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研磨装置および研磨方法 UPDATE コモンズ

国内特許コード P160013510
整理番号 DP1676
掲載日 2016年11月25日
出願番号 特願2015-014627
公開番号 特開2016-137553
出願日 平成27年1月28日(2015.1.28)
公開日 平成28年8月4日(2016.8.4)
発明者
  • 廣垣 俊樹
  • 青山 栄一
  • 馬 雷
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 研磨装置および研磨方法 UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】多くの制約なく容易にかつ安価に非磁性材料からなる研磨対象物を研磨することができる新規な研磨装置を提供する。
【解決手段】研磨装置は、研磨ツール10と、研磨ツール10に塗布された研磨剤20とを備える。研磨剤20は、磁性材料からなる複数の球体21と、複数の球体21の各々の表面に被膜状に付着してなる液状バインダ22と、液状バインダ22によって複数の球体21の各々の表面上において分散された状態で保持された非磁性材料からなる複数の砥粒23とを含む。研磨ツール10の表面近傍には、研磨ツール10の表面の一部から出て研磨ツール10の表面の他の一部に戻るように磁場が生成され、当該磁場によって複数の球体21が研磨ツール10に磁着されることで研磨剤20中に磁性クラスタが形成される。研磨中にいても、当該磁場のみによって磁性クラスタが形成された状態が維持される。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


従来、研磨対象物としての各種の製品の表面仕上げに様々な研磨方法が用いられている。このうち、研磨対象物が比較的複雑な表面形状を有している場合(たとえば、研磨対象物に曲率が略一定の曲面が含まれる場合や多少の凹凸面が含まれる場合等)に好適に利用できる研磨方法として、磁気研磨法が知られている。



磁気研磨法は、研磨装置の加工部の周囲に磁石を配置するとともに、研磨剤に含まれる砥粒として磁性砥粒を用い、磁力を用いて研磨対象物に磁性砥粒を押し付けることで研磨を行なうものである。当該磁気研磨法においては、磁性砥粒が磁力線に沿って並ぶことで研磨ツールの先端にブラシ様の磁性砥粒の集合体(一般に粒子ブラシと称される)が形成されることになり、研磨対象物に磁力によって磁性砥粒が略均一に押しつけられることで比較的複雑な形状の表面の研磨を可能にするものである。



ここで、磁気研磨法を用いて磁性材料からなる研磨対象物を研磨する場合には、当該研磨対象物と研磨装置に設置された磁石との間に、対応した一対の磁極が形成されることで磁場が生成されるようにし、当該磁場によって上述した粒子ブラシが形成されて研磨が行なわれるようにする。



一方、磁気研磨法を用いて非磁性材料からなる研磨対象物を研磨する場合には、研磨対象物を通過するように磁場が生成される必要があり、研磨対象物を挟み込むように研磨装置に一対の磁石が設置され、これら一対の磁石間に、対応した一対の磁極が形成されることで磁場が生成されるようにし、当該磁場によって上述した粒子ブラシが形成されて研磨が行なわれるようにする。



なお、この磁気研磨法が具体的に開示された文献としては、たとえば特開2002-265933号公報(特許文献1)、特開平5-111821号公報(特許文献2)、特開2010-52123号公報(特許文献3)等がある。



このうち、上記特許文献2および3には、磁性砥粒を含む研磨剤中に磁性材料からなる複数の球体を添加し、当該球体を含む研磨剤を用いて研磨を行なう磁気研磨法が開示されている。当該特許文献2および3に開示の磁気研磨法においては、研磨剤中に含まれる潤滑油等の非磁性材料によって磁性砥粒に作用する磁力が弱められてしまうことが防止でき、磁性砥粒の研磨対象物に対する押し付け力の低下が抑制できる。



また、磁性砥粒を用いない点で上述した磁気研磨法とは異なるものの、磁力を利用した研磨方法として、特開平5-42476号公報(特許文献4)に開示のものがある。当該特許文献4に開示の研磨方法は、磁性材料からなる研磨対象物に油性ワックス等を用いて非磁性材料からなる砥粒を予め塗布しておき、研磨ツールと研磨対象物との間に、対応した一対の磁極が形成されるように研磨ツールを磁石にて構成し、研磨ツールと研磨対象物との間に磁性材料からなる複数の球体を介在させつつ研磨を行なうようにしたものである。



