JP2000074066A - Rotor supporting device - Google Patents
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Landscapes
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば表面研削装
置の研削砥石を装着する回転部材等を回転可能に支持す
る回転体支持装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating body supporting device for rotatably supporting a rotating member or the like on which a grinding wheel of a surface grinding device is mounted.
【0002】[0002]
【従来の技術】当業者には周知の如く、半導体デバイス
製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハ
を所定の厚さに形成するために、半導体ウエーハの表面
を研削している。このような半導体ウエーハの表面を研
削する表面研削装置は、研削砥石を装着する回転部材の
回転負荷を低減するために、流体静圧軸受を用いて回転
部材を軸支する回転体支持方式が用いられている。流体
静圧軸受による回転体支持装置としては、圧縮空気を用
いた所謂エアースピンドルが一般に使用されている。圧
縮空気は漏れても他の装置に影響がないので取扱が容易
であるが、回転部材の支持剛性が不十分であるという問
題がある。2. Description of the Related Art As is well known to those skilled in the art, in a semiconductor device manufacturing process, the surface of a semiconductor wafer is ground to form a substantially disk-shaped semiconductor wafer to a predetermined thickness. Such a surface grinding apparatus that grinds the surface of a semiconductor wafer uses a rotating body support method that supports a rotating member using a hydrostatic bearing in order to reduce a rotating load of a rotating member on which a grinding wheel is mounted. Have been. A so-called air spindle using compressed air is generally used as a rotating body support device using a hydrostatic bearing. Even if the compressed air leaks, it does not affect other devices, so that it is easy to handle. However, there is a problem that the rigidity of supporting the rotating member is insufficient.
【0003】上記問題を解決するのもとして液体を用い
た流体静圧軸受による回転体支持装置が特開昭63ー2
16673号公報に記載されている。この公報に開示さ
れた回転体支持装置は、一端が閉塞して形成されたスラ
スト軸受け空間と該スラスト軸受け空間と一端が連続し
て形成され他端が開放された軸受空間を有する回転部材
と、上記軸受空間と嵌合する軸部と該軸部の一端に設け
られ該スラスト軸受け空間に収容されるスラスト軸受け
用フランジとを有する固定主軸とを具備している。そし
て、固定主軸には、上記スラスト軸受け空間および上記
軸受空間に各々開口する液体供給通路と液体戻り通路が
形成されており、液体供給通路を通して上記軸受空間お
よびスラスト軸受け空間に液体を供給しつつ液体戻り通
路を通して液体を回収することにより流体静圧軸受を形
成している。このように、液体を用いて流体静圧軸受を
形成する回転体支持装置においては、回転部材の支持剛
性を確保することはできる。In order to solve the above problem, a rotating body supporting apparatus using a hydrostatic bearing using a liquid is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-2 / 1988.
No. 16673. The rotating body support device disclosed in this publication includes a rotating member having a thrust bearing space formed by closing one end, a bearing space formed continuously with the thrust bearing space and one end and the other end being opened, A fixed main shaft having a shaft portion fitted into the bearing space and a thrust bearing flange provided at one end of the shaft portion and housed in the thrust bearing space is provided. A liquid supply passage and a liquid return passage are formed in the fixed main shaft and open to the thrust bearing space and the bearing space, respectively. The liquid supply passage supplies liquid to the bearing space and the thrust bearing space through the liquid supply passage. The hydrostatic bearing is formed by collecting the liquid through the return passage. As described above, in the rotating body supporting device that forms a hydrostatic bearing using a liquid, the supporting rigidity of the rotating member can be ensured.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】而して、特開昭63ー
216673号公報に開示された回転体支持装置は、液
体静圧軸受を形成しているので、圧縮空気を用いた所謂
エアースピンドルに比して粘性抵抗が高く、回転部材の
回転負荷が大きくなり、駆動ロスが発生するという問題
がある。また、液体が漏れると他の装置に影響を及ぼす
ために確実にシールする必要があり、上記回転部材の開
放端部内周面と固定主軸の軸部外周面との間に合成ゴム
からなる円環状のシール部材が配設されているが、この
シール部材が回転部材に摺接するために摩擦が生じ、こ
れが回転部材の回転負荷の増大となり大幅な駆動ロスを
発生させる原因となっている。However, the rotating body supporting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-216673 has a so-called air spindle using compressed air since it forms a liquid hydrostatic bearing. Therefore, there is a problem that the viscous resistance is higher than that of the above, the rotational load of the rotating member increases, and a drive loss occurs. Also, if the liquid leaks, it must be securely sealed to affect other devices, and an annular ring made of synthetic rubber is provided between the inner peripheral surface of the open end of the rotating member and the outer peripheral surface of the shaft of the fixed main shaft. However, friction occurs because the seal member slides on the rotating member, which increases the rotational load of the rotating member and causes a large drive loss.
