JP2002355750A - 面加工装置及び面加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加工物の大小を問わず、面形状の制御を簡
単にかつ確実に行うことができる面加工装置を提供する
こと。 【解決手段】 この面加工装置１は、回転駆動される定
盤５と、被加工物Ｗ１を保持する被加工物保持手段２１
とを備える。面加工は、回転している定盤５の加工面５
ａに対し、被加工物Ｗ１の特定面を摺接させることによ
り行われる。面加工装置１は、作動時に被加工物Ｗ１を
強制的に回転させる一方、非作動時に被加工物Ｗ１を自
由回転可能な状態にする強制回転手段３１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、面加工装置及び面
加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、大型の円盤状の被加工物（例えば
ラップ盤やポリッシュ盤等の定盤等）を製造する際、そ
の特定の面を所望形状の面（具体的には平坦面、中凹状
や中凸状のアール面）に仕上げたい場合がある。この場
合、被加工物の特定面に対して研削加工を行う必要があ
る。

【０００３】かかる面加工を達成する手法の１つとして
は、平面加工装置の一種であるロータリ方式の平面研削
盤を用いた研削加工がある。その際、回転するロータリ
テーブル上に被加工物をあらかじめ固定しておく。この
ような状態で、回転する砥石の一部をその被加工物の上
面に対して接触させる。その結果、当該面の研削加工が
行われるようになっている。しかしながら、ロータリ方
式の平面研削盤では、加工時に砥石を微妙に上下動させ
る必要があるので、被加工物の特定面をミクロン単位で
正確に仕上げることが殆ど不可能である。従って、ロー
タリ方式の平面研削盤を単純に用いたとしても、高精度
のアール面を得ることができなかった。

【０００４】このような問題を解決しうる従来技術とし
ては、例えば特開平１１−３２０３５５号公報に示され
た面加工装置がある。この面加工装置は、回転駆動装置
によって回転される定盤、被加工物を自由回転可能に保
持する被加工物保持治具、当該治具に保持された被加工
物を水平方向に揺動させる揺動機構などを備えている。
加工時においては、回転中の定盤の加工面に対して被加
工物が押し付けられる。その際、被加工物の片側面に加
わる摩擦力の作用により、被加工物が所定方向に連れ回
りを起こす。このような現象が起こるのは、定盤の外周
部付近の周速のほうが中心部のそれに比べて速いことに
起因する。そして、このような連れ回りが起こることに
より、高精度な平坦面のみならず、高精度なアール面を
比較的簡単に得ることができるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平１１
−３２０３５５号公報の装置を用いた場合であっても、
被加工物の径と定盤の径との差が大きいと（即ち被加工
物が定盤に対して小さすぎると）、周速度差が小さくな
って連れ回りが起こらなくなる。よって、被加工物が止
まった状態で引き摺られるようになり、所望の形状が得
られなくなるという問題があった。よって、そのままの
状態では小径の被加工物を面加工することができなかっ
た。また、小径の被加工物の面加工を行うためには、例
えば定盤自体を小径のものに取り替える等の作業が必要
となり、作業全体が煩雑になるという欠点があった。

【０００６】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、被加工物の大小を問わず、
面形状の制御を簡単にかつ確実に行うことができる面加
工装置を提供することにある。

【０００７】また、本発明の別の目的は、被加工物の大
小を問わず、中凸状または中凹状の製品を短時間で効率
よく得ることができる面加工方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、回転駆動される定盤
と、被加工物を保持する被加工物保持手段とを備え、前
記回転している前記定盤の加工面に対して前記被加工物
の特定面を摺接させることにより面加工を行う面加工装
置において、作動時には前記被加工物を強制的に回転さ
せ、非作動時には前記被加工物を自由回転可能な状態に
する強制回転手段を備えることを特徴とする面加工装置
をその要旨とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記強制回転手段は、モータと、前記被加工物保持
手段に前記モータの回転駆動力を伝達する伝達機構と、
前記伝達機構を介した動力伝達状態を絶つクラッチ機構
とを備えることとした。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２におい
て、前記伝達機構は、前記モータの回転軸に設けられた
駆動ギアと、前記被加工物保持手段の備える回転軸に設
けられかつ前記駆動ギアに噛合する従動ギアとを含んで
構成され、前記クラッチ機構は、前記駆動ギアを移動さ
せて前記従動ギアから離間させるアクチュエータを含ん
で構成されているとした。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項において、前記強制回転手段は、前記被
加工物を正転方向及び逆転方向のいずれかに選択的に回
転させることが可能であるとした。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれか１項において、前記特定面を前記加工面に対
して接触させた状態でその特定面と水平な方向に前記被
加工物を揺動させる揺動機構を備えることとした。

