JPH0425376A - 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 この発明は、例えば磁気ディスク用アルミニウム基板等
のワークに研磨加工を施す研磨装置に関する。

従来の技術及び課題 従来、例えば磁気ディスク用アルミニウム基板の研磨を
行う研磨装置として、第７図に示されるような装置（５
１）が用いられている。

同図の研磨装置（５１）は、回転駆動可能に保持されか
つ上面にドーナツ盤状の砥石（５２）が取着された下部
定盤（５３）と、該下部定盤（５３）の上方位置に該定
盤（５３）と対向同軸状に配置されると共に回転駆動及
び昇降作動可能に保持されかつ下面に同じくドーナツ盤
状の砥石（５４）が取着された上部定盤（５５）と、各
砥石（５２）（５４）間において砥石の軸芯位置に配置
された太陽歯車（５７）と、該太陽歯車（５７）の径方
向外方位置に同心状に配置された内歯歯車（５９）と、
該内歯歯車（５９）及び太陽歯車（５７）の両歯車に噛
合され下定盤（５３）の砥石（５２）上に載置された状
態で両歯車（５７）　　（５９）間に配置された外歯歯
車状のワークキャリアー（５Ｂ）とからなる。なお、こ
のワークキャリアー（５６）は、磁気ディスク用基板（
Ａ）の外周形状に沿う円形の保持孔（６０）を偏心状態
に有し、該保持孔（６０）内に磁気ディスク用基板（Ａ
）が配置された状態で該基板の上下両面がキャリア（５
６）の保持孔（６０）から外方に突出した状態となるよ
うにその板厚が基板（Ａ）よりも薄く形成されている。

そして、この研磨装置（５１）では、上部定盤（５５）
が上方待機位置に位置された状態で磁気−ディスク用基
板（Ａ）がワークキャリアー（５６）の保持孔（６０）
内に配置され、上部定盤（５５）が下降作動されて磁気
ディスク用基板（Ａ）の両面が上下の砥石（５２）　　
（５４）で挾まれる。そして、加圧状態において、太陽
歯車（５７）が回転されることによりワークキャリアー
（５６）が自転されながら太陽歯車（５７）の回りで公
転され、更に上下の定盤（５３）　　（５５）も回転さ
れて、磁気ディスク用基板（Ａ）の両面の研磨加工がな
される。研磨後は、上部定盤（５５）が上昇され、キャ
リアー（５６）に保持されている基板（Ａ）が取り出さ
れ、また新たな基板がキャリアー（５６）に保持せしめ
られて研磨が再開される。

ところで、上記研磨装置（５Ｉ）において、下部定盤（
５３）が太陽、内歯の両歯車（５７）　　（５９）間の
環状スペース内の位置と、該スペースの下方位置との間
で昇降作動される構成が採られる場合がある。

例えば、本発明者らの研究開発に係る自動研磨装置、即
ち上記のような自転公転タイプの研磨装置（５１）への
基板（Ａ）のローディング、アンローディングの自動化
を達成するための装置では、基板（Ａ）をローデング、
アンローディングする際の下部定盤（５３）の砥石（５
２）上面の高さ位置を一定にすることを採用する。

即ち、下部定盤（５３）が上下作動しない固定型のもの
である場合、砥石（５２）への目立て等を繰り返すうち
、その厚さが減少して、砥石（５２）の上面の高さが次
第に低くなり、それに伴ってキャリアー（５Ｂ）の配置
高さも低くなっていく。

そのような条件下で基板（Ａ）のローディング、アンロ
ーディングの自動化を行うとすると、ローディング、ア
ンローディング装置を、下部定盤（５３）の砥石（５２
）の上面の高さ位置を検知するセンサーを具備したもの
とし、かつ該装置を、その動作態様が砥石（５２）の上
面の高さに応じて変化していく複雑な制御構成を有する
ものにしなければならない。このような構成では、コス
ト面等の理由からその実用化は実際上極めて困難である
。

そこで、ローディング、アンローディング装置の動作を
パターン化し該装置の構成を簡素化して実用的な自動化
を図るべく、下部定盤（５３）の砥石（５２）の厚さが
減少しても該砥石（５２）の上面が基板のローディング
、アンローディングの際に一定の高さ位置に位置するよ
うに、下部定盤（５３）を昇降作動しうるようにするこ
とを行う。

