JPH0413563A

JPH0413563A - テープ研磨装置

Info

Publication number: JPH0413563A
Application number: JP11361590A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nakagawa; 中川　眞二
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1992-01-17
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JP2917402B2

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、テープ研磨装置、特に、板厚を高精度に制御
できるテープ研磨装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のテープ研磨装置は、回転テーブルと、コンタクト
ローラと、圧力調整ネジブロックとを含んで構成される
。

次に、従来例について図面を参照して説明する。

第７図は従来の一例を示す一部破断側面図である。

第７図に示すテープ研磨装置は、一般的に被加工物１を
固定し一定の速度で回転させる回転テーブル２と、ラッ
ピングテープ３の砥粒保持面を被加工物に押圧するコン
タクトローラ４と、このコンタクトローラ４のセンタ軸
４０の内周軸端４１および外周軸端４２を支持する支持
枠２３と、この支持枠２３を加圧してテープを加圧する
ための圧力調整ネジブロック２０とで構成されている。

この圧力調整ネジブロック２０は圧力調整ネジ２１とシ
リンダ３０と、シリンダ３０に収容され圧力調整ネジ２
０を回転したとき圧力が加えられるコイルバネとで構成
され、圧力調整ネジ２１を締めることによってコイルバ
ネ２２を圧縮し、その反発力で支持枠２３を介してコン
タクトローラ４のセンタ軸４０の内周軸端４１および外
周軸端４２を同時に加圧する構造になっている。

第８図は第７図に示す従来例における研磨領域を説明す
るための上面図であり、回転テーブル２の上に載置され
た、被加工物１の研磨領域には、コンタクトローラ４の
内周域Ａと外周域Ｂとの間で、回転テーブルの回転につ
れて形成される領域である。

また、コンタクトローラ４は、第９図に詳しく示す断面
図のように、内周軸端４１と外周軸端４２とを有するセ
ンタ軸４０と、このセンタ軸４０を中心として形成され
た硬質のゴムからなるローラゴム２４とで構成される。

次に、従来のテープ研磨装置を用いた研磨の一例を説明
する。

Ａから外周域Ｂまでを覆う幅７５ｍｍのラッピングテー
プ３およびコンタクトローラ４で、コンタクトローラ４
の円筒面をなすローラゴム２４てラッピングテープ３を
押圧しながらラッピングテープ３を９０ＭＩＪ／ｗｉｎ
で連続的に送る。ラッピングテープ３はＷＡ＃：８００
（砥粒粒度２０μｍ）でローラゴム２４はゴム硬度９０
°の硬質ゴムを用いている。ラッピングテープ３を加圧
するための圧力調整ネジブロック２０は圧力調整ネジ２
１を１０口締めこむことによってコンタクトローラ４の
センタ軸４０の内周軸端４１および外周軸端４２に各３
．２Ｋｇｆの圧力がかかっている。

この状態で３０分研磨したときの内周域Ａから外周域Ｂ
までの研磨量は第１０図に示すように内周域Ａから外周
域Ｂの向かうにしたがって少なくなり被加工物１の研磨
領域Ｆにおいて板厚が均一にならなかった。

また粗度は内周域Ａが最大粗さ（Ｒｍａｘ）　１．０μ
ｍ、外周域ＢがＲｍａｘ　Ｏ，５μｍとなり外周域Ｂ〆
から内周域Ａに向かうにしたがって粗くなった。

また、加圧力の調整はコイルバネ２２を縮めた長さで調
整する機構になっていたため研磨しながら圧力を連続ま
たは断続的に変化させることが８来す、加圧力の微調整
もできなし・のて被加工物の仕上げ粗度Ｒｍａｘ　Ｏ，
１μｍに仕上げるためには砥粒々度の小さいラッピング
テープ（ＷＡ：ＥＦ２０００　。