【００１３】請求項６に記載の発明では、請求項１乃至
５のいずれか１項に記載の装置を用いた面加工方法であ
って、前記定盤からのオーバーハング量を前記被加工物
の直径の１／４未満の値に設定して前記被加工物をオー
バーハングさせつつ、前記定盤の回転方向とは逆方向に
前記被加工物を強制的に回転させながら前記加工面に摺
接させることにより、前記被加工物の特定面を中凸状に
面加工することを特徴とする面加工方法をその要旨とす
る。

【００１４】請求項７に記載の発明では、請求項１乃至
５のいずれか１項に記載の装置を用いた面加工方法であ
って、前記定盤からのオーバーハング量を前記被加工物
の直径の１／４を超える値に設定して前記被加工物をオ
ーバーハングさせつつ、前記定盤の回転方向と同じ方向
に前記被加工物を強制的に回転させながら前記加工面に
摺接させることにより、前記被加工物の特定面を中凹状
に面加工することを特徴とする面加工方法をその要旨と
する。

【００１５】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、被加工物の直径が
比較的大きくて連れ回り可能な場合には、強制回転手段
を作動させず被加工物を自由回転可能な状態にしておく
ことができ、これにより所望の面形状を得ることができ
る。一方、被加工物が定盤に対して小さすぎて連れ回り
不能な場合には、強制回転手段を作動させて被加工物を
強制的に回転させることができる。ゆえに、被加工物が
止まった状態で引き摺られなくなり、この場合において
も所望の面形状を得ることができる。しかも、小径の被
加工物の加工を行うにあたり、定盤自体を小径のものに
取り替える等の作業が不要になるため、作業全体の煩雑
化が防止される。

【００１６】請求項２に記載の発明によると、通常、モ
ータの回転駆動力は伝達機構を介して被加工物保持手段
に伝達され、それに保持された被加工物が強制的に回転
される。また、クラッチ機構によって伝達機構を介した
動力伝達状態が絶たれた場合には、強制回転手段が機能
しない状態となり、被加工物が自由回転可能な状態とな
る。従って、このような構成によれば、強制回転モード
と自由回転モードとを確実に切り換えることができる。

【００１７】請求項３に記載の発明によると、アクチュ
エータにより駆動ギアを移動させて駆動ギアを従動ギア
から離間させることにより、両ギアの噛合関係が解除さ
れ、被加工物が自由回転可能な状態となる。従って、こ
のような構成によれば、強制回転モードと自由回転モー
ドとを確実に切り換えることができる。

【００１８】請求項４に記載の発明によると、被加工物
を正転方向及び逆転方向のいずれかに選択的に回転させ
ることが可能になることから、加工のバリエーションが
広がるとともに、加工効率を向上させることが可能とな
る。

【００１９】請求項５に記載の発明によると、被加工物
を揺動させながら加工することができるため、加工のバ
リエーションが広がるとともに、加工効率を向上させる
ことが可能となる。

【００２０】請求項６に記載の発明によると、被加工物
を自由回転可能な状態にして連れ回りを起こさせる場合
に比べて、被加工物の特定面を短時間で効率よく中凸状
に面加工することができる。

【００２１】請求項７に記載の発明によると、被加工物
を自由回転可能な状態にして連れ回りを起こさせる場合
に比べて、被加工物の特定面を短時間で効率よく中凸状
に面加工することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の面加工装置を具体
化した一実施形態の平面ラップ装置１を図１〜図４に基
づき詳細に説明する。

