(57)【要約】【課題】製造が容易で切れ味および耐用寿命に優れた超砥粒ホイールおよびその製造方法を提供する。【解決手段】３つの微小な先端面に分割された端面を有する研削部が複数の砥石部材１６の各々に設けられていることから、超砥粒ホイール１０には、固着数にその分割数を乗じた数に分割された研削面が備えられる。このため、台金１２に固着する砥石部材１６の個数を比較的少なく留めながら研削面の分割数を多くできるので、製造が容易で且つ切れ味や耐用寿命に優れた超砥粒ホイール１０が得られる。【選択図】                    図１
2004330401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の超砥粒が結合剤によって結合された複数の砥石部材が台金の表面の所定位置に固着され且つそれら複数の砥石部材の所定の一面上に位置する端面で研削面が構成された超砥粒ホイールであって、
前記複数の砥石部材の各々が、その一端側に設けられ且つ前記台金に固着するための固着部と、その他端側に設けられ且つ前記研削面を構成するための前記端面が相互に離隔させられた複数の微小面に分割された研削部とを有することを特徴とする超砥粒ホイール。
【請求項２】
前記複数の微小面は、各々が０．０１乃至１（ｍｍ２）の範囲内の面積を有するものである請求項１の超砥粒ホイール。
【請求項３】
前記砥石部材は全体が一様な厚さ寸法の薄板状を成し、前記研削部は相互に平行な複数本の帯状部から成り且つその帯状部の先端に前記微小面を備えたものである請求項１の超砥粒ホイール。
【請求項４】
前記砥石部材は全体が一様な厚さ寸法の薄板状を成し、前記研削部は前記固着部との境界と前記端面との間に厚み方向に貫通する複数個の貫通孔を有するものである請求項１の超砥粒ホイール。
【請求項５】
多数の超砥粒が結合剤によって結合された複数の砥石部材が台金の表面の所定位置に固着され且つそれら複数の砥石部材の所定の一面上に位置する端面で研削面が構成された超砥粒ホイールの製造方法であって、
所定形状の固着部を一端側に有し且つ相互に離隔する複数の微小面に分割された前記端面を備えた研削部を他端側に有する薄板状の複数個の砥石部材を製造する砥石部材製造工程と、
前記複数個の砥石部材を前記端面が一面上に位置するように前記固着部において前記台金の表面に固着する固着工程と
を、含むことを特徴とする超砥粒ホイールの製造方法。
【請求項６】
前記砥石部材製造工程は、前記薄板状の砥石部材の厚さ寸法に応じた高さ寸法を備えたマスキング・パターン内に多数の砥粒を散布した状態で鍍金処理を施すものである請求項５の超砥粒ホイールの製造方法。
【請求項７】
前記マスキング・パターンは光造形法によって形成されたものである請求項５の超砥粒ホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の超砥粒が結合剤により結合された複数の砥石部を台金に固着した超砥粒ホイールおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、水晶、サファイア、炭化珪素等の難削材から成るウェハの研削加工に、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒等の超砥粒をビトリファイド・ボンド（ガラス質結合剤）やメタル・ボンド（金属質結合剤）で結合した超砥粒ホイールを用いることが試みられている。しかしながら、ビトリファイド・ボンドを用いた超砥粒ホイールは、優れた切れ味を有する反面で、気孔を有することから砥粒保持力が不十分であるため寿命が短い欠点がある。一方、メタル・ボンドを用いた超砥粒ホイールでは、砥粒保持力には優れる反面で、目替り性が悪いことから切れ味の持続性に劣る欠点がある。
【０００３】
これらに対して、電鋳によって多数の超砥粒を結合したチップを作製し、有底円筒状を成す台金の円環状端面に複数のチップを相互間に隙間を設けた状態で固着した所謂カップ型ホイールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなカップ型ホイールによれば、砥粒が固着された研削面と被研削面との接触面積の単位が小さくなるため目詰りが生じ難く高い切れ味が得られると共に、砥粒の保持力にも優れるため長寿命が得られる利点がある。しかも、上記接触単位面積の微小化はチップ相互間に隙間を設けることで為されていることから、砥粒層を台金の円環状端面の全面に一様な厚さ寸法で設けた後にスリット加工を施す場合に比較して、容易且つ安価に製造し得る利点もある。