JPH0546845Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ドーナツ型デイスク基板の内外周仕
上げを同時に行なうことができるドーナツ型デイ
スク基板の内外周研削具に係り、特に、研削加工
時における被研削部に必要にして十分な量の冷却
液を円滑に供給することができるドーナツ型デイ
スク基板の内外周研削具に関する。

［従来の技術］ 近時、光デイスクや光磁気デイスクなど、各種
の高密度情報記録媒体が広く用いられるようにな
つてきている。

このような高密度情報記録媒体を構成するデイ
スク基板の材料としては、アルミ材などの金属材
料のほか、ガラスやセラミツクス、さらには硬質
プラスチツクなどの非金属材料が用いられてお
り、最近では、平面性に優れているガラスなどの
硬脆性材料を用いたデイスク基板も多用されるに
至つている。

また、上記したデイスク基板としては、一般に
その中心部に円孔を有するドーナツ型デイスク基
板が多く用いられるようになつてきている。

そして、ガラスなどのような硬脆性材料を用い
たドーナツ型デイスク基板の場合、アルミ材など
の金属材料とは材質が違うためプレス機で打つ抜
くことには困難があり、板材から切り出すことに
よりドーナツ型デイスク基板を形成する必要があ
つた。

この場合、切り出し後のドーナツ型デイスク基
板は、その内外周における切削面が微視的には平
坦でなく、かつ、その強度向上を図るうえから
も、周端面の仕上げ加工と面取りとを行なう必要
があつた。

第４図は、ドーナツ型デイスク基板に対するこ
のような周端面の仕上げ加工と面取りを行なう際
に用いられていた研削具の従来例を示すものであ
る。これによれば、真空吸着台１０１に吸着させ
て載置固定されているドーナツ型デイスク基板Ｄ
は、その外周縁と内周縁との研削を各別に用意さ
れた研削具１０４，１０５に担当させ、しかも、
それぞれの周端面１０２，１０３を研削した後
に、表裏両側の面取り加工も別工程で行なうもの
であつた。また、研削加工時におけるドーナツ型
デイスク基板Ｄの各被研削部に対する加熱防止策
としては、それぞれの被研削部近傍に配置させた
注液パイプP₁，P₂から冷却液Ｌを供給すること
により行なうことができるので、簡単、確実、か
つ効率よく冷却することができた。このため、コ
スト的な配慮をそれほど必要としない試験的で、
かつ少量、多品種タイプのドーナツ型デイスク基
板を加工する際の研削具としては優れたものであ
つた。

［考案が解決しようとする問題点］ しかし、上記した従来例によるときは、ドーナ
ツ型デイスク基板Ｄの外周縁の研削を担当させる
研削具１０４と、内周縁の研削を担当させる研削
具１０５とを各別に配置する必要があり、しか
も、内外周縁ともに少なくとも周端面研削加工
と、表側の面取り加工と、裏側の面取り加工との
３工程が必要であり、作業性が悪く、かつ、コス
ト高を招いていた。

また、外周縁と内周縁とを担当させる研削具１
０４と１０５とを別々に用意しなければならず、
したがつて、これらの研削具１０４と１０５とを
回転させるため、２軸からなる主軸スピンドル
S₁，S₂が必要となり、それに応じて駆動装置や位
置決め装置なども２組必要となる結果、装置全体
の構造も複雑なものとならざるをえず、しかも、
加工後の内外径中心の同芯性など、その製品精度
も好ましいものではなかつた。

一方、上記したような不都合をなくすため、ド
ーナツ型デイスク基板の内外周を同時に研削しよ
うとするときは、図示は省略したが、一軸の主軸
スピンドルを有する研削具をドーナツ型デイスク
基板に覆い被せるように配置し、研削を行なうこ
とができる構造のものが考えられる。しかし、こ
のような構造のものを採用しようとするときは、
特に内周縁の側の加熱している被研削部に対し、
その遠心力に抗して必要にして十分な量の冷却液
を供給することには困難があり、したがつて、ド
ーナツ型デイスク基板に焼き割れを生じさせるな
どして、面品質を劣化させる傾向があつた。

［考案の目的］ 本考案は、従来例に見られた上記問題点に鑑
み、ドーナツ型デイスク基板の内外周を同時研削
することで加工時間の短縮を図るとともに、加工
装置全体の構造を簡略化しつつも、加工時におけ
る被研削部に対する冷却液の供給を過不足なく行
なうことができる研削具を提供することをその目
的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するため、本考案は次の
ようにして構成した。

