JPH0349867A - 平面研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、磁気ディスク基板等に要求されるような高
精度な加工仕上面を得るために用いる両面あるいは片面
の精密平面研磨方法に関する。

従来の技術 例えば磁気ディスク用アルミニウム基板等の被研磨物の
研磨を行う平面研磨機の１つとして、第３図及び第４図
に示すようなものが知られている。即ち、図中（Ａ）は
平面研磨機であり、該研磨機は上下一対の対向定盤（１
）（２）と、各定盤の内面に取着されたドーナツ状の上
下砥石（３）（４）と、各砥石（３）（４）の間におい
て砥石の軸心に配置された太陽歯車（５）と、該太陽歯
車（５）の同心外方に配置された内歯歯車（６）と、前
記太陽歯車（５）と内歯歯車（６）のいずれにも外周面
を噛合された状態に配置された１または２以上の薄板平
歯車状の被研磨物保持器（７）とを備えている。また、
各保持器（７）には複数の孔が形成されており、この孔
に保持器よりも厚肉の円板状被研磨物（Ｂ）が嵌め込み
状態に保持されるものとなされている。さらに、上下定
盤（１）（２）は駆動軸（ｌａ）　　（２ａ）及びスプ
ロケット（ｌｂ）　　（２ｂ）を介して第１モーター（
１１）に接続され、該モーター（１１）の駆動により回
転するものとなされている。なお、上側定盤（１）はシ
リンダー（図示せず）により昇降自在に支持され、第５
図に示す下降位置において駆動軸（ｌａ）の上端の係合
部（ｌａ’）に係合して、下側定盤（２）と逆方向の回
転力を付与されるものとなされている。一方、太陽歯車
（５）は駆動軸（５ａ）及びスプロケット（５ｂ）を介
して第２モーター（１２）に、また内歯歯車（６）は駆
動軸（Ｇａ）及びスプロケット（６ｂ）を介して第３モ
ーター（１３）にそれぞれ接続されており、これらモー
ター（１２）　　（１３）の駆動によりそれぞれ異なる
回転数で回転し、これにより保持器（７）を遊星歯車状
に自転させつつ公転させうるちのとなされている。なお
、上下定盤（１）（２）、太陽歯車（５）、内歯歯車（
６）の回転数は、被研磨物（Ｂ）の両面を等しく加工で
きるように予め所期する比率に設定されている。

図示した平面研磨機では、まず被研磨物（Ｂ）を被研磨
物保持器（７）にセットしたのち、上下定盤（１）（２
）を接近させて砥石（３）（４）を所定の加圧力で被研
磨物（Ｂ）に圧接させる。次に第１〜第３各モーター（
１１）　　（１２）（１３）を駆動して、上下定盤（１
）（２）、太陽歯車（５）、内歯歯車（６）を回転させ
る。

太陽歯車（５）と内歯歯車（６）の回転により被研磨物
保持器（７）は上下砥石（３）（４）の回転中心のまわ
りを自転しつつ公転し、回転する砥石（３）（４）の作
用で被研磨物（Ｂ）の研磨加工が遂行される。

ところで、上記研磨機（Ａ）を長期使用すると砥石（３
）（４）に目つまりや目つぶれが発生し、ひいては被研
磨物の良好な真直度、平面度が得られなくなるため、ド
レッサにより定期的に砥石（３）（４）の目立てを行う
必要がある。かかるドレッサ（２０）は、ｉｌ１図に示
すように、前記被研磨物保持器（７）と入替え可能な円
盤状かつ歯車状に形成されたドレッサ本体（２１）と、
該本体の上下端面に先端突出状態に埋設された目立て用
の複数の同大の円柱状ペレット（２２）とを備えている
。なお第１１図に示す（２１ａ　）はドレッサ本体（２
１）の外周面に設けられた歯部である。そして、ドレッ
サ（２０）を被研磨物保持器（７）の代わりにセットし
て砥石（３）（４）をペレットに圧接したのち、太陽歯
車（５）及び内歯歯車（６）の作動でドレッサ（２０）
を自転させつつ公転させる一方、砥石（３）（４）を回
転させることによりペレット（２２）の先端で砥石表面
を削りとり、もって砥石（３）（４）の目立てを行うも
のとなされている。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記のようなドレッサ（２０）により砥石（
３）（４）の目立てを行った場名、砥石の表面が平坦と
ならず、半径方向の全体に大きな凹凸を生じるという欠
点があった。このような砥石を用いて研磨加工を行うと
、砥石の被研磨物への圧力分布が不均一となり、研磨量
の不均一ひいては被研磨物の表面性状の不均一を生じる
原因となっていた。このため、従来では目立て後に砥石
面の凹凸を手作業で修正することが行われており、その
作業が煩雑であった。

