(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超砥粒を台金に電着により固定してなる電着工具の超砥粒を固定した層の表面に、さらに２〜１０μｍの金又は金合金メッキを施したことを特徴とするガラスレンズの芯取り用ホイール。
【請求項２】
金合金が金とコバルト又はニッケルの合金である請求項１記載のガラスレンズの芯取り用ホイール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電着工具に関する。さらに詳しくは、本発明は、研削抵抗が小さく、寿命の長い電着工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電着工具は、台金上に超砥粒を電気メッキにより固定した、研削研磨工具である。超砥粒の切刃が突出していて鋭い砥粒の刃先を有しているので切れ味がよく研削効率が高く、超砥粒のコンセントレーションが高いので砥粒の偏摩耗が少ない。電着工具は、高能率かつ高精度の加工を行うことができるので、軟らかいゴムから硬い超硬までさまざまな被削材に広く適用されている。
電着工具は通常単層の砥粒層からなり、砥粒の脱落による自生作用が起こらない。このため工具表面の超砥粒の間隙に、研削によって生じた切屑が付着、あるいは摩擦熱によって溶着すると、研削力が大幅に低下するという問題がある。
切屑による電着工具の目詰まりを防止するために、種々の試みがなされている。特開昭６３−１６９７５号公報には、電着工具の表面にチタン系セラミック化合物をＰＶＤ法によりコーティングする方法が提案されている。チタン系セラミック化合物の膜は、被削材から排出される切屑との付着性が低いため、目詰まりを起こしにくいという利点はあるが、ＰＶＤ法によるコーティングの際に電着工具が高温にさらされるので、電着工具に熱歪みを生ずることが避けられず、時には電着工具が破損することがある。このため、加工時に高温にさらされることなく、しかも有効な目詰まり防止効果を有する電着工具の開発が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、熱歪みの生じない方法により製造され、研削加工時に目詰まりがなく、研削抵抗が低く、寿命の長い電着工具を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、電着工具にさらに金又は金合金メッキを施すことにより、切屑による目詰まりを低減し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）超砥粒を台金に電着により固定してなる電着工具の超砥粒を固定した層の表面に、さらに２〜１０μｍの金又は金合金メッキを施したことを特徴とするガラスレンズの芯取り用ホイール、及び
（２）金合金が金とコバルト又はニッケルの合金である第(１)項記載のガラスレンズの芯取り用ホイール、
を提供するものである。
【０００５】
本発明において、台金に超砥粒を電着により固定してなる電着工具は、公知の方法により製造することができる。台金としては、鉄（Ｓ４５Ｃ）を好適に使用することができるが、用途によってはその他の金属及び合金なども使用することができる。超砥粒としては、ダイヤモンド砥粒及びＣＢＮ砥粒があるが、ダイヤモンド砥粒としては、天然ダイヤモンド、合成ダイヤモンドのいずれをも使用することができ、用途に応じて適切な粒度及び粒度分布を有するものを選択することができる。超砥粒は、ニッケルなどをメッキすることにより、台金上に単層を形成するよう電着される。
本発明において、超砥粒を台金に電着により固定した電着工具に、さらに金又は金合金メッキを施す。金又は金合金メッキを施す方法には特に制限はなく、公知の金又は金合金のメッキ方法を使用することができる。使用し得るメッキ方法としては、金シアン化カリウムを用いるシアン化物メッキ浴法、塩化金を用いるリン酸塩浴法などを挙げることができる。
