KR100293863B1

KR100293863B1 - 초지립공구와그제조방법

Info

Publication number: KR100293863B1
Application number: KR1019980703950A
Authority: KR
Inventors: 고스케 미츠이; 도시오 후쿠니시; 가즈노리 가도무라; 유키오 시미즈; 요시오 고우타; 마사키 야마나카; 아키오 하라
Original assignee: 아키오 하라; 오사카 다이아몬드 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 2001-09-17
Also published as: EP0870578A4; EP0870578A1; KR19990071674A; WO1998014307A1; US6312324B1

Abstract

초지립 지석(101; 102), 초지립 드레서(103; 104; 105), 초지립 연마반(106) 등의 초지립 공구는 강철제의 기부(20)와, 그 기부(20) 위에 형성된 초지립층(10)을 구비한다. 초지립층(10)은 다이아몬드 입자, 입방정질화붕소 입자 등으로 이루어지는 초지립(11)과, 그 초지립(11)을 유지하면서 기부(20) 위에 고정 장착하는 니켈도금층(16)과 접합제층(17), 또는 납땜층(18)으로부터 이루어지는 유지층을 포함한다. 유지층(16, 17; 18)으로부터 노출된 초지립(11)의 평탄면(19)에 홈(12) 또는 구멍(14)이 형성되어 있다. 그 표면이 부분적으로 노출하도록 초지립(11)을 유지하면서 고정 장착하는 유지층(16, 17; 18)을 기부(20) 위에 형성한다. 유지층(16, 17; 18)으로부터 노출된 초지립(11)의 표면에 레이저 빔(50)을 조사함으로써, 홈(12) 또는 구멍(14)을 형성한다. 홈(12) 또는 구멍(14)을 초지립(11)의 표면에 형성함으로서 높은 정밀도의 가공을 할 수 있다.

Description

초지립 공구와 그 제조방법

먼저, 초지립 공구의 일종인 초지립 지석으로서는 다이아몬드, CBN 등의 초지립을 금속, 합성수지 또는 비트리파이드로 결합한 것이 공지되어 있다. 또한, 초지립을 단층에 유지한 형식의 초지립 지석으로서는 초지립을 전기 도금법에 의해서 기부(금속받침) 위에 유지하여 고정된 것이 공지되어 있다. 이러한 초지립 지석은 전기부착 초지립 지석이라 불리며, 일반적으로 초지립이 서로 접촉할 정도로 금속받침 위에 고정 장착되어 있기 때문에, 이 지석을 사용하여 수행되는 연삭의 목적에 의해서는 집중도가 지나치게 높은 경우가 있다. 이 대책으로서는 (1)지석의 지면(砥面)에 연삭홈을 설치하는 것과, (2)금속받침에 국부적으로 절연도료를 칠하는 등의 방법으로 국부적으로 전기도금을 방해하고, 지면에 초지립이 없는 부분을 국부적으로 형성하는 것 등의 방법으로 연삭액의 흐름을 양호하게 하거나, 칩을 배제하기 위한 수단이 채용되고 있다.

한편, 도금층의 두께는 초지립의 유지력을 확보하기 위해서 초지립 직경의 1/2 이상으로 되어 있다.

상술한 바와 같은 전기부착 초지립 지석에 대하여, 초지립이 납땜층(brazing filler metal layer)에 의해서 금속받침 위에 고정 장착된 초지립 지석이 공지되어 있다. 예를들면, 다이아몬드 지립에 관해서는 니켈과 코발트와 크롬으로 이루어지는 합금 또는 은과 동과 티탄으로 이루어지는 합금이 다이아몬드 지립의 표면과 친화성이 높은 특성을 이용하고, 이 합금을 사용하여 다이아몬드 지립을 금속받침 위에 직접 고정 장착하는 소위 납땜 방법도 공지되어 있다.

또한, 고정밀도이면서 고품위의 가공을 달성하기 위한 지석으로서, 미세한 다이아몬드 입자를 사용한 다공질 합성수지 본드 지석이 제안되고 있다. 이 지석으로서는 다공질부에 의해서 칩 포켓의 증가 등이 도모되고 있다.

피연삭면의 거칠기는 지석의 단위표면적당의 유효 지립수(砥粒數)에 의해서 결정된다고 되어 있다. 그러나, 지립의 입경과 집중도에 대하여 유효 지립수를 어떻게 하여 파악하는가는 반드시 명확하지는 않고, 지립 입경의 대소에 따라서 다음과 같은 문제가 있다.

비교적 입경이 큰 지립, 즉 거친 입자를 사용한 지석으로서는 지립의 유지력이 강하고, 지립의 탈락이 적고, 연삭액의 흐름도 양호하다. 그러나, 피연삭면의 정밀도는 낮고, 그 거칠기가 크다. 한편, 비교적 입경이 작은 지립, 즉 섬세한 입자를 사용한 지석으로서는 피연삭면의 정밀도를 높게 하고, 그 거칠기를 작게 하는 것은 가능하다. 그러나, 지립의 유지력이 약하고, 지립의 탈락이 많고, 연삭액의 흐름도 나쁘다. 이 때문에, 섬세한 입자를 사용한 지석으로서는 연삭 성능이 낮고, 지립이 조금만 마모되어도 연삭이 불가능해지고 지석의 수명이 짧다.

다음에, 초지립 공구의 일종인 다이아몬드 로터리 드레서로서는 예를들면, 특개소 59-47162호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 다이아몬드 지립을 원통형 기부의 외주면에 단층으로 고정 장착한 것이 널리 공지되어 있다.

또한, 다른 다이아몬드 로터리 드레서의 예로서는 특공평 1-22115호 공보에 개시되어 있는 것이 공지되어 있다. 이들 다이아몬드 로터리 드레서는 작용하는 폭이 넓고, 고정밀도로 WA, GC(JIS의 형식) 등의 종래의 지석 또는 CBN 지석 등을 드레싱하는 데 쓰인다. 다이아몬드 입자를 빈틈없이 기부 위에 고정 장착하고, 다이아몬드 입자의 선단부를 트루잉(truing)하여 드레싱으로 작용하는 면을 평탄면으로 만들고 드레싱 정밀도를 향상시키는 수단이 다이아몬드 로터리 드레서에 사용되고 있다.

그런데, 다이아몬드 입자의 선단부에 평탄면이 형성됨으로써, 다이아몬드 로터리 드레서의 날카로움이 저하한다. 이 때문에, WA, GC 등의 종래의 지석 또는 CBN 지석 등을 드레싱할 때의 드레싱 저항이 커진다. 그 결과, 드레싱 때에 진동이 발생하고, 그 진동이 지석의 정형(shaping) 정밀도, 즉 지석에의 전사(transfer) 정밀도에 악 영향을 미치는 등의 문제가 있다.

또한, 초지립 공구의 일종으로서 초지립 연마반이 있다. 최근, 반도체 장치에 있어서의 고집적화나 금속가공, 세라믹 가공에 있어서의 초정밀화 등의 급속한 기술혁신에 의해, 래핑 가공에 있어서 피가공물의 평면도와 평행도의 고정밀도화가 요구되고 있다. 이 가공에 사용되는 연마기의 정밀도 뿐만 아니라, 연마반에 대한 정밀도, 특성 등에 대한 요구도 높아지고 있다.

래핑 가공이란, 연마반과 공작물 사이에 랩 액에 혼합한 유리(遊離) 지립을 공급하고, 연마반과 공작물에 압력을 가하면서 마찰, 유리지립의 전동(轉動) 작용과 휘젖는 작용에 의해 공작물을 깎고, 고정밀도의 표면을 얻는 가공법을 말한다.

종래의 래핑 가공에 사용되는 연마반은 주철로 만들어져 있다. 예를들면, 실리콘 웨이퍼의 래핑 가공에 많이 사용되는 것으로 구형상 흑연주철제 연마반이 있다. 연마반에는 장기간에 걸쳐 평면의 정밀도 유지가 가능할 것, 재료가 균일하고 견고함이 균일할 것, 공작물의 표면에 스크래치를 발생시키는 원인이 되는 주조 결함이 없을 것, 지립의 유지 능력이 있을 것 등이 요구된다. 이상의 요건을 채우기 위해, 연마반의 재료로서 주철이 자주 사용되고 있다.

그런데, 종래의 래핑 가공에 있어서는 유리지립을 많이 소비하기 때문에, 사용이 끝난 유리지립과 칩과 랩 액의 혼합물, 즉 슬러지(sludge)가 대량으로 발생하여, 작업 환경의 악화와 공해의 발생이 큰 문제로 되고 있다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 피연삭면의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 초지립의 유지력이 크고, 초지립의 결손이나 탈락이 적고, 또한 연삭액의 흐름도 양호한 초지립 지석과 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 하나의 목적은 드레싱 저항을 감소시킬 수 있고, 그에 따라서 드레싱시의 진동발생을 방지하고, 드레싱 정밀도를 향상시키는 것이 가능한 초지립 드레서와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 슬러지의 발생을 감소시킬 수 있고, 고정밀도이면서 고능률인 래핑 가공을 실시하는 것이 가능한 초지립 연마반과 그 제조방법을 제공하는 것이다.

요약하면, 본 발명의 목적은 가공 정밀도를 향상시키는 것이 가능한, 초지립 지석, 초지립 드레서, 초지립 연마반 등의 초지립 공구와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 일반적으로는 초지립(超砥粒; superabrasive)을 결합제 등에 의해서 유지한 초지립층을 갖는 초지립 공구와 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 명확하게 말하면, 본 발명은 초지립 지석(砥石; grindstone), 초지립 드레서(dresser), 초지립 연마반(lap surface plate) 등의 초지립 공구와 그 제조방법에 관한 것이다. 초지립 지석으로서는 다이아몬드, 입방결정 질화붕소(CBN; cubic boron nitride) 등이 초지립을 사용한 지석을 들 수 있다. 초지립 드레서는 감삭반 등에 설치된 WA, GC(JIS의 형식)등의 종래의 지석 또는 비트리파이드 본드(vitrified bond) CBN 지석 등을 고정밀도로 드레싱하는 데 이용되는 다이아몬드 로터리 드레서를 들 수 있다. 초지립 연마반으로서는 실리콘 웨이퍼, 세라믹, 광학 유리, 초경합금, 서멧(cermet), 금속재료 등의 래핑 가공에 사용되는 다이아몬드 연마반을 들 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 컵형 지석을 도시하는 사시도.

도 2는 본 발명이 적용되는 컵형 지석을 도시하는 단면도.

도 3은 본 발명이 적용되는 스트레이트형 지석을 도시하는 사시도.

도 4는 본 발명이 적용되는 스트레이트형 지석을 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명이 적용되는 로터리 드레서를 도시하는 사시도.

도 6은 본 발명이 적용되는 로터리 드레서를 도시하는 단면도.

도 7은 본 발명이 적용되는 어깨부를 구비한 로터리 드레서를 도시하는 단면도.

도 8은 본 발명이 적용되는 단면을 구비한 로터리 드레서를 도시하는 단면도.

도 9은 본 발명이 적용되는 연마반을 도시하는 사시도.

도 10은 본 발명이 적용되는 연마반을 도시하는 단면도.

도 11은 본 발명이 적용되는 컵형 지석의 지면에 대하여 법선방향으로 레이저 빔을 조사하는 경우의 레이저 가공을 도시하는 모식도.

도 12는 본 발명이 적용되는 스트레이트형 지석이나 로터리 드레서의 작용면 또는 지면에 대하여 법선방향으로 레이저 빔을 조사하는 경우의 레이저 가공을 도시하는 모식도.

도 13은 본 발명이 적용되는 스트레이트형 지석 또는 로터리 드레서의 지면에 대하여 접선방향과 법선방향으로 레이저 빔을 조사하는 경우의 레이저 가공을 도시하는 모식도.

도 14는 본 발명이 적용되는 연마반의 지면에 대하여 법선방향으로 레이저 빔을 조사하는 경우의 레이저 가공을 도시하는 모식도.

도 15 내지 도 22는 본 발명에 따라서, 유지층으로부터 초지립이 돌출되어 있는 노출부에 형성되는 홈 또는 구멍의 여러가지 형태를 도시하는 부분 단면도.

도 23 내지 도 30은 본 발명에 따라서, 유지층으로부터 돌출되어 있는 초지립의 노출면이 평탄화되어, 그 평탄면에 형성되는 홈 또는 구멍의 여러가지 형태를 도시하는 부분 단면도.

도 31 내지 도 38은 본 발명에 따라서, 초지립의 노출면과 유지층의 노출면이 동일 평면에 있는 경우에 형성되는 홈 또는 구멍의 여러가지 형태를 도시하는 부분 단면도.

도 39 내지 도 41은 본 발명에 따라서, 초지립의 노출면 또는/ 및 유지층의 노출면에 형성되는 홈의 배치를 도시하는 부분 평면도.

도 42는 제 1 실시예의 초지립 지석에 있어서 초지립의 돌출단면을 도시하는 확대 부분 단면도.

도 43은 제 1 실시예의 초지립 지석에 있어서 지면을 트루잉 가공한 후, 레이저 빔을 조사하기 전의 지면의 상태를 나타내는 현미경 사진.

도 44는 제 1 실시예의 초지립 지석에 있어서 레이저 빔을 조사한 후의 지면의 상태를 나타내는 현미경 사진.

