(57)【要約】【課題】  めっき液中に浸漬した基材の表面に無電解めっきによりめっき層を析出して砥粒を固着するに際し、砥粒の脱落などを防ぎながらも、めっき液中のめっき成分の粒子が基材表面に付着して瘤に成長してしまうのを防ぐ。【解決手段】  砥粒を分散しためっき液Ｌ中に浸漬された基材２の表面２Ａに、無電解めっきによりめっき相を析出しつつ砥粒を固着して砥粒層を形成する電着砥石の製造方法であって、基材２の表面２Ａに所定の厚さのめっき相が析出したところで、この表面２Ａにめっき液Ｌを吹き付けながらさらにめっき相を析出させて砥粒層を形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒を分散しためっき液中に浸漬された基材の表面に、無電解めっきによりめっき相を析出しつつ上記砥粒を固着して砥粒層を形成する電着砥石の製造方法であって、上記基材の表面に所定の厚さの上記めっき相が析出したところで、該表面にめっき液を吹き付けながらさらに該めっき相を析出させて上記砥粒層を形成することを特徴とする電着砥石の製造方法。
【請求項２】
上記基材の表面に、上記砥粒の平均粒径の１０％〜３０％の厚さの上記めっき相が析出したところで、該表面に上記めっき液を吹き付け始めることを特徴とする請求項１に記載の電着砥石の製造方法。
【請求項３】
上記基材の表面に吹き付けられるめっき液は、該基材が浸漬された上記めっき液をフィルターによって濾過しためっき液であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電着砥石の製造方法。
【請求項４】
上記基材の表面での上記めっき液の吹き付け圧を０．０５ＭＰａ〜０．５ＭＰａとすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電着砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の表面に、無電解めっきにより析出されためっき相によって砥粒を固着した砥粒層が形成された電着砥石の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電着砥石の製造方法としては、例えば特許文献１に、適当な粒径の砥粒を含んだ硫酸ニッケル等を主成分とする無電解めっき液中に台皿（基材）を浸漬して、当初は砥粒がめっき皮膜（めっき相）中に混入しないように無電解めっき液中のスターラを緩やかに回転させておき、台皿の表面に適当な厚さのめっき皮膜が析出したなら砥粒がめっき皮膜中に分散するようにスターラの回転速度を増加させることにより、この台皿の表面に無電解めっき層と、該無電解めっき層と同じ皮膜組成からなる無電解めっき相により砥粒を結合した砥粒層とを順次形成する製造方法が提案されている。また、特許文献２には、超硬質砥粒を砥石ベース（基材）の表面上に固定させるために仮付けする工程と、超硬質砥粒が仮付けされた状態の砥石ベースを、攪拌機により攪拌されたＮｉ−Ｐ等のめっき液で満たされている無電解めっき槽に浸して超音波振動を付加しながら無電解めっき処理を用いて本めっき層（めっき相）を析出させ、超硬質砥粒を砥石ベースの表面上に電着させる工程とからなり、これによって超硬質砥粒と本めっき層との界面のめっき層を隆起させて本めっき層が超硬質砥粒を包み込むように砥石ベースの表面に超硬質砥粒を電着する製造方法も提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１９８０４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１７８２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このように砥粒層を形成する基材をめっき液中に浸漬して無電解めっきによりめっき相を析出させ、砥粒を固着して基材表面に砥粒層を形成する場合には、めっき液中のニッケル等のめっき成分が、この基材表面に析出してめっき相を形成する以外に、めっき液中においても析出を生じて小さな粒子を形成することがある。しかるに、このようなめっき成分よりなる粒子は、基材表面に付着しても通常は上述のように無電解めっき処理中に攪拌されるめっき液によって剥離してしまうこととなるが、希に付着した粒子が剥離せずに基材表面において成長を続け、これによって砥粒層に該粒子を核とした瘤（ノジュール）が形成されてしまうことがあり、このような瘤が形成された砥石では、瘤の周りに砥粒が固着されない部分が形成されてしまうために均一な研削を行うことが困難となるのは勿論、瘤が砥粒の粒径より大きく成長してしまうと、研削時に砥粒よりも先に瘤がワークに接触してしまってワークの被研削面を傷つけたりしてしまうおそれすらある。
