JPH1094950A - セラミックスの研削方法とその研削用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業性が良く精度の高いセラミックスの加工
方法とその加工用治具を提供すること。 【解決手段】 円柱体セラミックス２は、直径の等しい
円板形セラミックス１を接着剤で重ね合わせている。研
削用治具３１は、円柱体セラミックス２を配設したま
ま、ダイヤモンド砥石３５とローラー３６との間を通
り、それらの間を通る間に円柱体セラミックス２が、芯
無し研削加工される。円柱体セラミックス２は研削加工
が終了すると、熱処理等により円板形セラミックス１に
分離できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円板形セラミック
スの外周を研削するのに高精度で作業性の良いセラミッ
クスの研削方法とその研削用治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来における円板形セラミッ
クスの研削方法を示す。予め外周面を研削した円柱体セ
ラミックス５１をダイヤモンドブレード５２で円板形に
切断し、円板形セラミックス５３を複数個作製する。そ
して、円板形セラミックス５３の両面を一枚宛、ダイヤ
モンド砥石５４で研削加工する。図１２は、従来におけ
る他の円板形セラミックスの加工方法を示す。プレス装
置５５内にセラミックスの粉体５６を入れ、上下パンチ
５７，５８で粉体を加圧し、一枚宛円板形の成形体５９
を作製する。次いで、成形体５９を焼成して円板形セラ
ミックス６０にする。この後、円板形セラミックス６０
は、ダイヤモンド砥石６１ａで両面の研削加工をし、最
後に外周面をダイヤモンド砥石６１ｂにより、芯有り研
削加工をする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１１に示す方法は、
円柱体セラミックスを円板形セラミックスに切断するま
えに、外周研削を一括してできるため作業性は優れてい
る。しかし、ダイヤモンドブレードにより円柱体セラミ
ックスを切断する時に、この円柱体セラミックスの中心
線方向に対して、ダイヤモンドブレードを垂直にする精
度がだしにくいため、高精度の垂直度をもつ円板形セラ
ミックスの作製が難しいという問題があった。図１２に
示す方法では、円板形セラミックスを一つ宛成形し、そ
の両面を研削加工した後、高精度な外周加工を行う。こ
の場合、円板形セラミックスを一つずつ割出研削加工す
るため、作業性に劣るという問題がある。本発明は上記
課題に鑑みてなされたもので、作業性に優れ精度の高い
セラミックスの加工方法とその加工用治具を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１の発明は、表裏面を平面加工したほ
ぼ直径が等しい円板形セラミックスの少なくとも２枚以
上を、接着剤により貼り合わせて略円柱体セラミックス
とし、この略円柱体セラミックスの外周面を芯無し研削
加工して軸心の一致した円柱体セラミックスとした後、
上記円板形セラミックスを貼り合わせた接着剤を常温、
加熱または溶媒で溶解して、上記円柱体セラミックスか
ら円板形のセラミックスを分離したことを特徴とする。
また、本発明の請求項２の発明は、直径の等しい少なく
とも２枚以上の円板形セラミックスを接着剤で重ね合わ
せた略円柱体セラミックスの底部を支持する底板と、こ
の底板に対向して配設され、上記略円柱体セラミックス
の上部を押圧する軸方向スライド板と、上記略円柱体セ
ラミックスの周側面に当接する下押さえ板と、上記下押
さえ板に対向して配設され、上記略円柱体セラミックス
の周側面を押圧する上押さえ板とを備えて成り、上記略
円柱体セラミックスを軸方向スライド板と上押さえ板と
で押圧して軸心の一致した円柱体セラミックスにしたこ
とを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
セラミックスの加工方法とその加工用治具について、図
面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態による
セラミックスの加工方法を簡単に説明すると、例えば、
上記図１２に示す方法で作製した円板形セラミック１の
表裏面を平面加工した後、図１に示すように円板形セラ
ミックス１をワックス等の接着剤により貼り合わせて、
軸心の多少ずれている略円柱体セラミックス２とし、セ
ラミックスの加工用治具で略円柱体セラミックス２を、
軸心の一致した円柱体セラミックス２とし、この円柱体
セラミックス２の外周面を芯無し研削加工をする方法を
採っている。

