JPH07121504B2 - ラッピング装置、およびラッピング装置の作製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部に被加工物、たと
えば水晶振動子あるいはＬＳＩ等に組み込まれる微小部
品等、を挿入する透孔と、外周部に形成された歯車とか
らなるラッピングキャリアを、研磨剤を流入させながら
定盤上で自転させながら公転させることによって、前記
被加工物を研磨するラッピング装置、およびラッピング
装置の作製方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、水晶振動子あるいはＬＳＩ等
に組み込まれる微小部品（以下、本明細書において単に
「被加工物」と記載する）の厚さは、百分の一ミリない
し千分の一ミリ単位の寸法精度が要求されるようになっ
てきた。このような精度の高い研磨を行う研磨装置に
は、ラッピングキャリアを使用して被加工物を研磨する
ラッピング装置がある。

【０００３】図５は従来例におけるラッピング装置を説
明するための上面図である。図６は従来例におけるラッ
ピング装置のインターナルギアおよびアウターギアを説
明するための図である。なお、本明細書において、イン
ターナルギアとは、ラッピング装置の内側に存在し、外
方に突出した歯を有するものをいう。また、本明細書に
おいて、アウターギアとは、ラッピング装置の外側に存
在し、内方に突出した歯を有するものをいう。図５にお
いて、ラッピングキャリアは、たとえば符号１なしい
１″で３個が示されており、その内の１個のラッピング
キャリア１″に、図示されていない被加工物を挿入する
複数の透孔４が形成されている。また、ラッピングキャ
リア１ないし１″の周囲には、歯車５が形成され、この
歯車５を二点鎖線によって表している。

【０００４】インターナルギア２０は、その外周にラッ
ピングキャリア１ないし１″の歯車５と噛み合うギアが
形成されており、後述の駆動軸によって回転させられ
る。また、アウターギア３０は、その内周にラッピング
キャリア１ないし１″の歯車５と噛み合うギアが形成さ
れている。また、アウターギア３０は、インターナルギ
ア２０と協動して、ラッピングキャリア１ないし１″を
自転させると共に、インターナルギア２０の周りを公転
させる。図示されていない被加工物は、ラッピングキャ
リア１ないし１″の透孔４に挿入されると、この透孔４
を介して定盤７０上に載置される。そして、被加工物
は、その上に研磨剤がかけられると共に、ラッピング装
置の中に入る図示されていない内蓋が乗せられる。

【０００５】そして、インターナルギア２０の直径は、
構造上当然のことながら、アウターギア３０やラッピン
グキャリア１ないし１″より遙かに小さい。したがっ
て、インターナルギア２０は、ラッピングキャリア１な
いし１″およびアウターギア３０と比較して、早い回転
とギアどうしのより長い接触時間とによって、磨耗が激
しい。そのため、インターナルギア２０は、図６に示す
ように、駆動軸６０に形成されたインターナルギア固定
部６２にナット６３で交換可能に取り付けられている。
さらに、インターナルギア２０およびアウターギア３０
とは、ラッピングキャリア１ないし１″の厚さと比較し
て数倍ないし１０数倍の厚さを有するようにしてある。
また、図示されていない駆動機構は、駆動軸６０を所望
の速度で回転させると共に、定盤７０を上下方向に移動
させる。なお、アウターギア３０は、たとえばラッピン
グ装置のハウジング８０に取り付けられている。

【０００６】ラッピングキャリア１ないし１″は、薄い
板からなるため、簡単にプレス加工を行なうことができ
る。しかし、インターナルギア２０は、ラッピングキャ
リア１ないし１″との噛み合いにより磨耗が激しい。イ
ンターナルギア２０が磨耗して、溝ができた場合、ラッ
ピングキャリア１ないし１″は、その溝に落ち込み、正
規の回転を狂わすことがある。ラッピングキャリア１な
いし１″が正規の回転からずれたり、あるいは浮いてめ
くり上がったりする場合には、被加工物が規定の精度で
研磨されない。

