(57)【要約】【課題】  ワークの回転平面精度が向上される立型研削盤、特に、ワークを遊星運動させる機構を備えた平面研削用の立型研削盤を提供すること。【解決手段】  定置のベース９と、前記ベースを貫通する立軸４と、前記ベースの端面上にその端面が対向配置され、且つ前記立軸に対して回転自在に支持されて該立軸の周囲を公転可能なキャリア板１４と、前記ベースに設けられ潤滑剤を貯留する溜まり１２ａ，１２ｂと、前記キャリア板の前記端面上に形成され、前記溜まりから前記潤滑剤が供給されて、該潤滑剤により前記ベースと前記キャリア板の前記端面同士の間に潤滑膜を形成するための複数の溝１４ａと、前記キャリア板に対して回転自在に支持されて前記立軸の周囲を公転可能及び該キャリア板上で自転可能であって、ワークが取り付けられるサブテーブル１８と、を有する。【選択図】  図２
2005111622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定置のベース９と、
前記ベースを貫通する立軸４と、
前記ベースの端面上にその端面が対向配置され、且つ前記立軸に対して回転自在に支持されて該立軸の周囲を公転可能なキャリア板１４と、
前記キャリア板の前記端面上に形成され、該キャリア板回転時、潤滑剤の溜まりから前記潤滑剤が供給されて、該潤滑剤により前記ベースと前記キャリア板の前記端面同士の間に潤滑膜を形成するための複数の溝１４ａと、
前記キャリア板に対して回転自在に支持されて前記立軸の周囲を公転可能及び該キャリア板上で自転可能であって、ワークが取り付けられるサブテーブル１８と、
を有する、ことを特徴とする立型研削盤。
【請求項２】
定置のベース９と、
前記ベースを貫通する立軸４と、
前記ベースの端面上にその端面が対向配置され、且つ前記立軸に対して回転自在に支持されて該立軸の周囲を公転可能なキャリア板１４と、
前記ベースに設けられ潤滑剤を貯留する溜まり１２ａ，１２ｂと、
前記キャリア板の前記端面上に形成され、該キャリア板回転時、前記溜まりから前記潤滑剤が供給されて、該潤滑剤により前記ベースと前記キャリア板の前記端面同士の間に潤滑膜を形成するための複数の溝１４ａと、
前記キャリア板に対して回転自在に支持されて前記立軸の周囲を公転可能及び該キャリア板上で自転可能であって、ワークが取り付けられるサブテーブル１８と、
を有し、
前記溜まりが環状の内−外リング対を備えること、
前記溜まりに接続する前記潤滑剤の流動循環路１１を設けたこと、
を特徴とする立型研削盤。
【請求項３】
定置のベース９と、
前記ベースを貫通する立軸４と、
前記ベースの端面上にその端面が対向配置され、且つ前記立軸に対して回転自在に支持されて該立軸の周囲を公転可能なキャリア板１４と、
前記ベースに設けられ潤滑剤を貯留する溜まり１２ａ，１２ｂと、
前記キャリア板の前記端面上に形成され、該キャリア板回転時、前記溜まりから前記潤滑剤が供給されて、該潤滑剤により前記ベースと前記キャリア板の前記端面同士の間に潤滑膜を形成するための複数の溝１４ａと、
前記キャリア板に対して回転自在に支持されて前記立軸の周囲を公転可能及び該キャリア板上で自転可能であって、ワークが取り付けられるサブテーブル１８と、
前記サブテーブルを受容するよう前記キャリア板又は該キャリア板と回転に関し固定した部材に形成された開口１５ｂと、
前記開口の底壁１５ｃと前記サブテーブルの底面との間に挿入された環状の支持摺動板１７と、
を有する、ことを特徴とする立型研削盤。
【請求項４】
前記立軸に嵌装され前記キャリア板を回転駆動する回転スリーブ５と、
前記立軸に回転自在に支持されたサンギヤ２１と、
前記サブテーブルを受容するよう前記キャリア板又は該キャリア板と回転に関し固定した部材１５に形成された開口１５ｂと、
前記サンギヤと噛合するよう前記サブテーブルの外周部に形成されたピニオンギヤ１８ａと、
を有する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の立型研削盤。
【請求項５】
前記立軸に嵌装され前記キャリア板を回転駆動する回転スリーブ５と、
前記立軸に回転自在に支持されたサンギヤ２１と、
前記サンギヤと噛合するよう前記サブテーブルの外周部に形成されたピニオンギヤ１８ａと、
