JPH09323250A - 研磨ヘッド - Google Patents
研磨ヘッドInfo
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- JPH09323250A JPH09323250A JP8145936A JP14593696A JPH09323250A JP H09323250 A JPH09323250 A JP H09323250A JP 8145936 A JP8145936 A JP 8145936A JP 14593696 A JP14593696 A JP 14593696A JP H09323250 A JPH09323250 A JP H09323250A
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- JP
- Japan
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- rotor
- length
- polishing
- stator
- magnetic attraction
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Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、研磨装置に用いられる研磨ヘッド
に関し、モータのロータとステータとの相対移動による
磁気吸引力の発生を容易，確実に解消することを目的と
する。 【解決手段】 モータのロータの軸長方向長さを、ステ
ータの軸長方向長さと、前記ロータの軸長方向への最大
移動長さと、前記ローターの移動時に前記ロータに作用
する磁気吸引力の変化がなくなる前記ステータからの前
記ロータの突出長である磁気吸引力安定長の２倍の長さ
とを加えた長さより長くして構成する。
に関し、モータのロータとステータとの相対移動による
磁気吸引力の発生を容易，確実に解消することを目的と
する。 【解決手段】 モータのロータの軸長方向長さを、ステ
ータの軸長方向長さと、前記ロータの軸長方向への最大
移動長さと、前記ローターの移動時に前記ロータに作用
する磁気吸引力の変化がなくなる前記ステータからの前
記ロータの突出長である磁気吸引力安定長の２倍の長さ
とを加えた長さより長くして構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置に用いら
れる研磨ヘッドに関する。
れる研磨ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、レンズ，ミラー等の光学部品は、
より高い精度を求められるようになっている。特に、紫
外線，軟Ｘ線等の短波長を光源として使用する計測装置
や露光装置に使用される光学部品においては、形状精度
で１ｎｍのレベルが要求されている。
より高い精度を求められるようになっている。特に、紫
外線，軟Ｘ線等の短波長を光源として使用する計測装置
や露光装置に使用される光学部品においては、形状精度
で１ｎｍのレベルが要求されている。
【０００３】従って、研磨加工においては、表面の平滑
化だけでなく、面形状を高精度に仕上げるために正確な
研磨除去量を得ることが重要である。一般に、研磨除去
量は、研磨装置に取り付けられている研磨ヘッドと加工
面との接触圧力，相対運動速度，および加工時間に比例
することが知られている。
化だけでなく、面形状を高精度に仕上げるために正確な
研磨除去量を得ることが重要である。一般に、研磨除去
量は、研磨装置に取り付けられている研磨ヘッドと加工
面との接触圧力，相対運動速度，および加工時間に比例
することが知られている。
【０００４】従って、高精度な研磨加工を行うには、研
磨ヘッドの揺動，回転運動と研磨荷重を精密に制御する
必要がある。そして、特に、仕上げ段階においては研磨
除去量が微量になるため、低荷重を高精度に制御するこ
とが必要となる。なお、一般に、研磨ヘッドの揺動は研
磨装置側によって行われ、回転運動と研磨荷重の制御が
研磨ヘッド側によって行われる。
磨ヘッドの揺動，回転運動と研磨荷重を精密に制御する
必要がある。そして、特に、仕上げ段階においては研磨
除去量が微量になるため、低荷重を高精度に制御するこ
とが必要となる。なお、一般に、研磨ヘッドの揺動は研
磨装置側によって行われ、回転運動と研磨荷重の制御が
研磨ヘッド側によって行われる。
【０００５】図３は、従来の研磨ヘッドを示すもので、
