JPS6219701A

JPS6219701A - 測定バ−

Info

Publication number: JPS6219701A
Application number: JP61164888A
Authority: JP
Inventors: ジヨセフ　ビト　セスナ
Original assignee: Speedfam Corp
Current assignee: Speedfam Corp
Priority date: 1985-07-16
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1987-01-28
Also published as: DE3622778A1; GB8614241D0; US4693012A; GB2177799B; DE3622778C2; GB2177799A

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】発明の背景自由研摩仕上げ、もしくはラップ仕上げ用の装置は市販
されており、イリノイ州のスピードファム・コーポレー
ション・オブ・デスブラーンズ（Ｓｐｅｅｄｆａｍ　Ｃ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＤｅｓＰｌａｉｎｅｓ）
が販売している。また、たとえば米国特許第４，２７０
゜３１４＠および第４；　５１９，１６８号、さらには
これらの明細書に挙げられている他の特許を参照された
い。この形式の自由研摩仕上げ装置は、水平配置の回転
ホイールをもち、このホイールにより工作物に対し研摩
作用が加えられる。短い金属管（゛形直しリング″）が
、通例、回転ホイールに対して直角方向の管軸線となる
ように回転ホイール上に配置され、工作物は管内に置か
れる。

何らかの形式の圧力がピストンもしくは錘により工作物
に加えられる。形直しリングが、回転ホイールが下方で
回転できる位置に保持され、しかも、形直しリングも回
転しうるようにする。この回転が行なわれるのは、半径
方向で回転中心に近い回転ホイール部分が、回転ホイー
ルの回転中心から遠い対応部分より運動が遅いからであ
る。

研摩材は、スラリ状のものが回転ホイール上に置かれ、
自由研摩仕上げ処理が行なわれる。

定期的に回転ホイールの平面度のチェックの必要がある
。回転ホイールの平面度は大体において、所望平面度の
一定限界内になければならない。研摩処理により相応に
平らな工作物が得られるようにするためである。回転ホ
イールは、研摩作業の継続により凹面となる傾向がある
。この凹面曲率が一定の度合、たとえば僅か十分の数イ
ンチに達しただけでも、回転ホイールの形状は修正せね
ばならない。工作物に所望の平面度を与ええないからで
ある。

加えて、いわゆる跡つき状態″が生じること、がある。

これは、工作物に過大な圧力がかけられたり、十分な研
摩スラリが与えられなかったりする場合に生じる。この
跡つき状態は、回転ホイールのほぼ平らな表面の一様な
曲率に見られる変則をいう。跡つき状態は０．　Ｏ１２
７ｒｒｍ　（０，０００５インチ）もしくは類似の値ま
での表面形状偏差として、きわめて迅速に示されうる。

跡つき状態が生じたら、即時に探知し、回転ホイールの
修正処置を行なわねばならない。そのような欠陥回転ホ
イールで製作されたパーツは所望の仕様に合わないだろ
うからである。都合の悪いことに、どんなときに回転ホ
イールを修正すべきかは肉眼では識別できない。

このため、回転ホイールの平面度のテストが行なわれる
のが慣例である。このテストの場合には、研摩スラリは
すべてホイールから除去されるので、時間がかかる。そ
れから、精密直定規をホイールの上に当て、周知の厚さ
のシムを直定規の下にスライドさせ、回転ホイールの平
面度からの偏差を把握し、跡つき状態の有無を調べたり
、いつホイールが、修正を要するほど平面度を失ったか
を把握したりする。

この平面度テストは、テスト前に必要なホイールのクリ
ーニングを含めて、１０分から２０分を必要とする。ま
た、直定規の下にスライドさせる適切なシムを探して、
回転ホイールの平面度からの偏差を把握するさいには、
通常、その作業にかなりの不手際が生じる。

本発明によれば、回転ホイールのクリーニングや回転ホ
イールからの研摩材の除去なしに使用できる測定バーが
得られる。このことだけで、測定ごとに１０分以上のオ
ーダーでの、極めて有意な時間の節約が可能となる。加
えて、シムも必要ではなく、その代りに直接に測定バー
から読み出しが可能である。このため、生産活動が行な
われている最中に、１分間そこそこで回転ホイールの状
態を把握でき、しかも、ホイール面から研摩材をクリー
ニングすることは不要であり、また、１０分から２０分
も生産作業を中断する必要もない。

発明の説明本発明によれば、平面度とそれからの偏差を把握する測
定バーが得られる。この測定バーは、剛性のバーと、こ
のバーから突出している複数の支持脚を有し、これらの
支持脚が、共通の平らな面を共同で占める自由端部を有
している。これら支持脚それぞれの自由端部は、ほぼ０
．１２７＃（０，００５インチ）から０．６３５＃Ｉ１
１　（０，０２５インチ）の範囲の直径をもつ横支持面
を有している。

