(57)【要約】【課題】砥石部材と加工面との接触領域に的確に水を供給するとともに、回転軸をスムーズに回転させることができる研削装置を提供することを課題とする。【解決手段】軸方向が横方向に配置された回転軸５５と、回転軸５５の前端面５５ａに取り付けられた研削砥石２と、研削砥石２に水を供給する給水ノズル６０と、を備えた研削装置１であって、研削砥石２は、回転軸５５に取り付けられた円板部材３と、円板部材３の前面の外周縁部に固着された環状の砥石部材４と、を備え、円板部材３の前面には、砥石部材４の内周面に沿って環状の壁部１２が突設され、壁部１２には、円板部材３の径方向に貫通した供給穴１３が形成されており、給水ノズル６０から壁部１２の内側に水が供給される。【選択図】図２
2013180383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向が横方向に配置された回転軸と、
前記回転軸の前端面に取り付けられた研削砥石と、
前記研削砥石に水を供給する給水ノズルと、を備えた研削装置であって、
前記研削砥石は、
前記回転軸の前端面に取り付けられた円板部材と、
前記円板部材の前面の外周縁部に固着された環状の砥石部材と、を備え、
前記円板部材の前面には、前記砥石部材の内周面に沿って環状の壁部が突設され、
前記壁部には、前記円板部材の径方向に貫通した供給穴が形成されており、
前記給水ノズルから前記壁部の内側に水が供給されることを特徴とする研削装置。
【請求項２】
前記円板部材は、
中央部材と、
前記中央部材に外嵌された外周部材と、を備え、
前記中央部材に前記壁部が形成され、前記外周部材に前記砥石部材が固着されていることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
【請求項３】
前記壁部の内周面には、凹溝が周方向に延設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研削装置。
【請求項４】
前記円板部材の前面には、カバー部材が取り付けられ、
前記カバー部材には、前記円板部材の径方向に貫通した供給液路が設けられており、
前記供給液路が前記供給穴に連通していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工面を研削するための研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削装置としては、軸方向が横方向に配置された回転軸と、回転軸の前端面に取り付けられた円板状の研削砥石と、を備え、研削砥石の前面の外周縁部に環状の砥石部材が固着されているものがある。このような横型の研削装置では、研削砥石を回転させながら、砥石部材をワークの加工面に接触させることで、加工面を研削することができる。
【０００３】
また、前記した研削装置では、研削砥石の前面に水（クーラント）を供給することで、砥石部材から切粉を除去するとともに、砥石部材を冷却している。研削砥石の前面の中央部に水を供給した場合には、前面上を流れる水が研削砥石の回転に伴う風の影響を受けて、研削砥石の周方向に大きく湾曲するため、砥石部材と加工面との接触領域に的確に水を供給することが難しい。
【０００４】
そこで、回転軸内および研削砥石内に液路を形成し、この液路を通じて砥石部材の近傍に水を流出させているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２６７９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回転軸内に液路を形成した研削装置では、回転軸を回転させると、液路内の水が回転軸の軸心に対して偏るため、回転軸に振動が生じ易いという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記した問題を解決し、砥石部材と加工面との接触領域に的確に水を供給するとともに、回転軸をスムーズに回転させることができる研削装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、軸方向が横方向に配置された回転軸と、前記回転軸の前端面に取り付けられた研削砥石と、前記研削砥石に水を供給する給水ノズルと、を備えた研削装置である。前記研削砥石は、前記回転軸の前端面に取り付けられた円板部材と、前記円板部材の前面の外周縁部に固着された環状の砥石部材と、を備え、前記円板部材の前面には、前記砥石部材の内周面に沿って環状の壁部が突設されている。さらに、前記壁部には、前記円板部材の径方向に貫通した供給穴が形成されており、前記給水ノズルから前記壁部の内側に水が供給される。
【０００９】
