JP2004243469A - 両面ラップ盤用回転定盤 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気記憶用ハードディスク、液晶ディスプレイなどのガラス板を研磨する際、ガラス板と摺り合せ面との吸い付き力を低減させることが可能な両面ラップ盤用定盤を提供する。
【解決手段】金属粉とダイアモンド粉とを焼結せしめた所定の厚みと幅を有する細長い角棒状をなしたダイアモンド研磨片１５を上下一対の回転定盤３の摺り合せ面に相互に隙間が空く様に所定の面率で同心円状に固定して両面ラップ盤回転定盤を構成した。
【選択図】 図９

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は両面ラップ盤用回転定盤、詳しくは、加工作業中の破損事故をなくし、より薄いガラス板でも安全かつ高精度に研磨作業を実施できる両面ラップ盤用回転定盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記憶用ハードディスク、液晶ディスプレイなどの製造の際には、部品の一つであるガラス板の研磨作業が必要であり、通常は両面ラップ盤によって実施されている。この両面ラップ盤１８は図１に示す様に被加工物であるガラス板９の表裏を回転定盤３，３で挟み、この回転定盤３，３を相互に逆回転させることにより、この回転定盤３の摺り合せ面１１に固着せしめられた研磨体によってガラス板９の表裏の研磨を行うものである。更に詳しく説明すると、この作業は図２及び図３に示す様に、保持枠体であるキャリア１にあけられた透孔２に被加工物であるガラス板９を嵌め込み、一対の回転定盤３，３のうち下側の回転定盤３の外側に固定された円形枠体１９の内側に設けられた歯６及びこの下側の回転定盤３とは独立した駆動系により駆動される中央軸１７の外側に設けられた中央軸１７とは独立した駆動系によって駆動される平歯車２０に、キャリア１の外周縁に形成されている歯８をそれぞれ係合させ、ガラス板９が嵌め込まれているキャリア１の表裏を上下一対の回転定盤３，３の摺り合せ面１１、１１で挟み込み、一対の回転定盤３，３をそれぞれ逆方向に回転させることにより、キャリア１に自転運動及び中央軸１７を中心とする公転運動を与えながらキャリア１によって保持されているガラス板９の表裏を摺り合せ面１１との摺接によって研磨するものである。なお、図４はこの研磨作業の際に用いるキャリア１の斜視図である。
そして、回転定盤３には、大きく分けて２タイプのものが存在しており、一つには図５に示すものの様に、回転定盤３の摺り合せ面１１に円柱状をなした小型のダイアモンドペレット１０を所定間隔で多数固定した所謂ペレット植設タイプのものであり、もう一つは図６に示す様に、回転定盤３の摺り合せ面自体を金属粉とダイアモンド粉とを焼結させた所定厚さを有する研磨体１４で構成した所謂総型タイプのものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前者、つまり図５に示すペレット植設タイプの回転定盤３においては、摺り合せ面１１に植設されるダイアモンドペレット１０，…間には比較的大きな隙間が形成されており、その面率は低いので、被加工物であるガラス板９を、より細かい加工番手で仕上げることができる特徴を有している。被加工物であるガラス板９の表面の平滑度を高めようとするときは、当然に細かい番手のダイアモンドペレット１０を使用することになるが、加工しようとするガラス板９とダイアモンドペレット１０の端面とは、番手が細かくなるに従って互いに吸い付きやすくなるが、このペレット植設タイプの回転定盤３の場合には、ダイアモンドペレット１０植設の面率が低いので、かなり細かい番手のものまでこの吸い付き現象を抑制することができるのである。
【０００４】
一方、図６に示す総型タイプの回転定盤３の場合、摺り合せ面１１全体に研磨体１４が一体的に形成されているので、研磨力が大きく、荒番手での加工には適しているが、細かい番手になると、吸い付き現象が急激に大きくなる特徴があり、細かい番手の研磨作業には適していなかった。又、研磨体１４が一体的に形成されているので、一旦製作してしまった後は、定盤精度のコントロールは出来なかった。更に、加工精度を保つ為には、定盤全体を定期的に修正しなければならず、大掛かりな作業が必要で、コストや時間の面からも問題があった。
【０００５】
近年は、磁気記憶用ハードディスクや液晶ディスプレイの高性能化に伴い、大きさや厚さが小さいガラス板を精密に研磨する機会が多くなっており、表面粗度に関する要求も益々高くなる傾向がある。この様な要求を満すには、図６に示す様な総型タイプの回転定盤３より、図５に示す様なペレット植設タイプの回転定盤３の方が適しており、これらの研磨作業には、このペレット植設タイプの回転定盤３が多く使用されている。
【０００６】