また、バーには、前記平らな面と標的表面の少なくとも
１つの個所との間隔を測定する器具が備えられている。

標的表面には支持脚自由端部が載置される。前記の少な
くとも１つの個所は支持脚からは間隔を置いた位置にあ
る。

たとえば、標的表面は、既述のように、研摩機械加工装
置の回転ホイールである。本発明によれば、支持脚が、
有利には直径僅か０．１７７ｍ（０．００７インチ）か
ら０．２５４履く０．０１インチ）の小さな面積の横支
持面を有しているので、横支持面は、研摩スラリのなか
へ押し下げることができ、研摩スラリの微粒子を押し分
けて標的表面に事実上接触する。しかも横支持面と標的
表面との間に介在する研摩微粒子により生じる間隔は有
意なものではない。このようにして、支持脚により画定
される共通の平らな面に対して、複数の個所と標的表面
との接触が可能となる。そのさい、測定バーは、標的表
面にｒＩｙＩｓスラリかあっても、その上に置くだけで
よい。

次いで、平らな面と標的表面上の少なくとも１つの個所
との間隔を測定するための、バーに保持された器具によ
って、標的表面の形状と以後の使用の適否についての情
報が得られる。

有利には、既述の支持脚の１本は、バーの第１端部近く
に配置し、間隔をおいて対をなす他方の支持脚はバーの
第２端部近くに配置して、支持脚が相互に３角形状の関
係にあるようにし、バーが安定的に標的表面に置かれる
ようにする。

対をなす支持脚のそれぞれは、バーの第２端部から異な
る間隔に配置して、３本の支持脚が、自由研摩仕上げで
用いられる回転ホイールのように、予め定められた寸法
の円板形標的表面の円周部から等距離にあるようにする
・間隔測定器は、ばね負荷された指示器であることができ
る。この指示器には、測定バーの支持脚により画定され
た共通の平面からの、ばね負荷された先端の偏差を表示
するダイヤル式表示部が備えられている。この形式の指
示器は市販されており、たとえばマサチューセッツのり
、　Ｓ、　５ｔａｒｒｅｔｔＣｏ、　ｏｆ＾ｔｈｏ１　
　社から入手できる。他のシステム、たとえば音波もし
くはレーザーを用いた測定装置、を使用することもでき
る。

この間隔測定器は、自由研摩仕上げ用の回転ホイールを
員いて延びている典型的な内方中心孔に近い１個所の偏
差を測定するために配置される。

その場合、支持脚はホイール円周部から等間隔、典型的
には２．５４ｃｍ（１インチ）以下の間隔に位置せしめ
られる。

付加的間隔測定器は、通例は、同じようなばね式指示器
であり、ホイール面の中央域での間隔を測定し、ホイー
ル面の曲率が一様か否かをチェックするものである。規
格からの著しい偏差がある場合、跡つき状態の表示がな
される。

典型的な場合には、１対の熱絶縁把手も備えられている
。これは、測定バーを直接に手で扱う場合、指からバー
への熱伝達が生じ、その結果、一時的なバーのひずみが
起り、表示誤差が生まれることがあるからである。典型
的な場合、把手は支持脚軸線に対し直角方向に延びてい
る。

支持脚の横支持面には、面積が橿めて小さいため、１ミ
リ平方当り極めて高い圧力がかかる。したがって、支持
脚の横支持面は超硬質材料、たとえばダイヤモンド、サ
ファイヤ、タングステン・カーバイドのいずれかで造る
のがよい。同じように、間隔測定器のそれぞれは、標的
表面と同じように接触する接触脚をもっているようにす
る。これらの接触脚も、有利には楊小面積をもち、研摩
スラリかあるにもかかわらず標的表面の位置を正しく測
定することができる。これらの接触脚も前記の材料同様
の超硬質材料で造られている。

特定実施例の説明第１図および第２図に示したのは、自由研摩仕上げ装置
の回転ホイール１０である。ホイール１０は、中心孔１
２を有しており、作動状態では、典型的な場合には、ホ
イール表面に短い金属スリーブ、または工作物１６を囲
むリング１４が載せられている。金属スリーブ１４は、
その端部の一方が回転ホイール１０と接触する位置にあ
り、錘か加圧シャフトかいずれかが、ホイール１０の回
転中にスリーブ１４を同一位置に保持するために用いら
れる。他方、スリーブ１４は自らの位置で回転しろるよ
うにする。自由研摩仕上げ装置は、従来のどのような設
計のものであってもよい。

