JP4708831B2 - 被研磨物保持部材 - Google Patents

Description

本発明は、被研磨物を研磨機に設置して固定する被研磨物保持部材に関する。

ＬＣＤガラスなどの研磨において、被研磨物は定盤に保持された状態で研磨布に押し付けられて、砥粒を含んだスラリーを介して摺動することにより研磨される。

上定盤への被研磨物の保持は、ワックスなどを用いて行われるが、特に高分子発泡体を使用し、水性溶液の表面張力を利用することにより被研磨物を保持する方法が、被研磨物研磨後の後処理の簡便さや、研磨後の被研磨物表面特性に優れるため、好んで使用されている。

研磨においては、被研磨物には定盤の自転方向に対する遠心力が働くため、被研磨物が飛び出すなどの不具合が生じていた。

係る不具合を解消するために、開口部と呼ばれる穴が開設された被研磨物保持部材を高分子発泡体からなる被研磨物保持シート上に設置し、前記開口部に被研磨物を保持することにより被研磨物の飛び出しを防止する試みがなされていた。

しかしながら、前記対策により飛び出し事故は低減したが、開口部内で被研磨物が揺動することにより、被研磨物が開口部内部と接触し、被研磨物が破壊したり、被研磨物保持部材の内部が脱落したりする問題が新たに発生した。

前記被研磨物の破壊は、ＬＣＤガラスの角部に顕著であり、係る問題を解決すべく、被研磨物保持部材の開口部角部に丸い穴を開け、更に４辺の内部に弾性材料を貼り付ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開昭６３−９３５６１号公報（第２図）

しかしながら、特許文献１に記載される被研磨物保持材は、製造時に弾性材料を貼り付ける工程が増えコスト高になることに加え、研磨中にスラリーが弾性材料に保持されて研磨特性が不安定となったり、弾性材料が剥がれ落ちたりする問題があった。また、研磨時に被研磨物が揺動した際に開口部角部の丸い穴と各辺との接合部が約９０度の角部をなしており、接触した際に角部に応力が集中することにより被研磨物や開口部内面に破壊が生じていた。さらに、使用回数を重ねるにつれ弾性材料が剥がれ落ちてスクラッチの原因となるなど、新たな問題を発生していた。

したがって、本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、研磨中の被研磨物の飛び出しや破壊を防止し、被研磨物保持材の平坦性を確保することができる被研磨物保持部材を提供することを目的とする。

本発明は、被研磨物を研磨する際に、前記被研磨物を研磨機の定盤に設置して固定する際に用いられる被研磨物保持部材であって、前記被研磨物が保持される開口部を有し、前記開口部が、前記開口部の隅部に設けられる４つの円弧と、前記各円弧間を前記開口部の中心に向けて凸レンズ状に湾曲した連続曲線とにより形成された開口であることを特徴とする被研磨物保持部材である。
また本発明は、被研磨物を研磨する際に、前記被研磨物を研磨機の定盤に設置して固定する際に用いられる被研磨物保持部材であって、
前記被研磨物が保持され、四隅に円形状の脱着用穴部を有する方形状の開口部を有し、
前記開口部の各辺が前記各辺上に設定した基点より前記各辺に接する前記脱着用穴部の両方に向けてこう配を有し、対向する前記辺が前記開口部の中心に対して点対称関係にあり、
前記開口部の各辺が前記円形状の脱着用穴部の接線となるように設けられることを特徴とする被研磨物保持部材である。

本発明によれば、被研磨物保持部材が、特定の開口部形状を有することにより、研磨中の被研磨物の飛び出しを防止し、被研磨物保持材の平坦性を確保することが可能となる。

また、被研磨物が被研磨物保持部材の内側面に接触した場合でも、被研磨物保持部材の内面が削れることが無いため、当該切削屑によるスクラッチが発生しない。また、その結果として、被研磨物保持部材の寿命を延長でき、作業性を向上し、費用を抑えることが可能である。

以下に、本発明の実施形態を説明する。

図１は、被研磨物保持部材の第１の例を示す図である。
まず、第１の例に係る被研磨物保持材１ａは、図１に示すように、開口部２を有しており、開口部２は四隅に図１中点線で示した脱着用穴部３を有する方形状であり、開口部２の各辺４が各辺４上の基点５より前記各辺に接する脱着用穴部３に向けてそれぞれこう配を有している。即ち、開口部２の各辺４が各辺４上に設定した基点５より各辺４に接する脱着用穴部３の同じ側（開口部２の中心から見て）の片方に向けてこう配を有し、対向する辺４が開口部２の中心に対して点対称関係にある。

図２は、被研磨物保持部材の第１の例の前記こう配の形状を示す図である。

図２に示すように、開口部２の各辺４が、各辺４上の基点５より各辺４に接する脱着用穴部３に向けて有するこう配は、開口部２の方形状の角部（脱着用穴部３の中心部）と各辺４上の基点５を通る直線９と各辺４の成す角度ａにより定義され、その角度ａは０．１〜１０度が好ましい。０．１度未満では前記こう配が有効に作用せず、また１０度以上では被研磨物６（図４を参照）と開口部２の内側側面の隙間が大きくなり、研磨時に被研磨物６が大きく揺動することとなるため好ましくない。また、角度ａは、一点鎖線で示した基点５を始点とする直線１１が、脱着用穴部３に接する角度を超えることはなく、辺４は直線９と直線１１の間の任意の角度ａをとることができる。

