(57)【要約】    【課題】  被研削物の表面にキズを付けることなく被研削物を研削することができ、砥石の長寿命化を図ることができ、製造コストを低減することができる研削用砥石を提供する。    【解決手段】  基体１０と、この基体１０の表面１０ａにめっきで形成された砥粒層２０とからなる研削用砥石において、砥粒層２０を、基体１０の表面１０ａに形成された第１の砥粒層２１と第１の砥粒層２１の上面に形成された第２の砥粒層２２とで構成した。基体１０をプラスチック樹脂材で形成した。第１の砥粒層２１を、ダイヤモンド砥粒２６、ＣＢＮ及びＳｉＣを分散粒子として含む無電解めっきで形成し、第２の砥粒層２２を、ＰＴＦＥ２７を固体潤滑材として含むニッケル、銅の無電解めっきで形成した。第２の砥粒層２２の表面に金属皮膜２８を形成した。【選択図】      図１
2005022074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、この基体の表面にめっきで形成された砥粒層とからなる研削用砥石において、
前記砥粒層は固体潤滑材を含有する層である
ことを特徴とする研削用砥石。
【請求項２】
前記基体はプラスチック樹脂材で形成されてい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】
基体と、この基体の表面にめっきで形成された砥粒層とからなる研削用砥石において、
前記基体はプラスチック樹脂材で形成されている
ことを特徴とする研削用砥石。
【請求項４】
前記砥粒層は、前記基体の表面に形成された第１の砥粒層と前記第１の砥粒層の上面に形成された第２の砥粒層とを有し、
前記第１の砥粒層は、ダイヤモンド、ＣＢＮ及びＳｉＣを分散粒子として含む無電解めっきで形成され、
前記第２の砥粒層は、フッ素樹脂を前記固体潤滑材として含むニッケル、銅の無電解めっきで形成されてい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５】
前記第２の砥粒層の前記固体潤滑材の粒子の径は前記第１の砥粒層の分散粒子の径のほぼ３分の１以下であることを特徴とする請求項４記載の研削用砥石。
【請求項６】
基体と、この基体の表面にめっきで形成された砥粒層とからなる研削用砥石において、
前記砥粒層の表面に金属皮膜が形成されている
ことを特徴とする研削用砥石。
【請求項７】
前記砥粒層の表面に金属皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の研削用砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は各種のレンズ研削に使用される研削用砥石に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ研削に使用される研削用砥石は、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。
【０００３】
従来、基体には真鍮等の金属材料が用いられている。
【０００４】
砥粒層は無電解めっき等による金属めっき法で形成される。
【０００５】
砥粒層はニッケル、銅及び分散粒子（ダイヤモンド砥粒等）を含む複合層である。
【特許文献１】特開平５−２５３８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この研削用砥石を用いてレンズ等の硬脆材料の被研削物を研削したとき、研削作業が進むにつれて砥粒層が次第に摩耗する。
【０００７】
研削の際に生じた被研削物や研削用砥石の削り屑は被研削物と研削用砥石との間に供給される研削液とともに外部へ排出される。
【０００８】
しかし、研削の際、ダイヤモンド砥粒や被研削物の一部が欠け、それら（破片）が削り屑に混じることがある。そして、削り屑が研削液とともに外部へ排出されるとき、前記破片が被研削物に接触し、被研削物を傷付けてしまう。
【０００９】
また、研削の際、レンズと分散粒子との摩擦によって発生した熱が分散粒子に集中するため、分散粒子が摩耗し易くなり、砥石の寿命が短くなる。
【００１０】
更に、砥石を再生する際、基体表面の再加工が必要であるため、製造コストが高くなる。
