仕上げる事ができ、加えて耐久性があつて寿命を
大幅に延伸でき、容易に製造できて量産が可能
で、コストの低減をも図り得る金属製研磨体の製
造方法を提供するにある。

本発明の金属製研磨体の製造方法は、金属素材
の表面にフオトレジスト膜を塗布し、形成すべき
歯のパターンの描かれたフオトマスクを前記フオ
トレジスト膜上に配して同膜を露光し、しかる後
に現像処理を施して歯に相当する部分が残存すべ
くフオトレジスト膜に開孔を穿設し、この様にし
て得られた金属露出部を有する金属素材と腐蝕液
とを物理的に相対運動させつつ腐蝕液に依り金属
露出部を食刻して断面湾状の凹部を形成し、残存
フオトレジスト膜を除去して金属素材の表面凸状
でその切削作用角度が鋭角度の歯を形成する様に
した事を特徴が存する。

つまり、本発明の製造方法は、周知の写真食刻
法を応用して、その食刻する際に、金属露出部を
有する金属素材と腐蝕液とを物理的に相対運動さ
せる事に依り、食刻される凹部を断面湾状に形成
するものであり、その結果、残存する凸部を歯と
為し、該歯の切削作用角度を鋭角度にできるもの
である。

以下、本発明の実施例を示す図面に基づきその
詳細を説明する。

本発明に係る金属製研磨体の製造方法は、金属
素材１を出発材料として居り、該金属素材として
は腐蝕液に依つて腐蝕が可能な鋼等の各種金属材
料が使用される。

金属素材の形状は、板状でもブロツク状でも良
く、ブロツク状にあつては角形、丸形等を問わな
い。本実施例では、第１図に示す如く、金属素材
１として鋼板を用いている。

而して金属素材１の研磨面となる表面には、脱
脂を施した後に第２図に示す如く耐蝕性の感光樹
脂、つまりフオトレジスト膜２を塗布する。

研磨面となる表面は、一面に限る事はなく、多
面に亘つても差支えない。例えば本実施例にあつ
ては、鋼板の表面（上面）のみを研磨面としてい
るが、裏面（下面）も研磨面にする事ができる。

次に、フオトレジスト膜２に対する焼付処理、
即ちプリベークと称される処理を施す。

他方、これとは別に、形成すべき歯のパターン
をマイクロプロツター等に依り作図してこれを縮
少し、精密写真版であるフオトマスク３を作製す
る。

そして第３図に示す如く、フオトレジスト膜２
上にフオトマスク３を配して露光させる。

しかる後に露光後の金属素材１を現像処理し、
更に現像工程で金属素材上に残存せしめられたフ
オトレジスト膜に対する焼付処理、つまりポスト
ベークと称される処理を為す事に依りフオトマス
クに描かれたパターンと同一形状の開孔４を第４
図に示す如くフオトレジスト膜２に穿設し、金属
露出部５を形成する。尚、本実施例では、露光し
て現像処理すれば当該露光箇所が除去されるフオ
トレジスト膜とこれに呼応するフオトマスクを用
いた所謂ポジタイプに就いて述べたが、周知の如
くこれとは逆に、露光して現像処理すれば露光箇
所以外の部分が除去されるフオトレジスト膜とこ
れに呼応するフオトマスクを用いたネガタイプで
あつても差支えない。要は、形成すべき歯に相当
する箇所にフオトレジスト膜が残存する様にすれ
ば良い訳である。

次にこの様にして得られた金属露出部５を有す
る金属素材１と腐蝕液とを物理的に相対運動させ
つつ腐蝕液に依り前記金属露出部５を化学的に腐
蝕させる。

この腐蝕は、金属素材と腐蝕液とを物理的に相
対運動させているので、腐蝕深度が深まるに連れ
て横に拡がる。

つまり、自然界に於ける浸蝕作用と同様の作用
を為し、食刻された後の金属素材表面に形成され
る凹部６は第５図に示す如く断面湾状を為す。

物理的に相対運動を行なわしめる為には、例え
ば腐蝕液を槽内に満し、金属露出部５を有する金
属素材１を同槽内に漬けて当該金属素材１を横若
しくは上下方向等に動かす事に依り行なえる。

逆に、金属露出部５を有する金属素材１を静止
して置いて、これに向けて腐蝕液を噴付ける様に
しても良い。

或はこれらの動作をうまく組合せる様にしても
差支えない。

第６図は、金属露出部５を有する金属素材１を
軸Ａ廻りに回転駆動すると共に、定置状態のノズ
ルＢから腐蝕液を噴射させて前記金属露出部５に
噴付ける様にした実例を示している。

