(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の駆動手段によって回転する回転軸、該回転軸の周囲に設けられ該回転軸と共に回転する太陽歯車、該太陽歯車の周囲に設けられ、第２の駆動手段によって回転する環状の下研磨板及び該下研磨板の周囲に設けられた内歯歯車から少なくとも構成される下定盤と、前記回転軸に噛合して回転する上研磨板を回転自在に保持する上定盤と、前記上定盤を下定盤に対して上下させる上定盤支持機構とを有する研磨装置において、
前記回転軸を軸方向に保持するスラスト軸受と、
前記下定盤の外方近傍の所定の位置に設けられた揺動アーム基台と、
該揺動アーム基台近傍に配された第３の駆動手段と、
前記下定盤の外方近傍の所定の位置に配された複数のアーム取付部と、
前記揺動アーム基台に着脱自在であると共に、前記第３の駆動手段によって揺動する揺動アームと、
前記アーム取付部に着脱自在なキャリヤー保持アームと、
該キャリヤー保持アームに着脱自在な片面研磨用キャリヤーと、
前記回転軸上端に着脱自在な円形研磨板とを具備することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
ワークが装着された両面研磨用キャリヤーを、前記太陽歯車と内歯歯車とに噛合するように少なくとも一つ装着すると共に、前記上定盤を前記下定盤に対して降下させて前記両面研磨用キャリヤーを挟持し、前記第１及び第２の駆動手段を駆動させて両面研磨加工を行う請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
前記片面研磨用キャリヤーは、前記太陽歯車及び内歯歯車の少なくとも一方に噛合することを特徴とする請求項２記載の研磨装置。
【請求項４】
少なくとも一つの前記アーム取付部に、前記キャリヤー保持アームを取り付けると共に、該キャリヤー保持アームによってワークが装着された前記片面研磨用キャリヤーを前記下研磨板上に保持し、前記第２の駆動手段を駆動させて片面研磨加工を行う請求項１，２又は３記載の研磨装置。
【請求項５】
前記回転軸に前記円形研磨板を装着すると共に、前記揺動アーム基台に前記揺動アームを装着し、該揺動アームの先端にワークを装着した揺動キャリヤーを固定し、前記第１及び第３の駆動手段を駆動させて精密片面研磨加工を行う請求項１〜４のいずれか一つに記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、上定盤と下定盤とを有して両面研磨加工を行うと共に、片面研磨加工及び精密片面研磨加工を行うことのできる研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−２６４０１２号公報は、上定盤及び下定盤を有し、上定盤の下定盤への加圧をリニアに減圧可能した加圧制御機構を有する両面研磨装置を開示する。また、特開２０００−０３３５５９号公報は、太陽歯車及び内歯歯車と、これら両歯車に噛合して太陽歯車の周りを遊星運動する外歯歯車状のワーク保持用キャリヤと、各キャリヤに保持されたワークの両面を研磨する上下の定盤とを有する平面研磨装置を開示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した引例のような研磨装置では一種類の研磨加工しか対応できず、研究や試作品の作成等の場合など、いろいろな種類の研磨加工が要求される場合、それぞれの研磨加工に対応した装置を用意しなければならないという不具合が生じる。
【０００４】
このため、この発明は、数種類の研磨加工に対応できる研磨装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
したがって、この発明は、第１の駆動手段によって回転する回転軸、該回転軸の周囲に設けられ該回転軸と共に回転する太陽歯車、該太陽歯車の周囲に設けられ、第２の駆動手段によって回転する環状の下研磨板及び該下研磨板の周囲に設けられた内歯歯車から少なくとも構成される下定盤と、前記回転軸に噛合して回転する上研磨板を回転自在に保持する上定盤と、前記上定盤を下定盤に対して上下させる上定盤支持機構とを有する研磨装置において、前記回転軸を軸方向に保持するスラスト軸受と、前記下定盤の外方近傍の所定の位置に設けられた揺動アーム基台と、該揺動アーム基台近傍に配された第３の駆動手段と、前記下定盤の外方近傍の所定の位置に配された複数のアーム取付部と、前記揺動アーム基台に着脱自在であると共に、前記第３の駆動手段によって揺動する揺動アームと、前記アーム取付部に着脱自在なキャリヤー保持アームと、該キャリヤー保持アームに着脱自在な片面研磨用キャリヤーと、前記回転軸上端に着脱自在な円形研磨板とを具備することにある。
【０００６】
そして、この発明において、ワークが装着された両面研磨用キャリヤーを、前記太陽歯車と内歯歯車とに噛合するように少なくとも一つ装着すると共に、前記上定盤を前記下定盤に対して降下させて前記両面研磨用キャリヤーを挟持し、前記第１及び第２の駆動手段を駆動させて両面研磨加工を行う。
【０００７】
