KR102502395B1 - 양면 연마 장치 및 연마 방법 - Google Patents

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마사키 와다
노리히코 아카시오
료스케 요다
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후지코시 기카이 고교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제]
고경도 재료의 연마도 양호하게 행할 수 있는 양면 연마 장치를 제공한다.
[해결 수단]
상정반(44)을 회전시키는 제1의 회전축(45)은, 통형상을 이루고, 상하 방향으로 늘어남과 함께, 상단에 돌리개(46)가 고정되고, 태양 기어(55)를 회전시키는 제2의 회전축(54)은, 통형상을 이루는 제1의 회전축(45)에 회전 자유롭게 삽통되어 상하 방향으로 늘어남과 함께, 상단에 피니언 기어(61)가 고정되고, 태양 기어(55)는, 통형상을 이루고, 제1의 회전축(45)의 상단부 외측에 회전 자유롭게 지지됨과 함께, 내주부에 내치(55d)가 형성되고, 외주부에 캐리어(53)에 맞물리는 외치(55e)가 형성되고, 제1의 회전축(45)의 상부에 공극부가 형성되고, 그 공극부 내에, 태양 기어 구동용의 제2의 회전축(54)에 마련한 피니언 기어(61)와 태양 기어(55)의 내치에 맞물리고, 제2의 회전축(54)의 회전을 태양 기어(55)에 전달하는 유성 기어(62)가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

양면 연마 장치 및 연마 방법{DOUBLE-SIDE POLISHING APPARATUS AND POLISHING METHOD}
본 발명은 SiC 등의 고경도 재료로 이루어지는 워크의 연마에 이용하기 적합한 양면 연마 장치 및 연마 방법에 관한 것이다.
도 3은, 종래의 이른바 4웨이 구동 방식의 양면 연마 장치(랩 반(盤))의 전체 기구를 도시하는 모식적 단면도이다(특허 문헌 1).
도 3에서, 12는 상정반, 14는 하정반, 16은 태양 기어, 18은 인터널 기어이다. 20은 캐리어이고, 상정반(12)과 하정반(14) 사이에 위치하여, 태양 기어(16) 및 인터널 기어(18)에 맞물려서, 자전함과 함께, 태양 기어(16)의 주위로 공전한다. 이 캐리어(20)에 마련된 투과구멍 내에 실리콘 웨이퍼 등의 워크(21)가 유지된다.
상정반(12)은, 도시하지 않은 크레인 기구 등의 승강 장치에 의해, 하정반(14)의 상방에서 상하이동 가능하게 지지되어 있다. 상정반(12)은, 하정반(14)상에 하강한 때, 훅(12f)을 통하여 돌리개(lathe dog)(외주에 키 홈이 형성된 구동 드럼)(12a)에 계합하고, 돌리개(12a)가 회전함에 의해 회전축(12b)을 중심으로 회전한다. 돌리개(12a)로부터 회전축(12b)이 하방으로 매달리고, 이 회전축(12b)의 하단에 기어(12c)가 마련되어 있다. 기어(12c)는 아이들 기어(12d)를 통하여 구동 기어(12e)에 맞물려 있다. 구동 기어(12e)는 스핀들(26)에 고정되어 있다. 따라서 스핀들(26)의 회전에 의해, 돌리개(12a)를 통하여 상정반(12)이 회전한다.
태양 기어(16)는, 회전축(12b)이 삽통되는 통형상의 회전축(16b)의 상단에 고정되어 있다. 회전축(16b)의 하단에 고정된 기어(16c)가 스핀들(26)에 고정된 구동 기어(16e)에 맞물려 있다. 따라서 태양 기어(16)는 스핀들(26)의 회전에 의해 회전한다. 하정반(14)은, 통형상의 회전축(16b)이 통과하는 통형상의 회전축(14b)의 상단에 고정되어 있다. 회전축(14b)의 하단에 고정된 기어(14c)가 스핀들(26)에 고정된 구동 기어(14e)에 맞물려 있다. 따라서 하정반(14)은, 스핀들(26)의 회전에 의해 회전한다. 인터널 기어(18)는, 통형상의 회전축(14b)이 삽통하는 통형상의 회전축(18b)의 상단에 고정되어 있다. 회전축(18b)의 하단에 고정된 기어(18c)가 스핀들(26)에 고정된 구동 기어(18e)에 맞물려 있다. 따라서 인터널 기어(18)는, 스핀들(26)의 회전에 의해 회전한다. 스핀들(26)은 가변 감속기(22)에 연결되어 있다. 가변 감속기(22)는, 모터(23)에 벨트(24)를 통하여 연결되어 있다.
