(57)【要約】【課題】製造コストを抑制しつつ、付加価値を備えた研磨ホイール及び研磨ホイールの製造方法を提供する。【解決手段】研磨ホイールは、不織布を含んで構成される研磨部を備える研磨ホイールであって、研磨部は、外周側において不織布内に砥粒を含ませることで形成される外周部と、砥粒を含まない不織布によって形成される内周部と、を有し、研磨部の径方向における厚みに対する外周部の径方向における厚みの比率は、３〜６０％である。【選択図】図２
2020104250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不織布を含んで構成される研磨部を備える研磨ホイールであって、
研磨部は、外周側において前記不織布内に砥粒を含ませることで形成される外周部と、前記砥粒を含まない前記不織布によって形成される内周部と、を有し、
径方向における前記研磨部の厚みに対する前記外周部の厚みの比率は、３〜６０％である、研磨ホイール。
【請求項２】
不織布を含んで構成される研磨部を備える研磨ホイールであって、
研磨部は、外周側に形成される外周部と、前記外周部よりも柔らかい内周部と、を有し、
径方向における前記研磨部の厚みに対する前記外周部の厚みの比率は、３〜６０％である、研磨ホイール。
【請求項３】
前記研磨部は、複数の不織布シートを積層することによって構成され、
複数の前記不織布シートは、前記径方向と略垂直をなす方向に積層される、請求項１又は２に記載の研磨ホイール。
【請求項４】
前記不織布シートは、周方向に積層される、請求項３に記載の研磨ホイール。
【請求項５】
前記不織布シートは、軸方向に積層される、請求項３に記載の研磨ホイール。
【請求項６】
前記外周部のデュロメータ硬さは８０以上である、請求項１〜５の何れか一項に記載の研磨ホイール。
【請求項７】
前記外周部の前記不織布は、砥粒として炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化アルミのいずれかを含む、請求項１〜６の何れか一項に記載の研磨ホイール。
【請求項８】
研磨部は、
外周側に形成される外周部と、
前記外周部よりも柔らかい内周部と、
前記外周部と前記内周部との間に前記外周部及び前記内周部とは異なる層であって、少なくとも樹脂材料を含む中間部と、を有する請求項１〜７の何れか一項に記載の研磨ホイール。
【請求項９】
前記中間部は、前記内周部よりも硬い、請求項８に記載の研磨ホイール。
【請求項１０】
前記中間部は、前記外周部よりも硬い、請求項８又は９に記載の研磨ホイール。
【請求項１１】
前記外周部には、潤滑剤が含まれる請求項８〜１０の何れか一項に記載の研磨ホイール。
【請求項１２】
前記外周部と前記中間部とは、同じ樹脂材料を含む、請求項８〜１１の何れか一項に記載の研磨ホイール。
【請求項１３】
複数の不織布シートを積層することによって構成される研磨部を備える研磨ホイールの製造方法であって、
複数の不織布シートを周方向に積層する工程と、
互いに前記周方向に隣合う前記不織布シート同士の間に隙間を形成する工程と、
前記隙間が形成されたそれぞれの前記不織布シートの外周縁部に対して砥粒を含ませる工程と、を備える、研磨ホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の一側面は、研磨ホイール、及び研磨ホイールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、研磨ホイールとして、特許文献１に記載されたものがある。この研磨ホイールは、芯部材と、芯部材の外周に設けられ、不織布を含んで構成される研磨部と、を備える。研磨部は、不織布内に砥粒を含ませることで形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９００６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述の研磨ホイールは、研磨部に含まれる砥粒の量が多く製造コストが高いという問題があった。このため、研磨ホイールの製造コストを抑制することが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態に係る研磨ホイールは、不織布を含んで構成される研磨部を備える研磨ホイールであって、研磨部は、外周側において不織布内に砥粒を含ませることで形成される外周部と、砥粒を含まない不織布によって形成される内周部と、を有し、研磨部の径方向における厚みに対する外周部の径方向における厚みの比率は、３〜６０％である。
【０００６】
本開示の一形態に係る研磨ホイールは、不織布を含んで構成される研磨部を備える研磨ホイールであって、研磨部は、外周側に形成される外周部と、外周部よりも柔らかい内周部と、を有し、研磨部の径方向における厚みに対する外周部の径方向における厚みの比率は、３〜６０％である。
