JP3256944B2 - 平面研削盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄板状のワーク、
例えば半導体で使用されるウエハの片面又は両面を安定
して高精度に研削する平面研削盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンウエハなどのウエハは、
インゴットからインナソー又はワイヤソーで切断された
後、ラップ盤で研磨仕上げされる。

【０００３】他方、ウエハを研削により仕上げることが
特公平６−４３０２０号公報、特公平７−１２５８７号
公報などに開示されている。同公報によると、外周付近
に円周方向に沿って複数のポケットを有するキャリヤの
該ポケットに、工作物たるウエハを収容し、このキャリ
ヤを対向状に配置されたー対の砥石の間に通し、砥石と
キャリヤとを互いに反対方向に連続回転させる研削方法
が開示されている。

【０００４】また、上下にラップ定盤を備えた両面ラッ
ピングマシンにおける加工方法が特公平６−６１６９８
号公報に、ウエハを加工面で揺動させてラッピングしな
がら、上、下定盤の各加工面を修正する両面ラップ盤が
特公平６−９５５０６号公報に、それぞれ開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記特公平
６−４３０２０号公報等による方法は、工作物をポケツ
トに収容してキャリヤを回転させるので、前記工作物は
自転せずに研削作用を受けることになる。

【０００６】したがって、工作物は砥石の特定範囲で研
削されるので、ウエハの加工面の平坦さが一様にならな
い。また、複数のポケットに工作物を収容して回転させ
るため、大きな直径の工作物を加工することが出来な
い。

【０００７】又、特公平６−６１６９８号公報による方
法は、内歯歯車の中に太陽歯車を設け、この太陽歯車に
遊星歯車をかみ合わせて回転させ、この遊星歯車の上に
ウエハ（ワーク）をのせて上下定盤の間でラッピングす
るので、自ずと加工されるワークの大きさは制限され
る。

【０００８】そのため、本出願人は、位置合せの手段と
してのオリエンテーションフラット（通称オリフラ）や
ノッチと呼ばれるウエハの外周に設けられた切欠部を積
極的に利用し、キャリヤプレートと呼ばれる治具プレー
トにウエハを遊嵌して前記切欠部を前記治具プレートに
設けた突起部に係合してキャリヤプレートを回転させ、
前記ウエハを自転させて砥石作用面を一様に前記ウエハ
に作用させることによりウエハに高精度な研削を行なう
方法を提案した。

【０００９】しかし、ウエハの大口径化に伴いウエハに
位置合せの基準となるノッチを加工せずに例えばレーザ
でマーキングするなどの方法が採られる場合、上記方法
では加工できない。従って、ノッチ等の切欠きのないウ
エハを安定して自転させて研削する方法も望まれてい
る。

【００１０】そこで、本発明は、従来の技術の欠点を解
消し、小口径のワークは勿論のこと、大口径のワークで
あってもノッチ等がなくても研削面を傷つけることなく
安定して高精度に研削可能な、またワークのサイズに対
応した薄板状ワークの平面研削盤を提供することを課題
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、次の手段を採るものである。すなわち本
出願に係る第１の発明の平面研削盤は、ワークが薄板状
であり；回転しながら前記ワークの表面と裏面の少なく
とも一方の平面を研削加工する砥石と；ワークを支持す
るワーク支持台と；このワーク支持台に設けられワーク
の外周側面を把持することによって、研削加工時の砥石
の回転に伴う前記ワークの移動を拘束しながら前記ワー
クを保持するチャック機構と；このチャック機構を介し
て前記ワークを同一平面内で回転させる駆動機構と；を
備え、前記チャック機構が円環状部材と、複数のクラン
プ部と、クランプ部をクランプ、アンクランプ動作させ
る作動手段と、クランプ部のクランプ動作を規制する規
制手段とを有し、前記円環状部材は前記駆動機構に駆動
連結されて中心点廻りに回転可能とされ、前記クランプ
部は前記ワークの外周側面に接触して把持するクランプ
部材を備え、円環状部材の円環に沿って配置され、前記
クランプ、アンクランプ動作は前記クランプ部材を円環
状部材半径方向内側または外側に移動させることによっ
て行い、前記作動手段は各クランプ部に対応して設けら
れ、前記クランプ部のクランプ動作の規制はクランプ部
材の円環状部材半径方向内側への移動位置を規制するこ
とによって行い、前記規制手段は各クランプ部に対応し
て円環状部材に設けられることを特徴とする。

【００１２】ワークがその外周側面をチャック機構によ
り把持されているので、ワークの表面及び裏面全体を研
削することができうる。また、ワークが砥石の回転に伴
う移動を拘束されているため、ワークを高精度に仕上げ
ることができる。本研削盤はワークの表面と裏面の少な
くとも一方の平面を研削加工する砥石を有するので、両
頭研削盤の場合と単頭研削盤の場合がある。

【００１３】また、前記チャック機構がワーク支持台に
よって回転可能に支持され、このチャック機構を介して
前記ワークを同一平面内で回転させる駆動機構を有す
る。ワークが回転を行うので、研削作用面はワーク上を
相対的に回転し、ワークが研削作用を受ける面積を砥石
の研削面積より大きくすることができる。研削作用面は
ワーク上で徐々に移動するので、ワークの研削面の研削
痕を減少させることができる。

【００１４】また、作動手段がクランプ部を作動させ、
クランプ部のクランプ部材側を円環状部材半径方向内側
に移動させクランプ部材がワークの外周側面に接するよ
うにしてワークをクランプし、またはクランプ部材側を
同外側に移動させクランプ部材がワークの外周側面から
離れるようにしてワークをアンクランプする。ワークの
表面と裏面の両面が同時に研削される場合はクランプ部
材のワークと接する部分、及び砥石のワークからはみ出
した部分が近づく同部分はワークより薄くなければなら
ない。また、この第１の発明の平面研削盤において、円
環状部材に設けられ、クランプ部のクランプ部材の円環
状部材半径方向内側への移動位置を規制する。前記移動
を規制することによりクランプ部がワークをクランプす
る力を所定の値以下に制限し、その値を超えないように
することができる。

【００１５】本出願に係る第２の発明の平面研削盤は、
第１の発明の平面研削盤において、前記規制手段は規制
位置を調整自在である。前記規制位置を調整自在にする
ことにより、クランプ力の制限値を変えることができ
る。これにより、ワークの大きさや材質に応じた適切な
クランプ力でワークを把持することができる。

【００１６】本願に係る第３の発明の平面研削盤は、第
１の発明または第２の発明の平面研削盤において、前記
ワークの砥石と接触する平面の砥石外周からはみ出た部
分に、前記ワークを回転可能に支持するワークレストを
有することを特徴とする。ワークの砥石外周からはみ出
した平面の部分をワークレストで流体を介して支持する
のでワークのたわみ、膜振動、姿勢の変化を防止するこ
とができ、さらに、ワークをこすらずワークの回転がス
ムーズであり、かつ傷がつかない。

【００１７】本出願に係る第４の発明の平面研削盤は、
第１の発明から第３の発明のいずれか１の発明の平面研
削盤において、前記作動手段が、円環状部材の所定の回
転動作に連動して作動する。駆動機構が円環状部材をあ
る方向に回転すると、研削加工前及び研削加工後であれ
ば、この回転が作動手段によりワークを包囲して配置さ
れたクランプ部を作動させ、クランプ部材がワークの外
周側面に接しワークをクランプする。ワークをアンクラ
ンプするためには、駆動機構により前記とは反対の方向
に円環状部材を回転する。

【００１８】研削加工中は円環状部材が回転しても、前
記作動手段がクランプ部を作動しないので、クランプ部
がクランプ、アンクランプ動作することはない。研削加
工前にクランプされたワークは研削加工中にその状態を
保持し、研削加工中にワークがアンクランプされること
ない。研削加工中に円環状部材を回転させる駆動機構
と、ワークをクランプするために円環状部材を回転する
駆動機構とは互いに別機構としてもよい。しかし、この
場合は一方が作動しているときには他方は作動しないよ
うにしなければならない。

