JPH10545A - Polishing head - Google Patents

Polishing head

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Publication number
JPH10545A
JPH10545A JP8151015A JP15101596A JPH10545A JP H10545 A JPH10545 A JP H10545A JP 8151015 A JP8151015 A JP 8151015A JP 15101596 A JP15101596 A JP 15101596A JP H10545 A JPH10545 A JP H10545A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
polishing
rotating shaft
load detector
polishing head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8151015A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tamotsu Shioda
保 潮田
Toshiyuki Yoshihara
敏幸 吉原
Toru Koyama
亨 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8151015A priority Critical patent/JPH10545A/en
Publication of JPH10545A publication Critical patent/JPH10545A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect polishing load by providing a linear guide which guides a load detector connected to a rotary shaft which is supported by a fluid bearing and has a motor via a fluid coupling, in the rotary shaft direction, and a pressurizer which imparts load on the rotary shaft via the load detector. SOLUTION: A rotary shaft 89 having a polishing tool 87 installed therein is provided with pneumatic bearings 93, 95 supporting its top and bottom, the rotor 107 of a motor 105 fixed to its center, and a stator arranged around the circumference. A load detector 117 is connected to a fluid coupling 119 arranged in the top of the rotary shaft 89 and guided by a linear guide 121 so as to move freely in the vertical direction. A load controller 85 which is arranged on the top of a casing 115 is provided with a pressurizer 123, fixed to the casing 115 via a housing 125, and connected to the load detector 117. A controller 111 inputs load signals from the load detector 117 and rotation signals of the rotary shaft 89 from a rotation detector 113, and controls the rotary speed of a control valve 127 and a motor 105 based on these signals.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置に用いら
れる研磨ヘッドに関する。
The present invention relates to a polishing head used in a polishing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、レンズ,ミラー等の光学部品は、
より高い精度を求められるようになっている。特に、紫
外線,軟X線等の短波長を光源として使用する計測装置
や露光装置に使用される光学部品においては、形状精度
で1nmのレベルが要求されている。
2. Description of the Related Art Recently, optical components such as lenses and mirrors have been
Higher accuracy is required. In particular, an optical component used in a measuring device or an exposure device that uses a short wavelength such as ultraviolet light or soft X-ray as a light source is required to have a shape accuracy of 1 nm.

【0003】従って、研磨加工においては、表面の平滑
化だけでなく、面形状を高精度に仕上げるために正確な
研磨除去量を得ることが重要である。一般に、研磨除去
量は、研磨装置に取り付けられている研磨ヘッドと加工
面との接触圧力,相対運動速度,および加工時間に比例
することが知られている。従って、高精度な研磨加工を
行うには、研磨ヘッドの揺動,回転運動と研磨荷重を精
密に制御する必要がある。
Therefore, in polishing, it is important not only to smooth the surface but also to obtain an accurate polishing removal amount in order to finish the surface shape with high precision. Generally, it is known that the removal amount of polishing is proportional to the contact pressure between the polishing head attached to the polishing apparatus and the processing surface, the relative movement speed, and the processing time. Therefore, in order to perform highly accurate polishing, it is necessary to precisely control the swinging and rotating motion of the polishing head and the polishing load.

【0004】そして、特に、仕上げ段階においては研磨
除去量が微量になるため、低荷重を高精度に制御するこ
とが必要となる。なお、一般に、研磨ヘッドの揺動は研
磨装置側によって行われ、回転運動と研磨荷重の制御が
研磨ヘッド側によって行われる。図3は、従来の研磨ヘ
ッドを示すもので、この研磨ヘッドは、研磨軸部11,
荷重検出部13および荷重制御部15により主体部分が
構成されている。
[0004] Particularly, in the finishing stage, since the amount of polishing removal is very small, it is necessary to control a low load with high precision. Generally, the swinging of the polishing head is performed by the polishing apparatus, and the rotation and the control of the polishing load are performed by the polishing head. FIG. 3 shows a conventional polishing head.
The load detection unit 13 and the load control unit 15 form a main part.