도 45는 제 2 실시예의 초지립 지석에 있어서 트루잉 가공을 실시하기 전의 종단측면을 도시하는 도면.

도 46은 제 2 실시예의 초지립 지석의 제조공정을 설명하기 위해서 사용되는 초지립층을 도시하는 단면도.

도 47은 제 2 실시예의 초지립 지석에 있어서 도 46의 후의 제조공정을 설명하기 위해서 사용되는 초지립층을 도시하는 단면도.

도 48은 종래의 초지립 지석과 본 발명에 의한 초지립 지석과의 사이에서 초지립의 입경과 유효 지립수와의 관계를 도시하는 도면.

도 49는 제 3 실시예의 초지립 지석에 있어서 초지립층의 일부를 도시하는 부분단면도.

도 50은 제 3 실시예의 초지립 지석의 지면 상태를 나타내는 현미경 사진.

도 51은 제 3 실시예에 있어서 다이아몬드 로터리 드레서를 사용하여 드레싱하는 형태를 도시하는 도면.

도 52는 제 7 실시예에 있어서 다이아몬드 로터리 드레서를 사용하여 드레싱하는 형태를 도시하는 도면.

도 53은 제 9 실시예와 제 10 실시예의 다이아몬드 연마반에 있어서 다이아몬드층의 단면을 도시하는 부분단면도.

도 54는 제 9 실시예, 제 10 실시예와 종래예의 사이에서 래핑 가공의 가공 속도의 비교를 도시하는 도면.

도 55는 구멍이 형성된 초지립 공구의 초지립층의 단면을 도시하는 부분단면도.

도 56은 구멍이 형성된 초지립 공구의 초지립층의 표면을 나타내는 현미경 사진.

[실시예]

먼저, 본 발명이 적용되는 초지립 공구의 종류에 관해서 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 컵형 초지립 지석(101)은 원통형상의 기부(20)의 한쪽 단면에 초지립층(10)이 형성되어 있다. 컵형 초지립 지석(101)은 설치축 구멍(30)을 갖는다. 이 설치축 구멍(30)을 중심으로 하여 회전시킴으로써 컵형 초지립 지석(101)의 회전하는 초지립층(10)의 면이 피가공물에 접촉하여 연삭이 행하여진다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 컵형 초지립 지석(101)은 직경(D)을 가지며, 지면의 폭(W₁)을 갖는다.

또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 스트레이트형 초지립 지석(102)은 원통상의 기부(20)의 외주면에 초지립층(10)이 형성되어 있다. 설지축 구멍(30)을 중심으로 하여 스트레이트형 초지립 지석(102)을 회전시킴으로써, 회전하는 초지립층(10)의 지면이 피가공물에 접촉함으로써 연삭이 행하여진다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 스트레이트형 초지립 지석(102)은 직경(D)과 두께(T)를 갖는다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 초지립 드레서는 예를들면 다이아몬드 로터리 드레서(103)는 기부(20)의 외주면에 초지립층(10)이 형성되어 있다. 설지축 구멍 (30)을 중심으로 하여 초지립 드레서(103)를 회전시킴으로써, 초지립층(10)의 면이 지석의 면에 접촉함으로써 지석의 드레싱 처리가 행하여진다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 초지립 드레서(103)는 직경(D)과 두께(T)를 갖는다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 초지립 드레서(104)는 기부(20)의 외주면에 초지립층(10)이 형성되어 있다. 기부(20)는 어깨부(21)를 가지며, 이 어깨부(21)에도 초지립층(10)이 형성되어 있다. 후술하는 바와 같이, 본 발명에 따라서 홈은 어깨부(21)에 위치하는 초지립층(10)에만 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 초지립 드레서(105)는 기부(20)의 외주면에 초지립층(10)이 형성되어 있다. 기부(20)는 서로 대향하는 단면(22, 23)을 구비하고 있다. 이들의 단면(22, 23) 위에도 초지립층(10)이 형성되어 있다. 본 발명에 따른 홈은 단면(22, 23)에 위치하는 초지립층에만 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 7과 도 8에 도시되는 초지립 드레서(104와 105)도, 설지축 구멍 (30)을 중심으로 하여 회전함으로써, 회전하는 초지립층(10)의 면이 지석의 지면에 접촉하여 지석의 드레싱 처리가 행하여진다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 초지립 연마반, 예를들면 다이아몬드 연마반(106)은 기부(20)의 한쪽 단면 위에 초지립층(10)이 고정 장착되어 있다. 설치축 구멍(30)을 중심으로 하여 초지립 연마반(106)을 회전시킴으로써, 회전하는 초지립층(10) 면에 공작물을 압력을 가하여 마찰 상태에서 래핑 가공이 행하여진다. 도 10에 도시되는 바와 같이 초지립 연마반(106)은 직경(D)과 두께(T)를 갖는다.

이상의 어느 한쪽의 초지립 공구에 있어서도 초지립층(10)을 구성하는 초지립으로서는 다이아몬드, 입방결정 질화붕송(CBN) 등의 지립이 사용된다. 기부(20)로서는 금속제의 재료가 사용되고, 특히 초지립 연마반(106)의 기부(20)에는 주철 등이 사용된다.

다음에, 이상 설명한 각종의 초지립 공구의 초지립층의 표면에 홈 또는 구멍을 형성하는 방법에 관해서 설명한다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 컵형 초지립 지석(101)의 초지립층의 표면에 대하여 법선방향으로 레이저 가공장치(40)로부터 레이저 빔(50)을 조심함으로써, 초지립층(10)의 표면, 즉 초지립 또는 유지층의 노출 표면에 홈 또는 구멍을 형성한다. 도 12 또는 도 13에 도시하는 바와 같이, 스트레이트형 초지립 지석(102), 초지립 드레서(103, 104, 105)의 초지립층(10)의 표면에 홈 또는 구멍을 형성하는 경우에는 레이저 가공장치(40)로부터 레이저 빔(50)을 초지립층(10)의 표면에 대하여 법선방향에서 조사한다. 홈을 형성하는 경우에는 도 13에 도시하는 바와 같이 스트레이트형 초지립 지석(102), 초지립 드레서(103, 104, 105)의 초지립층(10)에 대하여 접선방향에서 레이저 빔(50)을 조사하여도 좋다. 초지립 연마반(106)의 초지립층(10)의 표면에 홈 또는 구멍을 형성하는 경우에는 초지립층(10)의 표면에 대하여 법선방향에서 레이저 빔(50)을 조사한다.

이상과 같이 초지립층(10)의 표면에 레이저 빔을 조사함으로써 형성되는 홈 또는 구멍의 여러가지의 형태에 관해서 설명한다.

도 15 내지 도 22에 도시되는 바와 같이, 초지립(11)의 노출부가 돌출되어 있는 경우의 홈 또는 구멍의 형태에 관해서 설명한다. 도 15, 도 17, 도 19 및 도 21에서는 초지립층(10)은 초지립(11)과, 초지립(11)을 유지하는 니켈도금층(16)과, 니켈도금층(16)을 기부(20)에 접합하는 접합제층(17)을 구비하고 있다. 이에 반하여, 도 16, 도 18, 도 20 및 도 22에서는 도시된 바와 같이, 초지립(11) 납땜층 (18)에 의해서 유지되고, 기부(20)에 직접 고정 장착되어 있다.

도 15와 도 16에 도시하는 바와 같이, 초지립(11)의 노출부는 평탄화되어 있지 않고, 요철 상태이다. 초지립(11)의 노출 표면에 복수개의 홈(12)이 형성되어 있다. 도 17과 도 18에 도시하는 바와 같이, 평탄화되어 있지 않은 초지립(11)의 표면에 홈(12)이 형성되고, 유지층으로서의 니켈도금층(16) 또는 납땜층(18)의 표면에 홈(13)이 형성되어 있다. 도 19와 도 20에서 도시되는 실시예에서는 초지립 (11)의 평탄화되어 있지 않은 노출 표면에 구멍(14)이 형성되어 있다. 도 21과 도 22에 도시하는 실시예에서는 평탄화되어 있지 않은 초지립(11)의 노출 표면에 구멍 (14)이 형성되고, 유지층으로서의 니켈도금층(16) 또는 납땜층(18)의 표면에 구멍 (15)이 형성되어 있다.

도 23 내지 도 30에 도시하는 바와 같이, 초지립(11)의 노출부가 평탄면(19)을 구비하고 있는 경우의 홈 또는 구멍의 여러가지의 형태에 관해서 설명한다. 도 23, 도 25, 도 27 및 도 29의 실시예에서는 초지립층(10)은 초지립(11)과, 초지립 (11)을 유지하는 니켈도금층(16)과, 니켈도금층(16)을 기부(20)에 접합하기 위한 접합체층(17)을 구비하고 있다. 한편, 도 24, 도 26, 도 28 및 도 30에서 도시되는 실시예에서는 초지립층(10)은 초지립(11)과, 초지립(11)을 유지하면서 기부(20)에 직접 고정 장착하는 납땜층(18)을 구비하고 있다.

도 23과 도 24에 도시하는 바와 같이, 초지립(11)의 평탄면(19)에만 홈(12)이 형성되어 있다. 도 25와 도 26에 도시하는 바와 같이, 초지립(11)의 평탄면(19)에 홈(12)이 형성될 뿐만아니라, 유지층으로서의 니켈도금층(16) 또는 납땜층(18)의 표면에도 홈(13)이 형성되어 있다. 도 27과 도 28에 도시하는 바와 같이, 초지립(11)의 평탄면(19)에 구멍(14)이 형성되어 있다. 도 29와 도 30에 도시하는 바와 같이, 초지립(11)의 평탄면(19)에 구멍(14)이 형성되어 있을 뿐만아니라, 유지층으로서의 니켈도금층(16) 또는 납땜층(18)의 표면에도 구멍(15)이 형성되어 있다.

도 31 내지 도 38에 도시하는 바와 같이, 초지립(11)의 노출 표면이 유지층으로서의 니켈도금층(16) 또는 납땜층(18)의 표면과 동일 평면에 있는 경우의 홈 또는 구멍의 각종 형태에 관해서 설명한다. 도 31, 도 33, 도 35 및 도 37에서 도시되는 실시예에서는 초지립층(10)은 초지립(11)과, 초지립(11)을 유지하는 니켈도금층(16)과, 니켈도금층(16)을 기부(20)에 고정 장착하는 접합제층(17)을 구비한다. 한편, 도 32, 도 34, 도 36 및 도 38에 도시되는 실시예에서는 초지립층(10)은 초지립(11)과, 초지립(11)을 유지하면서 기부(20)에 고정 장착하는 납땜층(18)을 구비한다.

도 31과 도 32에 도시하는 바와 같이, 홈(12)이 초지립(11)의 평탄면(19)에 형성되어 있다. 도 33과 도 34에 도시하는 바와 같이, 홈(12)이 초지립(11)의 평탄면(19)에 형성되어, 홈(13)이 유지층으로서의 니켈도금층(16) 또는 납땜층(18)의 표면에 형성되어 있다. 도 35와 도 36에 도시하는 바와 같이, 구멍(14)이 초지립 (11)의 평탄면(19)에 형성되어 있다. 도 37과 도 38에 도시하는 바와 같이, 구멍 (14)이 초지립(11)의 평탄면(19)에 형성되어, 구멍(15)이 유지층으로서의 니켈도금층(16) 또는 납땜층(18)의 표면에 형성되어 있다.

다음에, 초지립 공구의 초지립층에 형성되는 홈 배치의 실시예에 관해서 설명한다. 도 39에 도시되는 실시예에서는 홈(12)은 초지립(11)의 노출면에서만 형성되어 있다. 다수개의 홈(12)은 서로 직교하도록 형성되고, 바둑판 눈형상으로 배치되어 있다. 가로방향으로 서로 평행하게 연장되는 다수개의 홈(12), 및 세로방향으로 서로 평행하게 연장되는 다수개의 홈(12) 사이의 거리, 즉 홈 사이의 피치(P)가 소정의 값으로 설정되어 레이저 빔을 조사함으로써 바둑판 눈형상의 홈이 형성된다.

또한, 도 40에 도시되는 실시예에서는 세로방향과 가로방향으로 바둑판 눈형상으로 연장되는 다수개의 홈(12)이 초지립(11)의 노출면 뿐만아니라, 유지층으로서의 니켈도금층(16) 또는 납땜층(18)의 표면에도 연장되도록 형성되어 있다.

또한, 도 41에 도시하는 바와 같이, 경사 방향으로 연장되어 서로 교차하는 다수개의 홈(12)이 초지립(11)의 노출면과 유지층으로서의 니켈도금층(16) 또는 납땜층(18)의 표면에 연장되도록 형성되어도 좋다. 이 경우에도, 서로 평행하게 연장되는 홈(12) 사이의 거리, 즉 홈 사이의 피치(P)가 소정의 값으로 설정되어 소정의 간격씩 레이저 빔을 상대적으로 이동시켜 조사함으로써, 바둑판 눈형상의 홈이 형성된다.

