JPH048470A - 研磨方法およびそれに用いる回転弾性体 - 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〉 本発明は、被加工物を微細粉末砥粒が一様に分散した懸
４５液中に浸漬させた状態で回転させるとともに、この
波力Ｕ工物の被研磨面に回転弾性体を非接触で対向させ
た状態で、前記回転弾性体を回転させて被研磨面との間
で前記懸濁液を流動させることにより前記被加工物の被
研磨面を加工する研磨方法と、この研磨方法に用いる回
転弾性体とに関する。

〈従来の技術〉 近年、高精度の研磨表面を得る目的で、ＥＥＭ（Ｅｌａ
ｓｔｉｃ　Ｅ■１ｓｓｉｏｎ　Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）と
称する極微小量弾性破壊現象を利用した加工技術が提案
されている。この加工技術では、極微小量弾性破壊現象
を利用して原子の単位で加工することができ、格子欠陥
を増殖させずに被加工物の被研磨面を高精度に研磨する
ことができる。

従来のＥＥＭ研磨装置を第５図に示して簡単に説明する
。

図中、１は鉛直方向に上下動自在なＮＧ主軸ヘッド、２
はＮＣ主軸ヘッドｌに十字ばね３を介して懸垂されたモ
ータ、５はモータ２の出力軸４に取り付けられたエラス
トマー球体と称する回転弾性体、６は微細粉末砥粒を一
様に分散した懸濁液７を収納した容器、８は容器７の底
部に固定された被加工物、９はＸテーブル１０を駆動す
るＸ方向エアスライド、１１はＹテーブル１２を駆動す
るＹ方向エアスライド、１３は被加工物８の被研磨面８
ａと回転弾性体５との近接の度合を調節する荷重支持棒
である。

この装置での加工動作は、モータ２により回転弾性体５
を回転させながら、被加工物８をＸテーブル１０．Ｙテ
ーブル１２でＸ−Ｙ方向に任意に送り、回転弾性体５に
被加工物８を非接触状態で近接させることにより行う、
これにより、第６図に示すように、回転弾性体５と被加
工物８の被研磨面８ａとの間の微小間隙を懸濁液７が流
体軸受的に流れることになり、この懸濁液７中の微細粉
末砥粒が被研磨面８ａに衝突・滑走して被研磨面８ａが
研磨されるのである。なお、−回の送りによる加工痕は
、直線の微小幅の帯となる。

ここで、被加工物８の送り方向として、例えば第７図に
示すように、回転弾性体５の回転軸線Ｏと同一方向への
送りをＸ方向送りと定め、回転軸線０１と直交する方向
への送りをＹ方向送りと定める。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上述したＸ方向送りでは、特に問題ないので
あるが、Ｙ方向送りにより得られた帯状加工痕を微視的
に観察すると、送り方向と平行な複数本のすし状の傷が
発生していることが確認された。上記Ｘ方向送りの場合
は、微細粉末砥粒の流動方向と送り方向が直交して打消
し合うためにすし状の傷は発生しないと考えられ、Ｙ方
向送りの場合は、微細粉末砥粒の流動方向と送り方向が
一致して砥粒の流れが不均一なためにすし状の傷を形成
するものと考えられる。また、被加工物８を停止したま
まで加工を行う場合にも、前述のようなすし状の傷が発
生することも確認された。なお、Ｘ方向に対して斜めの
送りでも、前述のすし状の傷は発生しないことを本件出
願人は確認している。

このような理由から、従来では、加工時の送り方向をＸ
方向に限定せざるをえず、使い勝手が悪い点が指摘され
る。また、従来の回転弾性体が、球形状であるため、単
位時間当たりの加工面積が小さく加工に手間がかかる点
も指摘される。

本発明は、このような事情に鑑みて創案されたもので、
被加工物または回転弾性体をどの方向に送ってもすし状
の傷が発生しないようにすることと、加工面積を可及的
に大きくして加工能率を高めることを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、上記目的を達成するために、被加工物を微細
粉末砥粒が分散した懸濁液中に浸漬させ、この被加工物
の被研磨面に回転弾性体を非接触で対向させた状態で、
前記回転弾性体を回転させて被研磨面との間で前記懸８
５液を流動させることにより前記被加工物の被研磨面を
加工する研磨方法において、次のような構成をとる。

