JPH033721A - ヤスリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はヤスリに関し、さらに詳しく言うと、切れ味か
鋭く、しかもその鋭い切れ味の持続性に優れるとともに
、研磨粉の除去が容易であり、かつヤスリ工具本体の材
質の選定範囲が広いヤスリに関する。

［従来技術および発明か解決しようとする課題］ダイヤ
モンドを用いてなる研磨工具としては、主にダイヤモン
ド砥粒を電着したものが多く用いられている。

しかしながら、ダイヤモンド砥粒を電着してなる研磨工
具においては、砥粒の形や大きさ、電着状態等を均一に
することが困難であり、鋭い切れ味を保持することので
きる研磨工具を得るまてには至っていない。

また、ダイヤモンドを用いてなる研磨工具については、
いくつかの提案もなされている。

たとえば特開昭６３−２６０８号公報においては、ヤス
リ工具本体をメツキ浴内に浸漬し、このヤスリ工具本体
を電源の陰極に接続するとともに、メツキ浴内に陽極を
浸漬して、ヤスリ工具本体の被メツキ部分に金属メッキ
相を形成しつつ、この金属メッキ相内に超砥粒を分散さ
せるにあたり、メツキ浴内に超砥粒の通過を阻止してメ
ツキ液の通過を許容する隔膜を配置し、この隔膜上に載
置したヤスリ工具本体を永久磁石で固定するとともに電
源の陰極に接続し、前記隔膜を通してメツキ液を流通さ
せながらメツキを行なうヤスリ工具の製造方法が開示さ
れている。

しかしながら、この製造方法においては、メツキ速度の
向上を図ってヤスリの生産性を上げることはできるもの
の、得られるヤスリはダイヤモンド等の砥粒をメツキ層
に単に分散したものに過ぎず、砥粒の離脱が生じる。ま
た、ヤスリ工具本体がヤスリ目を有するものではないの
で、表面の凹凸か不充分て研磨粉の除去か容易ではなく
、高精度の研磨は困難であり、また研磨性能が低下し易
い等の問題がある。

さらに特開昭６３−１０３８８３号公報においては、セ
ラミックス基材の表面にＣＶＤ法によりセラミックス結
晶を、結晶方向を揃えて、形成してなるセラミックヤス
リか開示されている。

しかしながら、このセラミックヤスリにおいても、基材
かヤスリ目を有するものではないので、前記の製造方法
により得られるヤスリと同様に、表面の凹凸か不充分て
あり、またこの凹凸を制御することばてきす、研磨粉の
除去が容易ではなくて、高精度の研磨か困難てあったり
、研磨性能が低下し易かったりする等の問題がある。

さらにまた、特開昭６０−２５５３６５号公報において
は、気相合成法により薄板上にダイヤモンド粒子を生成
させるダイヤモンド研磨紙の製造法が開示されており、
特開昭６２−２１８０７１号公報においては、周辺から
中央部に向けて複数の切欠部を設けた可撓性を有する金
属シートの表面に気相法タイヤセン１〜薄膜を設けてな
るダイヤモンド研磨シートが開示されている。

しかしながら、これらのタイヤセント研磨紙あるいはダ
イヤモンド研磨シートにおいても、研磨粉の除去か困難
であるという欠点かあり、またダイヤモンド砥粒の脱落
やダイヤモンド薄膜の剥離に伴なって研磨性能か劣化し
易く、しかも研磨精度の異なるものを得ることが困難で
ある等の問題がある。

したかって、切れ味か鋭く、しかもその鋭い切れ味の持
続性に擾れるとともに、研磨粉の除去が容易で、高精度
研磨の可能な研磨工具が望まれているのか実状である。

本発明は前記の事情に基いてなされたものである。

本発明の目的は、切れ味か鋭く、しかもその鋭い切れ味
の持続性に優れるとともに、研磨粉の除去か容易て、高
精度研磨の可能なりスリを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、本発明者らか鋭意検討を重
ねた結果、ヤスリ目を有するヤスリ工具本体のヤスリ目
面に特定の被覆膜を設けてなるヤスリは、切れ味が鋭く
、しかもその鋭い切れ味の持続性に優れるとともに、研
磨粉の除去か容易であり、高精度の研磨か可能であると
ともにヤスリ工具本体の材質の選定範囲か広いことを見
い出して、本発明に到達した。