本発明によれば、測定バー１８は、回転ホイール１０の
平面度を定期的に測定するため用いられる。

作動中、回転ホイール１ｏには、工作物１６の面を形づ
くる研摩スラリが載せられている。工作物１６は、回転
ホイール１０に対して押付けられるが、双方の表面の間
には研摩スラリが介在している。ホイール１０の回転を
止め、測定バー１８をホイール表面上に置く。その位置
は第１図、第２図に示されている。測定バー１８は、■
字形横断面の陽極処理剛性アルミニウム製のバーを有し
、図示の実施例の場合、３本の支持脚２２，２４゜２６
は、その自由端部が先細になり、事実上、点となってい
る。これら自由端部は、それぞれ横支持面をもち、これ
ら横支持面は、ほぼ０．１７７履（０．００７インチ）
から０．２５４１１＋ＩＩ＋（０，０１ａｍ＞の範囲の
直径の面積を有している。

たとえば０．２０３順（０，００８インチ）直径で、６
．４５１平方センチの約１０００分の２０の大体におい
て円形の面積を、それぞれ有している。測定バーの重み
が、このように小さな３つの面積にかかるので、横支持
面２８は研摩スラリ内へ自然に圧入され、研摩微粒子を
押しのけ、回転ホイール１０の実際の表面に接触する。

横支持面２８は、タングステン・カーバイド製にするこ
とができ、横支持面２８の間に回転ホイール１０と接触
する平面を画定するように構成される。

支持脚２６は、支持脚２４よりもバー１８の端部に近い
位置にある。このようにすることにより、第１図から分
かるように、３本の支持脚すべてが、ディスクもしくは
ホイール１ｏの円周部から等距離に配置されることにな
る。ホイール１０の円周部に近い区ｗＬは、その原形状
を保持する傾向があり、研摩で摩耗する度合が最も僅か
である。

間隔指示器３０．３２はゲージを有している。

このゲージは、３つの横支持面２８により画定される平
面上に、ばねプランジャ３６の接触脚もしくは端部３８
が位置を占める場合、ゼロの値が表示されるようにする
。これらの指示器３０．３２は、既述のように市販され
ている。それぞれのプランジャ３６の端部３８は、横支
持面２８同様の等しい小面積を画定しており、タングス
テン・カーバイドなどで造られている。したがって、プ
ランジャ３６の端部３８も、測定バー１８が回転ホイー
ル１０上に置かれると、研摩スラリ層を貝通して、回転
ホイール１０に接触することができる。

これにより、横支持面２８により画定される平面からの
、ホイール１０の２個所の偏差が指示器３０．３２によ
り即時に表示される、。この偏差は、たとえば１０分の
２５．４ミクロン（１０分の１ミル）単位で表わす。こ
の偏差から、ホイール１０の平面度が把握され、加えて
、跡つけ状態の有無が分かる。

以上の作業は、従来の作業が２０分か３０分かかったの
に比較して、数秒で済む。指示器３０゜３２は、バー１
８を親フラット・バー上に置いて、そのときに指示器３
０．３２がぜ口を指すように目盛定めする。

断熱把手４０は測定バー１８のそれぞれの端部近くで、
バー１８から横方向に突出している。

注意すべきは、指示器３０はホイール１０の中央孔１２
の近くに配置されているが、指示器３２は中央孔１２と
ホイール１０の円周部との中間点に位置している。指示
器３０．３２それぞれの偏差表示が把握されてから、第
３図に示した形式のホイール輪郭チャートを見るように
する。これには、指示器３０．３２双方により表示され
る横支持面２８により画定されるゼロ平面からの理想偏
差が記載されている。若干の瓢差は、言うまでもなく予
想される。しかし、指示器３０が０．０５＃（２ミル）
の偏差を表示した場合、指示器３２が表示する期待偏差
は、第３図の直線４２の示すように０．０２５１１１１
１１（１ミル）でなければならない。指示器３２の示す
偏差がこの値であれば、ホイール１０は適正な輪郭であ
る。直線４２は最適輪郭レンジを示している。しかし、
指示器３２が＠線４２から可なり離れた値を表示した場
合は、　４゜跡つき状態の存在が示され、総じて回転ホ
イール１０の修正が求められる。

