JP5843655B2 - 研磨装置 - Google Patents

Description

本発明は、ピン歯車式のサンギア及びインターナルギアを備えた研磨装置に関する。

ピン歯車式の研磨装置の従来技術としては、例えば、特許文献１（特開平０９−２３９６５７号公報、発明の名称「研磨装置」）に記載の発明が知られている。特許文献１に記載の研磨装置は、その図３で示すように、サンギア３の歯部３０を、周縁部に立設されたピン体３１と、ピン体３１に回転可能に嵌められたリング体３２とで形成し、また、インターナルギア４の歯部４０を、周縁部に立設されたピン体４１と、ピン体４１に回転可能に嵌められたリング体４２と、で形成したものである。

このような研磨装置では、動作時におけるサンギア３及びインターナルギア４の摩耗を防止することで、各ギアの長寿化とワークの汚染防止とを図り、また、メインテナンスの簡略化を図っている。

また、ピン歯車式の研磨装置の他の従来技術としては、例えば、特許文献２（特開２００６−２１２７４０号公報、発明の名称「研磨装置」）に記載の発明が知られている。特許文献２に記載の研磨装置は、その図２で示すように、外側ピン歯車の内歯と内側ピン歯車の外歯の少なくとも一方が、ピンリング１１ｂ、１２ｂの上方に突出して固定されたピン体２２と、下方に開放する有底円筒状をなし、ピン体２２との間に嵌合部２５を設けてピン体２２に回転可能に外嵌されるカラー２３とを有し、ピンリング１１ｂ、１２ｂの周方向に一定間隔をおいて設けられた複数個の歯部２０、３０からなる。

このような研磨装置によれば、ピン体２２とカラー２３との間に異物が入りにくいので回転の自由度が保持でき、また、回転時での摩耗の進行も小さく抑えられる。また、カラー２３の交換を簡単に行うことができる。

また、ピン歯車式の研磨装置の他の従来技術としては、例えば、特許文献３（特開２００６−２１２７３９号公報、発明の名称「研磨装置」）に記載の発明が知られている。特許文献３に記載の研磨装置は、その図１で示すように、外側ピン歯車１１の内歯と内側ピン歯車１２の外歯の少なくとも一方が、ピンリング１１ｂ、１２ｂの上方に突出して軸線を中心に回転可能に支持されたピン体２２と、ピン体２２に回転可能に外嵌される円筒状のカラー２４とを有し、ピンリング１１ｂ、１２ｂの周方向に一定間隔をおいて設けられた複数個の歯部２０、３０からなる。このピン体２２は、軸受け２７により回転可能に支持され、また、上側ではシール部材２８により封止され、異物の混入を防止する。

このような研磨装置では、ギアの歯部の摩耗を防いで長寿命化を図ると共に、摩耗粉によるワークの傷を防止することができる。また、カラー回転時にピン体も同時に回転させて、相互の滑り摩耗を回避する。

また、ピン歯車式の研磨装置の他の従来技術としては、例えば、特許文献４（特開２００６−０４３８１５号公報、発明の名称「研磨装置」）に記載の発明が知られている。特許文献４に記載の研磨装置は、その図１で示すように、インターナルギアの内歯と太陽ギアの外歯の少なくとも一方が、ギア本体に上方に突出して固定されたピン体２２と、下方に開放する有底円筒状をなし、ピン体２２に外嵌されるカラー２４とを有する複数個の歯部２０からなり、カラー２４は、下部にツバ部を有し、ツバ部を挟み込むことにより、複数個のカラー２４を保持するホルダー２５が設けられ、ホルダー２５をギア本体上に固定する固定手段が設けられている。

このような研磨装置では、カラー２４とピン体２２との間に異物が入りにくいので回転の自由度が保持され、回転時での摩耗の進行も小さく抑えられる。また、固定手段をはずし、ホルダー２５をギア本体から取り外すことにより、複数個のカラー２４を同時に各ピン体２２から取り外すことができ、カラー２４の交換を簡易に（まとめて）行うことができる。

特開平０９−２３９６５７号公報 特開２００６−２１２７４０号公報 特開２００６−２１２７３９号公報 特開２００６−０４３８１５号公報

しかしながら、上記した従来技術では何れも問題点を有するものであった。
例えば、引用文献１に記載の研磨装置では、ピン体３１の上部にカラー３２の抜け止め部材であるキャップ３３ａを取り付け、カラー３２を回転自在に保持するという抜け止め構造を採用する。また、ピン保持ではピン体３１の下側にナット３１ａを用いて固定するというピン保持構造を採用する。多数の歯部３０を取り付けることを考慮すると、これら抜け止め構造およびピン保持構造を採用する歯部３０の取り付けは、手間を要するものであった。