さらに、少なくとも一つの前記アーム取付部に、前記キャリヤー保持アームを取り付けると共に、該キャリヤー保持アームによってワークが装着された円筒状の片面研磨用キャリヤーを前記下研磨板上に保持し、前記第２の駆動手段を駆動させて片面研磨加工を行う。また、前記キャリヤー保持アームは、前記アーム取付部に固定されると共に前記下研磨板上に延出し、ワークを装着した片面研磨用キャリヤーが配される装着部を有する延出アーム部と、この延出アーム部に固定され、前記片面研磨用キャリヤーを保持する固定アーム部によって構成される。さらに、前記延出アーム部及び固定アーム部には、前記片面研磨用キャリヤーの回転を自由にする複数のローラが配される。また、前記円筒状の片面研磨用キャリヤーは、前記太陽歯車及び内歯歯車の少なくとも一方に噛合することが望ましい。
【０００８】
さらにまた、前記回転軸に前記円形研磨板を装着すると共に、前記揺動アーム基台に前記揺動アームを装着し、該揺動アームの先端にワークを装着した揺動キャリヤーを固定し、前記第１及び第３の駆動手段を駆動させて精密片面研磨加工を行う。尚、この精密片面研磨加工は、いわゆるオスカー式研磨加工である。この時、前記回転軸がスラスト軸受によって軸方向に保持されているので、円形研磨板の上下方向の位置の精度を向上させることができるものである。
【０００９】
また、揺動アームは、前記アーム基台に支点として固定される揺動支点と、回動する第３の駆動手段と連結され、前記駆動支点を中心として所定の角度で揺動する揺動点と、該揺動点から前記円形研磨板側に延出するキャリヤー保持アームとによって構成される。
【００１０】
前記第１、第２及び第３の駆動手段は、電動モータであることが望ましく、また電動モータとギア等を介して連結される回転軸であることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面により説明する。
【００１２】
本願発明に係る研磨装置１は、図１及び図２に示すように、本体ケース２と、本体ケース２の上面に設けられる下定盤３と、本体ケース２上であって前記下定盤３の近傍に立設する支持柱４と、この支持柱４に回転自在に装着された回転支持アーム５と、この回転支持アーム５の先端に設けられた上定盤支持機構６と、この上定盤支持機構６によって吊り下げられた上定盤７とを具備し、さらに、前記本体ケース２の上面には、前記下定盤３の近傍に設けれた揺動アーム基台８が設けられ、この揺動アーム基台８の近傍であって下定盤３の反対側に位置する場所には揺動アーム駆動用の回転軸（第３の駆動手段）９が設けられる。また、前記下定盤３の周囲には、所定の間隔で、アーム取付部１０が設けられる。尚、図２に示す２１は、本研磨装置１の制御を司るコントロールパネルを示す。
【００１３】
前記上定盤７を支持する上定盤支持機構６は、２つの独立したシリンダ６１，６２によって構成され、この２つのシリンダ６１，６２によって上定盤７の下定盤３に対する位置及び荷重の調整を行うことができるものである。また、この上定盤７には、図示しない上研磨板が回転自在に保持され、下定盤７の中央から延出する回転軸１１に係合し前記回転軸１１の回転によって回転する。
【００１４】
図３に示すように、前記下定盤３において、前記回転軸１１の外周面には太陽歯車１２が設けられ、この太陽歯車１２の外側には下研磨板１３が設けられる。さらに、この下研磨板１３の外側には内歯歯車１４が設けられ、この内歯歯車１４の周囲には環状に立設するカバー１５が設けられる。また、前記回転軸１１の上端面には、下記する円盤研磨板７０が装着される装着孔１１ａが形成されると共に、上端外周面には、上研磨板の内周側面に噛合する少なくとも一つの噛合溝１１ｂが形成されるものである。
【００１５】
そして、図４で示すように、前記回転軸１１及び太陽歯車１２は、図示しないモータ等の駆動装置によって回転する駆動歯車（第１の駆動手段）１６を介して回転する。また、前記回転軸１１は、この回転軸１１はスラスト軸受１７によって軸方向に支持され、且つ軸方向に位置が固定される。さらに、前記回転軸１１の周囲には、支持部材２０に回転自在に保持される回転筒１８が設けられ、前述した駆動装置又は他の駆動装置によって回転する駆動歯車（第２の駆動手段）１９を介して前記下研磨板１３及び内歯歯車１４を回転させる。
【００１６】
以上の構成の研磨装置１において、図５で示すように、前記太陽歯車１２と前記内歯歯車１４とに噛合するように、ワークを装着部３１に装着したキャリヤー３０を配し、上定盤７を降下させて下定盤３との間で前記キャリヤー３０を挟持し、前記駆動歯車１６，１９を回転させてキャリヤー３０を前記下研磨板１３及び図示しない上研磨板の間で自転させながら公転させて、前記キャリヤー３０に装着されたワークを両面研磨することができるものである。この時、研磨剤が上定盤７に設けられたパイプ２１を介して必要に応じて研磨面に供給される。また、この研磨剤の種類及び供給量、前記駆動歯車１６，１９の回転速度及び上定盤７の荷重は、ワークの種類と要求される研磨精度によって決定される。尚、前記キャリヤー３０は、複数配することが可能であり、また、ワークの装着部３１の形状は、特に円形に限定されるものではない。
【００１７】
