(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段と、前記研削手段に使用される研削ホイールと、を備えた研削装置であって、
前記研削手段は、スピンドルハウジングと、前記スピンドルハウジング中に回転可能に収容された回転スピンドルと、前記回転スピンドルの先端に固定されたホイールマウントと、前記回転スピンドルを回転駆動する駆動源とを含み、
前記研削ホイールは、導電性を有し、前記ホイールマウントとネジによって締結されるホイールベースと、前記ホイールベースの自由端部に環状に配設された複数の研削砥石と、前記ホイールベースに配設された環状超音波振動子と、前記環状超音波振動子に積層されて配設された環状電極と、前記ホイールベースの中央で且つ前記ホイールマウント側に開口した収容部と、前記収容部に収容された可動電極部とを含み、
前記可動電極部は、磁力により引きつけられる材質で形成された可動電極と、前記可動電極を保持し前記開口に挿通する被収容部と、前記可動電極が前記開口から突設するように前記被収容部を規制する規制部と、前記可動電極部から前記環状電極に連結する導電性のフレキシブル導線とを含み、前記可動電極部は前記ホイールベースの前記収容部に進退可能に収容されており、
前記ホイールマウントは、中央の自由端面近傍に配設され前記研削ホイールをネジにより締結した状態において前記可動電極に向き合う位置に配設され磁力を持つ固定電極を有し、
前記固定電極は、導電性を有し、外部の電力供給源に連通し、前記可動電極部と当接する接触面を有する固定電極保持部と、前記固定電極の前記接触面と平行にＳ極とＮ極を並列させて前記固定電極保持部の内側に配設された磁石とを含むことを特徴とする研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削装置に関し、例えば、超音波振動を伴って被加工物の研削を行う研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、パソコンなどの各種機器の製造工程においては、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）などの集積回路（ＩＣ：Integrated  Circuit）が設けられた略円盤形状のウェーハが用いられている。このウェーハにおいては、表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域に区画され、この区画された複数の領域にそれぞれ集積回路が形成される。そして、ウェーハを分割予定ラインに沿って切断することにより、各種機器に用いられる個々のデバイスを製造する。このウェーハは、個々のデバイスに分割される前に、研削砥石を有する研削ホイールを備えた研削装置によって、裏面が研削されて所望の厚さに調整される。
【０００３】
ところで、研削装置によってウェーハの裏面を研削すると、研削に伴って生じる研削屑によって研削砥石に目詰まりが生じる場合がある。特に、サファイア、シリコンナイトライド、リチウムタンタレート、アルチックなどの脆性硬質材料を研削する場合、研削砥石の目詰まりが生じやすく、研削に長時間を要し生産性が低下する場合がある。このような問題点に着目し、本出願人は、研削ホイールに環状の超音波振動子を配設し、研削時に研削ホイールを超音波振動させることにより、研削屑による研削砥石の目詰まりを抑制できる研削装置を開発し、既に特許出願している（特許文献１参照）。
【０００４】
かかる研削装置においては、研削ホイールを支持するホイールマウントに連結された回転スピンドルの端部に超音波振動子に電力を供給する電力供給手段が接続される。回転スピンドルは、軸心の長手方向に空洞部が形成されており、この空洞部を介して電力供給手段に接続された導電線が配設される。この導電線はホイールマウントに設けられた凹型コネクタに接続される。特許文献１に記載の研削装置においては、研削ホイールをホイールマウントに装着する際に、ホイールマウントに設けられた凹型コネクタに超音波振動子に接続された凸型コネクタを接続することにより、超音波振動子に高周波電力が供給されて研削ホイールが超音波振動する。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された研削装置においては、研削ホイールをホイールマウントに対して着脱する際に、凹型コネクタ及び凸型コネクタを着脱しなければならず、研削ホイールの着脱に手間を要する場合がある。このような問題点に着目し、本出願人は、凹型コネクタ及び凸型コネクタを介さずに研削ホイールの超音波振動子と電力供給手段とを電気的に接続することにより、ホイールマウントに対する研削ホイールの着脱を容易に行うことができる研削装置を開発し、既に特許出願している（特許文献２参照）。
