JPS603948B2

JPS603948B2 - 研摩装置

Info

Publication number: JPS603948B2
Application number: JP50111831A
Authority: JP
Inventors: 俊郎唐木; 敏雄河西
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1975-09-16
Filing date: 1975-09-16
Publication date: 1985-01-31
Also published as: JPS5235396A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、固定表面の両面を同時に研摩剤中で平滑に研
摩する研摩装置に関するものである。

従来より両面を同時に加工する研摩機には、キャリャに
保持した被加工物を２枚の上下の研摩皿の間で遊星運動
させて研摩する装置があるが、研摩皿やキャリャの駆動
部や電動機は、研摩皿の高さより低い位置で装置の下部
に設置されているので、研摩剤中に浸せきしつつ研摩す
ることは不可能であった。そのため、研摩剤中研摩は、
被加工物を俗臭に接着し研摩剤中に浸せきした一枚の研
摩皿にこすりつける方法、例えば操作に熟練を必要とす
るレンズ研摩機を利用するのが一般的であり、両面を同
時に研摩剤中で加工することは困難とされてきた。本発
明は、これらの欠点を解決するため、研摩皿と被加工物
を装置上部から駆動せしめ、被加工物の上面、下面とも
研摩皿に対し等しく均一な相対運動を与え、かつ研摩剤
の砥粒の分散や循環が円滑に行えるように容器に改良を
加え「研摩剤中研摩と両面同時研摩をともに充足したも
ので「以下図面について詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の側面図である。

２２は下ベースであり、容器２１が固定されている。

研摩皿、被加工物などはこの容器２１内に納められてい
る。また下ベース２２に設けた支柱２７に上ベース９が
持され、上ベース９にはモー夕２８、プーリ１，２その
他研摩装置駆動系や加圧用レバー１６などの加圧系が支
持されている。７はプーリ２の軸受を保持するホルダー
で上ベース９に固定してある。

１０は後に説明する上研摩皿の駆動用シャフト、１１は
その軸受である。

第２図は本実施例の要部を説明するための図で、第１図
における支柱２７、上ベース９などを省略し、ホルダー
７をはずした状態での一部切り欠きを含む斜視図である
。第３図は被加工物、研摩皿を回転駆動させる駆動用シ
ャフト部の垂直断面図である。１及び２はプーリであっ
て被加工物３を保持するキャリャ４を駆動せしめる。

被加工物３はキャリャ４に設けた被加工物保持孔に遊隊
され、キャリャ４と共に連動する。プーリ１はキャリャ
駆動用シャフト５に固定してあり、キャリア４を自転さ
せ「一方プーリ２はキャリャ４の公転用であり、プーリ
２の中心から偏心した位置に軸受６があってキャリャ駆
動用シャフト５が猪合していてキヤリャ４は偏心回転し
得る。７はプーリ２の軸受８を保持するホルダーであっ
て、上ベース９に固定してある。

１川ま上部に歯車１０′を付けた上研摩皿駆動用シャフ
トで、上ベース９に設けた軸受１１中で回転する。

１０′は歯車ＩＱ′を回転させるチェーン又はベルトで
ある。

１２及び１３はそれぞれ円環形の上研摩皿、下研摩皿で
あり、両者間にはさみつけられた被加工物３は、キャリ
ャ４で保持されている。

これらの工具のうちキヤリャ４及び上研摩皿１２は、そ
れぞれ前記の駆動用シャフト６，１川こよって回転が伝
達される。上研摩皿１２は交換、取り付けを容易にする
ため、駆動用シャフト１川こ直結するのでなく、上研摩
皿回転用捨臭１４を介してシャフト１０と連結している
。上研摩皿回転用拾具１４は下部に円板状部１４′を有
する円筒であって、円筒の中心孔には駆動用シャフト量
０の下部が軸万向には移動可能に円周方向には固定的に
挿入され、シャフト１０の回転は袷具１４に伝達される
。また円板部１４′には２つの突出部１５が設けられて
おり、この突出部１５が上研摩皿１２の上面の２つの穴
に挿入され、駆動用シャフト１０の回転は上研摩皿回転
用拾具１４を介して上研摩皿に伝達される。治具１４の
頂部には凹部が設けられ、そこに円環状のスラストベア
リング１７が納められている。１６は加圧用レバーで、
その先端１６′はスラストベアリング１７にあてられ、
加圧用レバーｉ６の他端１６′はワイヤ１８によって分
銅Ｉ９の積載部２０‘こ通じており、分銅によって上研
摩皿への荷重を調節できる。荷重はスラストベアリング
１７を介して与えられるので、回転用捨具１４の回転は
荷重によって影響を受けない。また拾具１４の下部は面
積の大きい円板状部１４′となっているので、荷重は上
研摩皿１２に一様にかかる。２１は下ベース２２に固定
された容器で、円環形の下研摩皿１３が固定されていて
、研摩皿１３の接する底には研摩皿の直径よりも長い十
文字の溝２３を備えている。

