(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工物の面精度を格段に高くする高剛性の平面加工装置を提供する。【解決手段】加工板が先端に設けられて上下方向に移動する加工スピンドル１と、前記加工板と当接して面加工される被加工物を固定するチャックテーブルが先端に設けられたチャックスピンドル２とを備え、前記加工スピンドルと前記チャックスピンドルとが軸中心を偏心して対向した平面加工装置において、前記加工スピンドルは中心軸と、前記中心軸に対して回転自在として上下方向に移動するハウジング６からなり、前記ハウジングの先端に加工板が設けられた平面加工装置。【選択図】図１
2005034951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工板が先端に設けられて上下方向に移動する加工スピンドルと、前記加工板と当接して面加工される被加工物を固定するチャックテーブルが先端に設けられたチャックスピンドルとを備え、前記加工スピンドルと前記チャックスピンドルとが軸中心を偏心して対向した平面加工装置において、前記加工スピンドルは中心軸と、前記中心軸に対して回転自在として上下方向に移動するハウジングからなり、前記ハウジングの先端に加工板が設けられた平面加工装置。
【請求項２】
前記ハウジングの後端は、ボールネジによって上下方向の移動を制御される可動体と回転自在に連結した請求項１の平面加工装置。
【請求項３】
前記中心軸は支柱とともに各一端が幾何学的な三角形の頂点に位置して筐体に固定され、前記中心軸及び支柱の他端は天板に固定された請求項１の平面加工装置。
【請求項４】
請求項２の前記可動体は請求項３の前記天板を可動自在に貫通する複数の脚と、前記複数の脚と結合して請求項２のボールネジを設けられた連結部とからなり、前記ボールネジはモータによって回転される平面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被加工物の表面を加工する平面加工装置を産業上の技術分野とし、特に高剛性として加工精度を向上する平面加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）平面加工装置例えば研削装置は砥石によって被加工物の表面を加工し、例えば科学・工業分野の金属及び非金属材に適用される。近年では、これら金属及び非金属材は一層の平面精度が要求される。特に、被加工物を時間や周波数の基準源となる水晶振動子（水晶ウェハ）とした場合には、平面精度が振動特性を決定することから、これらの要求が強い。
【０００３】
（従来技術の一例）第４図及び第５図は一従来例を説明する研削装置の図で、第４図（ａ）は側面図、第５図（ａ）は正面図、第４図（ｂ）及び第５図（ｂ）は平面図である。
【０００４】
研削装置は軸中心ａ、ｂが偏心して先端が対向した、加工用の回転スピンドル（加工スピンドルとする）１と被加工物用の回転スピンドル２とからなる。各スピンドル１、２は先端に円板３を有して回転自在の中心軸４と、円板３を突出して中心軸４を覆う例えば流体軸受構造（不図示）のハウジング５からなる。そして、これらは例えばＬ字状とした筐体６に設置される。
【０００５】
加工スピンドル１は外周（ハウジング５）の一側面「第４図（ａ）」あるいは両側面「第５図（ａ）」に摺動体７を有する。摺動体７は筐体６の垂直部に設けられた垂直方向の切り込み案内体８に遊装して、モータ９に接続したボールネジ１０によって上下方向に移動する。そして、いずれの場合でも、加工スピンドル１の円板３には例えばリング状の環状砥石１４を主面外周に有する加工板１１が設けられる。なお、加工スピンドル１の中心軸４は図示しないモータとプーリーに結合して回転する。
【０００６】
被加工物用の回転スピンドル２は筐体６の水平部上に突出して設けられ、被加工物としての例えば水晶ウェハ１２を保持固定するチャックテーブル１３が設けられる。なお、被加工物用の回転スピンドルを便宜的にチャックスピンドル２とする。
【０００７】