【００１９】本出願に係る第５の発明の平面研削盤は、
第１の発明から第４の発明のいずれか１の発明の平面研
削盤において、前記円環状部材は、互いに所定角度範囲
の相対回転を許容して係合され、かつワークの研削加工
時に一体回転される第１及び第２の円環状部材でなり、
第１の円環状部材が前記駆動機構に駆動連結され、第２
の円環状部材に前記複数のクランプ部が支持されてい
る。ワークの研削加工時には第１と第２の円環状部材は
一体回転させられるので、両円環状部材に相対回転は生
じない。

【００２０】本出願に係る第６の発明の平面研削盤は、
第５の発明の平面研削盤において、前記クランプ部が第
２の円環部材に支点ピンを介して支点ピンの廻りに回転
可能に支持され、前記作動手段が、第１の円環状部材に
形成されたカム溝とクランプ部の各々に固定され前記カ
ム溝に各々係合せしめられた従動ピンである。研削加工
前及び研削加工後に駆動機構が所定の方向に第１の円環
状部材を回転させると、第１の円環状部材に形成された
カム溝が回転し、カム溝が回転するとこれに係合せしめ
られた従動ピンがカム溝内部を摺動する。従動ピンが摺
動すると、従動ピンはクランプ部に固定されているの
で、クランプ部は支点ピンの廻りの回転を生じ、クラン
プ動作を行う。また、カム溝の回転（即ち、第１の円環
状部材の回転）により、従動ピン（第２の円環状部材に
支持されたクランプ部材に固定）がカム溝内部を摺動す
るのは第１の円環状部材と第２の円環状部材が相対回転
運動を行う状態のときであり、一体回転を行う研削加工
時は摺動しない。一方、第１の円環状部材を前記と反対
の方向に回転させると、クランプはアンクランプ動作を
行う。

【００２１】本出願に係る第７の発明の平面研削盤は、
第６の発明の平面研削盤において、第１の円環状部材と
第２の円環状部材の相対回転により、前記カム機構が、
前記従動ピンがカム溝の支点ピンに近い一端から支点ピ
ンより遠い一端へ摺動した場合、従動ピンと第２の円環
状部材の中心点との距離が増加するように、または減少
するように形成されたものである。カム溝がこのように
形成されているので、従動ピンがカム溝内を摺動したと
き、従動ピンの円環状部材の中心からの距離は増加また
は減少し、従動ピンはクランプ部に固定されているの
で、クランプ部は支点ピンを中心として回転し、クラン
プ部材の、円環状部材の円環の中心から離れる動き、ま
たは円環の中心へ向かう動きを生じさせ、ワークはそれ
ぞれアンクランプされ、またはクランプされる。

【００２２】本出願に係る第８の発明の平面研削盤は、
第５の発明から第７の発明のいずれか１の発明の平面研
削盤において、前記クランプ部のクランプ動作時または
アンクランプ動作時に、第２の円環状部材に係合し第２
の円環状部材の回転を制止するストッパを有する。スト
ッパにより、第２の円環状部材の回転を制止して、第１
の円環状部材を駆動機構により回転することにより、第
１と第２の円環状部材の相対運動が生じる。第１と第２
の円環状部材の相対運動により、従動ピンがカム溝内を
摺動し、クランプ部がクランプ、アンクランプ動作を行
う。

【００２３】本出願に係る第９の発明の平面研削盤は、
第１の発明から第８の発明のいずれか１の発明の平面研
削盤において、前記作動手段が支点ピンに対しクランプ
部材とは反対側の所定の位置にさらに重りを有する。チ
ャック機構を研削加工のために回転した場合、回転運動
により円環状部材の半径方向外側に向かう力である遠心
力が重りに働き、この力は支点に対して重りとは反対側
に位置するクランプ部材では円環状部材の半径方向内側
へ向かう力となり、クランプ部材がワーク外周側面を押
し付ける力となる。

【００２４】本出願に係る第１０の発明の平面研削盤
は、第１の発明から第９の発明のいずれか１の発明の平
面研削盤において、前記作動手段がさらにばねを備え、
このばねがクランプ部を付勢し、この付勢力により、ク
ランプ部材をクランプ方向に動作させる。

【００２５】クランプ部を付勢するばね力によりクラン
プ部材の円環状部材の半径方向内側の移動が生じる場合
は、ワークを平面研削盤にセットするときは、円環状部
材を、駆動機構により所定の方向にばね力に抗してトル
クを与え回転させ、クランプ部材を最も外側に位置させ
ておく。ワークをセットした後、駆動機構により与えら
れていたトルクを解除する。これによりクランプ部には
ばね力のみ働くので、クランプ部材は円環状部材の半径
方向内側へ移動しワークの外周側面に接し、ワークをク
ランプする。ワークをアンクランプするときは、駆動機
構により所定の方向にばね力に抗してトルクを与え回動
させ、クランプ部材を円環状部材の半径方向外側へ移動
させる。

【００２６】本出願に係る第１１の発明の平面研削盤
は、第１の発明または第２の発明の平面研削盤におい
て、前記作動手段が、各クランプ部を常時クランプ方向
に付勢するばねと、ワーク支持台上において円環状部材
の所定の停止位置で各クランプ部に対応する位置に設け
られ、アンクランプ時にクランプ部と係合して前記ばね
に抗して各クランプ部をアンクランプ方向へ移動させる
駆動手段とでなる。駆動手段は、研削加工前でワークの
セット前、または研削加工の終了後にチャック機構の回
転が停止してから、作動させる。

【００２７】本出願に係る第１２の発明の平面研削盤
は、第１の発明から第１１の発明のいずれか１の発明の
平面研削盤において、前記ワークが周囲部にノッチを有
するものであり、前記チャック機構がノッチに係合する
突起部を有する。ワークが把持されているとき、ワーク
のノッチに突起部が係合しているので、研削力によるワ
ーク回転トルクに起因するワーク側面部のクランプ部材
に対する回転方向のずれを防止することができる。

【００２８】本出願に係る第１３の発明の平面研削盤
は、第１２の発明の平面研削盤において、ノッチに係合
する突起部がクランプ部材または円環状部材に設けられ
ている。ワークが把持されているとき、ワークのノッチ
に突起部が係合しているので、研削力によるワーク回転
トルクに起因するワーク側面部のクランプ部材に対する
回転方向のずれをより確実に防止することができる。

【００２９】本出願に係る第１４の発明の平面研削盤
は、第１の発明から第１３の発明のいずれか１の発明の
平面研削盤において、前記ワークが周囲部にオリエンテ
ーションフラットを有するものであり、前記チャック機
構がオリエンテーションフラットに接触する平面部を有
する。ワークが把持されているとき、ワークのオリエン
テーションフラットにクランプ部材の平面部が接してい
るので、研削力によるワーク回転トルクに起因するワー
ク側面部のクランプ部材に対する回転方向のずれを防止
することができる。

【００３０】本出願に係る第１５の発明の平面研削盤
は、第１４の発明の平面研削盤において、オリエンテー
ションフラットに接触する平面部がクランプ部材に設け
られている。ワークが把持されているとき、ワークのオ
リエンテーションフラットにクランプ部材の平面部が接
しているので、研削力によるワーク回転トルクに起因す
るワーク側面部のクランプ部材に対する回転方向のずれ
をより確実に防止することができる。

【００３１】本出願に係る第１６の発明の平面研削盤
は、第１の発明から第１５の発明のいずれか１の発明の
平面研削盤において、クランプ部材がワークよりも軟ら
かい材料から形成される。

【００３２】本出願に係る第１７の発明の平面研削盤
は、第１の発明から第１６の発明のいずれか１の発明の
平面研削盤において、クランプ部材が前記ワークとの接
触部にすべり止め用の凹凸部を有する。このため、静止
摩擦抵抗が高く、ワークを確実に把持できる。

【００３３】本出願に係る第１８の発明の平面研削盤
は、第１の発明から第１７の発明のいずれか１の発明の
平面研削盤において、前記ワークが非円形形状を有する
ものである。ここで非円形形状とは楕円、多角形、多角
形の頂点の角を円弧で置き換えた形状、及び前記の形状
の周囲、円の周囲を鋸の歯状に加工したもの等をいう。
これによりワークの把持が確実となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
１〜図１２に基づいて詳細に説明する。

【００３５】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１である両頭平面研削盤を示す正面図であり、図２
は、上部フレーム部分の要部縦断面図であり、図３は、
下部フレーム部分の要部縦断面図であり、図４は、ワー
ク支持部材の平面図である。