【０００７】この欠点を除去するために、定盤７０を図
示されていない駆動機構によって上下動させることによ
って、ラッピングキャリア１ないし１″は、インターナ
ルギア２０およびアウターギア３０との接触位置を変化
させることができる。たとえば、ラッピングキャリア１
ないし１″とインターナルギア２０との接触する部分が
磨耗する前に、定盤７０を上昇させると、ラッピングキ
ャリア１ないし１″は、常に磨耗されていないインター
ナルギア２０と、アウターギア３０とによって所望通り
に回転する。すなわち、定盤７０を上方に移動すること
によって、インターナルギア２０の磨耗部分とラッピン
グキャリア１ないし１″とが噛み合わないようにして、
駆動軸６０の回転をラッピングキャリア１ないし１″に
正しく伝達する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】最近では、電子部品等
の小型化が進み、被加工物も０．１ｍｍを切る厚さのも
のが増えて来た。そのため、当然のことながら、ラッピ
ングキャリアの厚さも、０．１ｍｍ以下のものを使用し
なければならない。しかし、ラッピングキャリアは、厚
さが薄くなると、それ自体の剛性が小さくなり、動力ギ
アから与えられる回転力をスムーズに受けられない。そ
のため、ラッピングキャリアは、その歯先が動力ギアか
ら逃げてしまい、それ自体が変形し、破壊されるばかり
でなく、被加工物をも破壊する。したがって、このよう
な薄いラッピングキャリアは、被加工物の精密な加工を
困難とする。そこで、従来、薄い被加工物を加工するに
は、小さい直径のラッピングキャリアを使用するしか方
法が無かった。

【０００９】一方、インターナルギア２０が磨耗した場
合には、磨耗量が僅かな内に、定盤７０を図示されてい
ない機構によって上方向に移動させ、磨耗していない部
分のギアによって、ラッピングキャリア１ないし１″に
回転を与える。しかし、インターナルギア２０によって
回転されているラッピングキャリア１ないし１″は、イ
ンターナルギア２０に磨耗された僅かな溝があっても、
その中に落ち込み易い。たとえば、ラッピングキャリア
１ないし１″は、定盤７０と同じ水平面において、イン
ターナルギア２０によって駆動されている場合、正常に
駆動されるが、近傍に磨耗した僅かな溝があると、その
中に落ち込み、めくり上がったりして、平坦な状態を保
てず、破壊されてしまう。

【００１０】上記欠点を除去するために、インターナル
ギア２０は、その材質および焼入れ等を工夫していた。
また、一枚のラッピングキャリア１からできるだけ多く
の被加工物を同時研磨したいため、ラッピング装置は、
大型化の傾向にある。ラッピング装置は、大型になる
と、そのアウターギア３０も当然大きくなり、加工装置
の大型のものを必要とするため、非常に高価となること
が避けられなかった。以上のように、ラッピング装置
は、前記インターナルギア２０の材質および加工、イン
ターナルギア２０の上下動機構、およびアウターギア３
０の加工等が高価であるため、安価にすることが困難で
あった。

【００１１】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、板状のアウターギアおよびアウターギア側
ガイドを複数個に分割することで、安価であると共に、
ラッピングキャリアが回転中に浮き上がったりすること
のないラッピング装置を提供することを目的とする。 ま
た、本発明は、ラッピングキャリア、インターナルギ
ア、アウターギア、およびこれらのガイドを板状部材か
ら打ち抜き加工によってラッピング装置を安価に作製す
るためのラッピング装置の作製方法を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（第１発明） ラッピング装置は、内部に被加工物を挿入する透孔（図
１の４）と、外周部に成形された歯車（図３の５）とか
らなるラッピングキャリア（図１および図２の１、
１′、１″）を、研磨剤を流入させながら定盤（図１お
よび図２の７）上で自転と公転とを行なわせて、被加工
物を研磨するもので、駆動軸（図２の６２）の回転によ
ってラッピングキャリア（１、１′、１″）を回転させ
る板状インターナルギア（図１および図２の２）と、前
記駆動軸（６２）に前記板状インターナルギア（２）と
同心的に固定され、ラッピングキャリア（１、１′、
１″）の歯車（５）との噛み合いを案内する板状インタ
ーナルギア側ガイド（図２の２１、２２）と、前記板状
インターナルギア（２）と共動してラッピングキャリア
（１、１′、１″）を自転させながら公転させると共
に、複数個から構成された板状アウターギア（図１およ
び図２の３）と、当該板状アウターギア（３）と同心的
で、前記ラッピングキャリア（１、１′、１″）の歯車
（５）と板状アウターギア（３）との噛み合いを案内す
ると共に、複数個から構成された板状アウターギア側ガ
イド（図２の３１、３２）とから構成される。

