(57)【要約】【課題】粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を短時間で行うことができる研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置を提供する。【解決手段】基体１０と、この基体１０の表面１０ａに形成され、レンズ等の被研削物を研削する砥粒層２０とからなる研削用砥石において、砥粒層２０を複数の層２１，２２，２３で構成し、砥粒層２０を構成する砥粒の平均粒径を上層になるほど大きくした。【選択図】      図１
2004338028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、この基体の表面に形成され、被研削物を研削する砥粒層とからなる研削用砥石において、
前記砥粒層は複数の層で構成され、砥粒の平均粒径は前記層毎に異なることを特徴とする研削用砥石。
【請求項２】
前記砥粒の平均粒径は上層になるほど大きくな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】
請求項１又は２記載の研削用砥石を備えることを特徴とする研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス、セラミックス等の酸化物を材料とする被研削物の研削には、一般にダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、炭化ケイ素、酸化アルミニウム等の砥粒を結合材中に分散・固定させてなる研削用砥石が用いられる。
【０００３】
この研削用砥石は、結合材の種類によって、合成樹脂を主原料としたレジンボンド砥石、金属材料を主原料としたメタルボンド砥石、陶磁器用釉薬を主原料としたビドリファイドボンド砥石等に分類される。
【０００４】
レジンボンド砥石の場合、研削時の当りが柔らかく、面粗さのよい欠陥の少ない研削面が得られるが、結合材である合成樹脂の硬度が低く、短時間で磨耗するため、砥石寿命が短い。これに対し、メタルボンド砥石やビドリファイドボンド砥石は結合材の硬度が高く研削性及び耐久性に優れる。特に、メタルボンド砥石は最も高い研削性を有し、ガラス等の硬脆材料の研削に適する。
【０００５】
【特許文献】
特開２００１−２４６５６６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガラス、セラミックス等の被研削物の表面を球面、非球面又は平面に加工する作業には、カーブジェネレータ加工（以下ＣＧ加工という）、研削加工又は研磨加工がある。
【０００７】
被研削物の概略形状を創成するＣＧ加工と被研削物の表面を仕上げる研磨加工との中間の研削加工は面精度の良い研磨品を得るための重要な加工である。
【０００８】
しかし、例えば石英等の硬い材料を加工する場合には、研削加工を粗研削加工と精研削加工との２つの加工に分けて行うため、手間がかかる。２段階の加工を行うには、粗研削加工を行う砥石から、より精密な研削である精研削加工を行う砥石へ付け替える作業等が必要になる。なお、研削材料や研削加工精度により研削加工の段階は異なる。
【０００９】
また、ガラス等の硬脆材料を研削する場合、砥石の目詰まりによる研削力の劣化（研削加工ができなくなる）が発生する。そのため、頻繁に砥石の表面を削り、砥粒を露出させて新しい面を再生する作業が必要である。なお、砥粒層に分散された砥粒は被研削物に適した粒度を中心として所定の分布をもった１種類の砥粒から構成されている。粒度が粗いときには後工程の研磨加工時間が長くなり、粒度が細かいときには研削加工時間が長くなる。
【００１０】
更に、砥石の寿命により研削加工ができなくなった場合、加工の途中であっても砥石を交換する作業が必要になる。
【００１１】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を短時間で行うことができる研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、基体と、この基体の表面に形成され、被研削物を研削する砥粒層とからなる研削用砥石において、前記砥粒層は複数の層で構成され、砥粒の平均粒径は前記層毎に異なることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の研削用砥石において、前記砥粒の平均粒径は上層になるほど大きくなることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明の研削装置は、請求項１又は２記載の研削用砥石を備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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レンズ研削用砥石の断面を示す概念図である。
【００１７】
レンズ研削用砥石（研削用砥石）１は、基体１０と、レンズ（被研削物）を研削する砥粒層２０とからなる。砥粒層２０は基体１０の表面１０ａに形成されている。
【００１８】
基体１０は黄銅を材料としている。
【００１９】
砥粒層２０は３つの層２１，２２，２３で構成され、砥粒の平均粒径は上層になるほど大きい。層２１，層２２及び層２３の厚さはそれぞれ５０μｍ、１０μｍ及び２０μｍである。
【００２０】
層２１，２２及び２３の砥粒の平均粒径をそれぞれｄ１、ｄ２及びｄ３としたとき、ｄ１、ｄ２及びｄ３はそれぞれ３μｍ、５μｍ及び１０μｍである。
【００２１】
この研削用砥石１の製作方法を説明する。
