JP2010179398A

JP2010179398A - 研磨装置

Info

Publication number: JP2010179398A
Application number: JP2009024222A
Authority: JP
Inventors: Takao Iihama; 孝雄飯濱
Original assignee: Taiyo Co Ltd
Current assignee: Taiyo Co Ltd
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2029-02-04
Also published as: JP5195477B2

Abstract

【課題】キャリアに対応して上定盤に押圧手段を設けると共に、押圧手段とキャリアとの位置決め手段を簡便な構造によって形成する。
【解決手段】下定盤２の外周部２Ａとインターナルギア10の内周部10Ａとの間にキャリア６の公転位置用の第一の検知手段18を設ける。上定盤４側に上定盤４の回転位置用の第二の検知手段19を設ける。第一の検知手段18と第二の検知手段19を制御手段21に接続する。キャリア６の公転位置を、下定盤２の外周部２Ａとインターナルギア10の内周部10Ａとの間の隙間Ｌに設けられるキャリア６の公転位置用の第一の検知手段18によって検知できる。上定盤４の自転位置を上定盤４側に設けた第二の検知手段19によって検知できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、キャリアによって保持されたワークを、研磨用の上下定盤を回転させると共に、キャリアを自転及び公転させてワークの表面を加工する研磨装置に関するものである。

図４〜図５に示すように、従来のこの種のものは、上定盤31と、この上定盤31に対向して同軸状に設けられる下定盤32と、これら上定盤31と下定盤32の間に同軸状に配置されるサンギヤ33及びインターナルギヤ34と、サンギヤ33及びインターナルギヤ34との間に介在して自転及び公転するワーク35の保持穴36を有するキャリア37とを備え、そして、上定盤31、下定盤32、サンギヤ33、インターナルギヤ34は、それぞれの駆動用モータ38，39，40，41によって回転駆動できるようになっている。さらに、上定盤31には下面に開口したノズルからなる流体出口42が設けられており、この流体出口42はキャリア36に設けられた保持穴36の数に対応するように図４では９箇所が１群となって、そしてこの流体出口42の群がキャリア37の数に対応するように図４では５箇所に間隔をおいて配置されている。

したがって、従来技術においては、駆動用モータ38，39，40，41で上定盤31、下定盤32、サンギヤ33及びインターナルギヤ34を回転させると、キャリア37は自転運動をしながらサンギア33の回りを公転する遊星運動を起こして、さらに、スラリーなどと称する研磨剤（図示せず）の液が流体出口42より供給されることでキャリア37に保持されたワーク35の両面が上定盤31と下定盤32により研磨される。

そして、従来技術においては、上定盤31の流体出口42の群を予めキャリア37位置に合わせて下定盤32上のキャリア37位置の停止と略同時に流体出口42の群をキャリア37に重ねて停止させ、全ワーク35の表面と接する流体出口42から少量の液の次に空気に切換えて加圧しながら、上定盤31を上昇させてワーク35の上定盤31への付着を予防剥離して、ワーク35を下定盤32の上面に残すことにより、研磨されたワーク35の搬出を良好に行うようにしたものである。この結果、ワーク35やキャリア37を下定盤32側に残してワーク35の取り出しをスムーズに行うことができるようになっている。このようにすることによって、上定盤31の流体出口42をむやみに配置することを阻止できる。

このようなキャリア37位置の停止と略同時に流体出口42の群をキャリア37に重ねて停止させるため、従来技術においては、下定盤32、サンギヤ33、インターナルギヤ34などは、各駆動モータ39，40，41をインバータ制御などによって制御している（例えば特許文献１）。

特開昭６３−１２００７７号公報

従来技術においては、上定盤31、下定盤32、サンギヤ33、インターナルギヤ34等の駆動モータ39，40，41をインバータ制御その他で、上定盤31の流体出口42の群を予めキャリア37位置に合わせて下定盤32上のキャリア37位置の停止と略同時に流体出口42の群をキャリア37に重ねて停止させ、全ワーク35の表面と接する流体出口42から少量の液の次に空気に切換えて加圧しながら、上定盤31を上昇させてワーク35の上定盤31への付着を予防剥離するものでは、インバータ制御その他で制御するものであるので、装置が比較的高価になってしまう。