【００１１】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は被研削物の表面にキズを付けることなく被研削物を研削することができ、砥石の長寿命化を図ることができ、製造コストを低減することができる研削用砥石を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、基体と、この基体の表面にめっきで形成された砥粒層とからなる研削用砥石において、前記砥粒層は固体潤滑材を含有する層であることを特徴とする研削用砥石。
【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、前記基体はプラスチック樹脂材で形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、基体と、この基体の表面にめっきで形成された砥粒層とからなる研削用砥石において、前記基体はプラスチック樹脂材で形成されていることを特徴とする研削用砥石。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２項記載の研削用砥石において、前記砥粒層は、前記基体の表面に形成された第１の砥粒層と前記第１の砥粒層の上面に形成された第２の砥粒層とを有し、前記第１の砥粒層は、ダイヤモンド、ＣＢＮ及びＳｉＣを分散粒子として含む無電解めっきで形成され、前記第２の砥粒層は、フッ素樹脂を前記固体潤滑材として含むニッケル、銅の無電解めっきで形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の研削用砥石において、前記第２の砥粒層の前記固体潤滑材の粒子の径は前記第１の砥粒層の分散粒子の径のほぼ３分の１以下であることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、基体と、この基体の表面にめっきで形成された砥粒層とからなる研削用砥石において、前記砥粒層の表面に金属皮膜が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の研削用砥石において、前記砥粒層の表面に金属皮膜が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この願発明によれば、被研削物の表面にキズを付けることなく被研削物を研削することができ、砥石の長寿命化を図ることができ、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１はこの発明の第１実施形態に係る研削用砥石の断面を示す概念図である。なお、図１では分散粒子としてダイヤモンド砥粒２６とＰＴＦＥ（ポリテトラフロルエチレン）（固体潤滑材）２７とを図示した。
【００２２】
研削用砥石１は、基体１０と、図示しない被研削物のレンズを研削する砥粒層２０とからなる。
【００２３】
研削用砥石１は回転軸Ｏを中心として、例えば矢印ａに示す方向へ回転する。回転する研削用砥石１でレンズが研削される。
【００２４】
基体１０はプラスチック樹脂材で形成されている。具体的な材料としては、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリアミド及びＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等がある。
【００２５】
基体１０の表面１０ａは加工するレンズの仕上がり形状（凹面形状）に対応した形状（凸面形状）になっている。
【００２６】
基体１０の表面１０ａにはその表面１０ａを活性化させるために触媒作用の強いパラジウム等の金属からなる中間層（図示せず）が形成されている。パラジウムの触媒は基体１０の表面１０ａにエッチングによって形成されたアンカー（微小な凹部）に保持されている。
【００２７】
砥粒層２０は第１の砥粒層２１と第１の砥粒層２１の上面に形成された第２の砥粒層２２とで構成されている。
【００２８】
第１の砥粒層２１はニッケル、銅等の金属及び分散粒子（ダイヤモンド砥粒２６、ＣＢＮ（キュービックボロンナイトライド）又はＳｉＣ（炭化珪素））を含む複合層である。第１の砥粒層２１は無電解メッキで形成される。