【０００６】
かかる研削装置においては、研削ホイールに設けられた環状の超音波振動子の周囲に２つの環状電極を配設し、環状電極と超音波振動子とを電気的に接続すると共に、電力供給手段に電気的に接続された一対の押圧電極をホイールマウントに配設する。特許文献２に記載の研削装置においては、ホイールマウントに研削ホイールを装着した際に、一対の押圧電極が２つの環状電極に向けて突出して一対の押圧電極と２つの環状電極とが接触する。この構成により、凹型コネクタ及び凸型コネクタを介さずに超音波振動子と電力供給手段とを電気的に接続できるので、ホイールマウントに対する研削ホイールの着脱が容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２３６９３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９４６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の研削装置においては、一対の押圧電極が２つの環状電極に向けて突出することによって一対の押圧電極と環状電極とを電気的に接続するので、一対の押圧電極及び２つの環状電極の配設位置の誤差により、一対の押圧電極と環状電極との間の接触不良が生じるおそれがある。また、一対の押圧電極と２つの環状電極との接点で電気的に接続するため、研削砥石の摩耗や研削ホイールの回転数の変化により、超音波振動に伴う加工時に振動が相殺される領域であるノード領域が変化すると、電極間の接点不良が生じることがある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、超音波振動を伴って研削を行う研削ホイールをホイールマウントに装着して使用する場合において、高精度な電極位置精度を不要とすると共に、超音波振動加工時のノード領域変化によっても電極接触不良を発生させず、かつ、研削ホイールを容易に着脱できる研削装置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】
【００１０】
本発明の研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段と、前記研削手段に使用される研削ホイールと、を備えた研削装置であって、前記研削手段は、スピンドルハウジングと、前記スピンドルハウジング中に回転可能に収容された回転スピンドルと、前記回転スピンドルの先端に固定されたホイールマウントと、前記回転スピンドルを回転駆動する駆動源とを含み、前記研削ホイールは、導電性を有し、前記ホイールマウントとネジによって締結されるホイールベースと、前記ホイールベースの自由端部に環状に配設された複数の研削砥石と、前記ホイールベースに配設された環状超音波振動子と、前記環状超音波振動子に積層されて配設された環状電極と、前記ホイールベースの中央で且つ前記ホイールマウント側に開口した収容部と、前記収容部に収容された可動電極部とを含み、前記可動電極部は、磁力により引きつけられる材質で形成された可動電極と、前記可動電極を保持し前記開口に挿通する被収容部と、前記可動電極が前記開口から突設するように前記被収容部を規制する規制部と、前記可動電極部から前記環状電極に連結する導電性のフレキシブル導線とを含み、前記可動電極部は前記ホイールベースの前記収容部に進退可能に収容されており、前記ホイールマウントは、前記研削ホイールをネジにより締結した状態において前記可動電極に向き合う位置に配設され磁力を持つ固定電極を有し、前記固定電極は、導電性を有し、外部の電力供給源に連通し、前記可動電極部と当接する接触面を有する固定電極保持部と、前記固定電極の前記接触面と平行にＳ極とＮ極を並列させて前記固定電極保持部の内側に配設された磁石とを含むことを特徴とする。
【００１１】
この研削装置によれば、ホイールマウントに磁力を持つ固定電極を配設すると共に、ホイールベースの収容部内に磁力により引き付けられる材質で形成された可動電極を含む可動電極部を配設し、可動電極部はホイールベースの該収容部に進退可能に収容したことから、研削ホイールをホイールマウントに締結して装着した際に、可動電極部が固定電極の磁力によって引き寄せられて固定電極に接触する。これにより、コネクタなどを介さずに研削ホイールをホイールマウントに装着するだけで固定電極と可動電極が磁力により自動で接続されるので、研削ホイールの接続が容易となる。また、可動電極部が研削ホイールのホイールベースから非接触の状態となるので、ホイールベースの振動が可動電極部に伝わることがなく、振動による電極の接触不良が回避できる。