JP2006026878A - 表層切削装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 CD−ROM等の板状試料の表層を採取するための表層切削装置を提供する。
【解決手段】 板状の試料表面の層を採取するために、これを切削する表層切削装置において、試料を保持する試料保持機構200と、この試料表面に接触する切削刃320を保持する刃物保持機構310とからなり、切削刃の切削移動方向前方に向かう刃先端面と試料表面との挟角αが鋭角になるように刃物を保持するとともに、切削刃と前記試料表面との接触に当たり所定の荷重をあたえる負荷構造が設けてある構成を採用した。
【選択図】 図7
【解決手段】 板状の試料表面の層を採取するために、これを切削する表層切削装置において、試料を保持する試料保持機構200と、この試料表面に接触する切削刃320を保持する刃物保持機構310とからなり、切削刃の切削移動方向前方に向かう刃先端面と試料表面との挟角αが鋭角になるように刃物を保持するとともに、切削刃と前記試料表面との接触に当たり所定の荷重をあたえる負荷構造が設けてある構成を採用した。
【選択図】 図7
Description
本発明は、CD−ROM、DVDあるいはフロッピーディスクやハードディスクなどの板状体の表面に塗布させた表層成分を採取するために、これら試料の表面を切削する装置に関する。
板状体の表面を剥離する装置としては、特開2000−237912に示されたものが知られている。
当該従来装置は、板状体を再生使用するために表層を剥離切削するものであるから、剥離切削した表層を回収することは実質不可能であった。
当該従来装置は、板状体を再生使用するために表層を剥離切削するものであるから、剥離切削した表層を回収することは実質不可能であった。
このため、従来は板状体の表層成分を採取するのは、ナイフを用いて手作業で表層を削り落とし、これを採集する方法しかなく、極めて困難な作業であった。
特に表層が数ミクロン以下の薄いものでは、大きな表面積を切削しなければ、検査・分析に要する量を採取できないので、切削作業に長時間を要することとなっていた。
また、このような薄い表層のみを削り落とすこと自体極めて高度な熟練を要するので、採取した試料中に別の層の成分が混じり、後の検査・分析の精度や信頼度を著しく低下する問題があった。
特に表層が数ミクロン以下の薄いものでは、大きな表面積を切削しなければ、検査・分析に要する量を採取できないので、切削作業に長時間を要することとなっていた。
また、このような薄い表層のみを削り落とすこと自体極めて高度な熟練を要するので、採取した試料中に別の層の成分が混じり、後の検査・分析の精度や信頼度を著しく低下する問題があった。
特開2000−237912
本発明はこのような実情に鑑み、なされたものである。
本発明は、人手によることなく数ミクロン以下の表層も採取できるようにするすることを課題とした。
そして、この課題を解決するために、本第一発明では試料を保持する試料保持機構と、この試料表面に接触する切削刃を保持する刃物保持機構とからなり、前記切削刃の切削移動方向前方に向かう刃先端面と前記試料表面との挟角が鋭角になるように刃物を保持するとともに、前記切削刃と前記試料表面との接触に当たり所定の荷重をあたえる負荷構造が設けてあることを特徴とする構成を採用した。
切削刃の切削移動方向前方に向かう刃先端面と前記試料表面との挟角が鋭角になるように刃物を保持しながら切削することにより、その刃先は試料表面に食い込むことがなくなった。
つまり、試料表面の切削厚さを切削刃の接触圧によって大きく左右されることなり、これを負荷構造により設定することで、数ミクロン以下の厚さでも正確に切削できるようになった。
この結果、熟練しない使用者にも、極めて高精度の切削が可能になった。
つまり、試料表面の切削厚さを切削刃の接触圧によって大きく左右されることなり、これを負荷構造により設定することで、数ミクロン以下の厚さでも正確に切削できるようになった。
この結果、熟練しない使用者にも、極めて高精度の切削が可能になった。
本第二発明では、 前記請求項1に記載の表層切削装置において、前記負荷構造は、負荷量を調整可能にしてあることを特徴とする構成を採用した。
このようにすることで、切削刃の試料表面に対する接触圧を調整できるので表層の硬さやその厚さの違いに対応した切削を可能にした。
本第三発明では、前記試料保持機構は、テーブル状の保持部に板状の試料を載置保持しながら、これを試料表面に垂直な中心線周りに回転する回転構造を有し、前記刃物保持機構は、前記試料保持機構の回転中心に向かって保持した切削刃を移動させる刃物移動機構が設けてあることを特徴とする構成を採用した。
このようにすることで、試料表面の回転によってもその表面軌跡が移動しない位置で切削刃を接触させながら、試料表面全体を継続して切削できるので、設定荷重による切削刃の食い込み深さに変動が生じず、試料表面全体にわたって安定した厚さで切削できるようになった。
本第四発明では、前記第3発明において、前記試料の1回転毎に、前記切削刃を一定幅移動させる刃物移動制御手段が設けてあることを特徴とする構成を採用した。
このようにすることにより、刃物を移動させるのに用いるモータを瞬間的に高速で駆動させることとなる。
この結果、低速度で長時間駆動しているときに生じるモータのビビリや装置全体の震度を防止でき、切削精度を高く維持しながら切削を継続できるようになった。
この結果、低速度で長時間駆動しているときに生じるモータのビビリや装置全体の震度を防止でき、切削精度を高く維持しながら切削を継続できるようになった。
本第五発明では、前記第三発明又は第四発明において、前記切削刃の移動につれて、前記試料の回転速度を増加する速度制御手段が設けてあることを特徴とする構成を採用した。