本発明の構成は、ヤスリ目を有するヤスリ工具本体のヤ
スリ目面に気相法により析出させたダイヤモンドおよび
／またはダイヤモンド状炭素からなる被覆膜を有するこ
とを特徴とするヤスリである。

本発明のヤスリは、たとえば第１図（イ）および（ロ）
に示すように、ヤスリ目１を有するヤスリ工具本体２の
ヤスリ目面３に、気相法により析出させたダイヤモンド
および／またはダイヤモンド状炭素からなる被覆膜４を
有する。

前記ヤスリ工具本体に形成される前記ヤスリ目としては
、前記ヤスリ工具本体の表面に凹凸を形成するものであ
れば、特に制限はなく、たとえば単口（片切り）、枚目
（両切り）、石目（わさび目）などが挙げられる。ここ
て、前記単口は、前記ヤスリ工具本体の表面の一方向に
斜めの目を刻んだものであり、前記枚目は、前記ヤスリ
工具本体の表面に、先ず角度４０〜４５°程度の下目を
刻み、さらにこの下目と６０°内外の角度て上目をやや
あら〈刻んたものである。また、前記石目はポンチて点
々と目を立てたちのである。

いずれにせよ、前記ヤスリ目の目の立て方および目のあ
らさには、特に制限はなく、本発明のヤスリの用途に応
して適宜に選定することができる。

すなわち、前記ヤスリ目のあらさば、たとえば本発明の
ヤスリか荒仕上用であるならば、３Ｓ以」−にすればよ
いし、精密仕上用であるならば、０．８Ｓ以下にすれば
よい。

前記工具本体の形成材料としては、好ましくは気相法に
よりダイヤモンドおよび／またはダイヤモンド状炭素（
以下、この両者をダイヤモンド類と総称することがある
。）を析出させる際の耐熱性に富むものてあればよく、
具体的には、たとえば炭素工具鋼、ステンレス鋼等の鋼
；鉄、銅、コバルト、クロム、マンガン、モリブデン、
二オフ゛、ニッケル、パラジウム、白金、ハナシウムタ
ンクステン、イツトリウム、ジルコニウム等の金属；こ
れらの酸化物、窒化物および炭化物、これらの合金、Ｗ
−Ｃ系、Ｔｉ−Ｃ系、ＷＣ−Ｇｏ系。

ＷＣ−ＴｉＣ−Ｇｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｇｏ系
等の超硬合金：　Ａ文２０：ｌ　　Ｆｅ系、ＴｉＣ−Ｎ
ｉ系、ＴｉＣ−Ｇ。

系、ＴｉＣ−ＴｉＮ系、Ｂ、Ｃ−Ｆｅ系等のサーメット
：コーディエライト（２Ｍｇ０・２Ａ文、０３　・５Ｓ
ｉ０２）、リチウム・アルミノケイ酸塩、チタン酩アル
ミニウム（ＡＭ　、０３−Ｔｉ０２）　、リン酸ジルコ
ニル（２１ｒＯｔ・Ｐ２Ｏ５）　、　ＮａＺｒ２（ＰＯ
４）：＋型化合物、窒化ケイ素（β−３ｉＪ４）　、酸
窒化ケイ素（Ｓｉ２ＯＮ２）　、サイアロン（ｓｉａ−
ｚ　Ａ文、０□ＮＱ−＝）等の各種セラミックスなどが
挙げられる。

前記ヤスリ工具本体の断面形状については特に制限はな
く、たとえば正方形（角）、長方形（平）、三角形（三
角）、円（丸）、半円（半丸）、その他種々の形状を適
宜に選定することがてきる。

また、前記ヤスリ工具本体の長さおよび輪郭についても
特に制限はないが、長さは、ヤスリ目面の長さで、通常
、０．５〜４０ｃｍ程度であり、輪郭すなわち平面形状
は、幅が一定のもの、先細りのもの、あるいは反りのつ
いた特殊形状のもの等の中から用途に応して適宜に選定
すればよい。

さらに、本発明のヤスリにおいて研磨作用面は前記ダイ
ヤモンド類からなる被覆膜であり、前記ヤスリ工具本体
は必ずしも研磨能力を有している必要はない。したがっ
て、本発明のヤスリは従来のヤスリと比較してヤスリ工
具本体の羽質は任意てあり、前記ヤスリ工具本体は、た
とえば可撓性羽料にヤスリ目を設けてなるものてあって
もよい。

