JP2001310247A - 回転ワークの研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークを薄く加工した場合にもワークの上面
と下面における残留応力を均一に保ち、ワークに反りが
生じるのを防止できる研削方法を提供する。 【解決手段】 研削加工において、研削作業時間の半分
が経過した以後にワーク２４の回転方向を少なくとも１
回、反対方向に変化させることにより、ワーク２４の上
面と下面においてほぼ均一な加工歪層を有する様に研削
加工をすることができる。また、研削加工において、所
定の研削代の半分以上を研削した後に、ワーク２４の回
転方向を少なくとも１回、反対方向に変化させることに
より、ワーク２４の上面と下面においてほぼ均一な加工
歪層を有する様に研削加工をすることができ、ワーク２
４の反りやうねりの発生を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物であるワ
ークの表面を研削加工する研削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、一般に半導体チップ等に用いら
れるシリコンウエーハは、硬脆材料からなるインゴット
をワイヤソーにより切断し、切断されたウエーハを研削
盤やラップ盤等で所望の厚さに研削して製造される。図
４に示すように、従来からワイヤソーにより切断された
硬脆材料からなるウエーハ等のワーク２４の両面を一対
の砥石１７，１８により研削する両頭研削盤１が知られ
ている。この両頭研削盤１は一対の砥石１７，１８の対
向する端面である二つの研削面１７ａ，１８ａを有し、
それぞれの研削面１７ａ，１８ａはほぼ平行の状態で対
向配置されている。薄板状のワーク２４をワーク支持機
構１５に支持した状態で上下部砥石１７，１８の間に配
置し、上下部砥石１７，１８を回転させながらワーク２
４に向かって両砥石または片方の砥石を送り移動するこ
とによって、それら二つの研削面１７ａ，１８ａに接触
したワーク２４の両面を同時に研削するようになってい
る。

【０００３】しかし、上記両頭研削盤１においてはワー
ク支持機構１５によってワーク２４を浮上した状態に保
持しているため、上部砥石１８と下部砥石１７の回転方
向を同一方向にした場合、ワーク２４に対して、上下部
両砥石１７，１８の砥石軸を中心として砥石の回転方向
に回転する力が働く。そのため、一般的には、上部砥石
１８と下部砥石１７の回転方向を逆にして、上部砥石１
８及び下部砥石１７の回転により発生する回転力を相殺
して研削を行っている。

【０００４】このとき、シリコンウエーハのように薄く
加工することが求められる被加工物の場合には、特に加
工歪層の存在が問題となる。図５に加工歪層の様子を模
式的に示す。加工歪層４０とは、加工によって仕上げ面
の表面又は表面からある深さまで、被加工物４１の母材
と異なった物質又は性質に変化した層のことをいい、加
工時の熱、圧力、雰囲気などの影響によって、組織、結
晶構造、機械的電気的性質などが変化したものである。
この加工歪層４０は製品の最終性能に影響を及ぼす重要
な要因であり、結晶組織の変質や応力分布状態の乱れ等
により、形状寸法の変化を引き起こす残留応力などに影
響を与える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
両頭研削盤による研削方法の場合、ワークの一方の面に
おいては砥石の回転方向とワークの回転方向が同一にな
り、ワークの他方の面においては砥石の回転方向とワー
クの回転方向が反対になる。図６（ａ）はワーク２４を
上方から見たときの上部砥石１８の回転方向とワーク２
４の回転方向を示したものであり、図６（ｂ）はワーク
２４を下方から見たときの下部砥石１７の回転方向とワ
ーク２４の回転方向を示したものである。この場合、図
６（ａ）に示すようにワーク２４の回転方向と上部砥石
１８の回転方向が同一になる面の加工は、いわゆるダウ
ンカットになり、ワーク２４表面における加工歪層４０
の厚さは薄いものとなる。しかし、図６（ｂ）に示すよ
うにワーク２４の回転方向と下部砥石１７の回転方向が
反対になる面の加工は、いわゆるアップカットになり、
ワーク２４表面における加工歪層４０の厚さは厚いもの
となる。

【０００６】従って、ワーク２４の上下面において砥石
の回転方向が異なる場合には、ワーク２４の上下面にお
ける加工歪層４０の厚さや性質が異なり、加工歪層４０
の存在によりワーク２４の上下面に発生する応力の大き
さに差が生じる。そして、ワーク２４の上下面の応力差
により、薄く加工されたワーク２４は反りを生じ、上面
又は下面に凸形状となったり、Ｓ字形状となったりする
場合があった。

