(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に穴を有する薄板ワークの両面を研削して所望厚さにする方法において、
上記研削工程の前または後にスリット形成工程を実行し、
このスリット形成工程では、上記薄板ワークの外周部に、径方向に延びる複数の第１スリットを周方向に等角度間隔をおいて形成するとともに、上記薄板ワークの内周部にも、径方向に延びる複数の第２スリットを周方向に等角度間隔をおいて形成し、
上記第１スリットの長さと上記第２スリットの長さと上記穴の半径の合計が、上記薄板ワークの半径より小さく、上記薄板ワークはその径方向中間部において上記第１スリットの径方向内端と上記第２スリットの径方向外端との間に、スリットが形成されない平坦な環状の領域を有し、
上記第１スリットは上記薄板ワークの外周縁まで延びており、上記第２スリットは上記薄板ワークの内周縁まで延びていることを特徴とする薄板ワークの研削方法。
【請求項２】
上記第２スリットを、上記第１スリットから周方向にずらして形成することを特徴とする請求項１に記載の薄板ワークの研削方法。
【請求項３】
中心に穴を有する薄板ワークの両面を研削して所望厚さにする方法において、
上記研削工程の前または後にスリット形成工程を実行し、このスリット形成工程では、上記薄板ワークの内周部に、径方向に延びる複数のスリットを周方向に等角度間隔をおいて形成し、
上記スリットは上記薄板ワークの内周縁まで延びていることを特徴とする薄板ワークの研削方法。
【請求項４】
上記スリット形成工程を上記研削工程の前に実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄板ワークの研削方法。
【請求項５】
上記薄板ワークが、丸棒形状の素材をワイヤ放電加工でスライスすることにより得、上記薄板ワークを複数枚重ねた状態でワイヤ放電加工により上記スリットを形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄板ワークの研削方法。
【請求項６】
上記薄板ワークが円形をなし、上記スリットが上記薄板ワークの径の５〜１５％に相当する長さを有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の薄板ワークの研削方法。
【請求項７】
上記スリットを８〜１６か所に形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の薄板ワークの研削方法。
【請求項８】
上記薄板ワークの厚さを２ｍｍ以下とし、上記スリットの幅を１ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の薄板ワークの研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板ワークを研削する方法に関し、特に研削により生じる反りを減じる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高精度の高さ調整等に用いられるスペーサやフィルム，金属箔等を切断するカッタは薄肉（例えば２ｍｍ以下）であるとともに均一厚さであることが求められる。そのため、薄板ワークの面を研削加工してスペーサやカッタを得ている。
【０００３】
上記研削工程では、薄板ワークをテーブルに保持し、回転砥石により薄板ワークの両面を研削している。しかし、この研削により薄板ワークの面に残留応力が生じ、この残留応力により薄板ワークに反りが生じてしまう。
【０００４】
この反りを減じるため、従来では種々の工夫をしてきた。例えば薄板ワークが磁性材の場合には、テーブルと薄板ワークとの間に紙を挟みテーブルに設けた電磁石により薄板ワークを保持した状態で研削を行っている。
この方法では、反りを満足できるレベルまで減じることができないため、最終仕上げをハンマーでたたいて反りを減じなければならず、手間がかかる。
近年では上記の手作業では実現不可能なレベルまで反りを減じることを求められる場合もある。
【０００５】
そこで、下記の方法も開発されている。
特許文献１では、研削の度に加熱と徐冷を行ってワークに生じた応力を解放している。
特許文献２では、研削時の摩擦熱によりワークの熱膨張により砥石の回転軸が撓み、その結果として研削面に歪みが発生すると考え、微小量の研削の度に砥石をワークから離間させて冷却を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２００９５１号公報