【００１３】

【００１４】（第２発明） ラッピング装置の作製方法は、ラッピング装置における
インターナルギア（２）、インターナルギア側ガイド
（２１、２２）、アウターギア（３）、およびアウター
ギア側ガイド（３１、３２）を板状部材から打ち抜き加
工によって成形する。

【００１５】

【作 用】本出願人は、歯車を切削加工で得るため高
価になるインターナルギアおよびアウターギアをラッピ
ングキャリアと同様に板状部材から打ち抜き加工を行な
うことで、消耗品として扱えることに着目した。 ま
た、本出願人は、薄膜化の傾向にあるラッピングキャリ
アが浮いたりしないようにインターナルギアおよびアウ
ターギアを挟むガイドを設けると共に、径の大型化傾向
にあるラッピング装置のアウターギアおよびアウターギ
ア側ガイドを分割することにより、板状部材から打ち抜
く金型が安価になることに着目した。

【００１６】（第１発明） すなわち、本発明のラッピング装置に使用するラッピン
グキャリアは、インターナルギアおよびアウターギア部
分を板状部材のように薄型にしても、これらのギアが噛
み合っている部分を挟む板状部材からなるインターナル
ギア側ガイドおよびアウターギア側ガイドを設けている
ため、インターナルギアおよびアウターギアから外れて
浮き上がったりすることがない。本発明のラッピング装
置は、ラッピングキャリア、インターナルギア、アウタ
ーギア、およびガイドに板状部材を使用するため、これ
らの厚さを任意に選択することによって、被加工物を所
望の厚さに研磨することができる。また、本発明のラッ
ピング装置に使用する板状アウターギアおよび板状アウ
ターギア側ガイドは、分割してラッピング装置のハウジ
ング等に取り付けるようにしたため、ラッピング装置が
大型になっても、打ち抜きという簡単な加工と安価な金
型を使用することができる。 さらに、加工が簡単な板状
アウターギアおよび板状アウターギア側ガイドは、消耗
品として、磨耗する前に早めに交換することによって、
被加工物の正確な研磨を可能とした。

【００１７】

【００１８】（第２発明） インターナルギア、インターナルギア側ガイド、アウタ
ーギア、およびアウターギア側ガイドは、いずれも板状
部材を打ち抜き加工によってラッピングキャリアと同様
に、大量生産が可能である。また、これらは、被加工物
の薄膜化に対応した薄型のものを作り、消耗品として、
常に新しいものと交換できるため、被加工物が正確に研
磨される。また、インターナルギア、インターナルギア
側ガイド、アウターギア、およびアウターギア側ガイド
は、既成板状部材の板厚の種類だけ作製できるので、被
加工物の厚さに対応し易い。

【００１９】

【実 施 例】図１は本発明の一実施例であるラッピン
グ装置を説明するための上面図である。図２は図１のＡ
−Ａ′断面図である。図３はラッピングキャリアを説明
するための図である。図４（イ）ないし（ハ）は本発明
の一実施例である４分割した場合のアウターギアおよび
アウターギア側ガイドを説明するための図である。図１
および図２において、ラッピングキャリア１および１′
には、図示されていない被加工物を挿入する透孔４が設
けられている。ラッピングキャリア１ないし１″は、図
３に示すように、たとえば珪素鋼板からなる薄板で、図
示のごとく、被加工物を挿入する透孔４と外周に設けら
れた歯車５とが形成されるように、たとえばプレス金型
によって打ち抜かれる。

【００２０】インターナルギア２は、外周にラッピング
キャリア１ないし１″の歯車５と噛み合って、ラッピン
グキャリア１ないし１″を回転駆動させるためのギアお
よび後述の駆動軸６に形成されたインターナルギア固定
部６２に固定する開口２′とが形成されるように、たと
えばプレス金型によって打ち抜かれる。また、インター
ナルギア側上部ガイド２１は、ラッピングキャリア１な
いし１″が回転駆動されている間に浮き上がったりしな
いように、インターナルギア２の直径より大きめで、中
心に前記インターナルギア固定部６２に固定する開口２
１′が形成されるように、たとえばプレス金型によって
打ち抜かれる。同様にインターナルギア側下部ガイド２
２は、ラッピングキャリア１ないし１″が回転駆動され
ている間に前記インターナルギア側上部ガイド２１と共
に、浮き上がったりしないように、インターナルギア２
の直径より大きめで、中心に前記インターナルギア固定
部６２に固定する開口２２′が形成されるように、たと
えばプレス金型によって打ち抜かれる。

