JP2001170862A - ワーク保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対のカップ形砥石間の所定の位置に正確に
ワークを配置して、高精度にワークを研削可能なワーク
保持装置を、提供する。 【解決手段】 両頭研削盤における一対の相対向したカ
ップ形砥石１１，２１間にワークＷを挿入するワーク保
持装置５におけるワークホルダ５１の位置を、正確に調
整可能とした。即ち、このワークホルダ５１を、各砥石
１１，２１の作用面に対して平行な平面における所定の
スライド方向に移動させるＸ軸駆動部と、両作用面に平
行な平面における前記スライド方向に垂直なＢ軸を中心
に回転させるＢ軸駆動部と、Ｂ軸に垂直なＡ軸を中心に
回転させるＡ軸駆動部と、Ａ軸及びＢ軸に垂直なＣ軸を
中心に回転させるＣ軸駆動部と、各砥石１１，２１の作
用面に対して垂直な方向へ変位させるＺ軸駆動部とを、
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハや
ガラスディスク等の円板状のワークを加工する加工装置
に適用され、このワークを自転させた状態で保持するワ
ーク保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、円板状の薄型ワークを加工す
るための装置として、両頭研削盤が知られている。この
両頭研削盤は、一対のスピンドル装置７，７，及びワー
ク保持装置８を、備えている。図８は、従来の両頭研削
盤を示す説明図である。なお、両スピンドル装置７，７
は互いに同様の構成になっているが、図８には、その一
方のみが示されている。

【０００３】このスピンドル装置７は、カップ形砥石７
１，及びこの砥石７１を高速回転させる外輪部７２を、
有している。このカップ形砥石７１は、その先端面がリ
ング状の平坦面に形成されており、この平坦面が研削作
用面になっている。そして、一方のスピンドル装置７，
及び他方のスピンドル装置７は、それらの砥石７１，７
１を同軸に相対向させた状態で、夫々ベッド４上に配置
されている。

【０００４】これら両スピンドル装置７，７は、図示せ
ぬ駆動機構により、各外輪部７２，７２を高速回転させ
ることにより、各砥石７１，７１を同軸に高速回転させ
る。さらに、両スピンドル装置７，７は、図示せぬ駆動
機構により、各外輪部７２，７２の間隔を調節すること
ができる。このため、各砥石７１，７１は、同軸に高速
回転した状態で、その研削作用面を互いに近接／離反さ
せることができる。

【０００５】ワーク保持装置８は、これら両砥石７１，
７１間に、ワークＷを挿入するための装置である。この
ワーク保持装置８は、ワークＷを格納可能な切欠が形成
された略「コ」の字状のフレーム８１を有する。このフ
レーム８１は、図８の紙面内（Ｘ−Ｙ平面内）において
Ｘ方向にスライド移動可能に、ベッド４上に配置されて
いる。なお、両砥石７１，７１の中心軸に平行な方向が
Ｚ方向である。また、このＺ方向に垂直な平面内におい
て、床面に水平な方向がＸ方向であり、床面に垂直な方
向がＹ方向である。

【０００６】また、このワーク保持装置８は、フレーム
８１の切欠内に配置されたワークＷをその両側から挟持
する図示せぬ一対のパッドを、有する。これら各パッド
は、ローラや流体静圧によって当該ワークＷを自転させ
た状態で保持することができる。

【０００７】そして、ワーク保持装置８は、このように
ワークＷを保持した状態でＸ方向にスライド移動し、ワ
ークＷを両砥石７１，７１間に挿入する。この状態にお
いて各スピンドル装置７，７は、その砥石７１，７１を
夫々回転させた状態で、該砥石７１，７１を相近接させ
てゆく。

【０００８】すると、ワークＷは、それ自身回転した状
態でその各面が各砥石７１，７１により夫々研削されて
ゆくので、その両面における全領域が研削される。な
お、作業者は、両砥石７１，７１の間隔が所定の間隔に
なったところで、研削を終了させる。この状態におい
て、ワークＷは、所定の厚さ（両砥石７１，７１の間
隔）に加工されることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の両頭研削盤にお
いて、各スピンドル装置７，７は、その砥石の中心軸同
士が高精度で一致するように、配置されている。従っ
て、各砥石７１，７１の研削作用面間は、高精度で平行
になっている。そして、ワーク保持装置８は、これら各
砥石７１，７１間へ、その各研削作用面に対してできる
だけ平行を保つようにワークＷを挿入しなければならな
い。

