JPH0360626B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフロツピーデイスクドライブ装置にお
けるフロツピーヘツドの面取り加工装置に関する
ものである。

従来の技術 第１図ａに、フロツピーデイスクドライブ装置
内におけるヘツドとデイスクのコンタクト状態を
表わした模式図を示す。

８１はフロツピーデイスクでデイスクセンター
８２の回りに回転する。８３はボタン型のフロツ
ピーヘツドで８４は本発明に関連するラミネート
型のフロツピーヘツドである。同図に示すように
フロツピーデイスクは、前記２つのヘツドで挾み
込まれた状態で回転し、ヘツドによるデイスクへ
の記録再生動作が行われる。

第１図ａにおいて矢印ｃで示すところ、つまり
ヘツドのエツヂ部でデイスクに損傷をつける場合
が多い。そこで第１図ｂに示すように、ヘツドの
外周エツヂ部に面取り加工を施こしている。１は
面取り加工部であり、２はフロツピーデイスクと
対向する記録面である。面取り加工物の曲面形状
に関して要求される規格の一例は、前記記録面か
ら面取り加工部に移る継ぎ目がヘツドの短軸方向
（Ｄ方向）で0.0003／0.03、接線角度にして0.57°、
長軸方向（Ｅ方向）で0.0003／0.05接線角度にし
て0.34°という非常に微小な値であり極めて滑ら
かな面取り加工が必要となつてくる。前記継ぎ目
の形状の評価方法は一般に面取り加工後のヘツド
の記録面にオプチカルフラツトを載せて、ナトリ
ウム光（λ≒0.6μｍ）を照射すると生じる干渉稿
の稿間隔を読み取ることにより行われている。こ
のような面取り加工を行う従来の面取り加工装置
は、第２図ａ，ｂ，ｃに具体的構成を示すよう
に、上面に切刃をもつた円板状回転研摩シート３
と、これをベルト４を介して駆動させるモータ５
と、加工物６を自転させるモータ７と加工物６を
保持するホルダー８を、矢印Ａ←→Ｂ方向に揺動を
与えるクランク機構９と、加工物６を円板状回転
砥石３に圧接させるためのシリンダー１０により
構成されていた。

発明が解決しようとする問題点 上記のような従来の面取り加工装置では、第３
図ａ，ｂに示すように、円板状回転研摩シート３
の上で加工物１２，１３，１４を同時に行ない生
産性を向上させる方法がとられていたが、この方
法では次のような問題があつた。

(1) 回転中心からの距離によつて円板状回転研摩
シート３の周速が異なつているため、単位時間
当りの研摩シートに差異が生じて面取り部の加
工形状が均一にならないという問題があつた。

(2) また、基本的に円板状回転研摩シート３の平
面上の加工方法であるために、揺動角度範囲に
制限があつた。例えば揺動角度が0°の位置（加
工物の自転軸が鉛直の位置にくる時に相当す
る。）にある場合には、加工物の記録面２が直
接円板状回転研摩シート３と接触するために加
工痕が発生するので、この揺動位置は避けなけ
ればならない。その為に、前記従来の面取り加
工装置では、通常揺動角度0°の位置から２〜3°
傾斜した位置Ｂまで片側揺動（Ｂ，B′間の揺
動）していた。

その結果、加工物の記録面２と面取り加工部
１の継ぎ目を滑らかに加工することが困難にな
つていた。

(3) さらに前記加工機構上の欠点を補う目的から
円板状回転シート３の下に弾性体を介し、加工
時の加圧力によるこの弾性体の弾性変形を利用
して、加工物の記録面２と面取り加工部１の継
ぎ目の滑らかな曲面形状を得ていた。しかしな
がらこの弾性体の材質選定が難しく、又、弾性
体の経年変化の為に、曲面形状の安定確保と制
御性が非常に大きな課題となつていた。

