JPH0249868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁性を有する研磨剤を磁場内にて配
向させて磁気ブラシを形成し、このブラシによつ
て被研磨物を研磨する磁気研磨装置に係り、特に
非磁性体の被研磨物の研磨が可能であり、且つデ
イスク状の被研磨物の両面研磨などもできるよう
にした磁気研磨装置に関する。

〔従来の技術〕 被研磨物を研磨する作業は、被研磨物よりも硬
度の高い研磨剤を被研磨物に当接させ、被研磨物
の材質や求められる研磨精度などの条件に応じた
速度ならびに圧力にて研磨剤を研磨面に摺動させ
るようにしている。

この研磨作業において、研磨面を精密に研磨す
るためには研磨剤の均一で且つ適正な圧力が重要
となる。そのためには研磨剤を保持するラツプの
材質などの技術的工夫が必要である。この材質と
して従来は、布、ゴムあるいは合成樹脂などが使
用されている。

また、最近では精密研磨しなくてはならない被
研磨物が多くなつてきている。この種の被研磨物
の例としては、磁気デイスク、磁気テープ、アル
ミニウム製デイスク、合成樹脂製デイスク、合成
樹脂フイルムなどがある。これらの被研磨物は研
磨面が比較的広く、また研磨も高精度にて行なわ
なければならない。

この種の被研磨物のうちデイスクを研磨する研
磨装置の一従来例を第３図とその側面図である第
４図によつて説明する。この研磨装置では、デイ
スクＤが所定の回転駆動装置によつて第３図にお
ける時計方向あるいは反時計方向へ回転駆動され
る。またデイスクＤには研磨円盤１が両面から対
向している。各研磨円盤１は、研磨パツド３とこ
れを支持する剛性プレート４とから構成されてお
り、この研磨円盤１が回転軸２によつて回転駆動
されるようになつている。研磨パツド３はポリウ
レタンフオームに研磨剤を混ぜたものなどによつ
て構成されている。この種の研磨装置では、各研
磨円盤１をデイスクＤの両面に圧接して回転させ
て研磨を行なうようになつている。研磨パツド３
がウレタンフオームに研磨剤を混ぜたものなどに
よつて形成されているので、その弾性的性質によ
つて研磨剤がデイスクＤの表面に均一な圧力にて
むらなく接触して研磨が行なわれるようになる。
この種の樹脂を混入した研磨パツド３を用いるこ
とによつて、適正な研磨剤の接触圧を実現できる
ように工夫されている。この種の研磨装置として
は、例えば特開昭57−183634号公報に開示されて
いるものがある。

また、最近では、磁気を利用した研磨装置が考
えられている。この種の磁気研磨装置は、磁性を
有する研磨剤を磁場にて配向せしめて磁気研磨ブ
ラシを構成し、この磁気研磨ブラシによつて被研
磨物を研磨するものである。この磁気研磨装置で
は、磁場の強さによつて研磨剤が配向して均一な
研磨剤面が形成され、適正な圧力にて高精度の研
磨作業が行ないやすくなる。

この磁気研磨装置によつてデイスクＤなどのよ
うに比較的面積の大きい研磨面を研磨する例とし
ては、被研磨物を支持するワークテーブル上に磁
極を有する回転盤を設け、この回転盤から被研磨
物を透過する回路となる磁場を形成し、回転盤と
被研磨物との間の磁場内に、磁性を有する研磨剤
を配向させて介在して研磨剤によるブラシを形成
したものがある。しかしながら、この種の磁気研
磨装置では、磁力線が被研磨物の内部を通過する
構造であるため、磁性体の被研磨物しか処理でき
ず、アルミニウムや樹脂製のデイスクの研磨が行
なえない欠点がある。

第５図はデイスクなどを研磨できる磁気研磨装
置の他の従来例を示すものである。この磁気研磨
装置は、ヨーク５内に設けられた鉄芯６にコイル
７が巻かれて電磁石が構成されている。ヨーク５
ならびに鉄芯６の下面には磁極８ａと８ｂが設け
られており、両磁極８ａと８ｂは非磁性体９を介
して接合されている。そして、この非磁性体９が
介在している部分がワークテーブル１０上の被研
磨物であるデイスクＤに対向している。この研磨
装置では、デイスクＤが磁性体によつて形成され
ている場合には、一方の磁極８ａから出た磁力線
がデイスクＤ内を通過して他方の磁極８ｂ内へ戻
るようになつている。磁極８ａ，８ｂとデイスク
Ｄとの間に、磁性を有する研磨剤を介在させれ
ば、この研磨剤が磁場にて配向されてブラシ状に
構成される。磁極８ａ，８ｂとワークテーブル１
０を相対的に移動させれば、研磨剤の磁気研磨ブ
ラシによつてデイスクＤの表面が研磨されること
になる。また被研磨物であるデイスクＤが非磁性
体によつて形成されている場合には、ワークテー
ブル１０上に磁性体による板１１を設置し、その
上にデイスクＤを設置する。このように構成すれ
ば、磁極８ａから磁性体の板１１を通過して磁極
８ｂに至る磁気回路が構成され、この磁場に研磨
剤を介在させることによつて研磨剤のブラシが構
成できるようになる。よつて非磁性体の被研磨物
の研磨が可能になる。この種の磁気研磨装置は、
例えば特開昭59−1160号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第３図に示す従来例では、研磨
パツド３の改良を行なつたとしても、研磨剤のデ
イスクＤに対する接触圧を高精度に設定するのに
は限界があり、また研磨作業が進むうちに研磨パ
ツド３が摩耗する問題もある。

