(57)【要約】【課題】硬質脆性材料からなる円盤状ワークの外周角の面取装置に関し、面取面と表裏面との間の角に生ずるチッピングの発生を可及的に防止することにより、面取加工後の２次研削加工を省略できるようにする。【解決手段】  鉛直方向の回転ワーク軸で保持された円盤状ワークの上面側及び下面側の外周角を摺擦するカップ状の上下の砥石と、上下の砥石を装着する上下の面取砥石軸と、砥石軸を回転駆動する砥石モータとを備えている。上下の砥石軸は、これに装着した上下の砥石の周縁が円盤状ワークの上下の面取面にそれぞれ一箇所で接触するように、ワーク軸の軸心と斜めに立体交差する方向で設けられている。砥石モータは、砥石と円盤状ワークとの接触箇所における上下の砥石の摺擦方向が共に円盤状ワークの内側から外側へと向かう方向となる回転方向にこれらの砥石を回転駆動している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心を鉛直方向にして設けられた回転ワーク軸と、当該ワーク軸の上端に設けられて円盤状ワークを水平に保持するワークホルダと、当該ワークホルダで保持された円盤状ワークの外周角を摺擦する面取砥石と、当該面取砥石の砥石軸を回転駆動する砥石モータとを備えた円盤状ワークの面取装置において、
前記砥石軸が、これに装着したカップ状の面取砥石の周縁が前記円盤状ワークの外周角の一箇所に接触するように前記ワーク軸の軸心と立体交差する方向で設けられ、
前記砥石モータが、面取砥石の周縁と円盤状ワークとの接触箇所における面取砥石の摺擦方向が円盤状ワークの内側から外側へと向かう方向となる回転方向に、面取砥石を回転駆動することを特徴とする、
円盤状ワークの面取装置。
【請求項２】
前記面取砥石の砥石軸が、ワーク軸の軸心を含む面の一方の側に偏倚して、かつ当該面と平行な面内で、軸心をワーク軸に対して斜めにして設けられている、請求項１記載の円盤状ワークの面取装置。
【請求項３】
円盤状ワークの上下の外周角をそれぞれ面取りする上下一対の面取砥石を備え、当該一対の面取砥石が、ワーク軸に保持された円盤状ワークの直径方向の両端の位置で当該ワークを摺擦するように配置されている、請求項１又は２記載の円盤状ワークの面取装置。
【請求項４】
円盤状ワークの上下の外周角をそれぞれ面取りする上下一対の面取砥石を備え、当該一対の面取砥石が、ワーク軸に保持された円盤状ワークの直径方向の片側の近接した位置で当該ワークを摺擦するように配置され、当該ワークの外周面を研削する外周砥石が、一対の面取砥石と当該ワークを挟んで対向する位置に配置されている、請求項１又は２記載の円盤状ワークの面取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の記録媒体として広く用いられているガラスやセラミックスなどの硬質脆性材料からなる円盤状ワークの外周角の面取加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤの記録媒体として用いる円盤状のワークは、高い記録密度と安定した高速回転を実現するために、情報の記録面となる表裏面の高い面精度が要求されると共に、その外周部の加工においても、高い加工精度が要求される。従来、この種円盤状ワークの表裏面は、２回の研削加工（ラッピング）とその後の仕上げ研磨とによって加工されており、外周部は、外周研削と面取加工とによって加工されている。その一般的な加工順序は、表裏面の１次研削を行ったあと、外周研削と面取を行い、そのあと表裏面の２次研削を行って研磨仕上げするというものである。
【０００３】
外周角（表裏面と外周面との間の稜線）の面取加工は、従来、図８に示すように、総形砥石６を用いて行っている。すなわち、加工しようとする円盤状ワーク１を鉛直方向の回転ワーク軸１１の上端に水平に保持してその軸心回りに回転し、当該ワーク軸１１と平行な面取砥石軸６１に装着した総形砥石６を回転させて、砥石の外周に設けた台形溝６５に円盤状ワーク１の外周部を挿入することにより、上下の外周角を同時に面取するというものである。この場合の円盤状ワーク１の面取面１６における砥石６の摺擦方向は、図９に矢印ｄで示すように、円盤状ワーク１の円の接線方向である。
【０００４】
