(57)【要約】【課題】砥石の寿命を容易に判断することができるようにする。【解決手段】砥粒部２０を中間層２１と中間層２１の上面に形成された砥粒層２２とで構成する。中間層２１を高い潤滑性を有するＰＴＦＥ粒子２１ａを含有するニッケル無電解めっきで形成し、砥粒層２２をダイヤモンド砥粒２２ａを含む無電解ニッケルめっきで形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台皿と、
前記台皿の表面にめっきで形成され、固体潤滑剤を含有する中間層と、
前記中間層の表面にめっきで形成され、砥粒を含有する砥粒層と
を備えていることを特徴とする研削用砥石。
【請求項２】
前記固体潤滑剤はＰＴＦＥ粒子であることを特徴とする請求項１記載の研削用砥石。
【請求項３】
前記中間層、砥粒層は無電解めっき法で形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の研削用砥石。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の研削用砥石を用いることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項５】
基体と、
前記基体の表面にめっきで形成され、固体潤滑剤を含有する中間層と、
前記中間層の表面にめっきで形成され、砥粒を含有する砥粒層と
を備えていることを特徴とする砥石ペレット。
【請求項６】
台皿と、この台皿に固定された複数の請求項５記載の砥石ペレットとを備えていることを特徴とする研削用砥石。
【請求項７】
請求項５又は６記載の研削用砥石を用いることを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は研削用砥石、砥石ペレット及び光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
めっき皮膜を結合材とした研削用砥石は、台皿と、台皿の表面に砥粒を含有するめっきで形成された砥粒層とからなる。
【０００３】
この研削用砥石はレジンボンド砥石やメタルボンド砥石と同様にレンズ等の被加工物の研削、研磨に用いられる。研削、研磨によって砥粒層は次第に摩耗し、台皿の表面が露出した時点で砥石寿命が尽きる。
【０００４】
また、レジンボンドやメタルボンドを結合材とした砥石は台皿の表面に貼り付けられ、その台皿の表面の一部は露出している（特開平１０−２４９７３４号公報参照）ため、砥石の摩耗を目視で判断することができる。
【特許文献１】特開平１０−２４９７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、めっき皮膜を結合材とした研削用砥石では、台皿上の表面全体に砥粒層が積層されているため、砥石の寿命を目視で判断することは難しい。被加工物の研削、研磨加工が完了した時点で台皿（基体）の表面が露出すれば被加工物の表面を傷つけることはないが、加工の途中で台皿の表面が露出すると、被加工物の表面に深い傷を付けたり、被加工物が割れたりする。また、台皿自体にも傷がつくため、台皿の再使用が不可能になることがある。
【０００６】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は砥石の寿命を容易に判断することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、台皿と、前記台皿の表面にめっきで形成され、固体潤滑剤を含有する中間層と、前記中間層の表面にめっきで形成され、砥粒を含有する砥粒層とを備えていることを特徴とする研削用砥石である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の研削用砥石において、前記固体潤滑剤はＰＴＦＥ粒子であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の研削用砥石において、前記中間層、砥粒層は無電解めっき法で形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の研削用砥石を用いることを特徴とする光学素子の製造方法である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、基体と、前記基体の表面にめっきで形成され、固体潤滑剤を含有する中間層と、前記中間層の表面にめっきで形成され、砥粒を含有する砥粒層とを備えていることを特徴とする砥石ペレットである。
