JP6012719B2 - 円板形ワーク用外周研磨装置 - Google Patents

Description

本発明は、円板形ワークの表面及び裏面の外周部分に形成された傾斜面状のエッジを研磨するための外周研磨装置に関するものである。

円板形ワークの一種である半導体ウエハ（以下「ワーク」という）Ｗは、図７にその一部を拡大して示すように、表面及び裏面の外周縁部に面取り加工された傾斜面状のエッジＥａ，Ｅｂが形成されていて、このエッジＥａ，Ｅｂが外周研磨装置で研磨される。特許文献１には、このようなエッジを研磨するための外周研磨装置が開示されている。

前記外周研磨装置は、図７及び図８に裏面側のエッジＥｂを研磨する場合について模式的に示すように、パッドホルダ１０１の弧状をなすパッド貼着面１０１ａに研磨パッド１０２を貼着することにより形成された研磨部材１００を有し、前記研磨パッド１０２で形成された弧状の作業面１０３を前記エッジＥｂと平行をなすように傾斜させて該エッジＥｂに面接触させ、その状態で前記ワークＷを垂直な軸線の回りに回転させて前記エッジＥｂを前記作業面１０３で研磨するものである。このとき前記研磨部材１００は、前記エッジＥｂと平行な直線（揺動直線）Ｌに沿って不図示の揺動機構によりゆっくり揺動され、前記作業面１０３全体でエッジＥｂの研磨が行われる。

このように前記外周研磨装置は、前記研磨部材１００の弧状の作業面１０３をワークＷのエッジＥｂに面接触させて研磨するものであるため、研磨効率に勝れているが、前記作業面１０３及び揺動直線Ｌの水平面Ｓに対する傾斜角度αが一定の角度に固定されているため、その傾斜角度αと同じベベル角度θ（エッジとワークの表面又は裏面とのなす角度）を有するワークしか研磨することができず、改善の余地があった。即ち、エッジのベベル角度は全てのワークについて一定ではなく、ワークによって大きさが様々に異なっているため、前記作業面１０３及び揺動直線Ｌの傾斜角度αをワークのベベル角度に合わせて調整可能とすることにより、ベベル角度の異なる各種ワークに対応できるようにすることが望まれている。

一方、特許文献２及び３には、ワークに対して研磨具を相対的に傾動可能なるように構成し、該研磨具のワークに対する接触角度を変えさせることによってエッジ全体を研磨するようにした研磨装置が開示されている。
しかし、この研磨装置は、ワークに対する前記研磨具の接触角度を次第に変化させながらエッジを研磨するもので、前記特許文献１に記載の外周研磨装置とは構成及び作用が基本的に相違しているため、その技術をこの外周研磨装置にそのまま適用することはできない。

特開２００２−１４４２０１号公報 特開２００４−１５４８８０号公報 特開２００９−２９７８４２号公報

本発明の目的は、研磨部材の作業面をワークのエッジと平行に向けて該エッジに面接触させ、その状態で該研磨部材を前記エッジと平行な揺動直線に沿って揺動させることにより該エッジを研磨する外周研磨装置において、前記作業面及び揺動直線の傾斜角度をワークのベベル角度に合わせて調整可能とすることにより、ベベル角度の異なる各種ワークに対応できるようにすることにある。

上記目的を達成するため、本発明によれば、円板形のワークを保持して軸線の回りに回転させるチャック手段と、前記ワークの表面側及び裏面側のエッジを研磨部材の弧状をした作業面で研磨する表面側及び裏面側のエッジ研磨ユニットとを有する外周研磨装置が提供される。
前記エッジ研磨ユニットは、前記研磨部材が交換可能に取り付けられた研磨部材取付体と、該研磨部材取付体を傾動自在に支持する取付体支持部と、前記研磨部材取付体の傾斜角度を前記研磨部材の作業面がワークのエッジと平行をなすように調整する取付体用角度調整機構と、前記研磨部材の作業面を前記ワークのエッジに押し付けて研磨荷重を加える荷重付与手段と、前記取付体支持部を前記軸線に対して傾斜する直線（揺動直線）に沿って移動自在に支持する揺動支持ベースと、前記取付体支持部を前記直線に沿って揺動させる揺動機構と、前記揺動支持ベースを傾動自在に支持するベース支持部と、前記揺動支持ベースの傾斜角度を前記直線が前記ワークのエッジと平行をなすように調整するベース用角度調整機構と、前記ベース支持部を垂直方向及び水平方向に位置補正可能に支持する基台部とを有する。