前記被覆膜は、具体的には、炭素源ガスを含有する原料
ガスを励起して得られるガスを、反応室内に設置した前
記ヤスリ工具本体の前記ヤスリ目面に接触させることに
より、形成することかできる。

前記原料ガスは、少なくとも炭素源ガスを含有する。

具体的には、前記原料ガスとして、たとえば炭素源ガス
と水素ガスとの混合ガスか好ましく、あるいはさらに酸
素ガス、ハロゲンガス等を含有する混合ガスを使用する
こともできる。

また、所望により、前記原料ガスとともに、不活性ガス
等のキャリヤーガスを用いることもてきる。

前記炭素源ガスとしては、各種炭化水素、含酸素化合物
、含ハロゲン化合物、含窒素化合物等のガスを使用する
ことができる。

炭化水素化合物としては、例えばメタン、エタン、プロ
パン、ブタン等のパラフィン系炭化水素；エチレン、プ
ロピレン、メチレン等のオレフィン系炭化水素；アセチ
レン、アリレン等のアセチレン系炭化水素：ブタジェン
等のジオレフィン系炭化水素；シクロプロパン、シクロ
ブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式炭
化水素二ジクロブタジェン、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、ナフタレン等の芳香族炭化水素；塩化メチル、臭
化メチル、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化炭
化水素などを挙げることができる。

含酸素化合物としては、例えばアセトン、ジエチルケｌ
−ン、ベンゾフェノン等のケトン類：メタノール、エタ
ノール、プロパツール、ブタノール等のアルコール類；
メチルエーテル、エチルエーテル、エチルメチルエーテ
ル、メチルプロピルエーテル、エチルプロピルエーテル
、フェノールエーテル、アセタール、環式エーテル（ジ
オキサン、エチレンオキシド等）のエーテル類；アセト
ン、とナコリン、メチルオキシド、芳香族ケトン（アセ
トフェノン、ベンゾフェノン等）、ジケトン、環式ケト
ン等のケトン類；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド
、プチルアルデヒ１〜、ベンズアルデヒド等のアルデヒ
ド類；ギ酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、酪酸、シ
ュウ酸、酒石酸、ステアリン酸等の有機酸類、酢酸メチ
ル、酢酸エチル等の酸エステル類；エチレンクリコール
、ジエチレングリコール等の二価アルコール類；−酸化
炭素、二酸化炭素などを挙げることがてきる。

含窒素化合物としては、例えばトリメチルアミン、トリ
エチルアミンなどのアミン類などを挙げることかてきる
。

また、前記炭素源ガスとして、単体ではないか、消防法
に規定される第４類危険物：ガソリンなどの第１石油類
、ケロシン、テレピン油、しょう脳油、松根油などの第
２石油類、重油などの第３石油類、ギヤー油、シリンダ
ー油などの第４石油類などのガスをも使用することがで
きる。また前記各種の炭素化合物を混合して使用するこ
ともてきる。

１ これらの炭素源ガスの中でも、常温で気体または蒸気圧
の高いメタン、エタン、プロパン等のパラフィン系炭化
水素：あるいはアセトン、ベンゾフェノン等のケトン類
、メタノール、エタノール等のアルコール類、−・酸化
炭素、二酸化炭素ガス等の含酸素化合物か好ましく、−
酸化炭素は特に好ましい。

前記水素ガスには、特に制限かなく、たとえば石油類の
ガス化、天然ガス、水性ガスなどの変成、水の電解、鉄
と水蒸気との反応、石炭の完全ガス化などにより得られ
るものを充分に精製したものを用いることかてきる。

前記水素ガスを構成する水素は励起されることにより原
子状水素を形成する。

この原子状水素は、前記ダイヤモンド類の析出と同時に
析出するグラファイトやアモルファスカーボン等の非ダ
イヤモンド成分を除去する作用を有する。

前記原料ガスにおける前記炭素源ガスの濃度は、通常、
０．］〜９Ｄ％、好ましくは０．】〜８０％て２ ある。

前記炭素源ガスの濃度か０．１％よりも低いと、前記ダ
イヤモンド類の析出速度が遅くなったり、前記原料ガス
を用いて得られる前記ダイヤモンド類からなる被覆膜と
前記ヤスリ工具本体との密着性か充分てはなくなること
かある。一方、９０％を超えると、非晶質炭素を多量に
含むダイヤモンド被覆膜が析出することがある。