【０００４】
ここで、このように基材表面に付着しためっき成分の粒子を瘤に成長する前に除去するには、例えば特許文献１のスターラや特許文献２の攪拌機などによるめっき液の攪拌作用を高めたり、あるいは特許文献２のように基材に付加される超音波振動を強めたり、さらには無電解めっき中に基材に強い衝撃を与えたりして、付着した粒子を剥離させることが考えられる。しかしながら、こうしてめっき液の攪拌作用を高めると、その分めっき液中のめっき成分粒子が基材表面に付着する可能性も高くなってしまう一方、粒子が付着できないくらいに攪拌作用を高めたり基材への振動や衝撃を強めたりすると、基材表面に固着された砥粒までもが脱落してしまって所望の集中度の砥石を製造することができなくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、めっき液中に浸漬した基材の表面に無電解めっきによりめっき層を析出して砥粒を固着するに際し、砥粒の脱落などを防ぎながらも、めっき液中のめっき成分の粒子が基材表面に付着して瘤に成長してしまうのを防ぐことが可能な電着砥石の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、砥粒を分散しためっき液中に浸漬された基材の表面に、無電解めっきによりめっき相を析出しつつ上記砥粒を固着して砥粒層を形成する電着砥石の製造方法であって、上記基材の表面に所定の厚さの上記めっき相が析出したところで、該表面にめっき液を吹き付けながらさらに該めっき相を析出させて上記砥粒層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このような電着砥石の製造方法においては、基材の表面に所定の厚さのめっき相が析出するまでは通常の無電解めっきが施されて砥粒が固着させられるので、こうして固着された砥粒が脱落しない程度の厚さまでめっき相が析出したところで、基材表面にめっき液を吹き付けることにより、固着された砥粒を脱落させることなくさらにめっき相を析出させて砥粒層を形成する一方で、基材が浸漬されためっき液中に析出しためっき成分粒子が基材表面に付着しても、これを剥離して除去することが可能となる。従って、かかるめっき成分粒子が核となって大きな瘤が砥粒層に形成されるのを防ぐことができ、ワークの被研削面が傷つけられたりするのを防止して均一な研削を行うことが可能な電着砥石を製造することができる。
【０００８】
ここで、こうして基材の表面にめっき液を吹き付け始める際の上記めっき相の厚さは、この基材表面に固着される上記砥粒の平均粒径の１０％〜３０％の厚さとされるのが望ましく、これよりもめっき相の厚さが薄い時点でめっき液を吹き付けると砥粒の脱落を招くおそれがある一方、逆にこれよりもめっき相が厚く析出した後にめっき液を吹き付け始めても、既に付着した粒子がめっき相に取り込まれるように成長して剥離が困難となるおそれがある。また、上記基材の表面に吹き付けられるめっき液としては、この基材が浸漬された上記めっき液をフィルターによって濾過しためっき液を用いることにより、このめっき液の吹き付けによってめっき成分の粒子が基材表面に付着してしまうような事態を防止することができる。さらに、上記基材の表面での上記めっき液の吹き付け圧は０．０５ＭＰａ〜０．５ＭＰａとされるのが望ましく、これよりも吹き付け圧が小さいと付着した粒子の除去が困難となるおそれがある一方、逆に吹き付け圧が大きすぎると所定の厚さのめっき相が形成されていても砥粒の脱落を招いたり、こうして所定厚さのめっき相が形成された後にさらにめっき相を析出させて砥粒層を形成するのに多くの時間を要したりするおそれがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の電着砥石の製造方法の一実施形態に係わる製造装置を示すものである。