【特許文献２】特開平７−１４８６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１，２では、作業が煩雑になるとともに研削完了までに要する時間が増大する欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、薄板ワークの両面を研削して所望厚さにする方法において、上記研削工程の前または後にスリット形成工程を実行し、このスリット形成工程では、上記薄板ワークの外周部に、径方向に延びる複数のスリットを周方向に間隔をおいて形成することを特徴とする。
この方法によれば、スリット形成により研削により生じる反りを減じることができる。
好ましくは、上記スリットを、等角度間隔をおいて形成する。
【０００９】
好ましくは、上記薄板ワークの中心に穴が形成されており、上記スリット形成工程では、上記複数のスリットを第１スリットとして形成するとともに、上記薄板ワークの内周部にも、径方向に延びる複数のスリットを第２スリットとして、周方向に等角度間隔をおいて形成する。
この方法によれば、より一層反り低減効果を発揮することができる。
より好ましくは、上記第２スリットを、上記第１スリットから周方向にずらして形成する。
【００１０】
好ましくは、上記第１スリットの長さと上記第２スリットの長さと上記穴の半径の合計が、上記薄板ワークの径より小さく、上記薄板ワークはその径方向中間部に、スリットが形成されない環状の領域を有する。
【００１１】
本発明の他の態様では、中心に穴を有する薄板ワークの両面を研削して所望厚さにする方法において、上記研削工程の前または後にスリット形成工程を実行し、このスリット形成工程では、上記薄板ワークの内周部に、径方向に延びる複数のスリットを周方向に間隔をおいて形成する。
好ましくは、上記スリットを等角度間隔をおいて形成する。
【００１２】
好ましくは、上記スリット形成工程を上記研削工程の前に実行する。この方法によれば、より一層反り低減効果を発揮することができる。
【００１３】
好ましくは、上記薄板ワークが、丸棒形状の素材をワイヤ放電加工でスライスすることにより得、上記薄板ワークを複数枚重ねた状態でワイヤ放電加工により上記スリットを形成する。
上記スライスにより得られた薄板ワークは加工前の反りが小さい。また複数枚重ねてスリットを形成するので、作業効率が良い。
【００１４】
好ましくは、上記薄板ワークが円形をなし、上記スリットが上記薄板ワークの径の５〜１５％に相当する長さを有している。
好ましくは、上記スリットを８〜１６か所に形成する。
好ましくは、上記薄板ワークの厚さを２ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下とし、上記スリットの幅を１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、比較的簡易な方法で研削時間の増大を招かずに反りを減じることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る方法で研削された薄板ワークの平面図である。
【図２】同薄板ワークの研削工程を示す側面図であり、薄板ワークの厚さを誇張して示す。
【図３】本発明の第２実施形態に係る方法で研削された薄板ワークの平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る方法で研削された薄板ワークの平面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る方法で研削された薄板ワークの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の第１実施形態を、図1、図２を参照しながら説明する。
まず、金属例えばステンレス鋼の円柱形状の素材を焼き入れ・焼き戻しおよび焼き鈍し処理をするとともに、その中心軸線上に穴を形成した後、ワイヤ放電加工によりスライスすることにより、穴１１を有する円形の薄板ワーク１０を得る。
【００１８】
次に、上記薄板ワーク１０を複数枚重ねた状態で、薄板ワーク１０の外周部に、ワイヤ放電加工により、複数のスリット１２を周方向に等間隔をおいて形成する。これらスリット１２は径方向に延びている。より好ましくは、薄板ワーク１０の中心を通る直線上にある。
