JPH11114803A - ラッピング定盤のフェーシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラップ定盤の修正作業では、素人が扱え、し
かも安価で大・小径ラップ定盤にも利用できる機構が期
待されていた。本発明は、簡便な円弧運動する機構で種
々の修正機能を発揮できるラッピング定盤のフェーシン
グ装置を提供する事を目的とする。 【解決手段】 回転軸に回動アームを取り付け、該回動
アームの先端部にラッピングマシンの回転軸（Ｚ軸）と
平行方向である上下方向に摺動できる切削バイトをセッ
トし、該回動アームは駆動装置により円弧運動し、回転
軸はレベル調整機構を持ったベースプレートに取り付け
られている。また、ラッピングマシンのラップ定盤の半
径方向の軸（Ｘ軸）と、該ラップ定盤のラップ面幅中心
部を通過する軸（Ｙ軸）を直角に設置し、回動アーム６
の回転軸を前記Ｙ軸上に設置し、水平レベル調整機構を
Ｘ軸，Ｙ軸方向にレベル調節できるように設置し、円弧
運動によって、ラップ定盤を切削できるように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラッピングマシン
でのラッピング定盤の、平面度を形成するフェーシング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、Ｓｉ−Ｗａｆｅｒや、ヘッド用素
材や、液晶用ガラスや、水晶振動子素材などの、被ラッ
プ物の平面度は、益々高精度を要求されている。しか
も、Ｓｉ−Ｗａｆｅｒや液晶用ガラスに代表されるよう
に、これらの面は大型化の傾向を示しており、ラップ定
盤の平面度管理が重要視されている。これまで、定盤の
平面度修正は、 （１）ラップ定盤上を相対的に遊星運動するラップ修正
リングを用いる。 （２）ラップ定盤の半径方向に真直運動する刃物で幾何
学的にフェーシングする。 （３）ラップ定盤をラッピングマシンより取り外し他の
機械で加工する。 などの方法が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の（１）の方法
は、最も汎用性のある手法であるが、高精度を目標にし
た場合は、熱変形などの機械独自の微妙な挙動を把握す
る、職人的なノウハウが必要とされる。（２）の方法
は、ダイヤ砥粒ラップに用いられるすず・鉛・銅などの
軟質材定盤で用いられる手法である。高精度な直線運動
機能を要求されるため、ストロークの数倍以上の装置長
さを必要とし、強剛性を具備した機構となるため高価で
ある。（３）の方法は、小径ラップ盤に適応されている
が、大径には大掛かりな装置が必要となり、実際的では
ない。このようにラップ定盤の修正作業では、素人が扱
え、しかも安価で大・小径ラップ定盤にも利用できる機
構が期待されていたのである。そこで、本発明は、簡便
な円弧運動する機構で直線運動機構では不可能であった
種々の修正機能を発揮できるラッピング定盤のフェーシ
ング装置を提供する事を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明が解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する手段
を説明する。請求項１においては、回転軸５に回動アー
ム６を取り付け、該回動アーム６の先端部にラッピング
マシン２の回転軸（Ｚ軸）と平行方向である上下方向に
摺動できる切削バイト４をセットし、該回動アーム６は
駆動装置により円弧運動し、回転軸５はレベル調整機構
８を持ったベースプレート９に取り付けられているもの
である。

【０００５】請求項２においては、ラッピングマシン２
のラップ定盤３の半径方向の軸（Ｘ軸）と、該ラップ定
盤３のラップ幅中心部を通過する軸（Ｙ軸）を直角に設
置し、回動アーム６の回転軸５を前記Ｙ軸上に設置し、
水平レベル調整機構をＸ軸，Ｙ軸方向にレベル調節でき
るように設置し、円弧運動によって、ラップ定盤３を切
削できるように構成したものである。

【０００６】請求項３においては、ラッピングマシン２
において、ラップ定盤３の半径方向の線ｅｄに対して、
直交する方向の回動アーム６を配置し、該回動アーム６
をラップ定盤３の外側のラッピングマシン２の本体の平
面部に立設した回転軸５を中心に回動させ、前記ラップ
定盤３の半径方向に、回動アーム６の先端に配置した切
削バイト４を回動させるものである。

