JPS6374565A - 超精密研磨用ガイドロ−ラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、Ｍ　Ｐａ砥粒によるラッピング、ボリシン
グ、メカノケミカルボリジング等の超精密研摩加工に関
する。

［従来の技術］ 従来から、Ｖｉ離砥粒による超精密研磨例は第４図に示
すような修正輪型が使われている。この図において、ラ
ップ皿、ポリシャ等の回転可能な工具１上に環状の修正
輪３が配置され、その中に被加工物としての試料を工具
１側の面に接着した円盤状プレート５を収納する。修正
輪３は、工具１の外方からＶ字状に延長された２本のア
ーム７゜９の先端に回転可能に取付けられたガイドロー
ラ１１．１３にて支持されている。

そして、工具１が図中で反時計方向に回転づると、これ
につれて修正輪３は、工具１の外周側と内周側との周速
度の差によってガイドローラ１１゜１３に支持されつつ
図中で反時計方向に従動回転し、これと同時にプレート
５も試料と共に同方向に回転する。このようにして試料
は、それ自体回転しながら工具１の回転により研磨され
る。

一般に、上述の研磨により試ｒｉ面をより均一化して加
工するには、工具１とμ正＋２３ならびにブレート５の
各回転数をそれぞれ同一にするのが理想である。このた
め、従来では修正輪３を支持するガイドローラ１１．１
３を玉軸受あるいはすべり軸受により回転支持して回転
抵抗を減少させている。

ところが、最近、超精密研磨加工の精度がより高度に要
求されているが、この精度に最も関係する要因の１つと
してガイドローラ１１．１３からの回転による振動があ
る。ラッピング、ポリシング？７研磨加工は定盤工具の
表面形状の転写を加工の原理としていることから考えて
も、試料に振動を与えることは超精密加工の精度を低下
させることは明らかである。第４図をみてもわかるよう
に、試料を支えているのはガイドローラ１１．１３であ
り、ガイドローラ１１．１３の回転により振動が発（Ｌ
すると、この振動が直接的に精度に影響を及ぼすことに
なる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前述の玉軸受やすべり軸受によるガイド
ローラ１１．１３の支持では、ガイドローラ１１．１３
側からの軸受部のころがり若しくはすべりによる感動が
修正輪３およびプレート５を介して試料に伝播するため
、試料の加工面、特にその外周側にはチッピングが生じ
たり、クランクが深く入り加工歪が顕著に現われてしま
うという問題がある。

この発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので、回転振動を減少させた超精密研磨加工用ガイド
ローラの提供を目的どする。

［問題点を解決するための手段コ この目的を達成するためにこの発明は、研磨盤に対し従
動回転する修正輪が研磨盤上に配置され、この修正輪を
支持する超精密研磨用ガイドローラにおいて、支持部材
に固定支持されるシャフトと、シャフトに固定支持され
流体槽を構成するステータと、ステータに対し回転可能
で前記流体槽内に一部位が収納され且つ他の一部位が前
記修正輪に接触可能なロータとを有し、前記ステータと
ロータとの互いの対向面の何れか一方にステータとロー
タとの間に動圧を発生させるａ）圧発生部を設ける構成
とした。

［作用］ このような構成において、修正輪の回転に伴ってロータ
が回転すると、ステータの流体槽内の流体がステータと
ロータとの何れか一方の動圧発生部に引き込まれること
によりステータとロータとの間に動圧が発生する。この
ため、ステータとロータとは流体を介しての相対回転関
係となり、ロータの回転振動は極めて小さいものとなっ
て修正輪に与える振Ｃ」は微小なものとなる。この結果
、試料の超精密研磨加工が精度良く行なわれる。

［実施例］ 以下、図面に基づぎこの発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図は第４図のガイドローラ１１．１３に相当する部
位の拡大された断面図である。ガイドローラとしてのロ
ータ１５を回転支持し図中で上部側先端にねじ部１７ａ
が形成されたシャフト１７の下部側にはステータ１９が
固定支持されている。

ステータ１っは、シャフト１７に固定支持される内側円
筒部２１と、内側円筒部２１との間で環状空間を形成す
る外側円筒部２３と、内側円筒部２１および外側円筒部
２３の雨下端部をつなぐ底部円板２５とから形成されて
いる。上記内側円筒部２１、外側円筒部２３および底部
円板２５とにより囲まれた部位が環状の流体槽２７とな
り、この流体槽２７内に油２８が満たされる。

内側円筒部２１の上部は外側円筒部２３より若干上方に
突出しており、この突出部２１ａの外径は流体槽２７の
内周壁を構成する内側円筒部２１の外径より小さくなっ
ている。突出部２１ａの上端に当接した状態で、第４図
のアーム７．９に相当する支持部材としての支持板２９
がシャフト１７のねじ部１７ａに螺合し固定され、更に
支持板２つの上部側にはナツト３１が螺合し支持板２つ
を固定している。

前記ロータ１５は、第４図に示したものと同様な図示し
ない研磨盤としてのラップ詔、ポリシャ等の工具上に配
置された修正輪に接触して回転するガイドローラ部３３
と、流体槽２７内に配冒されるロータ部３５とから形成
されている。