【００２３】図１，図２には、本実施形態の平面ラップ
装置１が示されている。この平面ラップ装置１を構成す
る本体２は、工場の床面３に設置されている。本体２内
には定盤５を回転駆動させるための回転駆動装置４が収
容されている。この回転駆動装置４は、上方に向かって
垂直に延びる回転軸６を備えている。回転軸６の下端部
は図示しないモータに機械的に連結され、同モータを動
かすことにより回転軸６が一定方向に回転するように構
成されている。一方、回転軸６の上端部は、定盤５の中
心部にある取付孔に下方側から挿入された状態で、図示
しないボルトを用いて固定されている。従って、回転軸
６が回転すると、定盤５が一体的に回転するようになっ
ている。なお、定盤５は本体２の上面において水平に配
置されている。

【００２４】図３（ａ），（ｂ）に示されるように、定
盤５は円盤状を呈した金属製部材であって、その上面の
ほぼ全体（具体的には上面中央部を除く領域）が加工面
５ａとなっている。定盤５の上面における加工領域に
は、図示しない多数の研削用溝が同心円状に形成されて
いる。なお、本装置１により研削される被加工物Ｗ１と
しては、例えば１）工作機械のロータリテーブル、２）
ラップ盤、ポリッシュ盤、ウェハ研磨装置の定盤または
プッシャプレート、３）大型レンズなど、即ち各種の大
型製品が挙げられる。

【００２５】図１，図２に示されるように、この装置１
は揺動機構１１を具備している。即ち、本体２の上面に
は支持柱７が突設されており、その支持柱７の上端部に
は揺動機構１１の一部を構成する揺動アーム１２が支持
されている。本実施形態の揺動機構は、揺動アーム１
２、駆動手段１３、揺動軸１４等によって構成されてい
る。駆動手段１３は、本体２内において前記回転駆動装
置４の隣に配設されるとともに、所定角度θの範囲内で
回動運動を行うモータ等を含んで構成されている。揺動
軸１４は、前記モータの回転軸に機械的に連結されてい
る。揺動軸１４は上方に向かって垂直に延びるととも
に、支持柱７の内部を貫通している。揺動軸１４の上端
部には、揺動アーム１２の基端部が連結されている。

【００２６】従って、駆動手段１３を駆動すると、揺動
軸１４を介して揺動アーム１２に駆動力が伝達され、揺
動アーム１２が水平方向に沿って揺動をする（即ち先端
が首振り運動をする）ようになっている。

【００２７】本実施形態において使用される揺動アーム
１２は、少なくとも定盤５の直径よりも長く、加工面５
ａの上方において定盤５の回転中心を跨ぐようして配設
されている。

【００２８】揺動アーム１２は被加工物Ｗ１を保持する
ための被加工物保持手段２１を備えている。被加工物保
持手段２１は揺動アーム１２の底部１５における先端側
に設けられている。本実施形態の被加工物保持手段２１
は、回転軸２２、軸受２３，２４、プッシャプレート２
５によって構成されている。

【００２９】揺動アーム１２の備える上部取付ブラケッ
ト２７には上側軸受２３が取り付けられており、底部１
５において前記上側軸受２３の直下の位置には下側軸受
２４が設けられている。これら一対の軸受２３，２４に
は、前記回転軸２２が鉛直方向に沿って延びかつ回転可
能な状態で軸支されている。底部１５の外方に突出した
回転軸２２の下端部には、円盤状のプッシャプレート２
５が一体回転可能に固定されている。プッシャプレート
２５の下面には、被加工物Ｗ１が貼着等により保持され
るようになっている。

【００３０】また、揺動アーム１２は強制回転手段３１
を備えている。上記強制回転手段３１は、作動時におい
て被加工物Ｗ１を強制的に回転させる役割を果たす。本
実施形態の強制回転手段３１は、モータ３２と、被加工
物保持手段２１にモータ３２の回転駆動力を伝達する伝
達機構と、伝達機構を介した動力伝達状態を絶つクラッ
チ機構とを備えている。

【００３１】モータ３２は、回転軸３２ａを下方に向け
た状態でモータ取付用ステー３４の上部に固定されてい
る。モータ３２の回転軸３２ａの先端には、伝達機構を
構成する駆動ギア３５が固定されている。一方、上述し
た被加工物保持手段２１の備える回転軸２２には、同じ
く伝達機構を構成する従動ギア３６が固定されている。
駆動ギア３５及び従動ギア３６は、ほぼ同じ高さに配置
されている。

