(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯歯車の中心軸と同心状の中心軸を有する太陽歯車軸に取り付けられ、前記内歯歯車に対して相対回転する太陽歯車と、
前記内歯歯車と前記太陽歯車との間の環状隙間に対応して環状となった下側研磨具を備えた環状の下定盤本体を有する下定盤と、
装置本体に固定される固定筒体、および当該固定筒体に設けられた雄ねじにねじ結合される雌ねじが設けられ前記下定盤を軸受を介して支持する回転筒体を有する筒状支持台と、
前記太陽歯車軸と前記筒状支持台との間に配置され、前記中心軸と同心状の回転中心軸を有し前記下定盤を回転駆動する駆動スリーブと、
前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合って前記下側研磨具の上に配置されて複数のワークが装填される複数のキャリアと、
前記中心軸と同心状の回転中心軸を有し、前記下側研磨具とにより前記ワークを研磨する上側研磨具を備えた上定盤とを有し、
前記下定盤本体の垂直荷重を前記軸受を介して前記筒状支持台により支持するとともに前記回転筒体を回転することにより前記下定盤本体を上下方向に調整移動することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
請求項１記載の研磨装置において、前記下定盤本体に上下方向の係合溝を形成し、前記駆動スリーブに取り付けられた駆動部材に前記係合溝に係合するローラを設け、前記駆動スリーブを前記下定盤本体に前記駆動部材を介して連結したことを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ディスク用アルミニウム基板などの円板状のワークを研磨加工するための研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数枚の磁気ディスク用アルミニウム基板の両面を同時に研磨加工するための研磨装置としては、上面に環状の下側砥石が設けられた下定盤と、下面に環状の上側砥石が下側砥石に対向するようにして設けられた上定盤とを有するものがある。ワークである磁気ディスク用基板は、下側砥石に配置されるキャリアに保持されるようになっており、キャリアは下定盤の回転中心軸と同心状の太陽歯車軸に設けられた太陽歯車と、下定盤の外側に設けられた内歯歯車とに噛み合っている。
【０００３】
太陽歯車を回転させると、ワークを保持したキャリアは太陽歯車の周りに自転しながら公転し、上定盤と下定盤とを回転させることによって、ワークは上側砥石と下側砥石とに接触しながら滑り移動して両面が同時に研磨加工される。このようなタイプの研磨装置としては、たとえば、特開平3-149179号公報に示されるようなものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
キャリアを自転と公転との複合回転させるために、太陽歯車を回転駆動して内歯歯車を固定させるようにしたり、太陽歯車と内歯歯車の両方を回転させるようにしており、これらの歯車を相対回転させることによってキャリアの複合回転が行われている。下定盤を回転駆動するために、太陽歯車軸の外側には円筒形状の中空駆動軸つまり駆動スリーブが設けられており、この中空軸の上端部には円板状の下定盤が取り付けられている。
【０００５】
ワークを研磨加工する際には、上定盤からの押し付け力が垂直方向の荷重となってワークを介して下定盤に加えられることになるので、下定盤を回転駆動するための中空駆動軸には軸方向に荷重が加わるだけでなく、円板状の下定盤の外周部に設けられた環状の下側砥石に加わる負荷が下定盤を傾けるような偏位荷重となって中空駆動軸に加わり、この偏位荷重により中空駆動軸にはこれを傾斜させる方向の荷重が加わることになる。下定盤が偏位荷重によって傾斜する方向に変位すると、同時にたとえば５０枚のワークを研磨加工する場合に、全てのワークを所望の加工精度で研磨加工することができず、各々のワークの加工精度にばら付きが発生するおそれがある。
【０００６】
下側砥石の摩耗に応じて下側砥石の上面つまり研磨面の上下方向の位置を常に一定に保つようにすべく、下定盤を上下動させるようにしたタイプの研磨装置があり、その場合には、中空駆動軸に上下動機構を連結させるようにし、その外側に下定盤を回転駆動する駆動筒体を嵌合させているが、駆動筒体の中で中空駆動軸を上下方向に摺動させるために、これらの間に僅かではあるがクリアランスを設ける必要がある。このため、下定盤に偏位荷重が加わると下定盤は傾く方向に偏位するおそれがあるので、中空駆動軸を上下動させるようにした場合には、これの外側に嵌合された駆動筒体を支持する部材の剛性を高めるようにしないと、下定盤が傾いてワークの加工精度を低下させ、複数のワークの加工精度にばら付きが発生することになる。
【０００７】