【０００７】本出願に係る発明は、上記のような問題点
を解決するためになされたものであり、その目的とする
ところは、被加工物を薄く加工した場合にも被加工物の
上面と下面における残留応力を極力均一に保ち（上面と
下面の残留応力のバランスをとり）、被加工物に反りが
生じるのを防止できる研削方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は、被加工物を支持機構に
より支持しながら回転させ、各々逆方向に回転する砥石
によって前記被加工物の平行な二面を同時に研削する研
削方法であって、前記被加工物の回転方向を、少なくと
も一回、反対方向に変化させることを特徴とする研削方
法である。

【０００９】また、本出願に係る第２の発明は、被加工
物を支持機構により支持しながら回転させ、各々逆方向
に回転する砥石によって前記被加工物の平行な二面を同
時に研削する研削方法において、前記被加工物の回転方
向を反対方向に変化させて、前記被加工物を少なくとも
１回転させることにより研削を行うことを特徴とする研
削方法である。

【００１０】更に、本出願に係る第３の発明は、被加工
物を支持機構により支持しながら回転させ、各々逆方向
に回転する砥石によって前記被加工物の平行な二面を同
時に研削する研削方法において、前記被加工物を研削し
ている研削作業時間の半分を経過した以後に、少なくと
も一回、前記被加工物の回転方向を反対方向に変化させ
ることを特徴とする研削方法である。

【００１１】また、本出願に係る第４の発明は、被加工
物を支持機構により支持しながら回転させ、各々逆方向
に回転する砥石によって前記被加工物の平行な二面を同
時に研削する研削方法において、前記被加工物の所定の
研削代の半分以上を研削した後に、少なくとも一回、前
記被加工物の回転方向を反対方向に変化させることを特
徴とする研削方法である。

【００１２】更に、本出願に係る第５の発明は、被加工
物を支持機構により支持しながら回転させ、各々逆方向
に回転する砥石によって前記被加工物の平行な二面を同
時に研削する研削方法において、前記被加工物の回転方
向を反対方向に１回だけ変化させ、前記被加工物を１回
転させて研削を終了することを特徴とする研削方法であ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本出願に係る発明の実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１４】図１は、両頭研削盤１の概略図である。下
部フレーム１１の上に中間フレーム１２が固定され、そ
の中間フレーム１２の上には上部フレーム１３が固定さ
れている。下部フレーム１１には下部砥石回転機構１４
及びワーク支持機構１５が装設され、上部フレーム１３
には上部砥石回転機構１６が装設されている。

【００１５】下部砥石回転機構１４は、下部砥石１７の
回転中心軸となる下部砥石回転軸１４ａを備え、下部砥
石回転軸１４ａの下方延長線には下部砥石１７を回転さ
せるための下部砥石駆動モータ３０のロータ３１が形成
されている。下部砥石回転軸１４ａの上端には砥石ホル
ダとなるフランジ部１４ｂが設けられており、前記ロー
タ３１の回転によりフランジ部１４ｂが高速で回転す
る。また、フランジ部１４ｂには下部砥石１７を備えて
おり、その下部砥石１７の上面はワーク２４を研削する
研削面１７ａをなしている。下部砥石駆動モータ３０の
回転により、下部砥石１７の研削面１７ａが回転する。

【００１６】同様に、上部砥石回転機構１６は、上部砥
石１８の回転中心軸となる上部砥石回転軸１６ａを備
え、上部砥石回転軸１６ａの上方延長線には上部砥石１
８を回転させるための上部砥石駆動モータ３２のロータ
３３が形成されている。上部砥石回転軸１６ａの下端に
は砥石ホルダとなるフランジ部１６ｂが設けられてお
り、前記ロータ３３の回転によりフランジ部１６ｂが高
速で回転する。また、フランジ部１６ｂには上部砥石１
８を備えており、その上部砥石１８の下面は研削面１８
ａをなしている。従って、上部砥石駆動モータ３２の回
転により、上部砥石１８の研削面１８ａが回転する構造
になっている。また、下部砥石駆動モータ３０及び上部
砥石駆動モータ３２はそれぞれ、下部砥石回転昇降制御
部１０２、上部砥石回転昇降制御部１０３に接続されて
おり、それら制御部からの制御信号によりその回転速度
が制御される。そして、前記下部砥石回転軸１４ａの中
心線が上部砥石回転軸１６ａ線の延長線上に配置される
とともに、下部砥石１７の研削面１７ａが上部砥石１８
の研削面１８ａとほぼ平行に対向配置されている。

【００１７】上部フレーム１３には昇降用サーボモータ
１９を設けており、その昇降用サーボモータ１９は上部
砥石回転昇降制御部１０３に接続されている。また、下
部フレーム１１には昇降用サーボモータ２０を設けてお
り、その昇降用サーボモータ２０は下部砥石回転昇降制
御部１０２に接続されている。上部砥石回転機構１６
は、上部フレーム１３に上部砥石回転軸１６ａ線方向へ
昇降可能に支持されており、図示しないボールねじ送り
機構により昇降用サーボモータ１９の回転に従って上下
動を行う。また、下部砥石回転機構１４は、下部フレー
ム１１に下部砥石回転軸１４ａ線方向へ昇降可能に支持
されており、図示しないボールねじ送り機構により昇降
用サーボモータ２０の回転に従って上下動を行う。