【００１０】しかしながら、ワーク保持装置８の組み立
てや設置の際の誤差により、実際の加工時におけるワー
クＷの位置は、所定の位置からどうしてもずれてしま
う。このように、両スピンドル装置７，７に対してワー
クＷが正しく配置されなければ、このワークＷを均一な
厚さの平坦な円板状に研削することは困難である。

【００１１】そこで、所定の位置に正確にワークＷを配
置させることが可能なワーク保持装置を提供すること
を、本発明の課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によるワーク保持
装置及び両頭研削盤は、上記課題を解決するために、以
下のような構成を採用した。

【００１３】即ち、このワーク保持装置は、互いに平行
に対向して同軸に回転する一対の作用面を有する加工装
置におけるこれら両作用面間に、加工対象である円板状
のワークを挿入するワーク保持装置であって、ワークを
自転させた状態で保持するワークホルダと、前記ワーク
ホルダを、前記加工装置の両作用面に対して平行な平面
における所定のスライド方向（Ｘ方向）に移動させるス
ライド手段と、前記ワークホルダを、前記加工装置の両
作用面に対して平行な平面において前記スライド方向に
垂直な方向に向いた第１の回転軸（Ｂ軸）を中心に回転
させる第１の回転手段と、前記ワークホルダを、前記第
１の回転軸に垂直な第２の回転軸（Ａ軸）を中心に回転
させる第２の回転手段とを、備えたことを特徴とする。

【００１４】さらに、このワーク保持装置は、前記ワー
クホルダを、前記第１の回転軸及び第２の回転軸に対し
て垂直な第３の回転軸（Ｃ軸）を中心に回転させる第３
の回転手段とを、備えたことを特徴とする。

【００１５】このように構成されると、ワーク保持装置
により保持されたワークは、スライド方向に移動可能で
あるだけでなく、第１乃至第３の回転軸に関して夫々回
転変位可能である。このため、ワークは、両作用面間の
所定の位置に配置される。

【００１６】さらに、このワーク保持装置は、前記ワー
クホルダを、前記加工装置の両作用面に対して垂直な方
向へ変位させる変位手段を備えていてもよい。このよう
に構成されると、ワークは、さらに高精度で所定の位置
に配置されることになる。

【００１７】なお、前記スライド手段は、前記スライド
方向に移動可能なスライドテーブルを有し、前記変位手
段は、前記スライドテーブル上に前記加工装置の両作用
面に垂直な方向へ変位可能に係合された変位テーブルを
有し、前記第１の回転手段は、前記変位テーブル上に前
記第１の回転軸を中心として回転可能に係合された回転
テーブルと、この回転テーブルから前記第２の回転軸に
対して平行に突出した連結部材とを有し、前記第２の回
転手段は、前記連結部材の先端部に固定された基部と、
前記第２の回転軸を中心として回転可能に前記基部に係
合された支持部とを有し、前記ワークホルダは、前記支
持部に、前記第３の回転軸を中心として回転可能に係合
されていてもよい。

【００１８】そして、このワークホルダは、前記ワーク
の縁辺に回転可能に当接する複数のローラと、前記ワー
クの各面における所定領域に夫々対向し、このワークの
中心軸方向の変位を規制する一対の支持パッドと、前記
複数のローラから選択された所定の各ローラを夫々同方
向に回転させて、ワークを自転させるワーク駆動部とを
有していてもよい。さらに、このワークホルダの各支持
パッドが、前記ワークに対して流体を噴出させて該ワー
クを流体静圧により支持することとしてもよい。なお、
各支持パッドは、ワークの各面に夫々当接する複数のロ
ーラにより当該ワークを支持してもよい。

【００１９】また、本発明のワーク保持装置を一対のス
ピンドル装置とともに用いて両頭研削盤を構成してもよ
い。即ち、この両頭研削盤は、前記のワーク保持装置
と、回転対称に形成されてその中心軸方向に変位可能な
内輪部，この内輪部に対してその外側に嵌合するととも
に、この内輪部が回転しない状態において該内輪部の中
心軸を中心として回転可能な外輪部，及び，平坦な作用
面が形成されて前記外輪部に対して同軸に固定されたカ
ップ形砥石を有する第１のスピンドル装置と、この第１
のスピンドル装置と同様の構成を有するとともに、その
カップ形砥石の作用面を前記第１のスピンドル装置にお
けるカップ形砥石の作用面に対して平行かつ同軸に対向
させて配置された第２のスピンドル装置と、前記両スピ
ンドル装置におけるいずれかの内輪部に対して固定され
るとともに、前記ワーク保持装置の前記ワークホルダが
前記ワークを前記両カップ形砥石の作用面間に挿入した
状態で、このワークの縁辺に回転可能に当接することに
より該ワークを前記ワークホルダにおける前記ローラに
対して押し付ける支持ローラを有する支持機構とを備え
たことを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は、両頭研削盤を示す概略構
成図である。この両頭研削盤は、第１のスピンドル装置
１及び第２のスピンドル装置２，並びに，ワーク保持装
置５を、備えている。

