(57)【要約】【課題】ウレタン樹脂の収縮に起因してセラミックリングの内周面とウレタンライニングの外周面との間に隙間が発生するのを抑える。【解決手段】回転盤３０は、外周縁が立ち上がった形態の回転盤本体３１と、回転盤本体３１の外周縁の内周に沿って固着されたセラミックリング３２と、回転盤本体３１の内面及びセラミックリング３２の内周面を覆うように形成されたウレタンライニング３３と、保持リング３４とを備えている。保持リング３４は、ウレタンライニング３３とセラミックリング３２との間に配され、ウレタン樹脂の金型成型時の収縮力を上回る剛性を有し、且つセラミックリング３２に比べてウレタンライニング３３との親和性が高い材料からなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の固定槽と、前記固定槽の下端縁に摺接しつつ回転する回転盤とを備えたバレル研磨機であって、
前記回転盤が、
外周縁が立ち上がった形態の回転盤本体と、
前記回転盤本体の外周縁の内周に沿って固着されたセラミックリングと、
前記回転盤本体の内面及び前記セラミックリングの内周面を覆うように形成されたウレタンライニングと、
前記ウレタンライニングと前記セラミックリングとの間に配され、前記ウレタンライニングの金型成型時の収縮力を上回る剛性を有し、且つ前記セラミックリングに比べてウレタン樹脂との親和性が高い材料からなる保持リングとを備えて構成されていることを特徴とするバレル研磨機。
【請求項２】
前記保持リングは、その一部を前記回転盤本体の内面と直接対向させた形態であり、
前記保持リングにおける前記回転盤本体との対向領域が、前記回転盤本体に接着されていることを特徴とする請求項１記載のバレル研磨機。
【請求項３】
前記保持リングは、その上面が前記セラミックリングの上面よりも低くなるように配置され、
前記保持リングの上面が、前記ウレタンライニングによって覆われていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバレル研磨機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バレル研磨機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、筒状の固定槽と、固定槽の下端縁に摺接しつつ回転する椀形の回転盤とを備えたバレル研磨機が開示されている。回転盤は、椀形をなす回転盤本体と、回転盤本体の上端縁に沿って固着されたセラミックリングと、回転盤本体の内面及びセラミックリングの内周面を覆うように形成されたウレタンライニングとを備えて構成されている。セラミックリングの上面は、固定槽の下端縁に摺接するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５２４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転盤を製造する際には、まず、回転盤本体にセラミックリングを固着し、その後、回転盤本体とセラミックリングを金型にセットし、溶融ウレタン樹脂を流し込む。そして、ウレタン樹脂が固化してウレタンライニングが成型されるまで養生し、ウレタンライニングが固化した後に型開きして、製造済みの回転盤を取り出す。
【０００５】
この製造工程では、ウレタン樹脂が固化する過程で収縮するのであるが、ウレタン樹脂は、セラミックスとの接着性（親和性）が低い。そのため、固化の過程では、図３に示すように、ウレタン樹脂（ウレタンライニング）１００の上端部がセラミックリング１０１の内周面から剥離することが懸念される。ウレタン樹脂１００がセラミックリング１０１から剥離すると、回転盤１０２の上端縁では、セラミックリング１０１の内周面とウレタンライニング１００の外周面との間に隙間１０３が発生し、その隙間１０３にワークや研磨石等の異物が侵入する虞がある。また、固化の過程でウレタン樹脂１００が剥離しなくても、ウレタン樹脂１００には常に収縮力が働いているので、その後のバレル研磨機の使用過程において、何らかのきっかけでウレタンライニング１００が剥離し、セラミックリング１０１とウレタンライニング１００との隙間に異物が侵入する虞もある。