【0005】本発明は上記事実に鑑みてなされたもので
あり、その主たる技術課題は、回転部材の回転負荷を増
大することなく、支持剛性を確保することができる回転
体支持装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a main technical problem thereof is to provide a rotating body supporting device capable of securing supporting rigidity without increasing a rotating load of a rotating member. It is in.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記主たる技術課題を解
決するため、本発明によれば、一端が閉塞して形成され
たスラスト軸受け空間と該スラスト軸受け空間と一端が
連続して形成され他端が開放された軸受空間を有する回
転部材と、該軸受空間と嵌合する軸部と該軸部の一端に
設けられ該スラスト軸受け空間に収容されるスラスト軸
受け用フランジを有する固定主軸とを具備する回転体支
持装置において、該スラスト軸受け空間に液体を供給す
る液体供給手段と、該軸受空間に圧縮空気を供給する圧
縮空気供給手段と、を備えたことを特徴とする回転体支
持装置が提供される。According to the present invention, there is provided a thrust bearing space formed by closing one end, and a thrust bearing space formed continuously with one end and the other end formed according to the present invention. And a fixed main shaft having a thrust bearing flange provided at one end of the shaft portion and accommodated in the thrust bearing space. In the rotating body supporting apparatus, there is provided a rotating body supporting apparatus, comprising: liquid supply means for supplying liquid to the thrust bearing space; and compressed air supply means for supplying compressed air to the bearing space. You.
【0007】上記液体供給手段は、上記固定主軸に形成
され上記スラスト軸受け空間に開口する液体供給通路お
よび液体戻り通路と、該液体供給通路に液体を供給する
液体供給源とを具備し、上記圧縮空気供給手段は、上記
固定主軸に形成され上記軸受け空間に開口する空気通路
と、該空気通路に圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と
を具備している。The liquid supply means includes a liquid supply passage and a liquid return passage formed in the fixed main shaft and opening to the thrust bearing space, and a liquid supply source for supplying liquid to the liquid supply passage. The air supply means includes an air passage formed in the fixed main shaft and opening to the bearing space, and a compressed air supply source for supplying compressed air to the air passage.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
回転体支持装置の実施形態について、添付図面を参照し
て詳細に説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a rotating body supporting device according to an embodiment of the present invention;
【0009】図1には本発明に従って構成された回転体
支持装置を装備した表面研削装置の斜視図が示されてお
り、図2には本発明に従って構成された回転体支持装置
を装備した研削砥石組み立て体の要部断面図が示されて
いる。図示の実施形態における回転体支持装置を装備し
た表面研削装置は、支持基台2を具備している。この支
持基台2には、支持テーブル4が水平面内で回転可能に
配設されている。支持テーブル4は、比較的大径の円盤
状に形成されており、図示しない駆動機構によって矢印
4aで示す方向に適宜回転せしめられる。この支持テー
ブル4上には、図示の実施形態の場合180度の位相角
をもって2個の被加工物保持チャック6が水平面内で回
転可能に配置されている。この被加工物保持チャック6
は、例えば特開昭61ー182838号公報に記載され
ているような、吸気作用によって被加工物をチャックの
上面に吸着固定する吸着固定チャックが用いられる。支
持テーブル4上に配置された2個の被加工物保持チャッ
ク6は、支持テーブル4が矢印4aで示す方向に回転せ
しめられることにより、作業域Aと研削域Bに交互に位
置付けられる。作業域Aは半導体ウエーハ等の被加工物
8の取り出しおよび装着域であり、この作業域Aにおい
て表面が研削された被加工物8が図示しない適宜の取り
出し手段によって被加工物保持チャック6から取り出さ
れ、そして表面を研削すべき新たな被加工物8が図示し
ない適宜の装着手段によって被加工物保持チャック6上
に載置される。上記研削域Bには、研削砥石組み立て体
10が配設されており、この研削砥石組み立て体10の
後述する研削砥石によって被加工物保持チャック6上に
保持されている被加工物8が研削される。なお、このと
き被加工物保持チャック6は、図示しない駆動機構によ
