JP3290825B2 - 両頭研削装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は両頭研削装置および方法
に関し、例えば、圧電素子に代表されるようなセラミッ
クス部品や、自動車の歯車部品等の板状、あるいは柱状
である材料を両面同時研削するのに用いられる。

【０００２】

【従来の技術】近時、圧電素子のような厚みが０．５ｍ
ｍ以下のセラミックス部品は、スライシングマシンを用
いて薄片状に成形される。この成形後のセラミックス部
品は必要な電気特性を発揮するように両面加工される。
従来、この両面加工には図３に示すような両頭研削装置
ａが用いられている。

【０００３】この両頭研削装置は、例えば図３の（ａ）
に示すように、パーツフィーダａから供給されるワーク
ｂを、ガイドローラｒにてエンドレスベルト状に張設し
たスルーフィーダｃに有する図３の（ｂ）に示すような
保持孔ｋに受入れて、上下のガイドｄ、ｅの案内のもと
に、上下に対向する一対の砥石ｆ、ｇ間に導入して両面
加工に供し、上下の砥石ｆ、ｇを出た加工後のワークｂ
は、今１つの上下のガイドｈ、ｉの案内の基に所定距離
さらに搬送し、この上下ガイドｈ、ｉを外れた時点で容
器ｊに自然落下して回収されるようにしている。

【０００４】これによって、薄膜状、柱状をした各種の
材料の両面研削を同時に達成することができる。なお、
ワークｂが厚み０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の薄いもの
である場合、スルーフィーダｃには金属のベルト等を用
い、ワークｂの両面研削ができるように前記ワークｂの
厚みよりも小さな厚みに設定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
ガイドローラｒにより張設されたスルーフィーダｃは、
各部での微小な伸縮が集積した揺れや垂れが生じやす
く、上下の砥石ｆ、ｇと接触して双方が徒に磨耗して寿
命が短くなったり、ワークｂを安定した搬送状態で上下
の砥石ｆ、ｇによる両面加工に供しにくく十分な加工精
度が得られないと云った問題がある。しかも、ワークｂ
がスルーフィーダｃの保持孔ｋから抜け出て、スルーフ
ィーダｃと砥石ｆや砥石ｇとの間に挟まると云ったこと
により、適正に加工されず、場合によっては、上下の砥
石ｆ、ｇ間を無理に通り抜けようとして、ワークｂや砥
石ｆ、ｇが損傷してしまうこともある。特に、下砥石ｇ
等が図３の（ｂ）に示す仮想線の状態から実線の状態に
磨耗したようなとき、下ガイドｅと下砥石ｇとの間に段
差ｓができて、スルーフィーダｃと下砥石ｇとの間の隙
間が拡大するので、下ガイドｅから下砥石ｇにワークｂ
が移載されるときに、ワークｂが保持孔ｋから抜け出て
スルーフィーダｃと下砥石ｇとの間に落ち込みやすくな
るので、前記問題が頻繁に生じる。

【０００６】本発明は、上記従来のような問題を解決す
ることを課題とし、薄膜状のワークでも安定して相対向
する砥石間での両面加工が行える両頭研削装置および方
法を提供することを主たる目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の両頭研削装置
は、上記のような目的を達成するために、キャリアの保
持孔に嵌め入れられて搬送されるワークを上下のガイド
により案内して、上下に対向する一対の砥石間に導入し
両面加工に供するようにした両頭研削装置において、薄
板状のキャリアの外周部を展張状態に保持する剛体ホル
ダと、砥石の微少切り込みを行う微少切り込み機構と、
ワークを案内するガイドと、加工後のワークの厚みを計
測する計測手段と、この計測手段での計測情報を基に、
微少切り込み機構を働かせるワークの加工厚みの制御
と、切り込み制御される砥石に対するガイドの前記砥石
微少切り込み分の位置調節とを行う制御手段と、を備え
たことを主たる特徴とするものである。

【０００８】この場合、前記砥石の摩耗状態によるレベ
ル変化を検出するレベルセンサを備え、前記制御手段が
レベルセンサの検出情報に応じてガイドの位置調節も行
うのが好適である。

