(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンドルシャフト、該スピンドルシャフトに配設されて超音波振動を発する超音波振動子及び前記スピンドルシャフトを回転可能に支持するスピンドルハウジングを備え、
前記スピンドルシャフトの端面に密着部材を介して円環状の切削ブレードを当接させ固定部材により締め付けトルクで挟持固定され、径方向に超音波振動させた前記切削ブレードにて被加工物を切削するための超音波スピンドルにおける、スピンドルシャフト端面修正方法であって、
前記切削ブレードは、前記スピンドルシャフトの端面と対面する第一の端面及び前記固定部材と対面する第二の端面を備えたボス部と前記ボス部に装着された円環形状の切削刃とからなり、
前記スピンドルシャフトの前記端面と前記ボス部の前記第一の端面との間の前記密着部材を取り外して、超音波振動を径方向に変換する振動変換部材と前記スピンドルシャフトの前記端面との間に研磨シートを装着し、前記締め付けトルクよりも小さいトルクにより前記固定部材で前記研磨シートの研磨面を前記スピンドルシャフトの前記端面に当接させる研磨シート装着ステップと、
前記研磨シート装着ステップの後に、超音波振動を発振させ前記振動変換部材を径方向に振動させることにより、前記研磨シートを前記スピンドルシャフトの前記端面上において摺動させ前記スピンドルシャフトの前記端面を研磨する研磨ステップと、を含むことを特徴とするスピンドルシャフト端面修正方法。
【請求項２】
前記研磨シート装着ステップにおいて、更に、前記固定部材の端面と前記振動変換部材との間に、前記固定部材の前記端面側に前記研磨面を当接させて研磨シートを装着した後に、前記締め付けトルクよりも小さいトルクにより、前記固定部材で前記切削ブレード及び２つの前記研磨シートを前記スピンドルシャフトの前記端面に挟持固定することを特徴とする請求項１記載のスピンドルシャフト端面修正方法。
【請求項３】
前記振動変換部材は、切削ブレードであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピンドルシャフト端面修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動する切削ブレードによって被加工物を切削する切削装置のスピンドルシャフト端面修正方法に関し、特に、金属や厚めのガラス等の難削材の切削に好適な切削装置のスピンドルシャフト端面修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属や厚めのガラス等の難削材を切削する切削装置として、切削ブレードを径方向に超音波振動させて切削するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された切削装置は、スピンドルシャフトの前端側に固定した切削ブレードに、スピンドルシャフトの後端側に設けた超音波振動子からの超音波振動を伝達することで被加工物を切削する。切削ブレードは、スピンドルシャフトの軸方向に伝達される超音波振動の最小振動振幅点、すなわち、超音波振動の伝達方向を軸方向から径方向に変換する振動伝達方向変換点に配置されている。
【０００３】
このため、超音波振動子から発せられた超音波振動は、スピンドルシャフトから切削ブレードに軸方向に伝達され、切削ブレードにおいて伝達方向が軸方向から径方向に変換される。研削ブレードに伝達された超音波振動は、スピンドルシャフトに当接されたボス部からボス部の径方向外側に取り付けられた円環状の切削刃に径方向に伝達される。このように、切削装置は、切削刃の刃先に対して超音波振動を径方向に伝達させることにより、研削砥石を径方向に瞬間的に繰り返し伸縮させて、被加工物を切削するように構成されている。
【０００４】
この場合、切削ブレードは、固定部材の締付トルクにより、密着部材を介してスピンドルシャフトの端面に固定されている。密着部材は、ＰＥＴ（Polyethylene  Terephthalate）フィルム等で形成されており、スピンドルシャフトと切削ブレードとの密着性を向上している。この構成により、スピンドルシャフトから切削ブレードに安定した超音波振動が伝達される。また、密着部材は、例えば、アルミニウム等で切削ブレードのボス部が形成される場合に、スピンドルシャフトとボス部との接触を抑えて、摩擦熱によりボス部の一部がスピンドルシャフトに溶着するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した切削装置においては、長時間の切削による固定部材の緩みや、切削ブレードの取付時の固定部材の締付不足により、スピンドルシャフトと密着部材との密着性が悪化し、超音波振動によりスピンドルシャフトの端面と密着部材とが微小に擦れてしまっていた。