切削速度は、切削開始時に適正なものに設定するが、試料の回転速度を一定にしながら中心に向かって切削刃移動してゆくと、切削速度は中心に近づくほど遅くなって行き切削性能としてはこの速度は余分に低速度になったことなる。
これに対し、上記のように構成すれば、過剰の切削速度を低速化せず、切削時間を短時間にすることができるようになった。
これに対し、上記のように構成すれば、過剰の切削速度を低速化せず、切削時間を短時間にすることができるようになった。
本第六発明では、前記第五発明において、前記速度制御手段は前記試料の回転速度を試料表面と切削刃との相対速度が一定の範囲内にあるように増加するよう設定してあることを特徴とする構成を採用した。
このようにすることにより、切削速度を一定に保つことができるので、極めて安定した切削作業を継続して行うことができるようになった。
本第七発明は、前記第三発明から第六発明のいずれかにおける試料保持構造に関するもので、テーブル状の保持部の表面に多数の吸引口を有し、当該吸引口が真空ポンプに連結されてなる真空吸着構造を有していることを特徴とする構成を採用した。
このようにすることにより、試料周囲に試料を保持するための爪などを設けなくとも試料を裏面から吸着保持でき、切削刃の異物に対する衝突の危険なく、試料の周辺近くまで切削することが可能になった。
本第八発明は、前記第七発明の表層切削装置に対して使用する吸着面制御板であって、板前記保持部の表面と同様な外周と板状試料より薄い厚さを有する気密性のシート板の中央部に所定の試料の外形と同様な形状の貫通穴を有することを特徴とする吸着面制御板である。
制御板を用いることにより、保持部よりも小さい径や異型板状試料を吸着させる場合でも、保持部の構造を変更することなく、吸引保持することができるようになった。
以下に、本発明の最良の実施形態を例示するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
本装置は、本体ケース(100)、その天板(150)上に配置した試料保持機構(200)、刃物保持機構(300)、回転速度制御手段(400)により構成してある。
前記本体ケース(100)は、内部に電源機構、電子制御機構、真空ポンプに繋がる配管などが収納されている。
また、その天板(150)には、チョウバン(151)を介して風除けの透明カバー(170)が設けてある。 さらに、前記試料保持機構(200)と刃物保持機構(300)との間には透明の防塵壁(180)が設けてある。
このようにして、切削して粉状になった表層材料が気流などで吹き飛ばされないようするとともに、機械部分に至らないようにしてある。
なお、前記天板(150)と前記透明カバー(170)とは屈曲式の伸縮アーム(160)にて連結され、前記透明カバー(170)を開いたときに、背面に倒れ込まないようにしてある。
また、その天板(150)には、チョウバン(151)を介して風除けの透明カバー(170)が設けてある。 さらに、前記試料保持機構(200)と刃物保持機構(300)との間には透明の防塵壁(180)が設けてある。
このようにして、切削して粉状になった表層材料が気流などで吹き飛ばされないようするとともに、機械部分に至らないようにしてある。
なお、前記天板(150)と前記透明カバー(170)とは屈曲式の伸縮アーム(160)にて連結され、前記透明カバー(170)を開いたときに、背面に倒れ込まないようにしてある。
前記試料保持機構(200)は、試科(S)を吸引保持するチャック(210)と、このチャック(210)を回転する駆動構造(250)とにより構成してある。
前記チャック(210)は、前記天板(150)に貫通保持した中空軸(211)と、この中空軸(211)に気密性を保って回転自在に被さった外筒(212)と、この外簡(212)の上端に固定したチャック基板(213)と、このチャック基板(213)に立設したピン(214)・・・に嵌め込み取り付けられているチャック板(215)とにより構成してある。
前記チャック板(215)の下面にはリング状の通気溝(221)(222)とこの通気溝を相互につなぐ直線状の通気溝(223)(224)が設けてある。
そして、前記チャック基板(213)の中央に設けた通気口(220)を介して、前記中空軸(211)に前記通気溝(221)(222)(223)(224)がつながっている。
また、前記チャック板(215)には、その上面と、前記通気溝(221)(222)とに両端を開放した吸気孔(216)・・・が多数設けてある。
このようにして、前記中空軸(211)の下端からの空気吸引により、前記チャック板(215)上面に載せた試科(S)を吸着固定するようにしてある。
前記チャック(210)は、前記天板(150)に貫通保持した中空軸(211)と、この中空軸(211)に気密性を保って回転自在に被さった外筒(212)と、この外簡(212)の上端に固定したチャック基板(213)と、このチャック基板(213)に立設したピン(214)・・・に嵌め込み取り付けられているチャック板(215)とにより構成してある。
前記チャック板(215)の下面にはリング状の通気溝(221)(222)とこの通気溝を相互につなぐ直線状の通気溝(223)(224)が設けてある。
そして、前記チャック基板(213)の中央に設けた通気口(220)を介して、前記中空軸(211)に前記通気溝(221)(222)(223)(224)がつながっている。
また、前記チャック板(215)には、その上面と、前記通気溝(221)(222)とに両端を開放した吸気孔(216)・・・が多数設けてある。
このようにして、前記中空軸(211)の下端からの空気吸引により、前記チャック板(215)上面に載せた試科(S)を吸着固定するようにしてある。
