JPH04261768A - 両面ラップ加工装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂、繊維強化樹脂、セ
ラミックなどの各材料からなる加工物の対向する二つの
面を研磨加工するラップ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に部品の表面を研磨加工するために
使用されるラップ加工装置は、上位定盤と、下位定盤と
、上位定盤と下位定盤との間に設けられ加工物を保持す
る孔を有する保持部材とを備え、上位定盤と下位定盤と
保持部材とに相対的な回転運動を与えて定盤に設けた砥
石で加工物を研磨加工する装置である。ここで、上位定
盤の下面と下位定盤の上面に夫々砥石を設けて加工物の
対向する一対の面を同時に加工するものが両面ラップ加
工装置であり、一方の定盤のみに砥石面を設けて加工物
の対向する一対の面の一方のみを加工するものが片面ラ
ップ加工装置である。

【０００３】ところで、最近一対の面を有する加工物に
おいて、各面が異なる表面粗さを要求されることがある
。例えば、電子装置に使用されるセラミック部品におい
て一方の面は高い精度の表面粗さが要求され、他方の面
は他の部品と接着材を用いて接着するために粗い表面粗
さが要求されることがある。このように表面粗さが異な
る一対の面を有する加工物の表面をラップ加工装置で加
工する場合には、次に述べる方法が提案されている。

【０００４】第一の加工方法は、両面ラップ加工装置で
加工物の一対の面を粗い表面粗さに加工し、次に片面ラ
ップ加工装置で高い精度を要求されている面をその表面
粗さで加工する方法である。第二の加工方法は、片面ラ
ップ加工装置で加工物の一方の面を加工し、次いで片面
ラップ加工装置で加工物の他方の面を加工する方法であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の加工方法には次に述べる問題がある。

【０００６】第一の加工方法は、加工物の両面をラップ
加工した後、一方の面を加工するので、２回の加工工程
が必要である。第二の加工方法は、加工物の各面を個別
にラップ加工するために、同じく２回の加工工程が必要
である。

【０００７】また、第一および第二の加工方法は、いず
れも２回目の工程で加工物を片面ラップ加工装置で加工
するが、この時加工物の加工を必要しない面をラップ加
工装置の上位定盤または下位定盤の一方に接着し、加工
を必要とする面を他の定盤で加工する必要がある。この
時、加工物の定盤に接着した一方の面と、加工した他方
の面との間で平行度が低下することがある。すなわち、
上位定盤と下位定盤との平行度の誤差、加工物と定盤と
の間に介在する接着剤の厚みのばらつきなどが影響して
、加工物が定盤に垂直に位置せず、両方の加工面の平行
度が低下することがある。

【０００８】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、表面粗さが異なる一対の面を有する加工物の該面を
一回の加工工程でラップ加工できる両面ラップ加工装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段と作用】本発明の発明者は
、互いに対向して表面粗さが異なる一対の面を有する加
工物の該面をラップ加工する装置について研究を重ねて
きたが、この結果次のことがわかった。

【００１０】従来の加工技術は、ラップ加工装置で加工
物を２回の加工工程で加工するために加工工程数が多く
、また２回目の加工工程で片面加工を行うために一対の
面の平行度が悪いという問題を踏まえて、両面ラップ加
工装置を用いて１回の加工工程で加工物の一対の面を加
工することについて研究を重ねた。

【００１１】この結果、両面ラップ加工装置において、
上位定盤に粒度が細かい砥石を配置し、粒度が粗い砥石
を下位定盤に配置することにより、互いに対向して表面
粗さが異なる一対の面を有する加工物の該面を同時に加
工できることを見出した。

【００１２】上位定盤に粒度が細かい砥石を配置し、粒
度が粗い砥石を下位定盤に配置する理由は、粒度の細か
い上位定盤の砥石から剥がれた砥粒や削りかすが流れ出
て下位定盤に達しても、表面粗さの粗い加工物の面には
影響をおよぼさないからである。

【００１３】本発明の両面ラップ加工装置は、下面に砥
石を有する上位定盤と、上面に砥石を有する下位定盤と
、前記上位定盤と前記下位定盤との間に設けられ加工物
を保持する孔を有する保持部材とを備え、前記上位定盤
と前記下位定盤と前記保持部材との間で相対的な回転運
動を与えて前記加工物の対向する面を前記上位定盤の砥
石と前記下位定盤の砥石で研磨加工する装置において、
前記上位定盤の砥石の粒度が前記下位定盤の砥石の粒度
よりも細かいことを特徴とするものである。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。 本発明の両面ラップ加工装置の一実施例について図１お
よび図２を参照して説明する。