【００１９】
次に、上記ワイヤ放電加工により薄板ワーク１０の両面に生じた変質層（黒皮）を、図２に示すように平面研削して除去する。詳述すると、電磁石を内蔵したテーブル２０に薄板ワーク１０を載せ、電磁石の磁力で保持する（マグネットチャック）。この保持状態で、砥石２１を回転させ、テーブル２０をＸ軸方向（図２の左右方向）に移動させ、さらに砥石２１から薄板ワーク１０が離れた位置でＹ軸方向（紙面と直交する方向）に移動させてからＸ軸方向に移動させ、これを繰り返して薄板ワーク１０の一方の面を微少量切込み、これを多数回繰り返すことにより当該一方の面を研削し、変質層を除去する。次に、薄板ワーク１０を反転し、上記と同様にして薄板ワーク１０の他方の面を研削し、変質層を除去する。
【００２０】
次に、薄板ワーク１０の両面を上記と同様にして研削する。
上記のように、スリット１２を形成すると、変質層除去のための研削およびその後の研削による生じる反りを減じることができる。
【００２１】
図３は本発明の第２実施形態を示す。この実施形態では、薄板ワーク１０の外周部にスリット１２（第１スリット）を形成するだけではなく、内周部にも複数の第２スリット１３を周方向に等間隔をおいて形成する。第２スリット１３も薄板ワーク１０を複数積み重ねた状態でワイヤ放電加工により行う。
この第２スリット１３は、径方向に延びており、より好ましくは薄板ワーク１０の中心を通る直線上にある。
【００２２】
第２スリット１３は、第１スリット１２から周方向にずれた位置にある。本実施形態では、第２スリット１３は第１スリット１２と同数であり、各第２スリット１３は周方向に隣接する第１スリット１２間の中央位置にある。この第２スリット１３を形成することにより、研削による薄板ワーク１０の反りをより一層減じることができた。
第２スリット１３は第１スリット１２より少なくてもよく例えば半分でもよい。
【００２３】
第１スリット１２の長さと第２スリット１３の長さと穴１１の半径の合計は、薄板ワーク１０の半径より小さい。これにより、図３に示すように薄板ワーク１０は環状のスリット非形成領域１５を有している。この領域１５の幅は、好ましくは、薄板ワーク１０の径の１５〜５５％とし、より好ましくは３０〜４０％とする。
【００２４】
図４は本発明の第３実施形態を示す。この実施形態では薄板ワーク１０に穴１１が形成されていない。他は第１実施形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００２５】
上記第１〜第３実施形態では、研削後の薄板ワーク１０は円形のスペーサとして用いることができる。
上記第１、第２実施形態の薄板ワーク１０をカッタとして用いてもよい。この場合には、その外周縁を尖らせる。この加工工程は、スリット形成工程や研削工程の前後いずれであってもよい。
【００２６】
図５は本発明の第４実施形態を示す。この実施形態では、薄板ワーク１０Ａは正方形であり、その外周部の各辺の中央にスリット１２Ａを形成する。このスリット１２Ａの形成によって反り低減効果が見込まれる。これらスリット１２Ａは、薄板ワーク１０Ａの辺の内接円の径方向に延び、好ましくは辺と直交し薄板ワーク１０Ａの中心を通る直線上にある。
【００２７】
薄板ワークは、正方形以外の正多角形であってもよい。この場合も各辺の中央にスリットを形成するのが好ましい。正多角形の実施形態において薄板ワークが中央に穴を有する場合、薄板ワークの内周部にも図３と同じの要領で第２スリットを形成すれば、反り低減効果を高めることができる。
【００２８】
薄板ワークの中央に穴がある場合には、薄板ワークの内周部のみに径方向に延びる複数のスリットを形成してもよい。
【００２９】
上記各実施形態では、研削工程の前にスリットを形成したが、研削工程の後にスリットを形成してもよい。この場合、上記実施形態より劣るものの反り低減効果が得られる。
上記各実施形態では、ワイヤ放電加工により素材をスライスすることにより、薄板ワークを得たが、薄板の素材をレーザー加工等によりくり抜いて薄板ワークを得てもよい。この場合でも、ワイヤ放電加工によりスライスする場合より劣るものの、反り低減効果が得られる。
【００３０】
次に、反り低減効果について実験データに基づきより詳細に説明する。
比較例１
