(57)【要約】      （修正有）【課題】使用によりダイヤモンド砥粒が摩耗し、切れ味が悪くなったダイヤモンド研磨工具について、再度ダイヤモンド砥粒を突出させ、再使用可能とするダイヤモンド研磨工具の再生方法を提供する。【解決手段】再生すべきダイヤモンド研磨工具１を電源器６の陽極側若しくは交流電源の一極に接続し、電解液を含浸し含水性物質を介在させた電極４を対極として、通電することによって、含水性物質の膜作用により、ダイヤモンド研磨工具１と対極との間で電解作用を生起させてダイヤモンド研磨工具１を再生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に多数のダイヤモンド砥粒が固着されたダイヤモンド研磨工具の再生方法であって、使用により摩耗、変形したダイヤモンド研磨工具の基材を電源器の陽極側若しくは交流電源の一極に接続すると共に、天然又は合成、人造繊維よりなる織布若しくは不織布よりなる含水性物質を介在させ、同含水性物質に電解液を含浸せしめた電極を対極として通電し、含水性物質の膜作用により、基材と対極との間で電解作用を生起させて基材表面を溶解させ、ダイヤモンド砥粒を突出させることを特徴とするダイヤモンド研磨工具の再生方法。
【請求項２】
基材に多数のダイヤモンド砥粒が固着されたダイヤモンド研磨工具の再生方法であって、使用により摩耗、変形したダイヤモンド研磨工具の基材を電源器の陰極側に接続すると共に、天然又は合成、人造繊維よりなる織布若しくは不織布よりなる含水性物質を介在させ、同含水性物質に電解液を含浸せしめた電極を対極として通電し、基材に付着している酸化物や不純物を剥離させる前処理を行い、次いで基材を電源器の陽極側に切り替え接続すると共に対極を陰極として通電し、含水性物質の膜作用により、基材と対極との間で電解作用を生起させて基材を溶解することにより、ダイヤモンド砥粒を突出させることを特徴とするダイヤモンド研磨工具の再生方法。
【請求項３】
電極は、基材と略相似形であり、天然又は合成、人造繊維よりなる織布若しくは不織布よりなる含水性物質を介在させ、同含水性物質に電解液を含浸せしめた該電極を基材の表面に載置して前記含水性物質の膜作用により、基材と電極との間で電解作用を生起させて基材を溶解し、ダイヤモンド砥粒を突出させることを特徴とする請求項１ないし請求項２記載のダイヤモンド研磨工具の再生方法。
【請求項４】
電極は、小片であって、天然又は合成、人造繊維よりなる織布若しくは不織布よりなる含水性物質を介在させ、同含水性物質に電解液を含浸せしめた該電極を基材の表面に当て摺動させるか、或いは該電極を固定し、基材を回転させることで前記含水物質の膜作用により、基材と電極との間で電解作用を生起させて基材を溶解し、ダイヤモンド砥粒を突出させることを特徴とする請求項１ないし請求項２記載のダイヤモンド研磨工具の再生方法。
【請求項５】
電解液は、硫酸、燐酸、硝酸夫々のナトリウム、カリウム、アンモニウムの各単独若しくは二種以上混合の水溶液からなる略中性の電解液であることを特徴とする請求項１ないし４記載のダイヤモンド研磨工具の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、使用することによって切れ味の悪くなった、ダイヤモンド研磨工具を簡単に再生することのできる、ダイヤモンド研磨工具の再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  ダイヤモンド研磨工具、特に電着ダイヤモンド研磨工具は、ダイヤモンド砥粒を均一に配置し、これを金属ニッケルで結合し、ダイヤモンド砥粒の先端高さを高精度に揃えて製造しており、セラミックスや光学レンズあるいは超合金部品等の精密加工に利用されている。【０００３】  これらのダイヤモンド研磨工具は長時間使用していると、ダイヤモンド砥粒が脱落したり、摩耗などにより切れ味が落ち、仕上り性が悪くなってついには廃棄されているのが一般的である。