本発明において、前記研磨部材は、該研磨部材の基準面と前記作業面とのなす角度である作業面角度がワークのベベル角度と等角度であるように形成され、該研磨部材を前記研磨部材取付体に取り付けて前記基準面を水平に向けることにより前記作業面がワークのエッジと平行をなすように構成されていることが望ましい。

本発明において好ましくは、前記研磨部材取付体が、前記取付体支持部にワークの軸線と直交する第１枢軸を中心に傾動自在に支持され、前記揺動支持ベースが、前記ベース支持部に前記第１枢軸と平行する第２枢軸を中心に傾動自在に支持されていることである。
この場合に、前記取付体支持部が、前記揺動支持ベースに前記直線に沿って移動自在に支持された揺動スライドベースと、該揺動スライドベースに前記直線と直交する方向に移動自在に支持されたスライド部材とを有し、該スライド部材は前記荷重付与手段に連結され、該スライド部材に前記研磨部材取付体が支持されていることが望ましい。

また、本発明において、前記基台部は、定位置に配置された第１基台部分と、該第１基台部分に水平方向に移動自在に支持されて前記ベース支持部を垂直方向に移動自在に支持する第２基台部分と、該第２基台部分の水平方向位置を補正する水平位置補正機構と、該第２基台部分に対する前記ベース支持部の垂直方向位置を補正する垂直位置補正機構とを有することが望ましい。

本発明の外周研磨装置は、研磨部材をワークのエッジと平行な揺動直線に沿って揺動させる揺動支持ベースの傾斜角度を、前記揺動直線がワークのエッジと平行をなすように調整すると共に、前記研磨部材が取り付けられた研磨部材取付体の傾斜角度を、該研磨部材の作業面がワークのエッジと平行をなすように調整することにより、１台の研磨装置でベベル角度が異なる各種ワークのエッジを研磨することができる。

本発明に係る外周研磨装置を、チャック手段の一部を省略して示す正面図である。 裏面側のエッジ研磨ユニットの拡大図である。 図２に示す裏面側のエッジ研磨ユニットの一部を破断して左側から見た部分破断側面図である。 図２を研磨部材の位置で拡大すると共にワークの比率を更に拡大して示す要部拡大図である。 図２の裏面側のエッジ研磨ユニットにおいて、ベベル角度の異なるワークを研磨するため揺動支持ベース及び研磨部材支持体の傾斜角度を調整する途中の段階を示す側面図である。 図５の裏面側のエッジ研磨ユニットにおいて、前記揺動支持ベース及び研磨部材支持体の傾斜角度の調整が終了した状態の側面図ある。 従来の外周研磨装置でワークの裏面側のエッジを研磨する状態を模式的に示す要部拡大断面図である。 図７の平面図である。

以下、本発明に係る円板形ワーク用外周研磨装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示す外周研磨装置は、半導体ウエハのような円板形ワークＷの表裏両面の外周縁部に形成された傾斜面状のエッジＥａ，Ｅｂ（図４参照）を研磨するためのもので、前記ワークＷを水平に保持して垂直な軸線Ｌ１の回りに回転させるチャック手段１と、前記ワークＷの表面（上面）側のエッジＥａを研磨する表面側のエッジ研磨ユニット２Ａと、前記ワークＷの裏面（下面）側のエッジＥｂを研磨する裏面側のエッジ研磨ユニット２Ｂとを有している。図１には、前記エッジ研磨ユニット２Ａ，２ＢでエッジＥａ，Ｅｂを研磨している状態が示されている。

前記チャック手段１は、垂直をなす主軸５の上端に、前記ワークＷよりやや小径の円盤形をなすチャックテーブル６を有し、このチャックテーブル６上に前記ワークＷが、外周を該チャックテーブル６から側方に突出させた状態で真空吸着等の方法で水平に保持される。このため、前記チャックテーブル６の上面には複数の吸着孔が開口し、この吸着孔が前記主軸５内の流路を通じて図示しない真空ポンプに接続されている。また、前記主軸５は、図示しないモーターに接続され、所要の速度で正逆所要の方向に駆動回転される。