【００２９】
第１の砥粒層２１の金属層厚さは分散粒子の径の３分の１以下である。分散粒子の径は０．１〜１００μｍである。したがって、後述する図２（ｃ）に示すように第１の砥粒層２１の金属層表面から分散粒子の大部分が露出する。
【００３０】
第２の砥粒層２２はニッケル、銅等の金属及び分散粒子（ＰＴＦＥ２７）を含む複合層であり、第１の砥粒層２１の金属層表面から露出するダイヤモンド砥粒２６を覆う。この第２の砥粒層２２は無電解メッキで形成される。
【００３１】
ＰＴＦＥ２７の粒子の径は第１の砥粒層２１のダイヤモンド砥粒２６の径のほぼ３分の１である。
【００３２】
砥粒層２０の厚さはダイヤモンド砥粒２６の径とほぼ同じである。
【００３３】
第２の砥粒層２２（砥粒層）の表面には加工時に発生する熱をダイヤモンド砥粒２６から逃がすための金属皮膜２８が形成されている。この被膜２８は重金属や貴金属で形成される。
【００３４】
この研削用砥石１の製作方法を説明する。
【００３５】
図２（ａ）〜（ｄ）は製作工程を説明する図である。
【００３６】
まず、圧縮空気等を用いて鉄粉又はガラスビーズ（粗さ１００〜１０００、好ましくは♯４００）等の研掃剤（図示せず）を基体１０の表面１０ａに吹き付けて、基体１０の表面１０ａを活性化させる（ブラスト処理）。
【００３７】
次に、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り、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する（脱脂）。
【００３８】
その後、エッチング溶液に漬け、強酸化剤による化学的処理によって基体１０の表面１０ａの一部を溶解させて化学的にアンカーを作る（エッチング）。
【００３９】
次に、中和溶液に漬け、基体１０の表面１０ａに残存するエッチング液を除去する（中和処理）（図２（ａ）参照）。
【００４０】
その後、スズを含むパラジウム溶液に漬け、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を基体１０の表面１０ａに付与する（触媒付与）。
【００４１】
次に、酸性溶液に漬け、触媒付与工程で吸着したスズを酸性溶液を用いて除去し、パラジウムの触媒作用を強める（酸活性）。
【００４２】
その後、分散粒子を含む無電解めっき液に漬け、無電解めっきによって基体１０の表面１０ａに薄い（０．１〜０．５μｍ）金属皮膜（銅、ニッケル等）１１を形成する（表面調整）（図２（ｂ）参照）。
【００４３】
以上の中間層の表面処理工程の後、基体１０の表面１０ａに第１の砥粒層２１を形成するための処理を行う。
【００４４】
分散粒子（ダイヤモンド砥粒２６、ＣＢＮ又はＳｉＣ）を混入させた無電解ニッケル又は銅めっき液中に基体１０を浸漬する。その結果、析出反応が始まり、基体１０の表面１０ａに第１の砥粒層２１が形成される（図２（ｃ）参照）。
【００４５】
次に、分散粒子（ＰＴＦＥ２７）を混入させた無電解ニッケル又は銅めっき液中に基体１０を浸漬する。その結果、析出反応が始まり、第１の砥粒層２１の上面にＰＴＦＥ２７を含む分散粒子による第２の砥粒層２２が形成される。
【００４６】
以上のようにして、分散粒子が表面から僅かに露出する研削用砥石１が完成する（図２（ｄ）参照）。
【００４７】
最後に、第２の砥粒層２２（砥粒層）の表面にドライプロセス（蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等）で１μｍ以下の金属皮膜２８（図３参照）を形成する。
【００４８】
次に、この研削用砥石１を用いたレンズ等の硬脆材料の被研削物の研削工程を説明する。
【００４９】
図３（ａ）は研削用砥石によるレンズの研削を説明する概念図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ部拡大図である。
【００５０】
レンズ５の研削作業を開始すると、まずレンズ５に接触する金属被膜２８が摩耗し、ダイヤモンド砥粒２６が第２の砥粒層２２の表面から僅かに露出した状態になる。
【００５１】
レンズ５の研削作業が進むにつれて第２の砥粒層２２が次第に摩耗する。
【００５２】