この図１において符号１で示すのはめっき液槽であり、このめっき液槽１にはダイヤモンド等の砥粒を分散したＮｉ等のめっき液Ｌが保持されていて、このめっき液Ｌ中に基材２が浸漬される。ここで、この基材２は、例えば円板状のものであって、その一方の円形面２Ａが砥粒層の形成される基材２表面とされたものであり、この円形面２Ａが表向きとなるようにホルダ３に取り付けられている。
【００１０】
また、めっき液槽１の上には、図示されない昇降装置によって所定のストロークおよび時間間隔で昇降可能とされたフレーム４が架け渡されていて、基材２が取り付けられたホルダ３はこのフレーム４にハンガー５を介して上記円形面２Ａが垂直となるように吊り下げられており、フレーム４の昇降に伴い基材２も図１に白抜き矢線で示すようにめっき液Ｌ中において所定のストロークで間欠的に昇降させられる。なお、上記製造装置では複数（図１では２つ）の基材２が、その昇降方向すなわち上下方向に並んでホルダ３に取り付けられている。
【００１１】
一方、めっき液槽１内には隔壁６が設けられていて、この隔壁６の内側に保持された上記めっき液Ｌは該隔壁６の上端部から溢流して隔壁６とめっき液槽１の外壁７との間に保持される。従って、めっき液槽１内に保持されて基材２が浸漬されるめっき液Ｌの水位はこの隔壁６の高さと等しく維持される。さらに、この隔壁６の内側から該隔壁６とめっき液槽１の外壁７との間に溢流しためっき液Ｌは、ポンプ８によりフィルター９および循環パイプ１０を介して再び隔壁６内側のめっき液槽１内底部に循環させられ、このめっき液Ｌの循環により、隔壁６内側に保持されて基材２が浸漬されるめっき液Ｌには攪拌作用が生じることとなる。
【００１２】
そして、本実施形態に係わる製造装置においては、上記フィルター９から隔壁６内側のめっき液槽１内底部に至る上記循環パイプ１０の途中に吹き付けパイプ１１が接続されて該循環パイプ１０から分岐させられており、こうして循環パイプ１０から分岐した吹き付けパイプ１１は、図示されない調整バルブを介して隔壁６内側のめっき液槽１内に延び、その開口部がこのめっき液槽１内に保持されためっき液Ｌ中に浸漬されて、同じく該めっき液Ｌ中に浸漬された基材２の上記円形面２Ａに対向するように開口させられている。従って、ポンプ８からフィルター９を経て循環させられためっき液Ｌの一部は、めっき液槽１内に保持されためっき液Ｌ中で、この吹き付けパイプ１１から基材２の円形面２Ａに向けて吹き付けられることとなる。
【００１３】
ここで、この吹き付けパイプ１１の開口部は、基材２に吹き付けられるめっき液Ｌが、水平方向（図１において図面に直交する方向）には基材２の位置において上記円形面２Ａの直径全体をカバーする範囲に吹き付けられるように、また上下方向にはやはり基材２の位置において、上述のように基材２が所定のストロークで昇降した際のストロークエンドにおける上記複数の基材２の円形面２Ａの上下端をそれぞれ越える位置に吹き付けられるように、めっき液槽１内に固定されており、この基材２の昇降に伴いその円形面２Ａ全体に満遍なくめっき液Ｌが吹き付けられるようにされている。なお、上記製造装置では、この吹き付けパイプ１１の開口部は基材２側に向けて斜め下向きにめっき液Ｌが吹き付けられるように開口させられている。
【００１４】
次に、このように構成された製造装置を用いて、基材２の表面すなわち上記円形面２Ａに、無電解めっきによりめっき相を析出しつつ上記砥粒を固着して砥粒層を形成する場合の本発明の電着砥石の製造方法の一実施形態について説明する。本実施形態では、まず基材２の表面のうち砥粒層を形成すべき上記円形面２Ａを除いてマスキングを施すとともに脱脂や洗浄の前処理を施した後、この基材２を上述のようにホルダ３に取り付けてハンガー５を介してフレーム４に吊下し、めっき液槽１の隔壁６内側に保持されためっき液Ｌ内に浸漬する。
【００１５】