【0005】研磨軸部11は、研磨工具17,回転軸1
9,軸受21,23,モータ25,回転検出器27,リ
ニアガイド29およびハウジング31,33,35によ
り構成されている。荷重検出部13は、継手37,荷重
検出器39,テーブル41,リニアガイド43およびハ
ウジング45により構成されている。
The polishing shaft 11 includes a polishing tool 17 and a rotating shaft 1.
9, bearings 21, 23, motor 25, rotation detector 27, linear guide 29, and housings 31, 33, 35. The load detection unit 13 includes a joint 37, a load detector 39, a table 41, a linear guide 43, and a housing 45.

【0006】荷重制御部15は、加圧器47,制御弁4
9およびハウジング51により構成されている。そし
て、これ等研磨軸部11,荷重検出部13および荷重制
御部15が筐体53,55に取り付けられ研磨ヘッドが
構成され、制御器57により制御される。このような研
磨ヘッドを用いての加工物の研磨は以下述べるようにし
て行われる。
The load controller 15 includes a pressurizer 47 and a control valve 4
9 and a housing 51. The polishing shaft 11, the load detector 13, and the load controller 15 are attached to the housings 53 and 55 to form a polishing head, which is controlled by the controller 57. Polishing of a workpiece using such a polishing head is performed as described below.

【0007】先ず、研磨装置の図示しない移動手段によ
り、研磨ヘッドが加工位置の真上に位置される。次に、
上記移動手段により研磨ヘッドが加工物に接触する直前
まで下げられる。
First, a polishing head is positioned directly above a processing position by a moving means (not shown) of the polishing apparatus. next,
The moving means lowers the polishing head until just before the polishing head comes into contact with the workpiece.

【0008】この後、荷重検出器39が所定の値を示す
まで、加圧器47により研磨軸部11が押し下げられ、
研磨工具17が加工物に押し当てられる。そして、荷重
検出器39が所定の値を示した位置で研磨軸部11の押
し下げが停止され、モータ25の駆動により回転軸19
および研磨工具17が回転され研磨加工が開始される。
Thereafter, the polishing shaft 11 is pushed down by the pressurizer 47 until the load detector 39 indicates a predetermined value.
A polishing tool 17 is pressed against the workpiece. Then, the pressing of the polishing shaft 11 is stopped at a position where the load detector 39 indicates a predetermined value, and the rotation of the rotating shaft 19 is
Then, the polishing tool 17 is rotated to start polishing.

【0009】なお、必要な研磨除去量を得るために、予
め、研磨荷重に対しての適正な加工時間が計算により求
められており、この時間だけ研磨加工が行われる。しか
しながら、上述したような研磨ヘッドでは、荷重検出器
39が示す値に、研磨軸部11の軸受21,23やリニ
アガイド29等の可動部で発生する摩擦力も含まれるた
め、荷重検出器39が示す値が、研磨工具17先端での
実際の研磨荷重を示す値と異なり、計算で得た加工時間
では求める除去量が得られないという問題が発生する。
In order to obtain a necessary polishing removal amount, an appropriate processing time for a polishing load is previously calculated, and the polishing is performed only for this time. However, in the above-described polishing head, since the value indicated by the load detector 39 includes the frictional force generated in the movable parts such as the bearings 21 and 23 of the polishing shaft 11 and the linear guide 29, the load detector 39 is The indicated value is different from the value indicating the actual polishing load at the tip of the polishing tool 17, and a problem arises that the required removal amount cannot be obtained with the processing time obtained by calculation.

【0010】従って、このような低荷重領域での研磨加
工においては、研磨軸部11の可動部分で発生する摩擦
力を低く押さえることが重要になる。従来、研磨軸部の
可動部分で発生する摩擦力を低く押さえることができる
研磨ヘッドとして、例えば、特開昭63−232929
号公報に開示されるものが知られている。
Therefore, in the polishing process in such a low load region, it is important to keep the frictional force generated in the movable portion of the polishing shaft 11 low. Conventionally, as a polishing head capable of holding down a frictional force generated in a movable portion of a polishing shaft portion, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-232929
The one disclosed in Japanese Patent Application Publication No. JP-A-2006-26095 is known.