さらに、固定電極の磁力により可動電極と固定電極とが接触するので、高精度な電極位置精度を要さずに固定電極と可動電極とを電気的に接続することが可能となると共に、超音波振動を伴う加工時に振動が相殺される領域であるノード領域が変化した場合においても、固定電極と可動電極との間の電極間の接点不良を抑制することが可能となる。また、磁力を持つ固定電極を被研削物から離れたホイールマウントに配設するので、被加工物に対する磁力の影響を低減することができる。さらに、研削ホイールに磁石を用いずホイールマウントに磁力を持つ固定電極を配置するので、消耗品である研削ホイールを安価に構成することができる。また、固定電極及び可動電極部をホイールマウントの中央部に配設したことから、研削ホイールの回転に伴う遠心力の影響を受けずに安定して接続状態を維持することできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超音波振動を伴って研削を行う研削ホイールをホイールマウントに装着して使用する場合において、高精度な電極位置精度を不要とすると共に、超音波振動加工時のノード領域変化によっても電極接触不良を発生させず、かつ、研削ホイールを容易に着脱できる研削装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施の形態に係る研削装置の外観斜視図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る研削装置の一部の構成を略示的に示す断面図である。
【図３】図３は、本実施の形態に係る研削装置のホイールマウント周辺の斜視図である。
【図４】図４は、本実施の形態に係る研削装置の研削ホイールの斜視図である。
【図５】図５は、本実施の形態に係る研削装置のホイールマウント及び研削ホイールの断面模式図である。
【図６】図６は、本実施の形態に係る研削装置の磁石の斜視図である。
【図７】図７は、本実施の形態に係る研削装置のホイールマウント及び研削ホイールの断面模式図である。
【図８】図８は、本実施の形態に係る研削装置の動作説明図である。
【図９】図９は、他の磁石を備えるホイールマウント及び研削ホイールの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一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は、本実施の形態に係る研削装置１の一例を示す外観斜視図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図１に示す左下方側を研削装置１の前方側と呼び、同図に示す右上方側を研削装置１の後方側と呼ぶものとする。また、以下においては、説明の便宜上、図１に示す上下方向を研削装置１の上下方向と呼ぶものとする。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態に係る研削装置１は、装置のハウジングを構成する基台１００を有している。基台１００は、研削装置１の前後方向に延在する主部１０１と、この主部１０１の後端部で上方側に延出して設けられた壁部１０２とを有している。主部１０１の上面の前方側には、研削装置１に対する指示を受け付ける操作パネル１０３が設けられている。操作パネル１０３の後方側には、ワークＷ（被加工物）を保持したチャックテーブル１０４を前後に移動可能に支持するテーブル支持台１０５が設けられている。一方、壁部１０２の前面には、上下方向に延びる一対のガイドレール１０６が設けられている。これらのガイドレール１０６に研削ユニット２１（研削手段）が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１６】
研削ユニット２１は、研削送り機構１１によって駆動されて昇降可能となっている。研削送り機構１１は、ガイドレール１０６に平行に配設され鉛直方向に延びるボールネジ１１１と、ボールネジ１１１の一端に連結されボールネジ１１１を正逆両方向に回転させるモータ１１２と、ボールネジ１１１に螺合する内部のナット（不図示）を有すると共に、脚部がガイドレール１０６に摺接した移動基台１１３と、移動基台１１３に連結され研削ユニット２１を支持する支持部１１４とから構成される。研削送り機構１１は、モータ１１２によって駆動されたボールネジ１１１が回動することによって、移動基台１１３がガイドレール１０６にガイドされて昇降することにより研削ユニット２１を昇降させる。
【００１７】