また、引用文献２に記載の研磨装置は、有底円筒状のカラー構造とし、ピン体との間に嵌合部を設けて抜け止め構造とするがピン保持構造は未記述である。

また、引用文献３に記載の研磨装置は、ピン体２２の固定構造として、根元に軸受２７を設けて回転自在とする。しかしながら、多数あるピン体２２の固定構造として“シール構造＋軸受け構造”を適用することは現実には多大なコストが掛かる。

また、引用文献４に記載の研磨装置は、有底円筒状ツバ付カラーを保持部材で固定するが、ピン保持構造は未記述である。

そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ピンの固定構造、および、保持構造を簡易化し、コストダウン、長期性能保持およびカラー交換とピン体交換が容易な固定構造の研磨装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、
ギア基体部に複数のピン状の歯部を設けたサンギアと、ギア基体部に複数のピン状の歯部を設けたインターナルギアと、の間に、複数の歯によるキャリア歯部が外周に形成されるワークキャリアを噛み合わせておき、このワークキャリアのワーク保持孔に挿入されたワークの表裏両面を下定盤と上定盤との間に挟み込んだ状態で、サンギアとインターナルギアとを回転させてワークキャリアを自転または公転させるとともに、上定盤または下定盤の少なくとも一方をワークキャリアに対して相対的に回転させてワークをラッピングまたはポリッシングする研磨装置であって、
歯部は、ギア基体部の嵌入孔に入れられるピン嵌入部、円柱体であるピン軸支部およびこのピン軸支部の先端から突出する細径部を有するピン体と、ピン軸支部の先端および細径部を突出させた状態でピン軸支部に遊挿される筒状のカラーと、ピン体の先端の細径部を軸支してカラーの抜け止めを行いつつピン体を嵌入孔側へ押さえる押さえ部と、押さえ部をギア基体部に固定する固定部と、を備えることを特徴とする研磨装置とした。

また、本発明の請求項２に係る発明は、
前記ピン体は、前記ピン軸支部と前記ピン嵌入部との間で外周側へ突出するツバ部をさらに備え、ツバ部の下面を前記ギア基体部に当接させるとともにツバ部の上面に前記カラーの下面を当接させることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置とした。

また、本発明の請求項３に係る発明は、
前記押さえ部は、複数の前記ピン体を一括して押さえる部材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨装置とした。

このような本発明によれば、ピンの固定構造、および、保持構造を簡易化し、コストダウン、長期性能保持およびカラー交換とピン体交換が容易な固定構造の研磨装置を提供することができる。

下定盤、サンギア、インターナルギアおよびワークキャリアを説明する平面図である。 本発明を実施するための第１の形態の研磨装置の歯部のＡ−Ａ断面図である。 歯部の拡大平面図である。 サンギアおよびインターナルギアの歯部の平面図である。 本発明を実施するための第２の形態の断面図である。 本発明を実施するための第３の形態の断面図である。 本発明を実施するための第４の形態の断面図である。

続いて、本発明を実施するための第１の形態について、図１〜図４を参照しつつ説明する。研磨装置は、ウェーハ等のワークの表裏両面を同時に研磨する装置である。この研磨装置は、下定盤と上定盤とがそれぞれ独立して回転し、両者の間で、ワークを保持するワークキャリアを回転駆動することにより、上定盤と下定盤とによってワークの両面を同時に研磨する。この場合、上定盤または下定盤の一方が回転する３ＷＡＹ方式、または、上定盤および下定盤の両方が回転する４ＷＡＹ方式のいずれかが採用される。本形態では説明の具体化のため４ＷＡＹ方式であるものとして説明する。図１は研磨装置から上定盤を取り去った平面図であり、下定盤１、サンギア２、インターナルギア３およびワークキャリア４を示す。

下定盤１は、図１で示すように、環状円板であり、上面にワーク１００を研磨するラップ面／ポリッシュ面を有する。なお、図示しないが、下定盤１の上面に図示しない研磨布を貼り付け、研磨布によりワーク１００を研磨することもある。この下定盤１は、下定盤回転駆動部（図示せず）により駆動力が付与され、回転駆動される。

そして、ワーク１００は下定盤１と上定盤（図示せず）とにより挟まれる。上定盤は、環状円板であり、下面にワーク１００を研磨するラップ面／ポリッシュ面を有する。なお、上定盤の下面に図示しない研磨布を貼り付け、研磨布によりワーク１００を研磨することもある。この上定盤は、上定盤回転駆動部（図示せず）により駆動力が付与され、回転駆動される。
ここに下定盤１および上定盤は、共通回転軸を回転中心として回転するように支持される。

サンギア２は、図１で示すように、下定盤１の中心側に配置されている。サンギア２は、複数の歯部１０、回転体であるギア基体部２０を備える。サンギア２は、このギア基体部２０に複数の歯部１０を、円上に等角であり、周方向に一定間隔をおいて多数配置したピンギアである。ギア基体部２０は、回動自在となるように機械的に支持されている。さらにギア基体部２０は、下側のサンギア回転駆動部（図示せず）により駆動力が伝達されるようになされ、サンギア２は、所定回転方向・所定回転速度で回転する。なお、歯部１０およびギア基体部２０の詳細については後述する。