そしてその場合、砥石（５２）の上面の高さ位置を正確
に出すために、下部定盤（５３）を−旦、太陽、内歯の
両歯車（５７）　　（５９）間のスペースの下方位置に
設定された砥石（５３）上面基準位置に下降させ、その
位置を基準に一定高さ上昇させて、砥石（５２）の上面
を前記スペース内の所定の一定位置に位置させるように
することを行う。

かかる場合に、下部定盤（５３）が歯車（５７）（５９
）間のスペースの下方位置まで下降されると、ワークキ
ャリアー（５Ｂ）も下部定盤（５３）と共に該スペース
の下方に移行して、ワークキャリアー（５６）が太陽、
内歯の両歯車（５７）（５９）から外れてしまう。そし
て、−旦外れると、下部定盤（５３）を上昇させていく
過程でワークキャリアー（５６）の歯が太陽、内歯の両
歯車（５７）　　（５９）とうまく噛合できない場合が
多い。

これに対処するため、下部定盤（５３）を下降させる際
に、作業者に研磨装置（５１）からワークキャリアー（
５６）を−旦取り外させ、砥石（５２）上面の高さ位置
の修正を終えたのちに再びキャリアー（５６）を歯車（
５７）　　（５９）に噛合させるようにすることが一つ
の方法として考えられる。

しかし、砥石（５２）上面の高さ修正を行うたびに上記
めように作業者にキャリアー（５６）の取外し・取付け
を行わせることは、作業者に大きな負担を強いることに
なる。

この発明は、上記のような問題点を解決し、砥石等によ
る環盤状の研磨加工部材が、太陽、内歯の両歯車間の環
状スペース内の位置と該スペースの下方位置との間で昇
降作動される構成が採られている研磨装置について、研
磨加工部材を前記スペースの下方位置に移行させても、
キャリアーを太陽、内歯の両歯車に噛合させた状態に保
持することができ、もって作業者に負担をかけずに研磨
加工部材に昇降作動を行わせることができる研磨装置を
提供することを目的とする。

課題を解決しようとする手段 上記目的において、この発明は、太陽歯車の同心外方部
に環状のスペースをおいて内歯歯車が配置されると共に
、該環状スペース内に太陽、内歯の両歯車と噛合状態に
外歯歯車状のワークキャリアーが配置され、かつ前記環
状スペース内の位置と該スペースの下方位置との間で昇
降される砥石等による環盤状の研磨加工部材か具備され
た研磨装置であって、 前記太陽歯車及び内歯歯車のそれぞれに、前記研磨加工
部材が前記環状スペースの下方位置に移行された際にキ
ャリアーを太陽、内歯の両歯車に噛合させた状態で下方
から受けるキャリアー受けが、前記研磨加工部材の昇降
を妨げない態様において前記スペース側に突出した状態
に設けられてなることを特徴とする研磨装置を要旨とす
る。

なお、上記構成において、前記太陽歯車、内歯歯車及び
ワークキャリアー相互間の歯数比が、太陽歯車又は／及
び内歯歯車の所定回数の回転により前記キャリアーの全
ワーク保持部が回転開始時の位置関係と同じ位置関係に
復帰する歯数比に設定されると共に、前記太陽歯車又は
／及び内歯歯車が、前記所定回数の回転により前記ワー
クの研磨加工を終了した時点で一時的に停止される態様
において間欠駆動制御されるようになされているのが好
ましい。

作用 上記構成の研磨装置では、太陽、内歯の両歯車間の環状
スペース内に位置されている研磨加工部材が、該スペー
スの下方位置に移行すべく下降すると、その下降過程に
おいて、該研磨加工部材の上面に載置状態にあるキャリ
アーが、その周縁部においてキャリアー受けに当接しこ
れに支承される。支承後はキャリアーは該受けに保持さ
れ、研磨加工部材だけが下方に移行していく。また、前
記環状スペースの下方位置に下降された研磨加工部材が
該スペース内に移行すべく上昇すると、その上昇過程に
おいて、研磨加工部材がキャリアーの下面に当接してこ
れを支承し、該キャリアーがキャリアー受けから上方に
離間される。