【０００６】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ウレタン樹脂の収縮に起因してセラミックリングの内周面とウレタンライニングの外周面との間に隙間が発生するのを抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、筒状の固定槽と、前記固定槽の下端縁に摺接しつつ回転する回転盤とを備えたバレル研磨機であって、前記回転盤が、外周縁が立ち上がった形態の回転盤本体と、前記回転盤本体の外周縁の内周に沿って固着されたセラミックリングと、前記回転盤本体の内面及び前記セラミックリングの内周面を覆うように形成されたウレタンライニングと、前記ウレタンライニングと前記セラミックリングとの間に配され、前記ウレタンライニングの金型成型時の収縮力を上回る剛性を有し、且つ前記セラミックリングに比べてウレタン樹脂との親和性が高い材料からなる保持リングとを備えて構成されているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記保持リングは、その一部を前記回転盤本体の内面と直接対向させた形態であり、前記保持リングにおける前記回転盤本体との対向領域が、前記回転盤本体に接着されているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記保持リングは、その上面が前記セラミックリングの上面よりも低くなるように配置され、前記保持リングの上面が、前記ウレタンライニングによって覆われているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１０】
＜請求項１の発明＞
ウレタンライニングを金型成型する際には、回転盤本体とセラミックリングと保持リングを金型にセットし、溶融ウレタン樹脂を流し込む。ウレタン樹脂は、固化する過程で収縮しようとするのであるが、ウレタン樹脂と保持リングとは親和性が高くて高い密着状態が保たれ、保持リングはウレタン樹脂の収縮力を上回る剛性を有しているので、ウレタン樹脂が収縮する虞はない。これにより、ウレタン樹脂の金型成型時の収縮に起因してウレタンライニングとセラミックリングとの間に隙間が発生することが抑えられる。
【００１１】
＜請求項２の発明＞
保持リングの一部を回転盤本体に接着したので、回転盤に対する保持リングの位置ずれが規制される。
【００１２】
＜請求項３の発明＞
保持リングの上面は、ウレタンライニングによって覆われているので、ワークや研磨石によって保持リングが傷付けられる虞はない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１のバレル研磨機の断面図
【図２】バレル研磨機の部分拡大断面図
【図３】従来例のバレル研磨機の部分拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１及び図２を参照して説明する。本実施形態のバレル研磨機は、アンダープレート１０とバレル槽１５とを備えている。アンダープレート１０は、上面が円形に開口した椀形をなす。アンダープレート１０の上端縁部には、軸線を上下方向（回転盤３０の回転中心軸と平行な方向）に向けて上方へ開口する複数の雌ネジ孔１１が、周方向に等角度間隔を空けて形成されている。そして、各雌ネジ孔１１には、ガイドボルト１２が取り付けられている。
【００１５】
バレル槽１５は、円筒状をなす固定槽２０と、固定槽２０と同心円形であって上面が円形に開放された皿状をなす回転盤３０とを備えて構成され、全体として上面が開口した椀形をなしている。
【００１６】