【００２１】第１のスピンドル装置１は、カップ形砥石
１１，及びこの砥石１１を高速回転させる外輪部１２を
有している。このカップ形砥石１１は、その先端面がリ
ング状の平坦面に形成されており、この平坦面が研削作
用面になっている。また、スピンドル装置１は、先端が
円柱状に突出した回転対称な外形の内輪部１３を、有し
ている。外輪部１２は、この内輪部１３の外側にその中
心軸を中心として高速回転可能に嵌合している。なお、
砥石１１は、その中心軸を外輪部１２の回転軸に一致さ
せて、該外輪部１２の先端に固定されている。

【００２２】そして、外輪部１２は、図示せぬモータに
駆動されて高速回転することにより、砥石１１を高速回
転させる。なお、内輪部１３は、図示せぬ駆動機構によ
り駆動されて、その中心軸方向に移動することができ
る。この内輪部１３が移動すると、外輪部１２は高速回
転した状態で該内輪部１３とともに移動する。このた
め、砥石１１も高速回転した状態でその回転軸方向に移
動することができるのである。

【００２３】第２のスピンドル装置２は、第１のスピン
ドル装置１と同様の構成になっている。即ち、このスピ
ンドル装置２は、カップ形砥石２１，外輪部２２，及び
内輪部２３を有する。

【００２４】これら各スピンドル装置１，２は、その砥
石１１，２１を同軸に相対向させた状態で、夫々ベッド
４上に配置されている。なお、図１に示されるように、
両砥石１１，２１の中心軸に平行な方向をＺ方向とす
る。そして、各スピンドル装置１，２は、図示せぬ駆動
機構により内輪部１３，２３を夫々Ｚ方向に移動させる
ことができる。内輪部１３，２３がＺ方向に移動する
と、外輪部１２，２２もＺ方向に移動する。このため、
各外輪部１２，２２に砥石１１，２１が夫々固定された
状態において、作業者は、これら両砥石１１，２１の間
隔を自在に調整することができるのである。

【００２５】図１において、模式的にのみ示されたワー
ク保持装置５は、これら両砥石１１，１２間にワークＷ
を挿入するための装置である。以下、図２を参照して、
このワーク保持装置５の構成について説明する。このワ
ーク保持装置５は、ワークＷを保持するワークホルダ５
１，並びに，該ワークホルダ５１を所定の位置に移動さ
せるＸ軸駆動部５２，Ｚ軸駆動部５３，Ａ軸駆動部５
４，Ｂ軸駆動部５５，及びＣ軸駆動部５６を、有する。

【００２６】スライド手段としてのＸ軸駆動部５２は、
Ｘ軸モータ５２１，ボールネジ５２２，ボールナット５
２３，及びスライドテーブル５２４を有している。スラ
イドテーブル５２４は、平板状に形成されており、両ス
ピンドル装置１，２の相対向する外輪部１２，２２の下
方におけるベッド４上に、床面に対して平行な平面内で
Ｘ方向（スライド方向）にスライド移動可能に、配置さ
れている。ボールナット５２３は、このスライドテーブ
ル５２４の下面に取り付けられているとともに、ボール
ネジ５２２に螺合している。このボールネジ５２２は、
その長手方向をＸ方向に向け、その一端がＸ軸モータ５
２１の駆動軸に連結されるとともにその他端がベッド４
に固定された軸受により軸支されている。

【００２７】そして、Ｘ軸モータ５２１がボールネジ５
２２を回転させると、このボールネジ５２２はボールナ
ット５２３をＸ方向に移動させる。このため、スライド
テーブル５２４はＸ方向へ移動することになる。なお、
スライドテーブル５２４は、Ｘ軸モータ５２１の回転方
向に応じて、Ｘ方向における双方の向きへ移動可能であ
る。

【００２８】変位手段としてのＺ軸駆動部５３は、スラ
イドテーブル５２４上に配置された平板状の変位テーブ
ル５３１，並びに，図示せぬＺ軸モータ，ボールネジ及
びボールナットを、有する。そして、変位テーブル５３
１は、スライドテーブル上５２４上においてＺ方向（変
位方向）に変位可能であり、Ｚ軸モータの回転方向に応
じてＺ方向における双方の向きへ変位する。