また第５図に示す磁気研磨装置であれば均一な
接触圧にて研磨作業を行なうことができるが、こ
のような磁気研磨装置では、デイスク状の被研磨
物の片面のみしか研磨できない欠点がある。よつ
て研磨作業は表裏２回行なわなければならず、そ
の度に磁場を破壊して研磨剤を回収したり、また
研磨剤を再度供給してブラシを形成しなくてはな
らなくなり、段取りが煩雑になる欠点がある。さ
らに第５図に示す磁気研磨装置では、被研磨物が
デイスクのような平面形状のものに限られてしま
い、種々の形状の部品の研磨が不可能になる。よ
つて用途が限定されることになる。

このようなことから、デイスクなどを研磨する
場合、磁気研磨ブラシ内に被研磨物を入れ、この
磁気研磨ブラシを回転させれば、デイスクなどの
両面を精密に研磨できるようになる。しかしなが
ら、この場合、磁性研磨剤を配向させる磁場を回
転させる必要性が生じ、よつて磁界を形成する励
磁コイルなどを回転させることが必要になつて、
構造が非常に複雑になる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであ
り、デイスク状の被研磨物の裏表面を同時に且つ
均一な圧力によつてむらなく研磨でき、また円盤
状以外の形状の被研磨物の研磨も行なえ、しかも
非磁性体の被研磨物の研磨も可能にし、しかも研
磨作業を行なう磁気研磨ブラシの配向密度を高く
して硬質の被研磨物であつても高精度に研磨で
き、さらに励磁コイルなどを回転させることなく
回転する磁気研磨ブラシを形成することのできる
磁気研磨装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による磁気研磨装置は、間隔を開けて対
面する一対の磁性体円盤と、前記それぞれの円盤
の対面側と逆側の外面にその端面が対向する腕部
を有するヨークと、このヨークに外装された励磁
コイルと、前記円盤が固定され且つ前記ヨークの
腕部内を貫通する回転軸と、この回転軸を回転駆
動する駆動源と、前記励磁コイルとヨークとによ
り互いに逆の極性に磁化されている前記一対の磁
性体円盤の間に介装されている磁性研磨剤と、磁
性体円盤の外部に位置し且つ前記磁性研磨剤内に
挿入される被研磨物を保持する被研磨物保持部材
とが設けられていることを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

上記手段では、磁性体円盤を支持している回転
軸がヨークの腕部を貫通して、ヨークの腕部の端
面が磁性体円盤の外面に対向している。よつて励
磁コイルによる磁束はヨーク内から磁性体円盤の
外面に及び、一対の円盤が異なる磁性に磁化さ
れ、この磁化された円盤の間にて磁性研磨剤が磁
気配向されて磁気研磨ブラシが形成される。円盤
は前記回転軸とともに回転駆動され、円盤ととも
に前記磁気研磨ブラシが回転する。被研磨物保持
部材に保持された被研磨物は、回転する前記磁気
研磨ブラシ内に挿入され、磁気研磨ブラシにより
研磨される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図と第２図の図面
によつて説明する。