【０００７】請求項４においては、請求項３記載のラッ
ピング定盤のフェーシング装置を、ラッピングマシン２
の本体の平面部に、３点のレベル調整器ａ，ｂ，ｃによ
り構成したレベル調整機構８を介して支持し、該レベル
調整機構８の中のレベル調整器ａ，ｂは、前記ラップ定
盤３の半径方向の線ｅｄと平行な線上に配置し、レベル
調整器ｃは、前記半径方向の線ｅｄの中心点であるｇと
回転軸５とを結ぶ線の延長線上に配置したものである。

【０００８】請求項５においては、請求項４記載のラッ
ピング定盤のフェーシング装置において、ｅ部でダイヤ
ルゲージ２１の値が、プラス値を示すようにレベル調整
器ｂを調整し、ラップ定盤３のラップ面を切削すると、
ラップ定盤３の内径部が凹型になった形状を形成可能と
したものである。

【０００９】請求項６においては、請求項４記載のラッ
ピング定盤のフェーシング装置において、ｄ部がプラス
値を示すようにレベル調整器ａを調整して、ラップ定盤
３の内径部が凸型形状を形成可能としたものである。

【００１０】請求項７においては、請求項４記載のラッ
ピング定盤のフェーシング装置において、ｆ部をプラス
値を示すようにレベル調整器ｃを調整して、ラップ定盤
３の上のラップ面幅中央部が凹面となった形状を形成可
能としたものである。

【００１１】請求項８においては、請求項４記載のラッ
ピング定盤のフェーシング装置において、ｆ部をマイナ
ス値を示すようにレベル調整器ｃを調整して、ラップ定
盤３のラップ面幅中央部が凸面になった形状を形成可能
としたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図１は、駆動モータＭを縦軸とした本発明のフェー
シング装置１をラッピングマシン２の本体の平面部に取
り付けた状態の平面図、図２は同じく図１の側面図、図
３は駆動モータ部７を水平に配置してウォーム・ホイー
ルにより駆動するフェーシング装置１の平面図、図４は
同じく図３の側面図、図５は同じく図３の正面図、図６
は基準平面板１５をレベル調整器１６を介してラップ定
盤３の上に配置した状態の側面断面図、図７はフェーシ
ング装置１のレベル調整機構を示す平面図、図８はレベ
ル調整器ｃの高さ調整を示す図面、図９はレベル調整機
構８を構成するレベル調整器ａ，ｂ，ｃの調整により、
色々の形状に切削されたラップ定盤３を示す側面断面
図、図１０はラップ定盤３の表面の形状を示す図面であ
る。

【００１３】以下、本発明の実施の形態におけるフェー
シング装置を、図１，図２，図３に基づいて説明する。
本実施の形態におけるフェーシング装置１は、ラッピン
グマシン２の上でラップ定盤３のラップ加工面を高精度
な形状に加工するための装置である。通常のラッピング
マシン２においては、中央に回転軸と太陽ギヤが配置さ
れ、ラップ定盤３の外周の位置に、固定された外周ギヤ
が配置され、該太陽ギヤと外周ギヤとの間に、遊星ギヤ
回転する遊星ギヤ式治具Ｎが配置されて、該遊星ギヤ式
治具Ｎに、ラッピングするＳｉ−Ｗａｆｅｒや液晶用ガ
ラスが固定されて、遊星回転される。

【００１４】そして、該遊星回転するＳｉ−Ｗａｆｅｒ
や液晶用ガラスに、下面からラップ定盤３が接当し、ラ
ッピングマシン２の種類によっては、上面からもラップ
定盤３が接触して加工を行う場合がある。次に、図１お
よび図２に基づき、フェーシング装置１の全体構成につ
いて説明する。このフェーシング装置１は、汎用のラッ
ピングマシン２の本体の平面部に設置され、ラップ定盤
３の回転と同期させて、切削バイト４でラップ定盤３の
表面を微小切削できる構成とされている。回転軸５に回
動アーム６を取り付け、該回動アーム６の先端部にラッ
ピングマシン２の回転軸（Ｚ軸）と平行方向である上下
方向に摺動調整できる切削バイト４をセットし、該回動
アーム６は駆動装置により円弧運動し、回転軸５はレベ
ル調整機構８を持ったベースプレート９に取り付けられ
ている。また、ラッピング定盤のフェーシング装置にお
いて、ラッピングマシン２のラップ定盤３の半径方向の
軸（Ｘ軸）と、該ラップ定盤３のラップ幅中心部を通過
する軸（Ｙ軸）を直角に設置し、回動アーム６の回転軸
５を前記Ｙ軸上に設置し、水平レベル調整機構をＸ軸，
Ｙ軸方向にレベル調節できるように設置し、円弧運動に
よって、ラップ定盤３を切削できるように構成してい
る。