【００３６】図１及び図２に示すように、この実施の形
態１の両頭平面研削盤は、下部フレーム１１を備え、そ
の下部フレーム１１上には上部フレーム１１１が固定さ
れている。下部フレーム１１には下部砥石回転昇降機構
１２及びワーク支持部材１４が装設され、上部フレーム
１１１には上部砥石回転昇降機構１３が装設されてい
る。両砥石回転昇降機構１２、１３には夫々下部、上部
回転砥石１５、１６が配設され、それらの回転砥石１
５、１６はその上部端面またはその下部端面の研削作用
面１５ａ、１６ａが互いに平行となり、それぞれの回転
砥石の回転軸が一直線上にくるように、すなわち対向し
て配置されている。

【００３７】そして、例えばインゴットから切断された
薄板状で円形状のワーク１７（例えばウエハ）がワーク
支持部材１４に支持された状態で、両砥石回転昇降機構
１２、１３の回転砥石１５、１６間に挿入配置され、そ
れらの回転砥石１５、１６の研削作用面１５ａ、１６ａ
により、ワーク１７の両面が同時に研削されるようにな
っている。ここに薄板状とは、例えば厚さが０．５ｍｍ
から１ｍｍ、直径または長辺が３００ｍｍ程度のものを
いうが、これに限定されるものではない。すなわち、薄
板とは厚さと幅または長さの比の値が小さく一般的に薄
板といわれるものをいう。

【００３８】下部砥石回転昇降機構１２の砥石台２０は
下部フレーム１１上にいわゆるＶ平のガイド２１を介し
て、下部回転砥石１５の回転軸線と直交する方向へ移動
可能に支持されている。下部砥石台移動用モータ２２は
下部フレーム１１の側部に配設され、このモータ２２の
回転により、砥石台２０に固定したボールナット２３ａ
にねじ込まれたボールねじ２３を介して砥石台２０がガ
イド２１に案内されて水平横方向に移動する。

【００３９】図２及び図３に示す様に、下部軸支筒２４
は砥石台２０と一体に設けられた上下方向のガイド２４
ａを介して下部回転砥石１５の回転軸線方向へ昇降可能
に支持されている。下部砥石台昇降用モータ２５は砥石
台２０の下部においてガイド部２４ａの側部に配設さ
れ、このモータ２５の回転により、ウォームとウォーム
ホイールで構成される回転伝達機構２６及び下部軸支筒
２４に固定されたブラケット２４ｂに固定された図示さ
れないボールナットにねじ込まれたボールねじ２７を介
してガイド部２４ａに案内されて下部軸支筒２４が昇降
される。なお、この昇降ストロークはわずかである。

【００４０】下部砥石軸２８は下部軸支筒２４内に回転
自在に支持され、その上端に一体的に形成された砥石ホ
ルダ２９を介して下部回転砥石１５が装着されている。
砥石駆動モータ３４は下部軸支筒２４の内部に配設さ
れ、そのステータは下部軸支筒２４に嵌入固定され、そ
のロータは下部砥石軸２８に嵌入固定され研削加工に際
しては、このモータ３４の回転により下部砥石軸２８を
介して下部回転砥石１５が高速回転する。

【００４１】図２に示すように、前記上部砥石回転昇降
機構１３の上部軸支筒３８は上部フレーム１１１と一体
のガイド３９を介して、下部回転砥石１６の回転軸線方
向へ昇降可能に支持されている。昇降用モータ４０は上
部フレーム１１１の側部に配設され、このモータ４０の
回転により、上部軸支筒３８に固定されたブラケット３
８ａに嵌入固定されたボールナット４１ａにねじ込まれ
たボールねじ４１を介して上部軸支筒３８が昇降され
る。

【００４２】上部砥石軸４２は前記上部軸支筒３８内に
回転可能に支持され、その下端には一体的に形成された
砥石ホルダ４３を介して上部回転砥石１６が装着されて
いる。砥石駆動モータ４８は上部軸支筒３８の内部に配
設され、そのステータは上部軸支筒３８に嵌入固定さ
れ、そのロータは上部砥石軸４２に嵌入固定され研削加
工に際して、このモータ４８の回転により、上部砥石軸
４２を介して上部回転砥石１６が高速回転する。

【００４３】図３及び図４に示す様に、前記ワーク支持
部材１４の支持台５２は上下部の両砥石回転昇降機構１
２、１３間において、下部フレーム１１上に配設されて
いる。ワーク支持台としての移動枠５３は支持台５２上
の下部回転砥石１５の両側に配設された一対のガイドレ
ール５４を介して、下部砥石回転昇降機構１２の砥石台
２０の水平移動方向と同方向へ移動可能に支持されてい
る。

【００４４】図４に示すように移動枠移動用モータ５５
は支持台５２上に配設され、このモータ５５の回転によ
り、このモータ５５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
じ込まれていて移動枠５３が移動可能となっている。

【００４５】次にチャック機構３００について説明す
る。図５はチャック機構の全体を示す平面図、図６、図
７はチャック機構の断面図、図８は要部拡大部である。
図４、図６に示す様に円環状のチャック機構３００は、
移動枠５３の３個のガイドローラ５８と、図６のチャッ
ク機構３００の下板３０１の外周端部３０１ａと係合す
ることにより回転可能に支持されている。図５に示すよ
うにチャック機構３００には複数個（図５では５個とし
て表示）のチャック部３３０が円周上に均等間隔で配置
されている。尚、図５の左半分は全体の平面図、右半分
は上板３０２を取外した場合の平面図を示している。チ
ャック部３３０は後述のように、クランプ部である爪３
０４、支点ピン３０５、ばね３０６、クランプシュー３
０９等からなる。

【００４６】図６、図７に示すにように、チャック機構
３００には第２の円環状部材としての円環状の下板３０
１、第１の円環状部材としての円環状の上板３０２、リ
ング３０３が中心軸を一致させて配設され、リング３０
３は上板３０２と同一平面上に配設されており、リング
３０３の外周部フランジに対し上板３０２の内周部フラ
ンジが摺動可能に嵌合されている。下板３０１と、上板
３０２及びリング３０３の間には、ストッパ３０７、及
び爪３０４がはさみこまれている。ワークが円形の部材
の場合は、爪３０４は円環の円周に沿って等間隔に配置
されることが望ましい。

【００４７】図５、図６、図８に示す様に各々の爪３０
４は支点ピン３０５を中心として回転可能な状態にあ
り、ばね３０６により爪３０４は常に上板３０２の円環
の中心へ向かう様に付勢されている。爪３０４の回転
は、各々のチャック部３３０の間に配置されたストッパ
３０７のストッパボルト３０８の先端３０８ａにより規
制されている。つまり各々の爪３０４の円環の中心方向
の最大回転角度はストッパボルト３０８を調節すること
により調節が可能である。

【００４８】また、図１９に示すように、支点ピン３０
５を爪３０４の中心付近に取り付け、支点ピン３０５に
対してばね３０６とは反対の位置に重り３３３を取り付
けてもよい。研削加工中にチャック機構の回転により、
重り３３３に外周方向の遠心力が働き、チャック機構の
回転数の増加により、ばね３０６の力と加えてワークの
把持力をさらに増加するようにすることができる。

【００４９】爪３０４の先端部にはワーク１７より軟質
な例えば、樹脂でできたクランプシュー３０９がボルト
３１０により固定されており、チャック時のワークへの
損傷を防止している。このクランプシュー３０９はワー
ク１７の厚みより薄く、ワーク１７の上下両面より露出
しない位置で、ワーク１７の外周側面を把持している。
また、クランプシュー３０９のワーク１７との接触面は
凹凸面を形成し、静止摩擦抵抗を高くして確実にワーク
を把持できるようになっている。

