(57)【要約】【課題】  ワークとこれを固定する固定台との界面の固定剤膜厚をなくすことにより、ワーク加工後に高い平行度が得られるようにするワーク固定台、ワークの固定方法およびこのワーク固定台を用いた機械加工方法を提供する。【解決手段】  固定台１の上面のワーク固定面２には、碁盤目状の溝３ｂが形成されている。ワーク固定面に固定剤を塗布すると共に、固定台をホットプレート等により融点以上に加熱する。ワーク４をワーク接触面２ａに直接接触させると、これらの界面に存在できない融解状態となった固定剤５ａが溝３ｂに流れ込み、さらには、一部の固定剤５ｂがワーク端部に堆積する。その後、ワーク固定面２の外周部に設けた冷却用液体通路６に、排水口より排出しながら室温の水を流して固定台およびワークを冷却し、固定剤を凝固する。これにより、ワークはワーク固定面に高い水平度を保って固定される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
融解および凝固する固定剤（５、５０）によりワーク（４）を固定するワーク固定台（１、１００）であって、
前記ワークを載置するワーク固定面（２、１０２）を備え、前記ワーク固定面上には、前記固定剤が融解状態で流動可能な溝（３、３ａ、３ｂ、３０、３１、３１ａ、１０３）が形成されていることを特徴とするワーク固定台。
【請求項２】
前記ワーク固定面における前記溝の形成範囲は、前記ワークより大きく、かつ、前記ワーク固定面より小さい領域であることを特徴とする請求項１に記載のワーク固定台。
【請求項３】
前記溝の前記ワーク固定面からの深さは、前記溝の形成方向に沿って徐々に深くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク固定台。
【請求項４】
前記溝は、前記ワーク固定面上において放射線状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク固定台。
【請求項５】
前記溝の前記ワーク固定面からの深さは、前記放射線の中心（３２）に近いほど深く形成されていることを特徴とする請求項４に記載のワーク固定台。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載のワーク固定台を加熱する加熱手段（９、９ａ、９ｂ）により、前記ワーク固定面の温度を前記固定剤の融点以上の温度に加熱することにより、前記固定剤を融解状態として前記溝に流し込んだのち、前記ワークと前記溝の溶融状態の固定剤（５ａ、５ｂ、５０ａ、５０ｂ）とを密着させ、しかる後、前記ワーク固定面の温度を前記融点以下に冷却して前記固定剤を凝固することにより、前記ワークを前記ワーク固定面に固定することを特徴とするワークの固定方法。
【請求項７】
前記加熱手段は、前記ワーク固定台に密着された面状ヒータ（９、９ａ）、または前記ワーク固定台に埋め込まれた埋め込みヒータ（９ｂ）であることを特徴とする請求項６に記載のワーク固定方法。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載のワーク固定台のワーク固定面の温度を常温にするとともに、前記固定剤として融点が常温と氷点温度との間の温度域にある材料を用い、前記固定剤を常温の前記ワーク固定面の前記溝に融解状態として流し込んだのち、前記ワーク固定面の温度を前記融点以下に冷却して前記固定剤を凝固することにより、前記ワークを前記ワーク固定面に固定することを特徴とするワークの固定方法。
【請求項９】
前記融解状態の固定剤をエアーブロー（８ａ）により前記溝中に流し込むことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載のワークの固定方法。
【請求項１０】
前記ワーク固定面の外周には冷却用の液体（７ａ）が流れるための冷却用液体通路（６）が形成されており、前記融点より低い温度の前記冷却用の液体を前記冷却用液体通路に流すことにより、前記融解状態の固定剤を凝固させることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１つに記載のワークの固定方法。
【請求項１１】
前記融点より低い温度の冷却用の液体（７ａ）を前記ワーク固定台および前記ワークの少なくともいずれか一方に掛けることにより、前記融解状態の固定剤を凝固させることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１つに記載のワークの固定方法。
【請求項１２】
前記融点より低い温度の液体（１４）を入れた金属容器（１３）を前記ワークに載せることにより前記ワークを冷却して、前記融解状態の固定剤を凝固させることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１つに記載のワークの固定方法。
【請求項１３】
前記ワークが前記凝固した固定剤により前記ワーク固定面と固定された状態で機械加工されたのち、前記融点より高い温度の液体（７ｂ）を前記ワーク固定台および前記ワークの少なくともいずれか一方に掛けることにより前記凝固状態の固定剤を融解させ、前記ワークを前記ワーク固定台より取り外すことを特徴とする請求項６ないし１２のいずれか１つに記載のワークの固定方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載のワークの固定方法により前記ワーク固定台に固定され、前記機械加工された前記ワークは、前記ワーク固定台より取り外されたのち、アニール処理を行うことにより、前記機械加工の歪を取ることを特徴とする機械加工方法。
【請求項１５】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の一方のワーク固定台と他方のワーク固定台とをそれぞれ第１の固定台（１）および第２の固定台（１００）とし、