【0011】図4は、この公報に開示される研磨ヘッド
を示すもので、この研磨ヘッドでは、回転軸59が流体
軸受61により非接触で回転自在に支持されている。ま
た、回転軸59にモータ63のロータ65が固着され、
ステータ67を回りに配置することにより、回転軸59
が非接触で回転可能とされている。さらに、回転軸59
の軸方向の移動が、空気流入口69,71からの流体圧
を用いて行われ、研磨軸59が摩擦力を低く押さえた状
態で移動可能とされている。
FIG. 4 shows a polishing head disclosed in this publication. In this polishing head, a rotating shaft 59 is rotatably supported by a fluid bearing 61 in a non-contact manner. Further, the rotor 65 of the motor 63 is fixed to the rotating shaft 59,
By disposing the stator 67 around the rotating shaft 59
Are rotatable in a non-contact manner. Further, the rotation shaft 59
Is performed using the fluid pressure from the air inlets 69 and 71, and the polishing shaft 59 can be moved in a state where the frictional force is kept low.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
研磨ヘッドでは、研磨軸部11と荷重検出器39とを繋
ぐ継手37の構造に問題があり、この継手37に摩擦力
やモーメントが発生して正確な研磨荷重を検出できない
という問題点があった。図5および図6は、従来の継手
37を示しており、この継手37はジンバル構造となっ
ている。
However, in the conventional polishing head, there is a problem in the structure of the joint 37 connecting the polishing shaft 11 and the load detector 39, and a frictional force and a moment are generated in the joint 37. There is a problem that an accurate polishing load cannot be detected. 5 and 6 show a conventional joint 37, which has a gimbal structure.

【0013】すなわち、研磨軸部11と荷重検出器39
との締結において発生する傾き誤差を吸収できるよう
に、多数の玉軸受73,75を用いて、研磨軸部11の
上下の動きを伝える構造となっており、このような構造
では、軸受部に摩擦力やモーメントが発生して正確な研
磨荷重を検出することが困難である。本発明は、かかる
従来の問題を解決するためになされたもので、研磨荷重
を正確に検出することができる研磨ヘッドを提供するこ
とを目的とする。
That is, the polishing shaft 11 and the load detector 39
The ball bearings 73 and 75 are used to transmit the vertical movement of the polishing shaft 11 so as to absorb the tilt error generated in the fastening with the shaft. It is difficult to detect an accurate polishing load due to generation of frictional force and moment. The present invention has been made to solve such a conventional problem, and has as its object to provide a polishing head that can accurately detect a polishing load.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1の研磨ヘッド
は、一端に研磨工具が固着される回転軸と、前記回転軸
を軸長方向に移動可能に支持する流体軸受と、前記回転
軸に固定されるロータと前記ロータの回りに非接触で配
置されるステータとを有するモータと、前記回転軸の他
端に取り付けられた流体継手を介して前記回転軸に接続
される荷重検出器と、前記荷重検出器を前記回転軸の軸
長方向に案内するリニアガイドと、前記荷重検出器を介
して前記回転軸に負荷を与える加圧器とを備えてなるこ
とを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a polishing head comprising: a rotary shaft having a polishing tool fixed to one end; a fluid bearing for supporting the rotary shaft so as to be movable in the axial direction; A motor having a fixed rotor and a stator disposed around the rotor in a non-contact manner, and a load detector connected to the rotating shaft via a fluid coupling attached to the other end of the rotating shaft; A linear guide for guiding the load detector in the axial direction of the rotary shaft, and a pressurizer for applying a load to the rotary shaft via the load detector are provided.

【0015】請求項2の研磨ヘッドは、請求項1記載の
研磨ヘッドにおいて、前記流体継手に用いられる流体が
空気であることを特徴とする。請求項3の研磨ヘッド
は、請求項2記載の研磨ヘッドにおいて、前記流体継手
は、継手本体内に形成される空気室に、前記回転軸の他
端が連結されるディスク部材を回転自在に配置するとと
もに、前記継手本体の前記回転軸と反対側に荷重検出器
を連結し、前記空気室に空気供給管を連通してなること
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the polishing head according to the first aspect, the fluid used for the fluid coupling is air. According to a third aspect of the present invention, in the polishing head according to the second aspect, in the fluid coupling, a disk member to which the other end of the rotary shaft is connected is rotatably disposed in an air chamber formed in the coupling body. In addition, a load detector is connected to a side of the joint body opposite to the rotating shaft, and an air supply pipe is connected to the air chamber.