前記中空軸(211)への空気吸引構造は以下のように構成してある。
前記中空軸(211)の下部と三方切換えバルブ(620)の第一口(621)とを連結する第一パイプ(611)と、前記三方切換えバルブ(620)の第二口(622)と前記本体ケース(100)の側壁を貫通して設けた管継ぎ手(630)の内端とを連結する第二パイプ(612)と、前記管継ぎ手(630)の外端と真空チャンバー(640)の吸引口(641)とを連結する第三パイプ(613)と、この真空チャンバー(640)より空気を吸引する前記真空ポンプ(600)とにより構成してある。
前記三方切換えバルブ(620)には、前記ケース(100)内に開放した第三口(623)が設けてある。そして、切換えレバー(625)の操作により前記第一口(621)と前記第二口(622)を連結し、前記第三口(623)を閉止する第一状態と、前記第一口(621)と前記第三口(623)と連結し、前記第二口(622)を閉止する第二状態とに切替可能にしてある。
このようにして、前記切換えレバー(625)の操作により、前記真空チャンバー(640)へ向かってチャック(210)内の空気を吸引して試料(S)を固定する状態と、チャック(210)内に外気を吸引して、その吸着力を解除する状態とに切換えるようにしてある。
なお、前記第三口(623)を介して、チャック(210)内への空気吸引をよりスムーズにするため、本体ケース(100)の側壁に空気孔(650)が設けてある。
前記中空軸(211)の下部と三方切換えバルブ(620)の第一口(621)とを連結する第一パイプ(611)と、前記三方切換えバルブ(620)の第二口(622)と前記本体ケース(100)の側壁を貫通して設けた管継ぎ手(630)の内端とを連結する第二パイプ(612)と、前記管継ぎ手(630)の外端と真空チャンバー(640)の吸引口(641)とを連結する第三パイプ(613)と、この真空チャンバー(640)より空気を吸引する前記真空ポンプ(600)とにより構成してある。
前記三方切換えバルブ(620)には、前記ケース(100)内に開放した第三口(623)が設けてある。そして、切換えレバー(625)の操作により前記第一口(621)と前記第二口(622)を連結し、前記第三口(623)を閉止する第一状態と、前記第一口(621)と前記第三口(623)と連結し、前記第二口(622)を閉止する第二状態とに切替可能にしてある。
このようにして、前記切換えレバー(625)の操作により、前記真空チャンバー(640)へ向かってチャック(210)内の空気を吸引して試料(S)を固定する状態と、チャック(210)内に外気を吸引して、その吸着力を解除する状態とに切換えるようにしてある。
なお、前記第三口(623)を介して、チャック(210)内への空気吸引をよりスムーズにするため、本体ケース(100)の側壁に空気孔(650)が設けてある。
前記チャック(210)の駆動構造(250)は以下の通りに構成してある。
前記外筒(212)に固定した第一ギヤ(251)とこのギヤ(251)に噛み合った第二ギヤ(252)と、この第二ギヤ(252)を保持するステップモータ(260)とにより構成してある。
なお、(270)は前記外筒(212)をベアリング(271)を介して保持するチャック台であり、この内部に前記ギヤ(251)(252)及び前記モータ(260)を収納してある。
このようにして、前記ステップモータ(260)を駆動することにより、前記チャック(210)を前記中空軸(211)の筒中心線周りに回転するように構成してある。
前記外筒(212)に固定した第一ギヤ(251)とこのギヤ(251)に噛み合った第二ギヤ(252)と、この第二ギヤ(252)を保持するステップモータ(260)とにより構成してある。
なお、(270)は前記外筒(212)をベアリング(271)を介して保持するチャック台であり、この内部に前記ギヤ(251)(252)及び前記モータ(260)を収納してある。
このようにして、前記ステップモータ(260)を駆動することにより、前記チャック(210)を前記中空軸(211)の筒中心線周りに回転するように構成してある。
前記刃物保持機構(300)は、切削刃保持構造(310)と負荷調整構造(330)と刃物移動機構(340)及び刃物退避構造(350)とにより構成してある。
各構造は、保持アーム(301)とその基端を固定する基礎ブロック(302)とを基に以下の通りに構成してある。
各構造は、保持アーム(301)とその基端を固定する基礎ブロック(302)とを基に以下の通りに構成してある。
前記切削刃保持構造(310)は、前記保持アーム(301)の先端側にスライド可能に保持した刃物固定部(313)と、これをアーム(301)に固定する止めネジ(312)と、前記刃物固定部(313)の下部に矩形の切削刃(320)を傾斜して固定する切削刃ホルダ孔(315)と、前記切削刃(320)の持ち部(321)を前記ホルダ孔(315)内にて固定する止めネジ(314)とにより構成してある。
前記切削刃(320)を保持する角度は、その刃先前面(A)と、前記チャック(210)に保持された試料(S)の表面との角度(α)が鋭角となるようにしてある。
具体的には、角度(α)は、50から70°になるようにしてある。
このようにして、切削刃(320)の刃先の前面(A)(切削方向の前方にム向かう面)を一定の角度(α)にして試料表面に接触するようにし、切削中に切削刃(320)の刃先が試料(S)内にめり込まないようにしてある。
また、前記アーム(301)の長さ方向に移動調整できるので、回転中心と刃先端を通る接線(B)と刃先線(K)との角度(β)を調整できるようになっている。
このように角度(β)を有することにより、切削刃(320)の刃先に溜まる切削粉は、回転中心側に寄せられ、切削終了後における回収が容易になる。
