JP7248339B1 - 研磨装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る研磨装置1は、図1及び図2に示すように、ワーク回転機構10と、第1研磨機構20と、第2研磨機構40と、第3研磨機構60と、第1送り機構30と、第2送り機構50と、第3送り機構70と、を備えている。ワーク回転機構10のテーブル11上に吸着保持されたワークWは、第1研磨機構20と、第2研磨機構40と、第3研磨機構60と、によって囲まれている。なお、本実施形態におけるワークWは水平に吸着保持されているが、ワークWが垂直や斜めに吸着保持されていても構わない。第1研磨機構20の第1研磨部(第1定盤)27に貼付された研磨パッド28をワークWの第2面側(本実施形態においては、下部)から摺接させ、第2研磨機構40の第2研磨部(第2定盤)47に貼付された研磨パッド48をワークWの第1面側(本実施形態においては、上部)から摺接させ、ワークWを第2面側と第1面側とから(本実施形態の場合には、上下方向から)挟持させる。すなわち、後述する第1支持部25と、第1研磨部27と、はワークWを挟んで反対側の位置にあり、後述する第2支持部45と、第2研磨部47と、はワークWを挟んで反対側の位置にある構成である。また、第3研磨機構60の第3研磨部(側定盤)67に貼付された研磨パッド68をワークWの側部から摺接させる。そして、テーブル11、及びワークWが回転されることによって、ワークWの端部領域である第2面側のエッジ、第1面側のエッジ、及びワークWの側面を研磨することができる。すなわち、第1面側のエッジ及び第2面側のエッジのみを研磨する従来の研磨装置に比べて、タクトタイムの短縮を図ることができる。
本実施形態に係るワーク回転機構10は、図2に示すように、ワークWを吸着保持するテーブル11と、筒状シャフト12と、回転駆動装置14と、を備える構成となっている。回転駆動装置14の回転により、筒状シャフト12及びテーブル11が回転駆動されることによって、ワークWも回転(本実施形態においては、水平面内で回転)される。
次に、本実施形態に係る研磨装置1は、図示しない研磨液供給装置を備えている。一例として、研磨液供給装置は、管路とノズルと外部供給源とを備えており(いずれも不図示)、研磨液が外部供給源から管路を通じてノズルに供給され(いずれも不図示)、ワークWに対して噴射される構成である。
次に、本実施形態に係る第1研磨機構20は、図1~図4に示すように、第1揺動駆動部22と、ワークWの第1面側(本実施形態においては、ワークWの上方位置)に離間して設けられた第1揺動軸24によって揺動可能に支持された第1支持部25と、第1支持部25からワークWの第2面側(本実施形態においては、第1支持部25の下方)に向かって連結された第1連結部26と、第1連結部26の第1支持部25とは反対側(本実施形態においては、第1連結部26の下部)に連結された第1定盤27と、を備える構成となっている。第1揺動駆動部22によって、第1揺動軸24を中心軸として、第1支持部25が揺動駆動されることにより、第1定盤27に貼付された研磨パッド28と、ワークWと、の摺接位置を変えながら、ワークWの第2面側のエッジの研磨をすることができる。
次に、本実施形態に係る第1送り機構30は、図1~図4に示すように、第1送り台31と、往復動駆動装置(一例として、サーボモータ)32と、ボールねじ33と、リニアガイド80と、を備える構成となっている。先ず、第1送り台31は、基台21に連結されている。また、第1送り台31は、リニアガイド80の貫通孔を通じて、ナット部34を介してボールねじ33に螺合されている。さらに、サーボモータ32は図示しない制御部に連結されている。サーボモータ32によって、ボールねじ33が回動駆動されることにより、第1送り台31は往復動(本実施形態においては、上下動)される。これにより、第1研磨機構20を往復動(上下動)させることができ、研磨パッド28とワークWとを当接・離反させることができる。また、往復動駆動装置32としてサーボモータ32を採用することによって、第1定盤27と、後述する第2定盤47と、からワークWへ精確な加圧力を設定することができる。
