JPH0375306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ラツプ加工に用いる研摩定盤に関
し、特に、面粗さが数十Åオーダの極めて平滑な
仕上げ面を得るのに好適な研摩定盤であつて、例
えばビデオ用のフエライト磁気ヘツドのギヤツプ
形成面の仕上げ加工等に用いて有用なものであ
る。

従来例の構成とその問題点 周知の通り、ラツプ加工とは、第９図に示す様
に軟質金属あるいは非金属材からなる定盤１と、
この定盤に力Ｆで押圧される被加工物８の表面と
の間に、微細な砥粒１２を供給し、定盤１と被加
工物８とを相対運動させて、砥粒１２により被加
工物表面から微量の切り屑を取り去り、きわめて
平滑で高精度の仕上げ面を得る加工である。

そして、近年、このラツプ加工は、きわめて高
い加工精度が必要なVTRの磁気ヘツドのギヤツ
プ面の仕上げ加工に用いられてきている。

VTR用磁気ヘツドの磁気ギヤツプ幅は、0.3μ
ｍから0.5μｍの範囲で設定され且つその許容寸法
公差は±0.02μｍ（200Å）程度である。

従つて、この寸法公差精度を安定して実現する
には、磁気ギヤツプ面を形成する表面の仕上げ面
粗さは、少なくともその寸法公差の10分の１程度
の精度が必要である。すなわち表面粗さの表示で
表わすと、0.002μｍRz（20Å）と非常に平滑な仕
上げ面が必要になる。

加えて、ギヤツプ面の加工には、加工に伴う加
工変質層の発生が殆ど皆無であることが要求され
る。

その理由は、磁気ヘツドのギヤツプは、一対の
接合された磁性材の間に介在させたガラス等の非
磁性薄膜によつて形成される。即ち、この非磁性
薄膜の厚みがギヤツプ幅となるのである。

然るに、磁性材としてフエライトを用いた場
合、ギヤツプ形成面の加工において生じる加工変
質層では、磁気特性が大幅に低下しており、従つ
て、この加工変質層の深さは、実質的にギヤツプ
幅を増大させる要因となるからである。

そして、この加工変質層の深さは、本願発明者
の実験によれば3.0μｍのダイヤモンド砥粒を用い
たラツプ加工においては、約0.2μｍ程度にも達す
る。この値は、ビデオ用磁気ヘツドの磁気ギヤツ
プ幅である0.3μｍ〜0.5μｍからみて到底無視でき
ない寸法である。

従来、VTR用磁気ヘツドのギヤツプ面の加工
に用いる研摩定盤としては、例えば特開昭58−
59764号公報、実開昭53−18694号、実開昭52−
113496号等で提案された、第１０図、第１１図に
示すような溝２０〜２３を形成したものがあり、
研摩屑等の排出効果による研摩効率の向上、研摩
傷の減少に効果があると記載されている。

しかし、本願発明人の実験によれば、いずれの
研摩定盤であつても磁気ヘツドの磁気ギヤツプ面
に要求される仕上げ面精度には到達し得ない。

具体的には、磁気ヘツド材であるフエライト
を、平均粒径1μｍのダイヤモンド砥粒を用いて
ラツプ加工を行なつても、最終的な表面粗度は60
Å〜100Å程度であり、十分な精度のギヤツプ面
加工を安定して行なうことが出来なかつた。

発明の目的 本発明は、上記観点に鑑み、きわめて平滑な面
の加工が可能な、研摩定盤装置を提供することを
目的とし、特にビデオ用磁気ヘツドに用いるフエ
ライト材料等のラツプ加工に用いて有用なもので
ある。

発明の構成 本発明は、従来は平面であつた定盤の研摩面
に、溝間距離が大きく深い溝と、溝間距離が小さ
く壁面が斜面の浅い溝と、浅い溝の斜面によつて
形成される逆Ｖ字型の山を、螺旋状に形成したも
のである。逆Ｖ字型の山とは、山の頂部に平坦部
を形成しない工具軌跡により加工されるものであ
る。

そして、上記構成によれば、砥粒は、山の頂部
において、ある時間、その一部分が定盤に埋没し
た状態で保持されて、被加工物を微量づつ切削す
る。そして、この頂部から脱落した砥粒は、山に
隣接する浅い溝に落込むため、被加工物の加工に
関与することがない。

即ち、本発明においては、定盤に、ある時間、
埋没保持された砥粒によつてのみ被加工物が加工
されるために、従来に比べて、安定した高精度の
加工が達成されるのである。