【００３２】図１においては、従動ギア３６が駆動ギア
３５に接触し、両者が噛合した状態が示されている。こ
の場合、モータ３２の回転駆動力は駆動ギア３５及び従
動ギア３６を介して回転軸２２に伝達される。その結
果、プッシャプレート２５及びそれに保持された被加工
物Ｗ１が強制的に回転される。なお、本実施形態では、
正転方向及び逆転方向のいずれかに選択的に回転させる
ことが可能なモータ３２が用いられている。従って、プ
ッシャプレート２５及び被加工物Ｗ１を２方向（即ち、
定盤５と同じ方向及び反対の方向の２方向）に回転させ
ることができる。

【００３３】一方、図２においては、従動ギア３６が駆
動ギア３５から離間し、両者の噛合関係が解除された状
態が示されている。この場合、モータ３２の回転駆動力
は駆動ギア３５及び従動ギア３６を介して回転軸２２に
伝達されず、プッシャプレート２５及び被加工物Ｗ１は
強制的に回転されることはない。その代わりに、プッシ
ャプレート２５及び被加工物Ｗ１は、モータ３２の駆動
の如何に関係なく、自由回転可能な状態となる。つま
り、強制回転手段３１の非作動時には被加工物Ｗ１は自
由回転可能な状態となる。

【００３４】図１，図２に示されるように、底部１５に
おいて下側軸受２４よりもアーム基端側となる位置に
は、リニアガイド３７の固定側部材が揺動アーム１２の
長手方向に沿って延びるように設けられている。同リニ
アガイド３７の固定側部材には、移動側部材が摺動可能
に係合している。この移動側部材に対しては、上述した
モータ取付用ステー３４の基部が固定されている。

【００３５】さらに、底部１５において前記固定側部材
よりもアーム基端側となる位置には、アクチュエータの
一種であるエアシリンダ３８が略Ｌ字状の取付金具４０
を用いて固定されている。このエアシリンダ３８は横向
きに設置されており、ロッド３９が水平方向に沿って出
没するようになっている。このロッド３９の先端は、モ
ータ取付用ステー３４の側部に対して連結されている。
従って、このエアシリンダ３８に加圧エアを給排してロ
ッド３９を駆動することにより、ステー３４、モータ３
２及び駆動ギア３５を水平移動させることができる。具
体的には、エアシリンダ３８の伸張時には、ステー３
４、モータ３２及び駆動ギア３５が左側方向に移動し、
図１のごとく従動ギア３６が駆動ギア３５に接触する。
エアシリンダ３８の収縮時には、ステー３４、モータ３
２及び駆動ギア３５が右側方向に移動し、図２のごとく
従動ギア３６が駆動ギア３５から離間する。つまり、エ
アシリンダ３８を駆動することにより、強制回転モード
と自由回転モードとが切り換えられる。なお、本実施形
態では、ステー３４、リニアガイド３７、エアシリンダ
３８及び取付金具４０によりクラッチ機構が構成されて
いる。

【００３６】揺動アーム１２は上記エアシリンダ３８と
は別に、エア圧を利用したアクチュエータ４１を備えて
いる。このアクチュエータ４１は、底部１５の下面とプ
ッシャプレート２５の上面との間に介在されている。よ
って、アクチュエータ４１に加圧エアを供給すると、ア
クチュエータ４１が上下方向に伸張し、プッシャプレー
ト２５が下動する。その結果、被加工物Ｗ１が加工面５
ａに所定の押圧力で押し付けられる。アクチュエータ４
１への加圧エアの供給を停止すると、アクチュエータ４
１が上下方向に収縮し、プッシャプレート２５が上動す
る。その結果、被加工物Ｗ１が加工面５ａから離間す
る。

【００３７】この平面ラップ装置１は制御ユニット４２
を備えている。本実施形態の場合、制御ユニット４２は
本体２の上面にて垂直に立設されている。制御ユニット
４２内は操作部４３及び制御コンピュータ４４を備えて
いる。操作部４３は制御コンピュータ４４に電気的に接
続されており、制御コンピュータ４４に操作情報を出力
するようになっている。前記操作部４３には、例えば、
強制回転モードと自由回転モードとを選択するためのス
イッチや、モータ３２の回転方向・速度を選択・調整す
るためのスイッチ等が設けられている。