上記特許文献4に開示の研磨方法は、研磨対象物に予め塗布されている砥粒に対して、磁性材料からなる複数の球体を磁力によって押し付けるように作用させるものであり、研磨に際して研磨ツールと研磨対象物との間に、対応した一対の磁極が形成されるようにする点において、上述した磁気研磨法と共通したものである。

産業上の利用分野


本発明は、非磁性材料からなる研磨対象物を研磨するための研磨装置および研磨方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
非磁性材料からなる研磨対象物を研磨するための研磨装置であって、
研磨対象物に対して相対運動可能な研磨ツールと、
前記研磨ツールに塗布された研磨剤とを備え、
前記研磨剤は、磁性材料からなる複数の球体と、前記複数の球体の各々の表面に被膜状に付着してなる液状バインダと、前記液状バインダによって前記複数の球体の各々の表面上において分散された状態で保持された非磁性材料からなる複数の砥粒とを含み、
前記研磨ツールの表面近傍には、前記研磨ツールの表面の一部から出て前記研磨ツールの表面の他の一部に戻るように前記研磨ツールに一対の磁極が形成されることで磁場が生成され、当該磁場によって前記複数の球体が前記研磨ツールに磁着されることで前記研磨剤中に磁性クラスタが形成され、
前記研磨剤を前記研磨ツールによって研磨対象物に押圧しつつ前記研磨ツールを研磨対象物に対して相対運動させることで研磨対象物を研磨するに際し、前記磁場のみによって前記磁性クラスタが形成された状態が維持される、研磨装置。

【請求項2】
前記研磨ツールが、軸線周りに自転可能であり、
研磨対象物を研磨するに際し、前記研磨ツールが自転する、請求項1に記載の研磨装置。

【請求項3】
前記研磨剤が、前記研磨ツールの軸線方向に位置する先端部に塗布されている、請求項2に記載の研磨装置。

【請求項4】
前記一対の磁極のうちの一方が、前記研磨ツールの前記先端部に形成される、請求項3に記載の研磨装置。

【請求項5】
前記研磨ツールの前記先端部が、前記研磨ツールの軸線方向に沿って外側に向けて膨出する形状を有している、請求項3または4に記載の研磨装置。

【請求項6】
前記磁場を生成する手段が、永久磁石であり、
前記永久磁石によって前記研磨ツールの前記先端部が構成されている、請求項3から5のいずれかに記載の研磨装置。

【請求項7】
前記研磨ツールの前記先端部の根元部分における軸線方向と直交する断面形状が円形状であり、
前記複数の砥粒の外形が、いずれも球状または不定形状であり、
前記研磨ツールの前記先端部の前記根元部分における直径をRとし、前記複数の球体の平均直径をDとし、前記複数の砥粒の最大外形寸法をdとした場合に、R/1000≦D≦R/10の条件を満たすとともに、D/1000≦d≦D/10の条件を満たす、請求項3から6のいずれかに記載の研磨装置。

【請求項8】
前記複数の球体が、鋼球であり、
前記複数の砥粒が、アルミナ系砥粒であり、
前記液状バインダが、油である、請求項1から7のいずれかに記載の研磨装置。

【請求項9】
非磁性材料からなる研磨対象物を研磨するための研磨方法であって、
磁性材料からなる複数の球体、前記複数の球体の各々の表面に被膜状に付着してなる液状バインダ、および、前記液状バインダによって前記複数の球体の各々の表面上において分散された状態で保持された非磁性材料からなる複数の砥粒を含む研磨剤を、前記研磨対象物に対して相対運動可能な研磨ツールに塗布することにより、前記研磨ツールの表面の一部から出て前記研磨ツールの表面の他の一部に戻るように前記研磨ツールに一対の磁極が形成されることで前記研磨ツールの表面近傍に形成された磁場によって前記複数の球体が前記研磨ツールに磁着されることで前記研磨剤中に磁性クラスタが形成されようにする工程と、
前記研磨剤を前記研磨ツールによって前記研磨対象物に押圧しつつ前記研磨ツールを前記研磨対象物に対して相対運動させることにより、前記磁場のみによって前記磁性クラスタが形成された状態を維持しつつ前記研磨対象物を研磨する工程とを備える、研磨方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 3C158AA07
  • 3C158AA09
  • 3C158CA04
  • 3C158CB01
  • 3C158CB05
  • 3C158CB07
  • 3C158CB10
  • 3C158DA02
  • 3C158DA11
  • 3C158ED02
  • 3C158ED12
画像

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出願権利状態 公開
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