本発明において、超砥粒を台金に電着により固定した電着工具は、金又は金合金のメッキに際し表面に油脂や異物による汚れのないことが好ましい。表面に油脂や異物が残存すると、メッキされた金又は金合金層の剥離が生じやすい。超砥粒の固定のためのニッケルなどの電着に引き続いて金又は金合金のメッキを行う場合には、表面の汚染はほとんど生じていないが、超砥粒の固定のための電着をしたのち長期間電着工具を放置した場合には、金又は金合金のメッキに先だって脱脂及び水洗を行うことが好ましい。脱脂、水洗は、電着工具を適当な溶剤などにより脱脂し、乾燥したのち、希塩酸又はシアン化ナトリウム水溶液に浸漬し、表面の酸化物を除去することにより行うことができる。
【０００６】
本発明において、金又は金合金メッキを施すためのメッキ浴の温度は、通常室温ないし８０℃の範囲で選ぶことができる。ＰＶＤ法によるコーティングの際には、電着工具は通常約２００℃を超える高温にさらされるので、電着工具に熱歪みを生ずることが避けられず、時には電着工具が破損することがあるが、金又は金合金メッキを施す際には、このような高温にさらされることがないので、電着工具に熱歪みや破損を生ずるおそれがない。
本発明において、電着工具にメッキする金又は金合金層の厚さは、２〜１０μｍであることが好ましく、３〜５μｍであることがさらに好ましい。金又は金合金層の厚さが２μｍ未満であると、電着工具の使用中に地金部分が露出するおそれがある。金又は金合金層の厚さは１０μｍで十分であり、１０μｍを超える金又は金合金層の厚さは通常は必要はない。
本発明において、金又は金合金メッキを施すための電流密度は、０．２〜０．５Ａ／ｄｍ２であることが好ましい。電流密度が０．２Ａ／ｄｍ２未満であると、必要な厚さの金又は金合金メッキを施すために長時間を要する。電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２を超えると、析出する結晶が粗雑になり、剥離しやすくなるおそれがある。シアン化物メッキ浴法では、０．５Ａ／ｄｍ２の電流密度で約２時間メッキすれば厚さ１μｍの金又は金合金層が形成され、塩化金を用いるリン酸塩浴法では、０．５Ａ／ｄｍ２の電流密度で約６時間メッキすれば厚さ１μｍの金又は金合金層が形成されるので、必要な金又は金合金層の厚さと電流密度から、あらかじめ必要とする流電時間を求めておくことができる。
金は最も貴な金属であるので、電着工具をメッキ浴に浸漬するだけで置換によって表面に金が析出する。このような析出物は素地金属との密着力が弱く剥離しやすいので、本発明においては、電着工具に陰極を空気中で接続し、流電を始めてから手早くメッキ浴に浸漬することが好ましい。使用する陽極の材質には特に制限はなく、例えば、硬質炭素、ステンレス鋼、ニクロム鋼などを使用することができる。金又は金合金のメッキを続けると、時間の経過に従って析出結晶が粗雑になるので、時々電着工具をメッキ浴から取り出して刷毛で摩擦し、再びメッキを繰り返すことにより平滑なメッキ面を得ることができる。メッキを終了したのち、電着工具を洗浄する。洗浄が不十分でシアン化物が表面に残ると、色が変化したり、汚点を残す原因となるので、十分に水洗したのち、さらに温水で洗い、乾燥を行うことが望ましい。メッキ前後の電着工具の重量差より、メッキされた金又は金合金の重量を求め、金又は金合金層の厚さを確認することができる。
【０００７】
本発明において、電着工具には、比較的硬度の低い純金よりも、硬度の高い金合金をメッキすることが好ましい。このような硬度の高い金合金としては、例えば、金とコバルトの合金や、金とニッケルの合金などを挙げることができる。金とコバルトの合金のメッキは、例えば、シアン化コバルトをシアン化物メッキ浴に添加することにより行うことができる。コバルトの単極電位は金の単極電位よりはるかに低いので、コバルトの電析量は金の電析量に比べれば少量であるが、コバルトの含有量が０．２〜０．５重量％の金合金でも、硬度は純金に比べ著しく改良される。また、金とコバルトの合金は、外観及び光沢にすぐれていることからも好ましい。
図１は、本発明の電着工具の一態様の部分断面図である。本図において、台金１に超砥粒２が、ニッケルなどの金属３により固定され、金属の表面がさらに金合金層４によって覆われている。図２は、従来のチタン系セラミック化合物をＰＶＤ法によりコーティングした電着工具の部分断面図である。本図において、台金１に超砥粒２が、ニッケルなどの金属３により固定され、金属及び超砥粒の表面が全面的にチタン系セラミック化合物層５により覆われている。従来のＰＶＤ法によるコーティングを施した電着工具では、本来必要のない超砥粒の表面までもコーティングし、コーティング材料及びコーティングに必要なエネルギーを浪費しているのに対して、本発明の電着工具においては、切屑の付着を防ぐ必要のある金属面のみが金又は金合金により被覆される。
