JPH0788758A - 研磨具の面圧均一化装置 - Google Patents

研磨具の面圧均一化装置

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JPH0788758A
JPH0788758A JP23327493A JP23327493A JPH0788758A JP H0788758 A JPH0788758 A JP H0788758A JP 23327493 A JP23327493 A JP 23327493A JP 23327493 A JP23327493 A JP 23327493A JP H0788758 A JPH0788758 A JP H0788758A
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JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
magnetic field
surface pressure
polishing
polishing tool
Prior art date
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Pending
Application number
JP23327493A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Kondo
寛 近藤
Mitsuoki Hatamoto
光興 畑本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被加工物への押圧力が所望の分布となるよう
に圧力を可変とし、押圧力や被加工物の剛性、研磨具の
硬さ等の変動に容易に対処できるようにした研磨具の面
圧均一化装置を提供することにある。 【構成】 複数の磁界発生器3,5,7と、この磁界発
生器3,5,7からの磁界を所定位置に誘導する複数の
磁路と、この磁路の端部に設けられ袋状体23に包含し
た磁性流体21と、複数の磁路端部を覆うと共に前記磁
性流体21を介して磁路端部の反対側に設けられた弱剛
性体25と、を備えてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、被加工物を研磨する
研磨具の面圧を均一化せしめる研磨具の面圧均一化装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】図3(A)に示されているように、剛体
円板101の研磨あるいはポリシングを、弾性体103
を用いて行うとき、荷重Wで剛体円板101を均等に押
圧すると、図3(A)に示されているごとく、ブシネス
ク(Boussinesq)の式で表わされるような平
均圧となる。
【0003】P(r)=W/2πa・√(a−r) 但し、W:荷重、a:剛体円板101の半径、r:剛体
円板101の中心からの距離、このため、この状態で研
磨あるいはポリシングを続行すると、図3(B)、
(C)の様に、圧力分布が均一化するにつれて剛体円板
101の方が変形する。
【0004】また、図4に示されているように、被加工
物105の剛性が低く、更に荷重Wが中心部に負荷され
るような大面積のヘッドでは、圧力分布は中心部が高く
なり、研磨形状は中凹となってしまうものである。
【0005】上述した根拠を基にして、従来技術におい
ては、変形を見込んで予め弯曲して加工した押え板を作
り、この押え板に被加工物を貼付するか、または図5に
示されているように、押し板107と被加工物109と
の間に、リング状の介在物111を入れて、図4の特性
のときの周辺部の圧力低下を防止しているものなどが知
られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のいずれもが固定方式のため、押付力や被加工物の剛
性、研磨具の硬さ等の変動には容易に対処しきれないと
いう問題があった。なお、平面の場合について説明した
が、曲面についても同様の事がいえる。
【0007】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ために、被加工物への押付力が所望の分布となるように
圧力を可変とし、押圧力や被加工物の剛性、研磨具の硬
さ等の変動に容易に対応できるようにした研磨具の面圧
均一化装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、複数の磁界発生器と、この磁界発生器
からの磁界を所定位置に誘導する複数の磁路と、この磁
路の端部に設けられ袋状体に包含した磁性流体と、複数
の磁路端部を覆うと共に前記磁性流体を介して磁路端部
の反対側に設けられた弱剛性体と、を備えて、研磨具の
面圧均一化装置を構成した。
【0009】前記研磨具の面圧均一化装置において、磁
界発生器を永久磁石とすると共に、前記磁路の一部に巻
回したコイルを設けたり、あるいは、複数の磁界発生器
をコイルとすると共に、各々のコイルに任意の電圧を負
荷したり、さらには複数の磁界発生器をコイルとし、コ
イルの全部に一定電圧を負荷するか、または各々のコイ