【００１８】そして、上部砥石回転昇降制御部１０３及
び下部砥石回転昇降制御部１０２はそれぞれ、昇降用サ
ーボモータ１９，２０の回転を制御する部位であり、上
下部砥石１８，１７の上下方向の送り移動量を制御す
る。また、上部砥石回転昇降制御部１０３及び下部砥石
回転昇降制御部１０２はそれぞれ、上部砥石駆動モータ
３２，下部砥石駆動モータ３０の回転速度を制御して、
上下部砥石１８，１７の回転速度を所望の回転速度に調
整する。

【００１９】次に前記ワーク支持機構１５について説明
すると、図１に示すようにワーク支持機構１５は上下部
砥石回転機構１６，１４間において、下部フレーム１１
に配設されている。図２はワーク支持機構１５を上方か
ら見た状態を示した図であり、ワーク支持機構１５は主
に、支持台５２、移動枠５３、ガイドレール５４及び移
動用モータ５５よりなる。図２に示すように支持台５２
上には、移動枠５３が一対のガイドレール５４を介して
左右に移動可能に支持されている。移動用モータ５５は
支持台５２上に配設されており、このモータ軸に連結さ
れたボールねじ５６が移動枠５３に固定されたボールナ
ット５６ａにねじ込まれて移動枠５３が移動する構造に
なっている。移動用モータ５５は図１に示す移動用モー
タ制御部１０４に接続されており、移動用モータ制御部
１０４を介して制御装置１０１により回転が制御され
る。

【００２０】図２に示すように、円環状の回転板５７は
移動枠５３内に配置され、移動枠５３に回転自在に支持
される３個のガイドローラ５８を介して回転可能に支持
されている。図３は、移動枠５３の断面を模式的に表し
た図である。図３に示すように、回転板５７は円環状の
肉厚の外周枠５７ａにワーク支持板６０を備えたもので
あり、外周枠５７ａの下部外周にはギヤ５９が形成され
ている。ワーク支持板６０はワーク２４より薄く形成さ
れ、外周枠５７ａの下面にその重力で撓んで変形しない
ように、図示しないテンション機構を介して水平に張設
されている。ワーク支持板６０の中央には被加工物であ
るワーク２４を着脱可能にセットするためのセット孔６
０ａが形成されており、このセット孔６０ａはワーク２
４が遊嵌する直径を有する。セット孔６０ａの下には図
示しないエア噴出孔が設けられており、ワーク２４がセ
ット孔６０ａにセットされた際には、エアを噴出してセ
ット孔６０ａ内にワーク２４が浮上した状態を保つ。こ
のとき、ワーク２４の下面の研削抵抗が研削面１７ａに
おいて均一になるように、ワーク２４は下部砥石１７の
研削面１７ａと平行に保持される。

【００２１】回転板駆動モータ６１は移動枠５３上に配
設され、そのモータ軸には回転板５７のギヤ５９に噛合
するギヤ６２が固定されている。そして、この回転板駆
動モータ６１の回転により、ギヤ６２及びギヤ５９を介
して回転板５７が回転する。回転板駆動モータ６１は図
１に示す回転モータ制御部１０５に接続されており、回
転モータ制御部１０５を介して制御装置１０１により回
転が制御される。回転板駆動モータ６１は、順方向及び
逆方向に回転することができ、制御装置１０１の制御信
号により順方向または逆方向に回転する。従って、制御
装置１０１に予めプログラムしておくことにより、一定
時間経過後に回転板駆動モータ６１の回転を逆転させる
ことも可能である。

【００２２】図２に示すように、インゴットから切り出
された未研削のウエーハであるワーク２４の結晶方位の
基準となるノッチやオリフラ（オリエンテーションフラ
ット）等の切欠部２４ａに係合するように、ワーク支持
板６０のセット孔６０ａには内周側へ向かって突出する
係合突起６０ｂが設けてある。このワーク２４の切欠部
２４ａの形状は本実施の形態のようなＶ溝状のノッチ、
またはワーク２４の外周の円弧を切るオリフラを縁とし
た形状であり、前記係合突起６０ｂはワーク２４の切欠
部２４ａをほぼ補完する形状としてある。なお、ワーク
２４の切欠部２４ａは結晶方位を知るための位置以外に
ワーク２４を駆動するためにワーク２４に別に設けても
よい。