【００２１】さらに、駆動軸６は、たとえばギアードモ
ータ６４等と結合して回転駆動される。また、駆動軸６
には、鍔部６１とインターナルギア固定部６２とが形成
されている。そして、インターナルギア側下部ガイド２
２、インターナルギア２、インターナルギア側上部ガイ
ド２１は、前記駆動軸６のインターナルギア固定部６２
に、図示されているような順序で挿入された後、ナット
２４によって締め付けられる。

【００２２】一方、アウターギア３は、ラッピング装置
の基台８と一体あるいは別体に形成されている、たとえ
ばハウジング８１の外周部に、たとえばネジ３３、３
３′によって固定される。また、アウターギア３は、た
とえば図１に示すように、４分割されると共に、その内
周にラッピングキャリア１ないし１″の歯車５と噛み合
う内歯、および図４に示すような固定孔３５（図４
（ロ）参照）が形成されるように、たとえばプレス金型
によって打ち抜かれる。

【００２３】さらに、アウターギア側上部ガイド３１お
よびアウターギア側下部ガイド３２は、ラッピングキャ
リア１ないし１″が浮き上がったりしないようにするた
めに、アウターギア３より大きい直径とし、前記アウタ
ーギア３の固定孔３５と同軸になる固定孔３４（図４
（イ）参照）および３６（図４（ハ）参照）のように、
たとえばプレス金型によって打ち抜かれる。そして、分
割されたアウターギア３、アウターギア側上部ガイド３
１とアウターギア側下部ガイド３２は、前記ハウジング
８１の外周部上に載置された後、その固定孔３４、３
５、３６を同軸にして、図示されていないハウジング８
１の孔にネジ３３、３３′によって固定される。そし
て、分割されたアウターギア３、アウターギア側上部ガ
イド３１とアウターギア側下部ガイド３２がラッピング
装置を一周するように接続される。

【００２４】図４（イ）ないし（ハ）において、アウタ
ーギア側上部ガイド３１とアウターギア側下部ガイド３
２、およびアウターギア３は、４分割された場合の一例
を示す。ラッピング装置は、いくら大型になっても、ア
ウターギア側上下部ガイド３１、３２、およびアウター
ギア３を細かく分割することで、打ち抜きおよび製作が
簡単になる。なお、アウターギア側上部ガイド３１とア
ウターギア側下部ガイド３２とは、互いに互換性があ
り、全く同じ金型によって作ることができる。

【００２５】以上のような構成のラッピング装置は、図
２に示す駆動機構６４によって、駆動軸６が回転駆動さ
れると、インターナルギア２が回転する。そして、イン
ターナルギア２の回転は、ラッピングキャリア１ないし
１″に伝達されると共に、アウターギア３との協動によ
って、ラッピングキャリア１ないし１″をインターナル
ギア２の周りに自転しながら公転させる。ラッピングキ
ャリア１ないし１″の透孔４には、図示されていない被
加工物が挿入されると共に、被加工物の上に研磨剤をか
け、ラッピング装置の中に入る図示されていない内蓋を
乗せる。そして、被加工物は、被加工物の性質、研磨剤
の種類、蓋の重さ、および研磨時間等によって所望の厚
さが得られる。また、ラッピングキャリア１ないし１″
の厚さは、被加工物の厚さよりも薄く、その差は少ない
程正確に制御される。