また、各辺４と脱着用穴部３の接合部分が成す角度ｂは９０度より大きい。９０度未満の場合、研磨時に被研磨物６が接触した際に応力が集中して被研磨物６が破壊されることとなり好ましくない。

この第１の例によれば、被研磨物保持部材１ａが、開口部２の各辺４が各辺４上に設定した基点５より各辺４に接する脱着用穴部３の同じ側の片方に向けてこう配を有する形状であることにより、研磨中の被研磨物の飛び出しを防止し、被研磨物保持材の平坦性を確保することが可能となる。

次に、第２の例について説明する。図３は、被研磨物保持部材の第２の例の一部を示す図である。

図３に示すように、被研磨物の形状や研磨時の定盤の回転速度に応じて、各辺４上の基点５は、辺４上の任意の位置に設定される。例えば、研磨時の定盤の回転速度が速い場合は、研磨終了時の逆向きの回転力が大きくなるため、図３（ａ）に示したように、脱着用穴部３の中点に基点５を設定する。また、研磨時の定盤の回転速度が遅く研磨圧力が高い場合は、研磨終了時に被研磨物にかかる摩擦力が大きくなり被研磨物の揺動量が大きくなるため、図３（ｂ）に示したように、脱着用穴部３の一方に寄せた位置に基点５を設定する。また、各辺４上の基点５は、全てが同条件の位置である必要は無く、被研磨物６の形状や大きさによって、自由に設定することができる。

この第２の例によれば、被研磨物保持部材１ｂが、開口部２の各辺４が各辺４上に設定した基点５より各辺４に接する脱着用穴部３の両方に向けてこう配を有する形状であることにより、研磨中の被研磨物の飛び出しを防止し、被研磨物保持材の平坦性を確保することが可能となる。

ここで、例えば第２の例（図３（ａ）を用いて）の被研磨物保持部材１ｂと被研磨物６の関係について説明する。図４は、その研磨時における被研磨物保持部材１ｂと被研磨物６の動きを示した図である。

実際の研磨においては、図４に示すように、開口部２内に被研磨物６を挿入する。挿入後、回転方向７ａへ被研磨物保持部材１が回転を始めると、被研磨物６は、回転方向７ａの逆方向７ｂに動くこととなり、二点差線で示した位置８へ揺動する。ここで前記こう配により、被研磨物６は各辺４に接触することなく研磨が進行する。仮に各辺４に接触した場合においても、被研磨物６と開口部２の内側面は面で接触し、被研磨物６及び被研磨物保持部材１ｂの開口部２の内側面は破損することはない。

次に、本発明に係る被研磨物保持部材の第１の実施例について説明する。図５は、この第１の実施例の被研磨物保持部材１ｃの形状を示す図である。

図５は、辺４を、辺４上の基点５から、開口部２の四隅に設置した点線で示された円形状の脱着用穴部３の接線とした際の図である。脱着用穴部３の直径は、被研磨物脱離に使用する治具の形状や大きさによって任意に設定できるが、辺４が構成するこう配が、脱着用穴部３の接線を超える角度ａをもって構成された場合、被研磨物保持材１ｃの強度が低下すると共に開口部２の加工時に作業が煩雑となり好ましくない。

したがって、図２で説明したように、辺４が構成するこう配は、基点５から脱着用穴部３の接線の辺４で成す角度ａが最大である。

次に、第３の例について説明する。図６は、この第３の例の被研磨物保持部材１ｄの形状を示す図である。

この第３の例の被研磨物保持材１ｄは、図６（ａ）に示すように、四隅に脱着用穴部３を有する方形状の開口部２を有している。図６（ａ）の一点差線で囲んだ部分の拡大図を図６（ｂ）に示す。ここで、図６（ｂ）に示すように、開口部２の各辺４と脱着用穴部３の両側接合部には、図中一点鎖線で示した曲率半径ｒ１を持った円弧の形状１２が形成された開口となっている。この円弧の形状１２により、研磨時に被研磨物６が揺動して被研磨物保持部材１ｄに接した場合でも、面接触となり応力が緩和され、被研磨物６及び被研磨物保持部材１ｄの開口部２の内側面は破損しない。

ここで円弧の形状１２は、脱着用穴部３の半径ｒ２の１／１０以上の半径ｒ１をもつ。特に脱着用穴部３の位置によって辺４と脱着用穴部３の成す角度が９０度に近くなる場合、被研磨物６が開口部２の内側側面に接する際に線接触に近くなり、応力が集中することによる破損が生じることから、脱着用穴部３の半径ｒ２の１／１０以上の半径ｒ１をもった円弧の形状１２が必要となる。