[제 1 실시예]

도 1과 도2에 도시하는 바와 같은 컵형 초지립 지석(101)을 제작한다. 지석의 직경(D)은 126mm이고, 지면의 폭(W1)은 7mm이다. 초지립으로서 입도(#18/20; 입경 800 내지 1000㎛)의 다이아몬드 입자를 사용하였다. 니켈도금에 의해서 다이아몬드 입자를 지석의 기부 위에 유지하면서 고정 장착함으로써 초지립층(10)을 형성하였다. 그 후, 도 23에 도시하는 바와 같이, 니켈도금층(16)으로부터 돌출한 초지립(11)의 표면을 입도(#120)의 다이아몬드 지석에 의해서 트루잉(약 30㎛의 두께 분을 제거)하여, 평탄면(19)을 형성하였다. 지면을 트루잉한 후의 상태를 나타내는 현미경 사진(배율: 40배)은 도 43에 도시되어 있다.

그 후, 도 11에 도시하는 바와 같이 초지립층(10)의 표면에 대하여 법선방향으로 레이저 가공장치(40)로부터 레이저 빔(50)을 조사하였다. 이 지면에의 레이저 빔의 조사 조건은 YAG 레이저를 사용하고, 입력치를 5kHz, 출력을 2.5W로 하였다. 이 레이저 빔 조사에 의해, 도 23에 도시하는 바와 같이 홈(12)을 초지립(11)의 평탄면(19)에 형성하였다. 또한, 도 39에 도시하는 바와 같이, 레이저 빔의 조사 피치를 50㎛, 피치수를 16 내지 20으로 함으로써, 홈 사이의 피치(P)가 50㎛, 동일 방향으로 평행하게 연장되는 홈의 수가 16 내지 20인 홈을 형성하였다. 레이저 빔 조사에 의한 홈의 형성은 도 1에 도시하는 바와 같은 컵형 초지립 지석(101)을 설치축 구멍(30)을 중심으로 하여 원주속도 250 내지 500mm/min에서 회전시킴으로써 행하여졌다.

이상과 같이 하여 초지립(11)의 평탄면(19)에 형성된 홈(12)의 단면은 도 42에 도시되고 있다. 홈 사이의 피치(O)는 50㎛, 홈의 폭(W)은 30㎛, 홈 사이 평탄부의 길이(Wo)는 20㎛, 평탄면의 길이(L)는 800 내지 1000㎛, 홈의 깊이 H는 14 내지 18㎛ 이다.

도 39에 대응하여, 트루잉 후의 지면에 레이저 빔을 조사함으로써 형성된 홈의 배치를 도시하는 현미경 사진(배율: 40배)은 도 44에 나타내여지고 있다. 도 44에 있어서, 검게 보이는 것은 다이아몬드 입자의 평탄면에서 레이저 빔 조사에 의해 규칙적인 홈이 형성되고, 선명한 바둑판 눈형상의 칼 날이 되는 20㎛ 사방이 평탄한 부분이 형성되고, 일부에는 분쇄된 부분이 관찰된다.

이 바둑판 눈형상의 부분이 절단 날 또는 구제 날이 되고, 섬세한 입자를 사용한 지석과 같이 작은 칩을 발생시켜서 연삭이 진행된다. 칩이나 연삭액은 도 23에 도시되는 단면에 있어서, 초지립(11)의 돌출부와 유지층으로서의 니켈도금층 (16)과의 사이의 공간과, 초지립(11)의 평탄면(19)에 형성된 홈(12)의 공간을 통하여 원활하게 흐른다. 더구나, 초지립(11)은 거친 입자로 니켈도금층(16)에 깊고 확실하게 유지되어 있기 때문에, 탈락에 의해서 지장이 생기는 일도 없다.

홈의 깊이와 폭, 개수, 홈의 교차의 유무, 홈간의 교차 각도를 좌우 동일하게 하는 가의 여부 등은 공작물이나 연삭 조건 등에 의해 자유롭게 선택할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 초지립 지석은 지면의 구성을 특별한 구성으로 하고 있기 때문에, 초지립을 1층으로 하는 것이 필요하다.

또한, 초지립의 돌출단면이 평탄면이 아닌 경우에는 트루잉 가공을 실시함으로써, 평탄면을 형성하고 나서 레이저 빔을 조사한다. 따라서, 반드시 초지립의 입경이 거의 균일하게 갖추어져 있지 않아도, 또 그 돌출량이 갖추어져 있지 않아도 좋다.

그러나, 초지립의 입경이 거의 균일하게 갖추어져 있지 않으면, 초지립의 평탄면상에 홈이 형성될 수 없는 초지립이 증가함으로써 소정의 작용 효과를 충분히 얻을 수 없다. 초지립의 돌출량이 거의 균일하게 갖추어져 있으면, 트루잉 가공을 실시하는 것이 용이하고, 또 트루잉 가공에 의한 제거량이 적어도, 경우에 따라서는 트루잉 가공을 실시하지 않아도 소정의 홈을 형성할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 본원 발명자 등이 특개평 8-229828호 공보에서 제안한 바와 같이, 초지립의 돌출량을 갖춘 지석을 제작하여, 그 지면에 레이저 빔을 조사하고 홈 가공을 실시하는 것이 바람직하다.

[제 2 실시예]

도 45는 트루잉 가공을 실시하기 전의 스트레이트형 초지립 지석(102)의 종단측면을 도시하는 도면이다. 도 46과 도 47은 초지립의 돌출량을 거의 균일하게 갖추기 위한 제조공정을 설명하기 위해서 사용되는 초지립층을 도시하는 단면도이다. 이하, 이들의 도면을 참조하여 초지립의 돌출량을 갖추기 위한 제조방법에 관해서 설명한다.

도 46에 도시하는 바와 같이, 카본제인 형(60)의 표면에, 입도(#30/40)의 다이아몬드 입자로 이루어지는 초지립(11)을 동(銅)의 분말 주입 합성 수지같은 도전성 접착체층(70)으로 1층에 살포하여 유지한다. 이 형(60)을 그대로, 또는 가열하여 수지를 경화한 후, 동 도금액중에 침지하여, 두께 60 내지 100㎛의 동도금층 (80)을 형성하였다. 다음에 도금액을 바꾸어, 동도금층(80) 위에 초지립(11)을 완전히 피복하는 두께 1.5mm의 니켈도금층(16)을 형성하였다.

동도금과 니켈도금의 각각의 조건은 이하와 같다.

동도금

액의 조성

피로 인산 동: 75 내지 105g/ℓ

금속동: 26 내지 36g/ℓ

피로 인산 칼륨: 280 내지 370g/ℓ

암모니아수: 2 내지 5cc/ℓ

광택제: 1 내지 4cc/ℓ

도금 조건

전류밀도: 0.2A/dm²

온도 : 45 내지 50℃

니켈도금

액의 조성

황산니켈: 250g/ℓ

염화 니켈: 45g/ℓ

붕산: 40g/ℓ

광택제: 1g/ℓ

도금 조건

전류밀도: 1A/dm²

온도: 45 내지 50℃

다음에, 도 47에 도시하는 바와 같이, 저융점합금으로 이루어지는 접합제층(17)에 의해서 니켈도금층(16)을 강철제 기부(20)의 외부 테두리에 일체적으로 결합한 후, 형(60)을 파괴하여 제거하였다. 접합제층(17)의 두께는 2mm로 하였지만, 필요에 따라 증감할 수 있다. 또한, 니켈도금층(16)과 기부(20)와의 접합전에 형(5)을 제거하여도 좋다.

그 후, 기부(20)의 전체를, 또는 도금 부분만을 동의 에칭액중에 침지하여 동도금층(80)을 용해 제거하였다. 이 경우, 에칭은 전해 에칭에 의해서 행하여졌지만, 화학 에칭에 의해서 행할 수도 있다. 이 때, 니켈도금층(16)은 용해되지 않고, 니켈도금층(16)에 의한 초지립(11)의 유지는 견고하며, 또한 미리 설정된 동도금층 (80)의 두께 분만큼 완전히 용해 제거됨으로써, 초지립(11)의 거의 균일한 돌출량이 확보되고 있다. 또, 동도금층(80)의 표면에 도전성 접착제의 수지의 잔존이 인정될 때에는 그 수지를 가열분해 또는 기계가공에 의해서 제거하면 좋다. 또한, 상기의 실시예에서는 초지립(11)을 도전성 접착제를 사용하여 형(60)에 접착하는 방법에 관해서 나타내었지만, 도금액중에 다이아몬드 입자등의 초지립을 부유시켜 도금층의 형성과 함께 초지립을 형의 표면에 접합시켜도 좋다.

상술한 바와 같이 하여 형성된 스트레이트형 초지립 지석(102)의 종단측면은 도 45에 도시되어 있다. 도 45에 도시하는 바와 같이, 입도(#30/40; 평균 입경 602㎛)의 다이아몬드 입자로 이루어지는 초지립(11)은 약 1.5mm 두께의 니켈도금층 (16)의 표면에서 60 내지 100㎛의 높이로 거의 균일하게 돌출하고 있다. 니켈도금층(16)과 강철제의 기부(20)의 외부 테두리를 일체적으로 접합하는 접합제층(17)은 두께 약 2mm의 저융점합금으로 이루어지는 층이었다. 또한, 니켈도금층(16)은 초지립(11)의 주변부가 느슨해지는 일없이 충분히 초지립(11)을 밀착 고정하고 있다. 또한, 스트레이트형 초지립 지석(102)의 직경(D)은 70mm, 설치축 구멍(30)의 구멍 직경(Do)은 35mm, 두께(T)는 22mm 이었다.

이상과 같이 제작된 스트레이트형 초지립 지석의 지면에 제 1 실시예와 같이, 직접, 또는 트루잉 가공에 의해 평탄면을 형성한 후에, 레이저 빔을 조사하여, 홈을 초지립의 돌출면에 형성하였다. 이 경우, 도 13에 도시하는 바와 같이 레이저 빔(50)의 조사방향은 초지립층에 대하여 법선방향 또는 접선방향의 어느 것이라도 좋다.

또, 초지립(11)이 동도금층(80)에 의해서 고정 장착되는 형(60)의 고정 장착면의 형상정밀도, 진원도 및 표면 거칠기는 그대로, 초지립(11)의 돌출 높이의 균일도로서 반영된다. 따라서, 형(60)의 재질, 형의 가공의 선택, 형의 표면의 마무리 등에 유의하는 것이 중요하다. 덧붙여서 말하면, 형(60)의 고정 장착면을 연삭가공하고 형상 정밀도와 진원도를 1.5㎛ 이내, 표면 거칠기를 1.5㎛Rmax 이내로 마무리한 형을 사용한 경우, 초지립(11)의 돌출 높이가 거의 균일하였다.

도 48은 종래의 초지립 지석과, 제 2 실시예에 따라서 제작된 초지립 지석과의 사이에서 초지립의 입경(㎛)과 유효 지립수 (/ccm²)와의 관계를 도시하는 대수눈금에 의한 그래프이다. 도 48에 있어서 사각의 흑점은 제 2 실시예에 따라서 홈을 형성하기 전의 초지립의 입경과 유효 지립수와의 관계를 도시하는 측정 결과이다. 즉, 사각의 흑점은 초지립의 돌출량을 거의 균일하게 갖추고, 돌출단면의 높이를 균일하게 한 상태의 초지립 지석에 관해서 측정된 것이다. 이것에 대하여, 초지립의 돌출량을 갖추고, 돌출단면의 높이를 균일하게 한 후, 본 발명에 의해서 레이저 빔의 조사에 따라 홈을 형성하면, 큰 둥근 흑점으로 도시하는 바와 같이 돌출단면이 분할되어 유효 지립수가 증대하고 있는 것을 알 수 있다. 또, 작은 둥근 흑점은 종래의 초지립 지석(종래의 휠)에 관해서 측정된 것이다. 「트루잉 후」는 제 2 실시예에 있어서 홈을 형성하기 전의 초지립 지석에 관해서 측정된 것, 「레이저 가공」은 제 2 실시예에 따라서 홈을 형성한 후의 초지립 지석에 관해서 측정된 것을 나타내고 있다.

이와 같이, 본 발명의 초지립 지석에서는 거친 입자의 초지립을 사용하여, 섬세한 입자와 동등 또는 그 이상의 유효 지립수를 실현할 수 있다. 이것은 각 초지립의 칩 포켓을 포함하는 지립 공간을 증대시킬 수 있는 것을 의미하고, 연삭 정밀도와 동시에 지석의 날카로움을 향상시키는 데에 기여한다.

[제 3 실시예]

도 1과 도 2에 도시하는 바와 같은 컵형 초지립 지석(101)을 제작하였다. 컵형 초지립 지석(101)의 직경(D)은 125mm, 지면의 폭(W₁)은 7mm 이었다. 초지립으로서 입도(#18/20; 입경 800 내지 1000㎛)의 다이아몬드 입자를 사용하였다. 이 다이아몬드 입자를 유지층으로서 니켈도금층에 의해서 지석의 기부에 고정 장착하였다.

고정 장착된 다이아몬드 입자의 돌출면이 니켈도금층의 표면과 동일 평면이 되도록 입도(#120)의 다이아몬드 지석에 의해서 다이아몬드 입자의 노출면을 트루잉 가공하여 평탄면을 형성하였다. 그 후, 지석을 원주 속도 250 내지 500mm/min에서 회전시키면서, 도 11에 도시하는 바와 같이 그 평탄면에 법선방향에서 레이저 빔(50)을 조사함으로써, 초지립으로서의 다이아몬드 입자의 평탄면과 유지층으로서의 니켈도금층의 표면에 연속해 있는 홈을 형성하였다. 레이저 빔은 YAG 레이저를 사용하였다. 레이저 빔의 조사 조건으로서는 입력치는 5kHz, 출력은 2.5W로 하였다. 이렇게 하여, 도 33에 도시하는 바와 같이 홈(12)이 초지립(11)의 평탄면(19)에 형성되고, 또 홈(13)이 니켈도금층(16)의 표면에도 형성되었다.