なお、前記チャックテーブル６上へ前記ワークＷをチャックする方法は、上述したような真空吸着に限らず、静電気による付着力を利用する静電チャックや、その他の適宜方法を用いることができる。

前記表面側のエッジ研磨ユニット２Ａと裏面側のエッジ研磨ユニット２Ｂとは、前記ワークＷの軸線Ｌ１を挟んで相対する位置に配置されている。これら２つのエッジ研磨ユニット２Ａ，２Ｂは、完全に同じ構成を有してはいないが、互いの位置の関係で一部の部品の形状や向き等が相互に異なっているだけで、それ以外の構成及び機能は実質的に同じである。従って、ここでは、説明の都合上裏面側のエッジ研磨ユニット２Ｂについてその構成を具体的に説明し、前記表面側のエッジ研磨ユニット２Ａについては、該裏面側のエッジ研磨ユニット２Ｂとの構成の違いをあとで簡単に説明することとする。

図２及び図３に示すように、前記裏面側のエッジ研磨ユニット２Ｂは、研磨部材１０が交換可能に取り付けられた研磨部材取付体１１と、該研磨部材取付体１１を傾動自在に支持する取付体支持部１２と、前記研磨部材取付体１１の傾斜角度を前記研磨部材１０の作業面１０ａがワークＷの裏面側のエッジＥｂと平行をなすように調整する取付体用角度調整機構１３と、前記研磨部材１０の作業面１０ａを前記ワークＷのエッジＥｂに押し付けて研磨荷重を加える荷重付与手段１４と、前記取付体支持部１２を前記軸線Ｌ１に対して傾斜する直線（揺動直線）Ｌ２に沿って移動自在に支持する揺動支持ベース１５と、前記取付体支持部１２を前記揺動直線Ｌ２に沿って揺動させる揺動機構１６と、前記揺動支持ベース１５を傾動自在に支持するベース支持部１７と、前記揺動支持ベース１５の傾斜角度を前記揺動直線Ｌ２がエッジＥｂと平行をなすように調整するベース用角度調整機構１８と、前記ベース支持部１７を垂直方向及び水平方向に位置補正可能なるように支持する基台部１９とを有している。

前記研磨部材取付体１１は、前記ワークＷの外周に向けて横向き好ましくは水平に延びる横アーム部１１ａと、該横アーム部１１ａの基端から下向き好ましくは垂直に延びる縦アーム部１１ｂと、該縦アーム部１１ｂの下端から横向き好ましくは水平に延びる調整アーム部１１ｃとを有し、該調整アーム部１１ｃの位置で前記研磨部材取付体１１が、前記取付体支持部１２から延出するブラケット２０に、前記軸線Ｌ１と直交する第１枢軸２１を中心に傾動自在に支持され、前記横アーム部１１ａの先端の研磨部材取付ヘッド１１ｄに前記研磨部材１０が交換可能に取り付けられている。

前記研磨部材１０は、図４からも明らかなように、合成樹脂や金属あるいはセラミックのような硬質素材からなるパッドホルダ２５の弧状に湾曲するパッド貼着面２５ａに、弾性を有するシート状の研磨パッド２６を弧状に湾曲させて貼着することにより形成されたもので、該研磨パッド２６の表面によって前記ワークＷのエッジＥｂを研磨するための弧状に湾曲する作業面１０ａが形成されている。そしてこの研磨部材１０が、前記研磨部材取付ヘッド１１ｄに、ワークＷの研磨時に前記作業面１０ａが水平面に対してエッジＥｂのベベル角度θと等角度傾斜する姿勢、換言すれば、前記作業面１０ａがエッジＥｂと平行をなす姿勢で、着脱自在に取り付けられている。

この場合、前記研磨部材１０を、前記作業面１０ａと該研磨部材１０の上面又は下面等の適宜位置に形成された平坦な基準面１０ｂとのなす角度（作業面角度）γが前記ベベル角度θと等角度であると共に、前記研磨部材取付ヘッド１１ｄが研磨位置にあるとき該研磨部材１０の基準面１０ｂが水平を向く姿勢を占めるように構成しておくことが望ましく、これにより、該研磨部材１０を前記研磨部材取付ヘッド１１ｄに取り付けて、該研磨部材１０の基準面１０ｂが水平を向くように前記研磨部材取付体１１の傾斜角度を調整することにより、前記作業面１０ａを前記エッジＥｂと平行に向けることができる。
前記作業面１０ａには、研磨材スラリーの流れを良くするための複数のスラリー溝を形成しても良い。