その種の修正が行なわれなければ、工作物１６は平面度
仕様に合致しないことになる。このようなわけで、本発
明による測定バーは、適正な輪郭および断面形状を得る
ための研摩処理装置の回転ホイール１０を、しばしばヂ
エツクできるようにするものであり、１０分から３０分
必要とする従来のチェック形式に代るものである。この
ため、研摩処理装置のホイールは、他の目的のための別
の装置も含めて、本発明の装置により頻繁にチェックで
きるであろう。１回のチェック処理が約１分以上はかか
らないからである。本発明の測定バーの使用に、より、
不都合の状態のきざしが早期に探知され、障害が生じる
前に修正作業が行なわれる一方、チェック作業の時間が
大巾に節約される。

以上の記述は説明の目的でのみ行なわれたものであり、
特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を制限するもので
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、自由研摩仕上げ装置の平面図で、回転ホイー
ルの平面度が本発明による測定バーにより測定されると
ころを示したところ、第２図は第１図の測定バーの正面
図、第３図は、第１図および第２図の測定バーの２つの
間隔測定器による表示値間の理想的関係を示す図表で、
この関係からの著しい偏差は跡つき状態を示す。図において、１０・・・回転ホイール１４・・・金属リング、１６・・・工作物１８・・・測定バー２０・・・アルミ製バー２２．２４．２６・・・支持脚２８・・・横支持面３０．３２・・・間隔指示器３６・・・ばねプランジャ３８・・・ばねプランジャ端部４０・・・断熱把手