インターナルギア３は、図１で示すように、下定盤１の外周側に配置されている。インターナルギア３は、複数の歯部１０、回転体であるギア基体部２０を備える。インターナルギア３は、このギア基体部２０に複数の歯部１０を、円上に等角であり、周方向に一定間隔をおいて多数配置したピンギアである。ギア基体部２０は、回動自在となるように機械的に支持されている。さらにギア基体部２０は、下側のインターナルギア回転駆動部（図示せず）により駆動力が伝達されるようになされ、インターナルギア３は、所定回転方向・所定回転速度で回転する。なお、歯部１０およびギア基体部２０の詳細については後述する。

ワークキャリア４は、図１で示すように下定盤１上に配置されている。ワークキャリア４は、通常はワークよりも厚さの小さな薄板状のキャリアである。ワークキャリア４の外周には、サンギア２およびインターナルギア３の一の歯部１０が入り込むような湾曲状の凹部を含むキャリア歯部４１が形成されている。このようなワークキャリア４は、その外周のキャリア歯部４１の凹部にサンギア２およびインターナルギア３の歯部１０が入り込んで噛み合うようになされている。ワークキャリア４においては、ワーク１００を保持するワーク保持孔４２が形成されており、ワーク１００が配置されている。

ワークキャリア４は、ワークに応じて各種用意されており、１個のワークキャリア４に１個のワーク保持孔が形成されるものであったり、または、複数個のワーク保持孔が形成されるものであったりする。本形態では図１でも明らかなように例示的に４個のワーク保持孔４２を備えるワークキャリア４を用いるものとして説明する。そして、このようなワークキャリア４は、複数個（本形態では例示的に３個）配置されるものとして説明する。本形態ではワーク１００は最大で１２個配置されて研磨されることとなる。
各部構成はこのようなものである。

続いて研磨装置による動作について説明する。
このような研磨装置では、下定盤１、上定盤（図示せず）、サンギア２、および、インターナルギア３という四軸はそれぞれが独立して回転する。下定盤回転駆動部、上定盤回転駆動部、サンギア回転駆動部、および、インターナルギア回転駆動部は、いずれも回転制御管理装置に接続されて回転が制御されており、最適な回転方向・回転速度で回転する。この際に、ワークキャリア４は、公転のみ、自転のみ、または、公転および自転をともにしながら回転し、ワーク１００は、上下定盤間に挟まれて両面が接しており、最適なラッピング・ポリッシングが行われる。

続いて本発明の特徴をなす歯部１０およびギア基体部２０の詳細について説明する。
歯部１０は、図１で示すように、サンギア２、および、インターナルギア３に多数設けられている共通部材である。そこで、歯部１０であるとして一括して説明する。

また、ギア基体部２０もサンギア２では径が小さいリング体であり、また、インターナルギア３では径が大きいリング体であるが、断面としては、図２で示すような形状となるため、以下ともにギア基体部２０であるとして一括して説明する。

続いて各構成について説明する。
歯部１０は、図２で示すように、ギア基体部２０上に形成されるものであり、ピン体１１、カラー１２、押さえ部１３、スペーサ１４、ねじ（本発明の固定部の具体例である）１５を備えている。

ピン体１１は、回転体であり、さらにピン軸支部１１１、ピン嵌入部１１２、ツバ部１１３、細径部１１４を備える。

ピン軸支部１１１は、円柱体であり、カラー１２の内径よりも少し小さい径であり、カラー１２を回転しやすくしている。
ピン嵌入部１１２は、円柱体であり、ギア基体部２０の嵌入孔２１に隙間なくかつ抵抗なく嵌め込まれるような径を有している。また、ピン嵌入部１１２は、その下面周囲の角部が面取りされている。

ツバ部１１３は、ピン体１１の軸線方向の中途部に設けられており、ピン軸支部１１１とピン嵌入部１１２との境界部において、これらピン軸支部１１１とピン嵌入部１１２とからともに張り出すような大径で形成される。ツバ部１１３の下面がギア基体部２０の上面に当接して位置が決定される。

細径部１１４は、ピン軸支部１１１よりも細い円柱体であり、押さえ部１３の支持孔１３２に抵抗なく嵌め込まれるような径を有している。細径部１１４は、その上面周囲の角部が面取りされている。
ピン体１１は、このようなものである。

カラー１２は、図２に示されるように上下の両端で開口を有する円筒状の部材である。ピン軸支部１１１に対して容易に回転するようになされる。

押さえ部１３は、詳しくは図３，図４の平面図で示すように、インターナルギア３においては円弧状櫛形構造の部材、サンギア２においては円弧状部材である。本形態では複数個（本形態では図４でも示すように例示的に７個としている）の突出部１３１が形成される。さらに１個の突出部１３１では細径部１１４を支持する１個の支持孔１３２が形成される。そして全ての突出部１３１にそれぞれ１個の支持孔１３２が形成される。また、押さえ部１３は、図２の断面図で示すように、ねじ１５用の座ぐり孔付き通し孔１３３を複数個（本形態では図４でも示すように例示的に３個としている）備える。なお、本発明をサンギア２へ適用した場合は、ワークキャリア４や修正キャリアは定盤の外側から下定盤１面に沿わせて挿入するので、各押さえ部間は切り欠く必要がなくなり、製作上は簡易となる。