前記取付体支持部１２は、前記揺動支持ベース１５に前記揺動直線Ｌ２に沿って移動自在なるように支持された揺動スライドベース２９と、該揺動スライドベース２９にガイド２９ａに沿って前記揺動直線Ｌ２と直交する方向に移動自在に支持されたスライド部材３０とを有し、該スライド部材３０から前記ブラケット２０が延出している。

前記揺動スライドベース２９にはシリンダ３１が固定され、該シリンダ３１のロッド３１ａは前記ガイド２９ａと平行に延出し、該ロッド３１ａの先端は前記スライド部材３０に連結され、該ロッド３１ａの伸縮によって前記スライド部材３０が前記ワークＷのエッジＥｂと直交する方向に上下動させられる。そして、該スライド部材３０の上方への変位により前記研磨部材１０の作業面１０ａが前記ワークＷのエッジＥｂに当接して押し付けられ、前記シリンダ３１に供給される空気圧に応じた研磨荷重が加えられる。従って、前記シリンダ３１は、前記研磨部材１０に所定の研磨荷重を加えるための前記荷重付与手段１４を構成するものである。なお、本実施例において、前記研磨部材１０のワークＷへの当接・離間動作と研磨荷重付与動作とを前記シリンダ３１にて兼用しているが、当接・離間専用のシリンダを別途設けてもよい。

前記取付体用角度調整機構１３は、前記ブラケット２０の先端部に前記第１枢軸２１と平行な第１支軸３２を中心に傾動自在に取り付けられた筒状のクランプナット３３と、該クランプナット３３に進退自在に螺合する棒状の調整ねじ３４と、前記調整アーム部１１ｃに前記第１支軸３２と平行な第２支軸３５を中心に傾動自在に取り付けられた係止部材３６とを有し、該係止部材３６に前記調整ねじ３４の先端部が、相対的に回転自在ではあるが該調整ねじ３４の軸線方向には相互に固定的であるように係止している。そして、ハンドル３７を操作して前記調整ねじ３４を正逆に回転させると、該調整ねじ３４が進退動して前記調整アーム部１１ｃとブラケット２０との間の角度（間隔）が変化し、前記研磨部材取付体１１が前記第１枢軸２１を中心に傾動してその傾斜角度が調整される。これにより、前記研磨部材１０の作業面１０ａがワークＷのエッジＥｂと平行になっていないとき、前記取付体用角度調整機構１３で前記研磨部材取付体１１の傾斜角度を調整することにより、前記作業面１０ａをエッジＥｂと平行に向けることができる。

前記作業面１０ａがエッジＥｂと平行になったかどうかの確認は、例えば水準器等の検出器を用いて行うことができる。即ち、前記研磨部材１０の基準面１０ｂが水平を向いたとき、前記作業面１０ａの傾斜角度がベベル角度と等角度になって前記エッジＥｂと平行になるように構成しておき、前記研磨部材１０の基準面１０ｂ上に置いた上記検出器が水平を示すように前記研磨部材取付体１１の傾斜角度を調整すれば良い。前記研磨部材１０の基準面１０ｂの代わりに前記研磨部材取付ヘッド１１ｄの上面等に形成した別の基準面を使用することもできる。

前記揺動スライドベース２９を支持するため、前記揺動支持ベース１５の上面には、左右一対の案内レール３８が設けられ、この案内レール３８上に前記揺動スライドベース２９の下面の摺動部２９ｂが載置され、この摺動部２９ｂを介して前記揺動スライドベース２９が前記案内レール３８に沿って移動自在となっている。前記一対の案内レール３８は、相互に平行であると共に、前記揺動直線Ｌ２とも平行である。

前記揺動機構１６は、前記揺動支持ベース１５に形成された軸受部１５ａに先端部と基端部とが回転自在に支持された揺動用ボールねじ４０と、該揺動用ボールねじ４０を正逆両方向に駆動回転させる揺動用モータ４１と、前記揺動用ボールねじ４０に螺合する揺動用ナット部材４２とを有している。前記揺動用ボールねじ４０は前記揺動直線Ｌ２と平行であり、前記揺動用モータ４１は前記揺動支持ベース１５に取り付けられ、前記揺動用ナット部材４２は前記揺動スライドベース２９に取り付けられている。そして、前記揺動用モータ４１で前記揺動用ボールねじ４０を正、逆方向に回転させると、前記揺動用ナット部材４２が該揺動用ボールねじ４０に沿って移動し、前記取付体支持部１２全体が前記揺動直線Ｌ２に沿って往復動する。