この様にすれば、金属素材が回転しているので
腐蝕液を均等に金属露出部５に噴付け得ると共
に、短時間のうちに湾状の凹部６を食刻する事が
できる。

勿論、金属素材１を定置してノズルＢの方を移
動させる様にしても良く、ノズルＢの個数を増し
て金属露出部５の全面に噴付け得る様に為すと共
に金属素材とノズル群の両方を定置状態にする様
にしても良い。

食刻工程が終了したならば、残存するフオトレ
ジスト膜２を除去する。

そうすれば第７図に示す如く隣接する湾状凹部
６間には、凸形の歯１１が造形されている。

この様にして研磨面となる表面に多数の歯１１
が形成された金属製研磨体１０を得る事が出来
る。

金属製研磨体１０の歯１１は、頂面が平面で、
側面は弧状に彎曲して居り、頂面と側面との境に
は刃部１２が形成される。而して該刃部１２の切
削作用角度、即ち頂面と側面との為す角度αは、
90度以下の所謂鋭角度になつている。好ましく
は、40〜70度にするのが良い。

第７図並びに第８図に示す金属製研磨体１０
は、厚さＴが0.5mmの鋼板を金属素材１としてそ
の一表面に、歯１１となる部分が円状で且つこの
円を多数所定の配列で描いたフオトマスク３を用
いて略円柱状の歯１１を多数造形した場合を例示
して居り、歯の最大直径Ｄは0.13mm、歯の高さＨ
は0.13mm、切削作用角度αは70度になつている。

第９図は、同じく板状の金属素材を用いて作製
した金属製研磨体２０を示して居り、その歯２１
は条凸状を為している。

第１０図に示す金属製研磨体３０は、同じく板
状の金属素材を用いて製作したもので、この一表
面に造形された歯３１は条凸状のものが縦横に交
叉して連なつている。この様な条凸状の歯を交叉
させたものにあつては、特公昭51―9958号の鑢箔
と同様に各条凸状歯の頂面は面一となり、通常の
ヤスリの如く交叉箇所に窪みが造形される事がな
い。

歯のパターンは、前記の様なものに限らず、ど
の様なものでもでき、その様なフオトマスクを作
製して用いれば良い。

又、金属素材は、板状に限らず、角形や丸形等
のブロツク状のものでも差支えない。例えば把持
部を有するブロツク状の金属素材の特定表面に歯
を造形しても良い。

板状の金属製研磨体は、その厚みに依りそれ自
身で研磨作業に耐え得る剛性を持たせる事ができ
る。

勿論、所定の剛性があつても、別途用意したホ
ルダに付設しても良い。ホルダの形態は、研磨箇
所や研磨作業形態に依り適宜のものに選定でき
る。

ホルダに付着する場合は、板状の金属製研磨体
を適宜の大きさに切断し、適宜プレス加工等に依
り取付け易い様に加工する。

第１１図並びに第１２図は、板状の金属製研磨
体１０をホルダ４１にビス４２に依り取着して研
磨具４０にしたものである。これは、広い平面を
研磨する時に最適である。

第１３図並びに第１４図に示す研磨具５０は隅
角箇所等に用いるもので、金属製研磨体１０は略
三角形にしてあり、これの先端を折曲げてホルダ
５１の掛凹部５２に係合され、後側はビス５３に
依り螺着している。

この他、種々の形態の研磨具にする事ができ
る。

例えば、円柱状のホルダに板状の金属製研磨体
を巻付けても良い。この様にすれば、穴の研磨が
行なえる。

又、凸形若しくは凹形の彎曲面を有するホルダ
に板状の金属製研磨体を沿わせて付着したり、或
は板状の金属製研磨体自身をプレス加工等に依り
凸形若しくは凹形に成形したならば、凹曲面や凸
曲面の研磨が良好に行なえる。

更に凹凸面を有するホルダに板状の金属製研磨
体を沿わせて付着させたり、或は板状の金属製研
磨体自身をプレス加工等に依り凹凸状に成形した
ならば、荒仕上げ用の研磨ができる。

