JPH04135166A - 浮遊砥粒式研磨装置 - 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〕 本発明は浮遊砥粒式研磨装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、圧電セラミック基板等のワークの上下面を研
磨するため、ラッピング装置と呼ばれる浮遊砥粒式研磨
装置が用いられている。この研磨装置は、上下定盤の間
にキャリヤと呼ばれる円板状の遊星ギヤを配置するとと
もに、ワークを遊星ギヤの保持穴に貫通保持し、遊星ギ
ヤに噛み合う太陽ギヤとリングギヤとを相互に回転させ
ることにより、遊星ギヤを自転または自転・公転させ、
上下定盤とワークとの摺動によってワークの上下面を同
時に研磨するものである。この場合、上下定盤とワーク
との間に研磨材を水またはオイルと混合して液化させた
スラリー状砥粒を供給し、研磨材の持つ切刃でワークか
ら必要量の取り代を取り除き、上下定盤の持つ平面度を
ワークに転写している。

この研磨方法は、研削砥石、旋盤、フライス等を用いた
研磨方法と比較して、ワークと定盤とが面接触するので
、研削部に小さな加工圧しか加わらず、このために加工
歪や加工熱による熱歪等の発生が少ない、しかも、ワー
クをクランプする必要がないので、圧電セラミックスの
ように脆い材質のワークも研削が可能であるという特徴
がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、この研磨装置の場合には、ワークを遊星ギヤ
の保持穴で貫通保持している関係で、ワークを遊星ギヤ
の板厚以下には研磨できず、極薄肉のワークを研磨する
ことは不可能であった。また、ワークだけでなく遊星ギ
ヤも上下定盤と摺接して摩耗するため、遊星ギヤの寿命
が短いという欠点がありた。さらに、遊星ギヤは薄肉円
板よりなり、多数の保持穴を設けると強度が不足するの
で、１回に研磨できるワークの数が制限され、生産性が
悪いという欠点もあった。

そこで、本発明の目的は、ワークを極薄肉に加工するこ
とが可能で、寿命が長く、かつ生産性に優れた浮遊砥粒
式研磨装置を提供することにある。

〔！ＩＮを解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の浮遊砥粒式研磨装置
は、上下の定盤と、これら定盤の間に配置され、ワーク
を保持した遊星ギヤと、遊星ギヤと噛み合う太陽ギヤお
よびリングギヤとを備え、太陽ギヤまたはリングギヤの
少なくとも一方を回転させることにより、遊星ギヤを自
転または自転・公転させ、ワークを定盤と摺動させてス
ラリー状砥粒により研磨する浮遊砥粒式研磨装置におい
て、上記遊星ギヤは剛性のある厚肉円盤よりなり、その
上面または下面が平坦面に形成され、この平坦面よりな
る遊星ギヤの上面または下面にワークを着脱可能に固定
したものである。

〔作用〕

太陽ギヤまたはりングギャの少なくとも一方が回転する
と、遊星ギヤが自転または自転・公転し、遊星ギヤの上
面または下面に固定されたワークは上下いずれかの定盤
と摺動し、研磨される。ワークは遊星ギヤ上に突出して
いるので、遊星ギヤの板厚に制約されずにワークは研磨
される。

ワークを遊星ギヤに着脱可能に固定する材料としては、
例えばワックスやパラフィン等の常温では固体で加熱に
より融解する材料が使用可能である。この固定材料を使
用した場合には、ワークを遊星ギヤ上に載置した状態で
、融解状態の固定材料を流し込んで固化させることによ
り、ワークは遊星ギヤに簡単に固定される。この固定材
料の保持力はワークを強力に固着する必要はなく、少な
くとも研磨時の摩擦力に対してワークが位置ずれしない
程度に保持しておればよい、なお、研磨中、ワークと定
盤との摩擦によってワークの温度は多少上昇するが、ワ
ークはスラリー状砥粒によって冷却されるので、固定材
料が融解する程度までは上昇しない、したがって、研磨
中にワークが遊星ギヤから剥離する心配はない。

研磨終了後、遊星ギヤ全体またはワークを加熱し、固定
材料を融解させれば、ワークに無理な負荷を与えること
なく遊星ギヤから分離できる。ワークを遊星ギヤから分
離した後、未研磨面を外に向けてワークを再度遊星ギヤ
に固定し、同様の研磨を行えばよい。

