JPH0343148A - 研摩テープを使用した平面研摩装置 - 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〕 本発明は、研摩へフドが微小範囲内で高サイクルの往復
直線運動を行い、圧接ロールに巻回されている研摩テー
プを低速度で走行させつつ、圧接ロールを被研摩物に圧
接させて、研摩量が微少な平面研摩を行う構成の研摩テ
ープを使用した平面研摩装置に関するものである。

〔従来の技術） 圧接ロールに巻回されている研摩テープを低速度で走行
させることにより、常に新しいテープによって研摩を行
う方法は、回転研摩には多用されているが、平面研摩に
は余り実施されていなかった。

このような研摩テープを使用する研摩方法において、研
摩能率を高めるには、被研摩物と研摩テープとの間の相
対速度を大きくすることが必要であるが、研摩テープの
走行速度は、それ程大きくできないので、被研摩物の移
動速度を大きくしなければならない。

回転研摩の場合には、被研摩物が円筒体、円盤体などで
あるために、被研摩物を回転させることにより、被研摩
物と研摩テープとの相対速度を容易に大きくできる。こ
れに対し、平面研摩の場合には、被研摩物を高速度で往
復直線移動させることは一般に難しいことに起因して、
研摩テープを使用する平面研摩は、あまり実施されてい
なかった。

このような事情にもかかわらず、電子部品、人造宝石の
特定部分のように微小な平面を研摩テープを使用して、
研摩量が１〜２μｍであって、表面粗さが１μｍ以下の
高精度に研摩する平面研摩ｖｔＷが開発されており、第
８図に、その原理が示されている。

この平面研摩装置は、微小範囲内で往復直線運動を行う
研摩ヘッドＨ°を備えていることが最大の特徴である。

この研摩ヘンドＨ″は、案内レール１にスライドブロッ
ク２がスライド可能に嵌め込まれており、軸３を中心に
して回動するレバー４の一端部と、スライドブロック２
とが連結ロッド５で連結されていると共に、レバー４の
他端部と、円板６に偏心して取付けられたクランクピン
７とがクランクロ７ド８で連結され、円板６の回転によ
り、スライドブロック２に取付けられた圧接ロール９が
、微小範囲内で往復直線運動を行う構成である。

この圧接ロール９には、研摩テープ１１が巻回されてい
る。未使用の研摩テープ１１は、巻出しリール１２に巻
回されていると共に、使用済の研摩テープ１１は、巻取
リリール１３に巻回されている。スライドブロック２に
は、一対の案内ロール１４が水平方向に沿って所定の間
隔をおいて取付けられていると共に、装置のヘッド部（
図示せず〉には、同様の一対の案内ロール１５が水平方
向に沿って所定の間隔をおいて取付けられているが、装
置のヘッド部に取付けられている一対の案内ロール１５
の間隔は、スライドブロック２に取付けられている一対
の案内ロール１４のそれよりも蟲かに大きい、一対一組
の各案内ロール１４゜１５は、いずれも圧接ロール９の
回転軸の中心を通る垂直線に対して対称の位置に配置さ
れている。

研摩テープｉｔは、図示のように二対の案内ロール１４
．１５に案内されて圧接ロール９に巻回されている０巻
取リリール１３には、モータＭによって巻取りトルクが
加えられていると共に、巻出しリール１２には、電磁ブ
レーキなどのブレーキ装ｆｉＢによってブレーキトルク
が加えられていて、巻取リリール１３の回転によって、
ブレーキトルクに抗して、巻出しリール１２から新しい
研摩テープ１１が所定の張力で巻出されるようになって
いる。