そのため、このようなカップ型ホイールは、例えば上記のような難削材製のウェハ研削加工に加えて、シリコン、化合物半導体、ガラス、セラミックス、フェライト、水晶、石英、超硬合金等の硬質脆性材料の研削加工にも好適に用いられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−６２７３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載されているカップ状ホイールでは、研削面と被研削面との接触単位面積を一層減じようとすると、円環状端面に固着するチップの各々を著しく小さくすると共に固着数を著しく多くする必要がある。例えば、外径２００（ｍｍ）の台金に２（ｍｍ）程度の長さのチップを相互に１（ｍｍ）程度の間隔で設ける場合には、２００個ものチップが必要になる。そのため、切れ味の一層高いカップ状ホイールを製造しようとすると、チップの各々が小さくなり且つチップ数が多くなることに伴って製造工程が著しく煩雑になり、延いては製造コストが高くなる不都合があった。また、個々のチップが著しく小さくなることに起因して、台金への接着面積が著しく小さくなるので接着強度が不十分となり、或いは、人の手による取扱いが著しく困難になる不都合もあった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、製造が容易で切れ味および耐用寿命に優れた超砥粒ホイールおよびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための第１の手段】
かかる目的を達成するために、第１発明の要旨とするところは、多数の超砥粒が結合剤によって結合された複数の砥石部材が台金の表面の所定位置に固着され且つそれら複数の砥石部材の所定の一面上に位置する端面で研削面が構成された超砥粒ホイールであって、前記複数の砥石部材の各々が、その一端側に設けられ且つ前記台金に固着するための固着部と、その他端側に設けられ且つ前記研削面を構成するための前記端面が相互に離隔させられた複数の微小面に分割された研削部とを有することにある。
【０００８】
【第１発明の効果】
このようにすれば、複数の微小面に分割された端面を有する研削部が複数の砥石部材の各々に設けられていることから、超砥粒ホイールには、固着数にその分割数を乗じた数に分割された研削面が備えられる。このため、台金に固着する砥石部材の個数を比較的少なく留めながら研削面の分割数を微小面の分割数に応じて多くできるので、製造が容易で且つ切れ味や耐用寿命に優れた超砥粒ホイールが得られる。
【０００９】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記結合剤はニッケル合金である。このようにすれば、ニッケル合金は鍍金で容易に形成することができると共に、耐蝕性に優れ、また、硬度の高いものが得られるので、超砥粒ホイールを構成する砥石部材の構成材料として特に好適である。
【００１０】
また、好適には、前記複数の微小面は、各々が０．０１乃至１（ｍｍ２）の範囲内の面積を有するものである。本発明によれば、砥石部材の大きさを十分に大きく保ちながら研削面を構成する微小面を極めて小さくし、延いては研削面と被研削面との接触面積の単位を極めて小さくできるので、微小面を上記のような微小面積に構成することにより、良好な取扱い性や作業性、砥石部材の高い接着強度等を保ちつつ、切れ味の極めて高い超砥粒ホイールを得ることができる。一層好適には、微小面の各々の面積は、０．０５（ｍｍ２）以上が好ましく、また、０．８（ｍｍ２）以下が好ましい。また、更に好ましくは、下限値が０．０８（ｍｍ２）以上であり、上限値が０．７（ｍｍ２）以下である。
【００１１】
また、好適には、前記砥石部材は、前記固着部の前記研削部側の一部が前記台金の表面に露出した状態で固着されたものである。このようにすれば、研削部が消滅するまで砥石部材が磨耗させられると、その砥石部材の先端面の面積が大きくなるので、超砥粒ホイールの使用寿命を容易に知ることができる。例えば、研削加工中に先端面の面積が大きくなることに起因して研削抵抗が大きくなったときに寿命を判断し、或いは、適宜の時期に先端面の目視により寿命を判断することが可能である。
【００１２】
また、好適には、前記砥石部材は全体が一様な厚さ寸法の薄板状を成し、前記研削部は相互に平行な複数本の帯状部から成り且つその帯状部の先端に前記微小面を備えたものである。このようにすれば、複数本の帯状部はその先端から次第に磨耗させられても、基端部まで磨耗させられるまではその微小端面が相互に独立した状態に維持される。そのため、一層耐用寿命に優れた超砥粒ホイールが得られる。しかも、薄板状であることから研削点における加工圧力を比較的高くできるため、セラミックスのような砥粒が食い込み難い硬質の被研削材も容易に研削加工できると共に、大きい研削面の中央部のような研削加工への寄与が少なく専ら目詰りの原因となる部分が殆ど無いため切れ味が一層高められる利点がある。