【0016】(作用)請求項1の研磨ヘッドでは、回転
軸に固定されるロータとロータの回りに非接触で配置さ
れるステータとからなるモータを駆動すると、流体軸受
に支持される回転軸が回転され、研磨工具が回転され
る。一方、加圧器を動作すると、荷重検出器がリニアガ
イドに案内され回転軸の軸長方向に移動し、この荷重検
出器に流体継手を介して接続される回転軸が軸長方向に
移動される。
(Operation) In the polishing head according to the first aspect, when the motor including the rotor fixed to the rotating shaft and the stator arranged around the rotor in a non-contact manner is driven, the rotating shaft supported by the fluid bearing is driven. The polishing tool is rotated. On the other hand, when the pressurizer is operated, the load detector is guided by the linear guide and moves in the axial direction of the rotating shaft, and the rotating shaft connected to the load detector via the fluid coupling is moved in the axial direction. .

【0017】請求項2の研磨ヘッドでは、流体継手の流
体に空気が使用される。請求項3の研磨ヘッドでは、荷
重検出器が連結される継手本体内に形成される空気室内
に、回転軸が固定されるディスク部材が空気供給管から
の圧力空気により浮遊した状態で回転自在に支持され、
荷重検出器と回転軸とが連結される。
In the polishing head according to the second aspect, air is used as the fluid of the fluid coupling. In the polishing head according to the third aspect, the disk member to which the rotating shaft is fixed is rotatable in a state of being floated by the pressurized air from the air supply pipe in the air chamber formed in the joint body to which the load detector is connected. Supported,
The load detector and the rotating shaft are connected.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明の研磨ヘッドの一実施形態
を示すもので、この研磨ヘッドは、研磨軸部81,荷重
検出部83および荷重制御部85により主体部分が構成
されている。研磨軸部81は、先端に研磨工具87が装
着される回転軸89を有している。この回転軸89は、
ハウジング91の中央を貫通して配置され、上下を空気
軸受93,95により支持されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a polishing head according to the present invention. The main portion of the polishing head includes a polishing shaft 81, a load detector 83, and a load controller 85. The polishing shaft 81 has a rotating shaft 89 at the tip of which a polishing tool 87 is mounted. This rotating shaft 89 is
It is arranged so as to penetrate the center of the housing 91, and is supported vertically by air bearings 93 and 95.

【0020】空気軸受93,95には、空気供給源97
が、フィルタ99および配管101,103を介して接
続されている。回転軸89の中央には、モータ105の
ロータ107が固定され、ロータ107の回りにステー
タ109が配置されている。このモータ105は、ロー
タ107が永久磁石により、ステータ109が電磁石に
より構成されるブラシレスのモータであり、制御器11
1に接続することによりACサーボモータを構成してい
る。
The air bearings 93 and 95 have an air supply source 97.
Are connected via the filter 99 and the pipes 101 and 103. A rotor 107 of the motor 105 is fixed at the center of the rotating shaft 89, and a stator 109 is arranged around the rotor 107. The motor 105 is a brushless motor in which a rotor 107 is made of a permanent magnet and a stator 109 is made of an electromagnet.
1 constitutes an AC servomotor.

【0021】なお、モータ105の使用回転数の範囲は
10〜100rpmである。回転軸89の上部には、光
電式のロータリーエンコーダからなる回転検出器113
が配置されている。荷重検出部83は、筺体115内に
配置され、ロードセルからなる荷重検出器117を有し
ている。
The range of the number of rotations of the motor 105 is 10 to 100 rpm. A rotation detector 113 composed of a photoelectric rotary encoder is provided above the rotation shaft 89.
Is arranged. The load detection unit 83 has a load detector 117 that is disposed in the housing 115 and that is composed of a load cell.

【0022】荷重検出器117は、回転軸89の上端に
配置される流体継手119に連結されている。また、荷
重検出器117は、クロスローラガイドからなるリニア
ガイド121により上下方向に移動自在に案内されてい
る。荷重制御部85は、筺体115の上部に配置され、
空気圧シリンダからなる加圧器123を有している。
The load detector 117 is connected to a fluid coupling 119 disposed at the upper end of the rotating shaft 89. The load detector 117 is movably guided in a vertical direction by a linear guide 121 composed of a cross roller guide. The load control unit 85 is disposed at an upper part of the housing 115,
It has a pressurizer 123 consisting of a pneumatic cylinder.