前記切削刃(320)を保持する角度は、その刃先前面(A)と、前記チャック(210)に保持された試料(S)の表面との角度(α)が鋭角となるようにしてある。
具体的には、角度(α)は、50から70°になるようにしてある。
このようにして、切削刃(320)の刃先の前面(A)(切削方向の前方にム向かう面)を一定の角度(α)にして試料表面に接触するようにし、切削中に切削刃(320)の刃先が試料(S)内にめり込まないようにしてある。
また、前記アーム(301)の長さ方向に移動調整できるので、回転中心と刃先端を通る接線(B)と刃先線(K)との角度(β)を調整できるようになっている。
このように角度(β)を有することにより、切削刃(320)の刃先に溜まる切削粉は、回転中心側に寄せられ、切削終了後における回収が容易になる。
前記負荷調整構造(330)は、前記アーム(301)に、その長さ方向で移動可能に取り付けた錘(332)と、この錘(332)をアーム(301)の所望位置で固定する止めネジ(331)とにより構成されている。
前記錘(332)を前記アーム(301)に沿って移動させることにより、切削刃(320)の刃先と前記試料(S)との接触圧を調整することができる。
この接触圧が大きいと、刃先は試料(S)の表面に深く食い込み、表層を厚く切削することができる。
切削する厚さは、接触圧のみならず、表層の硬度によっても左右されるので、異なる性質の試料を複数切削する場合は、切削前に表層の硬さに応じて調整する必要がある。
前記錘(332)を前記アーム(301)に沿って移動させることにより、切削刃(320)の刃先と前記試料(S)との接触圧を調整することができる。
この接触圧が大きいと、刃先は試料(S)の表面に深く食い込み、表層を厚く切削することができる。
切削する厚さは、接触圧のみならず、表層の硬度によっても左右されるので、異なる性質の試料を複数切削する場合は、切削前に表層の硬さに応じて調整する必要がある。
前記刃物移動構造(340)は、ステップモータ(341)の駆動により回転する主ネジ軸(342)に保持された駒部材(343)と、この駒部材(343)にフレーム(344)を介して固定した下部ブロック(345)と、この下部ブロック(345)に支点横軸(346)を記して揺動可能に取り付けた前記基礎ブロック(302)とにより構成してある。
このようにして、前記ステップモータ(341)を正逆回転駆動することにより、前記アーム(301)を水平方向に左右移動させるようにしてある。
このようにして、前記ステップモータ(341)を正逆回転駆動することにより、前記アーム(301)を水平方向に左右移動させるようにしてある。
前記刃物退避構造(350)は、前記主ネジ軸(342)に平行に保持した操作丸軸(351)と、この操作丸軸(351)の一側面を前記アーム(301)の移動範囲において削除して形成した解放部(352)と、前記丸軸(351)をその軸心周りに回転するハンドレバー(353)と、前記丸軸(351)に下部側面を接し、上部を前記基礎ブロック(302)に固定した規制プレート(354)と、前記下部ブロック(345)に前記支点横軸(346)により前記基礎ブロック(302)を保持する構造とにより構成してある。
このようにして、前記規制プレート(354)が解放部(352)に対面して前記切削刃(320)を前記チャック(210)に保持された試料(S)表面に接触する状態と、前記規制プレート(354)が解放部(352)以外の箇所に対面して前記切削刃(320)を前記チャック(210)に保持された試料(S)表面に対して間隔をあける状態とに、前記ハンドレバー(353)の操作により切換えられるようにしてある。
このようにして、前記規制プレート(354)が解放部(352)に対面して前記切削刃(320)を前記チャック(210)に保持された試料(S)表面に接触する状態と、前記規制プレート(354)が解放部(352)以外の箇所に対面して前記切削刃(320)を前記チャック(210)に保持された試料(S)表面に対して間隔をあける状態とに、前記ハンドレバー(353)の操作により切換えられるようにしてある。
前記回転速度制御手段(400)は、前記チャック(210)の回転速度を、切削刃(320)の切削移動につれ増加するもので、以下の通りに構成してある。
前記基礎ブロック(302)の背面側に、スライダー電気抵抗器(401)を配置し、この抵抗器(401)の操作ノブ(402)の左右に接触する第一押しブロック(411)と第二押しブロック(412)を前記基礎ブロック(302)の背面に固定してある。
このようにして、前記基礎ブロック(302)の左右移動に伴い、第一押しブロック(411)又は(412)にて前記操作ノブ(402)を移動させ、前記スライダー電気抵抗器(401)の抵抗値を変更するようにしてある。
そして、この抵抗器(401)の抵抗値を、前記チャック(210)の駆動構造(250)のステップモータ(260)の回転速度を制御するパルス発生機構(図外)に導き、前記抵抗値の変動につれて発生パルス数を増減するようにしてある。
なお、切削操作を開始したときは、前記切削刃(320)が前記チャック(210)に保持される試料(S)のうち最大のものの切削開始位置(この試料の外周近傍)に前記切削刃(320)が至ったときに前記第一押しブロック(411)が前記操作ノブ(402)に当たり、復帰時は、前記切削刃(320)が原点位置に復帰したときに前記操作ノブ(402)が原点位置に復帰するように第二押しブロック(412)が前記操作ノブ(402)に当たるように、両ブロック(411)(412)の間に間隔を空けてある。
前記基礎ブロック(302)の背面側に、スライダー電気抵抗器(401)を配置し、この抵抗器(401)の操作ノブ(402)の左右に接触する第一押しブロック(411)と第二押しブロック(412)を前記基礎ブロック(302)の背面に固定してある。