【００１３】
また、好適には、前記砥石部材は全体が一様な厚さ寸法の薄板状を成し、前記研削部は前記固着部との境界と前記端面との間に厚み方向に貫通する複数個の貫通孔を有するものである。このようにすれば、研削部が端面から次第に磨耗させられることによって貫通孔がその端面に露出させられると、その端面がその貫通孔によって複数の微小面に分割される。そのため、一層耐用寿命に優れた超砥粒ホイールが得られる。しかも、薄板状であることから研削点における加工圧力を比較的高くできるため、セラミックスのような砥粒が食い込み難い硬質の被研削材も容易に研削加工できると共に、大きい研削面の中央部のような研削加工への寄与が少なく専ら目詰りの原因となる部分が殆ど無いため切れ味が一層高められる利点がある。
【００１４】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記目的を達成するための第２発明の要旨とするところは、多数の超砥粒が結合剤によって結合された複数の砥石部材が台金の表面の所定位置に固着され且つそれら複数の砥石部材の所定の一面上に位置する端面で研削面が構成された超砥粒ホイールの製造方法であって、（ａ）所定形状の固着部を一端側に有し且つ相互に離隔する複数の微小面に分割された前記端面を備えた研削部を他端側に有する薄板状の複数個の砥石部材を製造する砥石部材製造工程と、（ｂ）前記複数個の砥石部材を前記端面が一面上に位置するように前記固着部において前記台金の表面に固着する固着工程とを、含むことにある。
【００１５】
【第２発明の効果】
このようにすれば、砥石部材製造工程において、固着部と複数の微小面を備えた研削部とをそれぞれ有する複数個の砥石部材が製造される一方、固着工程において、その固着部が台金表面に固着されることにより、超砥粒ホイールが製造される。そのため、その超砥粒ホイールは、台金に固着するための固着部と、研削面を構成するための端面が相互に離隔させられた複数の微小面に分割された研削部とを有する砥石部材を備えたものになる。したがって、微小面の分割数に応じて分割数が多くされた研削面を備えることにより優れた切れ味および耐用寿命を備えた超砥粒ホイールを容易に製造できる。
【００１６】
【第２発明の他の態様】
ここで、好適には、前記砥石部材製造工程は、前記薄板状の砥石部材の厚さ寸法に応じた高さ寸法を備えたマスキング・パターン内に多数の砥粒を散布した状態で鍍金処理を施すものである。このようにすれば、薄板状の砥石部材の厚み方向に鍍金層が形成されることから、その厚み方向に一様な断面を有し且つ端面が複数の微小面に分割された砥石部材が容易に得られ、延いてはその砥石部材が固着された超砥粒ホイールが容易に得られる。しかも、薄板状の砥石部材が高さ方向に鍍金される場合に比較して鍍金処理に必要な時間が短くなるので、超砥粒ホイールの製造効率が高められる利点もある。上記鍍金処理は、例えば電解鍍金或いは無電解鍍金であり、一層好適には電鋳である。
【００１７】
また、好適には、前記マスキング・パターンは光造形法によって形成されたものである。このようにすれば、光造形法によれば、フォトマスクを用いるような方法に比較して精細で深さ寸法の深いマスキング・パターンが容易に得られることから、薄板状の砥石部材が一層容易に得られ延いては切れ味が良く且つ耐用寿命の長い超砥粒ホイールが一層容易に得られる。
【００１８】
また、前記第１発明および第２発明において、好適には、前記薄板状の砥石部材は、前記台金の面方向における長さ寸法が５乃至５０（ｍｍ）の範囲内の平面形状を備えたものである。台金に固着される砥石部材の個数を少なくして製造を安価且つ容易にするためには、個々の砥石部材の長さ寸法を十分に長くする必要があるので、長さ寸法は少なくとも５（ｍｍ）以上が望ましい。一方、長さ寸法が５０（ｍｍ）を越えると、剛性を確保することが困難になるため好ましくない。上記長さ寸法は、一層好適には、厚さ寸法の１００倍以下であり、更に好適には５０倍以下である。
【００１９】
また、好適には、前記薄板状の砥石部材は、前記台金の面方向における厚さ寸法が０．０５乃至１（ｍｍ）の範囲内の値である。０．０５（ｍｍ）未満では剛性が不十分となり、１（ｍｍ）を越える厚さ寸法を鍍金で得ようとすると製造に必要な時間が著しく長くなる。厚さ寸法は、一層好適には０．１〜０．８（ｍｍ）の範囲内、更に好適には、０．１５〜０．６（ｍｍ）の範囲内の値である。また、厚さ寸法は、前記砥粒の平均粒径の３倍以上であることが砥粒を確実に保持するために好ましい。