【０００６】初めに、円板形セラミックス１を円柱体セ
ラミックス２にするセラミックスの加工用治具について
説明する。上記したように図１に示す円板形セラミック
ス１を、予め平面研削加工したものをワックス等の接着
剤で複数個重ね合わせ、目分量で軸心を一致させた略円
柱体セラミックス２を仮接着する。この場合、各円板形
セラミックス１の厚さを、等しくする必要はないが、そ
の直径は殆ど等しいものを用いる必要がある。図２は、
セラミックスの加工用治具３の側面図であり、それに略
円柱体セラミックス２が設置されている。セラミックス
の加工用治具３は、略円柱体セラミックス２の軸心を一
致させて正しい円柱体にする治具であり、図３に示すベ
ース４と、図４に示す押さえ板５，６とで構成されてい
る。一方のベース４は、略円柱体セラミックス２の軸方
向に移動する軸方向スライド板７を設け、図５に示す凸
部７ａをガイドレール８，８の間の溝８ａに挿入してい
る。凸部７ａには、図３に示すベース４の段部４ａ面を
摺動する規制板１０がボルト１１で取付けられ、凸部７
ａが溝８ａから外れないようにしている。

【０００７】図６のＡ及びＢに示すように、軸方向スラ
イド板７は、ベース４のねじ受板４ｂに螺号している長
ねじ１２を回動できるように嵌合させ、長ねじ１２を回
動することにより、ガイドレール８上をベース４のねじ
受板４ｂ、底板４ｃ方向の左右いずれにも摺動できる。
すなわち、ベース４は図２に示すように、略円柱体セラ
ミックス２を底板４ｃとスライド板７の間に配設したと
きは、ガイドレール８上のスライド板７を底板４ｃ方向
に摺動させることにより、略円柱体セラミックス２をそ
の軸方向に押圧することができる。

【０００８】他方、図４に示すＶブロック状の上下押さ
え板５，６は、略円柱体セラミックス２を挟んで、径方
向に押圧することができ、下押さえ板６は凸部６ａが図
３に示すベース４の溝８ａに嵌合し、段部６ｂ面がベー
ス４の段部４ｂ面を摺動する。上下押さえ板５，６の対
向する押さえ面５ａ，６ｃは、Ｖ字形に切り込まれてい
る。上下押さえ板５，６に略円柱体セラミックス２を挟
着するときは、薬包紙、フィルム等の離型用シート１４
を、押さえ面５ａ，６ｃと略円柱体セラミックス２の間
に介在させる。なお、図示していないが、上押さえ板５
には機械式、油圧、水圧等の何らかの加圧手段が下向き
に施せるようになっている。

【０００９】このような構成により、図２に示すよう
に、円板形セラミックス１を仮接着した接着剤の固まっ
ていない略円柱体セラミックス２を、下押さえ板６の押
さえ面６ｃに載置し、上押さえ板５に下向きの荷重をか
けるとともに、長ねじ１２を締めて、スライド板７で円
柱体セラミックス２の軸方向に荷重をかける。略円柱体
セラミックス２は、上下押さえ板５，６のＶ字形の押さ
え面５ａ，６ｃと直線状の４線で接触しているので、上
押さえ板５からの押圧力を受けると、重ね合わせた各円
板形セラミックス１の軸心が一致するとともに径方向の
ずれが無くなり、真の円柱体に近い形状で本接着でき
る。なお、下押さえ板５を使用せずに、略円柱体セラミ
ックス２を直接ガイドレール８，８の縁部に載せてもよ
いが、円柱体の巾がガイドレール８，８の巾よりも大き
いものしか使用できなくなってしまうので、Ｖ字形にし
たほうが、略円柱体セラミックス２の直径の大小につい
て制約を受けない。また、スライド板７が略円柱体セラ
ミックス２を軸方向に押圧することで、各円板形セラミ
ックス１の間の隙間が無くなり、接着剤が略円柱体セラ
ミックス２の円周面にはみ出すが、これらの周りには離
型シート１４を介在させているので、上下押さえ板５，
６と略円柱体セラミックス２とが接着することはない。
略円柱体セラミックス２の周部に付着した接着剤は、略
円柱体セラミックス２の周部を粗削りするときに取り除
かれる。