そして、円板６が高速回転すると、軸３を中心にしてレ
バー４が往復円弧運動を行い、このレバー４の往復円弧
運動が連結ロフト５を介してスライドブロック２に伝達
されて、このブロック２が、微小範囲内で高サイクルの
往復直線運動を行うことにより、研摩テープ１１におけ
る上下の案内ロール１４．１５に巻き掛けられている部
分が、案内ロール１５との接点Ｐを支点にして微小範囲
内で揺動運動を行うと共に、圧接ロール９に巻回されて
いる研摩テープ１１が低速度で走行することにより、常
時新しい研摩テープ１１によって被研摩物Ｗが研摩され
るのである。なお、第８図において、１０は、スライド
ブロック２の高サイクルの往復直線運動によって発生す
る振動を吸収するための圧縮スプリングを示す。

ところが、装置のヘッド部に取付けられている一対の案
内ロール１５の間隔が、スライドブロック２に取付けら
れている一対の案内ロール１４の間隔よりも広くなって
いるため、研摩テープ１１の上記の部分が揺動運動を行
うと、第９図（イ）。

（ロ）、（ハ）に示されるように、研摩テープ１１にお
けるスライドブロック２に入り込む部分と、これから出
て行く部分との伸縮状態が常に逆となる。このため、−
本の研摩テープ１１に加わる張力が部分的に異なるため
に、圧接ロール９に巻回されている研摩テープ１１が該
圧接ロール９に対して僅かにずれる現象が発生し、これ
が研摩精度と研摩能率の双方を悪くしていた。

また、第１０図（イ）、（ロ）は、それぞれスライドブ
ロック２の中立位置において、研摩テープ１１における
スライドブロック２に入り込む部分、及びこれから出て
行く部分が垂直である場合、及びこれらの部分が垂直線
に対して角度（θ）だけ傾斜している場合の研摩テープ
１１の揺動軌跡を示す図である。なお、図において、（
Ｌ）は、上記部分の研摩テープ１１の長さ、（ａ）は、
スライドブロック２のストロークの半分の長さを示す。

同図（イ）、（ロ）から明白なように、研摩テープ１１
の上記部分が角度（θ〉だけ傾斜していると、中立位置
を基準にした場合、一方の振動端において研摩テープ１
１は伸びると共に、他方の揺動端において研摩テープ１
１は縮むことになる。

従って、研摩テープ１１の上記部分が角度（θ）だけ１
頃斜している場合には、これが垂直な場合に比較して、
研摩テープ１１の伸縮量は、（２ａ×ｓｉｎ　θ）だけ
大きいことがわかる。スライドブロック２の高サイクル
の往復直線運動により、研摩テ〜ブ１１は、案内ロール
１５との接点Ｐを支点として揺動運動を行って伸縮を繰
り返しており、その伸縮量が大きいと、研摩テープ１１
の負荷が大きくなって自身の損耗が大きくなると共に、
高精度、高能率の平面研摩を期待できない。

上記のような構造の研摩へラドＨ゛では、スライドブロ
ック２の高サイクルの往復直ｍｉ！！！動によって、研
摩テープ１１の伸縮は不可避的に生ずるのであるが、高
精度く高能率の平面研摩を行う場合には、その伸縮量は
できるだけ小さく抑えなければならない。