２４，２４′は研摩剤流入出口であって、そのうちの口
２４は入口で十文字の溝２３に通じている。付属装置と
して、２５は研摩剤循環用ポンプ２６に結合してあるパ
イプを示し、これによって研摩剤の温度コントロールも
可能である。容器２１内には、研摩剤を上研摩皿１２程
度まで満たすが、直接に研摩剤に触れる部分には耐食性
材料、例えば容器２１や上研摩皿回転用袷具１４１こは
塩化ビニールを、キヤリヤ４にはポリカーボネィトを、
上、下研摩皿１２，１３には塩化ビニール、テフロン等
の合成樹脂を、キャリャ駆動用シャフト５及び上研摩皿
駆動用シャフト１０にはステンレスを用いさらにテフロ
ンコーティング等を施せば、強酸、強アルカリを研摩剤
とすることが可能である。

なお、容器２１には上蓋も容易にとりつけることができ
るので、研摩剤の容器２１外への逸散を防止できる。本
実施例において、下研摩皿１３は容器２１に固定されて
おり、上研摩皿１２とキャリャ４は同方向の回転でかつ
その回転比はほぼ２：１にされている。

研摩皿ならびに被加工物３に平面度を確保するために、
被加工物３の運動に研摩皿から数肋はみ出すようにキャ
リャ駆動用シャフト５は、プーリ２によって数柳偏心回
転する。その公転はキャリャ４の自転１回転につき１／
５回転となっている。キャリャ４の偏心公転を考えなけ
れば、上研摩皿１２とキャリヤ４の回転比を２：１にす
れば、上研摩皿１２とキャリヤ４及びキャリャ４と下研
摩皿１３の相対速度関係は等しくなり、被加工物３に加
わる研摩抵抗は上下の研摩皿１２，１３の間で相殺され
ｔキャリヤ４への負荷はほとんどない。被加工物３はキ
ャリャ４の保持孔に遊鉄されていても上下両面における
研摩抵抗がバランスする状態が保たれる。キャリャ４の
偏心公転が大きいとこのバランスはくずれるが、偏心量
は上述したように僅かであり、また公転速度が自転速度
にくらべて小さいので、上研摩皿１２とキャリャ４の回
転速度比をほぼ２：１とすることによりキャリャ４への
負荷を非常に小さくできる。上研摩皿１２、被加工物３
やキヤリヤ４が研摩剤中で回転するさし、、容器２１内
の研摩剤が遠心力によって周辺に流され、液面は回転放
物面となるが、研摩剤は容器の底に設けた十文字溝２３
を通って下研摩皿１３の内径の中空部にもどるので、研
摩剤の循環が良好となる。研摩剤流入出口２４，２４′
に結合した研摩剤循環用ポンプを使用すればさらに効果
は大きい。もちろん下研摩皿自体例えば内外蓬間に溝や
孔を設けても前記の効果が得られる。本装置は、研摩剤
中研摩できない一般の両面同時研摩にも使用できること
はいうまでもない。なお、加工圧力は加圧用レバー１６
により上部から付加する方式であるので、分銅１９によ
って本装置を停止することなく自由に必要な圧力が得ら
れる。次に具体例について説明する。

具体例１直径３００柵のＧＧＧ単結晶６枚を被加工物とし、ＡＩ
２０３（ＩＡの、０．０６〃肌）Ｃｒ２０３（０．２仏
の）などの砥粒と水を研摩剤（１肌ｔ％）としてクロス
をはりつけた研摩皿で、圧力５０〜３００夕／地、速度
２０〜４０凧／ｍｉｎの研摩条件で研摩を行ったところ
、ふちだれの少ない均一で平滑な境面が両面ともに確保
でき、キャリャの厚さ２００一肌で被加工物の厚さ２１
０山机程度の薄片でも充分両面を同時に研摩加工し得た
。

具体例２具体例１と同じ条件で、例えば研摩２０分後、摩擦熱な
どによって研摩剤の液温上昇が１０ｑｏ以上にも及んだ
。

そこで研摩剤に被加工物のエッチング液比Ｓ０４（３規
定）溶液を混入せしめたところ、化学的溶去効果増大し
、加工量がエッチング液を混入しない場合の２〜５倍に
なった。積極的に研摩剤温度をさらに上げることが必要
とあらば、パイプ２５を暖めることによって可能であり
、研摩量に再現性を持たせるためにパイプ２５を水冷し
たところ、一定温度（土０．５００以内）に保持するこ
とも可能であった。具体例３上研摩皿１２の回転とキャリャ４の自転の回転比を２：
０．５〜１．５としても上、下面を均一に研摩できた。

具体例４本装置の研摩剤循環用溝の効果を検討するた
めに、溝をテープでふさいで使用したところ、研摩剤は
周辺に沈殿したが、テープをはがすと研摩剤の循環は非
常に良好となり、溝は両面同時の研摩剤中研摩では有効
であった。