ルに定電圧を負荷すると共に、各コイルそれぞれに副巻
線を設け、この各副巻線に可変電圧を供給してなること
が望ましいものである。
【0010】
【作用】この発明の研磨具の面圧均一化装置を採用する
ことにより、複数の磁界発生器により発生した磁界は磁
路を経て研磨面の先端に集中し、袋状体内の磁性流体を
N−S極で強く吸引し、袋状体内で磁性流体による複数
のリング状高圧部が創成される。この創成されたリング
状高圧部の磁場(磁界の強さ)を変えることにより、凝
集圧力が変えられるから、押圧力が可変されて、面圧の
均一化が図られる。
【0011】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて詳細に説明
する。
【0012】図1を参照するに、研磨具の面圧均一化装
置1は、中心部に円柱からなる磁路としての第1コア3
を備えており、この第1コア3の外周に適宣な間隔で同
芯円筒からなる磁路としての第2コア5,第3コア7が
設けられている。第1コア3と第2コア5との間、第2
コア5と第3コア7との間にはそれぞれ磁界発生器とし
ての例えばリング状永久磁石9,11が挿入されて各コ
ア3,5,7は接続され、反対側である研磨(ポリシン
グ)側平面のコア(強磁性体)先端に交互にN、S極が
形成されるようになっている。
【0013】また、前記第1コア3,第2コア5の外周
にはそれぞれコイル13,15が巻回されていると共
に、研磨(ポリシング)側(図1において下側)の第1
コア3と第2コア5との間、第2コア5と第3コア7と
の間には平面創成のための非磁性体からなる充填物1
7,19が埋設されている。
【0014】第1,第2および第3コア3,5,7の研
磨面側(図1において下側)は、磁性流体21を内蔵し
た袋状体23で包含され、袋状体23を介し、研磨平面
の反対側はほぼ研磨平面と同等な大きさを有する非磁性
体からなる弱剛性の薄円板25が設けられている。
【0015】上記構成により、リング状永久磁石9,1
1により発生した第1,第2,第3コア3,5,7の磁
界は、研磨面側の先端に集中し、袋状体23に内蔵され
た磁性流体21をN−S極間で強く吸引し、袋状体23
内で第1コア3と第2コア5との間および第2コア5と
第3コア7との間で圧力(凝集力)の高い部分が作られ
る。
【0016】これは、コアの全周にわたるため、研磨面
側(袋状体23側)より見ると、図1では磁性流体21
による2本のリング状高圧部が創成される。すなわち、
高圧部は第1コア3と第2コア5との隙間、第2コア5
と第3コア7との隙間に集中し、かつ同心円的に放射状
方向に断続して続く。
【0017】この断続は、弱剛性の薄円板25によって
緩和される。薄円板25は、例えば、非磁性体であるス
テンレス鋼のうちSVS304等で形成され、厚さは直
径が大きくなる程、厚くする必要があるが、例えば直径
が100mmの場合には、厚さを0.5〜1.0mm程
度に定めることが好ましい。。
【0018】さらに、リング状高圧部においては、第1
コア3、第2コア5に巻回されたコイルイ13,15に
直流電圧を加えることにより、永久磁石9,11の磁界
の強さに加減した磁界を加えることができるので、その
最終的すなわち磁性流体21のリング状高圧部の磁界の
強さを変えることができる。したがって、その凝集圧力
を変えることができる。
【0019】図1の薄円板25の下部に被加工物(ある
いは研磨具としての例えば研磨布)を設け、その下方に
研磨布(あるいは被加工物)を設けると、被加工物と研
磨布(研磨布と被加工物)との間で研磨を行うとき、通
電の程度により押圧力を可変できるから、従来の不均一
圧力の均一化を容易に図ることができる。しかも、被加
工物の剛性、研磨布の硬さの変動に容易に対処できる。
【0020】図2には図1に代る他の実施例が示されて
いる。図2は固定磁界を電磁石とした場合の例で、通常
の研削盤などの電磁チャックの断面を示したものであ
る。
【0021】図2において、強磁性体からなる円板27
には同心円溝29が形成されており、この各溝29に磁
石発生器としての例えば電磁石31,33,35,3
7,39,41が埋設されている。この各コイル31,
33,35,37,39,41の下部には対向させた円
心円溝が形成され、この同心円溝に非磁性体43,45
が埋設されている。
【0022】この同心円溝に埋設された各非磁性体4
3,45を介して対向してN−S極が発生されるため、
この非磁性体43と45との間に磁性流体の高圧凝集部
ができることになる。
【0023】前記円板27の研磨面側(図2において下
側)は図1と同様に、磁性流体21を内蔵した袋状体2
3で包含され、袋状体23を介し、非磁性体からなる弱
剛性の薄円板25が設けられている。
【0024】上記構成により、固定磁界を電磁石とした
場合、コイル31〜41に対向して設けられた各非磁性
体43と45との間にその磁界が発生するため、必要な
圧力分布に応じてコイル31〜41の各々の通電量を適
当に変えることで押圧力の均一化を図ることができ、上
述の実施例と同様の効果を奏するものである。さらに微
細なコントロールをするために、コイル31〜41の各
々に副巻線(図示せず)を設け、この副巻線への通電制
