JP2504678B2 - 研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微粒状研磨材が付着さ
れた研磨テープを使用して板材等の物品の表面を研磨仕
上げされる研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】研磨精度を高める必要のある精密機器の
部品，半導体などを組み込む電気回路用の基板材料など
を研磨仕上げ加工するのに、合成樹脂フィルムをベース
にしてその表面に微細な砥粒を付着させてなる研磨テー
プを用いて、順次その研磨テープを移動させて砥粒の研
削刃先の更新を行いながらワークの被研磨面を研磨加工
する研磨装置が知られている。その一例として、例えば
本発明者の先願発明である特開平３−２９４１６７号公
報で開示されているようなものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この先行技術にあって
は、適宜幅の１本の研磨テープを順次繰り出して研磨さ
れる形式であるために、作業時において一度に研磨され
る範囲が限られる。また、１本の広幅の研磨テープで広
い面を一度に加工するとき、被加工物（以下ワークと言
う）の被加工面の凹凸や機械の精度誤差などによって全
面を均一に研磨仕上げすることが困難である。さらに、
１本の広幅の研磨テープではコンタクトローラ（研磨テ
ープを被加工面に押し付けながらその研磨テープを所要
の速度で繰り出し操作させるローラ）で研磨テープを被
加工面に押し付けながら回転させるとその研磨テープの
砥粒付着面に回転中心ができるために、その回転中心部
では所望の研磨速度が得られない欠点がある。したがっ
て、研磨テープの有効利用ができず、また研磨面に回転
中心模様ができるなどの好ましくない問題点がある。

【０００４】また、前述の先行技術の研磨装置では研磨
テープの繰り出しで巻取り側の直径が大きくなると研磨
テープの移動速度が変化することになり、これに伴い研
磨状態も変化してその研磨テープの移動速度が早くなる
と、当然研磨テープの消費量が多くなって経済性を損な
うことになる。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決して、
少なくとも２本の研磨テープを用いて研磨性能を高める
とともに、研磨テープを経済的に使用できるように改良
された研磨装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、回転駆動される回転フレーム内にそ
の回転軸線と交差して並行に支持される繰り出しリール
からコンタクトローラを巡らせて研磨テープが巻取りリ
ールに巻取られるようにされ、前記コンタクトローラに
よってワークの被加工面に前記研磨テープを接触させて
研磨加工される研磨装置において、前記繰り出しリール
及び巻取りリールは少なくとも２組を、前記回転フレー
ムの回転中心を基準にして左右に配置され、前記コンタ
クトローラと前記巻取りローラへの研磨テープの巻取り
手前位置に配される研磨テープ引き取りローラとは同期
回転されるように駆動機から動力が伝達され、前記繰り
出しリール及び前記巻取りリールの各支持軸内にそれぞ
れ研磨テープに対する緊張力を付与させる制動手段が設
けられていることを特徴とする。

【０００７】

【作用】このように構成される本発明の研磨装置は、少
なくとも２本の所要幅の研磨テープを同時に繰り出しリ
ールから巻取りリールに巻取らせるように、その巻取り
リール及び中間部に配される研磨テープ引き取りローラ
を駆動させてその研磨テープを所要速度で移動させ、同
時に回転フレームを回転させて、コンタクトローラの外
周を巡る前記研磨テープをワークの被加工面に押し付け
て研磨させる。このようにされることによって研磨テー
プは回転フレームの回転中心から離れた位置で研磨する
ことになり、研磨されない部分（回転中心による研削力
の小さい部分）がなくなる。併せて、研磨テープの配置
間隔を広げることによって研磨範囲が拡大できることに
なり、研磨テープの幅が狭くても研磨半径を大きくでき
て作業能率を高め得る。そして、研磨テープの幅が狭い
ものを分離して駆動させることにより、ワークの加工面
の凹凸や機械の精度誤差などによる影響を受けずに均一
な圧力を研磨テープに与えて均一な研磨操作が可能にな
る。

