JP2001260013A - 両面研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの研磨レートと研磨精度との向上を図
ることができる両面研磨方法を提供する。 【解決手段】本加工過程の実行により、両面研磨装置の
上定盤と下定盤とサンギアとインターナルギアとを駆動
し、ワークを、回転する上定盤及び下定盤によって所定
時間だけ本加工する。そして、所定時間経過後に仕上げ
加工過程を実行し、上定盤及び下定盤の回転が停止す
る。このとき、上定盤の加圧力を本加工過程時の加圧力
の１倍〜１／１０倍に減少させると共に、サンギア及び
インターナルギアの回転速度を本加工過程時の回転速度
の１／５倍〜５倍の回転速度に増加させて、ワークを仕
上げ加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属やガラスな
どのワークの両面を同時に研磨加工するための両面研磨
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の両面研磨方法は、上下定
盤を逆方向又は同一方向に回転させながら、インターナ
ルギア及びサンギアを所定方向に回転させることで、イ
ンターナルギア及びサンギアに噛合したキャリアを下定
盤上で、自公転させる方法を採っている。即ち、自公転
するキャリアに保持されたワークを回転している上下定
盤で挟持することで、ワークの両面を同時に研磨する。
このように、上定盤と下定盤とインターナルギアとサン
ギアとの４つの部材を駆動回転さえる方法は、４ウエイ
（ｗａｙ）研磨方法と呼ばれる。この４ウエイ研磨方法
は、上下定盤を高圧且つ高速で駆動させるので、ワーク
の研磨レートが高い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の両面研磨方法では、４ウエイの研磨方法を採用
しているので、次のような問題がある。４ウエイ研磨方
法は、上，下定盤を高圧且つ高速で駆動させるため、上
下定盤に挟持されたワークを短時間で所定厚さまで研磨
することができるが、ワークの研磨面の平坦度が粗く、
研磨精度が低い。このため、ワークの研磨精度を高める
ための別装置が必要となり、設備コストの増大を招いて
いた。

【０００４】この発明は上述した課題を解決するために
なされたもので、ワークの研磨レートと研磨精度との向
上を図ることができる両面研磨方法を提供することを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、上定盤と下定盤とサンギアとインター
ナルギアとを所定方向に独立駆動可能な両面研磨装置を
用いて、ワークの両面を同時に研磨する両面研磨方法で
あって、下定盤上に載置され且つサンギアとインターナ
ルギアとに噛合された状態で一以上のワークを保持した
キャリアを、サンギア及びインターナルギアを駆動させ
ることで、サンギアの周りで自公転させると共にワーク
を上定盤で加圧しながら当該上定盤と下定盤とを所定方
向に回転させることで、ワークの両面を所定時間だけ本
加工する本加工過程と、所定時間経過後に、サンギア及
びインターナルギアの駆動を継続させたまま、上定盤及
び下定盤の回転を停止すると共に、上定盤の加圧力を本
加工過程時の加圧力の１倍〜１／１０倍の加圧力に減少
させ、且つサンギア及びインターナルギアの回転速度を
本加工過程時の回転速度の１／５倍〜５倍の回転速度に
増加させて、ワークの両面を所定時間だけ仕上げ加工す
る仕上げ加工過程とを具備する構成とした。かかる構成
により、本加工過程の実行して、両面研磨装置の上定盤
と下定盤とサンギアとインターナルギアとを駆動し、ワ
ークを、回転する上定盤及び下定盤によって所定時間だ
け本加工する。そして、所定時間経過後に仕上げ加工過
程を実行し、上定盤及び下定盤の回転が停止する。この
とき、上定盤の加圧力を本加工過程時の加圧力の１倍〜
１／１０倍に減少させると共に、サンギア及びインター
ナルギアの回転速度を本加工過程時の回転速度の１／５
倍〜５倍の回転速度に増加させることで、ワークを仕上
げ加工する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実
施形態に係る両面研磨方法を示すブロック図である。図
１に示すように、この両面研磨方法は本加工過程１と仕
上げ加工過程２とでなる。図２は、両面研磨方法の本加
工過程１と仕上げ加工過程２とを具体的に実行可能な両
面研磨装置を示す断面図である。