しかしながら、一部においてはニッケルメッキを剥離して、ダイヤモンド砥粒を再度電着する方法、ニッケル基合金からなるツルーイング工具をダイヤモンド研磨工具の研削面に一定の圧力、速度で押しつけて研削し砥石の研削面を平坦にする形状修正効果と共に砥石の刃先面の目立てを行う方法、あるいは、インプロセスにおいて弱導電性の電解液を噴出させながら電解ドレッシングを行う方法、その他エッチングや機械加工により再生する方法等種々提案されている。【０００４】  特許文献１及び２には、導電性を有する砥石を、被加工物の研削加工中いわゆるインプロセスにおいて、砥石と電極との間に弱導電性の液体を流出させ、砥石と導電性液体とに電圧を印加して、その間の電解効果により砥石をドレッシングし、ダイヤモンド砥粒を突出させる技術が開示されている。【０００５】  また、特許文献３には、ダイヤモンド砥粒の脱落がなく、使用後のダイヤモンドの凹凸形状が摩耗で変形しても、再生して何度でも使用できるダイヤモンド研磨工具及びダイヤモンド研磨工具の再生方法として、ダイヤモンド製平板の表面の一部に切れ刃となる凹凸形状を形成したダイヤモンド研磨工具と、研磨使用後に摩耗により変形した凹凸形状をエッチング加工や機械加工で再生する方法が開示されている。【０００６】
【特許文献１】特開平０１−１８８２６６号公報
【特許文献２】特開平０２−２５０７２０号公報
【特許文献３】特開２００８−６５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  特許文献１及び特許文献２に記載の発明は、研削加工中に砥粒間に研削屑が目詰まりを起こして平滑になった場合や、摩耗した場合において、回転する研削加工機械上で、回転砥石と砥石の近傍に配設された電極との間に弱導電性液体を供給して回転砥石と弱導電性液体とに電圧を印加することで、電解作用を起こさせダイヤモンド砥粒を突出させる方法であり、導電性液体は連続的に供給し続けなければ電解作用が停止する。
また砥石が回転しているのでダイヤモンド砥粒が脱落している個所や摩耗、変形の激しい個所のみをターゲットとして再生することが困難である。また砥石の回転により導電性液体が加工機械周囲に飛散し、機械本体を腐食させるという問題があった。
また、砥石が回転しているため導電性の液膜が砥石に対して均一でなく、エッジ部分に電流が集中し易く、砥石表面金属部のエッジ部分が溶解され易く、均一性に欠ける懸念がある。
更にこれらの方法では脱落したダイヤモンド砥粒や付着物が、循環するクーラントに混入し、ワークの加工面を傷つける恐れがある。脱落した砥粒のクーラントへの混入を防止する為には、循環ラインにヘッパーフィルター等を設置する必要があり、設備が高価になるという問題があった。【０００８】  特許文献３記載のダイヤモンド研磨工具の再生方法は、ダイヤモンド微粒の脱落がなく、使用後に凹凸形状が摩耗で変形しても、凹凸形状をエッチングや機械加工により、再加工することで何度でも再生できる利点を有しているが、基板そのものがダイヤモンド製平板であり、その一部として切れ刃となる凹凸形状を形成し、この凹凸形状をエッチングや機械加工により再加工することにより再生するものであるから、基板そのものが高価であるという課題がある。【０００９】  本発明は、ダイヤモンド研磨工具が使用することによって、脱落や摩耗、目詰まりした場合においても、基材にはダイヤモンド砥粒が埋もれている事実に鑑み、電源器の一極に接続したダイヤモンド研磨工具と、含水性物質を被覆し電解液を含浸させた対極との間で電解作用を生起させ電解研磨することで、基材表面にダイヤモンド砥粒を突出させ、短時間で簡単に再生することのできるダイヤモンド研磨工具の再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  請求項１記載の発明は、基材に多数のダイヤモンド砥粒が固着されたダイヤモンド研磨工具の再生方法であって、使用により摩耗、変形したダイヤモンド研磨工具の基材を電源器の陽極側若しくは交流電源の一極に接続すると共に、天然又は合成、人造繊維よりなる織布若しくは不織布よりなる含水性物質を介在させ、同含水性物質に電解液を含浸せしめた電極を対極として通電し、含水性物質の膜作用により、基材と対極との間で電解作用を生起させて基材表面を溶解させ、ダイヤモンド砥粒を突出させることを特徴とするダイヤモンド研磨工具の再生方法である。【００１１】  請求項２記載の発明は、基材に多数のダイヤモンド砥粒が固着されたダイヤモンド研磨工具の再生方法であって、使用により摩耗、変形したダイヤモンド研磨工具の基材を電源器の陰極側に接続すると共に、天然又は合成、人造繊維よりなる織布若しくは不織布よりなる含水性物質を介在させ、同含水性物質に電解液を含浸せしめた電極を対極として通電し、基材に付着している酸化物や不純物を剥離させる前処理を行い、次いで基材を電源器の陽極側に切り替え接続すると共に対極を陰極として通電し、含水性物質の膜作用により、基材と対極との間で電解作用を生起させて基材を溶解することにより、ダイヤモンド砥粒を突出させるダイヤモンド研磨工具の再生方法を特徴とする。