JPS63127872A - 薄板円板の鏡面加工方法 - Google Patents
薄板円板の鏡面加工方法Info
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- JPS63127872A JPS63127872A JP61273793A JP27379386A JPS63127872A JP S63127872 A JPS63127872 A JP S63127872A JP 61273793 A JP61273793 A JP 61273793A JP 27379386 A JP27379386 A JP 27379386A JP S63127872 A JPS63127872 A JP S63127872A
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Landscapes
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、電子機器の記録体として使用するディスク等
をアルミニウムおよびアルミニウム合金製薄板円板の鏡
面研*あるいは電解複合研摩によシ得る場合の鏡面加工
方法の改良に関する0 (従来の技術〕 実開昭60−4544 、実開昭60−185147、
実開昭60−185152等には従来の薄板円板の両面
を同時に鏡面研摩する方法が開示されている。これらを
大別すると次の2方法となる。
をアルミニウムおよびアルミニウム合金製薄板円板の鏡
面研*あるいは電解複合研摩によシ得る場合の鏡面加工
方法の改良に関する0 (従来の技術〕 実開昭60−4544 、実開昭60−185147、
実開昭60−185152等には従来の薄板円板の両面
を同時に鏡面研摩する方法が開示されている。これらを
大別すると次の2方法となる。
(i) 第15図(イ)(ロ)に示すように、円板(
alの外周を数個のローラ(blで支持し円板(alの
両面に両側から押付けた回転工具(clによって円板全
面を研摩する。その際、工具(clが回転駆動され両工
具が同方向に回転し、円板(alは自由に回転工具(c
)との摩擦によって回転させられる。
alの外周を数個のローラ(blで支持し円板(alの
両面に両側から押付けた回転工具(clによって円板全
面を研摩する。その際、工具(clが回転駆動され両工
具が同方向に回転し、円板(alは自由に回転工具(c
)との摩擦によって回転させられる。
(fil 円板の保持、回転工具の適用は前記(1)
と同様であるが、円板(a)の回転はローラ(b)の回
転駆動により行い、回転数制御する。
と同様であるが、円板(a)の回転はローラ(b)の回
転駆動により行い、回転数制御する。
(発明が解決しようとする問題点)
従来技術の前記(i)の場合は、円板[alの回転トル
クを円板と回転工A(clとの摩擦力によって得ている
ので、円板(alの回転数を自由に変更できない。第1
4図はこの関係のもとにある縦軸の円板回転数と横軸の
回転工具押付力との関係を示す。この場合には、 (i−1)超精密加工、例えば電解複合研摩のように回
転工具の押付力が小さい場合、円板とローラ、ローラ軸
受の摩擦抵抗に打克って円板を回転させるだけのトルク
が得られないため全面研摩できないか、できても所定回
転数が得られないため加工時間が長く な る。
クを円板と回転工A(clとの摩擦力によって得ている
ので、円板(alの回転数を自由に変更できない。第1
4図はこの関係のもとにある縦軸の円板回転数と横軸の
回転工具押付力との関係を示す。この場合には、 (i−1)超精密加工、例えば電解複合研摩のように回
転工具の押付力が小さい場合、円板とローラ、ローラ軸
受の摩擦抵抗に打克って円板を回転させるだけのトルク
が得られないため全面研摩できないか、できても所定回
転数が得られないため加工時間が長く な る。
(i−2)tた超精密加工では、第15図の横軸の円板
回転数と縦軸の線(2)による表面粗さ、線03)の微
小うねシとの関係に示すように、所定の平面精度を得る
ためには、円板回転数は狭い最適領域(C1に制御され
ねばならないが、従来技術の(ilでは円板回転数は全
く制御できないので超精密加工には適合し得ない。
回転数と縦軸の線(2)による表面粗さ、線03)の微
小うねシとの関係に示すように、所定の平面精度を得る
ためには、円板回転数は狭い最適領域(C1に制御され
ねばならないが、従来技術の(ilでは円板回転数は全
く制御できないので超精密加工には適合し得ない。
従来技術の前記(iυの場合は、第16図(イ)(ロ)
のように円板(a)を押付ローラ(bl)、駆動ローラ
(bl)、ローラ(b)で支持し両面に回転工具を押付
は鏡面研摩するので、駆動ローラ(bl)の回転駆動ト
ルクは回転工具(c)によってもたらされる研摩抵抗の
回転トルク以上とする必要があり、そのためには駆動ロ
ーラに必要な押付ローラ(bl)によって得る押付力P
を大きくする必要がある。アルミディスクのような低剛
性の薄板円板を鏡面加工する場合、ローラ押付力を犬に
すると、研摩後に円板の平面度が悪化するという問題が
ある0第16図(ハ)は径130膚f(5,25吋)の
アルミニウム円板の電解複合研摩の場合を例示したもの
で、横軸のローラ押付力P(帥f)は6#f以上が必要
でちるのに対して、縦軸に示すローラ押付前後の平面度
の差(μm)はP = 5 kyf以上から線■のよう
に発生し、変形による平面度の悪化を回避できないこと
が知られる。
のように円板(a)を押付ローラ(bl)、駆動ローラ
(bl)、ローラ(b)で支持し両面に回転工具を押付
は鏡面研摩するので、駆動ローラ(bl)の回転駆動ト
ルクは回転工具(c)によってもたらされる研摩抵抗の
回転トルク以上とする必要があり、そのためには駆動ロ
ーラに必要な押付ローラ(bl)によって得る押付力P
を大きくする必要がある。アルミディスクのような低剛
性の薄板円板を鏡面加工する場合、ローラ押付力を犬に
すると、研摩後に円板の平面度が悪化するという問題が
ある0第16図(ハ)は径130膚f(5,25吋)の
アルミニウム円板の電解複合研摩の場合を例示したもの
で、横軸のローラ押付力P(帥f)は6#f以上が必要
でちるのに対して、縦軸に示すローラ押付前後の平面度
の差(μm)はP = 5 kyf以上から線■のよう
に発生し、変形による平面度の悪化を回避できないこと
が知られる。
また電解複合研摩では、円板に電流を通ずるため、ロー
2材質は通常金属が使用される。この場合、ローラ駆動
方式では第17図(イ)の円板素材から第17図(ロ)
の研摩後の状態に示すように塑性変形(alが生じ得る
。第17図(ハ)は縦軸のこの塑性変形量と横軸のロー
ラ押付力Pとの関係を示し、第17図に)は縦軸のロー
ラ押付力Pと横軸の工具押付力との関係を示す0円板を
回転させるのに必要なローラ押付力は工具押付力ととも
に大となシ、研摩時の工具押付力は通常5 #f以上(
例えば径50 fl工具で肌i#g/d)であるからロ
ーラ押付力Pは1 kyf以上必要になシ、0.3μm
程度の塑性変形(alが生ずる。
2材質は通常金属が使用される。この場合、ローラ駆動
方式では第17図(イ)の円板素材から第17図(ロ)
の研摩後の状態に示すように塑性変形(alが生じ得る
。第17図(ハ)は縦軸のこの塑性変形量と横軸のロー
ラ押付力Pとの関係を示し、第17図に)は縦軸のロー
ラ押付力Pと横軸の工具押付力との関係を示す0円板を
回転させるのに必要なローラ押付力は工具押付力ととも
に大となシ、研摩時の工具押付力は通常5 #f以上(
例えば径50 fl工具で肌i#g/d)であるからロ
ーラ押付力Pは1 kyf以上必要になシ、0.3μm