この研磨ヘッドは、研磨軸部１１，荷重検出部１３およ
び荷重制御部１５により主体部分が構成されている。研
磨軸部１１は、研磨工具１７，回転軸１９，軸受２１，
２３，モータ２５，回転検出器２７，リニアガイド２９
およびハウジング３１，３３，３５により構成されてい
る。
この研磨ヘッドは、研磨軸部１１，荷重検出部１３およ
び荷重制御部１５により主体部分が構成されている。研
磨軸部１１は、研磨工具１７，回転軸１９，軸受２１，
２３，モータ２５，回転検出器２７，リニアガイド２９
およびハウジング３１，３３，３５により構成されてい
る。
【０００６】荷重検出部１３は、継手３７，荷重検出器
３９，テーブル４１，リニアガイド４３およびハウジン
グ４５により構成されている。荷重制御部１５は、加圧
器４７，制御弁４９およびハウジング５１により構成さ
れている。そして、これ等研磨軸部１１，荷重検出部１
３および荷重制御部１５が筐体５３，５５に取り付けら
れ研磨ヘッドが構成され、制御器５７により制御され
る。
３９，テーブル４１，リニアガイド４３およびハウジン
グ４５により構成されている。荷重制御部１５は、加圧
器４７，制御弁４９およびハウジング５１により構成さ
れている。そして、これ等研磨軸部１１，荷重検出部１
３および荷重制御部１５が筐体５３，５５に取り付けら
れ研磨ヘッドが構成され、制御器５７により制御され
る。
【０００７】このような研磨ヘッドを用いての加工物の
研磨は以下述べるようにして行われる。先ず、研磨装置
の図示しない移動手段により、研磨ヘッドが加工位置の
真上に位置される。次に、上記移動手段により研磨ヘッ
ドが加工物に接触する直前まで下げられる。
研磨は以下述べるようにして行われる。先ず、研磨装置
の図示しない移動手段により、研磨ヘッドが加工位置の
真上に位置される。次に、上記移動手段により研磨ヘッ
ドが加工物に接触する直前まで下げられる。
【０００８】この後、荷重検出器３９が所定の値を示す
まで、加圧器４７により研磨軸部１１が押し下げられ、
研磨工具１７が加工物に押し当てられる。そして、荷重
検出器３９が所定の値を示した位置で研磨軸部１１の押
し下げが停止され、モータ２５の駆動により回転軸１９
および研磨工具１７が回転され研磨加工が開始される。
まで、加圧器４７により研磨軸部１１が押し下げられ、
研磨工具１７が加工物に押し当てられる。そして、荷重
検出器３９が所定の値を示した位置で研磨軸部１１の押
し下げが停止され、モータ２５の駆動により回転軸１９
および研磨工具１７が回転され研磨加工が開始される。
【０００９】なお、必要な研磨除去量を得るために、予
め、研磨荷重に対しての適正な加工時間が計算により求
められており、この時間だけ研磨加工が行われる。しか
しながら、上述したような研磨ヘッドでは、荷重検出器
３９が示す値に、研磨軸部１１の軸受２１，２３やリニ
アガイド２９等の可動部で発生する摩擦力も含まれるた
め、荷重検出器３９が示す値が、研磨工具１７先端での
実際の研磨荷重を示す値と異なり、計算で得た加工時間
では求める除去量が得られないという問題が発生する。
め、研磨荷重に対しての適正な加工時間が計算により求
められており、この時間だけ研磨加工が行われる。しか
しながら、上述したような研磨ヘッドでは、荷重検出器
３９が示す値に、研磨軸部１１の軸受２１，２３やリニ
アガイド２９等の可動部で発生する摩擦力も含まれるた
め、荷重検出器３９が示す値が、研磨工具１７先端での
実際の研磨荷重を示す値と異なり、計算で得た加工時間
では求める除去量が得られないという問題が発生する。
【００１０】従って、このような低荷重領域での研磨加
工においては、研磨軸部１１の可動部分で発生する摩擦
力を低く押さえることが重要になる。従来、研磨軸部の
可動部分で発生する摩擦力を低く押さえることができる
研磨ヘッドとして、例えば、特開昭６３−２３２９２９
号公報に開示されるものが知られている。
工においては、研磨軸部１１の可動部分で発生する摩擦
力を低く押さえることが重要になる。従来、研磨軸部の
可動部分で発生する摩擦力を低く押さえることができる
研磨ヘッドとして、例えば、特開昭６３−２３２９２９
号公報に開示されるものが知られている。
【００１１】図４は、この公報に開示される研磨ヘッド
を示すもので、この研磨ヘッドでは、回転軸５９が流体
軸受６１により非接触で回転自在に支持されている。ま
た、回転軸５９にモータ６３のロータ６５が固着され、
ステータ６７を回りに配置することにより、回転軸５９
が非接触で回転可能とされている。さらに、回転軸５９
