JP2003048156A - 両面平面研磨機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の平面研磨機に比べて、飛躍的に小型の機
械で両面平面研磨を可能となし得、高精度の両面加工精
度を出すことができると共に、定盤の平坦度を修正する
のに作業者に負担をかけない両面平面研磨機を提供する
こと。 【解決手段】上定盤１、下定盤２、ワーク７の各回転中
心を互いにずらした構成とし、下定盤１に対して上定盤
２を揺動させる構成にすると共に、上定盤１と下定盤２
とでワーク７を挟みワークを回転駆動させて上下定盤に
摺接させるようにした。

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、両面平面研磨機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高精度の平面研磨が要求されるワ
ークとして、小片状のマイクロチップが対象とされてき
たが、近年になってＩＣパッケージ（ＴＡＢ、リードフ
レーム）、サーマルプリントヘッド、ＦＤＰ、ビルドア
ップ基板（ＭＣＭ、ＢＧＡ）等のフォトマスクの材料、
ＦＤＰではＰＤＰ・ＬＣＤ用のマザーガラス、ＩＴＯ電
極用マスク材料等が対象となりつつあり、特に、大きな
ものとしては例えば、１１００ｍｍ×１５５０ｍｍの大
きさのフォトマスク等、平面研磨の対象となる材料の大
型化が顕著になりつつある。

【０００３】従来の小片を研磨加工するのに適した研磨
機としては、ワークの片面ずつを研磨するオスカー方
式、ラップマスター方式、遊星キャリアテーブルでワー
クを挾んで両面を同時に研磨するホップマン方式等各種
の方式の機械が知られている。

【０００４】一般的な平面研磨機の基本構成は次のよう
なものである。つまり、ワークを保持して回転中心Ｏ１
を中心に回転させられるキャリアと、前記キャリアに対
向配置されていて前記ワークの面に接しつつ回転中心Ｏ
２を中心として回転させられる定盤とを用い、前記キャ
リアおよび前記定盤がそれぞれ回転中に、前記回転中心
Ｏ１が前記回転中心Ｏ２を中心として半径Δの円運動を
行なうようにし、前記ワークの面が前記定盤によってサ
イクロイド曲線で掃引されることにより、ワークを平面
研磨する。 ．このような方式にかかる平面研磨機として、特開平
５−２０８３６２号公報、特開平７−８８７６０号公
報、特開平８−１７４４０８号公報等に開示された両面
平面研磨機がある。ホップマン方式の一例を従来の研磨
機として以下に例示する。

【０００５】図１４において、４枚の同一の歯車からな
るキャリア１０１、１０２、１０３、１０４が中心歯車
１０５と内歯歯車１０６とに共通に噛み合わされてい
る。４つのキャリア１０１〜１０４にはそれぞれ、この
例では矩形板状をしたワークＷＫの外形に合わせた穴が
開けられいて、この穴にワークＷＫが嵌合させられてい
る。

【０００６】キャリア１０１〜１０４の厚さは、ワーク
ＷＫよりも研磨代に余裕を加えた寸法分薄く製作されて
いて、ワークＷＫの上面と下面はそれぞれキャリア１０
１、１０２の上面、下面から露出可能である。４つのワ
ークＷＫの上面に共通に接触するような円盤状の下定盤
１１０Ｄが、内歯歯車１０６の中心と共通の回転中心Ｏ
２を中心にして回転可能に設けられている。キャリア１
０１〜１０４及びワークＷＫは下定盤１１０Ｄ上に自重
で載っている。下定盤１１０Ｄと共通の回転中心Ｏ２を
中心に回転可能で下定盤１１０Ｄと同径の上定盤１１０
Ｕが所定の研磨圧力でワークＷＫに接触している。キャ
リア１０１〜１０４の各回転中心Ｏ１は、回転中心Ｏ２
から距離Δだけ離れた位置にある。

【０００７】かかる構成において、中心歯車１０５を矢
印の向きに回転駆動すると、キャリア１０１〜１０４は
それぞれ中心歯車１０５により自転しつつ、内歯歯車１
０６に沿って公転する。この公転中に上定盤１１０Ｕ，
下定盤１１０Ｄを回転中心Ｏ２を中心に逆転させると、
回転中心Ｏ１が回転中心Ｏ２を中心として半径Δの円運
動を行ない、ワークＷＫの面が上下定盤１１０Ｕ，１１
０Ｄによってサイクロイド曲線で掃引される。

