JP2006026856A

JP2006026856A - ディスクの周縁研削装置

Info

Publication number: JP2006026856A
Application number: JP2004212329A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Noda; 光裕野田; Tomoaki Obata; 智昭小幡
Original assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】ディスクの研削装置において、ローダハンドのディスク吸着部の厚みを薄くし、加工後ディスク収納用空カセットを不要にした薄型ローダハンドの提供を目的とする。
【解決手段】加工前後のディスクを収納するカセットをワーク台に備え、カセットには複数枚のディスクが厚み方向において所定のピッチで収納されており、ディスクを上下でクランプしてディスクの内周縁と外周縁を研削する加工ユニットを備え、このカセットと加工ユニットとの間をディスクを移送するローダ装置を備え、ローダ装置に備えたローダハンドのディスク吸着部の厚みがカセットに収納するディスクのピッチ間隔より薄いことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報記録媒体として広く用いられているディスクの研削加工装置に関し、特にその使用するローダ装置に係る。

情報記録媒体として使用されるディスクは、ドーナツ円盤状である。
基板からディスクを切り出し、内周縁と外周縁とを研削して製品化される。
この研削に用いられるディスク周縁研削装置の一般的な構造は、ワーク軸の上端部に設けたクランプ装置でディスクの両面を把持（挟持）し、ワーク軸を回転し、このワーク軸に隣接配置した外周用砥石と内周用砥石を、ワーク軸と平行な方向（Ｚ方向）及びワークに近接離隔する方向（Ｘ方向）にサーボ制御して、ディスクの内外周縁加工をするものである。

この場合に、ワーク台に加工前後のディスクを収納したカセットを備え、カセットから加工前のディスクを取り出して、ディスククランパを備えた加工ユニットに移送し、研削加工の済んだディスクをカセットに収納するローダ装置を備えている。

ディスクはドーナツ状の薄い基板であり、研削加工ユニットにロードアンロードする場合に、例えば特開２００３−３１２８４１号公報に開示する上下方向に積み重ねた方式のものがある。
しかし、ディスク間が密着した場合に一枚一枚取り出すのが困難な場合もあり、図９に示すようなディスクをその厚み方向に所定のピッチＰを設けて収納したカセット６０ａを採用した。
一つのカセットに多くの枚数を収納するには、ディスクピッチＰを小さくする必要がある。
カセット６０ａの場合には、２．５インチディスクで収納溝６１の幅０．６ｍｍ、ピッチＰ＝ｍｍに設定されている。
しかし、ローダ装置のローダハンド１８０のディスク吸着部１８１の厚みｔ_０が約６ｍｍあるので、複数枚収納されたカセットからディスクを取り出す場合に、ディスクのピッチＰの間にディスク吸着部１８１を挿入することができない。
そこで、カセットの端部に形成した開口部６２より順次、加工前のディスクを取り出し、研削加工が終了したディスクは、図１０に示すように別のカセット６０ｂを準備し、ディスクの干渉を避けるために一方の端から順次収納していた。
これでは加工前ディスクの収納カセットの他に、加工後のディスク収納用空カセットが必要であり、研削装置のワーク台のスペースが大きくなる問題があった。

従来のローダハンド１８０のディスク吸着部１８１の構造は、図１１及び図１２に示すようなものである。
図１１（イ）は平面図で、図１１（ロ）は側面図を示し、図１２にＢ−Ｂ線断面図を示す。
ベースプレート１８２はアルミニウム合金等で製作されていて、吸引溝１８５及びパッド収納部１８５ａを形成している。
図１２に示すように、ゴム製からなるラッパ状のパッド１８３を、パッド押え部材１８３ａでベースプレート１８２に取り付けていて、さらにその上からシール部材１８６ｂをあてて、押え板１８６ａで固定している。
従って、ディスク吸着部の厚みｔ_０を薄くするには限界があり、特にベースプレートの平面度を確保するには、ｔ_０は６ｍｍ程度が限界であった。

特開２００３−３１２８４１号公報

本発明は、ディスクの研削装置において、ローダハンドのディスク吸着部の厚みを薄くし、加工後ディスク収納用空カセットを不要にした薄型ローダハンドの提供を目的とする。

本発明におけるディスクの周縁を研削する研削装置は、加工前後のディスクを収納するカセットをワーク台に備え、カセットには複数枚のディスクが厚み方向において所定のピッチで収納されており、ディスクを上下でクランプしてディスクの内周縁又は外周縁、あるいは内周縁と外周縁を研削する加工ユニットを備え、このカセットと加工ユニットとの間をディスクを移送するローダ装置を備え、ローダ装置に備えたローダハンドのディスク吸着部の厚みがカセットに収納するディスクのピッチ間隔より薄いことを特徴とする。

本発明において特に特徴的なのは、ディスク吸着部は、ベースプレートとシート状パッドとからなり、ベースプレートに吸引溝を形成するとともに、この吸引溝をシート状パッドに形成した吸引孔と連通させ、ベースプレートの溝であってシート状パッドとは反対側の面に形成した溝開口部は、薄板を接着して密封した点にある。