第１加熱工程により前記第１の固定台のワーク固定面（２）を第１の融点以上に加熱して、前記第１の融点を備えた第１の固定剤（５）を前記第１の固定台の溝（３、３ａ、３ｂ）に流し込むことにより前記ワークの第１の面（４ａ）と前記第１の固定台のワーク固定面とを接着させた後、第１冷却工程により前記ワークを前記第１の融点以下の温度に冷却することにより前記第１の面を前記第１の固定台に固定して、前記第１の面と対向する第２の面（４ｂ）を機械加工した後、
第２加熱工程により前記第２の固定台のワーク固定面（１０２）を前記第１の融点より高い温度の第２の融点以上に加熱して、前記第２の融点を備えた第２の固定剤（５０）を前記第２の固定台の溝（１０３）に流し込むことにより、前記ワークの第１の面と前記第１の固定台との固定状態を維持したまま、前記ワークの前記第２の面と前記第２の固定台のワーク固定面とを接着させて、前記ワークを前記第１および第２の固定台により挟み込み、
融解凝固工程により、前記ワークの温度を前記第１の融点と第２の融点との間の温度に調節することにより、前記第２の面と前記第２の固定台との固定状態を維持しつつ、前記第１の面と前記第１の固定台とを分離したのち、前記第１の面を機械加工し、
再融解工程により前記ワークの温度を前記第２の融点以上に上昇させることにより、前記第２の固定剤を融解させ、前記第２の面を前記第２の固定台より取り外すことを特徴とする機械加工方法。
【請求項１６】
前記再融解工程においては、前記第２の融点より高い温度の液体（７ｂ）を前記第２の固定台および前記ワークの少なくともいずれか一方に掛けることにより前記第２の固定剤を融解させることを特徴とする請求項１５に記載の機械加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク固定台、ワークの固定方法および機械加工方法に関し、特に板厚の薄いワークの精密機械加工に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被加工物（ワーク）を機械加工する際に、ワークを固定台に仮止め固定する固定剤としての仮止め用接着剤がある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ワークは固定台に仮止め固定されている状態で機械加工され、加工後にワークおよび固定台に温水を掛けるなどして接着剤を溶解させ、これによりワークを固定台より簡単に取り外すことができるものである。
【特許文献１】特開平７−２２４２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術では、固定剤を流動状態で固定台の上に塗布しても、数μｍの膜厚の接着層が固定台とワークとの界面に形成され、これが固定台に対するワークの平行度を一定に保つことを阻害していた。すなわち、従来技術によるワークの固定方法では、精密機械加工が困難であった。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、ワークとこれを固定する固定台との界面の固定剤膜厚をなくすことにより、ワーク加工後に高い平行度が得られるようにするワーク固定台、ワークの固定方法およびこのワーク固定台を用いた機械加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、融解および凝固する固定剤（５、５０）によりワーク（４）を固定するワーク固定台（１、１００）であって、ワークを載置するワーク固定面（２、１０２）を備え、ワーク固定面上には、固定剤が融解状態で流動可能な溝（３、３ａ、３ｂ、３０、３１、３１ａ、１０３）が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、ワークを載置するワーク固定面に、溝が形成されているので、融解状態の固定剤は、ワークとワーク固定面との接触面内には入り込み難く、この溝を優先的に満たすように流動させることができる。これにより、ワークとワーク固定面とは、溝以外の部位で直接接触して隙間をゼロとすることができるとともに、溝中に満たされた固定剤が凝固すると、この固定剤が接触するワーク下面と溝とを接合することによりワークとワーク固定面とを固定することができる。このとき、ワークとワーク固定面との接触面内には固定剤の膜は形成されておらず、ワークとワーク固定面との平行度が損なわれることがない。
【０００８】
なお、請求項２に記載のように、ワーク固定面における溝の形成範囲を、ワークより大きく、かつ、ワーク固定面より小さい領域に設けることにより、ワークとワーク固定面との接触範囲の全てに溝を存在させることができ、溝に入り込んだ固定剤とワークの下面との接触面積を大きくすることができ、固定強度を高めることができるとともに、固定剤がワーク固定面より外に流れ出ることを防止できる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、溝のワーク固定面からの深さは、溝の形成方向に沿って徐々に深くなっていることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、溝の深さが溝の形成方向に沿って勾配が設けられているので、融解状態の固定剤を深さの小さい溝部分から勾配に沿って深さの大きい溝部分に流れ易くすることができ、容易に溝全体に固定剤を行き渡らせることができる。
【００１１】
また、溝は、請求項４に記載のように、ワーク固定面上において放射線状に形成することができる。この場合、溝のワーク固定面からの深さは、請求項５に記載のように、放射線の中心（３２）に近いほど深く形成すれば、融解状態の固定剤は、放射線状の溝の外周部分から溝の勾配方向である放射中心に向かって容易に流れることができる。
【００１２】
請求項６に記載のように、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のワーク固定台を加熱する加熱手段（９、９ａ、９ｂ）により、ワーク固定面の温度を固定剤の融点以上の温度に加熱することにより、固定剤を融解状態として溝に流し込んだのち、ワークと溝の溶融状態の固定剤（５ａ、５ｂ、５０ａ、５０ｂ）とを密着させ、しかる後、ワーク固定面の温度を融点以下に冷却して固定剤を凝固することにより、ワークをワーク固定面に固定することができる。
