JP2000218520A - ワークキャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐磨耗性に優れ、高い加工精度を維持して長
期間使用可能なワークキャリアを提供する。 【解決手段】 ワークキャリア１１の外周部或いは外周
近傍に形成される、ワークを収受保持するためのキャリ
アポケット２５を、ダイヤモンド等超砥粒を含んだメタ
ルボンド等耐磨耗性に優れた部材で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、両頭研削加工など、被
加工物即ちワークの平行な二つの面に同時に加工を加え
る加工方法において使用する、ワークを保持するための
ワークキャリアに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば両頭研削加工において、多数のワ
ークを連続的に加工する方法として、ロータリキャリア
方式と称されるものがある。この方式は、図６に示され
るように、円盤状のワークキャリア１の外周近傍に、ワ
ークを保持するためのキャリアポケット２を多数形成
し、このキャリアポケット２にワーク３を保持した状態
で研削ホイールである上下のヘッド４、５の間を通し、
ワークキャリアの上下面より突出しているワークの上下
の面を研削するものである。そして、従来使用されてい
るワークキャリアには、ＳＫ材等の鉄系材料、ガラスフ
ァイバ入りエポキシやベークライト等樹脂系のもの等が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ワークキャ
リアのワークを保持する保持部即ちキャリアポケット
は、加工中にワークを安定して保持するとともに、ワー
クの出し入れが容易に行われねばならないという要求が
ある。このため、例えば円筒形のワークであれば、キャ
リアポケットの内径は、ワーク外径に対しておよそ１０
％大きい径に設定する。そして、従来のワークキャリア
は上記した如き材料で作られているために、加工中のワ
ークとの接触により、キャリアポケットの部分に磨耗が
生じ、或いは変形が生じる等してワークを安定的に保持
することが出来なくなる。結果として、加工中にワーク
がキャリアポッケット内で遊ぶようになり、ワークの加
工精度が低下し、不良品を生じるようになる。特に最近
では、このような作業は自動化されている場合が多く、
その場合には大量の不良品発生の危険性があり、頻繁に
ワークキャリアの早期交換を行うことを余儀なくされて
いる。

【０００４】本発明は、上記従来技術に係るワークキャ
リアの問題点に鑑みなされたものであり、耐磨耗性が高
く、長期間に渡って使用でき、ワークの加工精度を良好
に維持できるワークキャリアを提供することを目的とす
る。また、靱性があり、ワークキャリアへのワークの着
脱時或いは加工中に、ワークがワークキャリアに当たる
等しても、割れや欠けが発生しないワークキャリアを提
供することも本発明の目的である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るワークキャリアにおいては、少なくと
もそのワークを保持するためのキャリアポケットを形成
する部分を、超砥粒を含んでなる耐磨耗性部材で構成し
た。

【０００６】ある実施の形態では、その耐磨耗性部材は
超砥粒をメタルボンドで固定した部材である。

【０００７】ある実施の形態では、その超砥粒はダイヤ
モンドである。

【０００８】

【実施の形態】以下、図面に基づき本願発明の具体的実
施の形態を説明するが、本願発明の範囲は以下に説明さ
れる実施の形態に限定されるものではない。

【０００９】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
ワークキャリア１１を用いて両頭研削を行う状態を概念
的に示した平面図である。ワークキャリア１１の外周に
沿って略半円状のキャリアポケット２５が一定の間隔で
多数形成されている。このキャリアポケット２５にワー
ク１０１がそれぞれ収受される。符号１０３はワークキ
ャリア１１と同心に配置された、半円環状のガイドであ
り、その内周面１０５がワーク１０１の外周に接し、ワ
ーク１０１をキャリアポケット２５内に保持しかつ案内
するようになっている。１０７は研削ホイールであり、
ワークキャリア１１を挟む形で上下に二枚配置される。
そして、ワークキャリア１１が回転することにより、キ
ャリアポケット２５に保持されたワーク１０１が順次上
下の研削ホイールの間に送り込まれ、その上下面を研削
加工される。

【００１０】図２は、図１におけるワークキャリア１１
とガイド１０３の部分拡大平面図であり、図３は、図２
におけるＡ−Ａ線による断面図である。ワークキャリア
１１は、台金１３と、キャリアポケット２５を形成する
ポケット部材２７とで構成されている。

【００１１】台金１３は、炭素鋼等適宜な金属材料で作
られた円板であり、その外周に沿って、多数の同一形状
の凹部１７が、互いの間に短い境界部２１を挟んで、等
間隔に形成されている。この凹部１５は、半円部１７
と、その半円部１７の両端から互いに平行に延びる短い
伸直部１９で構成されている。