【０００８】かかる状況のもとで、ワークＷＫと上下定
盤１１０Ｕ、１１０Ｄの間に研磨剤を供給することによ
り、ワークＷＫの両面を平行、平坦な面に平面研磨する
ことができる。

【０００９】このように、中心歯車のまわりにキャリア
を回転させて、キャリアを自転、公転させる方式では、
研磨機の床面積が、およそ、内歯歯車１０６の大きさで
決まり、内歯歯車１０６の径は、（半径Δ＋キャリア１
０１の半径）×２の大きさで定まる。このため、ワーク
ＷＫの大きさが大きくなると、床面積は飛躍的に大きく
なる傾向を示す。 ．上記、従来方式の平面研磨機では、定盤に接しつつ
回転されるキャリアの回転位置が定盤上で一定であるた
め、当初は平坦に形成されている定盤の表面が、経時的
に凹面或いは凸面に逆研磨させられたりしてしまう。

【００１０】このため、随時、定盤を平坦に修正する必
要が生じ、その都度、定盤を平面研磨機から外して修正
用の治具（修正専用機）に取り付けて、修正しなければ
ならない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記については、ワ
ークの大型化に応じて、大規模化する平面研磨機を可能
な限り大型化せずにワークの加工を行いたいという市場
の要求がある。上記については、従来の定盤の修正作
業が煩雑であるので、簡易な修正手段が求められてい
る。また、ワークに対して高い加工精度が要求されてい
る。

【００１２】本発明はこれらの課題に応え、同一の大き
さのワークを加工対象とするとき、従来の平面研磨機に
比べて、飛躍的に小型の機械で両面平面研磨を可能とな
し得、高精度の両面加工精度を出すことができると共
に、定盤の平坦度を修正するのに作業者に負担をかけな
い両面平面研磨機を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の構成とした。 （１）．それぞれが回転する上定盤、ワーク、下定盤の
三者を組み合わせて、上定盤の下面とワークの上面及び
ワークの下面と下定盤の上面を同時に摺り合わせる機構
を有する両面平面研磨機において、下定盤に対して上定
盤を揺動させる上定盤揺動手段と、上定盤と下定盤の間
に配置されていてワークを回転自在に保持する回転保持
手段とを具備し、前記上定盤、前記下定盤、前記回転保
持手段の各回転中心が互いにずれていることとした（請
求項１）。 （２）．（１）記載の両面平面研磨機において、前記上
定盤の径を前記下定盤の径の略１／２以下とした（請求
項２）。 （３）．（１）又は（２）記載の両面平面研磨機におい
て、前記回転保持手段は円盤状をしていてワークを着脱
自在に嵌合させることのできるワーク保持用開口部が形
成されているキャリアと、環状をしていて外周部には回
転力伝達用の歯面が形成され内側部にはキャリアを着脱
自在に保持することのできるキャリア保持用開口部が形
成されたキャリアリングとからなることとした（請求項
３）。 （４）．（３）記載の平面研磨機において、前記キャリ
アの外周部とキャリアリングの内周部には回り止め用の
凹凸部が形成されていることとした（請求項４）。 （５）．（３）又は（４）記載の平面研磨機において、
前記キャリアリングは外周部の３点で接して回転する３
つの回転体で支持されて回転され、前記３つの回転体中
の１つは駆動ギヤであり、他の２つはローラーからな
り、前記３点を結ぶ三角形を想定するとき、キャリアリ
ングの回転中心が前記三角形の内側に位置する関係にあ
ることとした（請求項５）。 （６）．（１）乃至（５）の何れか１つに記載の平面研
磨機において、前記上定盤には上定盤駆動源、前記下定
盤には下定盤駆動源，前記上定盤には上定盤駆動源、前
記下定盤には下定盤駆動源、前記回転保持手段にはキャ
リアリング駆動源ｗｏそれぞれ連結した（請求項６）。 （７）．（６）記載の平面研磨機において、前記上定盤
揺動手段は、回転支柱を支点としてカム手段により揺動
される上定盤支え梁からなり、前記上定盤は前記上定盤
駆動源と共に前記上定盤支え梁の自由端側に上定盤上下
動手段により上下動可能に支持されていることとした
（請求項７）。 （８）．（７）記載の平面研磨機において、前記上下動
手段は案内手段とエアシリンダを主な構成要素とした
（請求項８）。 （９）．それぞれが回転する上定盤、ワーク、下定盤の
三者を組み合わせて、上定盤の下面とワークの上面及び
ワークの下面と下定盤の上面を、同時に摺り合わせる機
構を有する平面研磨機において、上定盤と下定盤の間に
配置されていてワークを回転自在に保持する回転保持手
段と、定位置で回転する上下定盤に対して前記回転保持
手段を往復動させる回転保持手段の揺動手段を具備し、
前記上定盤、前記下定盤、前記回転保持手段の各回転中
心が互いにずれている構成とした（請求項９）。