前記原料ガスを励起する手段としては、たとえばマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法（有磁場ＣＶＤ法、ＥＣＲ−ＣＶ
Ｄ法を含む。）、高周波プラズマＣＶＤ法（熱プラズマ
法を含む。）、直流プラズマＣＶＤ法（熱プラズマ法を
含む。）、熱フイラメント法（ＥＡＣＶＤ法を含む。）
、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、燃焼炎法、スパッタリング
法などを挙げることかできる。

これらの中でも、好ましいのは各種プラズマＣＶＤ法（
有磁場ＣＶＤ法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法を含む。）である。

これらの方法においては、通常、以下の条件下に反応が
進行して、前記ヤスリ工具本体のヤスリ目面にダイヤモ
ンドおよび／またはダイヤモンド状炭素からなる被覆膜
が析出する。

すなわち、前記ヤスリ工具本体のヤスリ目面の温度は、
前記原料ガスの励起手段によって異なるので、−概に決
定することはできないか、通常、３００〜１，２００°
Ｃ１好ましくは５００〜１．．１００°Ｃである。たと
えばプラズマＣＶＤ法を用いる場合には５００〜１，０
００°Ｃが好ましい。

前記の温度か、３００℃より低いと、前記ヤスリ目面に
析出する前記ダイヤモンド類の析出速度が遅くなったり
、非ダイヤモンド成分を多量に含む膜が析出したりする
ことがある。一方、１，２００°Ｃより高くしても、そ
れに見合った効果は奏されず、エネルギー効率の点で不
利になるとともに、析出した前記ダイヤモンド類からな
る被覆膜がエツチングされてしまうことがある。

反応圧力は、通常、１０−６〜１０３ｔｏｒｒ、好まし
くは１Ｏ−５ｔｏｒｒ〜７６０　ｔｏｒｒである。

また、必要により、反応室内に磁場を加えた状態て、前
記原料ガスを励起することもできる。この場合には、前
記原料ガスの励起手段に有磁場ＣＶＤ法を好適に採用す
ることかてきる。

反応圧力か１Ｏ−６ｔｏｒｒよりも低いと、前記ダイヤ
モンド類の析出速度か遅くなったり、タイヤセン１〜類
か析出しなくなったりすることがある。

方、１０３ｔｏｒｒより高くしてもそれに見合った効果
は奏されないことかある。

反応時間は、前記ヤスリ工具本体の材質、ヤスリ目の粗
度、形状、大きさ、ヤスリ目面の温度、反応圧力、必要
とする膜厚などにより相違するので一概に決定すること
はてきないか、通常は、１０時間以内とすることかてき
る。

以上のようにして形成される被覆膜の膜厚は、前記ヤス
リ目の凹凸を損なわない範囲てあればよく、前記ヤスリ
目の凹凸の深さによって異なるので一様に規定すること
はてきないが、通常は、１〜１０川ｍ程度である。

本発明のヤスリにおいては、ヤスリ目の粗度、種類、前
記被覆膜の膜厚等を制御することによ５ リ　ヤスリ目の凹凸の程度を制御することかできるのて
、研磨精度を適宜に選定することがてきる。

前記被覆膜が前記ヤスリ目の凹凸を損ねると、研磨粉の
除去か困難になる等の研磨特性の劣化を招くことかある
。

なお、本発明のヤスリにおいて、前記被覆膜を形成する
前記ダイヤモンド類としては、結晶性の高いダイヤモン
ドが硬度の点等から好ましいのであるが、用途によって
はダイヤモンド状炭素てあってもよい。

また、本発明において、前記ヤスリ工具本体が、たとえ
ば炭素工具鋼等の鉄系材料や、コバルト系材料、ニッケ
ル系材料などからなる場合には、前記ヤスリ工具本体と
前記被覆膜との間に中間層を介在させることが好ましい
。　前記中間層を介在させることにより、前記ヤスリ工
具本体と前記被覆膜との密着性を向上させることがてき
るからである。

前記中間層は、たとえば、クロム、タングステ　６ ン、モリブデン、バナジウム、二オフ、タリウム、ケイ
素、炭化ケイ素、炭化タングステン（Ｗｅ、　９ｉ２Ｇ
　＞　、炭化ホウ素（Ｂ、Ｃ）、窒化ケイ素（Ｓｉ：＋
Ｎ４）、窒化チタン（ＴｉＮ）等の金属、金属炭化物、
金属窒化物などにより形成することがてきる。

