JP7069822B2 - Polishing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、研磨装置に関する。 The present invention relates to a polishing device.
従来、このような分野の技術として、特開2003-048156号公報がある。この公報に記載された研磨装置では、研磨工具を取り付けたスピンドルの上方に回転モータを配置し、回転モータから供給される動力によって研磨工具を回転させつつ、研磨工具を研磨対象物に当接させる。これにより研磨装置では、研磨対象物の研磨を実行できる。 Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-048156 is available as a technique in such a field. In the polishing apparatus described in this publication, a rotary motor is arranged above the spindle to which the polishing tool is attached, and the polishing tool is brought into contact with the object to be polished while rotating the polishing tool by the power supplied from the rotary motor. .. As a result, the polishing apparatus can perform polishing of the object to be polished.
しかしながら、図3に示す関連する研磨装置のように、スピンドル51の上方に回転モータ52を配置すると、重量物である回転モータ52の自重によりスピンドル51に傾きが生じやすい。具体的には、図3において、回転モータ52がスピンドル51の上方に配置することでスピンドル51にかかる重量と、この重量によりガイド部53にかかるモーメントを矢印で示しており、このモーメントによりスピンドル51に傾きが生じる場合がある。
However, when the
また、図4に示す関連する研磨装置のように、回転モータ62をスピンドル61の上方向ではなく、XY方向にずれるように配置しておき、回転モータ62に連結された駆動プーリー63と、スピンドル61に連結された従動プーリー64とをベルト65で繋ぎ、スピンドル61を回転させることが考えられる。このように、ベルト65を介して回転モータ62をスピンドル61に接触させる場合には、図4において矢印で示すように、回転モータ62の重量によりガイド部66にモーメントがかかる他に、点線矢印で示すように、ベルト65のテンションにより軸受67にかかる力が発生し、スピンドル61の傾きが生じることがある。
Further, as in the related polishing device shown in FIG. 4, the
そのため、図3及び図4に示すような研磨装置を用いる場合であっても、研磨対象物を平坦に研磨する際に、スピンドルの傾きのために研磨工具に傾きが生じていることで、研磨対象物を精度良く平坦に研磨できないおそれがあった。
本発明は、研磨対象物を精度良く平坦に研磨することができる研磨装置を提供するものである。
Therefore, even when the polishing apparatus as shown in FIGS. 3 and 4 is used, when the object to be polished is polished flat, the polishing tool is tilted due to the tilt of the spindle, so that the polishing is performed. There was a risk that the object could not be ground accurately and flatly.
The present invention provides a polishing apparatus capable of accurately and flatly polishing an object to be polished.
本発明にかかる研磨装置は、下部に研磨工具が連結するスピンドルと、前記スピンドルの外周面上と、前記スピンドルの一部を内径側で囲むように配置されたプーリーの内周面上と、に設けられたマグネットカップリングと、前記スピンドルに対して非接触となるように、前記スピンドルから離間して配置された回転モータと、を備え、前記回転モータは、前記プーリーに駆動力を伝達することにより、前記スピンドルに前記マグネットカップリングを介して駆動力を伝達し、前記スピンドルを回転させる。
これにより、回転モータの自重に起因するスピンドルの傾きの発生を抑制することができる。
The polishing apparatus according to the present invention has a spindle to which a polishing tool is connected at a lower portion, an outer peripheral surface of the spindle, and an inner peripheral surface of a pulley arranged so as to surround a part of the spindle on the inner diameter side. A magnet coupling provided and a rotary motor arranged apart from the spindle so as to be non-contact with the spindle are provided, and the rotary motor transmits a driving force to the pulley. Thereby, a driving force is transmitted to the spindle via the magnet coupling to rotate the spindle.
This makes it possible to suppress the occurrence of spindle tilt due to the weight of the rotary motor.