この微小な摺れによって発生する摩擦熱により、スピンドルシャフトの端面に密着部材の一部が溶着され、スピンドルシャフトの端面の平面度が悪化するおそれがあった。その結果、スピンドルシャフトと切削ブレードとの密着性が損なわれ、スピンドルシャフトから切削ブレードに安定した超音波振動を伝達することができなくなるという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、超音波振動する切削ブレードによって被加工物を切削する切削装置において、スピンドルシャフトの端面に付着する付着物を除去して、スピンドルシャフトから切削ブレードに安定した超音波振動を伝達することができるスピンドルシャフト端面修正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスピンドルシャフト端面修正方法は、スピンドルシャフト、該スピンドルシャフトに配設されて超音波振動を発する超音波振動子及び前記スピンドルシャフトを回転可能に支持するスピンドルハウジングを備え、前記スピンドルシャフトの端面に密着部材を介して円環状の切削ブレードを当接させ固定部材により締め付けトルクで挟持固定され、径方向に超音波振動させた前記切削ブレードにて被加工物を切削するための超音波スピンドルにおける、スピンドルシャフト端面修正方法であって、前記切削ブレードは、前記スピンドルシャフトの端面と対面する第一の端面及び前記固定部材と対面する第二の端面を備えたボス部と前記ボス部に装着された円環形状の切削刃とからなり、前記スピンドルシャフトの前記端面と前記ボス部の前記第一の端面との間の前記密着部材を取り外して、超音波振動を径方向に変換する振動変換部材と前記スピンドルシャフトの前記端面との間に研磨シートを装着し、前記締め付けトルクよりも小さいトルクにより前記固定部材で前記研磨シートの研磨面を前記スピンドルシャフトの前記端面に当接させる研磨シート装着ステップと、前記研磨シート装着ステップの後に、超音波振動を発振させ前記振動変換部材を径方向に振動させることにより、前記研磨シートを前記スピンドルシャフトの前記端面上において摺動させ前記スピンドルシャフトの前記端面を研磨する研磨ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、スピンドルシャフトと振動変換部材との間に研磨シートを装着し、締め付けトルクよりも小さいトルクで研磨シートの研磨面をスピンドルシャフトの端面に当接させることで、超音波振動により研磨シートの研磨面とスピンドルシャフトの端面とが摺動される。これにより、スピンドルシャフトの端面に密着部材の一部が溶着された場合に、研磨シートの研磨面によりスピンドルシャフトの端面に付着した付着物が除去される。この結果、スピンドルシャフトの平面度を維持することができ、スピンドルシャフトと切削ブレードとの密着性を向上させて、スピンドルシャフトから切削ブレードに安定した超音波振動を伝達することができる。なお、振動変換部材とは、超音波振動を径方向に伝達可能であれば、どのような部材でもよく、例えば、未使用の切削ブレードを振動変換部材としてもよい。また、締め付けトルクよりも小さいトルクとは、振動変換部材の振動により研磨シートとスピンドルシャフトの端面とを摺動させることができる程度のトルクをいう。
【００１０】
また本発明は、上記スピンドルシャフト端面修正方法において、前記研磨シート装着ステップにおいて、更に、前記固定部材の端面と前記振動変換部材との間に、前記固定部材の前記端面側に前記研磨面を当接させて研磨シートを装着した後に、前記締め付けトルクよりも小さいトルクにより、前記固定部材で前記切削ブレード及び２つの前記研磨シートを前記スピンドルシャフトの前記端面に挟持固定することができる。
【００１１】
また本発明は、上記スピンドルシャフト端面修正方法において、前記振動変換部材を、切削ブレードで構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超音波振動する切削ブレードによって被加工物を切削する切削装置において、スピンドルシャフトの端面に付着する付着物を除去して、スピンドルシャフトから切削ブレードに安定した超音波振動を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るスピンドルシャフト端面修正方法の実施の形態を示す図であり、切削装置の斜視図である。