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平面度およびそれからの偏差を測定するための測
定バー（１８）であつて、剛性のバー（２０）、このバ
ーから突出している複数の支持脚（２２、２４、２６）
を有し、これらの支持脚が共通の平らな面を共同で占め
る自由端部を有しており、さらに、これら支持脚のそれ
ぞれの自由端部には、直径約０．１２７ｍｍ（０．００
５インチ）から０．６３５ｍｍ（０．０２５インチ）の
範囲の横支持面が形成されていて、さらにまた、前記バ
ーには、前記の平らな面と標的面上の少なくとも１個所
との間隔を測定する器具が保持されており、この標的面
に支持脚自由端部が支えられ、前記１個所が支持脚から
間隔を置いて位置していることを特徴とする測定バー。
（２）一方の支持脚が前記バーの第１端部付近にあり、
間隔をおいた位置にある他方の支持脚対が、前記バーの
第２の端部付近に配置され、これらの支持脚が互いに３
角形状の位置関係にあることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の測定バー。
（３）間隔をおいた位置にある前記支持脚対のそれぞれ
が、前記第２の端部から異なる間隔に配置されており、
これにより、これら３個の支持脚のすべてが、予め定め
られたサイズの円板状標的面の円周部（１０）から等間
隔の位置に来ることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の測定バー。
（４）前記支持脚が、自由研摩仕上げ装置の回転ホィー
ル（１０）の円周部から等間隔に前記ホィール（１０）
の上面に位置している場合に、前記間隔測定器が、前記
ホィール上面の内方中心孔に近い個所の間隔を測定する
ために配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載の測定バー。
（５）付加測定器が、前記ホィール（１０）上面中心区
域に前記間隔を測定するために配置され、その区域の曲
率が一様かどうかをチェックすることを特徴とする特許
請求の範囲第４項記載の測定バー。
（６）１対の断熱把手が備えられ、各把手が前記バーの
各端部近くに配置されており、これら把手が前記支持脚
の軸線に対し直角方向に延びていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の測定バー。
（７）前記支持脚の自由端部が、標的面と接触するため
の横支持面（２８）をもち、これら支持面の直径が大体
において０．１７７ｍｍ（０．００７インチ）から０．
２５４ｍｍ（０．０１インチ）の範囲であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の測定バー。
（８）前記横支持面が、ダイヤモンド、サフアイヤ、タ
ングステン・カーバイドから成るグループのなかから選
択された材料製であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の測定バー。
（９）前記間隔測定器が、それぞれ標的面と接触するた
めの１つの接触域をもち、これらの接触域の直径が、ほ
ぼ０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）から０．６３５
ｍｍ（０．０２５インチ）の範囲であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の測定バー。
（１０）平面度とそれからの偏差を測定する測定バーで
あつて、剛性のバー（１８）と、このバー（１８）から
突出する複数の支持脚（２２、２４、２６）を有してお
り、これらのうち単一の支持脚は第１の前記バー端部近
くにあり、他方の、間隔をおいた１対の支持脚は第２の
前記バー端部の近くに配置されていて、これらの支持脚
が、互いに３角形状の位置関係にあり、かつまた共同し
て平らな面を占める自由端部を有し、これらの自由端。部は、直径がほぼ０．１７７ｍｍ（０．００７インチ）
から０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）の横支持面を有
しており、さらに、標的面の少なくとも１個所の前記平
らな面からの間隔を測定するための器具が前記バーに保
持されており、この標的面に前記支持脚自由端部が載せ
られることを特徴とする測定バー。
（１１）間隔をおいて配置された前記支持脚対のそれぞ
れが、前記第２端部から異なる間隔に配置されており、
これにより前記支持脚の３本がすべて、予め定められた
サイズの円板状標的面の円周部から等距離にあることを
特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の測定バー。
（１２）前記横支持面がダイヤモンド、サフアイヤ、タ
ングステン・カーバイドから成るグループのなかから選
ばれた材料製であることを特徴とする特許請求の範囲第
１１項に記載の測定バー。
（１３）前記支持脚が自由研摩仕上げ装置の回転ホィー
ル円周部から等間隔に配置されている場合に、前記間隔
測定器が前記ホィール中心孔に近い個所の間隔を測定す
るために配置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１２項記載の測定バー。
（１４）付加的な間隔測定器（３２）が、前記ホィール
上面の中央域の間隔を測定し、そこの曲率が一様かどう
かをチェックするために配置されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１３項記載の測定バー。
（１５）断熱把手対（４０）が備えられ、それぞれが前
記バーの各端部に近いところに配置されていて、前記い
ずれの把手も前記支持脚（２２、２４、２６）の軸線に
対して直角方向に延びていることを特徴とする特許請求
の範囲第１４項記載の測定バー。
（１６）平面度とそれからの偏差を測定する測定バーで
あつて、剛性のバー（２０）とこのバーから突出する複
数支持脚（２２、２４、２６）を有し、前記支持脚が、
共通の平らな面を占める自由端部を有しており、前記支
持脚のそれぞれがもつ自由端部が、ほぼ０．１２７ｍｍ
（０．００５インチ）から０．６３５ｍｍ（０．０２５
インチ）の範囲の直径をもつ横支持面（２８）をもち、
さらにまた、前記平らな面と標的面上の少なくとも１個
所との間隔を測定する器具が前記バーに保持されており
、この標的面に前記支持脚（２２、２４、２６）の自由
端部が載置され、前記の少なくとも１個所が支持脚から
間隔があり、前記間隔測定器が自由研摩仕上げ装置回転
ホィールの中央孔に近い１個所の間隔を測定するために
配置されており、その場合には前記支持脚が前記ホィー
ル（１０）の円周部近くの前記バーに配置されているこ
とを特徴とする測定バー。
（１７）付加的な間隔測定器（３２）が、前記ホィール
（１０）上面の中央域の前記間隔を測定し、そこの曲率
が一様かどうかをチェックするために備えられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の測定バー
。
（１８）前記支持脚（２２、２４、２６）の自由端部が
横支持面（２８）をもち、これらの支持面が、ほぼ０．
１７７ｍｍ（０．００７インチ）から０．２５４ｍｍ（
０．０１インチ）の範囲の直径をもち、標的面に接触す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１７項記載の測定
バー。
（１９）前記横支持面が、ダイヤモンド、サフアイヤ、
タングステン・カーバイドから成るグループのなかから
選ばれた材料製であることを特徴とする特許請求の範囲
第１８項記載の測定バー。
（２０）前記間隔測定器（３０）が、それぞれ接触脚を
もち、これらの接触脚が標的面と接触するための、ほぼ
０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）から０．６３５ｍ
ｍ（０．０２５インチ）直径の接触域を有しており、さ
らに１対の断熱把手が備えられており、そのそれぞれが
前記バーの各端部に近いところに配置され、いずれも前
記支持脚軸線に対し直角方向に延びていることを特徴と
する特許請求の範囲第１９項に記載の測定バー。
（２１）平面度とそれからの偏差を測定する測定バーで
あつて、剛性のバー（２０）と、このバーから突出する
複数の支持脚（２２、２４、２６）を有し、これらの支
持脚が共通の平らな面を共同で占める自由端部を有して
おり、これら支持脚それぞれの自由端部には横支持面が
形成され、これらの横支持面が、標的面上の研摩スラリ
に侵入するのに十分なほど小さい面積を有していて、前
記標的面との必要な接触が可能となり、この標的面に支
持脚自由端部が載置され、加えて、前記の平らな面と前
記標的面の少なくとも１つの個所との間隔を測定する器
具が前記バーに保持されており、前記の少なくとも１つ
の個所が支持脚から間隔をおいた位置にあることを特徴
とする測定バー。
（２２）前記間隔測定器が、標的面と接触するためのそ
れぞれ１つの接触域をもち、この接触域が前記標的面と
事実上接触するために研摩スラリに侵入するのに十分な
ほど小さいことを特徴とする特許請求の範囲第２１項記
載の測定バー。