程度の塑性変形(alが生ずる。
/′
る0
本発明は、従来技術の上記諸問題に解決を与え、円板の
回転を工具の回転数から独立してまたローラの押付力、
回転数制御に依存しないで所望の回転数に制御し、鏡面
研摩、特に電解複合研摩を良好な加工条件のもとに能率
良く遂行して好結果を得ることを可能とする方法を提供
することを目的とする。
回転を工具の回転数から独立してまたローラの押付力、
回転数制御に依存しないで所望の回転数に制御し、鏡面
研摩、特に電解複合研摩を良好な加工条件のもとに能率
良く遂行して好結果を得ることを可能とする方法を提供
することを目的とする。
C問題点を解決するだめの手段)
前記目的は、本発明によシ、高速回転する工具によって
生ずる円板回転トルクを工具径の変更あるいは工具中心
位置の変更によって制御し、円板を所定速度で回転させ
て鏡面研摩加工できるようにすることによシ達成される
。この方法では、円板の回転は工具によって与えられる
ので、ローラは円板のガイドとして作用させるだけでよ
く、ローラ押付力は最小とすることができる0 をその外周において複数のローラによって回転可能に支
持しその両面に高速回転工具を押付けて鏡面加工する場
合に、円板の回転数が鏡面加工可能範囲となるように、
高速回転工具によって発生する円板回転トルク、回転数
を高速回転工具の径の変更、工具中心位置の変更によっ
て制御するようにしたことを特徴とする〇(作用) 本発明方法により、円板回転数は工具径、工具中心位置
の変更によって制御される。ただし全面研摩する必要が
ちるため、工具は円板の半径分全体に当っていることが
前提条件である0そしてローラ押付力は0でもよいこと
から低剛性の円板でも平面度は悪化しない。
生ずる円板回転トルクを工具径の変更あるいは工具中心
位置の変更によって制御し、円板を所定速度で回転させ
て鏡面研摩加工できるようにすることによシ達成される
。この方法では、円板の回転は工具によって与えられる
ので、ローラは円板のガイドとして作用させるだけでよ
く、ローラ押付力は最小とすることができる0 をその外周において複数のローラによって回転可能に支
持しその両面に高速回転工具を押付けて鏡面加工する場
合に、円板の回転数が鏡面加工可能範囲となるように、
高速回転工具によって発生する円板回転トルク、回転数
を高速回転工具の径の変更、工具中心位置の変更によっ
て制御するようにしたことを特徴とする〇(作用) 本発明方法により、円板回転数は工具径、工具中心位置
の変更によって制御される。ただし全面研摩する必要が
ちるため、工具は円板の半径分全体に当っていることが
前提条件である0そしてローラ押付力は0でもよいこと
から低剛性の円板でも平面度は悪化しない。
(実施例)
fl) 径150−1 (5,25吋)のアルミニウ
ム製円板を表面粗さ0.02−0.03 μm Rma
xの鏡面に電解複合研摩する場合を例示する。
ム製円板を表面粗さ0.02−0.03 μm Rma
xの鏡面に電解複合研摩する場合を例示する。
この条件の場合、第1図の縦軸の加工表面粗’i5 (
am Rmax )と横軸の円板回転数(rpm )と
の関係は線(ト)で示すようになり、円板回転数5Or
pmを境として鏡面領域(至)と非鏡面領域(ト)とに
分れるので、円板回転数は0〜±5Orpmの範囲に制
御する必要がある。
am Rmax )と横軸の円板回転数(rpm )と
の関係は線(ト)で示すようになり、円板回転数5Or
pmを境として鏡面領域(至)と非鏡面領域(ト)とに
分れるので、円板回転数は0〜±5Orpmの範囲に制
御する必要がある。
第2図(イ)および(ロ)は工具径変更の態様を示す。
被加工物の薄板円板(1)をその外周において、複数の
ローラ(2)によって回転可能に支持し、その両面に高
速回転工具(3) [4)を押付けて鏡面力p工する。
ローラ(2)によって回転可能に支持し、その両面に高
速回転工具(3) [4)を押付けて鏡面力p工する。
この態様では円板内周(1)と工具外周(3f (4)
とを一致させ、工具径が変更されるようにしである。
とを一致させ、工具径が変更されるようにしである。
第5図は、この態様において、工具回転数を70Orp
mとし、変更する工具半径←)を横軸にとシ、それによ
シ変化する円板回転数(rpm)を縦軸にとシ、両者の
関係を線(ト)で示したものである。前記の円板回転数
5Orpm以下に対応する適切な工具径は範囲(Glの
58〜76 ”であることが知られる。ただし円板回転
数がOとなるような工具径は除外しないと全面研摩でき
ないことになる。
mとし、変更する工具半径←)を横軸にとシ、それによ
シ変化する円板回転数(rpm)を縦軸にとシ、両者の
関係を線(ト)で示したものである。前記の円板回転数
5Orpm以下に対応する適切な工具径は範囲(Glの
58〜76 ”であることが知られる。ただし円板回転
数がOとなるような工具径は除外しないと全面研摩でき
ないことになる。
(ml 第4図(イ)および(ロ)は工具中心位置変
更の態様を示す。−この態様では工具(3) [4)の
径を一定にし、工具中心位置Hが変更されるようにしで
ある〇 第5図は他の条件は態様(I)と同一とし、工具径を7
0 flとし、変更する工具中心位置H(−を横軸にと
シ、それによシ変化する円板回転数(rpm)を縦軸に
とシ両者の関係を線(Jlで示したものである。
更の態様を示す。−この態様では工具(3) [4)の
径を一定にし、工具中心位置Hが変更されるようにしで
ある〇 第5図は他の条件は態様(I)と同一とし、工具径を7
0 flとし、変更する工具中心位置H(−を横軸にと
シ、それによシ変化する円板回転数(rpm)を縦軸に
とシ両者の関係を線(Jlで示したものである。
円板回転数5Orpm以下に対応する適切な工具中心位
置は範囲(8)で、49.5〜55 flであることが
知られる。ただし円板回転数が0となるような工具中心
位置は除外する。
置は範囲(8)で、49.5〜55 flであることが
知られる。ただし円板回転数が0となるような工具中心
位置は除外する。
(ill) 前記(1) (Illの代表的態様では
、工具径、工具回転数、工具中心位置を特定しあるいは
その範囲を与えるについて、円板回転数が0〜±5Or
pmなる条件を設定している。しかしこの設定良好条件
は個々の要素の変更に応じて変るので試行によシ確認す
る。工具径、工具中心位置の変更はスペース上の制約以
外、特に制約を受けるものではない。
、工具径、工具回転数、工具中心位置を特定しあるいは
その範囲を与えるについて、円板回転数が0〜±5Or
pmなる条件を設定している。しかしこの設定良好条件
は個々の要素の変更に応じて変るので試行によシ確認す
る。工具径、工具中心位置の変更はスペース上の制約以
外、特に制約を受けるものではない。
また変形実施例として両側の工具+3) +4)の径、
回転数、中心位置は同一にする必要はない。
回転数、中心位置は同一にする必要はない。
また円板形状に制約はない。
(m まだ良好な鏡面加工結果を得ることのできる円板
回転数の制約は回転工具による制御とともに駆動ローラ
の併用または単独で行うことも可能である。第6図およ
び第7図はこの態様を示す。
回転数の制約は回転工具による制御とともに駆動ローラ
の併用または単独で行うことも可能である。第6図およ
び第7図はこの態様を示す。
円板(1)を外周で複数のローラ(2)によって回転可
能に支持し、その1つを駆動ローラ(2a)、他の1つ
を押付シリンダ(5)に連動する押付ローラ(2b)と
し、円板(1)の両側にX軸テーブル(6)上をシリン
ダ(7)により進退する。ピンドル(8)に回転工具(
3) (4)を支持し、その後部のスプライン(9)に