【００１０】図７は、セラミックスの加工用治具の変形
例を示し、略円柱体セラミックス１６の軸方向長さが、
セラミックスの加工用治具１５の上下押さえ板１７，１
８よりも大きく、かつ、略円柱体セラミックス１６を構
成する両端部の円板形セラミックス１９，１９と上下押
さえ板１７，１８の両端部が接触する場合に用いる。こ
の場合は、下押さえ板１８がセラミックスの加工用治具
１６のガイドレール２０上に置かれる。図８は、セラミ
ックスの加工用治具の他の変形例を示す。これは、セラ
ミックスの加工用治具２１に、長ねじ２２の回動で摺動
する軸方向スライド板２３と、長ねじ２４の回動で摺動
する上押さえ板の役割をする径方向スライド板２５を設
けている。これらの長ねじ２２，２４を回動することに
より、略円柱体セラミックス２６は、各円板形セラミッ
クス２７の軸心が一致する円柱体になる。

【００１１】図９及び図１０は、本接着が完了した略円
柱体セラミックス（以下、これを円柱体セラミックスと
する）２の研削方法を示す図である。図に示すように、
円柱体セラミックス２は研削用治具３１にセットされて
いる。研削用治具３１は、円柱体セラミックス２を載せ
る台３２と、ブレード３３とともに、円柱体セラミック
ス２の径方向への移動を規制するガイド板３４を備えて
いる。研削用治具３１は、ダイヤモンド砥石３５とロー
ラー３６との間に配設され、それらの間を通る間に芯無
し研削加工をする。すなわち、円柱体セラミックス２を
構成する各円板形セラミックス１は、ダイヤモンド砥石
３５またはこれに相当する砥石により周部を研削されな
がら、ローラー３６上を軸方向に移動する。円柱体セラ
ミックス２の外周の研削方法としては、図１２の従来例
で説明した芯有り研削加工が考えられるが、芯有り研削
では芯ずれを生じやすいので、研削しろを大きくとるこ
とが要求され、切削効率が悪くなる。

【００１２】円柱体セラミックス２の接着剤としては、
ワックスを使用することが望ましく、これを使用すると
きは円柱体セラミックスの接着時及び分離時に常温でま
たは、低温加熱処理をして着脱できる。なお、円柱体セ
ラミックス２は、上記セラミックスの加工用治具３によ
り、各円板形セラミックス１の中心軸が一致しているこ
とから、研削しろも一定になり、１つの円板形セラミッ
クス１に過度の負荷がかかるようなことななく、接着が
はがれるようなことが極力防止される。但し、研削時に
円柱体セラミックスの切込み量が多いときや、円柱体セ
ラミックスの径が小さく接着面積を大きくとれないよう
なときは、接着強度を大きくするため加熱硬化タイプの
接着剤を使用する。このときに、円柱体セラミックスか
ら円板形セラミックスを分離するときは、溶媒により溶
解または燃焼して分離することができる。

【００１３】以下、本実施の形態による円柱体セラミッ
クの研削加工条件を表１に示し、外周研削加工した円柱
体セラミックスの寸法精度を表２に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】表１は、直径９．９ｍｍ、板厚１．０〜
２．５ｍｍの円板形セラミックス１６枚を、長さ約３０
ｍｍの円柱体セラミックスを芯無し研削加工している。
表２に示す外形は、円板形セラミックスの最終寸法であ
る直径９．５ｍｍに対し、円板形セラミックスの中心点
を通り、互いに直交するＸ、Ｙ方向で測定された値であ
る。平面に対する平行度は０．００１〜０．００３ｍ
ｍ、また垂直度は０．００２〜０．００３ｍｍである。

【００１７】表２に示したように、研削された円板形セ
ラミックスは、外径、平行度、垂直度における精度が非
常に高いことが分かる。それらのような高精度な円板形
セラミックスの外周研削を一度に複数枚、研削作業でき
るので作業効率が良くなった。