この構成では、回転軸を回転させるとともに、壁部の内側に水を供給すると、水は遠心力によって径方向の外側に移動し、壁部の内周面に堰き止められる。このようにして、壁部の内周面上に溜まった水は、供給穴を通じて壁部の外側に流出して砥石部材に供給される。本発明では、供給穴の流出口と砥石部材の内周面とを近づけることができ、供給穴から流出した水が砥石部材に達するまでの間に、研削砥石の回転に伴う風の影響を受け難くなるため、砥石部材と加工面との接触領域に的確に水を供給することができる。
また、供給穴から流出した水と砥石部材との相対速度が小さくなるため、水が砥石部材に当たって弾き飛ばされる量を低減することができ、砥石部材に入り込む水の量を増やすことができる。
また、研削砥石の遠心力によって壁部の内周面に水が押し付けられるため、供給穴から流出する水の圧力を高めることができる。したがって、給水ノズルから水を高圧で供給しなくても、砥石部材に確実に水を供給することができる。
また、回転軸の内部に水の液路を設けないため、回転軸をスムーズに回転させることができる。
【００１０】
また、回転軸を回転させると、壁部の内側が負圧となるため、給水ノズルから吐出させた水を、壁部の内側に吸い込ませることができる。さらに、給水ノズルから壁部の内側に向けて水を吐出することで、壁部の内側に水を確実に供給することができる。
【００１１】
前記した研削装置において、前記円板部材が、中央部材と、前記中央部材に外嵌された外周部材と、を備え、前記中央部材に前記壁部を形成し、前記外周部材に前記砥石部材を固着してもよい。
この構成では、中央部材を回転軸の前端面に固定しておき、砥石部材の磨耗に伴って、外周部材のみを交換することができるため、砥石部材に係るコストを低減することができる。また、外周部材は中央部材によって位置決めされるため、外周部材を簡単に交換することができる。
【００１２】
前記した研削装置において、前記壁部の内周面に凹溝を周方向に延設した場合には、回転軸を回転させたときに、凹溝に水が溜まるため、供給穴に水を確実に流入させることができる。
【００１３】
前記した研削装置において、前記円板部材の前面にカバー部材を取り付け、前記カバー部材に前記円板部材の径方向に貫通した供給液路を設け、前記供給液路を前記供給穴に連通させてもよい。
この構成では、供給液路を通じて砥石部材のより近傍に水を流出させることができる。また、円板部材の前面に沿って水を流すことができるため、研削砥石の冷却効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の研削装置では、砥石部材の近くに水に流出させることができるため、砥石部材と加工面との接触領域に的確に水を供給するとともに、砥石部材に入り込む水の量を増やすことができる。また、給水ノズルから水を高圧で供給しなくても、砥石部材に確実に水を供給することができる。さらに、回転軸をスムーズに回転させることができ、加工精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の研削装置を示した側面図である。
【図２】本実施形態の回転軸および研削砥石を示した側断面図である。
【図３】本実施形態の研削砥石を示した正面図である。
【図４】他の実施形態の研削砥石を示した図で、（ａ）はカバー部材と外周部材との間に供給液路を設けた構成の側断面図、（ｂ）はカバー部材の内部に形成した供給液路に複数の流出口を設けた構成の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
研削装置１は、図１に示すように、ワークＷの加工面Ｗ１を研削する研削砥石２と、ベース部材３０と、ベース部材３０の上面に固定されたワーク支持部４０および研削加工部５０と、研削砥石２に水を供給する給水ノズル６０と、を備えている。ベース部材３０の上面において、図１の右側の領域にワーク支持部４０が配置され、図１の左側の領域に研削加工部５０が配置されている。
本実施形態の研削装置１は、半導体基部の材料となる円形のウェハであるワークＷの加工面Ｗ１を研削するものである。
また、本実施形態の研削装置１は、軸方向が横方向に配置された回転軸５５の前端面に研削砥石２が取り付けられた横型の研削装置である。
【００１７】
ワーク支持部４０は、支持台４１と、支持台４１に設けられた回転軸４２と、回転軸４２を回転させるための駆動モータ４３と、ワークＷを保持するチャック４４と、を備えている。
支持台４１は、ベース部材３０の上面に固定されており、支持台４１から研削加工部５０に向けて回転軸４２が突出している。回転軸４２は、支持台４１の上部に設けられた駆動モータ４３によって、軸回りに回転するように構成されている。
チャック４４は、回転軸４２の前端面に設けられており、ワークＷを真空吸着によって保持するものである。なお、チャック４４は、ワークＷの中心部が研削加工部５０側に突出するように、ワークＷ全体を僅かに湾曲させた状態で保持する。