受動側プーリαOを設け、両軸モータ(6)からカップ
リング@、タイミングベルト(至)その他変速機等を介
して回転工具(3) +4)に伝動する。
能に支持し、その1つを駆動ローラ(2a)、他の1つ
を押付シリンダ(5)に連動する押付ローラ(2b)と
し、円板(1)の両側にX軸テーブル(6)上をシリン
ダ(7)により進退する。ピンドル(8)に回転工具(
3) (4)を支持し、その後部のスプライン(9)に
受動側プーリαOを設け、両軸モータ(6)からカップ
リング@、タイミングベルト(至)その他変速機等を介
して回転工具(3) +4)に伝動する。
この構成において、工具F3) [4)を同径とし同回
転数で反対方向に回転させ、工具押付力を一定に保って
両面同時に研摩する場合、両側の工具が円板に与える回
転トルクは回転方向が逆のため打消し合い、円板は回転
工具から回転トルクを受けなくなシ円板回転数は0とな
る。この場合および態様(I) (If)で除外した円
板回転数00場合等において、別モータ駆動の駆動ロー
ラ(2a)によシ、回転工具の押付力、回転数等の研摩
条件とは独立して、円板の回転トルクおよび回転数を設
定することができる。そして従来技術では円板の変形を
招く怖のあったローラ押付力は回転工具の影響がないの
で強くする必要がない。
転数で反対方向に回転させ、工具押付力を一定に保って
両面同時に研摩する場合、両側の工具が円板に与える回
転トルクは回転方向が逆のため打消し合い、円板は回転
工具から回転トルクを受けなくなシ円板回転数は0とな
る。この場合および態様(I) (If)で除外した円
板回転数00場合等において、別モータ駆動の駆動ロー
ラ(2a)によシ、回転工具の押付力、回転数等の研摩
条件とは独立して、円板の回転トルクおよび回転数を設
定することができる。そして従来技術では円板の変形を
招く怖のあったローラ押付力は回転工具の影響がないの
で強くする必要がない。
さらに工具回転が同方向でも、電解複合研摩のように工
具と円板との摩擦力が少く所定の円板回転数が得られな
い場合にも、ローラ(2a)駆動により所定回転数を得
ることができる。
具と円板との摩擦力が少く所定の円板回転数が得られな
い場合にも、ローラ(2a)駆動により所定回転数を得
ることができる。
第8図はローラ(2a)に代えベルト(ロ)を用いた変
形の駆動方式を示す。
形の駆動方式を示す。
+Vl 本発明において、ローラの押付による円板の
変形の生じにくいことは前記のとおシであるが、さらに
ローラ材質のヤング率を5000#f/−以下とするこ
とによって、円板のローラに接触する局部の塑性変形が
防止される。
変形の生じにくいことは前記のとおシであるが、さらに
ローラ材質のヤング率を5000#f/−以下とするこ
とによって、円板のローラに接触する局部の塑性変形が
防止される。
第9図は径130 W (5,25吋)のアルミニウム
円板を研摩する場合の縦軸の塑性変形量(μm)と対数
目盛の横軸のローラ材質のヤング率(kqf/d )と
の関係を示し、これから塑性変形の発生しない限界ヤン
グ率があることがわかる。第10図は縦軸の対数目盛の
ヤング率と横軸のローラ押付力(#f)との関係におい
て塑性変形の有無の関係を示した、もので、この限界は
3000に9f/m”−以下である。
円板を研摩する場合の縦軸の塑性変形量(μm)と対数
目盛の横軸のローラ材質のヤング率(kqf/d )と
の関係を示し、これから塑性変形の発生しない限界ヤン
グ率があることがわかる。第10図は縦軸の対数目盛の
ヤング率と横軸のローラ押付力(#f)との関係におい
て塑性変形の有無の関係を示した、もので、この限界は
3000に9f/m”−以下である。
これは、鉄、鋼、アルミニウム等のヤング率の大きい材
質のローラを用いてアルミニウム円板の耐力以上の接触
面圧とすることが局部的の塑性変形を生じさせる原因で
あると考えられるので、ローラにゴム、ポリエチレン等
のヤング率の小さい材料を用いると、接触面積が大きく
なシ、接触面圧が減少し、その面圧がアルミニウム円板
の耐力以下になった時には塑性変形は生じないようにな
る。
質のローラを用いてアルミニウム円板の耐力以上の接触
面圧とすることが局部的の塑性変形を生じさせる原因で
あると考えられるので、ローラにゴム、ポリエチレン等
のヤング率の小さい材料を用いると、接触面積が大きく
なシ、接触面圧が減少し、その面圧がアルミニウム円板
の耐力以下になった時には塑性変形は生じないようにな
る。
第11図はポリウレタンゴムおよびポリエチレンのロー
ラを用いた場合の縦軸の塑性変形量Cμm)と横軸のロ
ーラ押付力(#f)との関係を示す。ポリウレタンゴム
の場合、ロー2押付力が60#fまでは塑性変形が全く
発生しない。ポリエチレンの場合、ローラ押付力が21
#fまでは塑性変形が全く発生しないが、それ以上にな
るとローラと円板とが滑るためローラ駆動は不能になる
。
ラを用いた場合の縦軸の塑性変形量Cμm)と横軸のロ
ーラ押付力(#f)との関係を示す。ポリウレタンゴム
の場合、ロー2押付力が60#fまでは塑性変形が全く
発生しない。ポリエチレンの場合、ローラ押付力が21
#fまでは塑性変形が全く発生しないが、それ以上にな
るとローラと円板とが滑るためローラ駆動は不能になる
。
第9図、第10図はローラおよび円板の寸法の1例につ
いての結果でろって、これら寸法が異なれば、塑性変形
を生じない限界ヤング率は若干変ってくる。
いての結果でろって、これら寸法が異なれば、塑性変形
を生じない限界ヤング率は若干変ってくる。
ローラ形状に関しては、外径寸法が限界ヤング率に影響
を及ぼすが、それ以外には制約はない。第12図(イ)
のローラ(2)は一体形であるが、ヤング率が小さくな
るに伴い加工が困難となるので第12図(ロ)のように
芯部Q→と外周部QQとの組合わせ形とするのがよい。
を及ぼすが、それ以外には制約はない。第12図(イ)
のローラ(2)は一体形であるが、ヤング率が小さくな
るに伴い加工が困難となるので第12図(ロ)のように
芯部Q→と外周部QQとの組合わせ形とするのがよい。
またローラとディスクとの接触を安定させるためにロー
ラ外周に溝αのを設けるのがよい。
ラ外周に溝αのを設けるのがよい。
(発明の効果)
本発明の薄板円板の鏡面加工方法によると、円板の回転
トルクおよび回転数を高速回転工具の押付け、回転加工
条件から独立して最適制御することができ、円板に微小
変形の発生を起させることなくその表面を最高の表面ら
らさに鏡面研摩あるいは電解複合研摩することができる
。
トルクおよび回転数を高速回転工具の押付け、回転加工
条件から独立して最適制御することができ、円板に微小
変形の発生を起させることなくその表面を最高の表面ら
らさに鏡面研摩あるいは電解複合研摩することができる
。
第1図は縦軸に加工表面粗さをとシ横軸に円板回転数を
とって両者の関係を示す図表、第2図(イ)は本発明に
よる工具径変更の態様を示す縦断側面図、第2図(ロ)
はその正面図、第3図は縦軸に円板回転数をとり横軸に
工具半径をとってその結果を示す図表、第4図(イ)は
本発明による工具中心位置変更の態様を示す縦断側面図
、第を示す図表、第6図は本発明の他の態様を実施する
装置の側面図、第7図はその研摩部の正面図、第8図は
ベルト駆動方式の研摩部の正面図、第9図は縦軸に塑性
変形量をとシ横軸にローラ材質のヤング率をとって両者
の関係を示す図表、第10図は縦軸にローラ材質のヤン
グ率をとシ横軸にローラ押付力をとって両者の関係を示
す図表、第11図はローラ材質2例につき縦軸に塑性変
形量をとシ横軸にローラ押付力をとって関係を示す図表
、第12図(イ)は一体形ローラの縦断側面図、第12