研削ユニット２１は、移動基台１１３に装着されたスピンドルユニット２２を備える。スピンドルユニット２２は、支持部１１４によって支持される。スピンドルユニット２２は、支持部１１４に支持されたスピンドルハウジング２２１と、このスピンドルハウジング２２１中に回転自在に配設された回転スピンドル２２２（図１において不図示、図２参照）とを有している。回転スピンドル２２２の下端部は、スピンドルハウジング２２１の下端部を越えて下方側に突出しており、その下端部の先端には円板形状のホイールマウント３１が連結される。ホイールマウント３１には、研削ユニット２１による研削に使用される研削ホイール４１が固定される。なお、ホイールマウント３１は、上面（表面）が水平面に形成されたチャックテーブル１０４に対面可能に配設されている。
【００１８】
図２は、本実施の形態に係る研削装置１の一部の構成を略示的に示す断面図である。図２に示すように、回転スピンドル２２２は、スピンドルハウジング２２１によって非接触状態で回転可能に支持されていることで、スピンドルハウジング２２１中に収容されている。
【００１９】
研削ユニット２１は、回転スピンドル２２２を回転駆動する駆動源としての電動モータ２３を備える。電動モータ２３は、回転スピンドル２２２の中間部に連結されたロータ２３１と、ロータ２３１の外周側に配設されたステータコイル２３２とを備える。電動モータ２３は、電力供給手段５１から電力の供給を受けて動作する。
【００２０】
電力供給手段５１は、交流電源５１１と、給電手段２４２の給電コイル２４２ｂとの間に介在する電圧調整手段５１２と、給電コイル２４２ｂに供給する交流電力の周波数を調整する周波数調整手段５１３と、電圧調整手段５１２及び周波数調整手段５１３を制御する制御手段５１４と、超音波振動の振幅等の入力に用いる入力手段５１５と含んで構成されている。
【００２１】
交流電源５１１は、制御回路５１６及び配線５１７を介して電動モータ２３のステータコイル２３２に接続される。このステータコイル２３２に交流電力を供給することによりロータ２３１及び回転スピンドル２２２を回転させることができる。
【００２２】
回転スピンドル２２２の一端部（下端部）には、小径先端部２２３が設けられている。この小径先端部２２３の下端部にホイールマウント３１が固定される。回転スピンドル２２２の他端部（上端部）には、ロータリートランス２４が設けられる。ロータリートランス２４は、回転スピンドル２２２の上端に連結された受電手段２４１と、受電手段２４１の外周側に位置する給電手段２４２とから構成される。
【００２３】
受電手段２４１は、回転スピンドル２２２に連結されたロータコア２４１ａと、ロータコア２４１ａに巻回された受電コイル２４１ｂとから構成されている。給電手段２４２は、受電手段２４１を構成するロータコア２４１ａの外周側に配設されたステータコア２４２ａと、ステータコア２４２ａに配設された給電コイル２４２ｂとから構成される。なお、給電コイル２４２ｂには、配線５１８を介して交流電力が供給される。
【００２４】
受電手段２４１の受電コイル２４１ｂには、導電線２５ａ，２５ｂが接続されている。導電線２５ａは、回転スピンドル２２２の軸方向に形成された貫通孔２２２ａを通り、後述するホイールマウント３１の固定電極部６２（図２において不図示、図３参照）に接続されている。
【００２５】
ここで、回転スピンドル２２２の下端部（先端）に固定されるホイールマウント３１、並びに、このホイールマウント３１に装着される研削ホイール４１の構成について説明する。図３は、本実施の形態に係る研削装置１のホイールマウント３１周辺の斜視図である。なお、図３においては、研削ホイール４１を外したホイールマウント３１を下方側から示している。図４は、本実施の形態に係る研削装置１の研削ホイール４１の斜視図である。なお、図４においては、研削ホイール４１を上方側から示している。
【００２６】
図３に示すように、ホイールマウント３１は、導電性を有する金属材料で構成され、概して円板形状を有している。ホイールマウント３１は、それ自体に導電線２５ｂが接続されている。ホイールマウント３１の下面中央には、回転スピンドル２２２の貫通孔２２２ａに連通する円孔３１ａが設けられている。この円孔３１ａには、詳細について後述するように、中央部に孔６１ａが設けられた絶縁部材６１が取り付けられる。この絶縁部材６１の内部には、孔６１ａから一部が露出した状態で固定電極６２が保持される。また、ホイールマウント３１の外周縁部には、ホイールマウント３１を上下方向に貫通する複数（本実施の形態では６個）のネジ穴３１ｂが設けられている。
【００２７】
図４に示すように、研削ホイール４１は、導電性を有する金属材料で構成され、概して円板形状を有している。研削ホイール４１は、円環形状を有し、ホイールマウント３１に固定される装着リング４１１と、装着リング４１１に環状連結部４１２を介して一体的に形成されたホイールベース４１３と、ホイールベース４１３の自由端部に環状に配設された複数の研削砥石４１４とを備える。
【００２８】
