JPS624562A

JPS624562A - 磁気研磨装置

Info

Publication number: JPS624562A
Application number: JP14506785A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Sugawara; 秀一菅原; Hisatsugu Kaji; 加治　久継
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1985-07-01
Publication date: 1987-01-10
Also published as: JPH0227113B2

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】２特許請求の範囲〔技術分野〕本発明は、磁性を有する研磨剤を磁場内にて配向させて
研磨剤ブラシを形成し、このブラシによって被研磨物を
研磨する磁気研磨装置に係り、特に非磁性体の被研磨物
の研磨が可能であり、且つディスク状の被研磨物を両面
研磨などもできるようにした磁気研磨装置に関する。

〔技術的背景ならびに従来の問題点〕

被研磨物を研磨する作業は、被研磨物よりも高度の高い
研磨剤を被研磨物に当接させ、被研磨物の材質や求めら
れる研磨精度などの条件に応じた速度ならびに圧力にて
研磨剤を研磨面に摺動させるようにしている。

この研磨作業において、研磨面を精密に研磨するために
は研磨剤の均Ｔで且つ適正な圧力−が重要となる。その
ためには研磨剤を保持するう、プの材質などの技術的工
夫が必要である。この材質として従来は、布、ゴムある
いは合成樹脂などが使用されている。また、最近では、
磁気を利用した研磨装置が考えられている。この種の磁
気研磨装置の一例としては、磁性を有する研磨剤を磁場
にて配向せしめて研磨剤ブラシを構成し、この研磨剤ブ
ラシによって被研磨物を研磨するものがある。従来のこ
の種の磁気研磨装置は、旋盤などによって加工された回
転体形状の被研磨物、例えば金型やミシン用部品などを
研磨するのに最適である。

一方、最近では精密研磨しなくてはならない被研磨物が
多くなってきている。この種の被研磨物の例としては、
磁気ディスク、磁気テープ、アルミニウム製ディスク、
合成樹脂製ディスク、合成樹脂フィルムなどがある。こ
れらの被研磨物は研磨面が比較的広く、また研磨も高精
度にて行なわなければならない。

この種の被研磨物のうちディスクを研磨する研磨装置の
一従来例な第５図とその側面図である第６図によって説
明する。この研磨＠置では、ディスクＤが所定の回転駆
動装置によって第５図における時計方向あるいは反時計
方向へ回転駆動される。またディスクＤには研磨円盤１
が両面から対向している。各研磨円盤ｌは、研磨パッド
３とこれを支持する剛性プレート４とから構成されてお
り、この研磨円盤ｌが回転軸２によって回転駆動される
ようになっている。研磨パッド３はポリウレタンフ、オ
ームに研磨剤を混ぜたものなどによって構成されている
。この種の研磨装置では、各研磨円盤１をディスクＤの
両面に圧接して回転させて研磨を行なうようになってい
る。研磨パッド３がウレタンフオームに研磨剤を混ぜた
ものなどによって形成されているので、その弾性的性質
によって研磨剤がディスクＤの表面に均一な圧力にてむ
らなく接触して研磨が行なわれるようになっている。こ
の種の樹脂を混入した研磨パッド３を用いることによっ
て、適正な研磨剤の接触圧を実現できるような工夫がな
されている。この種の研磨装置としては１例えば特開昭
５７−１８３８３４号公報に開示されているものがある
。しかしながら、このような研磨パッド３の改良を行な
ったとしても、研磨剤のディスクＤに対する接触圧を高
精度に設定するのには限界があり、また研磨作業が進む
うちに研磨パッド３が摩耗する問題点もある。

さらに研磨作業が進行した後に研磨層を洗浄する必要が
あるが、このためのノズルなどの設備が必要となり、装
置が複雑になる欠点もある。

そこで、この種のディスクＤの研磨を磁気研磨装置によ
って行なうことが考えられる。磁気研磨装置では、磁場
の強さによって研磨剤が配向して均一な研磨剤面が形成
され、適正な圧力にて高精度の研磨作業が行ないやすく
なる。