第１図は本発明による磁気研磨装置を示す正面
図、第２図はその左側面図である。

図中の符号２１は回転軸である。この回転軸２
１は軸受２２ａと２２ｂに支持されており、且つ
モータなどの駆動源によつて回転駆動されるよう
になつている。回転軸２１には一対の円盤２３ａ
と２３ｂが対向して固設されている。この円盤２
３ａと２３ｂの間はやや細い径の連結軸２４によ
つて連結されている。この円盤２３ａと２３ｂは
軟鉄などの磁性材料によつて形成されている。ま
た回転軸２１は、円盤２３ａと２３ｂに連結され
ている部分が磁性体２１ａによつて形成されてお
り、軸受２２ａと２２ｂにて支持されている部分
が非磁性体２１ｂによつて形成されている。そし
て磁性体２１ａの部分と非磁性体２１ｂの部分と
が、非磁性体のジヨイント２１ｃによつて連結さ
れている。さらに円盤２３ａの対向面にはフイン
２５ａが、他方の円盤２３ｂの対向面にはフイン
２５ｂが設けられている。このフイン２５ａと２
５ｂは磁性体によつて形成されており、第２図に
示すように、各円盤２３ａと２３ｂに対し、回転
軸２１を中心として放射状に４枚ずつ固設されて
いる。このフイン２５ａと２５ｂは、各円盤２３
ａと２３ｂの中間に形成される磁界の磁束密度を
部分的に高めるために設けられているものであ
る。

また、符号２６は磁極を形成するための磁性体
ヨークである。このヨーク２６の中央部には励磁
コイル２７が外装されている。ヨーク２６はコの
字形状に形成されている。コの字形状に形成され
ているヨーク２６の両側部分は腕部２６ｂとなつ
ており、その腕部２６ｂの端面２６ｃはそれぞれ
の円盤２３ａと２３ｂの対面側と逆側の外面に微
小間隔を開けて対向している。また、回転軸２１
の磁性体２１ａの部分は、ヨーク２６の腕部２６
ｂに穿設された軸穴２６ａ内に貫通挿入されてい
る。この励磁コイル２７に通電されると、磁束が
ヨーク２６内を流れ腕部２６ｂの端面２６ｃを介
して、一方の円盤２３ａがＮ極に、他方の円盤２
３ｂがＳ極の磁極に磁化される。

符号２８は保持軸である。この保持軸２８は軸
受２９によつて回転自在に支持されている。また
保持軸２８はモータによつて回転駆動されてい
る。保持軸２８の先端にはナツトなどを用いた保
持具２８ａが設けられており、この保持具２８ａ
によつてデイスクＤなどの被研磨物が保持される
ようになつている。

第２図に示すように、架台３１上には支柱３
２，３３ならびに３４が固設されている。支柱３
２に前記軸受２２ａと２２ｂが保持されて、これ
により回転軸２１が支持されている。支柱３３に
は軸受２９が保持されており、これによつて保持
軸２８が支持されている。また支柱３４上には励
磁コイル２７が固設されている。

次に研磨動作について説明する。

磁性研磨剤４０は、２つの円盤２３ａと２３ｂ
の中間に充填される。励磁コイル２７に通電され
ると、ヨーク２６を介して円盤２３ａと２３ｂの
間に磁場が形成される。この磁場によつて磁性研
磨剤４０は配向され、２つの円盤２３ａと２３ｂ
の中間に磁性研磨剤による磁気研磨ブラシが形成
される。一方、被研磨物であるデイスクＤは保持
軸２８に保持された状態にて前記磁性研磨剤４０
によつて形成された磁気研磨ブラシ内に挿入され
る。モータによつて回転軸２１と保持軸２８は、
第２図の時計方向へすなわち両者が同方向へ回転
駆動される。そして、磁性研磨剤４０の磁気研磨
ブラシによつてデイスクＤの両面が同時に研磨さ
れる。第２図に示すように、円盤２３ａ，２３ｂ
とデイスクＤは同方向へ回転するので、デイスク
Ｄと磁性研磨剤４０の磁気研磨ブラシとの間の相
対速度を大きくできることになる。また、第２図
におけるＡ部ではデイスクＤの角速度が小さい
が、その分磁性研磨剤４０による磁気研磨ブラシ
の角速度が大きくなつている。またＢ部では逆に
デイスクＤの角速度が大きく磁気研磨ブラシの角
速度が小さくなつている。このように回転体の半
径の速度差が互いに補なわれるので、各部分が均
一な条件で研磨できるようになる。

また、磁界は励磁コイル２７によつて形成され
ているので、２つの円盤２３ａと２３ｂの間に形
成される磁場をかなり強くすることができる。ま
た、円盤２３ａと２３ｂの対向面にはフイン２５
ａと２５ｂが設けられているので、このフイン２
５ａと２５ｂの対向部では磁束密度が部分的に高
くなつている。よつて円盤２３ａと２３ｂの間に
形成される磁性研磨剤４０の磁気研磨ブラシは高
い配向密度を有しており、且つフイン２５ａと２
５ｂの部分にて配向密度がさらに高くなつてい
る。したがつて硬質の被研磨物であつても、その
表面を高精度に研磨できるようになる。また励磁
コイル２７に通電する電流の量を変えることによ
つて円盤２３ａと２３ｂの間の磁場の大きさを変
え、磁性研磨剤４０の配向密度を変化させること
ができるようになる。したがつて樹脂製のデイス
クＤの研磨などを行なう場合には、磁性研磨剤４
０の配向密度を低くして材質に応じたブラシを形
成できるようになる。

