| 【発明の名称】 |
研削用工具 |
| 【発明者】 |
【氏名】西 健一朗
【氏名】温井 満
【氏名】中嶋 和男
【氏名】村井 史朗
【氏名】和田 豊尚
|
| 【要約】 |
【課題】各砥石セグメント上に冷却液を十分に供給することができて、各砥石セグメントを有効に冷却することができるとともに、研削に伴って発生する研削屑を確実に排出除去することができる研削用工具を提供する。
【解決手段】工具本体２５の端面外周縁に複数の砥石セグメント３３を配設する。工具本体２５には、各砥石セグメント３３に対応して冷却液の供給通路３６を形成する。各供給通路３６の一端には、工具本体２５の外周面に開口してノズル３７から噴射される冷却液を取り入れるための入口３６ａを形成する。各供給通路３６の他端には、工具本体２５の端面に開口して冷却液を砥石セグメント３３の内周面に向けて吹き付けるための出口３６ｂを形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 円盤状の工具本体の端面外周縁に複数の砥石セグメントを配設した研削用工具において、前記工具本体には各砥石セグメントに対応して冷却液の供給通路を形成し、各供給通路の一端には工具本体の外周面に開口してノズルから噴射される冷却液を取り入れるための入口を形成するとともに、各供給通路の他端には工具本体の端面に開口して冷却液を砥石セグメントの内周面に向けて吹き付けるための出口を形成した研削用工具。
【請求項２】 前記各砥石セグメント間に位置するように、工具本体の端面外周縁には複数の排出通路を形成した請求項１に記載の研削用工具。
【請求項３】 前記各供給通路は、入口よりも出口の方が工具本体の外周側に位置するように傾斜状態に形成した請求項１または請求項２に記載の研削用工具。
【請求項４】 前記各供給通路は、入口よりも出口の方が大径となるように形成した請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の研削用工具。
【請求項５】 前記工具本体の裏面には、ノズルから噴射される冷却液を各供給通路の入口に導くための案内面を形成した請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の研削用工具。
【請求項６】 前記各供給通路の入口には、取り入れられた冷却液を出口側に規制誘導するための規制面を形成した請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の研削用工具。
【請求項７】 前記工具本体の端面にはその外周縁を除いて凹所を形成するとともに、外周縁には砥石セグメントの取付座を形成し、供給通路の出口が凹所内において開口した請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の研削用工具。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ワークの表面を研削する研削装置に装備される研削用工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばワイヤソーによりスライス状に切断された硬脆材料のウエハの両面を研削する研削装置においては、工具本体の端面外周縁に複数の砥石セグメントを配設した一対の研削用工具が装備されている。そして、各研削用工具の砥石セグメントがウエハの両面に接合された状態で、両研削用工具が回転されることにより、ウエハの両面が同時に研削されるようになっていた。
【０００３】この種の研削装置によるウエハの研削時には、各砥石セグメントを冷却するとともに、研削に伴って発生する研削屑を各砥石セグメント上から排出除去する必要がある。
【０００４】このため、工具本体の中心に冷却液の供給路を形成し、この供給路から工具本体の端面にクーラントや水等の冷却液を噴出して、各砥石セグメント上に供給するように構成した研削用工具が、従来から提案されている。また、工具本体の外周に複数のノズルを対向配置し、これらのノズルから砥石セグメントの外周に向かって冷却液を直接噴射するようにした構成も、従来から提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの従来構成においては、次のような問題があった。すなわち、前者の構成では、工具本体の中心位置において供給路から工具本体の端面側に冷却液が噴出されるため、冷却液に対して遠心力が充分に作用せず、冷却液が各砥石セグメントに向かって十分に供給されない。特に縦型の両頭研削盤の場合には、上下両工具本体の中央部にクーラントや水等を供給しても、重力の影響により上下の工具に供給されるクーラントの量が異なり、表面と裏面の加工条件が違うことにより、加工物の反りやうねりの原因となり十分な加工精度を得ることができなかった。
