(57)【要約】【課題】金属の研磨を行う際の加工時間を短縮すること。【解決手段】研磨装置は、導電性のワークピース１１に、電解液が内部に充填された電解液用ノズル１２を接触させ、電解液用ノズル１２内の電解液を介してワークピース１１に電流を流すことで、ワークピース１１を研磨する。電解液用ノズル１２は、ワークピース１１と接触し電解研磨を行う研磨部２１と、研磨部２１に電解液を供給する供給部２２と、研磨部２１から電解液を排出する排出部２３と、を備え、研磨部２１では、供給部２２から供給された電解液を旋回させ、排出部２３から電解液を排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性のワークピースに、電解液が内部に充填された電解液用ノズルを接触させ、前記電解液用ノズル内の電解液を介して前記ワークピースに電流を流すことで、前記ワークピースを研磨する研磨装置であって、
前記電解液用ノズルは、
前記ワークピースと接触し電解研磨を行う研磨部と、
前記研磨部に前記電解液を供給する供給部と、
前記研磨部から前記電解液を排出する排出部と、を備え、
前記研磨部では、前記供給部から供給された前記電解液を旋回させ、前記排出部から前記電解液を排出する
研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性のワークピースを研磨する研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開平０６−２２６５３９号公報がある。この公報に記載された電解研磨装置には、孔を有する導電性のワークピースを用意しておき、金属の管状電極を孔内に侵入させつつ電極内を通して電解液を孔内に注入することが記載されている。これにより、電解液を介して管状電極とワークピースの間に電流を流すことにより、ワークピースの金属を溶出させて孔の研磨を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−２２６５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の電解研磨装置では、ワークピースに酸化膜が形成されてしまう場合がある。ここで酸化膜は金属の残存応力の測定を阻害する要因になるため、電解研磨を行う際には、電解研磨を中断して酸化膜の除去が行われている。そのため、電解研磨にかかる加工時間が長くなる場合があった。
本発明は、金属の研磨を行う際に、ワークピースに形成される酸化膜を剥離させながら研磨を行うことで、加工時間を短縮するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる研磨装置は、導電性のワークピースに、電解液が内部に充填された電解液用ノズルを接触させ、前記電解液用ノズル内の電解液を介して前記ワークピースに電流を流すことで、前記ワークピースを研磨する研磨装置であって、前記電解液用ノズルは、前記ワークピースと接触し電解研磨を行う研磨部と、前記研磨部に前記電解液を供給する供給部と、前記研磨部から前記電解液を排出する排出部と、を備え、前記研磨部では、前記供給部から供給された前記電解液を旋回させ、前記排出部から前記電解液を排出する。
これにより、旋回する電解液によってワークピースに形成される酸化膜を剥離することができる。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、金属の研磨を行う際の加工時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】電解研磨装置を示す図である。
【図２】電解研磨装置の縦断面を示す図である。
【図３】電解研磨装置の横断面を示す図である。
【図４】関連する電解研磨装置を示す図である。
【図５】関連する電解研磨装置の縦断面を示す図である。
【図６】関連する電解研磨装置の横断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。研磨装置１は、電解液に電流を流すことで、ワークピースの電解研磨を行う研磨装置である。図１に示すように、研磨装置１は、ワークピース１１と、電解液用ノズル１２を備える。
【０００９】
図２に示すように、電解液用ノズル１２は、ワークピース１１の上方に配置される研磨部２１と、研磨部２１に電解液を供給する供給部２２と、研磨部２１から電解液を排出する排出部２３と、を備える。
【００１０】
ワークピース１１は、応力の測定対象である導電性の金属である。ワークピース１１の上面側が研磨対象面であり、研磨部２１に当接している。ワークピース１１は、研磨部２１内の電解液を介して通電することにより、電解研磨が実行される。例えば電解液には、グリセリン等を含む、粘度が高い液体が用いられる。
【００１１】
研磨部２１は、上下方向に延存する筒状である。研磨部２１の内部には、電解液が充填されている。研磨部２１の下方には、ワークピース１１が当接される。また、研磨部２１の上方には排出部２３が連結されている。なお、研磨部２１の上部において、排出部２３が接続される箇所の径は、下部の径に比べて短くなっていてもよい。
【００１２】
研磨部２１の側面には、内外に貫通する複数の孔３１が形成されている。複数の孔３１には、それぞれ供給部２２が連結されている。ここで図２に示すように、複数の孔３１は、筒状の研磨部２１の中心を通る上下方向の軸（中心軸）に対向するように、円筒の周方向に９０°等配分された状態で配置される４つの第１の孔３１ａと、夫々の第１の孔３１ａに隣接して設けられた４つの第２の孔３１ｂと、を備える。
【００１３】