このとき、レンズ５とダイヤモンド砥粒２６との摩擦による熱がダイヤモンド砥粒２６に発生するが、この熱は金属被膜２８、第２の砥粒層２２、第１の砥粒層２１へと伝達される。
【００５３】
そのため、ダイヤモンド砥粒２６への熱の集中が防止され、ダイヤモンド砥粒２６の摩耗が低減される。
【００５４】
研削の際に生じたレンズ５や研削用砥石１の削り屑（図示せず）はレンズ５と研削用砥石１との間に供給される研削液（図示せず）とともに外部へ排出される。
【００５５】
ここで、研削作業によってダイヤモンド砥粒２６やレンズ５の一部が欠け、破片２６ａ，５ａが削り屑に混じった場合を考える。
【００５６】
削り屑に混じった破片２６ａ，５ａが研削液とともに外部へ排出されるとき、ダイヤモンド砥粒２６やレンズ５に比べて柔らかいＰＴＦＥ２７がレンズ５に対して削り屑と破片２６ａ，５ａとのクッションとして機能する。
【００５７】
そのため、破片２６ａ，５ａがレンズ５に直接接触してレンズ５の表面を傷付ける事態が緩和される（図３（ｂ）参照）。
【００５８】
なお、レンズ５の研削作業が進むにつれて金属被膜２８は削られてしまうが、レンズ５とダイヤモンド砥粒２６との摩擦によってダイヤモンド砥粒２６に発生した熱は第２の砥粒層２２、第１の砥粒層２１へと伝達される。
【００５９】
そのため、ダイヤモンド砥粒２６への熱の集中が防止され、ダイヤモンド砥粒２６の摩耗が低減される。
【００６０】
次に、研削用砥石１の再生方法を説明する。
【００６１】
まず、５〜３０％希硝酸溶液に研削用砥石１を漬け、研削寿命が尽きた又は残り少ない砥粒層２０だけを基体１０から剥離する。
【００６２】
このとき、基体１０はプラスチック樹脂材で形成されているため、基体１０の表面１０ａは酸によって侵食されず、元の形状が損なわれることがない。
【００６３】
その後、上述した表面処理を行い、砥粒層２０を基体１０の表面１０ａに形成する。
【００６４】
この実施形態によれば、レンズ５の表面にキズを付けることなくレンズ５を研削することができる。
【００６５】
また、ダイヤモンド砥粒２６の摩耗が低減されるため、砥石１の長寿命化を図ることができる。
【００６６】
更に、基体１０をプラスチック樹脂材で形成したので、砥石を再生する際、基体１０を金属材料で製作した従来例のように基体表面を再加工する必要がないため、製造コストを低減することができる。また、基体１０をプラスチック樹脂材で形成したため、軽量化を図ることができ、金属材料を用いている従来例に比べてサイズの制約が少ない。
【００６７】
なお、上記実施形態では仕上がり形状が凹面のレンズを研削するために基体１０の表面１０ａを凸面形状にしたが、例えば仕上がり形状が凸面のレンズを研削するためには基体１０の表面１０ａを凹面形状にする。凹面形状の表面１０ａに砥粒層２０を形成する場合においても上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
また、基体１０の表面形状は球面に限られるものではなく、表面形状をわずかに変形させた非球面形状であってもよい。
【００６９】
更に、上記実施形態では、固体潤滑材としてＰＴＦＥを用いたが、これに限られるものではなく、例えばゴムやウレタンビーズ等の軟質樹脂等を用いてもよい。
【００７０】
図４（ａ）はこの発明の第２実施形態に係る研削用砥石の平面図、図４（ｂ）はその側面図である。
【００７１】
この研削用砥石１０１は、円柱状の基体１１０と、この基体１１０の一端面にめっきで形成され、レンズを研削する砥粒層１２０とからなる。研削用砥石１０１は回転軸Ｏを中心として、例えば矢印ｂに示す方向へ回転する。
【００７２】
この研削用砥石１０１は砥粒層１２０の表面をほぼ平面形状にした点及び基体１１０におねじを形成した点で第１実施形態の研削用砥石と相違する。
【００７３】
砥粒層１２０には直交する２本の溝１２３、１２４が形成されている。この溝１２３、１２４は後述する砥石皿１５０に研削用砥石１１０を取り付けるためのものであるとともに、研削液を逃がすためのものである。溝１２３、１２４の数は２本に限るものではなく、１〜８本程度であればよい。
【００７４】
砥粒層１２０は第１の砥粒層１２１と第１の砥粒層１２１の上面に形成された第２の砥粒層１２２とで構成されている。
【００７５】
