JPS60242951A - 面取り加工システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明の面取シ加ニジステムは、主としてフロッピーデ
ィスクヘッドの面取シ加工に利用されるものである。

従来例の構成とその問題点 フロッピーディスクヘッド（被加工物）Ａは第１図に示
す如く、セラミックスなどの脆性材料からなる略直方体
形状のものであるが、フロッピーディスクを傷付けない
ようにこれに対向する面（加工対象面）１の外縁部２に
は全周にわたって曲面状の面取シ加工が施されている。

そして前記面１の７ラツト部３と曲面状の面取り部２ａ
との継ぎ目の滑らかさが高精度で要求されている。

第２図は前記ヘッドＡの加工対象面１の短軸Ｙ方向にお
ける断面プロフィルを示すが、前記ヘッドＡの機能上こ
の短軸方向における前記継ぎ目の清らカサとして、ａ／
ｂ＝ｏ、ｏｏ０３ｉｕｎ１０　、０２０ｍｍという規格
が実用許容値として定められている。これを継ぎ目間お
ける＃ｉ取シ部２ａの曲面の傾斜角度θに換算すると０
．８６°となシ、前記曲面を。、８６゜以下の傾斜角度
θで形成しなければならないことになる。

このような高精度の面取り加工を行う従来例としては、
第３図及び第４図に示すものかある。

この従来例は、回転円ｆｆ１１８上に弾性シート４を介
在させて研磨シート５を配設した研磨装置６と、被加工
物Ａに自転、揺動及び自転軸方向の付勢力を与える被加
工物保持装置７とを用いて面取り加工を行なうものであ
る。

前記被加工物保持装置７は３個の被加工物Ａを同時に面
取シ加工できるように３本のホルダ８を備え、これらホ
ルダ８の夫々に被加工物Ａをその加工対象面１か下にな
るように保持させている。

前記ホルダ８はその中心線を自転軸Ｐ′として自転する
ことにより被加工物Ａに自転を与えている。

９は前記ホルダ８を自転させるだめのモータである。前
記ホルダ８はホルダ支持体１０に上下動可能に支持され
ると共にバネ１１によって下方に付勢されている。この
結果、被加工物Ａは自転軸Ｐ′方向に付勢され、その加
工対象面１の外縁部２は所定弾性荷重下前記研磨シート
５に常に圧接する。

前記ホルダ支持体１０は揺動アーム１２の先端部に取付
けられ、揺動アーム１２の揺動に伴って所定角度範囲α
′内で揺動する。この結果ボルダ８ひいては被加工物Ａ
に、図にＱで示される揺動中心線回りの揺動が与えられ
る。尚、第３図及び第４図において、１３は揺動アーム
１２に揺動を与えるクランク機構、１４は被加工物保持
装置７全体を機枠１５に対し上下動させるシリンダ装置
、１６は前記研磨装置６の回転円盤１８を回転駆動する
モータである。

従来例は上述のように被加工物Ａに自転、揺動及び自転
軸Ｐ′方向の付勢力を与えつつ、その加工対象面１の外
縁部２を前記研磨装置６の研磨シート５に圧接させるこ
とによって面取シ加工を行っている。そして、被加工物
Ａの揺動範囲を、第４図に示す如く、前記揺動中心線α
を通り研磨シート５に垂直な垂直線ｖ′の片側にのみ存
するように定めて、被加工物Ａのフラット部３（第１図
参照）が研磨シート５に接触して研磨痕跡が付けられる
のを回避している。又、被加工物Ａが第４図仮想線で示
すように前記垂直ａＶ／に最も近付いた揺動位置おいて
、前記加工対象面１にフラット部３と面取り部２ａとの
継ぎ目における傾斜曲面の加工が行なわれるのであるが
、このとき研磨シート５の下の弾性シート４０弾性変形
によって、前記傾斜曲面の傾斜角度θが０．８６°以下
の面取シ加工が可能になる。