【０００９】本発明の両頭研削方法は、上記のような目
的を達成するために、薄板状で外周部を剛体ホルダによ
り展張状態に保持されたキャリアの保持孔にワークを嵌
め入れて搬送し、この搬送するワークを上下のガイドに
より案内して、上下に対向する一対の砥石間に導入し両
面加工に供する両頭研削方法において、加工後のワーク
の厚みを計測した計測情報を基に、砥石の微少切り込み
調整をしてワークの加工厚みを制御し、微少切り込み制
御した砥石に対しガイドを位置調節するのに併せ、砥石
の摩耗状態によるレベル変化の検出情報に応じてガイド
を位置調節することを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の両頭研削装置の主たる特徴の上記構成
では、キャリアの保持孔に嵌め入れて搬送されるワーク
を上下のガイドにより案内して、上下に対向する一対の
砥石間に導入し両面加工に供する場合、薄板状のキャリ
アが外周部にて剛体ホルダで展張状態に保持されている
ことにより、各部の伸縮が蓄積しての揺れや垂れはなく
特に外周部で高い剛性を示し、この外周部に保持孔を設
けてワークを保持して搬送することにより、保持孔によ
る搬送に薄板状キャリアの揺れや垂れの影響を無くせる
とともに、キャリアの回転も前記剛体ホルダを介した支
持によって安定したものとなるので、薄板状のキャリア
を利用して薄膜状のワークを搬送するときでも、ワーク
の上下の砥石間に脱落やキャリアと砥石間への挟み込み
等のトラブルなく確実にかつ安定した状態で搬送して加
工に供し、加工が高精度に安定して達成されるようにす
ることができる。また、キャリアのワーク搬送部である
外周部が特に剛性の高い揺れや垂れのない安定したもの
であることにより、キャリアが上下の各砥石と接触して
磨耗し合うようなことも解消する。

【００１１】特に、制御手段が、ワークの加工厚みに関
する計測手段による計測情報を基に微少切り込み機構を
働かせて、砥石の微少切り込み量を調整するのでワーク
の加工厚みを常に一定に保つことができるのに併せ、ガ
イドを砥石の微少切り込み調整分だけ位置調節するの
で、砥石の微少切り込み調整によってもガイドとの間に
段差ができず、ワークの安定した供給とこれによる高精
度な加工とを保証することができる。この場合、さら
に、砥石の摩耗状態によるレベル変化の検出情報に応じ
てガイドの位置調節も行うようにすることにより、砥石
の微少切り込み調整によらない摩耗によるレベル変化に
よっても、砥石とガイドとの間に段差ができないので、
ワークの安定した供給とこれによる高精度な加工とを保
証することができる。

【００１２】本発明の両頭研削方法の特徴によれば、上
記本発明の両頭研削装置の機能を実現し、同様な作用を
発揮することができる。

【００１３】

【実施例】本発明の両頭研削装置について幾つかの実施
例を示しながら以下具体的に説明する。

【００１４】図１は本発明の第１の実施例としての両頭
研削装置を示している。この装置は図に示すように、キ
ャリア１の保持孔２に嵌め入れて搬送されるワーク３を
上下のガイド４、５により案内して、上下に対向する一
対の砥石６、７間に導入し両面加工に供するようにして
いる。

【００１５】キャリア１は薄板状で、これを外周部に配
した例えば上下一対の環状の剛体ホルダ８ａ、８ｂ間に
て、太鼓の革のように遠心方向に展張した状態で挟み付
けて保持してある。下側の剛体ホルダ８ｂの下面には取
付環８ｃが結合され、この取付環８ｃと、基板２１上に
固定した支持環２２との間に例えばクロスローラベアリ
ング１０を利用した回転支持機構９を設けて、キャリア
１を剛体ホルダ８ａ、８ｂを介し回転できるように支持
し、取付環８ｃの下部外周に設けたギヤ２３に、例えば
モータ２４に直結した駆動ギヤ２５を噛み合わせて、モ
ータ２４によりキャリア１を回転駆動できるようにして
あり、キャリア１の外周部に設けた保持孔２にワーク３
を保持して、キャリア１の回転により前記搬送を行う。
上下ガイド４、５は通常キャリア１の砥石６、７が位置
している部分、および上下からワーク３を供給し、取り
出す部分を除いた範囲に設けられる。