固定槽２０は、金属製の筒状本体２１と、筒状本体２１の内周面に形成されたウレタン樹脂製のライニング２２と、ライニング２２の下端縁に同心状に取り付けたウレタン樹脂からなる円形の摺接リング２２ａとを備えて構成されている。筒状本体２１の下端部外周は、アンダープレート１０の開口部に対して上下方向の相対移動を可能に嵌合されている。筒状本体２１の外周には、ガイドボルト１２に対して上下動可能に嵌合された複数のガイド孔２４を有する被ガイド部２３が形成されており、被ガイド部２３とガイドボルト１２の頭部との間には付勢バネ２５が装着されている。この付勢バネ２５により、筒状本体２１（固定槽２０）は、下方へ付勢されている。
【００１７】
回転盤３０は、外周縁が立ち上がった円形の皿状をなす金属製の回転盤本体３１と、回転盤本体３１の上端縁に沿って一体回転するように固着されたセラミックリング３２と、回転盤本体３１の内面及びセラミックリング３２の内周面を覆うように形成されたウレタンライニング３３と、ウレタンライニング３３とセラミックリング３２との間に配された保持リング３４とを備えて構成されている。回転盤３０は、その中心部において軸線を上下方向に向けた回転軸３５に固着され、固定槽２０と同心状に回転駆動されるようになっている。
【００１８】
回転盤本体３１の上面の開口縁には、全周に亘って段差状に凹ませた形態の凹部３６が形成され、この凹部３６にセラミックリング３２が嵌合されている。セラミックリング３２の周方向（回転盤３０の回転方向）と直角な断面形状は、正方形である。セラミックリング３２の上面と下面は水平であって、セラミックリング３２の上面は回転盤本体３１の上端面よりも上方に位置し、セラミックリング３２の下面は、凹部３６の上面に面接触している。セラミックリング３２の外周面は凹部３６の内周面に面接触しており、セラミックリング３２の内周面は、回転盤本体３１の内面のうち凹部３６の下方に隣接する接着領域３７に対して、面一状に連なっている。
【００１９】
固定槽２０は、その自重と付勢バネ２５の付勢により、摺接リング２２ａの下面をセラミックリング３２の上面に当接させる状態を維持するようになっている。また、摺接リング２２ａの内径とセラミックリング３２の内径は同じ寸法に設定されているので、バレル槽１５の内側にセラミックリング３２の上面が露出することはない。つまり、バレル槽１５内のマス（ワークと錬磨石）がセラミックリング３２の上面に接触することはない。
【００２０】
保持リング３４は、ステンレス製の板材からなり、回転盤３０と同心の円形をなす。保持リング３４の周方向と直角な断面形状は、径方向の板厚寸法に比べて上下方向の高さ寸法が大きい長方形である。尚、保持リング３４の各寸法、及び高さ寸法と板厚寸法の比率は、任意に設定することができる。
【００２１】
保持リング３４をステンレス製としたのは、次の理由による。後述するようにウレタンライニング３３を金型成型する際には、ウレタン樹脂（ウレタンライニング３３）が固化する過程で径方向内側へ収縮しようとするのであるが、保持リング３４の材料であるステンレスは、このときのウレタンライニング３３の金型成型時の収縮力を上回る剛性を有している。また、ウレタン樹脂（ウレタンライニング３３）との親和性（接着性）に関しては、セラミックス（セラミックリング３２）とウレタン樹脂（ウレタンライニング３３）との親和性に比べると、ステンレスとウレタン樹脂（ウレタンライニング３３）との親和性の方が高い。
【００２２】
保持リング３４の上下寸法はセラミックリング３２の上下寸法とほぼ同じ寸法であるが、保持リング３４は、セラミックリング３２に対して下方へずれた位置関係となっている。この保持リング３４とセラミックリング３２との高低差は、概ね保持リング３４の板厚に相当する寸法である。また、保持リング３４の外径は、セラミックリング３２の内径及び回転盤本体３１の接着領域３７の内径と同じ寸法である。したがって、保持リング３４の外周面は、セラミックリング３２の内周面及び回転盤本体３１の接着領域３７に対して面接触した状態で配置されている。ここで、保持リング３４のうち接着領域３７と対向する内周面の下端部３４Ｌ（対向領域）は、接着領域３７に対して接着剤により固着（結合）されている。一方、セラミックリング３２と保持リング３４は、接着等の手段によって結合（固着）されてはおらず、単に接触しているだけである。
【００２３】