【００１４】

【発明の実施の形態】［１］上定盤揺動型の両面平面研
磨機 １−１．全体構成（請求項１、２） 上定盤揺動型の両面平面研磨機の要部構成を示した図
１、図２において、下定盤１は下定盤受台２８に固定支
持されると共に鉛直方向に軸支された下定盤軸２７に固
定されていて盤面が水平となるように配置され定位置で
回転駆動されるようになっている。この下定盤１の回転
中心を符号Ｏ１で示す。

【００１５】下定盤１上にはワーク７が自重で乗ってい
る。ワーク７は矩形をしていて厚みは薄い。例えば、厚
さが１ｍｍ以下で７００ｍｍ×７００ｍｍの広さを持つ
基板である。

【００１６】ワーク７は後述する円盤状のキャリア６に
着脱自在に嵌合保持されている。さらに、このキャリア
６はキャリアリング５と一体的に着脱自在に嵌合保持さ
れている。

【００１７】ワーク７はキャリア６に形成されたワーク
７保持用の嵌合穴であるセットホールに着脱自在に嵌合
されているので、セットホール内を摺動して自重により
下定盤１に乗っている。キャリア６の厚さはワーク７よ
りも薄く形成されている。

【００１８】キャリアリング５の外周部はギヤになって
いて、キャリアリング駆動ギヤ１８が噛み合わされてい
る。キャリアリング５の外周上、キャリアリング駆動ギ
ヤ１８と対向する位置には２つのキャリアリングガイド
ローラー４ａ、４ｂがキャリアリング５に接している。

【００１９】これら、キャリアリング駆動ギヤ１８、キ
ャリアリングガイドローラー４ａ、４ｂの三点によりキ
ャリアリング５は回転自在に支持されている。キャリア
リング５の回転中心をＯ５とする。キャリアリング５は
これらキャリアリング駆動ギヤ１８、キャリアリングガ
イドローラー４ａ、４ｂの三点で支持されて定位置で回
転される。

【００２０】キャリアリングガイドローラー４ａ、４
ｂ、キャリアリング５、キャリア６、キャリアリング駆
動ギヤ１８等は、上定盤２と下定盤１の間に配置されて
いて、ワーク７を回転自在に保持する回転保持手段の一
部を構成している。

【００２１】ワーク７には上定盤２が研磨に適する所定
の圧力で接している。上定盤２の径はキャリアリング５
の内径よりも小さく、後述する駆動源により回転駆動さ
れるようになっている。上定盤２の回転中心をＯ２とす
ると、上定盤２は揺動中心Ｏ３０を中心とする円弧状の
軌跡１２０上を揺動するようになっている。この揺動運
動をさせるのは後述する上定盤揺動手段の働きによる。

【００２２】これら下定盤１、キャリアリアリング５、
上定盤２の各回転方向に制約はなく、任意の向きに回転
方向を設定することができ、また、これら下定盤１、キ
ャリアリアリング５、上定盤２の各回転速度は、ワーク
の材質、定盤の粗さ等により適宜定めることができる。

【００２３】図１、図２に示すように、下定盤１の回転
中心Ｏ１、キャリアリアリング５の回転中心Ｏ５、上定
盤２の回転中心Ｏ２は互いにずれており不一致である。
軌跡１２０が回転中心Ｏ１、Ｏ５と交わることはない。

【００２４】このように、下定盤１、キャリアリアリン
グ５、上定盤２の各回転中心がずれて回転することによ
り、かつ、上定盤２が揺動することにより、ワーク７に
摺接する下定盤１、上定盤２の軌跡が経時的にずれるた
め、高精度の平面研磨が可能となる。さらに、上定盤２
の径を下定盤１の径の１／２以下とすることにより、機
械を大型化することなく、サイズの大きいワークを両面
平面研磨することが可能となる。また、上下定盤の盤面
は全面が平均的にワークと摺接するようにできるので定
盤の修正が不要となり或は著しく修正頻度を減少させる
ことができる。

