(57)【要約】【課題】荷重を微小単位で設定可能とする荷重制御装置や、この荷重制御装置を搭載して着盤荷重やワークへの加工荷重を微小単位で調整可能とする平面研磨装置を提供する。【解決手段】昇降シリンダ２５のシリンダロッド２６が貫通する状態で、載荷装置１００の荷台の上に昇降シリンダ２５が固定され、荷重調整部３００が増幅した力を、伝達部２００を介して載荷装置１００がさらに増幅して、昇降シリンダ２５に上下方向の力を付与する荷重制御装置１０とした。また、この荷重制御装置１０が搭載され、昇降シリンダ２５および上定盤連結部を介して上定盤に上下方向に力を付与してワークへ付与する荷重を調整する平面研磨装置とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
載荷装置基台と、略Ｙ字状の部材であって中央の節部に円環部が形成される長機と、略Ｖ字状の部材であって一方の節部に円環部が形成される短機と、前記載荷装置基台の一方の側で前記長機の二点の端部を吊り下げ支持する長機用吊り下げ支持機構と、前記載荷装置基台の他方の側で前記短機の二点の端部を吊り下げ支持する短機用吊り下げ支持機構と、上下で同軸上にある前記長機の円環部と前記短機の円環部とを対角位置二か所で連結支持する連結支持機構と、前記円環部の中心軸から対角位置にあって前記長機側の二点および前記短機側の二点から上側へ突設される計四点の支持部と、前記四点の支持部と嵌合する四点の受け部を下側に有し、前記四点の支持部により支持される荷台と、を有する載荷装置と、
前記長機の長機用吊り下げ支持機構と反対側の端部が一端と連結される伝達部と、
作用点側で前記伝達部の他端と連結される天秤竿と、支点として前記天秤竿を支持する天秤竿支持部と、前記天秤竿に沿って移動し力点を変更する移動錘と、前記移動錘の位置を制御する移動錘位置制御部と、を有する荷重調整部と、
を備えることを特徴とする荷重制御装置。
【請求項２】
前記長機用吊り下げ支持機構は、上側皿孔部および下側皿孔部が形成された吊板を有し、前記載荷装置基台に突設されＶ溝部を有する固定支点ピンが前記上側皿孔部に挿入されて吊り下げられるとともに、前記長機に突設されＶ溝部を有する可動支点ピンが前記下側皿孔部に挿入されて支持され、また、
前記短機用吊り下げ支持機構は、上側皿孔部および下側皿孔部が形成された吊板を有し、前記載荷装置基台に突設されＶ溝部を有する固定支点ピンが前記上側皿孔部に挿入されて吊り下げられるとともに、前記短機に突設されＶ溝部を有する可動支点ピンが前記下側皿孔部に挿入されて支持されることを特徴とする請求項１に記載の荷重制御装置。
【請求項３】
前記四点の支持部と前記四点の受け部では、前記支持部を先端が円錐状の凸部にするとともに前記受け部を円錐状の凹部とし、凹部内に凸部が嵌め込まれた状態で支持することにより前記荷台の横方向への移動を規制することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷重制御装置。
【請求項４】
回転駆動される下定盤と、昇降シリンダにより昇降される上定盤と、前記下定盤の中心側に配置されるサンギアと、前記下定盤の外周側に配置されるインターナルギアと、ワーク保持孔が穿設されており外周に形成された歯面が前記サンギアと前記インターナルギアとに噛合されるキャリアと、を有し、前記ワーク保持孔に挿入されたワークの表裏両面を前記下定盤と前記上定盤との間に挟み込んだ状態で、前記サンギアと前記インターナルギアとが前記キャリアを遊星運動させて前記ワークをラッピングまたはポリッシングする遊星歯車方式の平面研磨装置であって、
前記昇降シリンダのシリンダロッドが前記長機の円環部および前記短機の円環部を貫通する状態で、前記載荷装置の前記荷台の上に前記昇降シリンダが固定され、前記昇降シリンダに上下方向の力を付与する請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の前記荷重制御装置を備え、前記荷重制御装置は、前記昇降シリンダを介して前記上定盤に上下方向の力を付与して前記ワークへ付与する荷重を調整することを特徴とする平面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷重を制御する荷重制御装置、および、この荷重制御装置を利用して最適な着盤荷重で着盤し、また、最適な加工荷重にてラッピング、ポリッシング等の平面加工を行なう平面研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の平面研磨装置について図を参照しつつ説明する。図１２に示すように、平面研磨装置２は、例えば、研磨装置本体２０、本体支柱２１、本体コラム２２、下定盤２３、上定盤２４、昇降シリンダ２５、シリンダロッド２６、連結継手２７、上定盤吊板２８、上定盤連結軸２９を備える。
【０００３】
図１２は研磨加工時の状態であり、昇降シリンダ２５が駆動され、シリンダロッド２６、連結継手２７、上定盤吊板２８、上定盤連結軸２９を介して上定盤２４を下降させた状態である。この平面研磨装置２の下定盤２３と上定盤２４との間には、図示しないが、ワーク用孔にワークを保持するキャリアが、サンギアおよびインターナルギアに噛み合わされた状態で配置されている。ワークは下定盤２３および上定盤２４に挟まれ、最適位置・最適加工荷重にてワークに当接した状態である。
【０００４】
ワークの研磨時には、下定盤２３、サンギアおよびインターナルギアは回動が制御され、下定盤２３やキャリアを最適な速度で回動させる。このキャリアは自転しつつ公転する遊星運動を行う。下定盤２３および上定盤２４は、研磨の対象であるワークの両面に対し、ラッピングまたはポリッシング等を行う。
【０００５】
このような平面研磨装置に対し、加工品質（厚み精度、平坦度など）の高精度化の要求が高まっている（品質高精度化）。そこで、加工品質を向上させる一の方法として、ワークの加工荷重の精密な調整が挙げられる。
【０００６】
このような加工荷重の調整機能を有する平面研磨装置の従来技術が特許文献１（特開昭６３−２２２６６号公報、発明の名称「加工圧補正機能付き平面研磨装置」）に開示されている。この加工圧補正機能付き平面研磨装置は、荷重フィードバック方式を採用する。
【０００７】
具体的には、昇降用のシリンダから上定盤までの間の特定箇所に、荷重を測定するセンサを設け、このセンサの測定値に基づいて、シリンダへ供給する圧力流体の圧力設定を精密に行って、加工圧を高精度に制御する。この装置では、仮に上定盤が摩耗してもこの変化量をセンサが計測するので、摩耗分を補正して加工圧設定ができる。