【０００７】
本開示の一形態に係る研磨ホイールの製造方法は、複数の不織布シートを積層することによって構成される研磨部を備える研磨ホイールの製造方法であって、複数の不織布シートを周方向に積層する工程と、互いに周方向に隣合う不織布シート同士の間に隙間を形成する工程と、隙間が形成されたそれぞれの不織布シートの外周縁部に対して砥粒を含ませる工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一形態によれば、製造コストを抑制しつつ、付加価値を備えた研磨ホイール及び研磨ホイールの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の第１実施形態に係る研磨ホイールの斜視図である。
【図２】図１に示す研磨ホイールの平面図である。
【図３】外周部及び内周部の拡大図である。
【図４】研磨部の層構成を示す拡大図である。
【図５】本開示の第１実施形態に係る研磨ホイールの製造方法を示す図である。
【図６】外周部に砥粒を付与する様子を示す拡大図である。
【図７】本開示の第１実施形態に係る研磨ホイールの作用・効果を説明するための図である。
【図８】変形例に係る研磨ホイール及びその製造方法を説明するための図である。
【図９】実施例及び比較例に係る研磨ホイールの測定結果を示すグラフである。
【図１０】本開示の第２実施形態に係る研磨ホイールの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本開示を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態に係る研磨ホイール１の斜視図である。図２は、図１に示す研磨ホイール１の平面図である。第１実施形態に係る研磨ホイール１は、製造コストを抑制しつつ、次のような課題を解決することができる。すなわち、従来の研磨ホイールで対象物の研磨を行ったときの研磨面の粗さは、研磨ホイールの材質（不織布、不織布に含まれる砥粒、接着剤等）に依存していた。従って、複数段階の粗さの研磨を行う場合（例えば、粗仕上げを行った後に細か仕上げを行う場合など）、複数の研磨ホイールを準備する必要があった。このため、研磨ホイールを入れ替える等の手間や工数を要していた。このような課題に対し、研磨ホイール１は、複数段階の研磨力を対象物の研磨面に安定して与えることが可能である。
【００１２】
研磨ホイール１は、外周面２ａで対象物Ｗの研磨面ＢＦ（図２参照）を研磨する部材である。研磨ホイール１は、中心軸線ＣＬを基準とした円筒状の部材である。図１及び図２に示すように、研磨ホイール１は、研磨部２と、芯部材３と、を備える。なお、以降の説明においては、中心軸線ＣＬが延びる方向を「軸方向」とする。中心軸線ＣＬと直交する方向を「径方向」とする。中心軸線ＣＬ周りの方向を「周方向」とする。
【００１３】
芯部材３は、研磨ホイール１の中央位置に設けられる部材である。芯部材３は、中心軸線ＣＬを基準とした円筒状の部材である。芯部材３は、研磨ホイール１を回転させるための軸部ＡＸ（図２参照）が挿通される部分である。芯部材３は、例えば、樹脂や金属などの剛性を有する材質によって構成される。
【００１４】
研磨部２は、芯部材３の外周に設けられ、不織布を含んで構成される部材である。研磨部２は、外周面２ａを対象物Ｗの研磨面ＢＦに面接触させた状態で回転することで、研磨面ＢＦを研磨する。研磨部２は、内周側に形成される内周部２Ａと、外周側に形成される外周部２Ｂと、を有する。外周部２Ｂは、外周面２ａから径方向に所定の厚みを有して形成される。外周部２Ｂは、周方向及び軸方向の全域にわたって、内周部２Ａを取り囲むように形成される。
【００１５】
図３（ａ）に示すように、外周部２Ｂは、不織布１１内に砥粒１２を含ませることで形成される。砥粒１２は、接着剤１３を介して不織布１１の繊維に保持されている。なお、接着剤１３は、不織布１１の繊維同士を結合させる機能も有する。このような構成により、外周部２Ｂは、対象物Ｗの研磨面ＢＦと接触したときに（図２参照）、砥粒１２で研磨面ＢＦを研磨することができる。図３（ｂ）に示すように、内周部２Ａは、砥粒１２を含まない不織布１１によって形成される。内周部２Ａの不織布１１には、砥粒１２が付着していない。なお、内周部２Ａは、不織布１１の繊維同士を結合するために接着剤１３が含まれてよい。なお、内周部２Ａには、全く砥粒１２が含まれていなくてよいが、後述のようなクッション機能を有する場合は、若干の砥粒１２が含まれていてもよい。
【００１６】
研磨部２に用いられる不織布として、例えば、ポリアミド（例えば、ポリカプロラクタムやポリヘキサメチルアジパミドから構成されるナイロン６及びナイロン６，６）、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン及びポリエチレン）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、及びポリカーボネートのような熱可塑性有機繊維から構成されたものを用いてよい。ナイロン及びポリエステル繊維から構成された不織布が一般に使用される。