次いで、上記ポンプ８により循環パイプ１０を介してめっき液Ｌを循環するとともに、上記昇降装置によりフレーム４およびハンガー５を介してホルダ３ごと基材２をめっき液Ｌ中で昇降させながら、無電解めっきにより基材２の円形面２Ａにめっき相を析出しつつめっき液Ｌ中に分散した砥粒を固着して砥粒層を形成するのであるが、このとき、この無電解めっきの当初すなわち基材２をめっき液Ｌ中に浸漬してから所定時間の間は上記吹き付けパイプ１１の調整バルブを閉じておき、吹き付けパイプ１１からめっき液Ｌが吐出されないようにしておく。従って、この間は通常の無電解めっきによる電着砥石の製造方法と同様にめっき相が析出して砥粒が固着されて砥粒層が形成され、このとき析出するめっき相の厚さは、基材２を浸漬してからの時間とめっき液Ｌの濃度等のめっき条件とに基づいて知ることができる。
【００１６】
そして、本実施形態では、この所定時間経過後に上記円形面２Ａに所定の厚さのめっき相が析出した後に、上記調整バルブを開くことにより吹き付けパイプ１１に循環パイプ１０から循環するめっき液Ｌの一部を導入し、この吹き付けパイプ１１から基材２の円形面２Ａにめっき液Ｌを吹き付けながら無電解めっきを続け、最終的な製品として必要とされる厚さまでめっき相をさらに析出させて砥粒層を形成する。さらに、こうして必要な厚さのめっき相が析出して砥粒層が形成されたなら、基材２をめっき液槽１から引き上げて洗浄等の後処理を行い、これら一連の工程により本実施形態による電着砥石が製造される。
【００１７】
従って、このように基材２の表面（円形面２Ａ）に所定の厚さのめっき相が析出したところで、この円形面２Ａにめっき液Ｌを吹き付けながらさらに該めっき相を析出させて砥粒層を形成する上記構成の電着砥石の製造方法においては、めっき液槽１内に保持されためっき液Ｌ中にＮｉ等のめっき成分が析出してその粒子が形成され、これが上記所定厚さのめっき相を析出させる間に基材２の円形面２Ａに付着しても、その後に吹き付けられるめっき液Ｌによってこの付着した粒子を円形面２Ａから剥離して除去することができる。このため、かかる粒子がめっき相の析出に伴って大きく成長して砥粒層に瘤が形成されたりするのを防ぐことができ、これにより、この瘤の周りに砥粒が固着されない部分が形成されてしまったり、あるいは瘤が砥粒よりも大きく成長して砥粒層に突出したりするのを防止することができる。
【００１８】
その一方で、このめっき液Ｌの吹き付けは、上述のように円形面２Ａに所定の厚さのめっき相が析出することにより、このめっき相に保持されて砥粒がある程度強固に固着した状態から行われるので、こうして一旦固着した砥粒が、吹き付けられるめっき液Ｌによって脱落したりすることがない。従って、上記製造方法によれば、上記粒子によって瘤が形成されたりすることがないこととも相俟って、めっき相に砥粒が所望の集中度で均一に分散された砥粒層を有する電着砥石を確実に製造することができ、このためワークに対しても均一かつ効率的な研削を施すことが可能で、しかも砥粒層に瘤の突出などもないためにワークの被研削面を傷つけたりすることもない電着砥石を提供することができる。
【００１９】
ここで、上記吹き付けパイプ１１から基材２の円形面２Ａに向けてめっき液Ｌを吹き付け始めるときの該円形面２Ａにおけるめっき相の厚さは、上記めっき液槽１内のめっき液Ｌに分散されてこのめっき相に固着される砥粒の平均粒径の１０％〜３０％の厚さとされるのが望ましい。すなわち、このめっき相の厚さが砥粒の平均粒径の１０％よりも薄い時点でめっき液Ｌを吹き付け始めると、めっき相に保持された砥粒のうち固着強度が不十分なものは脱落してしまうおそれがあり、逆にめっき相の厚さが砥粒の平均粒径の３０％を上回った後にめっき液Ｌを吹き付け始めても、それ以前にめっき成分の粒子が円形面２Ａに付着していた場合には、この粒子が析出しためっき相に取り込まれるように瘤が成長してその剥離、除去が困難となるおそれがある。
【００２０】
また、こうして吹き付けられる上記めっき液Ｌの吹き付け圧は、基材２の表面（円形面２Ａ）において０．０５ＭＰａ〜０．５ＭＰａの範囲とされるのが望ましく、この範囲よりも吹き付け圧が小さいと付着した粒子の除去が困難となるおそれがある。また、逆にこの範囲よりも吹き付け圧が大きすぎると、上述のように所定の厚さのめっき相が形成されていても砥粒の脱落を招いてしまったり、あるいはこうして所定厚さのめっき相が形成された後にめっき液Ｌを吹き付けながらさらにめっき相を析出させて製品として必要な厚さとするのにより多くの時間を要し、製造効率を損なったりするおそれがある。