図(ロ)は組合わせ形ローラの縦断側面図、第13図(
イl:従来技術の鏡面研摩装置の1例の正面図、第15
図(ロ)はその側面図、第14図は従来技術につき縦軸
に円板回転数をとシ横軸に工具押付力をとって関係を示
す図表、第15図は縦軸に表面粗さおよび微小うねシを
とシ横軸に円板回転数をとり関係を示す図表、第16図
(イ)は従来技術のローラ駆動の研摩部の)面図、第1
6図(ロ)はその縦、断側面図、第16、ti @e→は縦軸にローラ押付前後の平面度の差をとシ横軸
にローラ押付力をとってその関係を示す図表、第17図
(イ)は円板素材の縦断側面図、第17図(ロ)はその
研摩後の円板の塑性変形を示す縦断側面図、第17図0
1は縦軸に塑性変形量をとり横軸にローラ押付力をとっ
てその関係を示す図表、第17図に)は縦軸にローラ押
付力をとシ横軸に工具押付力をとって関係を示す図表で
ある。 (1)・・円板、(1)・・内周、(2)・・ローラ、
(2a)・・駆動ローラ、(2b)・e押付ローラ、押
付シリンダ、(6)@・X軸テーブル、(7)・・シリ
ンダ、(8)・・スピンドル、(9)・・スプライン、
αQ・・受動側プーリ、(6)・・両軸モータ、@・e
カップリング、(2)−〇タイミングベルト、α滲・・
ベルト、(至)・・芯部、Qt!・・外周部、aノ・・
溝、(AlO2)(0)0)DC(71(Jl −−線
、(G!1(Gl[Kl(MICNI−−領域、(5)
・・工具中心位置、■)・・ローラ押付(c)・:回転
工具。 算1 図 ; 菰3図 図 −Iシ一ン 茄4121 (イ) 1口) W6図 第7図 W14図 算15図 0 円枚回e散は−) に16図 (イ) 1口)D−z
JM’l”r’7 p u−14>手続補正書
(自発) 昭和62年8月12日 1、事件の表示 昭和61 年 特 許 願第2737
93 号2、発明の名称 薄板円板の鏡面加工方法
3、補正をする者事件との関係 特 許 出願人代表
者 亀 高 素 吉 4、代 理 人 〒650 住 所 神戸市中央区東町123番地の1 貿易ビ
ル9断電話神戸(078) 321−8822大代表明
細書 ■ 発明の名称 薄板円板の鏡面加工方法 2、特許請求の範囲 (1)鏡面加工しようとする薄板円板をその外周におい
て複数のローラによって回転可能に支持し、その両面に
高速回転工具を押付けて鏡面加工する場合に、円板の回
転数が鏡面加工可能範囲となるように、高速回転工具に
よって発生する円板回転トルク、回転数を高速回転工具
の径の変更、工具中心位置の変更によって制御するよう
にしたことを特徴とす4薄板円板の鏡面加工方法。 (2)両面の高速回転工具の回転方向を反対または同一
とし、ローラの回転駆動の併用または単独により円板回
転数を制御するようにした特許請求の範囲第1項記載の
薄板円板の鏡面加工方法。 (3) ローラの材質のヤング率を3000kgf/
鰭2以下とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項
または第2項記載の薄板円板の鏡面加工方法。 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、電子機器の記録体として使用するディスク等
をアルミニウムおよびアルミニウム合金製薄板円板の鏡
面研摩あるいは電解複合研摩により得る場合の鏡面加工
方法の改良に関する。 (従来の技術) 実開昭60−4344 、実開昭60−183147
、実開昭60−183152等には従来の薄板円板の両
面を同時に鏡面研摩する方法か開示されている。 第13図(イ)(ロ)に示すように、円板(a)の外周
を数個のローラ山)で支持し円板(a)の両面に両側か
ら押付けた回転工具(C)によって円板全面を研摩する
。その際、工具(C)が回転駆動され画工具が同方向に
回転し、円板Talは自由に回転工具(C)との摩擦に
よって回転させられる。 (発明が解決しようとする問題点) 従来技術の場合は、円板(alの回転トルクを円板と回
転工具(C)との摩擦力によって得ているので、円板(
a)の回転数を自由に変更できない。第14図はこの関
係のもとにある縦軸の円板回転数と横軸の回転工具押付
力との関係を示す。この場合には、 (1) 超精密加工、例えば電解複合研摩のように回
転工具の押付力が小さい場合、円板とローラ、ローラ軸
受の摩擦抵抗に打克って円板を回転させるだけのトルク
が得られないため全面研摩できないが、できても所定回
転数が得られないため加工時間が長くなる。 (2)また超精密加工では、第15図の横軸の円板回転
数と縦軸の線(A)による表面粗さ、線(B)の微小う
ねりとの関係に示すにように、所定の平面精度を得るた
めには、円板回転数は狭い最適領域(C)に制御されね
ばならないが、従来技術では円板回転数は全(制御でき
ないので超精密加工には適合し得ない。 本発明は、従来技術の上記諸問題に解決を与え、円板の
回転を工具の回転数から独立してまたローラの押付力、
回転数制御に依存しないで所望の回転数に制御し、鏡面
研摩、特に電解複合研摩を良好な加工条件のもとに能率
良く遂行して好結果を得ることを可能とする方法を提供
することを目的とする。 (問題点を解決するための手段(i))前記目的は、高
速回転する工具によって生ずる円板回転トルクを工具径
の変更あるいは工具中心位置の変更によって制御し、円
板を所定速度で回転させて鏡面研摩加工できるようにす
ることにより達成される。この方法では、円板の回転は
工具によって与えられるので、ローラは円板のガイドと
して作用させるだけでよく、ローラ押付力は最小とする
ことができる。 すなわち本発明の薄板円板の鏡面加工方法は、構成とし
ては、鏡面加工しようとする薄板円板をその外周におい
て複数のローラによって回転可能に支持しその両面に高
速回転工具を押付けて鏡面加工する場合に、円板の回転
数が鏡面加工可能範囲となるように、高速回転工具によ
って発生する円板回転トルク、回転数を高速回転工具の
径の変更、工具中心位置の変更によって制御するように
したことを特徴とする。 (問題点を解決するための手段(ii))第16図(イ
)(ロ)のように円板(a)を押付ローラ(bl)、駆
動ローラ(b2)、ローラ(b)で支持し両面に回転工
具を押付け、駆動ローラ(b2)の回転駆動トルクを回
転工具(C)によってもたらされる研摩抵抗の回転トル
ク以上にして円板を所望の回転数に制御して鏡面研摩加
工できるようにすることでも達成される。しかし、その
ためには駆動ローラに必要な押付ローラ(bl)によっ
て得る押付力Pを大きくする必要がある。アルミディス
クのような低剛性の薄板円板を鏡面加工する場合、ロー
ラ押付力を大にすると、研摩後に円板の平面度が悪化す
るという問題がある。第16図(ハ)は径130mm
(5,25吋)のアルミニウム円板の電解複合研摩の場
合を例示したもので、横軸のローラ押付力P(kgf)
は6kgf以上が必要であるのに対して、縦軸に示すロ
ーラ押付前後の平面度の差(μm)はP=3kgf以上
から線(D)のように発生し、変形による平面度の悪化
を回避できないことが知られる。 また電解複合研摩では、円板に電流を通ずるため、ロー
ラ材質は通常金属が使用される。この場合、ローラ駆動
方式では第17図(イ)の円板素材から第17図(ロ)
の研摩後の状態に示すように塑性変形(a“)が生じ得
る。第17図(ハ)は縦軸のこの塑性変形量と横軸のロ
ーラ押付力Pとの関係を示し、第17図(ニ)は縦軸の
ローラ押付力Pと横軸の工具押付力との関係を示す。 円板を回転させるのに必要なローラ押付力は工具押付力
とともに大となり、研摩時の工具押付力は通常5kgf
以上(例えば径50鶴工具で0.1kg/c11)であ
るからローラ押付力Pは1kgf以上必要になり、0.