ウレタンライニング３３は、回転盤本体３１の内面とセラミックリング３２の内周面を覆うとともに、保持リング３４の内周面と上下両面を覆うような形態に形成されている。即ち、ウレタンライニング３３は、回転盤本体３１の内面のうち保持リング３４よりも下方の領域に密着し、保持リング３４の内周面と上下両面に密着し、セラミックリング３２の内周面の上端縁（保持リング３４よりも上方の領域）に密着している。したがって、保持リング３４は、その内周面と上下両面の全体がウレタンライニング３３によって覆い隠されている。
【００２４】
ウレタンライニング３３の上端面は、セラミックリング３２の上端面と同じ高さとされている。また、ウレタンライニング３３の内周の上端縁部（保持リング３４の下端よりも低い高さから、ウレタンライニング３３の上端までの領域）は、上方に向かって次第に拡径するようにほぼ一定の角度で傾斜した傾斜面３８となっている。したがって、ウレタンライニング３３の厚さ寸法（径方向の寸法）は、保持リング３４と対向する領域Ａに関しては、上に向かって次第に薄くなっていくのに対し、保持リング３４よりも上方の部分Ｂ（セラミックリング３２の内周面と対向する領域）は、保持リング３４の板厚寸法分だけ厚くなっている。尚、ウレタンライニング３３の上端面の幅寸法Ｃ（径方向の寸法）と、保持リング３４の板厚寸法との比率は、任意に設定することができる。
【００２５】
回転盤３０の製造は、次のようにして行われる。まず、回転盤本体３１にセラミックリング３２と保持リング３４を組み付ける。組み付けに際しては、保持リング３４の下端部３４Ｌを接着剤により回転盤本体３１の内周面の接着領域３７に接着する。これにより、保持リング３４が回転盤本体３１に対して移動規制された状態（位置決めされた状態）となる。セラミックリング３２は、凹部３６と保持リング３４との間に形成される溝部内に嵌合された状態となる。また、保持リング３４の内周面には、予め、梨地処理が施されている。
【００２６】
回転盤本体３１にセラミックリング３２と保持リング３４を組み付けた後は、これらを金型（図示省略）にセットする。そして、金型内に溶融ウレタン樹脂を充填し、ウレタン樹脂が固化するまで養生する。養生する間、ウレタン樹脂は収縮しようとするのであるが、ウレタン樹脂と金属製の回転盤本体３１の内周面とは親和性が高く、回転盤本体３１はウレタン樹脂の収縮力を上回る高い剛性を有しているので、ウレタン樹脂は、収縮変形せずに回転盤本体３１の内面に密着した状態に保たれる。
【００２７】
また、ウレタン樹脂とステンレス製の保持リング３４も親和性が高く、ステンレスはウレタン樹脂の収縮力を上回る高い剛性を有しているので、ウレタン樹脂は、収縮変形せずに保持リング３４の内周面と上面に密着した状態に保たれる。特に、保持リング３４の内周面には梨地処理が施されていて、ウレタン樹脂が保持リング３４の内周面に沿って上下方向や周方向にずれ難くなっているので、ウレタン樹脂と保持リング３４との密着力が高められている。
【００２８】
尚、セラミックスとウレタン樹脂との親和性は、ウレタン樹脂と金属との親和性よりも低いので、ウレタンライニング３３の上端縁部のうち保持リング３４よりも上方のセラミックリング３２と対向する狭い上端縁部Ｂに関しては、その収縮を直接的に阻止する力は作用しない。しかし、このセラミックリング３２との対向領域Ｂは、保持リング３４の板厚に相当する程度のごく僅かな領域であるから、たとえ収縮したとしても、その収縮量もごく僅かである。つまり、ウレタン樹脂の収縮によってセラミックリング３２の内周とウレタンライニング３３の外周との間に生じる隙間は、ワークの研磨によって発生する研磨屑よりも狭いものとなる。したがって、たとえセラミックリング３２の内周とウレタンライニング３３の外周との間にごく僅かな隙間が生じたとしても、この隙間に研磨屑等の異物が侵入する虞はない。
【００２９】
上述のように、本実施形態のバレル研磨は、ウレタンライニング３３とセラミックリング３２との間に保持リング３４を配し、この保持リング３４の材料として、ウレタンライニング３３の金型成型時の収縮力を上回る剛性を有し、且つセラミックリング３２に比べてウレタン樹脂との親和性が高いステンレスを選択しているで、ウレタン樹脂の金型成型時の収縮に起因してウレタンライニング３３とセラミックリング３２との間に隙間が発生することが抑えられている。