この磁気研磨装置によってディスクＤなどのように比較
的面積の大きい研磨面を研磨する例としては、被研磨物
を支持するワークテーブル上に磁極を有する回転盤を設
け、この回転盤から被研磨物を透過する回路となる磁場
を形成し、回転盤と被研磨物との間の磁場内に、磁性を
有する研磨剤を配向させて介在して研磨剤によるブラシ
を形成したものがある。しかしながら、この種の磁気研
磨装置では、磁力線が被研磨物の内部を通過する構造で
あるため、磁性体の被研磨物しか処理できず、アルミニ
ウムや樹脂製のディスクの研磨が行ないにくい欠点があ
る。

第７図はディスクなどを研磨できる磁気研磨装置の他の
従来例を示すものである。この磁気研磨装置は、ヨーク
５内に設けられた鉄芯６にコイル７が巻かれて電磁石が
構成されている。ヨーク５ならびに鉄芯６の下面には磁
極８ａと８ｂが設けられており、両磁極８ａと８ｂは非
磁性体９を介して接合されている。そして、この非磁性
体９が介在している部分がワークテーブル１０上の被研
磨物であるディスクＤに対向している。この研磨装置で
は、ディスクＤが磁性体によって形成されている場合に
は、一方の磁極８ａから出た磁力線がディスクＤ内を通
過して他方の磁極８ｂ内へ戻るようになっている。磁極
８ａ、８ｂとディスクＤとの間に、磁性を有する研磨剤
を介在させれば、この研磨剤が磁場にて配向されてブラ
シ状に構成される。磁極８ａ、８ｂとワークテーブル１
０を相対的に移動させれば、研磨剤のブラシによってデ
ィスクＤの表面が研磨されることになる。また被研磨物
であるディスクＤが非磁性体によって形成されている場
合には、ワークテーブル１０ｋに磁性体による板１１を
設置し、その上にディスクＤを設置する。このように構
成すれば、磁極８ａから磁性体の板１１を通過して磁極
８ｂに至る磁気回路が構成され、この磁場に研磨剤を介
在させることによって研磨剤のブラシが構成できるよう
になる。よって非磁性体の被研磨物の研磨が可能になる
。この種の磁気研磨装置は１例えば特開昭５９−１１８
０号公報に開示されている。

しかしながら、このような磁気研磨装置では。

ディスク状の被研磨物の片面のみしか研磨できない欠点
がある。よって研磨作業は表裏２回行なわなければなら
ず、その度に磁場を破壊して研磨剤を回収したり、また
研磨剤を再度供給してブラシを形成しなくてはならなく
なり、段取りが煩雑になる欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の問題点に着目してなされたものであ
り、ディスク状の被研磨物の裏表面を同時に且つ均一な
圧力によってむらなく研磨でき、また円盤状以外の形状
の被研磨物の研磨も行なえ、しかも非磁性体の被研磨物
の研磨も可能にした磁気研磨装置を提供することを目的
としている。

〔発明の構成〕

本発明による磁気研磨装置は、対向して同方向へ回転す
る一対の円盤の一方にＳ極の磁極が他方にＮ極の磁極が
形成されて、この両日盤の間に磁性を有する研磨剤が介
装されて、磁場にて配向した研磨剤による研磨ブラシが
形成されており、且つこの研磨ブラシの側方に、被研磨
物の保持部材が設けられて成るものである。

以下、第１図〜第３図の図面によって具体的に説明する
。

第１図は本発明による磁気研磨装置を示す正面図は、第
２図はその左側面図である。

図中の符号２１は回転軸である。この回転軸２１は軸受
２２ａと２２ｂに支持されており、且つモータなどの駆
動源によって回転駆動されるようになっている０回転軸
２１には一対の円盤２３が対向して固設されている。こ
の円盤２３は、フェライト磁石などの永久磁石２４と、
その対向面に固設された軟鉄製の円板２５と、さらにそ
の対向面に固設されたフィン２６とから構成されている
。２つの円盤２３の対向面は、一方がＮ極で、他方がＳ
極となるように磁極が構成されている。