3μm程度の塑性変形(ao)が生ずる。 鏡面加工円板は、塑性変形が皆無でなければならないの
で、この微小な塑性変形で−も問題となる。 すなわち本発明では、必要ローラ押付力を加えても円板
の平面度を悪化させたり、円板を塑性変形させない軟質
なローラを選定することにより、駆動ローラを用いて回
転数を制御できることを特徴とする。 (作用) 本発明方法により、円板回転数は工具径、工具中心位置
の変更によって制御される。ただし全面研摩する必要が
あるため、工具は円板の半径分全体に当たっていること
が前提条件である。 そしてローラ押付力はOでもよいことから低剛性の円板
でも平面度は悪化しない。 (実施例) (I)径130m (5,25吋)のアルミニウム製円
板を表面粗さ0.02〜0.03μm Rmaxの鏡面
に電解複合研摩する場合を例示する。 この条件の場合、第1図の縦軸の加工表面粗さくμm
Rmax)と横軸の円板回転数(rpm)との関係は線
(E)で示すようになり、円板回転数5Orpmを境と
して鏡面領域(M)と非鏡面領域(N)とに分かれるの
で、円板回転数はO〜±5Orpmの範囲に制御する必
要がある。 第2図(イ)および(ロ)は工具径変更の態様を示す。 被加工物の薄板円板(1)をその外周において、複数の
ローラ(2)によって回転可能に支持し、その両面に高
速回転工具(31(4)を押付けて鏡面加工する。この
態様では円板内周(1′)と工具外周(3’)(4’)
とを一致させ、工具径が変更されるようにしである。 第3図は、この態様において、工具回転数を70Orp
mとし、変更する工具半径(mm)を横軸にとり、それ
により変化する円板回転数(rpm)を縦軸にとり、両
者の関係を線(F)で示したものである。前記の円板回
転数50rpm以下に対応する適切な工具径は範囲(G
)の58〜76鶴であることが知られる。ただし円板回
転数が0となるような工具径は除外しないと全面研摩で
きないことになる。 (n)第4図(イ)および(ロ)は工具中心位置変更の
態様を示す。この態様では工具(3) (41の径を一
定にし、工具中心位置Hが変更されるようにしである。 第5図は他の条件は態様(I)と同一とし、工具径を7
00とし、変更する工具中心位置H(mm)を横軸にと
り、それにより変化する円板回転数(rpm)を縦軸に
とり両者の関係を線(J)で示したものである。 円板回転数5Orpm以下に対応する適切な工具中心位
置は範囲(K)で、49.5〜55菖重であることが知
られる。ただし円板回転数が0となるような工具中心位
置は除外する。 (I[[)前記(1)(II)の代表的態様では、工具
径、工具回転数、工具中心位置を特定しあるいはその範
囲を与えるについて、円板回転数がO〜±50rpmな
る条件を設定している。しかしこの設定良好条件は個々
の要素の変更に応じて変わるので試行により確認する。 工具径、工具中心位置の変更はスペース上の制約以外、
特に制約を受けるものではない。 また変形実施例として両側の工具(3) T41の径、
回転数、中心位置は同一にする必要はない。 また円板形状に制約はない。 (IV)また良好な鏡面加工結果を得ることのできる円
板回転数の制約は回転工具による制御とともに駆動ロー
ラの併用または単独で行うことも可能である。第6図お
よび第7図はこの態様を示す。 円板(1)を外周で複数のローラ(2)によって回転可
能に支持し、その1つを駆動ローラ(2a)、他の1つ
を押付シリンダ(5)に連動する押付ローラ(2b)と
し、円板(1)の両側にX軸テーブル(6)上をシリン
ダ(7)により進退するスピンドル(8)に回転工具(
3) (4)を支持し、その後部のスプライン(9)に
受動側プーリaのを設け、両軸モータαυからカップリ
ング(2)、タイミングベルトαりその他変速機等を介
して回転工具(31(4)に伝動する。 この構成において、工具+31 (4)を同径とし同回
転数で反対方向に回転させ、工具押付力を一定に保って
両面同時に研摩する場合、両側の工具が円板に与える回
転トルクは回転方向が逆のため打消し合い、円板は回転
工具から回転トルクを受けなくなり円板回転数は0とな
る。この場合および態様(I) (II ) で除外
した円板回転数Oの場合等において、別モータ駆動の駆
動ローラ(2a)により、回転工具の押付力、回転数等
の研摩条件とは独立して、円板の回転トルクおよび回転
数を設定することができる。そして従来技術では円板の
変形を招く怖れのあったローラ押付力は回転工具の影響
がないので強くする必要がない。 さらに工具回転数が同方向でも、電解複合研摩のように
工具と円板との摩擦力が少なく所定の円板回転数が得ら
れない場合にも、ローラ(2a)駆動により所定回転数
を得ることができる。 第8図はローラ(2a)に代えベルトα0を用いた変形
の駆動方式を示す。 (V)本発明において、ローラの押付による円板の変形
の生じにくいことは前記のとおりであるが、さらにロー
ラ材質のヤング率を3000kgf/Im2以下とする
ことによって、円板のローラに接触する局部の塑性変形
が防止される。 第9図は径130m (5,25吋)のアルミニウム円
板を研摩する場合の縦軸の塑性変形量(μm)と対数目
盛の横軸のローラ材質のヤング率(kgf/mm2)と
の関係を示し、これから塑性変形の発生しない限界ヤン
グ率があることがわかる。第10図は縦軸の対数目盛の
ヤング率と横軸のローラ押付力(kgf)との関係にお
いて塑性変形の有無の関係を示したもので、この限界は
3000kgf/m2以下である。 これは、鉄、鋼、アルミニウム等のヤング率の大きい材
質のローラを用いてアルミニウム円板の耐力以上の接触
面圧とすることが局部的の塑性変形を生じさせる原因で
あると考えられるので、ローラにゴム、ポリエチレン等
のヤング率の小さい材料を用いると、接触面積が大きく
なり、接触面圧が減少し、その面圧がアルミニウム円板
の耐力以下になった時には塑性変形は生じないようにな
る。 第11図はポリウレタンゴムおよびポリエチレンのロー
ラを用いた場合の縦軸の塑性変形量(μm)と横軸の°
ローラ押付力(kgf)との関係を示す。ポリウレタン
ゴムの場合、ローラ押付力が30kgfまでは塑性変形
が全く発生しないが。ポリエチレンの場合、ローラ押付
力が21kgfまでは塑性変形が全く発生しないが、そ
れ以上になるとローラと円板とが滑るためローラ駆動は
不能になる。 第9図、第10図はローラおよび円板の寸法の1例につ
いての結果であって、これら寸法が異なれば、塑性変形
を生じない限界ヤング率は若干変わってくる。 ローラ形状に関しては、外径寸法が限界ヤング率に影響
を及ぼすが、それ以外には制約はない。第12図(イ)
のローラ(2)は一体形であるが、ヤング率が小さくな
るに伴い加工が困難となるので第12図(ロ)のように
芯部aωと外周部00との組合わせ形とするのがよい。 またローラと円板との接触を安定させるためにローラ外
周に溝0ηを設けるのがよい。 (発明の効果) 本発明の薄板円板の鏡面加工方法によると、円板の回転
トルクおよび回転数を高速回転工具の押付け、回転加工
条件から独立して最適制御することができ、円板に微小
変形の発生を起こさせることなくその表面を最高の表面
あらさに鏡面研摩あるいは電解複合研摩することができ
る。 4、図面の簡単な説明 第1図は縦軸に加工表面粗さをとり横軸に円板回転数を
とって両者の関係を示す図表、第2図(イ)は本発明に
よる工具径変更の態様を示す縦断側面図、第2図(ロ)
はその正面図、第3図は縦軸に円板回転数をとり横軸に
工具半径をとってその結果を示す図表、第4図(イ)は
本発明による工具中心位置変更の態様を示す縦断側面図
、第4図(ロ)はその正面図、第5図は縦軸に円板回転
数をとり横軸に工具中心位置をとってその結果を示す図
表、第6図は本発明の他の態様を実施する装置の側面図
、第7図はその研摩部の正面図、第8図はベルト駆動方
式の研摩部の正面図、第9図は縦軸に塑性変形量をとり
横軸にローラ材質のヤング率をとって両者の関係を示す