【００２０】
また、好適には、前記薄板状の砥石部材は、前記台金の表面における突き出し高さが１乃至１０（ｍｍ）の範囲内の長さ寸法となるようにその表面に固着される。十分な使用代を確保して耐用寿命を得るためには、少なくとも１（ｍｍ）の突き出し長さとすることが好ましく、一方、剛性を確保するためには１０（ｍｍ）以下の突き出し長さが好ましい。一層好適には、突き出し長さは厚さ寸法の３０倍以下、更に好適には２０倍以下である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施例の超砥粒ホイール１０の全体を示す斜視図である。図において、超砥粒ホイール１０は、例えば外径２５０（ｍｍ）程度、内径２３０（ｍｍ）程度の椀状（カップ状）すなわち有底円筒状を成す台金１２と、その台金１２の円環状端面１４において例えば直径２４０（ｍｍ）程度の円周上（すなわち円筒部分の厚みの略中央部）に固着されたそれぞれ薄板状を成す複数の砥石部材１６とから構成されている。
【００２３】
上記台金１２は、例えばスチール、チタン合金、メタル・マトリックス・コンポジット（ＭＭＣ：金属基複合材料）、又はアルミニウム合金等の金属材料、或いはエンジニアリングプラスチック等の合成樹脂材料から成るものである。また、この台金１２の底部中央には、研削加工に際して図示しない所定の研削装置の回転主軸に取り付けられるための取付孔１８がその厚み方向に貫通して設けられている。なお、研削装置の機械剛性を考えると、加工精度に与える影響が可及的に小さくなるように、台金１２は可及的に軽量であることが望まれるので、アルミニウム合金が最も好ましい。但し、機械剛性が十分に高い場合には、加工精度を一層高めるためにチタン合金やＭＭＣのような剛性の高い材料を用いることも考えられる。
【００２４】
また、上記砥石部材１６は、例えば０．０５〜５０（μｍ）の範囲内、例えば３５（μｍ）程度の平均粒径を備えた多数のダイヤモンド砥粒又はＣＢＮ砥粒等の超砥粒が、ニッケル合金等から成る金属結合剤により相互に結合されたものである。この砥石部材１６は、台金１２の軸心方向に突き出す各々の先端面２０（図２参照）が複数例えば３つに分割されている。複数の砥石部材１６のそれら多数の先端面２０は一平面上に位置させられており、これらが超砥粒ホイール１０の研削面を構成する。本実施例においては、上記の先端面２０が微小面に相当する。
【００２５】
図２に拡大して示すように、砥石部材１６は、例えば上述したように先端面２０が３つに分割された、すなわち３本の互いに平行な帯状部２２から成る先端側の研削部２４と、帯状部２２を一体化するために基端側に備えられた幅広の固着部２６とから構成されている。また、台金端面１４にはその外周縁および内周縁と同軸に環状溝２８が設けられており、砥石部材１６は、一部が露出した状態で固着部２６においてその環状溝２８内に嵌め入れられ、且つエポキシ樹脂等の合成樹脂接着剤３０によって固着されている。この露出部分の高さ寸法ｈ（すなわち台金１２の軸心方向に沿った方向における露出長さ寸法）は、例えば１〜１０（ｍｍ）の範囲内、例えば３．５（ｍｍ）程度であり、厚さ寸法ｔ（すなわち台金１２の径方向に沿った方向における厚さ寸法）は、全体が例えば０．０５〜１．０（ｍｍ）の範囲内、例えば０．３（ｍｍ）程度の一様な値である。また、端面１４の周方向に沿った方向における長さ寸法Ｌは、例えば５〜５０（ｍｍ）の範囲内、例えば１２（ｍｍ）程度である。したがって、本実施例においては、厚さ寸法ｔが砥粒径の８倍程度、露出高さ寸法ｈがその厚さ寸法ｔの１１倍程度、長さ寸法Ｌがその厚さ寸法ｔの４０倍程度になっている。なお、砥石部材１６は、環状溝２８に倣って、その長手方向において僅かに湾曲した形状となっている。
【００２６】
図３は、上記の砥石部材１６を正面視にて示した図である。研削部２４の高さ寸法ｈｇは１〜９．９（ｍｍ）の範囲内、例えば２．５（ｍｍ）程度であり、固着部２６の高さ寸法ｈｓは１〜１０．０（ｍｍ）の範囲内、例えば４（ｍｍ）程度である。このため、台金１２に固着された状態において、砥石部材１６は、その研削部２４の全体と、固着部２６の上端の一部とが端面１４上に露出させられている。また、前記の環状溝２８の深さ寸法は、固着部２６の非露出部分の高さ寸法に略一致する例えば３（ｍｍ）程度の値であり、溝幅寸法は砥石部材１６の厚さ寸法ｔよりも僅かに大きくされている。また、帯状部２２は、各々の幅寸法ｗが例えば０．１〜５（ｍｍ）の範囲内、例えば２（ｍｍ）程度であり、相互間の隙間の幅寸法ｇが０．１〜５（ｍｍ）の範囲内、例えば２（ｍｍ）程度である。また、両端の帯状部２２は、例えばｅ＝１（ｍｍ）程度だけ固着部２６の両端位置から後退させられている。