このようにして、前記基礎ブロック(302)の左右移動に伴い、第一押しブロック(411)又は(412)にて前記操作ノブ(402)を移動させ、前記スライダー電気抵抗器(401)の抵抗値を変更するようにしてある。
そして、この抵抗器(401)の抵抗値を、前記チャック(210)の駆動構造(250)のステップモータ(260)の回転速度を制御するパルス発生機構(図外)に導き、前記抵抗値の変動につれて発生パルス数を増減するようにしてある。
なお、切削操作を開始したときは、前記切削刃(320)が前記チャック(210)に保持される試料(S)のうち最大のものの切削開始位置(この試料の外周近傍)に前記切削刃(320)が至ったときに前記第一押しブロック(411)が前記操作ノブ(402)に当たり、復帰時は、前記切削刃(320)が原点位置に復帰したときに前記操作ノブ(402)が原点位置に復帰するように第二押しブロック(412)が前記操作ノブ(402)に当たるように、両ブロック(411)(412)の間に間隔を空けてある。
前記刃物移動構造(340)のステップモータ(341)は、チャック(210)の回転に連動して、以下のように駆動するように制御手段(450)が設けてある。
前記チャック基板(213)の下面に磁石(451)を固定し、この磁石(451)の接近を感知して信号を発する近接センサー(452)を前記天板(150)に設け、この近接センサー(452)からの信号を前記ステップモータ(341)の駆動制御手段(図外)に入力し、この駆動制御手段を当該信号が入力されたときのみ、切削刃幅に相当する距離を高速で移動させるための駆動パルス信号を発するようにしてある。
このようにして、前記チャック(210)が一回転するたびに、高速で前記ステップモータ(341)を駆動し、切削刃(320)を切削幅分だけ中心側に移動するようにしてある。
この結果、ステップモータ(341)の低速回転時に生じる低周波の振動が生じない。
なお、前記近接センサー(452)からの信号による制御は、前記切削刃(320)が切削開始位置(一定)に至ったときから開始するようにし、原点位置からこの開始位置までの移動に際しては上記制御を行わないようにして、リードタイムの減少を図ってある。
前記チャック基板(213)の下面に磁石(451)を固定し、この磁石(451)の接近を感知して信号を発する近接センサー(452)を前記天板(150)に設け、この近接センサー(452)からの信号を前記ステップモータ(341)の駆動制御手段(図外)に入力し、この駆動制御手段を当該信号が入力されたときのみ、切削刃幅に相当する距離を高速で移動させるための駆動パルス信号を発するようにしてある。
このようにして、前記チャック(210)が一回転するたびに、高速で前記ステップモータ(341)を駆動し、切削刃(320)を切削幅分だけ中心側に移動するようにしてある。
この結果、ステップモータ(341)の低速回転時に生じる低周波の振動が生じない。
なお、前記近接センサー(452)からの信号による制御は、前記切削刃(320)が切削開始位置(一定)に至ったときから開始するようにし、原点位置からこの開始位置までの移動に際しては上記制御を行わないようにして、リードタイムの減少を図ってある。
(490)(491)はエンドセンサー、このセンサーに検出させるためのリブ(492)が前記下部ブロック(345)の背面に固定してある。
前記リブ(492)をいずれかのエンドセンサー(490)(491)により検出すると、刃物移動機構(340)のステップモータ(341)の制御手段に信号を送り、このモータ(341)を停止するようにしてある。
このようにして、保持アーム(301)が制御範囲外に移動しないように規制してある。
前記リブ(492)をいずれかのエンドセンサー(490)(491)により検出すると、刃物移動機構(340)のステップモータ(341)の制御手段に信号を送り、このモータ(341)を停止するようにしてある。
このようにして、保持アーム(301)が制御範囲外に移動しないように規制してある。
前記本体ケース(100)の前面には、電気・電子系を制御するためのスイッチボタンが以下のように配置してある。
電源ON−OFFボタン(191)、真空ポンプON−OFFボタン(192)、チャック駆動電源ボタン(193)、シーケンス設定用ディスプレー(194)、シーケンス選択ボタン(195)、シーケンス強制停止ボタン(196)、シーケンス開始起動ボタン(197)などである。
ダイヤル(199)は前記チャック(210)の初期回転速度を設定するためのもので、スライダー電気抵抗器(401)が原点にあるときの回転速度を設定するものである。
なお、シーケンス上記制御手段に対応して節制してある外、原点から切削開始位置まで高速度で切削刃を移動するもの、及び切削終了後に原点まで切削刃を戻すものが設定してある。
本体ケース(100)の側壁に設けたブザー(198)は、切削刃(320)の切削終了位置に至ったことを知らせるもので、当該ブザーが鳴ると、前記近接センサー(452)による切削刃(320)移動を停止するようにシーケンスを設定してある。
電源ON−OFFボタン(191)、真空ポンプON−OFFボタン(192)、チャック駆動電源ボタン(193)、シーケンス設定用ディスプレー(194)、シーケンス選択ボタン(195)、シーケンス強制停止ボタン(196)、シーケンス開始起動ボタン(197)などである。
ダイヤル(199)は前記チャック(210)の初期回転速度を設定するためのもので、スライダー電気抵抗器(401)が原点にあるときの回転速度を設定するものである。
なお、シーケンス上記制御手段に対応して節制してある外、原点から切削開始位置まで高速度で切削刃を移動するもの、及び切削終了後に原点まで切削刃を戻すものが設定してある。