【００１２】  請求項３記載の発明は、電極は、基材と略相似形であり、天然又は合成、人造繊維よりなる織布若しくは不織布よりなる含水性物質を介在させ、同含水性物質に電解液を含浸せしめた該電極を基材の表面に載置して前記含水性物質の膜作用により、基材と電極との間で電解作用を生起させて基材を溶解し、ダイヤモンド砥粒を突出させることを特徴とする請求項１ないし請求項２記載のダイヤモンド研磨工具の再生方法である。【００１３】  請求項４記載の発明は、電極は、小片であって、天然又は合成、人造繊維よりなる織布若しくは不織布よりなる含水性物質を介在させ、同含水性物質に電解液を含浸せしめた該電極を基材の表面に当て摺動させるか、或いは該電極を固定し、基材を回転させることで前記含水物質の膜作用により、基材と電極との間で電解作用を生起させて基材を溶解し、ダイヤモンド砥粒を突出させることを特徴とする請求項１ないし請求項２記載のダイヤモンド研磨工具の再生方法である。【００１４】  請求項５記載の発明は、電解液は、硫酸、燐酸、硝酸夫々のナトリウム、カリウム、アンモニウムの各単独若しくは二種以上混合の水溶液からなる略中性の電解液であることを特徴とする請求項１ないし４記載のダイヤモンド研磨工具の再生方法である。
【発明の効果】
【００１５】  請求項１記載の発明によれば、ダイヤモンド研磨工具の基材と略相似形を有するリング状の電極を配設し、基材と電極との間に電解液を含浸させた含水性物質を介在させた状態で基材と電極との間で電解作用を生起させるものであるから、含水性物質の膜作用により、陰極側では還元反応が起こるが、陽極側においては酸化反応により基材の金属部分が溶解し、基材に埋もれているか、あるいは、微量に突出しているダイヤモンド砥粒を電気量を制御することにより必要な量だけ突出させ、再生させることができる。また設備も簡単で安価であるという利点を有する。【００１６】  請求項２記載の発明は、ダイヤモンド研磨工具が汚染されたり、不純物が付着している場合に特に有効で、先ず基材を電源器の陰極側に、電解液を含浸させ含水性物質を介在させた電極を対極として通電することにより、含水性物質の膜作用で陰極側において、酸化物の還元溶解、あるいは水素ガスによる付着物の剥離、還元反応等が起こり、基材表面に付着している不純物等を剥離、清浄化させる。
次いで、極性を入れ替え、基材を陽極側に含水性物質を介在させた電極を陰極側に接続すると、含水性物質の膜作用による酸化反応が起こり、基材表面が溶解され容易にダイヤモンド砥粒を突出させ再生させることができる。【００１７】  請求項３記載の発明によれば、電極は基材と略相似形であると共に、電極に合せた含水性物質を被覆介在させるので、砥粒付着個所のみを溶解し、且つ基材全体を一度に溶解させダイヤモンド砥石を突出させることができる。【００１８】  請求項４記載の発明によれば、電極は小片であり絶縁性のハンドグリップの先端に取り付けられた小片電極に含水性物質を被覆し、電解液を含浸させた状態で基材に軽く押し当て、再生すべきダイヤモンド研磨工具の基材の局部を軽く摺動しながら電解作用を生起させ、続いて局部を順次移動させながらダイヤモンド研磨工具を全体を電解研磨するものであるから、局部的にダイヤモンド砥粒の突出状況を観察でき、突出の度合いに応じて、必要な個所を何度でも自由に電解作用を生起させ得るという効果を奏する。【００１９】  請求項５記載の発明によれば、電解液は中性の電解液であり且つ天然又は合成、人造繊維よりなる織布若しくは不織布よりなる含水性物質に電解液を含浸させ、電解作用を生起させるものであるから、電解廃液処理の心配が無く、電解後は基材部分を拭き取るか、あるいは、軽く水洗する程度で良好な状態を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  以下、本発明に係るダイヤモンド研磨工具の再生方法の実施の形態について図面を基に説明する。【００２１】    図１は、本発明に係る第一の実施の形態を表わす部分断面の概略説明図で、図１（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は平面図を示す。
１はダイヤモンド研磨工具の母材、２は母材１の上部にあるリング状の基材で、ニッケルメッキ等により多数のダイヤモンド砥粒３が固着され、電源器６の陽極側に接続されている。４は基材と略相似形の電極で電源器の陰極側に接続されている。