【図２】本発明に係るスピンドルシャフト端面修正方法の実施の形態を示す図であり、切削ユニットの断面図である。
【図３】本発明に係るスピンドルシャフト端面修正方法の実施の形態を示す図であり、切削ユニットにおける超音波振動の伝達方向の説明図である。
【図４】本発明に係るスピンドルシャフト端面修正方法の実施の形態を示す図であり、スピンドルシャフトの端面及び固定ボルトの押圧面の修正方法の説明図である。
【図５】本発明に係るスピンドルシャフト端面修正方法の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、本発明を、切削ブレードにより被加工物を切削加工する切削装置に適用した例について説明するが、この構成に限定されるものではない。本発明は、被加工物を切削加工する装置であれば、どのような装置にも適用可能である。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１を参照して、本発明の実施の形態に係る切削装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る切削装置の斜視図である。なお、図１においては、説明の便宜上、カセットを二点鎖線で示している。
【００１６】
図１に示すように、切削装置１は、ハウジング２上のチャックテーブル３に保持された被加工物Ｗを、チャックテーブル３の上方に設けられた切削ユニット４（超音波スピンドル）により切削するように構成されている。被加工物Ｗは、略円盤状に形成されており、表面に格子状に配列されたストリート７１によって複数の領域に区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイス７２が形成されている。また、被加工物Ｗは、貼着テープ７３を介して環状フレーム７４に支持され、カセット８（図１参照）内に収容された状態で切削装置１に搬入および搬出される。
【００１７】
なお、被加工物としては、チップ実装用として被加工物の裏面に設けられるＤＡＦ（Die  Attach  Film）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、シリコン、ガリウム砒素、セラミック、ガラス、サファイヤ（Al2O3）系の無機材料基板、ＬＣＤドライバー等の各種電気部品やミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料が含まれる。
【００１８】
チャックテーブル３は、被加工物Ｗを吸着保持するものであり、ハウジング２内の図示しない移動機構により加工送り方向となるＸ軸方向に左右動される。このチャックテーブル３の図示右端側の移動位置は、チャックテーブル３に対して被加工物Ｗが受け渡される受け渡し位置に設定され、切削ユニット４に臨む移動位置は、被加工物Ｗが切削加工される加工位置に設定されている。図１では、チャックテーブル３を受け渡し位置で待機させた状態を示している。
【００１９】
ハウジング２には、受け渡し位置のチャックテーブル３に隣接して、カセット載置テーブル１１が設けられている。カセット載置テーブル１１は、被加工物Ｗを収納したカセット８が載置され、昇降可能に構成されている。カセット載置テーブル１１は、カセット８を載置した状態で昇降することにより、高さ方向において被加工物Ｗの引出位置および押込位置を調整している。
【００２０】
カセット載置テーブル１１の後方には、搬入搬出部１２および仮置きテーブル１３が配置されている。搬入搬出部１２は、カセット載置テーブル１１でカセット８の高さが調整された状態で、カセット８から被加工物Ｗを仮置きテーブル１３に引き出す他、仮置きテーブル１３上の被加工物Ｗをカセット８内に押し込むように構成されている。仮置きテーブル１３は、一対のガイドレールを有し、搬入搬出部１２による被加工物Ｗの引き出し及び押し込みを側方からガイドする。
【００２１】
仮置きテーブル１３の近傍には、第一の搬送アーム１４が配置されている。第一の搬送アーム１４は、仮置きテーブル１３とチャックテーブル３との間で被加工物Ｗを搬送する。また、受け渡し位置のチャックテーブル３の後方には、仮置きテーブル１３に隣接して洗浄部１５が設けられている。洗浄部１５は、スピンナー洗浄テーブル２１を有し、スピンナー洗浄テーブル２１に被加工物Ｗを保持させた状態でスピンナー洗浄する。