따라서, 종래의 4웨이 구동 방식의 양면 연마 장치는, 모터(24)가 구동됨에 의해, 회전축(12b), 돌리개(12a)를 통하여 상정반(12)이 회전되고, 회전축(14b)을 통하여 하정반(14)이 회전된다. 또한, 회전축(16b)을 통하여 태양 기어(16)가 회전되고, 회전축(18b)을 통하여 인터널 기어(18)가 회전되고, 이에 의해 캐리어(20)가 회전되고, 캐리어(20)에 유지되어 있는 워크(21)가 연마되게 된다.
특허 문헌 1 : 일본국 특개평10-230452
상기한 바와 같이, 종래의 4웨이 구동 방식(4축 구조)의 양면 연마 장치는, 모터(23)가 구동됨에 의해, 상하 정반(12, 14), 태양 기어(16), 인터널 기어(18)가 일제히 구동되고, 캐리어(20)가 회전되어 워크(21)의 연마가 행하여진다.
그런데, 상하 정반(12, 14), 태양 기어(16), 인터널 기어(18)의 회전계에 있어서, 상하 정반(12, 14)은 강성이 요구되어, 필연적으로 중량도 크기 때문에, 그 회전 구동에는 극히 큰 부하가 걸린다.
그런데, 상술한 4웨이 구동 방식의 양면 연마 장치에서는, 상정반(12)을 회전하는 돌리개(12a)가 최상부에 위치하기 때문에, 동축 구조의 4개의 회전축(12b, 14b, 16b, 18b) 중에서 돌리개(12a), 즉 상정반(12)을 회전시키는 회전축(12b)을 가장 내측(4축 구조의 중심)에 배치하지 않을 수 없는 구조가 된다.
중량이 크고, 그 회전에 큰 부하가 걸리는 상정반(12)의 회전축(12b)에는, 굵고 강성의 큰 회전축을 이용하고 싶지만, 회전축(12b)을 굵게 하면, 필연적으로, 4축 구조의 장치 전체가 대형화된다는 부적합함이 있다.
특히, 요즘에는, 연마 대상인 워크에, 비교적 취약한 실리콘뿐만 아니라, 사파이어, SiC, GaN 등의 고경도 재료(가공이 어려운 재료)의 워크가 증가하고 있다. 이와 같은 고경도 재료의 연마에는, 상정반(12)으로부터의 워크로의 더한층의 고하중이 필요하고, 또한 상정반(12)의 더한층의 고속 회전이 요구되기 때문에, 종래의 4축 구조의 양면 연마 장치에서는 강성이 충분하지 않다는 과제가 현저하다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어지고, 그 목적으로 하는 점은, 고경도 재료의 연마도 양호하게 행할 수 있는 고강성, 고강도를 갖는 양면 연마 장치 및 연마 방법을 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다음의 구성을 구비한다.