の軸方向の移動が、空気流入口６９，７１からの流体圧
を用いて行われ、研磨軸５９が摩擦力を低く押さえた状
態で移動可能とされている。
を示すもので、この研磨ヘッドでは、回転軸５９が流体
軸受６１により非接触で回転自在に支持されている。ま
た、回転軸５９にモータ６３のロータ６５が固着され、
ステータ６７を回りに配置することにより、回転軸５９
が非接触で回転可能とされている。さらに、回転軸５９
の軸方向の移動が、空気流入口６９，７１からの流体圧
を用いて行われ、研磨軸５９が摩擦力を低く押さえた状
態で移動可能とされている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の研磨ヘッドでは、回転軸５９の上下の移動に
より、モータ６３のロータ６５とステータ６７との間に
おいて軸長方向に相対的な位置ずれが生じ、磁気バラン
スを保つ方向に磁気吸引力が発生するため、位置ずれの
度合いにより磁気吸引力の大きさが異なり、安定した研
磨荷重を得ることが困難であるという問題があった。
うな従来の研磨ヘッドでは、回転軸５９の上下の移動に
より、モータ６３のロータ６５とステータ６７との間に
おいて軸長方向に相対的な位置ずれが生じ、磁気バラン
スを保つ方向に磁気吸引力が発生するため、位置ずれの
度合いにより磁気吸引力の大きさが異なり、安定した研
磨荷重を得ることが困難であるという問題があった。
【００１３】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、モータのロータとステータとの相
対移動による磁気吸引力の発生を容易，確実に解消し、
安定した研磨荷重を得ることができる研磨ヘッドを提供
することを目的とする。
めになされたもので、モータのロータとステータとの相
対移動による磁気吸引力の発生を容易，確実に解消し、
安定した研磨荷重を得ることができる研磨ヘッドを提供
することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の研磨ヘッド
は、一端に研磨工具が固着される回転軸と、前記回転軸
を軸長方向に移動可能に支持する流体軸受と、前記回転
軸に固定されるロータと前記ロータの回りに非接触で配
置されるステータとを有するモータと、前記回転軸の他
端に取り付けられた継手を介して前記回転軸に接続され
る荷重検出器と、前記荷重検出器を前記回転軸の軸長方
向に案内するリニアガイドと、前記荷重検出器を介して
前記回転軸に負荷を与える加圧器とを備え、前記モータ
のロータの軸長方向長さを、前記ステータの軸長方向長
さと、前記ロータの軸長方向への最大移動長さと、前記
ローターの移動時に前記ロータに作用する磁気吸引力の
変化がなくなる前記ステータからの前記ロータの突出長
である磁気吸引力安定長の２倍の長さとを加えた長さよ
り長くしてなることを特徴とする。
は、一端に研磨工具が固着される回転軸と、前記回転軸
を軸長方向に移動可能に支持する流体軸受と、前記回転
軸に固定されるロータと前記ロータの回りに非接触で配
置されるステータとを有するモータと、前記回転軸の他
端に取り付けられた継手を介して前記回転軸に接続され
る荷重検出器と、前記荷重検出器を前記回転軸の軸長方
向に案内するリニアガイドと、前記荷重検出器を介して
前記回転軸に負荷を与える加圧器とを備え、前記モータ
のロータの軸長方向長さを、前記ステータの軸長方向長
さと、前記ロータの軸長方向への最大移動長さと、前記
ローターの移動時に前記ロータに作用する磁気吸引力の
変化がなくなる前記ステータからの前記ロータの突出長
である磁気吸引力安定長の２倍の長さとを加えた長さよ
り長くしてなることを特徴とする。
【００１５】（作用）請求項１の研磨ヘッドでは、回転
軸に固定されるロータとロータの回りに非接触で配置さ
れるステータとからなるモータを駆動すると、流体軸受
に支持される回転軸が回転され、研磨工具が回転され
る。一方、加圧器を動作すると、荷重検出器がリニアガ
イドに案内され回転軸の軸長方向に移動し、この荷重検
出器に流体継手を介して接続される回転軸が軸長方向に
移動される。
軸に固定されるロータとロータの回りに非接触で配置さ
れるステータとからなるモータを駆動すると、流体軸受
に支持される回転軸が回転され、研磨工具が回転され
る。一方、加圧器を動作すると、荷重検出器がリニアガ
イドに案内され回転軸の軸長方向に移動し、この荷重検
出器に流体継手を介して接続される回転軸が軸長方向に
移動される。
【００１６】そして、この研磨ヘッドでは、図５に示す