って矢印6aで示す方向に回転せしめられる。FIG. 1 is a perspective view of a surface grinding device equipped with a rotating body supporting device constructed according to the present invention, and FIG. 2 is a grinding diagram equipped with a rotating body supporting device constructed according to the present invention. The principal part sectional drawing of a grindstone assembly is shown. The surface grinding device provided with the rotating body support device in the illustrated embodiment includes a support base 2. A support table 4 is provided on the support base 2 so as to be rotatable in a horizontal plane. The support table 4 is formed in a disk shape having a relatively large diameter, and is appropriately rotated in a direction indicated by an arrow 4a by a drive mechanism (not shown). On the support table 4, two workpiece holding chucks 6 are arranged rotatably in a horizontal plane with a phase angle of 180 degrees in the illustrated embodiment. This work holding chuck 6
For example, a suction-fixed chuck for suction-fixing a workpiece to an upper surface of a chuck by suction as described in JP-A-61-182838 is used. The two workpiece holding chucks 6 arranged on the support table 4 are alternately positioned in the work area A and the grinding area B by rotating the support table 4 in the direction indicated by the arrow 4a. The work area A is an area for taking out and mounting the work piece 8 such as a semiconductor wafer. The work piece 8 whose surface has been ground in the work area A is taken out of the work holding chuck 6 by an appropriate take-out means (not shown). Then, a new workpiece 8 whose surface is to be ground is placed on the workpiece holding chuck 6 by an appropriate mounting means (not shown). A grinding wheel assembly 10 is provided in the grinding area B, and the workpiece 8 held on the workpiece holding chuck 6 is ground by a grinding wheel described later of the grinding wheel assembly 10. You. At this time, the workpiece holding chuck 6 is rotated in a direction indicated by an arrow 6a by a drive mechanism (not shown).
【0010】次に、研削砥石組み立て体10について図
2をも参照して説明する。研削砥石組み立て体10は、
支持基台2の研削域B側の端部から立設された静止支持
板22に上下方向に移動可能に装着されている。静止支
持板22の上記支持テーブル4側の面には上下方向に延
びる案内レール221、221が設けられており、この
案内レール221、221に鉛直動ブロック24が上下
方向に移動可能に装着されている。この鉛直動ブロック
24に研削砥石組み立て体10が適宜の固定手段によっ
て取り付けられる。なお、鉛直動ブロック24は、例え
ばパルスモータ26を駆動源とする図示しないスクリュ
ー式駆動機構によって上下方向に移動せしめられる。Next, the grinding wheel assembly 10 will be described with reference to FIG. The grinding wheel assembly 10 is
It is mounted on a stationary support plate 22 erected from the end of the support base 2 on the grinding area B side so as to be vertically movable. Guide rails 221 and 221 extending in the vertical direction are provided on the surface of the stationary support plate 22 on the side of the support table 4, and a vertically moving block 24 is mounted on the guide rails 221 and 221 so as to be movable in the vertical direction. I have. The grinding wheel assembly 10 is attached to the vertical motion block 24 by an appropriate fixing means. The vertical motion block 24 is moved in the vertical direction by a screw drive mechanism (not shown) using a pulse motor 26 as a drive source.