を有する、ことを特徴とする請求項３記載の立型研削盤。
【請求項６】
前記複数の溝が放射状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一記載の立型研削盤。
【請求項７】
前記開口の底壁と前記サブテーブルの底面との間に挿入された環状の支持摺動板１７を有することを特徴とする請求項１、２、４、６のいずれか一記載の立型研削盤。
【請求項８】
前記キャリア板の外周部と、前記ベースの前記キャリア板の外周部と対向する部分に、前記潤滑剤の飛散を防止する構造が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一記載の立型研削盤。
【請求項９】
前記立軸が固定であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一記載の立型研削盤。
【請求項１０】
前記立軸が固定又は可動であり、
前記立軸を回転させる駆動装置３１と、
前記立軸を固定するブレーキ３２と、
を有し、
少なくとも前記立軸から、前記サブテーブルに回転駆動力を伝達可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一記載の立型研削盤。
【請求項１１】
前記立軸は可動であり、
前記立軸を回転させる駆動装置３１を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一記載の立型研削盤。
【請求項１２】
前記サブテーブル上方に昇降可能に配置され、該サブテーブルに取り付けられた前記ワークを研削する砥石を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一記載の立型研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立型研削盤に関し、特に、ワークを遊星運動させる機構を備えた立型研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に係る発明は、遊離砥粒を用いたバフ研摩に関し、同文献には、ワークを自転及び公転させることができる遊星歯車式研摩装置が提案されている。
【０００３】
特許文献２に係る発明は、切り込み送りを行う研削装置に関し、同文献には、ワークを自転及び公転させることができる遊星歯車式研削装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４３８８９号公報
【特許文献２】特開２０００−３１７８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の装置は、遊離砥粒を用いたバフ研摩装置であって、砥粒が固定されている砥石を用いた研削とは異なり、砥粒が移動するからワークの回転平面精度をそれほど高める必要がなく、このため、同装置はワークの回転平面精度を向上させるための特段の構造を有していない。
【０００６】
また、特許文献２の装置は、回転砥石を定圧送りすることによって被加工面の平面度を高める装置が提案されているが、同装置はワークの回転平面精度を向上させるための特段の構造を有していない。
【０００７】
本発明の目的は、ワークの回転平面精度が向上される立型研削盤、特に、ワークを遊星運動させる機構を備えた平面研削用の立型研削盤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１の視点において、定置のベース９と、前記ベースを貫通する立軸４と、前記ベースの端面上にその端面が対向配置され、且つ前記立軸に対して回転自在に支持されて該立軸の周囲を公転可能なキャリア板１４と、前記キャリア板の前記端面上に形成され、該キャリア板回転時、潤滑剤により前記ベースと前記キャリア板の前記端面同士の間に潤滑膜を形成するための複数の溝１４ａと、前記キャリア板に対して回転自在に支持されて前記立軸の周囲を公転可能及び該キャリア板上で自転可能であって、ワークが取り付けられるサブテーブル１８と、を有する、ことを特徴とする立型研削盤を提供する。
【０００９】
