JPS6025651A - 平面ラツプ盤 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は平面ラップ盤に係り、特にワークの研磨面の平
坦度および面粗さの向上を志向した平面ラップ盤に関す
るものである。

〔発明の背景〕

まず、従来の平面ラップ盤を説明する。

第１図は、従来の平面ラップ盤の要部を示す略示断面図
、第２図は、第１図に係る平面ラップ盤におけるワーク
のりザージュ軌跡図である。

第１図において、駆動アーム７は、モータ１２の回転円
板１１上に送りねじ１０で位置決めされた偏心軸９に軸
受８で支持されている。この駆動アーム７は、摺動案内
（図示せず）に沿ってＸ軸方向へ往復運動することがで
きるようになっている。そして、駆動アーム７の先端部
のすべり軸受６に支持された荷重棒５は、球面軸受４を
介し７てワークホルダ６に取付けられたワーク２をラッ
プ定盤１に定荷重で押し付ける。前記Ｘ軸方向の運動と
直交させて、Ｙ軸方向の運動を同様な構成でラップ定盤
１側に与えれば、ワーク２はラップ定盤１に対して、第
２図に示すようなりサージュ軌跡１３を描くものである
。

このリサージュ軌跡１５の中央部ａでは、ラップ速度は
最高値Ｖ　ｍａｘとなり、隅部すではラップ速度は零Ｖ
ｍｉＨ＝＝　０となる。このようにリサージュ軌跡１６
を用いてラップ加工する場合、ラップ速度は０〜Ｖｍａ
ｘと広範に変化する。しかるに、ラップ加工の経験則に
よると、ラップ砥粒がラップ定盤１面に固定される、い
わゆる固定砥粒の分布密度は、ラップ速度依存性があり
、ラップ速度が小さい程該分布密度は大きくなる傾向に
ある。この理由は、ラップ速度が大きい程、ランプ剤は
流動的に作用し、ランプ定盤１面に固定されにくいもの
と考えられる。

このような従来の平面ラップ定盤には、次のような問題
点があった。

すなわち、ラップ速度に起因したラップ定盤１面のラッ
プ砥粒分布密度の不均一性により、ラップ定盤・１面お
よびワーク２研磨面の摩耗速度が内外周で異なり平坦度
が劣化するという第１の問題点がある。

第２の問題点は、リサージュ軌跡１ろの密度がラップ定
盤１面の中央部と周辺部では異なるため、一般にラップ
定盤１０周辺部で定盤摩耗速度が大となり、ラップ定盤
１の平坦度が劣化するということである０ 第３の問題点は、リサージュ軌跡１ろの折返し点では、
摩擦力が急激に反転するため、固定砥粒が動きやすくな
りワーク２の研磨面にスクラッチが生じ、面粗さを劣化
させる原因となっていた。

以上述べた三つの問題点により、リサージコー運動のよ
うな不等速運動によるラップ加工ではワーク２の研磨面
の平坦度９面粗さが損なわれ易く、またランプ定盤１の
平坦度も劣化するという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の欠点を除去して、平坦度
および面粗さの優れた研磨面が得られる平面ラップ盤の
提供を、その目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る平面ラップ盤の構成は、ワークの円運動に
ともなってＸ、Ｙ方向に移動させるようにしたラップ定
盤と、このラップ定盤上に載置されたワークに円運動を
与える公転駆動装置と、前記ワークが常に一定方向を向
いて自転速度が０もしくはほぼ０になるように姿勢制御
することができる自転駆動装置とを具備せし、めるよう
にしたものである。

さらに詳しくは、ワークを等速運動゛させるために、公
転の回転運！ＩＵＩを与える公転駆動装置と前記ワーク
の自転速度が０になるように、該ワークの姿勢を制御す
る自転駆動装置とを具備せしめることにより、ワークの
内外周で周速を等しくシ、また運動の軌跡に折返し点が
生じないようにし、前記ワークの平坦度および面粗さの
劣化を防止し、且つ固定砥粒の脱落によるスクラッチの
発生を防止するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例によって説明する。