【００１２】
請求項６記載の発明は、台皿と、この台皿に固定された複数の請求項５記載の砥石ペレットとを備えていることを特徴とする研削用砥石である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の研削用砥石を用いることを特徴とする光学素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、砥石の寿命を容易に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１はこの発明の一実施形態に係る研削用砥石の断面を示す概念図である。
【００１７】
研削用砥石１は、台皿１０と、図示しないレンズを研削する砥粒部２０とからなる。
【００１８】
研削用砥石１は例えば台皿１０の軸部１１を中心として回転し、レンズや光学素子等の被加工物を研削する。軸部１１にはモータ（図示せず）の軸のおねじ部を螺合させるためのめねじ部１１ａが形成されている。
【００１９】
台皿１０の材料としては機械的な剛性が高い金属が適している。具体的な材料としては、めっきの前処理が容易な鉄、黄銅、アルミニウム、ステンレス鋼等がある。無電解めっきを用いて後述する中間層２１を形成する場合には、台皿１０に何らの触媒の付与を必要とせず、台皿１０そのものが触媒となって無電解めっきが析出する鉄が特に適している。なお、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリアミド、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等のプラスチック樹脂材を用いてもよい。
【００２０】
台皿１０の表面１０ａは加工するレンズや光学素子の仕上がり形状に対応した形状になっている。本実施形態では台皿１０の表面１０ａは平面形状の光学素子に対応した形状になっている。
【００２１】
砥粒部２０は中間層２１と中間層２１の上面に形成された砥粒層２２とで構成されている。
【００２２】
中間層２１にはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）粒子（固体潤滑剤）２１ａが含有している。ＰＴＦＥ粒子２１ａの摩擦係数は非常に低く、氷以下である。また、動摩擦係数よりも静摩擦係数の方が低く、高荷重、低速ではグラファイト、二硫化モリブデン等の他の固体潤滑剤よりも低い摩擦係数（０．０４）を示す。中間層２１は無電解めっきで形成される。
【００２３】
砥粒層２２は中間層２１を覆う。砥粒層２２はダイヤモンド砥粒（砥粒）２２ａを含有する。この砥粒層２２は無電解メッキで形成される。
【００２４】
次に、この研削用砥石１の製造方法を説明する。
【００２５】
図２（ａ）〜（ｅ）は製造工程を説明する図である。
【００２６】
まず、台皿１０を電解水で洗浄する。なお、台皿１０の直径は２２０ｍｍである。また、台皿１０の材料としてステンレス鋼を用いた（図２（ａ）参照）。
【００２７】
次に、台皿１０の裏面部にマスキング治具（図示せず）を取り付けてマスキング３０を行う（図２（ｂ）参照）。
【００２８】
次に、台皿１０をアルカリ系水溶液に漬け、アルカリ系水溶液のけん化作用による脱脂（指紋、油脂等の有機物や静電作用によって付着した塵等の付着物を除去）と、酸による活性化処理を順次行う。
【００２９】
その後、塩酸と塩化パラジウムとを主成分とするパラジウム置換液に６０秒間漬け、無電解めっきを円滑に行うための触媒層としてパラジウム層を台皿１０の表面１０ａに形成する。なお、黄銅の場合も同様である。また、アルミニウムの場合には、亜鉛置換液に台皿１０を漬け、触媒となる亜鉛層を台皿１０の表面１０ａに形成する。なお、触媒性を有する鉄の場合には、この触媒層形成の処理は省略される。
【００３０】
次に、台皿１０をＰＴＦＥ粒子２１ａを含む無電解ニッケルめっき液４０ａに漬け、無電解めっきによって台皿１０の表面１０ａにニッケルめっき皮膜を形成する。このニッケルめっき皮膜が中間層２１となる。
【００３１】
無電解ニッケルめっき液４０ａには、分散剤を含めて１リットル当たり４．５ｇのＰＴＦＥ粒子２１ａが投入されている。所定量（例えば２０ｖｏｌ％）のＰＴＦＥ粒子２１ａが無電解ニッケルめっき液４０ａ中に均一に分布するように、攪拌機４１の攪拌条件が設定されている。９０℃に加熱されためっき液４０ａに１時間漬けたとき、厚さ１０μｍのニッケルめっき皮膜が形成された（図２（ｃ）参照）。