즉, 본 발명에 관한 양면 연마 장치는, 상면이 연마면이 되고, 기대(base)상에 지지된 링형상을 이루는 하정반과, 하면이 연마면이 되고, 상기 하정반의 상방에 상하이동 가능하고, 또한 제1의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 마련된 상정반과, 상기 하정반과 상기 상정반과의 사이에 배치되고, 워크를 유지하는 투과구멍을 갖는 캐리어와, 상기 제1의 회전축에 고정되고, 상기 상정반이 상하이동 자유롭게 계합하는 돌리개를 구비하고, 상기 상정반을 회전 구동하는 상정반 회전 구동 기구와, 상기 하정반의 중앙구멍에 배치되어 상기 캐리어에 맞물려 제2의 회전축을 중심으로 회전하는 태양 기어, 및 상기 하정반을 둘러싸서 배치되어 상기 캐리어에 맞물리는 인터널 기어를 구비하여 상기 캐리어를 자전시키면서 상기 태양 기어 주위에 공전시키는 캐리어 회전 구동 기구와, 상기 제2의 회전축을 회전 구동하는 구동 기구를 구비하는 양면 연마 장치에 있어서, 상기 상정반을 회전시키는 상기 제1의 회전축은, 통형상을 이루어서, 상기 하정반의 중앙구멍에 회전 자유롭게 삽통되어 상하 방향으로 늘어남과 함께, 상단(upper end)에 상기 돌리개가 고정되고, 상기 태양 기어를 회전시키는 상기 제2의 회전축은, 상기 통형상을 이루는 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축에 회전 자유롭게 삽통되어 상하 방향으로 늘어남과 함께, 상단에 피니언 기어가 고정되고, 상기 태양 기어는, 통형상을 이루고, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축의 상단부 외측에 회전 자유롭게 지지됨과 함께, 내주부에 내치(internal tooth)가 형성되고, 외주부에 상기 캐리어에 맞물리는 외치(external tooth)가 형성되고, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축의 상부에 공극부(void part)가 형성되고, 그 공극부 내에, 상기 제2의 회전축에 마련한 상기 피니언 기어와 상기 태양 기어의 상기 내치에 맞물리고, 상기 구동 기구에 의해 회전되는 상기 제2의 회전축의 회전을 상기 태양 기어에 전달하는 유성 기어가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 돌리개를 아래로 개구하는 관형상(crown-like)으로 형성하고, 통형상을 갖는 상기 태양 기어의 상부를 상기 돌리개의 내부에 진입시키도록 하면 높이를 낮게 할 수 있어서 바람직하다.
상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축의 상단부에 그 제1의 회전축과 상기 돌리개를 연결하는 연결부를 마련하고, 그 연결부를 상기 유성 기어의 회전축으로 할 수 있다.
또한, 상기 하정반을 상기 기대상에, 하정반 회전 구동 기구에 의해 제3의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치하고, 상기 인터널 기어를, 인터널 기어 회전 구동 기구에 의해 제4의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치하고, 상기 하정반의 상기 제3의 회전축을 통형상으로 형성하고, 그 하정반의 상기 제3의 회전축을 통형상의 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축이 회전 자유롭게 삽통하고, 상기 하정반의 상기 제3의 회전축, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축, 및 상기 태양 기어 구동용의 상기 제2의 회전축이 서로 축받이 되는 3축 구조로 형성하고, 상기 인터널 기어의 상기 제4의 회전축은, 상기 3축 구조의 상기 회전축과는 별도로 축받이되어 마련하도록 할 수 있다.
상기 하정반의 상기 제3의 회전축, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축, 및 상기 태양 기어 구동용의 상기 제2의 회전축을, 각각 기어군(groups of gears)을 통하여 구동 모터에 연결하고, 그 기어군을 상하 방향으로 겹쳐지도록 할 수 있다.
또한 본 발명에 관한 연마 방법은, 상면이 연마면이 되고, 기대상에 지지된 링형상을 이루는 하정반과, 하면이 연마면이 되고, 상기 하정반의 상방에 상하이동 가능, 또한 제1의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 마련된 상정반과, 상기 상정반을 회전 구동하는 상정반 회전 구동 기구와, 하정반의 중앙구멍에 배치되어 상기 캐리어에 맞물려 제2의 회전축을 중심으로 회전하는 태양 기어, 및 상기 하정반을 둘러싸서 배치되어 상기 캐리어에 맞물리는 인터널 기어를 구비하여 상기 캐리어를 자전시키면서 상기 태양 기어 주위에 공전시키는 캐리어 회전 구동 기구를 구비하는 양면 연마 장치를 이용하여, 상기 캐리어에 유지된 워크를 연마하는 연마 방법에 있어서, 상기 상정반 회전 구동 기구에 의해 상기 제1의 회전축을 회전시켜서 상기 상정반을 소요 회전수로 회전시키고, 구동 기구에 의해 상기 제2의 회전축을 회전시켜, 그 제2의 회전축에 마련된 피니언, 및 상기 제1의 회전축에 회전 자유롭게 지지되고, 상기 피니언과 상기 태양 기어에 마련된 내치에 맞물리는 유성 기어를 통하여, 상기 태양 기어를, 상기 제1의 회전축의 회전수 및 상기 제2의 회전축의 회전수의 조합에 의해 결정되는 회전수로 회전시켜서, 상기 캐리어를 자전시키면서, 상기 태양 기어 주위를 공전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 양면 연마 장치에서, 상기 하정반을, 상기 기대상에, 하정반 회전 구동 기구에 의해 제3의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치하고, 상기 인터널 기어를, 인터널 기어 회전 구동 기구에 의해 제4의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치할 수 있다.