スペーサ１４は、押さえ部１３を所定高さで取り付けるための部材であり、例えば肉厚筒体である。スペーサ１４は、中心軸に沿って上下でめねじ部１４１が形成されている。このようなスペーサ１４は、ねじ１５と同じ数だけ配置される。

ねじ１５は、図２，図３で示すように、汎用品である六角穴付ボルトを採用しており、コスト低減を図っている。ねじ１５は一カ所の上下で二本用いており、一方はギア基体部２０の座ぐり孔付き通し孔２２に下側から挿通されてギア基体部２０の上側にあるスペーサ１４のめねじ部１４１に螺挿されてねじ締結部が形成され、ギア基体部２０にスペーサ１４が固定されている。そして他方は押さえ部１３の座ぐり孔付き通し孔１３３に上側から挿通されて押さえ部１３の下側にあるスペーサ１４のめねじ部１４１に螺挿されてねじ締結部が形成され、スペーサ１４に押さえ部１３が固定されている。スペーサ１４およびねじ１５は、歯部１０の突出部１３１が複数個（図４で２個）の間隔を空けた位置で設ければよい。

ギア基体部２０は、先に説明したようにリング体であり、歯部１０と同数であって円上に等角で形成される複数の嵌入孔２１，スペーサ１４と同数であって下面に座ぐりが形成される座ぐり孔付き通し孔２２を備える。

上記構成からなる歯部１０において、特にピン体１１は、金属、合成樹脂等で形成され、また、カラー１２は、金属、合成樹脂、セラミックス等で形成される。弾性を有する材料でカラー１２を形成すると、カラー１２のピン体１１からの脱着が容易となる。例えば、ピン体１１とカラー１２とを同種の金属で形成したり、または、ピン体１１を金属で形成するもカラー１２を弾性を有する合成樹脂で形成する。もちろんこの他にも各種材料による組み合わせが選択される。

続いて、歯部１０の組み立てについて説明する。なお、組み立てについてもサンギア２およびインターナルギア３ともに同じであり、一括して説明する。
まず、ギア基体部２０にスペーサ１４を固着する。ギア基体部２０の座ぐり孔付き通し孔２２とスペーサ１４のめねじ部１４１とが対向して通貫する状態で、六角穴付ボルトであるねじ１５をギア基体部２０の座ぐり孔付き通し孔２２に挿通させてからスペーサ１４のめねじ部１４１に螺挿して締結し、ギア基体部２０に対してスペーサ１４を固定する。この作業ではギア基体部２０に対して全てのスペーサ１４を固定する。

ギア基体部２０の嵌入孔２１内に、ピン体１１のピン嵌入部１１２を嵌める。なお、従来技術では圧入固定されていたため、このような挿入時では力を加える必要があったが、本発明では圧入方式を採用せず、嵌め合いをすきま嵌めとして容易に嵌めることができるようにし、この点で組み立て易くしている。また、ピン体の交換作業も容易に行うことができる。

そして、ピン体１１のツバ部１１３の下面がギア基体部２０の嵌入孔２１の周囲で当接し、嵌入孔２１に位置決めされる。ピン嵌入部１１２より上部側のツバ部１１３、ピン軸支部１１１、細径部１１４が上方へ突出した状態となっている。

そして、カラー１２は、ピン体１１のピン軸支部１１１に挿入される。カラー１２は、その内壁面がピン体１１の外壁面との間に若干隙間を有する状態であり、ピン体１１に対して回転可能に支持される。このようなカラー１２の底面は、ピン体１１のツバ部１１３の上面に当接した状態となっている。

続いて押さえ部１３が取り付けられる。ピン体１１の細径部１１４を、押さえ部１３の支持孔１３２に入れた状態とする。図４で示す本形態では７箇所の細径部１１４を、押さえ部１３の支持孔１３２に入れた状態とする。そして六角穴付きボルトであるねじ１５を、押さえ部１３の座ぐり孔付き通し孔１３３に上側から挿通して押さえ部１３の下側にあるスペーサ１４のめねじ部１４１に螺挿して締結し、押さえ部１３をスペーサ１４上で固定する。なお、ボルト１５を締め込んだ状態では、突出部１３１はピン軸支部１１１の上面を押さえ込んだ状態となっている。このような取り付けを全ての押さえ部１３で行う。これにより、歯部１０が形成される。