そして、砥粒は、この様に、定盤への埋没と脱
落を繰り返しながら、砥粒全体としては、螺旋状
の溝に沿つて移動し、定盤の外に排除される。特
に、深い溝に落ち込んだ砥粒の多くは、その溝に
沿つて流れ、定盤の外に排除される。

砥粒は、被加工物を加工するにつれ、その切削
能力が低下していくが、この様に、砥粒は時間の
経過に伴い、溝に沿つて次第に定盤の外に排除さ
れるので、切削能力の低下した砥粒を効果的に定
盤の外に排除できる。

実施例の説明 以下、本発明の実施例を図面にもとずいて説明
する。

本発明の研摩定盤の一実施例の構成を第１図に
示す。第１図ａは、同実施例の平面図、同図ｂは
Ａ−Ｏ−A₁線に沿う断面図、同図ｃは、同図ｂ
のＧ部の拡大詳細図である。

研摩定盤１の材質は錫であり、定盤表面には、
溝間距離が大きく深い螺旋状の溝２（第１図ａで
は、区別のため斜線を施している）と溝間距離が
小さく浅い螺旋状の溝３（第１図ａでは、１本の
線で示している）と逆Ｖ字型の山４を、研摩定盤
１の中心軸に対して螺旋状に形成している。

同図ｃに示す様に、逆Ｖ字型の山４は、溝３の
斜面の壁面３ａ，３ｂにより形成されている。

本実施例における、浅い螺旋状の溝３と逆Ｖ字
型の山４の具体的な形状寸法は、Ｄ＝20μｍ、Ｗ
＝W₁＝100μｍである。また、山４の頂部は、図
示の様に、平坦部が発生しない様に、鋭利に加工
形成されている。第２図に、山の頂部の形状の測
定データを示す。

また、深い溝２は、幅1.5mm、深さ1.0mmの角形
溝である。

溝２，３の加工方法について、先に簡単に説明
しておく。詳細の加工方法については後述する。

先ず、先端形状が図１ｃに示す溝３と相似形状
のバイトを用いて、定盤１の平面部に、螺旋状の
浅い溝３を、従つて山４を加工する。そして、こ
の浅い溝３が加工された平面部に、更に溝間距離
が大きく深い螺旋状の溝２を加工する。

この様にして、第１図の形状の定盤が得られる
のであるが、実際の加工は、溝加工時の切削屑の
処理、切削面に発生するバリ等を考慮して、大き
な深い螺旋溝２を先に加工し、次に小さな浅い溝
３を加工している。

なお、この説明からも明らかな様に、溝２は螺
旋状に連続した１本の溝であり、溝３は、溝２で
寸断されたものとなる。

次に本実施例の研摩定盤を用いた、VTR用磁
気ヘツドのフエライトチツプ加工について詳述す
る。

VTRの磁気ヘツドは、直方体形状の一対のフ
エライトチツプの面同士を対向させ、両面間に膜
厚が十分に管理されたガラス等の非磁性薄膜を挟
んで接合して所謂ギヤツプド・バーとし、それを
所定の幅で切断して製造する。

この場合、上記の接合面は、ギヤツプ形成面で
あるため、前述の通り、きわめて高度な鏡面加工
状態であることが要求される。

そこで、この様なギヤツプ形成面を得るため
に、本実施例の研摩定盤を用いて、以下の様な加
工を行なつた。

なお、フエライトチツプのギヤツプ面は、以下
の加工を実施するに先立ち、既に、200Å程度の
表面粗さにまで前加工されている。

第３図ａ，ｂは、それぞれ、本実施例の研摩定
盤を用いた研摩機の平面図と正面図である。

第３図ｂの正面図に示す様に、研摩機５のター
ンテーブル６には、本実施例の研摩定盤１が、溝
２，３と山４（図示せず）を形成した面を上に向
けて止めネジ７により固定されている。

そして研摩定盤１のこの面上に、被加工物であ
るフエライトチツプ８を貼り付けた円盤型の研摩
治具９を、フエライトチツプ８が定盤１に対向す
る様に載せる。その結果、フエライトチツプ８
は、研摩治具９の自重で定盤に圧接される。

この状態で、平均粒径1.0μｍのダイヤモンド砥
粒を混入した研摩液１０を、一定割合（この場合
0.5ml／分の割合）で研摩定盤１に供給すると共
に、ターンテーブル６により研摩定盤１を矢印ｃ
の方向に回転させる。研摩液は、この定盤の回転
により、溝の形成された定盤表面の全面を覆うよ
うに行き渡る。