【００２１】
なお、この吹き付け圧は、めっき液Ｌの吹き付け開始後から一定とされていてもよく、また例えば上記調整バルブを操作することにより、吹き付け開始直後は小さい吹き付け圧としておいてめっき相が厚くなるに従い次第に大きくしてゆくなど、吹き付け圧を変化させるようにしてもよい。さらに、このめっき液Ｌは連続的に吹き付けても、間欠的に吹き付けてもよく、また上記製品として必要な厚さにめっき相が析出する前に、例えばめっき成分粒子が付着してもその後に瘤として大きく成長するおそれのない程度の厚さまでめっき相が析出したところで、吹き付けを終了するようにしてもよい。
【００２２】
ところで、本実施形態では、こうして基材２の円形面２Ａに吹き付けられるめっき液Ｌとして、この基材２が浸漬されためっき液槽１内のめっき液Ｌをフィルター９によって濾過しためっき液Ｌが用いられているが、例えばこのめっき液槽１内のめっき液Ｌをそのまま基材２に吹き付けたり、あるいは基材２が浸漬されるめっき液Ｌと等しい濃度や成分のめっき液を外部から供給して基材２に吹き付けたりすることにより、この基材２の円形面２Ａに付着した上記粒子を除去することも可能ではある。しかしながら、前者の場合にはめっき液槽１内で析出しためっき成分の粒子がめっき液Ｌとともに円形面２Ａに吹き付けられて付着し、却って瘤の発生を引き起こすおそれがある一方、後者の場合には外部から供給されるめっき液によってめっき液槽１内での砥粒の分散濃度が変化し、所望の集中度が得られなくなるおそれがある。
【００２３】
しかるに、これに対して本実施形態によれば、めっき液槽１内から隔壁６を越えて溢流しためっき液Ｌが、上述のようにフィルター９によって濾過されることにより、めっき成分粒子が取り除かれた上で円形面２Ａに吹き付けられるので、かかる粒子の基材２への付着を確実に防ぐことができるとともに、このめっき液槽１内のめっき液Ｌ中における砥粒の分散濃度の変動を抑えることができて、所望の集中度の電着砥石を確実に製造することが可能となる。また、本実施形態では、こうして濾過されためっき液Ｌが基材２に吹き付けられるとともに循環パイプ１０からめっき液槽１内にも循環させられるので、このめっき液槽１内に保持されて基材２が浸漬されるめっき液Ｌ中のめっき成分粒子自体を低減することもでき、かかる粒子の付着をさらに確実に防ぐことも可能となる。
【００２４】
一方、本実施形態に係わる電着砥石の上記製造装置においては、基材２の円形面２Ａにめっき液Ｌを吹き付ける吹き付けパイプ１１の開口部が、上記昇降装置による基材２の昇降に伴い円形面２Ａ全体に満遍なくめっき液Ｌが吹き付けられるような位置および向きに設置されてめっき液槽１内に固定されており、例えば基材２を固定しておいてこの開口部を首振りさせつつめっき液Ｌを吹き付けたりするのに比べ、めっき液槽１内に保持されためっき液Ｌが攪拌されすぎて却ってめっき成分粒子の付着を招いたりすることなく、効率的な付着粒子の除去を図ることができる。しかも、こうして昇降装置によって基材２が所定のストロークで昇降させられることにより、そのストロークエンドで昇降の向きが変わる際に基材２に適度な衝撃が与えられるので、本実施形態に係わる上記製造装置によれば、この基材２に与えられる衝撃によっても付着した粒子の除去を促すことができるという利点も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる電着砥石の製造装置を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  めっき液槽
２  基材
２Ａ  円形面（基材２の表面）
３  ホルダ
４  フレーム
５  ハンガー
６  めっき液槽１の隔壁
７  めっき液槽１の外壁
８  ポンプ
９  フィルター
１０  循環パイプ
１１  吹き付けパイプ
Ｌ  めっき液
【図１】
2005307292.tif 000003