【００５０】図６及び図７に示す様に、下板３０１とス
トッパ３０７はボルト３１１で固定されており、支点ピ
ン３０５は下板３０１に固定されている。さらにリング
３０３とストッパ３０７はボルト３１１ｂで固定されて
いるが、上板３０２はどの部品ともボルト等で固定され
ておらずリング３０３をガイドとして円周方向に回転可
能な様に配設されている。また、ストッパ３０７には連
結ピン３０７ａが固定されており、図５、図６に示す様
にその先端部は上板３０２に形成された円弧溝３０２ａ
に係合している。したがって、上板３０２と下板３０１
はストッパ３０７の連結ピン３０７ａを介して円弧溝３
０２ａの長さ範囲だけ所定角度の相対回転を許容して回
転方向に係合されている。上板３０２の外周部にはギヤ
３１２が形成されている。

【００５１】図６に示す様に移動枠５３上にはチャック
機構回転駆動モータ６１が配設され、そのモータ軸には
上板３０２のギヤ３１２に噛合するギヤ６２が固定され
ている。そしてこのチャック機構回転駆動モータ６１の
回転によりギヤ６２、３１２を介して上板３０２が移動
枠５３に対して回転される。これにより円弧溝３０２ａ
の一端と連結ピン３０７ａの係合を介して下板３０１も
一体回転される。チャック機構３００全体は移動枠５３
に対して回転されることになる。

【００５２】次に各々の爪３０４には従動ピン３１３が
固定されており、図６、図８に示す様にその先端部３１
３ａは上板３０２に形成されたカム溝３１４に係合して
いる。従動ピン３１３とカム溝３１４が連動部材を構成
する。カム溝３１４は従動ピン３１３の外径より僅かに
大きい幅を有し、一定の深さを有する。さらにカム溝３
１４は、従動ピン３１３の先端部３１３ａがカム溝３１
４の支点ピン３０５に近い一端から支点ピン３０５より
遠い他の一端に摺動した場合に、従動ピン３１３と上板
３０２の中心との距離が徐々に増加するように、形成さ
れている。カム溝３１４はこのように形成されているた
め、下板３０１を停止させた状態で上板３０２が下板３
０１に対して相対的に、図５、図８で示す矢印Ａの反時
計方向に回転させられると、カム溝３１４は同様に回転
させられる。

【００５３】カム溝３１４が前記のように回転させられ
ると、従動ピン３１３の先端部３１３ａはカム溝内を摺
動するので、各々の爪３０４は支点ピン３０５を中心と
して従動ピン３１３を介してばね３０６の付勢力に打ち
勝ちながら外周方向へ回転されると、ワーク１７はアン
クランプされる。距離が、徐々に減少するようにカム溝
を形成してもよく、この場合アンクランプ時は上板３０
２を下板３０１に対して相対的に矢印Ｂの時計方向に回
転させる。

【００５４】さらに上板３０２が下板３０１に対して矢
印Ｂで示す様に相対的に時計方向へ回転させられると、
従動ピン３１３とカム溝３１４の作用及びばね３０６の
付勢力の作用により、各々の爪３０４は支点ピン３０５
を中心に円環の中心方向へ回転される。爪３０４の前記
回転により、クランプ部材である５個のクランプシュー
３０９は円環の中心方向に移動する。つまりワーク１７
はクランプシュー３０９によりクランプされる。

【００５５】この時ばね３０６の付勢力により爪３０４
の従動ピン３１３は上板３０２のカム溝３１４に係止さ
れた状態にあり、さらに上板３０２は半径方向に移動で
きないこととあいまって、ワーク加工中にチャック機構
３００が回転しても爪が外周方向へ移動することがない
為、ワーク１７を確実に保持することが出来る。なお、
爪３０４が支点ピン３０５を中心に円環の中心方向に回
転するときは、クランプシュー３０９は円環の中心方向
に移動する。

【００５６】尚、図６に示す様にワーク１７がアンクラ
ンプ及びクランプされる際、上板３０２がチャック機構
回転駆動モータ６１によりそれぞれ反時計方向Ａ、時計
方向Ｂに回転されるが、この時下板３０１が一緒に回転
しない様にチャック機構３００の定位割り出し位置で下
板３０１に設けたピン穴３２８にピン３２９を係合させ
る。ピン３２９は移動枠５３に設けられたブラケット３
２７に取付けられたシリンダ３２６により上下し、ワー
ク１７のクランプ時、及びアンクランプ時はピン３２９
はピン穴３２８に係合し、ワーク１７の加工時にはピン
３２９を後退させピン穴３２８に係合しない構造となっ
ている。これによりワーク１７はチャック機構により保
持され、チャック機構回転駆動モータ６１の回転により
チャック機構３００が回転してワーク１７は回転させら
れ、研削される。

【００５７】また、図１８（図６の断面ＶＩ−ＶＩと同
じ断面を示す。）に示す様にシリンダ３２６に取付けた
ストッパ３２５で下板３０１を押し付け、下板３０１が
上板３０２と一緒に回転することを防止するようにして
もよい。この様にすればピンを係合させる為にチャック
機構３００を割り出し停止させる必要がなくなる。

【００５８】本チャック機構３００の場合、アンクラン
プの状態でワーク１７をチャック機構３００にセットす
る場合は、ワーク１７は大体の位置にセットすればよく
ワーク１７がチャック機構３００により保持される場
合、５つのクランプシュー３０９の求心作用によりワー
ク１７の中心は円環の中心位置に位置決めされる。また
図９に示す様にワーク１７にノッチ３２０を形成しても
よく、この場合には図１０に示す様に５つのクランプシ
ュー３０９の内の１個にノッチ３２０に係合する突出部
３２０ａを設ける。

【００５９】この場合もアンクランプ状態でワーク１７
をチャック機構３００にセットする場合はワーク１７は
ノッチ３２０を突出部に合わせるようにしてセットし、
ワーク１７がチャック機構３００により保持された場合
は５つのクランプシュー３０９の求心作用とノッチ３２
０の突出部３２０ａの位置決め作用により、ワーク１７
の中心は円環の中心位置に位置決めされるとともに、円
周方向に関して位置決めされた状態となる。クランプ部
によるチャック作用の他、ノッチ係合によって回転方向
に結合されるためワークを確実に回転駆動させることが
できる。この場合チャック機構の把持力は小さくてもよ
い。

【００６０】ここで前述の様に構成された両頭平面研削
盤の動作について説明する。さて、この両頭平面研削盤
において、研削加工を行うにはワーク１７がチャック機
構３００の５個のチャック部３３０のクランプシュー３
０９に保持された状態で上下両砥石回転昇降機構１３、
１２の上下部回転砥石１６、１５の間に挿入配置され
る。この状態で上下両砥石回転昇降機構１３、１２の上
下部回転砥石１６、１５が高速運転されるとともに、チ
ャック機構回転駆動モータ６１が低速で回転駆動され、
ワーク１７がチャック機構３００に保持された状態で回
転する。そして上部砥石回転昇降機構１３の上部回転砥
石１６がワーク１７に向かって下降接近されて、両回転
砥石１５、１６の研削作用面１５ａ、１６ａにより両面
が同時に研削される。

【００６１】図１１は研削工具の研削作用面を見る平面
図、図１２は図１１の中心を含む研削工具であるカップ
砥石のＸ−Ｘ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
前述した回転砥石（研削工具）１５、１６は本実施の形
態では同一部材が用いられる。ここではこの研削工具の
全体を符号１で表わす。

【００６２】この研削工具１は鉄製円板の台板２の端面
に台板２の直径よりわずかに小さく砥石軸と同心の回転
砥石としてのダイヤモンド砥石３を備えている。このダ
イヤモンド砥石３は幅をもって円環状に配せられてい
る。このダイヤモンド砥石３はダイヤモンド砥粒を結合
剤で固めると共に台板２に固着したものである。

【００６３】ダイヤモンド砥石３の研削作用面３ａは砥
石軸に対する直角な同一平面上にある。台板２の背面に
は円筒形の凹形嵌合部２ａでもって台板２と同径の砥石
ホルダ６（前述の符号２９、４３に代えて用いる）の凸
形嵌合部６ａに嵌合し、台板２の背面と砥石ホルダ６の
前面を密着させ台板２のボルト穴を挿通するボルト７を
砥石ホルダ６にねじ込み固定されている。なお、カップ
砥石を使用することにより、砥石の偏摩耗、片べりを防
ぎ、研削抵抗の低減更にはコストダウンを図ることが出
来る。