【００３８】一方、平面ラップ装置１における各モータ
は、図示しないモータドライバ回路を介して制御コンピ
ュータ４４にそれぞれ接続されている。エアシリンダ３
８及びアクチュエータ４１は、図示しない電磁弁を介し
て制御コンピュータ４４にそれぞれ接続されている。制
御コンピュータ４４の記憶手段には、所定の制御プログ
ラムが格納されている。制御コンピュータ４４のＣＰＵ
は、操作情報にそのプログラムに従ってこれらの機器が
総合的にシーケンス制御されるようになっている。

【００３９】次に、上記の平面ラップ装置１を用いた面
加工の方法について述べる。被加工物Ｗ１の直径ｄが比
較的大きくて連れ回り可能な場合には、自由回転モード
を選択する。この場合には、クラッチ機構によって伝達
機構を介した動力伝達状態をあらかじめ絶つ（つまり動
力非伝達状態にする）ことにより、強制回転手段３１が
機能しない状態にしておく。よって、被加工物Ｗ１が自
由回転可能な状態になる。ここで、定盤５を回転させる
とともにアクチュエータ４１を作動させ、加工面５ａに
対して被加工物Ｗ１の下面を接触させる。その際、必要
に応じて揺動アーム１２を揺動させる。このとき、揺動
アーム１２が両方の揺動終端位置に達したときに、図３
に示されるようなはみ出し領域（オーバーハング領域）
が生じるようにしてもよい。本実施形態では、オーバー
ハング量ＯＶＨを０〜ｄ／２の範囲内、好ましくは０〜
ｄ／３の範囲内で設定することとしている。なお「オー
バーハング量ＯＶＨ」とは、定盤５の回転中心及び被加
工物Ｗ１の中心点の両方を通る線分と、オーバーハング
領域とが交わる部分の長さを指すと定義する。

【００４０】以上のようにして加工を行うと、被加工物
Ｗ１が連れ回りを起こしながら加工面５ａによって研磨
される。連れ回りが起こるメカニズムについての詳細な
説明は特開平１１−３２０３５５号公報にてなされてい
るため、ここでは敢えて割愛する。その結果、被加工物
Ｗ１の特定面を、高精度な平坦面または高精度なアール
面に比較的簡単に仕上げることができる。

【００４１】一方、被加工物Ｗ１が定盤５に対して小さ
すぎて連れ回り不能な場合には、強制回転モードを選択
する。この場合には、クラッチ機構によって動力伝達状
態にしておくことにより、強制回転手段３１を機能さ
せ、被加工物Ｗ１を強制回転させる。ここで、定盤５を
回転させるとともにアクチュエータ４１を作動させ、加
工面５ａに対して被加工物Ｗ１の下面を接触させる。そ
の際、必要に応じて揺動アーム１２を揺動させたり、オ
ーバーハングさせたりしてもよい。

【００４２】以上のようにして加工を行うと、被加工物
Ｗ１が止まった状態で引き摺られるようなことがなくな
り、被加工物Ｗ１の特定面が加工面５ａによって確実に
研磨される。その結果、この場合においても被加工物Ｗ
１の特定面を、高精度な平坦面または高精度なアール面
に比較的簡単に仕上げることができる。

【００４３】

【実施例】ここで上記本実施形態をより具体的にした、
いくつかの実施例を紹介する。 （実施例１）実施例１では、まず、被加工物Ｗ１の直径
ｄの値を、定盤５との摺接により連れ回りが起こるよう
な大きさ、具体的には定盤５の直径の１／４程度の大き
さに設定した。次いで、上記平面ラップ装置１を用い、
定盤５の回転数（回／分）、被加工物Ｗ１の回転モー
ド、被加工物Ｗ１の回転数（回／分）、オーバーハング
量ＯＶＨを表１のように設定したうえで、面加工を行っ
た。ここでは１２種類の条件を設定した（実施例１−１
〜１２）。