【０００８】本発明では、研磨テープの巻取りリール及
び繰り出しリールに、それぞれその支持軸内で制動手段
を配設されているので、予めその制動力を設定しておけ
ば、例えば巻取りリールにおける研磨テープの巻取り径
が大きくなっても、それぞれの研磨テープに作用してい
る緊張力をほぼ一定に保って移動させて研磨部における
研磨テープの移動速度を所要速度に保てる。したがっ
て、研磨テープの移動速度が運転中に変化して研磨面に
回転縞模様が現れたり、過度に移動して研磨テープの無
駄が生じることなく、正常な研磨加工を経済的に行わせ
得る。

【０００９】

【実施例】次ぎに、本発明の研磨装置の一実施例につい
て、その具体例を図面を参照しつつ説明する。図１に示
されるのは本発明の研磨装置の要部縦断面図であり、図
２は図１のＡ−Ａ視側面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ
視断面図であり、図４は巻取りリール（繰り出しリー
ル）に対する制動手段の取付要部を示す拡大断面図であ
る。

【００１０】これらの図に示されるのは研磨テープを用
いる縦型の研磨装置１であって、図示されない機体から
突き出される支持アーム２に沿って横方向（図２におい
て、図上手前から奥向きに）に移動自在に支持される支
持体３にて回転自在に吊下げられる回転フレーム10と、
この回転フレーム10の内側で上下に適宜寸法隔てて駆動
軸20と支持軸30とに支持されて所要の間隔で配される少
なくとも２組の研磨テープ50の巻取りリール40及び繰り
出しリール45と、これら繰り出しリール45から巻取りリ
ール40に移動させて巻取られる研磨テープ50をワークの
被加工面に接触させるコンタクトローラ47、及びこれら
回転部を駆動させる駆動機構60とで構成されている。

【００１１】回転フレーム10は、自由端側を開放されて
縦に長い枠体11が二股状に形成され、その枠体11の頂部
回転中心に回転軸12が図上上向きに一体に設けられて、
前述のように支持アーム２に沿って横方向に移動自在に
支持される支持体３に前記回転軸12が軸受13によって支
持されている。この回転フレーム10は回転軸12端に取り
付く歯車14が駆動機構60のモータ61の出力軸61a に固着
の歯車62と噛合されて駆動されるようになされている。

【００１２】前記回転フレーム10の枠体11の内側で上下
に配される前記少なくとも２組（この具体例では２組、
したがって、以下この２組として説明する）の研磨テー
プ50の巻取りリール40と繰り出しリール45とは、その回
転フレーム10の回転中心を基準にして左右に対称となる
ように配されている。

【００１３】巻取りリール40を支持する駆動軸20は、枠
体11内から外部に取り出し可能なように、一端を面板22
と接手手段23（例えば位置決めピン，ジョークラッチに
よる嵌め合いで軸方向の連結と回転方向の動力伝達がで
きる）によって分離可能に連結されるとともに、他端に
軸受24が設けられて枠体11に外部から軸心を合致させて
螺合挿入されるネジ軸25の内端がその軸受24によって支
持される。なお、その軸受24を備える部分は面板24a と
して駆動軸20端に取外し可能に嵌合されている。そし
て、そのネジ軸25を後退させると、軸方向の保持力が緩
められて、この駆動軸20が駆動側において形成される接
手手段23とともにネジ軸25側面板24a から外れて枠体11
内から取り出されるようにされている。この駆動軸20
は、前記支持体３にて支持される駆動機構60のモータ61
の出力軸61a に固着されるもう一方の歯車62' と噛合の
歯車63から回転フレーム10の回転軸12中心を下方に貫通
する伝達軸63a を経て枠体11の上部に配される横軸64に
傘歯車対63b にて動力が伝達され、その横軸64の一方の
外端に取り付く歯車64a と当該駆動軸20の一端に設けら
れる歯車64b との噛合によって回転力が伝達される。符
号24' は面板22を支持している軸受である。