実施例 以下、この発明の研磨装置を磁気ディスク用アルミニウ
ム基板の研磨加工を行う装置に適用した実施例を、図面
に基づいて説明する。

第１図及び第２図に示される研磨装置（１）において、
（２）は下部定盤、（３）は上部定盤、（４）は太陽歯
車、（５）は内歯歯車、（６）はワークキャリアー　（
７）は目立て部材である。

太陽歯車（４）は、図示しない回転駆動装置により自軸
回りでの回転を行いうるものとなされている。この回転
駆動装置は、設定回転回数に応じた回数たけ太陽歯車（
４）を回転させることができる、例えばＡＣサーボモー
タなどによる。

また、内歯歯車（５）は、太陽歯車（４）の径方向外方
位置に、太陽歯車（４）との間に環状のスペースをおい
て同心状に固定状態で配置されている。

更に、ワークキャリアー（６）は、薄板状外歯歯車によ
るもので、上記太陽歯車（４）と内歯歯車（５）との間
の環状スペース内に、太陽、内歯の両歯車（４）（５）
と噛合状態に１個ないし複数個配置されている。なお、
ワークキャリアー（６）には、その中心位置から偏心し
た位置に、磁気ディスク用基板（Ａ）の外周形状に沿う
円形の保持孔（１０）が１個ないし複数個設けられてい
る。また、このワークキャリアー（６）の厚さは、磁気
ディスク用基板（Ａ）の厚さよりも薄く形成され、前記
保持孔（１０）内に磁気ディスク用基板（Ａ）を配置し
た状態でその上下の面が保持孔（１０）の外方に突出し
うるちのとなされている。

ここに、上記太陽歯車（４）、内歯歯車（５）及びワー
クキャリアー（６）相互間の歯数比は１：３：１に設定
され、また太陽歯車（４）はその回転駆動装置により４
の整数倍数回回転された時点で停止されるものとなされ
、それによって太陽歯車（４）の回転停止時にキャリア
ー（６）がその公転経路上の定位置で停止され、かつそ
の保持孔（１０）も自転公転開始時の位置で停止される
ものとなされている。

下部定盤（２）は、その上部に研磨加工部材としての所
定厚さの環盤状の砥石（８）が取着されたもので、図示
しない回転駆動装置により自軸回りでの回転を行い、か
つ該砥石（８）の上面が前記環状スペース内のワーク加
工位置（第５図のｈΩａの位置）と該スペースの下方位
置（同図のｈΩ０の位置）との間で位置の変更を行いつ
るよう、図示しない昇降作動装置により昇降作動される
ものとなされている。

上部定盤（３）は、下部定盤（２）の上方位置に同軸状
に対向配置され、その下部に同じく環盤状の砥石（９）
が前記砥石（８）に対向するように取着されたものであ
る。そして、この上部定盤（３）も、回転駆動装置によ
り自軸回りでの回転を行い、昇降駆動装置により昇降作
動されるものとなされている。

そして、前記太陽歯車（４）、及び内歯歯車（５）のそ
れぞれには、第１図、第２図及び第４図に示されるよう
に、キャリアー受け（１２）（１３）が取着されている
。

太陽歯車（４）側のキャリアー受け（１２）は、太陽歯
車（４）の回転駆動軸を通す孔を中心部に有し、かつ周
縁部に全周に亘る立ち上がり状の屈曲部（１２ａ）を有
する円板材によるもので、太陽歯車（４）の下部に外嵌
状態に配置され、その下面において締結部材により太陽
歯車（４）に固着されている。この固着状態において、
前記屈曲部（１２ａ　）は、その上縁部が下部定盤（２
）の砥石（８）のワーク加工高さｈΩａよりも若干低い
位置に位置された状態で太陽歯車（４）の歯の上下方向
の下部部分と対向状に位置するものとなされている。