【００２２】
ハウジング２の図示左側方部分には、モニタ１６を載せる支持台７が設けられており、支持台７の側面２２には第二の搬送アーム１７が設けられている。第二の搬送アーム１７は、チャックテーブル３と洗浄部１５との間で被加工物Ｗを搬送する。支持台７の正面２４は、チャックテーブル３の移動経路の上方において切削ユニット４を支持している。切削ユニット４は、超音波振動しながら高速回転する切削ブレード２７によって被加工物Ｗを加工する。
【００２３】
また、切削ユニット４は、支持台７内に設けられた図示しない移動機構により割出送り方向となるＹ軸方向及び切り込み方向となるＺ軸方向に移動される。このように、切削装置１では、Ｘ軸方向に加工送りされるチャックテーブル３とＹ軸方向に割出送りされる切削ユニット４とを相対移動させて、チャックテーブル３上の被加工物Ｗを格子状に加工可能となっている。なお、切削ユニット４の詳細については後述する。
【００２４】
支持台７には、チャックテーブル３の移動経路の上方において、撮像部１８が設けられている。撮像部１８は、保持部２３の下面に突出して配設され、被加工物Ｗの上面を撮像するように構成されている。撮像部１８による撮像結果は、切削ユニット４とチャックテーブル３上の被加工物Ｗとのアライメントに利用される。モニタ１６は、支持台７上に配置され、撮像部１８によって撮像された撮像画像や加工条件等を表示する。
【００２５】
図２を参照して、切削ユニットについて詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る切削ユニットの断面図である。
【００２６】
図２に示すように、切削ユニット４は、スピンドルハウジング２５と、スピンドルハウジング２５に回転可能に支持されたスピンドルシャフト２６と、スピンドルシャフト２６の先端に密着部材２８、２９を介して取り付けられた切削ブレード２７とを有している。スピンドルハウジング２５は、略円筒状に形成され、内側にスピンドルシャフト２６を回転可能に支持している。スピンドルハウジング２５の内周面は、スピンドルシャフト２６の外周面との間に僅かな隙間を有しており、この隙間に供給された高圧エアによりエア軸受けとして機能する。
【００２７】
スピンドルシャフト２６は、例えば、ステンレス等で形成されており、スピンドルハウジング２５に支持される中央部分が大径に形成され、先端部分及び後端部分が小径に形成されている。スピンドルシャフト２６の大径部分には、径方向に突出したフランジ部３１が形成されている。スピンドルハウジング２５には、このフランジ部３１に対応して環状溝３２が形成されており、フランジ部３１と環状溝３２との間にも高圧エアが介在する僅かな隙間が形成される。この構成により、スピンドルシャフト２６は、スピンドルハウジング２５対して軸ブレが抑制された状態で支持される。
【００２８】
スピンドルシャフト２６の先端側の小径部分は、切削ブレード２７が取り付けられる取付部３３となっており、スピンドルハウジング２５の先端側から突出されている。取付部３３には、先端の端面３４から軸中心にネジ穴３５が形成されており、固定ボルト４１により環状の密着部材２８、２９を介して切削ブレード２７が取り付けられる。取付部３３の端面３４は、平坦に形成されており、密着部材２８を介して切削ブレード２７との密着性が高められている。
【００２９】
スピンドルシャフト２６の後端側の小径部分の一部は、永久磁石が取り付けられて、電動モータ４２のロータ４６を構成している。電動モータ４２は、このロータ４６と、ロータ４６を囲うようにスピンドルハウジング２５に配設されたステータ４７とを有している。電動モータ４２は、ステータ４７に対して交流電圧が印加されることで、ロータ４６が固定されたスピンドルシャフト２６を回転させる。
【００３０】
また、スピンドルシャフト２６の後端側の小径部分には、ロータ４６の後端側に超音波振動子４３が設けられている。超音波振動子４３は、電歪振動子であり、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス材料で形成される。超音波振動子４３は、所定周波数の交流電圧が印加されることで、スピンドルシャフト２６の軸方向に超音波振動（縦波、粗密波）を発生させる。この超音波振動子４３には、非接触式給電部４４から交流電圧が印加される。なお、超音波振動子４３は、スピンドルシャフトの軸方向に超音波振動を発生させる構成であればよく、例えば、磁歪振動子であってもよい。
【００３１】