本発明は前記従来の欠点を解消し生産性が高く
かつ、高い形状精度を安定して形成することが可
能な面取り加工装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明における面取り加工装置は、円筒状回転
体に巻付け角度で研摩テープを巻き付ける手段
と、被加工物の加工対象面が、その外縁部におい
て、前記円筒状回転体によつて内面が支持された
研摩テープの曲面状の研摩面に加工点における接
線方向と所定の角度をなして接するように、被加
工物が保持する保持具と、前記被加工物が、前記
加工対象面の中心を通り、かつ、その面に垂直な
自転軸の回りに自転するように、前記保持具に回
転を与える回転駆動手段と、前記自転軸を含むと
共に、前記円筒状回転体の回転軸芯に平行な面内
で前記保持具に揺動を与える揺動手段と、前記保
持具を前記自転軸に沿つて、進退動可能に案内す
る保持具支持体と、前記加工対象面の外縁部が、
前記研摩面に常に接触するように前記保持具を前
記研摩面に向け付勢する付勢手段とからなるもの
である。

作 用 研摩テープを巻き付けて走行させた円筒状回転
体の外周面に、自転している被加工物の加工対象
面を、加工点における接線方向と所定の角度をな
して接するように付勢し、さらに被加工物の保持
具を揺動させることによつて、面取り部の仕上げ
加工を行なう。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照
にしながら説明する。

第４図から第８図および第１３図は、本発明に
なる脆性材料の面取り加工装置の一実施例を示す
図である。第４図，第５図および第１３図におい
て、５９は円筒状回転体、６０，６１はともに円
筒状回転体で、それらの回転軸芯を一致させて連
結されている。以後、この連結一体化された円筒
状回転体を連結型円筒状回転体と呼ぶ。第４図
は、その連結型円筒状回転体の中の円筒状回転体
５９を、その回転軸芯に直角な面で断面したもの
で、円筒形砥石６０，６１は第４図には図示され
ていない。１６は前記連結型円筒状回転体を保持
している軸受けである。１７はベルトで、１８は
ベルト１７を介し、連結型円筒状回転を与えてい
る駆動モータである。１９は被加工物保持ユニツ
トである。

２０は被加工物であり、第１図に示すフロツピ
ーヘツド８４と同様のものである。２１は保持具
であるホルダーで被加工物２０をクランプしてい
る。２２は固定シヤフトで、前記ホルダー２１を
固定している。２３は軸受で固定シヤフトを保持
している。２４は回転駆動手段である被加工物回
転モータ、２５はタイミングベルトで、前記固定
シヤフト２２を被加工物回転モータにより被加工
物20の加工対象となる平坦面（第１図ｂの記録面
２に相当）の中心を通る法線のまわりに自転して
いる。２６はＹ軸ガイドで２７はＹ軸テーブルで
ある。Ｙ軸ガイド２６は前記被加工物保持ユニツ
ト１９の先端にクランプしている被加工物２０
を、連結型円筒状回転体の回転軸中心に直角な方
向に案内する。２８はマイクロヘツドで、前記Ｙ
軸テーブル２７を、連結型円筒状回転体の軸芯方
向に移動させることが出来る。２９は引張りバネ
であり、Ｙ軸テーブル２７を一方向に付勢してＹ
軸方向のガタをなくしている。

３０は下面にカムフロア（図示せず）を有する
Ｚ軸ブロツクであり、Ｚ軸ガイド４０に沿つて上
下動する。４２は保持具支持体であるハイロータ
であり、ハイロータ４２に回転により端面カム４
１を回転させることにより、Ｚ軸ブロツク３０を
上下動させ、被加工物２０を垂直に上下動させる
ものである。さらに３１はシヤフトで、軸受をか
ねたＺ軸ブロツク３０で支持されている。４３は
Ｘ軸ガイドで４４は前記Ｘ軸ガイド４３の上に乗
り前記連結型円筒状回転体の回転軸中心に平行な
方向に移動可能なＸ軸テーブルである。４５は前
記Ｘ軸テーブル４４を連結型円筒状回転体の軸方
向に移動させるネジであり、送りナツト（図示せ
ず）で、Ｘ軸テーブル４４の底面に固定けい合さ
れている。５２はオリーブ油等の希釈剤で、５０
は前記希釈剤５２を加工中一定時間滴下する塗布
器である。５９は外周に弾性体を有する円筒状回
転体で、５８は円筒状回転体の外周に沿つて構成
された弾性体で、例えば、ラバーや紙などであ
る。５３は弾性体５８上に一定巻き付け角度で巻
き付けられ、弾性体５８上を、その外周に沿つ
て、円筒状回転体の周速度で送られるラツピング
テープである。５４及び５５はラツピングテープ
５３を、円筒状回転体の外周上に圧接ならびに案
内するローラであり、５６及び５７は、それぞれ
ラツピングテープの送り出しリール、ならびに巻
き取りリールである。６０は例えば荒加工を担当
する外周に切刃を有する円筒状回転体で、６１は
例えば中仕上加工を担当する外周に切刃を有する
円筒状回転体である。４７，４８はネジ４５の軸
受けである。４９はネジ４５に回転を与える送り
モータである。つぎに第６図において、３２はレ
バー、３３は前記レバーをシヤフト３１に固定し
ているボルトである。３４は連結棒で３６は連結
棒に固定しているカムフオロアである。３７は揺
動手段である揺動モータ３８（第５図に図示）に
固定され、揺動モータ３８の回転をカムフオロア
３６に伝達しているカムである。