【００２３】切欠部２４ａを有するワーク２４を研削加
工するときには、ワーク２４をセット孔６０ａに嵌め込
むとともに、この切欠部２４ａをセット孔６０ａに設け
てある係合突起６０ｂに嵌め込み、移動用モータ５５の
回転により移動枠５３を砥石１７，１８間の加工位置に
搬送して下部砥石１７の研削面１７ａ上に配置する。こ
のときワーク２４はセット孔６０ａ内に浮上した状態で
保持され、回転板５７が回転することによりワーク支持
板６０も回転し、係合突起６０ｂを介してワーク２４も
浮上状態で一緒に回転する。そして、上下部両砥石１
７，１８を回転させ、上部砥石１８をワーク２４に向か
って送り移動することにより、ワーク２４が回転した状
態でその上下両面に砥石の研削面１７ａ，１８ａが回転
しながら接触し、ワーク２４の上下両面を同時に研削す
る。回転板駆動モータ６１は、制御装置１０１からの制
御信号により回転モータ制御部１０５を介してワーク２
４の回転方向及び回転速度を制御する。

【００２４】本実施の形態では、制御装置１０１に各種
の数値を以下のようにプログラム設定している。すなわ
ち、粗研削時において、砥石の番手は３００〜８００番
に設定し、好ましくは６００〜７００番に設定してい
る。また、上下部砥石１７，１８の周速は８００〜３０
００ｍ／ｍｉｎに設定し、好ましくは１０００〜１５０
０ｍ／ｍｉｎに設定している。更に、ワーク２４に対す
る上部砥石１８の送り移動量は５０〜２００μｍ／ｍｉ
ｎに設定し、好ましくは５０〜１００μｍ／ｍｉｎに設
定している。また、ワークの回転速度は５〜３０ｒｐｍ
に設定し、好ましくは１０〜２５ｒｐｍに設定してい
る。

【００２５】仕上げ研削時において、砥石の番手は１５
００〜３０００番に設定され、好ましくは１８００〜２
２００番に設定されている。また、上下部砥石１７，１
８の周速は８００〜３０００ｍ／ｍｉｎに設定し、好ま
しくは１０００〜１５００ｍ／ｍｉｎに設定している。
更に、ワーク２４に対する上部砥石１８の送り移動量は
３〜２０μｍ／ｍｉｎに設定し、好ましくは１０〜１５
μｍ／ｍｉｎに設定している。また、ワークの回転速度
は１〜１０ｒｐｍに設定し、好ましくは２〜５ｒｐｍに
設定している。

【００２６】次に、このように構成された両頭研削盤１
の動作について説明する。

【００２７】図１に示すように，この両頭研削盤１に被
加工物であるワーク２４を搬入搬出する場合には、制御
装置１０１からの指令により移動用モータ制御部１０４
が移動用モータ５５を制御する。移動用モータ５５及び
ボールねじ５６のねじ送りにより、移動枠５３を上下部
砥石１７，１８間の位置から退避させ、ワーク搬入搬出
位置に移動した状態にする。そして、図２に示すよう
に、ワーク支持板６０のセット孔６０ａ内にワーク２４
を挿入セットし、そのワーク２４の切欠部２４ａが係合
突起６０ｂに係合する。このワーク２４のセット状態に
おいて、エア噴出孔からワーク２４の下面にエアーを噴
出し、セット孔６０ａ内においてワーク２４を浮上した
状態に保持する。

【００２８】その後、図１に示すように制御装置１０１
からの指令により移動用モータ制御部１０４が移動用モ
ータ５５を制御し、移動用モータ５５及びボールねじ５
６のねじ送りにより、移動枠５３をワーク搬入搬出位置
から上下部砥石１７，１８間の加工位置に搬送する。こ
のときワーク２４はエア噴出孔から噴出したエアによ
り、浮上した状態のまま搬送される。同時に、制御装置
１０１からの命令により回転モータ制御部１０５は回転
板駆動モータ６１を回転させ、回転板５７は回転板駆動
モータ６１の回転によりギヤ６２，５９を介して回転さ
せられてワーク２４も回転する（図３参照）。そして、
この加工位置では、制御装置１０１からの指令により下
部砥石回転昇降制御部１０２が下部砥石回転機構１４及
び昇降用サーボモータ２０を制御して、下部砥石１７を
ワーク２４の回転方向と反対方向へ回転させた状態で下
部砥石回転機構１４を上昇させる。下部砥石１７がワー
ク２４の下部被研削面まで回転しながら上昇することに
より、ワーク２４が下部砥石１７上に配置される。次
に、制御装置１０１からの指令により上部砥石回転昇降
制御部１０３が上部砥石回転機構１６及び昇降用サーボ
モータ１９を制御して、上部砥石１８をワーク２４の回
転方向と同一方向へ回転させた状態で上部砥石回転機構
１６を下降させることにより、上部砥石１８がワーク２
４の上部被研削面まで回転しながら下降する。このと
き、両頭研削盤１の上部から見た場合、上部砥石１８の
回転方向と下部砥石１７の回転方向はワーク２４を挟ん
で反対方向である。そして、上部砥石１８を切込むこと
により、上下部両砥石１７，１８の回転とワーク２４の
回転に基づいて、それらの研削面１７ａ，１８ａにより
ワーク２４の上下両面に研削加工が施される。