また、第１１図に示される研摩へラドＨ”のように、上
下の案内ロール１４．１５に巻き掛けられる研摩テープ
１１が互いに平行となるようにすると、研摩テープ１１
におけるスライドブロック２に入り込む部分と、これか
ら出て行く部分との伸縮状態は同一となるが、上記部分
の研摩テープ１１が垂直線に対して傾斜しているために
、上記した理由によって、研摩テープ１１の伸縮量が大
きくなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、スライドブロックが微小範囲内で高サイクル
の往復直線運動を行うことにより、圧接ロールに巻回さ
れている研摩テープが揺動運動を行って伸縮しても、圧
接ロールに巻回されている研摩テープが、この圧接ロー
ルに対してずれないようにして、研摩精度、及び研摩能
率の双方を高めると共に、研摩テープの揺動運動によっ
て生ずるこの研摩テープの伸縮量を最小にすることによ
り、この揺動運動に起因して研摩テープに加えられる負
荷を最小に抑えることを課題としてなされたものである
。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明の採用した手段は、圧
接ロールを取付けたスライドブロックが案内レールにス
ライド可能に嵌め込まれ、駆動機構によって、スライド
ブロックが微小範囲内で高サイクルの往復直線運動を行
う槽底の研摩ヘッドを備えており、巻出しリールから巻
出される研摩テープを前記圧接ロールに巻回させて、巻
取リリールで巻取ることにより、該研摩テープを低速度
で走行させつつ、前記圧接ロールを被研摩物に圧接させ
て平面研摩を行う平面研摩装置において、前記スライド
ブロックの中立位置において、前記研摩テープにおける
該スライドブロックに入り込む部分と、これから出て行
く部分との双方の部分が、はぼ垂直となるように、装置
のヘッド部、或いは前記スライドブロックに取付けられ
た複数個の案内ロールに研摩テープを巻き掛けたことで
ある。

〔発明の作用〕

研摩テープにおけるスライドブロックに入り込む部分、
及びこれから出て行く部分との双方の部分が、はぼ垂直
となるように、装置のヘッド部、或いはスライドブロッ
クに取付けられた複数個の案内ロールに研摩テープがＳ
幸掛けられているので、スライドブロックの往復直線運
動によって生ずる研摩テープの前記両部分の伸縮状態は
、常に同じになると共に、その伸縮量も同一か、或いは
ほぼ同一となる。

従って、研摩テープの前記両部分に加わる張力の大きさ
は揺動位置によって変化するが、研摩テープの前記両部
分に加わる各張力の大きさは常時等しくなるので、研摩
テープの全部分にわたって張力は均一となる。このため
、圧接ロールに巻回されている研摩テープが、該圧接ロ
ールに対してずれることなく、両者は常時一体となって
往復直線運動を行うことになるので、研摩精度が高まる
と同時に、研摩力が大きくなって研摩能率も高まる。

また、スライドブロックの中立位置で一研摩テープの伸
びが最小になると共に、左右の移動端において研摩テー
プの伸びが最大となるので、スライドブロックの往復直
線運動によって生ずる研摩テープの伸びを最小に抑える
ことができて、研摩テープの伸縮による負荷が小さくな
って、これに起因する研摩テープの損耗が少なくなる。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。

なお、上記した「従来の技術」の項目で説明した部分と
同一部分には、同一符号を付し、重複説明を避けて、本
発明の特徴的部分についてのみ説明する。

第１図ないし第３図において、ベツド部１６の上面にテ
ーブル１７が装着されており、コラム部１８の側面にヘ
ッド部１９が昇降可能にｖｉ着されている。このヘッド
部１９の下部に研摩ヘラドＨ。

が装着されており、ヘッド部１９の前面に巻出しリール
１２、及び巻取りリール°１３が取付けられている。

本発明においては、水平方向に沿って所定の間隔をおい
てスライドブロック２に取付けられる一対の案内ロール
１４の直上に一対の案内ロール１５が水平方向に沿って
配置されて、この案内ロール１５がヘッド部１９の前面
に取付けられている。

即ち、一対一組の各案内ロール１４．１５は、いずれも
圧接ロール９の回転軸の中心を通る垂直線に対して対称
の位置に配置されていると共に、各案内ロール１４．１
５の径を等しくした場合には、一対一組の各案内ロール
１４．１５の中心間距離が等しくなっている。このため
、スライドブロック２の中立位置において、各案内ロー
ル１４゜１５に巻き掛けられている部分の研摩テープ１
１は、いずれも垂直になっていると共に、その長さ（Ｌ
〉　〔第４図（ロ）参照〕は、相等しくなる。