装着リング４１１の外周縁部には、研削ホイール４１の上下方向に貫通する複数（本実施の形態では６個）のネジ穴４１１ａが設けられている。このネジ穴４１１ａは、ホイールマウント３１に設けられたネジ穴３１ｂに対応する位置に配置される。このホイールマウント３１のネジ穴３１ｂと装着リング４１１のネジ穴４１１ａとをネジ３１ｃ（図２参照）によって締結することにより、ホイールマウント３１に研削ホイール４１が装着される。
【００２９】
ホイールベース４１３の中央部には、ホイールマウント３１側（上方側）に開口して円形状の収容部４１３ａが設けられている。より具体的には、収容部４１３ａは、ホイールベース４１３を上下方向に貫通する貫通孔で構成される。ホイールベース４１３上の収容部４１３ａの周囲には、収容部４１３ａを構成する円形状の開口部と同心円状に環状超音波振動子４１５が配設される。
【００３０】
なお、環状超音波振動子４１５としては、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｉ、Ｔｉ）Ｏ３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸カリウムナトリウム（Ｋ，Ｎ）（ＫＮｂＯ３）などを用いることができる。
【００３１】
環状超音波振動子４１５の上方には、環状超音波振動子４１５と略同一形状を有する環状電極４１６が積層して配設される。例えば、環状電極４１６は、環状超音波振動子４１５に接着剤等により固着される。環状電極４１６は、フレキシブル導線４１７を介して後述する可動電極部７１（より具体的には、可動電極部７１を構成する規制部７１２）と電気的に接続される。
【００３２】
装着リング４１１とホイールベース４１３とは、環状連結部４１２により連結される。環状連結部４１２には、ホイールベース４１３の周方向に沿って複数のスリット４１２ａが設けられている。これらのスリット４１２ａは、環状連結部４１２を上下方向に貫通して設けられており（図５参照）、ホイールマウント３１に対する環状超音波振動子４１５による超音波振動の伝達を抑制する役割を果たす。
【００３３】
ホイールベース４１３の収容部４１３ａ内には、可動電極部７１が上下方向に進退可能に収容される。可動電極部７１は、収容部４１３ａの開口に挿通される略円柱形状の被収容部７１１と、被収容部７１１の上面に設けられた円板形状の規制部７１２と、規制部７１２を貫通して配置され、被収容部７１１に保持される可動電極７１３と、被収容部７１１の下面に設けられた円板形状の係合部７１４（図４に不図示、図５参照）とを含んで構成される。
【００３４】
図５及び図７は、本実施の形態に係る研削装置１のホイールマウント３１及び研削ホイール４１の断面模式図である。図６は、本実施の形態に係る研削装置の磁石の斜視図である。なお、図５においては、ホイールマウント３１に研削ホイール４１を対向配置した装着前の状態（ホイールマウント３１から研削ホイール４１が離反した状態）を示し、図７においては、ホイールマウント３１に研削ホイール４１を装着した状態を示している。
【００３５】
図５に示すように、ホイールベース４１３の上方には、環状連結部４１２を介して装着リング４１１が連結されている。このため、ホイールベース４１３の上面４１３ｂと、ホイールマウント３１の下面３１ｄとの間には、研削ホイール４１がホイールマウント３１に装着されると、所定の空間が形成される（図７参照）。上述した可動電極部７１は、この空間内において、ホイールベース４１３に設けられた収容部４１３ａに進退可能に収容される。
【００３６】
可動電極部７１を構成する規制部７１２は、ホイールベース４１３の開口（収容部４１３ａの開口）より径方向の幅寸法が僅かに大きく形成されている。すなわち、ホイールベース４１３の開口より大径に設けられており、当該開口を覆うように配置される。規制部７１２は、規制部７１２下面の外周縁部とホイールベース４１３の収容部４１３ａの開口縁部とが当接した状態で、可動電極部７１（より具体的には、被収容部７１１）を懸架し、可動電極部７１の収容部４１３ａ内への落下を規制する。規制部７１２が収容部４１３ａ内への被収容部７１１の落下を規制することにより、可動電極７１３がホイールベース４１３の開口（収容部４１３ａの開口）から突設した状態に維持される。
【００３７】
また、規制部７１２は、導電性を有する金属材料で構成される。この規制部７１２と、環状超音波振動子４１５に積層された環状電極４１６との間でフレキシブル導線４１７が連結されている。すなわち、ホイールマウント３１から研削ホイール４１が離反した状態においては、環状超音波振動子４１５とホイールベース４１３とがフレキシブル導線４１７及び規制部７１２を介して電気的に接続される。一方で、環状超音波振動子４１５の裏面側は、導電性を有するホイールベース４１３と接触しているので、超音波振動子４１５の上面側と下面側とが短絡される。
