JPS6239172A - 磁気研磨装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、磁性を有する研磨剤を磁場内にて配向させて
磁気ブラシを形成し、このブラシによって被研磨物を研
磨する磁気研磨装置に係り、特に非磁性体の被研磨物の
研磨が可能であり、印つディスク状の被研磨物の両面研
磨などもできるようにした磁気研磨装置に関する。

〔技術的背景ならびに従来技術の問題点〕被研磨物を研
磨する作業は、被研磨物よりも硬度の高い研磨剤を被研
磨物に当接させ、被研磨物の材質や求められる研磨精度
などの条件に応じた速度ならびに圧力にて研磨剤を研磨
面に摺動させるようにしている。

この研磨作業において、研磨面を精密に研磨するために
は研磨剤の均一で且つ適正な圧力が爪要となる。そのた
めには研磨剤を保持するラップの材質などの技術的工夫
が必要である。この材質として従来は、布、ゴムあるい
は合成樹脂などが使用されている。

また、最近では精密研磨しなくてはならなしゝ被研磨物
が多くなってきている。この種の被研磨物の例としては
、磁気ディスク、磁気テープ、アルミニウム製ディスク
、合成樹脂製ディスク、合成樹脂フィルムなどがある。

これらの被研磨物は研磨面が比較的広く、また研磨も高
精度にて行なわなければならない。

この種の被研磨物のうちディスクを研磨する研磨装置の
一従来例を第３図とその側面図である第４図によって説
明する。この研磨装置では、ディスクＤが所定の回転駆
動装置によって第５図における時計方向あるいは反時計
方向へ回転駆動される。またディスクＤには研磨円盤ｌ
が両面から対向している。各研磨円盤１は、研磨パッド
３とこれを支持する剛性プレート４とから構成されてお
り、この研磨内＠１が回転軸２によって回転駆動される
ようになっている。研磨パッド３はポリウレタンフす−
ムに研磨剤を混ぜたものなどによって構成されている。

この種の研磨装置では、各研磨円盤ｌをディスクＤの両
面に圧接して回転させて研磨を行なうようになっている
。研磨ノくラド３がウレタンフオームに研磨剤を混ぜた
ものなどｌとよって形成されているので、その弾性的性
質によって研磨剤がディスクＤの表面に均一な圧力にて
むらなく接触して研磨が行なわれるようになる。この種
の樹脂を混入した研磨パッド３を用いることによって、
適正な研磨剤の接触圧を実現できるように工夫されてい
る。この種の研磨装置としては、例えば特開昭５７−１
８３１３３４号公報に開示されているものがある。

しかしながら、このような研磨パッド３の改良を行なっ
たとしても、研磨剤のディスクＤに対する接触圧を高精
度に設定するのには限界があり、また研磨作業が進むう
ちに研磨パッド３が摩耗する問題もある。

また、最近では、磁気を利用した研磨装置が考えられて
いる。この種の磁気研磨装置は、磁性を有する研磨剤を
磁場にて配向せしめて磁気ブラシを構成し、この磁気ブ
ラシによって被研磨物を研磨するものである。この磁気
研磨装置では、磁場の強さによって研磨剤が配向して均
一な研磨剤面が形成され、適正な圧力にて高精度の研磨
作業が行ないやすくなる。

この磁気研磨装置によってディスクＤなどのように比較
的面積の大きい研磨面を研磨する例としては、被研磨物
を支持するワークテーブル上に磁極を有する回転盤を設
け、この回転盤から被研磨物を透過する回路となる磁場
を形成し、回転盤と被研磨物との間の磁場内に、磁性を
有する研磨剤を配向させて介在して研磨剤によるブラシ
を形成したものがある。しかしながら、この種の磁気研
磨装置では、磁力線が被研磨物の内部を通過する構造で
あるため、磁性体の被研磨物しか処理できず、アルミニ
ウムや樹脂製のディスクの研磨が行なえない欠点がある
。