【００１５】図中１は上位定盤、２は下位定盤、これら
両方の定盤１、２は上下に相対して水平に配置されてい
る。上位定盤１は定盤型をなす定盤本体１ａ　の下面部
に砥石１ｂ　を埋設したものである。下位定盤２は定盤
型をなす定盤本体２ａ　の上面部に砥石２ｂ　を埋設し
たものである。上位定盤１に設けた砥石１ｂ　は下位定
盤２に設けた砥石２ｂ　に比較して粒度の細かいものを
用いる。上位定盤１に設けてある砥石１ｂ　の粒度と下
位定盤２に設けた砥石２ｂ　の粒度の大きさは、ラップ
加工する加工物の加工面の表面粗さに応じて設定する。

【００１６】上位定盤１は垂直な保持軸３に取り付けら
れ、下位定盤２は垂直な保持軸４に取付けられている。 これら保持軸３、４は図示しない回転装置により回転さ
れ、また上位定盤１を取付けた保持軸３は図示しない上
下移動装置により上下移動される。

【００１７】また、上位定盤１と下位定盤２との間には
、これらと平行に円盤型をなす加工物の保持部材５が配
置されている。この保持部材５は加工物を保持する複数
の孔６が形状中心を中心として所定半径をもって描かれ
る２個の円に位置して等間隔存して形成されている。 これは定盤の広い範囲で加工物を保持して各定盤の砥石
を全面にわたり均一に摩耗させるためである。また外周
縁部には歯部５ａ　が形成されている。保持部材５は図
示しない部材に回転自在に水平に支承されており、歯部
５ａ　には駆動歯車７が噛合している。駆動歯車７は図
示しない回転装置による回転される。このように構成さ
れた両面ラップ加工装置の作用について説明する。加工
物Ｓは互いに対向する一対の面を有するものである。

【００１８】上位定盤１と下位定盤２との間の間隙を拡
大して、保持部材５の各孔６に加工物Ｓを挿入して下位
定盤２の砥石２ｂ　に上面に載せる。加工物Ｓは小さい
表面粗さを必要とする面を上側にし、大きい表面粗さを
必要とする面を下側にする。保持軸３により上位定盤１
を下方に移動して上位定盤１の砥石１ａ　の下面を加工
物Ｓの上面に接触させる。これにより加工物Ｓの小さい
表面粗さを必要とする面は上側定盤１の砥石１ｂ　に接
触し、大きい表面粗さを必要とする面は下側定盤２の砥
石２ｂ　に接触する。

【００１９】各回転装置により保持軸３、４を介して上
位定盤１と下位定盤２を互いに逆向きの方向に回転させ
る。回転装置により駆動歯車７を回転して保持部材５を
例えば上位定盤１と同じ方向に回転させる。また、それ
ぞれは回転数を異ならせて回転する。

【００２０】これにより加工物Ｓの上面は上位定盤１の
砥石１ｂ　に研摩され、下面は下位定盤２の砥石２ｂ　
に研摩される。上位定盤１の砥石１ｂの粒度は下位定盤
２の砥石２ｂ　の粒度に比較して細かいので、加工物Ｓ
の上面は下面に比較して細かい表面粗さで研摩される。 このようにして１回のラップ加工で加工物Ｓの対向する
２個の面を表面粗さを異ならせて研摩加工をできる。ま
た、加工物の一対の目の平行度の制度に低下も発生しな
い。具体例について説明する。

【００２１】縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×高さ５　ｍｍの
窒化けい素焼結体の角板を加工物として準備した。この
加工物の対向する一対の面を平行度１０ｕｍ、表面粗さ
が０．４ｕｍＲａ　と０．１ｕｍＲａに仕上るために、
図１および図２に示す両面ラップ加工装置を使用して加
工物にラップ加工を施した。

【００２２】上位定盤には平行度２０ｕｍのダイヤモン
ドを埋込んだ砥石を使用し、下位定盤には　１００ｕｍ
のダイヤモンドを埋込んだ砥石を使用した。保持部材に
は縦３５ｍｍ×横３５ｍｍ×厚さ３ｍｍ　の孔を有する
ガラスエポキシ樹脂からなる物を使用し、加工物を保持
部材に孔に挿入した。加工条件としては、上位定盤を右
前回りに１００ｒｐｍ、下位定盤は左まわりに４５ｒｐ
ｍ　、保持部材が右回りに２５ｒｐｍ　にそれぞれを回
転を設定した。また、比較例として加工物の両面を片面
ラップ加工装置でそれぞれ個別ラップ加工した。