【００２９】Ｂ軸駆動部５５は、Ｂ軸モータ５５１，及
び，平板状に形成された回転テーブル５５２を有してい
る。この回転テーブル５５２は、変位テーブル５３１上
に回転可能に配置されている。Ｂ軸モータ５５１は、図
示せぬギアを介して回転テーブル５５２に連結されてい
る。そして、回転テーブル５５２は、Ｂ軸モータ５５１
の回転方向に応じて双方向に回転する。なお、この回転
テーブル５４２の回転軸をＢ軸（第１の回転軸）とする
と、このＢ軸は、Ｙ方向に対して平行になっている。ま
た、回転テーブル５５２には、その上面におけるＢ軸近
傍から上方へ向けてこのＢ軸に対して平行に伸びた連結
部材５５３が、固定されている。

【００３０】Ａ軸駆動部５４は、この連結部材５５３の
上端に固定された基部５４１，Ａ軸モータ５４２，及び
支持部５４３を、有する。このＡ軸モータ５４２は、そ
の駆動軸をＢ軸に直交させて、基部５４１に固定されて
いる。この基部５４１内には、Ａ軸モータ５４２の駆動
軸に連結された減速器が格納されている。また、この減
速器は、支持部５４３に連結されている。そして、Ａ軸
モータ５４２が減速器を駆動すると、この減速器は、支
持部５４３をＡ軸モータの駆動軸と同軸に回転させる。
なお、このＡ軸モータ５４２の駆動軸及び支持部５４３
の回転軸を、Ａ軸（第２の回転軸）とする。

【００３１】Ｃ軸駆動部５６は、支持部５４３に取り付
けられたＣ軸モータ５６１及び図示せぬギアを、有す
る。なお、後において説明するが、ワークホルダ５１
は、支持部５４３に対して回転変位可能に取り付けられ
ている。そして、Ｃ軸駆動部５６は、このワークホルダ
５１に連結されており、該ワークホルダ５１を、Ａ軸及
びＢ軸に垂直なＣ軸（第３の回転軸）を中心に回転させ
る。即ち、ワークホルダ５１は、Ｃ軸駆動部５６により
駆動されて、図２に示される姿勢，又は，この状態から
図２の紙面内（Ａ軸及びＢ軸によりなる平面内）におい
て時計方向に９０°回転した姿勢をとることができる。
なお、図２に示されるワークホルダ５１の姿勢を研削姿
勢といい、もう一方の姿勢を退避姿勢という。

【００３２】次に、ワークホルダ５１の構成につき、図
３を参照して説明する。このワークホルダ５１は、フレ
ーム５１１，一対の支持パッド５１２，５１２，及び，
ワーク駆動部５１３を、有する。フレーム５１１は、ワ
ークＷをその外周の略半周に渡って収容可能な切欠が形
成された略Ｃ字状の保持部５１１ａと、この保持部５１
１ａの外周中央部分から外方へ突出した取付部５１１ｂ
とによりなる。

【００３３】また、このフレーム５１１の保持部５１１
ａには、その切欠内にワークＷが格納された状態におい
て該ワークＷの縁辺に当接する複数のローラＲ１，Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ４が、取り付けられている。ローラＲ１と
ローラＲ４とは、保持部５１１ａの中心軸（Ａ軸）に対
して相対称に、夫々配置されている。また、ローラＲ２
とローラＲ３とは、各ローラＲ１，Ｒ４の内側におい
て、保持部５１１ａの中心軸（Ａ軸）に対して相対称
に、夫々配置されている。

【００３４】さらに、この保持部５１１ａの一端には、
第１のワーク支持機構Ｈ１が取り付けられている。第１
のワーク支持機構Ｈ１は、略「く」の字状のリンク部材
Ｈ１１，ローラＨ１２，及びエアシリンダＨ１３を、有
する。リンク部材Ｈ１１は、その屈曲した部分におい
て、保持部５１１ａの先端に回転可能に軸支されてい
る。なお、リンク部材Ｈ１１は、その屈曲した部分を保
持部５１１ａの内側へ向けて、配置されている。また、
リンク部材Ｈ１１は、図３の紙面内（Ａ軸及びＢ軸に平
行な平面内）において回転変位可能である。

【００３５】ローラＨ１２は、リンク部材Ｈ１１のＡ軸
に近接した側の端部に、その中心軸をＣ軸に対して平行
に向けて軸支されている。また、リンク部材Ｈ１１にお
けるローラＨ１２が取り付けられていない方の端部は、
エアシリンダＨ１３に連結されており、このエアシリン
ダＨ１３に駆動されてＡ軸に対して略平行な方向に変位
し、当該リンク部材Ｈ１１を回転変位させる。そして、
このリンク部材Ｈ１１が回転変位することにより、ロー
ラＨ１２は、保持部５１１ａ内に格納されたワークＷの
縁辺に回転可能に当接した保持位置，又は，ワークＷか
ら離反した開放位置のいずれかをとることになる。