本体ケース(100)の側壁に設けたブザー(198)は、切削刃(320)の切削終了位置に至ったことを知らせるもので、当該ブザーが鳴ると、前記近接センサー(452)による切削刃(320)移動を停止するようにシーケンスを設定してある。
本実施例は、前記チャック(210)に吸着する試料(S)が、その最大幅よりも小さいときに用いる吸着面制御板の例を示す。
前記チャック板(215)と同様な外径を有する機密性のシート材(510)の中央に、小径試料の外径と同様径を有する円孔(511)を形成したものである。
このシート材(510)の厚さは、小径試料の厚さより薄くしてある。
これを小径試料と共にチャック板(210)に載せることにより、小径試料の外方に位置する吸気孔(216)をこのシート材(510)にて塞ぎ、負圧のもれをなくして、試料を規定の大きさのものと同様に吸引固定することができた。
前記チャック板(215)と同様な外径を有する機密性のシート材(510)の中央に、小径試料の外径と同様径を有する円孔(511)を形成したものである。
このシート材(510)の厚さは、小径試料の厚さより薄くしてある。
これを小径試料と共にチャック板(210)に載せることにより、小径試料の外方に位置する吸気孔(216)をこのシート材(510)にて塞ぎ、負圧のもれをなくして、試料を規定の大きさのものと同様に吸引固定することができた。
本実施例は、吸着面制御板の別の例を示す。
シート材(520)の中央には4角形の試料と同型同大の外形を有する角孔(521)が設けてある。その他は前記実施例2と同様である。
このシート材(520)を用いることにより、円盤のみならず、矩形の試料に対応して吸着固定できた。
なお、角孔(521)を各種試料の外形に合わせ形成することにより色々な形状の板状試料の表層切削が可能になり本切削装置の汎用性を高めることができた。
シート材(520)の中央には4角形の試料と同型同大の外形を有する角孔(521)が設けてある。その他は前記実施例2と同様である。
このシート材(520)を用いることにより、円盤のみならず、矩形の試料に対応して吸着固定できた。
なお、角孔(521)を各種試料の外形に合わせ形成することにより色々な形状の板状試料の表層切削が可能になり本切削装置の汎用性を高めることができた。
本実施例は、フイルムやシート等の軟質な試料の表面切削に有用なチャック板の例を示す。
このチャック板(230)は、吸気孔(231)の直径を0.1mmかそれ以下の微小なものにして、間隔を密に多数形成したものである。
このようにすることで、軟質な試料を略均等に吸引することによって、軟質な試料を平坦にして吸引固定することができた。
なお裏面には通気用空間(232)が設けてあり、これらのところどころに補強用のリブ(234)・・・・が設けてある。
このチャック板(230)は、吸気孔(231)の直径を0.1mmかそれ以下の微小なものにして、間隔を密に多数形成したものである。
このようにすることで、軟質な試料を略均等に吸引することによって、軟質な試料を平坦にして吸引固定することができた。
なお裏面には通気用空間(232)が設けてあり、これらのところどころに補強用のリブ(234)・・・・が設けてある。
本実施例は、前記錘(332)にかわりバネ(335)により切削刃(320)に負荷をかける負荷調整構造(330)の例を示す。
前記基礎ブロック(302)と前記下部ブロック(345)とを繋ぐ支点横軸(346)から離れた位置において、コイルバネ(335)の下端を前記下部ブロック(345)に固定してある。
また、前記コイルバネ(335)の上端は、前記基礎ブロック(302)から伸びているフレーム(303)の上下に移動自在で、回転不能に保持したネジ軸(336)の下端に固定してある。
前記ネジ軸(336)は前記フレーム(303)の上方においてナット(337)とネジ嵌めしてあり、このナット(337)の回転により、前記ネジ軸(336)を上下して、前記コイルバネ(335)の弾発力を調整するようにしてある。
前記アーム(301)の右端には、バランスウエート(338)が着脱自在に取り付けてある。
このようにしてコイルバネ(335)の弾発力により、前記切削刃(320)を試料(S)に押さえつけるようにした。
なお、前記バランスウエート(338)は、軟質な表層を切削するのに、刃先が過剰に食い込むのを防止するものであり、硬い表層を切削する場合は、前記アーム(301)から取外しておいてもよい。
このバランスウエート(338)は、前記錘(332)を使用した負荷調整構造(330)に何ら問題なく用いることができる。
さらに、前記実施例1に示す錘(332)による機構を併用する場合は、コイルバネ(335)の弾発力を最小限必要な弱いものに固定し、調整に必要な分の重さの錘(332)を設けることにより、調整が確実・簡単に行えるようになる。
前記基礎ブロック(302)と前記下部ブロック(345)とを繋ぐ支点横軸(346)から離れた位置において、コイルバネ(335)の下端を前記下部ブロック(345)に固定してある。
また、前記コイルバネ(335)の上端は、前記基礎ブロック(302)から伸びているフレーム(303)の上下に移動自在で、回転不能に保持したネジ軸(336)の下端に固定してある。
前記ネジ軸(336)は前記フレーム(303)の上方においてナット(337)とネジ嵌めしてあり、このナット(337)の回転により、前記ネジ軸(336)を上下して、前記コイルバネ(335)の弾発力を調整するようにしてある。
前記アーム(301)の右端には、バランスウエート(338)が着脱自在に取り付けてある。
このようにしてコイルバネ(335)の弾発力により、前記切削刃(320)を試料(S)に押さえつけるようにした。