しかし上記従来例は次のような問題点を有している。

■　前記弾性シート４０弾性係数２表面硬さなどの初期
のばらつきやその経年変化によって、前記傾斜曲面の傾
斜角度θが大きく影春を受け、面取り加工後の被加工物
Ａの品質が不安定になる。

■　フロッピーディスクヘッドはそれが取付けられる機
種毎に、面取シ部２ａの曲面形状の規格が異なっている
。このように面取り部２ａの曲面形状が異なる種々の被
加工物Ａに対応させるためには、前記弾性シート４を種
々取揃えることが必要である上に、被加工物Ａの種類が
異なる毎に、トライアンドエラー的に弾性シート４を選
択したり、加工条件を決めることが必要である。

■　上記従来例上用いた面取り加ニジステムは、荒加工
から仕上加工までのすべてを前記回転円盤１８上の研磨
シート５で行っているので、加工能率か低いことに加え
て、研磨シート５の消耗コストが高くつき、製品のコス
トがアップするという問題がある。

■　上記面取）加ニジステムでは、荒加工から仕上加工
までの各研磨工程毎に別々の研磨装置を用いるというバ
ッチ生産方式を採用してｂる。

このため各工程毎に被加工物Ａの取付け、取外しが必要
で製品の加工精度が安定せず、又生産能率も低いという
問題がある。

発明の目的 本発明は上記従来例の諸問題点を一挙に解消し。

加工精度、否質の均一性、加工粂件の変更に対する対応
性、生産性のいずれにおいても優れた面取り加ニジステ
ムを提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は上記目的を達成するため、平面状の加工対象面
１を有する被加工物Ａの前記加工対象面１の外縁部２を
、多段の研磨工程において順次面Ｊ！！２シ加工を行う
システムにおいて、円筒形砥石２２を備え、その円周部
を研磨２１ａとする砥石式研磨装置５１．５２を前段研
磨工程Ｍに配する一方、回転ドラム４０に研磨テープ４
１を捲き掛けてなシ、研磨テープ４１の外面を研磨面２
１ｂとする研磨テープ式研磨装置５３．６４を後段研磨
工程Ｎに配し、前記被加工物Ａを保持装置２６に保持さ
せた状態で、これに自転、揺動及び自転軸方向の付勢力
を与え、且つ前記保持装置２６を被加工物Ａを保持させ
た状態で各研磨工程間に順次移動させ、各研磨工程にお
いて、前記被加工物Ａの加工対象面１の外縁部２を前記
各研磨装置の研磨面２１ａ、２１ｂに圧接させて面取シ
加工を行なわせ、且つ前記被加工物Ａの揺動量αを各研
磨工程において任意に選定できるように構成したことを
特徴とする。

実施例の説明 以下本発明を図面に示す実施例に基き具体的に説明する
。

第５図及び第６図に示す面取り加ニジステムの全工程は
次の６エ程からなる。

第１工程Ｉ：　被加工物Ａの供給、取シ出し第２工程■
：　荒加工 第３工程■：　中加工 第４工程■：　洗浄 第５工程■：　中仕上 第６エ程■：　仕上 この面取り加ニジステムはロータリインデックス方式を
とシ、インデックスターンテーブル５゜上には等間隔に
６組の保持装置２６を配設している。前記インデックス
ターンテーブル５０は６ステツプで１回転し、その間保
持装置２６に保持された被加工物ＡＫは夫々の停止位置
において、各工程の作業が加えら九る〇 第１工程１では、被加工物供給、取シ出し装置６５によ
って、面取シ加工が完了した製品が前記保持装置２６か
ら取り出された後、未加工の被加工物Ａが前記保持装置
２６に取付けられる。尚、第５図において５６は被加工
物自動搬送装置である。