非接触式給電部４４は、スピンドルシャフト２６において超音波振動子４３の後端側に設けられた受電部４８と、受電部４８を囲うようにスピンドルハウジング２５に配設された送電部４９とを有している。受電部４８及び送電部４９は、受電コイルと送電コイルとを対向配置して構成されている。送電部４９は、外部からの電力を電磁誘導方式により非接触で受電部４８に送電し、受電部４８を介して超音波振動子４３に給電する。
【００３２】
切削ブレード２７は、スピンドルシャフト２６と一体に回転可能に構成され、被加工物Ｗを研削する切削刃５１と、切削刃５１を保持する基台部５２とを有している。切削刃５１は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒をボンド材で結合して円環状に形成されている。基台部５２は、例えば、アルミニウム等で形成され、スピンドルシャフト２６に固定されるボス部５３と、ボス部５３の外周面から径方向に延在するフランジ部５４とで構成されている。
【００３３】
ボス部５３は、密着部材２８を挟んでスピンドルシャフト２６の取付部３３に対向する第一の端面５６と、密着部材２９を挟んで固定ボルト４１の頭部６１に対向する第二の端面５７とを有している。第一、第二の端面５６、５７は、それぞれ平坦に形成されており、スピンドルシャフト２６の端面３４及び固定ボルト４１の押圧面６２に平行となっている。また、ボス部５３は、軸中心に貫通孔６３が形成されており、固定ボルト４１のネジ部分を挿通可能としている。
【００３４】
密着部材２８は、ＰＥＴで形成された環状のシート材であり、ボス部５３の第一の端面５６とスピンドルシャフト２６の端面３４との間に挟み込まれることで、切削ブレード２７とスピンドルシャフト２６との密着性を向上する。密着部材２９は、密着部材２８と同様に形成され、ボス部５３の第二の端面５７と固定ボルト４１の押圧面６２との間に挟み込まれることで、切削ブレード２７と固定ボルト４１の頭部６１との密着性を向上する。
【００３５】
切削ブレード２７は、固定ボルト４１のネジ部をボス部５３及び密着部材２８、２９に挿通させて、取付部３３のネジ穴３５に所定の締付トルクで締め付けることでスピンドルシャフト２６の先端に固定される。所定の締付トルクは、超音波振動を安定して切削ブレード２７に伝達されるようにスピンドルシャフト２６と切削ブレード２７とを密着させるのに充分な大きさに設定されている。このように構成された切削ブレード２７は、振動変換部材として機能し、スピンドルシャフト２６の軸方向に伝達された超音波振動の振動方向を径方向に変換して、切削刃５１の刃先に伝達する。この場合、切削ブレード２７は、密着部材２８を介してスピンドルシャフト２６との密着性が高められるため、スピンドルシャフト２６から切削ブレード２７に超音波振動が安定して伝達される。
【００３６】
このように、切削ユニット４は、切削ブレード２７を高速回転させつつ、切削刃５１を径方向に超音波振動させることで、被加工物Ｗを加工している。すなわち、切削ユニット４は、切削刃５１を径方向に瞬間的に伸縮させ、切削刃５１の砥粒を大きな加速度で被加工物Ｗに繰り返し衝突させることで、金属や厚めのガラス等の難削材で形成された被加工物Ｗであっても効果的に切削可能となっている。
【００３７】
ここで、図３を参照して、切削ユニットにおける超音波振動の伝達について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る切削ユニットにおける超音波振動の伝達方向の説明図である。なお、図３においては、Ｗ１がスピンドルシャフトを軸方向に伝達される超音波振動の振動波形、Ｗ２が切削ブレードを径方向に伝達される超音波振動の振動波形をそれぞれ示している。
【００３８】
図３に示すように、振動波形Ｗ１は、スピンドルシャフト２６内を縦波（粗密波）で軸方向に伝達される波形を示し、最大振動振幅点Ｐ１と最小振動振幅点Ｐ２とを含む一定周期で振幅している。最大振動振幅点Ｐ１では、スピンドルシャフト２６の軸方向の変位が最大となり、最小振動振幅点Ｐ２では、スピンドルシャフト２６の軸方向の変位が最小となる。最小振動振幅点Ｐ２は、超音波振動の伝達方向を軸方向から径方向に変換する振動方向変換点となっており、この振動方向変換点に切削ブレード２７が配置される。
【００３９】
したがって、超音波振動子４３から発生された超音波振動は、スピンドルシャフト２６から切削ブレード２７に向けて軸方向に伝達され、切削ブレード２７において径方向に変換される。振動波形Ｗ２は、切削ブレード２７内を縦波（粗密波）で径方向に伝達される波形を示し、最大振動振幅点Ｐ３と最小振動振幅点Ｐ４とを含む一定周期で振幅している。最大振動振幅点Ｐ３では、切削刃５１の径方向の変位が最大となり、最小振動振幅点Ｐ４では、切削刃５１の径方向の変位が最小となる。