【０００７】両面研磨装置３は、両面ラッピング装置で
あり、サンギア４と下定盤５とインターナルギア６と上
定盤７とを備え、これらの回転部材を独立に駆動可能な
構造になっている。

【０００８】サンギア４は、装置の中央部に回転自在に
取り付けられており、その下端部にはギア部４０が形成
されている。符号４１は、このギア部４０を介してサン
ギア４を駆動回転させることができるサンギア駆動装置
である。具体的には、モータ４２の回転軸に直結された
プーリ４３と変速機４６の入力軸に直結されたプーリ４
５とに、ベルト４４が巻き付けられ、変速機４６の出力
軸に直結されたギア４７と上記サンギア４のギア部４０
とにチェーン４８が巻き付けられている。

【０００９】これにより、モータ４２を作動させると、
プーリ４３の回転が、ベルト４４及びプーリ４５を介し
て変速機４６の入力軸に伝達され、変速機４６で変速さ
れて、変速機４６の出力軸に出力される。すると、ギア
４７とチェーン４８とを介して、この出力がギア部４０
に伝達され、サンギア４がモータ４２の駆動力に対応し
た回転速度で回転する。

【００１０】下定盤５は、上記サンギア４の外側に回転
自在に取り付けられており、その下端部には、ギア部５
０が形成されている。符号５１は、このギア部５０を介
して、下定盤５を駆動回転させる下定盤／上定盤駆動装
置５１である。下定盤／上定盤駆動装置５１は、サンギ
ア駆動装置４１と同様に、モータ５２とプーリ５３とベ
ルト５４とプーリ５５と変速機５６とギア５７とチェー
ン５８とを備えているが、さらに、この下定盤／上定盤
駆動装置５１は、チェーン５８が巻き付けられたギア５
９と、このギア５９と共に回転軸５９ｂに固着され且つ
下定盤５のギア部５０に噛合されたギア５９ａとを有し
ている。

【００１１】これにより、モータ５２を作動させると、
その回転速度が変速機５６で変速され、ギア５７及びチ
ェーン５８を介してギア５９に伝達される。この結果、
ギア５９ａがギア５９と一体に回転し、下定盤５がモー
タ５２の駆動力に対応した回転速度で回転する。

【００１２】インターナルギア６は、上記下定盤５の外
側に回転自在に取り付けられており、その下端部には、
ギア部６０が形成されている。符号６１は、このギア部
６０を介してインターナルギア６を駆動回転させるイン
ターナルギア駆動装置６１である。このインターナルギ
ア駆動装置６１も、サンギア駆動装置４１と同様に、モ
ータ６２とプーリ６３とベルト６４とプーリ６５と変速
機６６とギア６７とチェーン６８とを備えており、チェ
ーン６８がインターナルギア６のギア部６０に巻き付け
られている。これにより、モータ６２を作動すると、モ
ータ６２の回転速度が変速機６６で変速されて、ギア部
６０に伝達され、インターナルギア６がモータ６２の駆
動力に対応した回転速度で回転する。

【００１３】一方、上定盤７は、図示しないシリンダの
シリンダロッドに吊り下げられており、シリンダの駆動
で上下動させられるようになっている。このような上定
盤７は、下定盤／上定盤駆動装置５１によって駆動回転
させられる。具体的には、サンギア４の中心孔内に軸７
０が回転自在に挿入され、軸７０の上端部に、ドライバ
７１が取り付けられている。このドライバ７１には、縦
溝７１ａが刻設されており、上定盤７の下降時に、この
縦溝７１ａが上定盤７のフック７２と係合するようにな
っている。また、軸７０の下端部には、ギア部７３が形
成され、このギア部７３が、遊びギア７４を介してギア
７５に噛合されている。このギア７５は、下定盤／上定
盤駆動装置５１の回転軸５９ｂにギア５９ａと共に固着
されている。これにより、下定盤／上定盤駆動装置５１
のモータ５２を作動すると、ギア７５及び遊びギア７４
を介して、モータ５２の駆動力がギア部７３に伝達さ
れ、ドライバ７１に係合された上定盤７が下定盤５と逆
方向に回転する。