〔実施例〕

第１図、第２図は本発明の一例である４ウエイ型の浮遊
砥粒式研磨装置を示す。

モータ１の回転軸１ａには駆動軸２が固定されており、
この駆動軸２の上部外周面には突起２ａが形成され、こ
の突起２ａと上窓ｇ／１３の中央穴内面の切欠３ａとが
係合することにより、駆動軸２と上定盤３とは一体回転
する。また、駆動軸２の中間部には太陽ギヤ２ｂが一体
に形成されており、この太陽ギヤ２ｂは遊星ギヤ４と噛
み合っている。

遊星ギヤ４は剛性のある金属製の厚肉円盤よりなり、そ
の上下面が平坦面に形成され、これら平坦面に夫々複数
個のワークＷがワックスやパラフィンなどの常温では固
体で加熱すると容易に融解する固定材料９によって固定
されている。この実施例ではワークＷは遊星ギヤ４より
薄肉な直方体部品である。ワークＷを遊星ギヤ４に固定
するには、遊星ギヤ４の平坦面にワークＷを載置し、そ
の上から融解した固定材料９を流し込んで固化させれば
、ワークＷを簡単かつ無理な負荷を加えずに固定できる
。なお、研磨中、遊星ギヤ４が上下の定盤３，５に対し
て傾くのを防止するため、ワ−クＷを遊星ギヤ４の上下
面に均等に分散させて固定するのが望ましい。

駆動軸２の下部円筒面は下定盤５の中央穴に回転自在に
嵌合しており、駆動軸２の最下端部には中間ギヤ６と噛
み合う駆動ギヤ２Ｃが一体に形成されている。中間ギヤ
６は別の中間ギヤ７を介して環体８の下部ギヤ８ａと噛
み合っており、これら中間ギヤ６．７は固定部に回転自
在に支持されている。したがって、環体８は駆動軸２と
同一方向に回転する。なお、下定盤５と環体８は図示し
ない支持手段によって回転自在に支持され、かつ下定盤
５は図示しない駆動手段により上定盤３と逆方向に駆動
される。

環体８の下部内面には下定盤５の外周面が摺動自在に嵌
合しており、環体８と下定盤５は相対回転自在である。

環体８の上部内面には遊星ギヤ４と噛み合うリングギヤ
８ｂが形成されており、その上部内面には上定盤３の外
周面が摺動自在に嵌合している。これにより、上下定盤
３，５と駆動軸２と環体８とで遊星ギヤ４の周囲がほぼ
密閉され、この密閉空間にスラリー状砥粒が供給される
。

次に、上記研磨装置の動作を説明する。

まず、上下定盤３，５間にワークＷを固定した遊星ギヤ
４を配置し、上下定盤３．５の間にスラリー状砥粒を供
給する。そして、上定盤３に下方への加圧力を加えた状
態でモータｌを駆動すると、上定盤３と太陽ギヤ２ｂと
が第２図左回り方向に一体回転し、リングギヤ８ｂは太
陽ギヤ２ｂと同一方向に低速度で回転し、下定盤５は上
定盤３と逆方向に回転する。これに伴って、遊星ギヤ４
が自転しつつ公転するため、遊星ギヤ４の上下面に固定
されたワークＷの外表面は上下定盤３．５と摺動し、ス
ラリー状砥粒によって研磨される。なお、遊星ギヤ４は
自転・公転するものに限らず、自転のみ行ってもよいが
、自転と公転とを同時に行えばワークＷと定盤３，５と
の接触部が変化するので、より高い面精度を得ることが
できる。

研磨を終了した後、上定盤３を取り外し、ついで遊星ギ
ヤ４を下定盤５から引き上げる。この時、ワークＷは固
定材料９によって遊星ギヤ４に固定されているので、ワ
ークＷも遊星ギヤ４と一体に取り出される。遊星ギヤ４
を取り出した後、遊星ギヤ４に熱風を吹き付けるか、温
水中に浸漬することにより固定材料９は融解し、ワーク
Ｗは遊星ギヤ４から分離される。分離後、ワークＷをそ
の未研磨面を表側にして遊星ギヤ４の表面に固定し、再
度同様の研磨を行うことにより、ワークＷの上下両面を
研磨できる。

