JP2007283651A - 硬脆性ディスクの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多数の板材を重ねてこれらを一気にかつ高精度に加工できる硬脆性ディスクの加工方法を得る。
【解決手段】平滑な載置面（１１ａ）を有する取付け治具（１０）に多数の硬脆性の板材（１５）を積み重ねるとともに、前記取付け治具（１０）と各板材（１５）とを固着剤（１６）を介して一体的に固着し、小径の内径円筒刃（４）と大径の外径円筒刃（５）とを同軸に有するコアリングカッター（２）を設け、該コアリングカッター（２）を超音波スピンドル（１）により回転かつ超音波振動させつつ、前記内径円筒刃（４）及び外径円筒刃（５）を前記板材（１５）の上段から下段に向けて貫通させる。また、前記内径円筒刃（４）及び外径円筒刃（５）の先端部は、それぞれの外周を下方に向かって縮小するテーパー面（４ｃ，５ｃ）とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス、セラミックス等、硬脆性の板材を切り抜いて円盤状のディスクを得る硬脆性ディスクの加工方法に関するものである。

コンピューター等の記録媒体として使用されるハードディスクは、非磁性金属であるアルミニュウムのディスクを基板とし、これに磁性材料をコーティングしたものが一般に用いられている。しかしながら、前記ハードディスクは、ノートパソコン、携帯電話等の小型製品の到来により、肉厚の均一さと表面の平滑さが厳しく要求され、近年、アルミニュウム製のディスクから、高精度の加工が行えるガラス、セラミック等、硬脆性の板材が使用されるようになってきた。

ところで、ガラスのディスクを加工する従来の技術として、一枚のガラス板の裏面に紫外線硬化テープを貼着し、該ガラス板を前記紫外線硬化テープを介して吸着台に載置し、吸引エアによって吸着固定する。次いでコアリング用砥石の円筒刃を回転させつつ降下させ、該円筒刃により前記ガラス板の内周部を切断して円盤状のディスクを得るようにしたものがあった。

しかしながら、前記従来のものは、ガラス板を１枚づつ切断して円盤状のディスクを得るようにしていたので量産性に乏しいものであった。
特開２００３−９４３０１号公報。

本発明は、多数の板材を重ねてこれらを一気にかつ高精度に加工できる新規な硬脆性ディスクの加工方法を得ることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、平滑な載置面を有する取付け治具に多数の硬脆性の板材を積み重ねるとともに、前記取付け治具と各板材とを固着剤を介して一体的に固着し、小径の内径円筒刃と大径の外径円筒刃とを同軸に有するコアリングカッターを設け、該コアリングカッターを超音波スピンドルにより回転かつ超音波振動させつつ、前記内径円筒刃及び外径円筒刃を前記板材の上段から下段に向けて貫通させるようにしたものである。
請求項２に係る発明は、前記内径円筒刃及び外径円筒刃の先端部を、それぞれの外周を下方に向かって縮小するテーパー面としたものである。

請求項１に係る発明は、コアリングカッターが、回転かつ超音波振動しながら板材と接触するので、硬脆性の板材を高精度に加工することができる。また、取付け治具と各板材とが固着剤を介して一体的に固着されているので、内径円筒刃及び外径円筒刃が板材の上段から下段に向かって進行する際に、該内径円筒刃及び外径円筒刃によって分断された板材の上段側の分断片は、下段側の板材及び取付け治具によって保持されることになり、前記上段側の分断片が加工途中で不用意に振動したり、内径円筒刃及び外径円筒刃と供回りしたりしなくなる。
請求項２に係る発明は、前記内径円筒刃及び外径円筒刃の下端の肉厚が薄く、従って板材との接触面積が小さくなり、食込み時における板材への衝撃が小さくなり、加工が安定することになる。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明による板材セット状態の断面図、図２は本発明による加工初期状態の断面図、図３は本発明による加工完了状態の断面図、図４は図１の要部拡大断面図、図５は加工品の斜視図、図６はコアリングカッターの断面図である。

図１において、１はモーターによって回転される超音波スピンドルであり、内部に超音波振動子（図示省略）が装着され、該超音波振動子によって下部に取り付けたコアリングカッター２を微振動させるようになっている。

前記コアリングカッター２は、前記超音波スピンドル１にねじ連結されるシャンク３の下部に小径の内径円筒刃４と大径の外径円筒刃５とを同軸に有する。即ち、図６に示すように、前記内径円筒刃４はシャンク３の下面軸心部に細長い円筒状の内ホルダー４ａを下方に向けて突出形成し、該内ホルダー４ａの下端に、リング状の内径刃体４ｂを同軸に固着してなり、また、前記外径円筒刃５はシャンク３の外周に太い円筒状の外ホルダー５ａをねじ連結し、該外ホルダー５ａの下端にリング状の外径刃体５ｂを同軸に固着してなる。なお、前記内径円筒刃４の外径、外径円筒刃５の内径は、加工されるディスクの種類（大きさ）によって適宜設定する。

前記内径刃体４ｂは外径刃体５ｂよりも若干下方に突出させ、各内径刃体４ｂ及び外径刃体５ｂの外周は下方に向かって縮小するテーパー面４ｃ，５ｃにして下端の肉厚を薄くする。図１、図６において、６は前記外ホルダー５ａの上部に形成した注水孔、７は注水孔６に向けてクーラントを吐出するノズルである。