【００２９】一般に、上部砥石１８と下部砥石１７の直
径はウエーハ状のワーク２４の直径よりも小さいので、
ワーク２４の上下面を均等に研削するために、回転板５
７が回転をする。このとき、ワーク２４はワーク支持板
６０の中央に形成されたセット孔６０ａ内に浮上した状
態で保持されているが、ワーク２４の切欠部２４ａが係
合突起６０ｂに係合しているため、ワーク２４が回転板
５７の回転に追従できずに空回りをするということはな
い。すなわち、自転をしている上下部砥石１７，１８
が、ワーク２４の上下面に相対的に円を描くように回る
ことによって、ワーク２４は全面に亘って平坦に研削さ
れる。

【００３０】上記の研削加工中においては、図６（ａ）
に示すようにワーク２４の上面においては、上部砥石１
８の回転方向とワーク２４の回転方向が同一であるため
所謂ダウンカットの状態になるが、図６（ｂ）に示すよ
うにワーク２４の下面においては、下部砥石１７の回転
方向とワーク２４の回転方向が反対方向であるため所謂
アップカットの状態になる。このように、ワーク２４の
上面及び下面における加工方法が異なるため、ワーク２
４の上面と下面に形成される加工歪層４０の厚さや性質
が異なるものとなる。このワーク２４の上下面における
加工歪層４０の違いは、ワーク２４に反りやうねりを起
こさせる残留応力を発生させる原因となっている。従っ
て、上記のようなワーク２４の上面と下面における加工
歪層４０のばらつきを抑え、残留応力の発生を減少させ
ることにより、ワーク２４の反りやうねりを減少させる
ことができる。

【００３１】そのため本発明の第一の実施の形態は、ワ
ーク２４の研削作業時間の半分が過ぎてから、ワーク２
４の回転方向を反対方向に変化させ、ワーク２４の上面
と下面における加工方法を入れ替えるものである。な
お、この研削作業時間とは、実際に砥石がワークを研削
加工している時間をいう。

【００３２】例えば、ワーク２４の研削加工にかかる研
削作業時間が、１０分間である場合を例に説明する。上
述のようにワーク２４の上面をダウンカット、下面をア
ップカットの状態で研削し、１０分間の半分である５分
間を経過した後に、制御装置１０１からの指令により上
下部砥石回転昇降制御部１０３，１０２が昇降用サーボ
モータ１９，２０を制御し、上下部砥石回転機構１６，
１４をワーク２４から離して上下部砥石１８，１７を一
旦逃がすようにする。次に、制御装置１０１からの指令
により、回転モータ制御部１０５が回転板駆動モータ６
１をそれまでと反対の方向に回転させる。回転板駆動モ
ータ６１の回転方向が反対方向に変化することにより、
ギヤ５９，６２を介して回転板５７の回転方向が変化
し、セット孔６０ａにセットされているワーク２４の回
転方向も反対方向に変化する。制御装置１０１からの指
令により上下部砥石回転昇降制御部１０３，１０２が昇
降用サーボモータ１９，２０を制御し、一旦逃した上下
部砥石回転機構１６，１４をワーク２４に近づけて上下
部砥石１８，１７によりワーク２４の研削を行う。図７
（ａ）はワーク２４を上方から見たときの上部砥石１８
の回転方向とワーク２４の回転方向を示したものであ
り、図７（ｂ）はワーク２４を下方から見たときの下部
砥石１７の回転方向とワーク２４の回転方向を示したも
のである。このとき、ワーク２４の上面側は、図７
（ａ）に示すようにワーク２４と上部砥石１８の回転方
向が逆になり、所謂アップカットの状態になる。一方、
ワーク２４の下面側は、図７（ｂ）に示すようにワーク
２４と下部砥石１７の回転方向が同一方向となり、所謂
ダウンカットの状態になる。

【００３３】すなわちワーク２４の上面は、始めはダウ
ンカットにより研削され、後にアップカットにより研削
されることになる。また、ワーク２４の下面は、始めは
アップカットにより研削され、後にダウンカットにより
研削されることになる。このように、ワーク２４の上面
と下面が、アップカット状態及びダウンカット状態の両
方の状態で研削されるため、上面と下面における加工歪
層４０が同様な厚さ，性質を有するものとなる。この場
合には、研削作業開始時と研削作業終了時のワーク２４
の回転方向は反対方向になっている。