本発明の目的は磁気ディスク用基板をワークとしてワークを高い精度で研磨加工し得るようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の研磨装置は、内歯歯車の中心軸と同心状の中心軸を有する太陽歯車軸に取り付けられ、前記内歯歯車に対して相対回転する太陽歯車と、前記内歯歯車と前記太陽歯車との間の環状隙間に対応して環状となった下側研磨具を備えた環状の下定盤本体を有する下定盤と、装置本体に固定される固定筒体、および当該固定筒体に設けられた雄ねじにねじ結合される雌ねじが設けられ前記下定盤を軸受を介して支持する回転筒体を有する筒状支持台と、前記太陽歯車軸と前記筒状支持台との間に配置され、前記中心軸と同心状の回転中心軸を有し前記下定盤を回転駆動する駆動スリーブと、前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合って前記下側研磨具の上に配置されて複数のワークが装填される複数のキャリアと、前記中心軸と同心状の回転中心軸を有し、前記下側研磨具とにより前記ワークを研磨する上側研磨具を備えた上定盤とを有し、前記下定盤本体の垂直荷重を前記軸受を介して前記筒状支持台により支持するとともに前記回転筒体を回転することにより前記下定盤本体を上下方向に調整移動することを特徴とする。
【０００９】
本発明の研磨装置は、前記下定盤本体に上下方向の係合溝を形成し、前記駆動スリーブに取り付けられた駆動部材に前記係合溝に係合するローラを設け、前記駆動スリーブは前記下定盤本体に前記駆動部材を介して連結されている。
【００１０】
本発明にあっては、下定盤本体は筒状支持台に回転自在に支持されており、下定盤本体を回転駆動する駆動スリーブには下定盤本体に加わる垂直荷重が加わらず、下定盤の水平度を高めることができる。これにより、複数のワークの両面の研磨精度を高めることができ、複数のワークを相互に加工精度のばら付きの発生を押さえることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態である研磨装置の上定盤と下定盤の部分の概略構成を示す一部省略斜視図であり、図２は図１に示された下側の部分を示す断面図であり、図３は図２における３−３線に沿う断面図である。
【００１３】
この研磨装置は装置本体としての筐体１０を有し、この筐体１０には太陽歯車軸１１が中心軸Ｏを中心に回転自在に設けられ、この太陽歯車軸１１の上端部には太陽歯車１２が取り付けられている。この太陽歯車軸１１は内部に貫通孔が形成された中空軸となっており、貫通孔の中にはガイドチューブ１３が組み込まれている。
【００１４】
筐体１０には内歯歯車１４が太陽歯車１２の外側に位置させて固定され、この内歯歯車１４の中心軸は太陽歯車軸１１の中心軸Ｏと同心状つまり中心軸が一致している。内歯歯車１４と太陽歯車１２のそれぞれの歯部の間には環状の隙間が形成されており、この環状隙間に対応して環状となった下側研磨具としての下側砥石１５が下定盤１６の下定盤本体１６ａに取り付けられている。ただし、下側砥石１５の径方向の幅寸法は、太陽歯車１２と内歯歯車１４との間の環状隙間の幅寸法よりも小さく設定されている。この下定盤本体１６ａは下側砥石１５が取り付けられる環状のディスク部１７ａと、これと一体となった筒部１７ｂとを有し、全体的に環状となっている。
【００１５】
太陽歯車軸１１の外側には軸受１８を介して中空駆動軸つまり駆動スリーブ１９が回転自在に配置され、この駆動スリーブ１９の回転中心軸は太陽歯車軸１１の中心軸Ｏと同心状となっている。この駆動スリーブ１９の上端部には駆動部材１６ｂが取り付けられ、この駆動部材１６ｂと下定盤本体１６ａとにより下定盤１６が構成されている。駆動部材１６ｂの外周部に回転自在に設けられたローラ２１が下定盤本体１６ａに上下方向に形成された係合溝２２と係合している。これにより、駆動スリーブ１９の回転運動が駆動部材１６ｂを介して下定盤本体１６ａに伝達されて下定盤本体１６ａは回転駆動されることになる。
【００１６】
駆動部材１６ｂの形状としては、中心部に太陽歯車軸１１が貫通する貫通孔を有するディスク形状としても良く、中心のハブの部分から放射状に複数本のアームが突出した形状としても良く、下定盤１６を相互に分離された環状の下定盤本体１６ａと駆動部材１６ｂとにより形成し、これらを連結することによって、駆動スリーブ１９の駆動力が下定盤本体１６ａに伝達されるようになっている。
【００１７】
下側砥石１５の上には、外周部に歯が形成された複数のキャリア２３が太陽歯車１２と内歯歯車１４とに噛み合って配置されており、この研磨装置の場合には、図１に示すように、１０個のキャリア２３が配置されている。それぞれのキャリア２３には５つの保持孔２４が形成されており、それぞれの保持孔２４にはワークである磁気ディスク用基板Ｗが保持される。したがって、図示する場合には１度の研磨により５０枚のワークＷを研磨加工することができる。ただし、下側砥石１５の上に配置されるキャリア２３の数やキャリア２３に保持されるワークＷの枚数は任意の値に設定することができる。