第６図は、本発明の一実施例に係る平面ラップ盤の要部
を示す断面図、第４図は、第６図における回り止め近傍
の詳細を示す■矢視図、第５図は、第６図に係る平面ラ
ップ盤におけるワークの運動状態を示す要部平面図であ
る。

図において、１４は第１のモータ、１９は、この第１の
モータ１４の軸に固定された軸受１８で支持された公転
駆動用ギヤ１６と一体で、他端側において荷重棒５（こ
の荷重棒５の上に錘り２５が載置されている）をすべり
軸受６で支持した回転アーム、１５は第２のモータ、１
７は、この第２のモータ１５の軸に嵌着され、前記公転
駆動用ギヤ１６と噛合う駆動ギヤである。

公転駆動装置は、前記した公転駆動用ギヤ１６と一体の
回転アーム１９と、駆動ギヤ１７とから構成されるもの
であり、この公転駆動装置によって、ラップ定盤１上に
載置されたワーク２に、第１のモータ１４の軸心０を中
心とし半径ｒの公転円運動を与えることができる。この
ときの公転速度は、公転駆動用ギヤ１６の回転数ｎｄで
与えられる。

２０は、第１のモータ１４の軸に嵌着された自転駆動用
ギヤ、２１は、この自転駆動用ギヤ２ｏと噛合い、荷重
棒５に軸受２２を介して支持されたワークホルダ駆動用
ギヤ、２４は、一端がこのワークホルダ駆動用ギヤ２１
に固定され、他端がワークホルダ５の切欠部３ａに嵌め
られ、ワークホルダ駆動用ギヤ２１とワークホルダ３と
を連結する回り止めである。そして、ワーク２が常に一
定方向を向いて自転速度が０、すなわちワークホルダ駆
動用ギヤ２１の回転数ｎｅ＝０（固定座標系に対して）
にするために、自転駆動用ギヤ２゜の歯数Ｚｂおよび回
転数ｎｂ＋公転駆動用ギヤ１６の回転数ｎｄ＋ワークホ
ルダ駆動用ギヤ２１の歯数２゜の間には次式の関係が成
立するように、歯車列の歯数比とモータ回転数が調整さ
れている。

自転駆動装置は、前記した自転駆動用ギヤ２０と、ワー
クホルダ駆動用ギヤ２１と、回り止め２４とから構成さ
れるものである。

また、ラップ定盤１は、ＸＹ駆動装置（図示せず。たと
えば直流モータとこれに直結されたスクリュで構成され
るもの）によって、ワーク２の円運動にともなって、Ｘ
Ｙ方向に等速度運動を行なうようになっている。

このように構成した平面ラップ盤のラップ加工の動作を
説明する。平面ラップ盤をＯＮにすると、第１のモータ
１４．第２のモータ１５および前記ＸＹ駆動装置が駆動
される。第２のモータ１５は駆動ギヤ１７により公転駆
動用ギヤ１６を回しこの公転駆動用ギヤ１６と一体とな
っている回転アーム１９に回転力を伝え、すべり軸受６
に支持されている荷重棒５７に介してワークホルダ３に
第１のモータ１４の軸心０を中心とした公転運動を与え
る。

この公転速度は公転駆動用ギヤ１６の回転数ｎｄで与え
られる。

一方、ＷＪｌのモータ１４け、自転駆動用ギヤ２０を介
してワークホルダ駆動用ギヤ２１に回転を与えるが、前
記（１）式の関係が成立しているので、ワークホルダ、
駆動用ギヤ２１は、前記公転運動による角度のずれを補
償するだけ回転し、ワークホルダ乙の自転速度を０にす
ることができる。

したがって、第５図に示すように、ワーク２は第１のモ
ータ１４の軸心０を中心として半径ｒの公転回連ＩＵ）
を行ンようが、自転運動を行なわないので、ワーク２の
内外周での移動速度は等しくなる。。