또한, 도 40에 도시하는 바와 같이, 레이저 빔의 조사 피치를 50㎛, 피치수를 16 내지 20으로서 조사함으로써, 홈 사이의 피치(P)가 50㎛, 동일 방향으로 평행하게 연장되는 홈의 개수가 16 내지 20의 바둑판 눈형상의 홈을 형성하였다.

도 49에 도시하는 바와 같이, 초지립(11)의 평탄면(19)에 홈(12)이 형성되고, 니켈도금층(16)의 표면에 홈(13)이 형성되었다. 초지립(11)의 평탄면의 길이(L)는 800 내지 1000㎛, 홈의 폭(W)은 30㎛, 홈의 깊이(H)는 14 내지 18㎛, 홈사이 평탄부의 길이(Wo)는 20㎛이었다. 도 50은 도 40에 대응하여 트루잉 후, 그 트루잉된 지면에 레이저 빔을 조사하여 형성된 홈의 배치를 도시하는 현미경 사진(배율: 160배)이다. 도 50에 있어서 엷은 먹색으로 보이는 것이 다이아몬드 입자의 평탄면이고, 레이저 빔을 조사함으로써 규칙적인 홈이, 희게 보이는 니켈도금층의 표면에 연속되어 형성되어 있는 것이 관찰된다.

이들 홈의 끝테두리가 절단 날 또는 구제 날로서 작용하여, 섬세한 입자의 다이아몬드 입자를 사용한 지석과 같이 작은 칩을 생기게 하여 연삭이 진행된다. 더구나 다이아몬드 입자는 거친 입자로 유지층으로서 니켈도금층에 깊고 견고하게 유지되어 있기 때문에, 탈락에 의한 지장이 생기는 것도 없다.

홈의 깊이와 폭, 홈의 개수, 홈 사이의 교차의 유무, 홈 사이의 교차 각도를 좌우 동일하게 하는 가의 여부 등은 공작물과 연삭 조건 등에 의해서 자유롭게 선택할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 초지립 지석은 지면의 구성을 특별한 구성으로 하고 있기 때문에, 초지립은 1층으로 하는 것이 필요하다. 또한, 초지립층의 표면이 평탄면이 아닌 경우에는 상기 실시예와 같이 트루잉에 의해 평탄면을 형성하고 나서 레이저 빔을 조사하기 때문에, 반드시 초지립의 입경이 갖추어져 있지 않아도 좋다.

그러나, 입경이 거의 균일하게 갖추어져 있지 않으면, 평탄면 위에 홈을 형성할 수 없는 초지립이 증가하여, 소정의 작용 효과를 충분히 얻을 수 없다. 초지립의 입경이 거의 균일하게 갖추어져 있으면, 트루잉 가공을 실시하는 것이 용이하고, 또한 트루잉 가공에 의한 제거량이 적어도, 경우에 따라서는 트루잉 가공을 실시하지 않아도 소정의 홈을 형성할 수 있는 효과가 있다.

[제 4 실시예]

도 5와 도 6에 도시하는 바와 같은 스트레이트형의 초지립 드레서(103)로서 다이아몬드 로터리 드레서를 제작하였다. 다이아몬드 로터리 드레서의 직경(D)은 80mm 두께(T)는 25mm 이었다.

도 33에 도시하는 바와 같이 초지립층(10)에 홈을 형성하였다. 초지립(11)으로서 입도(#50/60; 입경: 260 내지 320㎛)의 다이아몬드 입자를 사용하였다. 초지립(11)은 유지층으로서 니켈도금층(16)에 의해서 유지되고, 저융점합금으로 이루어지는 접합제층(17)을 통하여 강철제 기부(20)에 접합되었다. 홈(12)은 초지립(11)의 평탄면(19)에 형성되고, 홈(13)은 니켈도금층(16)의 표면에 형성되었다.

홈(11과 13)의 형성은 아래와 같이 하여 행하여졌다. 초지립(11)의 돌출된 노출 표면을 다이아몬드 지석에 의해서 3㎛의 두께 만큼 트루잉하여, 초지립(11)의 평탄면(19)과 니켈도금층(16)의 표면이 동일 평면이 되도록 가공하였다. 그후, 도 13에 도시하는 바와 같이 초지립층(10)의 표면에 접선방향에서 레이저 빔(50)을 조사함으로써 홈을 형성하였다. 레이저 빔은 YAG 레이저를 사용하였다. 레이저 빔의 출력은 40W이었다. 드레서를 원주속도 250 내지 500mm/min으로 회전시키면서, 레이저 빔을 조사함으로써 홈을 형성하였다. 이렇게 하여 형성된 홈의 형상은 이하와 같다. 홈 피치는 0.5mm가 나사형상의 홈, 홈의 개구폭은 0.03 내지 0.08mm, 홈의 깊이는 0.03mm 이었다.

이상과 같이 하여 제작된 다이아몬드 로터리 드레서의 성능을 확인하기 위해서, 횡축평면 연삭반에 부착한 종래의 지석을 그 다이아몬드 로터리 드레서에 의해서 이하의 조건으로 드레싱하였다. 연삭반은 오카모토공작기계제 횡축평면 연삭반을 사용하였다. 다이아몬드 로터리 드레서의 구동 장치는 오오사까 다이아몬드공업주식회사제 구동 장치 SGS-50형을 사용하였다. 드레싱되는 종래의 지석의 형상은 외경이 300mm, 두께가 10mm이고, 그 형식은 WA80K(JIS의 형식)이었다. 드레싱 조건은 원주 속도비가 0.28(down-dressing), 절삭 깊이 속도가 1.9mm/min, 절삭 깊이 량이 4mm 이었다.

상기의 드레싱 때의 저항치를 홈 가공되어 있지 않은 종래의 다이아몬드 로터리 드레서에 의한 것과 비교하였다. 홈이 없는 종래의 다이아몬드 로터리 드레서의 드레싱 저항치는 법선방향이 4.0 N/10mm, 접선방향은 0.5 N/10mm 이었다. 이것에 대하여, 본 실시예에서 제작된 다이아몬드 로터리 드레서의 드레싱 저항치는 법선방향이 2.5N/10mm, 접선방향이 0.25N/10mm 이었다.

이와 같이, 본 발명의 레이저 빔 조사에 의해서 홈 가공을 실시한 다이아몬드 로터리 드레서는 종래의 제품에 비하여 드레싱 때의 저항치가 적어도 40 내지 50% 저감하여 진동을 발생시키지 않고 원활한 드레싱이 가능하였다. 또한, 드레싱된 지석의 정밀도도 매우 양호하였다.

[제 5 실시예]

도 5와 도 6에 도시하는 바와 같은 스트레이트형 초지립 드레서(103)로서 다이아몬드 로터리 드레서를 제작하였다. 다이아몬드 로터리 드레서의 직경(D)은 80mm, 두께(T)는 25mm 이었다.

초지립층의 노출 표면에는 도 24에 도시하는 바와 같은 홈을 형성하였다. 다이아몬드 입자로 이루어지는 초지립(11)의 평탄면(19)에 홈(12)이 형성되었다. 초지립(11)은 Ag-Cu-Ti 계의 합금으로 이루어지는 납땜층(18)을 통하여 기부(20)에 고정 장착되었다.

또한 제 5 실시예에 있어서 초지립(11)의 입경, 홈(12)의 형상, 기부(20)의 형상과 재질은 제 4 실시예와 같고, 다른 점은 기부(20)에 초지립(11)을 납땜층 (18)에 의해 직접 고정 장착한 것이다.

이 고정 장착은 페이스트상의 납재를 뒤붙임(18)의 표면에 도포해 놓고, 초지립(11)을 손으로 배치한 후, 화로에 넣고 가열하여 납재를 용융 후 냉각함으로써 행하여졌다. 따라서, 제 4 실시예에 있어서는 초지립(11)의 노출면은 니켈도금층 (16)의 표면과 거의 동일 평면에 있지만(도 33참조), 제 5 실시예에 있어서는 초지립(11)의 노출면은 유지층으로서의 납땜층(18)의 표면에서 돌출하고 있다. 이 돌출한 초지립(11)의 단면을 트루잉 가공에 의해서 평탄화하고, 그 평탄면 위에 제 4 실시예와 동일하게 레이저 빔을 조사하여 홈을 형성하였다. 이 경우, 트루잉 가공을 생략할 수 있다.

이 납땜형의 다이아몬드 로터리 드레서는 다이아몬드 입자의 돌출량이 제 4 실시예의 다이아몬드 로터리 드레서에 비해서 크고, 지립 공간이 매우 커지기 때문에, 드레싱 때의 칩의 배제가 원활하게 행하여지며, 드레싱 저항이 낮을 뿐만아니라, 막힘의 발생이 없다고 하는 우수한 특징을 갖는다.

또한, 홈(12)을 형성함으로써 각 다이아몬드 입자로 이루어지는 초지립(11)의 칼날의 선단부는 복수개로 증가되게 되고, 즉 유효 지립수가 증가되게 되기 때문에 날카로움과 정밀도도 향상한다. 덧붙여서 말하면, 제 5 실시예에 따라서 제작된 다이아몬드 로터리 드레서를 사용한 드레싱의 경우, 그 소요 시간은 종래의 제품에 의한 드레싱의 경우에 비해서 30% 정도 이상 단축할 수 있다.

제 5 실시예에 있어서 납재로서 사용한 Ag-Cu-Ti 계의 활성화 납재는 다이아몬드와 기부를 구성하는 강철을 용이하고 강하게 고정 장착할 수 있는 점에서 우수하다. 그러나, 그 납재의 경도는 Hv100 정도로 낮기 때문에, 드레싱시에는 다이아몬드 입자에 마모 손상을 일으키는 일은 없어도, 칩의 접촉에 의해 납재가 표면에서 잇달아 침식되어, 결국은 다이아몬드 입자를 탈락시켜 다이아몬드 로터리 드레서의 수명을 급속하게 단축할 우려가 있다.

그래서, 납재가 칩으로부터 침식되는 것을 방지하기 위해서, 납재중에 경질입자를 함유시켜서 납재의 내마모성을 향상시키는 것이 매우 유용하다. 경질 입자로서, 로터리 드레서에 사용되는 다이아몬드 입자의 1/2 이하의 입경의 다이아몬드, CBN, SiC지립, Al₂O₃지립, WC 입자 등 중, 1종류 이상의 것을 납재중에 함유시킴으로써, 납재의 침식 방지를 도모할 수 있다. 이들의 경질 입자의 함유 비율은 납재의 부피에 대하여 10 내지 50 부피(%)의 범위 내에서 사용되고, 30 내지 50부피(%)의 범위 내가 보다 바람직하다.

제 4 실시예에서는 제 2 실시예와 동일하게 하여 니켈도금층을 소위 반전도금법에 의해서 형성하고, 그 니켈도금층에 홈을 설치함에 의해서도 실시 가능하다. 또한, 금속 본드로서 알려지고 있는 금속가루나 합금가루를 소결하여 유지층으로서 형성한 것에 홈을 형성함에 따라서도 본 발명에 따른 초지립층을 형성할 수 있다. 그러나, 제 5 실시예에서 도시하는 바와 같이 납재를 사용하여 초지립을 고정 장착한 형태를 구비한 드레서가 가장 높은 드레싱 정밀도를 달성할 수 있고, 또한 드레싱 저항이 낮다. 또한, 납땜층을 사용하여 초지립을 고정 장착한 로터리 드레서는 긴 수명을 가지며, 그 제작 시간도 단축하는 것이 가능하다.

[제 6 실시예]

도 7에 도시하는 바와 같은 초지립 드레서(104)로서 다이아몬드 로터리 드레서를 제작하였다. 초지립으로서 입도(#50/60; 입경: 260 내지 320㎛)의 다이아몬드 입자를 사용하였다. 유지층으로서 니켈도금층을 채용하여, 제 2 실시예에서 도시하는 바와 같은 소위 반전도금 법을 사용하여 초지립을 단층으로 유지하고, 강철제의 기부에 접합하였다.

홈은 도 7에 있어서 드레서(104)의 어깨부(21)에 위치하는 초지립층의 표면에 두께 3㎛ 만큼 트루잉 가공을 실시한 후, 드레서를 원주속도 250 내지 500mm/min에서 회전시키면서, 레이저 빔을 조사함으로써 형성되었다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 레이저 빔(50)은 초지립층에 대하여 접선방향으로 조사되었다. 레이저빔은 YAG 레이저를 사용하였다. 레이저 빔의 출력은 40W 이었다. 도 33에 도시하는 바와 같이, 홈(12)은 초지립(11)의 평탄면(19)에 형성되고, 홈(13)은 니켈도금층(16)의 표면에 형성되었다. 홈 피치는 0.3mm가 나사형상의 홈이고, 홈의 개구폭은 0.03 내지 0.08mm, 홈의 깊이는 0.03mm 이었다.

이상과 같이 하여, 레이저 빔 조사에 의해 바둑판 눈형상으로 형성된 홈의 배치를 도시하는 현미경 사진(배율 200배)은 도 50에 도시하는 것과 같다.