本発明の電着工具は、その表面の切屑との付着性が小さいので目詰まりを生じにくく、研削抵抗が低くなり、切れ味が向上するとともに、電着工具の寿命が延び、長期間にわたって使用することができる。本発明の電着工具の表面は、特にガラスの切屑との付着性が低いので、ガラスの研削加工に適していて、ガラスレンズの芯取用ホイールとして特に好適に使用することができる。
超砥粒を電着により固定した工具に、さらに金又は金合金メッキを施すことにより、切屑の付着性を低減することができるので、ホイールをはじめとして、軸付き電着砥石、ラップ棒、機械ヤスリ、手ヤスリなどの電着工具に金又は金合金メッキを施し、性能及び寿命を向上することができる。
【０００８】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
ＪＩＳ  Ｂ  ４１３０に定める粒度２７０／３２５のダイヤモンド砥粒をニッケルにより電着固定した１９４Ｄ−４０Ｔ−４５Ｖ−３０Ｈの芯取用電着ダイヤモンドホイールを使用して、ダイヤモンド砥粒層への金合金のメッキの効果を調べた。図３は、使用した電着ダイヤモンドホイールの部分断面図である。本図において、鉄（Ｓ４５Ｃ）製のホイールの台金１の外周部に、ダイヤモンド砥粒層６が形成されている。
ダイヤモンド砥粒層に、次の条件で金合金をメッキした。
メッキ浴組成
シアン化金              ２．５ｇ／リットル
シアン化カリウム      ３０．０ｇ／リットル
第二リン酸ナトリウム  １５．０ｇ／リットル
シアン化コバルト      １０．０ｇ／リットル
電解条件
浴温        ５０℃
電流密度    ０．２Ａ／ｄｍ２
電圧        ２Ｖ
陽極        ステンレス鋼
流電時間    ２０時間
メッキした金合金層の厚さは４．０μｍであり、金合金の組成は、金９９．７重量％、コバルト０．３重量％であった。
この芯取用ホイールを用いて、直径２００ｍｍ、材質ＢＫ７の光学ガラスレンズの芯取を行った。レンズ芯取機は主軸馬力０．７５ｋＷであり、工具周速１，７８４ｍ／分、ワーク速度０．２ｍ／分の条件で、芯取用研削油をクーラントとし、平面度１μｍ以下を目標に芯取りを行った。
この金合金をメッキした電着ダイヤモンドホイールにより、光学ガラスレンズ２，８００枚を加工することができた。
比較例１
実施例１に用いたものと同じ電着ダイヤモンドホイールを、金合金のメッキを施すことなく使用して、実施例１と同じ光学ガラスレンズの芯取りを行った。光学ガラスレンズ１，２００枚を加工したところで、平面度１μｍ以下とすることができなくなり、電着ダイヤモンドホイールの交換が必要となった。
実施例１及び比較例１の結果を比較すると、金合金をメッキした本発明の電着ダイヤモンドホイールは、金合金をメッキしない従来の電着ダイヤモンドホイールに比べて、２．３倍以上の寿命を有することが分かる。
【０００９】
【発明の効果】
本発明の電着工具は、超砥粒を固定した金属に、さらに金又は金合金メッキを施し金層又は金合金層を形成しているので、工具の金属面と被削材の切屑との付着性が低下し、目詰まりが低減し、これにより、研削抵抗が低くなるとともに電着工具の寿命が長くなり、良好な研削を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の電着工具の一態様の部分断面図である。
【図２】図２は、従来のチタン系セラミック化合物をＰＶＤ法によりコーティングした電着工具の部分断面図である。
【図３】図３は、実施例に使用した電着ダイヤモンドホイールの部分断面図である。
【符号の説明】
１  台金
２  超砥粒
３  金属
４  金合金層
５  チタン系セラミック化合物層
６  ダイヤモンド砥粒層
【図１】
0003631280.tif 000002
【図２】
0003631280.tif 000003
【図３】
0003631280.tif 000004