【００２５】１−２．回転保持手段（請求項３、４） ワーク７を回転自在に支持する回転保持手段について説
明する。回転保持手段は、キャリアリング５とキャリア
６とからなる。図３（ａ）はキャリアリングを上から見
た図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＸ１−Ｘ１矢視
断面図である。

【００２６】図３において、キャリアリング５はキャリ
ア７を保持するため剛性のある材料が用いられ、例えば
鉄製のものが使用される。キャリアリングの外周はギヤ
になっており、内側面には円周を等分する位置に４つの
溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが形成されている。

【００２７】図４において、キャリア６はワーク７の厚
さよりも薄くする必要があるため厚さが薄くなる。この
ような薄物の製作を容易にするため、キャリア６は樹脂
製である。キャリア６の外周はキャリアリング５の内周
部に嵌合して一体的に回転できるように外周を等分する
位置に溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄと嵌合できる
大きさの４つの突起６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄが
形成されている。また、中央部にはワーク７を保持する
ためのワークセットホール６２が形成されている。

【００２８】このように、キャリア６の外周部とキャリ
アリング５の内周部には回り止め用の凹凸部である、溝
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ及びこれに着脱自在嵌
合可能な突起６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄが形成さ
れていることから、キャリア６はワークを保持してワー
クと共にキャリアリング５と一体的に回転すること賀で
きる。

【００２９】下定盤１上にキャリアリング５が置かれた
状態でキャリアリング５の溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、
５１ｄにキャリア６の突起６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６
１ｄが嵌合され、キャリア６にはワーク７がセットされ
た状態では、キャリアリング５内をキャリア６は自重で
摺動落下するし、ワーク７はキャリア６内を自重で摺動
落下する。したがって、ワーク７の下面は下定盤１の上
面に接している。また、キャリア６はワーク７よりも薄
いので、ワーク７の表面はキャリア６より上に突出して
いる。よって、ワーク７の上面に上定盤２の下面を接し
射せることができる。

【００３０】従来技術では、外周面にギヤが形成された
キャリアリングとワークを保持するキャリアとが一体形
成された構造をなしていたため、製作が困難でありコス
トも高かった。本例では、キャリアリングとキャリアと
を分割して嵌合自在に組み合わせ可能にしたので、外周
部にギヤが形成されていて剛性が必要なキャリアリング
について剛性を有する材料による製作が容易に可能とな
った。

【００３１】キャリアリングから分割したので、キャリ
アの形状が単純化し、製作が容易となり、薄いキャリア
とすることもできるようになった。これにより大型で厚
さの薄いワークの保持が低コストで可能となった。

【００３２】また、加工が予定されるワークに合わせて
形成したワークセットホールを具備した多種のキャリア
を予め用意しておくことも可能となり、多種の形状のワ
ークの研磨に対応できることとなった。

【００３３】１−３．キャリアリングの支持（請求項
５） 図１において、キャリアリング５は外周部の３点で接し
て回転する３つの回転体で支持されて回転され、これら
３つの回転体中の１つはキャリアリング駆動ギヤ１８で
あり、他の２つはキャリアリングガイドローラーからな
り、前記３点を結ぶ三角形を想定するとき、キャリアリ
ングの回転中心が前記三角形の内側に位置する関係にあ
る。

【００３４】このような配置とすることにより、３つの
回転体でキャリアリング５をしっかり保持して高速回転
させることができ、平面研磨の精度を高めることができ
る。ここで、３つの回転体の全てをギヤとせず、キャリ
アリング駆動ギヤ１８に対向して配置された２つの回転
体をローラー４ａ、４ｂとしたのはこれらをギヤにする
と、高速回転時において安定したキャリアリングの支持
が不可能だからである。

【００３５】キャリアリング５はリング状であり、外周
部における真円度などの精度は必ずしも高くはないの
で、ローラー４ａ、４ｂについてもギヤにすると、回転
によりキャリアリング５がローラー４ａ、４ｂから浮き
上がってしまい噛み合いが外れたりして危険であり実際
的でないからである。

【００３６】ローラー４ａ、４ｂは図５、図６、図７に
示すように二股状に分岐した形状のキャリアサポートア
ーム３の分岐端部に回転可能に設けられている。キャリ
アサポートアーム３の基端部は後述する支柱１１に嵌合
固定されている。