【００１４】次に、上記両面研磨装置３を用いた両面研
磨方法の実行例について説明する。図１に示すように、
両面研磨方法は、本加工過程１実行後に仕上げ加工過程
２を実行する。この実行例では、厚さ３０ｍｍ のをワ
ークとした場合について述べる。図３は、両面研磨装置
３の駆動状態を示す線図であり、図３の（ａ）は、下定
盤５の回転速度と駆動時間との関係を示し、図３の
（ｂ）は、上定盤７の回転速度と駆動時間との関係を示
し、図３の（ｃ）は、７の加圧力と加圧時間との関係を
示し、図３の（ｄ）は、サンギア４の回転速度と駆動時
間との関係を示し、図３の（ｅ）は、インターナルギア
６の回転速度と駆動時間との関係を示す。

【００１５】本加工過程１は、サンギア４と下定盤５と
インターナルギア６と上定盤７との４つの部材を駆動回
転させる４ウエイ研磨方法によって、ワークＷを研磨す
る過程であり、ワークＷの研磨レートを高くすることが
できる過程である。具体的には、図２に示すように、キ
ャリア８をサンギア４とインターナルギア６とに噛合さ
せた状態で下定盤５上に載置し、このキャリア８のワー
ク保持孔８０内にワークＷを収納する。そして、上定盤
７を図示しないシリンダによって下降させ、この上定盤
７によってワークＷを所定圧力で加圧する。しかる後、
サンギア４と下定盤５とインターナルギア６と上定盤７
とを駆動回転する。この実行例では、図３の（ａ）〜
（ｅ）に示すように、下定盤５を３０ｒｐｍ、上定盤７
を１０ｒｐｍ、サンギア４を１２．５ｒｐｍ、インター
ナルギア６を１７．５ｒｐｍの回転速度で回転させ、上
定盤７によって、ワークＷを１００ｇ／平方センチメー
トルで加圧した。すると、キャリア８がサンギア４の周
りを自転しながら公転し、キャリア８に保持されたワー
クＷの両面が互いに逆方向に回転する下定盤５と上定盤
７とによって、高研磨レートで研磨される。かかる本加
工過程１を１０分間実行した後、仕上げ加工過程２に移
行する。

【００１６】仕上げ加工過程２は、サンギア４とインタ
ーナルギア６との２つの部材を駆動回転させる２ウエイ
研磨方法であり、ワークＷの研磨精度を高くすることが
できる過程である。具体的には、図１及び図３に示すよ
うに、本加工過程１の開始後、１０分経過した時点で、
下定盤５及び上定盤７の駆動回転を停止させ、サンギア
駆動装置４１及びインターナルギア駆動装置６１の変速
機４６，６６を調整して、サンギア４及びインターナル
ギア６の駆動回転を継続したまま、サンギア４の回転速
度を１０．０ｒｐｍに減少させると共に、インターナル
ギア６の回転速度を２２．５ｒｐｍに増加させる。これ
と並行して、図３の（ｃ）に示すように、上定盤７のワ
ークＷに対する加圧力を３０ｇ／平方センチメートルに
減少させる。すると、ワークＷが小さな加圧力を受け、
このワークＷを保持したキャリア８がサンギア４の周り
を高速で自公転する。この結果、ワークＷの両面の平面
度などが高まり、研磨精度が向上する。かかる仕上げ加
工過程２を１分間実行した後、サンギア駆動装置４１及
びインターナルギア駆動装置６１を停止させると共に、
上定盤７を上昇させて仕上げ加工過程２を終了する。

【００１７】図４は、上記実行例による研磨結果と、４
ウエイ研磨方法のみを採用した従来の方法による研磨結
果との比較を示す表図である。図４に示すように、従来
の方法による研磨結果は、ワーク内板厚偏差が１．５μ
ｍ、バッチ内板厚偏差が３μｍ、平面度（ワーク外周部
のダレ）が０．１μｍであり、各値が非常に大きい。こ
れに対して、本実施形態の上記実行例では、ワーク内板
厚偏差が０．５μｍ、バッチ内板厚偏差が１μｍ、平面
度（ワーク外周部のダレ）が０．０５μｍであり、各値
が非常に小さく、ワークＷの研磨精度が非常に高いこと
を示している。