【００３２】
ＰＴＦＥ粒子２１を含有する無電解めっき液４０ａは、例えばニムロン（上村工業株式会社製）やカニフロン（日本カニゼン株式会社製）である。
【００３３】
その後、超音波洗浄装置（図示せず）と浸漬による水洗を行い、台皿１０と治具とに付着したＰＴＦＥ粒子２１ａを除去する。
【００３４】
次に、台皿１０をダイヤモンド砥粒２２ａを含む無電解ニッケルめっき液４０ｂに漬け、無電解めっきによって中間層２１の表面にニッケルめっき皮膜を形成する。
【００３５】
無電解ニッケルめっき液４０ｂには、粒径２．０〜４．０μｍのダイヤモンド砥粒２２ａが１リットル当たり０．１ｇ投入されている。所定量（例えば１０ｖｏｌ％）のダイヤモンド砥粒２２ａが無電解ニッケルめっき液４０ｂ中に均一に分布するように、攪拌機４１の攪拌条件が設定されている。９０℃に加熱されためっき液に２時間漬けたとき、厚さ３０μｍのニッケルめっき皮膜が形成された（図２（ｄ）参照）。このニッケルめっき皮膜が砥粒層２２となる。
【００３６】
その後、台皿１０を無電解ニッケルめっき液４０ｂから取り出し、水洗した後、乾燥し、マスキング３０を除去する。その結果、研削砥石１が完成する（図２（ｅ）参照）。
【００３７】
次に、研削砥石１による加工実験を行い、中間層２１の効果を確認した。
【００３８】
石英で形成された直径２７０ｍｍの平面レンズを被加工物として用いた。加工条件は以下の通りである。
研削装置：舘野製楕円運動型
研削条件  砥石回転数：３００ｒｐｍ
レンズ回転数：５０ｒｐｍ
ゲージ圧力：０．２ＭＰａ
研削液：水溶性タイプの研削原液を水で希釈した
研削濃度  原液：水＝１：３
【００３９】
以上の条件で１分間ずつ加工したときの被加工物の摩耗量と研削砥石１の表面とを調べた。加工開始から１５分間加工したときの１分間当たりの被加工物の平均摩耗量は３０μｍであった。また、１６分間加工したときのときの１分間当たりの被加工物の平均摩耗量は１０μｍであった。このとき、研削砥石１を回転させるモータ、レンズを回転させるモータに空転が発生した。なお、空転は目視によってわかる。空転が発生したとき、被加工物の表面には傷等は見られなかった。
【００４０】
研削砥石１の表面を顕微鏡で観察したところ、砥粒層２２は観察されず、しかも台皿１０の表面１０ａが露出していないことから、中間層２１の自己潤滑特性によって被加工物に対する研削、研磨が抑制されていることがわかった。このときを研削砥石１の寿命と判断して加工を止めればよい。
【００４１】
この実施形態によれば、被加工物の研削加工中に砥粒層２２が摩滅したとき、中間層２１の自己潤滑特性によって生じたモータの空転を容易に検出することができるので、砥石の寿命を容易に判断することができる。また、空転によって台皿１０自体の傷や割れを防ぐことができるので、研削砥石１（台皿１０）の再使用が可能となる。
【００４２】
なお、砥粒層２２の形成に電気めっきを用いる場合には、触媒層の有無は問題とならないため、水洗した後に直ちにめっき液中に投入すればよい。砥粒層２２の厚さはめっき液に流れる電流量（電流×時間）（例えば、５Ａ/１００ｃｍ2、３０分）によって制御可能である。また、ダイヤモンド砥粒２２ａの含有量の制御はめっき液に投入するダイヤモンド砥粒２２ａの量とスターラの攪拌条件とを一定に保つことで制御可能である。
【００４３】
また、上記実施形態では台皿１０の表面１０ａに直接砥粒部２０（中間層２１と砥粒層２２）が形成される研削砥石１を説明したが、接着剤を介して台皿１０に円柱上の複数の砥石ペレット（図示せず）を貼り付けて構成される研削砥石に本願発明を適用する場合には、円柱上の砥石ペレットの表面に中間層と砥粒層とを形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る研削用砥石の断面を示す概念図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は製作工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：研削用砥石、１０：台皿、２１：中間層、２１ａ：ＰＴＦＥ粒子（固体潤滑剤）、２２：砥粒層、２２ａ：ダイヤモンド砥粒（砥粒）。
【図１】
2008142805.tif 000003
【図２】
2008142805.tif 000004