硬質脆性板の研削においては、研削面とこれに隣接する面との角の部分に微少な割れや欠け（チッピング）が発生する。図８に示した従来の面取加工においては、面取面１６と情報の記録面となる表裏面１７との間の角１８に５０ミクロン程度のチッピングが発生する可能性があった。このチッピングは、前述した２次研削加工の研削代と研磨代とからなる取り代を６０ミクロン程度とすることで除去していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７１１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
円盤状ワークの生産性を向上させ、円盤状ワークをより安価に提供できるようにするために、円盤状ワークの加工工程の短縮化が要望されている。例えば、上記の加工において、研削加工を１工程にできないかという要望がある。２次研削加工を省略して面取加工のあと直ちに研磨仕上を行うことができれば、円盤状ワークの加工工程を大幅に短縮できる。
【０００７】
また、従来の面取加工用の総形砥石６は、金属ベース上にダイヤモンド砥粒を電着してなる砥石であり、砥石が摩耗したときには、砥石６自体の交換が必要であった。また、総形砥石であり、砥石軸６１とワーク軸１１が平行であるために、砥石とワークの接触線が長く、かつ円盤状の表裏の角を同時に加工するため、加工負荷も大きいという問題があった。
【０００８】
この発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、面取面１６と情報の記録面となる表裏面１７との間の角１８に生ずるチッピングの発生を可及的に防止することにより、面取加工後の２次研削加工を省略できるようにすることを第一の課題としている。
【０００９】
また、加工負荷が小さく、かつ砥石が摩耗したときにも砥石の交換をすることなく、砥石と円盤状ワークとの相対位置の調整によって高精度の加工形状を維持できる円盤状ワークの面取装置を得ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この出願の発明に係る円盤状ワークの面取装置は、軸心を鉛直方向にして設けられた回転ワーク軸１１と、当該ワーク軸１１の上端に設けられて加工しようとする円盤状ワーク１を水平に保持するワークホルダ１２と、当該ワークホルダ１２で保持された円盤状ワーク１の外周角を摺擦するカップ状の面取砥石２と、この面取砥石を装着した砥石軸２１と、この砥石軸を回転駆動する砥石モータ２３とを備えている。
【００１１】
面取砥石軸２１は、これに装着した面取砥石２の周縁が円盤状ワーク１の外周角の一箇所で接触するように、ワーク軸１１の軸心と斜めに立体交差する方向で設けられている。例えば、面取砥石軸２１は、ワーク軸１１の軸心を含む面ｐから一方の側に偏倚させかつ当該面と平行な面ｓ内で軸心を斜めにして設けられている。
【００１２】
砥石モータ２３は、面取砥石２と円盤状ワーク１との接触箇所における面取砥石２の摺擦方向ｄが円盤状ワーク１の内側から外側へと向かう方向、すなわち面取砥石２の外周が円盤状ワーク１の面取面１６を表裏面１７側から外周面１５側へと移動する方向となるように、面取砥石２を回転駆動する。
【００１３】
面取砥石２は、円盤状ワーク１の上面側の外周角を摺擦する上面取砥石２ａと、下面側の外周角を摺擦する下面取砥石２ｂとを一対にして設けるのが好ましい。上下の面取砥石２ａ、２ｂは、円盤状ワークを挟んでその直径方向の両側に配置するか、両者を近接させて片側に配置する。前者の配置によれば、一対の面取砥石２ａ、２ｂの加工反力をバランスさせることができる。
【００１４】
上下一対の面取砥石２ａ、２ｂを設けたときは、円盤状ワーク１の外周面１５を研削する外周砥石５を設けることで、円盤状ワーク１の外周面１５と面取面１６の加工とを同時に又は連続して行うことができる。外周砥石５は、一対の面取砥石２ａ、２ｂが円盤状ワーク１を摺擦する位置ａ、ｂを結んだ線の中点と直交する線上に軸心を一致させて設けるのが好ましい。
【００１５】
一対の面取砥石２ａ、２ｂを円盤状ワーク１の片側に近接させて設けたときは、外周砥石５の配置位置は、円盤状ワーク１を挟んで面取砥石２ａ、２ｂと対向する位置とする。これにより、面取砥石２の加工反力と外周砥石５の加工反力をバランスさせることができる。