【０００８】
また、加工荷重の調整機能を有する平面研磨装置の他の従来技術が特許文献２（特開平２−１５２７６６号公報、発明の名称「加圧力調整機構付ラップ盤」）にも開示されている。この加圧力調整機構付ラップ盤は、天秤式昇降・載荷装置方式を採用する。
【０００９】
図１２に示した従来技術のシリンダ載荷方式と基本形態は似ているが、この従来技術では、シリンダは上定盤の昇降動作に使用し、上定盤を下定盤上に着盤させてワークへ荷重を加える動作は、天秤方式にて重錘を移動させて設定する。
【００１０】
また、加工荷重の調整機能を有する平面研磨装置の他の従来技術が特許文献３（特開２００７−８３３２８号公報、発明の名称「平面研磨装置」）にも開示されている。本出願人による先願発明であるこの従来技術は、「天秤式載荷装置＋全体昇降装置」である。特許文献２の「天秤式昇降・載荷装置方式」に対して、この従来技術では上定盤の吊り上げ軸は１本となっており機構の簡略化が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６３−２２２６６号公報
【特許文献２】特開平２−１５２７６６号公報
【特許文献３】特開２００７−８３３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図１２や特許文献１に示される従来技術では、上定盤の昇降に流体シリンダを用いていたが、流体シリンダにより荷重制御を行う場合は、シリンダロッドにおける摺動抵抗を伴うため、微小荷重の設定には適用が難しいという問題があった。
また、前記の摺動部は消耗品であるため定期的な交換が必要になるという問題があった。
【００１３】
また、特許文献２に示される従来技術では、シリンダは上定盤の昇降動作用に使用し、上定盤を下定盤上に着盤させ、天秤方式にて重錘を移動させてワークへ荷重を設定する形式となっているので、特許文献１のようなシリンダロッドの機械摺動の問題はない。
【００１４】
しかしながら、吊棒が秤竿から切り離される構造を有し、２系統の支持装置が上定盤と接続する構造であり、構造がやや複雑となっている。
また、秤竿による負荷支持構造（荷重中心の両側の２点支持）もやや不安定であって、軽荷重の領域で使用する構造であり、上定盤のような重量物の支持には適さなかった。
【００１５】
また、秤竿の回動に伴って上定盤吊り上げ位置は水平方向にもわずかに移動するので、吊棒が横方向への移動を拘束されていることから、秤竿のエッジでは構造的な配慮（水平方向の動きを開放すること）が必要であった。
【００１６】
また、特許文献３に示される従来技術では、別途上部構造体全体を昇降する機構が必要となり、従来装置に対して大掛かりな構造変更が必須となり、構造が複雑であった。また、コスト高という問題もあった。
また、単純な天秤方式では荷重の拡大率をそれほど大きく取れないため荷重範囲の上限に制約があった。
【００１７】
さらに、上部構造体は基本的にピン結合にて吊り下げる構造となるため、昇降装置との接続がやや不安定（１本のピンによる吊り下げ構造＝振り子構造）であり、外乱等により搖動しやすい構造であった。また、天秤竿の回動に伴って上定盤吊り上げ位置は水平方向にもわずかに移動するので、構造上・運用上の配慮が必要であった。
【００１８】
そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、荷重を微小単位で設定可能とする荷重制御装置、および、この荷重制御装置を搭載して着盤荷重やワークへの加工荷重を微小単位で調整可能とする平面研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の請求項１に係る発明は、
載荷装置基台と、略Ｙ字状の部材であって中央の節部に円環部が形成される長機と、略Ｖ字状の部材であって一方の節部に円環部が形成される短機と、前記載荷装置基台の一方の側で前記長機の二点の端部を吊り下げ支持する長機用吊り下げ支持機構と、前記載荷装置基台の他方の側で前記短機の二点の端部を吊り下げ支持する短機用吊り下げ支持機構と、上下で同軸上にある前記長機の円環部と前記短機の円環部とを対角位置二か所で連結支持する連結支持機構と、前記円環部の中心軸から対角位置にあって前記長機側の二点および前記短機側の二点から上側へ突設される計四点の支持部と、前記四点の支持部と嵌合する四点の受け部を下側に有し、前記四点の支持部により支持される荷台と、を有する載荷装置と、
前記長機の長機用吊り下げ支持機構と反対側の端部が一端と連結される伝達部と、
作用点側で前記伝達部の他端と連結される天秤竿と、支点として前記天秤竿を支持する天秤竿支持部と、前記天秤竿に沿って移動し力点を変更する移動錘と、前記移動錘の位置を制御する移動錘位置制御部と、を有する荷重調整部と、
を備えることを特徴とする荷重制御装置とした。
【００２０】
また、本発明の請求項２に係る発明は、
前記長機用吊り下げ支持機構は、上側皿孔部および下側皿孔部が形成された吊板を有し、前記載荷装置基台に突設されＶ溝部を有する固定支点ピンが前記上側皿孔部に挿入されて吊り下げられるとともに、前記長機に突設されＶ溝部を有する可動支点ピンが前記下側皿孔部に挿入されて支持され、また、
前記短機用吊り下げ支持機構は、上側皿孔部および下側皿孔部が形成された吊板を有し、前記載荷装置基台に突設されＶ溝部を有する固定支点ピンが前記上側皿孔部に挿入されて吊り下げられるとともに、前記短機に突設されＶ溝部を有する可動支点ピンが前記下側皿孔部に挿入されて支持されることを特徴とする請求項１に記載の荷重制御装置とした。
【００２１】
また、本発明の請求項３に係る発明は、
前記四点の支持部と前記四点の受け部では、前記支持部を先端が円錐状の凸部にするとともに前記受け部を円錐状の凹部とし、凹部内に凸部が嵌め込まれた状態で支持することにより前記荷台の横方向への移動を規制することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷重制御装置とした。
【００２２】
また、本発明の請求項４に係る発明は、