オだ、ワーク２の上記公転運動にともなってラップ定盤
１は、前記ＸＹ、駆動装置によってＸＹ方向に等速度運
動を行すう。

以上説明し／ζ実施例によれば、ワーク２の内外周での
移動速度が等しいので、ワーク２の研磨面の内外周での
ラップ速度が等しく、研磨能率も等しいので、ワーク２
の研磨面の平坦度は優れたものになる。また、前記公転
運動（円運動）は等速運動であるので、ワークの面粗さ
も優れており、ラップ定盤１の平坦度を劣化させること
もない。さらに前記ＸＹ装置によって、ワーク２０円運
動にともなって、ラップ定盤１を等速度運動させること
により、ラップ定盤１を広く均一に使うことができると
いう利点もある。

第６図は、本発明の他の実施例に係る平面ラップ盤の要
部を示す断面図である。

この実施例は、前記第３図に係る実施例が２個のモータ
を使用しているのに対して、１個のモータ（第１のモー
タ１４）のみを使用するものであり、第３図と同一番号
を付したものは同一部分である１、そして、２７は、第
１のモータ１４の軸に嵌着された第１中間ギヤ、２９は
、第１のモータ１４に固定されたモータフランジ固定板
２５によって、軸受２６ヲ介し、て支持された中間軸で
あリ、この中間軸２９に、前記第１中間ギヤ２７と噛合
う第２中間ギヤ２８と、分軸駆動用ギヤ１６と噛合う駆
動ギヤ１７とが嵌着されている。この場合第１中間ギヤ
２７の回転数ｎｆ（−自転駆動用ギヤ２０の回転数ｎｂ
）および歯数Ｚ（＋公転駆動用ギヤ１６の回転数ｎｄお
よび歯数Ｚｄ＋ワークホルダ駆動用ギヤ２１の歯数Ｚｃ
＋　自転駆卯・用ギヤ２０の歯数Ｚｂ、駆動ギヤ１７の
歯数Ｌ）第２中間ギヤ２８の歯数７２とすれば、次の（
２）式をｐ足するように各ギヤの歯殻比と回転数を設定
することにより、前記第６図に係る実施（（ＩＩと同様
に、ワーク２の自転速度全０にすることができる。

このように構成した平面ランプ盤の動作を説明する。平
面ラップ盤をＯＮにすると、第１のモータ１４およびＸ
Ｙポ動装置（図示せず）が駆動される。第１のモータ１
４ば、自転駆動用ギヤ２０ヲ介してワークホルダ駆動用
ギヤ２１に回転を与えるとともに、第１中間ギヤ２７．
第２中間ギヤ２８．駆動ギヤ１７を介して公転駆動用ギ
ヤ１６にも回転を与える。そして、前記第６図に係る実
施例と同様にして、ワーク２は、第２のモータ１４の軸
心０を中心として半径Ｔの公転運動を行なうが、自転運
動を行なわないため、ワーク２の内外周での移動速度は
等しくなる。

以上説明した実施例によれば、前記第６図に係る実施例
の効果に加えて、使用するモータは１個（第１のモータ
１４）ですむので、平面ラップ盤の構成が簡単になると
いう利点がある・、第７図は、本発明のさらに他の実施
例に係る平面ラップ盤の回転アーム近傍の詳細を示す略
示平面図である。

前記各実施例は、回転アーム１９を１個だけ、公転駆動
用ギヤ１６と一体にして設けるようにしたが、本実施例
は、４個十字形に設けるようにしたものである。

この第７図において、第３図と同一番号を付したものは
同一部分である。そして、１９Ａは、公転駆動用ギヤ１
６と一体に設けられた十字形の回転アームであり、この
回転アーム１９Ａの各先端部には、荷重棒を挿入するた
めの荷重棒挿入穴３１が穿設されている。ワークホルダ
駆動用ギヤ２１（４個）は、前記各荷重棒に軸支され、
自転駆動用ギヤ２０と噛合うように取付けられている。