【００１６】ここで、キャリア１の保持孔２に嵌め入れ
て搬送されるワーク３を上下のガイド４、５により案内
して、上下に対向する一対の砥石６、７間に導入し両面
加工に供するのに、薄板状のキャリア１が外周部にて剛
体ホルダ８ａ、８ｂで展張状態に保持されていることに
より、各部の伸縮が蓄積しての揺れや垂れはなく特に外
周部で高い剛性を示し、この外周部に保持孔２を設けて
ワーク３を保持して搬送することにより、保持孔２によ
る搬送に薄板状キャリア１の揺れや垂れの影響を無くせ
るとともに、キャリア１の回転が前記剛体ホルダ８ａ、
８ｂを介した支持により安定したものとなるので、薄板
状のキャリア１を利用して薄膜状のワーク３を搬送する
ときでも、ワーク３の上下の砥石６、７間への脱落やキ
ャリア１と砥石６、７間への挟み込み等のトラブルなく
確実にかつ安定した状態で搬送して加工に供し、加工が
高精度に安定して達成されるようにすることができる。
また、キャリア１のワーク搬送部である特に外周部が剛
性の高い揺れや垂れのない安定したものであることによ
り、キャリア１が上下の各砥石６、７と接触して磨耗し
合うことも解消し、耐久性が向上して前記高精度な加工
を長期に保証することができる。

【００１７】もっとも、キャリア１を外周部で展張状態
に保持する剛体ホルダ、およびこの剛体ホルダを介した
キャリア１の回転支持構造、キャリア１の回転駆動機構
の具体的構成は本実施例に限定されるものではなく、種
々に設計することができる。

【００１８】なお、上下の砥石６、７は回転駆動される
スピンドル１２、１３の先端に設けられ、図示しない上
下位置調節機構によって従来同様に相互の間隔がワーク
３の加工厚みに合わせて設定できるようにされている。
したがって、ワーク３を所望の加工厚みに加工できる。
本実施例では上下の砥石６、７双方が高さ調節されるよ
うな形式のものを採用しているが、本発明は上方の砥石
６のみが高さ調節されるものにも適用できる。

【００１９】本実施例ではさらに、前記各砥石６、７の
磨耗状態によるレベル変化をそれぞれに対応して設置し
たレベルセンサ３１、３２により検出し、この砥石６、
７のレベルに対応する上下ガイド４、５のレベルを前記
レベルセンサ３１、３２によるレベル検出情報を基に手
動で合わせる砥石・ガイド位置調節手段３３を備えてい
る。

【００２０】砥石・ガイド位置調節手段３３が手動であ
っても、これの操作によって、砥石６、７のレベルに、
この砥石６、７に対応するガイド４、５のレベルを合わ
せることにより、砥石６、７のレベルが磨耗等により変
化してもこの砥石６、７との間に段差ができるのを防止
するので、このような段差によりワーク３がキャリア１
の保持孔２から脱落したりキャリア１と砥石６、７との
間に挟まったりするようなことを確固に防止することが
できる。

【００２１】本実施例の場合、砥石・ガイド位置調節手
段３３は、下ガイド５についてはこれの被ガイド軸３５
を基板２１に設けたスライド軸受３４によって上下摺動
できるように支持するとともに、この被ガイド軸３５を
基板２１との間で上方に付勢するばね３６を働かせると
ともに、被ガイド軸３５の下端に取り付けたマイクロメ
ータヘッド３７の位置規制突子３７ａが基板２１の下面
に当接して、被ガイド軸３５を介した下ガイド５の高さ
レベルを、位置規制突子３７ａのマイクロメータ方式で
の微小な突出量調節によって微細に設定できるようにし
てある。また上ガイド４についてはこれに取付たスライ
ドアーム３８をボール入りの精密直進ガイド３９により
上下摺動できるように支持するとともに、スライドアー
ム３８を今１つのマイクロメータヘッド４１の位置規制
突子４１ａによって下方より受止め、上ガイド４のレベ
ルを位置規制突子４１ａのマイクロメータ方式での微小
な突出量調節によって微細に設定できるようにしてあ
る。

【００２２】したがって、レベルセンサ３１、３２の検
出レベル情報に基づく上下ガイド４、５の前記レベル調
節を、それぞれのマイクロメータヘッド３７および４１
の位置規制突子３７ａ、４１ａの突出量の微小調節によ
って微小に精密に行えるので、磨耗等によってレベルが
微小に変化する砥石６、７に、これに対応するガイド
４、５のレベルを正確に一致させることができる。