第５図はディスクなどを研磨できる磁気研磨装置の他の
従来例を示すものである。この磁気研磨装置は、ヨーク
５内に設けられた鉄芯６にコイル７が巻かれて電磁石が
構成されている。ヨーク５ならびに鉄芯６の下面には磁
極８ａと８ｂが設けられており、両磁極８ａと８ｂは非
磁性体９を介して接合されている。そして、この非磁性
体９が介在している部分がワークテーブル１０上の被研
磨物であるディスクＤに対向している。この研磨装置で
は、ディスクＤが磁性体によって形成されている場合に
は、一方の磁極８ａから出た磁力線がディスクＤ内を通
過して他方の磁極８ｂ内へ戻るようになっている。磁極
８ａ、８ｂとディスクＤとの間に、磁性を有する研磨剤
を介在させれＬｆ、　この研磨剤が磁場にて配向されて
ブラシ状に構成される。磁極８ａ、８ｂとワークテーブ
ル１０を相対的に移動させれば、研磨剤の磁気ブラシに
よってディスクＤの表面が研磨されることになる。また
被研磨物であるディスクＤが非磁性体によって形成され
ている場合に、は、ワークテーブル１０上に磁性体によ
る板１１を設置し、その上にディスクＤを設置する。こ
のように構成すれば、磁極８ａから磁性体の板１１を通
過して磁極８ｂに至る磁気回路が構成され、この磁場に
研磨剤を介在させることによって研磨剤のブラシが構成
できるようになる。よって非磁性体の被研磨物の研磨が
可能になる。この種の磁気研磨装置は、例えば特開昭５
９−１１６０号公報に開示されている。

しかしながら、このような磁気研磨装置では、ディスク
状の被研磨物の片面のみし、か研磨できない欠点がある
。よって研磨作業は表裏２回行なわなければならず、そ
の度に磁場を破壊して研磨剤を回収したり、また研磨剤
を再度供給してブラシを形成しなくてはならなくなり、
段取りが煩雑になる欠点がある。また、第５図に示す磁
気研磨装置では、被研磨物がディスクのような平面形状
のものに限られてしまい１種々の形状の部品の研磨が不
可能になる。よって用途が限定されることになるや 〔発明の目的〕 本発明は上記従来の問題点に着目してなされたものであ
り、ディスク状の被研磨物の裏表面を同時に且つ均一な
圧力によってむらなく研磨でき、また円盤状以外の形状
の被研磨物の研磨も行なえ、Ｉ７かも非磁性体の被研磨
物の研磨も可能にし、しかも研磨作業を行なう磁気ブラ
シの配向密度を高くして硬質の被研磨物であっても高精
度に研磨できる磁気研磨装置を提供することを目的とし
ている。

〔発明の概要〕

本発明による磁気研磨装置は、磁性体によって形成され
た一対の円盤が、対向して回転駆動されているとともに
、励磁コイル内を直通している磁性体のヨークの両端が
Ｌ記各円盤に対向して、円盤の一方にＳ極の磁極が他方
にＮ極の磁極が形成されており、目一つこの両円盤の間
に磁性を有する研磨剤が介装されて、磁場にて配向した
研磨剤による磁気ブラシが形成されており、この磁気ブ
ラシの側方に、被研磨物の保持部材が設けられて成るも
のである。

本発明では、対向して回転する円盤に磁極を杉威してこ
の磁極間に形成された磁気ブラシによって研磨作業を行
なっているので、ディスク状の被研磨物であっても、そ
の両面を同時に研磨できるようになる。また円盤の中間
に連結棒などを設けないようにしておけば、円盤の対向
面積全体に磁気ブラシを形成でき、棒状の被研磨物など
を磁気ブラシ内に通過させて研磨作業を行なうことも可
能である。また円盤の磁極は励磁コイルとヨークとによ
って形成しているので１円盤間の磁力を大きくでき、高
密度に配向された磁気ブラシを形成することが可能とな
るものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図と第２図の図面によって
説明する。

第１図は本発明による磁気研磨装置を示す正面図、第２
図はその左側面図である。

図中の符号２１は回転軸である。この回転軸２１は軸受
２２ａと２２ｂに支持されており、且つモータなどの駆
動源によって回転駆動されるようになっている０回転軸
２１には一対の円盤２３　ａと２３ｂが対向して固設さ
れている。この円盤２３ａと２３ｂの間はやや細い径の
連結軸２４によって連結されている。この円盤２３　ａ
と２３ｂは軟鉄などの磁性材料によって形成されている
。