【００１５】このフェーシング装置１は回転軸５と、先
端部に切削バイト４を取り付けた回動アーム６と、この
回動アーム６を旋回駆動する駆動モータ部７と、前記回
転軸５とラップ定盤３の平面との直角度を調整するレベ
ル調整機構８と、ベースプレート９により構成されてい
る。ベースプレート９はラッピングマシン２の本体の平
面部に取り付けられ、フェーシング装置１を構成する軸
受け台１３は、レベル調整機構８を介してベースプレー
ト９の上に載置取付けられている。

【００１６】また本発明のフェーシング装置１の要部を
構成する回転軸５と駆動部架台１１は軸受け台１３に取
り付けられている。回転軸５の回転は、駆動モータ部７
の回転が減速後に出力プーリ又はスプロケット１２によ
り、ベルト又はチェーン１９を介して、入力プーリ又は
スプロケット１８に入力され、該入力プーリ又はスプロ
ケット１８の軸上のウォームギヤを回転させ、該ウォー
ムギヤがホイール１４を回転することにより、ホイール
１４と一体的に構成された回転軸５が回転する。

【００１７】回動アーム６は回転軸５に取付けられてお
り、刃物台２０は回動アーム６の先端部で、切り込み量
調整の為のスライド機構を介して設置され、切削バイト
４の切り込み量の調整はマイクロメータ１０で調整され
る。したがって、駆動モータ部７の回転制御と切削バイ
ト４の切り込み深さの調整によって、ラップ定盤３の表
面の微小切削が可能となる。また、該刃物台２０は、回
動アーム６の先端で、上下に１８０度回動して固定可能
に構成されており、ラッピングマシン２において、ラッ
プ定盤３が下面だけではなくて、上面にも存在する両面
加工機において、上・下のラップ定盤３を切削可能な機
構としている。

【００１８】次に、上記フェーシング装置１とラップ定
盤３との幾何学的な構成配置手法について、図６，図
７，図８に基づき説明する。まず始めに、図６のよう
に、ラップ定盤３上にレベル調整器１６を介して基準平
面板１５を設置する。次に、ダイヤルゲージ１７などを
使用して、レベル調整器１６を調整して基準平面板１５
のランアウトをゼロにし、仮想基準平面を設定する。次
に、フェーシング装置１において、ベースプレート９と
軸受け台１３の間に介装したレベル調整機構８を構成す
るレベル調整器ａ，ｂ，ｃと、回動アーム６と、回転軸
５と、及びラップ定盤３のラップ面幅Ｂを、図７のよう
に配置し、刃物取り付け部にダイヤルゲージなどをセッ
トする。ここで、Ｒ：切削刃物の旋回半径、ｅｇ＝ｄｇ
である。

【００１９】図７におけるラップ定盤３の半径方向のレ
ベル調整の手順は、次の如くである。ラップ定盤３の上
の点ｄ，ｅにおいて、切削バイト４の先端の位置が、同
レベルになるように、レベル調整器ａ，ｂを、先ず調整
する。次に、ラップ定盤３の上で、切削バイト４の先端
の位置であるｆと、ラップ定盤３の上の２点ｅ，ｇの中
央の位置ｇとが同レベルになるように、レベル調整器ｃ
を調整する。この状態が、レベル調整器ａ，ｂ，ｃの同
レベルの状態である。

【００２０】レベル調整機構８のレベル調整器ａ，ｂ，
ｃを操作して、ｄ，ｅ，ｆ点での、ダイヤルゲージ２１
の値が０になるようにし、ベースプレート９と回転主軸
を直角にする。この状態が基本の位置であり、これによ
り図９の（ホ）の如き、ラップ定盤３の形状とすること
ができる。