【００１７】
繊維の太さは、一般に直径１９〜２５０μｍ程度である。配列された繊維は、交差、接触点が摩擦力、接着力等によって互いに結合されている。繊維同士の接着は上述のように接着剤１３が用いられてよいが、繊維自体が溶融することで行われてもよい。
【００１８】
砥粒１２は、公知のあらゆる研磨材、ならびにかかる材料の組み合わせおよび凝集物を含む。柔らかい研磨材としては、限定されないが、フリント、シリカ、軽石、および炭酸カルシウムなどの無機材料、ならびにポリエステル、ポリ塩化ビニル、メタクリレート、メチルメタクリレート、ポリカーボネート、およびポリスチレンなどの有機ポリマー材料、ならびに上記の材料のいずれかの組み合わせが挙げられる。硬い研磨材としては、限定されないが、酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウムおよび白色酸化アルミニウムなどの酸化アルミニウム、ならびに炭化ケイ素（シリコンカーバイド）、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、セリア、立方晶窒化ホウ素、ざくろ石、および上記の組み合わせが挙げられる。
【００１９】
接着剤１３は、熱硬化性接着剤の例としてエポキシ、メラミン、フェノール、イソシアネート及びイソシアヌレート樹脂の水性懸濁液及び有機溶剤溶液、あるいはＳＢＲ、ＳＢＳ、ＳＩＳなどのゴム系ポリマー溶液又は懸濁液を使用することも出来る。これらは浸漬コーティング法、ロールコーティング法、及びスプレーコーティング法等によって繊維に塗布し、硬化させて不織布とする。不織布の繊維同士を結合させる接着剤１３は、不織布１１の繊維と砥粒１２とを結合させる接着剤１３と異なるものでもよいし、同じものでもよい。同じ接着剤１３を用いる場合は、製法上、不織布１１の繊維同士の結合と、不織布１１の繊維と砥粒１２との結合を同時に行ってもよい。
【００２０】
次に、図２及び図４を参照して、内周部２Ａと外周部２Ｂとの関係性について更に詳細に説明する。上述のように、内周部２Ａは不織布１１の中に砥粒１２を含んでおらず、外周部２Ｂは不織布１１の中に砥粒１２を含んでいる。従って、研磨部２は、外周側に形成される硬い外周部２Ｂと、外周部２Ｂよりも柔らかい内周部２Ａと、を備えることとなる。これにより、研磨部２は、研磨を行う外周部２Ｂよりも内周側の位置に、クッション部材として機能する内周部２Ａを備える。従って、図２において仮想線で示すように、研磨部２の外周面２ａは、径方向における外側から相対的に力Ｆを受けると、内周部２Ａが変形し易くなる事に伴い、内周側へ変形し易くなる。
【００２１】
研磨部２の外周面２ａの半径（Ｒ０）は、特に限定されるものではないが例えば１０〜６００ｍｍや２０〜３００ｍｍ程度に設定される。芯部材３の外周面の半径は、特に限定されるものではないが例えば２〜４００ｍｍや３〜２００ｍｍ程度の範囲に設定される。研磨部２の軸方向の大きさ（幅）は、特に限定されるものではないが例えば５〜３０００ｍｍや１０〜１５００ｍｍ程度の範囲に設定される。
【００２２】
研磨部２の径方向の厚みを「厚みＲ１」とし、外周部２Ｂの径方向の厚みを「厚みＲ２」とする。このとき、研磨部２の厚みＲ１に対する外周部２Ｂの厚みＲ２の比率（＝Ｒ２×１００／Ｒ１）は、３％以上に設定されてよく、好ましくは５％以上に設定されてよく、１０％以上に設定されてもよい。これにより、外周部２Ｂが薄くなりすぎることによって、外周部２Ｂが早期に摩耗することや、割れ等が生じることを抑制できる。また、研磨部２は、最大研磨力を高くすることができる。ここでの最大研磨力とは、図７（ａ）においてに「ＭＧ」で示すように、研磨部２の対象物Ｗに対する押し付け増加に関わらず、対象物Ｗの粗さが略一定となるときの研磨力である。最大研磨力は、径方向の全域に砥粒１２が含まれる研磨部の最大研磨力（図７（ａ）のグラフＧ２の最大研磨力）と略同等となる。Ｒ２×１００／Ｒ１が所定の範囲の場合、図７のグラフＧ１のようにグラフが多段（グラフＧ１では二段）となる。すなわち最大研磨力の領域の他に、押し付け増加による粗さの変化の少ない領域（一段目研磨力ともよんでもよい）が現れる。つまり、複数段階の粗さ又は研磨量を一つのホイールで実現できる。また、当該比率は、６０％以下に設定されてよく、５０％以下に設定されてよく、４０％以下に設定されてよい。これにより、外周部２Ｂが厚くなりすぎることによって、研磨部２が変形しにくくなり、粗さの調整が行い難くなることを抑制できる。
【００２３】