直径２００ｍｍのＳＵＳ４４０の円柱形状の素材を焼き入れ・焼き戻しおよび焼き鈍し処理をするとともに、中心に５０ｍｍの穴を形成した後、ワイヤ放電加工によりスライスして、板厚１．１０ｍｍの薄板ワークを得た。この薄板ワークの反り量は０．０３ｍｍであった。
次に、前述したようにして、薄板ワーク１０の両面の変質層除去のための研削を行った。この研削での切込量は３μｍであり、各面で０．０５ｍｍ研削し、板厚を１．０ｍｍにした。この研削後の反り量は０．１５ｍｍに増大した。
次に、薄板ワーク１０の本研削を実行した。一方の面の研削、反転させて他方の面、さらに反転させて上記一方の面の研削を行った。各研削での切込量は２μｍとし、研削の度に板厚を、０．９１ｍｍ、０．８２ｍｍ、０．７３ｍｍと減じた。この研削の度に反り量は、０．６０ｍｍ、１．００ｍｍ、１．０５ｍｍと増大した。
【００３１】
比較例２
上記研削終了後の薄板ワークの外周部の１か所に、ワイヤ放電加工により、幅０．２ｍｍ、長さ２０ｍｍの径方向に延びるスリットを形成したが、反り量に変化はなかった。
【００３２】
実施例１
上記研削終了後の薄板ワークの外周部の２か所に、等間隔でスリットを形成したところ、反り量は０．８０ｍｍとなり、改善が見られた。
実施例２
上記研削終了後の薄板ワークの外周縁の４か所に、等間隔でスリットを形成したところ、反り量は０．６０ｍｍとなり、さらなる改善が見られた。
実施例３
上記研削終了後の薄板ワークの外周縁の６か所に、等間隔でスリットを形成したところ、反り量は０．２０ｍｍとなり、さらなる改善が見られた。
実施例４
上記研削終了後の薄板ワークの外周縁の８か所に等間隔でスリットを形成したところ、反り量は０．１０ｍｍとなり、さらなる改善が見られた。この反り量はスリットを形成しない場合の反り量１．０５ｍｍの略１０分の１である。
【００３３】
実施例５
さらに、薄板ワークの内周部の８か所にも等間隔で上記外周部のスリットと同一寸法のスリット（図３参照）を形成したところ、反り量を０．０２５ｍｍにすることができた。これにより、内周部にスリットを入れることによる反り低減効果を確認できた。
【００３４】
実施例６
上記研削工程に先立って薄板ワークの外周部の８か所に上記スリットを形成し、上記と同様に研削を実行したところ、研削後の反り量を０，０５０ｍｍとすることができ、実施例４より更に改善することができた。これにより、スリット形成工程を研削工程より前に実行する方が、後に実行するより、反り低減効果を高められることを確認できた。
【００３５】
実施例７
上記研削工程に先立って実施例５と同様に薄板ワークの外周部の８か所および内周部の８か所に上記スリットを形成し、研削を実行したところ、反り量を０，００７ｍｍにすることができた。これにより、研削工程に先立ってスリットを外周部、内周部の両方に形成する場合が最も反り低減効果を発揮できることを確認できた。
【００３６】
上記実施例に示すように、スリット形成箇所が複数あれば反り低減効果を期待でき、さらに多くすればするほど、反り低減効果が高まるが、好ましくは６〜１６箇所である。スリット形成箇所がこれ以上増えても反り低減効果の顕著な増大は見込めず、機械的強度に影響を及ぼすからである。
【００３７】
薄板ワークの最終厚さは２ｍｍ以下とするのが好ましい。２ｍｍを超える場合、研削による反り発生が目立たないからである。
スリットの幅は、できるだけ狭い方が好ましく、１ｍｍ以下とする。
スリットの長さは、薄板ワークの直径が２００ｍｍの場合好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍ（直径の５〜１５％）にする。スリットが長ければ反り低減効果の増大が見込めるが、３０ｍｍを超えると反り低減効果の顕著な増大は見込めず、機械的強度に影響を及ぼすからである。
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、薄肉のスペーサやカッタの製造に適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  薄板ワーク
１１  穴
１２  スリット（第１スリット）
１３  スリット（第２スリット）
１５  スリットが形成されていない環状の領域
【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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