このようなものでは、チャックテーブル１３（水晶ウェハ１２）の中心を加工スピンドル１の外周（環状砥石１４）が通過するように設定される。ここでは幾何学上のＸ軸方向には同軸で、Ｙ軸方向には異軸とする。そして、先ず、水晶ウェハ１２と環状砥石１４とを当接してチャックテーブル１３と加工スピンドル１とを回転する。次に、加工スピンドル１をボールネジ１０に一定速度で下降させ、水晶ウェハ１２の表面を定速加工する。あるいは、重力等によって加工スピンドル１の加工力を制御して定圧加工とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の研削装置では、構造上の観点から例えば加工中における加工スピンドル１を含めた装置自体の剛性が小さく、加工スピンドル１の軸中心ａが傾斜して環状砥石１４と水晶ウェハ１２との接触状態が安定しない。これらのことから、水晶ウェハ１２の面精度を悪化させる問題があった。
【０００９】
すなわち、加工スピンドル１は外周一側面あるいは両側面に設けた摺動体７によって切り込み案内体８を垂直方向に移動する。しかし、いずれの場合でも摺動体７が切り込み案内体８に遊挿されて移動する案内構造なので、特に水平方向での剛性が小さく、隙間の存在することすらある。したがって、加工スピンドル１は被加工物面上で傾きを生じ、面精度を悪化させる問題があった。
【００１０】
（発明の目的）本発明は被加工物の面精度を格段に高くする高剛性の平面加工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】
【００１１】
（着目点）本発明は従来とは発想を代えて、加工スピンドルの中心軸を軸受けとして、先端に加工板を設けたハウジングを上下に移動する回転体とすれば、加工スピンドル自体が案内機構を備えて従来の摺動体７を不要にし、剛性を高められる点に着目した。
【００１２】
（解決手段）本発明の請求項１では、平面加工装置の加工スピンドルは中心軸と、前記中心軸に対して回転自在として上下方向に移動するハウジングからなり、前記ハウジングの先端に加工板を設けた構成とする。
【００１３】
同請求項２では、前記ハウジングの後端はボールネジによって上下方向の移動を制御される可動体と回転自在に連結した構成とする。
【００１４】
同請求項３では、前記中心軸は支柱とともに各一端が幾何学的な三角形の頂点に位置して筐体に固定され、前記中心軸及び支柱の他端は天板に固定された構成とする。
【００１５】
同請求項４では、請求項２の前記可動体は請求項３の前記天板を可動自在に貫通する複数の脚と、前記複数の脚と結合して請求項２のボールネジを設けられた連結部とからなり、前記ボールネジはモータによって回転される構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明では、加工スピンドル自体が案内機構を備えて摺動体を不要にし、剛性を高める。要するに、従来では、中心軸とハウジングからなる加工スピンドルに摺動体を設けて上下に移動したが、本発明では中心軸を固定してハウジングを上下に移動する回転体としたことによって摺動体を不要にする。
【００１７】
請求項２の発明では、ハウジングを上下方向に送り制御できる。
【００１８】
請求項３の発明では、平面視三角形状として箱型構造とするので、装置全体の剛性を高める。また、天板は三角形の頂点に固定するので、平面度を維持する。
【００１９】
請求項４の発明では、前記可動体はボールネジの回転によって確実に移動する。
【実施例】
【００２０】
第１図乃至第３図は本発明の一実施例を説明する図で、第１図は全体像を示す平面加工装置の外観図、第２図（ａ）は同側面図、同図（ｂ）は同平面図、第３図は加工スピンドルの断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００２１】
平面加工装置は、前述したように、筐体６に設けられた加工スピンドル１とチャックスピンドル２からなる。ここでの筐体６は表面を二段とし、下段の両端部に一端側が直立して固定された２本の支柱１７を設けてなる。
【００２２】
加工スピンドル１は上段の一端側中央に設けられ、中心軸１５とハウジング１６からなる。中心軸１５は支柱１７とともに幾何学的な三角形（平面視）の頂点に位置して一端側が直立して固定される。そして、他端側が支柱１７とともに天板１８によって固定され、箱型構造とする。
【００２３】
ハウジング１６は中心軸１５の外周に設けられ、貫通孔を有して結合した円板３を先端外周に有する。円板３には、環状砥石１４を設けた加工板１１が設けられる。そして、中心軸１５に設けた軸受機構によって回転自在とし、可動体１９によって上下方向に移動する。軸受機構は例えば流体軸受とし、中心軸１５の上下２箇所に複数組例えば縦方向に設けた３個を一組として、上下２箇所に４組ずつの計８組の流体例えば空気噴出口２０を有する（第３図）。