本発明においては、ローダ装置のローダハンドのディスク吸着部をベースプレートとシート状のパッドで構成し、ベースプレートに吸着溝を形成し、その開口部を薄板で密封するようにしたので、厚みが約３ｍｍ程度の薄いディスク吸着部となった。
これにより、カセットに収納するディスクのピッチＰより薄くなり、カセットから加工前のディスクを取り出し、研削加工等終了後にこのカセットに戻すことができるようになり、ワーク台から空カセットを不要にでき、ワーク台スペースをその分小さくできる。

図５に研削装置の外観図、図６にその平面図を示すように、この発明のディスクの周縁研削装置は、平面矩形のワーク台１１とその一つの辺の外側に配置された２個の加工ユニット１２ａ、１２ｂを備えている。
２個の加工ユニット１２ａ、１２ｂは、ワーク台１１と実質上一体の機械フレーム１３のコラム（支持フレーム）１４の両端にそれぞれ配置されている。
各加工ユニット１２（１２ａ、１２ｂ）は、図７に示すように、それぞれワーク軸３０と、外周用砥石１５と、内周用砥石１６とを備えており、ワーク軸３０の上端に設けた下クランパ２２と上クランパ２１で固定されたディスク（ワーク）１の内周と外周とを同時加工する。

加工前及び加工済のディスク１は、図６に示すようにカセット６０に収容された状態でワーク台１１上に搭載されている。
カセット６０は、図３に示すように上面が開放され、側面内側に縦方向のガイド溝６１を等間隔（等ピッチ）に設けた箱型の容器で、ディスク１はその面を垂直方向にして面直角方向に並べた状態で各カセット６０内に収容されている。

ワーク台１１と加工ユニット１２ａ、１２ｂの間でディスクを搬送するローダ装置７０は、図８に示す。
ローダ装置７０は、２個のローダハンド８０を備えており、各ローダハンドはその先端にディスク１を真空吸着するディスク吸着部８１を備えている。
ローダハンドは、水平方向の軸７３回りに回動自在で、かつ揺動シリンダ７４のロッドに連結されて設けられており、揺動シリンダ７４のロッドの進退により、図に示す水平方向と９０度下向きに回動した下向き方向とに向きを変えることができる。
ローダハンドは、ワーク台１の上方で２次元方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動するキャリア７１に昇降自在に設けられている。

ワーク台１１上のカセット６０に面を垂直方向にして収容された加工前ディスクは、図３に示すように、下向きとなって下方移動したディスク吸着部８１で吸引された後、ローダハンドを上昇させることによりカセット６０から引き出される。
次に、ローダハンドを水平方向にしてキャリア７１の移動により、図６に示すように、ディスク１を芯出し台２上に載せる。
ディスク１は、芯出し台上で芯出しされ、再びローダハンドのディスク吸着部で吸着される。
次に、キャリア７１は、加工ユニット１２ａ、１２ｂのいずれかの側に移動し、加工済ディスクを一方のローダハンドで吸着保持し、横移動して他方のローダハンドに吸着している加工前ディスクを当該加工ユニットのワーク軸３０の上端の加工位置へと供給する。
ローダハンドに吸着された加工済ディスク１は、乾燥装置３へと搬送され、乾燥空気で研削液（水）を除去及び蒸発させた後、ローダハンドに吸着され、加工済ディスクを収容するカセット上へと搬送され、ハンドの下向き動作と下降動作により、カセット内に収容される。

このように加工ユニットを２つ備え、一方を粗加工、他方を仕上加工とし、ローダハンドを２つ備えると、芯出し及び乾燥が１回で済み、かつワーク台１１、芯出し台２及び乾燥装置３を粗加工用と仕上加工用の２個の加工ユニットで共用できる。

ローダ装置７０のローダハンド８０の構造を図１及び図２に基づいて以下説明する。
図１（イ）は、ローダハンド８０のディスク吸着部８１の平面図で、図１（ロ）にその側面図を示し、Ａ−Ａ線断面図を図２に示す。
ディスク吸着部８１は、ベースプレート８２とシート状パッド８３で構成されている。
ベースプレートは、剛性と平面度を確保するためにセラミックス製にし、吸引ルートを形成するために吸引溝８５を研削等で設け、シート状パッド８３に形成した吸引孔８４と連通させている。
一方、ベースプレート８２において、シート状パッド８３を貼り付けた反対側の溝開口部はステンレス製等の薄板８６を接着し、密封してある。

次に図７を参照して、加工ユニット１２（１２ａ、１２ｂ）の詳細構造を説明する。
各加工ユニット１２は、ワーク軸３０、上クランパ２１、下クランパ２２、外周用砥石１５及び内周用砥石１６を備えている。

ワーク軸３０は、上端にディスクを載置する上向きカップ状の下クランパ２２を備え、下端に回転継手を内蔵したクーラントジョイント３２ａが連結され、クーラントジョイントの直上にディスクを下クランパ上面に吸着するための真空ジョイント３３がワーク軸に回転自在に連結されている。
ワーク軸３０は、パイプ状で真空ジョイント３３より下クランパ２２のディスク１の載置面まで空気路が連絡している。
クーラントジョイント３２ａからは、ワーク軸の内径中心部で下クランパ２２とワーク軸３０の下端とで固定されたクーラントパイプ３２により、下クランパ上面中央の凹み孔まで水路が連絡している。
この水路は、ディスク内外周縁研削時に研削液を供給するためのものである。