ガイドローラ部３３は、流体槽２７の上部間口を覆う位
置にあって内周側端部が内周側円筒部２１の突出部２１
ａに近接して配置された上部壁３３ａと、上部壁３３ａ
の外周側端部から下方に延長された円筒部３３ｂとから
なる。ロータ部３５は、ガイドローラ３３の上部壁３３
ａ下面に固定され、外周側中央部に環状凹部３５ａが形
成されている。

ステータ１９の内側円筒部２１と底部円板２５とにそれ
ぞれ対向するロータ部３５の内周壁３５ｂと下面部３５
０とには、ロータ１５の回転によりこの各部３５ｂ、３
５ｃとステータ１９との間に油が引き込まれて動圧を発
生させる動圧発生部３７が形成されている。第２図はこ
の動圧発生部３７を示すロータ部３５の底面図である。

下面部３５Ｃの動圧発生部３７は、第２図の■−■断面
図である第３図に示すように、内周端から外周端に向け
て径方向に向き且つ周方向に等間隔に設けられた複数の
凸部３９を備えている。凸部３９は、扇状の平面部３９
ａと、各凸部３９共に平面部３９ａの第２図中で反時計
方向側に設けられ反時計方向に向うに従って平面部３９
ａより低くなるよう傾斜した帯状のテーバ部３９ｂとを
有している。

内周壁３５ｂの動圧発生部も上述した下面部３５Ｃと同
様に周方向に複数の凸部が等分に設けられ、凸部には平
面部とテーバ部とが形成されている。

下面部３５ｃ１内周を３５ｂ共に、凸部の分割数、ある
いはテーバ部の傾斜角度等は流体槽２７内の油２８の粘
度、ロータ１５の回転数を考慮して適宜決定する。

このような構成において、研磨盤の回転につれて修正輪
が回転すると、この修正輪に接触するロータ１５が回転
する。ロータ１５が回転すると、環状凹部３５ａの内の
油２８が動圧発生部３７が形成されたロータ部３５とス
テータ１９の底部円板２５との間にまず引き込まれた後
、更にロータ部３５とステータ１９の内側円筒部２１と
の間にも引き込まれ、この結果ロータ部３５とステータ
１９の底部円板２５および内側円筒部２１との間に動圧
が発生する。これにより、ロータ部３５とステータ１９
の底部円板２５および内側円筒部２１との間には、回転
時における固体間の接触がなくなり、両者は常に油によ
る薄い膜を介しての回転となるので、ロータ１５の回転
による撮動は僅かなものとなり、超精密研磨加工がより
高度に精度よく実現できる。

このようなガイドローラをラッピング加工に使用したと
ころ、従来みられた試料のチッピングが顕微鏡下でも全
く検出されることはなかった。またポリシング加工に適
用した場合にも従来に比べ平面精度や表面あらさが１〜
５割程度改善された。

なお、この発明は前述の実施例に限定されるものではな
い。例えば、流体槽２７の中には油２８に変えて水を入
れてもよく、またロータ１５あるいはステータ１９の相
互の回動部位に低摩擦係数の金属やプラスチックあるい
はドライベアリングを使用したり、あるいは油２８の中
に固体潤滑剤としてＭＯＳ２やＷ　３２等の粉末を微小
川添加すると回転がより滑かになる効果がある。

また、動圧発生部はロータ１５側に設けずにステータ１
９側に設けてもよい。更に動圧発生部は上記実施例では
底部円板２５と内側円筒部２つとの双方に対向する部位
のロータ部３５に設けたが、底部円板２５側に対向する
部位のロータ部３５のみに設けてもよい。これは勿論ス
テータ１９側に動圧発生部を設けた場合も同様に底部円
板２５側のみに動圧発生部を設けてもよい。このように
１ケ所にのみ動圧発生部を設けた場合は多少効果は低下
するので、この場合には相互の摺動部に前記した低摩擦
係数の金属等を用いた方がよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明の超精密ｌｉＩ′ｌ磨用ガイドロ
ーラによれば、豆いに対向する回転面間にＵノ圧を発住
させるようにして、固体間の接触がな（薄い流体膜で支
えられながら回転するようにしたため、ガイドローラの
回転による振動が極めて微小なものとなり、修正輪Ｊ３
よび試料に与える振動も減少するので超精密ｒＩＪＩＦ
！！ｉ加工の精度がより高度に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のガイドローラの断面図、
第２図は第１図のローフ部の底面図、第３図は第２図の
■−■断面図、第４図は従来の修正輪型の研＋ｆｆｉの
模式図である。 １５・・・ロータ　　　　　　　１７・・・シャフト１
つ・・・ステー々　　　　　２７・・・流体槽２つ・・
・支持板（支持部材） ３７・・・動圧発生部 代理人　　弁理士　　三　好　　保　男１５　トダ １７：ノ！フト 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 研磨盤に対し従動回転する修正輪が研磨盤上に配置され
   、この修正輪を支持する超精密研磨用ガイドローラにお
   いて、支持部材に固定支持されるシャフトと、シャフト
   に固定支持され流体槽を構成するステータと、ステータ
   に対し回転可能で前記流体槽内に一部位が収納され且つ
   他の一部位が前記修正輪に接触可能なロータとを有し、
   前記ステータとロータとの互いの対向面の何れか一方に
   ステータとロータとの間に動圧を発生させる動圧発生部
   を設けたことを特徴とする超精密研磨用ガイドローラ。