この構成において、揺動モータ３８の回転に伴
い、カム３７が回転するとカムフオロア３６を介
して連結棒３４を左右に移動させる。その結果、
シヤフト３１を交点として、被加工物ユニツト１
９を揺動させる。３９は揺動の際に生ずるガタを
一方向にとるための引張りバネである。つぎに第
７図においては、前記カム３７により、被加工物
保持ユニツト１９を矢印ａの方向に揺動を与え
る。

以上のように構成された加工装置を用いた加工
方法について説明する。

まず、Ｘ軸テーブル４４を、連結型円筒状回転
体から完全に離脱した位置へ移動させた状態で、
被加工物２０をホルダー２１に取付ける。つぎに
Ｘ軸テーブル４４を送りモータ４９によつて回転
運動が与えられている送りネジ４５に送りナツト
を介してかみこませ、円筒形砥石６０上の加工位
置に移動を行わせる。このＸ軸テーブル４４はＸ
軸ガイド４３により円筒形砥石６０の回転軸中心
に平行な方向に案内される。このＸ軸テーブルの
平行移動精度が被加工物の形状精度に重大な影響
を与えるため、移動距離300mmに対し上下左右の
振れ平行度は5μｍ以下になるように組立てられ
ている。この時、Ｙ軸テーブル２７を第８図ａに
示すように、マイクロヘツド２８により円筒形砥
石６０の回転軸中心よりΔyだけずらすことによ
つて、被加工物２０の自転軸を偏心させる。この
理由は第１図ｂに示したような面温り加工を行な
う場合、被加工物２０の面取加工の対象となる平
坦面には加工痕跡が残つてはならないが、Δy＝
Ｏの位置で加工物を揺動させた場合、揺動角度が
0°（被加工物の自転軸が鉛直になる位置）になつ
た時に、被加工物２０の平坦面のエツジ近傍以外
のところが直接円筒形砥石６０の外周切刃と接触
することにより、平坦面に加工痕跡が残つてしま
うことになる。よつて、被加工物２０の自転軸を
回転円筒体の中心からわずかにずらすことによつ
て、被加工物２０の面取加工の対象となる平坦面
と円筒形砥石６０の外周切刃の間に微小角度Δθ
が形成されることになり、加工点への切粉の流入
や切刃による平坦面のわずかな切削作用をも防止
することができ、面取り条件を満足することがで
きるからである。