解決しようとする問題点は、上下定盤を回転させると共に、キャリアを自転及び公転させてワークの表面を加工し、上定盤に設けられたワーク又は及びキャリアの押圧手段を予めワーク又は及びキャリアに合わせて下定盤のキャリア位置の停止と略同時に押圧手段をワーク又は及びキャリアに重ねて停止させ、ワーク又は及びキャリアの表面に対向する押圧手段によってワーク又は及びキャリアを加圧して、上定盤を上昇させてワークの上定盤への付着を予防剥離する研磨装置において、押圧手段とキャリアとの位置決め手段を簡便な構造によって形成する点である。

前記目的を達成するために、請求項１の発明は、上定盤と、この上定盤に対向して同軸状に設けられる下定盤と、これら上定盤と下定盤の間に同軸状に配置されるサンギヤ及びインターナルギヤと、前記サンギヤ及びインターナルギヤとの間に介在して自転及び公転するワークの保持穴を有するキャリアと、前記上定盤に設けられ前記キャリア又は及び該キャリアに保持されたワークに対応して前記ワーク又は及びキャリアに対向して設けられる押圧手段と、下定盤用駆動モータ、上定盤用駆動モータ及びサンギヤ用駆動モータ、インターナルギヤ用駆動モータに接続された制御手段を備え、前記下定盤の外周部と前記インターナルギヤの内周部との間に設けられる前記キャリアの公転位置用の第一の検知手段と、前記上定盤側に設けられる該上定盤の回転位置用の第二の検知手段とを、前記制御手段に接続したことを特徴とする両面研磨装置である。

請求項２の発明は、前記第二の検知手段は、前記上定盤に対向して設けられることを特徴とする請求項１記載の両面研磨装置である。

請求項３の発明は、前記押圧手段は前記一つのキャリアに対応して複数が１群となって、この群が複数のキャリアに対応して複数設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の両面研磨装置である。

請求項４の発明は、前記押圧手段が前記ワークに向けて設けられる流体の出口であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の両面研磨装置である。

請求項１の発明によれば、下定盤のキャリア位置の停止と略同時に押圧手段をワーク又は及びキャリアに重ねて停止させる両面研磨装置において、第一の検知手段及び第二の検知手段を簡単な改造で取り付けすることができ、新設装置のみならず既設装置であっても簡単に取り付けすることができる。

請求項２の発明によれば、上定盤の回転位置を確実に検知することができる。

請求項３の発明によれば、ワークやキャリア以外の箇所に押圧手段が配置されるようなことを阻止できる。

請求項４の発明によれば、簡便な構造で押圧手段を形成することができる。

本発明の一実施例を示す斜視図である。同要部の断面図である。同要部の平面図である。従来技術を示す斜視図である。同要部の断面図である。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。

図１〜図３は実施例１を示しており、研磨装置は、研磨布１が上面２Ｕに貼着された研磨用の下定盤２と、研磨布３が下面に貼着され下定盤２と同軸（中心軸線Ｘ）状な研磨用の上定盤４とを備えている。下定盤２の上面２Ｕ上には複数のワーク５を保持するためのキャリア６が載置されており、このキャリア６にはワーク５を保持するための保持穴７が穿設されていると共に、キャリア６の外周部６Ａには歯車８が形成されている。実施例では下定盤２の上面２Ｕに５枚のキャリア６が同心円状に並設しており、1枚のキャリア６には９枚のワーク５を保持するため保持穴７が９箇所に形成されている。