【００４０】
このとき、振動波形Ｗ２の最大振動振幅点Ｐ３が、切削刃５１の刃先に合うように、切削刃５１の径や超音波振動子４３の周波数が調整される。この構成により、切削刃５１を径方向に瞬間的に伸縮させることが可能となっている。なお、固定ボルト４１の頭部６１の厚みは、頭部６１の開放端側の端面６４が振動波形Ｗ１の最大振動振幅点Ｐ１となるように設定される。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、振動変換部材としての切削ブレード２７を、振動波形Ｗ１の最小振動振幅点（振動方向変換点）Ｐ２に合わせるようにしたが、この構成に限定されるものではない。切削ブレード２７は、切削刃５１に対して所望の超音波振動を得られる範囲であれば、振動波形Ｗ１の最小振動振幅点Ｐ２から位置ズレしてもよい。同様に、切削刃５１の刃先を、振動波形Ｗ２の最大振動振幅点Ｐ３に合わせるようにしたが、この構成に限定されるものではない。切削刃５１の刃先は、切削刃５１に対して所望の超音波振動を得られる範囲であれば、振動波形Ｗ２の最大振動振幅点Ｐ３から位置ズレしてもよい。
【００４２】
上記した切削ユニット４では、定期的に切削ブレード２７及び密着部材２８、２９の交換作業が行われる。このとき、スピンドルシャフト２６の端面３４や固定ボルト４１の押圧面６２に密着部材２８、２９の一部が溶着している場合があり、交換された未使用の切削ブレード２７とスピンドルシャフト２６との密着性が得られないおそれがある。そこで、本発明では、スピンドルシャフト２６と切削ブレード２７との間、及び固定ボルト４１と切削ブレード２７との間にそれぞれ研磨シート６５、６６（図４参照）を挟み込んで、スピンドルシャフト２６の端面３４及び固定ボルト４１の押圧面６２から付着物を除去するようにしている。
【００４３】
以下、図４を参照して、スピンドルシャフトの端面及び固定ボルトの押圧面の修正方法について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係るスピンドルシャフトの端面及び固定ボルトの押圧面の修正方法の説明図である。
【００４４】
図４に示すように、スピンドルシャフトの端面及び固定ボルトの押圧面の修正時には、密着部材２８、２９に代えて、研磨シート６５、６６が装着される。研磨シート６５、６６は、ポリエチレンやＰＥＴ等の樹脂で形成された環状のシート材であり、研磨面６７、６８に接着剤等により砥粒を固着して形成されている。砥粒は、グリーンカーボン、ホワイトアランダム等の＃１０００から＃２０００が用いられている。研磨シート６５は、研磨面６７をスピンドルシャフト２６の端面３４に当接させた状態で、ボス部５３の第一の端面５６とスピンドルシャフト２６の端面３４との間に挟み込まれている。また、研磨シート６６は、研磨シート６５と同様に形成され、研磨面６８を固定ボルト４１の押圧面６２に当接させた状態で、固定ボルト４１の押圧面６２とボス部５３の第二の端面５７との間に挟み込まれている。
【００４５】
また、固定ボルト４１の締付トルクは、切削加工時の締付トルクよりも小さく、例えば１５［Ｎ・ｍ］前後で、切削加工時と比較して部材間の締め付けを弱くしている。この状態で、超音波振動がスピンドルシャフト２６から切削ブレード２７に伝達されると、切削ブレード２７において超音波振動の振動方向が径方向に変換され、切削ブレード２７の振動につられて研磨シート６５、６６が径方向に振動される。
【００４６】
これは、振動変換点（最小振動振幅点）近辺においては、スピンドルシャフト２６の端面３４も径方向に振動されており、加えて、締め付けボルト４１の締め付けトルクが小さいためである。そして、研磨シート６５の研磨面６７とスピンドルシャフト２６の端面３４とが摺動されて、スピンドルシャフト２６の端面３４から付着物が除去される。また、研磨シート６６の研磨面６８と固定ボルト４１の押圧面６２とが摺動されて、固定ボルト４１の押圧面６２から付着物が除去される。このように、端面修正時の固定ボルト４１の締付トルクは、切削時の所定の締付トルクよりも小さく、切削ブレード２７及びスピンドルシャフト２６の端面３４の径方向の超音波振動により、スピンドルシャフトの端面３４及び研磨シート６５、固定ボルト４１の押圧面６２及び研磨シート６６がそれぞれ径方向に摺動可能な大きさに設定されている。