ワーク軸３０は、コラム１４に固定したブラケット３１で軸支され、ブラケット３１の上端にワーク軸と一体の下クランパ２２が位置し、コラム１４の底面まで延びたブラケット３１の下端には、プーリ３５ａが取り付けられている。
前述の真空ジョイント３３、クーラントジョイント３２ａは、このプーリ３５ａの下部に設置されている。
ワーク軸３０は、プーリ３５ａに掛け回したベルト３５を介して主軸モータ３４で回転駆動される。

ワーク軸３０の下端には、上下方向のシリンダ２７が取付枠３６で懸吊した状態で支持されており、このシリンダの上向きのロッド２６の先端に、自在継手２５を介して昇降枠２４が連結されている。
昇降枠２４は、ワーク軸３０を挟む両側にワーク軸と平行なガイドロッド２３を備えており、このガイドロッド２３がブラケット２８でコラム１４に固定されたガイドスリーブ２９で上下移動可能に案内されている。
２本のガイドロッド２３の先端相互は、繋ぎ材２１ａで連結され、この繋ぎ材の中央に短い円筒状の上クランパ２１がワーク軸３０と同一軸線回りに自由回転可能に軸支されている。

加工されるディスク１は、前記ローダハンドにより２本のガイドロッド２３の間を通して下クランパ２２上に搬送される。
そして、シリンダ２７の動作により昇降枠２４が下方へ引かれ、下クランパ２２上のディスクは下降してきた上クランパ２１との間で挟持される。
そして、ローダハンド８０が退避した後、主軸モータ３４を回転すると、ワーク軸３０の上端で上下のクランパ２１、２２で挟持されたワークが回転駆動される。
内周用砥石１６は、上クランパ２１の中空孔を通って下降してワークの内周縁の研削を行う。

外周用砥石１５及び内周用砥石１６を装着する砥石軸４１、４２は、それぞれ外周用砥石台４３及び内周用砥石台４４に軸支されており、外周用砥石軸４１は、外周用砥石モータ４５でベルト４７を介して回転駆動され、内周用砥石軸４２は、内周用砥石モータ４６でベルト４８を介して回転駆動されている。
外周用砥石台４３及び内周用砥石台４４は、コラム１４の垂直方向の面に横方向（Ｘ方向）に案内された横移動台４９、５０にそれぞれ上下方向（Ｚ方向）移動可能に装着されている。
横移動台４９、５０及び外周用と内周用の砥石台４３、４４は、周知のねじ送り機構、すなわち横方向送りモータ５１、５２及び上下方向送りモータ５３、５４で回転駆動されるボールねじに螺合して、ＮＣ制御による送りモータ５１、５２、５３、５４の回転により、Ｘ−Ｚ平面上でディスク加工位置と退避位置との間を移動して、ディスク１の外周及び内周を所望形状及び寸法に研削加工する。

本発明に係るローダハンドを示す。ローダハンドのディスク吸着部Ｂ−Ｂ線断面図を示す。カセットからのディスク出し入れ状態を示す。ディスクピッチとディスク吸着部の関係を示す。研削装置の外観図を示す。研削装置上面図を示す。加工ユニット側面図を示す。ローダ装置外観図を示す。従来のローダハンドを示す。従来のローダハンドでディスクをカセットに収納する例を示す。従来のローダハンド例を示す。従来のローダハンドＢ−Ｂ線断面図を示す。

符号の説明

１ディスク
１０研削装置
１１ワーク台
１２（１２ａ、１２ｂ）加工ユニット
１５外周砥石
１６内周砥石
２１上クランパ
２２下クランパ
３０ワーク軸
６０カセット
７０ローダ装置
８０ローダハンド
８１ディスク吸着部
８２ベースプレート
８３シート状パッド
８４吸引孔
８５吸引溝

Claims

ディスクの周縁を研削する研削装置は、加工前後のディスクを収納するカセットをワーク台に備え、カセットには複数枚のディスクが厚み方向において所定のピッチで収納されており、ディスクを上下でクランプしてディスクの内周縁又は外周縁、あるいは内周縁と外周縁を研削する加工ユニットを備え、このカセットと加工ユニットとの間をディスクを移送するローダ装置を備え、ローダ装置に備えたローダハンドのディスク吸着部の厚みがカセットに収納するディスクのピッチ間隔より薄いことを特徴とするディスク研削装置。
ディスク吸着部は、ベースプレートとシート状パッドとからなり、ベースプレートに吸引溝を形成するとともに、この吸引溝をシート状パッドに形成した吸引孔と連通させ、ベースプレートの溝であってシート状パッドとは反対側の面に形成した溝開口部は、薄板を接着して密封したことを特徴とする請求項１記載のディスク研削装置。