【００１３】
なお、この加熱手段は、請求項７に記載のように、ワーク固定台に密着された面状ヒータ（９、９ａ）、またはワーク固定台に埋め込まれた埋め込みヒータ（９ｂ）を用いることができる。
【００１４】
あるいは、請求項８に記載のように、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のワーク固定台のワーク固定面の温度を常温にしておき、固定剤として融点が常温と氷点温度（約０℃）との間の温度域にある材料を用い、固定剤を常温に保たれたワーク固定面の溝に融解状態として流し込んだのち、ワーク固定面の温度を融点以下に冷却して固定剤を凝固することにより、ワークをワーク固定面に固定することができる。なお、常温とは、加熱も冷却もしない通常の温度であり、例えば１０℃ないし４０℃の範囲の温度をいう。
【００１５】
すなわち、融点が常温より低い固定剤を用いれば、その固定剤は、固定剤を強制的に加熱する必要なく、常温のワーク固定面上で融解状態とすることができる。さらに融解状態の固定剤は、例えば、ワーク固定台に常温より低くかつ氷点温度より高い水を掛けることにより、ワーク固定面の温度を融点より低く冷却することにより、容易に凝固することができる。なお、ワーク固定台からのワークの除去は、例えば、常温程度の水をワーク固定台に掛けてワーク固定面の温度を固定剤の融点より高くすることにより、容易に固定剤を融解状態として、ワークをワーク固定面から取り外すことができる。
【００１６】
融解状態の固定剤は、請求項９に記載のように、エアーブロー（８ａ）により流動を促進して溝中に容易に流し込むことができる。
【００１７】
また、請求項１０に記載のように、ワーク固定面の外周には冷却用の液体（７ａ）が流れるための冷却用液体通路（６）を形成しておき、固定剤の融点より低い温度の冷却用の液体を冷却用液体通路に流すことにより、ワーク固定台の温度を低下させて、溝中の融解状態の固定剤を凝固させることができる。
【００１８】
あるいは、請求項１１に記載のように、固定剤の融点より低い温度の冷却用の液体（７ａ）をワーク固定台およびワークの少なくともいずれか一方に掛けることにより、ワーク固定面の温度を低下させて、溝中の融解状態の固定剤を凝固させることができる。
【００１９】
あるはまた、請求項１２に記載のように、固定剤の融点より低い温度の液体（１４）を入れた金属容器（１３）をワークに載せることによりワーク、さらにはワーク固定面を冷却して、溝中の融解状態の固定剤を凝固させることができる。
【００２０】
これにより、固定剤を融解状態としてワークと密着させた状態のまま、固定台を移動することなくその場で固定剤の冷却、凝固を行うことができるので、ワークのワーク固定面上におけるずれを発生させないようにすることができ、ワークの精密加工を阻害することがない。
【００２１】
また、請求項１３に記載のように、ワークが凝固した固定剤によりワーク固定面と固定された状態で機械加工されたのち、融点より高い温度の液体（７ｂ）をワーク固定台およびワークの少なくともいずれか一方に掛けることにより、熱伝導により凝固状態の固定剤を融解させ、これによりワークをワーク固定台より容易に取り外すことができる。なお、固定剤の融点より高い温度の液体とは、例えば、高温の水（すなわち湯）や研削水などの加工液を用いることができる。
【００２２】
なお、請求項１４に記載のように、請求項１２に記載のワークの固定方法によりワーク固定台に固定され、機械加工されたワークは、ワーク固定台より取り外されたのち、アニール処理（焼きなまし処理）を行うことにより、機械加工の歪を取ることができる。
【００２３】
請求項１５に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の一方のワーク固定台と他方のワーク固定台とをそれぞれ第１の固定台（１）および第２の固定台（１００）とし、第１加熱工程により第１の固定台のワーク固定面（２）を第１の融点以上に加熱して、第１の融点を備えた第１の固定剤（５）を第１の固定台の溝（３、３ａ、３ｂ）に流し込むことによりワークの第１の面（４ａ）と第１の固定台のワーク固定面とを接着させた後、第１冷却工程によりワークを第１の融点以下の温度に冷却することにより第１の面を第１の固定台に固定して、第１の面と対向する第２の面（４ｂ）を機械加工した後、第２加熱工程により第２の固定台のワーク固定面（１０２）を第１の融点より高い温度の第２の融点以上に加熱して、第２の融点を備えた第２の固定剤（５０）を第２の固定台の溝（１０３）に流し込むことにより、ワークの第１の面と第１の固定台との固定状態を維持したまま、ワークの第２の面と第２の固定台のワーク固定面とを接着させて、ワークを第１および第２の固定台により挟み込み、融解凝固工程により、ワークの温度を第１の融点と第２の融点との間の温度に調節することにより、第２の面と第２の固定台との固定状態を維持しつつ、第１の面と第１の固定台とを分離したのち、第１の面を機械加工し、再融解工程によりワークの温度を第２の融点以上に上昇させることにより、第２の固定剤を融解させ、第２の面を第２の固定台より取り外すことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、第１加熱工程で、比較的低温の第１の融点を持つ第１の固定剤を第１の融点以上へ加熱して融解し、さらに、第１冷却工程で第１の融点より低い温度へ冷却して凝固することにより接触状態のワークの第１の面と第１の固定台とを固定して、第１の面と対向する第２の面を機械加工する。さらに、第２加熱工程で、第１の融点より高い第２の融点を持つ第２の固定剤を第２の融点以上へ加熱して融解し、さらに、融解凝固工程として、第２の融点より低く且つ第１の融点より高い中間温度に調節して第２の固定剤を凝固することにより、接触状態の機械加工された第２の面と第２の固定台とを固定するとともに、第１の面と第１の固定台とを中間温度において第１の固定剤の融解状態の下、分離し、露出した第１の面を機械加工する。このようにして、ワークの互いに対向する第１および第２の面をそれぞれ固定台に固定した状態を維持しつつ機械加工できるので、両面の面粗度を高めることができ、また両面の平行度を高めることができる。