これにより、研磨対象物を精度良く平坦に研磨することができる。 As a result, the object to be polished can be polished accurately and flatly.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に示すように、研磨装置1は、基部11と、研磨部12と、回転モータ13と、第1のプーリー(従動プーリー)14と、第2のプーリー(駆動プーリー)15と、送りモータ16と、ボールネジ部17と、を備える。なお以下では、研磨部12に設けられているスピンドル31は、上下(Z方向)に延びる回転中心軸まわりに回転するように配置されているものとして説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
基部11は、XY方向に延在する天板21と、天板21を下方から支える脚部22と、を有する。天板21には、Z方向に貫通する孔23が設けられている。孔23を形成している壁面には、第1のプーリー14が軸受24を介して連結されている。なお、孔23に連結された第1のプーリー14のさらに内径側には、後述する研磨部12のスピンドル31が貫通している。
The
また、上下方向に延びる脚部22には、直動ガイド25が設けられている。例えば、脚部22に設けられた直動ガイド25はZ方向に長く形成されており、上面視した場合に凹形状である。直動ガイド25は、後述する研磨部12のハウジング32が配置される方向に対して凹形状の凹みを向けるように配置され、ハウジング32に設けられたガイド部32dが噛み合った状態となる。これにより直動ガイド25は、ハウジング32がZ方向にのみ移動可能となるようにガイドする。
Further, a
研磨部12は、回転体であるスピンドル31と、スピンドル31を軸受32b,32cを介して保持する送りハウジング32と、スピンドル31の外周面上に設けられたマグネットカップリング33のインナー側33aと、スピンドル31の上部に連結された切削液供給部34と、スピンドル31の下部に連結する研磨工具35と、を備える。
The polishing portion 12 includes a
スピンドル31は、下側に配置される大径の円柱状である大径部31aと、上側に配置される小径の円柱状である小径部31bと、により構成されている。大径部31aと小径部31bの中心軸が一致した状態で、大径部31aの上面に小径部31bの下面が連結されている。
The
大径部31aの外周面は、軸受32b,32cを介してハウジング32に保持されている。より具体的には、軸受32bは、大径部31aの下部近傍の外周面に当接するように配置されており、軸受32cは、大径部31aの上部近傍の外周面に当接するように配置されている。これにより、スピンドル31はハウジング32に接続された状態で、Z軸周りの回動を実行することができる。
The outer peripheral surface of the
小径部31bの外周面上には、マグネットカップリング33のインナー側33aが配置されている。なお、インナー側33aの外周面は、後述するマグネットカップリング33のアウター側33bに対向している。ここで、インナー側33aは、小径部31bの外周面において、Z方向に長く設けられている。これにより、研磨部12が上下動した場合であっても、インナー側33aの一部は、常にアウター側33bに対向した状態を維持することができる。
The
ハウジング32のハウジング本体32aの内側には、軸受32b,32cを介してスピンドル31が保持されている。また、ハウジング本体32aの外側には、基部11に設けられた直動ガイド25と組み合わせて用いられる凹形状のガイド部32dと、ボールネジ部17のナット17bが連結された突起部32eと、を備える。
A
ガイド部32dは、ハウジング本体32aの外側から、直動ガイド25に向けて突出するように設けられている。なお、凹形状のガイド部32dと凸形状である直動ガイド25が噛み合った状態となっていることにより、ハウジング32がZ方向に移動する際に、ハウジング32がXY方向にずれないようにガイドする。
The
突起部32eは、ハウジング本体32aの外側から、ボールネジ部17のボールネジ17aに向けて突出するように設けられている。突起部32eの先端に連結されたナット17bをボールネジ17aが貫通している状態であり、送りモータ16によりボールネジ17aが回転すると、ハウジング32にはナット17bを介してZ方向に移動する力が与えられる。
The
切削液供給部34は、スピンドル31の小径部31bの上端部に連結されている。研磨を実行する際に、切削液供給部34に切削液が供給されることで、ハウジング32に設けられている経路(図示せず)を介して、研磨工具35に切削液が供給される。
The cutting
研磨工具35は、スピンドル31の大径部31aの下端部に連結されている円盤であり、下面が平板状である。研磨工具35は、回転モータ13の動力によりスピンドル31が回転することによって、Z軸周りで回転する。また研磨工具35は、送りモータ16の動力により、ハウジング32が上下動することによるスピンドル31の上下動に伴い、高さが調節される。
The
回転モータ13は、研磨部12に対して離れた位置であって、非接触となるように配置されている。言い換えると、回転モータ13は、スピンドル31に対して、スピンドル31の径方向に離間するように配置されているとともに、スピンドル31と当接しないように配置されている。例えば、回転モータ13は、研磨部12が基部11に囲まれた内側に配置されている場合に、XY方向における基部11の外側に配置されている。また、回転モータ13の回転軸には、第2のプーリー15が連結されている。回転モータ13が駆動することにより、第2のプーリー15が回転する。
The
第1のプーリー14は、スピンドル31の小径部31bが貫通する孔を有している。第1のプーリー14は、外径側にベルト41がかけられるプーリー歯先円14aと、孔を形成している内径側の壁面であって、回転軸方向に突出している突出部14bを有する。ここで、突出部14bの外周面は、軸受24を介して基部11の天板21に連結されている。また、突出部14bの内周面上には、マグネットカップリング33のアウター側33bが配置されている。