本発明は、第２の視点において、定置のベース９と、前記ベースを貫通する立軸４と、前記ベースの端面上にその端面が対向配置され、且つ前記立軸に対して回転自在に支持されて該立軸の周囲を公転可能なキャリア板１４と、前記ベースに設けられ潤滑剤を貯留する溜まり１２ａ，１２ｂと、前記キャリア板の前記端面上に形成され、該キャリア板回転時、前記溜まりから前記潤滑剤が供給されて、該潤滑剤により前記ベースと前記キャリア板の前記端面同士の間に潤滑膜を形成するための複数の溝１４ａと、前記キャリア板に対して回転自在に支持されて前記立軸の周囲を公転可能及び該キャリア板上で自転可能であって、ワークが取り付けられるサブテーブル１８と、を有し、前記溜まりが環状の内−外リング対を備えること、前記溜まりに接続する前記潤滑剤の流動循環路１１を設けたこと、を特徴とする立型研削盤を提供する。
【００１０】
本発明は、第３の視点において、定置のベース９と、前記ベースを貫通する立軸４と、前記ベースの端面上にその端面が対向配置され、且つ前記立軸に対して回転自在に支持されて該立軸の周囲を公転可能なキャリア板１４と、前記ベースに設けられ潤滑剤を貯留する溜まり１２ａ，１２ｂと、前記キャリア板の前記端面上に形成され、該キャリア板回転時、前記溜まりから前記潤滑剤が供給されて、該潤滑剤により前記ベースと前記キャリア板の前記端面同士の間に潤滑膜を形成するための複数の溝１４ａと、前記キャリア板に対して回転自在に支持されて前記立軸の周囲を公転可能及び該キャリア板上で自転可能であって、ワークが取り付けられるサブテーブル１８と、前記サブテーブルを受容するよう前記キャリア板又は該キャリア板と回転に関し固定した部材（テーブル本体）１５に形成された開口１５ｂと、前記開口の底壁１５ｃと前記サブテーブルの底面との間に挿入された環状の支持摺動板１７と、を有する、ことを特徴とする立型研削盤を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
特許請求の範囲に付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるためであって、図示の態様に限定することを意ぞするものではない。明細書中の特許請求の範囲に対応する部分の記載も同様である。
【００１２】
本発明によれば、ワークが自転及び公転することにより、砥石２ｃに保持された複数の砥粒のワーク上を通過する軌跡がそれぞれ、砥石一回転毎にずれていくため、複数の砥粒の突出高さのバラツキが補償されて研削精度が高められ、ワークの平面度が向上する。また、キャリア板１４の回転時、キャリア板１４が浮上してできるベース９との隙間に、潤滑剤による所定厚さの油膜が形成されることにより、公転するキャリア板（マグネットベース）の回転平面精度が向上して研削精度が高められ、ワークの平面度が向上する。このようにして、本発明によれば、ワークの回転平面精度が向上される立型研削盤、特に、ワークを遊星運動させる機構を備えた平面研削用の立型研削盤が提供される。
【００１３】
本発明の第２の視点によれば、前記溜まりが環状の内−外リング対を備えること、前記溜まりに接続する前記潤滑剤の流動循環路１１を設けたことにより、前記溜まりからベースとキャリア板の間に供給される潤滑剤によって均一な油膜が形成され、キャリア板の回転平面度がさらに向上される。
【００１４】
本発明の第３の視点によれば、前記サブテーブルを受容する部材（テーブル本体）１５に形成された開口１５ｂの底壁１５ｃと前記サブテーブルの底面との間に挿入された環状の支持摺動板１７を有することにより、自転するサブテーブルの回転平面度が向上されると共に、サブテーブルと前記ベース又は前記部材の間、或いは、サブテーブルと前記キャリア板の間に研削屑が侵入することが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記溝が放射状に形成されている。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態に係る立型研削盤は、前記立軸に嵌装され前記キャリア板を回転駆動する回転スリーブ５と、前記立軸に固定されたサンギヤ２１と、前記サブテーブルを受容するよう前記キャリア板又は該キャリア板と回転に関し固定された部材に形成された開口と、前記サンギヤと噛合するよう前記サブテーブルの外周部に形成されたピニオンギヤ１８ａと、を有する。