【００３７】１−４．上下定盤の駆動（請求項６） 図５において、符号１６は両面平面研磨機のベースであ
る躯体を示し、鉄製の構造体からなる。下定盤１のまわ
りはオイルパン１５で囲まれている。下定盤１と一体的
な下定盤軸２７は躯体１６の上部を貫通してこの貫通部
が軸支されている。下定盤軸２７の下端部は、躯体１６
の底部に固定された変速機２６に連結されている。

【００３８】変速機２６には下定盤駆動モーター２５が
取り付けられている。下定盤駆動モーター２５の回転
は、変速機２６を介して下定盤１に伝達され下定盤１を
回転駆動させる。下定盤駆動モーター２５は下定盤駆動
源である。

【００３９】図５において、躯体１６の上面にはキャリ
アリング回転用モーター２４が設置されている。このキ
ャリアリング回転用モーター２４の回転軸にはキャリア
リング駆動ギヤ１８が固定されていて、キャリアリング
駆動ギヤ１８はキャリアリング５の外周部に形成された
歯面に噛み合わされている。キャリアリング回転用モー
ター２４はキャリアリング駆動源である。

【００４０】図６において、上定盤２は上定盤軸２３に
固定されている。上定盤軸２３の上部はヘッド４０に軸
受２２ｕ、２２ｄによって軸支されていて、上端部が上
定盤回転用モーター１４に連結されている。上定盤回転
用モーター１４はヘッド４０に固定されている。上定盤
回転用モーター１４が回転することにより上定盤２が回
転される。上定盤回転用モーター１４は上定盤駆動源で
ある。

【００４１】このように、下定盤１、キャリアリング
５、上定盤２はそれぞれ独立の駆動源によって回転駆動
されるようになっていて、個別に回転速度、回転方向な
どを変えることも可能であり、必要に応じて回転速度や
回転方向を変えてワークに応じて所望の研磨精度を得る
ことが可能である。

【００４２】１−５．上定盤の動作手段（請求項７、
８） １−５．上定盤揺動手段 図１で説明したように、上定盤２を軌跡１２０に沿って
揺動させることにより、ワーク７の上面は多様な研磨軌
跡で上定盤により摺接され、これにより高精度の研磨精
度を得る。

【００４３】上定盤２を揺動させる上定盤揺動手段につ
いて説明する。図５、図６、図７において、躯体１６の
上面には円柱状の支柱１１が直立固定されている。支柱
１１の下部には段部が形成されていてこの段部を利用し
てキャリアサポートアーム３の基端部が嵌合固定されて
いる。

【００４４】支柱１１の外周部には軸受６４ｄ、６４ｕ
が設けられると共に、該支柱１１の外周部には筒状の揺
動柱３０がこれら軸受６４ｄ、６４ｕを介して嵌装され
ており、揺動柱３０は支柱１１の中心である揺動中心Ｏ
３０を中心として揺動可能となっている。

【００４５】揺動柱３０の上部は水平方向に直角に上定
盤支え梁１７が延出していて、このオーバーハングした
上定盤支え梁１７の端部近傍に上定盤回転用モーター１
４が設けられている。上定盤回転用モーター１４の配置
は図１で説明したように、キャリアリング５内であって
回転中心Ｏ１や回転中心Ｏ５等から外れた位置となるよ
うにしてある。

【００４６】揺動柱３０を揺動させることにより、上定
盤２は回転中心Ｏ３０を中心として揺動し、上定盤２の
回転中心は軌跡１２０上を揺動する。上定盤２を揺動さ
せる機構としては、種々の機構が考えられるが、ここで
はクランク機構を利用した手段により揺動させる例を説
明する。

【００４７】１−５．上定盤揺動手段 図８に示すように、揺動柱３０の下部からは水平方向に
揺動伝達ガイド板１０が突出している。揺動伝達ガイド
板１０の端部上面には段付き円柱状の軸体６５が枢着さ
れている。軸体６５には軸６６の一端側が固定されてい
る。

【００４８】躯体１６上には揺動駆動モーターＭ８が取
り付けられている。揺動駆動モーターＭ８の回転軸は鉛
直方向を向いていて、この回転軸には揺動角度調節円盤
８が固定されていて、当該回転軸と一体的に回転する。