【００３６】同様に、第２のワーク支持機構Ｈ２は、リ
ンク部材Ｈ２１，ローラＨ２２，及びエアシリンダＨ２
３を有し、保持部５１１ａの他端に取り付けられてい
る。そして、各エアシリンダＨ１３，Ｈ２３が、夫々、
リンク部材Ｈ１１，Ｈ２１を介してローラＨ１３，Ｈ２
３を開放位置に配置した状態において、ワークＷは、フ
レーム５１１の保持部５１１ａに対して挿抜される。

【００３７】各支持パッド５１２，５１２は、平板状に
形成されるとともに、フレーム５１１の保持部５１１ａ
内にワークＷが格納された状態において、該ワークＷの
表裏両面における支持部５１１ｂに近接した側の略半円
状の各領域に対向可能である。図３には、一対の支持パ
ッド５１２，５１２のうちの片方のみが示されている。

【００３８】さらに、各支持パッド５１２，５１２は、
フレーム５１１の外方へ向けて突出した各３つの突出部
を有する。これら各突出部は、夫々、フレーム５１１の
保持部５１１ａにおける中心部分及び両端近傍に、３本
のガイドピンＧによって取り付けられている。そして、
各支持パッド５１２，５１２における突出部は、他の部
分よりも薄く形成されている。このため、各支持パッド
５１２，５１２は、その各突出部によりフレーム５１１
に取り付けられた状態において、ワークＷに対して僅か
の間隙をあけて対向することができる。

【００３９】なお、各支持パッド５１２，５１２は、保
持部５１１ａ内に格納されたワークＷの中心部分に干渉
しないように、その先端（図３における左端）が緩い弧
状に切り欠かかれた形状を有する。

【００４０】さらに、各支持パッド５１２，５１２は、
その相対向する面に夫々形成された複数のポケットＰを
有する。各ポケットＰは、浅く平坦に形成された溝であ
り、その中央部分には加圧された流体を噴出させるため
の供給孔が開口している。

【００４１】そして、保持部５１１ａ内にワークＷが保
持された状態において、各支持パッド５１２，５１２
は、夫々、このワークＷに対して僅かな間隙をあけて対
向する。この状態において、各ポケットＰには供給孔を
通じて流体が供給される。すると、この流体は、各ポケ
ットＰ内に満たされるとともに、各支持パッド５１２，
５１２とワークＷとの間隙を通じて流れてゆく。即ち、
ワークＷは、両支持パッド５１２，５１２間において、
流体静圧により保持されることになる。なお、この流体
は、水やその他の研削液であってもよい。

【００４２】ワーク駆動部５１３は、駆動ベルト５１３
ａ，並びに，図示せぬワーク駆動モータ及び減速器を、
有する。駆動ベルト５１３ａは、減速器の出力軸に固定
されたプーリ（図示略），及び各ローラＲ２，Ｒ３に夫
々掛け回されている。そして、この減速器がワーク駆動
モータにより駆動されると、各ローラＲ２，Ｒ３は、夫
々、駆動ベルト５１３ａを介して駆動されて同方向（図
３における反時計方向）に回転する。

【００４３】このように構成されたワークホルダ５１
は、ワークＷを保持した場合に該ワークＷが両砥石１
１，２１の研削作用面に対して平行になるように、その
取付部５１１ｂにおいて支持部５４３に軸支されてい
る。なお、上記のように、Ｃ軸駆動部５６は、このワー
クホルダ５１をＣ軸を中心としてＡ軸及びＢ軸に平行な
平面内で、回転させることができる。

【００４４】また、上記のように、Ｘ軸駆動部５２は、
ワークホルダ５１を図２（及び図３）におけるＸ方向に
スライド移動させることができる。即ち、ワークホルダ
５１は、ワークＷを保持した状態において、図２におけ
る左右方向に移動可能である。

【００４５】そして、ワークホルダ５１が図２において
αとして示される位置に移動した状態（図３に示された
状態）において、このワークホルダ５１内に保持された
ワークＷは、その図２及び図３における最も左側の端部
が各スピンドル装置１，２の内輪部１３，２３の中央近
傍に達するように、配置される。この状態において、ワ
ークＷの中央部は、各砥石１１，２１の研削作用面に対
向する位置に配置される。なお、この状態におけるワー
クホルダ５１の位置を研削位置という。また、図２にお
いてβとして示される位置に移動した場合のワークホル
ダ５１の位置を退避位置という。