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記キャリア板の外周部と、前記ベースの前記キャリア板の外周部と対向する部分に、前記潤滑剤の飛散を防止する構造が形成されている。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態に係る立型研削盤は、前記立軸が固定であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態に係る立型研削盤は、前記立軸が可動であり、前記立軸を回転させる駆動装置を有し、常時回転式であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態に係る立型研削盤は、前記立軸が固定又は可動であり、前記立軸を回転させる駆動装置と、前記立軸を固定するブレーキと、を有し、少なくとも前記立軸から、前記サブテーブルに回転駆動力を伝達可能であることを特徴とする。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態に係る立型研削盤は、前記サブテーブル上方に昇降可能に配置され、該サブテーブルに取り付けられた前記ワークを研削する砥石を有する。
【実施例１】
【００２２】
図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施例（実施例１）に係る立型研削盤の全体構造を説明するための一部破断面図である。図２は、図１の要部断面図である。図３は、図２に示したキャリア板の溝を説明するための図である。
【００２４】
図１を参照すると、本発明の一実施例に係る立型研削盤１においては、上方に砥石昇降・回転機構２、その下方にワークを遊星運動させることが可能なワーク保持機構３が配置されている。
【００２５】
砥石２ｃには、モータＭ１の回転軸に取り付けられたプーリ２ａに縣回されたベルト２ｂを介して回転力が伝達され、降下して回転しながらワークを研削し、上昇してワークから離脱する。
【００２６】
定置のベッド３０には、環状のベース９が固定されている。ベース９を立軸４が貫通している。ベッド３０の内部には、モータＭ２が配置されている。モータＭ２の回転軸と、回転スリーブ５に装着されたプーリ７との間にはベルト８が縣回されている。
【００２７】
図２を参照すると、立軸４には回転スリーブ５が嵌装されている。回転スリーブ５は、軸受１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介して、ベース９と立軸４の間に、回転自在に支持されている。回転スリーブ５には、ナット６を介してプーリ７が装着され、モータＭ２の回転力が伝達される。
【００２８】
ベース９の上方にはキャリア板１４が配置されている。ベース９の端面とキャリア板１４の端面とは対向配置されている。キャリア板１４は、回転スリーブ５とスプライン嵌合して回転駆動される。キャリア板１４は、立軸４に対して回転自在に支持され立軸４の周囲を公転可能とされている。
【００２９】
キャリア板１４又はキャリア板１４と（回転に関して）固定されたテーブル本体１５には（なお、固定箇所は不図示であるが、種々の形態、例えば、ねじで固定することができる）、後述のサブテーブル１８、さらにはピニオン軸１６を受容するよう開口１５ｂが形成されている。
【００３０】
キャリア板１４には、キャリア板１４と一体のピニオン軸１６及び軸受１０ｄを介して、ワークが取り付けられるサブテーブル１８が回転自在に支持されている。サブテーブル１８は立軸４の周囲を公転可能及びキャリア板１４上で自転可能とされている。
【００３１】
ベース９には潤滑剤を貯留する内−外リング対を備える溜まり１２ａ，１２ｂが設けられている。特に、図３を参照して、キャリア板１４の前記端面上には、複数の溝１４ａが（所定ピッチで）形成されている。溝１４ａには、溜まり１２ａ，１２ｂから潤滑剤が供給されて、潤滑剤によりベース９とキャリア板１４の端面同士の間に潤滑膜が形成される。
【００３２】