【００４９】揺動角度調節円盤８の回転中心部には軸体
６７が固定されていて、モーターの回転軸と一体に回転
される。軸体６７には軸６８が水平方向に摺動可能に挿
通している。軸体６７の上部からは止めねじ６９が螺入
されている。止めねじ６９を弛めることで軸６８をは軸
体６７内で動かすことができ、締め付けることにより軸
６８を軸体６７上に固定することができる。

【００５０】軸６８の一端側には軸体７０ａが固定され
ている。軸体７０ａの上部には軸体７０ｂが重ねられて
いて、鉛直方向の回転軸を中心にして、軸体７０ｂは軸
体７０ａに対して回転することができる。軸体７０ａは
揺動角度調整円盤８の上面から離間した位置に位置して
いる。

【００５１】軸体７０ｂには軸７１の一端側が固定され
ている。軸７１の他端側には右ネジ、軸６６の他端側に
は左ネジがそれぞれ形成されていて、これらの軸６６、
７１間にはターンパックル９が設けられている。

【００５２】ターンパックル９を回転することにより揺
動伝達ガイド板１０の回動位置が変わり、これに伴い軌
跡１２０上での上定盤の回転中心Ｏ２の位置を調節する
ことができる。軸体６７上で軸６８をスライドさせて軸
体６７から軸体７０ａまでの距離を変えることにより、
揺動柱３０の揺動ストロークを調節することができる。

【００５３】上定盤揺動手段としては、本例のようにク
ランク機構以外に、カムを利用したカム手段を採用する
こともできる。例えば、図８において、揺動角度調節円
盤８を偏心で構成し、このカム面に揺動伝達ガイド板１
０の自由端部を適宜の弾性手段で押し当てつつ揺動角度
調節円盤８を回転させれば、揺動伝達ガイド板１０を揺
動させて、上定盤１を揺動射せることができる。

【００５４】１−５．上定盤上下動手段 当該両面平面研磨機に対するキャリアリング５やワーク
７などの着脱が可能なように、下定盤１に対して上定盤
２を上下動させる機構を採用し、下定盤１と上定盤２と
の間隔を調整できるようにしている。

【００５５】以下では、上定盤２を上下動させる上定盤
上下動手段について説明する。上定盤上下動手段７５
は、図５乃至図７に示すように、上定盤支え梁１７の自
由端側に設けられている。図５乃至図７及び図９を参照
しながら、上定盤上下動手段について説明する。

【００５６】図６に示すように、上定盤支え梁１７の自
由端側には、上下方向に開放された開口４１があり、ヘ
ッド４０は開口４１内を上下動することができる。上定
盤支え梁１７上には、開口４１近傍にエアシリンダ１２
が架台７７を介して取り付けられている。

【００５７】また、架台７７には案内手段（直線移動装
置）１３ａが取り付けられている。案内手段１３ａに
は、案内手段（直線移動装置）１３ｂが組み合わされて
いる。案内手段１３ｂにはヘッド４０が固定されてい
る。案内手段１３ａ、１３ｂは対をなし、例えば、公知
のＬＭガイドが使用される。

【００５８】図６、図９に示すようにヘッド４０と一体
的に支持体８０が突出しており、この支持体８０にエア
シリンダ１２のピストン棒８２が枢着されている。この
枢着手段としては、ねじ８３、ナット８４、ワッシャー
８５等が用いられている。

【００５９】かかる構成においては、ヘッド４０はエア
シリンダ１２により支えられており、図示しない切換弁
によりエアシリンダ１２へのエアを切り換えることによ
り、ヘッド４０を上昇或は下降させることができる。ま
た、エアの圧力を調整することにより上定盤２のワーク
７に対する圧接力を調節することができる。上定盤上下
動手段７５により、両面平面研磨機に対するワークやキ
ャリアリングの着脱作業が容易に行なうことができる。

【００６０】１−５．上定盤の揺動動作 上定盤の揺動動作を説明する。図１０乃至図１２におい
て下定盤１は時計回りの向き、キャリアリング５は反時
計回りの向き、上定盤２は時計回りの向きにそれぞれ回
転している。また、揺動駆動モーターＭ８が反時計回り
の向きに回転することにより、上定盤２は図１０、図１
１、図１２に示す順にキャリアリング５内を往動し、さ
らに、図１２、図１１、図１０に示す順に復動するとい
う動作を繰り返し、ワーク７の両面が平行に研磨され
る。