そして、下定盤２の上面２Ｕの中央にキャリア６の歯車８に噛合される駆動用のサンギア９が設けられ、下定盤２の外周部２Ａには隙間Ｌを介してインターナルギア10が同心円状に設けられている。このインターナルギア10にキャリア６の歯車８が噛合されると共に、キャリア６はサンギア９の外周に位置する。このようにしてサンギア９とインターナルギア10とは回転速度が異なり、サンギア９とインターナルギア10とはそれぞれ異なる回転をする。これにより下定盤用駆動モータ11、上定盤用駆動モータ12及びサンギア用駆動モータ13、インターナルギア用駆動モータ14で下定盤２、上定盤４及びサンギア９、インターナルギア10を回転させると、キャリア６は自転運動をしながらサンギア９の回りを公転する遊星運動を起こして、キャリア６に保持されたワーク５の両面が研磨される。尚、下定盤２と上定盤４とは同一の外径であり、またモータ11，12，13，14はインバータモータによって形成されており、これらモータ11，12，13，14には停止手段であるブレーキ手段11Ａ，12Ａ，13Ａ，14Ａが一体に設けられており、このブレーキ手段11Ａ，12Ａ，13Ａ，14Ａにより、下定盤２、上定盤４、サンギア９、インターナルギア10の回転にブレーキをかけることできるようになっている。実施例ではブレーキ手段11Ａ，12Ａ，13Ａ，14Ａをモータ11，12，13，14と一体なものを示したが、別体であってもよい。

さらに、上定盤４には、下面に押圧手段15である流体の下向きの出口15Ａが設けられ、この出口15Ａの上部には、例えば流動体である圧縮空気を導入することができるように流動体供給路16が接続されている。この流動体供給路16は、回動部分が洩れないようにシールするロータリーシール（図示せず）を介して圧縮空気が供給されるようになっている。この出口15Ａは下定盤２上に配置されるキャリア６に対応するように出口15Ａの群17となっている。実施例では9個の出口15Ａが一群17となって、この群17が等間隔にキャリア６と同じ数、すなわち５箇所に設けられている。さらに、一群17における出口15Ａの配置は、1枚のキャリア６に形成された保持穴７に対応するように保持穴７と同じ様な相互間隔を有している。

さらに、下定盤２の外周部２Ａ外側とインターナルギア10の内周部10Ａ内側間の隙間Ｌであって、さらに、下定盤２の上面２Ｕよりやや下方に配置されるものであって、キャリア６の下面に臨む箇所にキャリア公転位置検知用の第一の検知手段18が設けられる。この第一の検知手段18は、下定盤２の外周部２Ａよりはみ出したキャリア６の外周部６Ａを検知するものであり、この第一の検知手段18は近接スイッチなどの無接触式スイッチ或いはリミットスイッチなどの接触式スイッチによって形成される。

上定盤４に対応して上定盤回動位置検知用の第二の検知手段19を設ける。この第二の検知手段19は、実施例では５箇所の群17が下定盤２上に配置される５箇所のキャリア６に対向するように位置決めされるように、上定盤４の中心軸線Ｘを中心とした回動角度を制御するものであり、この第二の検知手段19は、上定盤４の外周部４Ａ又はその近傍に該上定盤４と一体にドグなどと称する検知作動用の凸部20を設けると共に、上定盤４側がキャリア６に接触しているか、上定盤４側がキャリア６より僅かに離れているときに、凸部20の位置を検知できるように設けられたものであり、この第二の検知手段19は近接スイッチなどの無接触式スイッチ或いはリミットスイッチなどの接触式スイッチによって形成される。そして、第一の検知手段18と第二の検知手段19とは、いずれも中心軸線Ｘを中心としたとき放射方向の一方（Ｙ方向）に配置されている。尚、19Ａは第二の検知手段19を取り付けるためのステーなどの保持手段である。

そして、制御ボックスからなるタイマーなどを備えた制御手段21に、下定盤用駆動モータ11、上定盤用駆動モータ12及びサンギア用駆動モータ13、インターナルギア用駆動モータ14、ブレーキ手段11Ａ，12Ａ，13Ａ，14Ａ、さらには第一の検知手段18、第二の検知手段19が接続している。

次に前記構成についてその作用を説明する。下定盤２に対して昇降手段（図示せず）によって上定盤４が離間した状態で、下定盤２の上面２Ｕにワーク５をキャリア６と共に載置する。この際ワーク５はキャリア６の保持穴７に保持されている。そして上定盤４を下降して上定盤４の下面側をワーク５の上面に接触させる。