さらにもう１つの理由は、この偏芯量Δyを変
化させることによつて面取り形状を制御できるこ
とである。面取り形状が形成される原理について
第１１図に示す加工モデルを用いて説明する。長
辺L₁，短辺L₂，厚さｔの直方体で近似された被
加工物２０は、長辺の中点Ｐ、又は短辺の中点Ｑ
で、半径Ｒの円筒状回転体の外周に接して各辺に
垂直な接線と被加工物２０の面取加工の対象とな
る平坦面のなす角を切込角αとして、一定の加工
レートで加工される。第１１図のO′は、被加工
物２０の面取加工の対象となる平坦面の中心であ
る。また、同図において８は被加工物の揺動角度
を示す。Ｙ軸ガイド２６はＹ軸テーブル２７の移
動精度が加工物の形状精度に重大な影響を与える
ため、移動距離30mmに対して上下・左右方向の振
れ量5μｍ以下になるように組立てられている。
さらにこの自転において塗布器５０からホース５
１を通り、一定時間塗布液５２を塗布し、スポン
ジローラ（図示せず）により外周に切刃を有する
円筒状回転体にまんべんなくぬり込まれている。
またこの塗布液５２には、水・オリーブ油・テレ
ピン油等が使用される。つぎに連結型円筒状回転
体がベルト１７を介しモータ１８によつて
1000rpm〜3000rpmの範囲で高速回転する。モー
タは連結型円筒状回転体の両方向回転を可能にす
るため一般に正逆回転モータが使用される。また
連結型円筒状回転体は加工面形状を良くする目的
で円筒度は1μｍ／100mm以下に、さらに偏芯重量
による回転円筒体の振動を押え加工物の共振を小
さくする目的のために、真円度は1μｍ以下に仕
上げられている。つぎに加工物２０を保持してい
る固定シヤフト２２は、加工物回転モータ２４に
より回転を正確に伝達させるためにタイミングベ
ルト２５を介し、100〜500rpmで確実に自転をは
じめる。つぎに加工物２０を前記円筒状回転砥石
６０の表面上に弾性荷重で付勢させるために、ハ
イロータ４２を回転させカム４１を介し、Ｚ軸ブ
ロツク３０に保持されている加工物保持ユニツト
１９を、円筒状回転体６０に付勢させる。なおこ
のＺ軸ブロツク３０は、Ｚ軸ガイド４０により前
記円筒状回転体６０に対し、垂直方向に移動して
いるかどうかは、加工物の形状精度に重大な影響
を与えるため、移動距離18mmに対し、上下・左右
の振れ量を5μｍ以下になるように組立てられて
いる。つぎに加工物２０が、円筒状回転体６０の
表面に弾性荷重により付勢されたと同時に、揺動
モータ３８により、揺動カム３７を介し円筒状回
転体６０の回転軸中心に対して左右の揺動を開始
する。この揺動カム３７の回転スピードは、加工
物２０の形状精度に重大な影響を与えるが、本実
施例においては、50〜70secで設定している。揺
動カム３７が１回転し荒加工が完了すると、Ｚ軸
ブロツク３０が所定の高さまで上昇する。次に、
連結型円筒状回転体１５が1000rpm程度の中速回
転に減速され、塗布液が塗布液供給器６２からホ
ース６４を通り、一定時間、外周に切刃を有する
円筒状回転体６１上に塗布される。次にＸ軸テー
ブルが移動し、被加工物を外周に切刃を有する円
筒状回転体６１上の加工位置に位置決めし、荒加
工の場合と同様な動作を繰り返し、中仕上加工が
完了する。次に、連結型円筒状回転体１５が10〜
100rpmの範囲の低速回転に減速され、外周に弾
性体を有する円筒状回転体５９上で、送り出しリ
ール５６と巻き取りリール５７の間で直線的に張
られたラツピングテープ５３がローラ５４及び５
５によつて、低速回転している円筒状回転体５９
の外周に構成された弾性体５８に圧接、案内され
ると同時に、円筒状回転体の周速度でテープは走
行し始める。すなわち、ローラ５４，５５、送り
出しリール５６、巻き取りリール５７および円筒
状回転体５９とでテープ走行手段を構成する。次
に、Ｘ軸テーブルによつて被加工物が、ラツピン
グテープ上の加工位置に移送され、前述の加工動
作を繰り返し、仕上加工が完了する。この仕上加
工工程では、揺動角度範囲を±1°程度に非常に狭
くとる。

その理由は加工物の記録面と面取り加工部の継
ぎ目をラツピングテープで加工し一定の加工タク
トの中で十分な研摩シートを稼ぐことによつて、
境界部の滑らかな曲面形状を得るためである。
尚、仕上加工工程での加工原理は、第８図におい
てフロツピーヘツドは揺動せずに自転のみを行う
ものとして、円筒面上の接している点を通る接線
の勾配が切込み角となる。

このようにして、本発明による面取り加工装置
においては、被加工物をホルダーに着脱してやる
ことによつて、一定の生産タクトで自動的に脆性
材料の面取り加工が行える。なお、順次被加工物
を加工するにあたつては、Ｘ軸テーブルの、荒、
中、仕上のそれぞれの円筒状回転体上のの最初の
加工位置決め点より、わずかに離れた位置で加工
するようにして、砥石およびラツピングテープが
均一な摩耗をするように考慮している。