この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたもので
あって、目立て後に手作業による砥石表面の凹凸修正を
行わなくても、真直度、平面度に優れた研磨品を得るこ
とのできる研磨加工方法の提供を目的とするものである
。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、発明者は目立て後の砥石表
面が均一な平坦面とならない原因について調査研究した
ところ、従来ではドレッサの全面に亘ってペレットが配
置されていたため、目立て時に砥石表面をペレットが通
過する割合が砥石表面の各部で差があり、通過する割合
の多い部分が凹、少ない部分が凸となることがわかった
。この発明は、かかる知見に基いてなされたものであり
、第１図〜第９図の符号を用いて説明すると、まずペレ
ット（３２）は、これをドレッサ（３０）の円盤状本体
（３１）の周端部ないしその近傍に円周状に配置し、こ
れらペレット（３２）よりも内方位置にはペレットが存
在しないするものとする。そして、かかるドレッサ（３
０）を用い、回転する砥石（３）（４）の回転中心に対
し、前記ペレット（３２）を砥石表面に圧接した状態で
ドレッサ（３０）を自転させながら公転させることによ
り砥石（３）（４）の目立てを行う。この目立てにより
砥石（３）（４）の半径方向の中間部あるいは全部が凹
凸の少ない平坦面（３ａ）　　（４ａ）となる。次いで
、この平坦面を利用して被研磨物（Ｂ）の研磨を行うこ
とを特徴とするものである。

作用 上記ドレッサ（３０）を用いて目立てを行うと、各ペレ
ット（３２）は砥石（３）（４）の半径方向の中間部あ
るいは全部を均等に通過し、その部分では砥石表面がベ
レッｌ−（３２）で平均的に削られて平坦面（３ａ）　
　（４ａ）となる。この平坦面を用いて被研磨物（Ｂ）
を研磨するから、被研磨物（Ｂ）に優れた真直度、平面
度が付与される。

実施例 まず、この発明に用いるドレッサについて説明する。第
１図において、（３０）はドレッサであり、該ドレッサ
（３０）はドレッサ本体（３１）と複数個の目立て用ペ
レット（３２）からなる。

ドレッサ本体（３１）は所定厚さの円盤状をなし、その
外周面には第３図に示す研磨機（Ａ）の太陽歯車（５）
及び内歯歯車（６）のいずれにも噛合される歯部（３１
ａ　）が形成されている。このドレッサ本体（３１）は
ＳＵＳにより形成されているが、中央部を厚さ方向にく
り抜いた肉抜き部（３３）が設けられることによりその
軽量化が図られている。

一方、前記ペレット（３２）は、ドレッサ本体（３１）
の周端部に周縁に沿って円周状に密に一重配置されてお
り、周端部を除きペレット本体（３１）の他の部分には
ペレットは設けられていない。かかるペレット配置とす
ることで、目立て時に砥石（３）（４）の内外周端部を
除く中間部あるいは内外周端部を含む全面を各ペレット
（３２）が均一に通過することとなる。而して、各ペレ
ット（３２）はいずれも同大円柱状のダイヤモンド焼結
体からなり、第２図に示すようにドレッサ本体（３１）
の端面に設けられた嵌合凹部（３１ｂ　）に先端突出状
態に嵌入配置されるとともに、銀ろう付によりドレッサ
本体（３１）に接合されている。同図に示す（３４）は
ろう何部である。なお、ペレット（３２）の突出端面に
は砥石（３）（４）の目立てを行うための微細凹凸（３
２ａ　）が形成されている。