【００２５】
なお、再融解工程においては、請求項１６に記載のように、第２の融点より高い温度の液体（７ｂ）を第２の固定台およびワークの少なくともいずれか一方に掛けることにより第２の固定剤を融解させることができる。
【００２６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態のワーク固定台１とワーク４との斜視図である。なお、ワーク４の固定および加工の手順については後述する。
【００２８】
ワーク固定台１は、鋼材Ｓ５０Ｃからできた縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ１５ｍｍの直方体形状をなし、ワーク固定面２の最外周部には、冷却用液体供給口７より供給される例えば水などの冷却用液体７ａを流すための溝である矩形の冷却用液体通路６が形成されている。さらに、冷却用液体通路６の外壁には冷却用液体通路６より冷却用液体を排出するための排水口６ａが形成されている。
【００２９】
ワーク固定面２の冷却用液体通路６の内側は、ワーク固定面２より小さい、縦８０ｍｍ×横８０ｍｍの大きさにワーク接触面２ａが形成され、このワーク接触面２ａの表面には、後述する固定剤を満たすための碁盤目状の溝部３が、矩形外周の溝３ａとその内側に溝３ａの対向辺を接続する格子状の溝３ｂとにより形成されている。
【００３０】
１本の溝形状は、開口幅３ｍｍ×深さ０．５ｍｍの三角形断面をなしており、格子間隔は５ｍｍである。なお、溝深さは、一定でなくてもよく、例えば、溝３ｂの形成方向に沿って徐々に深くなるようにしてもよい。これにより、後述する融解状態の固定剤５ａの溝３ｂ中の深さが増大する方向への流動性を促進することができる。
【００３１】
ワーク接触面２ａとワーク４との接着強度（最大荷重）は、固定剤そのものの材料特性としてのせん断力とワーク４直下の溝部３の開口面積（≒開口幅×溝長さ）とに応じて決まる。すなわち、溝部３の開口面積は、ワーク４とワーク接触面２ａとの間で直接接触していない部位の面積であり、したがって、溝部３の開口面積は接着強度に比例するといえる。ただし、溝部３の開口面積が大きいほど、使用する固定剤５ａ、５ｂの量も多くなるため、必要以上に開口面積を大きくする、すなわち溝３ｂの本数を多くする必要はない。
【００３２】
ワーク固定面２（詳しくはワーク接触面２ａ）の面上にはワーク４が置かれる。第１実施形態におけるワーク４は、直径５０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの石英ガラスである。すなわち、溝部３の形成範囲は、ワーク４よりも大きくなっており、格子状の溝３ｂはワーク４の接触端部よりも外側に延びている。
【００３３】
なお、図１には、ワーク固定台１が加熱手段としてのホットプレート９上に置かれている状況が示されている。
【００３４】
図２は、図１におけるＡ−Ｂ断面として、ワーク４がワーク固定台１上で固定剤５ａ、５ｂにより固定されている状態を概略的に示している。ワーク４の一方の面（第１の面）４ａとワーク固定面２のワーク接触面２ａとが直接接触している。ワーク固定面２に形成された溝３ａ、３ｂには固定剤５ａとしての融点７５℃のパラフィンが、融解状態で流動することにより充填されている。
【００３５】
すなわち、融解状態のパラフィンの大部分５ａが溝３ｂを満たすとともに、剰余のパラフィン５ｂはワーク４の端部周辺に漏れ出て堆積する。そして、固定剤５ａ、５ｂは第１の面４ａとワーク接触面２ａとの間には存在することができない。したがって、ワーク４とワーク固定面２との隙間をゼロとすることができる。
【００３６】
パラフィンが融解状態から融点以下の温度への冷却により凝固して、溝３ｂの固定剤５ａとなりワーク４の第１の面４ａと溝３ｂの底面（図２では三角柱の斜面）とを接着固定する。また、ワーク４端部周辺の固定剤５ｂもワーク４とワーク接触面２ａとの接着固定に寄与している。
【００３７】
次に、ワーク４の機械加工の手順について説明する。図３は、第１実施形態の機械加工方法に用いられる加工機の概略構成を示す図である。
【００３８】
研削盤としての加工機本体２０の上には、危険防止用の砥石カバー２１を有する回転砥石２２が設けられ、固定剤５ａ、５ｂを介してワーク４の下面（第１の面）４ａがワーク固定台１に固定されている。この鋼材（Ｓ５０Ｃ）で形成されたワーク固定台１は、電磁チャック式のテーブル２３に磁気吸引され、テーブル２３が前後左右に動かされることにより、ワーク固定台１に固定されたワーク４の上面（第２の面）４ｂが回転砥石２２により研削される。
【００３９】
このとき、ワーク４の被加工部である第２の面４ｂには、クーラント貯蔵部２８からクーラントホース２７および流量調節用のクーラント開閉コック２６およびクーラント散布口２５を経て加工液であるクーラント２９が散布される。このようにして、ワーク４の第２の面４ｂに散布されたクーラント２９は、加工時に発生する切りくずを除去しながらテーブル２３の下のクーラント受け２４に流れ落ち、このクーラント受け２４からクーラント貯蔵部２８へ戻される。
【００４０】
なお、クーラント貯蔵部２８は、いずれも図示しない、切りくずを取り除く機構、加工部へのクーラント２９を供給するポンプ、および供給するクーラント２９の温度を調節する温調機構を備えている。
【００４１】
図４は、機械加工の手順をワーク固定台１およびワーク４を中心に示した図である。ワーク４を加工機の装着する前に、まず、ワーク４をワーク固定台１に固定する。そこで、図４（ａ）に示すように、何も載せていないワーク固定台１を水平状態のホットプレート９上に載置して、固定剤５ａの融点（７５℃）より高い９０℃に加熱する（図４（ａ））。