제작된 다이아몬드 로터리 드레서의 성능을 확인하기 위해서, 도 51에 도시하는 바와 같이 드레서(104)를 배치하고 지석(200)을 드레싱하였다. 공작물(300)를 외경 300mm의 WA(JIS의 형식) 지석(200)에 의해서 연삭하는 동시에, 지석(200)을 외경 120mm의 다이아몬드 로터리 드레서(104)로 드레싱하였다. 다이아몬드 로터리 드레서(104)의 기부(20)의 외주면에는 초지립층(10)이 형성되어 있다. 초지립층(10)의 어깨부(21)에는 상술한 바와 같이 하여 홈이 형성되어 있다. 또한, 지석(200)의 외주형상은 공작물(300)의 단부 부분(301과 302)에 대응하여 형성되어 있다. 도 51에 있어서 도시되는 화살표는 각각 공작물(300), 지석(200), 다이아몬드 로터리 드레서(104)의 회전 방향을 나타낸다. 드레싱되는 종래의 지석은 JIS의 형식으로 WA80K 이었다. 드레싱 조건은 원주 속도비가 0.3(다운 드레스), 절삭 깊이 속도가 1.0mm/min, 절삭 깊이 량이 4mm 이었다.

제 6 실시예에 있어서의 드레싱 때의 저항치를 홈 가공하지 않은 종래의 다이아몬드 로터리 드레서에 의한 것과 비교하였다. 홈이 없는 종래의 다이아몬드 로터리 드레서의 드레싱 저항치는 법선방향이 6.0 N/10mm, 접선방향이 0.8 N/10mm 이었다. 이에 반하여, 제 6 실시예의 다이아몬드 로터리 드레서의 드레싱 저항치는 법선방향이 4.0 N/10mm, 접선방향이 0.4 N/10mm 이었다.

[제 7 실시예]

도 8에 도시하는 바와 같은 외주형상을 갖는 초지립 드레서(105)로서 다이아몬드 로터리 드레서를 제작하였다. 드레서(105)의 제작, 홈의 형성은 제 6 실시예와 같이 하여 행하여졌다. 또한, 홈은 도 8에 도시되는 드레서(105)의 단면(22과 23)에만, 레이저 빔을 접선방향에서 조사함으로써 형성되었다. 홈이 형성된 초지립층의 개략단면은 도 33에 도시되는 대로이다.

이렇게 하여 제작된 드레서의 성능을 확인하기 위해서, 제 6 실시예와 같은 조건으로, 제 7 실시예에 있어서 제작된 드레서에 의해서 종래의 지석을 드레싱하였다.

도 52에 도시하는 바와 같이, 외경 150mm의 초지립 드레서(105)로서 다이아몬드 로터리 드레서를 배치하였다. 공작물(300)을 외경 355mm의 WA, gC(JIS의 형식) 등의 종래의 지석(200)으로 연삭하는 동시에, 그 지석(200)을 외경 150mm의 다이아몬드 로터리 드레서(105)로 드레싱하였다. 다이아몬드 로터리 드레서(105)의 기부(20)의 외주면에는 초지립층(10)이 형성되어 있다. 초지립층(10)의 단면(22과 23)에만, 상술한 바와 같이 하여 홈이 레이저 빔에 의해서 형성되어 있다.

제 7 실시예의 다이아몬드 로터리 드레서의 드레싱 저항치도 제 6 실시예와 같이, 홈이 없는 종래의 다이아몬드 로터리 드레서의 드레싱 저항치에 비하여 저감하였다.

이와 같이, 본 발명의 레이저 빔 조사에 의해서 홈 가공을 실시한 다이아몬드 로터리 드레서는 종래의 제품에 비하여 드레싱 때의 저항치가 적어도 30 내지 50% 감소되어 진동을 발생시키지 않고, 원활한 드레싱이 가능하였다. 또한, 드레싱된 지석의 정밀도도 매우 양호하였다.

[제 8 실시예]

제 6 실시예 및 제 7 실시예와 동일한 형상의 다이아몬드 로터리 드레서 (104, 105)를 유지층을 니켈도금층에서 납땜층으로 변경하여 제작하였다.

홈이 형성된 초지립층의 개략단면은 도 24에 도시되어 있는 대로이다. 다이아몬드 입자로 이루어지는 초지립(11)의 평탄면(19)에 홈(12)이 형성되어 있다. 초지립(11)은 Ag-Cu-Ti계의 합금으로 이루어지는 납땜층(18)에 의해서 유지되고, 기부(20)에 고정 장착되어 있다. 다이아몬드 입자의 입경, 홈(12)의 형상, 기부(20)의 형상과 재질은 제 6 실시예 및 제 7 실시예와 동일하고, 다른 점은 기부(20)에 초지립(11)으로서 다이아몬드 입자를 납땜층(18)에 의해 직접 고정 장착한 것이다.

이 고정 장착은 페이스트형상 납재를 뒤붙임(20)에 도포하여, 다이아몬드 입자를 획득하고, 화로에 넣어 가열하여 납재를 용융 후, 냉각함으로써 행하여졌다. 따라서, 제 6 실시예 및 제 7 실시예에 있어서는 도 33에 도시하는 바와 같이 초지립(11)의 노출면은 유지층으로서 니켈도금층(16)의 표면과 거의 동일 평면에 있지만, 제 8 실시예에서는 도 24에 도시하는 바와 같이 초지립(11)의 노출면은 유지층으로서의 납땜층(18)의 표면으로부터 돌출되어 있다. 그 돌출한 선단부를 트루잉 가공에 의해서 평탄화하고, 그 평탄면 위에 제 6 실시예 및 제 7 실시예와 동일하게 하여 레이저 빔을 조사함으로서 홈을 형성하였다. 경우에 따라서는 트루잉 가공을 생략할 수도 있다.

이렇게 하여 제작된 납땜형의 다이아몬드 로터리 드레서는 상술한 바와 같이 다이아몬드 입자의 돌출량이 제 6 실시예 및 제 7 실시예에 비해서 크고, 지립 공간이 매우 커지기 때문에, 드레싱 때의 칩의 배제가 원활하게 행하여지고, 드레싱 저항이 낮을 뿐만아니라, 막힘의 발생이 없는 우수한 특징을 갖는다.

또한, 홈(12)을 형성함으로써 각 초지립(11)의 칼날의 선단부는 복수개로 증가되게 되고, 즉 유효 지립수가 증가되게 되기 때문에 날카로움과 정밀도가 향상된다.

제 8 실시예에 있어서 납재로서 사용한 Ag-Cu-Ti계의 활성화 납재는 다이아몬드와 기부를 구성하는 강철을 용이하고 강하게 고정 장착할 수 있는 점에서 우수하다. 그러나, 활성화 납재의 경도는 Hv100 정도로 낮기 때문에, 연삭이나 드레싱 시에는 다이아몬드 입자에 마모 손상을 생기게 하는 일은 없어도 칩의 접촉에 의해, 이 납땜층이 표면으로부터 차례차례로 침식되어, 결국은 다이아몬드 입자를 탈락시켜 버리고, 다이아몬드 로터리 드레서의 수명을 급속하게 단축시킬 우려가 있다.

그래서, 이 납땜층이 칩으로부터 침식되는 것을 방지하기 위해서, 납재중에 경질 입자를 함유시켜 납재의 내마모성을 향상시키는 것이 매우 유용하다. 경질 입자로서 지면의 형성에 사용되는 다이아몬드 입자의 1/2 이하의 입경의 다이아몬드, CBN, SiC, Al₂O₃, WC 등의 경질 입자 중 1종류 이상의 것을 납재 중에 함유시킴으로써, 침식 방식을 도모할 수 있다. 이들의 경질 입자의 함유 비율은 납재의 부피에 대하여 10 내지 50 부피(%)의 범위 내에서 사용되고, 30 내지 50 부피(%)의 범위 내가 보다 바람직하다.

제 6 실시예 및 제 7 실시예와 같이 니켈도금층을 반전도금법에 의해서 형성하여, 초지립층에 홈을 형성함으로써, 또는 금속 본드로서 공지되어 있는 금속가루나 합금가루를 소결하여 유지층을 형성하고, 초지립층에 홈을 형성함으로써 본 발명의 다이아몬드 로터리 드레서를 제작할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 납땜층으로 초지립을 고정 장착한 납땜형의 다이아몬드 로터리 드레서는 가장 드레싱 정밀도가 높고 드레싱 저항도 낮다. 더구나, 드레싱 작용면 중 소정 개소만, 예를들면 어깨부나 단면만을 선택적으로 평탄화하고, 선택적으로 홈 가공을 실시함으로써, 드레서의 제작 시간을 단축하는 것이 가능하다. 또한, 이 선택된 부분과 다른 부분과의 사이에서, 사용되는 초지립의 입도, 집중도 등을 변경함으로써, 보다 고도의 복합화된 드레싱 작용면을 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 드레서는 드레싱 작용면의 구성을 특별한 구성으로 하고 있기 때문에, 초지립은 1층으로 하는 것이 필요하다.

또한, 초지립층의 표면이 평탄면이 아닌 경우에는 트루잉 가공에 의해 평탄면을 형성한 후, 레이저 빔을 조사하기 때문에 반드시 초지립의 입경이 균일하게 갖추어져 있지 않아도 좋다.

그러나, 초지립의 입경이 거의 균일하게 갖추어져 있지 않은 경우에는 평탄면 위에 홈을 형성할 수 없는 초지립의 수가 증가하여, 소정의 작용 효과를 얻을 수 없다. 초지립의 입경이 거의 균일하게 갖추어져 있는 경우에는 트루잉 가공을 실시하는 것이 용이하고, 또한 트루잉 가공에 의한 제거량이 적어도, 경우에 따라서는 트루잉 가공을 실시하지 않아도 소정의 홈을 형성할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 사용에 의해 날카로움의 저하한 드레서의 초지립층의 소정 부분에만 레이저 빔을 조사하여 홈을 형성하고 드레서를 재생시킬 수도 있다.

[제 9 실시예]

도 9 와 도 10에 도시되는 바와 같은 초지립 연마반(106)으로서 다이아몬드 연마반을 제작하였다. 다이아몬드 연마반(106)의 직경(D)은 300mm, 두께(T)가 30mm 이었다. 기부(20)의 표면상에 초지립층이 1층만 고정 장착된 것이다.

도 53에 도시하는 바와 같이, 입도(#30/40; 입경: 430 내지 650㎛)의 다이아몬드 입자로 이루어지는 초지립(11)의 평탄면(19)에 홈(12)을 형성하였다. 초지립 (11) 납땜층(18)에 의해서 기부(20) 위에 고정 장착되었다.

초지립(11)의 고정 장착은 페이스트형상 납재를 기부(20)에 도포해 놓고, 초지립으로서 다이아몬드를 배치하여 화로에 넣고 가열하여 납재를 용융 후, 냉각함으로써 행하여졌다. 따라서, 초지립(11)의 돌출 단면은 유지층으로서 납땜층(18)의 표면에서도 돌출되어 있다. 그 돌출한 초지립(11)의 선단부를 트루잉 가공에 의해 평탄화하고, 그 평탄면상에 레이저 빔을 조사하여 홈을 형성하였다.

홈의 형성은 도 14에 도시하는 바와 같이 레이저 빔(50)을 초지립층(10)의 표면에 대하여 법선방향으로 조사함으로써 행하여졌다. 레이저 빔은 YAG 레이저를 사용하였다. 레이저 빔의 출력은 2.5W 이었다.

레이저 빔을 그물코형상으로 조사함으로써, 도 39에 도시하는 바와 같이 배치된 홈(12)을 형성하였다. 이렇게 하여, 도 53에 도시하는 바와 같이 홈 사이의 피치(P)는 25㎛, 홈의 폭(W)은 20㎛, 홈의 깊이(H)는 20㎛, 홈 사이 평탄부의 길이(Wo)는 5㎛ 이었다.

이렇게 하여 제작된 다이아몬드 연마반은 다이아몬드 입자 자체가 공작물을 깎기 때문에, 종래의 구형상 흑연주철제 연마반과 같이 유리지립을 공급하지 않고, 높은 능률로 높은 정밀도의 래핑 가공이 가능하게 되었다. 즉, 본 발명의 다이아몬드 연마반은 슬러지가 거의 발생하지 않는다는 우수한 특징을 갖는다. 슬러지가 공작물이 래핑 가공되었을 때에 공작물로부터 생기는 약간의 칩만을 포함하기 때문이다. 이와 같이 슬러지의 발생이 매우 적기 때문에, 깨끗한 환경에서의 작업이 가능하게 될 뿐 아니라 공해가 발생하는 것도 적다.

또한, 본 발명의 다이아몬드 연마반은 그 표면이 초지립으로서 다이아몬드 입자를 포함하기 때문에, 종래의 구형상 흑연주철제 연마반에 비해서 매우 내마모성에 뛰어 나고, 견고함도 균일하고, 연마반의 평면 정밀도의 유지 능력도 대단히 높다. 따라서, 래핑 가공되는 공작물에 높은 평면 정밀도와 높은 평행 정밀도를 장시간에 걸쳐서 안정하게 얻을 수 있다.