ように、モータのロータ１の軸長方向長さＬ1が、ステ
ータ２の軸長方向長さＬ2と、回転軸３の移動によるロ
ータ１の軸長方向への最大移動長さ２Ｓと、ロータ１の
移動時にロータ１に作用する磁気吸引力の変化がなくな
るステータ２からのロータ１の突出長である磁気吸引力
安定長Ｘの２倍の長さとを加えた長さより長くされてい
る。
ように、モータのロータ１の軸長方向長さＬ1が、ステ
ータ２の軸長方向長さＬ2と、回転軸３の移動によるロ
ータ１の軸長方向への最大移動長さ２Ｓと、ロータ１の
移動時にロータ１に作用する磁気吸引力の変化がなくな
るステータ２からのロータ１の突出長である磁気吸引力
安定長Ｘの２倍の長さとを加えた長さより長くされてい
る。
【００１７】すなわち、一般に、図６に示すように、ス
テータ２とロータ１の磁気バランスがとれた状態より、
軸長方向に相対的な位置ずれが生じたときには、軸長方
向に磁気吸引力が発生する。ここで、位置ずれをｘｍ、
軸長方向の磁気吸引力をＦｋｇｆとすると、軸長方向の
磁気吸引力Ｆは次式によって求めることができる。
テータ２とロータ１の磁気バランスがとれた状態より、
軸長方向に相対的な位置ずれが生じたときには、軸長方
向に磁気吸引力が発生する。ここで、位置ずれをｘｍ、
軸長方向の磁気吸引力をＦｋｇｆとすると、軸長方向の
磁気吸引力Ｆは次式によって求めることができる。
【００１８】 Ｆ＝（−１／４）（ｄＰ／ｄｘ）（δｋc ／μ0 ）2 ×（Ｐ0 ／ＰX ）2 （Ｂmax2／９．８） ・・・（１） ここで、ｄＰ／ｄｘはパーミアンスの変化率：Ｈ／ｍ Ｐ0 はｘ＝０のときのパーミアンス：Ｈ ＰX はｘのときのパーミアンス：Ｈ δはエアギャップ：ｍ ｋc はカータ係数 μ0 は空気の透磁率：μ0 ＝４π×１０-7 Ｂmax はｘ＝０のときのエアギャップ最大磁束密度：Ｔ
である。
である。
【００１９】一方、ｘだけずれたときのパーミアンスＰ
X は次式で求められる。 Ｐx ＝Ｐ1 ＋２Ｐ2 ＝μ0 ×Ｄ（４ log（１＋（πｘ／２δｋc ）） ＋（π（ＬC −２ｘ）／δｋc ）） ・・・（２） ここで、ＬCは磁石（ロータ１）の軸方向の長さ：ｍ Ｄはギャップの平均径：ｍ である。
X は次式で求められる。 Ｐx ＝Ｐ1 ＋２Ｐ2 ＝μ0 ×Ｄ（４ log（１＋（πｘ／２δｋc ）） ＋（π（ＬC −２ｘ）／δｋc ）） ・・・（２） ここで、ＬCは磁石（ロータ１）の軸方向の長さ：ｍ Ｄはギャップの平均径：ｍ である。
【００２０】さらに、パーミアンスの変化率ｄＰ／ｄｘ
は次式で求められる。 ｄＰ／ｄｘ＝（ｄＰ1 ／ｄｘ）＋２（ｄＰ2 ／ｄｘ） ＝（２μ0 Ｄπ／δｋc ） ×（（１／（１＋（πｘ／２δｋc ）））−１）・・・（３） ここで、（１）式に、（２）式および（３）式で求めた
値を代入すれば、位置ずれｘによる磁気吸引力Ｆを求め
ることができる。
は次式で求められる。 ｄＰ／ｄｘ＝（ｄＰ1 ／ｄｘ）＋２（ｄＰ2 ／ｄｘ） ＝（２μ0 Ｄπ／δｋc ） ×（（１／（１＋（πｘ／２δｋc ）））−１）・・・（３） ここで、（１）式に、（２）式および（３）式で求めた
値を代入すれば、位置ずれｘによる磁気吸引力Ｆを求め
ることができる。
【００２１】そして、必要な数値を決めてこれを計算し
ていくと、位置ずれｘが大きくなるに従って磁気吸引力
Ｆは大きくなっていく。次に、ステータ２とロータ１と
の位置関係が図７のような場合について考える。この場
合には、ｘだけずれたときのパーミアンスＰX を求める
式は次式のようになる。
ていくと、位置ずれｘが大きくなるに従って磁気吸引力
Ｆは大きくなっていく。次に、ステータ２とロータ１と
の位置関係が図７のような場合について考える。この場
合には、ｘだけずれたときのパーミアンスＰX を求める
式は次式のようになる。
【００２２】 Ｐx ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＝μ0 ×Ｄ（２ log（１＋（πｘ／２δｋc ）） ＋（π（ＬC −ｘ）／δｋc ）） ・・・（４） 従って、パーミアンスの変化率ｄＰ／ｄｘは次式で求め
られる。 ｄＰ／ｄｘ＝（ｄＰ1 ／ｄｘ）＋（ｄＰ2 ／ｄｘ） ＝（μ0 Ｄπ／δｋc ） ×（（１／（１＋（πｘ／２δｋc ）））−２）・・・（５） そして、（１）式に、（４）式および（５）式で求めた
値を代入すると、図７の場合の位置ずれｘによる磁気吸
引力Ｆを求めることができる。
