JP5445211B2 - Polishing method - Google Patents
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Description
この発明は、金型のキャビティ内面の研磨方法に関し、特に、キャビティが丸穴の内面
に螺旋状の溝を形成したものである場合の研磨方法に関するものである。
The present invention relates to a polishing method for an inner surface of a cavity of a mold, and more particularly to a polishing method in a case where a cavity has a spiral groove formed on the inner surface of a round hole.
従来から、丸軸の外周に螺旋状の突起が形成された物体(例えば、ウォームや雄ねじ)
を射出成形するための金型の多くは、放電加工によってキャビティが形成されていた。こ
のような放電加工によってキャビティが形成された金型は、キャビティ内面が梨地面状の
微小凹凸面になっており、キャビティ内面が平滑面ではないため、射出成形品にキャビテ
ィの荒れた内面が転写され、射出成形品の品質及び耐久性を向上させる上で改善が求めら
れていた。
Conventionally, an object with a spiral protrusion formed on the outer periphery of a round shaft (for example, a worm or male screw)
Many of the molds for injection molding have cavities formed by electric discharge machining. The mold in which the cavity is formed by such electric discharge machining has a fine uneven surface on the inner surface of the cavity, and the inner surface of the cavity is not a smooth surface, so the rough inner surface of the cavity is transferred to the injection molded product. In order to improve the quality and durability of injection-molded products, improvements have been demanded.
このような、金型の改善を求める要望に応えるためには、図24に示すような研磨装置
100を使用した研磨方法の採用が考えられる。
In order to meet such a demand for improving the mold, it is conceivable to employ a polishing method using a
この図24に示す研磨装置100は、被研磨面101に直交するように支持した研磨軸
102の先端研磨部(磁性球体)103と被研磨面101との間に、研磨材(磁性流体に
非磁性砥粒を分散させたもの)を磁界で保持するようになっている。そして、この図24
に示す研磨装置100は、研磨軸102を被研磨面101と平行で互いに直角な2方向(
X方向、Y方向)と被研磨面101に垂直な方向(Z方向)に3次元的に微小振動させる
ことにより、被研磨面101を高精度に研磨するようになっている(特許文献1参照)。
The
The
The surface to be polished 101 is polished with high accuracy by three-dimensional microvibration in the direction (Z direction) perpendicular to the surface to be polished 101 (X direction, Y direction) (see Patent Document 1). ).
しかしながら、図24に示す研磨装置100による研磨方法は、外部に露出する被研磨
面101の研磨に適用できるものであるが、丸軸の外周に螺旋状の突起が形成された物体
(例えば、ウォームや雄ねじ)を射出成形するための金型のキャビティ(外部に露出しな
い丸穴の内面側に螺旋状の溝が形成されたキャビティ)の研磨に適用できるものではない
。
However, the polishing method performed by the
そこで、本発明は、金型のキャビティのうち、特に、丸穴形状のキャビティの内周側に
形成された螺旋状の溝を研磨するのに適した研磨方法を提供する。
Therefore, the present invention provides a polishing method suitable for polishing a spiral groove formed on the inner peripheral side of a cavity having a round hole shape, among cavities of a mold.
本発明は、金型のキャビティ内面の研磨方法に関するものである。この発明において、
前記キャビティは、丸穴の内周に螺旋状の溝が形成されたものである。前記螺旋状の溝に
は、研磨工具の螺旋状の突起が隙間をもって嵌り合うようになっている。前記隙間には、
流動性を有する研磨材が充填される。そして、前記研磨工具は、(1)前記突起を前記螺
旋状の溝の被研磨面に押し付ける方向の負荷が掛けられた状態で振動させられ、前記突起
が前記螺旋状の溝の前記被研磨面に対して接近・離間を繰り返し、(2)前記螺旋状の溝
のリードと同じリードとなるように、前記金型に対して前記丸穴の軸心の回りに相対回動
させられ、且つ、前記金型に対して前記丸穴の軸心の延びる方向に沿って相対移動させら
れることにより、(3)前記研磨材で前記螺旋状の溝の被研磨面を研磨するようになって
いる。
The present invention relates to a method for polishing an inner surface of a cavity of a mold. In this invention,
The cavity has a spiral groove formed on the inner periphery of a round hole. The spiral groove of the polishing tool fits in the spiral groove with a gap. In the gap,
An abrasive having fluidity is filled. The polishing tool is (1) vibrated in a state where a load is applied in a direction in which the protrusion is pressed against the surface to be polished of the spiral groove, and the protrusion is the surface to be polished of the spiral groove. (2) is relatively rotated about the axis of the round hole with respect to the mold so as to be the same lead as the lead of the spiral groove, and By being moved relative to the mold along the direction in which the axis of the round hole extends, (3) the surface to be polished of the spiral groove is polished with the abrasive.
本発明の研磨方法において、前記研磨工具は、楕円図形又は真円図形を描くように2次
元振動させられるか、若しくは、リサージュ図形を描くように3次元振動させられる。
In the polishing method of the present invention, the polishing tool is vibrated two-dimensionally so as to draw an elliptical shape or a perfect circle shape, or is vibrated three-dimensionally so as to draw a Lissajous figure.
本発明の研磨方法に係る前記研磨工具の前記突起は、前記丸穴の内周方向に沿って、少
なくとも180度の範囲で切り欠いてもよい。
The protrusion of the polishing tool according to the polishing method of the present invention may be cut out in a range of at least 180 degrees along the inner peripheral direction of the round hole.
本発明の研磨方法において、前記研磨工具には、前記研磨材を貯留するための研磨材貯
留部を形成してもよい。そして、前記隙間の前記研磨材が減少した場合に、前記研磨材貯
留部内の研磨材を前記隙間に供給するようにしてもよい。
In the polishing method of the present invention, the polishing tool may be formed with an abrasive material storage part for storing the abrasive material. Then, when the abrasive in the gap decreases, the abrasive in the abrasive reservoir may be supplied to the gap.
本発明によれば、振動させられた研磨工具の螺旋状の突起をキャビティの螺旋状の溝に
沿って移動させることにより、キャビティの溝の被研磨面と研磨工具の突起との隙間に充
填された研磨材が被研磨面に擦り付けられ、キャビティの螺旋状の溝の被研磨面が一様に
研磨され、被研磨面が平滑面になる。
According to the present invention, the spiral projection of the polishing tool that has been vibrated is moved along the spiral groove of the cavity to fill the gap between the surface to be polished of the cavity groove and the projection of the polishing tool. The polished abrasive is rubbed against the surface to be polished, the surface to be polished of the spiral groove of the cavity is uniformly polished, and the surface to be polished becomes a smooth surface.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(金型と研磨工具)
図1は、金型1のキャビティ2の形状と研磨工具3との関係を示す図である。
(Mold and polishing tool)
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the shape of the
この図1に示すように、金型1は、ウォームを射出成形するためのキャビティ2が放電
加工によって形成されている。この金型1のキャビティ2は、ウォームの外観形状を形作
るものであり、丸穴4の内周に螺旋状の溝5が形成されている。この螺旋状の溝5は、ウ
ォームの歯を形作るためのものであり、図1における断面形状が略三角形状になっている
。そして、この断面略三角形状の溝5を形作る溝側面5a,5bは、ウォームの歯面に対
応するものであり、放電加工によって微小な凹凸からなる梨地面状の荒れた面になってい
る。したがって、この放電加工されたままの金型1でウォームを射出成形すると、ウォー
ムの歯面がキャビティ2の溝側面5a,5bの形状が転写された形状となり、ウォームの
歯面が梨地面状に荒れたものとなってしまう。そこで、本実施形態は、キャビティ2の内
面(溝側面5a,5b)に僅かな隙間をもって嵌り合う研磨工具3を嵌合すると共に、キ
ャビティ2の内面(溝側面5a,5b)と研磨工具3との隙間6にペースト状の研磨材7
(例えば、粒径が1μmのダイヤモンド砥粒を含んだダイヤモンドペースト)を充填し、
研磨工具3を微小振動させ、溝側面5a,5bが平滑な面となるように研磨材7によって
研磨する。
As shown in FIG. 1, a
(For example, diamond paste containing diamond abrasive grains having a particle diameter of 1 μm),
The
(研磨工具の製造工程)
図2は、研磨工具3の製造工程を示す図である。まず、金型1のキャビティ2の下端側
に栓8をする(図2(a)参照)。次に、研磨工具3の支持軸10の軸心11と金型1の
キャビティ2の軸心12とが合うようにして、支持軸10を金型1のキャビティ2内に挿
入する(図2(a)及び図2(b)参照)。なお、支持軸10は、内部に図示しないカー
トリッジヒータを収容できる空間13が形成された金属製(例えば、鉄)の有底筒状体で
ある。次に、支持軸10の空間13内に図示しないカートリッジヒータを収容し、キャビ
ティ2内に液状樹脂(例えば、エポキシ樹脂)14を注入し、そのカートリッジヒータで
液状樹脂14を加熱して、液状樹脂14の流動性を確保する(図2(c)参照)。そして
、キャビテイ2の内部に液状樹脂14が満たされた後、図示しないカートリッジヒータへ
の通電を停止し、そのカートリッジヒータによる樹脂の加熱を停止し、カートリッジヒー
タを空間13から抜き出す(図2(c)参照)。その後、キャビティ2の内部の樹脂が冷
却されると収縮し、キャビテイ2の内面が転写された樹脂材料製の研磨工具3が形成され
る(図2(d)参照)。この際、キャビティ2の内面と研磨工具3との間には、キャビテ
ィ2の内径寸法が5mmであるとすると、50μm(半径方向で25μm)程度の微小な
隙間6が形成され、キャビティ2の内面の螺旋状の溝5に研磨工具3の螺旋状の突起15
が微小な隙間6を持って嵌り合っている。次に、金型1のキャビティ2から栓8を外し、
研磨工具3を金型1のキャビティ2内から抜き出す(図2(d)参照)。
(Abrasive tool manufacturing process)
FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of the
Are fitted with a
The
このようにして形成された研磨工具3は、図3乃至図4に示す金型1の研磨装置16に
取り付けられて、金型1の研磨作業に使用される。
The
なお、上記説明は、カートリッジヒータによって液状樹脂を加熱するようになっている
が、これに限られず、金型1をホットプレート等の外部熱源によって加熱し、金型1のキ
ャビティ2内に注入した液状樹脂を加熱するようにしてもよい。
In the above description, the liquid resin is heated by the cartridge heater. However, the present invention is not limited to this, and the
(金型の研磨装置)
図3乃至図4は、金型1の研磨装置16を示すものである。このうち、図3は、金型1
の研磨装置16の全体を示す正面図である。また、図4は、図3の研磨装置16の金型固
定部17側を示す図であり、図4(a)が金型固定部17側の平面図を示し、図4(b)
が金型固定部17側の正面図を示している。
(Die polishing equipment)
3 to 4 show the polishing
It is a front view which shows the
Shows a front view of the
図3に示すように、研磨装置16は、基台18の上面18aに沿って左右方向(±X方
向)へ移動できるようになっているスライドテーブル20を有し、このスライドテーブル
20の上に回転テーブル21、X−Y方向位置微調整テーブル22(22A,22B)、
及び金型保持テーブル23の順に各テーブルが積み重ねられている。また、研磨装置16
は、後に詳述するように、研磨工具3を取り付ける加工用ヘッド24が、ガイドレール2
5,25に沿って上下動(±Z方向へ移動)できるようになっている。
As shown in FIG. 3, the polishing
And each table is stacked in the order of the mold holding table 23. Further, the polishing
As will be described in detail later, the
5 and 25 can be moved up and down (moved in the ± Z direction).