【００４２】
次に図４（ｂ）に示すように、このワーク固定台１が加熱された状態で、ワーク固定面２上に、詳しくは格子状の溝３ｂの形成領域に石英ガラスのワーク４を置いた後、ワーク４の上面４ｂの上にワーク保護用のシリコンゴム１１を介して重しを置く。これにより、ワーク４の下面（第１の面）４ａはワーク固定台１のワーク固定面２に隙間ゼロで密着している。
【００４３】
さらに、別途、融点（７５℃）以上に加熱して液体状にした固定剤５としてのパラフィンを、ワーク４の周囲の格子状の溝３ｂに流し込む。このとき、液体状の固定剤５ａは加熱されているワーク４の下面４ａ下の溝３ｂに、すばやく流れ込んで溝３ｂを隙間なく満たす。そして、ワーク４とワーク固定面２の溝３ｂとの間に全て固定剤５ａが満たされた後に、ホットプレート９の電源スイッチを切る。
【００４４】
次に、図４（ｃ）に示すように、液体供給口７よりワーク固定台１に形成されている冷却用液体通路６に常温の水（冷却用液体）７ａを流して、ワーク固定台１の温度を固定剤５ａの融点である７５℃以下に冷却して、固定剤５ａ、５ｂを凝固させる（冷却工程）。このとき、冷却用の水７ａを、排水口６ａより排出しつつ冷却用液体通路６に供給し続けることにより冷却時間を短縮することができる。
【００４５】
次に、図４（ｄ）に示すように、固定剤５ａ、５ｂが凝固した後に、重し１０等を取り外して、ワーク４を固定したワーク固定台１を電磁チャック式の研削盤のテーブル２３上に固定し、機械加工工程として、クーラント２９をかけつつワーク４の上面（第２の面）４ｂを約５０μｍ表面研削を行う。
【００４６】
機械加工の後、図４（ｅ）に示すように、ワーク固定台１にワーク４を固定したまま、研削盤テーブル２３より取り外し、液体供給口７より、固定剤５ａ、５ｂの融点（７５℃）以上の９０℃の湯７ｂをワーク４およびワーク固定面２にかけて、固定剤５ａ、５ｂを再融解させ、ワーク４をワーク固定台１より取り外す。なお、この固定剤５ａ、５ｂの再融解工程では、上記（ａ）と同様、ホットプレート９上にワーク固定台１を載置してホットプレート９により加熱してもよい。
【００４７】
本第１実施形態では、薄板（厚さ０．５ｍｍの石英ガラス板）の研削（５０μｍ）を行っているので、加工歪が生じ、ワーク４をワーク固定台１より取り外した際にワーク４に反りが発生する場合がある。そこで、ワーク４の加工後の歪取りを行うため、炭化水素系洗浄剤（例えば、ＮＳクリーン（ジャパンエナジー製））で完全に脱脂した後、アルミナ板で石英ガラスワーク４を挟んで、１１５０℃で１時間、電気炉中でアニール処理（焼きなまし処理）を行った。
【００４８】
以上のようにして、非金属材料の石英ガラスワーク４を機械加工する場合でも、融解凝固可能な固定剤５ａ、５ｂを用いてワーク４をワーク固定台１に簡便に脱着できる。また、ワーク４とワーク固定台１との固定時、両者の隙間をゼロとすることができるので、ワーク４の加工精度、特に平行度を高めることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態における機械加工手順について説明する。なお、本第２実施形態は、上記第１実施形態とは、主としてワーク４の材質および形状と、固定剤５の融点が異なり、他の構成等は同じである。以下、第１実施形態と異なる部分を中心に、第１実施形態と共通する構成を示す図１ないし図４を用いて説明する。なお、加工手順を示す図４のうち、本第２実施形態では図４（ｃ）に示す工程の代わりに、図５に示す工程を行う。
【００５０】
第２実施形態におけるワーク固定台１は、上記第１実施形態と同一構成である。すなわち、Ｓ５０Ｃ、１００×１００×１５（ｍｍ）の外寸、溝部３が形成された領域は８０×８０（ｍｍ）、碁盤目状の溝３ａ、３ｂの開口幅３ｍｍ×深さ０．５ｍｍ、溝間隔５ｍｍ等である。また、ワーク固定面２の外周部に、冷却用液体通路６および排水口６ａが設けられている点も第１実施形態と同じである。
【００５１】
このワーク固定台１を、ホットプレート９上において、固定剤５の融点（５１℃）より高い７０℃に加熱する（図４（ａ））。
【００５２】
そして、この加熱されたワーク固定台１のワーク固定面２上に、本第２実施形態では、直径４０ｍｍ×厚さ０．４ｍｍのサファイヤ板のワーク４を置いた後、そのワーク４の上面４ａにシリコンゴム１１を介して金属製の重し１０を置く。これにより、サファイヤ板のワーク４の下面（第１の面）４ａはワーク固定台１のワーク固定面２に隙間ゼロで密着している。
【００５３】
このワーク４およびワーク固定台１の加熱状態において、本第２実施形態では、固定剤５としての固体状のパラフィン（融点５１℃）をワーク４の端部の周囲の溝３ｂに塗布すると、固体状の固定剤５は即座に融解して液体となり、溝３ｂに流れ込み、ワーク４直下の溝３ｂを隙間なく満たす（図４（ｂ））。
【００５４】
ホットプレート９の電源スイッチを切り、固定剤５ａ、５ｂを冷却するために、本第２実施形態では図５に示すように、熱伝導率のよいアルミ製の水入り容器１３内に冷却用の水１４を入れて、金属製の重し１０の上に置く。これにより、ワーク４およびワーク固定台１の熱が、シリコンゴム１１をおよび重し１０を介して水入り容器１３に伝導し、ワーク４およびその付近のワーク固定台１が冷却される。なお水入り容器１３は、図５に示すように開口部が形成されている容器でも、あるいは密閉型の容器でもいずれでもよい。
【００５５】
ワーク４が、固定剤５の融点５１℃より低い温度まで冷却されると、固定剤５ａ、５ｂは凝固する。これによってワーク４がワーク固定台１に固定されたら、ワーク４より水入り容器１３、重し１０およびシリコンゴム１１を取り外し、ワーク固定台１を電磁チャック式の研削盤テーブル２３上に置いて、これを固定し、クーラント２９をかけながら２０μｍ表面研磨する機械加工工程を行う（図４（ｄ））。
【００５６】
加工後のワーク固定台１は、加工されたワーク４を固定したまま研削盤テーブル２３から取り外し、液体供給口７より、固定剤５ａ、５ｂの融点（５１℃）以上の７０℃の湯７ｂをワーク４およびワーク固定面２に振り掛けて固定剤５を再融解させてワーク４をワーク固定台１より取り外す（図４（ｅ））。