또한, 부가적으로 본 발명의 다이아몬드 연마반은 구형상 흑연주철제 연마반에서 가장 큰 문제인 주조 결함에 해당하는 결함이 전혀 존재하지 않는다. 따라서, 결함에 의한 스크래치가 발생하는 일도 없다.

다음에, 제 9 실시예에서 제작된 다이아몬드 연마반의 성능을 확인하기 위해서, 종래의 연마반과 비교 실험을 하였다. 래핑 머신에 이 다이아몬드 연마반을 부착하고, 실리콘 웨이퍼를 래핑 가공한 결과를 도 54에 나타낸다.

도 54에 도시하는 래핑 가공은 이하의 가공 조건으로 행하였다. 압력을 200g/㎠, 회전수를 40rev/min, 공작액을 물, 공작액 공급량을 10cc/min, 공작물을 직경 50mm의 실리콘 웨이퍼로 하였다.

도 54에 있어서 「연마반 1」로 하여 나타내여진 검은 삼각의 플롯이 제 9 실시예의 다이아몬드 연마반에 의한 측정 결과를 나타내고 있다. 그것에 의하면, 제 9 실시예의 다이아몬드 연마반에 의한 가공 속도는 입경 5㎛의 알루미나를 유리지립으로서 사용한 종래의 구형상 흑연주철제 연마반에 의한 가공 속도의 약 3배 였다. 또한, 래핑 가공 후의 실리콘 웨이퍼의 표면 거칠기도 양호하였다.

[제 10 실시예]

제 9 실시예와 같이 하여 도 9와 도 10에서 도시되는 바와 같은 다이아몬드 연마반을 제작하였다. 제 9 실시예의 다이아몬드 연마반과 다른 점은 도 53에 있어서 홈 사이의 피치(P)가 35㎛, 홈 사이 평탄부의 길이(Wo)가 15㎛ 이었다. 그 밖의 다이아몬드 연마반의 형상과 치수, 홈의 형성 방법과 치수 등에 관해서는 제 9 실시예와 동일하게 하였다.

제 10 실시예의 다이아몬드 연마반의 성능을 확인하기 위해서, 제 9 실시예와 동일한 조건으로 실리콘 웨이퍼를 래핑 가공하였다. 그 결과를 도 54에서 나타낸다. 도 54에 있어서 「연마반 2」로 나타내여진 검은 사각의 플롯이 제 10 실시예의 다이아몬드 연마반에 의한 측정 결과를 나타내고 있다.

도 54에서 명백한 바와 같이, 제 10 실시예의 다이아몬드 연마반에 의한 가공 속도는 입경 12㎛의 알루미나를 유리지립으로서 사용한 종래의 구형상 흑연주철제 연마반에 의한 가공 속도의 약 3배이었다. 또한, 래핑 가공후의 실리콘 웨이퍼의 표면 거칠기도 양호하였다.

[제 11 실시예]

도 1과 도 2에 도시되는 바와 같은 컵형 초지립 지석(101)을 제작하였다. 지석의 직경(D)은 125mm, 지면의 폭(W1)은 7mm 이었다. 초지립으로서 입도(#18/20; 평균 입경: 900㎛)의 다이아몬드 입자를 사용하였다. 초지립은 니켈도금층에 의해서 기부(20)의 표면에 고정 장착하였다.

초지립의 선단부를 입도(#120)의 다이아몬드 지석으로 30㎛의 두께 만큼 제거함으로써 평탄면을 형성하였다. 그 후, 도 11에 도시하는 바와 같이 초지립층 (10)의 표면에 대하여 법선방향으로 레이저 빔을 단속적으로 조사함으로써, 초지립의 평탄면에 구멍을 형성하였다. 레이저 빔은 YAG 레이저를 사용하였다. 레이저 빔의 출력은 2.5W 이었다.

이렇게 하여 형성된 구멍을 포함하는 초지립층의 단면은 도 27에 도시되는 대로이다. 구멍의 치수는 도 55에 나타내여지고 있다. 구멍의 직경(D₁)은 50㎛, 구멍의 깊이(H₁)는 30 내지 50㎛, 구멍(14) 사이의 간격은 100㎛ 이었다. 즉, 피치 100㎛의 바둑판 눈형상의 교점에 구멍(14)을 형성하였다.

이상과 같이 하여 제작된 컵형 초지립 지석을 사용하여 연삭 성능을 확인하였다. 연삭반으로서 입축 평면 연삭반을 사용하고, 공작물로서 실리콘 단결정을 사용하였다. 본 발명의 구멍이 형성된 컵형 초지립 지석을 사용하면, 구멍이 없는 컵형 초지립 지석에 비해서, 연삭 저항이 20 내지 30% 저감하였다.

[제 12 실시예]

도 5와 도 6에 도시되는 바와 같은 초지립 드레서(103)로서 다이아몬드 로터리 드레서를 제작하였다. 드레서의 직경(D)은 80mm, 두께(T)는 20mm 이었다. 초지립으로서 입도(#50/60; 평균 입경: 300㎛)의 다이아몬드 입자를 사용하였다. 초지립의 기부(20)에의 고정 장착 방법은 제 2 실시예에서 도시되는 바와 같은 소위 반전도금법에 의해서 행하였다.

도 12에 도시하는 바와 같이 초지립층(10)에 대하여 레이저 빔을 수직 방향으로 단속적으로 조사함으로써 구멍을 초지립의 평탄면에 형성하였다. 레이저 빔은 YGA 레이저를 사용하였다. 레이저 빔의 출력은 2.5W 이었다.

이렇게 하여 도 27에 도시되는 바와 같은 구멍(14)을 갖는 초지립층(10)이 형성되었다. 도 55에 도시하는 바와 같이 구멍의 직경(D₁)은 50㎛, 구멍의 깊이(H₁)는 30 내지 50㎛, 구멍(14) 사이의 피치는 100㎛ 이었다.

이상과 같이 하여 제작된 다이아몬드 로터리 드레서를 사용하여 성능을 확인하였다. 연삭반으로서 횡축 평면 연삭반을 사용하였다. 로터리 드레서의 구동 장치는 오오사까 다이아몬드공업주식회사제(형식 SGS-50형)의 것을 사용하였다. 드레싱되는 대상의 지석으로서는 WA80K(JIS 형식)을 사용하고, 지석의 외경은 300mm, 폭은 15mm 이었다. 드레싱 조건은 원주속도비가 0.3, 절삭 깊이 속도가 2mm/min 이었다.

본 발명의 구멍을 구비한 로터리 드레서에 의하면, 종래의 로터리 드레서에 비해서 드레싱 저항치가 20 내지 30% 저감하였다.

또한, 상술한 제 11 실시예와 12에 있어서 초지립을 기부에 고정 장착하여 초지립층을 형성한 단계에서, 초지립의 돌출부의 높이를 거의 균일하게 갖추기 위해서 트루잉 가공을 실시한 후, 100㎛의 피치로 레이저 빔의 조사를 단속하여 행하고, 위치를 바꾸면서 구멍을 초지립의 평탄면에 형성하였다. 제 11 실시예와 12에 있어서 노출된 초지립의 선단부에는 단수 또는 복수의 구멍이 형성되었다. 그러나, 레이저 빔의 조사 때에 초지립의 노출부와 초지립층을 구성하는 유지층으로서의 니켈도금층의 노출부와의 사이의 경계에 걸치도록, 또한 유지층의 노출부에 구멍이 형성되어진다. 이와 같이 초지립층의 모든 표면에 구멍을 형성함으로써 보다 성능이 우수한 초지립 공구를 얻을 수 있다.

도 56은 상기의 실시예와는 다른 실시예에 의한 초지립층에 형성된 구멍의 배치를 도시하는 현미경 사진(배율: 50배)이다. 도 56에 있어서, 상부로부터 반도(半島)형상으로 나타난 검은 테두리의 내부가 초지립이고, 그 초지립중에 검은 점으로 나타나고 있는 것이 구멍이다. 구멍은 니켈도금층의 표면에도 형성되어 있다. 따라서, 도 27과 같이 초지립(11)의 평탄면(19)에만 구멍(14)이 형성되는 경우도 있으며, 도 29에 도시하는 바와 같이 초지립(11)의 평탄면(19)에 구멍(14)이 형성되고, 또한 니켈도금층(16)의 표면에도 구멍(15)이 형성되는 경우도 있다.

사용에 의해 날카로움이 저하한 초지립 공구의 초지립층에 레이저 빔을 조사하여 구멍을 형성함으로써 공구의 재생 사용도 가능해진다.

[제 13 실시예]

도 5와 도 6에 도시되는 바와 같은 다이아몬드 로터리 드레서(103)를 제작하였다. 드레서의 직경(D)은 100mm, 두께(T)는 15mm 이었다. 초지립으로서 입도(#30/40; 입경 400 내지 600㎛)와 입도(#50/60; 입경 250 내지 320㎛)의 2종류의 다이아몬드 입자의 각각을 사용한 드레서를 제작하였다. 유지층으로서는 니켈 도금층을 채용하였다. 초지립의 노출면이 니켈도금층의 표면으로부터 돌출하도록 초지립을 기부 위에 고정 장착시킨 후, 초지립의 선단부에 입도(#120)의 다이아몬드 지석을 사용하여 트루잉 가공을 실시하였다. 그 후, 드레서를 원주속도 250 내지 500mm/min에서 회전시키면서, 도 13에 도시하는 바와 같이 레이저 빔(50)을 초지립 층에 대하여 접선방향에서 조사함으로써 나사형상의 홈을 형성하였다. 홈 사이 피치로서 0.3mm, 0.5mm의 2종류의 각각의 드레서를 제작하였다. 홈의 깊이는 20㎛, 홈의 폭은 20㎛ 이었다.

상술한 바와 같이 다이아몬드 입자의 입경과 홈의 피치를 다르게 하여 제작된 4종류의 다이아몬드 로터리 드레서를 사용하여 종래의 지석을 드레싱하고, 그 소비전력을 비교하였다. 연삭반으로서는 도요타공업기계제 원통연삭반을 사용하였다. 종래의 지석은 WA60K(JIS의 형식)를 사용하고, 외경이 300mm, 두께가 5mm 이었다. 종래의 지석의 회전수를 1800r.p.m으로 하고, 원주속도를 28m/sec로 하였다. 이것에 대하여 다이아몬드 로터리 드레서의 회전수를 200r.p.m으로 하고, 원주속도를 1m/sec로 하였다. 절삭 깊이 속도는 종래의 지석에 대하여 1㎛/rev로 하고, 절삭 깊이 량은 0.02mm로 하였다. 또한, 드레싱 아웃을 1sec로 하였다.

드레싱 저항치의 측정 결과는 표 1에 도시된다.

[표 1]

표 1에서 명백한 바와 같이, 홈 가공이 실시된 다이아몬드 로터리 드레서를 사용하면, 드레싱 저항치가 감소하는 것을 알 수 있다. 특히, 홈 사이 피치를 작게 하면, 드레싱 저항치의 저감의 비율이 커지고, 또한 다이아몬드 입자의 입도를 작게 하면, 드레싱 저항치의 저감 비율이 커지는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 초지립 공구는 기부와, 상기 기부 위에 형성된 초지립층을 구비하고, 상기 초지립층은 초지립과, 상기 초지립을 유지하면서 상기 기부 위에 고정 장착되는 유지층을 포함하고, 상기 유지층의 표면에는 오목부가 형성되고, 상기 유지층으로부터 노출된 상기 초지립의 표면에도 오목부가 형성되며, 상기 초지립의 표면에 형성된 오목부와, 상기 유지층의 표면에 형성된 오목부는 연속적으로 형성되어 있다.

상기 오목부는 홈, 구멍 등의 모든 형태의 초지립 표면으로부터 오목하게 들어간 부분을 포함한다.

또한, 본 발명의 초지립 공구의 양호한 다른 실시예에 의하면, 오목부는 유지층으로부터 돌출된 초지립의 표면에 형성되어 있다. 또한, 이 돌출된 초지립의 표면이 평탄면을 가지며, 그 평탄면에 오목부가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 초지립 공구의 또 다른 실시예에 의하면, 노출된 초지립의 표면은 평탄면을 가지며, 그 평탄면이 유지층의 표면과 거의 동일 평면을 형성한다. 그러나, 초지립의 평탄면은 유지층의 표면으로부터 적어도 10㎛ 이상 돌출되어 있는 것이 바람직하다. 따라서, 여기서「거의 동일 평면」과는 10㎛ 정도의 표면 높이 차이를 포함하는 것으로 한다. 이 실시예의 경우에도, 유지층의 표면에 오목부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 초지립의 표면에 형성된 오목부와 유지층의 표면에 형성된 오목부가 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 초지립 공구에 있어서, 바람직하게는 유지층이 도금층을 포함하고, 또한 납땜층을 포함한다.

본 발명이 대상으로 하는 초지립 공구로서는 초지립 지석, 초지립 드레서, 초지립 연마반 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 초지립 공구의 제조방법은 그 표면이 부분적으로 노출되도록 초지립을 유지하면서 고정 장착되는 유지층을 기부 위에 형성하는 공정과, 그 유지층으로부터 노출된 초지립의 표면에 레이저 빔을 조사함으로써, 오목부를 형성하는 공정을 구비한다.