このペレット植設タイプの回転定盤３の場合、総型タイプの回転定盤３に比べ、より細かい番手でも吸い付き現象の発生がなく、吸い付き力も小さいことは確かであるが、対向した一対の物質間に働く分子間力に由来するこの吸い付き現象を完全になくすことは不可能であり、このペレット植設タイプの回転定盤３でも、ある番手以下になると、吸い付き力が大きくなり、研磨作業に支障を来す場合があった。
【０００７】
つまり、被加工物であるガラス板９は保持枠体であるキャリア１によって自転及び公転運動が付与されているのであるが、ガラス板９とダイアモンドペレット１０の端面との間の吸い付き力が強大になると、キャリア１が自転及び公転運動をする際に大きな負担がかかり、外周縁に形成されている歯８を破損したり、上下にたわんでしまうことがあった。又、キャリア１自体もダイアモンドペレット１０の端面に吸い付けられ、これによって上下にたわむこともあった。キャリア１は、一般に、ガラス繊維製円板にエポキシ樹脂を含浸させて形成したものであるが、被加工物１であるガラス板９より薄くなければならず、ガラス板９が薄くなればなるほど、その強度の保持はむずかしかった。又、研磨作業の際には摺り合せ面１１に外部からクーラントを供給し、クーラントの潤滑作用によって吸い付きを減少させているが、ペレット植設タイプの場合、上側の回転定盤３からクーラントを供給しても、ダイアモンドペレット１０同士は離れており、その間には大きな空間が形成されているので、せっかく供給したクーラントもこの空間から下側の回転定盤３側に一気に流れ落ちてしまい、ほとんど吸い付き現象を抑制する働きはなかった。
【０００８】
そして、キャリア１が吸い付き力に抗し切れずに、回転運動中に上下にたわむと、キャリア１に形成されている透孔２の周縁が植設されているダイアモンドペレット１０の側面や角に引っかかってしまい、その部分が破損分離し、被加工物であるガラス板９を破損してしまうことがあった。研磨作業中には、ガラス板９に強大な圧力がかかっており、ガラス板９自体は薄く極めて脆弱であるので、キャリア１の破片によってガラス板９は容易に破損され、ガラス板９の破損に伴う衝撃で植設されているダイアモンドペレット１０の回転定盤３からの分離脱落という重大事故につながることもあった。
【０００９】
この様に、より表面粗度が小さい研磨作業が求められるに従って、キャリア１は破損の危険に多くさらされる様になっており、キャリア１の破損に起因する重大事故の発生を防止する為、何らかの対策が強く求められていた。なお、回転定盤３自体は数百キログラムから数トンに及ぶ重量物であり、一旦事故が起きると、その修復に長時間を要し、その間操業を停止しなければならないので、経済的にも損失は極めて大きかった。
【００１０】
本発明者は、ガラス板９の研磨作業に関する上記従来の問題点を解決すべく鋭意研究を行った結果、ダイアモンドペレット１０に代る新たなダイアモンド研磨片を、特定の配置方法で回転定盤３に固定することにより、吸い付き現象を低減化させ、キャリア１の破損を未然に防止できる技術を開発することに成功し、本発明としてここに提案するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
金属粉とダイアモンド粉とを焼結せしめた所定の厚みと幅を有する細長い角棒状をなしたダイアモンド研磨片を上下一対の回転定盤の摺り合せ面に相互に隙間が空く様に所定の面率で同心円状に固定して上下一対の回転定盤を構成することにより、上記課題を解決した。この際、ダイアモンド研磨片は円弧状に弯曲しているものであっても、直線状に形成されているものであっても良い。
【００１２】
【実施の形態】
図７はこの発明に係る両面ラップ盤用回転定盤の一実施形態の平面図、図８はそれにキャリア１を組込んだ状態の平面図、図９は同じくその斜視図である。図中３は回転定盤であり、上下一対設けられており、それぞれの摺り合せ面１１、１１が対向する様になっている。そして、下側の回転定盤３の外側に設けられた円形枠体１９の内側には歯６が形成されており、前記下側の回転定盤３とは独立した駆動系によって駆動される中央軸１７の外側には、中央軸１７とは独立した駆動系によって駆動される平歯車２０が取付けられている。一方、１はガラス繊維製円板にエポキシ樹脂を含浸させたキャリアであり、その外周縁には歯８が形成されており、回転定盤３に形成されている歯６に係合し得る様になっている。又、そのキャリア１には、被加工物であるガラス板９を嵌め込んで保持する透孔２が複数個等間隔で設けられている。このキャリア１は、被加工物であるガラス板９より薄く形成されている。なお、これらの構成は従来の両面ラップ盤用回転定盤と全く同じである。
【００１３】
