JPH0217303B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ラツプ盤などの両面研摩装置によつ
て極薄のワークを高精度に両面研摩する際に、該
ワークの支持に好適に使用されるキヤリヤに関す
るものである。

［従来の技術］ ラツプ盤の加工原理は、上下の定盤間にワーク
を挟み、このワークに砥粒（ラツプ剤）を利用し
て定盤の平面度を直接移すやりかたであるため、
ワークの加工精度は次の３要素によつて決まるこ
とになる。

(1) 上下定盤の平面精度。

(2) 砥粒の特性。

(3) キヤリヤの運動に伴う周速と軌跡長。

従つて、要求されるワークの加工精度に対して
上下定盤の平面精度が十分に保持され、さらに、
ワークの材質と加工精度とに適した特性の砥粒が
使用された時（上記(1)、(2)の要素がソフト面で十
分に満足された時）には、上記(3)の要素、即ち、
ワークを保持するキヤリヤと上下定盤との相対運
動に伴う合成周速及び軌跡長の均等化が、加工精
度向上の条件となる。

従来より公知のラツプ盤は、中心に位置する太
陽歯車とその回りの内歯歯車とに複数のキヤリヤ
を噛合させ、該キヤリヤに保持させたワークを上
下の定盤によつて両面加工するように構成してお
り、２ウエイ方式の加工を行う場合には、上下の
定盤を停止させて太陽歯車と内歯歯車とを回転さ
せることにより、キヤリヤの自転と公転との遊星
運動をさせるようにしている。

而して、上記加工時に、遊星運動をするキヤリ
ヤの中心点は、太陽歯車を中心とする真円状の軌
跡を描き、キヤリヤの中心点以外の各点は、自転
に伴う運動によつて中心点よりも軌跡長が大きく
なる。即ち、キヤリヤの中心点の軌跡長が最も小
さく、中心からの距離に比例して軌跡長は大きく
なる。従つて、キヤリヤの保持されたワークの加
工速度は部分的に不均等になり、加工精度は低下
する。

また、４ウエイ方式による加工時には、上下の
定盤も同時に駆動されるが、一般に、この種ラツ
プ盤における定盤の寸法は、外径／内径＝2.5〜
３の関係にあるから、外周側の円周速度と内周側
の円周速度との間には、2.5〜３倍の速度差があ
り、この速度差による影響が加わるために加工精
度はさらに低下することになる。

また、かかる両面研摩装置においては、ワーク
より薄いキヤリヤが必要であるため、半導体ウエ
ハなどのようなミクロン単位の薄物のワークの加
工時には、非常に薄いキヤリヤを使用しなければ
ならない。

ところが、キヤリヤの肉厚が薄くなると、必然
的にその強度が低下し、特にその回りに切設した
歯の強度が低下して破損を生じ易くなり、キヤリ
ヤを低速で駆動しても破損により加工が困難にな
るケースが多い。

そこで本発明者は、特願昭59−211938号によ
り、このような問題を解決できる両面研摩装置を
提案した。これは、定盤よりも大径のキヤリヤを
使用し、該キヤリヤの外周に取付けたリング状歯
車を、定盤の回りに固定的に配設された僅かに歯
数の多い内歯歯車に噛合させると共に、キヤリヤ
の内周面に取付けた内リングに研摩部中央の駆動
軸に取付けられた偏心カムを当接させ、該偏心カ
ムの回転により、キヤリヤにその半径方向への揺
動と、内歯歯車とリング状歯車との歯数差に基づ
く非常に小さな速度での回転とを生じさせて、該
キヤリヤに保持させたワークを上下の定盤によつ
て加工するようにしたものである。

そして、このような両面研摩装置によれば、キ
ヤリヤの回転を極力抑えることによつてワーク加
工速度の部分的な不均等を少なくし、加工精度の
向上を図ることができ、また、キヤリヤの内外周
に別部材として内リング及びリング状歯車を取付
けることにより、キヤリヤ自身を極薄に形成する
ことが可能になる等の利点がある。

ところが、薄肉の鋼板等で大径のキヤリヤを形
成すると、その強度低下は避けられず、しかも、
ワーク保持穴を打ち抜き加工した際に生じた歪
や、内リング及びリング状歯車を取付けた際に生
じた歪が残り易いため、キヤリヤに適正な平面度
を保持させることは非常に困難である。更に、研
摩加工時に、砥粒がキヤリヤ上を内外に流れ、歯
車噛合部やカムの当接部等に流れ込むため、可動
部分が摩耗を生じ易い等の問題もある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、上述した薄肉キヤリヤに特有
の問題点を解消し、大きい強度と勝れた平面度と
を保持し、且つ砥粒による可動部分の摩耗を生じ
にくいキヤリヤを得ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明のキヤリヤに
おいては、複数のワーク保持穴を備えた円環状の
キヤリヤ本体を薄肉の金属板によつて定盤より大
径に形成し、該キヤリヤ本体の外周に、上記定盤
の回りに固定したピン車と噛合し且つ該ピン車の
ピン数より僅かに歯数の少ないリング状歯車を固
定すると共に、キヤリヤ本体の内周に、研摩部中
央の駆動軸に取付けられた偏心カムが当接する内
リングを固定し、該キヤリヤ本体の内周部と外周
部とにそれぞれリング状の突条を形成するという
技術的手段を講じている。