【００３８】
保管時等のように、研削ホイール４１がホイールマウント３１に装着されていない状態においては、周囲の雰囲気に応じて研削ホイール４１の伸縮等が発生し得る。このような研削ホイール４１の伸縮は、例えば、真夏の外気から空調設備により温度管理された室内へ移動させる際の温度変化等の要因により発生することが考えられる。研削ホイール４１の伸縮等に代表される外部からの応力は、環状超音波振動子４１５における圧電作用の発生原因となる。外部からの応力が作用する状況下においては、環状超音波振動子４１５の圧電作用により環状超音波振動子４１５の表面が帯電する事態が発生し得る。このような事態が発生した場合、ホイールマウント３１に対する装着作業時等において、研削ホイール４１を安全に取り扱うことが困難となる。このような事態に対応すべく、本実施の形態に係る研削ホイール４１においては、導電性を有する金属材料で構成した規制部７１２を環状超音波振動子４１５と電気的に接続すると共に、ホイールマウント３１から研削ホイール４１が離反した状態で規制部７１２をホイールベース４１に接触させることにより、環状超音波振動子４１５の上面側と下面側とを短絡させている。これにより、圧電作用により環状超音波振動子４１５に帯電した電荷を放電することができ（すなわち、環状超音波振動子４１５による圧電作用による帯電を防止でき）、研削後に取り外した研削ホイール４１を安全に取り扱うことが可能となる。
【００３９】
可動電極７１３は、磁力により引き付けられる材料、例えば、鉄や鉄とニッケルの合金などにより構成される。可動電極７１３は、規制部７１２の略中央部に配置され、少なくとも一部が規制部７１２の上面から上方に突出するように設けられる。なお、可動電極７１３の上端部には、平面部が設けられている。この平面部は、後述する固定電極６２を構成する磁石６２２の吸着面を構成する。
【００４０】
係合部７１４は、被収容部７１１の下面に設けられており、収容部４１３ａ内に配置される。係合部７１４は、規制部７１２と同様に、ホイールベース４１３の開口（収容部４１３ａの開口）より径方向の幅寸法が僅かに大きく設けられており、被収容部７１１が収容部４１３ａから上方側又は下方側に離脱するのを防止する役割を果たす。ここで、可動電極部７１は、可動電極７１３の透磁率が高くなるように構成されている。本実施の形態では、鉄により構成されている可動電極７１３に対して、収容部７１１、規制部７１２、係合部７１４がアルミニウムなどで構成されている。
【００４１】
一方、ホイールマウント３１の中央に設けられた円孔３１ａには、絶縁部材６１が取り付けられる。絶縁部材６１は、円孔３１ａ内に挿入される挿入部６１１と、この挿入部６１１の下端に設けられた円板形状を有する平面部６１２とから構成される。平面部６１２の下面は、絶縁部材６１がホイールマウント３１に完全に取り付けられた状態において、ホイールマウント３１の下面３１ｄと同一平面上に配置される。平面部６１２の中央には、孔６１ａが設けられている。
【００４２】
挿入部６１１の内部には、固定電極６２が収納される。固定電極６２は、平面部６１２の孔６１ａから一部が露出するように挿入部６１１内に収納される。固定電極６２は、固定電極保持部６２１と、固定電極保持部６２１により被覆される磁石６２１とを含んで構成されている。磁石６２２を内部に備えることにより、固定電極６２は、磁力を持つ固定電極として機能する。磁石６２２の下面を被覆する導電部材６２１の一部は、他面（例えば、磁石６２１の上面や側面）を被覆する部分よりも薄く設けられている。磁石６２２の下面に対応する導電部材６２１の一部を薄く設けることにより、ホイールベース４１３に配置される可動電極部７１（より具体的には可動電極７１３）に対して磁石６２２の磁力が適切に作用するように構成している。
【００４３】
固定電極保持部６２１は、導電性を有する金属材料により構成され、可動電極部７１と当接する接触面６２１ａ（固定電極６２の下面）を有する。固定電極保持部６２１は、絶縁部材６１によって絶縁されており、絶縁部材６１を介して導電線２５ａが接続されている。これにより、固定電極６２は、ロータリートランス２４を介して電力供給手段５１と接続されている。
【００４４】
磁石６２２は、固定電極保持部６２１の内側に配設されている。磁石６２２は、本実施の形態では、図６に示すように、円柱形状であり、１対のＳ極とＮ極が中心軸を含む平面によって区画されて形成されている。ここで、磁石６２２は、中心軸が上下方向と平行となるように、固定電極保持部６２１に収容されている。従って、磁石６２２のＳ極とＮ極は、固定電極６２の接触面６２１ａと平行に並列に配列されることとなる。
【００４５】