図3及び図4に示すように、スライドテーブル20は、平面形状が四角形状であり、第
1モータM1によって駆動される第1テーブルスライド機構26で左右方向にスライド移
動できるようになっている。第1テーブルスライド機構26は、例えば、第1モータM1
によって駆動されるギヤトレイン又はボールねじ等の動力伝達機構部と、この動力伝達機
構部によって移動させられるスライドテーブル20を基台18の上面18aの左右方向に
沿って案内するガイドレール等によって構成されている。また、第1モータM1は、制御
手段27としてのCPUからの制御信号に基づいて作動するステッピングモータである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the slide table 20 has a quadrangular planar shape, and can be slid in the left-right direction by a first
A power train mechanism such as a gear train or a ball screw driven by the motor, and a guide rail that guides the slide table 20 moved by the power train mechanism along the left-right direction of the
回転テーブル21は、スライドテーブル20側に支持されて回動できるようになってお
り、回転中心部に位置する回転支持軸28がギヤトレイン等の回転動力伝達機構30を介
して第2モータM2によって回転駆動されるようになっている。なお、第2モータM2は
、制御手段27としてのCPUからの制御信号に基づいて作動するステッピングモータで
ある。また、回転テーブル21は、正逆両方向(±R方向)に回転駆動されるようになっ
ている。
The rotary table 21 is supported on the slide table 20 side so that it can rotate. A
X−Y方向位置微調整テーブル22は、回転テーブル21の上部の平面21a上におい
て、直交する2軸(X軸とY軸)方向に金型保持テーブル23をそれぞれ移動させること
ができ、金型保持テーブル23に固定された金型1のキャビティ2の軸心12と回転テー
ブル21の軸心28aとを一致させることができるようになっている。ここで、X−Y方
向位置微調整テーブル22は、回転テーブル21上に積み重ねられたX方向位置微調整テ
ーブル22Aと、このX方向位置微調整テーブル22A上に積み重ねられたY方向位置微
調整テーブル22Bと、で構成されている。そして、これらX方向位置微調整テーブル2
2AとY方向位置微調整テーブル22Bは、共に平面形状が四角形状である。なお、X方
向位置微調整テーブル22AとY方向位置微調整テーブル22Bは、回転テーブル21上
に積み重ねる順序を逆にしてもよい。ここで、X−Y方向位置微調整テーブル22のX軸
及びY軸は、回転テーブル21の平面21aに対するものであるため、回転テーブル21
が回転することにより、基台18の上面18a上におけるX軸及びY軸に対してずれるこ
とになる。
The XY direction position fine adjustment table 22 can move the mold holding table 23 in two orthogonal directions (X axis and Y axis) on the
Both the 2A and Y-direction position fine adjustment table 22B have a quadrangular planar shape. Note that the X-direction position fine adjustment table 22A and the Y-direction position fine adjustment table 22B may be stacked in the reverse order on the rotary table 21. Here, since the X-axis and Y-axis of the XY direction position fine adjustment table 22 are for the
Is rotated with respect to the X axis and the Y axis on the
X方向位置微調整テーブル22Aは、第3モータM3によって駆動される第2テーブル
スライド機構31で回転テーブル21の平面21a上における直交する2軸のうちのいず
れか一方に沿ってスライド移動できるようになっている。第2テーブルスライド機構31
は、例えば、第3モータM3によって駆動されるギヤトレイン又はボールねじ等の動力伝
達機構部(図示せず)によって構成され、回転テーブル21の平面21a上に設置された
ガイドレール(図示せず)に沿ってX方向位置微調整テーブル22Aを移動させるように
なっている。なお、第3モータM3は、制御手段27としてのCPUからの制御信号に基
づいて作動するステッピングモータである。
The X-direction position fine adjustment table 22A is slidable along one of two orthogonal axes on the
Is constituted by a power transmission mechanism (not shown) such as a gear train or a ball screw driven by the third motor M3, and a guide rail (not shown) installed on the
また、Y方向位置微調整テーブル22Bは、第4モータM4によって駆動される第3テ
ーブルスライド機構32で回転テーブル21の平面21a上における直交する2軸のうち
のいずれか他方に沿ってスライド移動できるようになっている。第3テーブルスライド機
構32は、例えば、第4モータM4によって駆動されるギヤトレイン又はボールねじ等の
動力伝達機構部(図示せず)によって構成され、X方向位置微調整テーブル22Aの上面
22a上に設置されたガイドレール(図示せず)に沿ってY方向位置微調整テーブル22
Bを移動させる(X方向位置微調整テーブルの移動方向に対して直交する方向に移動させ
る)ようになっている。なお、第4モータM4は、制御手段27としてのCPUからの制
御信号に基づいて作動するステッピングモータである。
Further, the Y-direction position fine adjustment table 22B can be slid along one of the two orthogonal axes on the
B is moved (moved in a direction orthogonal to the moving direction of the X-direction position fine adjustment table). The fourth motor M4 is a stepping motor that operates based on a control signal from a CPU as the control means 27.
金型保持テーブル23は、X−Y方向位置微調整テーブル22と同様に平面形状が四角
形であり、且つ、X−Y方向位置微調整テーブル22と同じ大きさに形成され、Y方向位
置微調整テーブル22B上に固定されている。この金型保持テーブル23の中心部には、
金型1が僅かな隙間をもって収容される金型収容凹部33が形成されている。金型収容凹
部33は、金型1の平面形状と同様の矩形形状であり、その中心部分に研磨工具3の外径
よりも大径の工具逃がし穴34が金型収容凹部33内と金型保持テーブル23の裏面側と
を連通するように形成されている。そして、金型1は、その直交する2側面を金型収容凹
部33の直交する2側面に押し付け、金型保持テーブル23に図示しないボルトで締め付
け固定されるようになっている。これにより、金型1は、金型保持テーブル23の金型収
容凹部33内に位置決めされた状態で固定されることになる。なお、金型保持テーブル2
3は、平面形状が四角形状のものに代えて、平面形状が円形状のものを使用するようにし
てもよい。また、金型収容凹部33は、金型1の平面形状が円形の場合、金型1の平面形
状と同様の円形にしてもよい。
The mold holding table 23 has a quadrangular shape in the same manner as the XY position fine adjustment table 22 and is formed in the same size as the XY position fine adjustment table 22, and is finely adjusted in the Y direction position. It is fixed on the table 22B. In the center of the mold holding table 23,
A
3, the plane shape may be a circular shape instead of the square shape. Moreover, when the planar shape of the
加工用ヘッド24は、基台18に立設された支柱部35に上下動(±Z方向へ移動)可
能に取り付けられている。この加工用ヘッド24は、加工用ヘッド駆動手段36を介して
支柱部35に取り付けられ、支柱部35の上下方向へ延びるガイドレール25,25に沿
って、加工用ヘッド駆動手段36で上下動させられるようになっている。加工用ヘッド2
4は、加工用ヘッド駆動手段36に連繋される固定プレート38と、この固定プレート3
8に吊り下げ手段40で吊り下げられた振動発生部41と、この振動発生部41の下端側
中央部に設置された研磨工具取付部42(例えば、コレットチャックを備えたホルダ)と
、を有している。そして、研磨工具取付部42には、研磨工具3の支持軸10が着脱可能
に固定されるようになっている。
The
4 includes a fixed
8 has a
吊り下げ手段40は、図3及び図5に示すように、固定プレート38に設置され、且つ
、研磨工具3の軸心11の周囲に、等間隔(120°の間隔)で3箇所配置されている。
この吊り下げ手段40は、吊り下げボルト43と、圧縮コイルスプリング44とからなっ
ている。このうち、吊り下げボルト43は、頭45から下方へ延びる軸46が固定プレー
ト38のガイド穴47を上方から下方へ向かってスライド可能に貫通し、軸46の先端側
(下端側)に形成された雄ねじ46aが振動発生部41の支持プレート48の雌ねじ48
aに螺合している。そして、この吊り下げボルト43は、軸46よりも大径の頭45と固
定プレート38の上面との間に圧縮された状態で配置された圧縮コイルスプリング44に
よって上方へ付勢されている(弾性的に引き上げられている)。ここで、振動発生部41
の支持プレート48の上面と固定プレート38の下面の少なくとも一方には、振動減衰効
果のあるシリコーンオイルが塗布されている。したがって、振動発生部41の支持プレー
ト48は、圧縮コイルスプリング44のばね力によって、シリコーンオイル層50を介し
て固定プレート38に押し付けられることになる。すなわち、振動発生部41の支持プレ
ート48と固定プレート38とが、圧縮コイルスプリング44のばね力でシリコーンオイ
ル層50を介して弾性的に一体化することになる。
As shown in FIGS. 3 and 5, the suspending
The suspension means 40 includes a
screwed into a. The
At least one of the upper surface of the
また、図3に示すように、吊り下げ手段40の近傍位置には、ロードセル51が振動発
生部41の支持プレート48と固定プレート38とに跨って取り付けられている。このロ
ードセル51は、図5に示すように、吊り下げ手段40の径方向外方側に隣接して位置し
、吊り下げ手段40と同様に、周方向に沿って等間隔で3箇所設置されている。そして、
このロードセル51は、研磨工具3に作用する力を振動発生部41を介して計測するもの
であり、振動発生部41に作用する負荷変動(研磨工具3の支持軸10に直交する面内に
おける負荷変動)を計測するようになっている。この3個のロードセル51の計測結果は
、制御手段27にA/D変換された状態で入力されるようになっている。なお、ロードセ
ル51は、例えば、株式会社共和電業製のLMA−Aを使用する。
Also, as shown in FIG. 3, a
The
図6は、研磨工具3を微小振動させる振動発生部41の詳細を示す図である。この図6
に示す振動発生部41は、研磨工具3を保持する研磨工具取付部42と支持プレート48
とを接続する3個の圧電アクチュエータ52及び6本の引っ張りコイルバネ53とを備え
ている。圧電アクチュエータ52は、研磨工具3の支持軸10の周囲に等間隔で配置され
ており、研磨工具取付部42側の端部から支持プレート48側の端部へ向かって拡開する
ように斜め上方へ向かって延び、支持プレート48に対して所定の角度をなすように配置
されている。また、これら各圧電アクチュエータ52の両側の近傍位置には、引っ張りコ
イルバネ53が圧電アクチュエータ52に沿ってそれぞれ1本ずつ(合計2本ずつ)配置
されている。圧電アクチュエータ52を間にして一対設けられる引っ張りコイルバネ53
は、引っ張った状態で研磨工具取付部42と支持プレート48に掛け渡されており、圧電
アクチュエータ52を軸方向に沿って圧縮するようなばね力が常時生じるようになってい
る。ここで、圧電アクチュエータ52は、電圧が印加されると、電気的エネルギーを機械
的エネルギーに変換して、伸縮運動をするようになる。したがって、振動発生部41の各
圧電アクチュエータ52は、印加される電圧が制御手段27によって制御されることによ
って、伸縮運動量(変位量)が制御され、その自由端である先端側に取り付けられた研磨
工具取付部42及び研磨工具3を2次元振動又は3次元振動させることができる。なお、
2次元振動としては、例えば、図7(a),(b)に示すような、研磨工具3の振動軌跡
54が楕円となる振動(楕円振動)や、図7(c)に示すような、研磨工具3の振動軌跡
54が真円となる振動(真円振動)が考えられる。また、3次元振動としては、例えば、
平面の振動軌跡54が図8(a)に示すような8の字形状で、正面側の振動軌跡54が図
8(b)に示すような略U字形状で、且つ、側面側の振動軌跡54が図8(c)に示すよ
うな楕円形状であるリサージュ図形を描く振動が考えられる。また、圧電アクチュエータ
52としては、例えば、NECトーキン製ASB510C801NP0(全長約78.4
mm、推奨駆動電圧DC100V)が使用される。
FIG. 6 is a diagram illustrating details of the
The
Are provided with three
Is stretched over the polishing
As the two-dimensional vibration, for example, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
The
mm, recommended drive voltage DC 100 V).