また一方、内歯歯車（５）側のキャリアー受け（１３）
は、内歯歯車（５）の周方向に沿うように緩やかに湾曲
成形された所定長さの断面り字状の部材によるもので、
その立ち上がり状の屈曲部（１３ａ　）を内歯歯車（５
）の歯の下部側と対向させ、水平辺部を内歯歯車（５）
の下面に対向させた状態で、該水平部を内歯歯車（５）
の下面に締結部材等により固着することで内歯歯車（５
）に取着されている。この屈曲部（１３ａ）の上縁部高
さは、前記太陽歯車（４）側のキャリアー受け（１２）
の屈曲部（１２ａ）の上縁部高さと同じ高さに設定され
ている。なお、本実施例装置（１）は、キャリアー（６
）をその公転経路上の定位置で停止させる構成となされ
ているので、図示のようにキャリアー（６）の停止位置
に対応する所定長さ部分においてのみこのキャリアー受
け（１３）を設けたものとしているが、太陽歯車（４）
側のキャリアー受け（１２）と同様に、内歯歯車（５）
の全周に亘って設けるものとしてもよい。

一方、目立て部材（７）は、上下両定盤（２）（３）の
側方位置に配置され、シリンダー装置により該側方位置
から上下両定盤（２）（’３）ひいては上下の砥石（８
）（９）の回転中心部に向けて半径線方向に水平進退作
動されるものとなされている。

この目立て部材（７）は、エアーシリンダーのシリンダ
ーロッド（１５）の先端に取り付けらたバイト保持用ブ
ロック（１Ｂ）と、該ブロック（１６）に上下方向に向
けられて上下突出状態に取り付けられた目立て用バイト
（１４）によるものである。

次に、上記研磨装置（１）の作動を装置の制御方法と併
せて説明する。

まず、第５図に示されるように、下方の第１基準位置ｈ
Ω１で待機されている下部定盤（２）が、その砥石（８
）の上面を太陽、内歯の両歯車（４）（５）間の環状ス
ペース内のワーク加工位置ｈΩａに位置させるように距
離ｈρＷだけ上昇作゛動される。その状態で、ワークキ
ャリアー（６）が、太陽歯車（４）と内歯歯車（５）と
の間の周方向所定の位置、即ち内歯歯車（５）側のキャ
リアー受け（１３）の配置位置に対応する位置に、所定
の方向に向けられて噛合状態に配置される。

そして、パターン化された動作を行う図示しないワーク
ローデング装置が作動され、磁気ディスク用基板（Ａ）
がキャリアー（６）のワーク保持部（ｌＯ）に配置され
る。

基板配置完了後、上方の第１基準位置ｈｕ１で待機され
ていた上部定盤（３）がその砥石（９）の下面をワーク
加工位置ｈｕａに位置させるように距離ｈｕｗだけ下降
作動され、かつ図示しない加圧装置により基板（Ａ）が
上下の砥石（８）（９）で加圧状態にされる。

そして、その状態で太陽歯車（４）が回転駆動されるこ
とによりキャリアー（６）が自転・公転され、また同時
に上下の定盤（２）（３）も回転駆動されて、磁気ディ
スク用基板（Ａ）が上下の砥石（８）（９）に対して摺
動されて研磨される。そして、太陽歯車（４）は、予め
入力されていた回数（４の整数倍数回）回転作動された
時点で停止される。その停止状態で、キャリアー（６）
は太陽歯車（４）の回転開始時点における位置、即ち内
歯歯車（５）側のキャリアー受け（Ｉ３）の配置位置に
対応する位置に復帰した状態となっており、かつワーク
保持孔（６０）の周方向位置も回転開始時の位置に復帰
した状態となっている。

そして、上部定盤（３）が第１基準位置ｈｕ１に上昇作
動され、キャリアー（６）の保持孔（１０）内の基板（
Ａ）が、パターン動作を行う図示しないワークアンロー
デング装置によって取り出される。

その後、前記ワークローデング装置が再び作動され、磁
気ディスク用基板（Ａ）がキャリアー（６）のワーク保
持孔（１０）内に配置され、上部定盤（３）が第１基準
位置ｈｕ１から同じく距離ｈｕｗだけ下降作動され、太
陽歯車（４）が回転駆動されるという上記同様の動作が
行われて、基板（Ａ）の研磨加工が繰り返される。