【００４４】表１中の被加工物Ｗ１の回転モードにおい
て、「自由」とは自由回転を、「正転」とは定盤５と同
じ方向への強制回転を、「逆転」とは定盤５とは逆方向
への強制回転を意味している。

【００４５】そして、このような条件で面加工を行い、
加工可能な平面度（μｍ）、加工速度（研磨レート）、
平面形状の変化速度、平面形状の変化方向について、そ
れぞれ調査した。その結果を表１、表２に示す。参考の
ため、図４の表には被加工物Ｗ１の加工の流れが図示さ
れている。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】 上記の結果を総合すると、以下のようになる。

【００４８】中凸状の製品を得たい場合、定盤５からの
オーバーハング量ＯＶＨを被加工物Ｗ１の直径ｄの１／
５または０（ＯＶＨ＝ｄ／５または０）に設定すること
がよい。併せて、定盤５の回転方向とは逆方向に被加工
物Ｗ１を強制的に回転させることがよい。換言すると、
上記１２種類のなかでは実施例１−３、１−６の条件が
最も好ましく、かかる条件に設定すれば短時間で効率よ
く中凸状の製品が得られることがわかった。

【００４９】一方、中凹状の製品を得たい場合、定盤５
からのオーバーハング量ＯＶＨを被加工物Ｗ１の直径ｄ
の１／３（ＯＶＨ＝ｄ／３）に設定することがよい。併
せて、定盤５の回転方向と同じ方向に被加工物Ｗ１を強
制的に回転させることがよい。換言すると、上記１２種
類のなかでは実施例１−１１の条件が最も好ましく、か
かる条件に設定すれば短時間で効率よく中凹状の製品が
得られることがわかった。

【００５０】また、平坦状の製品を得たい場合、定盤５
からのオーバーハング量ＯＶＨを被加工物Ｗ１の直径ｄ
の１／４（ＯＶＨ＝ｄ／４）に設定することがよいこと
がわかった。 （実施例２）実施例２では、定盤５の回転数を３０回／
分から５０回／分に増やして、実施例１と同様のことを
行った。その結果、定盤５の回転数を３０回／分に設定
した実施例１に比べ、実施例２のほうが加工速度及び平
面形状の変化速度が大きくなることがわかった。しかし
ながら、定盤５の回転数の増減は、平面形状の変化方向
に関しては何ら影響を与えないことがわかった。 （実施例３）実施例３では、被加工物Ｗ１の回転数を１
０回／分から３０回／分に増やして、実施例１と同様の
ことを行った。その結果、被加工物Ｗ１の回転モードが
「正転」の場合には、被加工物Ｗ１の回転数を１０回／
分に設定した実施例１に比べ、実施例３のほうが加工速
度及び平面形状の変化速度が小さくなることがわかっ
た。反対に、被加工物Ｗ１の回転モードが「逆転」の場
合には、実施例１に比べ、実施例２のほうが加工速度及
び平面形状の変化速度が大きくなることがわかった。ま
た、平面形状の変化方向については実施例１と同じよう
な傾向がみられ、オーバーハング量ＯＶＨに依存するこ
とがわかった。 （実施例４）実施例４では、被加工物Ｗ１の直径ｄを実
施例１の半分程度に小さくして、実施例１と同様のこと
を行った。その結果、自由回転モードにしたときであっ
ても、被加工物Ｗ１は自由回転せず、このときには加工
不能になることがわかった。しかし、強制回転モードに
したときには加工が可能であり、中凹、中凸のどちらも
得ることが可能であった。

【００５１】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。 （１）本実施形態の平面ラップ装置１は、作動時に被加
工物Ｗ１を強制的に回転させ、非作動時に被加工物Ｗ１
を自由回転可能な状態にする強制回転手段３１を備えて
いる。従って、被加工物Ｗ１の直径が比較的大きくて連
れ回り可能な場合には、強制回転手段３１を作動させず
被加工物Ｗ１を自由回転可能な状態にしておくことがで
き、これにより所望の面形状を得ることができる。一
方、被加工物Ｗ１が定盤５に対して小さすぎて連れ回り
不能な場合には、強制回転手段３１を作動させて被加工
物Ｗ１を強制的に回転させることができる。ゆえに、被
加工物Ｗ１が止まった状態で引き摺られなくなり、この
場合においても所望の面形状を得ることができる。しか
も、小径の被加工物Ｗ１の加工を行うにあたり、定盤５
自体を小径のものに取り替える等の作業が不要になるた
め、作業全体の煩雑化が防止される。