［作 用］ 上記キヤリヤを使用したワークの研摩加工時
に、該キヤリヤの内リングに内接する偏心カムが
回転すると、上記キヤリヤはこの偏心カムによつ
て半径方向へ押動され、ピン車との噛合位置を変
えながら半径方向への揺動運動と、リング状歯車
とピン車との歯数差に基づく低速度での回転とを
行う。従つて、キヤリヤの回転に伴うキヤリヤ各
部の速度差は極力抑えられ、該キヤリヤに保持さ
れたワークは、上下の定盤によつてその全面が略
均等の条件で加工されることになる。

また、研摩部分に供給される砥粒は、キヤリヤ
に設けた内外の突条によつてせき止められ、ピン
車とリング状歯車との噛合部や内リングと偏心カ
ムとの当接部などに流れ込むのが防止されるた
め、該砥粒による各部の摩耗がなくなる。

さらに、キヤリヤにおける上記突条は、キヤリ
ヤ本体の加工歪やリング状歯車及び内リングとの
溶接歪を除去すると共に、キヤリヤ本体の剛性を
高め、極薄のキヤリヤの形成を可能にする。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図〜第３図は、本発明のキヤリヤ２を備え
た両面研摩装置としてのラツプ盤１を示すもの
で、このラツプ盤１は次のような構成を有してい
る。

即ち、該ラツプ盤１における機体４の中央部に
は、図示しない駆動源に連結された第１〜第３の
駆動軸５〜７を、ベアリング８〜１０を介して互
いに同心状且つ独立して回転可能に配設し、第１
の駆動軸５の上端には、定盤受け１２を取付ける
と共に、該定盤受け１２上に円環状の下定盤１３
をピン１４で固定し、第２の駆動軸６の上端に
は、ローラ１６によつて当接部を構成した偏心カ
ム１５を取付け、さらに第３の駆動軸７の上端に
は、爪１７ａを備えた係止板１７を取付け、この
係止板１７の爪１７ａを、円環状の上定盤１８に
ねじ２０で固定された支持板１９に係脱自在と
し、これらの係止板１７及び支持板１９を介して
第３の駆動軸７により上定盤１８を駆動するよう
に構成している。なお、該上定盤１８と下定盤１
３とは、略々同じ大きさに形成している。

また、上記機体４上には、駆動軸５〜７の回り
を囲むように円筒状をなすカバー兼用の架台２１
を取付け、該架台２１の上端にピン車２２を固定
している。このピン車２２は、円環状の受板２３
上に、多数のピン２４，２４，…を上下の定盤１
３，１８の回りに同心円状に位置するように一定
間隔で立設固定したものである。

一方、上記キヤリヤ２は、第４図からも明らか
なように、鋼板などの薄肉の金属板によつて定盤
１３，１８よりも大径に形成した円環状のキヤリ
ヤ本体３０に、複数のワーク保持穴３１を打抜き
加工により形成し、該キヤリヤ本体３０の外周
に、定盤１３，１８の研摩面と重ならないように
上記ピン車２２のピン数よりも僅かに歯数の少な
いリング状歯車３２を取付けると共に、キヤリヤ
本体３０の内周即ち中心穴３３の縁部に、定盤１
３，１８の研摩面と重ならないように内リング３
４を取付けたもので、該キヤリヤ本体３０とリン
グ状歯車３２及び内リング３４との連結は、リン
グ状歯車３２及び内リング３４に設けた段部３２
ａ，３４ａ内にキヤリヤ本体３０の端部を重合
し、それらを数ケ所の点Ｐにおいてスポツト電気
溶接することにより行つており、その際の溶接歪
と上記ワーク保持穴３１を打抜き加工する際の加
工歪とを除去するため、上記キヤリヤ本体３０の
内周部及び外周部には、上記リング状歯車及び内
リングの取付後に上面側に突出する突条３５，３
６をそれぞれプレス加工により形成している。こ
の突条３５，３６は、上記歪を除去してキヤリヤ
本体３０の張力及び平面度を保つのみでなく、薄
肉化によつて柔軟性が増大するキヤリヤ本体に適
度の剛性を付与し、さらに、研摩部へ供給される
砥粒の内外への流出を防止する機能を有する。

而して上記キヤリヤ２は、リング状歯車３２を
受板２３上に載置した状態でピン２４と部分的に
噛合させると共に、内リング３４に偏心カム１５
のローラ１６を当接させた状態で下定盤１３上に
セツトし、各ワーク保持穴３１内に加工すべきワ
ーク４０を嵌合保持させている。このとき、キヤ
リヤ２は、定盤１３，１８の中心に対して偏心量
Ｅだけ偏心することになる。