【００１８】
図１に示すように、下側砥石１５に対応して環状となった上側研磨具としての上側砥石２５が上定盤２６に取り付けられており、この上定盤２６は太陽歯車軸１１の中心軸Ｏと同心状の回転中心軸を中心に下定盤１６と逆方向に回転駆動されるようになっている。また、この上定盤２６は上下方向に移動して下定盤１６に対して接近離反移動自在となり、ワークＷを介して下側砥石１５に所定の押し付け力を加えるようになっている。
【００１９】
駆動スリーブ１９の外側には固定筒体３１が配置され、この固定筒体３１は筐体１０に固定された支持台３２に取り付けられている。駆動スリーブ１９は固定筒体３１の内側に配置されたラジアルベアリング３３を介して固定筒体３１に回転自在に支持されている。この固定筒体３１の外周には雄ねじ３４が設けられ、この雄ねじ３４にねじ結合される雌ねじ３５が設けられた回転筒体３６が固定筒体３１の外側に配置されている。雄ねじ３４と雌ねじ３５はそれぞれ台形テーパねじとなっているので、回転筒体３６はその中心を固定筒体３１の中心に一致させる調心機能を有している。固定筒体３１と回転筒体３６とにより筒状支持台３７が形成され、下定盤１６の下定盤本体１６ａは筒状支持台３７の回転筒体３６に軸受としてのスラストベアリング３８を介して回転自在に支持されている。
【００２０】
回転筒体３６を調整回転させると、回転筒体３６は固定筒体３１に対して上下方向に移動し、下定盤本体１６ａが上下方向に調整移動することになり、下側砥石１５の研磨面が摩耗しても、下定盤本体１６ａを回転筒体３６によって上昇移動させることにより下側砥石１５の研磨面を所定の上下方向の位置に設定することができる。これにより、ワークＷをキャリア２３の保持孔２４の中に装填するローディングおよびワークＷを取り出すアンローディングに際して、常に一定の位置にローディグ装置とアンローディング装置を作動させることができる。
【００２１】
このように、下定盤１６は下側砥石１５が取り付けられる環状の下定盤本体１６ａと駆動部材１６ｂとに分離されており、下定盤本体１６ａを上下動させる際には、下定盤本体１６ａの筒部１７ｂに形成された係合溝２２が下定盤１６の駆動部材１６ｂに設けられたローラ２１の部分に沿って上下動することになる。
【００２２】
したがって、駆動スリーブ１９には下定盤１６のうち駆動部材１６ｂの垂直荷重のみが加わり、下定盤本体１６ａの垂直荷重は加わることがない。下定盤本体１６ａの垂直方向の荷重は、全て筒状支持台３７の回転筒体３６の部分に加わることになる。固定筒体３１は支持台３２に固定されており回転運動することがないので、その剛性を高めることができる。下定盤本体１６ａに偏位荷重が加わっても、その偏位荷重は駆動スリーブ１９には伝達されることなく、下定盤本体１６ａの荷重はスラストベアリング３８を介して垂直荷重となって筒状支持台３７に作用するので、駆動スリーブ１９やこれを支持する軸受１８の剛性を高めることなく、下定盤本体１６ａおよび下側砥石１５の傾斜方向の変位ないし変形を防止することができ、５０枚のワークＷをそれぞれ加工精度のばら付きを小さくして、所定の加工誤差の範囲で高精度に研磨加工することができる。
【００２３】
太陽歯車軸１１を回転駆動するために、装置本体内には太陽歯車駆動モータ４１が図３に示すように設けられ、太陽歯車軸１１に取り付けられた歯車４２には、モータ４１の回転を減速する減速機４３の出力軸に設けられた歯車４４が噛み合っている。
【００２４】
駆動スリーブ１９を回転駆動するために、装置本体内には下側砥石駆動モータ４５が図２に示すように設けられ、駆動スリーブ１９に取り付けられた歯車４６には、モータ４５の回転を減速する減速機４７の出力軸に設けられた歯車４８が噛み合っている。
【００２５】
回転筒体３６を回転駆動するために、装置本体内には調整移動モータ５１が図３に示すように設けられ、回転筒体３６に取り付けられた歯車５２には、モータ５１の回転を減速する減速機５３の出力軸に設けられた歯車５４が噛み合っている。歯車５４はその軸方向の寸法が歯車５２の軸方向の寸法よりも大きく設定されており、下定盤本体１６ａの全ての上下動ストロークの範囲で歯車５４は歯車５２に噛み合うようになっている。図２は下定盤本体１６ａが最も上昇移動した状態を示す。
【００２６】
この研磨装置を使用して、５０枚のワークＷの両面を研磨加工するには、上定盤２６が上方に離れて下定盤１６から退避した状態のもとで、それぞれのキャリア２３に形成された保持孔２４の中に図示しないローディング装置によってワークＷを装填する。この状態のもとで、上定盤２６を下降移動させて上側砥石２５をワークＷの上面に接触させて、太陽歯車１２をモータ４１で図１に矢印で示す方向に回転駆動し、下側砥石１５をモータ４５により矢印で示す方向に回転駆動する。さらに、上側砥石２５は図示しないモータによって矢印で示す方向に回転駆動する。