【００１４】繰り出しリール45の支持軸30は、一端を枠
体11に支持される面板32と接手手段33（前記駆動軸20に
付属のものと同様）によって分離可能に連結されるとと
もに、他端を枠体11に外部から軸心を合致させて螺合挿
入されるネジ軸35の内端に取り付く面板34と嵌合されて
支持され、回転しない状態で設けられる。そして、この
支持軸30は前記ネジ軸35を後退させて面板34と支持軸30
との嵌合を外すと、この支持軸30が一端にて連結の面板
32との接手手段33から外れて枠体11内から取り出せるよ
うにされている。

【００１５】前記駆動軸20には、各巻取りリール40の支
持位置に制動手段28としてのブレーキシュー28a と、こ
のブレーキシュー28a を巻取りリール40の内周面に押し
付けるための押圧部材28b （例えばコイルばね）とが、
それぞれ直径方向に穿設される孔27に収められて設けて
ある。同様にして各繰り出しリール45の支持軸30にも、
各繰り出しリール45の支持位置に制動手段38として直径
方向に穿設される孔37に繰り出しリール45の内周面に押
し付けるためのブレーキシュー38a と、このブレーキシ
ュー38a の押圧部材38b とが収められてそれぞれ設けて
ある。なお、前記各制動手段28，38の押圧部材28b ，38
b によるブレーキシュー28a ，38a に対する押圧力は各
孔27，37部に設けられる雌ネジに対して調整用ネジ28c
，38c を螺合させて調整できるようにされている。も
ちろん、これは一例で他の手段を採用することもでき
る。そして、各制動手段28，38としてのブレーキシュー
28a ，38a による制動力は、いずれも駆動される研磨テ
ープ50の送り緊張力が維持できる程度に予め設定されて
いる。また、巻取りリール40は駆動軸20に対して回転可
能に支持され、通常時は前記制動手段28によって加えら
れる制動力で駆動軸20とともに回転される。

【００１６】巻取りリール40及び繰り出しリール45は、
それぞれ駆動軸20，支持軸30に図１で示されるようにス
ペーサー29，39と面板24a ，34とによって所定の位置に
て前記各制動手段28，38による制動力を加えられて回転
可能に支持され配設される。これら２組の繰り出しリー
ル45から巻取りリール40に巻掛けられて巻取られる研磨
テープ50は、主にベースとして紙または樹脂フイルムに
微細砥粒を付着された公知の研磨材を所要幅のテープ状
にされたものである。そして、この研磨テープ50は巻き
付けられている繰り出しリール45から回転フレーム10の
下端部で枠体11に両端部を回転自在に支持されるコンタ
クトローラ47に巻掛けて後上部に配設される２本の研磨
テープ引き取りローラ55，56を巡らせ、これら研磨テー
プ引き取りローラ55，56によって一定張力が保たれるよ
うにして巻取りリール40に所要の速度で巻取られるよう
に掛け巡らされる。

【００１７】前記研磨テープ50の駆動は、前述の巻取り
リール40を支持している駆動軸20による駆動の他に、前
記駆動機構60の横軸64の他端部に取り付く歯車65からそ
の横軸64に平行して架設される２本の研磨テープ引き取
りローラ支持軸55a ，56a 上の歯車列66による歯車伝導
で伝達される。また、その一方の研磨テープ引き取りロ
ーラ支持軸55a の枠体11外端部に取り付くスプロケット
67からコンタクトローラ47の支持軸47' の一端付設のス
プロケット68にチエーン69にて巻掛け伝導されて、両研
磨テープ50が左右等しい速度で駆動され、前記コンタク
トローラ47に接する部分で被加工物にその研磨テープ50
が押し付けられて研磨操作できるようにされている。な
お、図中符号15は枠体11のステー、26，36はネジ軸25，
35の固定用のハンドル付きナット、48は研磨テープ50の
ガイドバーである。符号70は研磨装置１を上下動させる
直線作動装置であって、支持アーム２に沿わせて横移動
できるスライド支持体４上で支持体３を上下動させる、
例えばエアシリンダ，油圧シリンダ，電動式の直線作動
機などが採用できる。