御で押圧力をコントロールさせることもできるものであ
る。
【0025】なお、前述した実施例では、弱剛性体とし
て薄円板25を設け、この下面に被加工物又は研磨材と
しての研磨布を設ける例を示したが、被加工物又は研磨
材が弱剛性体として作用可能な場合には、これらを弱剛
性体とし、薄円板25は省略ないし非常に薄い部材とし
てもよい。
【0026】この発明は、前述した実施例に限定される
ことなく、適宣な変更を行うことにより、その他の態様
で実施し得るものである。本実施例では平面に対して説
明したが,曲面であっても適用できるものである。
【0027】
【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れているとおりの構成であるから、磁性流体凝集力の差
を用い、個々をコントロールするようにしたので、各層
の押圧力(面圧)を均一にさせることができると共に、
押圧力、被加工物の剛性、研磨具の硬さなどの変動に容
易に対処させることができる。しかも、広範囲な設定が
できると共に、微細な制御も可能である。
【0028】
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】この発明の研磨具の面圧均一化装置の一実施例
を示す正面断面図である。
【0030】
【図2】図1に代る他の実施例を示す正面断面図であ
る。
【0031】
【図3】従来のポリシングにおける押付圧の不均一分布
による加工説明図である。
【0032】
【図4】中心部を押圧したときの不均一押圧説明図であ
る。
【0033】
【図5】中心部を押圧したときの不均一押圧の均一化方
法を説明する説明図である。
【0034】
【符号の説明】
1 研磨具の面圧均一化装置 3,5,7 第1,第2,第3コア 9,11 リング状永久磁石(磁界発生器) 13,15 コイル 17,19 充填物 21 磁性流体 23 袋状体 25 薄円板(非磁性体) 27 円板 29 溝 31〜41 コイル 43,45 非磁性体
【手続補正書】
【提出日】平成6年4月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】図3(A)に示されているように、剛体
円板101の研磨あるいはポリシングを、弾性体103
を用いて行うとき、荷重Wで剛体円板101を均等に押
圧すると、図3(A)に示されているごとく、ブシネス
ク(Boussinesq)の式で表わされるような面
圧分布となる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】この断続は、弱剛性の薄円板25によって
緩和される。薄円板25は、例えば、非磁性体であるス
テンレス鋼のうちSUS304等で形成され、厚さは直
径が大きくなる程、厚くする必要があるが、例えば直径
が100mmの場合には、厚さを0.5〜1.0mm程
度に定めることが好ましい。。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】さらに、リング状高圧部においては、第1
コア3、第2コア5に巻回されたコイル13,15に直
流電圧を加えることにより、永久磁石9,11の磁界の
強さに加減した磁界を加えることができるので、その最
終的すなわち磁性流体21のリング状高圧部の磁界の強
さを変えることができる。したがって、その凝集圧力を
変えることができる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】この同心円溝に埋設された各非磁性体4
3,45をそれぞれ介し対向してN−S極が発生される
ため、この非磁性体43,45をそれぞれ挾むように磁
性流体の高圧凝集部ができることになる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の磁界発生器と、この磁界発生器か
    らの磁界を所定位置に誘導する複数の磁路と、この磁路
    の端部に設けられ袋状体に包含した磁性流体と、複数の
    磁路端部を覆うと共に前記磁性流体を介して磁路端部の
    反対側に設けられた弱剛性体と、を備えてなることを特
    徴とする研磨具の面圧均一化装置。
  2. 【請求項2】 磁界発生器を永久磁石とすると共に、前
    記磁路の一部に巻回したコイルを設けてなることを特徴
    とする請求項1記載の研磨具の面圧均一化装置。
  3. 【請求項3】 複数の磁界発生器をコイルとすると共
    に、各々のコイルに任意の電圧を負荷してなることを特
    徴とする請求項1記載の研磨具の面圧均一化装置。
  4. 【請求項4】 複数の磁界発生器をコイルとし、コイル
    の全部に一定電圧を負荷するか、または各々のコイルに
    定電圧を負荷すると共に、各コイルそれぞれに副巻線を
    設け、この各副巻線に可変電圧を供給してなることを特
    徴とする請求項1記載の研磨具の面圧均一化装置。
JP23327493A 1993-09-20 1993-09-20 研磨具の面圧均一化装置 Pending JPH0788758A (ja)

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