【００３４】但し、一般的にワーク２４の上下面の加工
歪層４０は、最終的にアップカットの状態で研削作業が
終了したのか、またはダウンカットの状態で研削作業が
終了したのかによって大きく左右される。そのため、研
削作業時間の半分を経過する以前にワーク２４の回転方
向を反対方向に変化させた場合には、ワーク２４の上下
面の加工歪層４０は反転後の加工方法に支配され、ワー
ク２４の上面と下面の加工歪層４０の厚さや性質を均一
にすることはできない。従って、ワーク２４の回転方向
を変化させるタイミングは、研削作業時間の半分を経過
した以後に行うようにする。

【００３５】ワーク２４の回転方向を反対方向に変化さ
せるタイミングは、更に望ましくは、研削作業の終了間
際に行うのが効果的である。例えば、研削作業時間が１
０分間である場合には、最後の１〜２分間程度のタイミ
ングで回転方向を変化させれば良い。このように、ワー
ク２４を反転させる前に上面と下面に発生した加工歪層
４０が、ワーク２４を反転させた後に総て研削されきっ
てしまわないタイミングで、回転方向を変化させるよう
にする。

【００３６】ワーク２４の回転方向を変化させた後に、
ワーク２４を回転させる数は１回転で良い。その場合に
は、研削終了間際にワーク２４の回転方向を研削開始時
の回転方向から反対方向へ変化させて、反転した状態で
ワーク２４を１回転させて研削を終了する。また、ワー
ク２４の回転方向を変化させた後にワーク２４を回転さ
せる数は、もちろん２回転以上であってもよい。この場
合は、研削作業時間の半分を経過した以後に、ワーク２
４の回転方向を研削開始時の回転方向から反対方向へ変
化させて、反転した状態でワーク２４を２回転以上回転
させて研削を終了する。

【００３７】また、研削加工が粗加工工程と仕上加工工
程の二段階を経る場合には、仕上加工工程の半分を経過
した以後にワーク２４を反転させることにより、ワーク
２４の上面と下面の加工歪層４０を均一に（上面と下面
のバランスをとる）することができる。もちろん、粗加
工工程と仕上加工工程のそれぞれにおいて、各工程の半
分を経過した以後にワーク２４を反転させることによ
り、ワーク２４の上面と下面の加工歪層４０を均一にす
ることができるのは言うまでもない。更に、粗加工工程
におけるワーク２４の回転方向と、仕上加工工程のワー
ク２４の回転方向を変えることによっても効果がみられ
る。

【００３８】ワーク２４を反転させるタイミングは、制
御装置１０１に予めプログラムにより設定しているが、
手動切り替えによって回転板駆動モータ６１を反転させ
ても良い。

【００３９】また、ワーク２４の回転方向を反対方向に
変化させるのは、研削加工において少なくとも１回行え
ば良く、もちろん２回以上であってもよい。ワーク２４
の回転方向を２回以上変化させる場合は、ワーク２４の
回転方向を研削開始時の回転方向から反対方向へ変化さ
せて、反転した状態でワーク２４を１回〜数回回転さ
せ、また、ワーク２４の回転方向を変化させて元の回転
方向に戻して研削を行う。その場合にも、研削作業時間
の半分を経過した以後に１回は、ワーク２４の回転方向
を変化させるようにするのが望ましい。

【００４０】そして、所定の切込み位置まで上部砥石１
８を切込み移動させ、ワーク２４が所望の厚みになるま
で研削された後、上下部砥石１７，１８を退避位置まで
戻し、ワーク２４をワーク搬入搬出位置まで搬送する。
ワーク搬入搬出位置で研削加工後のワーク２４を取り出
し、ワーク２４を次工程へ搬送する。

【００４１】次に、本発明の第二の実施の形態について
説明する。本実施の形態は、研削作業中にワーク２４の
回転方向を反対方向に変化させる点については第一の実
施の形態と同様であるが、ワーク２４の回転方向を変化
させるタイミングを研削作業時間によって管理するので
はなく、砥石の研削代（しろ）で管理している。研削代
とは、研削加工を施すワークの加工前の表面である被研
削面と、研削加工後の表面である仕上げ面との距離をい
う。本発明では、研削加工前の被研削面から研削加工後
の仕上げ面まで、粗研削、仕上研削を通じて削り取られ
るべき総距離を「所定の研削代」という。