본 발명에 의하면, 고경도 재료의 연마도 양호하게 행할 수 있는 고강성, 고강도를 갖는 양면 연마 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시의 형태에 관한 양면 연마 장치의 개략을 도시하는 단면도.
도 2는 본 실시의 형태에 관한 양면 연마 장치의 주요부의 단면도.
도 3은 종래의 양면 연마 장치의 개략 구성을 도시하는 설명도.
이하, 본 발명의 알맞는 실시의 형태에 관해, 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 양면 연마 장치(30)의 개략을 도시하는 단면도(해칭은 생략), 도 2는 그 주요부을 도시하는 단면도이다.
32는 폭이 넓은 링형상을 이루는 하정반이고, 그 상면이 연마면으로 되어 있다. 하정반(32)은 정반받이(surface plate reception part)(도시 생략)상에 재치되어 있다. 하정반(32) 및 정반받이는 베어링(도시 생략)을 통하여, 기대(base)(35)상에, 통형상을 이루는 제3의 회전축(36)을 중심으로 회전 자유롭게 배치되어 있다. 37은 회전축(36)의 베어링이다.
제3의 회전축(36)의 하단에는 기어(38)가 고정되고, 이 기어(38)가, 구동 모터(도시 생략)의 회전축(40)에 고정된 기어(41)에 맞물려 있다. 따라서 구동 모터가 구동됨에 의해, 하정반(32)은 소요 방향으로 회전된다. 구동 모터, 제3의 회전축(36), 기어(38), 기어(41) 등에 의해, 하정반 회전 구동 기구가 구성된다.
44는 폭이 넓은 링형상을 이루는 상정반이고, 그 하면이 연마면으로 되어 있다. 상정반(44)은, 하정반(32)과 대향하여, 하정반(32)의 상방에, 도시하지 않은 승강 장치에 의해 상하이동 가능, 또한 제1의 회전축(45)을 중심으로 회전 자유롭게 마련되어 있다.
제1의 회전축(45)은, 통형상을 이루고, 하정반(32)의 중앙구멍 및 제3의 회전축(36)을 회전 자유롭게 삽통하여 상하 방향으로 늘어남과 함께, 상단에 연결부(47)를 통하여 돌리개(46)가 고정되어 있다. 돌리개(46)는 외주에 상하 방향으로 늘어나는 키 홈이 형성된 구동 드럼이고, 상정반(44)이 승강 장치에 의해 하강된 때, 훅 부(도시 생략)가 돌리개(46)의 키 홈에 계합하도록 되어 있다. 제1의 회전축(45)은, 베어링(48)을 통하여 제3의 회전축(36)에 회전 자유롭게 지지되어 있다.
제1의 회전축(45)의 하단에 기어(49)가 고정되고, 이 기어(49)가, 구동 모터(도시 생략)의 회전축(50)에 고정된 기어(51)에 맞물려 있다. 따라서 구동 모터가 구동됨에 의해, 상정반(44)은, 돌리개(46)를 통하여 하정반(32)과 반대 방향으로 회전되도록 되어 있다. 구동 모터, 제1의 회전축(45), 기어(49), 기어(51), 돌리개(46) 등에 의해, 상정반 회전 구동 기구가 구성된다.
53은 캐리어이고, 하정반(32)과 상정반(44)의 사이에 배치되어 있다. 캐리어(53)는, 워크를 유지하는 투과구멍(도시 생략)을 갖는다.
캐리어(53)는 그 외주에 기어가 형성되고, 이 기어가, 하정반(32)의 중앙구멍에 배치되고, 제2의 회전축(54)을 중심으로 회전하는 태양 기어(55), 및 하정반(32)을 둘러싸서 배치되고, 제4의 회전축(57)을 중심으로 회전하는 인터널 기어(58)에 맞물려 있다.