【００２２】
まず、無電解めっきの前処理工程として、基体１０の表面１０ａの汚れを除去する。
【００２３】
次に、パラジウム溶液に基体１０を漬け、無電解めっきを円滑に行うために触媒としてパラジウム層を基体１０の表面１０ａに形成する。このパラジウム層は極めて薄い膜状又は島状に形成されている。
【００２４】
その後、平均粒径３μｍのダイヤモンド砥粒を所定量だけ分散させた無電解ニッケルメッキ液に基体１０を浸漬する。
【００２５】
その結果、析出反応が始まり、基体１０の表面１０ａに平均粒径３μｍのダイヤモンド砥粒を含む層２１が形成される。層２１の厚さは５０μｍである。
【００２６】
次に、平均粒径５μｍのダイヤモンド砥粒を所定量だけ分散させた無電解ニッケルメッキ液に基体１０を浸漬する。
【００２７】
その結果、層２１の表面に平均粒径５μｍのダイヤモンド砥粒を含む層２２が形成される。層２２の厚さは１０μｍである。
【００２８】
次に、平均粒径１０μｍのダイヤモンド砥粒を所定量だけ分散させた無電解ニッケルメッキ液に基体１０を浸漬する。
【００２９】
その結果、層２２の表面に平均粒径１０μｍのダイヤモンド砥粒による層２３が形成される。層２３の厚さは２０μｍである。
【００３０】
このようにして、層２１から層２３へ行くほど（上層になるほど）平均粒径が大きくなる砥粒層２０を有する研削用砥石１が製作された。
【００３１】
この研削用砥石１の砥粒層２０の表面は加工するレンズの仕上がり形状（設計形状）と同一形状のダミーを用いてドレッシングされた後、実際の研削加工に使用される。
【００３２】
なお、上記実施形態では無電解めっきによって複数の層２１，２２，２３で構成される砥粒層２０を形成したが、砥粒層の形成方法はこれに限られるものではなく、電気めっきであってもよい。
【００３３】
この研削用砥石１を用いてＣＧ加工後のレンズの研削加工を実際に行った。
【００３４】
約１５分の研削加工の後、レンズの表面を観察したところ、キズのない、表面粗さ０．１μｍの表面に仕上がっていた。
【００３５】
その後、短時間の研磨加工を行ったところ、面精度のよいレンズが得られた。
【００３６】
この実施形態によれば、粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を１つの研削用砥石で行うことができる。
【００３７】
すなわち、石英等の硬い材料を加工する場合、粗研削加工から精研削加工へ移るとき、砥石を付け替える必要がない。ガラス等の硬脆材料を研削する場合、砥石の表面を再生する作業が不要である。
【００３８】
次に、研削用砥石１を備える研削装置４０を説明する。
【００３９】
図２（ａ）は研削装置の使用状態を示す概念図、図２（ｂ）は同図（ａ）の研削装置を用いた研削方式を説明する図である。
【００４０】
この研削装置４０はオスカー式の研削装置である。
【００４１】
研削装置４０はみがき皿４１と研削用砥石１とはりつけ皿４３とを備えている。
【００４２】
みがき皿４１はモータ（図示せず）等によって軸ＡＸを中心に矢印ａに示す方向へ回転可能である。みがき皿４１の回転速度は２０〜６０ｒｐｍである。
【００４３】
なお、みがき皿４１の上面には被研削物であるレンズ４５が保持治具（図示せず）によって保持されている。
【００４４】
はりつけ皿４３は揺動自在なアーム４４の端部に回転可能に取り付けられている。はりつけ皿４３の下面には研削用砥石１が取り付けられている。
【００４５】
アーム４４は矢印ｂに示す方向へ揺動可能である。
【００４６】
レンズ４５をみがき皿４１の上面に保持した後、研削用砥石１をレンズ４５に所定圧力で押し付け、レンズ４５と研削用砥石１との間に研削液（図示せず）を供給しながらみがき皿４１を所定の回転数で回転させてレンズ４５を研削する。
【００４７】
このとき、はりつけ皿４３はアーム４４の端部に回転可能に支持されているため、みがき皿４１とともに回転する。また、みがき皿４１の回転に同期してアーム４４が矢印ｂに示す方向へ揺動するため、はりつけ皿４３は図２（ｂ）の矢印ｃに示すように左右方向（はりつけ皿４３の直径方向）へ揺動する。
【００４８】
その結果、レンズ４５は研削用砥石１によって均一に研削される。
【００４９】
粗研削、標準研削及び精研削には砥粒層２０を構成する層２１、層２２及び層２３がそれぞれ用いられる。
【００５０】
各研削工程は一定の研削条件（研削用砥石１をレンズに押し付ける圧力、みがき皿４１の回転数等）の下で研削砥石を交換することなく順次行われる。
【００５１】
したがって、この研削装置４０によれば、加工するレンズ４５毎に研削用砥石１を交換するだけで熟練者の経験や勘に頼ることなく、研削時間を管理するだけで精度のよいレンズ４５を得ることができる。
【００５２】
例えば研削装置に１チップマイクロコンピュータを設ければ、この１チップマイクロコンピュータを用いて各研削時間を管理することも可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上に説明したように本願発明によれば、粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係るレンズ研削用砥石の断面を示す概念図である。
【図２】図２（ａ）は研削装置の使用状態を示す概念図、図２（ｂ）は同図（ａ）の研削装置を用いた研削方式を説明する図である。
【符号の説明】
１  レンズ研削用砥石（研削用砥石）
１０  基体
１０ａ  表面
２０  砥粒層
４０  研削装置
【図１】
2004338028.tif 000003
【図２】
2004338028.tif 000004