【００１８】このように構成される本発明の研磨装置１
は、使用に際してワークを図示されない加工機のワーク
支持テーブル上に周知手段で固定させ、機体の支持アー
ム２に沿わせてスライド支持体４を介し支持体３を移動
させて目的位置に移動させる。その後に、モータ61を起
動して駆動機構60を作動させて回転フレーム10を回転さ
せるとともに研磨テープ50を所定の速度で駆動させる。
次いで、直線作動装置70を作動させて被加工面にコンタ
クトローラ47に沿って移動される研磨テープ50を押し付
ける。すると、２本の研磨テープ50，50は等しい速度で
緩やかに巻取りリール40に巻取られ、回転フレーム10を
所定の回転半径で一定位置に回転軸心を止めると環状に
ワークの被加工面が研磨される。したがって、支持アー
ム２に沿って支持体３を横軸方向に移動させるようにす
ることで研磨位置がずれ、目的のワークの被加工面を順
次研磨できる。

【００１９】この回転フレーム10とともに回転される研
磨テープ50は適宜間隔で２本が離れて所定の回転半径で
回転されることになるので、その研磨テープの幅が狭く
とも一度に広い範囲を研磨できることになる。それと同
時に、両研磨テープ50，50間に形成される無研磨テープ
部によって従来のような回転中心における研磨されない
箇所がなくなるので、回転フレーム10に直線作動装置70
によって所要の研磨圧力を加えるようにされると、均一
な研磨ができることになる。また、前述のように研磨テ
ープ50，50の配置間隔を所要の間隔とされることで、研
磨速度をワークの加工条件に対応させて能率よく作業を
行うことができる。

【００２０】そして、研磨テープ50は、前述のように繰
り出しリール45が静止状態にある支持軸30に組み込まれ
る制動手段38によって直接常時制動力を付与されて慣性
で回転されないように保たれ、巻取りリール40が駆動軸
20に組み込まれる制動手段28による制動力で一体となっ
て回転されて、所要速度で繰り出しリール45から、研磨
作業を行うコンタクトローラ47を経て使用済みとなる研
磨テープ50部（便宜上未使用部分と同一の符号で示して
いる）が巻取りリール40に巻取られる。この巻取りリー
ル40は前述のように制動力で駆動軸20とともに回転され
るので、使用済みの研磨テープ50部に巻取りを遅延させ
るような外力が前記制動力以上で作用した場合に、駆動
軸20上でスリップして研磨テープ50を破断させたり、他
の駆動部に支障を与えることがない。なお、研磨テープ
50は繰り出しリール45から巻取りリール40までの間で、
研磨テープ引き取りローラ55，56によって一定の速度で
引き取るようにされるとともに、コンタクトローラ47部
分でも同一速度になるよう駆動力が加えられているの
で、駆動むらが生じることがない。

【００２１】特に、２組の繰り出しリール45と巻取りリ
ール40とは、それぞれ軸（駆動軸20，支持軸30）に被嵌
する内周面に直接ブレーキシュー28a ，38a を接触させ
て制動力を与えられているので、各組毎に研磨テープ50
に対する制動力が調整でき、両研磨テープ50，50の移動
速度を個々に調整される。したがって、研磨作業中にお
ける各研磨テープ50の移動、すなわち研削刃の更新が最
適になるように制動力で調整させることも可能になる。

【００２２】次ぎに、研磨テープ50の装着・交換は、ま
ず各ネジ軸25，35をロックしているハンドル付きナット
26，36を回動させてロックを解き、その各ネジ軸25，35
を後退させると、駆動軸20における面板24a を介して駆
動側の面板22と、この駆動軸20端との固定が緩められる
ので、接手手段23による連結を解くことによって回転フ
レーム10の枠体11内側から駆動軸20とともに巻取りリー
ル40を外部に取り出すことができる。同様にして、支持
軸30における面板34を介して反対側の面板32と、この支
持軸30端との固定が緩められるので、接手手段33による
連結を解くことによって回転フレーム10の枠体11内側か
ら支持軸30とともに繰り出しリール45を外部に取り出す
ことができる。したがって、研磨テープ50の途中が巻巡
らされる研磨テープ引き取りローラ55，56およびコンタ
クトローラ47やガイドバー48では新たな研磨テープ50を
装着する際には端部を順次巡らせることにより、また交
換時には不要箇所で切断して、それぞれ処理できる。な
お、繰り出しリール45，巻取りリール40の組立に際して
は、前記取り外しと逆の順序で操作すればよい。