次に、この発明の研磨方法を説明すると、まず第１図及
び第２図に示すドレッサ（３０）を用い、砥石（３）（
４）の目立てを次のようにして行う。即ち、第５図に示
すように、ドレッサ（３０）をその外周歯部（３１ａ　
）が研磨機（Ａ）の太陽歯車（５）及び内歯歯車（６）
のいずれにも噛合した状態に配置し、次いで砥石（３）
（４）をドレッサ（３０）のペレット（３２）に圧接せ
しめる。この状態で太陽歯車（５）及び内歯歯車（６）
を回転することによりドレッサ（３０）を自転させつつ
公転せしめ、同時に定盤（１）（２）即ち砥石（３）（
４）を回転させる。すると砥石（３）（４）とドレッサ
（３０）との相対運動に基いて砥石（３）（４）の表面
を次々に通過するペレット（３２）により砥石表面が削
り取られ、もって目立てが行われる。この発明では、ペ
レット（３２）を前述のようにドレッサ本体（３１）の
周端部に円周状に配置しであるから、各ペレット（３２
）は、内径が小さく外径が大きい砥石（３）（４）の場
合は砥石の内外周端部を除く中間部を均一な割合で通過
する。従って砥石（３）（４）は第６図に示すように、
この部分が平均的に削られて平坦面（３ａ）（４ａ）と
なる反面、内外周端部（３ｂ）　　（４ｂ）は中間部に
較べてペレット（３２）の通過する割合が多くなり、い
わゆるダレを生じて平坦面は得られない。このことは、
逆に言えば、第７図に示すように内外周端部分（３ｂ’
）　　（４ｂ’）を予め除去しであるような砥石（３’
）（４’）つまり内径が大きく外径の小さい砥石を用い
た場合には全面が平坦面となることを意味する。勿論い
ずれの砥石を用いても良い。

ところで、ペレット（３２）が砥石（３）（４）の任意
の表面を通過する割合は、砥石表面の各点に対してペレ
ットが通過する距Ｍ（以下単に「通過距離」という）と
して計算により求めることができる。即ち、第８図に示
すように、ドレッサ中心（ＯＴ）から半径Ｒの距離に半
径Ｒｐの円形ペレット１個が存在するものと仮定した場
合、砥石中心（Ｏｗ　）から半径ｒの位置の点Ｚ　（ｒ
、　　θ）における通過距離の円周方向平均値ｆ　（ｒ
）は次の式で与えられる。

［以下余白］ １）Ｃ−Ｒ＋Ｒｐくｒ＜Ｃ＋Ｒ−Ｒｐのときｆ　Ｃｒ）
　＝　（ｔ／π）　！’：、ｑ　ｖ　（ｒ、θ）・β（
ｒ、　Ｒｅ　）　ｄθ但し、 ｖ（ｒ、θ）−（π／３０）ｖ’Ｃｔ　　＋ｒ　　　ｖ
　−Ｔ十 ２ＣｒＮｒ　（Ｎｖ−Ｎｔ）ｃｏｓθ β（ｒ、Ｒｅ　）＝　（１／π）ｃｏｓ−１１ＣＲａ　
”　十Ｒ’−Ｒｐ２）／２Ｒａ・Ｒ） ｕ）Ｃ−Ｒ−Ｒｐ≦ｒ≦Ｃ−Ｒ＋ＲｐまたはＣ＋Ｒ−Ｒ
ｐ≦ｒ≦Ｃ＋Ｒ＋Ｒｐのとき ｆ　（「）　＝　（ｔ／π）　ｆ：２ｖ　（ｒ、θ）・
β（ｒ、　Ｒｅ　）　ｄθ１ｕ）ｒ＜Ｃ−Ｒ−Ｒｐまた
はＣ＋Ｒ＋Ｒｐ＜ｒｆ）と＊ｆ　（ｒ）　＝０ 但し、上式において Ｎ丁（ｒｐｓ）：ドレツサの自転速度 Ｎｖ　　（ｒｐｍ　）　　：砥石の回転速度Ｒ（ｍ）　
　：ドレツサ中心（ＯＴ）からペレット中心（Ｏｐ）ま
での距離 Ｒｐ　（ｍ）：ペレット半径 Ｃ（ａ＋）　　：砥石中心（Ｏｖ　）からドレッサ中心
（０丁）までの距離 ｔ　　（ｓｅｃ）：　ドレッシング時間ｖ　（ｒ、　　
θ）：砥石とドレッサ（ペレット）との相対速度 β（ｒ、　Ｒｅ　）　　：ドレッサ上の半径Ｒ６の円周
上のうち、ペレット の存在する比率 上記の各式は前述のようにドレッサ中心（ＯＴ）から半
径Ｒの距離に半径Ｒｐの円形ペレット（３２）が１個存
在する場合の通過距離を示すものであるが、ドレッサ中
心（ＯＴ）からＲの距離にχ個のペレットが存在する場
合には、砥石（３）（４）の各点における通過距離Ｆ　
（ｒ）はペレット１個の場合の通過圧１ｆ（ｒ）を７倍
すれば良い。そして、砥石各点の通過距離Ｆ（ｒ）が等
しければ、ペレット（３２）により削られる量も等しく
なり、砥石表面が平坦となる。