【００１８】なお、この発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、
本発明の両面研磨方法を両面ラッピング装置３で実行し
たが、両面ポリッシング装置で実行しても良いことは勿
論である。また、上記実施形態では、サンギア駆動装置
４１と下定盤／上定盤駆動装置５１とインターナルギア
駆動装置６１との３機の駆動装置でサンギア４と下定盤
５とインターナルギア６と上定盤７とを独立駆動する構
成としたが、上記４ウエイの研磨方法と２ウエイの研磨
方法とを達成できれば良く、これら駆動装置の機数は任
意である。また、上記実施形態では、サンギア４と下定
盤５とインターナルギア６とを同方向に回転させ、上定
盤７をこれらと逆方向に回転させたが、これに限定され
るものではなく、例えば、下定盤と上定盤とを同方向に
回転させて、本加工過程を実行しても良い。

【００１９】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
よれば、本加工過程の実行後、連続的に、仕上げ加工過
程を実行して、ワークの本加工と仕上げ加工とを行うこ
とができるので、本加工によるワークの研磨レートの向
上と仕上げ加工によるワークの研磨精度の向上とを図る
ことができるという優れた効果がある。また、１台の両
面研磨装置により本加工と仕上げ加工とを実行すること
ができるので、設備コストの低減化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る両面研磨方法を示
すブロック図である。

【図２】両面研磨方法の本加工過程と仕上げ加工過程と
を具体的に実行可能な両面研磨装置を示す断面図であ
る。

【図３】両面研磨装置の駆動状態を示す線図であり、図
３の（ａ）は、下定盤の回転速度と駆動時間との関係を
示し、図３の（ｂ）は、上定盤の回転速度と駆動時間と
の関係を示し、図３の（ｃ）は、上定盤の加圧力と加圧
時間との関係を示し、図３の（ｄ）は、サンギアの回転
速度と駆動時間との関係を示し、図３の（ｅ）は、イン
ターナルギアの回転速度と駆動時間との関係を示す。

【図４】上記実行例による研磨結果と、４ウエイ研磨方
法のみを採用した従来の方法による研磨結果との比較を
示す表図である。

【符号の説明】

１…本加工過程、 ２…仕上げ加工過程、 ３…両面研
磨装置、 ４…サンギア、 ５…下定盤、 ６…インタ
ーナルギア、 ７…上定盤、 ８…キャリア、４１…サ
ンギア駆動装置、 ５１…下定盤／上定盤駆動装置、
６１…インターナルギア駆動装置、 Ｗ…ワーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上定盤と下定盤とサンギアとインターナ
   ルギアとを所定方向に独立駆動可能な両面研磨装置を用
   いて、ワークの両面を同時に研磨する両面研磨方法であ
   って、 上記下定盤上に載置され且つ上記サンギアとインターナ
   ルギアとに噛合された状態で一以上のワークを保持した
   キャリアを、上記サンギア及びインターナルギアを駆動
   させることで、上記サンギアの周りで自公転させると共
   に上記ワークを上記上定盤で加圧しながら当該上定盤と
   上記下定盤とを所定方向に回転させることで、上記ワー
   クの両面を所定時間だけ本加工する本加工過程と、 上記所定時間経過後に、上記サンギア及びインターナル
   ギアの駆動を継続させたまま、上記上定盤及び下定盤の
   回転を停止すると共に、上記上定盤の加圧力を上記本加
   工過程時の加圧力の１倍〜１／１０倍の加圧力に減少さ
   せ、且つ上記サンギア及びインターナルギアの回転速度
   を上記本加工過程時の回転速度の１／５倍〜５倍の回転
   速度に増加させて、上記ワークの両面を所定時間だけ仕
   上げ加工する仕上げ加工過程とを具備することを特徴と
   する両面研磨方法。