【００２３】もっとも、マイクロメータヘッド等の砥石
・ガイド位置調節手段３３の位置調節部材をモータ等の
自動駆動手段に連結し、レベルセンサ３１、３２の検出
レベル情報に応じて前記自動駆動手段を働かせるように
制御すると云ったことにより、上下ガイド４、５のレベ
ルを対応する砥石６、７のレベルに自動的に一致させる
ようにすることもできる。また上下の砥石６、７の一方
のみを他方側に近づける位置調節によって、ワーク３を
所定の加工厚みに両面加工することができ、この場合も
本発明の範疇に属する。

【００２４】さらに、砥石６、７のレベル検出の具体的
方式や、上下ガイド４、５の上下位置調節機構は、本実
施例のものに限られることはなく、種々に設計すること
ができる。

【００２５】図２は本発明の第２の実施例としての両頭
研削装置を示している。本実施例の装置は、図に示すよ
うに砥石６、７の微小切り込みを上方の砥石６について
のみ行う微小切り込み機構５１と、加工後のワーク３の
厚みを計測する計測手段５２と、この計測手段５２での
計測情報を基に、微小切り込み機構５１を働かせるワー
ク３の加工厚みの制御と、切り込み制御される砥石６に
対応するガイド４の前記砥石微小切り込み分の砥石・ガ
イド位置調節手段３３を介した位置調節とを行う制御手
段６４を備えた点で第１の実施例と異なっている。

【００２６】この異なった点のみ以下説明し、第１の実
施例と重複する説明は省略する。微小切り込み機構５１
はモータ５０により駆動されるボールねじ５３に勾配カ
ム５４を螺合させるとともに、勾配カム５４の斜面５４
ａにスピンドル１２に設けたカムフォロア５５を受止
め、モータ５０で適宜に駆動するボールねじ５３により
勾配カム５４を微小量ずつ後退させることで、スピンド
ル１２を微小量ずつ下動させて上砥石６の微小切り込み
を自在に行えるようにしてある。

【００２７】砥石・ガイド位置調節手段３３は、第１の
実施例の場合と異なり上ガイド４についてだけ設けてあ
り、モータ５６によって駆動されるボールねじ５７に、
上ガイド４に取り付けたスライドアーム３８を螺合さ
せ、モータ５６で適宜に駆動するボールねじ５７により
スライドアーム３８を微小量ずつ下動させることで、上
ガイド４を微小量ずつ下動させて上砥石６の微小切り込
み量分だけ下動させ、微小切り込み制御される上砥石６
のレベルに、上ガイド４のレベルを常に一致させられる
ようにしてある。

【００２８】加工後のワーク３は、吸引ノズル等を利用
したアンローダ５８により、キャリア１からピックアッ
プして取り出し、搬送コンベア５９に移載して所定位置
に搬送され処理されるようにしてあるが、この搬送コン
ベア５９の途中に前記計測手段５２が設けられている。
計測手段５２は搬送コンベア５９にて搬送される加工後
のワーク３が上下一対のセンサ５２ａ、５２ｂ間を通過
するときの離間間隔等によって、加工後のワーク３の加
工厚みを計測するようにしている。もっとも、どのよう
な方式でこの計測を行ってもよいのは勿論である。

【００２９】制御手段６４はマイクロコンピュータ等を
利用し、計測手段５２からの計測情報をメータ６１によ
り確認できるようにしてあるほか、計測情報をもとに前
記２つのモータ５０、５６を動作制御し、前記の砥石６
の微小切り込み制御と、これに伴う上ガイド４の位置調
節とを達成する。

【００３０】このように、制御手段６４が、ワーク３の
加工後の厚みに関する計測手段５２による計測情報を基
に砥石６の微小切り込み機構５１を働かせて、ワーク３
の加工厚みが所定通りになるように砥石６のレベルを砥
石６の磨耗等に対応して微調整するので、ワーク３の所
定の加工厚みを常時確保することができるのに併せ、制
御手段６４はさらに前記計測情報を基に微小切り込み調
整した砥石６に対応するガイド４の高さを調節するの
で、前記所定の加工厚みを確保するための砥石６の微小
切り込み調整によってこれに対応するガイド４との間に
段差ができるのを防止し、ワーク３の安定した供給とこ
れによる高精度な加工とを保証することができる。

【００３１】この砥石の微小切り込み量の調節と、これ
に対応したガイドの位置調節機能とを下の砥石７と下の
ガイド５とに適用することができるし、上下の砥石６、
７と上下のガイド４、５とに同時に適用するようにもで
きる。