【０００６】また、後者の構成では、砥石セグメントの外周に噴射される冷却液が遠心力により外方に飛ばされるため、冷却液が各砥石セグメントの内周側まで十分に供給されない。従って、これらの従来構成では、砥石セグメントの冷却効果及び研削屑の除去効果を十分に期待することができなかった。
【０００７】この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、各砥石セグメント上に冷却液を十分に供給することができて、各砥石セグメントを有効に冷却することができるとともに、研削に伴って発生する研削屑を確実に排出除去することができる研削用工具を提供することにある。また、縦型両頭研削盤において、上下の工具本体に全く同一の構造の研削工具を使用することにより、確実に上下が等しい冷却液が供給され、極めて高精度の加工が可能となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、円盤状の工具本体の端面外周縁に複数の砥石セグメントを配設した研削用工具において、前記工具本体には各砥石セグメントに対応して冷却液の供給通路を形成し、各供給通路の一端には工具本体の外周面に開口してノズルから噴射される冷却液を取り入れるための入口を形成するとともに、各供給通路の他端には工具本体の端面に開口して冷却液を砥石セグメントの内周面に向けて吹き付けるための出口を形成したものである。
【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の研削用工具において、前記各砥石セグメント間に位置するように、工具本体の端面外周縁には複数の排出通路を形成したものである。
【００１０】請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の研削用工具において、前記各供給通路は、入口よりも出口の方が工具本体の外周側に位置するように傾斜状態に形成したものである。
【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の研削用工具において、前記各供給通路は、入口よりも出口の方が大径となるように形成したものである。
【００１２】請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の研削用工具において、前記工具本体の裏面には、ノズルから噴射される冷却液を各供給通路の入口に導くための案内面を形成したものである。
【００１３】請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の研削用工具において、前記各供給通路の入口には、取り入れられた冷却液を出口側に規制誘導するための規制面を形成したものである。
【００１４】請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の研削用工具において、前記工具本体の端面にはその外周縁を除いて凹所を形成するとともに、外周縁には砥石セグメントの取付座を形成し、供給通路の出口が凹所内において開口したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１に示すように、第１の実施形態の両頭平面研削盤は、下部フレーム１１を備え、その下部フレーム１１上には中間フレーム２０２が固定され、さらに、中間フレーム２０２の上部には上部フレーム２０１が固定されている。下部フレーム１１には下部砥石回転昇降機構１２及びワーク支持機構１４が装設され、上部フレーム２０１には上部砥石回転昇降機構１３が装設されている。下部及び上部砥石回転昇降機構１２，１３は、砥石駆動装置としての働きをする。下部及び上部砥石回転昇降機構１２，１３には研削用工具１８が互いに対向するように取り付けられている。そして、ワーク支持機構１４上のワーク２２の上下両面に研削用工具１８が接合された状態で、両研削用工具１８が回転されることにより、ワーク２２の上下両面が同時に研削される。
【００１６】前記砥石回転昇降機構１２，１３の研削用工具１８にはそれぞれ下部、上部砥石１５，１６が配設され、それらの砥石１５，１６は、その上部端面またはその下部端面の砥石作用面１５ａ，１６ａが互いに平行となり、それぞれの砥石１５，１６の回転軸が一直線上に対向して配置されている。なお、下部及び及び上部砥石回転昇降機構１２，１３では図示しない制御装置によって下部及び上部砥石１５，１６の送りが制御される。