回転駆動される下定盤と、昇降シリンダにより昇降される上定盤と、前記下定盤の中心側に配置されるサンギアと、前記下定盤の外周側に配置されるインターナルギアと、ワーク保持孔が穿設されており外周に形成された歯面が前記サンギアと前記インターナルギアとに噛合されるキャリアと、を有し、前記ワーク保持孔に挿入されたワークの表裏両面を前記下定盤と前記上定盤との間に挟み込んだ状態で、前記サンギアと前記インターナルギアとが前記キャリアを遊星運動させて前記ワークをラッピングまたはポリッシングする遊星歯車方式の平面研磨装置であって、
前記昇降シリンダのシリンダロッドが前記長機の円環部および前記短機の円環部を貫通する状態で、前記載荷装置の前記荷台の上に前記昇降シリンダが固定され、前記昇降シリンダに上下方向の力を付与する請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の前記荷重制御装置を備え、前記荷重制御装置は、前記昇降シリンダを介して前記上定盤に上下方向の力を付与して前記ワークへ付与する荷重を調整することを特徴とする平面研磨装置とした。
【発明の効果】
【００２３】
このような本発明によれば、荷重を微小単位で設定可能とする荷重制御装置、および、この荷重制御装置を搭載して着盤荷重やワークへの加工荷重を微小単位で調整可能とする平面研磨装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施するための形態の荷重制御装置を搭載した平面研磨装置の全体図である。
【図２】本発明を実施するための形態の荷重制御装置の全体構成図である。
【図３】本発明を実施するための形態の荷重制御装置の拡大構成図である。
【図４】本発明を実施するための形態の荷重制御装置のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】本発明を実施するための形態の荷重制御装置の構成の説明図であり、図５（ａ）は長機の説明図、図５（ｂ）は短機の説明図である。
【図６】本発明を実施するための形態の荷重制御装置の長機用吊り下げ支持機構の説明図である。
【図７】荷重制御の動作説明図であり、図７（ａ）は安定状態の説明図、図７（ｂ）は釣り合い状態の説明図である。
【図８】荷重制御原理の説明図である。
【図９】本発明を実施するための形態の荷重制御装置の安定状態の説明図である。
【図１０】本発明を実施するための形態の荷重制御装置の釣り合い状態の説明図である。
【図１１】本発明を実施するための形態の荷重制御装置のストッパの説明図である。
【図１２】従来技術の平面研磨装置の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
続いて、本発明を実施するための形態の荷重制御装置を搭載した平面研磨装置について、図を参照しつつ説明する。平面研磨装置１は、図１で示すように、荷重制御装置１０、研磨装置本体２０、本体支柱２１、本体コラム２２、下定盤２３、上定盤２４、昇降シリンダ２５、シリンダロッド２６、連結継手２７、上定盤吊板２８、上定盤連結軸２９を備える。先に図１２を用いて説明した従来技術の平面研磨装置２と比較すると、昇降シリンダ２５の下側に荷重制御装置１０を追加挿入した構造である。従来の装置を利用できるため、大きな変更がないにも拘わらず、精密荷重制御が可能な平面研磨装置を構築できるという利点がある。
【００２６】
研磨装置本体２０には、複数本の本体支柱２１が一体に固定されている。これら本体支柱２１の上側に本体コラム２２が渡されるように固定されている。これら研磨装置本体２０、複数本の本体支柱２１および本体コラム２２は、堅牢な機械構造体であり、重量物である昇降シリンダ２５を支持し、さらに昇降シリンダ２５が上定盤２４を吊り上げた状態でも支持可能である。
【００２７】
下定盤２３や上定盤２４は環状円板であり、ワークとの接触面ではワークを研磨するラップ面／ポリッシュ面を有する。下定盤２３は、研磨装置本体２０の内部にある駆動部により回転駆動される。
【００２８】
この平面研磨装置１では、図示しないが、下定盤２３と上定盤２４との間に、ワーク用孔にワークを保持するキャリアが配置される。このキャリアは、サンギアおよびインターナルギアに噛み合わされている。また、ワークは下定盤２３および上定盤２４に挟まれた状態である。
【００２９】
荷重制御装置１０は、本体コラム２２の中央に固定されている。昇降シリンダ２５は、この荷重制御装置１０に設置されている。昇降シリンダ２５はシリンダロッド２６を昇降する装置である。後述するが、シリンダロッド２６は、荷重制御装置１０を貫通するように配置されている。
【００３０】
このシリンダロッド２６は、連結継手２７を介して上定盤吊板２８と連結される。複数の上定盤連結軸２９は、一端が上定盤吊板２８に固定されており、他端が上定盤２４に固定されている。これら連結継手２７、上定盤吊板２８、複数の上定盤連結軸２９によりシリンダロッド２６と上定盤２４とが連結されることになり、上定盤連結部を構成する。
【００３１】
昇降シリンダ２５は、詳しくは外部から供給される油圧により駆動される油圧シリンダであり、シリンダロッド２６に昇降力を付与し、連結継手２７、上定盤吊板２８および上定盤連結軸２９を介して、上定盤２４を昇降させる。上定盤２４の上昇時にキャリアにワークを設置可能とし、上定盤２４の下降時にキャリアに装着されたワークに上定盤２４を着盤させる。この際、荷重制御装置１０が最適な着盤荷重となるように調整する。
【００３２】
ワークの研磨時には、これら下定盤２３、サンギアおよびインターナルギアは回動が制御され、キャリアが自転しつつ公転する遊星運動を行う。この際、上定盤２４に設けられた供給孔（図示せず）からリンスやスラリーが供給される。下定盤２３やワークキャリアは、回動速度が調整されて最適な速度で回動する。また、荷重制御装置１０により最適な加工荷重にてワークが下定盤２３と上定盤２４とに当接する状態で、ワークの上下両面が研磨される。
【００３３】
なお、キャリアの公転に伴い、ワークから上定盤２４に力が加わって上定盤２４を同方向に回転させようとするが、図示しないストッパにより上定盤２４の回転が阻止され、上定盤２４は停止状態に保持される。したがって、上定盤２４を回転させることなく下定盤２３を回転させると同時に、インターナルギアおよびサンギアを回転させる。これにより、ワークの上下両面が研磨加工される。そして加工終了後にキャリアからワークを取り出して加工が終了する。
【００３４】