加工用ヘッド駆動手段36は、第5モータM5と、この第5モータM5によって回転駆
動されるボールねじ軸55と、このボールねじ軸55の一端側(図3の上端側)を回動可
能に支持し且つボールねじ軸55を吊り下げるように支持するボールねじ軸支持部56と
、を有している。そして、ボールねじ軸55の他端側(図3の下端側)は、加工用ヘッド
24の固定プレート38に固定されたボールねじナット57を貫通するように係合してい
る(図5参照)。このような加工用ヘッド駆動手段36は、第5モータM5によってボー
ルねじ軸55が回動させられると、ボールねじ軸55の回動方向に応じて、加工用ヘッド
24をガイドレール25,25に沿って上方(+Z方向)に移動させるか、又は加工用ヘ
ッド24をガイドレール25,25に沿って下方(−Z方向)に移動させることができる
。なお、第5モータM5は、制御手段27としてのCPUからの制御信号に基づいて作動
するステッピングモータである。
The machining head drive means 36 is rotatable about the fifth motor M5, the
なお、上記説明において、第1モータM1乃至第5モータM5をステッピングモータと
して説明したが、ステッピングモータをACサーボモータに代えてもよい。また、上記説
明において、第3モータM3及び第4モータM4に代えて、手動の微調整ねじ等を使用し
、X方向位置微調整テーブル22A及びY方向位置微調整テーブル22Bを手動で微調整
するようにしてもよい。
In the above description, the first motor M1 to the fifth motor M5 have been described as stepping motors, but the stepping motor may be replaced with an AC servomotor. In the above description, manual fine adjustment screws or the like are used in place of the third motor M3 and the fourth motor M4, and the X direction position fine adjustment table 22A and the Y direction position fine adjustment table 22B are finely adjusted manually. You may do it.
(金型の研磨装置を使用した研磨工程)
金型1のキャビティ2は、以上のように構成された金型1の研磨装置16を使用し、以
下のようにして研磨される。
(Polishing process using mold polishing equipment)
The
先ず、研磨対象である金型1を、金型保持テーブル23の金型収容凹部33内に位置決
めした状態で固定する。
First, the
次に、回転テーブル21を回動させ、金型1のキャビティ2の内周面の振れをダイヤル
ゲージ等で計測し、その振れがゼロとなるように、第2モータM2及び第3モータM3を
作動させて、X−Y方向位置微調整テーブル22を移動させ、回転テーブル21の軸心2
8aとキャビティ2の軸心12とを位置合わせする。
Next, the rotary table 21 is rotated, the deflection of the inner peripheral surface of the
8a and the
この後、金型1のキャビティ2の内側にペースト状の研磨材7を塗り付ける。
Thereafter, a paste-like abrasive 7 is applied to the inside of the
次に、研磨工具3の支持軸10を加工用ヘッド24の研磨工具取付部42に固定する。
Next, the
次に、第5モータM5を作動させることにより、研磨工具3の下端が金型1の上面に近
接するように加工用ヘッド24を降下させる。
Next, by operating the fifth motor M <b> 5, the
次に、制御手段27によって第2モータM2と第5モータM5を回動制御することによ
り、研磨工具3の外周側に形成された螺旋状の突起15がキャビティ2の内面に形成され
た螺旋状の溝5に沿って移動できるように、第2モータM2によって回動させられる回転
テーブル21の単位時間当たりの回動量が制御されると共に、第5モータM5によって降
下させられる加工用ヘッド24の単位時間当たりの移動量が制御される。これにより、研
磨工具3は、回転テーブル21と共に回動する金型1に対し、キャビティ2の螺旋状の溝
5と同一のリードとなるように下降し、螺旋状の突起15がキャビティ2の螺旋状の溝5
内を相対的に移動する。すなわち、研磨工具3は、あたかも回動しながら降下するように
、金型1に対して相対的に移動する。そして、図1に示すように、研磨工具3の上面3a
が金型1の上面1aとほぼ一致するか又は研磨工具3の上面3aが金型1の上面1aから
僅かに出っ張る位置まで下降すると、第2モータM2と第5モータM5の作動を停止する
。この研磨工具3の位置を研磨開始位置とする。
Next, the
Move relatively inside. That is, the
Is substantially coincident with the
次に、制御手段27によって各圧電アクチュエータ52に電圧を印加し、各圧電アクチ
ュエータ52の変形量を制御することにより、研磨工具3を2次元的又は3次元的に微小
振動(例えば、研磨工具3の突起15と被研磨面である溝側面5a,5bとの隙間6が2
5μmであるとすると、振幅が隙間6の寸法よりも小さな20μmであって、周波数が2
00Hz程度の振動)をさせる。ここで、図7(a),(b)は、研磨工具3を、図3の
Y−Z平面(図3において、Z軸を含み且つ紙面に垂直な平面)内おいて、楕円振動させ
た場合を示している。また、図7(c)は、研磨工具3を、図3のY−Z平面内において
、真円振動させた場合を示している。図8は、研磨工具3を3次元的に微小振動(リサー
ジュ図形を描くように微小振動)させた例を示すものである。すなわち、研磨工具3は、
図4のX−Y平面内において8の字形状を描くように振動させられ(図8(a)参照)、
図3のY−Z平面内において略U字形状を描くように振動させられ(図8(b)参照)、
図3のX−Z平面内において楕円形状を描くように振動させられる態様を示すものである
。そして、これらの図7乃至図8において、研磨工具3の突起15は、P点で被研磨面と
なる溝側面5a,5bに最も近づくように振動しており、被研磨面である溝側面5a,5
bへの接近と離間を繰り返すように振動している。このように研磨工具3が振動すること
により、研磨工具3の突起15とキャビティ2の溝側面5a,5bとの間の隙間6に充填
されたペースト状の研磨材7が、研磨工具3の螺旋状の突起15によって加圧された状態
でキャビティ2の被研磨面(螺旋状の溝5の溝側面5a,5b)に研磨工具3の振動軌跡
54に沿って擦り付けられ、キャビティ2の被研磨面である溝側面5a,5bを研磨する
。
Next, by applying a voltage to each
If it is 5 μm, the amplitude is 20 μm smaller than the dimension of the
(Vibration of about 00 Hz). Here, in FIGS. 7A and 7B, the
It is vibrated so as to draw a figure 8 shape in the XY plane of FIG. 4 (see FIG. 8A),
It is vibrated so as to draw a substantially U shape in the YZ plane of FIG. 3 (see FIG. 8B),
FIG. 4 shows a mode in which vibration is performed so as to draw an elliptical shape in the XZ plane of FIG. 3. 7 to 8, the
It vibrates so as to repeat approach and separation to b. As the
次に、研磨工具3は、+X方向側と−X方向側のいずれか一方側に偏って研磨抵抗(研
磨荷重)が作用するように、スライドテーブル21を+X方向側と−X方向側のいずれか
他方側に移動させる。この際のスライドテーブル21の移動は、制御手段27が3個のロ
ードセル51の計測値に基づいて第1モータM1の作動を制御し、研磨工具3に作用する
研磨抵抗が所定範囲内となるように制御されている。なお、上記スライドテーブル21の
+X方向側と−X方向側のいずれか他方側への移動と同時に、第5モータM5を作動させ
、研磨工具3を金型1対してZ軸方向へも相対的に移動させることにより、研磨工具3の
突起15と溝側面5a,5bとの押圧箇所における溝側面5a,5bの法線方向の研磨荷
重を大きくすることもできる。
Next, the
次に、再度、制御手段27によって第2モータM2と第5モータM5を回動制御し、研
磨工具3の下面3bが金型1の下面1b(キャビティ2の下端)とほぼ同一になるか又は
研磨工具3の下面3bが金型1の下面1bから僅かに突出するまで、研磨工具3を各圧電
アクチュエータ52によって微小振動させながらキャビティ2の螺旋状の溝5に沿って移
動させる。この際、研磨工具3に最も大きな研磨抵抗が作用するのは、+X方向側と−X
方向側のいずれか一方側であって、且つ、螺旋状の溝5の下側に位置する溝側面5bであ
る。このように、研磨工具3をキャビティ2内で相対移動させることにより、主たる研磨
箇所(研磨工具3の突起15のうちの+X方向側と−X方向側のいずれか一方側に位置す
る部分であって、研磨抵抗が最も大きな箇所)をキャビティ2の螺旋状の溝5に沿って移
動させることができるため、研磨ムラを生じることなく、キャビティ2の螺旋状の溝5の
下側に位置する溝側面5bを一様に研磨することができ、放電加工によって生じた梨地状
の粗面を平滑面にすることができる。
Next, the second motor M2 and the fifth motor M5 are rotationally controlled again by the control means 27, so that the
The
制御手段27は、金型1の板厚(キャビテイ2の軸心12に沿った長さ)をL1とし、
研磨工具3の軸心11に沿った方向の長さをL2とし、研磨工具3が研磨開始位置から下
降した距離をL3とすると、L3=L1−L2となるか又はL3=L1+ΔL−L2とな
ると、第2モータM2及び第5モータM5の回動を停止させる。この際における研磨工具
3の位置を研磨折り返し位置とする。なお、研磨工具3は、研磨折り返し位置に到達して
も、各圧電アクチュエータ52によって継続して微小振動させられている。
The control means 27 sets the plate thickness of the mold 1 (the length along the
When the length of the
その後、制御手段27は、第2モータM2及び第5モータM5を逆回転させ、各圧電ア
クチュエータ52によって微小振動させられた研磨工具3を研磨折り返し位置から研磨開
始位置までキャビティ2の螺旋状の溝5に沿って移動させる。このように、研磨工具3を
キャビティ2内で相対移動させることにより、主たる研磨箇所をキャビティ2の螺旋状の
溝5に沿って移動させることができるため、研磨ムラを生じることがなく、キャビティ2
の螺旋状の溝5の上側に位置する溝側面5aを一様に研磨することができ、放電加工によ
って生じた梨地状の粗面を平滑面にすることができる。
Thereafter, the control means 27 reversely rotates the second motor M2 and the fifth motor M5, and causes the
The
制御手段27は、研磨工具3が研磨折り返し位置から研磨開始位置まで到達すると、第
2モータM2及び第5モータM5の作動を停止させる。
When the
このように、研磨工具3が研磨開始位置と研磨折り返し位置との間を往復移動すると、
研磨工程の1サイクルが終了する。なお、制御手段27は、予め入力された研磨工程のサ
イクル数に応じて、研磨工具3をキャビテイ2の螺旋状の溝5に沿って往復移動させ、キ
ャビティ2の螺旋状の溝5の両溝側面5a,5bをペースト状の研磨材7によって研磨す
る。
Thus, when the
One cycle of the polishing process is completed. The control means 27 reciprocates the
(研磨工具の変形例1)
図9は、研磨工具3の変形例1を示す図である。
(
FIG. 9 is a diagram illustrating a first modification of the
この図9に示す研磨工具3は、金型1のキャビティ2を放電加工する際に使用したマス
ター電極60の外周側にエポキシ樹脂をコーティングし、マスター電極60の外周側をエ
ポキシ樹脂の被膜61で覆うようにしたものである。また、マスター電極3は、その中心
部を軸心10に沿って貫通する軸穴62を形成し、この軸穴62に中実の支持軸10を嵌
合・固着している。なお、マスター電極60は、金型1のキャビティ2を放電加工する際
に使用したものであるため、螺旋状の突起15がキャビテイ2の螺旋状の溝5に隙間をも
って係合する(図1参照)。また、樹脂の被膜61は、研磨工具3の突起15と溝側面5
a,5bとの間に微小な隙間6が生じる程度の厚さに形成される。
In the
It is formed to such a thickness that a
このような本変形例1に係る研磨工具3は、外周面のエポキシ樹脂の被膜61が研磨材
7の砥粒の保持・脱落を繰り返し生じ、キャビティ2の螺旋状の溝5の溝側面5a,5b
を効率的に研磨することが可能になる(図1参照)。
In the
Can be efficiently polished (see FIG. 1).