【0023】加圧器123は、ハウジング125を介し
て筺体115に固定され、ピストンロッド123aが荷
重検出器117に連結されている。加圧器123には、
空気供給源97が、制御弁127および配管129,1
31を介して接続されている。なお、制御弁127に供
給される空気圧は、4kgf/cm2 であるが、空気圧
シリンダからなる加圧器123には、制御弁127によ
って必要圧に制御された空気が供給される。
The pressurizer 123 is fixed to the housing 115 via the housing 125, and the piston rod 123a is connected to the load detector 117. In the pressurizer 123,
The air supply source 97 is provided with a control valve 127 and a pipe 129,1.
31 are connected. Although the air pressure supplied to the control valve 127 is 4 kgf / cm 2 , air controlled to a required pressure by the control valve 127 is supplied to the pressurizer 123 formed of a pneumatic cylinder.

【0024】図1において符号111は制御器を示して
いる。この制御器111は、荷重検出器117からの荷
重信号、および回転検出器113からの回転軸89の回
転信号を入力する。そして、これ等の信号に基づいて、
制御弁127およびモータ105の回転数を制御する。
In FIG. 1, reference numeral 111 denotes a controller. The controller 111 inputs a load signal from the load detector 117 and a rotation signal of the rotating shaft 89 from the rotation detector 113. And, based on these signals,
The number of rotations of the control valve 127 and the motor 105 is controlled.

【0025】図2は、図1の流体継手119の詳細を示
す断面図である。この流体継手119は、例えば、ステ
ンレス系金属からなる継手本体133内に環状の空気室
135を有している。この空気室135には、ディスク
部材137の外周が収容され、ディスク部材137の中
心には、回転軸89の上端が連結されている。
FIG. 2 is a sectional view showing details of the fluid coupling 119 of FIG. The fluid coupling 119 has an annular air chamber 135 in a coupling body 133 made of, for example, a stainless metal. The outer periphery of the disk member 137 is accommodated in the air chamber 135, and the upper end of the rotating shaft 89 is connected to the center of the disk member 137.

【0026】継手本体133の回転軸89と反対側に
は、荷重検出器117の軸部117aが連結されてい
る。また、空気室135には、上下方向から空気供給管
139,141が開口され、例えば、4kgf/cm2
程度の圧力空気が供給される。ディスク部材137と空
気室135との最小隙間は、例えば、10×10-6mで
あり、シールは行われていない。
The shaft 117a of the load detector 117 is connected to the joint body 133 on the side opposite to the rotating shaft 89. In the air chamber 135, air supply pipes 139 and 141 are opened from above and below, for example, 4 kgf / cm 2.
Of compressed air is supplied. The minimum gap between the disk member 137 and the air chamber 135 is, for example, 10 × 10 −6 m, and no sealing is performed.

【0027】従って、隙間から圧力空気が大気に放出さ
れるが、空気供給量の方が多いため、空気室は常に一定
圧に保たれている。また、ディスク部材137は低回転
であるため、空気の渦などによる影響は無視できる。こ
のような流体継手119では、荷重検出器117の軸部
117aとディスク部材137の中心との取り付け位置
誤差による荷重伝達の不正確さが非常に小さくなる。
Therefore, the compressed air is released to the atmosphere from the gap, but the air supply is always larger, so that the air chamber is always kept at a constant pressure. In addition, since the disk member 137 rotates at a low speed, the influence of air vortex or the like can be ignored. In such a fluid coupling 119, inaccuracy in load transmission due to an error in the mounting position between the shaft portion 117a of the load detector 117 and the center of the disk member 137 is extremely small.

【0028】上述した研磨ヘッドでは、回転軸89に固
定されるロータ107とロータ107の回りに非接触で
配置されるステータ109とからなるモータ105を駆
動すると、空気軸受93,95に支持される回転軸89
が回転され、研磨工具87が回転される。一方、加圧器
123を動作すると、荷重検出器117がリニアガイド
121に案内され回転軸89の軸長方向に移動し、この
荷重検出器117に流体継手119を介して接続される
回転軸89が軸長方向に移動される。
In the above-described polishing head, when the motor 105 including the rotor 107 fixed to the rotating shaft 89 and the stator 109 arranged around the rotor 107 in a non-contact manner is driven, the polishing head is supported by the air bearings 93 and 95. Rotating shaft 89
Is rotated, and the polishing tool 87 is rotated. On the other hand, when the pressurizer 123 is operated, the load detector 117 is guided by the linear guide 121 and moves in the axial direction of the rotary shaft 89. It is moved in the axial direction.