【００２４】
すなわち、通常では、空気噴出口はハウジング１６の両端側の２箇所に設けられるが、ここではハウジング１６が回転とともに上下に移動するので移動距離に対応して上下２箇所でそれぞれ縦方向に３個ずつ設けられる。この例では３個の空気噴出口２０の間がハウジングの移動距離となる。また、ハウジング１６の外周にはプーリー２１が設けられ、筐体６上に設けられた駆動モータ９のプーリー２１とベルト２２によって結合して回転する。
【００２５】
案内機構は可動体１９を有し、ボールネジ１０によって移動を制御される。可動体１９は例えば２脚を連結部で結合し、２脚の先端には平面視円弧状とした断面コ字状の取手２３ａを有する。そして、ハウジング１６の後端外周に設けた断面逆コ字状の取手２３ｂに回転自在に嵌合する。ボールネジ１０は雌ネジ１０ａと雄ネジ１０ｂからなり、雌ネジ１０ａが連結部に取り付けられて雄ネジ１０ｂが螺合する。
【００２６】
そして、天板１８上の設置台２４に設けられた駆動モータ９に雄ネジ１０ｂが直結し、駆動モータ９の回転によって雄ネジ１０ｂが進行及び後退する。これにより、可動体１９は上下に移動し、これに結合したハウジング１６も上下に移動する。
【００２７】
チャックスピンドル２は筐体６の下段に設けられ、前述同様にチャックテーブル１３を備えて被加工物としての水晶ウェハ１２を保持固定する。そして、加工スピンドル１の軸中心とは偏心し、加工板１１の外周に設けた環状砥石１４が水晶ウェハ１２の中心を通過する。
【００２８】
このような構成であれば、加工スピンドル１は中心軸１５を案内としてハウジング１６が上下に移動する。したがって、従来の加工スピンドル１に設けた摺動体７及び筐体６に設けた切り込み案内８を排除する。要するに、加工スピンドル自体が案内機構を備えるので、摺動体７等に起因した傾斜を防止して高剛性を得る。
【００２９】
また、ハウジング１６の後端はボールネジ１０によって上下方向の移動を制御される可動体１９と回転自在に連結する。そして、可動体１９は天板１８を可動自在に貫通する２脚を連結部によって結合し、モータ９によって回転するボールネジ１０が連結部に設けられる。したがって、可動体１９はボールネジ１０の回転によって確実に移動し、ハウジング１６を上下方向に送り制御できる。
【００３０】
また、加工スピンドル１の中心軸１５は支柱１７とともに各一端が幾何学的な三角形の頂点に位置して筐体６に固定され、他端は天板１８に固定される。したがって、平面視三角形状として全体的に箱型構造とするので、装置全体の剛性を高める。また、天板１８は三角形の頂点に固定するので、平面度を維持する。
【００３１】
（他の事項）上記実施例では加工スピンドル１の軸中心１５は空気による流体軸受けとしたが、油等による流体軸受けであっても転がり軸受であってもよく、要はハウジング１６を回転自在として上下に移動する軸受機構であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例を説明する平面加工装置の全体像を示す外観図である。
【図２】本発明の一実施例を説明する図で、同図（ａ）は一部断面とした正面図、同図（ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の一実施例を説明する加工スピンドルの拡大断面図である。
【図４】従来例を説明する平面加工装置の図である。
【図５】従来例を説明する平面加工装置の図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  加工スピンドル、２  チャックスピンドル、３  円板、４、１５  中心軸、５、１６  ハウジング、６  筐体、７  摺動体、８  切り込み案内、９  駆動モータ、１０  ボールネジ、１１  加工板、１２  水晶ウェハ、１３  チャックテーブル、１４  環状砥石、１７  支柱、１８  天板、１９  可動体、２０  空気噴出口、２１  プーリー、２２  ベルト、２３  取手、２４  設置台。
【図１】
2005034951.tif 000003
【図２】
2005034951.tif 000004
【図３】
2005034951.tif 000005
【図４】
2005034951.tif 000006
【図５】
2005034951.tif 000007