第２工程■では、前記保持装置２６に保持された被加工
物Ａに、砥石式研磨装置５１を用いて荒加工としての面
取り加工を施す。

第３工程■では、前記被加工物Ａに、砥石式研磨装置５
２を用いて中加工としての面取り加工を施す。

前記第２工程■及び第３１程■は、共に砥石式研磨装置
５１．５２を用いて面取り加工を行う前段研磨工ｇＭＫ
属している。

第４工程■では、前記保持装置２６に保持されたままの
被加工物Ａを超音波洗浄装置６７内で洗浄し、前段研磨
工程Ｍにおいて被加工物Ａに付着した砥粒や研磨粉末を
除去する。仁の洗浄工程中破加工物Ａを自転させておく
と、洗浄効果が上る。

又洗浄装置５７はタイミングをとって上下動する。

第５工程■では、前記被加工物Ａに、研磨テープ式研磨
装置５３を用いて中仕上としての面取り加工を施す。こ
の工程では、剛性の回転ドラム４０に研磨テープ４１を
直接捲き掛けた研磨装置６３を用いている。

第６エ程■では、前記被加工物Ａに、研磨テープ式研磨
装置５４を用いて仕上としての面取り加工を施す。この
工程では、弾性シート４４が捲回された回転ドラム４０
に研磨デープ４１を捲き掛けた研磨装置５４を用いてい
る。

前記第５工程■及び第６１程■は、共に研磨テープ式研
磨装置５３．５４を用いて面取り加工を行う後段研磨工
程Ｎに属している。

前記保持装置２６は第８図及び第１３図に示す如く前記
被加工物Ａを着脱可能に保持するホルダ２７を備え、こ
のホルダ２７に被加工物Ａをその加工対象面１が下にな
るように保持させている。

前記ホルダ２７はホルダ支持体２８に回転自在且つ上下
動自在に保持されている。２９は前記ホルダ２７を回転
駆動するモータで、この回転は１対のプーリ３０ａ、３
０））及びタイミングベルト３１を経てホルダ２７に伝
えられる。これによってホルダ２７はその中心線を自転
軸Ｐとして自転することにより、被加工物Ａに自転を与
えている。前記ホルダ支持体２８にはバネ３２が内装さ
れておシ、このバネ３２によってホルダ２７を下方に向
は付勢している。これによって、被加工物Ａは前記自転
軸Ｐ方向に変位可能に配されると共に、その加工対象面
１の外縁部２が常に各研磨装置５１゜５２．５３．５４
の研磨面２１ａ、２１ｂｉＣ接触するように付勢される
。

前記ホルダ支持体２８は略［形の揺動アーム３３の先端
部に取付けられている。この揺動アーム＄３はその基端
部において、水平方向の揺動中心線０回りに揺動するよ
うに、インデックスターンテーブル６０上の支持部６Ｂ
に枢着されている。

本実施例の保持装置２６は各工程において５個の被加工
物へに面取シ加工などの作業を同時に加えることができ
るよう、ホルダ２７．ホルダ支持体２８及び揺動アーム
３３からなる保持ユニットを５組備えている。そしてこ
れら６組の保持ユニットは、第２工程■、第３工程■、
第５工程■及び第６エ程■の面取シ加工工程において、
第１０図に示す如く、互いに平行な関係を保って前記自
転軸Ｐを含む鉛直面内で揺動する。

前記揺動け、カム機構を利用して行なわれる。

このため、前記インデックスターンテーブル６０の上方
に配した固定板５９の面取り加工工程■。

１１１、Ｖ、Ｖｌに対向する部位の夫々には、カム６０
及びこれを駆動するモーメロ１を配している。このカム
６０及びモータ６１は、エアシリンダ６２によって上下
動される支持板６３に取付けている。

そしてインデックスターンテーブル６ｏの回動時には、
カム６０及びモータ６１は上動位置にあって、カム６０
が後記カムフォロア６４に干渉するのを回避している。

他方、前記保持装置２６の１つの保持ユニットに、前記
カム６０の動きを揺動アーム３３の揺動に変換する揺動
レバー６５を設け、その先婦にカム６ｏに接触するカム
フォロア６４を取付けている。