この場合に、カラー１２は、押さえ部１３の突出部１３１により抜け止めがなされている。さらに突出部１３１の下面とカラー１２の上面との間には隙間が形成されており、カラー１２が接触することなく確実に回転するようになされている。また、カラー１２はツバ部１１３の上にあるため、カラー１２の回転によりギア基体部２０が削れるような事態は生じない。

続いて、歯部１０の作用について説明する。研磨によりワークキャリア４のキャリア歯部４１の凹部と、サンギア２やインターナルギア３の歯部１０と、が順次噛み合っていき、ワークキャリア４が自転・公転する場合を考える。

ここで、ワーク１００よりも厚さの小さな薄板状のワークキャリア４のキャリア歯部４１の歯面が、サンギア２やインターナルギア３の歯部１０のカラー１２に、線状に接触している。このため、何ら対策を施さないと線状に接触する箇所では局部的な線状の摩耗が起きるおそれがあるが、本発明のように歯部１０の外周に回転自在のカラー１２を取り付けており、カラー１２とワークキャリア４が噛み合って一緒に動いて生じる擦れによる磨耗がほとんど進行せず、カラー１２の内面とピン軸支部１１１の外面との接触部で僅かづつ均等な磨耗が進行する状態となる。ワークキャリア４のキャリア歯部４１との間で摩擦が生じないようにすることで、接触部での局部的な摩耗を回避している。

さらに、サンギア２およびインターナルギア３は上下方向に昇降するようになされており、ワークキャリア４のキャリア歯部４１とカラー１２との接触部をカラー１２の長手方向（上下方向）で逐次移動させて、カラー１２外周面での摩耗を長手方向（上下方向）に分散させるようにしている。ワークキャリア４のキャリア歯部４１のカラー１２への作用位置は、カラー１２の上方から下方までとなる。

このような歯部１０およびギア基体部２０では以下のような構造上の特徴がある。

（１）押さえ部が、ピン体を上側から押さえ込み、ツバ部をギア基体部に強固に接するようにして、ピン体に緩みなどを生じさせることなく強固な固定を維持する。
引用文献２に記載のようにカラー回転時にピン体も同時に回転させることが好ましいが、コスト的に採用できない。よって、カラーは固定されたピン体を軸として回転するが、カラー内周面とピンとの間には回転方向の接触摩擦が生じ、摩耗が進行する。なお、ピンには回転方向の摩擦力が作用するとともに、主にピン配列の方向（実際にはやや外向き）へ負荷（ピン固定部からみて曲げモーメント）が作用する。従って、ピンの固定構造が不十分であればピンの緩みや抜けが生じる懸念がある。

そこで、本発明の押さえ部１３は、ピン軸支部１１１の上面で下方へ押しつける力を付与しており、下方に設けたツバ部１１３はその反力を受けて強固に押圧する構造を採用しており、ピン体１１の剛性を増大させると同時にピン体１１の連れ回りを防止している。

（２）ピン体は上下の両端で支持される。
ピン体１１は、下側でピン嵌入部１１２が嵌入孔２１にはめ込まれて嵌入構造で固定され、また、上側で細径部１１４が押さえ部１３の支持孔１３２にはめ込まれて嵌入構造で固定されるため、上下両側で支持される。このようなピン体１１は強固な構造を有しており、ワークキャリア４の横方向からの負荷に対して剛性を著しく大きくし、横方向の負荷に対して強い構造としている。

（３）ピン体の上下の両端での支持は嵌め合いを緩くしている。
ピン体１１もカラー１２ほどではないが消耗品に順ずる部品であり、カラー１２と同様に、取り外しの簡易化などに対する要望がある。ピン体の固定構造としてねじ込み式及び嵌入式がある。

ねじ込み式では、ピン体にねじ部を形成し、ギア基体部に締結するというものである。ねじ締結部への研磨スラリーの進入などにより、ピンを交換するときにピンを回すことが著しく困難となることが度々発生しているという報告がある。
嵌入式では、ピン体を嵌入孔へ押し込みあるいは打ち込んで嵌合する。しかしながら、嵌入式では、ピン体に作用する外力（回転力・曲げモーメントなど）に抗するために嵌合長を長くしたり、または、嵌合の度合いをきつくする（ガタの生じにくい嵌合精度とする）などの措置が必要となる。ピン体の交換時に容易に抜けなくなるといった弊害もあるため適用には注意が必要となっている。

一方本願発明では、ピン体１１の上部ではその細径部１１４を押さえ部１３の支持孔１３２に挿入しつつ押さえ部１３がピン体１１を下側へ押圧し、また、ピン体１１の下部ではピン嵌入部１１２を嵌入孔２１に挿通した構造となっており、上下両端で支持し、かつ下側へ押さえる力を加えるため、強固な構造となっている。そして、ピン体１１の下方のピン嵌入部１１２のはめ合いをきつくしたり、ピン嵌入部１１２の嵌合長を大きくしたり、また、ねじを設けたりしなくても良く、ピン体１１の交換時の取り外しが容易となる。

