JP2003048156A - 両面平面研磨機 - Google Patents

両面平面研磨機

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JP2003048156A
JP2003048156A JP2001238184A JP2001238184A JP2003048156A JP 2003048156 A JP2003048156 A JP 2003048156A JP 2001238184 A JP2001238184 A JP 2001238184A JP 2001238184 A JP2001238184 A JP 2001238184A JP 2003048156 A JP2003048156 A JP 2003048156A
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M & S Fine Tec Kk
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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。
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