そして、下定盤用駆動モータ11、上定盤用駆動モータ12及びサンギア用駆動モータ13、インターナルギア用駆動モータ14で下定盤２、上定盤４及びサンギア９、インターナルギア10を回転させると、キャリア６は自転運動をしながらサンギア９の回りを公転する遊星運動を起こして、さらに、スラリーなどと称する研磨剤（図示せず）を供給することでキャリア６に保持されたワーク５の両面が下定盤２の研磨布１及び上定盤４の研磨布３により研磨される。尚、流動体供給路16を利用して研磨剤を出口15Ａからワーク５側に供給してもよい。

このようにして研磨が所定時間行われると、制御手段21のタイマーによって下定盤用駆動モータ11、上定盤用駆動モータ12及びサンギア用駆動モータ13、インターナルギア用駆動モータ14の作動が停止する。この停止の時、また停止する直前或いはほぼ直前の略停止の時において、公転しているいずれかのキャリア６が第一の検知手段18に近づくと、このキャリア６の近接を第一の検知手段18が検知して、この近接検知を制御手段21に伝える。一方、上定盤４が停止又は停止する直前である略停止において、自転している上定盤４の凸部20が第二の検知手段19に近づくと、この凸部20の近接を第二の検知手段19が検知して、この近接検知を制御手段21に伝える。そして、制御手段21においては、複数配置された出口15Ａの群17が、下定盤２の上面２Ｕに配置された複数のキャリア６にそれぞれ対向するように制御する。この制御は下定盤用駆動モータ11、上定盤用駆動モータ12及びサンギア用駆動モータ13、インターナルギア用駆動モータ14、ブレーキ手段11Ａ，12Ａ，13Ａ，14Ａの少なくとも一つを制御することにより行われる。この制御は実施例では、中心軸線Ｘを中心としてその放射方向の一方（Ｙ方向）に、いずれかのキャリア６が配置されると共に、凸部20もこの方向に配置されたときに停止されるようになっている。

尚、複数配置された出口15Ａの群17が、下定盤２の上面２Ｕに配置された複数のキャリア６にそれぞれ対向するように制御する方法としては、下定盤２、上定盤４、サンギア９、インターナルギア10が停止した状態で、下定盤用駆動モータ11、上定盤用駆動モータ12及びサンギア用駆動モータ13、インターナルギア用駆動モータ14の少なくとも一つ、例えば上定盤用駆動モータ12のみを制御手段21により回転作動して位置決めを行ってもよい。

次に、上定盤４をやや上昇させて下定盤２より離間するとき又はその前後に、出口15Ａより圧縮空気或いは水等液体などの流動体を開閉バルブ（図示せず）により制御してワーク５の上面に向けて噴出する。この噴出は１枚のワーク５に対して出口15Ａが一つ対向するように配置されている。そして流動体の押圧力によりワーク５、さらにはキャリア６は下定盤２側に押し付けられて、これらワーク５、キャリア６は上定盤４の下面より剥離して上定盤４上に残り続けることとなる。

このような流動体によるワーク５、キャリア６が下定盤２に押圧された状態、或いは流体の噴出が停止されて押圧が解除された状態で、上定盤４と下定盤２との間に作業員が手を入れてワーク５、キャリア６を取り出す。この後、再び新たなワーク５、キャリア６を下定盤２に置いて研磨を行うものである。