【００２１】次に、この基本の姿勢より、 ｅ部でダイヤルゲージ２１の値が、プラス値を示すよ
うにレベル調整器ｂを調整し、ラップ定盤３のラップ面
を切削すると、図９（イ）の内径部が凹型になった形状
を形成できる。同様に、 ｄ部がプラス値を示すようにレベル調整器ａを調整す
ると、図９（ロ）の凸型形状、 ｆ部をプラス値を示すようにレベル調整器ｃを調整す
ると、図９（ハ）のラップ面幅中央部が凹面となった形
状、 ｆ部をマイナス値を示すようにレベルｃを調整する
と、図９（ニ）のラップ面幅中央部が凸面になった形状
が得られる。

【００２２】上記のとのように、ラップ面幅の中央
部が凹面又は凸面となった形状を得る為の、レベル調整
器ｃの調整量は、図７において、図示する関係位置と、
ΔＨｃの高さの微調整を、下記の数式１の式に挿入する
ことにより得ることが出来る。このΔＨｃの値をレベル
調整器ｃにより微調整するものである。ラッピングマシ
ン２において、遊星ギヤ式治具Ｎの部分にＳｉ−Ｗａｆ
ｅｒや液晶用ガラスが固定されているので、該部分は図
９の半分の位置に配置されることとなり、Ｓｉ−Ｗａｆ
ｅｒや液晶用ガラスの断面は、凹状や凸状に構成される
こととなるのである。

【００２３】

【数１】

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。第１に、切削バイト４が
上下でき、かつ、回動アーム６がラップ定盤３の半径方
向に線ｅｄにそって回動しているので、軟質定盤でよく
使用されている、図１０の深溝定盤の溝底部切削も刃物
の選択により可能となる。第２に、本発明のフェーシン
グ装置の構成によると、完全平面加工の他にこれまでの
装置や手法では困難であった表面形状、即ち、凹面や、
凸面や、ラップ面幅内凹面や、ラップ面幅内凸面等の形
状を、簡単に短時間で作成することができるのである。

【００２５】第３に、上記の如く、凹面や、凸面や、ラ
ップ面幅内凹面や、ラップ面幅内凸面等の形状とするこ
とにより、ラップ作業による定盤の熱変形や摩耗や、表
面加工時の液等が載りやすいように、落下し易いような
断面形状を考慮した、理想的なラップ面形状を創成でき
るのである。第４に、切削バイト４を小型の研削ユニッ
トに交換すると、硬質材定盤の表面加工機に転用でき
る。第５に、本発明の各手段によると、安価で効率良
く、一般作業者でもラップ面の各種形状を創成または修
正することができる。

【００２６】第６に、従来の如く、ラップ定盤上を相対
的に遊星運動するラップ修正リングを用いる必要がない
ので、簡単に平面度をフェーシングすることが可能とな
ったのである。第７に、従来の如く、ラップ定盤の半径
方向に真直運動する刃物で幾何学的にフェーシングする
フェーシング装置の場合には、該装置を、ラッピングマ
シン２の本体の平面部に取り付ける部分に広い平面が必
要となり、ラッピングマシン２から飛び出した構成とな
るのであるが、本発明のフェーシング装置１は、ラップ
定盤３の半径方向の線に対して直角方向の回動アーム６
を有するのみなので、ラッピングマシン２の本体の平面
部に取り付けることが可能となり、取付けに場所を要し
ないのである。第８に、従来の装置の如く、ラップ定盤
をラッピングマシンより取り外し他の機械で加工する必
要が無くなったのである。第９に、ラッピングマシン２
において、遊星ギヤ式治具Ｎの部分にＳｉ−Ｗａｆｅｒ
や液晶用ガラスが固定されているので、該部分は図９の
半分の位置に配置されることとなり、Ｓｉ−Ｗａｆｅｒ
や液晶用ガラスの断面が、凹状や凸状に構成されること
となるのである。このように、断面が凹状や凸状のＳｉ
−Ｗａｆｅｒや液晶用ガラスのラッピングを簡単にで
き、ラッピング定盤のフェーシングを行うことが出来る
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるラッピング装置の
全体平面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】フェーシングユニットの平面図である。