ＷＡ＃４０００）に交換して３段階で研磨をする必要が
あった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような上述した従来のテブ研磨装置
は、被加工物の研磨領域の全面にわたって板厚および粗
度を均一にすることができず、コンタクトローラの加圧
力を連続に変化させることや微調整もできないため砥粒
々度の小さいラッピングテープに何度も交換しながら各
段階の操作をしなければ必要な粗度を得ることができな
いので、工程が複雑になり、時間や工数がかかるという
欠点があった。

さらに、テーブル回転速度が一定のため単位時間当りの
研磨量を多くすることができなかったため、研磨しろの
多くある被加工物の研磨はできないという欠点もあった
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のテープ研磨装置は、まず回転している被加工物
にラッピングテープの砥粒保持面を押圧するコンタクト
ローラの軸の両端を加圧する加圧機構と、加圧力を独立
にかつ連続的に制御可能であるテープ加圧制御機構とを
備えて構成される。

さらに、テーブル回転速度と前記加圧機構とを連動させ
て制御することが可能な制御機構とを備えて構成される
。

さらに、また、本発明のテープ研磨装置は、回転してい
る被加工物にラッピングテープの砥粒保持面を押圧する
コンタクトローラがセンタ軸とローラゴムと圧力調整弁
とで構成され、センタ軸とローラゴムの間に空間を有し
、空間の圧力を可変することによって被加工物の研磨量
の分布を制御できるように構成される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の第１の実施例を示す一部破断側断面図
である。

第１図に示すテープ研磨装置はテープ加圧制御機構に特
徴があり、加圧制御機構は回転テーブル２に固定され回
転している被加工物ｌにラッピングテープ３の砥粒保持
面を押圧するコンタクトローラ４とこのコンタクトロー
ラ４のセンタ軸４０の内周軸端４１および外周軸端４２
に各々接続している２組の加圧シリンダ５１．５２と、
加圧シリンダ５１．５２に圧縮空気を送るコンプレッサ
６１．６２と、挿入された空気の圧力を測定する圧力セ
ンサ７１．７２と、圧力センサ７１，７２からの内周圧
力信号Ｃ１外周圧力信号ｄをモニタし、予め設定された
圧力になるようコンプレッサ６１．６２を作動させる内
周圧力制御信号ｅ、外周圧力制御信号ｆを圧力する圧力
コントローラ８とで構成されている。

次に、第１図に示すテープ研磨装置を用いた研磨の一例
を説明する。

被加工物１は回転テーブル２に固定され３００ｒｐｍで
回転させ、第３図に示す研磨領域Ｆの内周域Ａから外周
域Ｂまで覆う幅７５ｍｍのラッピングテープ３をコンタ
クトローラ４で押圧しながら研磨した。ラッピングテー
プ３はＷＡ＃８００（砥粒粒度２０μｍ）で送り速度９
０ｍｍ／ｗｉｎとした。

コンタクトローラ４のローラゴムはゴム硬度９０°の硬
質ゴム製である。コンタクトローラ４のセンタ軸４０の
両端の加圧力は研磨初期が内周軸端４１で４．８Ｋｇｆ
、外周軸端４２で７．２Ｋｇｆに設定し、研磨最終段階
が内周軸端４１で０，３２Ｋｇｆ、外周軸端４２で０．
４８Ｋｇｆに設定し、研磨時間３０分で研磨初期から研
磨最終段階まで直線的に加圧力が変化するように圧力コ
ントローラ８を設定した。そのときの内周域Ａから外周
域Ｂまでの研磨量は第２図に示すように均一になり、板
厚分布は内周域Ａから外周域Ｂまでの研磨領域Ｆで±１
μｍ以内にすることができた。また、粗度は内周域Ａ、
外周域ＢともにＲｍａｘＯ，１μｍにすることができた
。粗度は砥粒々度と加圧力とで制御できるので、本発明
のテープ研磨装置において１段階の研磨で面粗度を広範
囲に制御して仕上げることが可能である。