【００２３】上述の実施例では、回転フレーム10の回転
と研磨テープ50の駆動とを１台のモータ61による駆動力
を分岐させて行わせる装置について説明したが、両者の
駆動を別個のモータで駆動させること、回転フレーム10
の回転速度や研磨テープ50の送り量の変更について、ギ
ヤ比によることなく動力伝達系中に変速機を設けて行う
ようにすること、など任意選択採用できる。また、前述
の研磨装置１では研磨テープ50を２本用いる形式のもの
であるが、この研磨テープ50の数は２本以上を前記要領
で配列させて、研磨時に各研磨テープ50に作用する外力
がアンバランスにならない範囲で適宜配分にて使用でき
る。さらに、この研磨装置は支持構造を配慮して、前述
の研磨装置１を複数個適宜間隔で配列させれば広い面積
を一斉に研磨できる研磨設備が得られることになる。

【００２４】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、研磨テ
ープを有効に使用して研磨作業の合理化が図れることに
なる。そして特に、研磨テープを複列に配して作動させ
ることによって、研磨加工面の凹凸や機械の精度誤差な
どに対処できて均一な研磨が可能になる。また、研磨テ
ープを支持している回転フレームの回転中心部から研磨
テープを離して研磨作業できるので、その研磨テープの
配置間隔を広げることによって一度に広い範囲を研磨で
き、併せて回転中心部での研磨速度が得られない欠点を
解消でき、研磨テープの有効利用ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨装置の要部縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ視側面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ視断面図である。

【図４】巻取りリール（繰り出しリール）に対する制動
手段の取付要部を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 研磨装置 ２ 支持アーム ３ 支持体 １０ 回転フレーム １１ 枠体 １２ 回転軸 １４ 歯車 ２０ 駆動軸 ２２，３２，３４ 面板 ２３，３３ 接手手段 ２４，２４’ 駆動軸の軸受 ２５，３５ ネジ軸 ２７，３７ 制動手段を収めるための孔 ２８，３８ 制動手段 ２８ａ，３８ａ ブレーキシュー ３０ 支持軸 ４０ 巻取りリール ４５ 繰り出しリール ４７ コンタクトローラ ５０ 研磨テープ ５５，５６ 研磨テープ引き取りローラ ６０ 駆動機構 ６１ モータ ６２，６２’，６３，６４ａ，６４ｂ，６５ 歯車 ６７，６８ スプロケット ６９ チエーン

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される回転フレーム内にその回
   転軸線と交差して並行に支持される繰り出しリールから
   コンタクトローラを巡らせて研磨テープが巻取りリール
   に巻取られるようにされ、前記コンタクトローラによっ
   てワークの被加工面に前記研磨テープを接触させて研磨
   加工される研磨装置において、 前記繰り出しリール及び巻取りリールは少なくとも２組
   を、前記回転フレームの回転中心を基準にして左右に配
   置され、前記コンタクトローラと前記巻取りリールへの
   研磨テープの巻取り手前位置に配される研磨テープ引き
   取りローラとは同期回転されるように駆動機から動力が
   伝達され、前記繰り出しリール及び前記巻取りリールの
   各支持軸内にそれぞれ研磨テープに対する緊張力を付与
   させる制動手段が設けられていることを特徴とする研磨
   装置。
2. 【請求項２】 前記制動手段は支持軸内で前記各巻取り
   リール，繰り出しリールの軸孔内周面に対してブレーキ
   シューが押圧されるように押圧ばねとともにそれぞれ装
   着される構成である請求項１に記載の研磨装置。