JP2002361563A - ガラス基板加工用ダイヤモンドホイール及びガラス基板の加工法 - Google Patents

ガラス基板加工用ダイヤモンドホイール及びガラス基板の加工法

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JP2002361563A
JP2002361563A JP2001171028A JP2001171028A JP2002361563A JP 2002361563 A JP2002361563 A JP 2002361563A JP 2001171028 A JP2001171028 A JP 2001171028A JP 2001171028 A JP2001171028 A JP 2001171028A JP 2002361563 A JP2002361563 A JP 2002361563A
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JP
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diamond wheel
glass substrate
electrodeposited
wheel
diamond
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Masao Tanaka
正生 田仲
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Allied Material Corp
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Allied Material Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】電着ダイヤモンドホイールとメタルボンドダイ
ヤモンドホイールを締結した一体のダイヤモンドホイー
ルにより、ガラス基板の内外周端縁加工を高能率に行
い、しかもチッピングの少ない高品位の表面性状を得
る。 【解決手段】粗加工用の複数の溝からなる電着ダイヤモ
ンドホイール2の作用面4と、仕上加工用の複数の溝か
らなるメタルボンドダイヤモンドホイール3の作用面5
の同軸度公差を10μm以内とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク用
ガラス基板の内外周端縁加工用ダイヤモンドホイール及
びガラス基板の加工方法に関するものであり、その中で
も特に、コンピュータのハードディスク用ガラス基板の
内外周端縁加工に用いるダイヤモンドホイール及びガラ
ス基板の加工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ハードディスク用基板材料として、金属
材料としてはアルミニウム合金、非金属材料としては、
ガラス、セラミックス等が用いられている。最近では、
ハードディスクの高速回転化、高記録密度化、省電力化
等を目的として、基板材料に高ヤング率、高耐熱性、低
熱膨張率、低比重等の諸特性が求められるようになっ
た。上記の基板材料のなかでも、ガラス基板はアルミニ
ウム基板よりも上記の諸特性が優れており、将来、ガラ
ス基板の需要が増大するものと考えられている。ガラス
基板の加工工程について説明すると、ガラス基板の両面
を粗加工するラッピング工程、内外周端縁を研削加工し
て高精度な面取りを行うチャンファリング工程、表面を
仕上げ研削するポリシング工程からなる。内外周端縁を
研削加工するには、粗工程及び仕上げ工程が必要になる
が、両方の工程に電着ダイヤモンドホイールが用いられ
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】内外周端縁加を行うの
に、粗加工と仕上げ加工が必要であり、これらの加工を
別々の研削盤で行う場合もあるが、生産能率を考慮して
同一の研削盤で粗加工と仕上げ加工が行われる場合が多
くなってきている。これを実現するために、電着ダイヤ
モンドホイールと、メタルボンドダイヤモンドホイール
を組み合わせて一体とし、同一の研削盤で粗加工と仕上
げ加工を行うことが試みられている。しかしながら、電