なお、前記バランスウエート(338)は、軟質な表層を切削するのに、刃先が過剰に食い込むのを防止するものであり、硬い表層を切削する場合は、前記アーム(301)から取外しておいてもよい。
このバランスウエート(338)は、前記錘(332)を使用した負荷調整構造(330)に何ら問題なく用いることができる。
さらに、前記実施例1に示す錘(332)による機構を併用する場合は、コイルバネ(335)の弾発力を最小限必要な弱いものに固定し、調整に必要な分の重さの錘(332)を設けることにより、調整が確実・簡単に行えるようになる。
前記近接センサー(452)による駆動制御手段(450)がなくとも、表層切削は十分に行えるが、表層が極めて薄く、振動などによる切削深さの変動が試料の地材を削りだす可能性があり、後の検査・分析に当たりこのような外乱を嫌う場合は有効な手段である。
本発明は、表面加工してあるシートやディスクの表層材の分析にあたり、その表層材の収集を飛躍的の高能率化したものである。
(100) 本体ケース
(150) 天板
(151) チョウバン
(160) 伸縮アーム
(170) 風除け透明カバー
(180) 透明の防塵壁
(191) 電源ON−OFFボタン
(192) 真空ポンプON−OFFボタン
(193) チャック駆動電源ボタン
(194) シーケンス設定用ディスプレー
(195) シーケンス選択ボタン
(196) シーケンス強制停止ボタン
(197) シーケンス開始起動ボタン
(198) ブザー
(199) 回転速度調整ダイヤル
(200) 試料保持機構
(210) チャック
(211) 中空軸
(212) 外筒
(213) チャック基板
(214) ピン
(215) チャック板
(216) 吸気孔
(220) 通気口
(221)(222) リング状の通気溝
(223)(224) 直線状の通気溝
(230) チャック板
(231) 吸気孔
(232) 通気用空間
(234) 補強用のリブ
(250) 駆動構造
(251) 第一ギヤ
(252) 第二ギヤ
(260) ステップモータ
(270) チャック台
(271) ベアリング
(300) 刃物保持機構
(301) 保持アーム
(302) 基礎ブロック
(303) フレーム
(310) 切削刃保持構造
(312) 止めネジ
(313) 刃物固定部
(314) 止めネジ
(315) 切削刃ホルダ孔
(320) 切削刃
(321) 切削刃の持ち部
(330) 負荷調整構造
文331) 止めネジ
(332) 錘
(335) コイルバネ
(336) ネジ軸
(337) ナット
(338) バランスウエート
(340) 刃物移動機構
(341) ステップモータ
(342) 主ネジ軸
(343) 駒部材
(344) フレーム
(345) 下部ブロック
(346) 支点横軸
(350) 刃物退避構造
(351) 操作丸軸
(352) 解放部
(353) ハンドレバー
(354) 規制プレート
(400) 回転速度制御手段
(401) スライダー電気抵抗器
(402) 操作ノブ
(411) 第一押しブロック
(412) 第二押しブロック
(450) 駆動制御手段
(451) 磁石
(452) 近接センサー
(490)(491) エンドセンサー
(492) リブ
(510) シート材
(511) 円孔
(520) シート材
(521) 角孔
(600) 真空ポンプ
(611) 第一パイプ
(612) 第二パイプ
(613) 第三パイプ
(620) 三方切換えバルブ
(621) 第一口
(622) 第二口
(623) 第三口
(625) 切換えレバー
(630) 管継ぎ手
(640) 真空チャンバー
(641) 吸引口
(650) 空気孔
(A) 刃先前面
(B) 回転中心と刃先端を通る接線
(K) 刃先線
(S) 試料
(α) 試料の表面と刃先前面の挟角
(β) 回転中心と刃先端を通る接線と刃先線の角度
(150) 天板
(151) チョウバン
(160) 伸縮アーム
(170) 風除け透明カバー
(180) 透明の防塵壁
(191) 電源ON−OFFボタン
(192) 真空ポンプON−OFFボタン
(193) チャック駆動電源ボタン
(194) シーケンス設定用ディスプレー
(195) シーケンス選択ボタン
(196) シーケンス強制停止ボタン
(197) シーケンス開始起動ボタン
(198) ブザー
(199) 回転速度調整ダイヤル
(200) 試料保持機構
(210) チャック
(211) 中空軸
(212) 外筒
(213) チャック基板
(214) ピン
(215) チャック板
(216) 吸気孔
(220) 通気口
(221)(222) リング状の通気溝
(223)(224) 直線状の通気溝
(230) チャック板
(231) 吸気孔
(232) 通気用空間
(234) 補強用のリブ
(250) 駆動構造
(251) 第一ギヤ
(252) 第二ギヤ
(260) ステップモータ
(270) チャック台
(271) ベアリング
(300) 刃物保持機構
(301) 保持アーム
(302) 基礎ブロック
(303) フレーム
(310) 切削刃保持構造
(312) 止めネジ
(313) 刃物固定部
(314) 止めネジ
(315) 切削刃ホルダ孔
(320) 切削刃
(321) 切削刃の持ち部
(330) 負荷調整構造
文331) 止めネジ
(332) 錘
(335) コイルバネ
(336) ネジ軸
(337) ナット
(338) バランスウエート
(340) 刃物移動機構
(341) ステップモータ
(342) 主ネジ軸
(343) 駒部材
(344) フレーム
(345) 下部ブロック
(346) 支点横軸
(350) 刃物退避構造
(351) 操作丸軸
(352) 解放部
(353) ハンドレバー