【００５７】
ワーク４の加工後の歪取りを行うため、本第２実施形態でも、炭化水素系洗浄剤で完全に脱脂した後、アルミナ板でサファイヤワーク４を挟んで、８００℃で１時間、電気炉中でアニール処理を行った。
【００５８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本第３実施形態では、上記第１および第２実施形態とは、ワーク固定台１および溝部３の形状が、図６に示すように異なっている。なお、図６（ａ）は第３実施形態におけるワーク固定台１の上面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｄ断面図である。
【００５９】
本第３実施形態のワーク固定台１は、Ｓ５０Ｃからできた縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ１５ｍｍの直方体ブロックであり、その表面のワーク固定面２には６本の放射線状の溝３０と、放射線状溝３０の端部を繋ぐ最外周円の溝３１および複数の同心円状の溝３１ａが形成されている。各溝３０、３１、３１ａの開口幅は３ｍｍである。
【００６０】
放射線状の溝３０は、外周より放射中心３２に向かうほど、ワーク固定面２からの溝深さが徐々に深くなっている。すなわち、最外周円の溝３１の直径は２５０ｍｍで溝深さは０．２ｍｍであり、放射線状溝３０の最外周部の溝深さも０．２ｍｍとしている。また、放射中心３２での溝深さは１．５ｍｍとし、最外周部から放射中心３２までの溝深さの勾配は直線勾配となっている。なお、各同心円の溝３１ａは、上記放射線状の溝３１との交点における放射線状溝３１の溝深さと等しくなるよう形成されている。
【００６１】
このように本第３実施形態におけるワーク固定台１放射線状の溝３１は、外周部から中心部に向かって深くなるような勾配が設けられているので、液体状の固定剤５が外周部から中心部へ流れやすくなっている。したがって、ワーク４とワーク固定台１との接触面積が大きい場合には、ワーク４直下の溝部３の全てに固定剤５が行き渡らせることが容易となる。なお、本第３実施形態においても、溝部３の大きさ（ワーク固定面２における形成面積）は、ワーク固定台１の表面であるワーク固定面２の大きさよりも小さく、かつ、ワーク４よりも大きく形成しておくことが望ましい。
【００６２】
なお、本第３実施形態のワーク固定台１の底面（ワーク固定面２と対向する面）２ｂには、例えば、水や加工液などの冷却用液体の通路１ａが複数設けられている。
【００６３】
次に、本第３実施形態におけるワーク４の加工手順を図７に基づき説明する。なお、本第３実施形態においても、上記第１および第２実施形態と同様、図３に示す研削盤を用いている。
【００６４】
まず、図７（ａ）に示すように、電磁チャック式の研削盤テーブル２３上に敷かれた断熱用のシリコンゴムシート１２の上に、ワーク固定台１を置く。さらに、ワーク固定台１の表面であるワーク固定面２にマグネット式のシリコンラバーヒータ９ａを装着して、これによりワーク固定面２を７０℃に加熱する。
【００６５】
次に、シリコンラバーヒータ９ａをワーク固定面２より取り外し、ワーク固定面２に直径２００ｍｍ×厚さ２ｍｍの石英製のワーク４を置く。このとき、ワーク４の円中心とワーク固定面２上に形成された溝部３の放射中心３２とをほぼ一致させるように配置する。さらに、ワーク４の上面４ｂに保護用のシリコンゴム１１を介して金属製の重し１０を置く。これにより、石英製のワーク４はワーク固定面２（詳しくはワーク接触面２ａ）に隙間ゼロで密着している。
【００６６】
そして、加熱して液体状とした固定剤５としてのパラフィン（融点５１℃）を石英製ワークの周囲の溝３１、３１ａに流し込む。このとき、液体状の固定剤５は、放射線状の溝３１の勾配に沿って外周側から中心部へ向かって容易に流れ込むことができる（図７（ｂ））。
【００６７】
溝部３全体（特に、ワーク４直下の溝）に固定剤５ａ、５ｂが充填されたら、クーラント貯蔵部２８にて室温に温調された加工液である研削水２９をクーラント散布口２５より吐出して、ワーク固定台１の裏面２ｂの冷却用液体通路１ａに流し、これによりワーク固定台１およびワーク４を冷却する（図７（ｃ））。
【００６８】
ワーク固定台１の温度が固定剤５の融点である５１℃以下に冷却して固定剤５ａ、５ｂを凝固させて、ワーク４をワーク固定面２に固定する。その後、ワーク４の底面４ａの下に敷いてある断熱用シリコンゴムシート１２を取り外してワーク固定台１を電磁チャック式の研削盤テーブル２３に直接置いて固定し、ワーク４の上面４ｂを表面研磨する（図７ｍ（ｄ））。
【００６９】
機械加工の後、図７（ｅ）に示すように、ワーク固定台１にワーク４を固定したまま、研削盤テーブル２３より取り外し、液体供給口７より、固定剤５ａ、５ｂの融点（５１℃）以上の７０℃の湯７ｂをワーク４およびワーク固定面２にかけて、固定剤５ａ、５ｂを再融解させ、ワーク４をワーク固定台１より取り外す。なお、必要ならば、上記第１および第２実施形態と同様、ワーク４の歪取りのためのアニール処理を行うことができる。
【００７０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、本第４実施形態は、上記第３実施形態と同様、ワーク固定面２に放射線状溝３０および複数の同心円状溝３１、３１ａを形成したワーク固定台１を用いるものであるが、それ以外の、ワーク４の寸法および材質、ワーク固定台１の寸法、固定剤５の融点等が異なっている。以下、第３実施形態と異なる部分を中心に、第３実施形態と共通する構成を示す図３および図６、第７を参照して説明する。なお、加工手順を示す図７のうち、本第４実施形態では図７（ａ）、（ｂ）に示す工程の代わりに、図８に示す工程を行う。
【００７１】