最大研磨力は対象物や用途によっても異なる。研磨力は研磨量や粗さで示される。研磨量と粗さとは、同様の製法や材質の研磨材であれば相関関係にあり、たとえば砥粒径が大きい場合には研磨量が多く且つ粗いといった関係にあるが、例えば仕上げ用途であれば図７のように一般的には粗さで示され、粗研磨用途であれば一般的には研磨量で示される。そして、それらの下限値や上限値も異なる。いずれの用途についても、所定以上の最大研磨力の場合、最大研磨力と一段目研磨力との差がつき、グラフＧ１のような多段状の形状が明示的に現れる。すなわち、複数段階の研磨力を一つのホイールで実現しやすくなる。
【００２４】
研磨部２の外周部２Ｂのデュロメータ硬さは、８０以上であってよく、８５以上であってよく、９０以上であってよい。なお、デュロメータ硬さの測定方法は、JIS K 6253（ISO7619、ASTM D2240）に準拠している。より具体的には、幅５０ｍｍの研磨ホイール１をその半径方向が地面と水平になるように寝かせて、地面に対して鉛直方向（半径方向と直交する方向）から外周部２Ｂに、株式会社テクロック製のデュロメータGS-719Nを押し当てて測定した。これにより、研磨部２は、最大研磨力を高くすることができる。研磨部２の最大研磨力が高い場合、研磨力の調整代（複数段階）の幅が広くなる。研磨部２の外周部２Ｂの硬さは、不織布自体の硬さに加えて、当該外周部２Ｂに含まれる接着剤の種類及び量と砥粒の種類及び量によって調整される。また、外周部２Ｂの硬さは、当該外周部２Ｂに含まれる砥粒の量によっても調整される。例えば、接着剤としてウレタン樹脂を用いた場合とフェノール樹脂を用いた場合とを比較した場合、フェノール樹脂を用いた外周部２Ｂの方が、ウレタン樹脂を用いた外周部２Ｂよりも硬くなる。すなわち、最大研磨力は、フェノール樹脂を用いた外周部２Ｂの方がウレタン樹脂を用いた外周部２Ｂよりも高くなる。研磨部２の外周部２Ｂのデュロメータ硬さの上限は、特に限定されるものではない（なお、デュロメータ硬さは１００が限度である）。
【００２５】
次に、図４を参照して、研磨部２の層構成について説明する。図４（ａ）に示すように、研磨部２は、複数の不織布シート１０を積層することによって構成される。複数の不織布シート１０は、芯部材３に対し、径方向と略垂直をなす方向（すなわち、周方向か軸方向の何れかの方向）に積層される。本実施形態では、不織布シート１０は、芯部材３に対し、周方向に積層される。複数の不織布シート１０は、芯部材３の外周面から径方向における外側へ向かって、放射状に広がる。周方向において隣合う不織布シート１０同士は、隙間無く、互いに密着した状態で配置されている。このように、周方向に互いに密着した不織布シート１０が、周方向における全周にわたって設けられる。
【００２６】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ矢印の方向から見た断面図である。図４（ｂ）に示すように、一枚あたりの不織布シート１０は、径方向及び軸方向に広がる。内周部２Ａ及び外周部２Ｂは、互いに異なる不織布シート１０に分断されておらず、一枚の不織布シート１０内で、内周部２Ａに該当する領域と外周部２Ｂに該当する領域とが形成されている。すなわち、径方向においては、内周部２Ａを構成する不織布１１と外周部２Ｂを構成する不織布１１とは、一体的に構成されている（図４（ｂ）全体の斜線はこの旨を示している）。
【００２７】
次に、図５を参照して、本実施形態に係る研磨ホイール１の製造方法について説明する。図５は、本実施形態に係る研磨ホイール１の製造方法を示す概念図である。図５の最も左側の図に示すように、まず、複数の不織布シート１０を重ね合わせることで、研磨部２の母材１７を形成する。この母材１７を芯部材３の外周面に沿って配置する。母材１７の内周面は、芯部材３の外周面に接着される。そして、母材１７の両端面を接着して互いに固定することで、図５の左から二番目に示す図のように、芯部材３の外周面に円筒状に構成された母材１７を固定する。このような工程が、複数の不織布シート１０を芯部材３に対し、周方向に積層する工程に該当する。
【００２８】
次に、図５の左から三番目に示す図のように、母材１７の外周面付近の部分のみに対し、砥粒１２及び接着剤を含むペーストＰを付着させる。ペーストＰは流動性のある液状であることが好ましい。具体的には、母材１７の外周面付近のみを容器内のペーストＰに浸漬させ、芯部材３を回転させる。これにより、母材１７の外周面付近の全周にわたって、不織布に砥粒１２が入り込んだ構成となる。ただし、回転させることで全周に浸漬させるのでなく、周の一部にだけ（たとえば縞状や島状に）浸漬させた構成にすることもあり得る。
【００２９】
ここで、図６に示すように、製造方法は、互いに周方向に隣合う不織布シート１０同士の間に隙間ＳＰを形成する工程と、隙間ＳＰが形成されたそれぞれの不織布シート１０の外周縁部に対して砥粒を含ませる工程と、を備える。
【００３０】