以上説明したように、本発明は下研摩皿を固定し、キャ
リャと上研摩皿を同方向の回転で、その回転比を適切に
とることにより被加工物を保持するキャリャにかかる研
摩抵抗を極めて小さくすることが可能な研摩剤中両面同
時研摩装置であり、キャリャの回転に偏心を伴なわせる
と研摩皿面に平面度が保持でき、したがって被加工物の
平面度も高くなる。なお、容器の底もしくは研摩皿に設
けた円環形研摩皿の外径と内径の間の研摩剤を循環させ
る溝もしくは孔によって研摩剤が沈殿することなく循環
できる。また研摩剤の温度コントロールも可能となり、
さらに防錆構造も可能であるのでアルカリ性あるいは酸
性溶液を用いた化学研摩、メカノケミカル研摩にも適用
でき、均一な平滑面を被加工物の両面に与えることがで
き加工が能率的、経済的に行える利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の側面図、第２図はその
一部切り欠きを含む斜視図、第３図は第１図の駆動用シ
ャフト部の垂直断面図である。１，２・…・・プーリ、３・・・・・・被加工物、４・
…・・キャリャ、５・・・・・・キャリャ駆動用シャフ
ト、６・・・・・・軸受、７・・・・・・ホルダー、８
・・・・・・軸受、９・・・・・・上ベース、１０・・
・・・・上研摩皿駆動用シャフト、１１・・・・・・軸
受、１２・・・・・・上研摩皿、１３・・・・・・下研
摩皿、１４・・・・・・上研摩皿回転用捨臭、１５・…
・・突出部、１６・…・・加圧用レバー、１７・・・・
・・スラストベアリング、１８・・・・・・ワイヤ、１
９…・・・分銅、２０・・・・・・分銅の積載部、２１
……容器、２２・・…・下ベースＬ２３・・・・・・
（研摩剤循環用）溝、２４・…・・研摩剤流入出口、２
５・・・・・・パイプ、２６・・・・・・研摩剤循環用
ポンプ、２７・・・・・・支柱、２８・…・・モータ。努３図努／図堺２図

Claims

【特許請求の範囲】１キヤリヤ内に保持された被加工物をそれぞれ円環状
の上研摩皿と下研摩皿の間にはさみつけ、所定の圧力を
付加し、被加工物と研摩皿を相対運動させ、かつこれらを加工液に砥粒を分散させた研摩剤を入れた
容器に浸漬して研摩加工する研摩装置において、前記下
研摩皿は前記容器に固定されており、前記上研摩皿に中
空の上研摩皿駆動用シヤフトが連結されており、この上
研摩皿駆動用シヤフトの上部にはモータの回転を該上研
摩皿駆動用シヤフトに伝達する第１の伝動部材が設けら
れており、前記キヤリヤには前記上研摩皿駆動用シヤフ
トを貫通してキヤリヤ駆動用シヤフトが固定されており
、このキヤリヤ駆動用シヤフトの上部はモータの回転に
より前記キヤリヤを前記上研摩皿と同一方向に偏心公転
させる第２の伝動部材にその軸心より僅かに偏心した位
置で自動可能に保持されており、また前記キヤリヤ駆動
用シヤフトの一部にはモータの回転を伝達して該キヤリ
ヤ駆動用シヤフトを前記上研摩皿と同一方向でほぼ１／
２の回転比で自転させる第３の伝動部材が設けられてお
り、更に前記容器の底もしくは前記下研摩皿の内外径の
間に、前記研摩剤が循環できる溝もしくは孔が設けられ
ていることを特徴とする研摩装置。２キヤリヤ内に保持された被加工物をそれぞれ円環状
の上研摩皿と下研摩皿の間にはさみつけ、所定の圧力を
付加し、被加工物と研摩皿を相対運動させ、かつこれらを加工液に砥粒を分散させた研摩剤を入れた
容器に浸漬して研摩加工する研摩装置において、前記下
研摩皿は前記容器に固定されており、前記上研摩皿に中
空の上研摩皿駆動用シヤフトが連結されており、この上
研摩皿駆動用シヤフトの上部にはモータの回転を該上研
摩皿駆動用シヤフトに伝達する第１の伝達部材が設けら
れており、前記キヤリヤには前記上研摩皿駆動用シヤフ
トを貫通してキヤリヤ駆動用シヤフトが固定されており
、このキヤリヤ駆動用シヤフトの上部にはモータの回転
により前記キヤリヤを前記上研摩皿と同一方向に偏心公
転させる第２の伝動部材にその軸心より僅かに偏心した
位置で自転可能に保持されており、また前記キヤリヤ駆
動用シヤフトの一部にはモータの回転を伝達して該キヤ
リヤ駆動用シヤフトを前記上研摩皿と同一方向でほぼ１
／２の回転比で自転させる第３の伝動部材が設けられて
おり、更に前記容器の底もしくは前記下研摩皿の内外径
の間に、前記研摩剤が循環できる溝もしくは孔が設けら
れており、前記容器外部に前記溝もしくは孔と連結し研
摩剤の温度を制御するパイプ及び研摩剤循環用ポンプが
設けられていることを特徴とする研摩装置。