図表、第10図は縦軸にローラ材質のヤング率をとり横
軸にローラ押付力をとって両者の関係を示す図表、第1
1図はローラ材質2例につき縦軸に塑性変形量をとり横
軸にローラ押付力をとって関係を示す図表、第12図(
イ)は一体形ローラの縦断側面図、第12図(ロ)は組
合わせ形ローラの縦断側面図、第13図(イ)は従来技
術の鏡面研摩装置の1例の正面図、第13図(ロ)はそ
の側面図、第14図は従来技術につき縦軸に円板回転数
をとり横軸に工具押付力をとって関係を示す図表、第1
5図は縦軸に表面粗さおよび微小うねりをとり横軸に円
板回転数をとり関係を示す図表、第16図(イ)は本発
明を実施するための装置のローラ駆動の研摩部の正面図
、第16図(ロ)はその縦断側面図、第16図(ハ)は
縦軸にローラ押付前後の平面度の差をとり横軸にローラ
押付力をとってその関係を示す図表、第17図(イ)は
円板素材の縦断側面図、第17図(ロ)はその研摩後の
円板の塑性変形を示す縦断側面図、第17図(ハ)は縦
軸に塑性変形量をとり横軸にローラ押付力をとってその
関係を示す図表、第17図(ニ)は縦軸にローラ押付力
をとり横軸に工具押付力をとって関係を示す図表である
。 (1)・・・円板、(1゛)・・・内周、(2)・・・
ローラ、(2a)・・・駆動ローラ、(2b)・・・押
付ローラ、+31 (4)・・・回転工具、(3′)(
4”)・・・工具外周、(5)・・・押付シリンダ、(
6)・・・X軸テーブル、(7)・・・シリンダ、(8
)・・・スピンドル、(9)・・・スプライン、α0・
・・受動側プーリ、αυ・・・両軸モータ、α乃・・・
カップリング、(131・・・タイミングベルト、αO
・・・ベルト、a!9・・・芯部、aQ・・・外周部、
αη・・・溝、(A) (B) (C) (D) (E
) (F) (J)・・・線、(C) (G) (K)
(M) (N)・・・領域、(H)・・・工具中心位
置、(P)・・・ローラ押付力、(a)・・・円板、(
a゛)・・・塑性変形、(b)・・・ローラ、(bl)
・・・押付ローラ、(b2)・・・駆動ローラ、(C)
・・・回転工具。
とって両者の関係を示す図表、第2図(イ)は本発明に
よる工具径変更の態様を示す縦断側面図、第2図(ロ)
はその正面図、第3図は縦軸に円板回転数をとり横軸に
工具半径をとってその結果を示す図表、第4図(イ)は
本発明による工具中心位置変更の態様を示す縦断側面図
、第を示す図表、第6図は本発明の他の態様を実施する
装置の側面図、第7図はその研摩部の正面図、第8図は
ベルト駆動方式の研摩部の正面図、第9図は縦軸に塑性
変形量をとシ横軸にローラ材質のヤング率をとって両者
の関係を示す図表、第10図は縦軸にローラ材質のヤン
グ率をとシ横軸にローラ押付力をとって両者の関係を示
す図表、第11図はローラ材質2例につき縦軸に塑性変
形量をとシ横軸にローラ押付力をとって関係を示す図表
、第12図(イ)は一体形ローラの縦断側面図、第12
図(ロ)は組合わせ形ローラの縦断側面図、第13図(
イl:従来技術の鏡面研摩装置の1例の正面図、第15
図(ロ)はその側面図、第14図は従来技術につき縦軸
に円板回転数をとシ横軸に工具押付力をとって関係を示
す図表、第15図は縦軸に表面粗さおよび微小うねシを
とシ横軸に円板回転数をとり関係を示す図表、第16図
(イ)は従来技術のローラ駆動の研摩部の)面図、第1
6図(ロ)はその縦、断側面図、第16、ti @e→は縦軸にローラ押付前後の平面度の差をとシ横軸
にローラ押付力をとってその関係を示す図表、第17図
(イ)は円板素材の縦断側面図、第17図(ロ)はその
研摩後の円板の塑性変形を示す縦断側面図、第17図0
1は縦軸に塑性変形量をとり横軸にローラ押付力をとっ
てその関係を示す図表、第17図に)は縦軸にローラ押
付力をとシ横軸に工具押付力をとって関係を示す図表で
ある。 (1)・・円板、(1)・・内周、(2)・・ローラ、
(2a)・・駆動ローラ、(2b)・e押付ローラ、押
付シリンダ、(6)@・X軸テーブル、(7)・・シリ
ンダ、(8)・・スピンドル、(9)・・スプライン、
αQ・・受動側プーリ、(6)・・両軸モータ、@・e
カップリング、(2)−〇タイミングベルト、α滲・・
ベルト、(至)・・芯部、Qt!・・外周部、aノ・・
溝、(AlO2)(0)0)DC(71(Jl −−線
、(G!1(Gl[Kl(MICNI−−領域、(5)
・・工具中心位置、■)・・ローラ押付(c)・:回転
工具。 算1 図 ; 菰3図 図 −Iシ一ン 茄4121 (イ) 1口) W6図 第7図 W14図 算15図 0 円枚回e散は−) に16図 (イ) 1口)D−z
JM’l”r’7 p u−14>手続補正書
(自発) 昭和62年8月12日 1、事件の表示 昭和61 年 特 許 願第2737
93 号2、発明の名称 薄板円板の鏡面加工方法
3、補正をする者事件との関係 特 許 出願人代表
者 亀 高 素 吉 4、代 理 人 〒650 住 所 神戸市中央区東町123番地の1 貿易ビ
ル9断電話神戸(078) 321−8822大代表明
細書 ■ 発明の名称 薄板円板の鏡面加工方法 2、特許請求の範囲 (1)鏡面加工しようとする薄板円板をその外周におい
て複数のローラによって回転可能に支持し、その両面に
高速回転工具を押付けて鏡面加工する場合に、円板の回
転数が鏡面加工可能範囲となるように、高速回転工具に
よって発生する円板回転トルク、回転数を高速回転工具
の径の変更、工具中心位置の変更によって制御するよう
にしたことを特徴とす4薄板円板の鏡面加工方法。 (2)両面の高速回転工具の回転方向を反対または同一
とし、ローラの回転駆動の併用または単独により円板回
転数を制御するようにした特許請求の範囲第1項記載の
薄板円板の鏡面加工方法。 (3) ローラの材質のヤング率を3000kgf/
鰭2以下とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項
または第2項記載の薄板円板の鏡面加工方法。 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、電子機器の記録体として使用するディスク等
をアルミニウムおよびアルミニウム合金製薄板円板の鏡
面研摩あるいは電解複合研摩により得る場合の鏡面加工
方法の改良に関する。 (従来の技術) 実開昭60−4344 、実開昭60−183147
、実開昭60−183152等には従来の薄板円板の両
面を同時に鏡面研摩する方法か開示されている。 第13図(イ)(ロ)に示すように、円板(a)の外周
を数個のローラ山)で支持し円板(a)の両面に両側か
ら押付けた回転工具(C)によって円板全面を研摩する
。その際、工具(C)が回転駆動され画工具が同方向に
回転し、円板Talは自由に回転工具(C)との摩擦に
よって回転させられる。 (発明が解決しようとする問題点) 従来技術の場合は、円板(alの回転トルクを円板と回
転工具(C)との摩擦力によって得ているので、円板(
a)の回転数を自由に変更できない。第14図はこの関
係のもとにある縦軸の円板回転数と横軸の回転工具押付
力との関係を示す。この場合には、 (1) 超精密加工、例えば電解複合研摩のように回
転工具の押付力が小さい場合、円板とローラ、ローラ軸
受の摩擦抵抗に打克って円板を回転させるだけのトルク
が得られないため全面研摩できないが、できても所定回
転数が得られないため加工時間が長くなる。 (2)また超精密加工では、第15図の横軸の円板回転
数と縦軸の線(A)による表面粗さ、線(B)の微小う
ねりとの関係に示すにように、所定の平面精度を得るた
めには、円板回転数は狭い最適領域(C)に制御されね
ばならないが、従来技術では円板回転数は全(制御でき
ないので超精密加工には適合し得ない。 本発明は、従来技術の上記諸問題に解決を与え、円板の
回転を工具の回転数から独立してまたローラの押付力、
回転数制御に依存しないで所望の回転数に制御し、鏡面
研摩、特に電解複合研摩を良好な加工条件のもとに能率