ホイールベース４１３の中央に開口した収容部４１３ａに収容される可動電極部７１と、ホイールマウント３１の自由端面の中央近傍の円孔３１ａに取り付けられた絶縁部材６１内に保持される固定電極６２とは、研削ホイール４１がネジ３１ｃによりホイールマウント３１に締結される状態において、互いに向き合う位置に配設される。図５に示すように、研削ホイール４１がネジ３１ｃによりホイールマウント３１に締結される前の状態においては、固定電極６２の磁力が作用せず、可動電極部７１は、被収容部７１１が収容部４１３ａ内に収容された状態で維持される。
【００４６】
一方、研削ホイール４１がネジ３１ｃによりホイールマウント３１に締結されると、図７に示すように、固定電極６２の磁力によって可動電極７１３が引き付けられ、可動電極部７１がホイールマウント３１側（上方側）に移動する。この結果、可動電極７１３が固定電極６２の接触面６２１ａと接触すると共に、規制部７１２がホイールベース４１３の収容部４１３ａの開口縁部から離間して、可動電極部７１がホイールベース４１３と非接触状態になる。
【００４７】
また、規制部７１２は、フレキシブル導線４１７を介して環状超音波振動子４１５（環状電極４１６）に電気的に接続された状態を維持している。このため、固定電極６２と可動電極７１３とが電気的に接続されると共に、フレキシブル導線４１７を介して可動電極７１３に電気的に接続された環状超音波振動子４１５が固定電極６２と電気的に接続される。この結果、電力供給手段５１から固定電極６２を介して環状超音波振動子４１５に電源が供給され、超音波振動を伴った研削ホイール４１による研削加工が可能となる。
【００４８】
なお、固定電極６２と可動電極７１３とが接続した状態においては、環状超音波振動子４１５の裏面側に生じた電荷は、導電部材で構成されたホイールベース４１３、ホイールベース４１３と締結されたホイールマウント３１及びホイールマウント３１に接続された導電線２５ｂを介して出力される。そして、研削装置１のグランド端子を介して接地される。
【００４９】
このように、本実施の形態に係る研削装置１においては、ホイールマウント３１に磁力を持つ固定電極６２を配設すると共に、研削ホイール４１のホイールベース４１３の収容部４１３ａ内に磁力により引き付けられる材質で形成された可動電極７１３を含む可動電極部７１を配設し、この可動電極部７１をホイールベース４１３の収容部４１３ａ内で進退可能に収容したことから、研削ホイール４１をホイールマウント３１に装着した際に、可動電極部７１が固定電極３０２の磁力によって引き寄せられて自動的に固定電極６２に接触する。これにより、コネクタなどを介さずに超音波振動子４１５と電力供給手段５１とを電気的に接続できるので、研削ホイール４１を容易に着脱することが可能となる。
【００５０】
特に、固定電極６２の磁力によって可動電極７１３と固定電極６２とが接触するので、高精度な電極位置精度を要さずに固定電極６２と可動電極７１３とを電気的に接続できると共に、超音波振動を伴う加工時に振動が相殺される領域であるノード領域が変化した場合においても、固定電極６２と可動電極７１３との間の電極間の接点不良を抑制できる。
【００５１】
また、磁力を持つ固定電極６２をワークＷ（被加工物）から離れたホイールマウント３１に配設するので、ワークＷに対する磁力の影響を低減することができる。さらに、研削ホイール４１に磁石を用いず、ホイールマウント３１に磁力を持つ固定電極６２を配設するので、消耗品である研削ホイール４１を安価に構成することができる。さらに、可動電極部７１をホイールマウント３１の中央部に配設したことから、研削ホイール４１の回転に伴う遠心力の影響を受けずに安定して接続状態を維持することができる。
【００５２】
また、磁石６２２を固定電極６２の接触面６２１ａと平行にＳ極とＮ極を並列させたことで、磁石６２２により発生する磁力線が固定電極６２と接触した可動電極部７１よりも、下方の領域まで形成されることを抑制することができる。図８は、本実施の形態に係る研削装置の動作説明図である。図９は、他の磁石を備えるホイールマウント及び研削ホイールの断面模式図である。図８に示すように、本実施の形態では、磁石６２２を固定電極６２の接触面６２１ａと平行にＳ極とＮ極を並列させているので、固定電極６２の接触面６２１ａに平行な向き、すなわち接触面６２１ａに沿った磁力線（磁力）を磁石６２２が発生する。磁石６２２よりも上方の磁力線Ｍ１は、大部分が貫通孔２２２ａに形成される。ここで、磁石６２２の下方には、透磁率が他の部材よりも高い可動電極７１３が固定電極６２と接触しているため、磁石６２２が発生する磁力線Ｍ２が可動電極７２に沿って形成され、可動電極７１３の外部の磁力線が抜けることが抑制される。つまり、磁石６２２より下方の磁力線Ｍ２は、可動電極部７１の内部に形成される。