태양 기어(55)는, 위로부터 소경부(55a), 중경부(55b), 대경부(55c)의 3단계의 지름을 갖는 통형상으로 형성되고, 상정반 구동용의 제1의 회전축(45)의 상부 외측에 베어링을 통하여 회전 자유롭게 지지되어 있다. 태양 기어(55)의 소경부(55a)의 내주부에 내치(55d)가 형성되고, 대경부(55c)의 외주부에 캐리어(53)에 맞물리는 외치(55e)가 형성되어 있다.
상정반(44)에 회전력을 전달하는 상기 돌리개(46)는 아래로 개구하는 관형상으로 형성되고, 이 돌리개(46) 내에, 태양 기어(55)의 소경부(55a)가 진입하여 있다. 이에 의해, 태양 기어(55)와 돌리개(46)와의 관계에서, 그 전체의 높이를 낮게 억제할 수 있다.
태양 기어(55)를 회전시키는 제2의 회전축(54)은, 통형상을 이루는 상정반 구동용의 제1의 회전축(45)을, 베어링(60)을 이용하여 회전 자유롭게 삽통하여 상하 방향으로 늘어나 있다. 제2의 회전축(54)의 상단에 피니언 기어(61)가 고정되어 있다.
상정반 구동용의 제1의 회전축(45)의 상부에는, 공극부가 형성되어 있다. 그리고, 이 공극부 내에, 4(도 2에는 3개만 도시)개의 유성 기어(62)가 배치되어 있다.
유성 기어(62)는, 피니언 기어(61)와 태양 기어(55)의 내치(55d)에 맞물려서, 태양 기어 구동용의 제2의 회전축(54)의 회전을 태양 기어(55)에 전달한다.
제2의 회전축(54)의 하단에 기어(64)가 고정되고, 이 기어(64)가, 구동 모터(도시 생략)의 회전축(65)에 고정된 기어(66)에 맞물려 있다. 기어(64), 기어(66), 구동 모터 등에 의해, 제2의 회전축(54)의 구동 기구가 구성된다. 따라서 구동 모터가 구동됨에 의해, 태양 기어(55)는, 피니언 기어(61), 유성 기어(62)를 통하여 소요 방향으로 회전된다. 구동 모터, 기어(64), 기어(66), 제2의 회전축(54), 유성 기어(62) 등에 의해, 태양 기어 회전 구동 기구가 구성된다.
본 실시의 형태에서는, 제1의 회전축(45) 상단에 돌리개(46)를 고정하는 연결부(47)가, 유성 기어(62)의 회전축에 형성되어 있다. 이들 회전축 사이가 상기한 공극부이다. 또한, 유성 기어(62)는, 연결부(47)를 회전축으로 하는 것이 아니라, 단지, 공극부 내에 배치되어 있으면 좋다.
인터널 기어(58)는, 상기한 바와 같이 제4의 회전축(57)을 중심으로 소요 방향으로 회전한다.
제4의 회전축의 하단에 기어(68)가 고정되고, 이 기어(68)가, 구동 모터(도시 생략)의 회전축(69)에 고정된 기어(70)에 맞물려 있다. 구동 모터, 기어(68), 기어(70) 등에 의해, 인터널 기어 회전 구동 기구가 구성된다.
또한, 태양 기어 회전 구동 기구, 인터널 기어 회전 구동 기구, 태양 기어(55), 인터널 기어(58)에 의해 캐리어 회전 구동 기구가 구성된다.
본 실시의 형태에 관한 양면 연마 장치(30)는 상기한 바와 같이 구성되어 있다.
제3의 회전축(36)이 회전됨에 의해, 하정반(32)이 회전되고, 또한 제1의 회전축(45)이 회전됨에 의해 상정반이 회전된다. 또한, 제2의 회전축(54)이 회전됨에 의해, 피니언 기어(61), 유성 기어(62)를 통하여 태양 기어(55)가 회전되고, 또한 제4의 회전축(57)이 회전됨에 의해 인터널 기어(58)가 회전되고, 이에 의해, 캐리어(53)가 회전된다. 이에 의해, 캐리어(53)의 투과구멍 내에 유지된 워크가, 상하 정반(32, 44)에 의해 연마되게 된다.