このような平面研磨装置１では上定盤２４は回転しない構造となり、下定盤２３の回転、キャリアの自転、キャリアの公転を合わせた３つの運動要素から構成されることで、３−ウェイ方式の平面研磨装置と称されている。なお、平面研磨装置は、３−ウェイの遊星歯車方式の平面研磨装置に限定する趣旨ではなく、例えば、上定盤も回転する４−ウェイの遊星歯車方式の平面研磨装置における昇降シリンダにこの荷重制御装置を搭載するようにしても良い。本発明では３−ウェイ方式や４−ウェイ方式の平面研磨装置を採用することができる。
【００３５】
続いて本発明の特徴をなす荷重制御装置１０について図を参照しつつ説明する。荷重制御装置１０は、図２で示すように、平面研磨装置１の本体コラム２２に固定されている。  この荷重制御装置１０が制御する主な荷重は、上定盤２４を下定盤２３へ着盤させるときの荷重である着盤荷重、および、一定値や任意の増減パターンによる研磨加工時の加工荷重などである。この荷重制御装置１０は、大別して、載荷装置１００、伝達部２００、荷重調整部３００を備える。
【００３６】
この載荷装置１００は、詳しくは、図３，図４で示すように、載荷装置基台１０１、長機１０２、短機１０３、連結ピン１０４、連結部１０５、長機用固定支点ピン１０６、長機用可動支点ピン１０７、長機用吊板１０８、短機用固定支点ピン１０９、短機用可動支点ピン１１０、短機用吊板１１１、長機側荷台支持部１１２、短機側荷台支持部１１３、荷台１１４、長機側ストッパ１１５を備える。
【００３７】
また、伝達部２００は、詳しくは、吊り棒２０１、載荷装置側ジョイント２０２、載荷装置側Ｖ字形ピン２０３、荷重調整部側ジョイント２０４、荷重調整部側Ｖ字形ピン２０５を備える。
【００３８】
また、荷重調整部３００は、詳しくは、天秤竿３０１、天秤竿支持部３０２、錘駆動装置基台３０３、ねじ受け台３０４、送りねじ３０５、スライドガイド３０６、移動錘３０７、駆動モータ３０８、モータ側プーリ３０９、ベルト３１０、ねじ側プーリ３１１、移動錘側ストッパ３１２、竿原点検出センサ３１３、センサ取り付け台３１４を備える。
【００３９】
まず、載荷装置１００について説明する。図４は、図３のＡ−Ａ矢視図（断面）であり、載荷装置１００の平面構造を示す。図３，図４で示すように、載荷装置基台１０１には、長機１０２、短機１０３が支持されている。
【００４０】
長機１０２は、図５（ａ）で示すように、平面視で略Ｙ字状の部材であって、中央の節部に円環部１０２ａが形成されている。また、二点の端部にそれぞれ長機用可動支点ピン１０７が形成されている。
短機１０３は、図５（ｂ）で示すように、平面視で略Ｖ字状の部材であって、節部に円環部１０３ａが形成されている。また、二点の端部にそれぞれ短機用可動支点ピン１１０が形成されている。
【００４１】
長機１０２は、長機用吊り下げ支持機構により載荷装置基台１０１から吊り下げられる。この長機用吊り下げ支持機構は、詳しくは、図３，図４に示す長機用固定支点ピン１０６、長機用可動支点ピン１０７、長機用吊板１０８により構成される。この長機用吊り下げ支持機構では、固定支点と可動支点を連結する吊板構造を採用したものである。この長機用吊り下げ支持機構を載荷装置基台１０１の一方の側（図３，図４では左側）で二個配置し、長機１０２の端部側の二点を吊り下げ支持する。
【００４２】
短機１０３は、短機用吊り下げ支持機構により載荷装置基台１０１から吊り下げられる。この短機用吊り下げ支持機構は、詳しくは、図３，図４に示す短機用固定支点ピン１０９、短機用可動支点ピン１１０、短機用吊板１１１により構成される。この短機用吊り下げ支持機構では、固定支点と可動支点を連結する吊板構造を採用したものである。この短機用吊り下げ支持機構を載荷装置基台１０１の他方の側（図３，図４では右側）で二個配置し、短機１０３の端部側の二点を吊り下げ支持する。
【００４３】
図６は吊り下げ部の拡大図である。この図６では、長機用吊り下げ支持機構のみを図示しているが短機用吊り下げ支持機構も同じ吊板構造を採用しており、短機用吊り下げ支持機構については同様の構成・機能を有するものとして重複する図や説明を省略する。
【００４４】
図６で示すように、長機用吊り下げ支持機構の長機用固定支点ピン１０６および長機用可動支点ピン１０７には、共にＶ溝部１０６ａ，１０７ａが形成されており、特に最小径となる谷底部はわずかに円弧形状部を有している。長機用吊板１０８は固定支点〜可動支点間を連結する板状部材であり、上側皿孔部１０８ａ、下側皿孔部１０８ｂが形成されている。上側皿孔部１０８ａ、下側皿孔部１０８ｂは、厚み方向に傾斜面を有し小円側でわずかに水平部をもつ形状とする。
【００４５】
長機用固定支点ピン１０６、長機用可動支点ピン１０７に長機用吊板１０８が連結支持されるとき、長機用吊板１０８の上側皿孔部１０８ａの小円近傍の水平部と、長機用固定支点ピン１０６のＶ溝部１０６ａの谷底の円弧形状部と、はゆるい嵌合状態となる。また、長機用吊板１０８の下側皿孔部１０８ｂの小円近傍の水平部と、長機用可動支点ピン１０７のＶ溝部１０７ａの谷底の円弧形状部と、はゆるい嵌合状態となる。
【００４６】
長機用固定支点ピン１０６に対して長機用可動支点ピン１０７は長機用吊り板１０８によりゆるい嵌合状態で吊り下げられた状態となっており、長機１０２が長機用吊り下げ支持機構を支点として回動（具体的には図７（ａ）の長機１０２の回動）しても、長機用吊り下げ支持機構が矢印方向（図３，図４の矢印ａ方向）の移動を吸収しつつ長機用吊り板１０８を回動させる。同様に短機用固定支点ピン１０９に対して短機用可動支点ピン１１０は短機用吊り板１１１によりゆるい嵌合状態で吊り下げられた状態となっており、短機１０３が短機用吊り下げ支持機構を支点として回動（具体的には図７（ａ）の短機１０３の回動）しても、短機用吊り下げ支持機構が矢印方向（図３，図４の矢印ａ方向）の移動を吸収しつつ短機用吊り板１１１を回動させる。
【００４７】
これらのような長機１０２と短機１０３は連結支持機構により連結される。本発明の一具体例の連結支持機構は、図３，図４に示すように、長機１０２側の連結ピン１０４、短機１０３側の連結ピン１０４、連結部１０５からなる。長機１０２側の二本の連結ピン１０４は、長機１０２の円環部１０２ａの側面であって対角線上に一対で形成される。短機１０３側の二本の連結ピン１０４は、短機１０３の円環部１０３ａの側面であって対角線上に一対で形成される。短機１０３側の連結ピン１０４は、長機１０２側の連結ピン１０４のすぐ下に配置される。従って、長機１０２の円環部１０２ａと短機１０３の円環部１０３ａとを連結部１０５により連結する連結支持機構を、対角線上に一対設けている。
【００４８】