本第４実施形態におけるワーク固定台１は、Ｓ５０Ｃからできた縦５００ｍｍ×横５００ｍｍ×厚さ２５ｍｍの直方体形状である。溝部３は、図６（ａ）、（ｂ）に示す第３実施形態と同様の、６本の放射状の溝３０と複数の同心円溝３１、３１ａを備えており、最外周円の溝３１の直径は４５０ｍｍである。各溝３０、３１、３１ａの溝開口幅は３ｍｍで、溝深さは最外周円位置では０．５ｍｍ、放射中心３２では３ｍｍとなっており、その間の溝深さの変化は直線勾配となっている。
【００７２】
一方、第４実施形態では固定剤５は、室温で液体である融点１８℃のパラフィンを用いている。したがって、上記第１ないし第３実施形態のように、ワーク４を固定するために固定剤５を一旦融解するための加熱工程が不要である。
【００７３】
次に、第４実施形態における加工手順について説明する。
【００７４】
まず、ワーク固定台１を研削盤の電磁チャック式テーブル２３上に置き、このワーク固定面２の上に、直径４００ｍｍ×厚さ４ｍｍのガラス製のワーク４を、両者の円中心がほぼ一致するよう置く。さらにワーク４の上面４ａに保護用のシリコンゴム１１を介して金属製の重し１０を置く。これにより、ガラス製ワーク４はワーク固定面２（詳しくはワーク接触面２ａ）に隙間ゼロで密着している。
【００７５】
そして、室温で液体の固定剤５であるパラフィン（融点１８℃）を、ワーク４の周辺端部付近の溝３０、３１に流し込む。このとき、ワーク４の面積が大きいため、液体状の固定剤５がワーク直下の溝部３に十分に行き渡らない場合がある。その場合には、図８に示すように、エアーブローノズル８からのエアーブロー８ａをワーク４の端部の溝３０に吹き付けて、液体の固定剤５を溝３０の放射中心３２へ強制的に送り込むことにより、ワーク４の直下の溝３０、３１ａの全体に固定剤５ａを行き渡らせることができる。
【００７６】
ワーク４直下の溝３０、３１ａの全体に固定剤５ａが充填されたら、融点（１８℃）よりも低い１０℃に温調された研削液２９をワーク４に載せた重し１０やワーク４およびワーク固定面２に振りかけて、ワーク４およびワーク固定面２を融点１８℃以下の温度まで冷却する。
【００７７】
これにより、固定剤５ａ、５ｂが凝固した後、ワーク４の上面４ｂより重し１０およびシリコンゴム１１を取り除き、そのまま研削盤テーブル２３上で上面４ｂを表面研磨加工を行う（図７（ｄ））。
【００７８】
機械加工の後、図７（ｅ）に示すように、ワーク固定台１にワーク４を固定したまま、研削盤テーブル２３より取り外し、液体供給口７より、固定剤５ａ、５ｂの融点（１８℃）以上の２５℃の室温の水７ｂをワーク４およびワーク固定面２にかけて、固定剤５ａ、５ｂを再融解させ、ワーク４をワーク固定台１より取り外す。
【００７９】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。本第５実施形態では、金属薄板のワーク４の表裏の両面を、本発明の２つのワーク固定台１、１００に、それぞれ異なる融点の固定剤で固定して研削加工する点に特徴がある。
【００８０】
以下では、本第５実施形態におけるワーク４の加工手順を図９に基づき説明する。なお、上記第１実施形態における加工手順と共通する部分については、図面を省略するとともに、同一符号を用いて説明を簡略化する。
【００８１】
本第５実施形態において、ワーク４は、材質：Ａ１０５０材、サイズ：縦７０ｍｍ×横４０ｍｍ×板厚２ｍｍのアルミ薄板である。また、第１および第２の固定台としてのワーク固定台１、１００はともに、Ｓ５０Ｃでできた、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ１５ｍｍの直方体であり、各ワーク固定面２、１０２には、上記第１実施形態におけるのと同様の碁盤目状の溝部３（溝の開口幅３ｍｍ×深さ０．５ｍｍ、溝間隔５ｍｍ）が形成されている。
【００８２】
なお、本第５実施形態におけるワーク固定台１、１００には、複数のシーズヒータ９ｂが予め埋め込まれており、これにより、ホットプレート９やシリコンラバーヒータ９ａあるいは熱湯などの、他の加熱手段を用いることなく、ワーク４を載せたままで、あるいはワーク固定台１、１００を移動させることなくその場で加熱することができる。
【００８３】
図９（ａ）は、ワーク４の第２の面４ｂを研削加工する第１加工工程を示している。この第１加工工程を行うために、ワーク４をワーク固定台１に固定する手順は、上記第１実施形態とほぼ同じであるので、以下では図４（ａ）〜（ｃ）を参照して簡単に説明する。
【００８４】
まず、第１の固定台１のワーク固定面２にワーク４の第１の面４ａが接触するようにワーク４を載せた状態で、第１の固定台１に埋め込まれたシーズヒータ９ｂで、第１の固定剤のパラフィンの融点（第１の融点、５１℃）より高い温度（７０℃）まで加熱する。
【００８５】
ワーク４が所定温度（７０℃）になった時点で、ワーク固定面２と接触していたワーク４の第１の面４ａに第１の固定剤５を塗布して、再度加熱状態にあるワーク固定面２に置くと、第１の固定台５は完全に液状に融解し、ワーク４の第１の面４ａとワーク接触面２ａとの直接接触部位にある第１の固定剤５は溝３ｂへ流れ込む（第１加熱工程）。
【００８６】
こうして、ワーク４直下の溝３ｂが全て第１の固定剤５ａで満たされ、また、ワーク４の端部周囲に残余の第１の固定剤５ｂが堆積した状態となったら、シーズヒータ９ｂによる加熱を停止し、ワーク４および第１の固定台１を冷却する。この冷却には、ワーク固定台１の外周部に設けられている冷却用液体通路６に、第１の固定剤の第１の融点（５１℃）以下の温度、例えば室温の水７ａを、排水口６ａより排出しながら流すことにより行う(第１冷却工程）。
【００８７】
これにより、第１の固定剤５ａ、５ｂは凝固し、ワーク４は第１の固定台１に固定される。この状態で、第１の固定台１を電磁チャック式の加工機テーブル２３に固定し、機械加工工程として、ワーク４の第１の面４ａと対向する第２の面４ｂをエンドミルカッター２２ａで表面加工を行う（図９（ａ））。
【００８８】
このとき、他方の固定台である第２の固定台１００を、第２の固定剤５０の融点（第２の融点、７５℃）より高い温度（９０℃）に加熱しておく。そして、加熱された第２の固定台１００のワーク固定面１０２に第２の固定剤５０を塗布し、これを融解させる。