着ダイヤモンドホイールと、メタルボンドダイヤモンド
ホイールを組み合わせて一体とした場合、主として、電
着ダイヤモンドホイールの作用面の振れ精度が原因でガ
ラス基板のコーナー部に大きなチッピングが発生し、こ
れが仕上げ加工のメタルボンドダイヤモンドホイールで
取りきれない問題が発生していた。また、同じ原因で電
着ダイヤモンドホイールの寿命が短縮される問題も発生
していた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するためになされたものであり、ガラス基板の内
外周端縁加工あって、粗加工用の複数の溝からなる電着
ダイヤモンドホイールと、仕上げ加工用の複数の溝から
なるメタルボンドダイヤモンドホイールから構成され、
電着ダイヤモンドホイールの作用面と、メタルボンドダ
イヤモンドホイールの作用面の同軸度公差が、10μm
以内であることを特徴とするものである。電着ダイヤモ
ンドホイールを基準として、これにメタルボンドダイヤ
モンドホイールを取り付け、両者の同軸度公差を10μ
m以内とすることにより、チッピングの発生が極めて少
なく、高精度かつ高能率なガラス基板の内外周端縁加工
を可能にすることを見いだしたものである。なお、両者
の同軸度公差は8μm以内であることがより好ましい。
【0005】そして、電着ダイヤモンドホイールには、
振れ出し基準面が設けてあることを特徴とするものであ
る。振れ出し基準面を設けるには、ホイールの台金を加
工する際に、ダイヤモンド砥粒を固着する面と、振れ出
し基準面を同時に加工する。振れ出し基準面は、回転軸
に対して平行な面と、回転軸に対して垂直な面を設ける
のが一般的である。
【0006】そして、電着ダイヤモンドホイールとメタ
ルボンドダイヤモンドホイールは、機械的に締結され、
それぞれのホイールの取り替えが可能な構造であること
を特徴とするものである。ホイールの取り付け構造につ
いては、電着ダイヤモンドホイールとメタルボンドダイ
ヤモンドホイールを別々に研削盤に取り付ける方法もあ
るが、所望の同軸度公差を満足するのに大変な時間と手
間を必要とする。これを解決するために、両者を機械的
に締結して一体とし、取り付けに必要な時間を短縮する
ことができる。具体的には両者に勘合部を設けて、ボル
ト等により締結することができる。
【0007】さらに、電着ダイヤモンドホイールのダイ
ヤモンド砥粒の粒径は、40〜120μmであることを
特徴とするものである。ダイヤモンド砥石の粒度を限定
した理由を説明すると、特にハードディスク用ガラス基
板の内外周端縁の粗加工を行うのに、最適なダイヤモン
ド砥粒の粒度範囲を限定したものである。40μmより
細かくなると、切れ味が低下して十分な加工能率が得ら
れず、120μmを超えるとチッピングが大きくなるた
めである。
【0008】さらに詳しくは、メタルボンドダイヤモン
ドホイールのダイヤモンド砥粒の粒径は、20〜80μ
mであることを特徴とするものである。ダイヤモンド砥
粒の粒度を限定した理由は、仕上げ研削に要求される表
面粗さを満足する粒度範囲を限定したもので、20μm
より細かくなると切れ味低下によって十分な加工能率が
得られず、80μmを超えるとチッピングが大きくなる
ためである。
【0009】そして、請求項1から5のいずれかのダイ
ヤモンドホイールを用いて、ガラス基板の内外周端縁を
加工する方法であって、電着ダイヤモンドホイールによ
って粗加工を行う第一ステップと、メタルボンドダイヤ
モンドホイールによって仕上げ加工を行う第二ステップ
からなることを特徴とするガラス基板の内外周端縁加工
法を提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】発明実施の形態については、実施
例の項で詳細に説明する。
【0011】
【実施例】(実施例1)まず、粗加工用の電着ダイヤモ
ンドホイールの台金を製作する。台金のダイヤモンド砥
粒固着面と、研削盤に取り付けた際に、振れ出しに利用
する基準面を同時に加工した。それからダイヤモンド砥
粒、#270(平均粒径54μm)をニッケルめっきで
固着して電着ダイヤモンドホイールを製作した。外径は
150mm、溝は3カ所に設けられ、溝の深さは0.5
mm、溝の開き角度は90度、溝の間口は1.7mmで
ある。次に、ダイヤモンド砥粒、#600(平均粒径3