【００２６】以上、本実施例を詳述したが、前記本実施
例に限定されるものではない。そして、特許請求の範囲
に記載された本発明を逸脱することがなければ、種々の
設計変更を行うことが可能である。たとえば、ラッピン
グキャリアの素材は、珪素鋼板以外にアルミニウム、塩
化ビニール、あるいは炭素繊維を基材にして樹脂を含浸
されたクロス等によっても実現できる。ラッピング装置
に設けるラッピングキャリアの数、あるいは当該ラッピ
ングキャリアに形成する被加工物を挿入する透孔の数等
は任意である。また、ラッピングキャリア、インターナ
ルギアおよびアウターギアに形成した歯車は、必ずしも
インボリュウト曲線である必要がなく、その角を取った
ものでも良い。このように、ラッピングキャリアにおけ
るギアの角を取って丸みを付けることによって、インタ
ーナルギアおよびアウターギアのギア部分の磨耗を減ら
すことができる。さらに、インターナルギア側ガイドお
よびアウターギア側ガイドは、実施例において、上下が
同じ直径に形成されているが、両ガイドの上部側を大き
くした方が効果がある。このようにしても、各ガイドお
よびラッピングキャリアは、薄いため、ナットやネジを
外すことなく、これらを曲げてラッピング装置に装着す
ることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ラッピングキャリア
は、板状インターナルギアおよび板状アウターギア部分
を薄型にしても、板状インターナルギア側ガイドおよび
板状アウターギア側ガイドとの間に挟まれながら回転し
て、浮き上がったりしないため、被加工物を所望の厚さ
に研磨できる。本発明によれば、板状アウターギアおよ
び板状アウターギア側ガイドは、分割してラッピング装
置のハウジング等に取り付けるようにしたため、ラッピ
ング装置が大型になっても、加工がプレス金型等によっ
て、簡単に量産できる。したがって、板状アウターギア
および板状アウターギア側ガイドは、安価な消耗品とし
て、磨耗する前に早めに交換することによって、被加工
物を正確に研磨することができる。本発明によれば、イ
ンターナルギア、インターナルギア側ガイド、アウター
ギア、およびアウターギア側ガイドは、いずれも板材を
打ち抜き加工によってラッピングキャリアと同様に、大
量生産が可能であると同時に、たとえば規格化された鋼
板の数に対応するだけの種類のものを簡単に製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例であるラッピング装置を説
明するための上面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ′断面図である。

【図３】 ラッピングキャリアを説明するための図であ
る。

【図４】 （イ）ないし（ハ）は本発明の一実施例であ
る４分割した場合のアウターギアおよびアウターギア側
ガイドを説明するための図である。

【図５】 従来例におけるラッピング装置を説明するた
めの上面図である。

【図６】 従来例におけるラッピング装置のインターナ
ルギアおよびアウターギアを説明するための図である。

【符号の説明】

１ないし１″・・・ラッピングキャリア ２・・・インターナルギア ２′・・・開口 ２１・・・インターナルギア側上部ガイド ２２・・・インターナルギア側下部ガイド ３・・・アウターギア ３１・・・アウターギア側上部ガイド ３２・・・アウターギア側下部ガイド ３４、３４′・・・ネジ ４・・・透孔 ５・・・歯車 ６・・・駆動軸 ６１・・・鍔部 ６２・・・インターナルギア固定部 ６３・・・ナット ６４・・・駆動機構 ７・・・定盤 ８・・・基台 ８１・・・ハウジング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に被加工物を挿入する透孔と、外周
   部に成形された歯車とからなるラッピングキャリアを、
   研磨剤を流入させながら定盤上で自転と公転とを行なわ
   せて、被加工物を研磨するラッピング装置において、 駆動軸の回転によってラッピングキャリアを回転させる
   板状インターナルギアと、 前記駆動軸に前記板状インターナルギアと同心的に固定
   され、ラッピングキャリアの歯車との噛み合いを案内す
   る板状インターナルギア側ガイドと、 前記板状インターナルギアと共動してラッピングキャリ
   アを自転させながら公転させると共に、複数個から構成
   された板状アウターギアと、 当該板状アウターギアと同心的で、前記ラッピングキャ
   リアの歯車と板状アウターギアとの噛み合いを案内する
   と共に、複数個から構成された板状アウターギア側ガイ
   ドと、 を備えたことを特徴とするラッピング装置。
2. 【請求項２】 ラッピング装置におけるインターナルギ
   ア、インターナルギア側ガイド、アウターギア、および
   アウターギア側ガイドは、板状部材から打ち抜き加工に
   よって成形されることを特徴とする請求項１記載のラッ
   ピング装置の作製方法。