又各保持ユニットを互いに連結リンク６６で連結して、
同一の揺動が行なわれるように構成している。尚、６７
は前記カムフォロア６を前記カムのに圧接するためのり
［張バネである。

本発明は前記保持装置２６の揺動量、ひいては被加工物
Ａの揺動量αを、各研磨工程ｎ　、　ｍ　、　ｖ。

■において任意に選定できるように構成したことを特徴
の１つとするが、前記揺動量αの選定は前記カム６ｏの
形状８寸法を選択することによって容易に行うことがで
きる。尚、前記揺動をクランク機構など他の機構を利用
して行なわせることもできる。

前記インデックスターンテーブル５０は矢印で示す方向
に、タイミングをとシつつ間欠回動し、第１工程Ｉにお
いて保持装置２６に取付けられた被加工物Ａを、保持装
置２６に保持させた状態で各工程１１．Ｉ［Ｉ、ＩＶ、
Ｖ、Ｖｌに順次移送する。そして、第１工程Ｉに戻った
とき、製品となった被加工物Ａは保持装置２６から取り
外される。

第２工程Ｈには上述のように荒加工を行うための砥石式
研磨装置６１が配設されている。この砥石式研磨装置５
１は第８図乃至第１０図に示す如く、円筒形砥石２２を
機枠６８に上下方向ｊに移動可能に支持させている。６
９はエアシリンダ７０によって、前記機枠６８にガイド
されて上下動せしめられる第１基台である。又前記円筒
形砥石２２は左右方向ｋにトラバースするように構成さ
れ、研磨面２１ａの損耗が均一に行なわれるようにして
いる。７１はこのための送りネジであって、第１基台６
９に支持されて、第２基台７２を左右方向ｋに往復動せ
しめる。７３は前記送りネジ７１を正逆回転させるモー
タである。更に前記円筒形嘩石２２は前後方向２の位置
を任意に設定できるように構成されている。このため砥
石支持台７４は第２基台７２に取付けた位置調整ネジ７
６によって１前後方向βに位置調整される。この調整に
よって後記Ｘの値を任意に設定することができる。

前記砥石支持台７４には円筒形砥石２２が固定される外
、砥石駆動用のモータ２３が取付けられると共に、円筒
形砥石２２に研削液を供給する５木のディスペンサ７６
が取付けられている。前記モータ２３の回転は１対のプ
ーリ２６ａ　、２６ｂ及びベルト２４を介して円筒形砥
石２２に伝えられ、これを第８図に矢印で示す方向に回
転させる。

前記円筒形砥石２２は、インデックスターンテーブル６
０によって前記保持装置２６が第２工程■の所定の位置
に達っした後、エアシリンダ７０の働きによって上昇し
、第８図に示す位置に停止する。このとき円筒形砥石２
２の回転軸心Ｓと前記保持装置２６が揺動する面（以下
揺動面と称する。）Ｆとの間の距離Ｘは荒加工に適する
ように定められている。

尚、第３工程■、第６エ程■、第６エ程■において前記
Ｘを定めるに当っては、前記加工対象面１の自転時の最
小径（これは第１図に示す如く。

被加工物Ａの短軸ｙ方向の幅に該当する。）をり。

前記円筒形砥石２２の半径をｒとしたとき、次の関係式
を充足する範囲で定めると好適である（第１１図）。

又前記揺動中心線Ｑは被加工物Ａの加工対象面１より若
干下方に位置するように定められている（第１２図）。

更に被加工物Ａの揺動量ａば、鉛直方向の基準線Ｖに対
し左右対称の所定角度範囲にあるように定められている
。

第３工程■の中加工用の砥石研磨装置６２は、第２工程
■のそれと全く同一に構成されている。

但し、前記Ｘは第２工程■の場合と異なっている。

第６エ程■の中仕上用の研磨テープ式研磨装置６３は、
第１３図に示す如く、剛性の回転ドラム４ｏに研磨テー
プ４１を捲き掛けてなるものである。そして回転ドラム
４０上を走行する研磨テープ４１の外面の研磨２１ｂに
よって、被加工物Ａの前記外縁部２を面取シ加工するも
のである。