第３図ａに示す様に、研摩治具９は、その外周
面を、回転ローラ１３を有した止め金具１４によ
つて、定位置で自転可能に案内されている。従つ
て、研摩治具９は、研摩定盤１が矢印ｃ方向に回
転したとき、止め金具１４に案内された位置で、
矢印ｅの方向に自転することになる。

この様にして相対的運動が生じた研摩定盤１と
研摩治具９との間には、砥粒を含んだ研摩液１０
が流入し、研摩液１０中の砥粒によりフエライト
チツプ８の加工が行なわれる。

この加工を15分間維持したのち、研摩液１０の
供給は停止し、砥粒を含まない仕上げ用研摩液１
１を、一定割合（本実施例では10ミリリツトル／
分の割合）で供給しつつ、更に５分間加工を継続
する。

なお、この５分間の加工においては、砥粒を含
まない研摩液１１が供給されるために、フエライ
トチツプ８と定盤１との間に介在する砥粒の数
は、時間とともに減少していくことになる。

以上、計20分間の連続した加工を行なつてフエ
ライトチツプ８のギヤツプ面の加工を終了するの
であるが、上記の15分間の加工を終えた段階で
は、約40Åと言う高い精度の表面精度が得られ
た。これは、同一条件下における従来の加工精度
60Å〜100Åを大幅に上回るものである。

そして、更に上記の５分間の加工を終えた後に
は、最終的にフエライトチツプ８の加工面の粗さ
は20Å〜30Åに達し、磁気ヘツドのギヤツプ面に
要求される、極めて高い表面精度を得ることがで
きた。

しかも、加工面には、加工変質層が殆ど発生し
ておらず、磁気ヘツドのギヤツプ面の加工として
は申し分のないものであつた。

この様に、本実施例において、高い加工精度、
良好な加工品質が得られる理由は、次の様に考え
られる。

本実施例では、定盤表面には、頂部に平坦部を
できるだけ作らない様に加工された、逆Ｖ字型の
山４が形成されている。

従つて、本実施例の定盤を用いたラツプ加工に
おいては、第４図に示す様に、砥粒１２は、この
山４の頂部において、高々、数個が、ある時間、
埋没保持され、これらの砥粒が加工に関与するも
のと考えられる。

そして山頂部から脱落した砥粒は、浅い溝３に
流れ落ちるため、定盤１と被加工物であるフエラ
イトチツプ８との間には、脱落砥粒が殆ど介在し
ないと考えられる。

また、逆に、溝２，３中の砥粒は、研摩液の流
動に伴い、山４の頂部に至り、山頂部に埋没し
て、フエライトチツプ８の加工に関与するものと
考えられる。

この様に第３図の加工においては、個々の砥粒
についてみれば、山４の頂部への埋没と脱落を繰
り返しながらも、被加工物であるフエライトチツ
プ８と定盤１の間には、脱落砥粒が殆ど介在せ
ず、常に山頂部に、ある時間だけ埋没保持された
砥粒によりフエライトチツプ８の加工が行なわれ
るために、高精度の加工を安定して行えるものと
思われる。

それに対して、第５図に示す従来の研摩定盤で
は、定盤表面には、砥粒粒径に比して十分に広い
平面部に多数の砥粒１２が埋没しており、これら
の砥粒がフエライトチツプに接触する事となる。

従つて、埋没砥粒が定盤１から脱落すると、こ
の脱落砥粒１２ａはフエライトチツプ８と定盤１
との間からは容易に排除されず、加工に関与する
埋没砥粒とフエライトチツプ８との接触状態はき
わめて不安定なものとなる。従つて、加工精度も
十分なものが得られないものと思われる。

なお、本実施例では、２種類の溝２，３は、何
れも螺旋状に形成されている。従つて、研摩液
は、この螺旋溝に沿つて定盤の中心部から定盤の
外に向けて流動していく。

そして砥粒は、加工の進歩とともに、上記の様
に定盤への埋没と脱落を繰り返しながらも、この
研摩液の流れに乗つて定盤の外に排出される方向
に移動していく。

特に、深い溝２に落ち込んだ砥粒については、
溝３に流入することは比較的少なく、大半は溝２
に沿つて流れ、定盤の外に排除される。

即ち、本実施例では、加工の進行と共に切れ味
の落ちた砥粒を、定盤の外に効果的に排出するこ
とができる。

なお、本実施例では、定盤の使用時間と共に、
山頂部は潰れて平坦部が形成されてくる。本願発
明者の実験によれば、約８時間の使用において、
山頂部には、約20μｍ程度の平坦部が形成され、
その時の加工精度は、前記15分の加工を終えた段
階での評価では約60Åに劣化する。