【００６４】図１１にはダイヤモンド砥石３とワーク１
７の位置関係が示されている。ワーク１７がチャック機
構３００により保持されるとワーク１７の中心とチャッ
ク機構３００の中心は５個のクランプシュー３０９によ
りはさまれて一致する。このワーク中心０Ｗ上をダイヤ
モンド砥石３の研削作用面３ａが通るようにダイヤモン
ド砥石３の中心０Ｇはワーク中心０Ｗから距離ｅだけ離
れている。本例では砥石外径はワーク１７の直径の略二
分の一大となっている。ワーク１７の表面を全面研削で
きるように砥石外径はワーク１７の直径の二分の一より
大きくなければならない。この場合図１１に示すよう
に、砥石研削作用面内にワークのいずれかの外周線が含
まれる。

【００６５】図３、図１１に示すようにワーク１７と上
下部砥石１５、１６との接触面の砥石外周側からはみ出
たワーク１７の両面を保持する上下部のワークレスト７
１、７２が設けられている。下部ワークレスト７１は下
部フレーム１１上に固定（図３）されている。

【００６６】図３の一部拡大図である図１３に示すよう
に、下部ワークレスト７１は下部フレーム１１上に固定
されたベース７５上にデイスタンスピース７６を介して
下部流体静圧スライド７７を含んでいる。図１１に示す
ようにこの流体静圧スライド７７のスライド面７７ａは
ワーク中心０Ｗと砥石中心０Ｇを結ぶ直線を対称線とし
てこの直径の両側の研削工具１とワーク１７の接触部か
らはみ出たワーク１７の面内に対向するように小隙間を
おいて配設されている。

【００６７】下部流体静圧スライド７７のスライド面７
７ａには図示されないポケットが設けられ、このポケッ
トに向って供給される圧力流体の通路が設けてある。た
だし、ポケットはなくても静圧流体膜は形成されるので
ポケットなしの場合も採用できる。即ち、ベース７５の
圧力流体入口７５ａ、流体通路７５ｂ、ベース７５にＯ
リング７８を介して嵌入している下部流体静圧スライド
７７の流体通路７７ｂ、流体通路７７ｂとスライド面７
７ａに設けた図示されないポケットとの間と流体通路７
７ｂとを連通しているオリフイス７７ｃが連設されてい
て、圧力流体入口７５ａから供給される圧力流体が下部
流体静圧スライド７７のスライド面７７ａとワーク１７
の下面の対向面間に流入する。スライド面７７ａとワー
ク１７の下面との間へ供給された圧力流体は上述のポケ
ット外のワーク１７の下面に対向するスライド面７７ａ
の環流口より環流する（図示されない）。

【００６８】なお、この環流口をなくしてワーク１７と
スライド面７７ａ間に供給された圧力流体をワーク１７
とスライド面７７ａ間の隙間から外部空間へ流出させ静
圧、動圧を利用するハイブリッド流体圧スライドとして
もよい。

【００６９】上部ワークレスト７２は上部流体静圧スラ
イド８１を有し、シリンダボデイ７９ａとシリンダブッ
シュ７９ｂとシリンダふた７９ｇとで流体圧シリンダ７
９を構成し、この中にピストン８１ｅと一体的にされて
いる上部流体静圧スライド８１が上下動可能に設けられ
ている。この上部流体静圧スライド８１への圧力流体の
供給はシリンダボデイ７９ａに設けた圧力流体入口７９
ｃ、シリンダブッシュ７９ｂの穴７９ｄ、上部流体静圧
スライド８１の外周溝８１ａ、上部流体静圧スライド８
１に設けた流体通路８１ｂ、この流体通路８１ｂとの間
を連通するオリフィス８１ｃ、ワーク１７と上部流体静
圧スライド８１の表面の静圧スライド面８１ｄに設けた
ポケットとの間を通じて行われ、このポケットに供給さ
れた圧力流体は下部流体静圧スライド７７同様に環流さ
れる。なお、ハイブリッド流体圧スライドとしてもよ
い。

【００７０】この上部流体静圧スライド８１はピストン
８１ｅの両側へ圧力流体出入口７９ｅ、７９ｆから選択
的に流出入させたり、圧力流体を共に供給しないことに
より制御される。即ち、下部シリンダ室に圧力流体を流
入し、上部シリンダ室を無圧とすると上部流体静圧スラ
イド８１は上昇し、逆に上部シリンダ室に圧力流体を流
入し下部シリンダ室を無圧にすると上部流体静圧スライ
ド８１は下降する。速度制御は無圧側をブリードオフす
ることにより制御するのが適当である。また両シリンダ
室を無圧とすると上部流体静圧スライド８１は自重で下
降しようとする。

【００７１】このように構成された上部流体静圧スライ
ドを有する上部ワークレスト７２は上部フレーム１１１
に固定され又は、上部軸支筒３８に固定される。また、
独立した図示されない昇降装置で上下動可能とすること
もできる。上記圧力流体としては気体、液体のものが考
えられるが気体としては好ましくは圧縮空気、流体とし
ては好ましくは油、研削液等が用いられる。なお、流体
の圧力形式としては静圧状態で用いるのが浮揚力を大き
くする効果が有り好ましい。

【００７２】上記構成における作用について述べる。下
部流体静圧スライド７７はワーク１７の下面を保持する
位置にスライド面７７ａが位置している。上部流体静圧
スライド８１はワーク１７の上面を保持する位置から退
避している。この退避位置はシリンダ７９に対して上部
流体静圧スライド８１が上昇した位置にあるのが少くと
も必要であるが、上述したように上部軸支筒３８と共に
上昇している場合には後述の上部軸支筒３８を下降して
上部砥石１６を下降後に上部流体静圧スライド８１をシ
リンダ７９に対して下降位置をとらせる。上部回転砥石
１６を上昇させた状態で移動枠５３を移動してチャック
機構３００の中心０Ｗを研削工具１の中心０Ｇから距離
ｅだけ離して位置させる。この距離ｅはダイヤモンド砥
石３の平均半径である。円形形状のワーク中心０Ｗは必
ず円環状のダイヤモンド砥石３に重なり、ダイヤモンド
砥石３の外周がワーク１７からはみでた部分が存在する
必要がある。

【００７３】ここで下部回転砥石１５を上昇してチャッ
ク機構３００のクランプシュー３０９の下面に近接さ
せ、ワーク１７を、下部回転砥石１５上に載置しチャッ
ク機構３００をクランプにしワーク１７を保持する。こ
れによってワーク１７の上下面はチャック部３３０のク
ランプシュー３０９の上下面よりも夫々上下へ出てい
る。ここで上部回転砥石１６を下降してワーク１７に接
近する。そして、上部流体静圧スライド８１のスライド
面８１ｄをワーク１７の上面へ向って退避位置から移動
する。この際上部流体静圧スライド８１はシリンダ７９
に対して下降限度位置まで下降しない位置でスライド面
８１ｄがワーク１７上面にのるようにする。

【００７４】ここで上下部ワークレスト７１、７２の上
下部流体静圧スライドに夫々圧力流体が供給され、ワー
ク１７の両面の砥石１５、１６との対向面からはみ出し
た部分１７ｂが上下部流体静圧スライドにより保持され
る。このワーク１７の保持は下部流体静圧スライド７７
のスライド面７７ａに対してワーク１７の下面が定ま
り、上部流体静圧スライド８１がワーク１７上面にのる
ことにより行われる。この場合上部流体静圧スライド８
１のスライド面８１ｄとワーク１７の表面との間に適当
な静圧流体膜が生成するように、上部流体静圧スライド
８１の自重のみによってワーク１７に向って加圧する
か、またはシリンダ７９でもって加圧を行う。なお、こ
のシリンダ７９の圧力媒体は気体、液体何れも採用でき
る。

【００７５】砥石駆動モータ３４、４８、チャック機構
回転駆動モータ６１を付勢すると夫々上下部回転砥石１
６、１５は回転し、ワーク１７はチャック部３３０のク
ランプシュー３０９との摩擦力により一緒に回転する。
ここで上部回転砥石１６を下降してワーク１７に切り込
むと、ダイヤモンド砥石３はワーク１７の両面を夫々研
削する。この研削の際にワーク１７のダイヤモンド砥石
３の研削作用面３ａが作用している処（ワーク１７の中
心をとおる円弧帯）以外の砥石接触面からはみ出した部
分はワークレスト７１、７２で両面より保持する。