また、本変形例1に係る研磨工具3は、マスター電極60が金属製(例えば、銅製)で
あり、且つ、支持軸10が中実の丸棒であるため、全体がエポキシ樹脂で形成される図1
の実施形態に係る研磨工具3に比較し、剛性を高めることができ、効率的で且つ確実な研
磨が可能になる。
In addition, the
Compared with the
なお、本変形例1に係る研磨工具3は、マスター電極60の外周面にエポキシ樹脂の被
膜61を形成するようになっているが、被膜61を省略してもよい。すなわち、マスター
電極60を研磨工具3としてもよい。
In the
(研磨工具の変形例2)
図10は、研磨工具3の変形例2を示す図である。なお、図10(a)は、図1に対応
する図であり、金型1のキャビティ2の形状と研磨工具3との関係を示す図である。また
、図10(b)は、図10(a)に示した研磨工具3を上方から見た図であり、研磨工具
3の平面図である。また、本変形例2に係る研磨工具3は、以下に説明する部分を除き、
基本的構成が図1に示した研磨工具3と同一であるため、図1に示した研磨工具3と対応
する構成部分には同一符号を付し、図1に示した研磨工具3の説明と重複する説明を省略
する。
(
FIG. 10 is a diagram illustrating a second modification of the
Since the basic configuration is the same as that of the
図10に示すように、本変形例2に係る研磨工具3は、図1に示した研磨工具3の螺旋
状の突起15を周方向に沿って(丸穴4の内周に沿って)180°切り欠いて、略扇形の
切り欠き部63を形成したものである。この研磨工具3の切り欠き部63は、研磨工具3
の上面3aから下面3bまで形成されている。
As shown in FIG. 10, the
The
このような本変形例2に係る研磨工具3によれば、金型1のキャビティ2の研磨作業を
実施することにより、研磨工具3の上面3aに送り出される研磨材7を切り欠き部63を
介してキャビティ2内に効率的に戻す(落とす)ことが可能になる。
According to the
また、本変形例2に係る研磨工具3によれば、切り欠かれることなく残された突起15
に研磨のための負荷(研磨荷重)を集中させ、溝側面5a,5bの効率的な研磨が可能に
なると共に、溝側面5a,5bを研磨ムラが生じることなく均一に研磨できる。
Moreover, according to the
The load for polishing (polishing load) is concentrated on the groove side surface, whereby the groove side surfaces 5a and 5b can be efficiently polished, and the groove side surfaces 5a and 5b can be uniformly polished without causing uneven polishing.
また、本変形例2に係る研磨工具3によれば、切り欠き部63とキャビティ2の内面と
の間に研磨材7を多く貯留することができ、切り欠き部63が突起15と溝側面5a,5
bとの隙間6に研磨材7を供給する研磨材貯留部としても機能する。
Further, according to the
It also functions as an abrasive reservoir for supplying the abrasive 7 to the
なお、研磨工具3の剛性を確保できる限り、図10に示す切り欠き部63よりも大きく
切り欠いてもよい。
As long as the rigidity of the
(研磨工具の変形例3)
図11は、研磨工具3の変形例3を示す図である。なお、図11(a)は、図1に対応
する図であり、金型1のキャビティ2の形状と研磨工具3との関係を示す図である。また
、図11(b)は、図11(a)に示した研磨工具3を上方から見た図であり、研磨工具
3の平面図である。また、本変形例3に係る研磨工具3は、以下に説明する部分を除き、
基本的構成が図1に示した研磨工具3と同一であるため、図1に示した研磨工具3と対応
する構成部分には同一符号を付し、図1に示した研磨工具3の説明と重複する説明を省略
する。
(
FIG. 11 is a diagram illustrating a third modification of the
Since the basic configuration is the same as that of the
図11に示すように、本変形例3に係る研磨工具3は、図1に示した研磨工具3の上面
3aから下面3bまで貫通する貫通穴64を形成したものである。
As shown in FIG. 11, the
このような本変形例3に係る研磨工具3によれば、金型1のキャビティ2の研磨作業を
実施することにより、研磨工具3の上面3aに送り出される研磨材7を貫通穴64を介し
てキャビティ2内に効率的に戻す(落とす)ことが可能になる。
According to the
また、本変形例3に係る研磨工具3によれば、貫通穴64の内部に研磨材7を貯留する
ことができ、キャビティ2の内部の研磨材7が不足すると、貫通穴64の研磨材7をキャ
ビティ2の内部空間に戻し、その研磨材7を突起15と溝側面5a,5bとの隙間6に供
給することが可能になる。すなわち、本変形例3の研磨工具3の貫通穴64は、上記変形
例2に係る研磨工具3の切り欠き部63と同様に、研磨材7を研磨箇所に供給する研磨材
貯留部としても機能する。
Further, according to the
なお、研磨工具3の剛性を確保できる限り、図11に示す貫通穴(丸穴)64を長穴に
してもよく、また、貫通穴64を複数形成するようにしてもよい。
As long as the rigidity of the
(研磨工具の変形例4)
図12は、本変形例4に係る研磨工具3を示すものである。なお、図12(a)は、図
1に対応する図であり、金型1のキャビティ2内の形状と研磨工具3との関係を示す図で
ある。また、図12(b)は、図12(a)に示した研磨工具3を上方から見た図であり
、研磨工具3の平面図である。また、本変形例4に係る研磨工具3は、以下に説明する部
分を除き、基本的構成が図1に示した研磨工具3と同一であるため、図1に示した研磨工
具3と対応する構成部分には同一符号を付し、図1に示した研磨工具3の説明と重複する
説明を省略する。
(
FIG. 12 shows a
本変形例4に係る研磨工具3は、図12(b)に示すように、螺旋状の突起15の先端
点(先端15bと中心線66とが交差する点)を便宜上の基準点B1とすると、この基準
点B1から時計回り方向へ180°の範囲で螺旋状の突起15を切り欠くことによって切
り欠き部65を形成している。この研磨工具3の切り欠き部65は、図12(b)に示す
ように、基準点B1から時計回り方向に90°回転した位置B2が螺旋状の突起15,1
5間の溝底15aであり、基準点B1から位置B2に向かって螺旋状の突起15が漸減す
るように円弧状に削り取られている。また、研磨工具3の切り欠き部65は、図12(b
)に示すように、基準点B1から時計回り方向に180°回転した位置における螺旋状の
突起15の先端15bの位置をB3とすると、この螺旋状の突起15の位置B3から位置
B2に向かって螺旋状の突起15が漸減するように円弧状に削り取られている。なお、こ
の研磨工具3の切り欠き部65は、図10に示した研磨工具3と同様に、研磨工具3の上
面3aから下面3bまで支持軸10の軸方向に沿って形成されている(図12(a)参照
)。
As shown in FIG. 12B, the
5 is a
), When the position of the
また、研磨工具3は、図12(b)に示すように、基準点B1から時計回り方向に18
0°〜270°の範囲において、螺旋状の突起15,15間の溝底15a’が他部の溝底
15aよりも深くなるように、螺旋状の突起15,15間の溝底15aを切削工具で削り
落として(切り込んで)、溝底15aに研磨逃がし凹部67が形成されている(図13参
照)。すなわち、研磨工具3は、螺旋状の突起15,15間の溝底15aの深さが基準点
B1から時計回り方向に225°の位置B5で最大となるように、溝底15aの位置B3
’及びB4’から溝底15aの位置B5’に向けて溝深さを略三日月状に漸増させるよう
になっている。
Further, as shown in FIG. 12 (b), the
In the range of 0 ° to 270 °, the
The groove depth is gradually increased in a substantially crescent shape from 'and B4' toward the position B5 'of the
なお、図12(a)及び(b)において、研磨工具3の支持軸10として丸棒状の中実
軸を例示したが、これに限られず、研磨工具3の支持軸10としてパイプ状の中空軸を使
用してもよい。
12A and 12B exemplify a round bar-shaped solid shaft as the
(金型の研磨装置の変形例1)
図14は、図12で示したような研磨工具3を金型保持テーブル23上で製造できるよ
うに改造された研磨装置16の一部(金型固定部17側)を示すものであり、図3乃至図
4に示した金型1の研磨装置16の変形例1を示すものである。なお、この図14に示す
研磨装置16は、X−Y方向位置微調整テーブル22上に固定される金型保持テーブル2
3を除く他の構成が図3乃至図4に示した研磨装置16と同様であるので、図3乃至図4
に示した研磨装置16に対応する構成部分には同一符号を付し、図3乃至図4に示した研
磨装置16の説明と重複する説明を省略する。
(
FIG. 14 shows a part of the polishing apparatus 16 (on the
3 is the same as that of the polishing
The components corresponding to those of the polishing
この図14に示す研磨装置16は、金型保持テーブル23が金型収容ブロック68と金
型加熱ブロック70とに分割されている。
In the polishing
金型収容ブロック68は、図14(a)に示すように、その中心部に金型収容凹部33
が形成されている。この金型収容凹部33は、金型1の平面形状と同様の矩形形状であり
、金型1が僅かな隙間をもって収容されるようになっており、金型収容ブロック68の表
面(上面)68aから裏面(下面)68bまで貫通するように形成されている。なお、金
型1は、その直交する2側面を金型収容凹部33の直交する2側面に押し付けると共に、