【００５２】即ち、本実施形態の平面ラップ装置１によ
れば、被加工物Ｗ１の大小を問わず、面形状の制御を簡
単にかつ確実に行うことができる。 （２）この平面ラップ装置１における強制回転手段３１
は、モータ３２と、モータ３２の回転駆動力を伝達する
伝達機構と、伝達機構を介した動力伝達状態を絶つクラ
ッチ機構とを備える。具体的には、前記伝達機構は、モ
ータ３２の回転軸に設けられた駆動ギア３５と、被加工
物保持手段２１の備える回転軸２２に設けられかつ駆動
ギア３５に噛合する従動ギア３６とを含んで構成されて
いる。前記クラッチ機構は、駆動ギア３５を移動させて
従動ギア３６から水平方向に離間させるエアシリンダ３
８を含んで構成されている。

【００５３】このため、エアシリンダ３８への加圧エア
の給排により、駆動ギア３５を移動させて駆動ギア３５
を従動ギア３６から物理的に離間させることができる。
その結果、両ギア３５，３６の噛合関係が確実に解除さ
れる結果、モータ３２の駆動力が完全に絶たれ、加工物
Ｗ１が自由回転可能な状態となる。従って、このような
構成によれば、強制回転モードと自由回転モードとを確
実にかつスムーズに切り換えることができる。このこと
は、面形状の制御性の向上に貢献している。

【００５４】（３）この平面ラップ装置１における強制
回転手段３１はモータ３２を用いて構成されており、被
加工物Ｗ１を正転方向及び逆転方向のいずれかに選択的
に回転させることが可能である。しかも、特定面を前記
加工面５ａに対して接触させた状態でその特定面と水平
な方向に被加工物Ｗ１を揺動させる揺動機構１１を備え
ている。よって、加工のバリエーションが広がるととも
に、加工効率を向上させることが可能となる。

【００５５】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 強制回転手段３１における回転駆動手段としては、
実施形態にて例示したモータ３２のみに限定されず、そ
れ以外のタイプの回転駆動アクチュエータを用いること
も可能である。

【００５６】・ 通電量を変更して直接的にモータ３２
の回転速度を制御してもよく、ギア比の変更によって間
接的にモータ３２の回転速度を制御してもよい。 ・ クラッチ機構の連結・遮断を行うにあたり、エアシ
リンダ３８を水平移動させてギア３５，３６同士を接離
させてもよいほか、エアシリンダ３８を垂直移動させて
ギア３５，３６同士を接離させてもよい。

【００５７】・ クラッチ機構を構成するエアシリンダ
３８に代えて、例えば電動シリンダ等のような電動アク
チュエータなどを用いてもよい。また、実施形態とは異
なるタイプのクラッチ機構を適用しても構わない。

【００５８】・ 揺動機構１１に代えて、被加工物Ｗ１
を水平に移動させる水平移動機構を採用してもよい。ま
た、揺動機構１１を省略した構成を採用することも許容
される。

【００５９】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想を以下に列挙する。 （１） 請求項１乃至４のいずれか１項において、前記
特定面を前記加工面に対して接触させた状態でその特定
面と水平な方向に前記被加工物を移動させる水平移動機
構を備えること。従って、この技術的思想１に記載の発
明によれば、被加工物を揺動させながら加工することが
できるため、加工のバリエーションが広がるとともに、
加工効率を向上させることが可能となる。

【００６０】（２） 請求項２において、前記伝達機構
は、回転駆動アクチュエータの備える回転軸に設けられ
た駆動体と、前記被加工物保持手段の備える回転軸に設
けられかつ前記駆動体に接触する従動体とを含んで構成
され、前記クラッチ機構は、前記駆動体を移動させて前
記従動体から離間させるアクチュエータを含んで構成さ
れていること。