【００４６】さらに、スピンドル装置１の内輪部１３に
は、第３のワーク支持機構Ｈ３が取り付けられている。
このワーク支持機構Ｈ３は、一対の支持ローラＨ３１，
Ｈ３２を有する。これら各ローラＨ３１，Ｈ３２は、夫
々、その回転軸をＣ軸に平行に向けて軸支されている。
そして、各ローラＨ３１，Ｈ３２は、ワークホルダ５１
が研削位置に配置された状態において、該ワークホルダ
５１に保持されたワークＷの図３における左側の端部に
夫々当接するように、配置されている。

【００４７】このように構成されたワークホルダ５１
は、研削位置に配置されたワークＷを回転させることが
できる。即ち、ワークＷが研削位置に配置された状態
で、ワークホルダ５１のワーク駆動部５１３が各ローラ
Ｒ２，Ｒ３を回転させると、これら各ローラＲ２，Ｒ３
に当接したワークＷは回転することになる。なお、各ロ
ーラＲ２，Ｒ３は、図３における反時計方向に夫々回転
する。このため、ワークＷは、その縁辺を、各ローラＲ
１〜Ｒ４，Ｈ１２，Ｈ２２，Ｈ３１，Ｈ３２に夫々当接
させるとともにその中心軸を中心として、図３における
時計方向に回転する。

【００４８】なお、ワークホルダ５１のワーク駆動部５
１３は、図示せぬ制御装置に接続されている。また、Ｘ
軸駆動部５２，Ｚ軸駆動部５３，Ａ軸駆動部５４，Ｂ軸
駆動部５５，及びＣ軸駆動部５６も、この制御装置に夫
々接続されている。さらに、各スピンドル装置１，２
も、この制御装置に夫々接続されている。

【００４９】そして、作業者は、この制御装置を操作す
ることにより、これら各スピンドル装置１，２及びワー
ク保持装置５を夫々動作させて、ワークＷの研削を実行
させることができる。以下、このワークの研削手順につ
いて説明する。

【００５０】まず、この両頭研削盤のワーク保持装置５
にワークＷを装填するために、Ｘ軸駆動部５２は、ワー
クホルダ５１をその退避位置に配置する。そして、Ｃ軸
駆動部５６は、ワークホルダ５１を退避姿勢に配置す
る。また、各エアシリンダＨ１３，Ｈ２３は、各ローラ
Ｈ１２，Ｈ２２を夫々開放位置に配置する。

【００５１】この状態において、図示せぬロボットは、
未加工のワークＷをワークホルダ５１に挿入する。その
うえで、各エアシリンダＨ１３，Ｈ２３は、各ローラＨ
１２，Ｈ２２を夫々保持位置に移動する。そして、ワー
クホルダ５１は、Ｃ軸駆動部５６により研削姿勢に配置
されるとともに、Ｘ軸駆動部５２により研削位置に配置
される。ここで、ワークＷは、両支持パッド５１２，５
１２間において流体静圧により支持された状態で、ワー
ク駆動部５１３に駆動されることにより自転する。

【００５２】そして、各スピンドル装置１，２は、その
砥石１１，２１を高速回転させた状態で相近接させるこ
とにより、ワークＷを研削する。なお、ワークＷは、上
記のように自転しているので、その両面における全面が
研削される。なお、各砥石１１，２１の研削作用面同士
の間隔が所定間隔（例えば０．８ｍｍ）になると、ワー
クＷは、その所定間隔と同じ厚さに研削されたことにな
る。

【００５３】こうして、ワークＷが所定の厚さに研削さ
れた後、各スピンドル装置１，２は互いに離反する。そ
して、加工済みのワークＷは回収される。即ち、Ｘ軸駆
動部５２は、ワークホルダ５１を退避位置に配置し、Ｃ
軸駆動部５６は、ワークホルダ５１を退避姿勢に配置す
る。さらに、各エアシリンダＨ１３，Ｈ２３は、各ロー
ラＨ１２，Ｈ２２を夫々開放位置に配置する。この状態
において、図示せぬロボットは、加工済のワークＷをワ
ークホルダ５１から回収する。

【００５４】上記の研削工程において、ワーク保持装置
５によって、両スピンドル装置１，２間に配置されたワ
ークＷは、各砥石１１，２１の研削作用面に対して高精
度に平行になっていなければならない。また、このワー
クＷは、両砥石１１，２１間の所定の位置に高精度に配
置されなければならない。仮に、ワークＷの位置がずれ
てしまうと、両スピンドル装置１，２は、このワークＷ
を均一に研削することができなくなる。