フィン２６は磁性体によって形成されており、第２図に
示すように、回転軸２１を中心として放射状に４枚固設
されている。このフィン２６は部分的に磁束密度を高め
るために設けられているものである。

符号２７は注液管である。この注液管２７は回転軸の中
心穴２１ａ内に挿入されている。注液管・２７の先端は
２つの円盤２３の対向部分の中央まで延びている。そし
て回転軸２１の半径方向に穿設された注液口２１ｂに連
通されている。

符号２８は保持軸である。この保持軸２８は軸受２９に
よって回転自在に支持されている。また保持軸２８はモ
ータによって回転駆動されている。保持軸２８の先端に
はナツトなどを用いた保持具２８ａが設けられており、
この保持具２８ａによってディスクＤなどの被研磨物が
保持されるようになっている。

第２図に示すように、架台３１上には支柱３２と３３が
固設されている。一方の支柱３２に前記軸受２２ａと２
２ｂが保持されて、これにより回転軸２１が支持されて
いる。また他方の支柱３３には軸受２９が保持されてお
り、これによって保持軸２８が支持されている。また架
台３１の縁部にはカバー支柱３４が固設されており、こ
の支柱３４の上にはカバー３５が、下にはカバー３６が
各々固設されている。

磁性研磨剤４０は、２つの円盤２３の中間に充填される
。２つの永久磁石２４の間の磁場によって磁性研磨剤４
０は配向され、２つの円＠２３の中間に磁性研磨剤によ
る研磨剤ブラシが形成される。一方、被研磨物であるデ
ィスクＤは保持軸２８に保持された状態にて前記研磨剤
４０によって形成されたブラシ内に挿入される。モータ
によって回転軸２１と保持軸２８は、第２図の時計方向
へすなわち両者が同方向へ回転駆動される。そして、研
磨剤４０のブラシによってディスクＤの両面が同時に研
磨される。第２図に示すように、円盤２３とディスクＤ
は同方向へ回転するので。

ディスクＤと研磨剤４０のブラシとの間の相対速度を大
きくできることになる。また、第２図における　（＾）
部ではディスクＤの角速度が小さいが、その分研磨剤４
０のブラシの角速度が大きくなっている。また（Ｂ）部
では逆にディスクＤの角速度が大きくブラシの角速度が
小さくなっている。このように回転体の半径の速度差が
互いに補なわれるので、各部分が均一な条件で研磨でき
るようになる。

また、研磨動作中に、注液管２７へ液体を注入すれば、
液体が注液口２１ｂから回転遠心力によって研磨剤４０
の内部を外周方向へ流れる。この流れによってディスク
Ｄの研磨屑などを連続的に排出することが可能になる。

ディスクＤが非磁性体のものである場合には、その研磨
屑を液体にて排出することによって、研磨剤４０の配向
性の妨げになるのを防止できることになる。

第３図は本発明による磁気研磨装置を単一の磁石を用い
た構成にしたものを示す正面図であり。

第４図はその左側面図である。

この磁気研磨装置は１回転軸２１の中央にセンタリング
用のスリーブ４２が固設されており、このスリーブ４２
の外周に対向する２つの円盤４１が固設されている。こ
の円盤４１は軟鉄などの磁性材料よって形成されている
０両日盤４１の中間にはフェライト磁石などの永久磁石
４３が固設されている。また永久磁石４３の表面には非
磁性体のカバー４４が設けられている。また、内円盤４
１の対向面にはフィン４５が固設されている。このフィ
ン４５は第４図に示すように、回転軸２１を中心として
放射状に配置されている永久磁石４３から発せられる磁力線は円盤４１ならびに
フィン４５を通過して閉ループの磁界が構成され、内円
盤４１にＮ極とＳ極の磁極が構成される。磁性を有する
研磨剤４０は内円盤４１の中間に充填され、磁場によっ
て配向されて研磨剤４０によるブラシが形成される。保
持軸２Ｂに保持されたディスクＤは上記ブラシ内に挿入
される。そして、ブラシの回転とディスクＤの回転によ
って研磨が行なわれる。