（４）押さえ部はカラーの抜け止めとしても機能する。
押さえ部１３は、ピン体配列の円周方向へ円弧状に繋がった櫛形形状をしており、ピン体１１の数個毎にねじ１５により固定する。押さえ部１３は、カラー１２の上側を覆う構造であり、多数のカラー１２の抜け留めを行う。

（５）ピン嵌入部の直上にツバ部を設けてツバ部の上面に回転自在のカラーを乗せる。
カラー１２が回転してカラー１２の下端でツバ部１１３の接触部を摩耗させるが、ギア基体部２０の摩耗は回避される。また、ツバ部１１３の下面がギア基体部２０に接触して摩擦力を付与することにより、ピン体１１の上部から下方向への押し付け力を確保し、ピン体１１の連れ周りを防止している。保守時にギア基体部２０を交換する必要がなくなり、維持コスト低減に寄与する。

（６）カラーおよびピン体の取り付けや交換が容易な固定構造である。
カラー１２は消耗品であり、任意の稼働期間毎に交換が必要となる。ピン体の固定構造として、従来は引用文献１のねじ締結方式が採用されている。この時、一本のカラーを一本のキャップ（ねじ）で取り付ける構造では交換時に多くの手間と時間を要する。本願発明では、円弧状の押さえ部１３を外すことにより、複数個のカラー１２およびピン体１１の拘束を一斉に開放することができるというものであり、カラーおよびピン体の取り付けや交換が容易であり、短時間で作業を行える。

（７）カラーを回転自在としてカラー外周面とワークキャリアの歯との間の摩耗を低減することができる。

続いて本発明の第２の形態について図５を参照しつつ説明する。先に図１〜図４を用いて説明した第１の形態では特にピン体にツバ部を設けたピン構造を採用しているが、本形態ではツバ部を省略し、ピン嵌入部をピン軸支部より細径としたピン構造としている。

続いて本発明の特徴をなす歯部３０の詳細について説明する。
本形態の研磨装置は、先の形態と比較すると、サンギア２、および、インターナルギア３のギア基体部２０上に形成される歯部３０の構造のみが相違している。そこで、歯部３０のみ説明し、他の図１で示す下定盤１、上定盤（図示せず）については同じ構造・機能を有するものとし、重複する説明を省略する。また、サンギア２、および、インターナルギア３も歯部３０以外の駆動系等やギア基体部２０については同じ構造・機能を有するものとして重複する説明を省略する。

続いて歯部３０の構成について説明する。
歯部３０は、図５で示すように、先に説明したギア基体部２０上に形成されるものであり、ピン体１６、カラー１２、押さえ部１３、スぺーサ１４、ねじ１５を備えている。この歯部３０の構成は、先に図２を用いて説明した歯部１０の構成と比較すると、ピン体１６の構造のみが相違し、他は同じ構成である。そこで、カラー１２、押さえ部１３、スぺーサ１４、ねじ１５については同じ符号を付すとともに、先の説明と同じであるものとして重複する説明を省略する。

ピン体１６は、回転体であり、さらにピン軸支部１６１、ピン嵌入部１６２、細径部１６３を備える。

ピン軸支部１６１は、円柱体であり、カラー１２の内径よりも少し小さい径であり、カラー１２が回転しやすくなるような径を有している。また、ピン軸支部１６１は、ピン嵌入部１６２よりも大径で形成される。ピン軸支部１６１の下面がギア基体部２０の上面に当接して位置が決定される。

ピン嵌入部１６２は、円柱体であり、ギア基体部２０の嵌入孔２１に隙間なくかつ抵抗なく嵌め込まれるような径を有している。また、ピン嵌入部１６２は、その下面周囲の角部が面取りされている。

細径部１６３は、ピン軸支部１６１よりも細い円柱体であり、押さえ部３０の支持孔１３２に抵抗なく嵌め込まれるような径を有している。細径部１６３は、その上面周囲の角部が面取りされている。
ピン体１６は、このようなものである。この場合、組み立てや作用については先の第１の形態と同様である。

このような歯部３０では、上記の効果に加えてピン体１６の構造を簡略化できるという利点がある。なお、ギア基体部２０とカラー１２が接触して摩耗するが、ギア基体部２０も予め取り外し可能として保守の対象とすれば特に運用上では問題を生じない。また、特に図示しないが、カラー１２とギア基体部２０との間に平座金のような環状円板を配置してツバ部と同様の機能を待たせれば、ギア基体部２０の摩耗を考慮しなくてもよくなり、このような構成とすることもできる。

続いて本発明の第３の形態について図６を参照しつつ説明する。先に図１〜図４を用いて説明した第１の形態では特にスペーサの高さ不足のため押さえ部で位置調節用の段部を形成した構造を採用しているが、本形態では押さえ部の構造を簡略化し、また、ねじの数を低減した構造としている。