そして、この研磨加工を繰返し行っていくうち、上下の
砥石（８）（９）に目つまり、目つぶれを生じて砥石（
８）に目立てを行う必要を生じた場合には、上下の定盤
（２）（３）に次のような高さ制御がなされる。

即ち、上部定盤（３）が第１基準位置ｈｕ１に上昇復帰
されかつ基板（Ａ）が装置（１）から取り出された状態
において、下部定盤（２）が、研磨加工位置ｈＱａから
目立て処理位置ｈρｂのα（αニドレス厚さ）だけ上方
の位置に移行される。また、上部定盤（３）が下降作動
されて、その砥石（９）の下面が目立て処理位置ｈｕｂ
のα（αニドレス厚さ）だけ下方の位置に移行される。

なお、その状態では、ワークキャリアー（６）は予め目
立て部材（７）の進退移動経路上に位置しないような状
態で停止されている。そしてその状態において、上下の
定盤（２）（３）が回転駆動され、目立て部材（７）が
定盤（２）（３）の側方位置から定盤の回転中心部に向
けて径方向内方に水平に進出作動され、バイト（１４）
が砥石（８）（９）の内周端部に達したところで今度は
砥石（８）（９）の外周端部側に向けて径方向外方に水
平に退出作動されて、両砥石（８）（９）の目立てがな
される。

そして、目立て後、下部定盤（２）が下降されて第２基
準位置ｈΩ２に位置されると共に、上部定盤（３）が上
昇されて第２基準位置ｈｕ２に位置される。これらの第
２基準位置ｈΩ２、ｈｕ２は、下部定盤（２）及び上部
定盤（３）が第１基準位置ｈΩ１、ｈｕ２に位置してい
たときの目立て処理前の砥石（８）（９）の両対向面の
高さ位置ｈΩｏ、ｈｕｇに目立て後の砥石の両対向面が
位置するような高さ位置に設定される。そして、下部定
盤（２）がその第２基準位置ｈΩ２から前記と同じく距
離ｈΩＷだけ上昇されて砥石（８）の上面がワーク加工
位置ｈｆｌａに位置され、かつ基板配置後上部定盤（３
）が第２基準位置ｈｕ２から前記と同じく距離ｈｕｗだ
け下降されて砥石（９）の下面がワーク加工位置ｈｕａ
に位置されて、基板（Ａ）の研磨加工が再開される。

そして、上記のように目立て後に下部定盤（２）が目立
て処理位置ｈρｂから第２基準位置ｈΩ２に下降されて
いく過程で、砥石（８）の上面に載置状態にあるキャリ
アー（６）がその周縁部においてキャリアー受け（１２
）　　（１３）の屈曲部（１２ａ　）　　（１３ａ　）
の上縁部に当接しこれに支承される。支承後は、第３図
及び第４図に示されるように、キャリアー（６）は太陽
、内歯の両歯車（４）（５）との噛台状懇において該受
け（１２）　　（１３）に保持され、下部定盤（２）だ
けが下方に移行していく。

そして、前述のように、下部定盤（２）が第２基準位置
ｈΩ２に達し、そこから、距離ｈρＷだけ上昇されてい
く過程において、その砥石（８）の上面がキャリアー受
け（１２）　　（１３）の屈曲部（１２ａ　）　　（１
３ａ　）の上縁部位置を越えて上方に移行するようにな
ると、キャリアー（６）は、該砥石（８）の上面で支承
され、キ・ヤリアー受け（１２）　　（Ｌ（）から離間
される。

このように、本発明によれば、下部定盤（２）の砥石（
８）が、太陽、内歯の両歯車（４）（５）間のスペース
内の位置と該スペースの下方位置との間で昇降作動され
る場合でも、キャリアー（６）を太陽、内歯の両歯車（
４）（５）に常時噛合させた状態に保持することができ
、下部定盤（２）の昇降作動に伴う作業者によるキャリ
アー（６）の取外し、取付は作業を不要なものにし、研
磨加工の自動化に寄与することができる。