また回転軸２１は、円盤２３ａと２３ｂに連結されてい
る部分が磁性体２１ａによって形成されており、軸受２
２ａと２２ｂにて支持されている部分が非磁性体２１ｂ
によって形成されている。そして磁性体２１ａの部分と
非磁性体２１ｂの部分とが、非磁性体のジヨイント２７
によって連結されている。さらに円盤２３ａの対向面に
はフィン２５ａが、他方の円盤２３ｂの対向面にはフィ
ン２５ｂが設けられている。このフィン２５ａと２５ｂ
は磁性体によって形成されており、第２図に示すように
、各円盤２３　ａと２３ｂに対し、回転軸２１を中心と
して放射状に４枚ずつ固設されている。このフィン２５
ａと２５ｂは、各円盤２３ａと２３ｂの中間に形成され
る磁界のａｉ東密度を部分的に高めるために設けられて
いるものである。

また、符号２６は磁極を形成するための磁性体ヨークで
ある。このヨーク２６には励磁コイル２７が取り付けら
れている。ヨーク２６はコの字形状に形成されて前記励
磁コイル２７内に挿入されており、その両端が円盤２３
ａと２３ｂの外面に対向している。また、回転軸２１の
磁性体２１ａの部分がヨーク２６に穿設された軸穴２６
ａ内に挿入されている。この励磁コイル２７に通電され
ると、磁束がヨーク２６内を流れ、一方の円盤２３ａが
Ｎ極に、他方の円盤２３ｂがＳ極の磁極に構成される。

符号２８は保持軸である。この保持軸２８は軸受２９に
よって回転自在に支持されている。また保持軸２８はモ
ータによって回転駆動されている。保持軸２８の先端に
はナツトなどを用いた保持具２８ａが設けられており、
この保持具２８ａによってディスクＤなどの被研磨物が
保持されるようになっている。

第２図に示すように、架台３１上には支柱３２．３３な
らびに３４が固設されている。支柱３２に前記軸受２２
ａと２２ｂが保持されて、これにより回転軸２１が支持
されている。支柱３３には軸受２９が保持されており、
これによって保持軸２８が支持されている。また支柱３
４上には励磁コイル２７が固設されている。

次に研磨動作について説明する。

磁性研磨剤４０は、２つの円盤２３ａと２３ｂの中間に
充填される。励磁コイル２７に通電されると、ヨーク２
６を介して円盤２３ａと２３ｂの間に磁場が形成される
。この磁場によって磁性研磨剤４０は配向され、２つの
円盤２３ａと２３ｂの中間に磁性研磨剤による磁気ブラ
シが形成される。一方、被研磨物であるディスクＤは保
持軸２８に保持された状態にて前記研磨剤４０によって
形成された磁気ブラシ内に挿入される。モータによって
回転軸２１と保持軸２８は、第２図の時計方向へすなわ
ち両者が同方向へ回転駆動される。

そして、研磨剤４０の磁気ブラシによってディスクＤの
両面が同時に研磨される。第２図に示すように、円盤２
３とディスクＤは同方向へ回転するので、ディスクＤと
研磨剤４０の磁気ブラシとの間の相対速度を大きくでき
ることになる。また、第２図における（Ａ）部ではディ
スクＤの角速度が小さいが、その分研磨剤４０のブラシ
の角速度が大きくなっている。また（Ｂ）部では逆にデ
ィスクＤの角速度が大きくブラシの角速度が小さくなっ
ている。このように回転体の半径の速度差が互いに補な
われるので、各部分が均一な条件で研磨できるようにな
る。

また、磁界は励磁コイル２７によって形成されているの
で、２つの円盤２３ａと２３ｂの間に形成される磁場を
かなり強くすることができる。また、円盤２３　ａと２
３ｂの対向面にはフィン２５ａと２５ｂが設けられてい
るので、このフィン２５ａと２５ｂの対向部では磁束密
度が部分的に高くなっている。よって円盤２３ａと２３
ｂの間に形成される磁気研磨剤４０の磁気ブラシは高い
配向密度を有しており、且つフィン２５ａと２５ｂの部
分にて配向密度がさらに高くなっている。したがって硬
質の被研磨物であっても、その表面を高精度に研磨でき
るようになる。また励磁コイル２７に通電する電波の量
を変えることによって円盤２３　ａと２３ｂの間の磁場
の大きさを変え、磁気研磨剤４０の配向密度を変化させ
ることができるようになる。したがって樹脂製のディス
クＤの研磨などを行なう場合には、磁気研磨剤４０の配
向密度を低くして材質に応じたブラシを形成できるよう
になる。