その裏面(下面)1bを金型加熱ブロック70の表面(上面)70aに押し付けた状態で
、図示しないボルトによって金型収容ブロック68に締め付け固定されている。これによ
り、金型1は、金型収容ブロック68の金型収容凹部33内において、X−Y平面内(図
14(a)参照)及びX−Z平面内(図14(b)参照)でのずれ動きが生じないように
金型保持テーブル23に保持される。
As shown in FIG. 14A, the
Is formed. The mold
The back surface (lower surface) 1b is pressed against the front surface (upper surface) 70a of the
金型加熱ブロック70は、図14(b)に示すように、金型収容ブロック68に当接す
る上部ブロック71とX−Y方向位置微調整テーブル22に当接する下部ブロック72と
に分割されており、上部ブロック71と下部ブロック72がシート状の断熱材73を挟ん
だ状態で一体化されるようになっている。
As shown in FIG. 14B, the
上部ブロック71は、図14(b)に示すように、その上部側の中心部分に研磨工具3
の外径よりも大径で有底の工具逃がし穴34が形成されており、その下部側の中心部分に
金型収容凹部33を取り囲むような大きさのヒータ収容凹部74が形成されている。工具
逃がし穴34は、上部ブロック71の上面(金型収容ブロック68に対向する面)側に開
口しており、研磨工具3の先端側を収容できるようになっている。また、ヒータ収容凹部
74は、上部ブロック71の下面(下部ブロック72に対向する面)側に開口しており、
工具逃がし穴34と連通している。そして、このヒータ収容凹部74には、金型1の平面
形状よりも大きな平面形状のパネル状ヒータ(セラミックヒータ)75が収容されている
。このパネル状ヒータ75は、上部ブロック71の外側面に取り付けた通電用コネクタ7
6に電気的に接続されている。そして、パネル状ヒータ75は、通電用コネクタ76に接
続された外部電源コード77及び通電制御スイッチ78を介して外部電源80に接続され
ている。また、上部ブロック71には、上部ブロック71の温度を測定するための温度セ
ンサ81が脱着可能に取り付けられている。そして、その温度センサ81による検知結果
(上部ブロック71の温度データ)が制御手段27に入力されるようになっている。制御
手段27は、温度センサ81からのデータ(温度センサ81の検知結果)に基づいて通電
制御スイッチ78をトライアックを用いた全波位相制御方式で制御し、パネル状ヒータ7
5への通電を制御して、上部ブロック71の温度を所定温度に維持するようになっている
。なお、パネル状ヒータ75は、ヒータ収容凹部74内から外方(上部ブロック71の下
面から下方)へ出っ張ることがない。
As shown in FIG. 14B, the
A
The
6 is electrically connected. The
5 is controlled to maintain the temperature of the
下部ブロック72は、図14(b)に示すように、その上部側(上部ブロック71に対
向する面側)にばね収容凹部82が形成されており、そのばね収容凹部82に圧縮コイル
ばね83が収容されている。なお、下部ブロック72のばね収容凹部82内に収容された
圧縮コイルばね83は、パネル状ヒータ75を常時上方へ付勢し、パネル状ヒータ75を
上部ブロック71に押し付けるようになっている。
As shown in FIG. 14 (b), the
このような構造の研磨装置16は、研磨工具3の製造に使用される場合、上部ブロック
71に温度センサ81が取り付けられると共に、上部ブロック71の通電用コネクタ76
に外部電源コード77が接続される一方、金型1の研磨に使用される場合、上部ブロック
71から温度センサ81が取り外され、上部ブロック71の通電用コネクタ76から外部
電源コード77が取り外されるようになっている。
When the polishing
On the other hand, when the
なお、この研磨装置16において、上部ブロック71は、ヒータ収容凹部74を取り囲
むように溝又はスリットを形成し、ヒータ収容凹部74内に収容したパネル状ヒータ75
の熱が溝又はスリットで囲まれた領域外へ伝熱され難くすれば、金型1をパネル状ヒータ
75によってより一層効率的に加熱することが可能になる。
In this
If it is difficult to transfer the heat to the outside of the region surrounded by the grooves or slits, the
(研磨装置を使用した研磨工具の製造例1)
以下、図14に示した研磨装置16の使用例と研磨工具3の製造例1とを図15に基づ
いて説明する。
(Production Example 1 of a polishing tool using a polishing apparatus)
Hereinafter, the usage example of the polishing
先ず、図15(a)に示すように、金型1のキャビティ2の下端側に栓8をし、この栓
8をした金型1を金型収容ブロック68の金型収容凹部33に収容して図示しないボルト
で固定する(図14(b)参照)。その後、金型加熱ブロック70の上部ブロック71に
温度センサ81を取り付けると共に、通電用コネクタ76に外部電源コード77を接続し
、通電制御スイッチ78をオンさせて、外部電源80からパネル状ヒータ75に通電し、
パネル状ヒータ75で上部ブロック71及び金型1を加熱する(図14(b)参照)。な
お、パネル状ヒータ75で加熱された上部ブロック71の熱が下部ブロック72に伝熱さ
れるのを断熱材73で遮断するようになっているため、パネル状ヒータ75の熱を金型1
の加熱に効率的に利用することが可能になる。ここで、下部ブロック72のばね収容凹部
82の底に図示しない断熱シートを配置し、パネル状ヒータ75の熱が圧縮コイルばね8
3を介して下部ブロック72に伝熱されるのを断熱シートで遮断するようにしてもよい。
First, as shown in FIG. 15 (a), a
The
It becomes possible to utilize efficiently for heating. Here, a heat insulating sheet (not shown) is disposed at the bottom of the
The heat transfer to the
次に、図15(b)に示すように、支持軸10の一端側を研磨装置16の研磨工具取付
部42に固定した後、加工用ヘッド24を下降させることにより(図3参照)、研磨工具
取付部42に固定された支持軸10の他端側を金型1のキャビティ2内に挿入する。なお
、支持軸10は、その他端(先端)10aが栓8に当接するか又はその他端10aが栓8
に対して僅かな隙間をもって位置するまで、金型1のキャビティ2内に挿入される。また
、支持軸10の軸心11がキャビテイ2の中心に位置するように、X−Y方向位置微調整
テーブル22が微調整されて、支持軸10の軸心11とキャビティ2の中心の芯合わせが
行われる。
Next, as shown in FIG. 15 (b), after fixing one end side of the
Is inserted into the
次に、上部ブロック71の温度が所定温度に達すると、図15(c)に示すように、液
状樹脂(例えば、エポキシ樹脂)14がキャビティ2内に注入される。この際、金型1の
キャビティ2に注入された液状樹脂14は、パネル状ヒータ75によって金型1の全体が
加熱されているため、流動性を損なうことがない(14(b)参照)。その後、金型1の
キャビティ2が液状樹脂14で満たされた後、液状樹脂14が固化するまで(例えば、エ
ポキシ樹脂であれば100℃で2時間程度)通電され、その後に通電制御スイッチ78が
オフにされて、パネル状ヒータ75への通電が遮断される(14(b)参照)。
Next, when the temperature of the
次に、上部ブロック71及び金型1の温度が十分に低下すると、図15(d)に示すよ
うに、キャビティ2内の樹脂が支持軸10の周囲に固化して収縮し、キャビティ2の内面
が転写された樹脂材料製の研磨工具3が支持軸10と一体化した状態で形成される。
Next, when the temperature of the
次に、上部ブロック71から温度センサ81が取り外され、通電用コネクタ76から外
部電源コード77が取り外される(図14(b)参照)。その後、回転テーブル21が回
転させられると共に、加工用ヘッド24が上昇させられ(図3,図14参照)、金型1の
キャビティ2内部から研磨工具3が取り出される(図15(e)参照)。その後、栓8が
金型1内から取り出される(図15(e)参照)。
Next, the
次に、金型収容ブロック68の表面68aに図示しない刃物台を取り付け、この刃物台
にバイト(切削工具)84を固定し、回転テーブル23、X−Y方向位置微調整テーブル
22、及び加工用ヘッド24を作動制御して、加工用ヘッド24の研磨工具取付部42に
固定した研磨工具3をバイト84で切削して、研磨工具3の溝底15aに研磨逃がし凹部
67を形成するようになっている(図3,図12〜14参照)。ここで、研磨工具3の切
り欠き部65は、研磨装置16を使用せず、ナイフ等の刃物を使用して、作業者の手作業
で切削加工される(突起15が削り落とされる)。なお、この切り欠き部65の切削加工
は、金型収容ブロック68の表面68aに取り付けられた刃物台(図示せず)に固定され
たバイトを用いて、自動化することもできる。これによって、図12に示した研磨工具3
が完成する。なお、研磨工具3の突起15は、ウォームを成形するためのキャビティ2内
の形状(螺旋状の溝5)が転写されたものであり、ウォームの歯の圧力角が20°の場合
、螺旋状の溝側面15c,15dの傾斜角度が約20°(突起15の先端角度が約40°
)になる。このような場合を例にして説明すると、研磨工具3の研磨逃がし凹部67は、
溝側面15c,15dとバイト84の干渉をできるだけ少なくし、且つ、バイト84の刃
先の強度を確保する必要から、刃先角度が30°のバイト84で切削加工される(図13
(b)参照)。
Next, a tool post (not shown) is attached to the
Is completed. The
)become. When this case is described as an example, the polishing
Since it is necessary to minimize the interference between the groove side surfaces 15c and 15d and the
(See (b)).
