シュリンクフィッタを用いた超精密接合法の基礎的研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650168
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 新田 勇 新潟大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (30159082)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原 利昭 新潟大学, 工学部, 教授 (50134953)
• Keywords: 機械要素 / 締結要素 / シュリンクフィッタ / 真円度 / ポリゴンミラー / 空気動圧軸受 / 超精密

Research Abstract

アルミ製のポリゴンミラーとSiC空気動圧軸受を超精密接合するためにシュリンクフィッタを用いた.従来の接合技術では,ポリゴンミラーの端面を用いたネジ止法やバネ止法が用いられていた.この方法では,運転時モーターからの発熱により温度上昇が生じるとミラー反射面がゆがむことは避けられない.シュリンクフィッタを用いれば,温度上昇によるミラー反射面のゆがみの問題は解決されると考えられる.また,締りばめ接合であることより心出し精度が極めて良好である.本年度は,温度変化が起きてもミラー反射面の変形が100nmの許容平面度以内におさまるように数値計算を用いてシュリンクフィッタの寸法を計算した.その計算に基づき,試験片を用意して実験を行った.シュリンクフィッタ材料にはポリイミドTI-3000を用いたが,特殊な材料であるために理論計算通りの寸法のものを用意するのは困難で,半径方向の寸法が少し小さくなった.接合前に,8面のアルミポリゴンミラーとSiC動圧軸受およびシュリンクフィッタの真円度を測定した.接合は,加熱により大きな隙間を生じさせ完全にスキマバメの状態で行った.加熱が不十分である場合は,接合の後半で圧入となるが,その接合体は理論計算との比較を行わなかった.接合が終わった接合体を加熱し温度上昇によってゆるみが生じないことを確認した.また,ミラー反射面の形状をレーザー干渉計(ZYGO)により計測した.計測値と理論計算値を比較したところ両者は比較的良く一致した.完全に一致しなかったのは円筒度等を無視したことや,接合面の摩擦を無視したことが原因と考えられる.本年度,シュリンクフィッタの考え方の妥当性や理論計算の信頼性が確認されたので,来年度はシュリンクフィッタの最適形状について検討する計画である.