(354) 規制プレート
(400) 回転速度制御手段
(401) スライダー電気抵抗器
(402) 操作ノブ
(411) 第一押しブロック
(412) 第二押しブロック
(450) 駆動制御手段
(451) 磁石
(452) 近接センサー
(490)(491) エンドセンサー
(492) リブ
(510) シート材
(511) 円孔
(520) シート材
(521) 角孔
(600) 真空ポンプ
(611) 第一パイプ
(612) 第二パイプ
(613) 第三パイプ
(620) 三方切換えバルブ
(621) 第一口
(622) 第二口
(623) 第三口
(625) 切換えレバー
(630) 管継ぎ手
(640) 真空チャンバー
(641) 吸引口
(650) 空気孔
(A) 刃先前面
(B) 回転中心と刃先端を通る接線
(K) 刃先線
(S) 試料
(α) 試料の表面と刃先前面の挟角
(β) 回転中心と刃先端を通る接線と刃先線の角度
Claims (8)
- 板状の試料表面の層を採取するために、これを切削する表層切削装置において、前記試料を保持する試料保持機構と、この試料表面に接触する切削刃を保持する刃物保持機構とからなり、前記切削刃の切削移動方向前方に向かう刃先端面と前記試料表面との挟角が鋭角になるように刃物を保持するとともに、前記切削刃と前記試料表面との接触に当たり所定の荷重をあたえる負荷構造が設けてあることを特徴とする表層切削装置
- 前記請求項1に記載の表層切削装置において、前記負荷構造は、負荷量を調整可能にしてあることを特徴とする表層切削装置
- 前記請求項1又は2に記載の表層切削装置において、前記試料保持機構は、テーブル状の保持部に板状の試料を載置保持しながら、これを試料表面に垂直な中心線周りに回転する回転構造を有し、前記刃物保持機構は、前記試料保持機構の回転中心に向かって保持した切削刃を移動させる刃物移動機構が設けてあることを特徴とする表層切削装置
- 前記請求項3に記載の表層切削装置において、前記試料の1回転毎に、前記切削刃を一定幅移動させる刃物移動制御手段が設けてあることを特徴とする表層切削装置
- 前記請求項3又は4に記載の表層切削装置において、前記切削刃の移動につれて、前記試料の回転速度を増加する速度制御手段が設けてあることを特徴とする表層切削装置
- 前記請求項5に記載の表層切削装置において、前記速度制御手段は前記試料の回転速度を試料表面と切削刃との相対速度が一定の範囲内にあるように増加するよう設定してあることを特徴とする表層切削装置
- 前記請求項3から6のいずれかに記載の表層切削装置において、テーブル状の保持部の表面に多数の吸引口を有し、当該吸引口が真空ポンプに連結されてなる真空吸着構造を有していることを特徴とする表層切削装置
- 前記請求項7に記載の表層切削装置に対して使用する吸着面制御板であって、板前記保持部の表面と同様な外周と板状試料より薄い厚さを有する気密性のシート板の中央部に所定の試料の外形と同様な形状の貫通穴を有することを特徴とする吸着面制御板
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004234933A JP2006026878A (ja) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | 表層切削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004234933A JP2006026878A (ja) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | 表層切削装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006026878A true JP2006026878A (ja) | 2006-02-02 |
Family
ID=35893806
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---|---|---|---|
JP2004234933A Pending JP2006026878A (ja) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | 表層切削装置 |
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JP (1) | JP2006026878A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014047552A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Tajima Roofing Inc | 床材切削機及び床材剥離方法 |
CN114734650A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-07-12 | 宁波恒富汽车部件发展有限公司 | 一种齿轮热铆接机 |
-
2004
- 2004-07-13 JP JP2004234933A patent/JP2006026878A/ja active Pending
Cited By (2)
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JP2014047552A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Tajima Roofing Inc | 床材切削機及び床材剥離方法 |
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