【００１７】次に、前記研削用工具１８について詳細に説明すると、図２，図３に示すように、工具本体２５は円盤状に形成され、その裏面中央部には取付ボス部２６が突出形成されている。工具本体２５及び取付ボス部２６には、複数の取付ネジ孔２７が所定間隔おきで軸線方向に延長形成されている。そして、取付ボス部２６を各砥石回転昇降機構１２，１３の回転軸１２ａ，１３ａに嵌合した状態で、各取付ネジ孔２７及び回転軸１２ａ，１３ａにボルト２９を螺合することにより、工具本体２５が各砥石回転昇降機構１２，１３に取り付けられている。
【００１８】前記工具本体２５の端面中央には凹所３１が形成され、その外周縁には段差状の取付座３２が形成されている。取付座３２には複数の直方体状の砥石セグメント３３が、同一円周上で所定間隔おきに配置されるように接着固定されている。各砥石セグメント３３と対応するように、工具本体２５の裏面にはネジ孔３４がそれぞれ形成され、これらのネジ孔３４にネジ３５を選択的に螺合することにより、工具本体２５の回転バランスを調整するようになっている。
【００１９】図２〜図４に示すように、前記各砥石セグメント３３と対応して、工具本体２５には複数の円孔状の供給通路３６が、一端の入口３６ａよりも他端の出口３６ｂの方が工具本体２５の外周側に位置するように傾斜状態で形成されている。出口３６ｂは凹所３１内に位置している。なお、工具本体２５の端面に対する各供給通路３６の傾斜角度Ａ１は、ドリル加工にて供給通路３６を形成する際に、取付座３２の内端縁３２ａに干渉しない限りで、最小となるように設定されている。
【００２０】前記各供給通路３６の入口３６ａは、工具本体２５の裏面及び取付ボス部２６の外周面に開口するように形成され、工具本体２５の外方に配設された複数のノズル３７から噴射されるクーラントや水等の冷却液を取り入れるようになっている。また、各供給通路３６の出口３６ｂは、工具本体２５の端面側へ開口するように形成され、入口３６ａから取り入れられた冷却液を各砥石セグメント３３の内周面３３ａに向けて吹き付けるようになっている。そして、各供給通路３６の出口３６ｂは、入口３６ａを含む供給通路３６の内径よりも大径となるように形成されている。
【００２１】前記工具本体２５の裏面には斜状の案内面３８が形成され、ノズル３７から噴射される冷却液がこの案内面３８に沿って各供給通路３６の入口３６ａに導かれるようになっている。また、案内面３８を設けたことにより、工具本体２５が冷却液の噴射経路の邪魔にならないように、しかも入口３６ａが拡開されて冷却液の導入が円滑に行われるようになっている。各供給通路３６の入口３６ａには規制面３９が形成され、入口３６ａから取り入れられた冷却液がこの規制面３９により規制されて、出口３６ｂ側へ誘導されるようになっている。
【００２２】図２及び図３に示すように、前記各砥石セグメント３３間において、工具本体２５の端面外周縁には複数の溝状の排出通路４０が形成され、それらの内端が凹所３１内に開口されている。そして、各供給通路３６から砥石セグメント３３の内周面３３ａに吹き付けられる冷却液が、研削時に発生する研削屑とともに、これらの排出通路４０を通って工具本体２５の外周側へ排出除去されるようになっている。
【００２３】次に、前記のように構成された研削用工具の動作を説明する。ワーク２２の研削時には、図２及び図３に示すように、研削用工具１８の外方に配設された複数のノズル３７から、工具本体２５に向かってクーラントや水等の冷却液が噴射される。すると、工具本体２５上の各供給通路３６の入口３６ａがノズル３７と対応するごとに、冷却液が入口３６ａから供給通路３６内に取り入れられる。そして、供給通路３６内に取り入れられた冷却液は、研削用工具１８及び工具本体２５の回転に伴う遠心力により、供給通路３６に沿って出口３６ｂ側に移動され、その出口３６ｂから砥石セグメント３３の内周面３３ａに向けて吹き付けられる。
【００２４】そして、この冷却液が研削時に発生する研削屑とともに、工具本体２５の端面の凹所３１内から排出通路４０を通って、工具本体２５の外周側へ排出される。これにより、各砥石セグメント３３が冷却されて、研削中における砥石セグメント３３及びワーク２２の過熱が防止される。また、研削中に発生する研削屑が、砥石セグメント３３の周辺から速やかに排出除去される。
【００２５】前記の実施形態によって期待できる効果について、以下に記載する。
・ この実施形態の研削用工具においては、工具本体２５の端面外周縁に複数の砥石セグメント３３が配設されている。工具本体２５には、各砥石セグメント３３に対応して冷却液の供給通路３６が形成されている。各供給通路３６の一端には、工具本体２５の外周面に開口してノズル３７から噴射される冷却液を取り入れるための入口３６ａが形成されている。各供給通路３６の他端には、工具本体２５の端面に開口して冷却液を砥石セグメント３３の内周面３３ａに向けて吹き付けるための出口３６ｂが形成されている。