５は基材と略相似形の天然又は合成、人造繊維よりなる織布若しくは不織布よりなる耐熱性の含水物質で、基材２と電極４との間に載置されている。【００２２】  使用により切れ味の悪くなったダイヤモンド研磨工具を用意し、同ダイヤモンド研磨工具の基材２の上面に電解液を含浸させた含水性物質５を載置し、その上に電極４を配設する。この場合、電極４全体を予め含水性物質５で被覆させた形式のものでも良い。
含水性物質５に電解液を含浸させた状態で基材２を電源器６の陽極側若しくは交流電源の一極に接続し、電極４を対極として通電すると、電気的絶縁と電解液の保持材及び隔膜の役目をなす含水性物質５の膜作用により、基材２と電極４との間で電解作用が起こり、基材２の金属部分が溶解し、基材２に埋もれていたダイヤモンド砥粒３、あるいは、微量に突出していたダイヤモンド砥粒３が突出する。所定の時間保持し電解作用を生起させるか、若しくは電解作用を繰り返し行うことで、必要な量だけダイヤモンド砥粒３を突出させ再生させることができる。【００２３】  図２は第二の実施の形態を示す概略説明図で、１１はダイヤモンド研磨工具の母材、１２はダイヤモンド砥粒１３が埋め込まれた基材、１４は絶縁性のハンドグリップ１７の先端に取り付けられた筒型の小片電極で、含水性物質１５で被覆されている。
基材１２を電源器１６の陽極側に、電極１４を陰極側に接続し、含水性物質１５に電解液を含浸させた状態で、同含水性物質を基材１２の表面に軽く押し当て摺動させると、含水性物質の膜作用により陽極側では酸化反応が起こり、基材１２の金属部分が溶解され、ダイヤモンド砥粒１３が突出する。
目視しながら局部的に含水性物質１５を摺動させることにより、所望の位置に所定量だけ電解作用を生起させることができると共に基材２全体に亘ってダイヤモンド砥粒３を突出させることができるものである。【００２４】  図３は第三の実施の形態を示す部分断面の概略説明図で、２１はダイヤモンド研磨工具の母材、２２はダイヤモンド砥粒２３が埋め込まれた基材、２４は電極、２５は電極２４を被覆している含水性物質、２６は電源器、２８はダイヤモンド研磨工具の受台、２９はモータを示す。【００２５】  ダイヤモンド研磨工具は、受台２８に載せられモータ２９により回転可能になっている。また、含水性物質２５で被覆された電極２４は、図示しない固定部材により所定の位置に固定されている。基材２２を陽極側に、電極２４を電源器２６の陰極側にそれぞれ接続し、含水性物質２５に中性の電解液を含浸させた状態で通電し、モータ２９を作動させてダイヤモンド研磨工具を緩やかに回転させると、含水性物質２５の膜作用による陽極側での酸化反応によって、基材２２の金属部分が溶解しダイヤモンド砥粒２３が突出してくる。
本実施の形態においては、電極２４は固定しダイヤモンド研磨工具を回転させる方式であるので、含水性物質２５を被覆した電極２４の基材２２への押し付け力を一定とすることができ、万遍なくダイヤモンド砥粒を突出させることができる。この場合、含水性物質２５に含浸せしめた電解液が周囲に飛散することもなく、含水性物質の膜作用により、電解処理速度を加速させることができる。
【実施例１】
【００２６】  使用により切れ味の悪くなったダイヤモンド研磨工具を、第一の実施の形態に示すように、基材を電源器の陽極側に基材と略相似形のリング状の電極を陰極側に接続して、基材と電極との間に硫酸ナトリウム水溶液を含浸させた人造繊維不織布をからなる含水性物質を介在させ、６分間通電させたところ基材が溶解し、ダイヤモンド砥粒が一様に突出していることが確認できた。
【実施例２】
【００２７】  基材表面の汚れや油分、あるいは酸化鉄等が付着しているダイヤモンド研磨工具の場合には、ダイヤモンド砥粒がまだら状に突出し、再生が不十分である場合があることから、基材表面の事前の清浄化が必要と考え、第一の実施の形態に示すように、基材の上面に硫酸ナトリウムを主成分とした水溶液を含浸させた含水性物質を載置し、その上にリング状の電極を設置して、最初に基材を電源器の陰極側に、電極を陽極側に接続して１分間通電し、前処理を行ったところ、含水性物質の膜作用による還元反応によって基材は十分に清浄化された。
次いで、電源器の極性を入れ替え基材を陽極側に、電極を陰極側に接続して５分間通電した。陽極側での酸化反応により、基材の金属部分が溶解しダイヤモンド砥粒が万遍なく突出したことが確認できた。
なお、上記の前処理において、電解処理に替えて非酸化性酸であるチオグリコール酸アンモンを塗布し清浄化処理を行った。この場合は、電解処理に比べて少し劣るものの、ほぼ満足する清浄度を得られることが分かった。
【実施例３】