以上のように、研磨装置16を使用して(研磨装置16から取り外すことなく)研磨工
具3を製造できるため、研磨工具3を研磨装置16から取り外した状態で製造する場合に
比較して、研磨工具3を研磨装置16に取り付ける際の取付誤差が生じない分だけ、研磨
精度が向上する。
As described above, since the
また、上述のように、この研磨工具3の製造例1によれば、金型1の全体をパネル状ヒ
ータ75で一定温度に加熱することができ、金型1のキャビティ2内に注入した液状樹脂
14全体の流動性を確保できるため、キャビティ2内の形状が高精度に転写され、高精度
の研磨工具3が形成される。
Further, as described above, according to the manufacturing example 1 of the
よって、上述の研磨工具3の製造例1にしたがって変形例4に係る研磨工具3を形成す
れば、金型1のキャビティ2の螺旋状の溝5を変形例4に係る研磨工具3によって高精度
に研磨することが可能になる。
Therefore, if the
(変形例4に係る研磨工具を使用した研磨方法)
変形例4に係る研磨工具3は、図12(b)に示すように、位置B3から時計回り方向
に30°(基準点B1から時計回り方向に210°)回転させた位置を溝底研磨位置B6
として使用し、この溝底研磨位置B6を金型1に所望の研磨力で押し付け、金型1のキャ
ビティ2内における螺旋状の溝5の溝底5cを研磨する(図12(a)参照)。この研磨
工具3の溝底研磨位置B6は、研磨逃がし凹部67が形成された部分に対応している。そ
のため、研磨工具3は、溝底研磨位置B6で金型1の研磨作業をすれば、キャビティ2内
における螺旋状の溝5の内周端5dが研磨工具3の研磨逃がし凹部67の溝底15a’に
干渉することがなく、金型1のキャビティ2内における螺旋状の溝5の溝底5cを研磨工
具3の螺旋状の突起15の先端15b及び研磨材7で確実に研磨することが可能になる(
図12(a),(b)参照)。
(Polishing method using polishing tool according to modification 4)
As shown in FIG. 12B, the
The groove bottom polishing position B6 is pressed against the
(Refer FIG. 12 (a), (b)).
また、変形例4に係る研磨工具3は、図12(b)に示すように、基準点B1から反時
計回り方向へ30°回転させた位置を溝側面及び溝内周端研磨位置B7として使用し、こ
の溝側面及び溝内周端研磨位置B7を金型1に所望の研磨力で押し付け、金型1のキャビ
ティ2内における螺旋状の溝5の溝側面5a,5b及び溝5の内周端(キャビティ2の内
周端)5dを研磨する。ここで、断面略三角形状の溝5は、上側の溝側面5a及び内周端
5dを研磨する工程と、下側の溝側面5b及び内周端5dを研磨する工程とに分けて研磨
される。例えば、研磨工具3がキャビティ2内を下方へ向かって相対移動する場合は、研
磨工具3が下側の溝側面5bに所望の研磨力で押し付けられ、下側の溝側面5b及び内周
端5dが研磨工具3及び研磨材7で研磨される。また、これとは逆に、研磨工具3がキャ
ビティ2内を上方へ向かって相対移動する場合は、研磨工具3が上側の溝側面5aに所望
の研磨力で押し付けられ、上側の溝側面5a及び内周端5dが研磨工具3及び研磨材7で
研磨される(図12(a)参照)。
Further, as shown in FIG. 12B, the
このような変形例4に係る研磨工具3を使用した研磨方法によれば、キャビティ2内の
螺旋状の溝5の異なる部分(溝側面5a,5b、溝底5c、及び内周端5d)を同程度の
面性状となるように確実に研磨することが可能になる。
According to the polishing method using the
また、変形例4に係る研磨工具3を使用した研磨方法によれば、溝側面5a,5b及び
内周端5dの研磨用の研磨工具と溝底5cの研磨用の研磨工具を2種類用意する必要がな
い。
Further, according to the polishing method using the
なお、研磨工具3は、研磨箇所等に応じ、図7に示したような2次元振動(楕円振動、
真円振動)、又は図8に示したような3次元振動が加えられた状態で金型1のキャビティ
2内を研磨する。
Note that the
The inside of the
また、図12(b)に示す研磨工具3において、溝底研磨位置は位置B6に限定される
ものでなく、例えば、位置B5を溝底研磨位置としてもよい。また、図12(b)に示す
研磨工具3において、溝側面及び溝内周端研磨位置は位置B7に限定されるものでなく、
例えば、基準点B1から反時計回り方向へ45°回転した位置を溝側面及び溝内周端研磨
位置としてもよい。
In the
For example, a position rotated 45 ° counterclockwise from the reference point B1 may be used as the groove side surface and groove inner peripheral end polishing position.
(変形例4に係る研磨工具を使用した研磨実験例)
金型1のキャビティ2内における螺旋状の溝5を変形例4に係る研磨工具3で研磨した
実験内容は以下のとおりである。
(Example of polishing experiment using polishing tool according to modification 4)
The experimental contents of polishing the
この研磨実験に使用された金型1は、クローム合金ステンレス鋼で形成され、平面形状
が矩形形状であり、板厚L1が8mmの板状体である(図14参照)。この金型1の中心
部にはキャビティ2が形成され、そのキャビテイ2内には放電加工によって螺旋状の溝5
が形成されている(図14及び図16参照)。この金型1のキャビティ2は、モジュール
が0.45、圧力角が20°、進み角が6°、条数が1のウォームを形成するためのもの
であり、内径D1が3.2mmに形成され、谷の径Dが5.2mm、溝5,5間のピッチ
が1.4mm、溝5の開き角度θが約40°(溝側面5a,5bの傾斜角度が約20°)
になっている(図16参照)。これら、金型1の被研磨面の形状の詳細をまとめたのが表
1である。
The
(See FIGS. 14 and 16). The
(See FIG. 16). Table 1 summarizes the details of the shape of the polished surface of the
変形例4に係る研磨工具3は、エポキシ樹脂で形成されたものであり、図15(a)〜
(e)の製造工程を経て形成されたものである(図12、図16参照)。すなわち、研磨
工具3は、金型1のキャビティ2内の形状が転写されたものであり、キャビティ2内の螺
旋状の溝5が転写されたのが螺旋状の突起15である。そして、この研磨工具3は、金型
1のキャビティ2内において固化して収縮したものであり、その外形寸法D0がキャビテ
ィ2の谷の径Dよりも50μm(半径方向寸法で25μm)だけ小さく形成され、キャビ
ティ2の内面と僅かな隙間をもって係合するようになっている(図12、図16参照)。
また、この研磨工具3は、その軸方向長さL2が3mmである。
The
It is formed through the manufacturing process (e) (see FIGS. 12 and 16). That is, the
The
研磨工具3とキャビティ2の隙間には、粒径が1μmのダイヤモンド砥粒を含んだオイ
ルベースのダイヤモンドペーストが充填されている(図12(a)参照)。
The gap between the polishing
そして、本実験において、研磨工具3を金型1のキャビティ2内に係合した後、研磨装
置16の振動発生部41によって交差角度が90°の8の字形状の3次元振動を研磨工具
3に加えた状態で(図8参照)、研磨工具3と金型1とを相対移動させた。また、本実験
において、研磨工具3のストロークは、研磨工具3の上面3aが金型1の上面1aから1
.5mmだけ上方に突出した位置を研磨開始位置とし、研磨工具3の下面3bが金型1の
下面1bから1.5mmだけ下方に突出した位置を研磨折り返し位置とすると、この研磨
開始位置から研磨折り返し位置までの8mmに設定した。そして、研磨工具3が研磨開始
位置と研磨折り返し位置との間を往復移動する際に、金型1の螺旋状の溝5の溝側面5a
の法線方向又は溝側面5bの法線方向に沿って2Nの研磨力を作用させる。しかも、研磨
力の作用方向は、研磨工具3の移動方向が反転すると、その研磨工具3の移動方向の変化
に連動して反転するようになっている。したがって、研磨工具3は、図12(b)に示す
ように、溝側面及び溝内周端研磨位置B7で溝側面5a,5b及び内周端5dを研磨する
場合、キャビティ2内における相対移動方向に応じて溝側面5aと溝側面5bを交互に研
磨することになる。また、研磨工具3は、図12(b)に示すように、溝底研磨位置B6
で溝底5cを研磨するようになっている。そして、この研磨工具3による金型1の研磨時
間は90分であり、研磨工具3を金型1のZ軸方向に対して2.8mm/minの速度で
移動させた(図12(a)、図16参照)。このような変形例4に係る研磨工具3を使用
した金型1の研磨実験条件をまとめたのが表2である。
In this experiment, after the
. A position protruding upward by 5 mm is defined as a polishing start position, and a position where the
A polishing force of 2N is applied along the normal line direction or the normal line direction of the
Thus, the
以上のような、変形例4に係る研磨工具3を使用した金型1の研磨実験の結果、金型1
の上面1a寄りの溝側面5a,5bにおける表面粗さは、実験前(研磨前)の算術平均粗
さが0.236μmRaであるのに対し、実験後(研磨後)の算術平均粗さが0.064
μmに改善された。また、金型1の下面1bよりの溝側面5a,5bにおける表面粗さは
、実験前(研磨前)の算術平均粗さが0.223μmであるのに対し、実験後(研磨後)
の算術平均粗さが0.072μmに改善された。この実験結果をまとめたのが表3である
。
As a result of the polishing experiment of the
The surface roughness of the groove side surfaces 5a and 5b near the
Improved to μm. The surface roughness of the groove side surfaces 5a and 5b from the
The arithmetic average roughness of was improved to 0.072 μm. Table 3 summarizes the experimental results.