一方、図９に示すように、磁石６２３を上下方向に積層してＳ極とＮ極を配列させた場合は、透磁率が他の部材よりも高い可動電極７１３が固定電極６２と接触しているため、磁石６２２と可動電極７１３が１つの磁石として機能することとなり、可動電極７１３の下方の領域にＮ極が形成される。従って、磁石６２２および可動電極７１３が発生する磁力線Ｍ３、Ｍ４は、上下方向に長く形成されることとなり、可動電極部７１よりも下方の領域まで形成されてしまうことになる。以上のことから、本実施の形態では、可動電極部７１よりも、下方の領域に磁力線が形成されることを抑制できるので、研削装置１による研削時に雰囲気中に混入する磁性体（異物）が可動電極部７１に付着することを抑制することができる。これにより、可動電極部７１の動作不良などを抑制することができ、可動部の動作不良に起因する耐久性の低下を抑制することができる。
【００５３】
次に、図１に示した研削装置１を用いて被加工物（ワーク）Ｗを研削する場合の研削装置１の動作について説明する。ワークＷは、被保持面にテープＴが貼着されてチャックテーブル１０４に保持される。そして、チャックテーブル１０４が後方側に移動することにより、ワークＷが研削ユニット２１の下方側の領域に位置づけられる。
【００５４】
次に、チャックテーブル２を例えば３００ＲＰＭほどの回転速度で回転させると共に、回転スピンドル２２２を回転させることにより、研削ホイール４１を例えば６０００ＲＰＭ程度の回転速度で回転させながら、研削送り機構１１が研削ユニット２１を降下させることにより、回転する研削砥石４１４をワークＷに接触させて研削を行うことが可能となる。そして、ワークＷが所望の厚さとなった時点で研削ユニット２１を上昇させて研削を終了する。
【００５５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００５６】
また、上記実施の形態においては、円柱形状の磁石を用いたが、固定電極６２の接触面６２１ａと平行にＳ極とＮ極が並列となっていれば、例えば円筒形状、多角柱、球であっても良い。また、Ｓ極とＮ極とが複数対並列に配列されていても良い。例えば、複数の磁石を集合することで磁石６２２として構成しても良い。
【００５７】
また、上記実施の形態においては、可動電極部７１にて、被収容部７１１の上面に設けられた規制部７１２により可動電極７１３がホイールベース４１の開口から突設するように被収容部７１１の移動を規制する場合について説明しているが、被収容部７１１の移動を規制する規制部７１２の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、被収容部７１１の下面に設けられた係合部７１４に規制部７１２としての機能を兼ねさせることも可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  研削装置
１１  研削送り機構
１００  基台
１０１  主部
１０２  壁部
１０３  操作パネル
１０４  チャックテーブル
１０５  テーブル支持台
１０６  ガイドレール
１１１  ボールネジ
１１２  モータ
１１３  移動基台
１１４  支持部
２１  研削ユニット（研削手段）
２２  スピンドルユニット
２２１  スピンドルハウジング
２２２  回転スピンドル
２２２ａ  貫通孔
２２３  小径先端部
２３  電動モータ
２３１  ロータ
２３２  ステータコイル
２４  ロータリートランス
２４１  受電手段
２４２  給電手段
２４１ａ  ロータコア
２４１ｂ  受電コイル
２４２ａ  ステータコア
２４２ｂ  給電コイル
２５  導電線
３１  ホイールマウント
３１ａ  円孔
３１ｂ  ネジ穴
３１ｃ  ネジ
４１  研削ホイール
４１１  装着リング
４１１ａ  ネジ穴
４１２  環状連結部
４１２ａ  スリット
４１３  ホイールベース
４１３ａ  収容部
４１４  研削砥石
４１５  環状超音波振動子
４１６  環状電極
４１７  フレキシブル導線
５１  電力供給手段
５１１  交流電源
５１２  電圧調整手段
５１３  周波数調整手段
５１４  制御手段
５１５  入力手段
５１６  制御回路
５１７  配線
５１８  配線
６１  絶縁部材
６１ａ  孔
６１１  挿入部
６１２  平面部
６２  固定電極
６２１  固定電極保持部
６２２  磁石
７１  可動電極部
７１１  被収容部
７１２  規制部
７１３  可動電極
７１４  係合部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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