【００２７】
超砥粒ホイール１０は、このような砥石部材１６が例えば周方向において例えば０．１〜２０（ｍｍ）の範囲内、例えば１０（ｍｍ）程度の一様な相互間隔で固着されたものである。砥石部材１６は、前述したように２４０（ｍｍ）程度の直径の円周上に固着されているから、その個数は例えば３４個である。なお、図１においては、図示の便宜上、砥石部材１６の個数は２４個になっており、また、砥石部材１６の長さ寸法Ｌに比較して相互間隔が小さく描かれている。
【００２８】
以上のように構成された超砥粒ホイール１０は、前記取付孔１８において所定の研削装置の回転主軸に同軸となるように取り付けられ、その軸心Ｓまわりに回転駆動させられることで、複数個の砥石部材１６の先端面２０により構成される研削面により図示しないワークを研削加工する所謂平面研削に用いられる。このようなカップ型の超砥粒ホイール１０は、好適には、例えばシリコン、化合物半導体、ガラス、セラミックス、フェライト、水晶、石英、超硬合金等の硬質脆性材料の研削加工に用いられるものである。
【００２９】
ところで、上記のような超砥粒ホイール１０は、例えば、図４に示される製造工程に従って製造される。以下、図５乃至図７を参照しつつ図４に従って製造方法を説明する。先ず、電鋳パターン作製工程Ｐ１において、前記砥石部材１６を製造するための電鋳型３２を作製する。図５は、電鋳型３２の全体を示す斜視図であり、図６にその一部を拡大して示す。この電鋳型３２は、例えばステンレス鋼等から成る基板３４の一面に、非導電性材料から成るマスキング・パターン３６が設けられることによって構成されている。
【００３０】
上記のマスキング・パターン３６は、例えば基板３４の表面から５００（μｍ）程度、すなわち砥石部材１６の厚さ寸法よりも十分に高い高さ寸法を有し、且つ例えば２００（μｍ）程度の比較的細い幅寸法を有するものである。このパターン３６には、砥石部材１６に対応する閉図形が一方向において例えば８個、他方向において例えば６個相互に密接して設けられており、一度に例えば４８個の砥石部材１６が得られるようになっている。このようなパターン３６は、例えば通常のエッチング処理においてフォトリソグラフィによるパターン形成に用いられる光硬化性樹脂を基板３４上にパターン形成して、或いは、絶縁性テープをくり抜いて基板３４に貼り付けることにより構成される。また、これらの方法の他に、例えば所定の厚さ寸法に塗着した光硬化性樹脂に焦点の深さ位置を変化させつつレーザ光を照射することにより立体的な樹脂膜を得る所謂光造形プロセスを用いることもできる。フォトリソグラフィやテープの貼り付け等では、前述したような例えば３００（μｍ）程度もの厚さ寸法を備えた砥石部材１６を製造するために十分な深さ寸法をシャープ・エッジで得ることが困難であるが、光造形プロセスによれば、所望の高さ寸法を備え且つ幅寸法の一様な樹脂膜が容易に得られる。
【００３１】
次いで、電解鍍金工程Ｐ２では、上記の電鋳型３２を鍍金槽３８内に沈め、砥粒４０をマスキング・パターン３６内に散布した後、電解鍍金を施す。すなわち、マスキング・パターン３６を用いて電鋳する。鍍金条件は、例えば下記の表１に示されるとおりである。なお、砥粒４０は、例えば、平均粒径が３５（μｍ）程度のダイヤモンド砥粒であって、少なくとも製造しようとする砥石部材１６の体積分以上が供給された散布状態とされる。例えば、図に示される電鋳型３２は７４×４４（ｍｍ２）程度の大きさを備えており、砥石部材１６を製造する場合には、高さ鍍金層４２の厚みを０．３（ｍｍ）程度とするので、電鋳物の体積は電鋳型３２全体で１（ｃｍ３）程度になる。ダイヤモンド砥粒の比重は３．５２程度であるから、少なくとも４（ｇ）程度以上、例えば４０（ｇ）程度を鍍金槽３８中に均一に分散させながら鍍金処理を施す。また、下記の条件においては、鍍金層４２の析出速度は例えば６（μｍ／ｈｒ）程度なので、例えば３００（μｍ）の厚さを得ようとすると、鍍金処理に必要な時間は例えば５０時間程度になる。また、図７（ａ）は砥粒４０を散布した段階を、図７（ｂ）は鍍金層４２が形成された段階をそれぞれ示している。本実施例においては、この電解鍍金工程Ｐ２が砥石部材製造工程に対応する。
【００３２】
［表１］
鍍金条件
・鍍金液：ワット浴（硫酸ニッケル・硼酸・塩化ニッケル）
（必要に応じて、鍍金の硬度・応力調整のための有機質添加剤を含む）
・ｐＨ：３〜５
・温度：２５〜５５（℃）
・電流密度：０．５（Ａ／ｄｍ２）