図６に示すように、具体的には、容器の底部５０には、突出部５１が形成される。回転する不織布シート１０の外周縁部は、突出部５１と干渉することで、周方向において隣合う別の不織布シート１０から離間する。これにより、突出部５１と干渉する不織布シート１０と、他の不織布シート１０との間に隙間が形成される。その状態から更に回転が進むと、突出部５１と干渉していた不織布シート１０は、当該突出部５１を乗り越える。そして、当該乗り越えた不織布シート１０は、次に突出部５１と干渉する不織布シート１０との間で隙間ＳＰを形成する。
【００３１】
突出部５１は、容器の底部５０に形成されているため、不織布シート１０間の隙間ＳＰが形成された箇所は、ペーストＰで満たされている。従って、不織布シート１０間の隙間ＳＰには、ペーストＰが砥粒と共に入り込む。これにより、不織布シート１０の外周縁部に対して、十分に砥粒が入り込む。
【００３２】
図５に戻り、左から四番目に示す図のように、ペーストＰを塗布した後、研磨部２を回転させることで過剰なペーストＰを除去する。図５の最も右側の図のように、ペーストＰを乾燥させることで、研磨部２は、砥粒を含む外周部２Ｂと、砥粒を含まない内周部２Ａとを有する。
【００３３】
次に、本実施形態に係る研磨ホイール１の作用・効果について説明する。
【００３４】
研磨ホイール１は、不織布１１を含んで構成される研磨部２を備える研磨ホイール１であって、研磨部２は、外周側において不織布１１内に砥粒１２を含ませることで形成される外周部２Ｂと、砥粒１２を含まない不織布１１によって形成される内周部２Ａと、を有し、径方向における研磨部の厚みに対する外周部の厚みの比率は、３〜６０％である。
【００３５】
研磨部２は、外周側において不織布１１内に砥粒１２を含ませることで形成される外周部２Ｂと、砥粒１２を含まない不織布１１によって形成される内周部２Ａと、を有する。内周部２Ａは、砥粒１２を含まない不織布１１によって形成されるため、外周部２Ｂよりも柔らかい。研磨部２を対象物Ｗに押し付けたとき、内周部２Ａが変形することで、外周部２Ｂに対するクッションとして機能する。このため、研磨部２の押し付け量に対する研磨力の立ち上がりが緩やかになる。この場合、研磨部２は、押し付け量を調整することで、対象物Ｗの研磨面の粗さを調整することができる。また、径方向における前記研磨部の厚みに対する前記外周部の厚みの比率は、３〜６０％である。当該比率が３％以上であるため、外周部２Ｂが薄くなりすぎることによって、外周部２Ｂが早期に摩耗することや、割れ等が生じることを抑制できる。また、研磨部２は、最大研磨力を高くすることができる。当該比率が６０％以下であるため、外周部２Ｂが厚くなりすぎることによって、研磨部２が変形しにくくなり、粗さの調整が行い難くなることを抑制できる。
【００３６】
例えば、図７（ａ）は、実施形態に係る研磨ホイール１及び比較例に係る研磨ホイールの研磨力の変化を示すグラフである。比較例に係る研磨ホイールは、全域に砥粒が含まれる研磨部を有する。すなわち、比較例に係る研磨ホイールは、本実施形態の研磨部２の内周部２Ａのように、クッションとして機能する箇所を有していない。横軸の「深さ」とは、押し付けの深さの量（押し付け量）を示しており、研磨部２を対象物Ｗに対してどの程度押し付けたかを示す値である。研磨ホイール１の外周部２Ｂが対象物Ｗと触れるときが０であり、研磨ホイール１の中心から対象物Ｗまでの距離が近づくにつれて数値が大きくなる。縦軸は、研磨部２によって研磨された対象物Ｗの面の研磨面ＢＦの粗さを示しており、研磨部２の研磨力を示す値である。グラフＧ１は、実施形態に係る研磨ホイール１で研磨を行ったときの結果を示し、グラフＧ２は、比較例に係る研磨ホイールで研磨を行ったときの結果を示す。
【００３７】
グラフＧ２に示すように、比較例に係る研磨ホイールの研磨力は、押し付け量を僅かでも大きくすると、直ちに最大研磨力まで上昇する。この場合、押し付け量を調整することで研磨力を調整することができない。一方、グラフＧ１に示すように、実施形態に係る研磨ホイール１の研磨力は、押し付け量が少ない状態では緩やかに立ち上がる。グラフＧ１には、「ＦＧ」で示されるように、押し付け量の増加に対して研磨力が略変化しない箇所が形成される。更に押し付け量を増加させると、徐々に研磨力が上昇し、最大研磨力に到達したら研磨力が略一定となる。
【００３８】