この加工精度の劣化と定盤の累積使用時間との
間には、高い相関が認められるので、実際の定盤
の管理は累積使用時間で管理しており、累積使用
時間が８時間に達すると、定盤表面に形成した溝
を切削除去して新たな平面を創生し、その平面に
新規な浅い溝と深い溝とを形成し直して使用に供
している。

尚、定盤に埋没保持された状態の砥粒ではな
く、研摩液中に遊離した状態の砥粒で行なうラツ
プ加工において、本実施例定盤により得られたと
同程度の加工精度を得るには、約８時間程度の加
工時間を要することからも、本実施例の定盤を用
いた上記の加工では、砥粒は山頂部において錫定
盤に保持されて被加工物の加工を行なつているも
のと考えられる。

次に、本実施例の定盤の加工方法、即ち溝２，
３、逆Ｖ字型の山４の形成方法について説明す
る。

なお、溝２，３の形成は、前述の如く、実際に
は、深くピツチの大きな螺旋状の溝２を先に加工
し、その後に浅くピツチの小さな溝３を加工する
のであるが、説明の都合上、実際とは逆の順序で
加工されるものとして説明する。

第６図において、１は、錫製の円形状の定盤で
あり、この定盤の平面部に、浅い溝３と深い溝２
とを形成しようとするものである。

そのために、この定盤１を、旋盤加工機１５に
取付ボルト１６で取り付けて、矢印Ｃの方向に回
転させつつ、所定の切込み量Ｂを与えた、先端部
がＶ字の切削バイト１７を、定盤１の半径方向Ｅ
に移動させる。その結果、定盤の平面部には、螺
旋状につながつた浅い溝３が形成される。

この時、切削バイトの移動軌跡は、第７図ａに
示す様な、工具の移動軌跡において山の頂部に平
坦部を作らないものとし、同図ｂの様な、工具の
移動軌跡において、山の頂部に平坦部１８を作る
移動軌跡では加工は行なわない。

その結果、定盤表面には、第６図に示す通り、
浅い溝３と、鋭利な頂部を有した逆Ｖ字型の山４
が形成される。

工具の移動軌跡を、第７図ｂではなく、同図ａ
とするには、定盤１の回転数、定盤１の１回転当
りの、工具１７の半径方向Ｅへの移動量を、工具
１７の切込み量、工具先端形状との関連で適切に
選定すればよいだけである。

以上の様にして、平面部に浅い溝を全面に亘り
加工した後に、第８図に示す様に、この浅い溝３
よりもピツチが大きく且つ深さも深い螺旋状の溝
２を加工する。

その結果、第１図に示す形状の、本実施例の定
盤が容易に得られる。

なお、浅い溝３と深い溝２について、種々の寸
法形状について実験したが、逆Ｖ字型の山を、平
坦部を作らない工具軌跡により形成する限り、こ
れらの寸法形状に関係なく良好な加工精度が得ら
れることが判明した。

発明の効果 以上のように、本発明は研摩定盤の研摩面に旋
盤加工により平坦部が残らないような加工条件で
溝間距離が小さく浅い溝と逆Ｖ字型の山を研摩定
盤の回転軸芯に対して螺旋状に設ける。また同じ
く旋盤加工により溝間距離が大きく深い溝を螺旋
状に設けることにより、研摩加工に伴つて生じる
研摩傷や加工変質層が少ない研摩仕上げ面が得ら
れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の研摩定盤の一実施例の構成
図、第２図は、同実施例に形成された浅い溝の形
状測定図、第３図は、同実施例定盤を用いたフエ
ライトチツプの研摩機の構成図、第４図は、第３
図の研摩機における研摩状態の説明図、第５図
は、加工精度に及ぼす脱落砥粒の影響の説明図、
第６図は、実施例の定盤の浅い溝の加工方法の説
明図、第７図は、浅い溝を加工する際の工具軌跡
の詳細説明図、第８図は、実施例定盤の深い溝の
加工方法の説明図、第９図はラツプ加工の説明
図、第１０図は従来の研摩定盤の外観図、第１１
図は更に従来の研摩定盤の外観図である。 １……研摩定盤、２，３……溝、３ａ，３ｂ…
…溝斜面、４……逆Ｖ字型の山。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 定盤の研摩面に、溝間距離が大きく深い溝
   と、溝間距離が小さく壁面が斜面の浅い溝と、前
   記浅い溝の前記斜面によつて形成される逆Ｖ字型
   の山とを、螺旋状に形成した研摩定盤。