前記ベース支持部１７は、左右の縦枠部材１７ａと、該左右の縦枠部材１７ａ同士を一体に連結する横枠部材１７ｂとを有し、前記左右の縦枠部材１７ａに前記第１枢軸２１と平行な第２枢軸４３が回転自在に支持され、該第２枢軸４３に前記揺動支持ベース１５が固定されている。

前記ベース用角度調整機構１８は、左右何れか一方の縦枠部材１７ａの外面に水平に支持された水平ウオーム軸４６と、該水平ウオーム軸４６の一端に取り付けられた回転操作用のハンドル４７と、前記水平ウオーム軸４６の他端近くに設けられたウオーム４８と、前記第２枢軸４３の一端に固定されて前記ウオーム４８に噛合するウオームホイール４９とを有し、前記ハンドル４７で前記水平ウオーム軸４６を回転させると、前記ウオーム４８によりウオームホイール４９が回転させられて前記第２枢軸４３が回転し、前記揺動支持ベース１５が傾動することにより、前記揺動用ボールねじ４０の水平面Ｓに対する傾斜角度β即ち前記揺動直線Ｌ２の傾斜角度が目的の角度に調整される。

前記揺動直線Ｌ２の傾斜角度βが目的とする角度になったかどうかの確認は、例えばディジタル分度器等の検出器を用いて行うことができる。即ち、前記揺動支持ベース１５に前記揺動直線Ｌ２と平行な測定面を形成すると共に、前記ベース支持部１７に水平な基準面を形成しておき、これら基準面と測定面とが交差する位置に前記検出器を配置し、該検出器を見ながら、前記基準面に対する測定面の傾斜角度が目的の角度になるよう前記揺動支持ベース１５の傾斜角度を調整すれば良い。

前記基台部１９は、装置の定位置に配置された第１基台部分５１と、該第１基台部分５１に水平方向に移動自在なるように支持された第２基台部分５２とを有し、該第２基台部分５２に前記ベース支持部１７が垂直方向に移動自在なるように支持されている。また、該基台部１９は、前記第２基台部分５２の水平方向位置を補正する水平位置補正機構５３と、該第２基台部分５２に対する前記ベース支持部１７の垂直方向位置を補正する垂直位置補正機構５４とを有している。以下、この基台部１９の構成について更に具体的に説明する。

前記第１基台部分５１は、床面上に固定的に設置された固定プレート５７を有し、該固定プレート５７の上面の左右両端部に一対の案内レール５７ａが相互に平行かつ水平に配設され、この案内レール５７ａ上に、前記第２基台部分５２の可動プレート５８の下面左右両端部に形成された摺動部５８ａが載置され、この摺動部５８ａを介して前記第２基台部分５２が前記案内レール５７ａに沿って水平方向に移動自在となっている。

また、前記固定プレート５７の上面には一対の軸受部５７ｂが形成され、該軸受部５７ｂに水平ボールねじ５９が回転自在に支持され、該水平ボールねじ５９の一端に回転操作用のハンドル６０が取り付けられている。一方、前記可動プレート５８の上面にはナット部材６１が固定され、このナット部材６１が前記水平ボールねじ５９に螺合し、前記ハンドル６０を回転操作して前記水平ボールねじ５９を回転させると、前記ナット部材６１が該水平ボールねじ５９に沿って移動し、前記第２基台部分５２の水平方向位置が補正される。従って、前記水平ボールねじ５９とハンドル６０とナット部材６１とは、前記水平位置補正機構５３を構成するものである。この水平位置補正機構５３は、前記研磨部材１０を前記チャック手段１に対して水平方向に接近または離間させるものである。これにより、前述の角度調整後の前記第２基台部分５２の水平方向位置を微調整することが可能である。