上記構成を有するラツプ盤において、駆動軸６
を矢印Ａ方向に回転させて偏心カム１５を回転さ
せれば、キヤリヤ２は、該偏心カム１５のローラ
１６で半径方向へ押動され、ピン車２２との噛合
位置を変えながら２Ｅの範囲で揺動すると共に、
ピン車２２のピン数とリング状歯車３２の歯数と
の差に基づく速度で矢印Ｂ方向に回転することに
なり、従つて、該キヤリヤ２に保持されたワーク
４０は、キヤリヤ２と共に揺動しながら上記駆動
軸６の回りを回転し、上下の定盤１３，１８によ
つてその上下面が研摩加工される。

ここで、上記キヤリヤ２の回転数Ｎと駆動軸６
の回転数ｎとの間には、 Z₁：ピン車のピン数 Z₀：リング状歯車の歯数 とすれば、 Ｎ＝Z₁−Z₀／Z₀×ｎ なる関係があるが、Z₁−Z₀は小さい値であるた
め、キヤリヤ２の回転数Ｎは駆動軸６の回転数ｎ
に対して極めて小さくなる。例えば、Z₁＝64、Z₀
＝60、ｎ＝60r.p.mとすれば、Ｎ＝4r.p.mとなる。

従つて、キヤリヤ２の回転に伴うキヤリヤ各部
の軌跡長差が研摩に及ぼす影響はほとんど無視す
ることができ、２ウエイ方式の研摩加工時、即ち
上下の定盤１３，１８を停止させた状態では、上
記キヤリヤ２に保持された各ワーク４０は、2E
×ｎの運動量でその全面が上下の定盤１３，１８
に略均等に摺り合うことになる。

上下の定盤１３，１８を回転させる４ウエイ方
式の研摩加工においても、キヤリヤ２の回転によ
る影響がほとんどなくなるため、キヤリヤが大き
い速度で遊星運動をする従来のものに比べて加工
精度は向上する。

また、上記加工時に研摩部に供給される砥粒
は、キヤリヤ２上の突条３５，３６によつてせき
止められ、ピン車２２とリング状歯車３２との噛
合部や偏心カム１５と内リング３４との当接部な
どに流れ込むのが阻止され、これによつて、該砥
粒による各部の摩耗が防止される。しかも、上記
突条３５，３６は、薄肉のキヤリヤ２における張
力及び平面度を保持すると共に、その剛性を高
め、キヤリヤ２の使用性及び耐久性を向上させ
る。

［効 果］ キヤリヤ本体の外周及び内周にそれぞれ別形成
のリング状歯車及び内リングを取付けるようにし
たので、駆動時に大きな力が作用するキヤリヤの
外周及び内周の強度をキヤリヤ本体の肉厚とは無
関係に高め得ると同時に、キヤリヤ本体をワーク
に応じた任意の薄さに形成することが可能にな
り、これによつて、極薄のワークの加工に適した
キヤリヤを簡単に得ることができる。

また、キヤリヤ本体の内周部及び外周部にそれ
ぞれリング状の突条を設けたので、該突条の補強
効果によつて薄肉のキヤリヤの強度を高めると同
時に必要な剛性を保持させることができ、しか
も、この突条の形成によりキヤリヤ本体に半径方
向且つ放射方向の張力が発生し、ワーク保持穴を
打抜き加工した際に生じた歪や、リング状歯車及
び内リングを取付けた際に生じた歪が除去される
ため、キヤリヤに十分な平面度を保持させること
ができ、更に、上記突条が、研摩加工時にキヤリ
ヤ上の砥粒が内外へ流れ出すのを防ぐ防波提とし
て機能するため、リング状歯車とピン車との噛合
部や内リングと偏心カムとの当接部等の可動部分
が砥粒により摩耗するのを確実に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のキヤリヤを使用した両面研摩
装置の要部断面図、第２図はその上定盤を取外し
た状態での要部断面図、第３図はその平面図、第
４図はキヤリヤの部分断面図である。 ２…キヤリヤ、６…駆動軸、１３…下定盤、１
５…偏心カム、１８…上定盤、２２…ピン車、２
４…ピン、３０…キヤリヤ本体、３１…ワーク支
持穴、３２…リング状歯車、３４…内リング、３
５…突条、４０…ワーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のワーク保持穴を備えた円環状のキヤリ
   ヤ本体を薄肉の金属板によつて定盤より大径に形
   成し、該キヤリヤ本体の外周に、上記定盤の回り
   に固定したピン車と噛合し且つ該ピン車のピン数
   より僅かに歯数の少ないリング状歯車を固定する
   と共に、キヤリヤ本体の内周に、研摩部中央の駆
   動軸に取付けられた偏心カムが当接する内リング
   を固定し、該キヤリヤ本体の内周部と外周部とに
   それぞれリング状の突条を形成したことを特徴と
   する両面研摩装置用キヤリヤ。