【００７６】ワーク１７の加工が終ると上部回転砥石１
６、上部流体静圧スライド８１を上昇し、チャック機構
３００をアンクランプにし下部回転砥石１５から外周側
にはみ出しているワーク１７の部分１７ｂを持ち上げて
ワーク１７を取り出す。このように上部流体静圧スライ
ド８１を自重又はシリンダ７９の加圧でもって、静圧ス
ライド面８１ｄとワーク１７間の静圧流体膜の負荷能力
と釣り合わせることによって、機体等の熱変形に対して
対応でき、ワーク１７を常に正確に保持できるものであ
る。

【００７７】なお、上述では上下部ワークレスト７１、
７２でワーク１７両面を保持したがワーク１７の何れか
一面のみをワークレストの１つで保持するようにしても
よい。従って、このようにワーク１７の一面側のみワー
クレストで保持する場合の両頭研削盤は上下部ワークレ
スト７１、７２の何れか一つを設けることでよい。

【００７８】（実施の形態２）図１４に示す様にワーク
１７の片面の研削仕上を主眼とすると、上述の両頭研削
盤を用いて、下部回転砥石１５を回転しないか、ゆるく
回転して加工するか、下部回転砥石１５をワーク１７に
対して研削作用のゆるい、又は研削作用のない部材すな
わち押さえ用砥石に代えてもよい。この場合のワークの
回転方法も前記と同様である。

【００７９】（実施の形態３）ワーク１７の片面の研削
仕上を行う場合には端面を研削作用面１６ａとする回転
砥石１６を１個有する単頭平面研削盤によることもでき
る。図１５はかかる単頭平面研削盤であって下部フレー
ム１１には下部砥石関係部材はなく、下部フレーム１１
上には支持台５２とワーク支持部材１４のみが設けられ
る。この場合のワークの回転方法も前記と同様である。

【００８０】図１６に示す様に上記流体静圧スライド８
３はワーク１７と同心に設けられている。従ってワーク
１７の裏面の全面が一定位置に支持され、しかもワーク
１７は固体との接触がないのでワーク１７の研削面が傷
つくことがない。しかも流体静圧スライド８３のワーク
１７を支持する平面は全面にわたり平面度がよく、ワー
ク１７を単に支えるだけであるから、真空チャックで吸
着する場合のような加工後における復元による精度低下
が生じない。

【００８１】上記において流体静圧スライド８３はワー
ク１７を間にして上部回転砥石１６と対向している部分
以外は上部ワークレスト７２と対向している。従って、
ワーク１７はほぼ全面にわたって上部流体静圧スライド
８１と上部回転砥石１６とで加圧されるのでワーク１７
は反ることがない。

【００８２】図１７にチャック機構３００の他の実施の
形態を示す。爪３０４は下板（図示せず）側の側面近く
中央付近に支点ピン３０５を有する。爪３０４上に支点
ピン３０５に対してばね３０６と反対側にブラケット３
３１が固定して取り付けられている。ばね３０６の付勢
力により爪３０４はクランプシュ３０９が上板（図示せ
ず）の円環中心方向の動きを生じる方向に回転力を受け
ている。クランプシューの円環方向内側の動きによりワ
ーク（図示せず）はクランプされている。爪３０４のこ
の方向の回転はストッパ３０７のストッパボルト３０８
によって規制されている。

【００８３】移動枠（図示せず）の上に各爪３０４に対
応して複数の駆動手段としての空気シリンダ３３２（図
１７に点線で表示）が取り付けられている。空気シリン
ダ３３２には空気シリンダピストン３３２ａ（図１７で
点線で表示）が取り付けられており、定位停止状態で空
気シリンダ３３２に駆動空気が送られると空気シリンダ
ピストン３３２ａは空気シリンダ３３２から上板の円環
の中心に向かって飛び出し、ブラケット３３１にぶつか
る。空気シリンダピストン３３２ａがブラケット３３１
にぶつかると爪３０４はばね３０６の付勢力に対向して
支点ピン３０５を中心に回転し、クランプシュー３０９
は上板の円環中心とは反対側の方向に動き、ワークはア
ンクランプされる。このような構造とすると、上板と下
板の円環中心を中心とする相対回転を生じさせる必要が
なくなり、さらに上板にカム溝を加工し、爪３０４に従
動ピンを固定して取り付けて、従動ピンがカム溝内部を
摺動するようにする必要もない。また、シリンダの代わ
りにモータ或いはマグネットを用いることもできる。さ
らにリンク機構を介在させることもできる。また、上記
において駆動空気の代わりに駆動油等を使用してもよ
い。

【００８４】図２０にチャック機構３００のさらに他の
実施の形態を示す。図２０は下記に示す上板、リングを
省略して作成してある。また、図２１（ａ）は図２０の
Ｙ−Ｙ断面を示している。爪３０４は上板３０２／リン
グ３０３と下板３０１との間に挟まれている。第１円環
状部材としての上板３０２、リング３０３、第２円環状
部材としての下板３０２１は中心軸を一致させて配設さ
れ、さらに上板３０２とリング３０３は同一平面上に配
設され、リング３０３の外周部フランジに対し上板３０
２の内周部フランジが嵌合されている。

【００８５】各爪３０４はさらに上板３０２に固定され
た一対のガイドプレート３３４に沿って上板３０２の円
環の半径方向に進退可能な構造となっている。爪３０４
には２本のばね３０６によって常時、円環の中心方向へ
向かう力が付勢されている。爪３０４の中央付近の円環
中心とは反対側の側面の近くに規制ピン３３５が固定さ
れ、その先端部３３５ａが下板３０１に加工された規制
溝３３６に係合されている。規制ピン３３５は２本のば
ね３０６の中間の位置に配置されている。規制溝３３６
は下板３０１の円環の半径方向に長い形状を有し、爪３
０４の同方向の進退を所定の範囲内に規制している。な
お、ガイドプレート３３４の摺動面は、図示しないが爪
３０４の側縁を嵌合するアリ溝等の案内溝が形成されて
いる。

【００８６】爪３０４の裏面（下板３０１側と接してい
る面）の円環中心側にはクランプシュー３０９が固定さ
れたブラケット３３１が配設され、２本の六角穴付きボ
ルトである調整ボルト３３７により爪３０４に係合され
ている。爪３０４に加工され、調整ボルト３３７の頭が
納められる調整溝３３８はその深さが下板の厚さより短
く、また円環の半径方向に平行な方向に長い形状を有す
るため、クランプシュー３０９の円環の半径方向の位置
を調整することができる。調整溝３３８の底に加工され
ているボルト穴は円形ではなく調整ボルト３３７の動き
に対応できる長穴となっている。

【００８７】移動枠（図示せず）の上に各爪３０４に対
応して爪３０４と同じ数の駆動手段としての空気シリン
ダ３３２が取り付けられている。空気シリンダ３３２に
は空気シリンダピストン３３２ａが取り付けられ、さら
にその先には空気シリンダフックアーム３３２ｂが取り
付けられている。シリンダ３３２には円環中心側の室に
駆動空気が送られる。これにより、シリンダ３３２はば
ね３０６の付勢力に抗して円環の半径方向外側に動き、
空気シリンダフックアーム３３２ｃがブラケット３３１
の爪３０４と接している面とは反対の面に取り付けられ
たブラケット突起部３３１ａにあたり、さらにブラケッ
ト突起部３３１ａを円環の半径方向外側に動かす。ブラ
ケット３３１には上述のようにクランプシュー３０９が
固定されているので、クランプシュー３０９は円環の半
径方向外側に動くことになる。

【００８８】よって、空気シリンダ３３２に駆動空気を
送らない場合はばね３０６の付勢力により爪は３０４は
円環の半径方向内側に移動するのでクランプシュー３０
９はワークに接しさらにワークはクランプされる。ま
た、空気シリンダ３３２に駆動空気を送る場合には、爪
３０４は円環の半径方向外側に移動するのでクランプシ
ュー３０９はワークから離れワークはアンクランプされ
る。この場合も、シリンダの代わりにモータ或いはマグ
ネットを用いることができ、さらにリンク機構を介在さ
せることもできる。また、駆動空気の代わりに駆動油等
を使用してもよい。また、この実施の形態の場合、上板
３０２、リング３０３及び下板３０１を一体に結合させ
てもよい。