前記回転ドラム４０はその回転軸心Ｓの回シにフリー回
転するように配される一方、研磨テープ４１の一端部は
捲取シローラ４２に、他端部は捲戻しローラ４３の夫々
に捲回されている。夫々のローラ４２．４３にはこれら
を回転駆動するモータ４５．４６が接続されている（第
６図）。そして捲取シローラ４２の回転によって、研磨
テープ４１は第１３図に矢印で示す方向に走行して、上
記面取シ加工を行うのである。尚、回転ドラム４゜を回
転駆動することによって、研磨テープ４１を走行させる
ように研磨テープ式研磨装置５３を構成してもよい。

前記研磨テープ式研磨装置５３は、砥石式研磨装置５１
．５２と同様に、上下方向ｊ、左右方向に、前記方向β
に可動に構成されている。又保持装置２６との位置関係
も、砥石式研磨装置５１゜５２の場合と略同様であるが
、この第５工程Ｖにおける中仕上用の研磨テープ式研磨
装置５３においては、前記揺動量αを極めて小に設定し
ている。

尚、４７（ｄ研磨チーブ４１に発生する静電気を除去す
るための磁気シャワーである。

第６エ程■の仕上用の研磨テープ式研磨装置６４は、第
５工程■のそれと基本的には同一に構成されているが、
第１３図に仮想線で示す如く、回転ドラム４ｏと研磨テ
ープ４１との闇に弾性シート４４が介在している点にお
いてのみ異なっている。

かくして上記構成の面取シ加ニジステムによれば、第１
工程１において保持装置２６に取付けた被加工物Ａはイ
ンデックスターンテーブル５ｏによって、第２工程■〜
第６エ程■に送られる間忙、荒加工及び中加工の２段の
前段研磨工程Ｍに２おいて円筒形砥石２２による面堆シ
加工を受け、次いで超音波洗浄装置６７によって洗浄さ
れた後、中仕上及び仕上の２段の後段研磨工程において
研磨テープ４１による面取り加工によって仕上げられ、
第１工程Ｉに戻ったとき前記保持装置２６から取シ出さ
れる。そして４回の面取シ加工によって、極めて高精度
の面取シ加工が施された製品を得ることができる。

上記谷研磨工程ｎ、ｍ、ｖ、ｖ＋においては、その加工
条件が最適に選ばれる。その１例を第７と対照して下記
に記す。但しｒ　＝　１５０ｍｍである。

ａ２＝±４００　ａ３＝±４００　ａ５−±１°　α６
＝±３ｏＯｘ２＝１２．０ｍｍ、Ｘ３＝３．２ｍｍ　Ｘ
５”２．３６　ｘ６二３．ｏｍｍ本発明は上記実施例に
示す外、種々の態様に構成することができる。例えば前
段研磨工程Ｍに１段又は３段以上の砥石式研磨装置によ
る研磨工程を、後段研磨工程Ｎに１段又は３段以上の研
磨テープ式研磨装置による研磨工程を夫々配してもよい
。

又面取シ加ニジステムとしてロークリインデックス方式
に代えて、ライン方式を採用してもよい。

発明の効果 本発明は上記構成を有するので次のような効果を奏する
ことができる。

■　本発明システムにおいて採用する両研磨方式は基本
的には剛性円筒上の研磨加工方式であり、被加工物と研
磨装置との幾何学的位置関係によって、被加工物の面取
り部の曲面形状が決定されるので、弾性シートの弾性変
形を利用した従来例と異なシ、前記曲面形状を安定させ
且つ高精度にすることができるので、製品の品質を安定
させ且つ良好なものとすることができる。