【００３３】
なお、上記の鍍金条件では、鍍金液４４にワット浴を用いているが、これに代えて例えばスルファミン酸ニッケル浴や、ニッケル・コバルトの合金鍍金浴等を用いてもよい。また、上記のような電解鍍金に代えて、無電解鍍金を用いることもできる。
【００３４】
次いで、剥離工程Ｐ３においては、電解鍍金工程Ｐ２で電鋳型３２上に形成された電鋳品をその電鋳型３２から剥離する。このとき、必要に応じて酸洗浄等の表面処理が施されるが、例えば、基板３４の表面が十分に細かい研磨面等である場合には、何ら表面処理を施さなくとも剥離することが可能である。剥離した電鋳品は、例えば超音波洗浄機等で洗浄する。このようにして、前記の砥石部材１６が得られる。図７（ｃ）は、剥離した砥石部材１６を示している。
【００３５】
次いで、接着工程Ｐ４において、砥石部材１６を前記の台金１２の端面１４に例えばエポキシ樹脂等の合成樹脂接着剤３０（図２参照）で接着する。すなわち、端面１４に前記の環状溝２８を予め形成し、その環状溝２８内に砥石部材１６を挿入して固着する。図７（ｄ）は、この工程の実施状態を説明する図である。電鋳型３２を用いて電気鍍金することにより製造される砥石部材１６は、平坦な薄板となるので、環状溝２８の曲率に合わせて僅かに湾曲させた状態でそこに挿入される。本実施例においては、この接着工程Ｐ４が固着工程に対応する。
【００３６】
次いで、仕上げ工程Ｐ５では、接着された複数枚の砥石部材１６の先端面２０が例えば切削加工等により形状が整えられることで、図１に示すような超砥粒ホイール１０が製造される。前述した砥石部材１６の突き出し高さ寸法ｈは、この切削加工後の値である。そのため、０．５（ｍｍ）程度になるこの切削代を見込んで、砥石部材１６の製造段階では、研削部２４の長さ寸法ｈｇが例えば３（ｍｍ）程度に設定される。したがって、接着工程Ｐ４では、砥石部材１６が端面１４から例えば４（ｍｍ）程度だけ突き出した状態で接着されることになる。
【００３７】
上述したように、本実施例によれば、３つの微小な先端面２０に分割された端面を有する研削部２４が複数の砥石部材１６の各々に設けられていることから、超砥粒ホイール１０には、固着数にその分割数を乗じた数に分割された研削面が備えられる。このため、台金１２に固着する砥石部材１６の個数を比較的少なく留めながら研削面の分割数を多くできるので、製造が容易で且つ切れ味や耐用寿命に優れた超砥粒ホイール１０が得られる。
【００３８】
また、本実施例によれば、前記砥石部材１６は全体が一様な厚さ寸法の薄板状を成し、前記研削部２４は相互に平行な複数本の帯状部２２から成り且つその帯状部２２の先端に微小な先端面２０を備えているため、複数本の帯状部２２がその先端から次第に磨耗させられても、基端部まで磨耗させられてそれら帯状部２２が完全に無くなるまではその先端面２０が相互に独立した状態に維持される。そのため、一層耐用寿命に優れた超砥粒ホイール１０が得られる。例えば、本実施例のように仕上げ工程Ｐ５の後における長さ寸法ｈｇが２．５（ｍｍ）程度とされた砥石部材１６では、２（ｍｍ）程度の使用代を確保できることになる。また、基端部まで磨耗すると、砥石部材１６と被研削材との接触面積が大きくなるので、急激に切れ味が悪化する。これにより、超砥粒ホイール１０の使用寿命に至ったことが判る。しかも、薄板状であることから研削点における加工圧力を比較的高くできるため、セラミックスのような砥粒４０が食い込み難い硬質の被研削材も容易に研削加工できると共に、大きい研削面の中央部のような研削加工への寄与が少なく専ら目詰りの原因となる部分が殆ど無いため切れ味が一層高められる利点がある。
【００３９】
また、本実施例においては、電解鍍金工程Ｐ２において、固着部２６と複数の微小な先端面２０を備えた研削部２４とをそれぞれ有する複数個の砥石部材１６が製造される一方、接着工程Ｐ４において、その固着部２６が台金１２表面に固着されることにより、超砥粒ホイール１０が製造される。そのため、その超砥粒ホイール１０は、台金１２に固着するための固着部２６と、研削面を構成するための端面が相互に離隔させられた複数の先端面２０に分割された研削部２４とを有する砥石部材１６を備えたものになる。したがって、先端面２０の分割数に応じて分割数が多くされた研削面を備えることにより優れた切れ味および耐用寿命を備えた超砥粒ホイール１０を容易に製造できる。
【００４０】