第１の発明の研磨方法は、前記回転弾性体の回転中に、
回転弾性体と被加工物との相対位置を回転弾性体の回転
軸線と同一方向へ連続的に往復変位させることに特像を
有する。

第２の発明の研磨方法は、前記回転弾性体の回転中に、
回転弾性体と被加工物との相対位置を回転弾性体の回転
軸線と同一方向へ連続的に往復変位させながら、回転弾
性体または被加工物のどちらか一方を前記回転軸線に対
して直交する方向へ送ることに特徴を有する。

第３の発明の回転弾性体は、前記第１．第２の発明に用
いるものであって、円筒形に形成されていることに特徴
を有する。

く作用〉 第１の発明では、回転弾性体または被加工物のどちらも
送らずに、回転弾性体と被加工物とのどちらか一方を振
動させるかの如く回転弾性体の回転軸線と同一方向へ微
小往復させることにより、研磨を進行させる。すなわち
、両者の相対位置を時々刻々と変化させるから、送りの
ない研磨加工でありながらも加工痕にすし状の傷が発生
しなくなる。なお、この処理が従来の停止状態での研磨
に相当する。

第２の発明では、従来ではすし状の傷が発生していた方
向に回転弾性体または被加工物のどちらか一方を送りな
がら、上記第１の発明と同様に回転弾性体と被加工物と
の相対位置を時々刻々と変位させるから、この送り軌跡
は直線ではなく鋸刃状となり、立ち上がり部分および立
ち下がり部分についても回転弾性体の回転軸線に対して
斜め、あるいは回転軸線とほぼ同一方向になる。すなわ
ち、この送りは従来においてすし状の傷が発生していた
方向であるが、送り軌跡が送り方向とほぼ直交する方向
または斜め方向になるので、加工痕にすし状の傷が発生
しなくなる。

第３の発明では、円筒形の回転弾性体を用いるため、こ
の円筒形外周面を被加工物の被研磨面と平行に対問させ
れば、その加工面積が球形の回転弾性体の場合に比べて
大きくなる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

従来からの研磨装置を用いて第１．第２の発明にかかる
研磨方法を実現する例を説明する。

まず、第１の発明方法の実施例を説明する。第１図にお
いて、回転弾性体５を回転させながら、Ｘテーブル１２
は停止しておき、Ｘテーブル１０をあたかも振動させる
かのように微小ストロークで往復変位させる。この場合
、第２閏に示すように、被加工物８の被研磨面８ａは、
前記Ｘテーブル１０の変位ストロークに対応した微小な
縦帯状領域Ｇ１が研磨されることになる。

次に、第２の発明方法の実施例を説明する。第３図にお
いて、回転弾性体５を回転させながら、Ｘテーブル１２
を適当な速度でＹ方向（図中、左方向）へ移動させると
ともに、Ｘテーブル１０を上記第１の発明方法と同様に
微小ストロークで往復変位させる。このような送りでも
って加工を進行させると、送り軌跡は、Ｙ方向への直線
送りにはならずに鋸刃状となる。この場合、第２図に示
すように、被加工物８の被研磨面８ａは、Ｘテーブル１
０の変位ストロークと、Ｘテーブル１２の送り量とで決
まる横帯状領域Ｇ、が研磨されることになる。

さらに、第３の発明装置の実施例を説明する。

第４図に示すように、円筒形の回転弾性体５′を用い、
この回転弾性体５′の円筒外周面を、被加工物８の被研
磨面８ａに対して平行に対向させるように、回転弾性体
５′を支持するモータ２の出力軸４が水平方向と平行と
なるように配置する。