【００２３】そして、本発明例の加工物の表面粗さと比
較例の加工物の表面粗さを測定した。この結果、本発明
の両面ラップ加工装置で加工した加工物の２個の加工面
の表面粗さは０．３２ｕｍＲａと０．０７ｕｍＲａ、平
行度は７．７ｕｍ　であった。これに対して比較例の加
工物の２個の加工面の表面粗さは０．２９ｕｍＲａと０
．０９ｕｍＲａ、平行度は１５．６ｕｍであった。比較
例の加工物の加工面は表面粗さは本発明例の加工物と大
体同じであったが、平行度は目標値を満足できなかった
。また、加工時間は比較例の加工物の加工では８時間か
かってしまったが、本発明例の加工物の加工では５時間
であって、本発明の場合は比較例の場合と比較して約３
時間短縮できた。本発明の他の実施例について図３およ
び図４について説明する。

【００２４】この実施例では、下位定盤２は保持軸４に
保持されず、台１２に載置されている。上位定盤１と下
位定盤２との間に、その形状中心を中心として描かれる
円に位置して複数の保持部材８が配置されている。これ
らの保持部材８は円リング形をなすもので、同心円上に
位置して加工物Ｓを保持する複数の孔８ａ　が形成され
、外周縁部に歯部８ｂ　が形成されている。各保持部材
８で囲まれた下位定盤２の中心には歯車９が配置され、
この歯車９は各保持部材８の外周縁部の歯部８ｂ　に噛
合している。歯車９は下位定盤２および台１２に上下方
向に形成した孔を通して設けた保持軸１０に保持されて
いる。 保持軸１０は図示しない回転装置に回転されている。各
保持部材８に周囲を囲んで図示しない円形のリング歯車
１１が設けられ、このリング歯車１１に内周部に形成さ
れた歯部には各保持部材８の外周部の歯部が噛合されて
いる。これにより各保持部材８は歯車９とリング歯車１
１に保持されている。

【００２５】各保持部材８の各孔８ａ　には夫々加工物
Ｓを保持する。回転装置により保持軸１０を介して歯車
９を回転すると、各保持部材８がリング歯車１１に支持
されて歯車９の周囲を自転しながら公転する。すなわち
、各保持部材８に保持された加工物Ｓは自転しながら公
転して、その上面および下面が上位定盤１の砥石１ｂお
よび下位定盤２の砥石２ｂにより研摩加工される。具体
的な例について説明する。

【００２６】加工物として窒化けい素焼結体からなる丸
板（直径５０ｍｍ×厚さ　１０ｍｍ　）を用意した。前
述した実施例の加工物と同じ大きさの表面粗さを得るこ
とを目標にして、本発明の両面ラップ加工装置を使用し
て加工物の両面をラップ加工した。上位定盤には平行度
２０ｕｍのダイヤモンドを埋込んだ砥石を使用し、下位
定盤には　１００ｕｍのダイヤモンドを埋込んだ砥石を
した。保持部材は直径５５ｍｍ、厚さ６ｍｍ　の孔を有
するアルミニウム合金からなるものを使用した。加工物
は保持部材の孔に挿入して加工を行った。加工条件とし
ては、上位定盤および下位定盤を固定し、保持部材を２
００ｒｐｍで自転させながら各定盤の中心に対して６０
ｒｐｍ　で公転させた。加工終了後、加工物の加工面を
測定すると、表面粗さはｏ．２６ｕｍＲａとｏ．００９
ｕｍＲａ、平行度は５．８ｕｍＲａ　であり、前述の実
施例の加工物の場合とほぼ同じであった。なお、本発明
は前述した実施例に限定されずに、種々変形して実施す
ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、表
面粗さが異なる一対の面を有する加工物の該面を一回の
加工工程でラップ加工でき、しかも加工物の一対の面の
平行度の精度が良好で精度の高いラップ加工を行える両
面ラップ加工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の両面ラップ加工装置を示す
断面図。

【図２】本発明の一実施例の両面ラップ加工装置におい
て上位定盤を除いて示す平面図。

【図３】本発明の他実施例の両面ラップ加工装置を示す
断面図。

【図４】本発明の他実施例の両面ラップ加工装置におい
て上位定盤を除いて示す平面図。

【符号の説明】

１…上位定盤、１ｂ　…砥石、２…下位定盤、２ｂ　…
砥石、５…保持部材、Ｓ…加工物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下面に砥石を有する上位定盤と、上面
   に砥石を有する下位定盤と、前記上位定盤と前記下位定
   盤との間に設けられ加工物を保持する孔を有する保持部
   材とを備え、前記上位定盤と前記下位定盤と前記保持部
   材との間で相対的な回転運動を与えて前記加工物の対向
   する面を前記上位定盤の砥石と前記下位定盤の砥石で研
   磨加工する装置において、前記上位定盤の砥石の粒度が
   前記下位定盤の砥石の粒度よりも細かいことを特徴とす
   る両面ラップ加工装置。