すなわち、本考案は、円形の天板部と、この天
板部の上面中心部に立設したシヤンク部とからな
り、前記天板部における周縁下側部には周壁部
を、下面中心部にはコア部をそれぞれ垂設し、周
壁部の内周面とコア部の外周面とには、相対向さ
せて被加工物であるドーナツ型デイスク基板を研
削するための第１砥石部と第２砥石部とを周設
し、コア部における第２砥石部までの半径をr₁、
周壁部における第１砥石部までの半径をr₂、コア
部の外周最大半径をr₃、周壁部の内周最小半径を
r₄、ドーナツ型デイスク基板の内周半径をr₅、ド
ーナツ型デイスク基板の外周半径をr₆とすると
き、 r₁＜r₃＜r₅，r₂＞r₄＞r₆ であつて、 r₁＋r₂＝r₅＋r₆ となるようにして形成するとともに、第１砥石部
近傍の天板部には冷却液の通孔を設け、第２砥石
部近傍の天板部にはコア部を介して供給される冷
却液のための液溜部をコア部近傍の底部にスリツ
トを設けることで形成したことに構成上の特徴が
ある。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。

第１図および第２図は、本考案に係る一実施例
としての研削具の構造と、その研削工程とを示す
ものであり、被加工物であるドーナツ型デイスク
基板Ｄは、第３図に示すステンレス等の平滑な硬
質材からなる吸着テーブル２４上に正確に位置決
めされ、かつ複数の吸引孔２５を介し真空引きす
ることで載置固定されている。この場合、前記吸
着テーブル２４は、図示しない加工機本体のＸ軸
走行（左右移動）の走行台に搭載され、かつ水平
回転することができる構造となつており、ドーナ
ツ型デイスク基板Ｄは、その上方に位置している
研削具の中心軸Ｏ−O′とその回転軸が一致する
ようにして走行配置される。

ドーナツ型デイスク基板Ｄとの関係でこのよう
な配置関係にある研削具は、被加工物であるドー
ナツ型デイスク基板Ｄの直径との関係で適宜の口
径を有して形成されている円形の天板部１と、そ
の上面中央部に立設されたシヤンク部２とを有し
ており、このシヤンク部２は、油圧チヤツク等、
適宜のチヤツク２０との関係で適長さと外径とを
有して形成されている。また、前記天板部１にお
ける周縁下側部には、前記ドーナツ型デイスク基
板Ｄの直径よりも大径な開口面１８を形成してい
る周壁部３が、天板部１の下面中央部には前記ド
ーナツ型デイスク基板Ｄに穿設されている円孔２
３の直径よりは小径であるコア部４が好ましくは
相互の下端面の高さを同じくしてそれぞれ垂設さ
れている。研削具を構成する前記シヤンク部２
は、高速回転とＺ軸移動（上下移動）が可能な図
示しない主軸スピンドルの先端部に付設されてい
る前記チヤツク２０を介して確実に保持される。

一方、前記周壁部３の内周面５には、前記ドー
ナツ型デイスク基板Ｄの外周縁２１を研削するた
めの第１砥石部６が、コア部４の外周面には、前
記ドーナツ型デイスク基板Ｄの円孔２３を形成し
ている内周縁２２を研削するための第２砥石部７
がそれぞれ相互の砥石面を相対向させて周設され
ている。この砥石面は、ダイヤモンドや窒化硼素
などの超硬砥粒、例えば粒度が＃375〜＃400程度
のダイヤモンド砥粒を使用し、電着法など、適宜
の手法を用いることで形成されている。

このようにして形成される第１砥石部６と第２
砥石部７とは、それぞれの砥石面が被加工物であ
る研削対象としてのドーナツ型デイスク基板Ｄの
外周縁２１と内周縁２２とに対する端面加工と面
取り加工とを同時に行なうことができる形状をと
つて形成されている。すなわち、第１砥石部６
は、ドーナツ型デイスク基板Ｄの外周縁２１にお
ける端面加工を担当させるための垂直面６ａと、
表裏両側の面取り加工を担当させるべく内方にむ
かつて拡開傾斜させた傾斜面６ｂ，６ｃとを有し
て形成されている。このうち、前記垂直面６ａの
長さについては、少なくともドーナツ型デイスク
基板Ｄ自体の厚さよりは小さな適宜の幅を有して
形成されており、傾斜面６ｂ，６ｃ相互の拡開角
度については、所望する適宜の角度で形成されて
いる。第２砥石部７は、ドーナツ型デイスク基板
Ｄの内周縁２２における端面加工を担当させるた
めの垂直面７ａと、表裏両側の面取り加工を担当
させるべく外方にむかつて拡開させた傾斜面７
ｂ，７ｃとを有して形成されており、垂直面７ａ
の長さと傾斜面７ｂ，７ｃ相互の拡開角度につい
ては第１砥石部６における場合と同一にして形成
されている。