【００３０】
また、保持リング３４は、その下端部３４Ｌが回転盤本体３１の内面と直接対向させた形態となっていて、この保持リング３４における回転盤本体３１との対向領域（下端部３４Ｌ）が、回転盤本体３１に接着されているので、回転盤３０に対する保持リング３４の位置ずれが規制される。これにより、保持リング３４とセラミックリング３２とが正規の位置関係に保たれ、ウレタンライニング３３とセラミックリング３２との対向面積が異常に拡大することを防止でき、ひいては、ウレタンライニング３３の収縮変形を効果的に抑えることができる。
【００３１】
また、保持リング３４は、その上面がセラミックリング３２の上面よりも低くなるように配置され、保持リング３４の上面がウレタンライニング３３によって覆われるようにした。これにより、ワークや研磨石によって保持リング３４が傷付けられることを回避できる。
【００３２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、回転盤に対する保持リングの位置決め手段として、保持リングにおける回転盤本体との対向領域を回転盤本体に接着したが、位置決め手段としては、接着に限らず、機械的な係止構造等によって保持リングを位置決めしてもよい。
（２）上記実施形態では、保持リングにおける回転盤本体との対向領域（保持リングの下端部）を回転盤本体に接着したが、保持リングにおける回転盤本体との対向領域を回転盤本体に接着しない形態としてもよい。
（３）上記実施形態では、保持リングの一部が回転盤本体の内面と直接対向する形態としたが、保持リングの全体が回転盤本体とは直接対向しない形態であってもよい。
（４）上記実施形態では、保持リングの材料としてステンレスを用いたが、保持リングの材料は、ステンレス以外の金属でもよく、エポキシ樹脂等の合成樹脂であってもよい。
（５）上記実施形態では、保持リングの外周面がセラミックリングの内周面に接触する形態としたが、保持リングとセラミックリングとを非接触とし、その隙間にウレタン樹脂を充填してもよい。
（６）上記実施形態では、セラミックリングの内周面と保持リングの外周面とが接触しているだけであって接着等による手段で結合されてはいないようにしたが、保持リングとセラミックリングとを接着等によって結合してもよい。
（７）上記実施形態では、ウレタンライニングを形成した状態では保持リングが外部に露出しない形態としたが、ウレタンライニングを形成した状態において保持リングの一部が外部に露出する形態としてもよい。
（８）上記実施形態では、保持リングの内周面に梨地処理を施すことによってウレタン樹脂との密着性を高めたが、保持リングの内周面に梨地処理を施さずに、ウレタン樹脂と保持リングとを密着させてもよい。
（９）上記実施形態では、保持リングの上下寸法をセラミックリングとほぼ同じ寸法としたが、保持リングの上下寸法は、セラミックリングより大きい寸法でもよく、セラミックリングより小さい寸法でもよい。
（１０）上記実施形態では、セラミックリングに対する保持リングの下方へのずれ量を、概ね保持リングの板厚に相当する寸法としたが、セラミックリングに対する保持リングの下方へのずれ量は、保持リングの板厚寸法より大きくてもよく、保持リングの板厚寸法より小さくてもよい。
（１１）上記実施形態ではセラミックリングの断面形状を正方形としたが、セラミックリングの断面形状は、長方形や台形など、正方形以外の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
２０…固定槽
３０…回転盤
３１…回転盤本体
３２…セラミックリング
３３…ウレタンライニング
３４…保持リング
３４Ｌ…保持リングの下端部（保持リングにおける回転盤本体との対向領域）
【図１】
2010207926.tif 000003
【図２】
2010207926.tif 000004
【図３】
2010207926.tif 000005