JPH0796455A - ラップ又はポリシング装置における回転二面の自動密着機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラップ、又はポリシングに加工面の幾何学的
面精度を向上させる。 【構成】 上・下の回転定盤１，２を有するラップポリ
シング装置において、上定盤２と軸受４との間に、弾性
薄板８と板バネ９によって仕切られた二室１１，１２を
気密に構成し、その二室１１，１２に流体圧力を導入す
ることによって、回転する上下の定盤１，２と加工物３
の接触圧を均等に自動調整し、またその接触圧力を正し
く調整することによって、面の加工精度を容易に向上す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、精密平面ラップ又はポ
リシング装置（以下ラップ装置と言う）に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に加工物の両面を精密な平行平面に
加工する場合は、上下に対向する平面を有する２枚の回
転定盤が用いられる。一般に下定盤は精密軸受で保持さ
れ、動力で回転される。上定盤は回転動力を有しない
が、下定盤で回転される加工物に接触して、摩擦力でつ
れ廻りをする。上定盤は、普通自動調心軸受で支えられ
て、上下動と横方向往復動を行うようになっている。

【０００３】加工物の精密なラップ加工を行うために、
上下定盤の加工面は予め理想面に近い状態に仕上げられ
ている。加工物はこの上下面に挟まれ、上下面の適正な
接触圧、回転数、及び上面の往復運動によって、精密な
面に仕上げられる。これらの条件は、加工物の条件によ
って適当に選択される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ラップ装置を用いて精
密面加工を行うためには、上下の面は常に均等な面圧で
加工面に接触し、又その接触圧力は加工条件に応じて微
細に調整ができるものでなければならない。

【０００５】一般に下軸受は、面軸受、転り軸受、又は
流体軸受によって必要とする精度が得られている。上軸
受は、上定盤と加工面との均等な密着を行うために、自
動調心型の軸受が用いられる。加工面への接触圧力は、
重力又はシリンダー等の押力によって自動調心軸受の軸
方向に加えられる。軸受軌道面の接触角は、一般に小さ
いので、軸方向の力は楔作用により拡大された力となっ
て回転体に作用するために転り摩擦は極めて大きくなっ
て調心性を阻害する。このために、調心の微細な応答性
が失われて、上面と加工面の全面にわたる均一な接触圧
が得られなくなる。

【０００６】加工面との接触圧を調整するために、上下
方向に重力又はシリンダーによって、軸受を介して上定
盤に力を加える。この力の伝達系にある摩擦力によっ
て、有効に加工面に加えられる力は変動するから、正味
の加工圧を正しく知ることができない。この摩擦力は、
シリンダー内部及び転り軸受部分に発生するから、この
影響を除外した加圧方式が必要とされる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ラップ装置の
上定盤が回転しながら加工物の全面に均等な圧力で接触
し、且つその接触圧力を正しく調整するために、上定盤
の加圧と回転の伝達系統の摩擦力を排除した構造とする
ものである。そのために、 ・回転方向には剛性があり、接触圧方向には弾性のある
構造を用いた伝達系とする。 ・その弾性体を介して、加圧方向又は逆方向に圧力を加
えて、定盤の接触圧を調整する構造とする。

【０００８】シリンダー等で上下する軸に、回転する定
盤を保持するため、結合部分には玉軸受を用いる。一般
にこの軸受の軸方向は、加工物に接触する上定盤面に厳
密に直角を保持することはできないから、回転して加工
する上定盤面が正しく加工全面に均一に接触するために
は、玉軸受が回転運動と共に調心運動の敏感な応答が要
求される。

【０００９】調心性を有する玉軸受の軸方向に、力
（Ｆ）が作用した場合には、軌道面の接触角（θ）が小
さいために軌道面の接触力は、Ｆ／ｓｉｎθとなって甚
だしく拡大されるために、定盤面の微小な傾きに応答す
ることができない。

【００１０】また加工圧力を加えるシリンダー等の内部
摩擦力によって、流体圧力等から計算された理論的加圧
力が変動するので、正しい圧力設定を得ることが困難に
なる。