例えば、第１の孔３１ａは、研磨部２１の下部近傍の側面の壁部において、略同一の高さに前後左右の４箇所に形成されている。第２の孔３１ｂは、研磨部２１を上面視した場合に、夫々の第１の孔３１ａに対して略同一の高さで、反時計回りの位置に隣接して形成されている。
【００１４】
供給部２２は、研磨装置１の外部から研磨装置１に対して電解液を供給する。供給部２２の端部は、夫々の第１の孔３１ａ及び夫々の第２の孔３１ｂに接続されている。具体的には、供給部２２は、研磨部２１を形成する壁部内において、外周側から内周側に向かって斜め下方向に形成され、内周側に配置される端部が第１の孔３１ａ及び第２の孔３１ｂに接続されている。したがって、供給部２２から供給される電解液は、夫々の第１の孔３１ａ及び夫々の第２の孔３１ｂから斜め下方向に射出する。
【００１５】
排出部２３の下端は、研磨部２１の上端に連結されている。排出部２３は、供給部２２から研磨部２１内に供給された電解液を、研磨装置１の外部に排出する。また、排出部２３では、研磨部２１においてワークピース１１から剥離した酸化膜を電解液とともに排出する。
【００１６】
次に、典型的な研磨装置１の動作例について説明する。
【００１７】
最初に、ワークピース１１を研磨部２１の下部に当接するようにセットする。
【００１８】
次に、供給部２２から研磨部２１に電解液を充填する。なお、研磨部２１で研磨が行われる際には、すでに電解液が充填された研磨部２１に対して、新液の充填が継続的に実施される。
【００１９】
研磨部２１では、通電を開始することにより研磨を開始する。ここで、研磨部２１により研磨を開始することにより、ワークピース１１の研磨対象面には、酸化膜が形成される。
【００２０】
研磨部２１において、供給部２２が接続された第１の孔３１ａからは、電解液が斜め下方向、かつ、研磨部２１の中心軸に向かって吐出される。また、供給部２２が接続された第２の孔３１ｂからは、電解液が斜め下方向、かつ、研磨部２１の中心軸から僅かに逸れた位置に向かって吐出される。ここで図３に示すように、夫々の第２の孔３１ｂから射出される電解液が、中心軸から僅かに逸れた位置に向かって吐出することによって、電解液の流れが渦化する。
【００２１】
したがって、研磨部２１では、第１の孔３１ａ及び第２の孔３１ｂから吐出した電解液の新液が、ワークピース１１の研磨対象面に対して常に供給される。すなわち、従来では第１の孔３１ａから吐出された電解液の新液が研磨対象面の中央付近に供給されるが、これに加えて、第２の孔３１ｂから吐出された電解液の新液が、渦状の流れを形成しながら研磨対象面に向かって供給される。この電解液の研磨対象面に当たる流れと、渦状の流れにより、ワークピース１１の研磨対象面に形成された酸化膜が剥離する。
【００２２】
なおこのとき、研磨対象面の近傍における電解液の速度は、第２の孔３１ｂから吐出された電解液が渦状に流れるため、図６に示したような等配分にのみ孔を配置したときに比べて流速が早くなり、酸化膜の剥離が進行しやすくなる。さらに図１及び図２に示すように、電解液が第２の孔３１ｂから吐出されて旋回して流れることで、図４及び図５に示したように孔を等配分にのみ配置したときに比べて新液が研磨対象面に届きやすくなり、酸化膜の剥離が進行しやすくなる。
【００２３】
排出部２３は、研磨部２１から電解液の排出を行う。すなわち電解液は、研磨部２１において渦状に旋回しながら上昇し、研磨部２１の上方に配置された排出部２３から排出される。このとき、ワークピース１１から剥離された酸化膜は、電解液と同時に排出される。
【００２４】
これにより、電解液を旋回させることにより、ワークピース１１の研磨対象面に生成される酸化膜を剥離させながら電解研磨を実行することができる。そのため、電解研磨を中断して酸化膜を除去する必要がなく、加工時間の短縮をはかることができる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００２６】
例えば、第１の孔３１ａ及び第２の孔３１ｂはそれぞれ４つずつ設けるものとして説明したが、これに限られず、孔の個数は任意の個数とすることができる。例えば、第１の孔３１ａを４５°ずらして、円周に沿って８箇所に配置し、さらに、この８箇所の第１の孔３１ａに隣接するように第２の孔３１ｂを設けてもよい。
【００２７】
また、研磨部２１の壁部において、夫々の第１の孔３１ａの高さは略同一であるものとして説明したが、それぞれ高さが異なるものであっても良い。
【００２８】
また、夫々の第２の孔３１ｂは、夫々の第１の孔３１ａに同じ高さで隣接して形成されているものとして説明したが、これに限られず、研磨部２１の電解液に渦状の流れを発生させるように、電解液の新液を供給可能な位置に形成されていればよい。
【００２９】
また、第２の孔３１ｂは、上面視した場合に第１の孔３１ａの反時計回り側に隣接して形成されているものとして説明したが、時計回り側に隣接して形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１            研磨装置
１１            ワークピース
１２            電解液用ノズル
２１            研磨部
２２            供給部
２３            排出部
３１            孔
３１ａ            第１の孔
３１ｂ            第２の孔
【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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