尚、本実施例においては加圧を空気圧で行っているが、
油圧等の他の加圧手段による加圧機構を用いることも可
能である。

第３図は本発明の第２の実施例を示す一部破断側断面図
である。

第３図に示すテープ研磨装置は第１図に示すテープ研磨
装置に回転テーブル２の回転数を可変にするための回転
機構９を含み、かつ回転機構９と加圧機構とを連動させ
て制御できるコントローラ１０とを含んで構成されてい
る。コントローラ１０は圧力センサ７１，７２からの内
周圧力信号Ｃ１外周圧力信号ｄをモニタし、予め設定さ
れた回転数と圧力とになるよう回転数を制御する回転数
制御信号ｇ、コンプレッサ６を作動させる内周圧力制御
信号ｅ、外周圧力制御信号ｆを圧力する働きを有する。

単位時間当りの研磨量を多くするため研磨初期の回転テ
ーブル２の回転数を大きくして、研磨最終段階では粗度
を均一にするため回転テーブルの回転数を小さくする。

そのとき、回転テーブル２を高速で回転させると線速か
大きいためラッピングテープ３の砥粒が浮き上がり研磨
できないのでコンタクトローラ４のセンタ軸４０の両端
の加圧力を大きくする必要があり、回転テーブル２の回
転数が異なると内周域Ａから外周域Ｂまでの研磨量を均
一にするためにはコンタクトローラ４のセンタ軸４００
両端の加圧力の比を変える必要がある。

次に、第３図に示すテープ研磨装置を用いた研磨の一例
を説明する。

研磨初期の回転テーブル２の回転数を１１００Ｏｒｐに
して、研磨最終段階では３００　ｒｐｍにする。

コンタクトローラ４のセンタ軸４０の両端の加圧力およ
び回転テーブル２の回転数を第４図に示す条件で研磨す
ると第１図に示す実施例と同様の研磨量（第２図）およ
び粗度を短時間で得ることができる。

なお、上述した実施例においては研磨量を均にしている
が、コンタクトローラ４の軸の両端の加圧力および回転
テーブルの回転数の設定条件加圧を変えることによって
、被加工物の板厚、粗度を自在に制御することが可能で
ある。

上述した第１図、第３図に示す実施例では第９図に示す
コンタクトローラを用いた例について説明したが、コン
タクトおよびラッピングテープが被加工物の半径の増大
に伴なって大きくなると、中だるみ現象を起す。

例えば、被加工物を回転テーブルに固定し３００ｒｐｍ
で回転させ、研磨領域の内周域から外周域までを覆う幅
１５０−のラッピングテープおよびコンタクトルーラで
、コンタクト四−ラの円筒面でラッピングテープを押圧
しながらラッピングテープを９０ｍｍ／ｍｍで連続的に
送り、ラッピングテープはＷＡ＄８００（砥粒粒度２０
μｍ）でコンタクトローラに用いているゴムローラはゴ
ム硬度９０″の硬質コムを用い、コンタクトローラのセ
ンタ軸の内周軸端に３．２Ｋｇｆ、外周軸端に７．２Ｋ
ｇｒの圧力をかける。この状態で３０分研磨したときの
内周域から外周域までの研磨量は内周域、外周域より中
央部が少なくなり被加工物の研磨領域において板厚が均
一にならない。

このため、このような中だるみ現象をなくす必要がある
。

第５図に示すコンタクトローラは上述した中だるみ現象
をなくすための１つの例で、このコンタクトローラはセ
ンタ軸４０とローラゴム２５と圧力調整弁２７とで構成
され、センタ軸４０とローラゴム２５の間に空間２８を
有し、空間２８の圧力を圧力調整弁２７で可変にするこ
とによってコンタクトローラの押圧面の形状を変えるこ
とができる構造になっている。