또한, 상하 정반(32, 44) 사이에는, 슬러리 공급 기구에 의해 슬러리(연마액)가 공급된다.
또한, 본 실시의 형태에 관한 양면 연마 장치(30)에서는, 상정반(44)을 회전시키면, 그 제1의 회전축(45)과 돌리개(46)를 연결하는 연결부(47)가 유성 기어(62)의 회전축으로 되어 있기 때문에, 상정반(44)의 회전이 태양 기어(55)의 회전에 영향을 준다. 태양 기어(55)의 회전수를 설정한 때, 이 상정반(44)으로부터의 회전의 영향을 고려하여, 기어군의 치수(number of teeth)의 설정, 구동 모터의 회전수를 설정할 필요가 있다. 기본적으로는, 태양 기어(55)의 회전수는, 제2의 회전축(45)의 회전수 및 제3의 회전축(54)의 회전수의 조합에 의해 결정된다.
또한, 태양 기어(55)를 상하이동시키는 기구(도시 생략)를 추가하여, 적절히 기어의 맞물림 위치를 상하로 변화시키면서 사용하면, 마모에 의한 보수 기회를 저감할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시의 형태에서는, 태양 기어(55)를 회전시키는 제2의 회전축을 중심에 배치하고, 그 외측에, 상정반(44)을 회전 구동하는 제1의 회전축(45)을 직경이 큰 통형상으로 마련하고 있다. 이에 의해, 큰 부하가 걸리는 상정반(44) 구동용의 제1의 회전축(45)을, 굵고, 강성이 높은 것으로 형성할 수 있다. 이에 의해, 사파이어, SiC, GaN과 같은 고경도 재료의 워크의 연마도 양호하게 행할 수 있게 되었다. 또한, 축 구조적으로는, 상정반(44) 구동용의 제1의 회전축(45)과, 태양 기어(55) 구동용의 제2의 회전축(54)의 배치를 바꾸어 넣었을 뿐이기 때문에, 장치 전체의 대형화를 초래하는 것은 아니다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 상기한 바와 같이, 하정반(32)의 제3의 회전축(36)이 통형상을 이루고, 그 하정반(32)의 제3의 회전축(36)에 상정반(44) 구동용의 통형상의 제1의 회전축(45)이 회전 자유롭게 삽통되어 있고, 또한, 그 통형상의 제1의 회전축(45)에 태양 기어(55) 구동용의 제3의 회전축(54)이 삽통되는 3축 구조를 하고 있다. 한편, 인터널 기어(58)의 제4의 회전축(57)은, 상기 3축 구조의 회전축과는 별도로 축받이되어 있다.
그리고, 하정반(32)의 제3의 회전축(36), 상정반(44) 구동용의 제1의 회전축(45), 및 태양 기어(55) 구동용의 제2의 회전축(54)이, 기어군(38, 41), 기어군(49, 51), 기어군(64, 66)을 통하여 각각 구동 모터에 연결되고, 그 기어군이 상하 방향으로 겹쳐저 있다. 한편, 인터널 기어(58)를 회전한 제4의 회전축(57)은 상기한 바와 같이, 3축 구조의 회전축과는 별도로 마련되고, 또한 그 기어군(64, 66)은, 상기 3축 구조의 회전축을 구동 모터에 연결하는 기어군과는 상하 방향으로 겹쳐저 있지 않고, 다른 공간 내에 배치되어 있다. 이에 의해, 하정반(32)을 회전 지지한 기대(35)의 높이를 낮게 할 수 있고, 나아가서는, 양면 연마 장치(30) 전체의 높이를 낮게 할 수 있다. 예를 들면, 종래 장치에서의 하정반 상면의 높이(작업 위치)가, 바닥면(floor face)으로부터 약 1100㎜임에 대해, 본 실시의 형태에서는 950㎜로, 종래 장치보다 10% 이상이나 낮게 할 수 있고, 그 결과, 회전축의 단축화나 저중심화를 실현할 수 있다. 이와 같이, 양면 연마 장치(30)의 높이를 낮게 할 수 있음에 의해, 장치를 안정화킬 수 있고, 워크의 연마 저항으로부터 생기는 진동의 발생을 적게 할 수 있고, 워크를 정밀도 좋게 연마할 수 있다는 효과를 이룬다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 상정반(44), 태양 기어(55), 하정반(32) 및 인터널 기어(58)를 각각 제1의 회전축(45), 제2의 회전축(54), 제3의 회전축(36) 및 제4의 회전축(57)을 중심으로 회전하는, 이른바 4웨이 방식의 양면 연마 장치(30)로 하였지만, 하정반(32) 및 인터널 기어(58)의 어느 한쪽을 고정 또는 그 회전을 정지하는 3웨이 방식(도시 생략), 또는 이들의 쌍방을 고정 또는 그 회전을 정지하는 2웨이 방식(도시 생략)의 양면 연마 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
30 : 양면 연마 장치
32 : 하정반
36 : 제3의 회전축
37 : 베어링
38 : 기어
40 : 회전축
41 : 기어
44 : 상정반
45 : 제1의 회전축
46 : 돌리개
47 : 연결부
48 : 베어링
49 : 기어
50 : 회전축
51 : 기어
