JPH0364270B2 - - 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つのヘツドで狭
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なわれる。

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。面取り加工部の曲面形状
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、接線角度として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
と生じる干渉縞の縞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なう従来の面取り加
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磨シー
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Ｂ←→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、円板状回転研磨シート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点があつた。

(1) 回転中心から距離によつて円板状回転研磨シ
ート３の周速が異なつているため、単位時間当
りの研磨レ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磨シート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
磨シート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
常第２図ｃに示すように、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 上記問題点を解決するために本発明の面取り加
工装置は、回転駆動手段を有する複数の円筒状回
転体と、被加工物の加工対象面が、その外縁部に
おいて、前記複数の円筒状回転体の外周面に加工
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り、前記複数の回
転円筒体のうち少くとも一個の回転円筒体の外周
には切刃を有し、その他の回転円筒体のうちの少
くとも一個の回転円筒体の外周には弾性体を有
し、さらに、外周に弾性体を有する前記回転円筒
体に一定の巻き付け角度でラツピングテープを巻
き付けて走行させる手段から構成されるものであ
る。

作 用 まず、外周に切刃を有する円筒状回転体を回転
させ、その外周面に、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、所望の面取
り加工を行なう。

さらに、ラツピングテープを巻き付けた円筒状
回転体の外周面に被加工物を移動させ、同様の動
作により面取り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、連結型円筒状回転体に回転を
与えている回転体駆動手段である駆動モータであ
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
オロア（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
保持具移動手段であるハイロータであり、ハイロ
ータ４２の回転により端面カム４１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、５
８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は例えば荒加工を相当する外周に切刃
を有する円筒状回転体で、６１は例えば中仕上加
工を相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。４
９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を支点として、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
置に移動を行なわせる。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に示したような面取り加工を行なう
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＝０
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
ることになり、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の自転軸を円
筒状砥石６０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
面と円筒型砥石６０の外周切刃との間に微小角度
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つの理由はこの偏心量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、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δ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。さらにこの時点に
おいて塗布器５０からホース５１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砥石６０に
まんべく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／100
mm以下に、さらに偏芯重量による円筒状砥石６０
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を円筒状砥石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、連結型円筒状回転
体に付勢させる。なおこのＺ軸ブロツク３０は、
Ｚ軸ガイド４０により円筒状砥石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、前記
円筒状回転体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
を介し連結型円筒状回転体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、円筒状砥石６０が1000rpm程度
の中速回転に減速され、塗布液が塗布液供給器６
２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５５によつて、低速回転している円筒状回転体
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磨レ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
行なうものとして、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、自動的に脆性材料の面取り加工が
行なえる。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、弾性加工力、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）の継ぎ部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倍の触針式表面粒
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の作用
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、上記従来の問題点を解消し、脆性材料
であつても、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、安定して供給することが可能になる。

また、砥粒による研磨だけでなく、ラツピング
テープによるラツピングを行う手段をも有するた
め、ラツピングによる最終仕上げまでを同一装置
で引き続いて行うことができ、著しく作業効率が
効上する。

【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……加工物保持ユニツト、２０……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、５８……弾性体、５
９，６０，６１……円筒状回転体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転体駆動手段を有し同軸に連結された複数
   の円筒状回転体と、被加工物の加工対象面が、そ
   の外縁部において、前記複数の円筒状回転体の外
   周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
   て進退動可能に案内する保持具移動手段とからな
   り、前記複数の回転円筒体のうち少なくとも一個
   の回転円筒体の外周には切刃を有し、その他の回
   転円筒体のうちの少なくとも一個の回転円筒体の
   外周には一定の巻き付け角度でラツピングテープ
   を巻き付けて走行させる手段を備えた面取り加工
   装置。 ２ ラツピングテープを巻き付ける円筒状回転体
   の外周面上に弾性体を有する特許請求の範囲第１
   項記載の面取り加工装置。