【００１２】符号２７は、台金１３の凹部１５に取り付
けられ、キャリアポケット２５を直接構成するポケット
部材である。ポケット部材２７は、台金１３の厚みより
も０．１ｍｍ程度薄くして、半円部２９と、その半円部
２９の両端から互いに平行に延びる伸直部３１で構成さ
れている。そして、その外側形状は、台金１３の凹部の
形状に対応した形状となっており、その内側形状は、こ
のキャリアポケット２５に収受されるワークの外形形状
に対応した形となっている。すなわち、本実施の形態で
はワーク１０１の外形は円形であり、ポケット部材２７
の半円部２９の内側半径は、そのワークの半径より僅か
に大きい寸法となっており、キャリアポケット２５への
ワークの出入りが容易に行われ、固定されたガイド１０
３に沿って移動することにより、収納されたワークをキ
ャリアポケット内で遊ばないよう安定的に保持するよう
になっている。なお、ポケット部材２７の伸直部３１の
先端は、図示のとおり、台金１３の境界部２１の先端と
同一円周上、もしくは内側に若干引っ込んだ形となって
いる。

【００１３】本実施の形態でのポケット部材は、超砥粒
を含んだ素材で構成されている。より詳細に言えば、超
砥粒をブロンズ粉末等金属質結合材（メタルボンド）で
固結して形成した部材であり、ホットプレス等により成
形される。超砥粒としてはＣＢＮ砥粒等もあるが、本実
施の形態で使用されている超砥粒はダイヤモンドであ
る。ダイヤモンドは、ＣＢＮと比較して耐磨耗性が高
く、ポケット部材として好適に使用できる。また、本発
明に使用するダイヤモンドの粒径は、３００ミクロン以
下のものを、単独の粒径で、或いは複数の粒径のものを
混合して使用する。そしてこのポケット部材は、ロー付
けその他の手段も採用可能であるが、本実施の形態で
は、エポキシ系の接着剤を用いて台金１３に接着されて
いる。なお、本実施の形態でのガイド１０３は、その材
質について特に制限はなく、例えば超硬合金、焼き入れ
鋼等が使用可能である。

【００１４】以上の通り、本実施の形態では、ワークが
収納されるキャリアポケットを構成する部材をメタルボ
ンドで形成したので、きわめて耐磨耗性に優れたキャリ
アポケットとなり、従来のワークキャリアに比して、耐
磨耗性が格段に優れたワークキャリアが提供され、長時
間、ワークキャリアの交換無しで、高い加工精度を維持
することが出来る。

【００１５】なお、メタルボンドに代えて、超砥粒を含
んだ耐磨耗性部材としては、台金に超砥粒、例えばダイ
ヤモンドを電着した部材、或いはダイヤモンドコンパク
トで形成した部材も使用可能であり、これらによっても
従来のワークキャリアに比して極めて優れた耐磨耗性が
確保できる。しかし、ダイヤモンドを電着したもので
は、ダイヤモンド層が一層であり、しかも、ワークを傷
つけないためにはダイヤモンド砥粒の突出量を小さくす
る必要がある。また、ダイヤモンドコンパクトの場合に
は、メタルボンドに比して高価であり、しかも靱性の点
でメタルボンドより劣る。従って、メタルボンドの使用
が最適であると判明した。

【００１６】

【実施例】ここで、具体的な１実施例と、従来例の１つ
を比較例として詳述すると、以下のとおりである。結果
を表１に示す。 実施例 図２に示すワークキャリアを製作した。台金１３はＳＫ
材で、厚みは２．３ｍｍである。続いて、粒度１００／
１２０のダイヤモンドをメタルボンドで焼結し、厚み
２．２ｍｍのポケット部材を製作した。仕様はＳＤ１０
０Ｎ１２５Ｍである。このポケット部材を、台金の両側
面から突出しないように配置し、エポキシ系の接着剤で
固着した。このワークキャリアを用いて、焼き入れ鋼Ｓ
ＵＪ２製の円筒状部材の幅決め加工を行った。１００万
個加工後でもキャリアポケットの磨耗は半径で０．１ｍ
ｍ以下であり、ワークの加工精度は良好であった。 比較例 従来品のＳＫ材のワークキャリアを使用して、同様の幅
決め加工を行った。加工数３０万個でキャリアポケット
が半径で約１ｍｍ磨耗し、ワークの加工精度不良が発生
したため、加工を中止し、ワークキャリアを交換した。