研磨ホイール１の押し付け量と研磨力がグラフＧ１のような関係を有するため、次のような研磨ホイール１の用い方をすることができる。対象物Ｗを研磨するとき、まず、図７（ｃ）に示すように、対象物Ｗに対する研磨ホイール１の押し付け量を大きくした状態にて研磨を行う。この場合、研磨ホイール１は、研磨力が大きい状態（図７（ａ）のグラフＧ１のＭＧ参照）にて研磨を行うことができる（たとえば粗仕上げをすることができる）。次に、図７（ｂ）に示すように、対象物Ｗに対する研磨ホイール１の押し付け量を小さくした状態にて研磨を行うことで、研磨ホイール１は、研磨力が小さいが粗さには細かい状態（図７（ａ）のグラフＧ１のＦＧ参照）にて研磨を行うことができる（たとえば細か仕上げをすることができる）。このような使い方によれば、研磨ホイール１は、粗仕上げと細か仕上げのための研磨ホイールをそれぞれ準備することなく、一つの研磨ホイール１のみで仕上げ研磨を行うことができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る研磨ホイール１は、研磨を行うための外周部２Ｂに比べて、内周部２Ａに含まれる砥粒１２が少ない（あるいは砥粒１２が無い）。従って、研磨ホイール１に用いられる砥粒１２の量を抑制できるため、製造コストを抑制することができる。
【００４０】
また、研磨ホイール１の研磨部２は、クッションとして機能する内周部２Ａを有している。従って、研磨を行う研磨部２は、ある程度、対象物Ｗの研磨面ＢＦの形状に追従することができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る研磨ホイール１は、不織布１１を含んで構成される研磨部２を備える研磨ホイール１であって、研磨部２は、外周側に形成される外周部２Ｂと、外周部２Ｂよりも柔らかい内周部２Ａと、を有し、径方向における研磨部の厚みに対する外周部の厚みの比率は、３〜６０％である。
【００４２】
内周部２Ａは、外周部２Ｂよりも柔らかい。研磨部２を対象物Ｗに押し付けたとき、内周部２Ａが変形することで、外周部２Ｂに対するクッションとして機能する。これにより、上述で説明したものと同様な作用・効果を得ることができる。
【００４３】
研磨部２は、複数の不織布シートを積層することによって構成され、複数の不織布シートは、径方向と略垂直をなす方向に積層される。例えば、長尺の不織布シートを芯部材に対して螺旋状に巻き付けた場合、不織布シートは径方向に積層される。これに対し、本実施形態に係る研磨ホイール１では、不織布シート１０が径方向と略垂直をなす方向に積層される。
【００４４】
不織布シート１０は、周方向に積層される。すなわち、不織布シート１０は、芯部材３に対して放射状をなすように設けられる。この場合、図８に示すように、不織布シート１０が軸方向に積層される場合と異なり、研磨ホイール１を軸方向に移動させながら研磨しなくとも、研磨面ＢＦに不織布シート１０間の境界部と対応する位置に筋が残ることを防止できる。
【００４５】
外周部２Ｂのデュロメータ硬さは８０以上である。この場合、外周部２Ｂの最大研磨力が低下することを抑制できる。
【００４６】
外周部２Ｂの不織布１１は、砥粒１２として炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化アルミのいずれかを含む。この場合、所定の研磨力が得られる。
【００４７】
本実施形態の一形態に係る研磨ホイール１の製造方法は、芯部材３と、芯部材３の外周に設けられ、複数の不織布シート１０を積層することによって構成される研磨部２と、を備える研磨ホイール１の製造方法であって、複数の不織布シート１０を周方向に積層する工程と、互いに周方向に隣合う不織布シート１０同士の間に隙間を形成する工程と、隙間が形成されたそれぞれの不織布シートの１０外周縁部に対して砥粒１２を含ませる工程と、を備える。
【００４８】
このように、不織布シート１０同士の間に隙間を形成することで、砥粒１２が不織布シート１０に入り込み易い状態とすることができる。そして、当該隙間が形成された状態の不織布シート１０に砥粒１２を含ませることで、不織布シート１０に砥粒１２が入り込み易くなる。
【００４９】
上述の実施形態では、不織布シート１０は、周方向に積層されていた。これに代えて、不織布シート１０は、軸方向に積層されてもよい。例えば、図８（ｃ）（ｅ）に示すように、ディスク状の複数の不織布シート２０を軸方向に重ね合わせることで研磨部２を形成してもよい。
【００５０】
この場合、図８（ａ）〜（ｃ）に示す製造方法と、図８（ｄ），（ｅ）に示す製造方法が挙げられる。一方の製造方法では、図８（ａ）に示すように、ディスク状の不織布シート２０に対して、外周部２０Ａに対応する位置にのみ、研磨材（砥粒１２及び接着剤を含む）をスプレーなどによって塗布する。その後、図８（ｂ）に示すように、ディスク状の不織布シート２０の全面に対して接着剤を塗布する。次に、図８（ｃ）に示すように、接着剤が塗布された複数の不織布シート２０を軸方向に積層する。他方の製造方法では、図８（ｄ）に示すように、ディスク状の不織布シート２０に対して、外周部２０Ａに対応する位置にのみ、研磨材（砥粒１２及び接着剤を含む）をスプレーなどによって塗布する。その後、図８（ｅ）に示すように、複数の不織布シート２０を軸方向に積層し、ホルダ２５で軸方向の両側から保持する。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、図１０を参照して、第２実施形態に係る研磨ホイール１００について説明する。この研磨ホイール１００は、砥粒の量を抑制して製造コストを抑制しつつも、要求に応じた研磨性能の調整を容易にするとともに、研磨が進行して外周部２Ｂが削れても研磨性能を安定させることができるものである。
