JPH0360624B2 - - 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つのヘツドで挟
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 上述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（BB′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 上記目的を達成するため本発明の面取り加工装
置は、回転体駆動手段を備え、外周に切刃を有す
る研磨面を備えた円筒形回転体と、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、前記円筒形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
保持具移動手段とを備えたものである。

作 用 まず、外周に切刃を有する円筒形回転体を回転
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。

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
図において、１５は円筒形砥石で、１６は円筒形
砥石１５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、円筒形砥石１
５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、ホルダー２１を固定
している。２３は軸受で固定シヤフト２２を保持
している。２４は被加工物回転モータ、２５はタ
イミングベルトで、固定シヤフト２２を回転駆動
手段である被加工物回転モータ２４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、
円筒形砥石１５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、Ｙ軸テーブル２７
を、円筒形砥石１５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４
０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Ｘ軸ガイド４３の上に乗り円筒形砥石１
５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Ｘ軸テーブル４４を円筒形
砥石１５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は希釈剤５２を加工中一定時間滴
下する塗布器である。第５図において４７，４８
はネジ４５の受けである。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はレバー３２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３４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、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
方向について説明する。

まず、Ｘ軸テーブル４４を、円筒形砥石１５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１５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１５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。次に、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１５
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の面取り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、Δθ＝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の平坦面のエツヂ近傍以外の
ところが直接円筒形砥石１５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の面取り加工の対象となる平坦
面と円筒形砥石１５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。なお、第８図ｂは同図ａのＥ方向から見
た図であり、δは被加工物２０の揺動角を表わ
す。

次に、面取り形状が形成される原理について、
第９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の面取り加工の
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９図のO′は、被加工物２０の面取
り加工の対象となる平坦面の中心である。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５３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。つぎに円筒形砥石１５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。また円筒形砥石１５は加工面形状を
良くする目的で円筒度は1μｍ／100mm以下に、さ
らに偏心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２
０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
形砥石１５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、円筒形砥石１５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
り円筒形砥石１５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。つぎに被加工物２０が、円筒形砥石１５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を介し円筒形砥石
１５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、被加工
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。

つぎに揺動カム３７が１回転するとＺ軸ブロツ
ク３０が上昇し固定シヤフト２２の自転と円筒形
砥石１５の回転が止まり、Ｘ軸テーブル４４が前
記円筒形砥石１５から離脱し停止する。このよう
にあらかじめ設定された時間が経過した時点にお
いて加工が終了する。なお、次の加工物を加工す
るにあたつては、Ｘ軸テーブルの最初の加工位置
決めの点より、わずかに離れた位置で加工するよ
うにし、砥石が均一な摩耗をするように考慮して
いる。

第１０図は、本実施例に基づきセラミツク材料
から成る一辺が10mmの立方体を粒形が5μｍのダ
イヤモンド砥粒をメタルで焼結した円筒形砥石で
加工した場合の面取り部の形状を縦横倍率200倍
の触針式形状測定器にて第１図に示す矢印Ｅ方向
に測定した図である。５４は面取り部で、５５は
平坦部で５６は面取り部と平坦部の継ぎ部であ
る。面取り部５４はなめらかな曲線を示し、また
面取り部と平坦部の継ぎ部５６は、連続的に継つ
ており、本実施例により高精度な形状加工が行な
われることを示している。第１１図は、上記円筒
形砥石で面取り加工した場合の面取り部の表面粗
さを縦軸50000倍横軸500倍の触針式表面粗さ計に
て第１図に示す矢印Ｄ方向に測定した図である。
５７は面取り部、５８は平坦部であり、面取り部
の表面粗さがRmax0.05μｍ以下であり、本実施
例により面取り部を平坦部と同等の鏡面に仕上げ
ることができることを示している。

尚本実施例については、１度の動作において１
個の完成された製品しか生産できないが、これら
を克服するため、第１２図に示すように、Ｚ軸ブ
ロツク３０に加工物ユニツト１９を５９，６０と
増すことにより生産性の向上を計ることが出来
る。

発明の効果 以上のように、本発明は外周に切刃をもつた円
筒形砥石に、一定加工時間塗布液を塗布しなが
ら、回転軸芯からすこしずらした位置において製
品に自転を与えながら、かつ回転軸芯方向に、左
右の揺動を与えることにより、加工物の形状精度
の向上がはかれ、また円筒形砥石の外周部切刃に
より加工するため個々の製品を加工する場合の砥
石周速が同一であるため、製品形状の安定化がは
かれ、一度に多くの加工が可能となり、生産性を
著しく向上させることが可能となつた。

【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図は被加工物の面取り形状が形成される
原理を示すための加工モデル図、第１０図は製品
の面取り部形状を拡大して測定した図、第１１図
は同部分の加工面粗さを触斜式あらさ測定器で測
定した図、第１２図は本発明の他の実施例である
３ヘツド量産型面取り加工装置の加工物保持体部
の部分拡大図である。 １５……円筒形砥石、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、３８
……揺動モータ、４４……Ｙ軸テーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転体駆動手段を備え、外周に切刃を有する
   研磨面を備えた円筒形回転体と、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、前記円筒形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
   持具移動手段とを備えてなる面取り加工装置。