【００６１】［２］回転保持手段揺動型の両面平面研磨
機（請求項９） 前記［１］で説明した両面平面研磨機は定位置で回転す
る下定盤１とワークを回転自在に保持するキャリアリン
グ５、キャリア６などの回転保持手段に対して上定盤２
が揺動する構成であった。これに対して、本例にかかる
両面平面研磨機では定位置で回転する上下定盤に対し
て、回転保持手段を往復動させる構成としている。

【００６２】本例では、前記［１］で説明した構成と共
通部分を多く有しているので、共通部分については同じ
符号を用いて要部の構成を図１３に示した。説明の繁雑
を避けるため、前記［１］で説明した図７の構成と対比
しながら、異なる構成部分について図１３により説明す
る。

【００６３】図７においては上定盤１を揺動させる必要
から揺動柱３０を支柱１１に嵌合して揺動可能としてい
たが、本例では、上定盤１は上下動はするものの、揺動
しないので、揺動柱３０に対応する柱３０'は支柱１１
と一体若しくは支柱１１に固定した。

【００６４】図７においては、キャリアサポートアーム
３'は支柱１１に固定していたが、本例では支柱１１に
は固定せずにモーターＭ９０の回転軸９１に軸受を介し
て支持させた。また、回転軸９１にはキャリアリング駆
動ギヤ１８０を固定してキャリアリング５の外周ギヤに
噛み合わせた。

【００６５】モーターＭ９０は可動の台座９２に固定し
た。台座９２の底部に形成された凸部は躯体１６に固定
された筐体状の構造体９４の底部に設けた案内溝９６と
嵌合することにより柱３０'に接離する方向Ａにのみ拘
束されて往復動自在である。補助的な案内手段としてモ
ーターＭ９０からは軸９８が出ていて、構造体９４の側
壁に形成した溝９９を挿通している。軸９８の反対側も
同様の構成による案内手段が構成されている。

【００６６】構造体９４の側壁を挿通した軸９８の先端
側は上方に折曲して折曲部の上端部がキャリアサポート
アーム３'に形成した穴１４０（反対側について穴１４
１）に嵌合してキャリアサポートアーム３'の回り止め
機能を果たしている。

【００６７】構造体９４の方向Ａ上の側壁とモーターＭ
９０との間にはエアシリンダ１４５が介在されていて、
このエアシリンダの動作に応じてモーターＭ９０及びキ
ャリアサポートアーム３'は方向Ａに沿って往復動す
る。

【００６８】本例においても、前記［１］で説明した構
成の両面平面研磨機と同様に従来の平面研磨機に比べ
て、飛躍的に小型の機械で両面平面研磨を可能となし
得、高精度の両面加工精度を出すことができる。

【００６９】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、従来の平面研
磨機に比べて、飛躍的に小型の機械で両面平面研磨を可
能となし得、高精度の両面加工精度を出すことができ
る。請求項２記載の発明では、上定盤の大きさが小さい
のでさらに機械を大型化することなく高精度の両面平面
研磨ができる。

【００７０】請求項３記載の発明では、多種形状のワー
クの保持が可能となり、また、薄物のワークに対応でき
る。請求項４記載の発明では、キャリアをキャリアリン
グと一体的に回転させることができる。

【００７１】請求項５記載の発明では、キャリアリング
を安定して支持することができる。請求項６記載の発明
では、個別に回転速度、回転方向などを変えることによ
り必要に応じて回転速度や回転方向を変えてワークに応
じて所望の研磨精度を得ることができる。

【００７２】請求項７記載の発明では、上定盤上下動手
段により、両面平面研磨機に対するワークやキャリアリ
ングの着脱作業が容易に行なうことができる。請求項８
記載の発明では、案内手段とエアシリンダとを組み合わ
せた簡単な機構によって上定盤を上下動作させることが
できる。請求項９記載の発明では、従来の平面研磨機に
比べて、飛躍的に小型の機械で両面平面研磨を可能とな
し得、高精度の両面加工精度を出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る両面平面研磨機の主要部材の位置
を説明した平面図である。