【００８９】図２１（ｂ）に示すような、フックレバー
３３９の動きを生じさせるようにシリンダピストン３３
２ａがフックレバー３０９に連結された空気シリンダ３
３２としてもよい。破線で示された状態のフックレバー
３０９は空気シリンダ３３２に駆動空気が送られていな
い状態を示し、ばね３０６の付勢力によりワークがクラ
ンプされている状態に相当する（この状態のブラケット
３３１は図示せず）。実線で示された状態のフックレバ
ー３０９は、空気シリンダ３３２に駆動空気が送られて
いる状態を示し、空気シリンダ３３２はばね３０６の付
勢力に打ち勝つ力を発生させて、フックレバー３３９が
ブラケット突起部３３１ａを上記の円環の半径方向外側
に押している状態であり、ワークがアンクランプされて
いる状態に相当する。この場合のフックレバー３３９
は、前述の空気シリンダフックアーム３３２ｂの代わり
の働きをする。前述の空気シリンダ３３２の代わりにフ
ックレバー３３９を同様に動作させる回転シリンダとし
てもよい。

【００９０】今までに述べた本発明の実施の形態ではワ
ークにオリエンテーションフラットやノッチ等のない薄
板状ワークを如何にして回転させるかという課題を解決
することができる。本発明の実施の形態はワークの外周
側面をチャック機構で保持し、該チャック機構回転駆動
モータを回転させることによりワークを回転させる。こ
のとき該駆動系からの外乱によって振動または姿勢変化
を生じない様にワークレストの静圧スライドによりワー
クの砥石からのはみ出し部に上下から流体を介して接触
させ支持する。これにより研削面に駆動手段が接触せず
さらにワークレストの静圧スライドによる流体を介する
接触支持手段を組み合わせることにより、ワークにキズ
をつけることなく安定したワークの回転動作が得られ
る。

【００９１】また片面研削の場合も上述の両面研削の場
合と同様のワークの駆動方法に依る為良好な表面精度と
併せて高い形状精度が得られる。前述の実施の形態では
縦型両頭平面研削盤、縦型単頭平面研削盤について述べ
たが横型両頭平面研削盤、横型単頭平面研削盤を用いて
もよい。また、本発明は研削加工方法及び平面研削盤で
あるが、砥石をラッピング工具に変えてラッピング加工
方法及びラッピング盤としても応用できる。

【００９２】また、図９のようなノッチ３２０を形成し
たワーク１７に対し、クランプ部ではなく円環状部材に
突起部を設けた構成としてもよい。さらに、この場合、
図２０に示すクランプ部の進退機構と同様に突起部を進
退可能に支持させた構成とすることもできる。

【００９３】

【発明の効果】第１から第１８の発明によれば、薄板状
のワークを把持して回転させることができるチャック機
構を有するので、小口径のワークは勿論のこと、大口径
のワークでも、さらにオリフラやノッチ等の切欠部の無
いワークでも研削面に傷をつけることなくワークの外周
側面を確実に把持することができ、ワークの表面粗さ、
平面度、平行度のよい高精度の研削が可能となる平面研
削盤を提供することができる。さらに、クランプ部がワ
ークをクランプする力を所定の値以下に制限し、過大な
クランプ力がワークにかかりワークが変形することを防
止できる。第２の発明によれば、さらに、クランプ部が
ワークをクランプする力の制限値をワークの寸法、材質
等に合わせて調整することができる。

【００９４】さらに、第３の発明によれば、駆動系から
の外乱によってワークのたわみ、膜振動、姿勢変化を生
じないようにワークをワークレストで保持するので、安
定して、より高精度に研削をすることができる平面研削
盤を提供することができる。さらに、ワークレストが流
体を介して非接触に支持するので、ワークをこすらずワ
ークの回転がスムーズであり、かつ傷がつかないためよ
り高精度に研削をすることができる。

【００９５】第９の発明によれば、さらに、チャック機
構の回転数が増加すれば増加するワークの締め付け力を
有し、ワークを確実にチャックすることができる。第１
０の発明によれば、さらに円環状部材にばねの力に抗す
るトルクを与える、与えないによって、ワークをクラン
プするチャック機構とすることができる。第１１の発明
によれば、さらに、ワークを圧力流体を供給する、また
は供給しないことによって、ワークをアンクランプし、
またはクランプするチャック機構とすることができる。

【００９６】第１２から第１５の発明によれば、さら
に、ワークが加工中にクランプ部材に対して回転方向の
すべりを生じることなく確実にクランプすることのでき
る平面研削盤を提供することができる。またワークの把
持に必要な力を低減でき、ワークの把持によるたわみが
生じることを防ぐことができる。第１６の発明によれ
ば、さらに、クランプ部材がクランプしたワークを傷つ
けることのない平面研削盤を提供することができる。第
１７の発明によれば、さらに、ワークが加工中にクラン
プ部材に対して回転方向のすべりを生じることなく確実
にクランプすることのできる平面研削盤を提供すること
ができる。

【００９７】第１８の発明によれば、さらに、ワークを
把持したときに、ワークの形状が非円形であるため、研
削加工中にワークのクランプ部材に対する回転方向のす
べりが生じないチャック機構を有する平面研削盤を提供
することができる。また、またワークの把持に必要な力
を低減でき、ワークの把持によるたわみが生じることを
防ぐことができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の両頭平面研削盤の実施の形態１を示
す正面図である。

【図２】図１の上部フレーム部分の要部縦断面図であ
る。

【図３】図１の下部フレーム部分の要部縦断面図であ
る。

【図４】図３のワーク支持部材の平面図である。

【図５】図４のチャック機構を示す平面図である。

【図６】図５におけるチャック機構のＶＩ−ＶＩの断面
図である。

【図７】図５におけるチャック機構のＶＩＩ−ＶＩＩの
断面図である。

【図８】実施の形態１のチャック機構の要部拡大図であ
る。

【図９】ノッチのあるワークの場合のワークの平面図で
ある。

【図１０】図９のワークをクランプするためのクランプ
シューを備えたチャック機構の平面である。

【図１１】実施の形態１の研削工具、ワーク、ワークレ
ストの関係を示す平面図である。

【図１２】図１１においてＸ−Ｘ線に沿って矢印に見た
断面図である。

【図１３】図２のワーク廻りの一部拡大図である。

【図１４】実施の形態２のワーク支持部材の断面図であ
る。

【図１５】本願発明の実施の形態３の単頭研削盤を示す
正面図である。

【図１６】実施の形態３の単頭研削盤におけるワーク支
持部材の断面図である。

【図１７】チャック機構についてさらに他の実施の形態
を示す平面図の一部である。

【図１８】図５に示したチャック機構についてさらに他
の実施の形態を示す断面図である。

【図１９】爪が重りを有する場合のチャック機構の平面
図の一部である。

【図２０】チャック機構についてさらに他の実施の形態
を示す平面図の一部である。

【図２１】（ａ）は図２０のＹ−Ｙ断面を示す断面図で
ある。（ｂ）は図２０における空気シリンダフックアー
ムの代わりにフックレバーを用いた場合のフックレバー
の動きを説明する説明図である。