【００１８】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。例え
ば、以上の実施の形態では、研削するセラミックスを円
板形のものについて説明したが、重ね合わすことができ
れば、円板形のものに限らず、環状のものや、円板に凸
部があるものや凹部があるものにも適用することができ
る。セラミックスの研削用治具については、上下押さえ
板をＶブロック状にし、円柱体セラミックスを挟持した
が、押さえ板をブロック状にするのは、上下押さえ板の
うち一方をＶブロック状にし、他方の押さえ板を平板に
して、円柱体セラミックスと上下押さえ板を３線接触に
してもよい。また、上下押さえ板と円柱体セラミックス
を離型しやすくした離型用シートは円柱体に巻くように
してもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１の
発明によれば、複数の円板形セラミックスを一度に研削
加工でき、作業効率が向上する。ほぼ直径の等しい円板
形セラミックスを接着剤で重ね合わせているので、異な
る厚さの円板形セラミックスでも、何等支障なく研削加
工することができる。接着度の強い接着剤であっても簡
単に剥すことができる。また、芯無し研削加工を行って
いるため、研削時に円板形セラミックスの中心の位置合
わせをする必要がない。したがって、これらの効果によ
り大幅に研削作業時間を短縮することができる。また、
本発明の請求項２に記載の発明によれば、簡易なセラミ
ックスの研削用治具により、円板形セラミックスを重ね
合わせた略円柱体セラミックスを、円板形セラミックス
の中心軸を一致させた円柱体セラミックスにすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による円板形セラミックス
とこれを接着剤で重ね合わせた略円柱体セラミックスを
示す斜視図である。

【図２】同実施の形態によるセラミックスの研削用治具
に略円柱体セラミックスがセットされている状態を示す
側面図である。

【図３】図２に示すセラミックスの研削用治具のベース
の斜視図である。

【図４】図２に示すセラミックスの研削用治具の上下押
さえ板と略円柱体セラミックスの斜視図である。

【図５】図２に示すセラミックスの研削用治具の軸方向
スライド板の斜視図である。

【図６】Ａは、図２に示すセラミックスの研削用治具の
ベースの長ねじを緩めている状態を示す側面図である。
Ｂは同長ねじを締めた状態を示す側面図である。

【図７】本発明のセラミックスの研削用治具の変形例を
示す側面図である。

【図８】本発明のセラミックスの研削用治具の他の変形
例を示す側面図である。

【図９】本発明のセラミックスの研削方法を示す斜視図
である。

【図１０】同側面図である。

【図１１】従来例によるセラミックスの研削方法を示す
斜視図である。

【図１２】他の従来例によるセラミックスの研削方法を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１，１９，２６ 円板形セラミックス ２，１６ 円柱体セラミックス ３，１５，２１ セラミックスの加工用治具 ４ｃ 底板 ５，１７ 上押さえ板 ６，１８ 下押さえ板 ７，２３ 軸方向スライド板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏面を平面加工したほぼ直径が等しい
   円板形セラミックスの少なくとも２枚以上を、接着剤に
   より貼り合わせて略円柱体セラミックスとし、この略円
   柱体セラミックスの外周面を芯無し研削加工して軸心の
   一致した円柱体セラミックスとした後、上記円板形セラ
   ミックスを貼り合わせた接着剤を常温、加熱または溶媒
   で溶解して、上記円柱体セラミックスから円板形のセラ
   ミックスを分離したことを特徴とするセラミックスの研
   削方法。
2. 【請求項２】 直径の等しい少なくとも２枚以上の円板
   形セラミックスを接着剤で重ね合わせた略円柱体セラミ
   ックスの底部を支持する底板と、この底板に対向して配
   設され、上記略円柱体セラミックスの上部を押圧する軸
   方向スライド板と、上記略円柱体セラミックスの周側面
   に当接する下押さえ板と、上記下押さえ板に対向して配
   設され、上記略円柱体セラミックスの周側面を押圧する
   上押さえ板とを備えて成り、上記略円柱体セラミックス
   を軸方向スライド板と上押さえ板とで押圧して軸心の一
   致した円柱体セラミックスにしたことを特徴とするセラ
   ミックスの研削用治具。