上述した金属製研磨体は、歯を形成すべき表面
が平滑なる金属素材を用いて作製したが、この様
に限る事はない。

例えば、第１５図に示す如く歯を形成すべき表
面が粗面になつた金属素材１′を用いる事ができ
る。この場合には、第１６図の如く歯１１′の頂
面は粗面になる。

この様な金属製研磨体１０′にあつては、この
粗面に依る研磨作用が加味されるので、一段と優
れた研磨を行なえる。

更に、歯が形成された表層部分のみを熱処理加
工して焼入れたならば、歯の硬度が増加し、良好
な研磨作用を長期間に亘つて持続できる。

この場合、表層部分のみを焼入れするから、第
１１図乃至第１４図の如く金属製研磨体の曲げ加
工等に支障を与えず、焼入れ後にあつても、種々
の形状に変形させる事が可能となる。

勿論、形状の加工を行なつた後に、表層若しく
は全体を焼入れする様にしても差支えない。

以上既述した如く、本発明に依れば、次の様な
優れた効果を奏する事ができる。

(1) 金属素材を出発材料として写真食刻法を応用
するから、種々の形状の金属製研磨体を作製で
きる。

従つて金属素材に依りそれ自体で研磨作業に
耐え得る剛性を備えた金属製研磨体を製造でき
ると共に、適宜のホルダ等に貼着若しくは装設
する事もできる。

(2) 写真食刻法を応用し、その食刻工程に於て金
属露出部を有する金属素材と腐蝕液とを物理的
に相対運動させるから、形成される歯はその頂
面と側面との為す角度、つまり切削作用角度が
鋭角度となる。

その結果、小さな作用力で研磨できると共に
被研磨物を均一且つ美麗に仕上げる事ができ
る。

(3) 金属露出部を有する金属素材と腐蝕液とを物
理的に相対運動させつつ化学的に腐蝕させるの
で、腐蝕時間が短かくて済み、製造スピードを
早める事ができる。

(4) 粗面を有する金属素材を用いた場合には、歯
の頂面が粗面になるので、この粗面に依る研磨
作用も加味され、研磨機能の向上を図る事がで
きる。

(5) 金属製研磨体の研磨面表層のみを焼入れした
ならば、歯の硬度を増す事ができ、長期に亘つ
て常に同様の研磨機能を持続する事ができる。

然もこの様にしたならば、焼入れされている
にも拘わらず、切断、曲げ等の各種加工が行な
え、金属製研磨体を種々の形態に為し得る。

(6) 歯の頂面を粗面にすると共に研磨面表層のみ
を焼入れしたならば、より一層の研磨機能を発
揮する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は、本発明に係る金属製研磨
体の製造方法の各工程を示す略式断面図。第８図
は、略円柱状の歯を多数有する金属製研磨体の斜
視図。第９図は、条凸状の歯を有する金属製研磨
体の斜視図。第１０図は、条凸状の歯が縦横に交
叉した金属製研磨体の斜視図。第１１図は、略円
柱状の歯を多数有する金属製研磨体をホルダに取
付けて研磨具にした一部縦断正面図。第１２図
は、第１１図の底面図。第１３図は、同様の金属
製研磨体を別のホルダに取付けて研磨具にした正
面図。第１４図は、その底面図。第１５図は、表
面が粗面になつている金属素材の略式断面図。第
１６図は、第１５図の金属素材を用いて得られた
金属製研磨体の略式断面図である。 １……金属素材、２……フオトレジスト膜、３
……フオトマスク、４……開孔、５……金属露出
部、６……湾状凹部、１０……金属製研磨体、１
１……歯、α……切削作用角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属素材の表面にフオトレジスト膜を塗布
   し、形成すべき歯のパターンの描かれたフオトマ
   スクを前記フオトレジスト膜上に配して同膜を露
   光し、しかる後に現像処理を施して歯に相当する
   部分が残存すべくフオトレジスト膜に開孔を穿設
   し、この様にして得られた金属露出部を有する金
   属素材と腐蝕液とを物理的に相対運動させつつ腐
   蝕液に依り金属露出部を食刻して断面湾状の凹部
   を形成し、残存フオトレジスト膜を除去して金属
   素材の表面に凸状でその切削作用角度が鋭角度の
   歯を形成する様にした事を特徴とする金属製研磨
   体の製造方法。 ２ 金属素材の表面を、粗面とした事を特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の金属製研磨体の
   製造方法。 ３ 残存フオトレジスト膜を除去した後に、歯が
   形成された表層部分のみを焼入れした事を特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の金
   属製研磨体の製造方法。