【００１８】
研削加工部５０は、固定台５１と、固定台５１に連結された送り台５２と、送り台５２を移動させるための送り駆動部５３と、送り台５２に取り付けられた支持台５４と、支持台５４に設けられた回転軸５５と、回転軸５５を回転させるための駆動モータ５６と、を備えている。
固定台５１は、ベース部材３０の上面に固定されている。固定台５１の上部には、送り台５２が図１の左右方向にスライド自在に連結されている。送り駆動部５３は、送り台５２を図１の左右方向に移動させる機構である。
支持台５４は、送り台５２の上部に取り付けられており、支持台５４からワーク支持部４０に向けて回転軸５５が突出している。
回転軸５５は、支持台５４の内部に設けられた駆動モータ５６によって、軸回りに回転するように構成されている。回転軸５５の前端面５５ａには、研削砥石２が取り付けられている。
【００１９】
研削砥石２は、図２に示すように、研削加工部５０の回転軸５５の前端面５５ａに取り付けられた円板部材３と、円板部材３の外周縁部に固着された環状の砥石部材４と、を備えている。
【００２０】
円板部材３は、鋼材などを用いた金属部品であり、円板状の中央部材１０と、中央部材１０に外嵌された円環状の外周部材２０と、を備えている（図３参照）。中央部材１０および外周部材２０は、図示しない複数のボルトによって、回転軸５５の前端面５５ａにそれぞれ取り付けられている。
【００２１】
中央部材１０は、円板状の基部１１と、基部１１の前面１１ａの外周縁部に突設された環状の壁部１２と、を有している。
基部１１の円中心は、回転軸５５の軸線上に配置されている。したがって、中央部材１０は、回転軸５５の回転に伴って、回転軸５５と同心位置で回転する。
基部１１の前面１１ａは、中心部に円形の平面が形成され、その平面から外周縁に向かうに従って前側（図２の右側）に傾斜している。
【００２２】
壁部１２は、基部１１の前面１１ａの外周縁部から、回転軸５５の軸線方向に突出しており、円筒状に形成されている。
壁部１２の内周面には、前側（図２の右側）に向かうに従って縮径された傾斜面が形成されている。この傾斜面によって、壁部１２の内周面の全周に亘って凹溝１２ａが延設されている。
【００２３】
壁部１２には、図３に示すように、中央部材１０の径方向に貫通した複数の供給穴１３が形成されている。本実施形態では、八つの供給穴１３が壁部１２の周方向に等間隔に形成されている。
供給穴１３には、図２に示すように、壁部１２の内周面（凹溝１２ａの底部）に開口した流入口１３ａと、壁部１２の外周面に開口した流出口１３ｂと、が形成されている。また、供給穴１３は、流入口１３ａ側から流出口１３ｂ側に向かうに従って前側（図２の右側）に傾斜している。
【００２４】
なお、本実施形態では、図３に示すように、八つの供給穴１３が形成されているが、その数は限定されるものではない。また、供給穴１３を流入口１３ａから流出口１３ｂに向かうに従って傾斜させなくてもよい。また、供給穴１３を壁部１２の周方向に傾斜させてもよい。
【００２５】
外周部材２０は、図３に示すように、円板状の部材の中心部に円形の開口部２１が形成されている。外周部材２０の前面２０ａは、図２に示すように、内周縁部から外周縁部に向かうに従って、前側（図２の右側）に突出するように段差が形成されている。
また、外周部材２０の内周縁部は、中央部材１０の壁部１２の供給穴１３よりも後側（図２の左側）に配置されており、供給穴１３の流出口１３ｂから外周部材２０の前面２０ａ上に水が流出するように構成されている。
【００２６】
砥石部材４は、図３に示すように、外周部材２０の前面２０ａの外周縁部に固着された環状の砥石である。砥石部材４は、円周方向において複数に分割されている。なお、本実施形態では、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥石を用いているが、その素材は限定されるものではなく、各種公知の砥石を用いることができる。
【００２７】
研削装置１では、図２に示すように、研削砥石２を回転させるとともに、ワークＷを回転させながら、砥石部材４をワークＷの加工面Ｗ１に接触させることで、ワークＷの加工面Ｗ１を研削することができる。
このとき、ワーク支持部４０のチャック４４に保持されたワークＷは、中心部が研削加工部５０側に突出するように湾曲しているため、砥石部材４と加工面Ｗ１とは図３に示す接触領域Ａにおいて接触している。
【００２８】
給水ノズル６０は、図２に示すように、研削砥石２の前側（図２の右側）で、ワーク支持部４０のチャック４４の上方に配置されている。
給水ノズル６０は、図示しない給水ホースを通じてポンプおよび貯水タンクに連結されており、ポンプが貯水タンクから汲み上げた水を、吐出口６１から吐出するように構成されている。
吐出口６１は、研削砥石２の壁部１２の内側に向けられており、吐出口６１から壁部１２内の中心部に向けて水が吐出される。