そして、一対の回転定盤３の摺り合せ面１１には、本発明者が新たに開発したダイアモンド研磨片１５が所定の位置関係で配列固定されている。このダイアモンド研磨片１５は従来のダイアモンドペレットに代るものであり、従来のダイアモンドペレットと同様、金属粉とダイアモンド粉とを焼結させたものであり、所定の厚みと幅を有する細長い角棒状をなしている。なお、この実施の形態の場合、図１０に示す様に、このダイアモンド研磨片１５は円弧状に弯曲した平面形状を有しているが、図１１に示すものの様に、単純な長方形の平面形状を有するものであっても良い。又、実施の形態においては、平面形状における短辺の長さは、従来のダイアモンドペレットの直径とほぼ同じ程度の寸法となっているが、被加工物であるガラス板の口径や回転定盤３の寸法、使用番手などに応じて適宜変更し得るものであることは当然である。
【００１４】
そして、このダイアモンド研磨片１５は図７に示す様に、回転定盤３の摺り合せ面１１に相互に一定間隔を保って所定の面率となる様に同心円状に多数固定されている。なお、回転定盤３の面積を一定にした場合、固定するダイアモンド研磨片１５の数を多くする程、その面率は高くなる。このダイアモンド研磨片１５の寸法やその配列の際の間隔、及び面率は、被加工物であるガラス板９の口径、研磨精度など具体的な研磨条件に応じて適宜決定されるが、一般的に口径の小さいガラス板９に対するもの程、ダイアモンド研磨片１５同士の間隔は狭められる。
【００１５】
ダイアモンド研磨片１５同士は、相互に接触させず、一定の間隔を保って固定することが肝要であり、ダイアモンド研磨片１５、１５の間の形成される空隙１６は、クーラント流動用の溝として作用する。
【００１６】
このダイアモンド研磨片１５は、あらかじめ長尺状の棒状の焼結体を作り、これを適当な寸法に切断すれば、比較的簡単かつ低コストで製作することが出来る。
【００１７】
この様に、細長い角棒状をなしたダイアモンド研磨片１５は回転定盤３に所定間隔で同心円状に固定されており、従来の両面ラップ盤と同様に一対の回転定盤３、３間にキャリア１を挟み込み、このキャリア１に被加工物であるガラス板９を保持させて、キャリア１に自転運動及び公転運動を付与し、ガラス板９の表裏にダイアモンド研磨片１５を摺動させて、その研磨を行うのであるが、加工作業中に万が一キャリア１が何らかの理由によって上下にたわんだとしても、ダイアモンド研磨片１５は角棒状をしているので、キャリア１の透孔２の周縁は、必ずどこかの部分でこのダイアモンド研磨片１５と接しており、従来のダイアモンドペレットの場合の様に、ダイアモンド研磨片１５の側面や角がキャリア１の透孔２の周縁に引っかかって、これを破損するおそれはない。
【００１８】
又、研磨作業の際に、外部から回転定盤３に供給されたクーラントは、ダイアモンド研磨片１５、１５間に形成されている溝状となった空隙１６内を流動し、回転定盤３が回転する際に発生する遠心力によってオーバーフローしてガラス板９表面との摺動箇所に万遍なく行き渡り、キャリア１の吸い付きを抑制することになる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明に係る両面ラップ盤用回転定盤は上記の通り、被加工物であるガラス板表裏の研磨を行うダイアモンド研磨片の形状及びその配置に工夫をこらしているので、ガラス板を保持するキャリアが上下にたわんで破損するおそれが少なく、より細かい番手での加工作業をより薄いガラス板に対しても実施できる効果を有し、研磨加工作業の能率向上に資する効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガラス板を研磨する為に用いる両面ラップ盤の一例の側面図。
【図２】従来の回転定盤のキャリアを組込んだ状態の斜視図。
【図３】同じくその平面図。
【図４】回転定盤に組込むキャリアの一例の斜視図。
【図５】従来用いられているペレット植設タイプの回転定盤の一例の斜視図。
【図６】従来用いられている総型タイプの回転定盤の一例の斜視図。
【図７】この発明に係る回転定盤の一実施形態の平面図。
【図８】同じく、キャリアを組込んだ状態の平面図。
【図９】同じくその斜視図。
【図１０】この発明において用いたダイアモンド研磨片１５の一例の斜視図。
【図１１】同じく、他例の斜視図。
【符号の説明】
１ キャリア
２ 透孔
３ 回転定盤
６ 歯
７ 外周縁
８ 歯
９ ガラス板
１０ ダイアモンドペレット
１１ 摺り合せ面
１４ 研磨体
１５ ダイアモンド研磨片
１６ 空隙
１７ 中央軸
１８ 両面ラップ盤
１９ 円形枠体
２０ 平歯車

Claims (3)

1. 金属粉とダイアモンド粉とを焼結せしめた所定の厚みと幅を有する細長い角棒状をなしたダイアモンド研磨片を上下一対の回転定盤の摺り合せ面に相互に隙間が空く様に所定の面率で同心円状に固定したことを特徴とする両面ラップ盤用回転定盤。
2. ダイアモンド研磨片が円弧状に弯曲していることを特徴とする請求項１記載の両面ラップ盤用回転定盤。
3. ダイアモンド研磨片が直線状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の両面ラップ盤用回転定盤。

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