JP5379607B2 - 研磨方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物の被研磨面、例えば、板カムのカム面などの表面研磨に用いられる研磨方法及びその装置に関するものである。

従来、この種の研磨装置として、一対のテープリール間に研磨テープを掛架し、研磨テープを回転する被加工物の被研磨面に圧接機構により圧接して研磨する構造のものが知られている。

特開平５−８１６３号公報

しかしながらこれら従来構造の場合、例えば、板カムのカム面など、被研磨面が被加工物の回転に連れて回転半径が漸増する登り面及び漸減する下り面からなる被加工物においては、これら被研磨面の内、被加工物を被加工物の回転方向が被加工物の回転に連れて次第に該圧接ロールを圧接力に抗して押し戻すことになる方向に回転させると共に研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに移送させることにより登り面の研磨は良好に行うことができるものの、この登り面の研磨における回転方向と同じ回転方向のまま被加工物を連続回転させて下り面を研磨したとき、被加工物の回転に連れて該圧接ロールが圧接力により被研磨面を押し前進することになって、上記圧接ロールのいわゆる跳躍現象などによる追従性の低下により良好な研磨面を得ることができないことがあるという不都合を有している。

本発明はこのような不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうち、請求項１記載の方法の発明は、未使用の研磨テープを巻回した一方のテープリール及び該テープリールから解かれた未使用の研磨テープを巻き取る他方のテープリールからなる一対のテープリール間に該研磨テープを移送自在に掛け渡し、回転する被加工物の被研磨面に該研磨テープを圧接ロールにより圧接して研磨するに際し、上記被加工物の被研磨面は被加工物の一方の回転方向としての正方向への回転に連れて回転半径が漸増する登り面及び漸減する下り面からなり、該被研磨面の内、該登り面の研磨においては、該被加工物を被加工物の回転に連れて回転半径が漸増して次第に該圧接ロールを圧接力に抗して押し戻す方向となる正方向に回転させると共に該研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに行き移送させ、該被研磨面の内、上記正方向への回転に連れて回転半径が漸減する上記下り面の研磨においては、該被加工物を被加工物の回転に連れて回転半径が漸増して次第に該圧接ロールを圧接力に抗して押し戻す方向となる上記一方の回転方向とは反対方向の他方の回転方向としての逆方向に回転させると共に該研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに戻り移送させることを特徴とする研磨方法にある。

又、請求項２記載の方法の発明は、上記研磨テープを研磨テープの移送方向に対して交差する方向に揺振運動させることを特徴とするものであり、又、請求項３記載の方法の発明は、上記被加工物の下り面を研磨するに際し、予め、該下り面の研磨に必要な長さ分の上記研磨テープを他方のテープリールに巻き取っておくことを特徴とするものであり、又、請求項４記載の方法の発明は、上記一対のテープリール間における研磨テープの行き移送又は戻り移送時において、上記研磨テープにバックテンションを付与することを特徴とするものである。

又、請求項５記載の装置の発明は、被加工物の被研磨面が被加工物の一方の回転方向としての正方向への回転に連れて回転半径が漸増する登り面及び漸減する下り面からなる被加工物を保持して正方向又は逆方向に回転させる保持回転機構と、未使用の研磨テープを巻回した一方のテープリール及び該テープリールから解かれた未使用の研磨テープを巻き取る他方のテープリールからなる一対のテープリール間に移送自在に掛け渡された研磨テープの研磨面を被加工物の被研磨面に圧接させる圧接機構と、該研磨テープを一方のテープリールから他方のテープリールへと行き移送させると共に他方のテープリールから一方のテープリールへと戻り移送させるテープ移送機構と、該被研磨面の内、該登り面の研磨においては、該被加工物を被加工物の回転に連れて回転半径が漸増して次第に該圧接ロールを圧接力に抗して押し戻す方向となる正方向に回転させると共に該研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに行き移送させ、該被研磨面の内、上記正方向への回転に連れて回転半径が漸減する上記下り面の研磨においては、該被加工物を被加工物の回転に連れて回転半径が漸増して次第に該圧接ロールを圧接力に抗して押し戻す方向となる上記一方の回転方向とは反対方向の他方の回転方向としての逆方向に回転させると共に該研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに戻り移送させる制御手段とを備えてなることを特徴とする研磨装置にある。