【0029】そして、上述した研磨ヘッドを用いての加
工物の研磨は以下述べるようにして行われる。先ず、研
磨装置の図示しない移動手段により、研磨ヘッドが加工
位置の真上に位置される。次に、上記移動手段により研
磨ヘッドが加工物に接触する直前まで下げられる。
The polishing of the workpiece using the above-described polishing head is performed as described below. First, the polishing head is positioned directly above the processing position by a moving unit (not shown) of the polishing apparatus. Next, the polishing head is lowered by the moving means until just before the polishing head comes into contact with the workpiece.

【0030】この後、荷重検出器117が所定の値を示
すまで、加圧器123により回転軸89が押し下げら
れ、研磨工具87が加工物に押し当てられる。そして、
荷重検出器117が所定の値を示した位置で回転軸89
の押し下げが停止され、モータ105の駆動により回転
軸89および研磨工具87が回転され研磨加工が開始さ
れる。
Thereafter, the rotating shaft 89 is pushed down by the pressurizer 123 until the load detector 117 indicates a predetermined value, and the polishing tool 87 is pressed against the workpiece. And
At a position where the load detector 117 indicates a predetermined value, the rotating shaft 89
Is stopped, the rotating shaft 89 and the polishing tool 87 are rotated by the driving of the motor 105, and polishing is started.

【0031】なお、必要な研磨除去量を得るために、予
め、研磨荷重に対しての適正な加工時間が計算により求
められており、この時間だけ研磨加工が行われる。以上
のように構成された研磨ヘッドでは、回転軸89と荷重
検出器117とを流体継手119により接続するように
したので、継手部における摩擦力およびモーメントの発
生を抑えることが容易に可能になり、研磨荷重の検出を
正確に行うことができる。
In order to obtain a necessary polishing removal amount, an appropriate processing time with respect to a polishing load is calculated in advance, and the polishing is performed for this time. In the polishing head configured as described above, since the rotating shaft 89 and the load detector 117 are connected by the fluid coupling 119, it is possible to easily suppress the generation of frictional force and moment at the coupling portion. In addition, the polishing load can be accurately detected.

【0032】従って、より精度の高い研磨加工が可能に
なる。また、上述した研磨ヘッドでは、流体継手119
の流体に空気を使用するようにしたので、油等を使用す
る場合に比較して、摩擦力およびモーメントの発生をよ
り低く抑さえることができる。さらに、上述した研磨ヘ
ッドでは、継手本体133内に形成される空気室135
内にディスク部材137を圧力空気により浮遊した状態
で回転自在に支持するようにしたので、流体継手119
の構造を簡易なものにすることができる。
Therefore, a highly accurate polishing can be performed. In the polishing head described above, the fluid coupling 119 is used.
Since air is used as the fluid, the generation of frictional force and moment can be suppressed lower than when oil or the like is used. Further, in the polishing head described above, the air chamber 135 formed in the joint body 133 is provided.
The disk member 137 is rotatably supported in a state of being floated by the pressurized air in the fluid coupling 119.
Can be simplified.

【0033】なお、上述した実施形態では、加圧器12
3に空気圧シリンダを用いた例について説明したが、本
発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、荷重
検出器117による値を制御器111に戻して低荷重の
制御ができるものであれば良く、油等の圧力を利用した
流体圧シリンダ、あるいは電気により駆動力を発生する
電歪素子、ボイスコイルモータ等でも良い。
In the above embodiment, the pressurizer 12
Although an example in which a pneumatic cylinder is used for 3 has been described, the present invention is not limited to such an embodiment, as long as the value of the load detector 117 can be returned to the controller 111 to control the low load. Alternatively, a fluid pressure cylinder using pressure of oil or the like, an electrostrictive element that generates driving force by electricity, a voice coil motor, or the like may be used.