前記第２基台部分５２は、前記可動プレート５８から垂直に立ち上がった左右の縦ガイド枠５８ｂと、該左右の縦ガイド枠５８ｂ同士を該縦ガイド枠５８ｂの上端近くで相互に連結する水平な横連結枠５８ｃとを有している。前記左右の縦ガイド枠５８ｂの外側面には、垂直に延びるガイド５８ｄが形成され、該ガイド５８ｄに、前記ベース支持部１７の左右の縦枠部材１７ａに形成された摺動部材１７ｃが外側から嵌合し、該摺動部材１７ｃを介して前記第２基台部分５２が前記ガイド５８ｄに沿って上下方向に移動自在となっている。前記ガイド５８ｄは、前記左右の縦ガイド枠５８ｂにそれぞれ２つずつ形成されており、従って前記摺動部材１７ｃも、前記左右の縦枠部材１７ａにそれぞれ２つずつ形成されている。

前記第２基台部分５２には、垂直ボールねじ６４が、その上端と下端を前記可動プレート５８と横連結枠５８ｃとに回転自在に支持された状態で垂直に配設され、前記ベース支持部１７の横枠部材１７ｂには、該垂直ボールねじ６４に螺合するナット部材６５が固定され、前記垂直ボールねじ６４の正逆回転によってこのナット部材６５が該垂直ボールねじ６４に沿って上下動することにより、前記ベース支持部１７の垂直方向の位置が補正される。

前記垂直ボールねじ６４を回転操作するため、前記第２基台部分５２の左右の縦ガイド枠５８ｂには、一端に回転操作用のハンドル６７を備えた水平ウオーム軸６６が回転自在に支持され、該水平ウオーム軸６６に取り付けられたウオーム６８と前記垂直ボールねじ６４に取り付けられたウオームホイール６９とが互いに噛合している。そして、この水平ウオーム軸６６を前記ハンドル６７で正逆方向に回転操作することにより、前記ウオーム６８及びウオームホイール６９を介して前記垂直ボールねじ６４を正逆回転させることができるようになっている。従って、前記ハンドル６７、水平ウオーム軸６６、ウオーム６８、ウオームホイール６９、垂直ボールねじ６４、ナット部材６５は、前記ベース支持部１７の垂直方向の位置を補正する前記垂直位置補正機構５４を構成するものである。この垂直位置補正機構５４は、前記研磨部材１０を前記チャック手段１に対して垂直方向に接近または離間させるものである。これにより、前述の角度調整後の前記ベース支持部１７の垂直方向位置を微調整することが可能である。

前記構成を有する裏面側のエッジ研磨ユニット２ＢでワークＷの裏面側のエッジＥｂを研磨する場合について説明する。前記エッジＥｂのベベル角度がθである場合、前記研磨部材１０として、作業面角度γがθに等しい研磨部材が使用される。また、前記揺動支持ベース１５の傾斜角度βがθと等角度に調整されることにより、前記揺動直線Ｌ２が前記エッジＥｂと平行に向けられ、前記研磨部材取付体１１の傾斜角度が調整されることにより、前記作業面１０ａも前記エッジＥｂと平行に向けられている。

そして、前記ワークＷをチャック手段１のチャックテーブル６上にセットしたあと、前記荷重付与手段１４にて前記研磨部材１０の作業面１０ａを前記裏面側のエッジＥｂに接触させ、前記ワークＷを軸線Ｌ１を中心に回転させることにより、前記作業面１０ａで前記エッジＥｂが研磨される。このとき、前記荷重付与手段１４によって前記研磨部材１０に所定の研磨荷重が作用される。また、前記揺動機構１６において、前記揺動用モータ４１で揺動用ボールねじ４０が正、逆方向に回転されることにより前記揺動用ナット部材４２が該揺動用ボールねじ４０に沿って往復動し、前記取付体支持部１２及び研磨部材取付体１１を介して前記研磨部材１０が前記揺動直線Ｌ２に沿ってゆっくり往復動し、前記作業面１０ａに対するエッジＥｂの接触位置が変更される。

研磨が終了すると、前記荷重付与手段１４によって研磨部材１０がワークＷから離間され、チャックテーブル６からワークＷが搬出される。

前記エッジ研磨ユニット２Ｂは、エッジＥｂのベベル角度が異なるワークＷを研磨することもできる。ベベル角度がθ１であるワークＷを研磨する場合、前記研磨部材１０は、作業面角度γ（図４参照）がθ１に等しいものに交換される。また、ベース用角度調整機構１８によって前記揺動支持ベース１５即ち揺動直線Ｌ２の傾斜角度βもθ１に等しくなるように調整される。
前記研磨部材１０を交換する理由は、作業面角度γがθに等しい研磨部材は、弧状の作業面１０ａの断面形状が、ベベル角度θのエッジと平行に向けたとき該エッジに面接触するように形成されていて、ベベル角度θ１のエッジと平行に向けても該エッジに面接触させることができないためである。このため前記研磨部材を、作業面角度が研磨するワークのベベル角度に等しいものに交換するのである。