このような第５図に示すコンタクトローラをテープ研磨
装置を用いた研磨の一例を次に説明する。

うｌｌｌｉｌ１５０ｍｍのラッピングテープをコンタク
トローラで押圧しながら研磨した。ラッピングテープは
ＷＡ＃：８００（砥粒粒度２０μｍ）で送り速度９０　
ｍｍ／ｍｉｎとした。コンタクトローラのローラゴム３
５はゴム厚１０ｍｍゴム硬度９０°の硬質ゴムである。

コンタクトローラのセンタ軸の両端の加圧力は内周軸端
４１で３．２Ｋｇｆ、外周軸端４２で７．２　Ｋｇｆに
設定し、３０分間研磨を行なう。前述の条件で空間２８
の空気圧を０．８Ｋｇｆ／ｃｒＡ、　　１．０Ｋｇｆ／
ｃｎｔ、　１．２Ｋｇｆ／ａｆｌのときの内周域から外
周域までの研磨量は、空間２８の空気圧を１．０Ｋｇｆ
／ｃｎｌにすると板厚分布は内周域から外周域までの研
磨領域で±１μｍ以内にすることができた。

また、０．８Ｋｇｆ／ａｆｌのとき研磨量は両端部より
中央部が少なくなり、１．２　Ｋｇｆ　／　ｃｒＡのと
き研磨量は両端部より中央部が多くなる。

すなわち、空間の圧力を可変にすることによって被加工
物の研磨量を両端部と中央部の比率を変えることが可能
である。

なお、空間への加圧を空気圧で行った例を示したが、油
圧等信の圧力による加圧でも可能である。

また、このような中だるみ現象をなくすためのもう一つ
のコンタクトローラの例を次に示す。

第６図に示すコンタクトローラはローラゴム２６の内部
に網状のスチール層２９を含んで構成されている。この
網状のスチール層２９はローラゴム２６の内部圧力によ
るローラゴム２６の直径の変化を抑制し、ローラゴム２
６の全体の直径の均一性を保つため研磨量の微妙な制御
ができる。

次ニ、第６図に示すコンタクトローラを用いた研磨につ
いて説明する。

第６図に示すコンタクトローラのセンタ軸４０の両端の
加圧力を内周軸端４１で３．２Ｋｇｆ、外周軸端４２で
７．２Ｋｇｆに設定し、３０分間研磨を行い、空間２８
の空気圧を１．５Ｋｇ　ｆ　／　ＣＴＡにすると板厚分
布は内周域から外周域までの研磨領域で±１μｍ以内に
することができる。

さらに、空間２８の空気圧を０．２Ｋｇｆ／ａｆｌ増減
させることによって両端部と中央部の研磨量の差を１μ
ｍにでき、空間２８の空気圧を０．４Ｋｇｆ／ｃｒＡ増
減させることによって両端部と中央部の研磨量の差を２
μｍにすることができる。

すなわち、空間の圧力を可変にすることによって被加工
物の両端部と中央部の研磨量を１μｍ以下の単位で制御
することが可能である。

なお、第６図に示すコンタクトローラにおいては網状の
スチール層を用いたが、コンタクトローラの軸方向に平
行に例えばスチール板、ケクリル板などの板状の硬質材
をローラゴムに埋め込んだコンタクトローラでも同様の
結果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明のテープ研磨装置は、まず、研磨テープを押圧す
るコンタクトローラの軸の両端を各々独立に加圧制御す
る機構を有することにより、均一な研磨加工が可能とな
るという効果がある。