【００２６】このため、研削用工具の回転によりワークが研削される際には、ノズル３７から噴射される冷却液が各供給通路３６内に入口３６ａから取り入れられた後、遠心力により出口３６ｂ側に移動されて、砥石セグメント３３の内周面３３ａに吹き付けられる。従って、砥石セグメント３３上に冷却液を十分に供給することができて、各砥石セグメント３３を有効に冷却することができるとともに、研削に伴って発生する研削屑を確実に排出除去することができる。
【００２７】・ この実施形態の研削用工具においては、各砥石セグメント３３間に位置するように、工具本体２５の端面外周縁に複数の排出通路４０が形成されている。このため、各砥石セグメント３３上に供給される冷却液、及び研削に伴って発生する研削屑を、排出通路４０に沿って工具本体２５の外周側へ確実に排出除去することができる。
【００２８】・ この実施形態の研削用工具においては、各供給通路３６が、入口３６ａよりも出口３６ｂの方が工具本体２５の外周側に位置するように傾斜状態に形成されている。このため、各供給通路３６に取り入れられた冷却液が、遠心力により傾斜状態の供給通路３６に沿って砥石セグメント３３の内周面３３ａに向かい確実に吹き付けられる。従って、砥石セグメント３３の冷却効果を高めることができるとともに、冷却液がウエハ等のワーク２２に直接吹き付けられて、ワーク２２に振動が発生するおそれを防止することができる。
【００２９】・ この実施形態の研削用工具においては、各供給通路３６が、入口３６ａよりも出口３６ｂの方が大径となるように形成されている。このため、冷却液を供給通路３６の大径状の出口３６ｂから砥石セグメント３３の内周面３３ａに向かって広範囲に吹き付けることができて、砥石セグメント３３の冷却効果を高めることができる。
【００３０】・ この実施形態の研削用工具においては、工具本体２５の裏面に、ノズル３７から噴射される冷却液を各供給通路３６の入口３６ａに導くとともに、冷却液の導入を円滑にするための案内面３８が形成されている。このため、ノズル３７から噴射される冷却液が案内面３８に沿って各供給通路３６内に有効に取り入れられ、砥石セグメント３３の冷却効果を高めることができる。
【００３１】・ この実施形態の研削用工具においては、各供給通路３６の入口３６ａに、冷却液を出口３６ｂ側へ規制誘導するための規制面３９が形成されている。このため、供給通路３６内に取り入れられた冷却液が、規制面３９により出口３６ｂ側に規制誘導されて、砥石セグメント３３の内周面３３ａに確実に吹き付けられ、砥石セグメント３３の冷却効果を高めることができる。
【００３２】・ この実施形態の研削用工具においては、工具本体２５の端面にはその外周縁を除いて凹所３１を形成するとともに、外周縁には砥石セグメント３３の取付座３２を形成し、供給通路３６の出口３６ｂが凹所３１内において開口されている。そのため、砥石セグメント３３に対向する供給通路３６の出口３６ｂが砥石セグメント３３よりも低いところに位置する。従って、高い遠心力が作用しても、冷却液は砥石セグメント３３の内周面３３ａに確実に当たり、冷却と研削屑との排出を効率的に行うことができる。
【００３３】（第２の実施形態）次に、この発明の第２の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３４】さて、この第２の実施形態においては、図５に示すように、各供給通路３６が、入口３６ａよりも出口３６ｂの方が工具本体２５の外周側に位置するとともに、回転方向の後方側に位置するように傾斜した状態で形成されている。そして、研削用工具１８の回転に伴う遠心力により、冷却液が供給通路３６内に沿って出口３６ｂ側に移動されて、その出口３６ｂから砥石セグメント３３の内周面３３ａの中央部付近に向かって吹き付けられるようになっている。
【００３５】従って、この第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様に、各砥石セグメント３３上に冷却液を十分に供給することができて、各砥石セグメント３３を有効に冷却することができるとともに、研削に伴って発生する研削屑を確実に排出除去することができる。また、この第２の実施形態においては、冷却液が砥石セグメント３３の内周面３３ａの中央部付近に確実に吹き付けられるため、砥石セグメント３３を一層効果的に冷却することができて、冷却効率を高めることができる。
【００３６】（第３の実施形態）次に、この発明の第３の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３７】さて、この第３の実施形態においては、図６に示すように、各供給通路３６が、入口３６ａよりも出口３６ｂの方が工具本体２５の外周側に位置するように傾斜した状態で、供給通路３６が工具本体２５の回転方向の前方側へ偏倚して形成されている。そして、研削用工具１８の回転に伴う遠心力により、冷却液が供給通路３６内に沿って出口３６ｂ側に移動されて、その出口３６ｂから砥石セグメント３３の内周面３３ａの中央部付近に向かって吹き付けられるようになっている。