また、前記研磨装置１において、前記回転支持アーム５を回動させて、上定盤７を下定盤３の上方から移動させると共に、前記アーム取付部１０に片面研磨用キャリヤー保持アーム４０を固定する。このキャリヤー保持アーム４０は、前記アーム取付部１０に固定されると共に前記下研磨板１３に延出し、ワークを装着した片面研磨用キャリヤー５０が配される装着部４１を有する延出アーム部４１と、この延出アーム部４１に固定され、前記片面研磨用キャリヤー５０を保持する固定アーム部４２によって構成される。また、前記延出アーム部４１及び固定アーム部４２には、前記片面研磨用キャリヤー５０の回転を自由にする複数のローラ４３が配される。
【００１８】
前記片面研磨用キャリヤー５０は、図７で示すもので、円筒形状をしており、内部にワーク装着部５１が形成される。また、片面研磨用キャリヤー５０の軸方向の一端には、太陽歯車１２と噛合可能な外歯歯車５２が形成される。これによって、片面研磨用キャリヤー５０を、下研磨板１３に対してフリーに回転させたい場合には、片面研磨用キャリヤー５０の外歯歯車５２が上に位置するように配し、片面研磨用キャリヤー５０を強制的に自転させたい場合には、外歯歯車５２を太陽歯車１２に噛合させることで片面研磨用キャリヤー５０を自転させることができるものである。これによって、下研磨板１３を回転させることにより、片面研磨を行うことができるものである。
【００１９】
さらに、前記研磨装置１において、前記回転支持アーム５を回動させて、上定盤７を下定盤３の上方から移動させると共に、前記回転軸１１の上面に精密研磨用の円形研磨板７０を装着する。また、図８で示すように、前記揺動アーム基台８に前記揺動アーム６０を装着し、該揺動アーム６０は、前記揺動アーム基台８上に固定される揺動支点６１と、この揺動支点６１から所定の距離をおいて揺動可能な揺動点６２を有し、この揺動点６２は、駆動アーム６３を介して前記回転軸９に設けられ回転軸の回転に伴って回動する偏心軸６４と連結される。また、前記揺動点６２と揺動支点６１とに平行に装着されたロッド６５には、前記円形研磨板７０上に延出するキャリヤー保持アーム６６が固定され、このキャリヤー保持アーム６６の先端には、ワークが装着された揺動キャリヤー６７を保持する保持ロッド６８が設けられる。
【００２０】
これによって、前記回転軸９を回転させることによって、前記揺動点６２が揺動し、これに伴って前記キャリヤー保持アーム６６が揺動して、前記揺動キャリヤー６７を、前記回転軸１１の回転に伴って回転する円形研磨板７０に対して揺動させるものである。また、前記回転軸９がスラスト軸受１７によって軸方向に保持されているので、円形研磨板５０の軸方向のぶれを抑制できるので、精密な研磨を可能にしている。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る研磨装置によれば、ワークが装着された両面研磨用キャリヤーを、前記太陽歯車と内歯歯車とに噛合するように少なくとも一つ装着すると共に、前記上定盤を前記下定盤に対して降下させて前記両面研磨用キャリヤーを挟持し、前記第１及び第２の駆動手段を駆動させて両面研磨加工を行い、また、少なくとも一つの前記アーム取付部に、前記キャリヤー保持アームを取り付けると共に、該キャリヤー保持アームによってワークが装着された円筒状の片面研磨用キャリヤーを前記下研磨板上に保持し、前記第２の駆動手段を駆動させて片面研磨加工を行い、さらに、前記回転軸に前記円形研磨板を装着すると共に、前記揺動アーム基台に前記揺動アームを装着し、該揺動アームの先端にワークを装着した揺動キャリヤーを固定し、前記第１及び第３の駆動手段を駆動させて、精密片面研磨加工を行うことができるので、簡易な構造で複数の研磨加工に対応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る研磨装置の側面図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る研磨装置の平面図である。
【図３】下定盤の概略構成図である。
【図４】第１及び第２の駆動手段の一例を示した概略断面図である。
【図５】両面研磨加工を行う状態を説明するための説明図である。
【図６】片面研磨加工を行う状態を説明するための説明図である。
【図７】（ａ）は片面研磨用キャリアの側面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図８】精密片面研磨加工を行う状態を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  研磨装置
２  本体ケース
３  下定盤
４  支持柱
５  回転支持アーム
６  上定盤支持機構
７  上定盤
８  揺動アーム基台
９  回転軸（第３の駆動手段）
１０  アーム取付部
１１  回転軸
１２  太陽歯車
１３  下研磨板
１４  内歯歯車
４０  キャリア保持アーム
５０  片面研磨用キャリア
６０  揺動アーム
７０  円形研磨板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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