ちなみに、第１図に示す本発明に用いるドレッサ（３０
）を用いた場合、内径が小さく外径が大きい砥石（４）
に対する半径方向の各点の通過距離の計算結果を図示す
ると、概略第１Ｏ図に示す形となり、砥石（３）（４）
の内外周端部において多く削られ、半径方向の中間部は
均一に削られることがわかる。また、実際に、直径４２
８Ｍのドレッサの周端部に１４４個のペレットを円周状
に密に配置して砥石の目立てを行ったところ、砥石の半
径方向の中間部はうねり１０μｍ以下の平坦面となった
。これに対し、同じペレットをドレッサの全面に配置し
たものを用いて目立てを行ったところ、半径方向の中間
部に３０〜４０μｍのうねりが生じていた。

次に、上記により目立てされた砥石（３）（４）を用い
て、被研磨物（Ｂ）の研磨を行うが、この研磨は砥石（
３）（４）の平坦面（３ａ）（４ａ）のみを用いて行う
。そのための手段としては、例えば第４図及び第９図に
示すように、被研磨物保持器（７）における被研磨物保
持用の嵌合孔（７ａ）を内方中心寄りの位置に設け、被
研磨物（Ｂ）を常に砥石（３）（４）の平坦面（３ａ）
　　（４ａ）の範囲内で回転させる方法を挙げうる。こ
れにより、被研磨物（Ｂ）は砥石（３）（４）から均一
な圧力が付与された状態で全体がまんべんなく均一に研
磨される。

なお、上記実施例においては、両砥石（３）（４）を同
時に目立てを行い、被研磨物（Ｂ）の両面を同時に平面
研磨するものとして示したが、この発明は片面の精密平
面研磨を行う場合においても同様に適用しうる。また、
目立て効率を上げるために、２個以上のドレッサ（３０
）を同時に用いて目立てを行うものとしても良いことは
もちろんである。

発明の効果 この発明は上述の次第で、まず、ドレッサ本体の周端部
ないしその近傍に先端突出状態のペレットが円周状に配
置されるとともに、該ペレットよりも内方位置にはペレ
ットの存在しないドレッサを用い、このドレッサを回転
する砥石に対して自転公転させることにより砥石の目立
てを行うから、砥石の半径方向の中間部ないし全部に凹
凸の少ない平坦面を形成することができる。従って、従
来、平坦面を得るために目立て後砥石に施していた手作
業による凹凸修正を不要にできるから、研磨加工全体の
効率を向上できる。次に、上記により得た砥石の平坦面
を利用して被研磨物を研磨するから、砥石の被研磨物へ
の圧力分布を均一にでき、ひいては表面性状、品質に優
れた研磨品を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いるドレッサの平面図、第２図は
第１図の■−■線断面図、第３図はこの発明を実施する
平面研磨機の一例を示す正面部分断面図、第４図は第３
図の平面研磨機の使用状態を示す要部斜視図、第５図は
第３図の研磨機における砥石の目立て方法を説明するた
めの要部斜視図、第６図は目立て後の砥石の一部分を示
す断面図、第７図は砥石の変形例を示す断面図、第８図
は砥石表面のペレット通過距離を計算する際のドレッサ
と砥石の関係を示す模式的平面図、第９図は被研磨物保
持器に保持した被研磨物と砥石との位置関係を示す平面
図、第１０図は第１図に示したドレッサを用いた場合の
砥石表面の通過距離の概略計算結果を示すグラフ、第１
１図は従来方法におけるドレッサを用いて目立てを行う
場合を示す要部斜視図である。 （３０）・・・ドレッサ、（３１）・・・ドレッサ本体
、（３２）・・・ペレット、（３）（４）・・・砥石、
（３ａ）（４ａ）・・・平坦面。 以上 〜（で： １ｉｔ）； ｉジ 第１図 第２図 第５図 第６図 第７図 んト石中ｃがらの距離 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円盤状のドレッサ本体の周端部ないしその近傍に先端突
   出状態のペレットが円周状に配置されるとともに、該ペ
   レットよりも内方位置にはペレットの存在しないドレッ
   サを用い、回転する砥石の回転中心に対し、前記ペレッ
   トを砥石表面に圧接した状態で前記ドレッサを自転させ
   ながら公転させることにより砥石の目立てを行ったのち
   、この砥石の平坦面を利用して被研磨物を研磨すること
   を特徴とする平面研磨方法。