又、請求項６記載の装置の発明は、上記研磨テープを研磨テープの移送方向に対して交差する方向に揺振運動させるテープ揺振機構を備えてなることを特徴とするものであり、又、請求項７記載の装置の発明は、上記制御手段に上記被加工物の下り面を研磨する前に予め該下り面の研磨に必要な長さ分の研磨テープを他方のテープリールに巻き取っておく巻取制御手段を備えていることを特徴とするものであり、又、請求項８記載の装置の発明は、上記一対のテープリール間における研磨テープの行き移送又は戻り移送時において、上記研磨テープにバックテンションを付与するバックテンション機構を設けてなることを特徴とするものである。

本発明は上述の如く、請求項１又は５記載の発明にあっては、被加工物の被研磨面は被加工物の一方の回転方向としての正方向への回転に連れて回転半径が漸増する登り面及び漸減する下り面からなり、この被研磨面の内、登り面の研磨においては、被加工物を被加工物の回転に連れて回転半径が漸増して次第に圧接ロールを圧接力に抗して押し戻す方向となる正方向に回転させると共に研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに行き移送させ、被加工物の正方向の所定回数の回転及び研磨テープの行き移送により登り面を圧接研磨し、又、上記正方向への回転に連れて回転半径が漸減する上記下り面の研磨においては、被加工物を被加工物の回転に連れて回転半径が漸増して次第に圧接ロールを圧接力に抗して押し戻す方向となる上記一方の回転方向とは反対方向の他方の回転方向としての逆方向に回転させると共に研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに戻り移送させ、被加工物の逆方向の所定回数の回転及び研磨テープの戻り移送により下り面を圧接研磨することができ、従って、上記登り面及び下り面のいずれの被研磨面も良好に研磨することができる。

又、請求項２又は６記載の発明にあっては、上記研磨テープを研磨テープの移送方向に対して交差する方向に揺振運動させるテープ揺振機構を備えてなるから、被加工物の研磨を一層良好に行うことができ、又、請求項３又は７記載の発明にあっては、上記制御手段には上記被加工物の下り面を研磨する前に予め下り面の研磨に必要な長さ分の研磨テープを他方のテープリールに巻き取っておく巻取制御手段を備えているから、下り面を研磨テープの未使用部分で研磨することができ、それだけ、良好な研磨加工を行うことができ、又、請求項４又は８記載の発明にあっては、上記一対のテープリール間における研磨テープの行き移送又は戻り移送時において、上記研磨テープにバックテンションを付与するバックテンション機構を設けてなるから、研磨テープを弛み無く円滑に行き移送又は戻り移送させることができる。

本発明の実施の形態例の全体平面図である。 本発明の実施の形態例の部分平面図である。 本発明の実施の形態例の部分側断面図である。 本発明の実施の形態例の登り面研磨の説明側面図である。 本発明の実施の形態例の登り面研磨の説明側面図である。 本発明の実施の形態例の登り面研磨の説明側面図である。 本発明の実施の形態例の登り面研磨の説明側面図である。 本発明の実施の形態例の登り面研磨の説明側面図である。 本発明の実施の形態例の下り面研磨の説明側面図である。 本発明の実施の形態例の下り面研磨の説明側面図である。 本発明の実施の形態例の下り面研磨の説明側面図である。 本発明の実施の形態例の下り面研磨の説明側面図である。 本発明の実施の形態例の下り面研磨の説明側面図である。