第３図に示す磁気研磨装置は、永久磁石４３を１個のみ
使用して閉ループの磁界を形成しているので、構造が簡
単で効率の良い装置を構成できることになる。

なお、第１図と第３図の両実施例では、被研磨物として
ディスクＤを示しているが、長尺物などの被研磨物を研
磨することも可能である。この場合は、長尺の被研磨物
を、研磨剤４０のブラシを横切る方向へ供給し、回転す
る研磨剤ブラシによって研磨することになる。＃に第３
図に示す構成の場合には、永久磁石４３が回転軸２１に
近い部分にある分だけ研磨剤４０のブラシの面積が小さ
くなるので、長尺物の被研磨物を研磨する場合に、第１
図のものよりも適している。

また、各図では、永久磁石２４．４３によって磁気回路
を構成しているが、コイルによる電磁石を使用すること
も可能である。この場合、電磁石が回転するので１回転
式の電気接点を用いてコイルに通電することになる。電
磁石を使用した方が大きな磁力を得られるが、永久磁石
を使用した場合には、軽量化、コイルの発熱の防止の心
配がないなどの利点がある。また永久磁石を使用してい
る場合には、研磨剤４０を配向させる磁力がやや弱くな
るが、アルミニウム製のディスクやプラスチック製のデ
ィスクなどの軟らかい被研磨物を研磨する場合には、そ
の研磨作用は十分に発揮できる。

本発明による磁気研磨装置に使用される磁気研磨剤４０
は従来使用されていたものと同じものでよい、しかしな
がら１本発明では、対向する円盤の間に磁界を形成し、
その間に研磨剤４０を充填してブラシを形成しているの
で、この構成に適する磁気研磨剤としては、均一で且つ
細かい粒径のものがよい、また比重の小さいものが実用
上扱いやすい、磁気研磨剤４０の例としては、アルミナ
−鉄系、フェライト系、または二酸化クロム系などがあ
る。これらの磁気研磨剤の中では、フェライト系（バリ
ウムフェライト等）は、板状の粒子であるため、研磨速
度は低いが、高精度の仕上げに適している。また二酸化
クロムは針状であるため、磁場における配向性が良好で
ある。

実際には、焼付防止、研磨表面の酸化防止、研磨剤の風
散防止などのために、研磨剤に研磨油や添加剤を加える
ことになる。これらとしては１例えば、高級脂肪酸、高
級脂肪酸の金属石鹸、高級脂肪酸エステル、鉱油、シリ
コン油などのいずれか、またはこれらの組合わせ、また
はこれらを水に分散したものなどが使用される。なお、
これらの液体を、第１図の注液管２７から供給してもよ
い。

〔発明の実施例〕

次に本考案の具体的な実施例について説明する。

（実施例　１）第１図の磁気研磨装置において、直径１２ｏ■のフェラ
イト磁石２４に直径１３０■腸の軟鉄製円板２５を固定
し、円盤２３の間隔を１０履■とした。研磨剤４０はア
ルミナ−鉄系（鉄８５％　、平均粒径５゜ト、ステアリ
ン約３ｚ添加）のものを使用した。

被研磨物は５インチのアルミニウム製の磁気ディスク基
板であり、回転数１００ｒｐ■（ディスクの外周での線
速度８８ｃｍ／５ｅａ）で２分間の研磨作業を行なった
。

研磨面の研磨前の表面粗さはＲｓａｘ＝１０４ｍであっ
たが、研磨後の表面粗さは、ディスク外周部にてＲｍａ
ｘ　ｍ　Ｏ，３ｐｍ、内周部でＲｍａｘ　＋Ｉｌｌ　Ｇ
、４ＩＬｍとなった。