なお、この円弧の形状は、上述した第１の例および第２の例の角部（各辺４と脱着用穴部３の接合部）にも適用することができる。

次に、本発明に係る被研磨物保持部材の第２の実施例について説明する。図７は、この第２の実施例の被研磨物保持部材１ｅの形状を示す図である。

この第２の実施例の被研磨物保持材１ｅは、図７に示すように、開口部２を有し、開口部２内側が４つの円弧１４と４つのレンズ状に湾曲した連続曲線１５からなる。この円弧１４と隣り合う円弧１４の間を開口部２の中心に向けて凸レンズ状に湾曲した連続曲線１５により連結している。この形状を有することにより、研磨時に被研磨物６が揺動し、被研磨物保持部材１に接した場合でも、面接触となり応力が緩和され、被研磨物６及び被研磨物保持部材１ｅの開口部２の内側面は破損しない。

本発明において、開口部２の加工方法は特に限定されるものではなく、切削加工や打ち抜き加工などの一般的に用いられる方法によって加工できる。また、所定形状を得るために、射出成型や鋳込みなどの方法よっても製造できる。

また、本発明に係る被研磨物保持部材は、研磨機定盤に直接または高分子発泡体からなる被研磨物保持材を介して固定される。この際の接着方法は特に限定されるものではないが、両面テープや接着剤など一般的な方法による固定が好ましい。

また、本発明に係る被研磨物保持部材の材質は、特に限定されるものではないが、研磨時の金属汚染回避、加工の容易性、および作業性を考慮して、例えば、ポリカーボネイト、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、高分子ポリエチレン、結晶化ポリエステル、カーボンファイバーエポキシ、テトロンエポキシ積層板、およびガラスエポキシ積層板等を使用することができる。
＜実施例１＞

次に、本発明に係る被研磨物保持材の評価について、実施例１として説明する。
本発明に係る被研磨物保持材として、図５に示した第１の実施例の被研磨物保持材１ｃを使用したケースであって、その材料としてポリカーボネイトを用い、切削加工により開口部２を形成した。開口部２の各辺４におけるこう配は０．５度とし、各辺４の中央を基点５とした。被研磨物６として厚さ０．７ｍｍのライムガラスを用い、スピードファム社製研磨機（商品名：ＳＰ８００）を用いて研磨試験を行った。研磨条件は、研磨圧１００ｇｆ／ｃｍ^２、定盤回転数１００ｒｐｍ、スラリー流量１０ｌ／分とし、研磨布としてニッタ・ハース社製研磨布（商品名：ＭＨＣ14Ｂ）を用いた。

＜比較例１＞
比較例１として、特許文献１に記載の被研磨物保持部材、すなわち、四隅に脱着用穴部を有する方形状の開口部を有した被研磨物保持部材を用いて、実施例１と同様の条件で研磨試験を行った。

比較例１に比して、実施例１ではスクラッチの発生頻度は２０％減少した。また、比較例１では被研磨物６の飛び出し頻度が全研磨数の２．３％であったのに対し、実施例１では被研磨物６の飛び出し頻度が全研磨数の０．８％と減少し、同時に被研磨物６の欠け、クラックおよび破壊が大幅に低減した。

被研磨物保持部材の第１の例を示す図。 被研磨物保持部材の第１の例のこう配の形状を示す図。 被研磨物保持部材の第２の例のこう配の形状を示す図。 被研磨物保持部材の第２の例の研磨時における被研磨物保持部材と被研磨物の動きを示した図。 本発明に係る被研磨物保持部材の第１の実施例を示す図。 被研磨物保持部材の第３の例を示す図。 本発明に係る被研磨物保持部材の第２の実施例を示す図。

符号の説明

１ 被研磨物保持部材
２ 開口部
３ 脱着用穴部
４ 辺
５ 基点
６ 被研磨物
７ 被研磨物保持部材回転方向
８ 被研磨物
１２ 円弧
１４ 円弧
１５ 連続した曲線

Claims (2)

1. 被研磨物を研磨する際に、前記被研磨物を研磨機の定盤に設置して固定する際に用いられる被研磨物保持部材であって、
   前記被研磨物が保持される開口部を有し、
   前記開口部が、前記開口部の隅部に設けられる４つの円弧と、前記各円弧間を前記開口部の中心に向けて凸レンズ状に湾曲した連続曲線とにより形成された開口であることを特徴とする被研磨物保持部材。
2. 被研磨物を研磨する際に、前記被研磨物を研磨機の定盤に設置して固定する際に用いられる被研磨物保持部材であって、
   前記被研磨物が保持され、四隅に円形状の脱着用穴部を有する方形状の開口部を有し、
   前記開口部の各辺が前記各辺上に設定した基点より前記各辺に接する前記脱着用穴部の両方に向けてこう配を有し、対向する前記辺が前記開口部の中心に対して点対称関係にあり、
   前記開口部の各辺が前記円形状の脱着用穴部の接線となるように設けられることを特徴とする被研磨物保持部材。

Images