この場合、被加工物であるドーナツ型デイスク
基板Ｄと、研削具を構成している周壁部３とコア
部４との相互関係については、コア部の第２砥石
部７における垂直面７ａまでの半径をr₁、周壁部
の第１砥石部６における垂直面６ａまでの半径を
r₂、コア部の最大外周半径をr₃、周壁部の内周最
小半径をr₄、ドーナツ型デイスク基板Ｄの内周半
径をr₅、ドーナツ型デイスク基板Ｄの外周半径を
r₆とするとき、 r₁＜r₃＜r₅，r₂＞r₄＞r₆であつて、r₁＋r₂＝r₅＋
r₆となるようにして形成されている。

一方、天板部１は、前記チヤツク２０とシヤン
ク部２とを貫通している中心通路８と、これに連
通させた分岐路９と通孔１０および仕切板１１を
有して形成され、前記通孔１０と連通させた仕切
空間１２が形成されている。このうち、第１砥石
部６近傍の仕切板１１には、前記仕切空間１２を
介して送られてくる冷却液を第１砥石部６へと供
給すべく、第１砥石部６方向に開口させた適宜の
口径、例えば口径が２mm程度である通孔１３が円
周方向に複数個、例えば８個程度、放射状となつ
て配設されている。

また、第２砥石部７近傍における天板部１の構
成部材としての前記仕切板１２のコア部４近傍に
は、コア部４内にまで到達している前記中心通路
８から放射状に延設され、仕切板１２の側に開口
させた分岐路１４を介して供給される冷却液を一
時的に貯溜するための液溜部１５が凹設されてい
る。この液溜部１５は、コア部４近傍に位置する
側の底部１６に周設されたスリツト１７を介する
ことで、第２砥石部７側の空間と連通している。

なお、図中の符合１９は、研削時に生ずる20〜
40μｍ程度の切削屑を含んだ使用済み冷却液を外
部に排出するための排出口を示す。

本考案に係る研削具はこのようにして構成され
ているので、被加工物であるドーナツ型デイスク
基板Ｄを研削するに際しては、まず、第１図に示
すように、研削具におけるシヤンク部２の中心軸
をＯ−O′とするとき、吸着テーブル２４を走行
させることで、ドーナツ型デイスク基板Ｄはその
回転軸が前記中心軸Ｏ−O′と一致している下方
に配置される。

しかる後、シヤンク部２と一体に形成されてい
る天板部１をＺ軸方向に沿つて降下させ、ドーナ
ツ型デイスク基板Ｄの厚さ方向での中央と、第１
砥石部６（第２砥石部７）の砥石面中央との高さ
を一致させた後、その移動を停止させる。この
際、ドーナツ型デイスク基板Ｄに対し、周壁部１
の内周面５とコア部４とは、 r₃＜r₅，r₄＞r₆ となるようにして形成されているので、コア部４
のドーナツ型デイスク基板Ｄの円孔２３内への挿
入は円滑の行なうことができる。

次いで、主軸スピンドルの高速回転の開始とと
もに、チヤツク２０を介して主軸スピンドルと連
結されているシヤンク部２もその回転を開始す
る。このシヤンク部２が高速で回転すると同時
に、天板部１、周壁部３、コア部４のそれぞれも
同速で回転し始める。この際、シヤンク部２内に
設けられている中心通路８を介しての冷却液の供
給も開始される。このとき、ドーナツ型デイスク
基板Ｄを吸引載置している吸着テーブル２４も低
速でその回転を開始する。