【００４２】すなわち、ワーク２４を所望の厚さまで切
込んで研削加工を行う場合、研削すべき所定の研削代の
半分以上を研削した後に、制御装置１０１からの指令に
より上下部砥石回転昇降制御部１０３，１０２が昇降用
サーボモータ１９，２０を制御し、上下部砥石回転機構
１６，１４をワーク２４から離して上下部砥石１８，１
７を一旦逃がすようにする。次に、制御装置１０１から
の指令により回転モータ制御部１０５が回転板駆動モー
タ６１を反対方向に回転させ、上下部砥石１８，１７を
戻して研削を行う。この場合も、上記第一の実施の形態
と同様に、ワーク２４の上面と下面が、アップカット状
態及びダウンカット状態の両方の状態で研削されるた
め、上面と下面における加工歪層４０が同様な厚さや性
質を有するものとなる。また、ワーク２４の回転方向を
反対方向に変化させるタイミングは、所定の研削代の半
分を研削した以降に行うようにする。すなわち、ワーク
２４を反転させる前に上面と下面に発生した加工歪層４
０が、ワーク２４を反転させた後に総て研削されきって
しまわないタイミングで、ワーク２４の回転方向を変化
させるようにする。

【００４３】更に望ましくは、研削作業の終了間際に行
うのが効果的である。例えば、所定の研削代が１μｍで
ある場合には、最後の０．１μｍ程度を反転させて研削
すれば良い。また、ワーク２４を反転させる前にワーク
２４に形成された加工歪層４０の半分程度が、反転後に
研削されるタイミングでワーク２４の回転方向を反転さ
せるのが望ましい。

【００４４】ワーク２４の回転方向を変化させた後に、
ワーク２４を回転させる数は１回転でも良い。その場合
には、研削終了間際にワーク２４の回転方向を研削開始
時の回転方向から反対方向へ変化させて、反転した状態
でワーク２４を１回転させて研削を終了する。また、ワ
ーク２４の回転方向を変化させた後にワーク２４を回転
させる数は、もちろん２回転以上であってもよい。この
場合は、所定の研削代の半分以上を研削した後に、ワー
ク２４の回転方向を研削開始時の回転方向から反対方向
へ変化させて、反転した状態でワーク２４を２回転以上
回転させて研削を終了する。

【００４５】本実施の形態においても、ワーク２４の回
転方向を反対方向に変化させるのは、研削加工において
少なくとも１回行えば良く、もちろん２回以上であって
もよい。ワーク２４の回転方向を２回以上変化させる場
合は、ワーク２４の回転方向を研削開始時の回転方向か
ら反対方向へ変化させて、反転した状態でワーク２４を
１回〜数回回転させ、その後、ワーク２４の回転方向を
変化させて元の回転方向に戻して研削を行う。その場合
にも、所定の研削代の半分以上を研削した後に、１回は
ワーク２４の回転方向を変化させるようにする。

【００４６】そして、所定の切込み位置まで上部砥石１
８を切込み移動させ、ワーク２４が所望の厚みになるま
で研削された後、上下部砥石１７，１８を退避位置まで
戻し、ワーク２４をワーク搬入搬出位置まで搬送する。
ワーク搬入搬出位置で研削加工後のワーク２４を取り出
し、次工程へ搬送する。

【００４７】なお、上記第一の実施の形態及び第二の実
施の形態においては、ワーク２４の回転方向は、上部砥
石１８の回転と同一方向に回転させた後に逆方向に変化
させているが、上部砥石１８の回転と逆方向に回転させ
た後に同一方向に変化させてもよい。また、砥石１８，
１７を上下に有する縦型の両頭研削盤１を例に説明した
が、本発明は縦型の両頭研削盤１に限られるものではな
く、砥石を左右に有してワークを左右から研削する横型
の両頭研削盤についても適用できることは言うまでもな
い。

【００４８】すなわち、第一の実施の形態は、ワーク２
４をワーク支持機構１５により支持しながら回転させ、
各々逆方向に回転する砥石１７，１８によって前記ワー
ク２４の二面を同時に研削する研削方法において、前記
ワーク２４を研削している研削作業時間の半分を経過し
た以後に少なくとも一回、前記ワーク２４の回転方向を
反対方向に変化させることを特徴とする研削方法であ
る。また、ワーク２４をワーク支持機構１５により支持
しながら回転させ、各々逆方向に回転する砥石１７，１
８によって前記ワーク２４の二面を同時に研削する研削
方法において、前記ワーク２４の回転方向を少なくとも
一回、反対方向に変化させることにより、研削作業開始
時と研削作業終了時のワーク２４の回転方向が反対方向
になっていることを特徴とする研削方法である。

【００４９】また、第二の実施の形態は、ワーク２４を
ワーク支持機構１５により支持しながら回転させ、各々
逆方向に回転する砥石１７，１８の少なくとも一方を前
記ワーク２４に切込むことにより、前記ワーク２４の二
面を同時に研削する研削方法において、所定の研削代の
半分以上を研削した後に少なくとも一回、前記ワーク２
４の回転方向を反対方向に変化させることを特徴とする
研削方法である。