【００１１】これら２つの問題を解決するために、玉軸
受は回転軸保持と粗動的調心用とし、又シリンダーは上
下運動用とする構造として、加工面への幾何学的均等接
触と加工圧力の微調整には、弾性体を介して行うように
したものである。

【００１２】弾性体は、加圧方向には柔軟（弾性係数が
小）であり、回転方向には剛性のある構造とする。

【００１３】弾性体は、加工面に接触する付近２〜３mm
の間で作用するものであり、上昇、下降運動には直接力
をうけないよう、シリンダーから弾性体を介さずに直接
上定盤に力を与える構造にする。

【００１４】

【作用】弾性体を介して、上定盤の回転と加工圧力を与
えるラップ装置によって、広い加工面にわたって均一な
接触が得られ、設定値による正しい加工圧力が与えられ
るので、均一な面精度のよいラップ加工が得られる。ま
た装置の製造が容易であり、操作も簡単確実であり生産
性も良い。

【００１５】

【実施例】図１は本実施例において、上定盤２が加工物
３に接触した状態を示す。下定盤１は、回転軸受（ラジ
アル、スラスト又は流体軸受）で支えられ、駆動源によ
って回転される。ホルダーによって、下定盤と共に回転
する加工物３との摩擦によって、上定盤２はつれ廻りを
する。

【００１６】本発明は、上定盤２を直接軸受に結合せず
に、その間に弾性体加圧箱６，７を介して結合されてい
る。加工箱６，７には、薄い円板弾性体８の２枚と板バ
ネ９があり、締め金具１０と７を締めつけることによっ
て、上定盤２は軸受４に結合される。８’は、気密保持
のためのパッキンである。

【００１７】円板弾性体８によって、分離された２室１
１，１２は気密を保たれる。２枚の円板弾性体８の中間
には何枚かの分離された板バネ９を挟んで締めつけられ
ている。図２に板バネ９の配置の一例を示す。

【００１８】流体導入口１３又は１４に流体圧力を加圧
室１１又は１２に導入すると、上定盤２は上方又は下方
に加圧され、その差によって加工圧力を正しく調整する
ことができる。

【００１９】板バネ９は、回転方向に剛性を与えて上定
盤２の回転を軸受４に伝達するためである。円板弾性体
８の上下方向変形に応じて、板バネ９が追従するために
適当な厚さであり、且つ一端は円板弾性体８に対して滑
り得る構造になっている。

【００２０】上定盤を大きく上下動するために、加圧箱
６と上定盤２はストッパー１５で吊り下げられるように
なっている。

【００２１】以上の構造によって、上下軸５と上定盤２
が略々直角であれば、軸受４はラジアル型でもよい。円
板弾性体８が変形することによって、直角度の微修正を
して、加工面に均等接触をすることができる。

【００２２】

【発明の効果】上・下定盤を有するラップ装置におい
て、上定盤を弾性板を備えた加圧箱を介して、上下軸に
結合することによって、加工圧力を全面にわたって均等
にし、且つその圧力を微調整することができる。その結
果、ラップ加工の全面にわたって高精度の面を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成を示す。

【図２】実施例の板バネの配置を示す。

【図３】本実施例に相当する部分の従来機の方式を示
す。

【図４】上定盤の軸受、軌道面の接触角を示す。

【符号の説明】

１ 下定盤 ２ 上定盤 ３ 加工物 ４ 調心軸受 ５ 上下軸 ６ 加圧箱本体 ７ 〃 蓋 ８ 弾性円板 ８’円板パッキン ９ 板バネ １０ 締め金具 １１ 加圧室下 １２ 〃 上 １３ 圧力導入口 １４ 〃 １５ 吊上げ金具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 仁 新潟県長岡市東高見２丁目２番31号 トッ キ株式会社長岡工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互に接触して、又は他の面を挟んで回転
   する二面（以下上・下定盤と言う）の回転保持部に、弾
   性体を介して回転することによって、自動的に二面の平
   行保持をして、二面の接触圧を均等にする機構。
2. 【請求項２】 請求項１において、平行保持用の弾性体
   を挟んで、気密の二室を設け、その二室に流体圧力を導
   入して、二面の接触圧力を微細に調整する機構。