この回転弾性体５′を用いて上記第２の発明方法を行う
場合を例に挙げて説明する。つまり、円筒形の回転弾性
体５′を回転のみ行わせながら、Ｘテーブル１２を適当
な速度でＹ方向（図中、左方向）へ移動させるとともに
、Ｘテーブル１ｏを上記第１の発明方法と同様に微小ス
トロークで往復変位させる。このときの送り軌跡につい
ても鋸刃状となる。この場合、第２Ｍに示すように、被
研磨面８ａは、Ｘテーブル１０の変位ストロークに回転
弾性体５′の長さを加えた寸法と、Ｘテーブル１２の送
り量とで決まる矩形領域Ｇ、が研磨されることになる。

この矩形領域Ｇ、のＸ方向に沿う辺がＸテーブル１０の
変位ストロークと回転弾性体５′の長さとを加えた寸法
となり、また、矩形領域Ｇ、のＹ方向に沿う辺がＹ方向
への移動量となる。各辺の比により、矩形領域の形状が
、正方形や長方形にと変わることになる。

なお、第２の発明方法および円筒形の回転弾性体５′を
用いた研磨において、Ｘテーブル１２の送り速度は任意
であり、その送り速度を遅くすれば、上述したように横
帯状に研磨できるが、送り速度を速くした場合には鋸状
に研磨されることになる。また、上記実施例では、Ｘテ
ーブルｌＯを介して被加工物８を、微小ストロークで往
復変位させるようにしているが、本発明はこれに限定さ
れず、例えば、回転弾性体５を支持するモータ２の出力
軸４を被加工物８の被加工面８ａに対して平行となるよ
う配置し、出力軸４またはモータ２そのものを回転弾性
体５の回転軸線と同一方向に微小ストロークで往復変位
させるようにしてもよい、このときの振動付加手段とし
ては、高周波発生装置、超音波振動装置、圧電振動子装
置などが考えられ、適宜に選択される。

〈発明の効果〉 以上説明したように、第１の発明によれば、送りのない
研磨を行っても加工痕にすし状の傷が発生するのを防ぐ
ことができる。

また、第２の発明によれば、従来からすし状の傷が発生
していた方向の送りを行っても、加工痕にすし状の傷が
発生するのを防くことができ、そのため、従来のように
送り方向が限定されることもなく使い勝手が向上するこ
とになる。

さらに、第３の発明によれば、加工面積を従来に比べて
大幅に大きくすることができるので、加工時間を短縮で
きて製作コストの低減に貢献できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明にかかる研磨方法の動作説明に用い
る平面図、第２図は各研磨方法による加工痕を示す平面
図、第３図は第２の発明にかかる研磨方法の動作説明に
用いる平面図、第４図は第３の発明にかかる回転弾性体
を用いた研磨方法の動作説明に用いる平面図である。 第５図ないし第７図は従来例に係り、第５図は従来の研
磨装置の概略を示す側面図、第６図は研磨の原理を示す
側面図、第７図は研磨方法の動作説明に用いる平面図で
ある。 ５．５′・・・回転弾性体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工物を微細粉末砥粒が分散した懸濁液中に浸
   漬させ、この被加工物の被研磨面に回転弾性体を非接触
   で対向させた状態で、前記回転弾性体を回転させて被研
   磨面との間で前記懸濁液を流動させることにより前記被
   加工物の被研磨面を加工する研磨方法であって、 前記回転弾性体の回転中に、回転弾性体と被加工物との
   相対位置を回転弾性体の回転軸線と同一方向へ連続的に
   往復変位させることを特徴とする研磨方法。
2. （２）被加工物を微細粉末砥粒が分散した懸濁液中に浸
   漬させ、この被加工物の被研磨面に回転弾性体を非接触
   で対向させた状態で、前記回転弾性体を回転させて被研
   磨面との間で前記懸濁液を流動させることにより前記被
   加工物の被研磨面を加工する研磨方法であって、 前記回転弾性体の回転中に、回転弾性体と被加工物との
   相対位置を回転弾性体の回転軸線と同一方向へ連続的に
   往復変位させながら、回転弾性体または被加工物のどち
   らか一方を前記回転軸線に対して直交する方向へ送るこ
   とを特徴とする研磨方法。
3. （３）請求項（１）または（２）に記載の研磨方法に用
   いる回転弾性体であって、円筒形に形成されていること
   を特徴とする回転弾性体。