次に、本実施形態に係る第2研磨機構40は、図1~図3、及び図5に示すように、第2揺動駆動部42と、ワークWの第2面側(本実施形態においては、ワークWの下方位置)に離間して設けられた第2揺動軸44によって揺動可能に支持された基台41と、基台41に連結(本実施形態においては、基台41の上部に連結)された第2支持部45と、第2支持部45からワークWの第1面側(本実施形態においては、第2支持部45の上方)に向かって連結された第2連結部46と、第2連結部46の第2支持部45が連結された側とは反対側(本実施形態においては、第2連結部46の上部)に連結された第2定盤47と、を備える構成となっている。第2揺動駆動部42によって、第2揺動軸44を中心軸として、第2支持部45が揺動駆動されることにより、第2定盤47に貼付された研磨パッド48と、ワークWと、の摺接位置を変えながら、ワークWの第1面側のエッジを研磨することができる。
次に、本実施形態に係る第2送り機構50は、第2送り台51を備える構成となっている。上述の通り、サーボモータ32と、ボールねじ33と、リニアガイド80と、は第1送り機構30と共通の部材である。図2及び図5に示すように、第2送り台51は、基台41に連結されている。また、第2送り台51は、リニアガイド80の貫通孔を通じて、ナット部54を介してボールねじ33に螺合されている。サーボモータ32によって、ボールねじ33が回動駆動されることにより、第2送り台51は往復動(本実施形態においては、上下動)される。これにより、第2研磨機構40を往復動(上下動)させることができ、研磨パッド48とワークWとを当接・離反させることができる。
次に、本実施形態に係る第3研磨機構60は、図1、図2、及び図6に示すように、スライド機構62と、複数のスライド軸63と、第3支持部65と、第3連結部66と、側定盤67と、を二組備える構成となっている。スライド機構62によって、複数のスライド軸63が側方に向かってスライド駆動され、側定盤67に貼付された研磨パッド68がワークWに対して摺接され、ワークWの側面を研磨することができる。
次に、本実施形態に係る第3送り機構70は、第3送り台71と、第3送り台71に連結されたラックギア72と、ラックギア72に噛合された平歯車73と、平歯車73を回動駆動させる往復動駆動装置(一例として、サーボモータ)74と、を備える構成となっている。また、サーボモータ74は、図示しない制御部に連結されている。サーボモータ74によって、平歯車73が回動駆動されることにより、ラックギア72、及び第3送り台71が往復動(上下動)され、第3研磨機構60が往復動(上下動)される。
以上、本実施形態に係る研磨装置1の各機構の構成について説明した。続いて、当該装置によりワークWの研磨をする際の作動原理について詳しく説明する。
本実施形態に係る研磨装置1は、第1実施形態に係る研磨装置1において、各研磨機構20、40、60をそれぞれワークWの周方向に、且つ、テーブル11とは逆方向に回転駆動させることができる回転駆動部(不図示)を備えたものである。これらによれば、ワークWのみが回転される場合と比べて、ワークWと各研磨パッド28、48、68との相対速度が大きくなり、研磨レートの向上を図ることができる。
20 第1研磨機構
22 第1揺動駆動部(第1電動シリンダ)
24 第1揺動軸
25 第1支持部
25a 基部
25b 櫛部
26 第1連結部
27 第1研磨部(第1定盤)
40 第2研磨機構
42 第2揺動駆動部(第2電動シリンダ)
44 第2揺動軸
45 第2支持部
45a 基部
45b 櫛部
46 第2連結部
47 第2研磨部(第2定盤)
60 第3研磨機構
65 第3支持部
66 第3連結部
67 第3研磨部(側定盤)
W ワーク
Claims (10)
- 円板形状のワークの端部領域の研磨をする研磨装置であって、
前記ワークを回転させるワーク回転機構と、
前記ワークの第1面側に離間して前記第1面と平行に設けられた第1揺動軸によって揺動可能に支持された第1支持部と、前記第1支持部に対して第1連結部によって固定されて、研磨時において前記ワークの第2面側のエッジに摺接して揺動の駆動もしくは非駆動がなされる第1研磨部と、を有する第1研磨機構と、
前記ワークの前記第2面側に離間して前記第2面と平行に設けられた第2揺動軸によって揺動可能に支持された第2支持部と、前記第2支持部に対して第2連結部によって固定されて、研磨時において前記ワークの前記第1面側のエッジに摺接して揺動の駆動もしくは非駆動がなされる第2研磨部と、を有する第2研磨機構と、を備えており、