この連結支持機構では、一の連結ピン１０４に対して連結部１０５は回動の自由度のみを許容しており、上下の長機１０２と短機１０３とが連結ピン１０４を中心としてそれぞれが回動する自由度を有し、短機側荷台支持部１１３に作用する鉛直方向負荷のみを長機１０２の中央部に伝達している。
【００４９】
連結支持機構により連結された場合であって、図４で示すように、長機１０２の円環部１０２ａと短機１０３の円環部１０３ａとを上から視たとき、同軸にあって貫通孔構造を形成している。円環部１０２ａ，１０３ａは共通の中心軸を持つ孔を形成する。シリンダロッド２６は、図３，図４で示すように、これら円環部１０２ａ，１０３ａの孔を貫通した状態で配置される。
【００５０】
このように連結された長機１０２上の二か所には二本の長機側荷台支持部１１２が突設され、また、短機１０３上の二か所には二本の短機側荷台支持部１１３が突設されている。これら四本の長機側荷台支持部１１２や短機側荷台支持部１１３は、図４で示すように上から視て円環部１０２ａ，１０３ａの孔の中心軸を基準としてそれぞれ点対称となるように配置され、また、同じ高さとなるようになされている。シリンダロッド２６の中心軸が荷重中心軸であるとすれば、この荷重中心軸に対して、荷重を支える四か所の重点がそれぞれ対称位置に配置され、また、一対の連結支持機構も同様に中心軸に対称に配置されている。
【００５１】
これら四本の長機側荷台支持部１１２や短機側荷台支持部１１３は、荷台１１４を支持する。荷台１１４の下側には四点の受け部が形成されている。四本の長機側荷台支持部１１２や短機側荷台支持部１１３は先端が円錐状の凸部を有し、また、荷台１１４の四点の受け部は円錐状の凹部を有する。そして、凹部内に凸部が嵌め込まれた状態のピン−ホゾ嵌合で支持することにより荷台１１４の横方向への移動を規制すると同時に、相対的な回動動作を許容して荷台１１４の鉛直方向負荷のみを支持している。
【００５２】
この荷台１１４には、昇降シリンダ２５の本体が固定されており、荷台１１４が昇降シリンダ２５のフランジ部に当接して昇降シリンダ２５を支えている。荷台１１４には図示しない貫通孔が形成されており、シリンダロッド２６が貫通するようになされている。
【００５３】
以上説明したように載荷装置１００では、長機１０２や短機１０３という二本のてこはそれぞれ二点の端部の可動支点で支えられており、長機１０２の円環部１０２ａは短機１０３の円環部１０３ａと連結支持機構により連結されており、長機１０２の他端は伝達部２００の下端で支持されている。また、上定盤支持機構と上定盤２４は昇降シリンダ２５により吊り下げられている。
【００５４】
この載荷装置１００では、各構成が機械的に移動しても、その際に移動を規制したり吸収したりする。
図７に示すように、天秤竿３０１が回動して上下を繋いでいる吊り棒２０１が上下動作することにより、長機１０２および短機１０３は各固定支点を中心に回動する。すると、荷台１１４を支えている長機側荷台支持部１１２と短機側荷台支持部１１３とによる荷台支持部の間隔（図７の左右方向）が微小に変動するが、各荷台支持部は荷台１１４の受け部と嵌合（ここも回動を許容する嵌合構造となっている）しており、長機側および短機側の支持部材間隔は拘束されている。
【００５５】
よって、長機側荷台支持部１１２と短機側荷台支持部１１３とによる荷台支持部の間隔を一定に保持するために長機用吊り下げ支持機構や短機用吊り下げ支持機構の各吊り板が適宜回動して各位置関係を自動的に調整している。本構成により機械的干渉がなく荷台１１４の鉛直方向負荷のみを伝達する構造を実現することができる。このような構造により、負荷（荷重）伝達系での機械的損失がほとんどなく、高精度の荷重制御を実現することができる。
【００５６】
続いて伝達部２００について説明する。図３に示すように、伝達部２００では、荷重調整部側ジョイント２０４を介して荷重調整部側Ｖ字形ピン２０５の凸部と天秤竿３０１のＶ字形凹部がかみ合って竿側力点部３１５で接している。そして、吊り棒２０１を介して接続される下側の載荷装置側ジョイント２０２の載荷装置側Ｖ字形ピン２０３の凸部と、長機１０２のＶ字形凹部がかみ合って長機側力点部１１６で接している。通常、これらの接触部付近の材料は高硬度材料（一部埋め込みを含む）で構成する。
【００５７】
伝達部２００では、このようなＶ字形の凸状部材とＶ字形の凹状部材の組み合わせ構造を上下で配置したことにより、天秤竿３０１の支点や吊り棒２０１の負荷作用点（力点）などでは、回動抵抗を最小化することができる。
【００５８】
以上のような構造の組み合わせにより、天秤竿３０１の回動により生じる吊り棒２０１の竿側力点部３１５の上下方向および左右方向への微小な変動を適宜吸収して、長機１０２および短機１０３の傾動や左右方向への移動により、機械的な干渉がなく、かつ鉛直方向の負荷の釣り合い状態を安定して保持することができる。
【００５９】
続いて荷重調整部３００について説明する。図３に示すように、荷重調整部３００では、伝達部２００の上端が上部の天秤竿３０１の片側にある竿側力点部３１５で連結支持されており、天秤竿支持部３０２の支点で支持される天秤竿３０１の移動錘３０７の重さとつり合う構造となっている。
【００６０】
錘駆動装置基台３０３およびねじ受け台３０４は、天秤竿３０１上に固定されており、この間に送りねじ３０５およびスライドガイド３０６を天秤竿３０１と平行に配置している。移動錘３０７はそのねじ孔が送りねじ３０５に螺挿され、かつその貫通孔がスライドガイド３０６に挿通され、矢印の方向へ移動が可能である。移動錘３０７は送りねじ３０５が回転するとスライドガイド３０６に沿って直線移動する。
【００６１】
荷重調整部３００の移動錘位置制御部は、駆動モータ３０８、モータ側プーリ３０９、ベルト３１０、ねじ側プーリ３１１で構成される。駆動モータ３０８は図示しない回転位置検出センサをもつ電動モータであり、回転位置検出センサが図示しない制御装置に接続されており、位置決め制御がなされる。送りねじ３０５のピッチや駆動モータ３０８の位置決め分解能を適宜設定して所要の荷重設定精度を選択することができる。なお、この移動錘位置制御部は、他の構成を採用しても良い。
【００６２】
移動錘側ストッパ３１２は、天秤竿３０１の時計回り方向の回転限界を機械的に設定する。竿原点検出センサ３１３は、センサ取り付け台３１４に固定されており、天秤竿３０１が時計回り方向の所定角度に達したときに検出信号を出力する。
【００６３】