(研磨工具の変形例5)
図17は、本変形例5に係る研磨工具3を示すものである。この図17に示す研磨工具
3は、研磨逃がし凹部67の形成位置が変形例4に係る研磨工具3と相違する点を除き、
他の構成が変形例4に係る研磨工具3と同様である(図12参照)。したがって、本変形
例5に係る研磨工具3の説明において、変形例4に係る研磨工具3と同様の構成部分には
同一符号を付し、変形例4と重複する説明を省略する。なお、図17(a)は、図12(
a)に対応する図であり、金型1のキャビティ2内の形状と研磨工具3との関係を示す図
である。また、図17(b)は、図17(a)に示した研磨工具3を上方から見た図であ
り、研磨工具3の平面図である。
(
FIG. 17 shows a
Other configurations are the same as those of the
It is a figure corresponding to a) and is a figure which shows the relationship between the shape in the
図17(b)に示すように、本変形例5に係る研磨工具3は、変形例4に係る研磨工具
3の研磨逃がし凹部67が軸心11を中心として反時計回り方向へ15°回転させられた
ようになっており、基準点B1から時計回り方向に165°〜255°の範囲において、
螺旋状の突起15,15間の溝底15a’が他部の溝底15aよりも深くなるように、螺
旋状の突起15,15間の溝底15aを切削工具で削り落として(切り込んで)、溝底1
5aに研磨逃がし凹部67が形成されている。すなわち、研磨工具3は、螺旋状の突起1
5,15間の溝底15aの深さが基準点B1から時計回り方向に210°の位置B6で最
大となるように、溝底15aの位置B3’及びB4’から溝底15aの位置B5’に向け
て溝深さを略三日月状に漸増させるようになっている。
As shown in FIG. 17B, in the
The
A polishing
The position of the
(変形例5に係る研磨工具を使用した研磨方法1)
先ず、第1の研磨工程として、変形例5に係る研磨工具3は、図17(b)に示すよう
に、位置B3から時計回り方向に30°(基準点B1から時計回り方向に210°)回転
させた位置を溝底研磨位置B6として使用し、この溝底研磨位置B6を金型1に所望の研
磨力(F1)で押し付け、金型1のキャビティ2内における螺旋状の溝5の溝底5cを研
磨する(図17(a)、図18(a)参照)。この研磨工具3の溝底研磨位置B6は、研
磨逃がし凹部67のうちの深さが最も深い部分に対応している。そのため、研磨工具3は
、溝底研磨位置B6で金型1の研磨作業をすれば、キャビティ2内における螺旋状の溝5
の内周端5dが研磨工具3の研磨逃がし凹部67の溝底15a’に干渉することがなく、
金型1のキャビティ2内における螺旋状の溝5の溝底5cを研磨工具3の螺旋状の突起1
5の先端15b及び研磨材7で確実に研磨することが可能になる。ここで、研磨力(F1
)は、図17(a)の軸心11に直交する仮想平面(図17(b)のX−Y平面)内にお
いて作用する力である。
(
First, as a first polishing step, as shown in FIG. 17B, the
The inner
The
5 can be reliably polished by the
) Is a force acting in a virtual plane orthogonal to the
次に、第2の研磨工程として、変形例5に係る研磨工具3は、図17(b)に示すよう
に、基準点B1から反時計回り方向へ30°回転させた位置を溝側面及び溝内周端研磨位
置B7として使用し、この溝側面及び溝内周端研磨位置B7を金型1に所望の研磨力で押
し付け、金型1のキャビティ2内における螺旋状の溝5の溝側面5a,5b及び溝5の内
周端(キャビティ2の内周端)5dを研磨する(図17(a)、図18(b)参照)。こ
こで、断面略三角形状の溝5は、上側の溝側面5a及び内周端5dを研磨する工程と、下
側の溝側面5b及び内周端5dを研磨する工程とに分けて研磨される。例えば、研磨工具
3がキャビティ2内を下方へ向かって相対移動する場合は、研磨工具3が下側の溝側面5
bに所望の研磨力(溝側面5bに垂直な力F2)で押し付けられ、下側の溝側面5b及び
内周端5dが研磨工具3(突起15の溝側面15c,溝底15a)及び研磨材7で研磨さ
れる。また、これとは逆に、研磨工具3がキャビティ2内を上方へ向かって相対移動する
場合は、研磨工具3が上側の溝側面5aに所望の研磨力(溝側面5aに垂直な力F2)で
押し付けられ、上側の溝側面5a及び内周端5dが研磨工具3(突起15の溝側面15d
,溝底15a)及び研磨材7で研磨される(図17(a)、図18(b)参照)。
Next, as a second polishing step, the
b is pressed with a desired polishing force (force F2 perpendicular to the
, Groove bottom 15a) and polishing material 7 (see FIGS. 17A and 18B).
このような変形例5に係る研磨工具3を使用した研磨方法によれば、キャビティ2内の
螺旋状の溝5の異なる部分(溝側面5a,5b、溝底5c、及び内周端5d)を同程度の
面性状となるように確実に研磨することが可能になる。
According to such a polishing method using the
また、変形例5に係る研磨工具3を使用した研磨方法によれば、溝側面5a,5b及び
内周端5dの研磨用の研磨工具と溝底5cの研磨用の研磨工具を2種類用意する必要がな
い。
Further, according to the polishing method using the
なお、研磨工具3は、研磨箇所等に応じ、図7に示したような2次元振動(楕円振動、
真円振動)、又は図8に示したような3次元振動が加えられた状態で金型1のキャビティ
2内を研磨する。
Note that the
The inside of the
また、エポキシ樹脂製の研磨工具3及びダイヤモンド砥粒の粒径が3μmのダイヤモン
ドペーストを使用して上述の第1乃至第2の研磨工程(粗研磨工程)を終了した後、ウレ
タン樹脂製の研磨工具3及びダイヤモンド砥粒の粒径が1μmのダイヤモンドペーストを
使用して上述の第1乃至第2の研磨工程(仕上げ研磨工程)を繰り返し実行するようにし
てもよい。なお、ウレタン樹脂製の研磨工具3は、粗研磨工程終了後の金型を使用して成
形される。
Moreover, after finishing the above-mentioned 1st thru | or 2nd grinding | polishing process (coarse grinding | polishing process) using the diamond paste whose particle size of the
(変形例5に係る研磨工具を使用した研磨方法2)
上述の変形例5に係る研磨工具3を使用した第1の研磨工程において、研磨条件によっ
ては(例えば、研磨力F1を2Nとし、研磨工具3をX−Y平面内において円振動させ、
ダイヤモンド砥粒の粒径が3μmのダイヤモンドペーストを使用した場合においては)、
金型1のキャビティ2内における螺旋状の溝5の溝底5c,溝側面5a,5b及び内周端
5dの全てを同時に研磨することができる。このような場合には、第2の研磨工程を省略
してもよい。
(
In the first polishing step using the
When using a diamond paste with a diamond grain size of 3 μm),
All of the
なお、研磨工具3には、金型1の螺旋状の溝5に沿った円振動を付与するようにしても
よい。
The
(研磨工具の変形例6)
図19は、研磨工具3の変形例6を示す平面図であり、図17(b)に対応する図であ
る。なお、この図19に示す研磨工具3は、研磨逃がし凹部67の形成位置が変形例5に
係る研磨工具3と相違する点を除き、他の構成が変形例5に係る研磨工具3と同様である
(図17(b)参照)。したがって、本変形例6に係る研磨工具3の説明において、変形
例5に係る研磨工具3と同様の構成部分には同一符号を付し、変形例5と重複する説明を
省略する。
(
FIG. 19 is a plan
この図19に示す研磨工具3は、変形例5に係る研磨工具3の研磨逃がし凹部67が軸
心11を中心として時計回り方向へ60°回転させられたようになっており、基準点B1
から反時計回り方向に45°〜135°の範囲において、螺旋状の突起15,15間の溝
底15a’が他部の溝底15aよりも深くなるように、螺旋状の突起15,15間の溝底
15aを切削工具で削り落として(切り込んで)、溝底15aに研磨逃がし凹部67が形
成されている。
In the
Between the
このような変形例6に係る研磨工具3は、「変形例5に係る研磨工具を使用した研磨方
法2」において、変形例5に係る研磨工具3に代えて使用することができる。
The
そして、図19に示すように、本変形例6に係る研磨工具3は、平面形状が中心線85
に対して線対称になっているため、中心線85と突起15の先端15bと中心線85との
交点B6’を研磨位置とすると、研磨抵抗が中心線85に対して線対称に作用することに
なる。
And as shown in FIG. 19, the planar shape of the
Therefore, if the intersection B6 ′ between the
(研磨装置を使用した研磨工具の製造例2)
以下、図14に示した研磨装置16を使用した研磨工具3の製造例2を、図14,図2
0及び図21に基づいて説明する。
(Production Example 2 of a polishing tool using a polishing apparatus)
Hereinafter, Production Example 2 of the
A description will be given based on FIG.
先ず、図20(a)に示すように、金型1のキャビティ2の下端側に栓8をし、この栓
8をした金型1を金型収容ブロック68の金型収容凹部33に収容して、その金型1を金
型収容凹部33内に図示しないボルトで固定する(図14(b)参照)。
First, as shown in FIG. 20 (a), a
次に、金型1のキャビティ2内に液状樹脂を注入する(図21のステップS1、図20
(a)参照)。
Next, a liquid resin is injected into the
(See (a)).
次に、回転テーブル21を回転させて、金型1のキャビティ2内に注入した液状樹脂に
遠心力を作用させる(図21のステップS2、図14(b)参照)。これにより、比重の
重い液状樹脂は遠心力でキャビティ2の内面に押し付けられ、比重の軽い気泡はキャビテ
ィ2の中心(軸心12)側へ移動する。この結果、キャビティ2の内面形状が高精度で研
磨工具3に転写され、研磨工具3の形状精度が向上すると共に、研磨工具3の形状精度及
び強度に悪影響を及ぼす気泡が減少する。
Next, the
この回転テーブル21を所定時間回転させた後、回転テーブル21の回転を停止させる
(図21のステップS3〜S4、図14(b)参照)。なお、回転テーブル21の回転数
及び回転時間は、キャビティ2の形状や液状樹脂の材料等によって最適な数値が決定され
る。
After rotating the rotary table 21 for a predetermined time, the rotation of the rotary table 21 is stopped (see steps S3 to S4 in FIG. 21 and FIG. 14B). Note that the rotation speed and rotation time of the
次に、図20(b)に示すように、支持軸10の一端側を研磨装置16の研磨工具取付
部42に固定した後、加工用ヘッド24を下降させることにより(図3参照)、研磨工具
取付部42に固定された支持軸10の他端側を金型1のキャビティ2内に挿入する(図2
1のステップS5)。なお、支持軸10は、その他端(先端)10aが栓8に当接するか
又はその他端10aが栓8に対して僅かな隙間をもって位置するまで、金型1のキャビテ
ィ2内に挿入される。また、支持軸10の軸心11がキャビテイ2の中心に位置するよう
に、X−Y方向位置微調整テーブル22が微調整されて、支持軸10の軸心11とキャビ
ティ2の中心の芯合わせが行われる。
Next, as shown in FIG. 20 (b), after fixing one end side of the
1 step S5). The
次に、図14(b)に示すように、金型加熱ブロック70の上部ブロック71に温度セ
ンサ81を取り付けると共に、通電用コネクタ76に外部電源コード77を接続し、通電
制御スイッチ78をオンさせて、外部電源80からパネル状ヒータ75に通電し、パネル
状ヒータ75で上部ブロック71及び金型1を加熱する(図21のステップS6)。
Next, as shown in FIG. 14B, the
次に、金型1のキャビティ2内の液状樹脂が固化するまで、金型1が所定温度で保持さ
れるように所定時間(例えば、エポキシ樹脂であれば100℃で2時間程度)通電され(
図21のステップS7〜S8)、その後に通電制御スイッチ78がオフにされて、パネル
状ヒータ75への通電が遮断され、金型1の加熱が停止される(図21のステップS9、
図14(b)参照)。
Next, energization is performed for a predetermined time (for example, about 2 hours at 100 ° C. for epoxy resin) so that the
Next, the
(Refer FIG.14 (b)).