前記中間層の形成手段には、たとえば各種ＣＶＤ法、Ｐ
ＶＤ法などの公知の方法を採用することかてきる。

前記中間層を介在させる場合、前記中間層の厚みは前記
ヤスリ工具本体に形成されたヤスリ目の深さにより相違
するのて一様に規定することはてきないが、通常は、０
．１〜３ｐｍ程度てあり、前記中間層と前記被覆膜との
合計の厚みは、通常、１〜１０ＩＬｍ程度である。

さらに、本発明のヤスリにおいては、前記中間層の形成
に代えてイオン打ち込み処理を行なってもよい。

本発明のヤスリは、たとえば超硬合金、セラミックス、
ガラス、強化プラスチックス等からなる部材の研削加工
、研磨加工などに好適に利用することがてきる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を示し、本発明についてさらに具
体的に説明する。

（実施例１） 炭素工具鋼からなるとともに単Ｈのヤスリ目を有するヤ
スリ工具本体のヤスリ目面に、イオンブレーティング法
により厚み１．８ｇｍのタングステン中間層を形成した
。

このときの条件は、次の通りてあった。

■　　の　　　　　　− 真空度：　１０−’　ｔｏｒｒ 温度：３００℃ 堆積速度　１０人／秒 合成時間１３０分間 次いて、この中間層付きヤスリ工具本体を、マイクロ波
プラズマＣＶＤ装置の反応室内に設置した。

この反応室内に、−酸化炭素ガスと水素ガスとの混合ガ
ス（ＣＯ濃度７％）を導入し、反応室内の圧力４０ｔｏ
ｒｒ、中間層付きヤスリ工具本体の温度９００°Ｃの条
件下に、マイクロ波放電方式によるフラズマ処理を５時
間行なって、中間層付きヤスリ工具本体の中間層上に、
粒径的１〜２ＩＬｍで先の尖った（方位の揃った）析出
物からなる被覆膜を有するヤスリを得た。

この析出物につき、ラマン分光分析を行なったところ、
］、３３３ｃ＋ａ−’の位置にダイヤモンドに起因する
シャープなピークか認められた。

その後、このヤスリを用いて、超硬合金（ＷＣＣｏ、　
ＨＲＡ　９２．４人）を研磨したところ、５時間連続し
て用いた後においても鋭利な研磨性を保持していること
を確認した。

また、研磨粉の除去は容易てあり、目詰りも生じなかっ
た。

（実施例２） 前記実施例１において、中間層付きヤスリ工具　９ 本体に代えてヤスリ目付きモリブデン板を用いたほかは
、前記実施例１と同様にして実施した。得られたヤスリ
を用いて、超硬合金（ＷＣ−Ｇｏ、ＨＲＡ９２．４人）
を研磨したところ、５時間連続して用いた後においても
鋭利な研磨性を保持していることを確認した。

また、研磨粉の除去は容易てあり、目詰りも生じなかっ
た。

［発明の効果］ 本発明によると、 （１）　　ヤスリ目を有するヤスリ工具本体のヤスリ目
面に、気相法により析出したダイヤモンド類からなる被
覆膜を有するのて、研削・研磨性（切れ味）に優れ、 （２）シかも、ダイヤモンド類からなる被覆膜は耐磨耗
性に優れるので、長時間使用しても優れた研削・研磨性
（鋭い切れ味）が悪化することがなく、 （３）　　また、ヤスリ目の凹凸に応じたダイヤモン　
０ ド類被覆膜を有すやのて、研磨粉の除去か容易であって
目詰りを生じることかなく、 （４）　　さらに、ヤスリ工具本体の材質の選定範囲が
広くて、ヤスリ工具本体の材質にかかわらずに安定した
高精度研削・研磨が可能である、等の利点を有する工業
的に有用なりスリを提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は本発明のヤスリの一例を示す平面図、同
図（ロ）はその部分拡大断面図である。 １・・・ヤスリ目、２・・・ヤスリ工具本体、３・・・
ヤスリ目面、４・・・被覆膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヤスリ目を有するヤスリ工具本体のヤスリ目面に
   気相法により析出させたダイヤモンドおよび／またはダ
   イヤモンド状炭素からなる被覆膜を有することを特徴と
   するヤスリ。