본 발명의 초지립 공구의 제조방법은 유지층의 표면에 레이저 빔을 조사함으로써, 오목부를 형성하는 공정을 또한 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 바람직하게는 초지립의 표면과 유지층의 표면에 오목부를 형성하는 공정은 연속적으로 레이저 빔을 조사함으로써, 유지층으로부터 노출된 초지립의 표면과 유지층의 표면에 연속되어 오목부를 형성하는 것을 포함한다.

본 발명의 초지립 공구의 제조방법의 다른 실시예에 의하면, 오목부를 형성하는 공정은 유지층으로부터 돌출된 초지립의 표면에 레이저 빔을 조사함으로써, 오목부를 형성하는 것을 포함한다.

또한, 본 발명의 초지립 공구의 제조방법의 또 하나의 실시예에 의하면, 유지층으로부터 노출된 초지립의 표면을 거의 균일하게 평탄화시키는 공정을 또한 구비하고, 레이저 빔을 조사함으로써, 오목부를 형성하는 공정은 초지립의 표면을 평탄화시킨 후, 그 표면에 레이저 빔을 조사하는 것을 포함한다. 이 경우에, 바람직하게는 초지립의 표면을 평탄화시키는 공정은 노출된 초지립의 표면이 유지층의 표면과 거의 동일 평면을 형성하도록 초지립의 표면을 평탄화시키는 것을 포함한다. 또한, 바람직하게는 본 발명의 초지립 공구의 제조방법은 유지층의 표면에 레이저빔을 조사함으로써, 오목부를 형성하는 공정을 또한 구비하고, 초지립의 표면과 유지층의 표면에 오목부를 형성하는 공정은 연속적으로 레이저 빔을 조사함으로써, 초지립의 평탄화시켜진 표면과 유지층의 표면에 연속적으로 오목부를 형성하는 것을 포함한다.

본 발명의 초지립 공구의 제조방법에 있어서 유지층을 형성하는 공정은 도금층을 형성하는 것, 또는 납땜층을 형성하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

도금층을 포함하는 유지층을 형성하는 공정은 하기의 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

(i) 형의 표면에 초지립을 도전성 접착제층으로 부착시키는 공정.

(ii) 초지립이 부착된 형을 제 1 금속의 도금액에 침지하여, 초지립의 평균 입경의 1/2 미만의 두께로 부분적으로 초지립의 표면을 피복하는 제 1 금속 도금층을 형성하는 공정.

(iii) 제 1 금속 도금층 위에 초지립을 완전히 피복하는 두께로 제 1 금속과는 상이한 제 2 금속 도금층을 형성하는 공정.

(iv) 접합제층을 개재하여 기부에 제 2 금속 도금층을 고정 장착하는 공정.

(v) 초지립으로부터 형을 제거하는 공정.

(vi) 제 1 금속 도금층을 에칭에 의해 제거하여 초지립의 표면을 부분적으로 균일하게 노출시키는 공정.

상술한 특징을 가진 본 발명의 초지립 공구에서는 공구의 종류별로 하기의 작용 효과를 달성할 수 있다.

우선, 초지립 지석에서는 날카로움이나 가공 정밀도가 양호하게 되고, 피연삭면의 정밀도가 향상하고, 거친면을 작게 할 수 있는 동시에, 지립의 유지력을 높일 수 있고, 그에 의해 지립의 결손이나 탈락을 적게 할 수 있으며, 또한 연삭액의 흐름도 양호하게 할 수 있다.

초지립 드레서로는 드레싱 저항을 저감시킬 수 있고, 날카로움이나 정밀도가 향상되는 동시에, 드레싱시의 진동 발생을 방지시킬 수 있고, 드레싱 정밀도를 향상시킬 수 있다. 특히, 초지립 드레서로는 지석의 어깨부나 단부를 드레싱하는 초지립의 표면만으로 오목부를 형성함으로써, 또는 피가공물에 있어서 정형 정밀도의 요구되는 부분만으로 대응하여 초지립의 표면에 오목부를 형성함으로써, 지석의 형상에 따라서 드레싱 정밀도를 높인 초지립 드레서를 구성할 수 있다.

또한, 초지립 연마반에서는 종래의 유리지립을 사용한 가공 대신에, 고정지립을 사용하여 가공이 행하여지기 때문에, 슬러지의 발생을 적게 할 수 있고, 또한 고정밀도 평면을 유지하는 것이 가능해지고, 능률이 높은 래핑 가공을 할 수 있다.

구체적으로는 본 발명에 따른 초지립 지석의 제 1 특징은 종래의 섬세한 입자를 사용한 지석과 거친 입자를 사용한 지석의 각각의 장점을 겸비하여, 지립의 집중도를 높이지 않고 유효 지립수를 증가시키는 것이 가능한, 완전히 새로운 착상에 근거하는 것이다. 그것을 실현하는 방법으로서, 본 발명에서는 지립층에 있어서의 초지립의 돌출부를 홈에 의해서 분할하고, 복수의 지립단면을 설치한다. 이 방법에 의하면, 상대적으로 집중도가 낮은 큰 초지립의 거친 입자를 사용하여, 그 유지층으로서의 결합제로부터의 돌출부를 평탄면으로 가공하고, 그 평탄면 위에 홈을 설치하여 초지립의 지면을 분할하고 복수의 지립단면을 형성하여, 마치 집중도가 높은 섬세한 입자의 지면과 같이 유효 지립수를 증대할 수 있다. 사용하는 초지립이 각진 기둥형상으로, 돌출부에 평탄면이 처음부터 존재하는 것, 또는 돌출부의 높이가 아주 균일하게 갖추어져 있는 경우에는 트루잉 등의 평탄화 가공을 생략할 수 있다. 또한, 홈은 복수개가 교차하여 설치되어, 마치 바둑판의 눈과 같이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 유지층으로서의 결합제로부터의 초지립의 돌출부를 평탄면으로 가공하지 않고 초지립의 돌출된 표면에 홈을 형성함으로써, 예리한 절단 날 부분을 형성할 수 있다. 또한, 모든 초지립의 돌출한 표면에 홈을 형성할 필요는 없고, 홈이 형성되어 있지 않은 초지립이 존재하고 있어도 좋다. 부분적으로 트루잉 등의 평탄화 가공을 실시한 초지립의 돌출부에 홈을 형성하여도 좋다.

비교적 큰 입경의 초지립을 사용하는 경우에는 그 입경이 거의 갖추어진 것을 사용하는 것이 바람직하고, 초지립의 입경은 50㎛ 이상, 보다 바람직하게는 #20 내지 #40의 범위 내의 입도의 초지립을 사용함으로써, 보다 양호한 효과를 얻을 수 있다.

초지립을 유지하는 유지층으로서 도금층을 사용하는 경우에는 초지립의 돌출량을 거의 균일하게 갖추어 지석을 제작함으로써, 초지립의 돌출면을 평탄하게 가공하는 것을 생략하는 것이 가능해진다. 또한, 평탄화된 초지립의 돌출면에 형성되는 홈도 레이저 빔의 조사방법을 조정함으로써, 그 깊이와 폭, 복수의 홈이 바둑판 눈형상으로 교차하는 각도 등을 선택할 수 있다. 이에 의해, 지석의 날카로움과 칩의 배제를 양호하게 하고, 연삭 정밀도를 높일 수 있다.

초지립을 유지하는 유지층으로서 사용되는 결합제는 금속, 비트리파이드 외에, 합성수지도 사용할 수 있다. 초지립층이 단층으로 형성되기 때문에, 결합력이 높은 금속을 결합제의 재료로서 사용하는 것이 바람직하다. 금속은 전기도금 또는 납땜에 의해서 형성하는 것이 바람직하다.

초지립의 돌출면을 평탄하게 가공하는 경우에는 상기의 결합제에 의해서 초지립을 기부 위에 유지한 후, 초지립의 돌출단을 트루잉에 의해, 그 높이를 거의 균일하게 갖추어 평탄면을 형성하고, 각 지립의 평탄면에 레이저 빔을 조사하여 홈을 형성한다.

상술한 바와 같이, 비교적 입경이 큰 초지립에 의해서 지면을 형성하기 때문에, 원래라면, 이러한 초지립의 지면을 구비하는 지석으로 연삭하면, 피가공면에 비교적 큰 표면의 홈이 생긴다. 그러나, 본 발명에서는 초지립의 돌출 높이를 거의 균일하게 갖추어 지립의 선단부에 평탄면을 형성하고, 또는 초지립의 돌출면을 평탄화시키지 않은 상태에서, 그 평탄면 또는 돌출면에 레이저 빔을 조사하여 홈을 형성하고 있기 때문에, 이 평탄면 또는 돌출면에서 다수의 지립단면이 형성된다. 이들의 지립단면이 절단 날 또는 플랫 드래그(flat drag)로서 작용, 유효 지립수를 증대시킨다. 이와 같이 구성된 초지립 지석을 사용함으로써, 피가공면의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 그 표면 거칠기를 작게 할 수 있다.

한편, 지면을 형성하는 초지립의 입경이 크기 때문에, 상술한 바와 같은 전기도금에 의한 초지립의 기부에의 고정 장착, 또는 니켈-코발트-크롬을 주체로 하는 합금 또는 은-티탄-동을 주체로 하는 합금을 용융시킴에 따른, 즉 납땜에 의한 초지립의 기부에의 고정 장착에 의해, 안정하고 견고한 지면을 형성할 수 있다. 납땜에 의해서 초지립을 기부에 고정 장착한 쪽이 니켈도금 등의 전기도금에 의해서 초지립을 기부에 고정 장착한 경우에 비하여, 초지립을 유지하는 유지력을 높일 수 있다. 따라서, 납땜법에 의해서 초지립을 고정 장착한 경우, 초지립의 돌출량을 크게할 수 있다. 그 결과, 납땜 법에 의하면, 소위 칩 포켓을 크게할 수 있다. 예를들면, 니켈도금에 의해서 초지립을 고정 장착하는 경우에는 초지립 입경의 50% 이상을 니켈도금에 의해서 유지할 필요가 있는 것에 반해, 납땜 법에 의하면, 초지립 입경의 20 내지 30% 를 납땜층에 의해서 유지하는 것만으로도 충분한 유지력을 초지립에 제공할 수 있다.

또한, 입경의 큰 초지립의 돌출부와 유지층의 표면에 의해서 형성되는 초지립층의 표면부분의 공간은 돌출부에 형성된 홈에 의해서 확대된다. 연삭에 의한 칩은 이들의 홈에 의한 절단 날의 분할에 의해서 작아지기 때문에, 연삭액의 흐름과 칩의 배제가 원활하게 되어, 날카로움이 향상된다.

이상과 같이 유지층의 표면에서 돌출된 초지립의 표면에 홈을 형성함으로써, 유효 지립수와 초지립층의 표면부분의 공간을 증대시킬 수 있는 것을 기술하였지만, 초지립의 노출 표면과 유지층의 표면이 거의 동일 평면으로 평탄화된 지석에 있어서도, 레이저 빔의 조사방법을 조정함으로써, 홈의 깊이와 폭, 복수의 홈에 의해서 형성되는 바둑판 눈형상의 교차의 각도 등을 선택함으로써, 유효 지립수를 증대시킬 수 있다. 이 경우, 사용에 의해서 지면이 평탄하게 된 지석을 재생 이용하는 경우에, 홈을 초지립의 노출 표면과 유지층의 표면에 형성함으로써 유효 지립수를 증대시킬 수 있고, 소정의 연삭 성능이 얻어질 때까지 지석을 재생할 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이 구성된 지석은 필요에 의해 사용시에, 또는 사용할 때마다 드레싱을 실시할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 초지립 지석에서는 비교적 큰 거친 입자의 초지립을 사용할 수 있기 때문에, 유지층 중에의 매몰 깊이의 절대치가 미립의 초지립을 사용한 지석보다도 깊다. 따라서, 유지층에 의한 결합도가 강하고, 연삭에 의한 초지립의 결손이나 탈락이 적다.

초지립의 돌출면 또는 평탄화된 노출면에는 홈이 설치되고, 마치 미립의 초지립이 사용되고 있는 바와 같이 거의 균일하게 갖추어진 다수의 지립단면이 홈에 의해서 분할되어 형성되어 있기 때문에, 초지립의 입경·집중도에 대하여 유효 지립수가 증가한다. 그 때문에, 지석의 날카로움을 양호하게 하고, 피연삭면의 정밀도를 높일 수 있다. 사용하는 초지립의 입경을 갖추고, 또한 유지층의 표면으로부터의 초지립의 돌출 높이를 갖춘 경우에는 그것에 따라서 유효 지립수가 증가하고, 또한 초지립의 돌출면에 레이저 빔을 조사함으로써 홈을 형성함에 따라, 유효 지립수를 증가시킬 수 있다. 또한, 초지립의 돌출면 또는 평탄화된 노출면에 레이저 빔을 조사함으로써, 바둑판의 눈과 같은 규칙적인, 또는 불규칙한 홈을 형성하여, 홈의 개수, 홈 사이의 간격, 홈이 교차하는 각도 등을 선택함으로써, 날카로움, 연삭 정밀도에 또한 우수한 초지립 지석을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 지석은 예를들면, 전자·광학부품 등의 고품위 가공에 있어서 종래 사용되고 있는 유리 지립을 사용한 가공 대신에, 고정지립을 사용한 가공으로 변경하는 것을 촉진할 수 있다.