続いて、移動錘３０７の位置における各部の状態について図７を参照しつつ説明する。
図７（ａ）は、移動錘３０７を天秤竿３０１上で左側へ移動させて、長機１０２が長機側ストッパ１１５に接触して乗り上げた状態（安定状態）を表している。上定盤上昇時や動作停止時であって荷重制御を行っていない状態である。この状態は載荷装置１００の長機１０２や短機１０３は移動せずに天秤竿３０１の姿勢は安定した状態である。通常の「安定位置＝定常状態」と定義する。この状態は図９の状態と対応している。なお、図９の長機側ストッパ１１５と長機１０２との間が視認しにくいが、実際には図７（ａ）で示すように接触した状態となっている。
【００６４】
また、図７（ｂ）は、天秤竿３０１が略水平状態（釣り合い状態）となっており、移動錘３０７の位置により精密な荷重制御ができる状態を表している。長機１０２は長機側ストッパ１１５に接触しない状態であり、かつ、天秤竿３０１は移動錘側ストッパ３１２に接触しない状態である。これは上定盤２４が下降して下定盤２３上に着盤した上定盤着盤時の状態、あるいは、加工時の状態である。この状態は図１０の状態と対応している。なお、図１０で示すように長機側ストッパ１１５と長機１０２との隙間が僅かしか形成されず図中で視認しにくいが、実際には図７（ｂ）のように上部に隙間が存在している。
【００６５】
続いて本発明の荷重制御原理について説明する。図８は荷重制御装置の荷重制御原理の説明図である。本発明は「機械式台はかり」の基本原理を利用するものであり、これを荷重制御装置１０として展開する。「機械式台はかり」の荷台の部分に昇降シリンダ２５を乗せ、昇降シリンダ２５、上定盤連結部、および、上定盤２４を支える構造である。これにより、従来のシリンダ式昇降構造を大きく変えることなく、従来よりも高精度な荷重制御を実現する。
【００６６】
吊り棒２０１には常に引っ張り力が作用しており、上部の連結部と下部の連結部にはそれぞれ微小ながらも回動する自由度があり、右側天秤構造の荷重調整部３００と左側天秤構造の載荷装置１００とを連結している。
【００６７】
右側天秤構造の荷重調整部３００では、「固定支点」を中心として天秤竿３０１が振り子運動をするので連結している吊り棒２０１も主に上下方向へ移動（微小に左右方向へも移動）する。この吊り棒２０１の移動（変位）が左側天秤構造の載荷装置１００へ作用した場合、特に二か所の可動支点構造の吊り下げ支持機構（長機用吊り下げ支持機構と短機用吊り下げ支持機構）において横方向の微小な変位を許容して鉛直方向の荷重のみを支える構造とすることにより、鉛直方向の力の釣り合い状態を正確に形成・保持することができる。
【００６８】
なお、以上の構造における各連結部、支持部は、微小可動時の動きを円滑にするとともに、摩擦抵抗等がほとんど作用しない構造としているので、これら抵抗に影響されることがなく、高精度に荷重設定することができる。
また、上記構造により特許文献にあるような天秤方式の不安定構造ではなく、安定した荷重支持構造を実現できるので上定盤等に外乱（例えば水平方向の力）が作用しても搖動等が生じることがない。
【００６９】
続いて、図８において、上定盤設定荷重Ｐと移動錘Ｗの位置の関係について吊り棒２０１へ働く力に着目しつつ説明する。吊り棒２０１の下側の力点へ作用する力Ｘについて検討する。ここに長機側荷台支持部１１２が支持する力をＰ１、Ｐ２とし、短機側荷台支持部１１３が支持する力をＰ３、Ｐ４とする。まず、長機１０２側へ作用する力Ｘ１は次式のようになる。
【００７０】
［数１］
Ｘ１＝(Ｌ１/Ｌ５)×(Ｐ１＋Ｐ２)・・・（１）
【００７１】
短機１０３側へ作用する力Ｘ２は次式のようになる。
【００７２】
［数２］
Ｘ２＝(Ｌ３／Ｌ４)×(Ｐ１＋Ｐ２)×(Ｌ６／Ｌ５)・・・（２）
【００７３】
全体に作用する力（Ｘ）は次式のようになる。
【００７４】
［数３］
Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２・・・（３）
【００７５】
したがって、全体に作用する力（Ｘ）は、式（１）、（２）より、次式のようになる。
【００７６】
［数４］
Ｘ＝(Ｌ１/Ｌ５)×(Ｐ１＋Ｐ２)＋(Ｌ３/Ｌ４)×(Ｐ１＋Ｐ２)×(Ｌ６/Ｌ５)
・・・（４）
【００７７】
ここで、重点位置はシリンダ中心軸に対してそれぞれ対称位置に置くので次式が成立する。
【００７８】
［数５］
Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐ３＝Ｐ４・・・（５）
【００７９】
Ｐｎの合計を負荷Ｐとすると次式のようになる。
【００８０】
［数６］
Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４＝Ｐ・・・（６）
【００８１】
式（５），（６）を用いて式（３）をＰのみで表すと次式のようになる。
【００８２】
［数７］
Ｘ＝(Ｌ１/Ｌ５)×(Ｐ/２)＋(Ｌ３/Ｌ４)×(Ｐ/２)×(Ｌ６/Ｌ５)・・・（７）
【００８３】
一方、吊り棒２０１上側の力点へ作用する力（Ｙ）は、次式のようになる。
【００８４】
［数８］
Ｙ＝(Ａ１/Ａ２)×Ｗ・・・（８）
【００８５】
吊り棒２０１は剛体なので上下の力点における力はつり合うことから次式が成立する。
【００８６】
［数９］
Ｘ＝Ｙ・・・（９）
【００８７】
よって式（７）、（８），（９）により次式が成立する。
【００８８】
［数１０］
(Ｌ１/Ｌ５)×(Ｐ/２)＋(Ｌ３/Ｌ４)×(Ｐ/２)×(Ｌ６/Ｌ５)＝(Ａ１/Ａ２)×Ｗ
・・・（１０）
【００８９】
これにより、変数（上定盤設定荷重）Ｐより移動錘３０７の中立点位置Ａ１は次式で算出される。
【００９０】
［数１１］
Ａ１
＝｛(Ｌ１/Ｌ５)×(Ｐ/２)＋(Ｌ３/Ｌ４)×(Ｐ/２)×(Ｌ６/Ｌ５)｝×(Ａ２/Ｗ)
＝(Ｐ/２)×(Ａ２/Ｗ)×｛(Ｌ１/Ｌ５)＋(Ｌ３/Ｌ４)×(Ｌ６/Ｌ５)｝
・・・（１１）
【００９１】
この中立点位置Ａ１を原点として移動錘３０７を位置制御することで上下定盤間に作用させる負荷を制御できるようになる。例えば、中立点位置Ａ１を原点として適宜左側へ移動錘３０７を移動させて着盤荷重や加工荷重を設定する。基本原理はこのようになる。
【００９２】
続いて中立点位置Ａ１にあるときの荷重制御装置１０の理論上の状態について図７（ａ），（ｂ）を参照しつつ説明する。