【００２８】  第一の実施の態様により、実施例１と同じ電解液を用いて、基材を交流電源の一極に、電源を他の一極に接続して１０分間通電し、電解処理を行ったところ、実施例１と同様のダイヤモンド砥粒の突出が見られた。目視及び手触りでの確認では表面の凹凸が小さく、均一な電解効果が得られていることが分かった。
【実施例４】
【００２９】  使用後のダイヤモンド研磨工具を第二の実施の形態に示すように、基材を陽極側に絶縁性のハンドグリップで被覆され、内部に心線と先端に筒状小片からなり、含水性物質で被覆した電極を陰極側に接続し、含水性物質に硫酸、燐酸、硝酸のナトリウム、カリウム、アンモニウムの単独若しくは二種以上混合の水溶液からなる中性の電解液を含浸させた状態で通電し、含水性物質を軽く基材に押し当て局部的に摺動させながら、基材全体を５分間電解処理した。電解液及び含水性物質の膜作用により基材が溶解し基材全体にダイヤモンド砥粒を突出させることができた。
しかしながら、ダイヤモンド砥粒の少ない個所が見受けられたので、砥粒の少ない個所を集中的に２分間摺動させ電解作用を生起させると、当該部分のダイヤモンド砥粒が更に突出したことが確認できた。【００３０】    このように、ハンドグリップ方式によれば、ダイヤモンド砥粒の突出の状況を確認しながら局部的に電解作用を生起させ得るという利点を有する。【００３１】  図４はダイヤモンド研磨工具の再生前と、本実施例により再生した後の表面粗さについて、表面粗さ測定器を用いて測定した結果である。図示のように再生前は全体的に平坦であるのに対し、再生後においてはダイヤモンド砥粒の突出により表面粗さが大きくなっていることが分かる。【００３２】  図５は再生前と再生後のダイヤモンド砥粒突出の状態を部分的に観察した顕微鏡写真であり、ダイヤモンド砥粒が突出していることが分かる。【００３３】  上記の再生後のダイヤモンド工具を用いて研磨加工を実施してもらったところ、切れ味が戻り良好に研磨することができたとの評価であった。
【実施例５】
【００３４】  第三の実施の形態に示すように、モータの駆動により回転可能となったダイヤモンド研磨工具の基材を陽極側に含水性物質を被覆した小片電極を陰極側に接続して、硫酸、燐酸、硝酸のナトリウム、カリウム、アンモニウムの単独若しくは二種以上混合の水溶液からなる中性電解液を含浸させた状態で通電し、ダイヤモンド研磨工具を緩やかに４分間回転させ電解作用を生起させたところ、ダイヤモンド砥粒の突出が確認できた。
本実施例によれば、基材全体を均一に電解研磨することができ、且つ自動化が可能となる利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００３５】  本発明は、使用することによって摩耗したり、目詰まりしたダイヤモンド研磨工具の再生処理に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】  本発明に係る第一の実施の形態を示し、ダイヤモンド研磨工具の基材と略相似形の電極を配し、含水性物質の膜作用により電解研磨を行うための概略説明図である。
【図２】  本発明に係る第二の実施の形態を示すハンドグリップ形式による小片電極を用いる場合の概略説明図である。
【図３】  本発明の第三の実施の形態を示し、基材を回転させ電解研磨を行う場合の概略説明図である。
【図４】  ダイヤモンド研磨工具の再生前と電解処理による再生後の基材表面の表面粗さを示す説明図である。
【図５】  ダイヤモンド研磨工具の再生前と電解処理による再生後の基材表面のダイヤモンド砥粒の突出の状況を示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【０００４２２】１、１１、２１  ダイヤモンド研磨工具の母材
２、１２、２２  ダイヤモンド研磨工具の基材
３、１３、２３  ダイヤモンド砥粒
４、１４、２４、電極
５、１５、２５  含水性物質
６、１６、２６  電源器
１７            ハンドグリップ
２８            受台
２９            モータ
【図１】
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【図２】
2010247318.tif 000004
【図３】
2010247318.tif 000005
【図４】
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【図５】
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