【００５２】
具体的に、研磨ホイール１００の研磨部２は、内周部２Ａ及び外周部２Ｂに加え、外周部２Ｂと内周部２Ａとの間に当該外周部２Ｂ及び内周部２Ａとは異なる層として中間部２Ｃを有する。
【００５３】
研磨部２の径方向の厚みを「厚みＲ１」とし、中間部２Ｃの径方向の厚みを「厚みＲ３」とする。このとき、研磨部２の厚みＲ１に対する中間部２Ｃの厚みＲ３と外周部２Ｂの厚みＲ２との和の比率（＝（Ｒ３＋Ｒ２）×１００／Ｒ１）は、３％以上に設定されてよく、好ましくは５％以上に設定されてよく、１０％以上に設定されてもよい。
【００５４】
中間部２Ｃは、少なくとも樹脂材料を含む。樹脂材料として、前述の接着剤１３で例示した材料と同趣旨の材料を採用することができる。外周部２Ｂと中間部２Ｃとは、同じ樹脂材料を含んでよい。あるいは、外周部２Ｂと中間部２Ｃとで異なる樹脂材料を含んでもよい。
【００５５】
中間部２Ｃの硬さについて説明する。中間部２Ｃの硬さは、研磨ホイール１００に要求される研磨性能などに応じて、適宜設定されてよい。中間部２Ｃは、内周部２Ａよりも硬くてよい。中間部２Ｃのデュロメータ硬さは、内周部２Ａに比して、たとえば＋１以上であってもよく、＋３以上であってもよく、＋５以上であってもよい。この場合、中間部２Ｃは、内周部２Ａよりも強固に外周部２Ｂを支持することができる。例えば、研磨開始時と、長時間の研磨を行った後とでは、外周部２Ｂの硬さなどの状態は変化する。中間部２Ｃは、内周部２Ａよりも強固に外周部２Ｂを支持することで、外周部２Ｂの変化の影響を低減することができる。これにより、研磨ホイール１００の研磨性能の安定化を図ることができる。
【００５６】
中間部２Ｃは、外周部２Ｂよりも硬くても、柔らかくても、同じ硬さであってもよい。しかし、中間部２Ｃが外周部２Ｂよりも硬い場合は、硬い中間部２Ｃは、柔らかい外周部２Ｂが研磨時に必要以上に内周側へ変形しようとする場合に、外周部２Ｂを下支えすることで、当該変形を抑制することができる。なお、中間部２Ｃを外周部２Ｂよりも硬くする場合は、中間部２Ｃのデュロメータ硬さは、外周部２Ｂに比して、たとえば＋１以上であってもよく、＋３以上であってもよく、＋５以上であってもよい。
【００５７】
外周部２Ｂに潤滑剤が含まれると、中間部２Ｃが外周部２Ｂを下支えする効果はより顕著となる。潤滑剤は、粉状のものであっても液状のものであってもよい。潤滑剤は、研磨中の「スミア（ｓｍｅａｒ）」を抑制するための材料（スミアリング抑制材）として機能する。一般的に望ましくないスミアリングは、外周部２Ｂの樹脂材料と接触しているワークピースが十分に熱くなって、外周部２Ｂの樹脂材料の一部が軟化してワークピースに移るときに生じる恐れがある。このように、外周部２Ｂに潤滑剤を入れるとスミアリングを抑制することはできるものの、外周部２Ｂが柔らかくなる。この場合、硬い中間部２Ｃは、潤滑剤の影響で柔らかくなった外周部２Ｂが研磨時に必要以上に内周側へ変形することを抑制できる。
【００５８】
潤滑剤としては、脂肪酸の金属塩（例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛）、固体潤滑剤（例えば、（ポリ）テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、グラファイトおよび二硫化モリブデン）、鉱油およびワックス、カルボン酸エステル（例えば、ステアリン酸ブチル）、ポリ（ジメチルシロキサン）ガムおよびこれらの組み合わせが例示される。かかる潤滑剤およびその市販の源は業界で公知である。
【００５９】
第２実施形態に係る研磨ホイール１００の製造方法について、説明する。まず、図５に示すように、母材１７の外周面付近にペーストＰを付着させる場合について説明する。この場合、まず、中間部２Ｃを形成するための樹脂材料に係るペーストＰを母材１７に付着させる。その後に、外周部２Ｂを形成するための樹脂材料に係るペーストＰを母材１７に付着させる。二回目の付着工程では、中間部２Ｃに対応する部分にはペーストＰが付着しないようにし、外周部２Ｂに対応する部分に対してのみ、ペーストＰを付着させる。
【００６０】
図８に示す方法を用いて第２実施形態に係る研磨ホイール１００を製造してもよい。この場合は、外周部２Ｂに対応する部分に対し、当該外周部２Ｂの樹脂材料を塗布し、中間部２Ｃに対応する部分に対し、当該中間部２Ｃの樹脂材料を塗布する。
【００６１】