最初に計算により理論上の中立点位置Ａ１を算出したものとする。続いて、荷重制御装置１０の移動錘３０７を移動させて図７（ａ）で示すような状態とし、かつ上定盤２４を吊り上げた上定盤吊り上げ上限位置としておく。そして、この状態から先の（１１）式にて算出した中立点位置Ａ１まで移動錘３０７を移動させる。
【００９３】
移動錘３０７が理論上の中立点位置Ａ１にあるとき、理論的にはこの状態では昇降シリンダ２５＋上定盤支持機構＋上定盤２４の重さと、載荷装置１００が付与する上定盤設定荷重Ｐと、が同じ力となる。そして、天秤竿３０１（三次てこ）の左右のモーメント（シリンダ側と移動錘側）が理論上つり合うことになる。天秤竿３０１は、理論上図７（ｂ）で示したように左右いずれのストッパにも接触しない“中立状態”となる。
【００９４】
この中立状態になる時に天秤竿３０１は図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態へと変化する。天秤竿３０１は竿原点検出センサ３１３の方向へ回動し、任意の位置（どの位置で停止するかは不定）で停止する。従って竿原点検出センサ３１３は基本的にはＯＦＦ状態あるいはＯＮ状態となる。いずれにしても、図７（ｂ）の状態が理論上の“中立状態”となる。
【００９５】
なお、図１１は、天秤竿３０１が原点位置をオーバーランして天秤竿３０１が移動錘側ストッパ３１２へ接触して止まった状態である。長機１０２は長機側ストッパ１１５に接触しない状態であるが、天秤竿３０１は移動錘側ストッパ３１２に接触する状態である。なお、図１１で示すように長機側ストッパ１１５と長機１０２との隙間が僅かしか形成されず図中で視認しにくいが、図７（ｂ）のように上部に隙間が存在している。通常はこの状態に天秤竿３０１を設定することはなく、あくまで非定常状態である。この非定常状態とは、例えば、昇降シリンダ２５側の負荷が大きく減少した状態、または、移動錘３０７の右方向への移動量が大きい状態である。なお、必要な場合は移動錘側ストッパ３１２へ天秤竿３０１が接触したことを検出するセンサを別途設けてもよい。
【００９６】
以上説明したように、移動錘３０７が理論上の中立点位置Ａ１にあると天秤竿３０１の固定支点回りのモーメントは釣り合うと考えられるが、実際は移動錘３０７が理論上の中立点位置Ａ１にあっても必ずしも釣り合い状態になる訳ではなかった。実際には移動錘３０７の重心位置の誤差、周辺の部品の製作誤差や重量誤差などがあって、理論上の中立点位置Ａ１にあっても完全な中立状態は実現困難である。計算により取得した理論上の中立点位置Ａ１のみ用いても直ちに釣り合いがとれなかった。
【００９７】
そこで、実際の荷重制御装置１０では、真の中立点位置Ａ１を以下のようにして検出する。この点について図９，図１０を参照しつつ説明する。具体的には、移動錘３０７を移動させることにより、真の中立点位置Ａ１を検出する。
【００９８】
まず、計算式（１１）により天秤竿３０１の理論上の中立点位置Ａ１を算出しておく。そして、荷重制御装置１０の移動錘３０７を理論上の中立点位置Ａ１から左側に位置するように移動させて図９で示すような状態としておく。この際に上定盤２４を吊り下げた状態とし、かつ上定盤２４と下定盤２３の間にロードセル（荷重計）をセットしておき、上定盤２４をこれらロードセルに着盤させる。そして、さらにシリンダ２５を伸長させて長機側ストッパ１１５から長機１０２が離れる状態で停止する。この状態から先の（１１）式にて算出した理論上の中立点位置Ａ１付近まで移動錘３０７を右側へ移動させてゆく。
【００９９】
理論上の中立点位置Ａ１付近まで右側へ移動錘３０７を移動させてゆくにつれてロードセルが検出する荷重は０に近づく。そして、ロードセルがゼロになる位置を真の中立点位置Ａ１とする。このロードセルがゼロになる真の中立点位置Ａ１を図示しない制御装置が内蔵するメモリ部に記憶しておく。このロードセルがゼロになる真の中立点位置Ａ１の到達時に、天秤竿３０１が釣り合って図１０の状態となる。
【０１００】
以上示した真の中立点位置Ａ１の設定であるが、「はかり」の世界では“校正”作業として定期的に実施する工程であり、ここでは設定荷重の精度を保証する手段である。
【０１０１】
このように真の中立点位置Ａ１を決定した後では、この真の中立点位置Ａ１よりも移動錘３０７が左側へ移動すれば、所定の荷重をワークへ付与できる。
例えば、この真の中立点位置Ａ１を基準とし、必要とする着盤荷重や加工荷重をワークへ加えるような移動錘３０７の位置を、（１１）式より算出し、この新しい位置へ移動錘３０７を移動させるように移動錘位置制御部を制御すれば、ワークへの着盤荷重や加工荷重を設定できる。
【０１０２】
また、これ以外にも、真の中立点位置Ａ１を検出する際に、移動錘３０７を変化させたときのロードセルの荷重を計測し、移動錘３０７の位置に対応するロードセルの荷重を、図示しない制御装置が内蔵するメモリ部に記憶しておけば、ワークへの着盤荷重、および、一定値や任意の増減パターンによる荷重を移動錘３０７の位置と対応させて設定できる。移動錘位置制御部を制御して移動錘３０７の位置決めを実行すればワークへの着盤荷重や加工荷重を設定できる。
【０１０３】
続いてこの平面研磨装置１の具体的な加工動作について説明する。以下、（１）〜（６）の工程が順次行われる。
【０１０４】
（１）上定盤上昇工程
工程１は上定盤上昇工程である。この工程１では、昇降シリンダ２５が上定盤２４を上昇させ、上定盤２４を上昇端位置に停止させる工程である。荷重制御装置１０の状態は図７（ａ）（または図９）の状態である。
【０１０５】
この上定盤上昇時の離盤荷重であるが、移動錘３０７を動かさないで直前のワーク加工終了時の「低荷重」で上昇させてもよいし、上昇後しばらくして移動錘３０７を左方向へ任意量移動させ、見掛け上シリンダ側のモーメントを大きくして、図７（ａ）（または図９）の状態をより安定させつつ上昇させてもよい。
【０１０６】
なお、離盤荷重は一般に荷重を徐々に下げていくが、昇降シリンダ２５が上定盤２４を低速で上昇させることでこの荷重を徐々に下げることができる。以下に説明する着盤荷重は精密に制御されるが、この離盤荷重は比較的自由な設定が可能である。
【０１０７】
（２）ワーク設置工程
工程２はワーク設置工程である。
ロボットや人手によりワークキャリアにワークを設置する工程である。
【０１０８】
（３）上定盤下降工程