【００５０】上記のように第一の実施の形態は、研削加
工において、研削作業時間の半分が経過した以後にワー
クの回転方向を少なくとも１回変化させることにより、
ワークの上下面においてほぼ均一な加工歪層を有する様
に研削加工をすることができ、ワークの反りやうねりの
発生を防止することができる。

【００５１】また、第二の実施の形態は、研削加工にお
いて、砥石の所定の研削代の半分以上を研削した以降
に、ワークの回転方向を少なくとも１回変化させること
により、ワークの上下面においてほぼ均一な加工歪層を
有する様に研削加工をすることができ、ワークの反りや
うねりの発生を防止することができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、研削加工において、ワークの
回転方向を少なくとも１回、反対方向に変化させること
により、ワークの上面と下面においてほぼ均一な（上面
と下面のバランスがとれた）加工歪層を有する様に研削
加工をすることができ、ワークの反りやうねりの発生を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の研削盤の一実施の形態を示す正面図
である。

【図２】ワーク支持機構を拡大して示す平面図である。

【図３】ワーク支持機構の正面方向の縦断面を模式的に
示した縦断面図である。

【図４】従来の研削盤の一実施の形態を示す正面図であ
る。

【図５】被加工物表面に形成された加工歪層を示す概念
図である。

【図６】（ａ）（ｂ）は上部砥石とワークの回転との関
係及び下部砥石とワークの回転との関係を示す概念図で
ある。

【図７】（ａ）（ｂ）はワークを逆転させた場合の、上
部砥石とワークの回転との関係及び下部砥石とワークの
回転との関係を示す概念図である。

【符号の説明】

１…両頭研削盤 １１…下部フレーム １２…中間フレーム １３…上部フレーム １４…下部砥石回転機構 １４ａ…下部砥石回転軸 １
４ｂ…フランジ部 １５…ワーク支持機構 １６…上部砥石回転機構 １６ａ…上部砥石回転軸 １
６ｂ…フランジ部 １７…下部砥石 １７ａ…研削面 １８…上部砥石 １８ａ…研削面 １９，２０…昇降用サーボモータ ２４…ワーク ３０…下部砥石駆動モータ ３１…ロータ ３２…上部砥石駆動モータ ３３…ロータ ４０…加工歪層 ４１…被加工物 ５２…支持台 ５３…移動枠 ５４…ガイドレール ５５…移動用モータ ５６…ボールねじ ５６ａ…ボールナット ５７…回転板 ５７ａ…外周枠 ５８…ガイドローラ ５９…ギヤ ６０…ワーク支持板 ６０ａ…セット孔 ６０ｂ…係合
突起 ６１…回転板駆動モータ ６２…ギヤ １０１…制御装置 １０２…下部砥石回転昇降制御部 １０３…上部砥石回転昇降制御部 １０４…移動用モータ制御部 １０５…回転モータ制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河津 知之 神奈川県横須賀市神明町１番地 株式会社 日平トヤマ技術センター内 Ｆターム(参考） 3C043 BC06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物を支持機構により支持しながら
   回転させ、各々逆方向に回転する砥石によって前記被加
   工物の平行な二面を同時に研削する研削方法であって、 前記被加工物の回転方向を、少なくとも一回、反対方向
   に変化させることを特徴とする研削方法。
2. 【請求項２】 被加工物を支持機構により支持しながら
   回転させ、各々逆方向に回転する砥石によって前記被加
   工物の平行な二面を同時に研削する研削方法において、 前記被加工物の回転方向を反対方向に変化させて、前記
   被加工物を少なくとも１回転させることにより研削を行
   うことを特徴とする研削方法。
3. 【請求項３】 被加工物を支持機構により支持しながら
   回転させ、各々逆方向に回転する砥石によって前記被加
   工物の平行な二面を同時に研削する研削方法において、 前記被加工物を研削している研削作業時間の半分を経過
   した以後に、少なくとも一回、前記被加工物の回転方向
   を反対方向に変化させることを特徴とする研削方法。
4. 【請求項４】 被加工物を支持機構により支持しながら
   回転させ、各々逆方向に回転する砥石によって前記被加
   工物の平行な二面を同時に研削する研削方法において、 前記被加工物の所定の研削代の半分以上を研削した後
   に、少なくとも一回、前記被加工物の回転方向を反対方
   向に変化させることを特徴とする研削方法。
5. 【請求項５】 被加工物を支持機構により支持しなが
   ら回転させ、各々逆方向に回転する砥石によって前記被
   加工物の平行な二面を同時に研削する研削方法におい
   て、 前記被加工物の回転方向を反対方向に１回だけ変化さ
   せ、前記被加工物を１回転させて研削を終了することを
   特徴とする研削方法。