以上のように、第２実施形態に係る研磨ホイール１００において、研磨部２は、外周側に形成される外周部２Ｂと、外周部２Ｂよりも柔らかい内周部２Ａと、外周部２Ｂと内周部２Ａとの間に外周部２Ｂ及び内周部２Ａとは異なる層であって、少なくとも樹脂材料を含む中間部２Ｃと、を有する。
【００６２】
研磨部２が内周部２Ａ及び外周部２Ｂのみを有している場合、要求される研磨性能に応じて調整できるパラメータは、二層分の大きさ及び材質だけとなるが、中間部２Ｃを有していれば、当該中間部２Ｃの大きさ及び材質も調整可能となる。従って、研磨ホイール１００は、要求される研磨性能に応じて、調整が容易となる。なお、研磨ホイール１００は、さまざまな要求に応じて対応可能であるため、例えば、第１実施形態のように粗仕上げと細か仕上げのような二段階での研磨が求められない場合は、図７（ａ）におけるグラフＧ２のような研磨性能が要求される場合があってもよい。第２実施形態に係る研磨ホイール１００は、このような一段階での研磨において要求される研磨性能に対しても、対応することができる。
【００６３】
また、第２実施形態に係る研磨ホイール１００においても、研磨を行うための外周部２Ｂに比べて、内周部２Ａに含まれる砥粒１２が少ない（あるいは砥粒１２が無い）。従って、研磨ホイール１００に用いられる砥粒１２の量を抑制できるため、製造コストを抑制することができる。
【００６４】
中間部２Ｃは、内周部２Ａよりも硬くてよい。この場合、研磨開始時における外周部２Ｂと研磨が進んだ後の外周部２Ｂとで硬さが変化するとしても、中間部２Ｃが外周部２Ｂを支持することで、研磨性能を安定させることができる。
【００６５】
中間部２Ｃは、外周部２Ｂよりも硬くてよい。この場合、外周部２Ｂが柔らかい場合であっても、当該外周部２Ｂを下支えして、内周側へ変形しすぎることを抑制できる。
【００６６】
外周部２Ｂには、潤滑剤が含まれてよい。潤滑剤は、例えばスミアリング抑制材として機能する。また、潤滑剤が含まれる場合、外周部２Ｂが柔らかくなり易いが、中間部２Ｃが下支えすることで、スミアリングを抑制しつつ高い研磨性能を発揮できる。
【００６７】
外周部２Ｂと中間部２Ｃとは、同じ樹脂材料を含んでよい。この場合、製造が容易となる。また、外周部２Ｂ及び中間部２Ｃを形成するときに、異なる樹脂が混ざらなくなるため、製品安定性が向上する。
【００６８】
［実施例］
次に、実施例について説明するが、本開示に係る研磨ホイールは以下の研磨ホイールに限定されるものではない。
【００６９】
実施例１〜４に係る研磨ホイールと、比較例に係る研磨ホイールを準備した。実施例１〜４及び比較例の研磨ホイールは、全体の半径が１５２．５ｍｍ、研磨部全体の径方向の厚みが８４ｍｍ、軸方向の寸法（研磨ホイールの幅）が５０ｍｍであった。そして、実施例１の研磨ホイールの外周部の径方向の厚みが５ｍｍ（比率は５．９％）であった。実施例２の研磨ホイールの外周部の径方向の厚みが１０ｍｍ（比率は１１．９％）であった。実施例３の研磨ホイールの外周部の径方向の厚みが２０ｍｍ（比率は２３．８％）であった。実施例４の研磨ホイールの外周部の径方向の厚みが３０ｍｍ（比率は３５．７％）であった。比較例の研磨ホイールは外周部及び内周部を有さず、研磨部全体に砥粒が含まれていた（比率は１００％）。
【００７０】
実施例１〜４及び比較例の研磨ホイールのその他の条件は、次の通りである。すなわち、砥粒を保持するための接着剤はフェノール樹脂を主成分とするものであった。砥粒の材質は、炭化ケイ素であった。不織布シートは、周方向に積層されていた。外周部には、１６２ｇｒの量の砥粒が含まれていた。内周部には不織布に砥粒が含まれていなかった。このような研磨ホイールの外周部のデュロメータ硬さについては、比較例は９３．２、実施例１は９０．４、実施例２は９２．１、実施例３は９２．６、実施例４は９３となった。また、深さを変化させながらＪＩＳ  Ｇ  ３１４１準拠のＳＰＣＣ−ＳＢ（冷間圧延鋼板・標準硬度・ブライト仕上げ）という材質の対象物を研磨した。平面研磨機の条件を「ホイール回転速度：２０００ｒｐｍ、テストワーク送り速度：１ＭＰＭ、潤滑剤：水」とした。その研磨面の粗さを測定した。測定結果を図９に示す。
【００７１】
図９の実験は、第１実施形態に係る研磨ホイールに特有の効果を確認するため、複数段階の研磨力を対象物の研磨面に安定して与えられるかの観点で観察している。ここで第２実施形態に係る研磨ホイールは、図９の実験では図９の「比較例」と近いカーブを示すものが含まれるが、かといって、第２実施形態の効果が否定されず、第２実施形態を本発明の範囲から除外するものではない。
【符号の説明】
【００７２】
１，１００…研磨ホイール、２…研磨部、２Ａ…内周部、２Ｂ…外周部、２Ｃ…中間部、３…芯部材、１０…不織布シート、１１…不織布、１２…砥粒。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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