工程３は上定盤下降工程である。昇降シリンダ２５は、先の上定盤上昇工程で上昇させた上定盤２４を下降させる。この際、天秤竿３０１は図７（ａ）（または図９）の状態において移動錘３０７を着盤荷重となる位置へ移動しておく。下定盤２３へ着盤する手前位置を図示しないセンサで検出し、上定盤２４の下降速度を低速として着盤させる。そしてワーク接触後で竿原点検出センサ３１３が切り替わる時点（ＯＦＦからＯＮ）で上定盤２４の下降を停止させる。
【０１０９】
（４）上定盤着盤工程
工程４は上定盤着盤工程である。着盤荷重は上定盤２４が下定盤２３上のワークと接触する荷重なのでできる限り低速かつ低荷重で全面への均一な接触状態を形成し、そこから徐々に着盤荷重を上げていくことが重要とされている。本発明の荷重制御装置１０では、移動錘３０７の位置制御を高精度に行うことができるので低荷重レベルの設定が可能であり、上定盤２４の着盤時のワークの損傷を回避することが実現できる。
【０１１０】
（５）加工工程
工程５は加工工程である。スラリーを供給開始し、下定盤２３の回転動作を始動させつつ、加工を開始する。載荷装置１００の状態は、図７（ｂ）（または図１０）の状態である。上定盤着盤後、加工時の荷重設定パターンに従って、所定の加工荷重を加えるように移動錘３０７を適宜移動させる。
【０１１１】
（６）加工終了工程
工程６は加工終了工程である。加工終了後に上定盤２４を上昇させる。「低荷重（加工終了時の荷重）」に設定した状態で下定盤２３の動作が停止した後、上定盤２４を低速で上昇（昇降シリンダ２５を低速で縮長）させ、所定位置から定常の速度で上昇する。離盤時には図７（ｂ）（または図１０）から図７（ａ）（または図９）の状態へ移行する。
【０１１２】
以上、本発明の荷重制御装置および平面研磨装置について説明した。なお、本発明は各種の変形形態が可能である。
【０１１３】
本形態では昇降シリンダ２５は、外部から供給される油圧による油圧シリンダで荷重制御するものとして説明した。これは、非圧縮性流体を適用する方が昇降シリンダ２５へ外乱が作用した時に影響を受けにくいからである。しかしながら、外部から供給される加圧エアによる空気圧シリンダを採用することも可能である。装置内の設置スペースなどを勘案して最適な駆動装置を選定すればよい。
【０１１４】
以上、説明した本発明の荷重制御装置は、以下のような利点を有する。
荷重制御装置は、比較的小さな力と小さな動作範囲で大きな力の制御を実現することができる。
また、荷重制御装置は、荷重調整部の一個のてこと載荷装置との二個のてことにより移動錘の力を高い倍率で荷重に変換するため、荷重の設定を軽量の移動錘で行うことができる。
【０１１５】
また、本発明の荷重制御装置を搭載した平面研磨装置は、以下のような利点を有する。
平面研磨装置は、荷重制御装置を追加するのみであって構造が簡易であり、既存の装置を殆ど改造する必要がなく、基本的な構成を変えずに実現できる。当然ながら装置の設置コストは安価である。
【０１１６】
また、従来技術の「流体圧シリンダ＋圧力計＋圧力制御弁（＋ロードセル）」の構成にて各制御機器の精度が重ね合される構造では、全体の精度向上が困難であり、また、シリンダ内の摺動摩擦の影響により精度向上が困難であったが、本発明の平面研磨装置は、荷重制御装置のみで荷重を制御するため、微小な荷重の設定も可能である。
【０１１７】
また、従来技術では一本のピンで吊り下げたため不安定な場合もあったが、本発明の平面研磨装置によれば、４点支持構造やピン−ホゾのずれ防止構造を採用したため、「昇降シリンダ２５＋上定盤支持機構＋上定盤２４」の全体を安定して支持できる。そして、大口径のシリンダの荷重を４か所に分散しており、破損等のおそれも低減している。
【０１１８】
また、本発明の平面研磨装置によれば、４点支持構造やずれ防止構造を採用したため、荷重支持中心軸が横方向へ搖動することがないため、安定した荷重支持を実現できる。
また、本発明の平面研磨装置によれば、従来技術のシリンダ等のように摩擦抵抗の影響がなく、摺動部品等の消耗品もほとんどないので保守も容易かつ低コストである。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
以上のような本発明は、従来の「機械式台はかり」を精密な荷重制御装置として平面研磨装置へ展開した発明であり、簡単な構造でありながら、従来の流体圧シリンダのみ、あるいは流体圧シリンダと荷重センサを組み合わせた荷重制御装置に比べて、高精度な荷重設定ができると同時に、流体圧シリンダ固有のロッド部に生じる摺動摩擦による誤差やシール部品の保守作業等から解放することが可能なものである。
【符号の説明】
【０１２０】
１：平面研磨装置
１０：荷重制御装置
１００：載荷装置
１０１：載荷装置基台
１０２：長機
１０２ａ：円環部
１０３：短機
１０３ａ：円環部
１０４：連結ピン
１０５：連結部
１０６：長機用固定支点ピン
１０６ａ：Ｖ溝部
１０７：長機用可動支点ピン
１０７ａ：Ｖ溝部
１０８：長機用吊板
１０８ａ：上側皿孔部
１０８ｂ：下側皿孔部
１０９：短機用固定支点ピン
１１０：短機用可動支点ピン
１１１：短機用吊板
１１２：長機側荷台支持部
１１３：短機側荷台支持部
１１４：荷台
１１５：長機側ストッパ
１１６：長機側力点部
２００：伝達部
２０１：吊り棒
２０２：載荷装置側ジョイント
２０３：載荷装置側Ｖ字形ピン
２０４：荷重調整部側ジョイント
２０５：荷重調整部側Ｖ字形ピン
３００：荷重調整部
３０１：天秤竿
３０２：天秤竿支持部
３０３：錘駆動装置基台
３０４：ねじ受け台
３０５：送りねじ
３０６：スライドガイド
３０７：移動錘
３０８：駆動モータ
３０９：モータ側プーリ
３１０：ベルト
３１１：ねじ側プーリ
３１２：移動錘側ストッパ
３１３：竿原点検出センサ
３１４：センサ取り付け台
３１５：竿側力点部
２０：研磨装置本体
２１：本体支柱
２２：本体コラム
２３：下定盤
２４：上定盤
２５：昇降シリンダ
２６：シリンダロッド
２７：連結継手
２８：上定盤吊板
２９：上定盤連結軸
【図１】
2016137533.tif 000003
【図２】
2016137533.tif 000004
【図３】
2016137533.tif 000005
【図４】
2016137533.tif 000006
【図５】
2016137533.tif 000007
【図６】
2016137533.tif 000008
【図７】
2016137533.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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