続いて本発明の特徴をなす歯部の詳細について説明する。
本形態の研磨装置は、先の第１の形態と比較すると、サンギア２のギア基体部５０、インターナルギア３のギア基体部５０、および、これらのギア基体部５０の円上に形成される複数の歯部４０の構造が相違している。そこで、歯部４０およびギア基体部５０のみ説明し、他の図１で示す下定盤１、上定盤（図示せず）については同じ構造・機能を有するものとし、重複する説明を省略する。また、サンギア２およびインターナルギア３においても、歯部４０およびギア基体部５０以外の駆動系等は同じ構造・機能を有するものとして重複する説明を省略する。

続いて歯部４０およびギア基体部５０の構成について説明する。
歯部４０は、図６で示すように、ギア基体部５０上に形成されるものであり、ピン体１１、カラー１２、押さえ部１７、スぺーサ１８、ねじ１５を備えている。この歯部４０の構成は、先に説明した歯部１０の構成と比較すると、押さえ部１７、スぺーサ１８の構造のみが相違し、他は同じ構成である。そこで、ピン体１１、カラー１２、ねじ１５については同じ符号を付すとともに、先の説明と同じであるものとして重複する説明を省略する。

押さえ部１７は、詳しくは図３，図４の上から見た図と同様に、円弧状櫛形構造の部材である。本形態では複数個（本形態では例示的に７個としている）の突出部１７１が形成される。さらに１個の突出部１７１では細径部１１４を支持する１個の支持孔１７２が形成される。そして全ての突出部１７１にそれぞれ１個の支持孔１７２が形成される。ねじ１５用の孔１７３は複数個（本形態では例示的に３個としている）を備える。なお、押さえ部１７は、図６で示すように、横から見ると板体として形成されている。このように構造を単純化することで、製造コストの低減を図っている。

スペーサ１８は、押さえ部１７を所定高さで取り付けるための部材であり、例えば肉厚の筒体である。スペーサ１８は、ねじ１５と同じ数だけ配置される。そして中心軸に沿って上下で貫通するねじ通し孔１８１が形成されている。

ギア基体部５０は、リング体であり、ピン体１１と同数であって円上に等角で形成される複数の嵌入孔５１，複数であって上面に形成されるめねじ部５２を備える。
歯部４０およびギア基体部５０は、このようなものである。続いて組み立てについて変更点を説明する。

まず、ギア基体部５０の嵌入孔５１内に、ピン体１１のピン嵌入部１１２が嵌められていく。そして、カラー１２は、ピン体１１のピン軸支部１１１に挿入される。

続いて、ギア基体部５０のねじ穴５２とスペーサ１８のねじ通し孔１８１とを合わせつつスペーサ１８を配置する。続いて、ピン体１１の細径部１１４を支持孔１７２に入れながら、押さえ部１７の孔１７３とスペーサ１８の挿通穴１８１とを合わせて押さえ部１７を配置する。ギア基体部５０のめねじ部５２、スペーサ１８のねじ通し孔１８１、および、押さえ部１７の孔１７３が対向して通貫する状態で、六角穴付ボルトであるねじ１５を押さえ部１７孔１７３およびスペーサ１８のねじ通し孔１８１に挿通させてからギア基体部５０のめねじ部５２に螺挿して締結し、ギア基体部５０に対してスペーサ１８および押さえ部１７を固定する。この作業はギア基体部２０に対して全てのスペーサ１８および押さえ部１７を固定する。このような取り付けを全ての押さえ部１７で行う。これにより、歯部５０が形成される。

このような歯部５０では、上記の効果に加えて板体のみで形成できる押さえ部１７および通常のねじ通し孔としたスペーサ１８とし、また、めねじ部はギア基体部に上側からのみ形成するようにしたため、全体的の構造を簡略化できるという利点がある。

続いて本発明の第４の形態について図７を参照しつつ説明する。先に図１〜図４を用いて説明した第１の形態では特に押さえ部とスペーサとを用いるピン構造を採用しているが、本形態では押さえ部の構造を変えてスペーサを不要とした構造としている。

続いて本発明の特徴をなす歯部６０の詳細について説明する。
本形態の研磨装置は、先の第３の形態と比較すると、サンギア２、および、インターナルギア３のギア基体部５０の円上に形成される複数の歯部６０の構造のみが相違している。そこで、歯部６０のみ説明し、他の図５で示す下定盤１、上定盤については同じ構造・機能を有するものとし、重複する説明を省略する。また、サンギア２、および、インターナルギア３も歯部６０以外のギア基体部５０や駆動系等は同じ構造・機能を有するものとして重複する説明を省略する。

続いて歯部６０の構成について説明する。
歯部６０は、図７で示すように、ギア基体部５０上に形成されるものであり、ピン体１１、カラー１２、押さえ部１９、ねじ１５を備えている。この歯部６０の構成は、先に説明した歯部４０の構成と比較すると、スペーサをなくし、押さえ部１９の構造のみが相違し、他は同じ構成である。そこで、ピン体１１、カラー１２、ねじ１５については同じ符号を付すとともに、先の説明と同じであるものとして重複する説明を省略する。