The
ここで、第1のプーリー14は、第2のプーリー15の回転により動作するベルト41により力を受けて、Z軸周りの回転を行う。このとき、第1のプーリー14に配されたマグネットカップリング33のアウター側33bが、第1のプーリー14の回転に伴って回転運動することで、アウター側33bに対向するインナー側33aにも回転する力が伝わる。
Here, the
第2のプーリー15は、回転モータ13の回転軸に連結されているとともに、第1のプーリーの高さと略同一の高さに配置されている。第2のプーリー15は、回転モータ13が駆動することで、Z軸周りの回転を行う。第2のプーリー15のプーリー歯先円にはベルト41がかけられており、第2のプーリー15が回転することによりベルト41が動作する。ベルト41は、第1のプーリー14と第2のプーリー15にかかっているため、第2のプーリー15の回転動作によりベルト41が動作すると、第1のプーリー14が回転する。
The
送りモータ16は、ボールネジ部17のボールネジ17aを回転させる動力を発生させる。送りモータ16は、天板21上に配置されている。ここでは、送りモータ16の下部に、ボールネジ17aの上部が連結されている。
The
ボールネジ部17は、ボールネジ17aと、ナット17bとを有する。ボールネジ17aは天板21を貫通するように、Z軸方向に延在するように配置されている。なお、ボールネジ17aは、天板21より下方向に長く延びるように配置されているとともに、ボールネジ17aに貫通されたナット17bに対して、ハウジング32の突起部32eが連結可能であるような位置に配置されている。また、ボールネジ17aの上部は送りモータ16に連結されており、送りモータ16からの動力によって、Z軸周りの回転を行う。ナット17bには、ボールネジ17aの回転動作により、Z方向に動作する力が発生する。
The
ここで、研磨装置1の動作について図2を用いて説明する。なお、図2は、図1に示した研磨装置1の研磨部12を下方に移動させた状態を示している。最初に、研磨部12を上下動させる動作について説明する。
Here, the operation of the
送りモータ16を駆動することにより、ボールネジ17aが回転する。これにより、ボールネジ17aが貫通しているナット17bには、上下動する力が発生する。
By driving the
ハウジング本体32aは、突起部32eを介してナット17bに連結されている。したがって、ナット17bに上下動する力が加わることで、ハウジング32に上下動の力が加わる。
The
ここで、ハウジング32のガイド部32dと直動ガイド25が噛み合っていることにより、ハウジング32は、XY方向にずれることなくZ軸方向に動作する。またハウジング32に対して、スピンドル31は軸受32b,32cを介して保持されているため、ハウジング32の上下動にあわせて、スピンドル31が上下動する。すなわち、研磨部12全体が上下動を行う。
Here, since the
次に、スピンドル31を回転させることで、研磨工具35を回転させる手順について説明する。
Next, a procedure for rotating the polishing
回転モータ13を駆動させることにより、第2のプーリー15が回転する。これにより、第2のプーリー15にかかるベルト41を介して、第1のプーリー14が回転する。
By driving the
このとき、第1のプーリー14には、ベルト41によるテンションが発生する。すなわち、第1のプーリー14には、第2のプーリー15側への力が発生している。ここで、第1のプーリー14は、軸受24を介して基部11に連結されており、ベルト41によって引っ張られる力が相殺される。
At this time, tension is generated in the
第1のプーリー14の回転により、第1のプーリー14の突出部14bの内径側の壁面に配されているマグネットカップリング33のアウター側33bも同時に回転する。
Due to the rotation of the
スピンドル31の小径部31bの外周面に配されているマグネットカップリング33のインナー側33aは、アウター側33bの回転動作により、回転するように力を受ける。したがって、インナー側33aが連結されたスピンドル31の小径部31bには回転する力が発生し、スピンドル31はZ軸周りの回転動作を行う。これにより、スピンドル31の下部に連結された研磨工具35は回転動作を行う。
The
なお、送りモータ16の駆動によって研磨部12が上下にストロークした場合であっても、マグネットカップリング33のインナー側33aが小径部31bの外周面において、Z方向に長く設けられているため、インナー側33aとアウター側33bが対向した状態が維持される。そのため、研磨部12を下方へ移動させた際の送り量に関わらず、研磨工具35を回転動作させることができる。なお、オフセット伝達であるため、ロータリージョイント等の配置も可能となる。
Even when the polishing portion 12 is stroked up and down by the drive of the
これにより、スピンドル31が傾くことを抑制することで、研磨工具35の傾きを抑制し、研磨対象物を精度良く平坦に研磨することができる。
As a result, by suppressing the tilt of the
具体的には、重量物である回転モータ13を、研磨部12から離れた位置に配置させることができる。これにより、回転モータ13の重量によって研磨部12がXY方向に傾く力が発生しないため、ガイド部32dや直動ガイド25へのモーメントがかからず、エネルギーロスが低減される。さらに、スピンドル31の回転のためにケーブルを用いる必要がないため、ケーブル断線リスクも低減される。
Specifically, the
また、ベルト41によるテンションは軸受24で受けられており、回転力はマグネットカップリング33によって、非接触で回転モータ13からスピンドル31に伝達される。したがって、スピンドル31をハウジング32に接続する軸受32b,32cには、テンションが加わることがなく、モーメントフリーの状態となる。