【００１６】
この発明の面取装置では、砥石２が円盤状ワーク１の面取面１６を、情報の記録面となる表裏面１７から外周面１５に向う方向に摺擦して、外周角の面取を行う。これにより、砥石２の摺擦方向ｄの上流側となる面取面１６と表裏面１７との間の角１８に生ずるチッピングの発生が減少し、砥石が離れて行く方向となる面取面１６と外周面１５との間の角１９におけるチッピングの発生が増大する。外周面側の角１９のチッピングは、大きな問題にはならないので、表裏面側の角１８のチッピングが減少することによって、２次研削加工を省略することができることによる利益が大きい。
【００１７】
また、面取砥石２が円盤状ワーク１の外周角の一箇所のみを摺擦しており、かつその摺擦方向が摺擦長さの短い面取面の幅方向であるため、砥石２に作用する負荷が小さい。更に砥石２が摩耗したときは、その摩耗量に応じてワーク軸１１と砥石軸２１との位置関係を調整することにより、すなわち砥石が摩耗した分だけ砥石軸２１をワーク軸１１に近付ける方向に送るか、又は摩耗した分だけ砥石軸２１を軸方向にワークに向けて進出させることにより、砥石を交換することなく、高精度の面取加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施例の要部を側方から見た斜視図
【図２】第１実施例の要部の平面図
【図３】カップ状砥石の模式的な断面図
【図４】面取加工された円盤状ワークの外周部の部分平面図
【図５】同部分断面図
【図６】第２実施例の要部を示す平面図
【図７】同側面図
【図８】従来の面取加工装置の要部を示す側面図
【図９】従来装置により面取加工された円盤状ワークの外周部の部分拡大平面
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、この発明の実施例を説明する。図１ないし図４は、上下一対の面取砥石２（２ａ、２ｂ）を加工対象となる円盤状ワーク１の直径方向の両端の位置に配置した第１実施例を示した図である。５は円盤状ワーク１の外周面１５を研削加工する外周砥石である。
【００２０】
円盤状ワーク１は、鉛直方向のワーク軸１１の上端のワークホルダ１２に保持されている。ワーク軸１１は、図示しない主軸モータで、比較的遅い速度（２〜２００ｒｐｍ）で回転駆動される。上下のカップ状砥石２ａ、２ｂは、それぞれ砥石軸２１ａ、２１ｂの先端に装着され、砥石モータ２３ａ、２３ｂにより、図の矢印Ｒａ、Ｒｂ方向に比較的高速（５０００〜１５０００ｒｐｍ）で回転駆動される。
【００２１】
上下の砥石モータ２３ａ、２３ｂは、図示しない上下の砥石台にそれぞれ搭載されており、これらの砥石台は、ＮＣ制御される図示しない送りモータ及び送りねじにより、砥石軸２１ａ、２１ｂと平行に進退する。砥石台を進出させると、カップ状砥石２のカップの周縁２５が円盤状ワーク１の外周角に接触し、当該外周角の面取加工が行われる。面取寸法は、ＮＣ装置に設定した砥石台の進出終了位置により決定される。
【００２２】
砥石軸２１ａ、２１ｂの軸心は、同一の鉛直面ｓ上に配置されており、この砥石軸配置面ｓは、ワーク軸１１の軸心を含む面ｐと平行で、かつ距離ｅだけ偏倚している。砥石軸２１ａ、２１ｂは、砥石軸配置面ｓ上で４５度傾斜した角度で配置されている。その結果、図３に示すカップ状砥石２の周縁２５は、図２の平面視で円盤状ワーク１の外周とカップ状砥石２ａ、２ｂの周縁２５の楕円弧とが交差する２点の内のワーク軸配置面ｐに近い側の点である一箇所ａ、ｂで円盤状ワーク１の外周角に接触する。
【００２３】
そして、カップ状砥石２ａ、２ｂの回転方向が図１に矢印Ｒａ、Ｒｂで示す方向であることから、この接触箇所ａ、ｂにおいて、カップ状砥石の周縁２５は、図４の矢印ｄで示すように、円盤状ワーク１の内側から外側に向けて円盤状ワーク１の外周角を摺擦する。すなわち、円盤状ワーク１の面取面１６は、図４、５に示すように、ワークの表裏面１７側から外周面１５側へと弧状に走行する砥石周縁２５によって研削される。
【００２４】