【００８９】
この第２の固定剤５０を融解させた第２の固定台１００のワーク固定面１０２と、機械加工されたワーク４の第２の面４ｂとを接触させるよう、ワーク４を第１の固定台１と第２の固定台１００とで挟む（第２加熱工程）。
【００９０】
このとき、機械加工後の第１の固定台１は加熱されておらず、ワーク４は第１の面４ａとは凝固した第１の固定剤５ａにより固定されているので、図９（ｂ）に示すように、ワーク４を固定したまま第１の固定台１を反転させて、下に置いた第２の固定台１００の第２のワーク固定面１０２に載せるようにすることができる。
【００９１】
このとき、第２の固定台１００のワーク固定面１０２と、機械加工されたワーク４の第２の面４ｂとの接触により、ワーク４の第２の面４ｂと第２の固定台１００のワーク接触面１０２ａとの直接接触部位にある液体状に融解した第２の固定剤５０は、第１の固定台１が重しの機能を果たすことにより、第２のワーク固定台１００のワーク固定面１０２に形成されている溝１０３に流れ込む。
【００９２】
そして、ワーク４の第２の面４ｂ直下の溝１０３が全て第２の固定剤５０ａで満たされ、また、ワーク４の端部周囲に残余の第２の固定剤５０ｂが堆積した状態となったら、シーズヒータ９ｂによる加熱を停止する。
【００９３】
このようにワーク４を第１の固定台１と第２の固定台１００とにより挟んだ状態で、第１の固定台１の温度を第１の固定剤５の第１の融点（５１℃）と第２の固定剤５０の第２の融点（７５℃）との中間温度（６０℃）に加熱する。このとき、第２の固定台１００は、加熱が止められており、第２の固定剤５０を融解すべくその融点より高い温度（９０℃）に加熱されていた状態から、ワーク４を介して熱伝導により第１の固定台１と同じ中間温度になる。
【００９４】
ワーク４の温度が中間温度（６０℃）になると、第２の面４ｂと第２の固定台１００との間の溝１０３を満たしている第２の固定剤５０ａは融点（７５℃）より低い温度となって凝固し、第２の面４ｂと第２の固定台１００とが固定される。
【００９５】
一方、第１の面４ａと第１の固定台１との間の溝３を満たしている第１の固定剤５ａは、ワーク４の温度が中間温度（６０℃）になると、融点（５１℃）より高い温度であるため融解し液体状となる。したがって、第２の面４ｂと第２の固定台１００とを固定したまま、第１の面４ａと第１の固定台１とを容易に分離することができる（融解凝固工程）。
【００９６】
ワーク４より第１の固定台１を取り外した後、第２の固定台１００の加熱を止め、さらに第２の固定台１００とそれに固定されたワーク４とを冷却する。この第２の固定台１００を電磁チャック式の加工機テーブル２３に固定し、機械加工工程として、ワーク４の第１の面４ａをエンドミルカッター２２ａで表面加工を行う（図９（ｃ））。
【００９７】
第１の面４ａの加工後は、ワーク４を第２の固定台１００より取り外すために、ワーク４および第２の固定台１００に、第２の固定剤５０の融点（７５℃）より高い温度の温水７ｂをかけて、第２の面４ｂと第２の固定台１００との間の第２の固定剤５０ａを融解させ、これを流し落とす（再融解工程）。
【００９８】
このようにして、ワーク４の第１の面４ａおよびその対向する第２の面４ｂとを、順次第１の固定台１および第２の固定台１００と、それぞれ互いに異なる融点をもつ第１の固定剤５および第２の固定剤５０により固定しながら、表面加工できるので、各固定台とワーク４とのずれがなく、加工後のワークの平行度を高くすることができる。
【００９９】
（他の実施形態）
上記、各実施形態において、ワーク４は、サファイヤ、石英、ガラスおよび金属等に限ることはなく、セラミックや樹脂などを用いてもよい。また、機械加工方法は、表面研削、表面研磨およびフライス加工等に限ることはなく、切断や穴あけ加工にも適用することができる。さらに、固定台１、１００の材質も、鋼（Ｓ５０Ｃ）に限ることなく、磁石にくっつくフェライト系ステンレスやアルミナ等を用いることもでき、ワークや加工法に応じて適宜選択できる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１実施形態のワーク固定台およびワークの斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ｂ間の断面概略図である。
【図３】第１実施形態における加工機の概略構成を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、第１実施形態における機械加工の手順を示す図である。
【図５】第２実施形態における冷却工程を示す図である。
【図６】第３実施形態におけるワーク固定台を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｄ間の断面概略図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、第３実施形態における機械加工の手順を示す図である。
【図８】第４実施形態における機械加工の手順の一部を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、第５実施形態における機械加工の手順を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１…ワーク固定台（第１の固定台）、１００…ワーク固定台（第２の固定台）、
２、１０２…ワーク固定面、２ａ…ワーク接触面、３…溝部、３ａ…外周部溝、
３ｂ…格子状溝、４…ワーク、４ａ…第１の面、４ｂ…第２の面、
５…固定剤（第１の固定剤）、５０…第２の固定剤、６…冷却用液体通路、
６ａ…排水口、３０…放射線状溝、３１…外周溝、３１ａ…同心円溝、
３２…放射中心。
【図１】
2006026815.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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