前記第1連結部は、前記第1支持部から前記第2面側に延在する複数の棒状部材が、所定間隔の第1隙間を空けて前記第1揺動軸及び前記第2揺動軸の軸心方向に沿って櫛状に並設される構成であり、
前記第1研磨部は、複数に分割された第1定盤が、前記軸心方向に沿って前記第1隙間を空けて並設される構成であり、
前記第2連結部は、前記第2支持部から前記第1面側に延在する複数の棒状部材が、所定間隔の第2隙間を空けて前記軸心方向に沿って櫛状に並設される構成であり、
前記第2研磨部は、複数に分割された第2定盤が、前記軸心方向に沿って前記第2隙間を空けて並設される構成であり、
研磨時において、各前記第2隙間に、対応位置の各前記第1定盤が入り込んでおり、且つ各前記第1隙間に、対応位置の各前記第2定盤が入り込んでいることによって、前記第1定盤と前記第2定盤とは前記軸心方向において交互に組み合わされた状態で密接しており、前記ワークを前記第2面側と前記第1面側とから挟持可能に構成されていること
を特徴とする研磨装置。 - 前記第1連結部は、前記第1連結部の各前記棒状部材を平行に二列備えている構成であり、
前記第2連結部は、前記第2連結部の各前記棒状部材を平行に二列備えている構成であること
を特徴とする請求項1記載の研磨装置。 - 前記第1定盤は、少なくとも前記ワークに摺接する位置に前記複数に分割された第1定盤全体として、一つの球内面形状の凹部を有しており、
前記第2定盤は、少なくとも前記ワークに摺接する位置に前記複数に分割された第2定盤全体として、一つの球内面形状の凹部を有していること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の研磨装置。 - 第3支持部と、前記第3支持部に連結されて、研磨時において前記ワークの側面に摺接する第3研磨部と、を有する第3研磨機構をさらに備えており、
前記第3研磨部は、一対の側定盤を有しており、研磨時において、前記第1研磨機構及び前記第2研磨機構が各前記側定盤の間に位置し、各前記側定盤が前記ワークの側面に対向して設けられる構成であること
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項記載の研磨装置。 - 前記第3研磨機構は、回転駆動部を備えており、前記ワークの中心を通り前記第1面及び前記第2面に垂直な軸を中心軸として回転駆動されること
を特徴とする請求項4記載の研磨装置。 - 前記第1支持部は、第1揺動駆動部によって揺動駆動される構成であり、
前記第2支持部は、第2揺動駆動部によって揺動駆動される構成であり、
前記第1揺動駆動部と前記第2揺動駆動部とは、電動シリンダ、又はエアシリンダであること
を特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項記載の研磨装置。 - 前記第1支持部と、前記第2支持部と、は一つの揺動駆動部によって揺動駆動される構成であり、
前記揺動駆動部は、電動シリンダ、又はエアシリンダであること
を特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項記載の研磨装置。 - 一つのサーボモータをさらに備えており、
前記第1研磨機構と前記第2研磨機構とは、前記一つのサーボモータによって前記第1面及び前記第2面に垂直な方向に揺動駆動される構成であること
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項記載の研磨装置。 - 二つのサーボモータをさらに備えており、
前記第1研磨機構と前記第2研磨機構とは、それぞれ、各前記サーボモータによって前記第1面及び前記第2面に垂直な方向に揺動駆動される構成であること
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項記載の研磨装置。 - 前記第1支持部と、前記第1連結部と、は一体形成されており、
前記第2支持部と、前記第2連結部と、は一体形成されていること
を特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項記載の研磨装置。
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