次に、上部ブロック71及び金型1の温度が十分に低下すると、図20(c)に示すよ
うに、キャビティ2内の樹脂14が支持軸10の周囲に固化して収縮し、キャビティ2の
内面が転写された樹脂材料製の研磨工具3が支持軸10と一体化した状態で形成される。
Next, when the temperature of the
次に、上部ブロック71から温度センサ81が取り外され、通電用コネクタ76から外
部電源コード77が取り外される(図14(b)参照)。その後、回転テーブル21が回
転させられると共に、加工用ヘッド24が上昇させられ(図3,図14参照)、金型1の
キャビティ2内部から研磨工具3が取り出される(図20(d)参照)。その後、栓8が
金型1内から取り出される(図20(d)参照)。
Next, the
なお、このようにして金型1のキャビティ2から取り出された研磨工具3は、「研磨装
置を使用した研磨工具の製造例1」と同様にして、切り欠き部65及び研磨逃がし凹部6
7が加工される。
The
7 is processed.
以上のように、研磨装置16を使用して(研磨装置16から取り外すことなく)研磨工
具3を製造できるため、研磨工具3を研磨装置16から取り外した状態で製造する場合に
比較して、研磨工具3を研磨装置16に取り付ける際の取付誤差が生じない分だけ、研磨
精度が向上する。
As described above, since the
また、上述のように、この研磨工具3の製造例2によれば、金型1のキャビティ2内に
注入した液状樹脂に遠心力を作用させるようになっているため、キャビティ2内の形状が
高精度に転写され、高精度の研磨工具3が形成される。
Further, as described above, according to the manufacturing example 2 of the
よって、上述の研磨工具3の製造例2に基づいて形成された研磨工具3は、金型1のキ
ャビティ2の螺旋状の溝5を高精度に研磨することが可能になる。
Therefore, the
(金型の研磨装置の変形例2)
図22は、金型の研磨装置16の変形例2を示すものである。この図22に示す金型の
研磨装置16は、図14に示した金型の研磨装置16の変形例であり、その基本的構成が
図14に示した金型の研磨装置16と同様である。したがって、本変形例2に係る金型の
研磨装置16は、図14に示した金型の研磨装置16と同様の構成部分には同一符号を付
し、図14に示した金型の研磨装置16の説明と重複する説明を省略する。
(
FIG. 22 shows a second modification of the
本変形例2に係る金型の研磨装置16は、ダイヤモンドペーストよりも流動性に優れた
ダイヤモンドリキッドを研磨材として使用するものであり、金型1の上面に略円筒状の研
磨材保持部材86が設置され、この研磨材保持部材86の内部、金型1のキャビティ2と
研磨工具3との隙間、及び工具逃がし穴34内にダイヤモンドリキッドが充填されて、金
型1のキャビティ2内の研磨箇所に研磨材(ダイヤモンドリキッド)が常時供給されるよ
うになっている。
The
なお、研磨材保持部材86は、研磨工具3の外表面との間に十分な隙間が生じる内径寸
法となるように形成されている。
The abrasive holding
(金型の研磨装置の変形例3)
図23は、金型の研磨装置16の変形例3を示すものである。この図23に示す金型の
研磨装置16は、図22に示した金型の研磨装置16の変形例であり、その基本的構成が
図22に示した金型の研磨装置16と同様である。したがって、本変形例3に係る金型の
研磨装置16は、図22に示した金型の研磨装置16と同様の構成部分には同一符号を付
し、図22に示した金型の研磨装置16の説明と重複する説明を省略する。
(
FIG. 23 shows a third modification of the
本変形例3に係る金型の研磨装置16は、ダイヤモンドペーストよりも流動性に優れた
ダイヤモンドリキッドを研磨材として使用するものであり、工具逃がし穴34と外部に設
置したポンプ87とを研磨材回収配管88で接続し、ポンプ87と研磨材供給ノズル90
とを研磨材供給配管91で接続してある。ポンプ87は、制御手段27によって作動制御
されるようになっている。
The
Are connected by an
ここで、研磨材回収配管88は、回転テーブル21の回転軸心上に配置されており、基
台18,スライドテーブル20,回転テーブル21,X−Y方向位置微調整テーブル22
,下部ブロック72,圧縮コイルばね83,中空円板状のパネル状ヒータ75’,及び上
部ブロック71を貫通して工具逃がし穴34内に接続されている。
Here, the
, The
このような本変形例3に係る金型の研磨装置16は、研磨材供給ノズル90から研磨材
保持部材86内に供給したダイヤモンドリキッドを工具逃がし穴34から回収し、そのダ
イヤモンドリキッドをポンプ87で循環し、金型のキャビティ2内の研磨箇所に研磨材(
ダイヤモンドリキッド)が常時供給されるようになっている。
In such a
Diamond liquid) is always supplied.
(他の変形例)
なお、上記実施形態に係る研磨装置16は、加工用ヘッド24を昇降させる態様である
が、これに限定されるものではなく、回転テーブル21,X−Y方向位置微調整テーブル
22,及び金型保持テーブル23を一体として昇降できるようにし、加工用ヘッド24を
支柱部35に固定するようにしてもよい。このような構成の研磨装置16は、研磨工具3
に対し、金型1が回動しながら昇降することになる。
(Other variations)
The polishing
On the other hand, the
また、上記実施形態に係る研磨方法は、螺旋状の溝5として、断面形状が略三角形状の
ものを例示したが、これに限られず、断面形状が矩形形状,台形形状,略半円形のものに
も適用が可能である。
In the polishing method according to the above embodiment, the
また、上記実施形態に係る研磨方法は、ウォームを射出成形するためのキャビティ2を
備えた金型1の研磨を例示したが、これに限られるものではなく、雄ねじを射出成形する
ためのキャビティを備えた金型の研磨等、丸穴の内周に螺旋状の溝が形成されたキャビテ
ィを備えた金型の研磨に広く適用することができる。
Further, the polishing method according to the above embodiment exemplifies polishing of the
また、上記実施形態等において例示した数値及び材料名は、発明内容の理解を容易にす
るための例示であり、この例示に限定されるものではなく、研磨条件に応じて最適の数値
及び材料が選択される。
In addition, the numerical values and material names exemplified in the above-described embodiments and the like are examples for facilitating understanding of the contents of the invention, and are not limited to this illustration, and optimum numerical values and materials are determined according to polishing conditions. Selected.
また、上記実施形態において、研磨装置16は、スライドテーブル20がX方向にスラ
イド移動する態様を例示したが、スライドテーブル20がY方向にスライド移動するもの
でもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the grinding | polishing
また、上記実施形態及び各変形例に係る研磨工具は、樹脂材料としてエポキシ樹脂を使
用して形作る態様を例示したが、これに限られず、ウレタン樹脂等の他の樹脂材料を使用
して形作るようにしてもよい。
Moreover, although the polishing tool which concerns on the said embodiment and each modification illustrated the aspect shape | molded using an epoxy resin as a resin material, it is not restricted to this, It seems to shape | mold using other resin materials, such as a urethane resin. It may be.
また、本発明は、流動性を有する研磨材として、ダイヤモンドペースト及びダイヤモン
ドリキッドを例示したが、これに限られず、金型1よりも硬質の砥粒が流体中に含まれた
研磨材を適用することも可能である。
Moreover, although this invention illustrated diamond paste and diamond liquid as an abrasive | polishing material which has fluidity | liquidity, it is not restricted to this, The abrasive | polishing material in which the abrasive grain harder than the metal mold | die 1 was contained in the fluid is applied. It is also possible.
1……金型、2……キャビティ、3……研磨工具、4……丸穴、5……溝、5a,5b
……溝側面(内面、被研磨面)、6……隙間、7……研磨材、12……軸心、15……突
起、63……切り欠き部(研磨材貯留部)、64……貫通穴(研磨材貯留部)
DESCRIPTION OF
...... Surface side (inner surface, surface to be polished), 6 ... gap, 7 ... abrasive, 12 ... axial center, 15 ... projection, 63 ... notch (abrasive storage part), 64 ... Through hole (Abrasive storage part)
Claims (6)
前記キャビティは、丸穴の内周に螺旋状の溝が形成されたものであり、
前記螺旋状の溝には、研磨工具の螺旋状の突起が隙間をもって嵌り合い、
前記隙間には、流動性を有する研磨材が充填され、
前記研磨工具は、(1)前記突起を前記螺旋状の溝の被研磨面に押し付ける方向の負荷
が掛けられた状態で振動させられ、前記突起が前記螺旋状の溝の前記被研磨面に対して接
近・離間を繰り返し、(2)前記螺旋状の溝のリードと同じリードとなるように、前記金
型に対して前記丸穴の軸心の回りに相対回動させられ、且つ、前記金型に対して前記丸穴
の軸心の延びる方向に沿って相対移動させられることにより、(3)前記研磨材で前記螺
旋状の溝の被研磨面を研磨する、
ことを特徴とする研磨方法。 In the polishing method of the mold cavity inner surface,
The cavity is one in which a spiral groove is formed on the inner periphery of a round hole,
In the spiral groove, the spiral projection of the polishing tool fits with a gap,
The gap is filled with an abrasive having fluidity,
The polishing tool is (1) vibrated in a state where a load is applied in a direction in which the protrusion is pressed against the surface to be polished of the spiral groove, and the protrusion is against the surface to be polished of the spiral groove. (2) The mold is rotated relative to the mold around the axis of the round hole so that the lead is the same as the lead of the spiral groove. By being moved relative to the mold along the direction in which the axis of the round hole extends, (3) the surface to be polished of the spiral groove is polished with the abrasive.
A polishing method characterized by the above.
1記載の研磨方法。 The polishing method according to claim 1, wherein the polishing tool is vibrated two-dimensionally so as to draw an elliptical figure.
1記載の研磨方法。 The polishing method according to claim 1, wherein the polishing tool is vibrated two-dimensionally so as to draw a perfect circle.
請求項1記載の研磨方法。 The polishing method according to claim 1, wherein the polishing tool is vibrated three-dimensionally so as to draw a Lissajous figure.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の研磨方法。 The polishing method according to claim 1, wherein the protrusion is cut out in a range of at least 180 degrees along an inner circumferential direction of the round hole.
研磨材が減少すると、前記研磨材貯留部内の研磨材が前記隙間に供給されることを特徴と
する請求項1乃至5のいずれかに記載の研磨方法。 An abrasive material storage part for storing the abrasive material is formed in the polishing tool, and when the abrasive material in the gap decreases, the abrasive material in the abrasive material storage part is supplied to the gap. The polishing method according to claim 1.
Priority Applications (1)
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JP2009269694 | 2009-11-27 | ||
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