【００５５】以下、ワークの位置ずれに起因する各種の
問題について説明する。図４は、両砥石１１，１２間に
挿入されたワークＷが、所定の位置に対してＡ軸回りに
δＡだけ回転変位した状態を示している。このような状
態で、各スピンドル装置１，２が、砥石１１，２１を相
近接させると、一方の砥石１１はワークＷの上側の縁辺
近傍ｇ１に当接し、他方の砥石２１はワークＷの下側の
縁辺近傍ｇ２に当接する。

【００５６】図５は、両砥石１１，１２間に挿入された
ワークＷが、所定の位置に対してＢ軸回りにδＢだけ回
転変位した状態を示している。このような状態で、各ス
ピンドル装置１，２が、砥石１１，２１を相近接させる
と、一方の砥石１１はワークＷの上側及び下側の各縁辺
近傍ｇ３，ｇ４のみに当接し、他方の砥石２１はワーク
Ｗの中央部分ｇ５のみに当接する。

【００５７】これら図４及び図５に示されるように、Ａ
軸回り又はＢ軸回りにワークＷがずれていると、このワ
ークＷは不均一に研削されてしまう。即ち、ワークＷの
厚さが不均一になったり、ワークＷに反りが生じてしま
うのである。

【００５８】図６は、両砥石１１，１２間に挿入された
ワークＷが、所定の位置に対してＺ方向にδＺだけ変位
した状態を示している。このような状態で、各スピンド
ル装置１，２が、砥石１１，２１を相近接させると、一
方の砥石１１がワークＷに当接しないうちに、他方の砥
石２１がこのワークＷに当接してしまう。このまま研削
が続けられると、ワークＷの片面のみが研削されること
になる。また、ワークＷにかかる両砥石１１，２１の力
が異なるために、このワークＷが割れてしまうこともあ
る。

【００５９】図７は、両砥石１１，２１間に挿入された
ワークＷが、所定の位置に対してＸ方向における矢印の
向きと逆向きにずれて配置された状態を示している。こ
の状態において、ワークＷの中心は両砥石１１，２１の
位置に達していないので、このワークＷの中央近傍は、
研削されずに残されてしまうのである。

【００６０】また、ワークＷのＸ方向における位置が正
しくとも、このワークＷがＣ軸回りに回転変位してしま
うと、同様に、ワークＷの中心は両砥石１１，２１の位
置に達しないことになる。即ち、このような場合にも、
ワークＷの中央近傍は研削されずに残されてしまう。

【００６１】以上のように、両砥石１１，２１に対する
ワークＷの位置が正しくないと、当該ワークＷは正しく
研削されないことになる。ところが、従来のワーク保持
装置８では、ワークＷを所定の位置に高精度で配置する
ことは困難であった。

【００６２】これに対し、本実施の形態のワーク保持装
置５は、そのＡ軸駆動部５４及びＢ軸駆動部５５により
ワークホルダ５１をＡ軸回り及びＢ軸回りに回転変位さ
せることができる。また、このワーク保持装置５は、そ
のＺ軸駆動部５３によりワークホルダ５１をＺ方向に変
位させることができる。さらに、このワーク保持装置５
１は、そのＸ軸駆動部５２によりワークホルダ５１をＸ
方向に変位させることができるとともに、そのＣ軸駆動
部５６によりワークホルダ５１をＣ軸回りに回転変位さ
せることができるこのため、作業者は、制御装置を操作
して、これらＡ軸駆動部５４及びＢ軸駆動部５５，Ｚ軸
駆動部５３，並びに，Ｘ軸駆動部５２及びＣ軸駆動部５
６により、ワークホルダ５１に保持されたワークＷを両
スピンドル装置１，２間における所定の位置に高精度で
配置することができる。

【００６３】従って、ワークＷは、Ａ軸回り及びＢ軸回
りに関して正しく配置されて、均一な所定の厚さに平坦
に加工される。また、ワークＷは、Ｚ方向に関して正し
く配置されて、その両面が均等に加工される。さらに、
ワークＷは、Ｘ方向及びＣ軸回りに関して正しく配置さ
れて、その両面における全領域が均等に加工される。

【００６４】そのうえ、このようなワーク保持装置を備
えた両頭研削盤は、そのスピンドル装置１の内輪部１３
に取り付けられた支持機構Ｈ３の各ローラＨ３１，Ｈ３
２が、ワークＷを各ローラＲ２，Ｒ３へ向けて押し付け
ることになる。このため、ワークＷの縁辺部と各ローラ
Ｒ２，Ｒ３との間に充分な摩擦力が発生し、当該ワーク
Ｗは所定の速度で定常的に自転する状態で、確実に保持
される。従って、ワークＷの加工精度が向上する。