良く遂行して好結果を得ることを可能とする方法を提供
することを目的とする。 (問題点を解決するための手段(i))前記目的は、高
速回転する工具によって生ずる円板回転トルクを工具径
の変更あるいは工具中心位置の変更によって制御し、円
板を所定速度で回転させて鏡面研摩加工できるようにす
ることにより達成される。この方法では、円板の回転は
工具によって与えられるので、ローラは円板のガイドと
して作用させるだけでよく、ローラ押付力は最小とする
ことができる。 すなわち本発明の薄板円板の鏡面加工方法は、構成とし
ては、鏡面加工しようとする薄板円板をその外周におい
て複数のローラによって回転可能に支持しその両面に高
速回転工具を押付けて鏡面加工する場合に、円板の回転
数が鏡面加工可能範囲となるように、高速回転工具によ
って発生する円板回転トルク、回転数を高速回転工具の
径の変更、工具中心位置の変更によって制御するように
したことを特徴とする。 (問題点を解決するための手段(ii))第16図(イ
)(ロ)のように円板(a)を押付ローラ(bl)、駆
動ローラ(b2)、ローラ(b)で支持し両面に回転工
具を押付け、駆動ローラ(b2)の回転駆動トルクを回
転工具(C)によってもたらされる研摩抵抗の回転トル
ク以上にして円板を所望の回転数に制御して鏡面研摩加
工できるようにすることでも達成される。しかし、その
ためには駆動ローラに必要な押付ローラ(bl)によっ
て得る押付力Pを大きくする必要がある。アルミディス
クのような低剛性の薄板円板を鏡面加工する場合、ロー
ラ押付力を大にすると、研摩後に円板の平面度が悪化す
るという問題がある。第16図(ハ)は径130mm
(5,25吋)のアルミニウム円板の電解複合研摩の場
合を例示したもので、横軸のローラ押付力P(kgf)
は6kgf以上が必要であるのに対して、縦軸に示すロ
ーラ押付前後の平面度の差(μm)はP=3kgf以上
から線(D)のように発生し、変形による平面度の悪化
を回避できないことが知られる。 また電解複合研摩では、円板に電流を通ずるため、ロー
ラ材質は通常金属が使用される。この場合、ローラ駆動
方式では第17図(イ)の円板素材から第17図(ロ)
の研摩後の状態に示すように塑性変形(a“)が生じ得
る。第17図(ハ)は縦軸のこの塑性変形量と横軸のロ
ーラ押付力Pとの関係を示し、第17図(ニ)は縦軸の
ローラ押付力Pと横軸の工具押付力との関係を示す。 円板を回転させるのに必要なローラ押付力は工具押付力
とともに大となり、研摩時の工具押付力は通常5kgf
以上(例えば径50鶴工具で0.1kg/c11)であ
るからローラ押付力Pは1kgf以上必要になり、0.
3μm程度の塑性変形(ao)が生ずる。 鏡面加工円板は、塑性変形が皆無でなければならないの
で、この微小な塑性変形で−も問題となる。 すなわち本発明では、必要ローラ押付力を加えても円板
の平面度を悪化させたり、円板を塑性変形させない軟質
なローラを選定することにより、駆動ローラを用いて回
転数を制御できることを特徴とする。 (作用) 本発明方法により、円板回転数は工具径、工具中心位置
の変更によって制御される。ただし全面研摩する必要が
あるため、工具は円板の半径分全体に当たっていること
が前提条件である。 そしてローラ押付力はOでもよいことから低剛性の円板
でも平面度は悪化しない。 (実施例) (I)径130m (5,25吋)のアルミニウム製円
板を表面粗さ0.02〜0.03μm Rmaxの鏡面
に電解複合研摩する場合を例示する。 この条件の場合、第1図の縦軸の加工表面粗さくμm
Rmax)と横軸の円板回転数(rpm)との関係は線
(E)で示すようになり、円板回転数5Orpmを境と
して鏡面領域(M)と非鏡面領域(N)とに分かれるの
で、円板回転数はO〜±5Orpmの範囲に制御する必
要がある。 第2図(イ)および(ロ)は工具径変更の態様を示す。 被加工物の薄板円板(1)をその外周において、複数の
ローラ(2)によって回転可能に支持し、その両面に高
速回転工具(31(4)を押付けて鏡面加工する。この
態様では円板内周(1′)と工具外周(3’)(4’)
とを一致させ、工具径が変更されるようにしである。 第3図は、この態様において、工具回転数を70Orp
mとし、変更する工具半径(mm)を横軸にとり、それ
により変化する円板回転数(rpm)を縦軸にとり、両
者の関係を線(F)で示したものである。前記の円板回
転数50rpm以下に対応する適切な工具径は範囲(G
)の58〜76鶴であることが知られる。ただし円板回
転数が0となるような工具径は除外しないと全面研摩で
きないことになる。 (n)第4図(イ)および(ロ)は工具中心位置変更の
態様を示す。この態様では工具(3) (41の径を一
定にし、工具中心位置Hが変更されるようにしである。 第5図は他の条件は態様(I)と同一とし、工具径を7
00とし、変更する工具中心位置H(mm)を横軸にと
り、それにより変化する円板回転数(rpm)を縦軸に
とり両者の関係を線(J)で示したものである。 円板回転数5Orpm以下に対応する適切な工具中心位
置は範囲(K)で、49.5〜55菖重であることが知
られる。ただし円板回転数が0となるような工具中心位
置は除外する。 (I[[)前記(1)(II)の代表的態様では、工具
径、工具回転数、工具中心位置を特定しあるいはその範
囲を与えるについて、円板回転数がO〜±50rpmな
る条件を設定している。しかしこの設定良好条件は個々
の要素の変更に応じて変わるので試行により確認する。 工具径、工具中心位置の変更はスペース上の制約以外、
特に制約を受けるものではない。 また変形実施例として両側の工具(3) T41の径、
回転数、中心位置は同一にする必要はない。 また円板形状に制約はない。 (IV)また良好な鏡面加工結果を得ることのできる円
板回転数の制約は回転工具による制御とともに駆動ロー
ラの併用または単独で行うことも可能である。第6図お
よび第7図はこの態様を示す。 円板(1)を外周で複数のローラ(2)によって回転可
能に支持し、その1つを駆動ローラ(2a)、他の1つ
を押付シリンダ(5)に連動する押付ローラ(2b)と
し、円板(1)の両側にX軸テーブル(6)上をシリン
ダ(7)により進退するスピンドル(8)に回転工具(
3) (4)を支持し、その後部のスプライン(9)に
受動側プーリaのを設け、両軸モータαυからカップリ
ング(2)、タイミングベルトαりその他変速機等を介
して回転工具(31(4)に伝動する。 この構成において、工具+31 (4)を同径とし同回
転数で反対方向に回転させ、工具押付力を一定に保って
両面同時に研摩する場合、両側の工具が円板に与える回
転トルクは回転方向が逆のため打消し合い、円板は回転
工具から回転トルクを受けなくなり円板回転数は0とな
る。この場合および態様(I) (II ) で除外
した円板回転数Oの場合等において、別モータ駆動の駆
動ローラ(2a)により、回転工具の押付力、回転数等
の研摩条件とは独立して、円板の回転トルクおよび回転
数を設定することができる。そして従来技術では円板の
変形を招く怖れのあったローラ押付力は回転工具の影響
がないので強くする必要がない。 さらに工具回転数が同方向でも、電解複合研摩のように
工具と円板との摩擦力が少なく所定の円板回転数が得ら
れない場合にも、ローラ(2a)駆動により所定回転数
を得ることができる。 第8図はローラ(2a)に代えベルトα0を用いた変形
の駆動方式を示す。 (V)本発明において、ローラの押付による円板の変形
の生じにくいことは前記のとおりであるが、さらにロー
ラ材質のヤング率を3000kgf/Im2以下とする
ことによって、円板のローラに接触する局部の塑性変形
が防止される。 第9図は径130m (5,25吋)のアルミニウム円
板を研摩する場合の縦軸の塑性変形量(μm)と対数目
盛の横軸のローラ材質のヤング率(kgf/mm2)と
の関係を示し、これから塑性変形の発生しない限界ヤン