【0034】また、この加圧器123には、制御できる
荷重範囲が1×10-2〜1kgfで、荷重精度が設定荷
重の±5%以内のものが望ましい。
It is desirable that the pressurizer 123 has a controllable load range of 1 × 10 -2 to 1 kgf and a load accuracy within ± 5% of the set load.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上述べたように請求項1の研磨ヘッド
では、回転軸と荷重検出器とを流体継手により接続する
ようにしたので、継手部における摩擦力およびモーメン
トの発生を抑えることが容易に可能になり、研磨荷重の
検出を正確に行うことができる。
As described above, in the polishing head according to the first aspect, since the rotating shaft and the load detector are connected by the fluid coupling, it is easy to suppress the generation of frictional force and moment at the coupling portion. Thus, the polishing load can be accurately detected.

【0036】従って、より精度の高い研磨加工が可能に
なる。請求項2の研磨ヘッドでは、流体継手の流体に空
気を使用するようにしたので、油等を使用する場合に比
較して、摩擦力およびモーメントの発生をより低く抑さ
えることができる。請求項3の研磨ヘッドでは、継手本
体内に形成される空気室内にディスク部材を圧力空気に
より浮遊した状態で回転自在に支持するようにしたの
で、流体継手の構造を簡易なものにすることができる。
Therefore, polishing with higher precision can be performed. In the polishing head according to the second aspect, since air is used for the fluid of the fluid coupling, the generation of frictional force and moment can be suppressed lower than in the case where oil or the like is used. In the polishing head according to the third aspect, the disk member is rotatably supported in a state of being floated by the pressurized air in the air chamber formed in the joint body, so that the structure of the fluid coupling can be simplified. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の研磨ヘッドの一実施形態を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a polishing head of the present invention.

【図2】図1の流体継手を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the fluid coupling of FIG. 1;

【図3】従来の研磨ヘッドの一例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an example of a conventional polishing head.

【図4】従来の研磨ヘッドの他の例を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view showing another example of a conventional polishing head.

【図5】図3の継手を示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the joint of FIG. 3;

【図6】図5の継手を示す横断面図である。FIG. 6 is a transverse sectional view showing the joint of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

87 研磨工具 89 回転軸 93,95 空気軸受 105 モータ 107 ロータ 109 ステータ 113 回転検出器 117 荷重検出器 119 流体継手 121 リニアガイド 123 加圧器 133 継手本体 135 空気室 137 ディスク部材 87 Polishing tool 89 Rotary shaft 93,95 Air bearing 105 Motor 107 Rotor 109 Stator 113 Rotation detector 117 Load detector 119 Fluid coupling 121 Linear guide 123 Pressurizer 133 Joint body 135 Air chamber 137 Disk member

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一端に研磨工具が固着される回転軸と、 前記回転軸を軸長方向に移動可能に支持する流体軸受
と、 前記回転軸に固定されるロータと前記ロータの回りに非
接触で配置されるステータとを有するモータと、 前記回転軸の他端に取り付けられた流体継手を介して前
記回転軸に接続される荷重検出器と、 前記荷重検出器を前記回転軸の軸長方向に案内するリニ
アガイドと、 前記荷重検出器を介して前記回転軸に負荷を与える加圧
器と、を備えてなることを特徴とする研磨ヘッド。
A rotating shaft to which a polishing tool is fixed at one end; a fluid bearing for supporting the rotating shaft so as to be movable in an axial direction; a rotor fixed to the rotating shaft and non-contact around the rotor A motor having a stator arranged in the following manner; a load detector connected to the rotary shaft via a fluid coupling attached to the other end of the rotary shaft; And a pressurizer for applying a load to the rotating shaft via the load detector.
【請求項2】 請求項1記載の研磨ヘッドにおいて、 前記流体継手に用いられる流体が空気であることを特徴
とする研磨ヘッド。
2. The polishing head according to claim 1, wherein the fluid used for the fluid coupling is air.
【請求項3】 請求項2記載の研磨ヘッドにおいて、 前記流体継手は、継手本体内に形成される空気室に、前
記回転軸の他端が連結されるディスク部材を回転自在に
配置するとともに、前記継手本体の前記回転軸と反対側
に荷重検出器を連結し、前記空気室に空気供給管を連通
してなることを特徴とする研磨ヘッド。
3. The polishing head according to claim 2, wherein, in the fluid coupling, a disk member to which the other end of the rotating shaft is connected is rotatably disposed in an air chamber formed in a coupling main body. A polishing head, wherein a load detector is connected to a side of the joint body opposite to the rotating shaft, and an air supply pipe is connected to the air chamber.
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