【００３２】しかも本実施例のこのような機構を第１の
実施例に併用することもできる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の両頭研削装置の主たる特徴によ
れば、薄板状のキャリアが外周部にて剛体ホルダで展張
状態に保持されていることにより、各部の伸縮が蓄積し
ての揺れや垂れはなく特に外周部で高い剛性を示し、こ
の外周部に保持孔を設けてワークを保持して搬送するこ
とにより、保持孔による搬送に薄板状キャリアの揺れや
垂れの影響を無くせるとともに、キャリアの回転も前記
剛体ホルダを介した支持によって安定したものとなるの
で、薄板状のキャリアを利用して薄膜状のワークを搬送
し両頭研削装置での両面加工に供するときでも、ワーク
の上下の砥石間に脱落やキャリアと砥石間への挟み込み
等のトラブルなく確実にかつ安定した状態で搬送して加
工に供し、加工が高精度に安定して達成されるようにす
ることができる。また、キャリアのワーク搬送部である
外周部が特に剛性の高い揺れや垂れのない安定したもの
であることにより、キャリアが上下の各砥石と接触して
磨耗し合うようなことも解消し、耐久性が向上して前記
高精度な加工を長期に保証することができる。

【００３４】特に、制御手段が、ワークの加工厚みに関
する計測手段による計測情報を基に微少切り込み機構を
働かせて、砥石の微少切り込み量を調整するのでワーク
の加工厚みを常に一定に保つことができるのに併せ、ガ
イドを砥石の微少切り込み調整分だけ位置調節するの
で、砥石の微少切り込み調整によってもガイドとの間に
段差ができず、ワークの安定した供給とこれによる高精
度な加工とを保証することができる。この場合、さら
に、砥石の摩耗状態によるレベル変化の検出情報に応じ
てガイドの位置調節も行うようにすることにより、砥石
の微少切り込み調整によらない摩耗によるレベル変化に
よっても、砥石とガイドとの間に段差ができないので、
ワークの安定した供給とこれによる高精度な加工とを保
証することができる。

【００３５】本発明の両頭研削方法の特徴によれば、上
記本発明の両頭研削装置の機能を実現し、同様な作用を
発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としての両頭研削装置の
主要構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例としての両頭研削装置の
要部を示す断面図である。

【図３】従来の両頭研削装置の主要構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ キャリア ２ 保持孔 ３ ワーク ４、５ ガイド ６、７ 砥石 ８ａ、８ｂ 剛体ホルダ ９ 回転支持機構 ２１ 基板 ２４ モータ ３１、３２ レベルセンサ ３３ 砥石・ガイド位置調節手段 ５１ 微小切り込み機構 ５２ 計測手段 ６４ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 正行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−79597（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−31621（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−53351（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−169562（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 7/17 B24B 49/03

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリアの保持孔に嵌め入れられて搬送
   されるワークを上下のガイドにより案内して、上下に対
   向する一対の砥石間に導入し両面加工に供するようにし
   た両頭研削装置において、 薄板状のキャリアの外周部を展張状態に保持する剛体ホ
   ルダと、砥石の微少切り込みを行う微少切り込み機構
   と、ワークを案内するガイドと、加工後のワークの厚み
   を計測する計測手段と、この計測手段での計測情報を基
   に、微少切り込み機構を働かせるワークの加工厚みの制
   御と、切り込み制御される砥石に対するガイドの前記砥
   石微少切り込み分の位置調節とを行う制御手段と、を備
   えたことを特徴とする両頭研削装置。
2. 【請求項２】 砥石の摩耗状態によるレベル変化を検出
   するレベルセンサを備え、前記制御手段はレベルセンサ
   の検出情報に応じてガイドの位置調節も行うことを特徴
   とする請求項１に記載の両頭研削装置。
3. 【請求項３】 薄板状で外周部を剛体ホルダにより展張
   状態に保持されたキャリアの保持孔にワークを嵌め入れ
   て搬送し、この搬送するワークを上下のガイドにより案
   内して、上下に対向する一対の砥石間に導入し両面加工
   に供する両頭研削方法において、 加工後のワークの厚みを計測した計測情報を基に、砥石
   の微少切り込み調整をしてワークの加工厚みを制御し、
   微少切り込み制御した砥石に対しガイドを位置調節する
   のに併せ、砥石の摩耗状態によるレベル変化の検出情報
   に応じてガイドを位置調節することを特徴とする両頭研
   削方法。