図１乃至図１３は本発明を三角板カムのカム面研磨に適用した実施の形態例であって、即ち、被加工物Ｗの被研磨面Ｗ_１が被加工物Ｗの一方の回転方向としての正方向への回転に連れて回転半径が漸増する登り面Ｗ_１１及び漸減する下り面Ｗ_１２を三個宛有する被加工物となっており、この場合、大別して、被加工物を保持して正方向又は逆方向に回転させる保持回転機構Ａと、未使用の研磨テープを巻回した一方のテープリール１及びこのテープリール１から解かれた未使用の研磨テープＴを巻き取る他方のテープリール１からなる一対のテープリール１・１間に移送自在に掛け渡された研磨テープＴの研磨面Ｔ_１を被加工物Ｗの被研磨面Ｗ_１に圧接させる圧接機構Ｂと、研磨テープＴを一方のテープリール１から他方のテープリール１へと行き移送Ｍさせると共に他方のテープリール１から一方のテープリール１へと戻り移送Ｎさせるテープ移送機構Ｃと、被研磨面Ｗ_１の内、上記登り面Ｗ_１１の研磨においては、図４乃至図８の如く、被加工物Ｗを被加工物Ｗの回転に連れて回転半径が漸増して次第に圧接ロール２２を圧接力に抗して押し戻す方向Ｋとなる正方向に回転させると共に研磨テープＴを被加工物Ｗの回転方向に対して反対向きに行き移送Ｍさせ、又、被研磨面Ｗ_１の内、上記正方向への回転に連れて回転半径が漸減する下り面Ｗ_１２の研磨においては、図９乃至図１３の如く、被加工物Ｗを被加工物Ｗの回転に連れて回転半径が漸増して次第に圧接ロール２２を圧接力に抗して押し戻す方向Ｋとなる上記一方の回転方向とは反対方向の他方の回転方向としての逆方向に回転させると共に研磨テープＴを被加工物Ｗの回転方向に対して反対向きに戻り移送Ｎさせる制御手段Ｄとを備えている。

さらに、この場合、上記研磨テープＴを研磨テープＴの移送方向に対して交差する方向に揺振運動Ｓさせるテープ揺振機構Ｅと、上記制御手段Ｄに設けられて上記被加工物の下り面を研磨する前に予め該下り面の研磨に必要な長さ分の研磨テープを他方のテープリールに巻き取っておく巻取制御手段Ｆと、上記一対のテープリール１・１間における研磨テープＴの行き移送Ｍ又は戻り移送Ｎ時において、研磨テープＴにバックテンションを付与するバックテンション機構Ｇとを備えている。

このうち、上記保持回転機構Ａは、回転軸２を被加工物Ｗとしての三角板カムの軸穴に装着し、図外の正逆回転用モータからなる回転機構により回転軸２を正逆回転させて被加工物Ｗを矢印方向に正逆回転Ｒさせるように構成している。

又、上記圧接機構Ｂ及び上記テープ移送機構Ｃは、図１の如く、機台３に一対のテープリール１・１を支持軸４・４により配設し、一方のテープリール１に巻回された未使用の研磨テープＴを他方のテープリール１に巻き取ってテープリール１・１間に研磨テープＴを移送自在に掛け渡し、機台３に一対の巻取軸５・５を一対のテープリール１・１毎に配設し、一対の巻取軸５・５と一対のテープリール１・１との間に伝達ベルト６・６を掛回し、一対の巻取軸５・５にそれぞれ送りロール７・７を取り付け、機台３に押圧レバー８・８を支点軸８ｃにより揺動自在に配設し、押圧レバー８・８の一方端部に押圧ロール８ａ・８ａを送りロール７・７に対向して設け、押圧レバー８・８の他方端部をバネ８ｂ・８ｂにより押圧して押圧ロール８ａ・８ａを送りロール７・７に研磨テープＴを介して押圧してなり、一方のテープリール１から解かれた未使用の研磨テープＴを迂回ロール９、送りロール７と押圧ロール８ａとの間、迂回ロール１０から圧接機構Ｂを経て、案内ロール１１・１２、送りロール７と押圧ロール８ａとの間、迂回ロール１３より他方のテープリール１に掛回し、上記一対の巻取軸５・５毎に図示省略の巻取用モータをそれぞれ連結し、この巻取用モータに研磨テープＴを行き移送Ｍ又は戻り移送Ｎさせる制御手段Ｄを接続して構成している。

この場合、上記研磨テープＴは、ポリエステルフィルム、メタル、クロス等の基材に酸化アルミニュウム、酸化クロム、シリコンカーバイド、ダイヤモンド等の所定粒度の研磨粒子をコーティング又は結合してなる構造となっている。