このため、ヘッド部１９の側方に装着されたモータ２１
によって円板６を回転させて、スライドブロック２に微
小範囲内で高サイクルの往復直線運動を行わせると、上
下の案内ロール１４．１５に巻き掛けられている研摩テ
ープ１１は、第５図に示されるように、上方の案内ロー
ル１５と研摩テープ１１との接点Ｐを支点にして、振幅
（２ａ）の振子運動に近似した（但し、研摩テープ１１
が伸縮を行うので、正確には振子運動ではない）１動運
動を行って、伸縮を繰り返す。

第４図（イ）、（ロ）、（ハ）は、それぞれスライドブ
ロック２が左移動端、中立位置、及び右移動端に位置し
ている状態における研摩テープ１１の伸縮の状態を示す
図である。

この図から明白なように、研摩テープ１１におけるスラ
イドブロック２に入り込む部分と、これから出て行く部
分は、いずれも垂直になっていると共に、その長さ（Ｌ
）が等しくなっているので、研摩テープ１１における前
記両部分の伸縮状態は、常に同じになると共に、中立位
置における長さを基準にした伸びも同一である。このた
め、研摩テープ１１における上記両部分に加わる張力が
常時等しくなって、−本の研摩テープ１１に加わってい
る張力が全ての部分において等しくなるので、圧接ロー
ル９に巻回されている研摩テープ１１が、該圧接ロール
９に対してずれることなく、両者は常時一体となって微
小範囲内で往復直線運動を行うため、研摩精度が高まる
と共に、研摩力が大きくなって、研摩能率も高まる。

また、スライドブロック２の中立位置において研摩テー
プ１１の伸びが最小になると共に、左右の移動端におい
て研摩テープ１１の伸びが最大となるので、研摩テープ
１１の揺動運動によって生ずる研摩テープ１１の伸びを
最小に抑えることができる。この結果、研摩テープ１１
の伸縮による負荷が最小となる。

また、本実施例においては、スライドブロック２に取付
けられた一対の案内ロール１４によって、圧接ロール９
に対する研摩テープ１１の巻掛は角度を大きくすること
ができ、これにより圧接ロール９と研摩テープ１１との
密着面積が大きくなって、研摩加工時における圧接ロー
ル９に対する研摩テープ１１のずれを確実に防止できる
利点もある。

また、第５図において、上下の案内ロール１４゜１５の
間に巻き掛けられている部分の研摩テープ１１の長さ（
Ｌ）が８０ｍで、研摩テープ１１のこの部分の行う揺動
運動の振幅の半分（ａ）が１−の場合には、左右の揺動
端における研摩テープの伸び（ΔＬ）は、０．００６３
ｍとなって、研摩テブ１１の伸び率（ΔＬ／Ｌ）は、（
７，９ＸＩＯす）となる０例えば、厚さが０．０２５　
Ｍの研摩テープの許容伸び率は、（１ｘ　１０−”）程
度であるので、上記程度の研摩テープの伸びであれば、
十分に吸収されて、研摩に支障のないことがわかる。

そして、研摩テープ１１の揺動運動の振幅の半分の長さ
と、揺動運動を行う部分の研摩テープ１１の長さとの比
は、（１／２２）以下であることが必要であり、望まし
くは（１１５０）以下である。上記の比が（（１／２２
）の場合には、研摩テープ１１の伸び率は、はぼ（ＩＸ
ＩＯ−’）となって、許容伸び率のほぼ（１／１０）と
なる、研摩テープ１１の伸び率が（ｌ／２２）よりも大
きい場合には、揺動運動を行う部分の研摩テープ１１の
伸びが大きくなり過ぎて、その損耗が大きいと共に、研
摩ヘッドの部分の振動が大きくなって、高精度の微少研
摩を行うことができなくなる。