53 : 캐리어
54 : 제2의 회전축
55 : 태양 기어
55a : 소경부
55b : 중경부
55c : 대경부
55d : 내치
55e : 외치
57 : 제4의 회전축
58 : 인터널 기어
60 : 베어링
61 : 피니언 기어
62 : 유성 기어
64 : 기어
65 : 회전축
66 : 기어
68 : 기어
69 : 회전축
70 : 기어

Claims (14)

  1. 상면이 연마면이 되고, 기대(base)상에 지지된 링형상을 이루는 하정반과, 하면이 연마면이 되고, 상기 하정반의 상방에 상하이동 가능, 또한 제1의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 마련된 상정반과, 상기 하정반과 상기 상정반과의 사이에 배치되고, 워크를 유지하는 투과구멍을 갖는 캐리어와, 상기 제1의 회전축에 고정되고, 상기 상정반이 상하이동 자유롭게 계합하는 돌리개를 구비하고, 상기 상정반을 회전 구동하는 상정반 회전 구동 기구와, 상기 하정반의 중앙구멍에 배치되어 상기 캐리어에 맞물려 제2의 회전축을 중심으로 회전하는 태양 기어, 및 상기 하정반을 둘러싸서 배치되어 상기 캐리어에 맞물리는 인터널 기어를 구비하여 상기 캐리어를 자전시키면서 상기 태양 기어 주위에 공전시키는 캐리어 회전 구동 기구와, 상기 제2의 회전축을 회전 구동하는 구동 기구를 구비하는 양면 연마 장치에 있어서,
    상기 상정반을 회전시키는 상기 제1의 회전축은, 통형상을 이루고, 상기 하정반의 중앙구멍에 회전 자유롭게 삽통되어 상하 방향으로 늘어남과 함께, 상단에 상기 돌리개가 고정되고,
    상기 태양 기어를 회전시키는 상기 제2의 회전축은, 상기 통형상을 이루는 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축에 회전 자유롭게 삽통되어 상하 방향으로 늘어남과 함께, 상단에 피니언 기어가 고정되고,
    상기 태양 기어는, 통형상을 이루고, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축의 상단부 외측에 회전 자유롭게 지지됨과 함께, 내주부에 내치(internal tooth)가 형성되고, 외주부에 상기 캐리어에 맞물리는 외치(external tooth)가 형성되고,
    상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축의 상부에 공극부가 형성되고, 그 공극부 내에, 상기 제2의 회전축에 마련한 상기 피니언 기어와 상기 태양 기어의 상기 내치에 맞물려서, 상기 구동 기구에 의해 회전되는 상기 제2의 회전축의 회전을 상기 태양 기어에 전달하는 유성 기어가 배치되어 있고,
    상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축의 상단부에 상기 제1의 회전축과 상기 돌리개를 연결하는 연결부가 마련되고, 상기 연결부가 상기 유성 기어의 회전축을 이루는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌리개는, 아래로 개구하는 관형상(crown-like shape)을 갖고, 통형상의 상기 태양 기어의 상부가 상기 돌리개의 내부에 진입하고, 외주부에 마련한 상기 외치가 노출하여 있는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    제1의 회전축과 상기 돌리개를 연결하는 연결부가, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축의 상단부에 마련되고, 상기 연결부는 상기 유성 기어의 회전축을 이루는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하정반은 상기 기대상에 하정반 회전 구동 기구에 의해 제3의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치되고,
    상기 인터널 기어는, 인터널 기어 회전 구동 기구에 의해 제4의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치되고,
    상기 하정반의 상기 제3의 회전축은 통형상을 이루고, 그 하정반의 상기 제3의 회전축을 통형상의 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축이 회전 자유롭게 삽통하여 있고,
    상기 하정반의 상기 제3의 회전축, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축, 및 상기 태양 기어 구동용의 상기 제2의 회전축은 서로 축받이된 3축 구조를 이루고,