なお、各加工工程における円筒状回転体の外周
上の切刃の粒径および結合度、被加工物の揺動角
度範囲、自転回転数、弾性加圧力、Ｙ軸位置など
の加工パラメータは、前述の各加工工程毎に、最
適に選択される必要がある。

第１２図に本実施例における各加工工程での最
適加工条件の一例を示す。第９図は、本実施例に
基づきフロツピーヘツドを加工した場合の面取り
部全体の形状を縦横倍率200倍の触針式形状測定
器にて測定した結果を示す図である。同図におい
て、７０は円筒形回転砥石を使つて荒加工、中仕
上加工の２工程で形成される面取り部である。面
取り部７０はなめらかな曲線を示し、また面取り
部７０と平坦部（フロツピーヘツドの記録部）の
継ぎ目７１も連続的になつており、本実施例によ
り高精度な形状加工が行われることを示してい
る。

第１０図は面取り部と平坦部（記録面）の継ぎ
部７１を縦軸50000倍、横軸500倍の触針式表面粗
さ計にて測定した図である。同図において、７３
はフロツピーヘツドの記録面（平坦部）の測定結
果、７４はラツピングテープによる面取り加工部
の測定結果であり、面取り加工部の表面粗さは
Rmh×0.05μｍ以下となり、本実施例により面取
り部を記録面と同等鏡面に、しかも記録面の平坦
部との境界が極めて滑らかに連続するように仕上
げることができることを示している。この滑らか
な連続性は、ラツピングテープ自身の弾性にも起
因しているものと考えられる。

発明の効果 以上、本発明による脆性材料の面取り加工装置
によれば、チツピングやクラツクなどの加工ダメ
ージの少ない、しかも面取り形状精度の高い製品
を、工具すなわち研摩テープの損耗が極めて少な
い状態で安定して供給することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、フロツピーデイスクドライブ装置
内におけるヘツドとデイスクのコンタクト状態を
表わす模式図、第１図ｂは、被加工物としてのフ
ロツピーヘツドの斜視図、第２図ａは従来の円板
状回転砥石による面取り加工装置の平面図、第２
図ｂは同正面図、第２図ｃは第２図ｂの矢印Ａ方
向からの被加工物揺動部の側面図、第３図ａは従
来の円板状回転砥石による３ヘツド量産型面取り
加工装置の平面図、第３図ｂは同正面図、第４図
は本発明の一実施例における面取り装置の正面
図、第５図は同平面図、第６図は同側面図、第７
図は同装置の加工物保持体の揺動状態を説明する
部分平面図、第８図ａは本発明の加工原理を模式
的に示す図、第８図ｂは同図ａの矢印Ｅ方向から
見た図、第９図は製品の面取り部形状を拡大して
測定した図、第１０図は同部分の加工面粗さを触
針式あらさ測定器で測定した図、第１１図は被加
工物の面取形状が形成される原理を示すための加
工モデル図、第１２図は本発明を用いた各加工工
程での最適加工条件の一例を示す図、第１３図は
ラツピングテープによる仕上加工の様子を示す拡
大図である。 １９……被加工物保持ユニツト、２０……被加
工物、２１……ホルダー、２４……加工物回転モ
ータ、２７……Ｘ軸テーブル、３０……Ｚ軸ブロ
ツク、３７……揺動カム、４４……Ｙ軸テーブ
ル、５３……ラツピングテープ（研摩テープ）、
５８……弾性体、５９，６０，６１……円筒状回
転体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒状回転体に所定の巻付け角度で研摩テー
   プを巻き付けるとともに走行させる手段と、被加
   工物の加工対象面が、その外縁部において前記円
   筒状回転体によつて内面が支持された研摩テープ
   の曲面状の研摩面に加工点における接続方向と所
   定の角度をなして接するように被加工物を保持す
   る保持具と、前記被加工物が、前記加工対象面の
   中心を通り、かつその面に垂直な自転軸の回りに
   自転するように前記保持具に回転を与える回転駆
   動手段と、前記自転軸を含むと共に、前記円筒状
   回転体の回転軸芯に平行な面内で前記保持具に揺
   動を与える揺動手段と、前記保持具を前記自転軸
   に沿つて進退可能に案内する保持具支持体とから
   なる面取り加工装置。