■　本発明システムは前段研磨工程において砥石式研磨
装置による重研磨を、後段研磨工程において研磨テープ
式研磨装置による重研磨を夫々行って、面取り加工を行
うので、従来例に比較して遥かに高能率に面取り加工を
行うことができる上に、無理な研磨作業を行なわないの
で、製品の品質を良好なものとすることができる。

又従来例における研磨シートの消耗コストが高くつくと
いう問題点を解消することができる。

■　本発明システムは製品の精度上大きな影響を与える
被加工物の揺動量を各研磨工程において任意に選定でき
るように構成しているので、製品の品質の向上を図るこ
とができる。

又被加工物の種類２寸法が異なっても、前記揺動量等の
加工条件を容易に変更できるので、多品種加工に適して
いる。

■　本発明システムは被加工物を保持装置に保持させた
状態で全研磨工程間に順次移動させる方式を採用してい
るので、バッチ方式の従来例に比較し、格段に生産能率
を向上させることができる。しかも本発明システムにお
いては、被加工物を途中工程で取外す必要がないので、
保持位置の誤差が生じず、製品の品質及び精度を高品位
に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ｉｌｌの被加工物の１例であるンロソピ
ーディスクヘッドの斜視図、第２図はそのｙ軸方向の断
面を示す斜視図、第３図は従来４’ｒすに用いられる装
置を示す坦面図、第４図はその要部の拡大ゲ・１面図、
第５図は本発明の実施例を一部切欠いて示す斜視図、第
６図はそのシステムを原理的に示す平面図、第７図は各
研磨工程の加工条件を示す概略図、第８図は砥石式研磨
装置による研磨工程を示す縦断正面図、第９図はその平
面図、第１０図はその背面図、第１１図はその原理を示
す概略正面図、第１２図はその概略側面図、第１３図は
研磨テープ式研磨装置による研磨工程を示す縦断正面図
である。 １・・・・・・加工対象面、２・・・・・・外縁部、２
１ａ、２１ｂ・・・・・・研磨面、２２・・・・・・円
筒形砥石、２６・・・・・・保持装置、４０・・・・・
・回転ドラム、４１・・・・・・研磨テープ、５１．５
２・・・・・・砥石式研磨装置、５３．５４・・・・・
・研磨テープ式研磨装置、Ａ・・・・・・被加工物、Ｍ
・・・・・・前段研磨工程、Ｎ・・・・・・後段研磨工
程、ａ・・・・・・揺動量・ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第４
図 Ｖ′ 第３図 、−ｍ＝（−一、 ７図 第９図 第１０図 第１１図　第１２図 ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）平面状の加工対象面を有する被加工物の前記加工
   対象面の外縁部を、多段の研磨工程において順次面取シ
   加工を行うシステ１ムにおいて、円筒形砥石を備え、そ
   の円周部を研磨面とする砥石式研磨装置を前段研磨工程
   に配する一方、回転ドラムに研磨テープを捲き掛けてな
   り、研磨テープの外面を研磨面とする研磨テープ式研磨
   装置を後段研磨工程に配し、前記被加工物を保持装置に
   保持させた状態で、これに自転、揺動及び自転軸方向の
   付勢力を与え、且つ前記保持装置を被加工物を保持させ
   た状態で各研磨工程間に順次移動させ、各研磨工程にお
   いて、前記被加工物の加工対象面の外縁部を前記各研磨
   装置の研磨面に圧接させて面取シ加工を行なわせ、且つ
   前記被加工物の揺動量を谷研磨工程において任意に選定
   できるように構成したことを特徴とする面取シ加ニジス
   テム。 Ｑ）前段研磨工程が複数の研磨工程からをシ、夫々に前
   記砥石式研磨装置を配した特許請求の範囲第１項記載の
   面取シ加ニジステム。 （３）後段研磨工程か複数の研磨工程からなシ、夫々に
   前記研磨テープ式研磨装置を配した特許請求の範囲第１
   項記載の面取シ加ニジステム。