られる。 ｄＰ／ｄｘ＝（ｄＰ1 ／ｄｘ）＋（ｄＰ2 ／ｄｘ） ＝（μ0 Ｄπ／δｋc ） ×（（１／（１＋（πｘ／２δｋc ）））−２）・・・（５） そして、（１）式に、（４）式および（５）式で求めた
値を代入すると、図７の場合の位置ずれｘによる磁気吸
引力Ｆを求めることができる。
【００２３】必要な数値を決めてこれを計算していく
と、位置ずれｘがある値より大きくなると磁気吸引力Ｆ
はほぼ一定になる。すなわち、位置ずれｘがある値より
大きくなると、ロータ１の移動により、新たな磁気吸引
力が発生しないことになる。そこで、本発明では、図４
に示したように、モータのロータ１の長さＬ1が、ステ
ータ２の長さＬ2に、ロータ１の軸長方向への最大移動
長さ２Ｓと、磁気吸引力が一定となる位置ずれ量Ｘ（以
下磁気吸引力安定長という）の２倍を加えた長さとされ
る。
と、位置ずれｘがある値より大きくなると磁気吸引力Ｆ
はほぼ一定になる。すなわち、位置ずれｘがある値より
大きくなると、ロータ１の移動により、新たな磁気吸引
力が発生しないことになる。そこで、本発明では、図４
に示したように、モータのロータ１の長さＬ1が、ステ
ータ２の長さＬ2に、ロータ１の軸長方向への最大移動
長さ２Ｓと、磁気吸引力が一定となる位置ずれ量Ｘ（以
下磁気吸引力安定長という）の２倍を加えた長さとされ
る。
【００２４】このようにすることにより、回転軸３の移
動によりロータ１とステータ２との間に位置ずれが生じ
ても、ロータ１の両端は常に磁気吸引力の発生しない位
置ずれ量を越えているので磁気吸引力の発生を抑えるこ
とができる。
動によりロータ１とステータ２との間に位置ずれが生じ
ても、ロータ１の両端は常に磁気吸引力の発生しない位
置ずれ量を越えているので磁気吸引力の発生を抑えるこ
とができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
【００２６】図１は、本発明の研磨ヘッドの一実施形態
を示すもので、この研磨ヘッドは、研磨軸部８１，荷重
検出部８３および荷重制御部８５により主体部分が構成
されている。研磨軸部８１は、先端に研磨工具８７が装
着される回転軸８９を有している。この回転軸８９は、
ハウジング９１の中央を貫通して配置され、上下を空気
軸受９３，９５により支持されている。
を示すもので、この研磨ヘッドは、研磨軸部８１，荷重
検出部８３および荷重制御部８５により主体部分が構成
されている。研磨軸部８１は、先端に研磨工具８７が装
着される回転軸８９を有している。この回転軸８９は、
ハウジング９１の中央を貫通して配置され、上下を空気
軸受９３，９５により支持されている。
【００２７】空気軸受９３，９５には、空気供給源９７
が、フィルタ９９および配管１０１，１０３を介して接
続されている。回転軸８９の中央には、モータ１０５の
ロータ１０７が固定され、ロータ１０７の回りにステー
タ１０９が配置されている。このモータ１０５は、ロー
タ１０７が永久磁石により、ステータ１０９が電磁石に
より構成されるブラシレスのモータであり、制御器１１
１に接続することによりＡＣサーボモータを構成してい
る。
が、フィルタ９９および配管１０１，１０３を介して接
続されている。回転軸８９の中央には、モータ１０５の
ロータ１０７が固定され、ロータ１０７の回りにステー
タ１０９が配置されている。このモータ１０５は、ロー
タ１０７が永久磁石により、ステータ１０９が電磁石に
より構成されるブラシレスのモータであり、制御器１１
１に接続することによりＡＣサーボモータを構成してい
る。
【００２８】なお、モータ１０５の使用回転数の範囲は
１０〜１００ｒｐｍである。回転軸８９の上部には、光
電式のロータリーエンコーダからなる回転検出器１１３
が配置されている。
１０〜１００ｒｐｍである。回転軸８９の上部には、光
電式のロータリーエンコーダからなる回転検出器１１３
が配置されている。
【００２９】荷重検出部８３は、筺体１１５内に配置さ
れ、ロードセルからなる荷重検出器１１７を有してい
る。荷重検出器１１７は、回転軸８９の上端に配置され
る流体継手１１９に連結されている。また、荷重検出器
１１７は、クロスローラガイドからなるリニアガイド１
２１により上下方向に移動自在に案内されている。
れ、ロードセルからなる荷重検出器１１７を有してい
る。荷重検出器１１７は、回転軸８９の上端に配置され
る流体継手１１９に連結されている。また、荷重検出器
１１７は、クロスローラガイドからなるリニアガイド１
２１により上下方向に移動自在に案内されている。
【００３０】荷重制御部８５は、筺体１１５の上部に配