第１の砥粒層１２１及び第２の砥粒層１２２の構成はそれぞれ第１の砥粒層２１及び第１の砥粒層２１の構成と同じである。
【００７６】
第２の砥粒層１２２（砥粒層）の表面には加工時に発生するダイヤモンド砥粒２６（図１参照）の熱を逃がすための金属皮膜１２８が形成されている。この被膜１２８は重金属や貴金属で形成される。
【００７７】
基体１１０はプラスチック樹脂材で形成されている。基体１１０の他端には砥石皿１５０の孔１５１（図５参照）のめねじと螺合するおねじ１２５が形成されている。
【００７８】
基体１１０及びおねじ１２５の直径はそれぞれ３〜１００ｍｍ及び３〜３０ｍｍである。
【００７９】
この研削用砥石の製作方法は第１実施形態の研削用砥石と同様であるのでその説明を省略する。
【００８０】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００８１】
次に、この研削用砥石１０１を用いた研削・研磨工具を説明する。
【００８２】
図５（ａ）は第２実施形態に係る研削用砥石を備える研削・研磨工具の平面図、図５（ｂ）は 研削・研磨工具と砂かけ皿との関係を示す断面図である。
【００８３】
砥石皿（直径：１０〜１５０ｃｍ程度）１５０の表面には直径方向へ延びる仮想直線上に複数の孔１５１が形成されている。孔１５１の数は砥石皿１５０の表面積に対して孔１５１の総面積が所定の割合となるように決められる。
【００８４】
この砥石皿１５０の孔１５１にはめねじが形成され、このめねじには研削用砥石１０１のおねじ１２５が螺合している。なお、図５（ｂ）ではおねじ１２５の図示を省略した。
【００８５】
この研削・研磨工具は以下のようにして形成される。
【００８６】
まず、基体１１０のおねじ１２５を砥石皿１５０に形成されためねじに螺合する。
【００８７】
次に、砂かけ皿１６０によって基体１１０を研削・研磨し、その表面形状をレンズの仕上がり形状に加工する。
【００８８】
最後に、前述した処理によって基体１１０に砥粒層１２０を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１はこの発明の第１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（ａ）】図２（ａ）は製作工程を説明する図である。
【図２（ｂ）】図２（ｂ）は製作工程を説明する図である。
【図２（ｃ）】図２（ｃ）は製作工程を説明する図である。
【図２（ｄ）】図２（ｄ）は製作工程を説明する図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は研削用砥石によるレンズの研削を説明する概念図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ部拡大図である。
【図４（ａ）】図４（ａ）はこの発明の第２実施形態に係る研削用砥石の平面図である。
【図４（ｂ）】図４（ｂ）はその側面図である。
【図５（ａ）】図５（ａ）は第２実施形態に係る研削用砥石を備える研削・研磨工具の平面図である。
【図５（ｂ）】図５（ｂ）は研削・研磨工具と砂かけ皿との関係を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１，１０１  研削用砥石
１０，１１０  基体
１０ａ  表面
２０，１２０  砥粒層
２１，１２１  第１の砥粒層
２２，１２２  第２の砥粒層
２７  ＰＴＦＥ（固体潤滑材）
２８，１２８  金属被膜
【図１】
2005022074.tif 000003
【図２（ａ）】
2005022074.tif 000004
【図２（ｂ）】
2005022074.tif 000005
【図２（ｃ）】
2005022074.tif 000006
【図２（ｄ）】
2005022074.tif 000007
【図３（ａ）】
2005022074.tif 000008
【図３（ｂ）】
2005022074.tif 000009
【図４（ａ）】
2005022074.tif 000010
【図４（ｂ）】
2005022074.tif 000011
【図５（ａ）】
2005022074.tif 000012
【図５（ｂ）】
2005022074.tif 000013