また、前記揺動直線Ｌ２の傾斜角度βの調整は、前記ベース用角度調整機構１８におけるハンドル４７を回転操作して前記水平ウオーム軸４６を回転させ、前記ウオーム４８及びウオームホイール４９を介して前記第２枢軸４３を所定の角度回転させることにより、前記揺動支持ベース１５を傾動させて前記揺動用ボールねじ４０の傾斜角度βをθ１に等しくすることにより行う。

前記揺動支持ベース１５の傾斜角度βの調整を行うと、図５に示すように、前記取付体支持部１２及び研磨部材取付体１１が全体として前記第２枢軸４３を中心に傾動するため、前記研磨部材取付体１１の横アーム部１１ａが水平ではなくなり、研磨部材１０の作業面１０ａがワークＷのエッジＥｂと平行しなくなる。例えば、前記ベベル角度θ１がθより大きい場合には、前記取付体支持部１２及び研磨部材取付体１１が図２において前記第２枢軸４３を中心に時計方向に回転するため、図５のように前記作業面１０ａの水平面Ｓに対する傾斜角度δはθ１より大きくなる。そこで、図６に示すように、前記取付体用角度調整機構１３における調整ねじ３４を後退させて前記調整アーム部１１ｃを前記第１枢軸２１を中心に回動させ、該調整アーム部１１ｃとブラケット２０との間隔を狭めて前記横アーム部１１ａ即ち研磨部材１０の基準面１０ｂを水平に向ける。これにより、前記研磨部材１０の作業面１０ａの傾斜角度δがθ１になり、該作業面１０ａはワークＷのエッジＥｂと平行になる。

前記揺動支持ベース１５の傾斜角度β及び前記研磨部材１０の作業面１０ａの傾斜角度δの調整を行うことにより、前記作業面１０ａとワークＷとの距離が変わってしまうため、エッジ研磨に適した位置に前記作業面１０ａが位置するように前記水平位置補正機構５３及び垂直位置補正機構５４にて水平方向位置及び垂直方向位置の微調整を行うことが必要である。

なお、前記ベベル角度θ１がθより小さい場合には、上記の場合とは逆に、前記取付体支持部１２及び研磨部材取付体１１が図２において前記第２枢軸４３を中心に反時計方向に回転し、前記作業面１０ａの傾斜角度δはθ１より小さくなるため、前記取付体用角度調整機構１３で前述した場合とは逆の操作を行って前記横アーム部１１ａ即ち研磨部材１０の基準面１０ｂを水平に向けるようにする。

かくして、前記揺動直線Ｌ２の傾斜角度βをθ１になるように調整すると共に、前記研磨部材１０の作業面１０ａの傾斜角度δをθ１になるように調整したあと、前述したベベル角度がθであるワークＷを研磨するときと同様の操作によって前記エッジＥｂを研磨すれば良い。
なお、前述の角度調整を行う際には、角度調整作業を行い易くするために、前記水平位置補正機構５３及び垂直位置補正機構５４にて前記チャック手段１から離間する方向に位置を調整してもよい。

一方、前記ワークＷの表面側のエッジＥａの研磨は、前記表面側のエッジ研磨ユニット２Ａにより、前記裏面側のエッジ研磨ユニット２Ｂで裏面側のエッジＥｂを研磨する場合と同様にして行われる。この表面側のエッジ研磨ユニット２Ａは、前記裏面側のエッジ研磨ユニット２Ｂに比べ、研磨部材１０が研磨部材取付体１１にワークＷの表面側のエッジＥａを研磨できるような姿勢で取り付けられている点、研磨部材取付体１１の調整アーム部１１ｃ及び取付体支持部１２のブラケット２０の延出方向や長さ等が異なる点、荷重付与手段１４がシリンダ３１のロッド３１ａの短縮によるスライド部材３０の下方への変位によって研磨荷重が加えられるようになっている点、ベース用角度調整機構１８を構成する各部品の配置や向き等が異なる点、水平位置補正機構５３及び垂直位置補正機構５４を構成する各部品の配置や向き等が異なる点等において相違しているだけで、それ以外の構成及び機能は実質的に同じである。このため、主要な構成部分に裏面側のエッジ研磨ユニット２Ｂと同じ符号を付し、その構成の説明は省略する。