また、本発明による磁気研磨装置によつて長尺
形状の被研磨物を研磨することも可能である。こ
の場合は、長尺の被研磨物を、磁性研磨剤４０の
ブラシを横切る方向へ供給し、回転する磁気研磨
ブラシによつて研磨することになる。また、円盤
２３ａと２３ｂの間の連結軸２４を無くし、別々
のモータによつて２つの円盤２３ａと２３ｂを同
期させて回転駆動すれば、円盤２３ａと２３ｂの
間の全面積に磁気研磨ブラシを形成できるように
なる。この構成にすれば、特に長尺の被研磨物を
通過させて研磨するのに最適なものとなる。

本発明による磁気研磨装置に使用される磁性研
磨剤４０は従来使用されていたものと同じもので
よい。しかしながら、本発明では、対向する円盤
の間に磁界を形成し、その間に磁性研磨剤４０を
充填して磁気研磨ブラシを形成しているので、こ
の構成に適する磁性研磨剤としては、均一で且つ
細かい粒径のものがよい。また比重の小さいもの
が実用上扱いやすい。磁性研磨剤４０の例として
は、アルミナ一鉄系、フエライト系、または二酸
化クロム系などがある。これらの磁性研磨剤の中
では、フエライト系（バリウムフエライト等）
は、板状の粒子であるため、研磨速度は低いが、
高精度の仕上げに適している。また二酸化クロム
は針状であるため、磁場における配向性が良好で
ある。実際には、焼付防止、研磨表面の酸化防
止、研磨剤の風散防止などのために、研磨剤に研
磨油や添加剤を加えることになる。これらとして
は、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸の金属石
鹸、高級脂肪酸エステル、鉱油、シリコン油など
のいずれか、またはこれらの組合わせ、またはこ
れらを水に分散したものなどが使用される。

〔効果〕

以上のように本発明によれば、ヨークの腕部の
端面を一対の磁性体円盤の外面に対向させ、ヨー
クの腕部内に貫通された回転軸を回転させること
により一対の円盤を回転させ、前記ヨークならび
に励磁コイルにより磁化された円盤内に配向され
た磁性研磨剤を回転させている。よつて回転磁界
を形成する必要はなく、すなわち励磁コイルとヨ
ークとを固定した状態で、回転する磁気研磨ブラ
シを構成できるようになる。またこのようにヨー
クを固定できているために、固定された励磁コイ
ルへ通電できることになり、配線も簡単になる。
さらに、円盤を回転させる回転軸をヨークの腕部
内に貫通させているため、ヨークの端面を円盤に
均一に対向させることができ、円盤を強力に磁化
でき、強い配向の磁気研磨ブラシを得ることがで
きるようになる。また、回転する磁気研磨ブラシ
内に被研磨物を入れて研磨できるので、デイスク
などの被研磨物の両面が均一に研磨できるように
なる。またデイスク状以外の被研磨物であつて
も、良好に研磨できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気研磨装置を示す正面
図、第２図はその左側面図、第３図は従来のデイ
スク研磨装置の正面図、第４図はその側面図、第
５図は従来のデイスク用の磁気研磨装置を示す断
面図である。 ２１……回転軸、２３ａ，２３ｂ……円盤、２
４……連結軸、２５ａ，２５ｂ……フイン、２６
……ヨーク、２６ｂ……腕部、２６ｃ……端面、
２７……励磁コイル、２８ａ……保持具、４０…
…磁性研磨剤、Ｄ……デイスク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 間隔を開けて対面する一対の磁性体円盤と、
   前記それぞれの円盤の対面側と逆側の外面にその
   端面が対向する腕部を有するヨークと、このヨー
   クに外装された励磁コイルと、前記円盤が固定さ
   れ且つ前記ヨークの腕部内を貫通する回転軸と、
   この回転軸を回転駆動する駆動源と、前記励磁コ
   イルとヨークとにより互いに逆の極性に磁化され
   ている前記一対の磁性体円盤の間に介装されてい
   る磁性研磨剤と、磁性体円盤の外部に位置し且つ
   前記磁性研磨剤内に挿入される被研磨物を保持す
   る被研磨物保持部材とが設けられていることを特
   徴とする磁気研磨装置。 ２ 対面する磁性体円盤は互いに連結されておら
   ず、ヨークのそれぞれの腕部を貫通する別々の回
   転軸がそれぞれの磁性体円盤に固定されている特
   許請求の範囲第１項記載の磁気研磨装置。