この場合、上記圧接機構Ｂ及びテープ揺振機構Ｅは、図２、図３の如く、機台３に圧接機体１４を取付け、圧接機体１４に一対の摺動部１５・１５により取付アーム１６を研磨テープＴの移送方向に対して交差する方向に揺振運動自在に設け、圧接機体１４に偏心軸１７及び揺振用モータ１８を取付け、偏心軸１７と揺振用モータ１８の主軸とを継手で連結すると共に偏心軸１７にカムフォロワー１９を取付け、取付アーム１６にカムフォロワー１９が嵌合する溝状の嵌合部１６ａを形成し、取付アーム１６に一対のガイドロール２０・２０を配設し、取付アーム１６に一対のシリンダ部２１・２１を配設し、一対のシリンダ部２１・２１のプランジャ２１ａ・２１ａ間に取付片２１ｂを架設すると共に取付アーム１６と取付片２１ｂとの間に一対のガイド軸２１ｃ・２１ｃを摺動自在に架設し、取付片２１ｂに圧接ロール２２のロール軸２２ａを上記一対のガイドロール２０・２０の中間位置にして取り付けて構成している。

又、上記制御手段Ｄは、パソコンなどの制御回路が組み込まれ、上記図示省略の巻取用モータ及び上記保持回転機構Ａの正逆回転用モータに接続され、上記登り面Ｗ_１１の研磨においては、被加工物Ｗを被加工物Ｗの回転に連れて次第に圧接ロール２２を圧接力に抗して押し戻す方向Ｋとなる正方向に回転させると共に研磨テープＴを被加工物Ｗの回転方向に対して反対向きに行き移送Ｍさせたり、又、被研磨面Ｗ_１の内、下り面Ｗ_１２の研磨においては、被加工物Ｗを被加工物Ｗの回転に連れて次第に圧接ロール２２を圧接力に抗して押し戻す方向Ｋとなる逆方向に回転させると共に研磨テープＴを被加工物Ｗの回転方向に対して反対向きに戻り移送Ｎさせたりする構成のプログラムが組み込まれている。

又、上記巻取制御手段Ｆは、この場合、上記制御手段Ｄに上記被加工物Ｗの下り面Ｗ_１２を研磨する前に予め次に加工する下り面Ｗ_１２の研磨に必要な長さ分の研磨テープＴを他方のテープリール１に連結された上記巻取用モータの巻取回転により巻き取っておく構成のプログラムが上記制御手段Ｄに組み込まれて構成されている。

又、上記バックテンション機構Ｇは、この場合、上記一対のテープリール１・１を巻取回転させる図示省略の各巻取用モータの正回転又は逆回転、若しくは、他の回転駆動手段により研磨テープＴの行き移送Ｍ又は戻り移送Ｎ時において、研磨テープＴに巻き解き方向と反対方向にバックテンションを付与する構造となっている。

すなわち、図４乃至図１３において、被加工物Ｗの回転軸線Ｏ、上記圧接ロール２２の回転軸線Ｐ、回転軸線Ｏと回転軸線Ｐとを結ぶ共通軸線Ｑとし、被研磨面Ｗ_１の内、上記被研磨面Ｗ _１ が被加工物Ｗの一方の回転方向としての正方向への回転に連れて回転半径が漸増する登り面Ｗ_１１の研磨においては、図４乃至図８の如く、被加工物Ｗを被加工物Ｗの回転に連れて回転半径が漸増して次第に圧接ロール２２を圧接力に抗して押し戻す方向Ｋとなる正方向に回転させると共に研磨テープＴを被加工物Ｗの回転方向に対して反対向きに行き移送Ｍさせ、このとき、図７の如く、被加工物Ｗの回転に連れて下り面Ｗ_１２にも該圧接ロール２２が圧接力により押し前進Ｈしつつ研磨テープＴが線接触することになるが被加工物Ｗの回転方向からして下り面Ｗ _１２ は圧接ロール２２から次第に離反するから実質的な研磨は行われず、この被加工物Ｗの正方向の所定回数の回転及び研磨テープの行き移送Ｍによりこの場合３個の登り面Ｗ_１１を圧接研磨し、次いで、上記正方向への回転に連れて回転半径が漸減する上記下り面Ｗ_１２の研磨においては、図９乃至図１３の如く、被加工物Ｗを被加工物Ｗの回転に連れて回転半径が漸増して次第に圧接ロール２２を圧接力に抗して押し戻す方向Ｋとなる上記一方の回転方向とは反対方向の他方の回転方向としての逆方向に回転させると共に研磨テープＴを被加工物Ｗの回転方向に対して反対向きに戻り移送Ｎさせ、このとき、同じく、図１０の如く、被加工物Ｗの回転に連れて上り面Ｗ_１１にも該圧接ロール２２が圧接力により押し前進Ｈしつつ研磨テープＴが線接触することになるが被加工物Ｗの回転方向からして登り面Ｗ _１１ は圧接ロール２２から次第に離反するから実質的な研磨は行われず、この被加工物Ｗの逆方向の所定回数の回転及び研磨テープの戻り移送Ｍにより、この場合３個の下り面Ｗ_１２を圧接研磨することになる。