【図４】図３の正面図である。

【図５】図３の側面図である。

【図６】基準平面板１５をレベル調整器１６を介してラ
ップ定盤３の上に配置した状態の側面断面図。

【図７】仮想基準平面の設定方法を示す図。

【図８】フェーシング回転軸のレベル調整方法を示す図
である。

【図９】レベルの調整方法とラップ面の形状を示す図で
ある。

【図１０】ラップ面での深溝形状を示す図である。

【符号の説明】

１ フェーシング装置 ２ ラッピングマシン ３ ラップ定盤 ４ 切削バイト ５ 回転軸 ６ 回動アーム ７ 駆動モータ部 ８ レベル調整機構 ９ ベースプレート １０ マイクロメータ １１ 駆動部架台 １２ 出力プーリ又はスプロケット １３ 軸受け台 １４ ホイールギヤ １５ 基準平面板 １６ レベル調整器 １７ ダイヤルゲージ １８ 入力プーリ又はスプロケット １９ ベルト又はチェーン ２０ 刃物台 ２１ ダイヤルゲージ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸５に回動アーム６を取り付け、該
   回動アーム６の先端部にラッピングマシン２の回転軸
   （Ｚ軸）と平行方向である上下方向に摺動できる切削バ
   イト４をセットし、該回動アーム６は駆動装置により円
   弧運動し、回転軸５はレベル調整機構８を持ったベース
   プレート９に取り付けられていることを特徴とするラッ
   ピング定盤のフェーシング装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のラッピング定盤のフェー
   シング装置において、ラッピングマシン２のラップ定盤
   ３の半径方向の軸（Ｘ軸）と、該ラップ定盤３のラップ
   面幅中心部を通過する軸（Ｙ軸）を直角に設置し、回動
   アーム６の回転軸５を前記Ｙ軸上に設置し、水平レベル
   調整機構をＸ軸，Ｙ軸方向にレベル調節できるように設
   置し、円弧運動によっても、ラップ定盤３を切削できる
   ように構成したことを特徴とするラッピング定盤のフェ
   ーシング装置。
3. 【請求項３】 ラッピングマシン２において、ラップ定
   盤３の半径方向の線ｅｄに対して、直交する方向の回動
   アーム６を配置し、該回動アーム６をラップ定盤３の外
   側のラッピングマシン２の本体の平面部に立設した回転
   軸５を中心に回動させ、前記ラップ定盤３の半径方向
   に、回動アーム６の先端に配置した切削バイト４を回動
   させることを特徴とするラッピング定盤のフェーシング
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のラッピング定盤のフェー
   シング装置を、ラッピングマシン２の本体の平面部に、
   ３点のレベル調整器ａ，ｂ，ｃにより構成したレベル調
   整機構８を介して支持し、該レベル調整機構８の中のレ
   ベル調整器ａ，ｂは、前記ラップ定盤３の半径方向の線
   ｅｄと平行な線上に配置し、レベル調整器ｃは、前記半
   径方向の線ｅｄの中心点であるｇと回転軸５とを結ぶ線
   の延長線上に配置したことを特徴とするラッピング定盤
   のフェーシング装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のラッピング定盤のフェー
   シング装置において、ｅ部でダイヤルゲージ２１の値
   が、プラス値を示すようにレベル調整器ｂを調整し、ラ
   ップ定盤３のラップ面を切削すると、ラップ定盤３の内
   径部が凹型になった形状を形成可能としたことを特徴と
   するラッピング定盤のフェーシング装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載のラッピング定盤のフェー
   シング装置において、ｄ部がプラス値を示すようにレベ
   ル調整器ａを調整して、ラップ定盤３の内径部が凸型形
   状を形成可能としたことを特徴とするラッピング定盤の
   フェーシング装置。
7. 【請求項７】 請求項４記載のラッピング定盤のフェー
   シング装置において、ｆ部をプラス値を示すようにレベ
   ル調整器ｃを調整して、ラップ定盤３の上のラップ面幅
   中央部が凹面となった形状を形成可能としたことを特徴
   とするラッピング定盤のフェーシング装置。
8. 【請求項８】 請求項４記載のラッピング定盤のフェー
   シング装置において、ｆ部をマイナス値を示すようにレ
   ベル調整器ｃを調整して、ラップ定盤３のラップ面幅中
   央部が凸面になった形状を形成可能としたことを特徴と
   するラッピング定盤のフェーシング装置。