置され、空気圧シリンダからなる加圧器１２３を有して
いる。加圧器１２３は、ハウジング１２５を介して筺体
１１５に固定され、ピストンロッド１２３ａが荷重検出
器１１７に連結されている。加圧器１２３には、空気供
給源９７が、制御弁１２７および配管１２９，１３１を
介して接続されている。
置され、空気圧シリンダからなる加圧器１２３を有して
いる。加圧器１２３は、ハウジング１２５を介して筺体
１１５に固定され、ピストンロッド１２３ａが荷重検出
器１１７に連結されている。加圧器１２３には、空気供
給源９７が、制御弁１２７および配管１２９，１３１を
介して接続されている。
【００３１】なお、制御弁１２７に供給される空気圧
は、４ｋｇｆ／ｃｍ2 であるが、空気圧シリンダからな
る加圧器１２３には、制御弁１２７によって必要圧に制
御された空気が供給される。図１において符号１１１は
制御器を示している。この制御器１１１は、荷重検出器
１１７からの荷重信号、および回転検出器１１３からの
回転軸８９の回転信号を入力する。
は、４ｋｇｆ／ｃｍ2 であるが、空気圧シリンダからな
る加圧器１２３には、制御弁１２７によって必要圧に制
御された空気が供給される。図１において符号１１１は
制御器を示している。この制御器１１１は、荷重検出器
１１７からの荷重信号、および回転検出器１１３からの
回転軸８９の回転信号を入力する。
【００３２】そして、これ等の信号に基づいて、制御弁
１２７およびモータ１０５の回転数を制御する。この実
施形態では、図２に示すように、モータ１０５のロータ
１０７の軸長方向長さＬ1が、ステータ１０９の軸長方
向長さＬ2と、回転軸８９の移動によるロータ１０７の
軸長方向への最大移動長さ２Ｓと、磁気吸引力安定長Ｘ
の２倍の長さとを加えた長さと同一の長さとされてい
る。
１２７およびモータ１０５の回転数を制御する。この実
施形態では、図２に示すように、モータ１０５のロータ
１０７の軸長方向長さＬ1が、ステータ１０９の軸長方
向長さＬ2と、回転軸８９の移動によるロータ１０７の
軸長方向への最大移動長さ２Ｓと、磁気吸引力安定長Ｘ
の２倍の長さとを加えた長さと同一の長さとされてい
る。
【００３３】すなわち、より具体的には、空気の透磁率
μ0 を４π×１０-7Ｈ／ｍ、ギャップの平均径Ｄを２
１．７×１０-3ｍ、エアギャップδを０．５×１０
-3ｍ、カータ係数ｋc を１．１２、エアギャップの磁束
密度Ｂを０．７７３Ｔとし、ステータ３ａの長さを７．
５×１０-3ｍとする。また、ロータ１０７の軸長方向へ
の最大移動長さ２Ｓを磁気吸引力安定長Ｘの２倍とす
る。
μ0 を４π×１０-7Ｈ／ｍ、ギャップの平均径Ｄを２
１．７×１０-3ｍ、エアギャップδを０．５×１０
-3ｍ、カータ係数ｋc を１．１２、エアギャップの磁束
密度Ｂを０．７７３Ｔとし、ステータ３ａの長さを７．
５×１０-3ｍとする。また、ロータ１０７の軸長方向へ
の最大移動長さ２Ｓを磁気吸引力安定長Ｘの２倍とす
る。
【００３４】そして、図７に示したように、ロータ１の
長さＬCを、ステータ２の長さに位置ずれｘを加えた長
さとし、位置ずれｘを変えながら上述した（４）式、
（５）式に代入し、さらに上述した（１）式により位置
ずれｘでの磁気吸引力Ｆを求めたところ、位置ずれｘが
６×１０-3ｍを越えるあたりから磁気吸引力Ｆが約０．
８ｋｇｆの一定値になった。
長さＬCを、ステータ２の長さに位置ずれｘを加えた長
さとし、位置ずれｘを変えながら上述した（４）式、
（５）式に代入し、さらに上述した（１）式により位置
ずれｘでの磁気吸引力Ｆを求めたところ、位置ずれｘが
６×１０-3ｍを越えるあたりから磁気吸引力Ｆが約０．
８ｋｇｆの一定値になった。
【００３５】そこで、この実施形態では、磁気吸引力安
定長Ｘを６×１０-3ｍとし、ステータ１０９の長さ７．
５×１０-3ｍに対して、ロータ１０７の長さを、ステー
タ１０９の両端に磁気吸引力安定長６×１０-3ｍの２倍
をそれぞれ加えた長さ３１．５×１０-3ｍにしている。
上述した研磨ヘッドでは、回転軸８９に固定されるロー
タ１０７とロータ１０７の回りに非接触で配置されるス
テータ１０９とからなるモータ１０５を駆動すると、空
気軸受９３，９５に支持される回転軸８９が回転され、
研磨工具８７が回転される。
定長Ｘを６×１０-3ｍとし、ステータ１０９の長さ７．
５×１０-3ｍに対して、ロータ１０７の長さを、ステー
タ１０９の両端に磁気吸引力安定長６×１０-3ｍの２倍
をそれぞれ加えた長さ３１．５×１０-3ｍにしている。
上述した研磨ヘッドでは、回転軸８９に固定されるロー