また、本実施例においては、前記電解鍍金工程Ｐ２は、前記薄板状の砥石部材１６の厚さ寸法に応じた高さ寸法を備えたマスキング・パターン３６内に多数の砥粒４０を散布した状態で鍍金処理を施すものであることから、薄板状の砥石部材１６の厚み方向に鍍金層４２が形成されるため、その厚み方向に一様な断面を有し且つ端面が複数の微小な先端面２０に分割された砥石部材１６が容易に得られ、延いてはその砥石部材１６が固着された超砥粒ホイール１０が容易に得られる。しかも、薄板状の砥石部材１６が高さ方向に鍍金される場合に比較して鍍金処理に必要な時間が短くなるので、超砥粒ホイール１０の製造効率が高められる利点もある。
【００４１】
また、本実施例においては、砥石部材１６は長さ寸法が例えば１２（ｍｍ）程度であるため、台金１２に固着される砥石部材１６の個数が十分に少なくなって製造が安価且つ容易になると共に、厚さ寸法ｔの例えば４０倍程度の長さ寸法に留められているため、十分に高い剛性が確保されている。
【００４２】
また、本実施例においては、砥石部材１６の厚さ寸法が０．３（ｍｍ）程度であるため、十分な剛性を備え且つ比較的短時間で製造が可能である。また、砥粒４０の平均粒径の８倍程度の厚さ寸法であるため、砥粒４０の保持が確実である。
【００４３】
また、本実施例においては、端面１４上における突き出し高さが３．５（ｍｍ）程度とされているため、２（ｍｍ）程度の十分な使用代が確保されて耐用寿命が得られると共に、厚さ寸法の１１倍程度に留められているため十分な剛性が確保されている。
【００４４】
次に、本発明の他の実施例を説明する。図８は、砥石部材１６に代えて超砥粒ホイールを構成し得る砥石部材４６の全体を示す斜視図である。図において、砥石部材４６は、前記の砥石部材１６と略同様な寸法および外形を有するものであるが、前記の帯状部２２は備えられておらず、これに代わって先端面２０に半円筒状の溝が形成されると共に、内側位置に厚み方向に貫通する複数個（例えば５個）の貫通孔４８が備えられている。この貫通孔４８の直径は、例えば０．０５〜１（ｍｍ）の範囲内、例えば２（ｍｍ）程度であり、多段（図においては２段）に設けられている。
【００４５】
上記の砥石部材４６も、先端面２０が上側に位置する向きで前記の台金１２に接着されて用いられる。研削加工中にその先端面２０が磨耗させられることによって貫通孔４８の設けられている位置まで後退すると、露出させられた貫通孔４８の相互間の部分のみに先端面２０が形成される。すなわち、砥石部材４６の端面が貫通孔４８によって複数の微小な先端面２０に分割される。そのため、このような砥石部材４６が用いられる場合にも、前記の超砥粒ホイール１０と同様に、優れた耐用寿命が得られる。
【００４６】
また、図９は、更に他の砥石部材５０をその先端面側から見た平面図である。この砥石部材５０は円弧状の平面形状を有するものであって、例えば、前記の図６に示されるような電鋳型３２において、複数の砥石部材の各々に対応する鍍金層４２の形成面が蒲鉾状を成すものを用いること等により製造される。この砥石部材５０も砥石部材１６と同様に台金１２に接着されることによって超砥粒ホイールを構成し得る。すなわち、超砥粒ホイールの構成材料としては、砥石部材１６，４６のような先端面２０が直線状を成すものに限られず、種々の形状の先端面を有する砥石部材を用い得るのである。なお、台金１２に固着するに際しては、例えば砥石部材５０の円弧の半径と同程度の幅寸法の環状溝２８内に挿入して固定される。
【００４７】
また、図１０および図１１は、砥石部材１６或いは４６等の台金１２上における他の配設形状の一例をそれぞれ説明する平面図である。図１０に示されるものでは、砥石部材１６等が台金１２の径方向および周方向に対してそれぞれ一定の角度だけ傾斜した向きで固着されている。また、図１１に示されるものでは、周方向において相互に隣接する砥石部材１６等の傾斜方向が相互に反対と成るように固着されている。このように、砥石部材１６等の配設パターンは、図１に示したような一円周上にその長手方向が台金１２の周方向に沿った向きで並ぶものの他、超砥粒ホイールの用途に応じて、これらのような種々のパターンとすることができる。
【００４８】
なお、図１に示した超砥粒ホイール１０では、台金１２の端面１４に環状溝２８が設けられると共に、平板状の砥石部材１６がその環状溝２８の曲率に合わせて僅かに湾曲させられることにより、全体として円環状の研削面が形成されるようにその砥石部材１６が固着されていた。しかしながら、多数の砥石部材１６が端面１４に備えられる場合には、研削面が略円環状となっていれば完全な円環状でなくとも（例えば多角形を成していても）、同等の研削性能が得られるものと考えられる。そのため、砥石部材１６等の配設形状は、例えば、図１２に示されるように正多角形となっていてもよい。この配設形状では、図１３に示されるように個々の砥石部材１６が平坦なまま溝５２内に嵌め入れられて接着等によって固定されている。そのため、溝５２は、その砥石部材１６の長さ寸法よりも僅かに各辺が長くされた正多角形を成しており、或いは、砥石部材１６が平坦なまま挿入できるだけの幅寸法の円環状を成している。このような配設態様によれば、砥石部材１６を湾曲させた状態で嵌め入れる必要がないので、製造が一層簡単になると共に、砥石部材１６に湾曲に起因する応力が発生しないので破損し難くなる利点がある。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００５０】