본 발명에 따른 초지립 드레서에서는 예를들면 다이아몬드 로터리 드레서에 고정 장착된 다이아몬드 지립에 홈이 형성되어 있다. 즉, 다이아몬드 로터리 드레서의 유지층 표면에서 돌출한 다이아몬드 입자의 노출 표면에, 또는 유지층의 표면과 거의 동일 평면에 있는 다이아몬드 입자의 노출 표면에, 레이저 빔을 조사함으로써, 홈을 형성하고, 다이아몬드 입자의 지면을 분할한다. 이것에 의해, 드레싱시의 저항치를 감소시킬 수 있고, 드레싱시의 진동 발생을 방지하는 동시에, 드레싱 정밀도를 더욱 향상시켜, 능률이 높은 드레싱 작업을 행할 수 있다.

본원 발명자 등은 상기의 다이아몬드 로터리 드레서에 관해서 또한 시작(試作) 연구를 거듭한 결과, 다이아몬드 입자의 노출면에 홈을 형성하고, 다이아몬드 입자의 돌출단면 또는 평탄화된 노출단면을 분할하는 것을 반드시 드레서의 작용하는 모든 표면에 걸쳐서 행할 필요가 없는 것을 발견하였다. 예를들면, 어깨부를 갖는 지석의 드레싱 등에 있어서는 드레서의 작용하는 표면 중 그을음을 발생하기 쉬운 지석의 어깨부를 드레싱하는 데 작용하는 표면 부분에만 홈을 형성한다. 또는 특히 정밀도가 요구되는 지석 부분을 드레싱하는 부분에 관해서는 다이아몬드층의 트루잉량이 많고, 다이아몬드 입자의 평탄부 면적이 증가함으로써, 날카로움이 저하되기 때문에, 이 부분에만 홈을 형성한다. 이와 같이 필요한 부분에만 홈을 형성하는 것이 드레서의 제작상, 사용상 가장 효과적이다.

본 발명에 따른 드레서에 있어서도, 지석과 같이, 비교적 큰 거친 입자의 초지립을 사용할 수 있기 때문에, 유지층에 의한 결합력이 강하고, 연삭에 의한 초지립의 결손이나 탈락이 적다. 또한, 본 발명의 드레서에 있어서도, 사용한 지립의 입경·집중도에 대하여 유효 지립수가 증가되어 있기 때문에, 드레서의 날카로움과 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 홈은 드레서의 작용하는 면에 레이저 빔을 조사하여, 바둑판의 눈과 같은 규칙적인, 또는 불규칙적인 형상으로 형성할 수 있기 때문에, 홈의 개수, 홈 사이의 간격, 홈이 교차하는 각도 등을 선택함으로써, 날카로움과 정밀도를 높인 드레서를 제공할 수 있다. 특히, 지석의 어깨부나 정밀도가 요구되는 부분을 드레싱하는 부분에만 홈을 형성함으로써, 드레싱 때에 있어서 단면 그을음을 발생시키지 않고, 드레싱 때의 저항치와 진동의 발생도 저감할 수 있다.

본 발명에 따른 초지립 연마반은 유리지립을 사용한 가공으로부터 고정지립을 사용한 가공으로 변경함으로써, 종래의 문제를 해소한다. 고정지립을 사용하여 가공함으로써, 슬러지의 발생이 매우 감소되고, 깨끗한 환경에서의 작업을 가능하게 하며, 또한 장기간에 걸쳐서 고정밀도인 연마반의 평면을 유지하는 것이 가능하고, 래핑 가공작업의 능률을 높일 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 다이아몬드 연마반의 유지층으로서의 결합제층의 표면에서 돌출되어 고정 장착된 다이아몬드 입자의 노출 표면에, 또는 유지층의 표면과 거의 동일 평면으로 노출되도록 고정 장착된 다이아몬드 입자의 표면에 레이저 빔을 조사함으로써 홈을 형성하고, 다이아몬드 입자의 지면을 분할한다.

또한, 본 발명에 따른 초지립 공구에서는 초지립의 노출 표면에 레이저 빔을 조사함으로써 홈을 형성하고 초지립의 지면을 분할하는 대신에, 초지립의 노출 표면에 레이저 빔을 조사함으로써, 1개 또는 2개 이상의 구멍을 형성한다. 이 구멍의 직경과 깊이는 20㎛ 이상인 것이 바람직하고, 또한 바람직하게는 구멍의 직경이 50㎛ 이상, 구멍의 깊이가 30㎛ 이상이다. 또한, 초지립을 유지하는 유지층의 노출 표면과, 초지립의 노출 표면과 유지층의 노출 표면과의 사이의 경계에 구멍이 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.

상술한 구성에 있어서, 상대적으로 집중도가 낮은 거친 입자의 초지립을 사용하여, 유지층으로부터의 노출면 또는 돌출면을 평탄면에 가공하여, 그 평탄면 위에 1개 또는 2개 이상의 구멍을 형성하고 구멍의 테두리부가 절단 날로서 작용함으로써, 마치 집중도가 높은 섬세한 입자의 초지립을 사용한 지면과 같이 유효 지립수를 증대시킬 수 있다. 사용하는 초지립이 각진 기둥형상으로 그 돌출면이 처음부터 평탄면인 경우에는 또는 초지립의 노출면의 높이가 아주 균일하게 갖추어져 있는 경우에는 트루잉 등의 평탄화 가공을 생략하여도 좋다. 물론, 초지립의 노출면을 평탄화시키지 않고 노출면에 구멍을 형성하여도 좋다.

초지립의 노출면에 형성되는 구멍의 직경이 50㎛ 이상이고 깊이가 30㎛ 이상인 것은 구멍의 테두리부를 절단 날로서 작용시키기 때문에, 칩의 배출을 고려하여 필요하다. 비교적 큰 초지립은 그 입경이 거의 균일하게 갖추어진 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 초지립의 입경은 50㎛ 이상인 것이 바람직하고, #20 내지 #40의 범위 내의 입도를 선택하면, 보다 양호한 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 구멍이 초지립의 노출부뿐만아니라, 유지층의 노출부와, 초지립의 노출부와 유지층의 노출부와의 사이의 경계에 형성됨으로써, 더욱 날카로움이 양호한, 절설(칩)의 배출이 우수한 초지립 공구를 얻을 수 있다. 구멍은 유지층을 포함하는 초지립층의 노출부 전면에 형성되어 있는 것이 효과적이고, 구멍의 개구부면적은 초지립층의 노출부의 모든 표면적에 대하여 20% 이상인 것이 바람직하다.

구멍을 초지립의 노출면에 형성한 초지립 공구에 의하면, 구멍의 테두리부가 절단 날 또는 플랫 드래그로서 작용, 유효 지립수를 증대시킨 것과 같은 효과가 얻어진다. 따라서, 피가공면의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 구멍은 서로 고립되어 있기 때문에, 이들의 구멍의 존재가 원인이 되어 연삭시에 가압력에 의한 초지립 공구의 파손이 발생할 우려는 적은 것으로 추정된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 초지립 공구는 다이아몬드, 입방결정 질화붕소 (CBN)등의 초지립을 사용한 지석, 연삭반 등에 설치된 종래의 지석 등을 드레싱하는 데 이용되는 초지립 드레서, 실리콘 웨이퍼 등의 래핑 가공에 사용되는 초지립 연마반으로서 유용하며, 특히 고정밀도의 가공을 수행하는데 적합하다.

Claims

(정정) 기부(20)와, 상기 기부(20) 위에 형성된 초지립층(10)을 구비하고, 상기 초지립층(10)은 초지립(11)과, 상기 초지립(11)을 유지하면서 상기 기부(20) 위에 고정 장착되는 유지층(16, 17; 18)을 포함하고, 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면에는 오목부(13; 15)가 형성되고, 상기 유지층(16, 17; 18)으로부터 노출된 상기 초지립(11)의 표면에도 오목부(12; 14)가 형성되며, 상기 초지립의 표면에 형성된 오목부(12; 14)와, 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면에 형성된 오목부(13; 15)는 연속적으로 형성되어 있는 초지립 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 오목부는 홈(12)인 초지립 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 오목부는 구멍(14)인 초지립 공구.
(삭제)
(삭제)
제 1 항에 있어서, 상기 오목부(12, 14)는 상기 유지층(16, 17; 18)으로부터 돌출된 상기 초지립(11)의 표면에 형성되어 있는 초지립 공구.
제 6 항에 있어서, 상기 돌출한 초지립(11)의 표면은 평탄면(19)을 가지며, 그 평탄면(19)에 상기 오목부(12, 14)가 형성되어 있는 초지립 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 노출된 초지립(11)의 표면은 평탄면(19)을 가지며, 그 평탄면(19)이 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면과 거의 동일 평면을 형성하고 있는 초지립 공구.
제 8 항에 있어서, 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면에 오목부(13; 15)가 형성되어 있는 초지립 공구.
제 9 항에 있어서, 상기 초지립의 표면에 형성된 오목부(12; 14)와 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면에 형성된 오목부(13; 15)는 연속적으로 형성되어 있는 초지립 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 유지층은 도금층(16)을 포함하는 초지립 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 유지층은 납땜층(18)을 포함하는 초지립 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 초지립 공구는 초지립 지석(101; 102)인 초지립 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 초지립 공구는 초지립 드레서(103; 104; 105)인 초지립 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 초지립 공구는 초지립 연마반(106)인 초지립 공구.
초지립(11)을 그 표면이 부분적으로 노출되도록 유지하면서 고정 장착하는 유지층(16, 17; 18)을 기부(20) 위에 형성하는 단계와, 상기 유지층(16, 17; 18)으로부터 노출된 상기 초지립(11)의 표면에 레이저 빔(150)을 조사함으로써, 오목부(12; 14)를 형성하는 단계를 구비하는 초지립 공구의 제조방법.
제 16 항에 있어서, 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면에 레이저 빔(50)을 조사함으로써, 오목부(13; 15)를 형성하는 공정을 추가로 구비하는 초지립 공구의 제조방법.
제 17 항에 있어서, 상기 초지립(11)의 표면과 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면에 오목부를 형성하는 단계는 연속적으로 레이저 빔(50)을 조사함으로써, 상기 유지층(16, 17; 18)으로부터 노출된 초지립(11)의 표면과 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면에 연속적으로 오목부(12; 14, 13; 15)를 형성하는 것을 포함하는 초지립 공구의 제조방법.
제 16 항에 있어서, 상기 오목부(12; 14)를 형성하는 공정은 상기 유지층 (16, 17; 18)으로부터 돌출된 상기 초지립(11)의 표면에 레이저 빔(50)을 조사함으로써, 오목부(12; 14)를 형성하는 것을 포함하는 초지립 공구의 제조방법.
제 16 항에 있어서, 상기 유지층(16, 17; 18)으로부터 노출된 상기 초지립 (11)의 표면을 거의 균일하게 평탄화시키는 단계를 추가로 구비하고, 상기 레이저 빔(50)을 조사함으로써, 오목부(12; 14)를 형성하는 단계는 상기 초지립(11)의 표면을 평탄화시킨 후, 그 표면(19)에 레이저 빔(50)을 조사하는 것을 포함하는 초지립 공구의 제조방법.
제 20 항에 있어서, 상기 초지립(11)의 표면을 평탄화하는 단계는 상기 노출된 초지립(11)의 표면이 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면과 거의 동일 평면을 형성하도록 상기 초지립(11)의 표면을 평탄화하는 것을 포함하는 초지립 공구의 제조방법.
제 21 항에 있어서, 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면에 레이저 빔(50)을 조사함으로써 오목부(13; 15)를 형성하는 단계를 추가로 구비하고, 상기 초지립(11)의 표면과 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면에 오목부(12; 14, 13; 15)를 형성하는 단계는 연속적으로 레이저 빔(50)을 조사함으로써 상기 초지립(11)의 평탄화된 표면(19)과 상기 유지층(16, 17; 18)의 표면이 연속되고, 오목부(12; 14, 13; 15)를 형성하는 것을 포함하는 초지립 공구의 제조방법.
제 16 항에 있어서, 상기 유지층을 형성하는 단계는 도금층(16)을 형성하는 것을 포함하는 초지립 공구의 제조방법.
제 23 항에 있어서, 상기 유지층을 형성하는 단계는 형(60)의 표면에 초지립 (11)을 도전성 접착제층(70)으로 부착하는 단계와, 상기 초지립(11)이 부착된 상기 형(60)을 상기 제 1 금속의 도금액에 침지하여, 상기 초지립(11)의 평균 입경의 1/2 미만의 두께로 부분적으로 상기 초지립 (11)의 표면을 피복하는 제 1 금속 도금층(80)을 형성하는 단계와, 상기 제 1 금속 도금층(80) 위에 상기 초지립(11)을 완전히 피복하는 두께로 상기 제 1 금속과 다른 제 2 금속 도금층(16)을 형성하는 단계와, 접합제층(17)을 개재하여 기부(20)에 상기 제 2 금속 도금층(16)을 고정 장착하는 단계와, 상기 초지립(11)으로부터 상기 형(60)을 제거하는 단계와, 상기 제 1 금속 도금층(80)을 에칭에 의해 제거하여 상기 초지립(11)의 표면을 부분적으로 균일하게 노출시키는 공정을 포함하는 초지립 공구의 제조방법.
제 16 항에 있어서, 상기 유지층을 형성하는 공정은 납땜층(18)을 형성하는 것을 포함하는 초지립 공구의 제조방법.