Further, the tension by the
これにより、回転モータ13は、スピンドル31に対して非接触となるように離間して配置された状態で、プーリー14,15に駆動力を伝達して、スピンドル31にマグネットカップリング33を介して駆動力を与え、スピンドル31を回転させることができる。
As a result, the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ハウジング32のZ方向の移動をガイドするために、凹形状のガイド部32dと凸形状である直動ガイド25を用いるものとして説明したが、これらのガイドは、Z方向の移動をガイドするものであれば形状は問わない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, in order to guide the movement of the
また、マグネットカップリング33のアウター側33bは、第1のプーリーの突出部14bの内周面上に配置されているものとして説明したが、第1のプーリーの突出部14bだけでなく、孔を形成している突出部14bを含んだ壁面のうち、いずれの位置に設けられていてもよい。
Further, although the
1 研磨装置
11 基部
12 研磨部
13 回転モータ
14 第1のプーリー
14a プーリー歯先円
14b 突出部
15 第2のプーリー
16 送りモータ
17 ボールネジ部
17a ボールネジ
17b ナット
21 天板
22 脚部
23 孔
24 軸受
25 直動ガイド
31 スピンドル
31a 大径部
31b 小径部
32 ハウジング
32a ハウジング本体
32b,32c 軸受
32d ガイド部
32e 突起部
33 マグネットカップリング
33a インナー側
33b アウター側
34 切削液供給部
35 研磨工具
41 ベルト
1
Claims (1)
内周側において前記スピンドルの小径部を囲むように配されるプーリーと、
前記スピンドルの小径部の外周面上において軸方向に長く設けられたインナー側と、前記プーリーの内周面上に設けられたアウター側と、を有するマグネットカップリングと、
前記スピンドルに対して非接触となるように、前記スピンドルから離間して配置された回転モータと、を備え、
前記マグネットカップリングは、前記インナー側が設けられた前記スピンドルが軸方向に動作した場合であっても、前記インナー側と前記アウター側とが対向した状態を維持することができ、
前記回転モータが前記プーリーに駆動力を伝達し、前記マグネットカップリングの前記アウター側を回転させることで、前記アウター側に対向しているインナー側が回転力を受け、前記スピンドルを回転させる
研磨装置。 A spindle having a columnar small-diameter portion and a columnar large-diameter portion provided below the small-diameter portion, and a polishing tool connected to the lower portion of the large-diameter portion .
A pulley arranged so as to surround the small diameter portion of the spindle on the inner peripheral side,
A magnet coupling having an inner side provided long in the axial direction on the outer peripheral surface of the small diameter portion of the spindle and an outer side provided on the inner peripheral surface of the pulley.
A rotary motor, which is arranged away from the spindle so as to be non-contact with the spindle, is provided.
The magnet coupling can maintain a state in which the inner side and the outer side face each other even when the spindle provided with the inner side operates in the axial direction.
A polishing device in which the rotary motor transmits a driving force to the pulley to rotate the outer side of the magnet coupling, so that the inner side facing the outer side receives the rotational force to rotate the spindle.
Priority Applications (1)
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JP2018032305A JP7069822B2 (en) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Polishing equipment |
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- 2018-02-26 JP JP2018032305A patent/JP7069822B2/en active Active
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