【００１７】

【表１】

【００１８】図４は本発明の第２の実施の形態に係るワ
ークキャリア４１の部分拡大平面図である。本実施の形
態では、キャリアポケット４５を構成するポケット部材
４７が一体に形成されている点に特徴がある。すなわ
ち、台金４３は第１の実施の形態と異なり、その外周部
に凹所を備えておらず、外周が円形の部材である。一方
ポケット部材４７は円環状に形成され、その外周側にキ
ャリアポケット４５を構成する凹所４８が等間隔で多数
形成されている。

【００１９】このポケット部材４５も超砥粒、より具体
的にはダイヤモンド砥粒をメタルボンドで固結すること
により形成されている。そしてこのポケット部材４５の
成形及び台金４３への取付けは以下のように行う。即
ち、先ず台金４３に一体焼結することにより、台金４３
の外周の外側に、所定の幅で円環状のダイヤモンドメタ
ルボンド固結体を成形する。すなわちポケット部材４５
の母材の成形と台金４３への取付けを同時に行う。次に
放電加工により、キャリアポケット４５を順次形成す
る。なお、この実施の形態に形態に係るワークキャリア
を使用する場合にも、第１の実施の形態に係るワークキ
ャリアに関連して使用されたガイド１０３と同種のガイ
ドが使用される。

【００２０】図５は、本発明の第３の実施の形態に係る
ワークキャリア６１の部分拡大平面図である。この実施
の形態では、先の第１及び第２の実施の形態とことな
り、形成されるキャリアポケット６５が閉じた円となっ
ている。すなわち、台金６３は、その外周近傍に円周方
向に沿って等間隔で多数の同一径の孔６４を備え、この
孔６４内に円環状に成形されたポケット部材６７が接着
剤で固定され、キャリアポケット６５を構成している。

【００２１】なお、上記実施の形態では、主として両頭
研削加工に使用した例をもって説明したが、本発明のワ
ークキャリアの用途はそれに限定されるものではなく、
例えばラップ加工等においても使用可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明に係るワー
クキャリアにおいては、少なくともワークを収受するキ
ャリアポケットを構成する部材を、超砥粒を含んだ耐磨
耗性部材で形成したので、このキャリアポケットの部分
がきわめて耐磨耗性に優れたものとなり、従来のワーク
キャリアに比して、高い加工精度を維持した状態できわ
めて長期間使用することが出来、加工コストの低減に大
いに利することができる。また、超砥粒を含んだ耐磨耗
性部材として、超砥粒をメタルボンドで固結して形成し
た部材を使用した場合、靱性にも優れ、ワークキャリア
の、特に重要な部分であるキャリアポケットでの欠けや
割れの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るワークキャリ
アを使用して両頭研削加工を行っている状態を概念的に
示す平面図である。

【図２】図１におけるワークキャリアとガイドの部分拡
大平面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線による断面図である。

【図４】第２の実施の形態に係るワークキャリアの部分
拡大平面図である。

【図５】第３の実施の形態に係るワークキャリアの部分
拡大平面図である。

【図６】ワークキャリアを用いたロータリキャリア方式
での両頭研削加工を示す、要部斜視図である。

【符号の説明】

１１、４１、６１ ワークキャリア １３、４３、６３ 台金 １５ 凹所 ２５、４５、６５ キャリアポケット ２７、４７、６７ ポケット部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 英夫 神奈川県川崎市高津区久地185 旭ダイヤ モンド工業株式会社玉川工場内 (72)発明者 野村 元義 神奈川県川崎市高津区久地185 旭ダイヤ モンド工業株式会社玉川工場内 Ｆターム(参考） 3C058 AA04 AA09 AA18 AB04 AB08 CA02 CB01 CB06 DA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工工具たる二つのヘッドを対向配置
   し、該二つのヘッドの間にワークを送り込み、該ワーク
   の平行な二つの面に同時に加工を加える加工方法におい
   て使用するワークキャリアであって、円板状の基板の外
   周部もしくは外周近傍に、ワークの外形形状に対応した
   形状を有するキャリヤポケットを複数形成してなるワー
   クキャリアにおいて、少なくとも前記キャリアポケット
   を形成する部分を、超砥粒を含んでなる耐磨耗性部材で
   構成したことを特徴とする、ワークキャリア。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のワークキャリアにおい
   て、前記耐磨耗性部材は、メタルボンドで超砥粒を固定
   して形成された部材であることを特徴とする、ワークキ
   ャリア。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のワークキャリア
   において、前記超砥粒はダイヤモンドであることを特徴
   とする、ワークキャリア。