0μm)のメタルボンドダイヤモンドホイールを以下の
手順で製作した。結合材として、Cu−Sn系のメタル
ボンドを用い、これにダイヤモンド砥粒を体積比率で、
結合材:ダイヤモンド砥粒=75:25になるように均
一に混合した。この混合物を金型に充填して、金型を焼
結炉に入れ、約700℃にてホットプレスして焼結し
た。冷却後、焼結炉から取り出し、台金を所定の形状に
加工してメタルボンドダイヤモンドホイールを製作し
た。次に、メタルボンドダイヤモンドホイールの溝を以
下の手順で仕上げた。まず、電着ダイヤモンドホイール
の振れ出し基準面が3μm以内になるように溝仕上用研
削盤に取り付けた。その後、電着ダイヤモンドホイール
にメタルボンドダイヤモンドホイールを取り付けボルト
で一体とし、メタルボンドダイヤモンドホイールの溝を
仕上げ、本発明の実施例1のダイヤモンドホイールを製
作した。メタルボンドダイヤモンドホイールの溝は3カ
所、溝の深さは0.5mm、溝の開き角度は90度、溝
の間口は1.7mmであった。完成後の電着ダイヤモン
ドホイールとメタルボンドダイヤモンドホイールの作用
面の同軸度公差は5μmであった。
【0012】(実施例2)実施例1と同様な手順で製作
した。台金のダイヤモンド砥粒固着面と、研削盤に取り
付けた際に、振れ出しに利用する基準面を同時に加工し
た。それからダイヤモンド砥粒、#270(平均粒径5
4μm)をニッケルめっきで固着して電着ダイヤモンド
ホイールを製作した。次に、ダイヤモンド砥粒、#60
0(平均粒径30μm)のメタルボンドダイヤモンドホ
イールを以下の手順で製作した。結合材として、Cu−
Sn系のメタルボンドを用い、これにダイヤモンド砥粒
を体積比率で、結合材:ダイヤモンド砥粒=75:25
になるように均一に混合した。この混合物を金型に充填
して、金型を焼結炉に入れ、約700℃にてホットプレ
スして焼結した。冷却後、焼結炉から取り出し、台金を
所定の形状に加工してメタルボンドダイヤモンドホイー
ルを製作した。次に、メタルボンドダイヤモンドホイー
ルの溝を以下の手順で仕上げた。まず、電着ダイヤモン
ドホイールの振れ出し基準面が3μm以内になるように
溝仕上用研削盤に取り付けた。その後、電着ダイヤモン
ドホイールにメタルボンドダイヤモンドホイールを取り
付けボルトで一体とし、メタルボンドダイヤモンドホイ
ールの溝を仕上げ、本発明の実施例2のダイヤモンドホ
イールを製作した。溝の形状については実施例1とすべ
て同一寸法とした。完成後の電着ダイヤモンドホイール
とメタルボンドダイヤモンドホイールの作用面の同軸度
公差は8μmであった。
【0013】(実施例3)上記の実施例1、2と同様に
して、電着ダイヤモンドホイールとメタルボンドダイヤ
モンドホイールを製作した。電着ダイヤモンドホイール
にメタルボンドダイヤモンドホイールを取り付けボルト
で一体とし、メタルボンドダイヤモンドホイールの溝を
仕上げ、本発明の実施例3のダイヤモンドホイールを製
作した。溝の形状については実施例1とすべて同一寸法
とした。完成後の電着ダイヤモンドホイールとメタルボ
ンドダイヤモンドホイールの作用面の同軸度公差は10
μmであった。
【0014】(比較例1)実施例1、2及び3と同様な
手順で電着ダイヤモンドホイールとメタルボンドダイヤ
モンドホイールを製作した。次に、両者をボルトにより
締結して一体とし、溝仕上研削盤に取り付け、メタルボ
ンドダイヤモンドホイールの溝を仕上げた。完成後の電
着ダイヤモンドホイールとメタルボンドダイヤモンドホ
イールの作用面の同軸度公差は14μmであった。
【0015】(比較例2)比較例1と同様な手順で製作
した。完成後の電着ダイヤモンドホイールとメタルボン
ドダイヤモンドホイールの作用面の同軸度公差は19μ
mであった。
【0016】(比較例3)比較例1と同様な手順で製作
した。完成後の電着ダイヤモンドホイールとメタルボン
ドダイヤモンドホイールの作用面の同軸度公差は26μ
mであった。
【0017】(比較例4)比較例1と同様な手順で製作
した。完成後の電着ダイヤモンドホイールとメタルボン
ドダイヤモンドホイールの作用面の同軸度公差は32μ
mであった。
【0018】本発明の効果を確認するために、研削テス
トを行った。実施例1〜3、および比較例1〜4を交互
に、ガラス基板の研削機に取り付けて、サイズが、外径