この実施の形態例は上記構成であるから、被加工物Ｗの被研磨面Ｗ _１ は被加工物Ｗの一方の回転方向としての正方向への回転に連れて回転半径が漸増する登り面Ｗ _１１ 及び漸減する下り面Ｗ _１２ からなり、この被研磨面Ｗ_１の内、上記登り面Ｗ_１１の研磨においては、被加工物Ｗを被加工物Ｗの回転に連れて回転半径が漸増して次第に圧接ロール２２を圧接力に抗して押し戻す方向Ｋとなる正方向に回転させると共に研磨テープＴを被加工物Ｗの回転方向に対して反対向きに行き移送Ｍさせ、この被加工物Ｗの正方向の所定回数の回転及び研磨テープの行き移送Ｍにより登り面Ｗ_１１を圧接研磨し、次いで、上記正方向への回転に連れて回転半径が漸減する上記下り面Ｗ_１２の研磨においては、被加工物Ｗを被加工物Ｗの回転に連れて回転半径が漸増して次第に圧接ロール２２を圧接力に抗して押し戻す方向Ｋとなる上記一方の回転方向とは反対方向の他方の回転方向としての逆方向に回転させると共に研磨テープＴを被加工物Ｗの回転方向に対して反対向きに戻り移送Ｎさせ、この被加工物Ｗの逆方向の所定回数の回転及び研磨テープの戻り移送Ｍにより下り面Ｗ_１２を圧接研磨することができ、従って、上記登り面Ｗ_１１及び下り面Ｗ_１２のいずれの被研磨面Ｗ_１も良好に研磨することができる。

この場合、上記研磨テープＴを研磨テープＴの移送方向に対して交差する方向に揺振運動Ｓさせるテープ揺振機構Ｅを備えてなるから、被加工物Ｗの研磨を一層良好に行うことができ、又、この場合、上記制御手段Ｄには上記被加工物Ｗの下り面Ｗ_１２を研磨する前に予め下り面_１２の研磨に必要な長さ分の研磨テープＴを他方のテープリール１に巻き取っておく巻取制御手段Ｆを備えているから、下り面Ｗ_１２を研磨テープＴの未使用部分で研磨することができ、それだけ、良好な研磨加工を行うことができ、又、この場合、上記一対のテープリール間における研磨テープＴの行き移送Ｍ又は戻り移送Ｎ時において、上記研磨テープＴにバックテンションを付与するバックテンション機構Ｇを設けてなるから、研磨テープＴを弛み無く円滑に行き移送Ｍ又は戻り移送Ｎさせることができる。

尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、保持回転機構Ａ、圧接機構Ｂ、テープ移送機構Ｃ、テープ揺振機構Ｅ、バックテンション機構Ｇの構造や制御手段Ｄ、巻取制御手段Ｆの回路構成等は適宜変更して設計される。

又、例えば、上記実施の形態例においては、乾式研磨構造となっているが、板状部材Ｗと研磨テープＴとの間に各種材質の遊離砥粒や化学剤を含む加工液体や潤滑剤を供給する所謂湿式研磨構造とすることもあり、被加工物Ｗの種類や研磨条件により選択して設計される。