さらに、テーブル回転速度と加圧機構を連動させて制御
することにより、短時間で板厚及び粗度を均一にする研
磨加工が可能となるという効果がある。

さらにまた、コンタクトローラのローラゴムの変形を防
止する手段を追加することにより中だるみ現象をなくし
て、均一な板厚とすることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す一部破断側断面図
、第２図は第１図に示す実施例を用いた場合のテープ研
磨量を説明するためのグラフ、第３図は本発明の第２の
実施例を示す一部破断側断面図、第４図は第３図に示す
実施例における設定条件を説明するためのグラフ、第５
図は第１図および第２図に示すコンタクトローラの第２
の例を示す断面図、第６図は第１図および第２図に示す
コンタクトローラの第３の例を示す断面図、第７図は従
来の一例を示す一部破断側断面図、第８図は第７図に示
す従来例における研磨領域を説明するための上面図、第
９図は第７図に示すコンタクトローラの詳細を示す断面
図、第１０図は第７図に示す実施例を用いた場合のテー
プ研磨を示すグラフである。１・・・・・・被加工物、２・・・・・・回転テーブル
、３・・・・ラッピンクテーフ、４・・・・・・コンタ
クト四−ラ、５１．５２・・・・・・加圧シリンダ、６
１，６２・・・・・・コンプレッサ、７１．７２・・・
・・・圧力センサ、８・・団・圧力コントローラ、９・
・・・・回転機構、１０・・・・・・コントローラ、４
０・・・・センタ軸、４１・・・・・・内周軸端、４２
・・・・・・外周軸端、２０・・・・・・圧力調整ネジ
ブロック、３０・・・・・・シリンダ、２１・・・・・
・圧力調整ネジ、２２・・・・・コイルバネ、２３・・
・・・・支持枠、２４゜２５．２６・・・・・・ローラ
ゴム、２７・・・・・・圧力調整弁、２８・・・・・空
間、２９・・・・・・スチール層。Ｆ・・・・・・研磨領域、Ａ・・・・・・内周域、Ｂ・
・・・・・外周域。Ｃ・・・・・・内周圧力信号、ｄ・・・・・・外周圧力
信号、ｅ・・・・・内周圧力制御信号、ｆ・・・・・・
外周圧力制御信号、ｇ・・・・・回転数制御信号、ｒ・
・・・・半径、ｍ・・・・・・研磨量、ｐ゛・・回転数、ｔ・・・・・・研磨時間、加圧力。

Claims

【特許請求の範囲】（１）被加工物を固定する回転テーブルと、前記被加工
物にラッピングテープの砥粒保持面を押圧するコンタク
トローラと、前記コンタクトローラの軸の両端を加圧す
る加圧機構とを含むことを特徴とするテープ研磨装置。（２）被加工物を固定する回転テーブルと、前記被加工
物にラッピングテープの砥粒保持面を押圧するコンタク
トローラと、前記コンタクトローラの軸の両端を加圧す
る加圧機構と、前記加圧機構を制御するための制御機構
とを含むことを特徴とするテープ研磨装置。（３）被加
工物を固定する回転テーブルと、前記被加工物にラッピ
ングテープの砥粒保持面を押圧するコンタクトローラと
、前記コンタクトローラの軸の両端を加圧する加圧機構
と、前記加圧機構の加圧力を独立かつ連続的に制御する
ための制御機構とを含むことを特徴とするテープ研磨装
置。（４）被加工物を固定する回転テーブルと、この被加工
物にラッピングテープの砥粒保持面を押圧するコンタク
トローラと、このコンタクトローラの軸の両端を加圧す
る加圧機構と、前記回転テーブルの回転速度と前記加圧
機構とを連動させて制御するための制御機構とを含むこ
とを特徴とするテープ研磨装置。（５）被加工物を固定する回転テーブルと、前記被加工
物にラッピングテープの砥粒保持面を押圧するためのロ
ーラゴムと前記ローラゴムとの間に空間を有し回転軸と
なるセンタ軸と、前記空間の圧力を制御するための圧力
調整弁を有するコンタクトローラと、前記センタ軸の両
端を加圧するための加圧機構とを含むことを特徴とする
テープ研磨装置。（６）特許請求の範囲第５項記載のローラゴムの内部の
少なくとも軸方向に連続性を有する硬質材層を含むこと
を特徴とするテープ研磨装置。