また、上記実施例のように、本発明を、キャリアー（６
）のワーク保持部（１０）を定位置で停止させる構成、
即ち太陽歯車（４）、内歯歯車（５）及びキャリアー（
６）相互の歯数比を特定の比率に設定し、かつ太陽歯車
（４）の回転回数を所定の態様に制御した構成の研磨装
置に適用することにより、キャリアー（６）の取外し、
取付けに伴う太陽歯車（４）、内歯歯車（５）及びキャ
リアー（６）相互間の噛合位置関係の狂いの発生を回避
でき、そのため下部定盤（２）の上記昇降作動の前後に
おいてキャリアー（６）の保持部（１０）の位置に誤差
を生じるのを防止できて、基板（Ａ）のローディング、
アンローディングの自動化を更に効果的に達成すること
ができる。

なお、キャリアー受けとしては、上記実施例装置におけ
るものの他、第６図（イ）（ロ）に示されるように、太
陽、内歯の両歯車（４）（５）の歯部間に、キャリアー
受は用のピン（２０）を複数個、周方向に列状に植設し
、該ピン（２０）の上縁部にてキャリアー（６）の周縁
部下面を支承しうるように構成したものが採用されても
よい。

また、この発明の研磨装置における研磨加工部材の昇降
作動は、上記実施例における下部定盤（２）の昇降作動
目的、即ち、砥石（８）の目立てに伴う下部定盤（２）
の高さ位置の調整を目的とするものでなくとも、例えば
砥石の交換等の目的においてなされる場合をも含む。即
ち、本発明は、何等かの理由において下部定盤が昇降作
動されるように構成されている研磨装置に広く適用され
るものである。

発明の効果 上述の次第で、この発明の研磨装置は、太陽歯車及び内
歯歯車のそれぞれに、研磨加工部材が太陽、内歯の両歯
車間の環状スペースの下方位置に移行された際にキャリ
アーを太陽、内歯の両歯車に噛合させた状態で下方から
受けるキャリアー受けが、前記研磨加工部材の昇降を妨
げない態様において前記スペース側に突出した状態に設
けられているから、研磨加工部材が、前記スペース内の
位置と該スペースの下方位置との間で昇降作動される場
合でもキャリアーを太陽、内歯の両歯車に常時噛合させ
た状態に保持することができ、従って作業者１こ負担を
かけることなく研磨加工部材に昇降作動を行わせること
ができる。特に研磨加工の自動化を図ろうとする場合に
それに大きく貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の研磨装置の一実施例を
示すもので、第１図は研磨装置の垂直断面図、第２図は
第１図の■−■線矢視図、第３図はキャリアーがキャリ
アー受けに支承された状態を示す研磨装置の垂直断面図
、第４図は同状態を拡大して示す斜視図、第５図は上下
定盤の昇降作動態様を説明する装置の垂直断面図である
。第６図はこの発明の他の実施例を示すもので、同図（
イ）は装置の要部垂直断面図同図（ロ）は図（イ）のＶ
ｌ−ＶＩ線矢視図である。 第７図は従来の研磨装置を示す斜視図である。 （４）・・・太陽歯車、（５）・・・内歯歯車、（６）
・・・ワークキャリアー　（８）・・・砥石（研磨加工
部材）、（１）・・・研磨装置、（１２）　　（１３）
　　（２０）・・・キャリアー受け、（Ａ）・・・磁気
ディスク用アルミニウム基板（ワーク）。 以上 第１ 図 第２図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽歯車の同心外方部に環状のスペースをおいて内歯歯
   車が配置されると共に、該環状スペース内に太陽、内歯
   の両歯車と噛合状態に外歯歯車状のワークキャリアーが
   配置され、かつ前記環状スペース内の位置と該スペース
   の下方位置との間で昇降される砥石等による環盤状の研
   磨加工部材が具備された研磨装置であって、前記太陽歯
   車及び内歯歯車のそれぞれに、前記研磨加工部材が前記
   環状スペースの下方位置に移行された際にキャリアーを
   太陽、内歯の両歯車に噛合させた状態で下方から受ける
   キャリアー受けが、前記研磨加工部材の昇降を妨げない
   態様において前記スペース側に突出した状態に設けられ
   てなることを特徴とする研磨装置。