【００３８】従って、この第３の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様に、各砥石セグメント３３上に冷却液を十分に供給することができて、各砥石セグメント３３を有効に冷却することができるとともに、研削に伴って発生する研削屑を確実に排出除去することができる。また、この第３の実施形態においても、前述した第２の実施形態と同様に、冷却液が砥石セグメント３３の内周面３３ａの中央部付近に吹き付けられるため、砥石セグメント３３を一層効果的に冷却することができて、冷却効率を高めることができる。
【００３９】（第４の実施形態）次に、この発明の第４の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００４０】さて、この第４の実施形態においては、図７及び図８に示すように、各砥石セグメント３３の中央部に対応して、工具本体２５の端面外周縁に複数の溝状の供給通路３６が形成されている。そして、各供給通路３６が工具本体２５の外周面に開口されている。
【００４１】従って、この第４の実施形態においても、前述した第１の実施形態とほぼ同様の効果を発揮させることができる。また、この第４の実施形態においては、冷却液の供給通路３６が溝状になっていて、工具本体２５の外周面に開口されているため、切削加工により工具本体２５上に複数の供給通路３６を容易に形成することができる。
【００４２】なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 各供給通路３６を楕円孔状に形成すること。この場合、楕円の長軸が工具本体２５の円周方向に沿うようにするのが望ましい。
【００４３】・ 各供給通路３６を入口３６ａ側よりも出口３６ｂ側が大径となるようにテーパ状に形成すること。
・ 各砥石セグメント３３を不等ピッチで配列すること。或いは、各砥石セグメント３３として工具本体２５の円周方向の長さが異なるものを複数使用すること。これらの場合、出口３６ｂは各砥石セグメント３３の長さ方向の中央部に配置されるようにする。
【００４４】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発明によれば、各砥石セグメント上に冷却液を十分に供給することができて、各砥石セグメントを有効に冷却することができるとともに、研削に伴って発生する研削屑を確実に排出除去することができる。
【００４５】請求項２に記載の発明によれば、各砥石セグメント上に供給される冷却液、及び研削に伴って発生する研削屑を、排出通路に沿って工具本体の外周側へ確実に排出除去することができる。
【００４６】請求項３に記載の発明によれば、冷却液を遠心力により傾斜状態の供給通路に沿って各砥石セグメントの内周面に向かい確実に吹き付けることができ、砥石セグメントの冷却効果を高めることができる。また、冷却液がウエハ等のワークに直接吹き付けられて、ワークに振動が発生するおそれを防止することもできる。
【００４７】請求項４に記載の発明によれば、冷却液を供給通路の大径状の出口から砥石セグメントの内周面に向かって広範囲に吹き付けることができて、砥石セグメントの冷却効果を高めることができる。
【００４８】請求項５に記載の発明によれば、ノズルから噴射される冷却液を、案内面に沿って各供給通路内へ有効に取り入れることができて、砥石セグメントの冷却効果を高めることができる。
【００４９】請求項６に記載の発明によれば、供給通路内に取り入れられた冷却液を、入口から外方に漏出することなく規制面により出口側に誘導して、各砥石セグメントの内周面へ確実に吹き付けることができ、砥石セグメントの冷却効果を高めることができる。
【００５０】請求項７に記載の発明によれば、冷却と研削屑との排出を効率的に行うことができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００１５２６７５
【氏名又は名称】株式会社日平トヤマ
|
| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月１６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−２６２８６５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）９月２８日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−６５４６１ |
|