【００２９】
次に、本実施形態の研削装置１の作用効果について説明する。
研削装置１では、図２に示すように、回転軸５５を回転させると、円筒状の壁部１２の内側に負圧が生じるため、給水ノズル６０から吐出させた水を、壁部１２の内側に吸い込ませることができる。
さらに、本実施形態では、給水ノズル６０から壁部１２の内側に向けて水を吐出しているため、壁部１２の内側に水が確実に供給される。
このようにして、壁部１２の内側に供給された水は、遠心力によって径方向の外側に移動し、壁部１２の内周面に堰き止められて凹溝１２ａに溜まる。
【００３０】
凹溝１２ａに溜まった水は、図３に示すように、各供給穴１３を通じて壁部１２の外側に流出して砥石部材４に供給される。
【００３１】
本実施形態の研削砥石２は、壁部１２の外周面と砥石部材４の内周面とが近いため、各供給穴１３から流出した水が砥石部材４に達するまでの間に、研削砥石２の回転に伴う風の影響を受け難い。また、遠心力によって壁部１２の内周面に水が押し付けられるため、供給穴１３から流出する水の圧力を高めることができる。また、壁部１２の凹溝１２ａに水が溜まるため、各供給穴１３に確実に水を供給することができる。
したがって、研削装置１では、供給穴１３から流出した水が砥石部材４に当たる範囲を想定し易くなる。したがって、研削装置１では、砥石部材４とワークＷの加工面Ｗ１との接触領域Ａに的確に水を供給することができる。
【００３２】
また、供給穴１３から流出した水と砥石部材４との相対速度が小さくなるため、水が砥石部材４に当たって弾き飛ばされる量を低減することができ、砥石部材４に入り込む水の量を増やすことができる。
【００３３】
また、研削加工部５０の回転軸５５の内部に水の液路を設けないため、回転軸５５をスムーズに回転させることができ、加工精度を高めることができる。
【００３４】
さらに、研削砥石２の中央部材１０を回転軸５５の前端面５５ａに固定しておき、砥石部材４の磨耗に伴って、外周部材２０のみを交換することができるため、砥石部材４に係るコストを低減することができる。また、外周部材２０は中央部材１０によって位置決めされるため、外周部材２０を簡単に交換することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、図４（ａ）に示す研削砥石２Ａのように、円板部材３の前面１１ａ，２０ａに板状のカバー部材７０を取り付けることで、カバー部材７０の後面７０ｂと、外周部材２０の前面２０ａとの間に、円板部材３の径方向に貫通する供給液路７１を設けてもよい。
この構成では、供給液路７１が供給穴１３に連通しているため、供給液路７１を通じて砥石部材４のより近傍に水を流出させることができる。また、外周部材２０の前面２０ａに沿って水が流れるため、研削砥石２Ａの冷却効果を高めることができる。
なお、研削砥石２Ａでは、中央部材１０の前面１１ａと、カバー部材７０の後面７０ｂとの間に凹溝１２ａが形成されている。
【００３６】
また、図４（ｂ）に示す研削砥石２Ｂでは、円板部材３の前面１１ａ，２０ａに取り付けられたカバー部材８０内に、研削砥石２Ｂの径方向に貫通するとともに、供給穴１３に連通している供給液路８１が設けられている。さらに、供給液路８１には、カバー部材８０の厚さ方向に並設された三つの流出口８１ａが形成されている。
このように、砥石部材４の高さに合わせて、複数の流出口８１ａを並設することで、砥石部材４により的確に水を供給することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、図２に示すように、円板部材３が中央部材１０と外周部材２０とに分割されているが、中央部材１０と外周部材２０とを一体に形成してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１      研削装置
２      研削砥石
３      円板部材
４      砥石部材
１０    中央部材
１１    基部
１２    壁部
１２ａ  凹溝
１３    供給穴
１３ａ  流入口
１３ｂ  流出口
２０    外周部材
３０    ベース部材
４０    ワーク支持部
４１    支持台
４２    回転軸
４３    駆動モータ
４４    チャック
５０    研削加工部
５４    支持台
５５    回転軸
５５ａ  前端面
６０    給水ノズル
７０，８０    カバー部材
７１，８１    供給液路
Ａ      接触領域
Ｗ      ワーク
Ｗ１    加工面
【図１】
2013180383.tif 000003
【図２】
2013180383.tif 000004
【図３】
2013180383.tif 000005
【図４】
2013180383.tif 000006