１ チャック手段
２Ａ 表面側のエッジ研磨ユニット
２Ｂ 裏面側のエッジ研磨ユニット
１０ 研磨部材
１０ａ 作業面
１０ｂ 基準面
１１ 研磨部材取付体
１２ 取付体支持部
１３ 取付体用角度調整機構
１４ 荷重付与手段
１５ 揺動支持ベース
１６ 揺動機構
１７ ベース支持部
１８ ベース用角度調整機構
１９ 基台部
２１ 第１枢軸
２９ 揺動スライドベース
３０ スライド部材
４３ 第２枢軸
５１ 第１基台部分
５２ 第２基台部分
５３ 水平位置補正機構
５４ 垂直位置補正機構
Ｗ ワーク
Ｅａ 表面側のエッジ
Ｅｂ 裏面側のエッジ
Ｌ１ 軸線
Ｌ２ 揺動直線
γ 作業面角度
β，δ 傾斜角度
θ，θ１ ベベル角度

Claims (5)

1. 円板形ワークの表面及び裏面の外周部分に形成された傾斜面状のエッジを研磨するための外周研磨装置において、
   前記外周研磨装置は、前記ワークを保持して軸線の回りに回転させるチャック手段と、前記ワークの表面側及び裏面側のエッジを研磨部材の弧状をした作業面で研磨する表面側及び裏面側のエッジ研磨ユニットとを有し、
   前記表面側及び裏面側のエッジ研磨ユニットは、前記研磨部材が交換可能に取り付けられた研磨部材取付体と、該研磨部材取付体を傾動自在に支持する取付体支持部と、前記研磨部材取付体の傾斜角度を前記研磨部材の作業面がワークのエッジと平行をなすように調整する取付体用角度調整機構と、前記研磨部材の作業面を前記ワークのエッジに押し付けて研磨荷重を加える荷重付与手段と、前記取付体支持部を前記軸線に対して傾斜する直線に沿って移動自在に支持する揺動支持ベースと、前記取付体支持部を前記直線に沿って揺動させる揺動機構と、前記揺動支持ベースを傾動自在に支持するベース支持部と、前記揺動支持ベースの傾斜角度を前記直線が前記ワークのエッジと平行をなすように調整するベース用角度調整機構と、前記ベース支持部を垂直方向及び水平方向に位置補正可能に支持する基台部とを有する、
   ことを特徴とする円板形ワーク用外周研磨装置。
2. 前記研磨部材は、該研磨部材の基準面と前記作業面とのなす角度である作業面角度がワークのベベル角度と等角度であるように形成され、該研磨部材を前記研磨部材取付体に取り付けて前記基準面を水平に向けることにより前記作業面がワークのエッジと平行をなすように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の円板形ワーク用外周研磨装置。
3. 前記研磨部材取付体は、前記取付体支持部にワークの軸線と直交する第１枢軸を中心に傾動自在に支持され、前記揺動支持ベースは、前記ベース支持部に前記第１枢軸と平行する第２枢軸を中心に傾動自在に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の円板形ワーク用外周研磨装置。
4. 前記取付体支持部が、前記揺動支持ベースに前記直線に沿って移動自在に支持された揺動スライドベースと、該揺動スライドベースに前記直線と直交する方向に移動自在に支持されたスライド部材とを有し、該スライド部材は前記荷重付与手段に連結され、該スライド部材に前記研磨部材取付体が支持されていることを特徴とする請求項３に記載の円板形ワーク用外周研磨装置。
5. 前記基台部は、定位置に配置された第１基台部分と、該第１基台部分に水平方向に移動自在に支持されて前記ベース支持部を垂直方向に移動自在に支持する第２基台部分と、該第２基台部分の水平方向位置を補正する水平位置補正機構と、該第２基台部分に対する前記ベース支持部の垂直方向位置を補正する垂直位置補正機構とを有することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の円板形ワーク用外周研磨装置。

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