【００４７】
ボス部５３の第一、第二の端面５６、５７は、それぞれスピンドルシャフト２６の端面３４及び固定ボルト４１の押圧面６２に対して平行に形成されている。このため、スピンドルシャフト２６の端面３４及び固定ボルト４１の押圧面６２は、研磨シート６５、６６によりボス部５３の第一、第二の端面５６、５７の平面度に倣って研磨される。よって、スピンドルシャフト２６の端面３４及び固定ボルト４１の押圧面６２の平面度を適切に維持することが可能となる。
【００４８】
スピンドルシャフト２６及び固定ボルト４１が端面修正されると、研磨シート６５、６６に代えて未使用の密着部材２８、２９が装着されて端面修正作業が完了する。これにより、切削ブレード２７と端面３４が平面に修正されたスピンドルシャフト２６との密着性が改善され、スピンドルシャフト２６から切削ブレード２７に安定した超音波振動を伝達することが可能となる。また、切削ブレード２７と固定ボルト４１との密着性が改善され、固定ボルト４１の締付トルクを十分に作用させることが可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態では、スピンドルシャフト２６の端面３４と共に、固定ボルト４１の押圧面６２を端面修正する構成としたが、この構成に限定されるものではない。切削ブレード２７と共に固定ボルト４１も交換する場合には、スピンドルシャフト２６の端面３４の端面修正だけを行えばよい。
【００５０】
また、本実施の形態では、端面修正時の振動変換部材として、使用済みの切削ブレード２７を装着する構成としたが、この構成に限定されるものではない。振動変換部材は、スピンドルシャフト２６から伝達される超音波振動を径方向に伝達可能な部材であればよく、例えば、図５に示すような切削ブレード２７と同様に振動変換が可能な径方向に突出した両面の平面精度が良いダミーブレード６９を使用してもよい。ダミーブレード６９の使用時には、ダミーブレード６９のスピンドルシャフト２６及び固定ボルト４１との界面に、予め研磨シート６５、６６を貼着しておく構成としてもよい。
【００５１】
また、スピンドルシャフト２６の端面修正は、スピンドルシャフト２６を停止させた状態で、超音波振動子４３だけを駆動させて行う構成としている。このため、切削加工時と比較して締付トルクを小さくして切削装置１を稼働しても安全性に問題がない。
【００５２】
ここで、切削装置１による切削動作及び端面修正作業の流れについて簡単に説明する。切削装置１が稼働されると、搬入搬出部１２が進退移動して、カセット載置テーブル１１上のカセット８から置きテーブル１３上に被加工物Ｗを引き出す。このとき、被加工物Ｗは、仮置きテーブル１３にガイドされてＸ軸方向で位置決めされると共に、搬入搬出部１２の移動量によりＹ軸方向で第一の搬送アーム１４に対して位置合わせされる。
【００５３】
次に、第一の搬送アーム１４が仮置きテーブル１３上の被加工物Ｗをピックアップして、受け渡し位置のチャックテーブル３上に載置する。次に、チャックテーブル３が被加工物Ｗを吸引保持した状態で、切削ブレード２７に臨む加工位置に向けて移動される。このとき、チャックテーブル３が撮像部１８の下方に移動されて、撮像部１８により被加工物Ｗの一部が撮像される。
【００５４】
次に、チャックテーブル３が加工位置に移動されると、撮像部１８に撮像された撮像画像に基づいて被加工物Ｗのストリート７１と切削ブレード２７の切削刃５１とが位置合わせされる。そして、切削ユニット４が下降されることで高速回転した切削刃５１により被加工物Ｗが切り込まれる。このとき、切削刃５１は径方向に伝達される超音波振動により、加工負荷が低減されている。
【００５５】
切削ブレード２７により被加工物Ｗが切り込まれると、チャックテーブル３がＸ軸方向に加工送りされ、被加工物Ｗの１本のストリート７１が加工される。続いて、切削ユニット４がＹ軸方向に数ピッチ分だけ移動され、切削ブレード２７の切削刃５１が隣接するストリート７１が加工される。この動作が繰り返されて被加工物ＷのＸ軸方向の全てのストリート７１が加工される。次に、チャックテーブル３が図示しない移動機構により９０度回転され、被加工物ＷのＹ軸方向のストリート７１の加工が開始される。
【００５６】
加工済みの被加工物Ｗは、第二の搬送アーム１７によって洗浄部１５に搬送され、洗浄部１５においてスピンナー洗浄された後、チャックテーブル３上に戻される。次に、第一の搬送アーム１４が、チャックテーブル３上の被加工物Ｗをピックアップして仮置きテーブル１３上に載置する。そして、搬入搬出部１２が進退移動して、カセット載置テーブル１１上のカセット８内に被加工物Ｗを押し込む。切削装置１では、この動作が繰り返される。