例えば、実施例においては、有底円筒状の台金１２の円環状端面１４に砥石部材１６，４６等が接着されることによって構成された平面研削用のカップ状ホイールである超砥粒ホイール１０に本発明が適用された場合について説明したが、台金１２の形状は特に限定されず、種々の形状のものを用いることができる。例えば、円板状の台金を用いることにより構成される平面研削用ディスク型ホイールにも本発明は適用される。このような台金を用いる場合には、砥石部材は、その周縁部だけでなく、例えば円形の端面全体に接着されても良い。
【００５１】
また、実施例においては、例えば３本の帯状部２２を備えた砥石部材１６が用いられることによって１００個程度の微小面で超砥粒ホイール１０の研磨面が構成されていたが、同程度の個数の微小面を構成するために、更に多数の帯状部２２を備えた長さ寸法Ｌの長い砥石部材を用いることもできる。このようにすれば、端面１４に接着すべき砥石部材の個数が一層少なくなるので、製造が一層容易になる利点がある。なお、砥石部材は薄いことから比較的容易に湾曲させ得るため、長さ寸法Ｌが長くなっても環状溝２８内に納めることは容易である。
【００５２】
また、実施例においては、砥石部材１６が電解鍍金によって、すなわち電鋳によって製造されていたが、無電解鍍金によって製造することもできる。また、砥石部材１６等は、鍍金によって製造されるものに限られず、所望の形状のものが製造可能な範囲で、粉末プレス成形や流し込み成型等を用いてもよい。
【００５３】
また、実施例においては、砥粒４０をニッケル合金で結合することによって砥石部材１６等が構成されていたが、結合材の種類は特に限定されず、用途に応じて、合成樹脂結合剤やガラス質結合材等を用いても良い。
【００５４】
また、砥石部材１６等の大きさや端面１４からの突き出し量等の各部の構成は、実施例に記載されているものに限られず、超砥粒ホイールの用途に応じて適宜変更されるものである。
【００５５】
また、実施例においては、砥粒４０がダイヤモンド砥粒であったが、砥石部材１６等に備えられる砥粒４０は、超砥粒であれば差し支えなく、例えばＣＢＮであっても良い。
【００５６】
また、実施例においては、砥石部材１６が台金１２の円環状端面１４の１円周上に接着されていたが、２つ或いはそれ以上の円周上に接着されることによって砥石部材１６を二重或いはそれ以上の多重に設けることもできる。
【００５７】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の超砥粒ホイールの全体を示す斜視図である。
【図２】図１の一部を拡大して砥石部材の構成および固着構造を説明する図である。
【図３】図１の超砥粒ホイールに備えられた砥石部材の各部の寸法を説明する平面図である。
【図４】図１の超砥粒ホイールの製造方法を説明する工程図である。
【図５】図４の製造方法において砥石部材を製造するための電鋳型を示す斜視図である。
【図６】図５の電鋳型の一部を拡大して示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、図４の製造工程の要部段階における実施状態を説明するための模式図である。
【図８】本発明の超砥粒ホイールを構成する砥石部材の他の一例を説明する斜視図である。
【図９】砥石部材形状の更に他の例を説明する平面図である。
【図１０】砥石部材の配設形状の他の例を説明する平面図である。
【図１１】砥石部材の配設形状の更に他の例を説明する平面図である。
【図１２】砥石部材の配設形状の更に他の例を説明する平面図である。
【図１３】図１２の配設形状における砥石部材の固着状態を説明するための図２に対応する図である。
【符号の説明】
１０：超砥粒ホイール
１２：台金
１４：端面
１６：砥石部材
２０：先端面
２４：研削部
Ｐ２：電解鍍金工程
Ｐ４：接着工程
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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