【００６１】（３） 請求項３において、前記クラッチ
機構は、さらに、前記アクチュエータによって駆動され
かつ前記モータが固定される固定手段と、前記固定手段
が取付けられかつ前記固定手段をその駆動方向に沿って
ガイドするガイド手段とを備えること。従って、この技
術的思想３に記載の発明によれば、強制回転モードと自
由回転モードとを確実に切り換えることができる。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記
載の発明によれば、被加工物の大小を問わず、面形状の
制御を簡単にかつ確実に行うことができる面加工装置を
提供することができる。

【００６３】請求項６に記載の発明によれば、被加工物
の大小を問わず、中凸状の製品を短時間で効率よく得る
ことができる面加工方法を提供することができる。請求
項７に記載の発明によれば、被加工物の大小を問わず、
中凹状の製品を短時間で効率よく得ることができる面加
工方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施形態における平面ラ
ップ装置の動力伝達状態のときの概略正面図。

【図２】実施形態の平面ラップ装置の動力非伝達状態の
ときの概略正面図。

【図３】（ａ）は実施形態の平面ラップ装置の動きを説
明するための定盤及び被加工物の概略平面図、（ｂ）は
定盤、プッシャプレート及び被加工物の概略斜視図。

【図４】実施形態における被加工物の加工の流れを説明
するための表。

【符号の説明】

１…面加工装置としての平面ラップ装置、５…定盤、５
ａ…定盤の加工面、１２…揺動機構、２１…被加工物保
持手段、３１…強制回転手段、３２…モータ、３５…伝
達機構を構成する駆動ギア、３６…伝達機構を構成する
従動ギア、３８…クラッチ機構を構成するアクチュエー
タとしてのエアシリンダ、Ｗ１…被加工物、ＯＶＨ…オ
ーバーハング量、ｄ…被加工物の直径。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C043 BA03 BA15 CC02 CC07 DD05 3C058 AA02 AA07 AB01 AB06 BA07 CA01 CB01 CB03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動される定盤と、被加工物を保持す
   る被加工物保持手段とを備え、前記回転している前記定
   盤の加工面に対して前記被加工物の特定面を摺接させる
   ことにより面加工を行う面加工装置において、 作動時には前記被加工物を強制的に回転させ、非作動時
   には前記被加工物を自由回転可能な状態にする強制回転
   手段を備えることを特徴とする面加工装置。
2. 【請求項２】前記強制回転手段は、モータと、前記被加
   工物保持手段に前記モータの回転駆動力を伝達する伝達
   機構と、前記伝達機構を介した動力伝達状態を絶つクラ
   ッチ機構とを備えることを特徴とする請求項１に記載の
   面加工装置。
3. 【請求項３】前記伝達機構は、前記モータの回転軸に設
   けられた駆動ギアと、前記被加工物保持手段の備える回
   転軸に設けられかつ前記駆動ギアに噛合する従動ギアと
   を含んで構成され、前記クラッチ機構は、前記駆動ギア
   を移動させて前記従動ギアから離間させるアクチュエー
   タを含んで構成されていることを特徴とする請求項２に
   記載の面加工装置。
4. 【請求項４】前記強制回転手段は、前記被加工物を正転
   方向及び逆転方向のいずれかに選択的に回転させること
   が可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   か１項に記載の面加工装置。
5. 【請求項５】前記特定面を前記加工面に対して接触させ
   た状態でその特定面と水平な方向に前記被加工物を揺動
   させる揺動機構を備えることを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれか１項に記載の面加工装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装
   置を用いた面加工方法であって、 前記定盤からのオーバーハング量を前記被加工物の直径
   の１／４未満の値に設定して前記被加工物をオーバーハ
   ングさせつつ、前記定盤の回転方向とは逆方向に前記被
   加工物を強制的に回転させながら前記加工面に摺接させ
   ることにより、前記被加工物の特定面を中凸状に面加工
   することを特徴とする面加工方法。
7. 【請求項７】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装
   置を用いた面加工方法であって、 前記定盤からのオーバーハング量を前記被加工物の直径
   の１／４を超える値に設定して前記被加工物をオーバー
   ハングさせつつ、前記定盤の回転方向と同じ方向に前記
   被加工物を強制的に回転させながら前記加工面に摺接さ
   せることにより、前記被加工物の特定面を中凹状に面加
   工することを特徴とする面加工方法。