【００５７】
このように動作する切削装置１において、スピンドルシャフト２６の端面修正作業を行う場合には、最初に、研磨シート装着ステップとして、密着部材２８、２９に代えて研磨シート６５、６６が装着される。このとき、一方の研磨シート６５の研磨面６７がスピンドルシャフト２６の端面３４に当接され、他方の研磨シート６６の研磨面６８が固定ボルト４１の押圧面６２に当接される。固定ボルト４１の締結トルクは、研磨シート６５、６６の摺動を許容可能な程度に調整されている。
【００５８】
次に、研磨ステップとして、超音波振動子４３が駆動されることで、一方の研磨シート６５の研磨面６７とスピンドルシャフト２６の端面３４との摺動によりスピンドルシャフト２６の端面３４が研磨される。同時に、他方の研磨シート６６の研磨面６８と固定ボルト４１の押圧面６２との摺動により、固定ボルト４１の押圧面６２が研磨される。研磨シート６５、６６は、それぞれボス部５３の第一、第二の端面５６、５７を基準面として端面修正するため、スピンドルシャフト２６の端面３４と固定ボルト４１の押圧面６２との平面度を維持することが可能となっている。そして、端面修正後に、研磨シート６５、６６の代わりに未使用の密着部材２８、２９が装着されて、端面修正作業が完了する。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に係るスピンドルシャフト端面修正方法によれば、スピンドルシャフト２６と切削ブレード２７との間に研磨シート６５を装着し、研磨シート６５の研磨面６７とスピンドルシャフト２６の端面３４と当接させた状態で、超音波振動により切削ブレード２７を径方向に振動させている。これにより、スピンドルシャフト２６の端面３４に密着部材２８の一部が溶着された場合に、研磨シート６５の研磨面６７によりスピンドルシャフトの端面の付着物が除去される。その結果、スピンドルシャフト２６の平面度を維持することができ、切削加工の再開時にスピンドルシャフト２６と切削ブレード２７との密着性を向上させて、スピンドルシャフト２６から切削ブレード２７に安定した超音波振動を伝達することが可能となる。
【００６０】
なお、上記した実施の形態においては、スピンドルシャフトの端面に密着部材の一部が溶着し、この付着物を除去する構成としたが、この構成に限定されるものではない。スピンドルシャフトの端面及び固定ボルトの押圧面に付着物が付着するのを予め抑制する構成としてもよい。この場合、切削ブレードのボス部の第一の端面とスピンドルシャフトの端面との間に、密着部材の代わりに、密着部材の機能を持たせた研磨シートを常に挟み込みながら切削加工を行うようにする。これにより、研磨シートの研磨面がスピンドルシャフトの端面に向けられることで、スピンドルシャフトの端面に付着物が発生することがない。この場合、研削力を持たせないようにするために、＃１００００近傍の砥粒の研磨シートを用いるようにする。
【００６１】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上説明したように、本発明は、スピンドルシャフトから切削ブレードに安定した超音波振動を伝達することができるという効果を有し、特に、超音波振動する切削ブレードによって金属や厚めのガラス等の難削材の切削に好適な切削装置のスピンドルシャフト端面修正方法に有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１  切削装置
２  ハウジング
３  チャックテーブル
４  切削ユニット（超音波スピンドル）
２５  スピンドルハウジング
２６  スピンドルシャフト
２７  切削ブレード（振動変換部材）
２８、２９  密着部材
３４  端面（スピンドルシャフトの端面）
４１  固定ボルト（固定部材）
４２  電動モータ
４３  超音波振動子
４４  非接触式給電部
５１  切削刃
５２  基台部
５３  ボス部
５４  フランジ部
５６  第一の端面
５７  第二の端面
６１  頭部
６２  押圧面
６５、６６  研磨シート
６７、６８  研磨面
６９  ダミーブレード（振動変換部材）
Ｗ  被加工物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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