上記実施例では、遊星ギヤの上下面にワークを固定し、
これらワークを上下定盤によって同時に研磨する例を示
したが、これに限らず、遊里ギヤの上面あるいは下面の
何れか片面にワークを固定し、これと対面する上定盤ま
たは下定盤でワークを研磨してもよい、この場合、ワー
クを固定していない遊星ギヤの面を定盤で摺動自在に支
持する必要があるため、遊星ギヤおよび定盤を高硬度の
セラミックで形成したり、耐摩耗性、潤滑性に優れた樹
脂材料等で形成してもよい。

本発明は上記実施例のように上下定盤と太陽ギヤとリン
グギヤの全てが回転する４ウエイ型に限らず、上下定盤
は回転せず、太陽ギヤとリングギヤのみが回転する２ウ
エイ型にも適用できる。また、太陽ギヤおよびリングギ
ヤを駆動するために１個のモータを使用したが、複数の
モータを使用して太陽ギヤとリングギヤを別個に駆動し
てもよい。なお、従来の場合には遊星ギヤが強度を有し
ないため、遊里ギヤに対する負荷を低減するために太陽
ギヤとリングギヤの双方を回転させていたが、本発明で
は遊星ギヤが強度を有するので、太陽ギヤまたはリング
ギヤの一方が停止していてもよい。

また、ワークを遊星ギヤに着脱可能に固定するため、実
施例ではワックスやパラフィン等の常温では固体で加熱
により融解する材料を使用したが、この他に溶剤により
溶解する接着剤や粘着性シート、テープ等も使用できる
。この場合も、溶剤等を用いることによりワークに無理
な負荷を掛けずに遊星ギヤに対して簡単に着脱できる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明の浮遊砥粒式研慶
装置は次のような効果を奏する。

ワークは遊星ギヤの平坦面上に固定されているので、研
磨が進行しても遊星ギヤ上にワークが常に突出しており
、遊星ギヤの厚みに制約されずにワークを研磨できる。

したがって、ワークを極薄肉に研磨できる。

また、上下定盤と摺接するのはワークのみであり、遊星
ギヤは上下定盤と摺接しないので、遊里ギヤの摩耗が防
止され、寿命の長い研磨装置を実現できる。

さらに、遊星ギヤは従来の薄肉な穴あき円盤と異なり剛
性の高い厚肉円盤よりなるので、強度に全く問題がない
、そのため、遊１ギヤの平坦面に多数のワークを隙間な
く固定することが可能であり、−度に多数個のワークを
研磨できる。なお、本発明では従来のようにワークの上
下面を同時に研磨することはできないが、遊星ギヤの単
位面積当りのワーク配置数を増やすことができるので、
従来より生産性が向上する。

加えて、従来のように保持穴にワークを嵌合保持したも
のでは、ワークが保持穴に対して動いたり、ワークの加
工厚みが薄くなるに従い保持穴からワークが飛び出しや
すいが、本発明ではワークが遊星ギヤ上に固定されてい
るので、薄肉ワークでも遊星ギヤに対して位置ずれする
ことがなく、ワークを高い精度で研磨できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる浮遊砥粒式研磨装置の断面図、
第２図はその上定盤を取り外した状態の平面図である。 ２・・・駆動軸、２ｂ・・・太陽ギヤ、３・・・上定盤
、４・・・遊星ギヤ、５・・・下定盤、８・・・環体、
８ｂ・・・リングギヤ、９・・・固定材料、Ｗ・・・ワ
ーク。 特許出願人　　株式会社村田製作所 代　理　人　　弁理士　筒片　秀隆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下の定盤と、これら定盤の間に配置され、ワー
   クを保持した遊星ギヤと、遊星ギヤと噛み合う太陽ギヤ
   およびリングギヤとを備え、太陽ギヤまたはリングギヤ
   の少なくとも一方を回転させることにより、遊星ギヤを
   自転または自転・公転させ、ワークを定盤と摺動させて
   スラリー状砥粒により研磨する浮遊砥粒式研磨装置にお
   いて、上記遊星ギヤは剛性のある厚肉円盤よりなり、そ
   の上面または下面が平坦面に形成され、この平坦面より
   なる遊星ギヤの上面または下面にワークを着脱可能に固
   定したことを特徴とする浮遊砥粒式研磨装置。