前記超音波スピンドル１の下方に取付け治具１０を配置してテーブル（図示省略）に吸着固定する。該取付け治具１０は、図１に示すように、四角形の底板１１の縁部に側板１２を取り付けて内部に四角形の収容室１３を形成する。該収容室１３は、４個のディスクが加工できる被加工用の板材（ガラス板）１５が密接に嵌合する大きさとする。前記収容室１３の底面をなす底板１１の上面は平滑な載置面１１ａとなっており、該載置面１１ａに刃逃げ部１４を形成する。

前記刃逃げ部１４は、前述した内径刃体４ａが遊嵌する小径の孔１４ａ、外径刃体５ａが遊嵌するリング状の凹溝１４ｂからなり、各孔１４ａ、凹溝１４ｂは、加工（切断）されるディスクに対応させて前記載置面１１ａの４カ所に形成する。

前記収容室１３に、多数の板材、本例では１０枚の板材１５を積み重ねて収容し、これらを冷凍チャック方式で一体化して載置面１１ａに固定する。即ち、図４に示すように、前記取付け治具１０の載置面１１ａと最下段の板材１５ａとの間、及び該最下段の板材１５ａから最上段の板材１５ｃに至る中間部の各板材１５ｂ間に公知の低温凝固剤からなる固着剤１６を塗布等により約１μｍの膜厚で介在させ、次いで前記取付け治具１０および板材１５を冷却して前記固着剤１６を凝固させ、この凝固による付着力で前記積み重ねた板材１５を一体化するとともに、取付け治具１０の載置面１１ａに固着する。

この状態で前記超音波スピンドル１の超音波振動子を作動させるとともに、主軸モーター（図示省略）を起動させ、該超音波スピンドル１を５００〜５０００ｒｐｍで回転させつつ、下方に移動させ、図２、図３に示すように、内径刃体４ｂ、外径刃体５ｂを最上段の板材１５ｃから最下段の板材１５ａに向けて進行させ、前記各板材１５から、図５に示すように、軸心部に中心孔１７ａを有するディスク１７が積み重なった状態で一気に形成されることになる。加工後は、前記取付け治具１０をテーブルから取り外し、これを外気温まで昇温させて前述した固着剤１６を融解させ、各ディスク（加工品）１７及び板材の端材を取付け治具１０から取り出す。

上記実施例によれば、コアリングカッター２が、回転かつ超音波振動しながら板材１５と接触するので、ガラス等、硬脆性の板材１５を高精度に加工することができる。また、取付け治具１０の載置面１１ａに多数の板材１５を積み重ね、これらを固着剤で一体化して載置面１１ａに固着するようにしたので、各板材１５を高精度に位置決めできるとともに、内径刃体４ｂ及び外径刃体５ｂが板材１５の上段から下段に向かって進行する際に、該内径刃体４ｂ及び外径刃体５ｂによって分断された板材１５の上段側の分断片（ディスク１７）が下段側の板材１５及び取付け治具１０によって保持されることになり、各板材１５を高精度に加工（切断）することができる。

また、前記内径刃体４ｂ及び外径刃体５ｂの下端の肉厚が薄く、従って板材１５との接触面積が小さくなり、食込み時における板材１５への衝撃が小さくなり、加工が安定することになる。

本発明による板材セット状態の断面図である。 本発明による加工初期状態の断面図である。 本発明による加工完了状態の断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 加工品の斜視図である。 コアリングカッターの断面図である。

符号の説明

１ 超音波スピンドル
２ コアリングカッター
３ シャンク
４ 内径円筒刃
４ａ 中ホルダー
４ｂ 内径刃体
４ｃ テーパー面
５ 外径円筒刃
５ａ 外ホルダー
５ｂ 外径刃体
５ｃ テーパー面
６ 注水孔
７ ノズル
１０ 取付け治具
１１ 底板
１１ａ 載置面
１２ 側板
１３ 収容室
１４ 逃げ凹部
１４ａ 小径の孔
１４ｂ リング状の凹溝
１５ 板材
１５ａ 最下段の板材
１５ｃ 最上段の板材
１５ｂ 中間部の板材
１６ 固着材
１７ ディスク（加工品）
１７ａ 中心孔

Claims (2)

1. 平滑な載置面（１１ａ）を有する取付け治具（１０）に多数の硬脆性の板材（１５）を積み重ねるとともに、前記取付け治具（１０）と各板材（１５）とを固着剤（１６）を介して一体的に固着し、小径の内径円筒刃（４）と大径の外径円筒刃（５）とを同軸に有するコアリングカッター（２）を設け、該コアリングカッター（２）を超音波スピンドル（１）により回転かつ超音波振動させつつ、前記内径円筒刃（４）及び外径円筒刃（５）を前記板材（１５）の上段から下段に向けて貫通させることを特徴とする硬脆性ディスクの加工方法。
2. 内径円筒刃（４）及び外径円筒刃（５）の先端部は、それぞれの外周を下方に向かって縮小するテーパー面（４ｃ，５ｃ）としたことを特徴とする請求項１記載の硬脆性ディスクの加工方法。

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