【図２】本発明に係る両面平面研磨機の主要部材の位置
を説明した側面図である。

【図３】図３（ａ）キャリアリングアームの平面図、図
３（ｂ）は図３（ａ）のＸ１−Ｘ１矢視断面図である。

【図４】図４（ａ）はキャリアの平面図、図４（ｂ）は
図４（ａ）のＸ２−Ｘ２矢視断面図である。

【図５】本発明に係る両面平面研磨機の全体を示した部
分断面正面図である。

【図６】本発明に係る両面平面研磨機の要部を示した部
分断面正面図である。

【図７】本発明に係る両面平面研磨機の要部構造を説明
した分解斜視図である。

【図８】揺動柱を揺動させるカム手段の構成を説明した
斜視図である。

【図９】上定盤上下動手段の構造を説明した分解斜視図
である。

【図１０】両面平面研磨機における上定盤の揺動動作を
説明した研磨機の平面図である。

【図１１】両面平面研磨機における上定盤の揺動動作を
説明した研磨機の平面図である。

【図１２】両面平面研磨機における上定盤の揺動動作を
説明した研磨機の平面図である。

【図１３】キャリアリングを往復動させるタイプの両面
平面研磨機の要部構造を説明した斜視図である。

【図１４】従来技術に係る研磨機の原理を説明した斜視
図である。

【符号の説明】

１ 下定盤 ２ 上定盤 ５ キャリアリング ６ キャリア ７ ワーク Ｏ１ 下定盤の回転中心 Ｏ２ 上定盤の回転中心 Ｏ５ キャリアリングの回転中心

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれが回転する上定盤、ワーク、下定
   盤の三者を組み合わせて、上定盤の下面とワークの上面
   及びワークの下面と下定盤の上面を同時に摺り合わせる
   機構を有する両面平面研磨機において、 下定盤に対して上定盤を揺動させる上定盤揺動手段と、 上定盤と下定盤の間に配置されていてワークを回転自在
   に保持する回転保持手段とを具備し、 前記上定盤、前記下定盤、前記回転保持手段の各回転中
   心が互いにずれていることを特徴とする両面平面研磨
   機。
2. 【請求項２】請求項１記載の両面平面研磨機において、 前記上定盤の径が前記下定盤の径の略１／２以下である
   ことを特徴とする両面平面研磨機。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の両面平面研磨機にお
   いて、 前記回転保持手段は円盤状をしていてワークを着脱自在
   に嵌合させることのできるワーク保持用開口部が形成さ
   れているキャリアと、環状をしていて外周部には回転力
   伝達用の歯面が形成され内側部にはキャリアを着脱自在
   に保持することのできるキャリア保持用開口部が形成さ
   れたキャリアリングとからなることを特徴とする両面平
   面研磨機。
4. 【請求項４】請求項３記載の両面平面研磨機において、 前記キャリアの外周部とキャリアリングの内周部には回
   り止め用の凹凸部が形成されていることを特徴とする両
   面平面研磨機。
5. 【請求項５】請求項３又は４記載の両面平面研磨機にお
   いて、 前記キャリアリングは外周部の３点で接して回転する３
   つの回転体で支持されて回転され、前記３つの回転体中
   の１つは駆動ギヤであり、他の２つはローラーからな
   り、前記３点を結ぶ三角形を想定するとき、キャリアリ
   ングの回転中心が前記三角形の内側に位置する関係にあ
   ることを特徴とする両面平面研磨機。
6. 【請求項６】請求項１乃至５の何れか１つに記載の両面
   平面研磨機において、 前記上定盤には上定盤駆動源、前記下定盤には下定盤駆
   動源、前記回転保持手段にはキャリアリング駆動源がそ
   れぞれ連結されていることを特徴とする両面平面研磨
   機。
7. 【請求項７】請求項６記載の両面平面研磨機において、 前記上定盤揺動手段は、回転支柱を支点としてカム手段
   により揺動される上定盤支え梁からなり、 前記上定盤は前記上定盤駆動源と共に前記上定盤支え梁
   の自由端側に上定盤上下動手段により上下動可能に支持
   されていることを特徴とする両面平面研磨機。
8. 【請求項８】請求項７記載の両面平面研磨機において、 前記上下動手段は案内手段とエアシリンダを主な構成要
   素としていることを特徴とする両面平面研磨機。
9. 【請求項９】それぞれが回転する上定盤、ワーク、下定
   盤の三者を組み合わせて、上定盤の下面とワークの上面
   及びワークの下面と下定盤の上面を、同時に摺り合わせ
   る機構を有する両面平面研磨機において、 上定盤と下定盤の間に配置されていてワークを回転自在
   に保持する回転保持手段と、 定位置で回転する上下定盤に対して前記回転保持手段を
   往復動させる回転保持手段の揺動手段を具備し、 前記上定盤、前記下定盤、前記回転保持手段の各回転中
   心が互いにずれていることを特徴とする両面平面研磨
   機。