【００６５】

【発明の効果】以上のように構成された本発明のワーク
保持装置によると、ワーク保持装置により保持されたワ
ークは、スライド方向に移動可能であるだけでなく、第
１及び第２の回転軸に関して夫々回転変位可能となり、
両作用面間の所定の位置に正確に配置される。従って、
このワークは、所定の形状に高精度で加工される。

【００６６】さらに、ワークホルダを第３の回転軸に関
して回転変位させる第３の回転手段を備えることとする
と、ワークは、さらに高精度で所定の位置に配置され、
研削精度が向上する。

【００６７】そのうえ、ワークホルダを加工装置の両作
用面に対して垂直な方向へ変位させる変位手段を備える
こととすると、ワークは、さらに高精度で所定の位置に
配置されることになり、このワークの両面における全領
域が正しく加工される。

【００６８】従って、本発明のワーク保持装置を用いた
両頭研削盤によると、ワークは、所定の形状に高精度で
加工される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による両頭研削盤を示す
概略構成図

【図２】 本発明の一実施形態によるワーク保持装置を
示す構成図

【図３】 ワークホルダを示す構成図

【図４】 Ａ軸回りのワーク位置ずれを示す説明図

【図５】 Ｂ軸回りのワーク位置ずれを示す説明図

【図６】 Ｚ軸方向のワーク位置ずれを示す説明図

【図７】 Ｘ軸方向のワーク位置ずれを示す説明図

【図８】 従来の両頭研削盤を示す説明図

【符号の説明】

１，２ スピンドル装置 １１，２１ 砥石 １２，２２ 外輪部 １３，２３ 内輪部 ５ ワーク保持装置 ５１ ワークホルダ ５１１ フレーム ５１１ａ 保持部 ５１１ｂ 取付部 ５１２ 支持パッド ５１３ ワーク駆動部 ５２ Ｘ軸駆動部 ５２４ スライドテーブル ５３ Ｚ軸駆動部 ５３１ 変位テーブル ５４ Ａ軸駆動部 ５４１ 基部 ５４３ 支持部 ５５ Ｂ軸駆動部 ５５２ 回転テーブル ５５３ 連結部材 ５６ Ｃ軸駆動部 Ｈ３ 支持機構 Ｈ３１，Ｈ３２，Ｒ１〜Ｒ４ ローラ Ｗ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 一敬 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 (72)発明者 岩瀬 昭雄 愛媛県新居浜市惣開町５番２号 住友重機 械工業株式会社新居浜製造所内 Ｆターム(参考） 3C034 AA08 BB75 CA11 CB08 DD15 3C043 BC06 CC04 CC11 DD05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに平行に対向して同軸に回転する一対
   の作用面を有する加工装置におけるこれら両作用面間
   に、加工対象である円板状のワークを挿入するワーク保
   持装置であって、 ワークを自転させた状態で保持するワークホルダと、 前記ワークホルダを、前記加工装置の両作用面に対して
   平行な平面における所定のスライド方向に移動させるス
   ライド手段と、 前記ワークホルダを、前記加工装置の両作用面に対して
   平行な平面において前記スライド方向に垂直な方向に向
   いた第１の回転軸を中心に回転させる第１の回転手段
   と、 前記ワークホルダを、前記第１の回転軸に垂直な第２の
   回転軸を中心に回転させる第２の回転手段とを備えたこ
   とを特徴とするワーク保持装置。
2. 【請求項２】前記ワークホルダを、前記第１の回転軸及
   び第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回
   転させる第３の回転手段を、さらに備えたことを特徴と
   する請求項１記載のワーク保持装置。
3. 【請求項３】前記ワークホルダを、前記加工装置の両作
   用面に対して垂直な方向へ変位させる変位手段を、さら
   に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のワーク
   保持装置。
4. 【請求項４】前記スライド手段は、前記スライド方向に
   移動可能なスライドテーブルを有し、 前記変位手段は、前記スライドテーブル上に前記加工装
   置の両作用面に垂直な方向へ変位可能に係合された変位
   テーブルを有し、 前記第１の回転手段は、前記変位テーブル上に前記第１
   の回転軸を中心として回転可能に係合された回転テーブ
   ルと、この回転テーブルから前記第２の回転軸に対して
   平行に突出した連結部材とを有し、 前記第２の回転手段は、前記連結部材の先端部に固定さ
   れた基部と、前記第２の回転軸を中心として回転可能に
   前記基部に係合された支持部とを有し、 前記ワークホルダは、前記支持部に、前記第１の回転軸
   及び第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心と
   して回転可能に係合されたことを特徴とする請求項３記
   載のワーク保持装置。