【符号の説明】

１ …研削工具 ２ …台板 ２ａ…凹形嵌合部 ３ …ダイヤモンド砥石 ３ａ…研削作用面 ６ …砥石ホルダ ６ａ…凸形嵌合部 ７ …ボルト １１ …下部フレーム １２ …下部砥石回転昇降機構 １３ …上部砥石回転昇降機構 １４ …ワーク支持部材 １５ …下部回転砥石 １５ａ…研削作用面 １６ …上部回転砥石 １６ａ…研削作用面 １７ …ワーク １７ｂ…部分 ２０ …砥石台 ２１ …ガイド ２２ …下部砥石台移動用モータ ２３ …ボールねじ ２３ａ…ボールナット ２４ …下部軸支筒 ２４ａ…ガイド部 ２４ｂ…ブラケット ２５ …下部砥石台昇降用モータ ２６ …回転伝達機構 ２７ …ボールねじ ２８ …下部砥石軸 ２９ …砥石ホルダ ３４ …砥石駆動モータ ３８ …上部軸支筒 ３８ａ…ブラケット ３９ …ガイド ４０ …昇降用モータ ４１ …ボールねじ ４１ａ…ボールナット ４２ …上部砥石軸 ４３ …砥石ホルダ ４８ …砥石駆動モータ ５２ …支持台 ５３ …移動枠 ５４ …ガイドレール ５５ …移動枠移動用モータ ５６ …ボールねじ ５６ａ…ボールナット ５８ …ガイドローラ ６１ …チャック機構回転駆動モータ ６２ …ギヤ ７１ …下部ワークレスト ７２ …上部ワークレスト ７５ …ベース ７５ａ…圧力流体入口 ７５ｂ…流体通路 ７６ …デイスタンスピース ７７ …下部流体静圧スライド ７７ａ…スライド面 ７７ｂ…流体通路 ７７ｃ…オリフイス ７８ …Ｏリング ７９ …シリンダ ７９ａ…シリンダボデイ ７９ｂ…シリンダブッシュ ７９ｃ…圧力流体入口 ７９ｄ…穴 ７９ｅ、７９ｆ…圧力流体出入口 ７９ｇ…シリンダふた ８１ …上部流体静圧スライド ８１ａ…外周溝 ８１ｂ…流体通路 ８１ｃ…オリフイス ８１ｄ…静圧スライド面 ８１ｅ…ピストン ８３ …流体静圧スライド １１１ …上部フレーム ３００ …チャック機構 ３０１ …下板 ３０１ａ…外周端部 ３０２ …上板 ３０２ａ…円弧溝 ３０３ …リング ３０４ …爪 ３０５ …支点ピン ３０６ …ばね ３０７ …ストッパ ３０７ａ…連結ピン ３０８ …ストッパボルト ３０８ａ…先端 ３０９ …クランプシュー ３１０ …ボルト ３１１ …ボルト ３１１ｂ…ボルト ３１２ …ギヤ ３１３ …従動ピン ３１３ａ…先端部 ３１４ …カム溝 ３２０ …ノッチ ３２０ａ…突出部 ３２５ …ストッパ ３２６ …シリンダ ３２７ …ブラケット ３２８ …ピン穴 ３２９ …ピン ３３０ …チャック部 ３３１ …ブラケット ３３１ａ…ブラケット突起部 ３３２ …空気シリンダ ３３２ａ…空気シリンダピスト
ン ３３２ｂ…空気シリンダフックアーム ３３３ …重り ３３４ …ガイドプレート ３３５ …規制ピン ３３５ａ…先端部 ３３６ …規制溝 ３３７ …調整ボルト ３３８ …調整溝 ３３９ …フックレバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 史朗 富山県東砺波郡福野町100番地 株式会 社日平トヤマ 富山工場内 (72)発明者 和田 豊尚 富山県東砺波郡福野町100番地 株式会 社日平トヤマ 富山工場内 (56)参考文献 特開 平７−186020（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−262747（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−19856（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−175144（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 7/17 B24B 41/06

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークが薄板状であり； 回転しながら前記ワークの表面と裏面の少なくとも一方
   の平面を研削加工する砥石と； ワークを支持するワーク支持台と； このワーク支持台に設けられワークの外周側面を把持す
   ることによって、研削加工時の砥石の回転に伴う前記ワ
   ークの移動を拘束しながら前記ワークを保持するチャッ
   ク機構と； このチャック機構を介して前記ワークを同一平面内で回
   転させる駆動機構と；を備え、 前記チャック機構が円環状部材と、複数のクランプ部
   と、クランプ部をクランプ、アンクランプ動作させる作
   動手段と、クランプ部のクランプ動作を規制する規制手
   段とを有し、 前記円環状部材は前記駆動機構に駆動連結されて中心点
   廻りに回転可能とされ、 前記クランプ部は前記ワークの外周側面に接触して把持
   するクランプ部材を備え、円環状部材の円環に沿って配
   置され、 前記クランプ、アンクランプ動作は前記クランプ部材を
   円環状部材半径方向内 側または外側に移動させることによって行い、前記作動
   手段は各クランプ部に対応して設けられ、 前記クランプ部のクランプ動作の規制はクランプ部材の
   円環状部材半径方向内側への移動位置を規制することに
   よって行い、 前記規制手段は各クランプ部に対応して円環状部材に設
   けられることを特徴とする平面研削盤。
2. 【請求項２】前記規制手段は規制位置を調整自在である
   請求項１に記載の平面研削盤。
3. 【請求項３】前記ワークの砥石と接触する平面の砥石外
   周からはみ出た部分に対し、流体を介して前記ワークを
   非接触に支持するワークレストを有することを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の平面研削盤。
4. 【請求項４】前記作動手段が、円環状部材の所定の回転
   動作に連動して作動する請求項１から請求項３のいずれ
   か１項に記載の平面研削盤。
5. 【請求項５】前記円環状部材は、互いに所定角度範囲の
   相対回転を許容して係合され、かつワークの研削加工時
   に一体回転される第１及び第２の円環状部材でなり、第
   １の円環状部材が前記駆動機構に駆動連結され、第２の
   円環状部材に前記複数のクランプ部が支持されている請
   求項１から請求項４のいずれか１項に記載の平面研削
   盤。
6. 【請求項６】前記クランプ部が第２の円環部材に支点ピ
   ンを介して支点ピンの廻りに回転可能に支持され、前記
   作動手段が、第１の円環状部材に形成されたカム溝とク
   ランプ部の各々に固定され前記カム溝に各々係合せしめ
   られた従動ピンである請求項５に記載の平面研削盤。
7. 【請求項７】第１の円環状部材と第２の円環状部材の前
   記相対回転により、前記カム機構が、前記従動ピンがカ
   ム溝の支点ピンに近い一端から支点ピンより遠い一端へ
   摺動した場合、従動ピンと第２の円環状部材の中心点と
   の距離が増加するように、または減少するように形成さ
   れたものである請求項６に記載の平面研削盤。
8. 【請求項８】前記クランプ部のクランプ動作時またはア
   ンクランプ動作時に、第２の円環状部材に係合し第２の
   円環状部材の回転を制止するストッパを有する請求項５
   から請求項７のいずれか１項に記載の平面研削盤。
9. 【請求項９】前記作動手段が支点ピンに対しクランプ部
   材とは反対側の所定の位置にさらに重りを有する請求項
   １から請求項８のいずれか１項に記載の平面研削盤。
10. 【請求項１０】前記作動手段がさらにばねを備え、この
    ばねがクランプ部を付勢し、この付勢力により、クラン
    プ部材をクランプ方向に動作させる請求項１から請求項
    ９のいずれか１項に記載の平面研削盤。
11. 【請求項１１】前記作動手段が、各クランプ部を常時ク
    ランプ方向に付勢するばねと、ワーク支持台上において
    円環状部材の所定の停止位置で各クランプ部に対応する
    位置に設けられ、アンクランプ時にクランプ部と係合し
    て前記ばねに抗して各クランプ部をアンクランプ方向へ
    移動させる駆動手段とでなる請求項１または請求項２に
    記載の平面研削盤。
12. 【請求項１２】前記ワークが周囲部にノッチを有するも
    のであり、前記チャック機構がノッチに係合する突起部
    を有する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載
    の平面研削盤。
13. 【請求項１３】前記突起部がクランプ部材または円環状
    部材に設けられている請求項１２に記載の平面研削盤。
14. 【請求項１４】前記ワークが周囲部にオリエンテーショ
    ンフラットを有するものであり、前記チャック機構がオ
    リエンテーションフラットに接触する平面部を有する請
    求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の平面研削
    盤。
15. 【請求項１５】前記平面部がクランプ部材に設けられて
    いる請求項１４に記載の平面研削盤。
16. 【請求項１６】クランプ部材がワークよりも軟らかい材
    料から形成される請求項１から請求項１５のいずれか１
    項に記載の平面研削盤。
17. 【請求項１７】クランプ部材が前記ワークとの接触部に
    すべり止め用の凹凸部を有する請求項１から請求項１６
    のいずれか１項に記載の平面研削盤。
18. 【請求項１８】前記ワークが非円形形状を有するもので
    ある請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の平
    面研削盤。