押さえ部１９は、詳しくは図３，図４の上から見た図と同様に、円弧状櫛形構造の部材である。本形態では複数個（本形態では例示的に７個としている）の突出部１９１が形成される。さらに１個の突出部１９１では細径部１１４を支持する１個の支持孔１９２が形成される。そして全ての突出部１９１にそれぞれ１個の支持孔１９２が形成される。このそれぞれ突出部１９１には立設体１９３が接続されており、この立設体１９３にはベース部１９４が接続されている。このベース部１９４には複数個（本形態では例示的に３個としている）の孔１９５が形成される。ねじ１５用の孔１９５は適数個を備える。
歯部６０は、このようなものである。続いて組み立てについて変更点を説明する。

まず、ギア基体部５０の嵌入孔５１内に、ピン体１１のピン嵌入部１１２が嵌められる。そして、カラー１２は、ピン体１１のピン軸支部１１１に挿入される。

続いて、ピン体１１の細径部１１４を支持孔１９２に入れながら、ギア基体部５０のめねじ部５２と押さえ部１９の孔１９５とを合わせつつ押さえ部１９を配置する。ギア基体部５０のめねじ部５２と押さえ部１９の孔１９５とが対向して通貫する状態で、六角穴付ボルトであるねじ１５を押さえ部１９の孔１９５に挿通させてからギア基体部５０のめねじ部５２に螺挿して締結し、ギア基体部５０に対して押さえ部１９を固定する。この作業はギア基体部２０に対して全ての押さえ部１９を固定する。これにより、歯部６０が形成される。

このような歯部６０では、上記の効果に加えて、部品点数を減らし、製造を容易としている。

なお、第１，第３，第４の形態では、さらにツバ部とピン嵌入部との境界部で１周に渡り溝を形成したり、また、ギア基体部の嵌入孔の端面に面取りを施すようにして、逃げ部の形成を施してもよい。これらは適宜選択される。

以上、第１〜第４の形態の研磨装置について説明した。これらのような研磨装置では、いずれもピン体の上下二カ所での固定構造、および、保持構造を簡易化しており、その結果として、コストダウン、長期性能保持およびカラー交換とピン体交換が容易な固定構造としている。

以上のような本発明に係る研磨装置は特にハードディスク用基板、シリコンウエハや透明ガラス基板というワークの研磨に適している。

１：下定盤
２：サンギア
３：インターナルギア
４：ワークキャリア
４１：キャリア歯部
４２：ワーク保持孔
１００：ワーク

１０，３０，４０，６０：歯部
１１：ピン体
１１１：ピン軸支部
１１２：ピン嵌入部
１１３：ツバ部
１１４：細径部
１２：カラー
１３：押さえ部
１３１：突出部
１３２：支持孔
１３３：座ぐり孔付き通し孔
１４：スペーサ
１４１：めねじ部
１５：ねじ
１６：ピン体
１６１：ピン軸支部
１６２：ピン嵌入部
１６３：細径部
１７：押さえ部
１７１：突出部
１７２：支持孔
１７３：孔
１８：スペーサ
１８１：ねじ通し孔
１９：押さえ部
１９１：突出部
１９２：支持孔
１９３：立設体
１９４：ベース部
１９５：孔
２０，５０：ギア基体部
２１：嵌入孔
２２：座ぐり孔付き通し孔
５１：嵌入孔
５２：めねじ部

Claims (3)

1. ギア基体部に複数のピン状の歯部を設けたサンギアと、ギア基体部に複数のピン状の歯部を設けたインターナルギアと、の間に、複数の歯によるキャリア歯部が外周に形成されるワークキャリアを噛み合わせておき、このワークキャリアのワーク保持孔に挿入されたワークの表裏両面を下定盤と上定盤との間に挟み込んだ状態で、サンギアとインターナルギアとを回転させてワークキャリアを自転または公転させるとともに、上定盤または下定盤の少なくとも一方をワークキャリアに対して相対的に回転させてワークをラッピングまたはポリッシングする研磨装置であって、
   歯部は、ギア基体部の嵌入孔に入れられるピン嵌入部、円柱体であるピン軸支部およびこのピン軸支部の先端から突出する細径部を有するピン体と、ピン軸支部の先端および細径部を突出させた状態でピン軸支部に遊挿される筒状のカラーと、ピン体の先端の細径部を軸支してカラーの抜け止めを行いつつピン体を嵌入孔側へ押さえる押さえ部と、押さえ部をギア基体部に固定する固定部と、を備えることを特徴とする研磨装置。
2. 前記ピン体は、前記ピン軸支部と前記ピン嵌入部との間で外周側へ突出するツバ部をさらに備え、ツバ部の下面を前記ギア基体部に当接させるとともにツバ部の上面に前記カラーの下面を当接させることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
3. 前記押さえ部は、複数の前記ピン体を一括して押さえる部材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨装置。

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