図３に例示したカップ状砥石２は、その周縁部分の内側と外側とが粒度の異なる砥石２５ｉと２５ｅで形成されたいわゆるマルチ砥石で、砥石軸２１の傾斜角を変えることにより、粗研削と仕上げ研削とが行われるものである。
【００２５】
外周砥石５は、周面が円筒形の砥石で、ワーク軸１１に平行に設けた外周砥石軸５１に装着されている。外周砥石軸５１は、ワーク軸１１に対して接近離隔する図示しない砥石台に軸支されており、回転しながら円盤状ワーク１に接触することによって、円盤状ワーク１の外周面１５を研削加工する。この外周面の研削加工は、従来装置と異なる所はない。
【００２６】
図６及び７は、上下一対の面取砥石２ａ、２ｂを円盤状ワーク１の片側に近接させて配置した第２実施例を示した図で、第１実施例で説明した部材と同一の部材には同一の符号が付してある。面取砥石２ａ、２ｂは、第１実施例と同様に砥石モータ２３ａ、２３ｂで回転駆動（５０００〜１５０００ｒｐｍ）される砥石軸２１ａ、２１ｂに装着されている。
【００２７】
砥石軸２１ａ、２１ｂの軸心は、ワーク軸１１の軸心を含む面ｐと平行でかつ距離ｅだけ偏倚したそれぞれの砥石軸配置面ｓａ、ｓｂに４５度傾斜した角度で配置されている。その結果、上下の面取砥石２ａ、２ｂの周縁は、図６の平面視で円盤状ワーク１の外周とカップ状砥石２ａ、２ｂの周縁２５の楕円弧とが交差する点ａ、ｂで円盤状ワーク１の外周角に接触する。
【００２８】
上下の面取砥石の砥石軸２１ａ、２１ｂは、同一の送り台２６にそれぞれの砥石軸の軸方向に進退自在に装着した砥石台２４ａ、２４ｂに軸支されている。一般的には、砥石モータ３３としてビルトイン型のモータを用い、当該モータの回転子軸を砥石軸とする。この場合は、砥石モータ２３ａ、２３ｂを砥石台２４ａ、２４ｂに固定することにより、砥石軸２１ａ、２１ｂが砥石台２４ａ、２４ｂに軸支される。
【００２９】
送り台２６をワーク軸１１に向けて進出させることにより、面取砥石２ａ、２ｂの周縁２５が円盤状ワーク１の上下の外周角に同時に接触する。砥石モータ２３ａ、２３ｂが面取砥石２ａ、２ｂを図の矢印Ｒａ、Ｒｂで示す方向に回転駆動している関係上、第１実施例と同様に、上下の面取砥石２ａ、２ｂは、円盤状ワーク１の上下の外周角を内側から外側へと摺擦して、当該外周角の面取加工を行う。
【００３０】
上下の面取面１６の寸法は、送り台２６の進出位置（ワーク軸１１側への移動終了位置）によって設定される。面取砥石が摩耗したときの補正は、上下の砥石２ａ、２ｂの摩耗量が等しければ、送り台２６の進出位置の補正により補正できるが、上下の砥石２ａ、２ｂりの摩耗量が異なるときは、それぞれの砥石を軸支している砥石台２４ａ、２４ｂの砥石軸方向の進出位置を補正することにより補正する。
【００３１】
以上説明したように、この発明の面取装置は、面取砥石２の周縁２５がワーク軸１１に保持された円盤状ワーク１の外周角に一箇所で接触し、当該接触箇所における面取砥石の摺擦方向が円盤状ワーク１の内側から外側に向う方向となるように、砥石軸２１の位置及び砥石モータ２３の回転方向が設定されている。
【００３２】
このように、円盤状ワークの外周角を砥石で内側から外側へと摺擦して面取を行うと、加工された面取面１６と情報の記録面となる円盤状ワークの表裏面１７との間の角１８におけるチッピングの発生を防止することができ、従来行われていた表裏面１７の２次研削加工を省略して、表裏面の１次研削加工、外周加工及び面取加工並びに仕上研磨の３工程で円盤状ワークの研削・研磨を行うことができ、加工工程の大幅な短縮が可能になる。
【符号の説明】
【００３３】
１  円盤状ワーク
２ａ、２ｂ  カップ状の面取砥石
１１  ワーク軸
１２  ワークホルダ
１６  面取面
１７  表裏面
１８  角
２１  砥石軸
２３  砥石モータ
ａ、ｂ  ワークと面取砥石の接触箇所
ｄ  面取砥石の摺擦方向
ｐ  ワーク軸の軸心を含む面
Ｒａ、Ｒｂ  面取砥石の回転方向
ｓ  砥石軸の配置面
【図１】
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【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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