以上のように、前記実施例においては、上定盤４と、この上定盤４に対向して同軸状に設けられる下定盤２と、これら上定盤４と下定盤２の間に同軸状に配置されるサンギア９及びインターナルギア10と、サンギア９及びインターナルギア10との間に介在して自転及び公転するワーク５の保持穴７を有するキャリア６と、上定盤４に設けられキャリア６に保持されたワーク５に対応してワーク５に対向して設けられる押圧手段15と、下定盤用駆動モータ11、上定盤用駆動モータ12及びサンギア用駆動モータ13、インターナルギア用駆動モータ14に接続された制御手段21を備え、下定盤２の外周部２Ａとインターナルギア10の内周部10Ａとの間に設けられるキャリア６の公転位置用の第一の検知手段18と、上定盤４側に設けられる該上定盤４の回転位置用の第二の検知手段19とを、制御手段21に接続し、上定盤４、下定盤２、サンギア９、インターナルギア10が停止して上定盤４と下定盤２とが離間する状態において、押圧手段15がワーク５に対向するように装置を制御するにあたり、キャリア６の公転位置を、下定盤２の外周部２Ａとインターナルギア10の内周部10Ａとの間の隙間Ｌに設けられるキャリア６の公転位置用の第一の検知手段18によって検知できるので、第一の検知手段18を新設装置のみならず既設装置であっても簡単な改造で取り付けすることができる。同様に、上定盤４の回転位置を上定盤４側に設けた第二の検知手段19によって検知できるので、第二の検知手段19においても新設装置のみならず既設装置であっても簡単な改造で取り付けすることができる。

さらに、第二の検知手段19は、上定盤４に対向して設けられるものであって、上定盤４に設けた凸部20を検知することにより、上定盤４の回転位置を確実に検知することができる。

このように、下定盤２、上定盤４を回転させると共に、キャリア６を自転及び公転させてワーク５の表面を加工し、上定盤４に設けられたワーク５の押圧手段15を予めワーク５に合わせて下定盤２のキャリア６位置の停止と略同時に押圧手段15をワーク５に重ねて停止させ、ワーク５の表面に対向する押圧手段15によってワーク５を加圧して、上定盤４を上昇させてワーク５の上定盤４への付着を予防剥離する研磨装置において、そのための検知手段を上述の第一の検知手段18、第二の検知手段19とすることで、モータが11，12，13，14がサーボモータである既設の両面研磨盤を比較的改良して取り付けるようなこともできる。

また、押圧手段15は一つのキャリア６に対応して複数が一群17となって、この群17が複数のキャリア６に対応して複数設けられることにより、押圧手段15がワーク５のある場所のみに、下定盤２が停止時又は停止直前に配置されるので、ワーク５以外の箇所に押圧手段15が配置されず無駄がなくなる。

しかも、押圧手段15がワーク５に向けて設けられる流体の出口15Ａであることによって、上定盤４における押圧手段15周りを簡便な構造で済ませることができる。

以上のように本発明に係る両面研磨装置は、各種の用途に適用できる。例えば、押圧手段はワーク単独の他にキャリア単独、或いはキャリアとワークの両方に対向して設けられるものでもよい。さらに停止手段は、ブレーキ手段以外でもよい。

２下定盤
２Ａ外周部
４上定盤
５ワーク
６キャリア
７保持穴
９サンギア
10 インターナルギア
10Ａ内周部
15 押圧手段
15Ａ出口
17 一群
18 第一の検知手段
19 第二の検知手段
20 凸部
21 制御手段

Claims

上定盤と、この上定盤に対向して同軸状に設けられる下定盤と、これら上定盤と下定盤の間に同軸状に配置されるサンギヤ及びインターナルギヤと、前記サンギヤ及びインターナルギヤとの間に介在して自転及び公転するワークの保持穴を有するキャリアと、前記上定盤に設けられ前記キャリア又は及び該キャリアに保持されたワークに対応して前記ワーク又は及びキャリアに対向して設けられる押圧手段と、下定盤用駆動モータ、上定盤用駆動モータ及びサンギヤ用駆動モータ、インターナルギヤ用駆動モータに接続された制御手段を備え、
前記下定盤の外周部と前記インターナルギヤの内周部との間に設けられる前記キャリアの公転位置用の第一の検知手段と、前記上定盤側に設けられる該上定盤の回転位置用の第二の検知手段とを、前記制御手段に接続したことを特徴とする両面研磨装置。
前記第二の検知手段は、前記上定盤に対向して設けられることを特徴とする請求項１記載の両面研磨装置。
前記押圧手段は前記一つのキャリアに対応して複数が１群となって、この群が複数のキャリアに対応して複数設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の両面研磨装置。
前記押圧手段が前記ワークに向けて設けられる流体の出口であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の両面研磨装置。