６０は、第１のモータ１４の軸を挿入するためのモータ
軸挿入穴である。

このように構成した平面ラップ盤は、複数個（本実施例
では４個）のワークを同時にラップ加工できるので、加
工能率が優れているという効果がある。

なお、前記各実施例においては、ワーク２の自転速度を
０とするような駆動装置を設けるようにしたが、ワーク
の自転速度は完全には０でなくてもよく、はぼ０であっ
てもよい。

すなわち となるように、歯車列の歯数比と回転数を調整すればよ
い。このようにワークの自転速度が公転速度に比べて十
分小さければ、ワークの研磨面の速度分布は事実上等速
度とみなし得るものである。このように微小なワークの
自転速度を与えることは、ワークの研磨面の平坦度の回
転対称性を向上させる上でも有効である。

さらに、前記第６図に係る実施例における自転駆動用ギ
ヤ２０．ワークホルダ駆動用ギヤ２１の代りにゴムロー
ラガと若干すべりを生ずるものを用いるようにしてもよ
い。この場合、自転駆動用ギヤ２００代りのゴムローラ
の回転数をｎ／ｂワークホルダ駆動用ギヤ２１の代りの
ゴムローラの回転数をｎ’　ｃ　とすれば、次の（２）
１式を満足するように、各歯車、ゴムローラの回転数比
をきめるようにすればよい。

あるいは この実施例によれば、ギヤの代シにゴムロ−ラを使用す
るようにしたので、平面ラップ盤をさらに安く製作でき
るという効果がある。

前記各実施例は、ワークに等連日運動を与えるようにし
たが、ワークの公転運動は若干不等速であっても、本発
明の効果は変らないものである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、平坦度およ
び面粗さの優れた研磨面が得られる平面ラップ盤を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の平面ラップ盤の要部を示す略示断面図
、第２図は、第１図に係る平面ラップ盤におけるワーク
のりサージュ軌跡図、第６図は、本発明の一実施例に係
る平面ラップ盤の要部を示す断面図、第４図は、第３図
における回り止め近傍の詳細を示す■矢視図、第５図は
第６図に係る平面ラップ盤におけるワークの運動状態を
示す要部平面図、第６図は、本発明の他の実施例に係る
平面ラップ盤の要部を示す断面図、第７図は、本発明の
さらに他の実施例に係る平面ラップ盤の回転アーム近傍
の詳細を示す略示平面図である。 １・・・ラップ定盤　２・・・ワーク ６・・・ワークホルダ　５・・・荷重棒６・・・すべり
軸受　１４・・・第１のモータ１５・・・第２のモータ
　１６・・・公転駆動用ギヤ１７・・・駆動ギヤ　１８
・・・軸受 １９、１９Ａ・・・回転アーム ２０・・・自転駆動用ギヤ ２１・・・ワークホルダ駆動用ギヤ ２２・・・軸受　２４・・・回り止め 禾１図 矛２図 〒６図 〒７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ワークの円運動にともなってＸ、Ｙ方向に移動さ
   せるようにしたラップ定盤と、このラップ定盤上に載置
   されたワークに円運動を与える公転駆動装置と、前記ワ
   ークが常に一定方゛向を向いて自伝速度が０もしくはほ
   ぼ０になるように姿勢制御することができる自転駆動装
   置とを具備したことを特徴とする平面ラップ盤。 ２、公転、駆動装置を、第１のモータの軸に軸受支持さ
   ＋ｔた公転駆動用ギヤと一体で、他端側において荷重棒
   を軸受支持した回転アームと第２のモータの軸に嵌着さ
   れ前記公転駆動用ギヤと噛合う駆動ギヤとで構成し、自
   転駆動装置を、前記第１のモータの軸に嵌着された自転
   駆動用ギヤと、この自転駆動用ギヤと噛合い、前記荷重
   棒に軸受支持されたワークホルダ駆動用ギヤと、このワ
   ークホルダ駆動用ギヤと前記荷重棒に取付けられたワー
   クホルダとを連結する回り止めとで構成したものである
   特許請求の範囲第１項記載の平面ラップ盤。