しかる後、吸着テーブル２４は、第２図に示す
ようにＸ軸方向、つまり、左方向（もしくは右方
向）に一定の距離だけ移動し、研削が開始され
る。この場合、r₁＜r₅，r₂＞r₆であつて、r₁＋r₂＝
r₅＋r₆となるようして第１砥石部６と第２砥石部
７とドーナツ型デイスク基板Ｄとが形成されてい
るので、ドーナツ型デイスク基板Ｄの外周縁２１
と内周縁２２とは同時に研削することができる。
研削時における主軸スピンドル（シヤンク部２）
の回転速度は、第１砥石部６の周速が1800ｍ／
minとなるように設定することが好ましい。ま
た、吸着テーブル２４のＸ軸送りについては、１
mm／min程度とし、その回転数は毎分５回転程度
とするのが好適である。また、吸着テーブル２４
のＸ軸送りを所定の位置で停止し、かつ所定時間
の研削作業を終えた後であつても、約30秒間のス
パークアウト作業を行なうことで、仕上げ加工後
のドーナツ型デイスク基板Ｄの真円度や内外径の
同芯度の向上をはかり、かつ精密な面粗度を得る
ことができる。

このような研削作業時、第１砥石部６には、遠
心力の援助のもと、通孔１３を介することで十分
な冷却液を供給することができる。また、第２砥
石部７に対しては、コア部４にまで到達している
中心通路８から分岐路１４を介して供給されてき
た冷却液を、仕切板１１に凹設されている液溜部
１５で一時的に貯溜し、遠心力に抗しながらその
底部１６に設けたスリツト１７を介して供給する
ことができるので、必要にして十分な量の冷却液
の供給が可能となる。

このようにして研削作業を終了した後は、吸着
テーブル２４を第１図のように中心軸Ｏ−O′が
一致する位置にまでＸ軸方向に移動させ、かつ、
シヤンク部２が連結されている主軸スピンドルを
Ｚ軸方向、つまり上方へと所定の距離だけ移動さ
せることでその全作業が終了する。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば、ドーナツ型
デイスク基板の内外周を同時研削することにより
１つの工程で仕上げ加工を行なうことができるの
でその作業能率を改善することができるととも
に、特に、ドーナツ型デイスク基板の内周縁に対
しては、液溜部を介することで十分な量の冷却液
を供給することにより、研削時の加熱を確実に防
止することができるので、焼き割れ等の不都合を
回避させることができ、製品精度の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本考案に係る研削具の構造例
を示す縦断面図であり、このうち、第１図は被加
工物であるドーナツ型デイスク基板に対しての研
削作業に入る前の両者の位置関係を、第２図は研
削時における両者の位置関係をそれぞれ示す。第
３図は装置全体の位置関係を示す説明図、第４図
は従来装置の説明図である。 １……天板部、２……シヤンク部、３……周壁
部、４……コア部、５……内周面、６……第１砥
石部、６ａ……垂直面、６ｂ，６ｃ……傾斜面、
７……第２砥石部、７ａ……垂直面、７ｂ，７ｃ
……傾斜面、８……中心通路、９……分岐路、１
０……通孔、１１……仕切板、１２……仕切空
間、１３……通孔、１４……分岐路、１５……液
溜部、１６……底部、１７……スリツト、１８…
…開口面、１９……排水口、２０……チヤツク、
２１……外周縁、２２……内周縁、２３……円
孔、２４……吸着テーブル、２５……吸引孔、Ｄ
……ドーナツ型デイスク基板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 円形の天板部と、この天板部の上面中心部に立
   設したシヤンク部とからなり、前記天板部におけ
   る周縁下側部には周壁部を、下面中心部にはコア
   部をそれぞれ垂設し、周壁部の内周面とコア部の
   外周面とには、相対向させて被加工物であるドー
   ナツ型デイスク基板を研削するための第１砥石部
   と第２砥石部とを周設し、 コア部における第２砥石部までの半径をr₁、 周壁部における第１砥石部までの半径をr₂、 コア部の外周最大半径をr₃、 周壁部の内周最小半径をr₄、 ドーナツ型デイスク基板の内周半径をr₅、 ドーナツ型デイスク基板の外周半径をr₆、 とするとき、 r₁＜r₃＜r₅，r₂＞r₄＞r₆ であつて、 r₁＋r₂＝r₅＋r₆ となるようにして形成するとともに、 第１砥石部近傍の天板部には冷却液の通孔を設
   け、第２砥石部近傍の天板部にはコア部を介して
   供給される冷却液のための液溜部をコア部近傍の
   底部にスリツトを設けることで形成したことを特
   徴とするドーナツ型デイスク基板の内外周研削
   具。