（実施例　２）実施例１で示したものと同じディスクを被研磨物とし、
実施例１と同じ装置条件にし、研磨剤として二酸化クロ
ム（ステアリン酸！２添加）を使用して研磨作業を行な
った。

ディスクの回転数１２０ｒｐ■で４分間の研磨を行なっ
た。その結果、研磨後の表面粗さが、ディスクの外周部
にてＲ腸ａｘ　＝　０．０１ルｍ、内周部でＲ腸ｄ！＝
０．０１鉢ｍであった。

（実施例　３）装置条件は実施例１と同じとし、研磨剤４０としてバリ
ウムフェライトを使用した。第１図に示す注液管２７か
らラウリル酸ソーダ０．０３駕、カルボキシメチルセル
ロース０．１ｚを含む純水を、　１ｏｏｃｃ／ｍｉｎに
て供給しながら、被研磨物として直径１２Ｃ■で厚さ２
■■のポリカーボネート円盤を６分間研磨した。

研磨後の表面粗さが、ディスクの外周部にてＲｗａｘ　
＝Ｑ、Ｑ４４ｍ、内周部でＲｍａｘ　＝Ｑ、Ｑ４Ｂｍで
あった。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば以下に列記する効果を奏す
るようになる。

（１）ディスク状の被研磨物の場合に、その表裏面を同
時に研磨できる。よって研磨作業が効率的にできるよう
になる。

（２）対向する円盤の間に磁界を形成して研磨剤のブラ
シを形成しているので、非磁性体による被研磨物でも研
磨が可能である。

（３）ディスク状の被研磨物に限られず、長尺の被研磨
物であっても研磨は可能である。

（０研磨剤は被研磨物に均一な圧力にて接触することに
なるので、広い研磨面であっても適正な研磨作業が行な
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気研磨装置を示す正面図、第２
図はその左側面図、第３図は第１図のものと異なる構造
の磁気研磨装置の正面図、第４図はその左側面図、第５
図は従来のディスク研磨装置の正面図、第６図はその側
面図、第７図は従来のディスク用の磁気研磨装置を示す
断面図である。２１・・・回転軸、２３・・・円盤、２４・・・永久磁
石、２５・・・軟鉄製円板、２８・・・保持軸、２８ａ
・・・保持具、４０・・・研磨剤、４１・・・円盤、４
３・・・永久磁石、Ｄ・・・ディスク。第２図１Ｉ　　　　　　　　・手続補正書印発）ｌ　事件の表示昭和６０年特許願第１４５０６７号２　発明の名称磁気研磨装置３　補正をする者代表者　高　　橋　　　　博４代理人〒１６０氏　名　　弁理士（８５４５）　　野　崎　照　夫８　
補正の内容（１）明細書第２頁３行の「２特許請求の範囲」を「３
発明の詳細な説明」に訂正します。（２）明細書第２頁１２行〜１３行′の「高度」を「硬
度」に訂正します。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対向して同方向へ回転する一対の円盤の一方にＳ
極の磁極が他方にＮ極の磁極が形成されて、この両円盤
の間に磁性を有する研磨剤が介装されて、磁場にて配向
した研磨剤による研磨ブラシが形成されており、且つこ
の研磨ブラシの側方に、被研磨物の保持部材が設けられ
て成る磁気研磨装置。
（２）被研磨物はディスク状であり、この被研磨物が保
持部材によって回転させられながら磁気ブラシ内にて両
面研磨される特許請求の範囲第１項記載の磁気研磨装置
。
（３）対向する円盤は、永久磁石と、その対向面に設け
られた軟鉄製円板によって形成されている特許請求の範
囲第１項記載の磁気研磨装置。
（４）対向する円盤は軟鉄製円板によって形成されてお
り、両円盤の間の回転軸に近い部分に永久磁石が介装さ
れている特許請求の範囲第１項記載の磁気研磨装置。