また、第６図に示される研摩ヘッドＨ２は、装置のヘッ
ド部１９に一対の案内ロール１５が水平方向に沿って所
定の間隔をおいて取付けられていると共に、スライドブ
ロック２に一個の案内ロール１４が上記一対の案内ロー
ル１５の一方の直下に配置されて取付けられており、ヘ
ッド部１９に取付けられた一方の案内ロール１５と、圧
接ロル９との間に研摩テープ１１が垂直となって直接に
巻き掛けられていると共に、ヘッド部１９に取付けられ
た他方の案内ロール１５と、スライドブロック２に取付
けられた案内ロール１４との間に研摩テープ１１が垂直
となって巻き掛けられた構成のものである。このように
して、研摩テープ１１におけるスライドブロック２に入
り込む部分と、これから出て行く部分との双方の部分を
垂直にしても、上記実施例とほぼ同様の作用効果が生ず
る。

なお、本実施例においては、スライドブロック２に入り
込む部分の研摩テープ１１が、直接に圧接ロール９に巻
き掛けられているが、スライドブロック２から出て行く
部分の研摩テープ１１を直接に圧接ロール９に巻き掛け
るようにしてもよい。

更に、第７図に示される研摩ヘラドＨ１は、スライドブ
ロック２に案内ロール１４を取付けないで、ヘッド部１
９に取付けられている一対の案内ロール１５と、圧接ロ
ール９との間に直接に研摩テープ１１が垂直となって巻
き掛けられた構成のものである。このような研摩テープ
１１の巻き掛は方法であると、揺動運動を行う研摩テー
プ１１の振幅が一定の場合には、揺動運動を行う部分の
研摩テープ１１の長さが長いため、この部分の研摩テー
プ１１の伸び率が小さくなって、研摩テープ１１の伸縮
に起因する負荷が小さくなるという利点がある。

〔発明の効果〕

本発明は、スライドブロックに微小範囲内で高サイクル
の往復直線運動を行わせると共に、このスライドブロッ
クに取付けられている圧接ロールに巻回された研摩テー
プを低速度で走行させつつ、該圧接ロールを被研摩物に
圧接させて平面研摩を行う平面研摩装置において、前記
スライドブロックの中立位置において、前記研摩テープ
における該スライドブロックに入り込む部分と、これか
ら出て行く部分との双方の部分がほぼ垂直となるように
、装置のヘッド部、或いは前記スライドブロックに取付
けられた複数個の案内ロールに研摩テープが巻き掛けら
れているので、案内ロールに巻き掛けられている研摩テ
ープが伸縮して、これに加わる張力が変化しても、研摩
テープの全長にわたって張力は均一となる。この結果、
圧接ロールに巻回されている研摩テープは、該圧接ロー
ルに対してずれなくなって、研摩精度と研摩能率の双方
を高めることができる。