以上、所期の目的を充分達成することができる。

Ｗ 被加工物
Ｗ_１ 被研磨面
Ｗ_１１ 登り面
Ｗ_１２ 下り面
Ｔ 研磨テープ
Ｔ_１ 研磨面
Ａ 保持回転機構
Ｂ 圧接機構
Ｋ 押し戻す方向
Ｍ 行き移送
Ｎ 戻り移送
Ｃ テープ移送機構
Ｄ 制御手段
Ｅ テープ揺振機構
Ｆ 巻取制御手段
Ｇ バックテンション機構
１ テープリール

Claims (8)

1. 未使用の研磨テープを巻回した一方のテープリール及び該テープリールから解かれた未使用の研磨テープを巻き取る他方のテープリールからなる一対のテープリール間に該研磨テープを移送自在に掛け渡し、回転する被加工物の被研磨面に該研磨テープを圧接ロールにより圧接して研磨するに際し、上記被加工物の被研磨面は被加工物の一方の回転方向としての正方向への回転に連れて回転半径が漸増する登り面及び漸減する下り面からなり、該被研磨面の内、該登り面の研磨においては、該被加工物を被加工物の回転に連れて回転半径が漸増して次第に該圧接ロールを圧接力に抗して押し戻す方向となる正方向に回転させると共に該研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに行き移送させ、該被研磨面の内、上記正方向への回転に連れて回転半径が漸減する上記下り面の研磨においては、該被加工物を被加工物の回転に連れて回転半径が漸増して次第に該圧接ロールを圧接力に抗して押し戻す方向となる上記一方の回転方向とは反対方向の他方の回転方向としての逆方向に回転させると共に該研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに戻り移送させることを特徴とする研磨方法。
2. 上記研磨テープを研磨テープの移送方向に対して交差する方向に揺振運動させることを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
3. 上記被加工物の下り面を研磨するに際し、予め、該下り面の研磨に必要な長さ分の上記研磨テープを他方のテープリールに巻き取っておくことを特徴とする請求項１又は２記載の研磨方法。
4. 上記一対のテープリール間における研磨テープの行き移送又は戻り移送時において、上記研磨テープにバックテンションを付与することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨方法。
5. 被加工物の被研磨面が被加工物の一方の回転方向としての正方向への回転に連れて回転半径が漸増する登り面及び漸減する下り面からなる被加工物を保持して正方向又は逆方向に回転させる保持回転機構と、未使用の研磨テープを巻回した一方のテープリール及び該テープリールから解かれた未使用の研磨テープを巻き取る他方のテープリールからなる一対のテープリール間に移送自在に掛け渡された研磨テープの研磨面を被加工物の被研磨面に圧接させる圧接機構と、該研磨テープを一方のテープリールから他方のテープリールへと行き移送させると共に他方のテープリールから一方のテープリールへと戻り移送させるテープ移送機構と、該被研磨面の内、該登り面の研磨においては、該被加工物を被加工物の回転に連れて回転半径が漸増して次第に該圧接ロールを圧接力に抗して押し戻す方向となる正方向に回転させると共に該研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに行き移送させ、該被研磨面の内、上記正方向への回転に連れて回転半径が漸減する上記下り面の研磨においては、該被加工物を被加工物の回転に連れて回転半径が漸増して次第に該圧接ロールを圧接力に抗して押し戻す方向となる上記一方の回転方向とは反対方向の他方の回転方向としての逆方向に回転させると共に該研磨テープを被加工物の回転方向に対して反対向きに戻り移送させる制御手段とを備えてなることを特徴とする研磨装置。
6. 上記研磨テープを研磨テープの移送方向に対して交差する方向に揺振運動させるテープ揺振機構を備えてなることを特徴とする請求項５記載の研磨装置。
7. 上記制御手段に上記被加工物の下り面を研磨する前に予め該下り面の研磨に必要な長さ分の研磨テープを他方のテープリールに巻き取っておく巻取制御手段を備えていることを特徴とする請求項５又は６記載の研磨装置。
8. 上記一対のテープリール間における研磨テープの行き移送又は戻り移送時において、上記研磨テープにバックテンションを付与するバックテンション機構を設けてなることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の研磨装置。

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