    상기 인터널 기어의 상기 제4의 회전축은, 상기 3축 구조의 상기 회전축과는 별도로 축받이되는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 하정반은 상기 기대상에 하정반 회전 구동 기구에 의해 제3의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치되고,
    상기 인터널 기어는, 인터널 기어 회전 구동 기구에 의해 제4의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치되고,
    상기 하정반의 상기 제3의 회전축은 통형상을 이루고, 그 하정반의 상기 제3의 회전축을 통형상의 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축이 회전 자유롭게 삽통하여 있고,
    상기 하정반의 상기 제3의 회전축, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축, 및 상기 태양 기어 구동용의 상기 제2의 회전축은 서로 축받이된 3축 구조를 이루고,
    상기 인터널 기어의 상기 제4의 회전축은, 상기 3축 구조의 상기 회전축과는 별도로 축받이되는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
  6. 삭제
  7. 제3항에 있어서,
    상기 하정반은 상기 기대상에 하정반 회전 구동 기구에 의해 제3의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치되고,
    상기 인터널 기어는, 인터널 기어 회전 구동 기구에 의해 제4의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치되고,
    상기 하정반의 상기 제3의 회전축은 통형상을 이루고, 그 하정반의 상기 제3의 회전축을 통형상의 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축이 회전 자유롭게 삽통하여 있고,
    상기 하정반의 상기 제3의 회전축, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축, 및 상기 태양 기어 구동용의 상기 제2의 회전축은 서로 축받이된 3축 구조를 이루고,
    상기 인터널 기어의 상기 제4의 회전축은, 상기 3축 구조의 상기 회전축과는 별도로 축받이되는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 하정반의 상기 제3의 회전축, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축, 및 상기 태양 기어 구동용의 상기 제2의 회전축이, 각각 기어군을 통하여 구동 모터에 연결되고, 그 기어군이 상하 방향으로 겹쳐저 있는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 하정반의 상기 제3의 회전축, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축, 및 상기 태양 기어 구동용의 상기 제2의 회전축이, 각각 기어군을 통하여 구동 모터에 연결되고, 그 기어군이 상하 방향으로 겹쳐저 있는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 하정반의 상기 제3의 회전축, 상기 상정반 구동용의 상기 제1의 회전축, 및 상기 태양 기어 구동용의 상기 제2의 회전축이, 각각 기어군을 통하여 구동 모터에 연결되고, 그 기어군이 상하 방향으로 겹쳐저 있는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
  12. 제1항에 기재된 양면 연마 장치를 이용하여, 상기 캐리어에 유지된 워크를 연마하는 연마 방법에 있어서,
    상기 상정반 회전 구동 기구에 의해 상기 제1의 회전축을 회전시켜서 상기 상정반을 소요 회전수로 회전시키고,
    구동 기구에 의해 상기 제2의 회전축을 회전시켜, 상기 피니언 기어, 및 상기 유성 기어를 통하여, 상기 태양 기어를, 상기 제1의 회전축의 회전수 및 상기 제2의 회전축의 회전수의 조합에 의해 결정되는 회전수로 회전시켜서, 상기 캐리어를 자전시키면서, 상기 태양 기어 주위를 공전시키는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 양면 연마 장치에서, 상기 하정반은, 상기 기대상에, 하정반 회전 구동 기구에 의해 제3의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치되고,
    상기 인터널 기어는, 인터널 기어 회전 구동 기구에 의해 제4의 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  14. 삭제
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