また、研摩テープの揺動運動によって生ずる該研摩テー
プの伸びが最小となるため、研摩テープの揺動運動に起
因する負荷を最小に仰えることが可能となり、未使用の
部分の研摩テープの損耗が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は、本発明を説明するための図であ
って、第１図は、本発明に係わる平面研摩装置の正面図
、第２図は、研摩ヘラドＨ，の部分の正面図、第３図は
、同じく斜視図、第４図（イ）、（ロ）、（ハ〉　は、
それぞれスライドブロック２が左移動端、中立位置、及
び右移動端に位置している状態における研摩テープ１１
の伸縮の状態を示す図、第５図は、揺動運動を行う研摩
テープ１１の軌跡を示す図、第６図及び第７図は、それ
ぞれ本発明に係わる別の研摩ヘッドＨｔ、Ｈｓの正面図
である。 第８図ないし第１１図は、従来の技術を説明するための
図であって、第８図は、従来の研摩へラドＨ°の正面図
、第９図（イ）、（ロ）、（ハ）は、それぞれ従来の研
摩へラドＨ′においてスライドブロック２が左移動端、
中立位置、及び右移動端に位置している状態における研
摩テープ１１の伸縮の状態を示す図、第１０図（イ〉、
（ロ）は、それぞれスライドブロック２の中立位置にお
いて、研摩テープ１１におけるスライドブロック２に入
り込む部分、及びこれから出て行く部分が垂直である場
合、及びこれらの部分が垂直線に対して角度（θ）だけ
傾斜している場合の研摩テープ１１の揺動軌跡を示す図
、第１１図は、別の従来の研摩へラドＨＩ　１の正面図
である。 本発明を構成している主要部分の符号の説明は以下の通
りである。 Ｈ＋、Ｈｚ、Ｈｓ　　：研摩ヘラド　Ｗ：被研摩物Ｐ：
研摩テープと案内ロールとの接点 ２ニスライドブロツク　　９：圧接ロール１２：巻出し
リール　　　１３：巻取りリール１４ ニスライドブロックに取付けられた 案内ロール １５：装置のヘッド部に取付けられた案内ロール１９：
装置のへ７ド部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧接ロールを取付けたスライドブロックが案内レ
   ールにスライド可能に嵌め込まれ、駆動機構によって、
   スライドブロックが微小範囲内で高サイクルの往復直線
   運動を行う構成の研摩ヘッドを備えており、巻出しリー
   ルから巻出される研摩テープを前記圧接ロールに巻回さ
   せて、巻取りリールで巻取ることにより、該研摩テープ
   を低速度で走行させつつ、前記圧接ロールを被研摩物に
   圧接させて平面研摩を行う平面研摩装置において、前記
   スライドブロックの中立位置において、前記研摩テープ
   における該スライドブロックに入り込む部分と、これか
   ら出て行く部分との双方の部分がほぼ垂直となるように
   、装置のヘッド部、或いは前記スライドブロックに取付
   けられた複数個の案内ロールに研摩テープが巻き掛けら
   れていることを特徴とする研摩テープを使用した平面研
   摩装置。
2. （２）装置のヘッド部に取付けられた案内ロールと、前
   記スライドブロックに取付けられた案内ロール又は圧接
   ロールとの間に巻き掛けられて、スライドブロックの往
   復直線運動により揺動運動を行う部分の研摩テープの長
   さと、研摩テープの当該部分の行う揺動運動の振幅の半
   分の長さとの逆比が（１／２２）以下であることを特徴
   とする請求項１に記載の研摩テープを使用した平面研摩
   装置。
3. （３）装置のヘッド部と、スライドブロックとの双方に
   それぞれ一対の案内ロールが水平方向に沿って所定の間
   隔をおいて取付けられ、装置のヘッド部とスライドブロ
   ックとに相上下して取付けられている前記各案内ロール
   の間に、研摩テープにおけるスライドブロックに入り込
   む部分と、これから出て行く部分との双方の部分がほぼ
   垂直となって巻き掛けられていることを特徴とする請求
   項１、又は２に記載の研摩テープを使用した平面研摩装
   置。
4. （４）装置のヘッド部に一対の案内ロールが水平方向に
   沿って所定の間隔をおいて取付けられていると共に、ス
   ライドブロックに一個の案内ロールが取付けられ、研摩
   テープにおけるスライドブロックに入り込む部分と、こ
   れから出て行く部分とのいずれか一方が、装置のヘッド
   部とスライドブロックとに相上下して取付けられている
   前記各案内ロールの間にほぼ垂直となって巻き掛けられ
   ていると共に、その他方が、装置のヘッド部に取付けら
   れた前記案内ロールと、スライドブロックに取付けられ
   た圧接ロールとの間にほぼ垂直となって直接に巻き掛け
   られていることを特徴とする請求項１又は２に記載の研
   摩テープを使用した平面研摩装置。
5. （５）装置のヘッド部に一対の案内ロールが水平方向に
   沿って所定の間隔をおいて取付けられ、各案内ロールと
   、スライドブロックに取付けられた圧接ロールとの間に
   、研摩テープにおけるスライドブロックに入り込む部分
   と、これから出て行く部分との双方の部分がほぼ垂直と
   なって直接に巻き掛けられていることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の研摩テープを使用した平面研摩装置
   。