また、本発明による磁気研磨装置によって長尺形状の被
研磨物を研磨することも可能である。この場合は、長尺
の被研磨物を、研磨剤４０のブラシを横切る方向へ供給
し、回転する磁気ブラシによって研磨することになる。

また、円盤２３ａと２３ｂの間の連結軸２４を無くし、
別々のモータによって２つの円盤２３ａと２３ｂを同期
させて回転駆動すれば、円盤２３ａと２３ｂの間の全面
積に磁気ブラシを形成できるようになる。この構成にす
れば、特に長尺の被研磨物を通過させて研磨するのに最
適なものとなる。

本発明による磁気研磨装置に使用される磁気研磨剤４０
は従来使用されていたものと同じものでよい。しかしな
がら、本発明では、対向する円盤の間に磁界を形成し、
その間に研磨剤４０を充填してブラシを形成しているの
で、この構成に適する磁気研磨剤としては、均一で且つ
細かい粒径のものがよい。また比重の小さいものが実用
上扱いやすい。磁気研磨剤４０の例としては、アルミナ
−鉄系、フェライト系、または二酸化クロム系などがあ
る。これらの磁気研磨剤の中では、フェライト系（バリ
ウムフェライト等）は、板状の粒子であるため、研磨速
度は低いが、高精度の仕上げに適している。また二酸化
クロムは針状であるため、磁場における配向性が良好で
ある。

実際には、焼付防止、研磨表面の酸化防止、研磨剤の風
散防止などのために、研磨剤に研磨油や添加剤を加える
ことになる。これらとしては、例えば、高級脂肪酸、高
級脂肪酸の金属石鹸、高級脂肪酸エステル、鉱油、シリ
コン油などのいずれか、またはこれらの組合わせ、また
はこれらを水に分散したものなどが使用される。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば以下に列記する効果を奏す
るようになる。

（１）ディスク状の被研磨物の場合に、その表裏面を同
時に研磨できる。よって研磨作業が効率的にできるよう
になる。

（２）励磁コイルによって円盤の間に磁界を形成してい
るので、コイルへ通電する電流の晴を変えることによっ
て１円盤の間の磁気ブラシの配向密度を任意に設定でき
る。したがって、被研磨物の材質に応じた磁気ブラシを
構成できるようになる。

（３）対向する円盤の間に磁界を形成して研磨剤のブラ
シを形成しているので、非磁性体による被研磨物でも研
磨が可能である。

（４）ディスク状の被研磨物に限られず、長尺の被研心
物であっても研磨は可能である。特許請求の範囲第２項
に記載しているように２つの円盤の間を連結しなければ
、円盤の間の面積を磁気ブラシとして広く使用でき、長
尺の被研磨物を円盤の間の中心部に挿入して研磨するこ
とも可能である。

（５）研磨剤は被研磨物に均一な圧力にて接触すること
になるので、広い研磨面であっても均一で適正な研磨作
業が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気研磨装置を示す正面図、第２
図はその左側面図、第３図は従来のディスク研磨装置の
正面図、第４図はその側面図、第５図は従来のディスク
用の磁気研磨装置を示す断面図である。 ２１・・・回転軸、２３ａ、２３ｂ・・・円盤、２４・
・・連結軸、２５ａ、２５ｂ・・・フィン、２６・・・
ヨーク、２７・・・励磁コイル、２８ａ・・・保持具、
４０・・・研磨剤、Ｄ・・・ディスク。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体によって形成された一対の円盤が、対向し
   て回転駆動されているとともに、励磁コイル内を貫通し
   ている磁性体のヨークの両端が上記各円盤に対向して、
   円盤の一方にＳ極の磁極が他方にＮ極の磁極が形成され
   ており、且つこの両円盤の間に磁性を有する研磨剤が介
   装されて、磁場にて配向した研磨剤による磁気ブラシが
   形成されており、この磁気ブラシの側方に、被研磨物の
   保持部材が設けられて成る磁気研磨装置。
2. （２）被研磨物はディスク状であり、この被研磨物が保
   持部材によって回転させられながら磁気ブラシ内にて両
   面研磨される特許請求の範囲第１項記載の磁気研磨装置
   。
3. （３）対向する円盤は、連結されておらずに互いに同期
   して回転駆動されており、円盤の面積全域にわたって磁
   気ブラシが形成されている特許請求の範囲第１項記載の
   磁気研磨装置。