溜まり１２ａ，１２ｂには、ベース９内に形成された油路（流動循環路）１１が連通している。油路１１から溜まり１２ａ，１２ｂに潤滑剤を供給し、又溜まり１２ａ，１２ｂ内のドレン１３から油路１１を介して余剰の潤滑剤を排出する。この結果、潤滑剤によって、ベース９の端面とキャリア板１４の端面との間に、所定厚さの油膜が形成され、回転するキャリア板１４の回転平面度が一定に維持される。
【００３３】
サブテーブル１８を自転させるための遊星歯車機構について説明する。立軸４には、サンギヤ２１が固定されている。サブテーブル１８の外周部には、サンギヤ２１と噛合するよう、ピニオンギヤ１８ａが形成されている。図４は、以上説明した遊星歯車機構を説明するための概念図である。なお、本発明の一実施例に係る研削盤に適用される遊星歯車機構は、サブテーブル１８を自転させることができるものであれば種々の機構を用いることができ、遊星歯車機構の複数の回転要素のうち種々の回転要素を固定ないし差動させてサブテーブル１８（ピニオンギヤ１８ａ）を自転させることができる。
【００３４】
開口１５ｂの底壁１５ｃとサブテーブル１８の底面との間には、環状の摺動板１７が挿入されている。この摺動板１７は、サブテーブル１８の水平支持摺動保持の機能を有する。
【００３５】
開口１５ｂの開口面付近において、側壁とサブテーブル１８の周面との間には、オイルシールブラケット１９を介して環状のオイルシール２０が挿入され、サブテーブル１８上に保持されるワークの研削屑などが、キャリア板１４とベース９の間に侵入することが防止されている。
【００３６】
このように、立型研削盤１においては、相対回転、摺動又は噛合する部分に研削屑などが侵入することが防止され、又キャリア板１４及びサブテーブル１８などが開口１５ｂ内にコンパクトに収容されている。
【００３７】
キャリア板１４の外周部と、ベース９のキャリア板１４の外周部と対向する部分には、潤滑剤の飛散を防止するラビリンスシール構造２２が形成されている。
【００３８】
図３を参照して、キャリア板１４の溝１４ａの好ましい形態を説明すると、キャリア板１４の端面上には、複数の溝１４ａが放射状に互いに所定間隔で（角度α毎に）形成されている。溝１４ａはそれぞれ、キャリア板１４の半径方向に対して所定角度β傾斜して、貫通している。溝１４ａが半径方向に対して傾斜して貫通していることにより、キャリア板１４の回転時、余剰の潤滑剤が溝１４ａの半径方向外方口から逃げ、キャリア板１４とベース９の間に適量の潤滑剤が保持される。これによって、キャリア板１４がベース９から過度に浮上することが防止される。
【００３９】
溝１４ａの深さは、２〜４ｍｍ、３ｍｍ程度が好ましい。潤滑剤によって形成される油膜の厚さは、２μｍ以下、０．５〜２μｍ、１〜２μｍが好ましい。
【００４０】
以上説明した本発明の一実施例に係る立型研削盤の動作を説明する。
【００４１】
図１〜図３を参照すると、サブテーブル１８の端面上に、電磁力或いはその他の手段により研削対象であるワークが保持される。モータＭ２が回転すると、回転スリーブ５が回転駆動され、回転スリーブ５と回転方向に一体のキャリア板１４が公転する。そして、キャリア板１４上に回転自在に支持されたサブテーブル１８及びサブテーブル１８に保持されたワークも公転する。さらに、サブテーブル１８に形成されたピニオンギヤ１８ａが、立軸４に固定されたサンギヤ２１と噛合していることにより、サブテーブル１８及びワークが自転する。
【００４２】
なお、以上説明した遊星歯車機構において、減速比は１／３程度とすることが好ましい。キャリア板１４の公転速度及び／又はサブテーブル１８の公転ないし自転速度は、適宜調整することができ、逆転又は停止も可能である。
【００４３】
一方、ワーク上には、回転駆動された砥石２ｃが降下され、公転及び自転しているワークを研削する。これによって、砥石２ｃに保持された複数の砥粒のワーク上を通過する軌跡がそれぞれ、砥石一回転毎にずれていくため、複数の砥粒の突出高さのバラツキが補償されて研削精度が高められ、ワークの平面度が向上する。
【００４４】
また、定置のベース９とキャリア板１４の間に、キャリア板１４の回転時、キャリア板１４が浮上してできるベース９との隙間に、潤滑剤による所定厚さの油膜が形成されることにより、公転するキャリア板（マグネットベース）１４の回転平面精度が向上して研削精度が高められ、ワークの平面度が向上する。
【００４５】