グ率があることがわかる。第10図は縦軸の対数目盛の
ヤング率と横軸のローラ押付力(kgf)との関係にお
いて塑性変形の有無の関係を示したもので、この限界は
3000kgf/m2以下である。 これは、鉄、鋼、アルミニウム等のヤング率の大きい材
質のローラを用いてアルミニウム円板の耐力以上の接触
面圧とすることが局部的の塑性変形を生じさせる原因で
あると考えられるので、ローラにゴム、ポリエチレン等
のヤング率の小さい材料を用いると、接触面積が大きく
なり、接触面圧が減少し、その面圧がアルミニウム円板
の耐力以下になった時には塑性変形は生じないようにな
る。 第11図はポリウレタンゴムおよびポリエチレンのロー
ラを用いた場合の縦軸の塑性変形量(μm)と横軸の°
ローラ押付力(kgf)との関係を示す。ポリウレタン
ゴムの場合、ローラ押付力が30kgfまでは塑性変形
が全く発生しないが。ポリエチレンの場合、ローラ押付
力が21kgfまでは塑性変形が全く発生しないが、そ
れ以上になるとローラと円板とが滑るためローラ駆動は
不能になる。 第9図、第10図はローラおよび円板の寸法の1例につ
いての結果であって、これら寸法が異なれば、塑性変形
を生じない限界ヤング率は若干変わってくる。 ローラ形状に関しては、外径寸法が限界ヤング率に影響
を及ぼすが、それ以外には制約はない。第12図(イ)
のローラ(2)は一体形であるが、ヤング率が小さくな
るに伴い加工が困難となるので第12図(ロ)のように
芯部aωと外周部00との組合わせ形とするのがよい。 またローラと円板との接触を安定させるためにローラ外
周に溝0ηを設けるのがよい。 (発明の効果) 本発明の薄板円板の鏡面加工方法によると、円板の回転
トルクおよび回転数を高速回転工具の押付け、回転加工
条件から独立して最適制御することができ、円板に微小
変形の発生を起こさせることなくその表面を最高の表面
あらさに鏡面研摩あるいは電解複合研摩することができ
る。 4、図面の簡単な説明 第1図は縦軸に加工表面粗さをとり横軸に円板回転数を
とって両者の関係を示す図表、第2図(イ)は本発明に
よる工具径変更の態様を示す縦断側面図、第2図(ロ)
はその正面図、第3図は縦軸に円板回転数をとり横軸に
工具半径をとってその結果を示す図表、第4図(イ)は
本発明による工具中心位置変更の態様を示す縦断側面図
、第4図(ロ)はその正面図、第5図は縦軸に円板回転
数をとり横軸に工具中心位置をとってその結果を示す図
表、第6図は本発明の他の態様を実施する装置の側面図
、第7図はその研摩部の正面図、第8図はベルト駆動方
式の研摩部の正面図、第9図は縦軸に塑性変形量をとり
横軸にローラ材質のヤング率をとって両者の関係を示す
図表、第10図は縦軸にローラ材質のヤング率をとり横
軸にローラ押付力をとって両者の関係を示す図表、第1
1図はローラ材質2例につき縦軸に塑性変形量をとり横
軸にローラ押付力をとって関係を示す図表、第12図(
イ)は一体形ローラの縦断側面図、第12図(ロ)は組
合わせ形ローラの縦断側面図、第13図(イ)は従来技
術の鏡面研摩装置の1例の正面図、第13図(ロ)はそ
の側面図、第14図は従来技術につき縦軸に円板回転数
をとり横軸に工具押付力をとって関係を示す図表、第1
5図は縦軸に表面粗さおよび微小うねりをとり横軸に円
板回転数をとり関係を示す図表、第16図(イ)は本発
明を実施するための装置のローラ駆動の研摩部の正面図
、第16図(ロ)はその縦断側面図、第16図(ハ)は
縦軸にローラ押付前後の平面度の差をとり横軸にローラ
押付力をとってその関係を示す図表、第17図(イ)は
円板素材の縦断側面図、第17図(ロ)はその研摩後の
円板の塑性変形を示す縦断側面図、第17図(ハ)は縦
軸に塑性変形量をとり横軸にローラ押付力をとってその
関係を示す図表、第17図(ニ)は縦軸にローラ押付力
をとり横軸に工具押付力をとって関係を示す図表である
。 (1)・・・円板、(1゛)・・・内周、(2)・・・
ローラ、(2a)・・・駆動ローラ、(2b)・・・押
付ローラ、+31 (4)・・・回転工具、(3′)(
4”)・・・工具外周、(5)・・・押付シリンダ、(
6)・・・X軸テーブル、(7)・・・シリンダ、(8
)・・・スピンドル、(9)・・・スプライン、α0・
・・受動側プーリ、αυ・・・両軸モータ、α乃・・・
カップリング、(131・・・タイミングベルト、αO
・・・ベルト、a!9・・・芯部、aQ・・・外周部、
αη・・・溝、(A) (B) (C) (D) (E
) (F) (J)・・・線、(C) (G) (K)
(M) (N)・・・領域、(H)・・・工具中心位
置、(P)・・・ローラ押付力、(a)・・・円板、(
a゛)・・・塑性変形、(b)・・・ローラ、(bl)
・・・押付ローラ、(b2)・・・駆動ローラ、(C)
・・・回転工具。
Claims (3)
- (1)鏡面加工しようとする薄板円板をその外周におい
て複数のローラによつて回転可能に支持し、その両面に
高速回転工具を押付けて鏡面加工する場合に、円板の回
転数が鏡面加工可能範囲となるように、高速回転工具に
よつて発生する円板回転トルク、回転数を高速回転工具
の径の変更、工具中心位置の変更によつて制御するよう
にしたことを特徴とする薄板円板の鏡面加工方法。 - (2)両面の高速回転工具の回転方向を反対または同一
とし、ローラの回転駆動の併用または単独により円板回
転数を制御するようにした特許請求の範囲第1項記載の
薄板円板の鏡面加工方法。 - (3)ローラの材質のヤング率を3000kgf/mm
^2以下とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項
または第2項記載の薄板円板の鏡面加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61273793A JPS63127872A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 薄板円板の鏡面加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61273793A JPS63127872A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 薄板円板の鏡面加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63127872A true JPS63127872A (ja) | 1988-05-31 |
Family
ID=17532656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61273793A Pending JPS63127872A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 薄板円板の鏡面加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63127872A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010283371A (ja) * | 2001-08-30 | 2010-12-16 | Siltronic Ag | 半導体ウェーハの製造方法および半導体ウェーハ |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP61273793A patent/JPS63127872A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010283371A (ja) * | 2001-08-30 | 2010-12-16 | Siltronic Ag | 半導体ウェーハの製造方法および半導体ウェーハ |
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