【００２７】
この状態のもとでは、キャリア２３が太陽歯車１２の周りを公転運動と自転運動との複合運動を行い、ワークＷの上下両面は両方の砥石１５，２５に沿って滑り移動して研磨加工される。
【００２８】
この研磨加工に際しては、上定盤２６からワークＷを介して下定盤本体１６ａには押し付け力が加えられることになるが、その垂直方向の荷重は回転筒体３６により軸方向の荷重となって支持されることになる。したがって、回転筒体３６にはこれを傾斜させる方向の荷重が加わらないので、回転筒体３６および固定筒体３１にはこれらを傾斜させる方向の荷重が加わることがなく、これらの垂直度が保持されて、下定盤本体１６ａおよび下側砥石１５の水平度が高い精度で保持され、高精度でワークＷを研磨加工することができる。
【００２９】
研磨加工が終了した後には、アンローディング装置によって加工済みのワークが外部に排出される。ローディング装置およびアンローディング装置によるワークＷのキャリア２３に対する着脱位置は、下定盤本体１６ａの上下方向の位置を回転筒体３６を調整回転させることによって調整することにより任意の位置に設定することができる。
【００３０】
研磨加工は研削加工と磨き加工とを総称した加工であって、研削加工は研削砥石によりワークＷを削る加工であり、磨き加工にはワークの寸法誤差を調整したり、表面仕上げ状態を改善するために行うラッピングや、ワークの表面に高度の鏡面を形成するためのポリッシングがある。図示する研磨装置では、砥石１５，２５によりワークＷを研削加工しているが、研磨具としての砥石１５，２５に代えてバフなどの研磨具を用いることにより、図示する研磨装置によってワークＷを磨き加工することもできる。
【００３１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３２】
たとえば、内歯歯車１４を回転駆動するようにし、太陽歯車１２とともに内歯歯車１４を回転させるようにしたり、太陽歯車１２を回転駆動することなく、内歯歯車１４のみを回転駆動するようにしても良い。また、下定盤本体１６ａを上下動することなく、内歯歯車１４を上下動させるようにしても良く、その場合には、回転筒体３６を設けることなく、固定筒体３１のみによって筒状支持台３７を構成し、固定筒体３１にスラストベアリング３８を介して下定盤本体１６ａを直接回転自在に支持することになり、下定盤本体１６ａと駆動部材１６ｂとが一体となった下定盤とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
環状となった下定盤本体は筒状支持台に回転自在に支持されており、下定盤本体の垂直荷重は筒状支持台により支持される。下定盤は下側研磨具が取り付けられる下定盤本体と、駆動スリーブに取り付けられる駆動部材とに分離され、下定盤本体は駆動部材に対して上下動自在に係合している。これにより、下定盤本体を回転駆動する駆動スリーブには下定盤本体に加わる垂直荷重が加わらず、下定盤の水平度を高めることができるので、複数のワークの両面の研磨精度を高めることができ、それぞれの加工精度のばら付きを小さく設定することができる。下定盤本体の上下動位置を調整することにより、下側研磨具に対するワークのローディング位置とアンローディング位置を常に一定とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である研磨装置の上定盤と下定盤の概略構成を示す一部省略斜視図である。
【図２】図１に示された研磨装置の下側の部分を示す断面図である。
【図３】図２における３−３線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０      筐体（装置本体）
１１      太陽歯車軸
１２      太陽歯車
１４      内歯歯車
１５      下側砥石（下側研磨具）
１６      下定盤
１６ａ    下定盤本体
１６ｂ    駆動部材
１９      駆動スリーブ
２１      ローラ
２２      係合溝
２３      キャリア
２４      保持孔
２５      上側砥石（上側研磨具）
２６      上定盤
３１      固定筒体
３２      支持台
３３      ラジアルベアリング
３４      雄ねじ
３５      雌ねじ
３６      回転筒体
３７      筒状支持台
３８      スラストベアリング
４１      太陽歯車駆動モータ
４５      下側砥石駆動モータ
５１      調整移動モータ
【図１】
0004041225.tif 000002
【図２】
0004041225.tif 000003
【図３】
0004041225.tif 000004