タ１０７とロータ１０７の回りに非接触で配置されるス
テータ１０９とからなるモータ１０５を駆動すると、空
気軸受９３，９５に支持される回転軸８９が回転され、
研磨工具８７が回転される。
【００３６】一方、加圧器１２３を動作すると、荷重検
出器１１７がリニアガイド１２１に案内され回転軸８９
の軸長方向に移動し、この荷重検出器１１７に流体継手
１１９を介して接続される回転軸８９が軸長方向に移動
される。そして、上述した研磨ヘッドを用いての加工物
の研磨は以下述べるようにして行われる。
出器１１７がリニアガイド１２１に案内され回転軸８９
の軸長方向に移動し、この荷重検出器１１７に流体継手
１１９を介して接続される回転軸８９が軸長方向に移動
される。そして、上述した研磨ヘッドを用いての加工物
の研磨は以下述べるようにして行われる。
【００３７】先ず、研磨装置の図示しない移動手段によ
り、研磨ヘッドが加工位置の真上に位置される。次に、
上記移動手段により研磨ヘッドが加工物に接触する直前
まで下げられる。この後、荷重検出器１１７が所定の値
を示すまで、加圧器１２３により回転軸８９が押し下げ
られ、研磨工具８７が加工物に押し当てられる。
り、研磨ヘッドが加工位置の真上に位置される。次に、
上記移動手段により研磨ヘッドが加工物に接触する直前
まで下げられる。この後、荷重検出器１１７が所定の値
を示すまで、加圧器１２３により回転軸８９が押し下げ
られ、研磨工具８７が加工物に押し当てられる。
【００３８】そして、荷重検出器１１７が所定の値を示
した位置で回転軸８９の押し下げが停止され、モータ１
０５の駆動により回転軸８９および研磨工具８７が回転
され研磨加工が開始される。なお、必要な研磨除去量を
得るために、予め、研磨荷重に対しての適正な加工時間
が計算により求められており、この時間だけ研磨加工が
行われる。
した位置で回転軸８９の押し下げが停止され、モータ１
０５の駆動により回転軸８９および研磨工具８７が回転
され研磨加工が開始される。なお、必要な研磨除去量を
得るために、予め、研磨荷重に対しての適正な加工時間
が計算により求められており、この時間だけ研磨加工が
行われる。
【００３９】以上のように構成された研磨ヘッドでは、
モータ１０５のロータ１０７の軸長方向長さＬ1を、ス
テータ１０９の軸長方向長さＬ2と、ロータ１０７の軸
長方向への最大移動長さ２Ｓと、磁気吸引力安定長Ｘの
２倍の長さとを加えた長さにしたので、モータ１０５の
ロータ１０７とステータ１０９との相対移動による磁気
吸引力の発生を容易，確実に解消することができる。
モータ１０５のロータ１０７の軸長方向長さＬ1を、ス
テータ１０９の軸長方向長さＬ2と、ロータ１０７の軸
長方向への最大移動長さ２Ｓと、磁気吸引力安定長Ｘの
２倍の長さとを加えた長さにしたので、モータ１０５の
ロータ１０７とステータ１０９との相対移動による磁気
吸引力の発生を容易，確実に解消することができる。
【００４０】従って、安定した研磨荷重を得ることが可
能になり、より精度の高い研磨加工が可能になる。な
お、上述した実施形態では、加圧器１２３に空気圧シリ
ンダを用いた例について説明したが、本発明はかかる実
施形態に限定されるものではなく、荷重検出器１１７に
よる値を制御器１１１に戻して低荷重の制御ができるも
のであれば良く、油等の圧力を利用した流体圧シリン
ダ、あるいは電気により駆動力を発生する電歪素子、ボ
イスコイルモータ等でも良い。
能になり、より精度の高い研磨加工が可能になる。な
お、上述した実施形態では、加圧器１２３に空気圧シリ
ンダを用いた例について説明したが、本発明はかかる実
施形態に限定されるものではなく、荷重検出器１１７に
よる値を制御器１１１に戻して低荷重の制御ができるも
のであれば良く、油等の圧力を利用した流体圧シリン
ダ、あるいは電気により駆動力を発生する電歪素子、ボ
イスコイルモータ等でも良い。
【００４１】また、この加圧器１２３には、制御できる
荷重範囲が１×１０-2〜１ｋｇｆで、荷重精度が設定荷
重の±５％以内のものが望ましい。
荷重範囲が１×１０-2〜１ｋｇｆで、荷重精度が設定荷
重の±５％以内のものが望ましい。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように請求項１の研磨ヘッド
では、モータのロータの軸長方向長さを、ステータの軸
長方向長さと、ロータの軸長方向への最大移動長さと、
磁気吸引力安定長の２倍の長さとを加えた長さより長く
したので、モータのロータとステータとの相対移動によ