一例として、本発明の立型研削盤１においては、キャリア板（ベーステーブル）１４の公転速度は２５ｒｐｍ以下、サブテーブル（チャックテーブル）１４の自転速度は２０〜２５ｒｐｍ、砥石の回転速度は９００ｒｐｍ程度ないし砥石周速は１０００ｍ／ｍｉｎ程度で研削が行われる。
【実施例２】
【００４６】
本発明の実施例２を説明する。なお、実施例２においては、実施例２が前記実施例１と共通する点については、適宜前記実施例１の記載を参照することができるものとし、主として、前記実施例１との相違点について説明する。
【００４７】
前記実施例１においては、図２を参照して、立軸４が固定であるが、実施例２においては、立軸４を選択的に固定又は可動にすることができる。立軸４を回転させることとすれば、さらに有利な砥石のワーク面に対する軌跡・履歴の均一化を達成することができるが、固定でも十分その目的は達成しうる。
【００４８】
図５は、本発明の実施例２に係る立型研削盤の要部断面図である。
【００４９】
図５を参照すると、本発明の実施例２に係る立型研削盤は、立軸４を回転させる駆動装置３１と、立軸４を固定するブレーキ３２と、を有している。これによって、少なくとも立軸４から、サブテーブル１８に回転駆動力を伝達可能である。立軸４は、駆動装置３１により可変速駆動制御（正逆回転も可）が可能であり、ブレーキ３２で停止保持、すなわち、立軸４を固定することも可能である。なお、駆動装置３１は、回転スリーブ５を駆動するための装置と同様の装置を用いることができ、ブレーキ３２には、摩擦クラッチ型その他のブレーキを用いることができる。
【００５０】
立軸４を回転駆動可能な本実施例２によれば、サンギヤ２１の回転数を調整することができ、これによって、サブテーブル１８の自転数及び公転数（キャリア板１４の回転数）の調整範囲が拡大され、ワーク及び砥石２ｃの種類ないし形状及び要求精度に応じて、最適な研削条件を設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の立型研削盤は、その用途は特に限定されないが、高精度が要求されるワークの研削に好適に適用される。例えば、本発明の立型研削盤は、ウエハ、半導体装置、液晶装置のガラス板、或いは各種セラミックスなどの研削に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の一実施例（実施例１）に係る立型研削盤の全体構造を説明するための一部破断断面図である。
【図２】図２は、図１の要部断面図である。
【図３】図３は、図２に示したキャリア板の溝を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例（実施例１）に係る立型研削盤に適用されるサブテーブルを自転させるための遊星歯車機構の概念図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例（実施例２）に係る立型研削盤の要部断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  研削盤
２  砥石回転・昇降機構
２ａ  プーリ
２ｂ  ベルト
２ｃ  砥石
３  ワーク保持機構
４  立軸
５  回転スリーブ
６  ナット
７  プーリ
８  ベルト
９  ベース
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  軸受
１１  油路（流動循環路）
１２  溜まり
１３  ドレン
１４  キャリア板（マグネットベース、ベーステーブル）
１４ａ  溝
１５  テーブル本体（部材）
１５ｂ  開口
１５ｃ  底壁
１６  ピニオン軸
１７  摺動板
１８  サブテーブル（チャックテーブル）
１８ａ  ピニオンギヤ
１９  オイルシールブラケット
２０  オイルシール
２１  サンギヤ
２２  ラビリンスシール構造
３０  ベッド
３１  駆動装置
３２  ブレーキ
Ｍ１，Ｍ２  モータ
【図１】
2005111622.tif 000003
【図２】
2005111622.tif 000004
【図３】
2005111622.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005111622.tif 000007