約3.5インチ、厚み1.1mmのガラス基板の外周端
縁を研削加工し、実施例と比較例の加工結果の比較検討
した。その結果を図9に示す。同軸度交差を10μm以
内にすることにより、ガラス基板のチッピングを極めて
小さくすることができることがわかる。また、その際の
研削テスト条件を表1に示す。
【0019】
【表1】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、ガラス基
板の内外周端縁加工に用いるダイヤモンドホイールにお
いて、粗加工用の複数の溝からなる電着ダイヤモンドホ
イールの作用面と、仕上加工用の複数の溝からなるメタ
ルボンドダイヤモンドホイールの作用面の同軸度公差を
10μm以内とすることによって、チッピングが極めて
小さく、良好な表面性状のガラス基板を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のダイヤモンドホイールを示す。
【図2】実施例1のダイヤモンドホイールの作用面の部
分断面図を示す。
【図3】実施例1の電着ダイヤモンドホイールを示す。
【図4】実施例1のメタルボンドダイヤモンドホイール
を示す。
【図5】他の実施例のダイヤモンドホイールを示す。
【図6】他の実施例のダイヤモンドホイールの作用面の
部分断面図を示す。
【図7】他の実施例の電着ダイヤモンドホイールを示
す。
【図8】他の実施例のメタルボンドダイヤモンドホイー
ルを示す。
【図9】研削テストの結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 外周端縁加工用ダイヤモンドホイール 2 電着ダイヤモンドホイール 3 メタルボンドダイヤモンドホイール 4 電着ダイヤモンドホイールの作用面 5 メタルボンドダイヤモンドホイールの作用面 6 振れ出し基準面 7 内周端縁加工用ダイヤモンドホイール H 溝深さ W 溝の間口 θ 溝の角度
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B24D 5/02 B24D 5/02 B C03B 33/10 C03B 33/10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス基板の内外周端縁加工に用いるダイ
    ヤモンドホイールであって、 粗加工用の複数の溝からなる電着ダイヤモンドホイール
    と、 仕上げ加工用の複数の溝からなるメタルボンドダイヤモ
    ンドホイールから構成され、 上記電着ダイヤモンドホイールの作用面と、上記メタル
    ボンドダイヤモンドホイールの作用面の同軸度公差が、
    10μm以内であることを特徴とするダイヤモンドホイ
    ール。
  2. 【請求項2】上記電着ダイヤモンドホイールには、振れ
    出し基準面が設けてあることを特徴とする請求項1記載
    のダイヤモンドホイール。
  3. 【請求項3】上記電着ダイヤモンドホイールと上記メタ
    ルボンドダイヤモンドホイールは機械的に締結され、そ
    れぞれのホイールの取り替えが可能な構造であることを
    特徴とする請求項1または2記載のダイヤモンドホイー
    ル。
  4. 【請求項4】上記電着ダイヤモンドホイールのダイヤモ
    ンド砥粒の粒径は、40〜120μmであることを特徴
    とする請求項1から3のいずれかに記載のダイヤモンド
    ホイール。
  5. 【請求項5】上記メタルボンドダイヤモンドホイールの
    ダイヤモンド砥粒の粒径は、20〜80μmであること
    を特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のダイヤ
    モンドホイール。
  6. 【請求項6】請求項1から5のいずれかのダイヤモンド
    ホイールを用いて、ガラス基板の内外周端縁を加工する
    方法であって、 電着ダイヤモンドホイールによって粗加工を行う第一ス
    テップと、 メタルボンドダイヤモンドホイールによって仕上げ加工
    を行う第二ステップからなることを特徴とするガラス基
    板の内外周端縁加工法。
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