る磁気吸引力の発生を容易，確実に解消することができ
る。
では、モータのロータの軸長方向長さを、ステータの軸
長方向長さと、ロータの軸長方向への最大移動長さと、
磁気吸引力安定長の２倍の長さとを加えた長さより長く
したので、モータのロータとステータとの相対移動によ
る磁気吸引力の発生を容易，確実に解消することができ
る。
【００４３】従って、安定した研磨荷重を得ることが可
能になり、より精度の高い研磨加工が可能になる。
能になり、より精度の高い研磨加工が可能になる。
【図１】本発明の研磨ヘッドの一実施形態を示す断面図
である。
である。
【図２】図１のモータのロータとステータとの長さ関係
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】従来の研磨ヘッドの一例を示す断面図である。
【図４】従来の研磨ヘッドの他の例を示す断面図であ
る。
る。
【図５】本発明のモータのロータとステータとの長さ関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図６】モータのロータとステータとの長さが等しい場
合にロータとステータとの位置ずれによって生じる磁気
吸引力Ｆと位置ずれｘとの関係を示す説明図である。
合にロータとステータとの位置ずれによって生じる磁気
吸引力Ｆと位置ずれｘとの関係を示す説明図である。
【図７】モータのロータがステータの長さより長い場合
にロータとステータとの位置ずれによって生じる磁気吸
引力Ｆと位置ずれｘとの関係を示す説明図である。
にロータとステータとの位置ずれによって生じる磁気吸
引力Ｆと位置ずれｘとの関係を示す説明図である。
８７ 研磨工具 ８９ 回転軸 ９３，９５ 空気軸受 １０５ モータ １０７ ロータ １０９ ステータ １１３ 回転検出器 １１７ 荷重検出器 １１９ 流体継手 １２１ リニアガイド １２３ 加圧器 １３３ 継手本体 １３５ 空気室 １３７ ディスク部材
Claims (1)
- 【請求項１】 一端に研磨工具が固着される回転軸と、 前記回転軸を軸長方向に移動可能に支持する流体軸受
と、 前記回転軸に固定されるロータと前記ロータの回りに非
接触で配置されるステータとを有するモータと、 前記回転軸の他端に取り付けられた継手を介して前記回
転軸に接続される荷重検出器と、 前記荷重検出器を前記回転軸の軸長方向に案内するリニ
アガイドと、 前記荷重検出器を介して前記回転軸に負荷を与える加圧
器とを備え、 前記モータのロータの軸長方向長さを、前記ステータの
軸長方向長さと、前記ロータの軸長方向への最大移動長
さと、前記ローターの移動時に前記ロータに作用する磁
気吸引力の変化がなくなる前記ステータからの前記ロー
タの突出長である磁気吸引力安定長の２倍の長さとを加
えた長さより長くしてなることを特徴とする研磨ヘッ
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8145936A JPH09323250A (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | 研磨ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8145936A JPH09323250A (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | 研磨ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09323250A true JPH09323250A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15396499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8145936A Pending JPH09323250A (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | 研磨ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09323250A (ja) |
-
1996
- 1996-06-07 JP JP8145936A patent/JPH09323250A/ja active Pending
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