【0011】図示の実施形態における研削砥石組み立て
体10は、上記鉛直動ブロック24に適宜の固着手段に
よって取り付けられたスピンドルホルダー110を含ん
でいる。このスピンドルホルダー110には、その下面
から円筒状に突出して形成されたホルダーカバー111
が設けられている。図示の実施形態における研削砥石組
み立て体10は、ホルダーカバー111の中心部を貫通
して配設された固定主軸120と、該固定主軸120に
その外周を基準として回転自在に支持された回転体とし
ての回転部材130を具備している。固定主軸120
は、軸部121と該軸部121の一端(図2において下
端)に設けられた円盤状のスラスト軸受け用フランジ1
22とからなっており、軸部121の他端(図2におい
て上端)が上記スピンドルホルダー110に適宜の固着
手段によって固定されている。The grinding wheel assembly 10 in the illustrated embodiment includes a spindle holder 110 mounted on the vertical motion block 24 by a suitable fixing means. The spindle holder 110 has a holder cover 111 formed in a cylindrical shape from the lower surface thereof.
Is provided. The grinding wheel assembly 10 in the illustrated embodiment includes a fixed spindle 120 disposed through the center of the holder cover 111, and a rotating body rotatably supported on the fixed spindle 120 based on the outer periphery thereof. Is provided. Fixed spindle 120
Is a shaft portion 121 and a disk-shaped thrust bearing flange 1 provided at one end (a lower end in FIG. 2) of the shaft portion 121.
The other end (the upper end in FIG. 2) of the shaft portion 121 is fixed to the spindle holder 110 by an appropriate fixing means.
【0012】上記回転部材130は、図示の実施形態に
おいては筒状の本体131と該本体131の一端(図2
において下端)に取り付けられた砥石支持部材132と
からなっている。本体131には、一端部(図2におい
て下端部)に上記スラスト軸受け用フランジ122を収
容するスラスト軸受け空間133が設けられているとと
もに、該スラスト軸受け空間133と連続して形成され
他端(図2において上端)が開放された軸受空間134
が設けられている。このように構成された本体131
は、軸受空間134に上記固定主軸120の軸部121
を嵌合するとともに、スラスト軸受け空間133に上記
スラスト軸受け用フランジ122を収容する。そして、
本体131の一端(図2において下端)に砥石支持部材
132を複数個の固定ボルト135によって取り付ける
ことにより、上記スラスト軸受け空間133の下端が閉
塞される。なお、砥石支持部材132の下面には砥石基
台136が数個の固定ボルト137によって取り付けら
れており、この砥石基台136の下面に円環状に研削砥
石138が装着されている。このように構成された回転
部材130は、図示の実施形態においては永久磁石式電
動機200によって回転駆動されるように構成されてい
る。永久磁石式電動機200は、本体131の外周面に
装着された永久磁石201と、該永久磁石201を包囲
して配設され上記スピンドルホルダー110のホルダー
カバー111の内周面に装着されたステータ202とか
らなっており、ステータ202に給電することにより、
回転部材130を回転駆動する。なお、図示の実施形態
においては、回転部材130の駆動手段として永久磁石
式電動機を組み込んだ例を示したが、他の駆動手段を用
いてもよいことは言うまでもない。In the illustrated embodiment, the rotating member 130 has a cylindrical main body 131 and one end of the main body 131 (FIG. 2).
At the lower end). The main body 131 is provided with a thrust bearing space 133 for accommodating the thrust bearing flange 122 at one end (the lower end in FIG. 2), and is formed continuously with the thrust bearing space 133 at the other end (see FIG. 2). Bearing space 134 whose upper end is opened in FIG.
Is provided. The main body 131 thus configured
The shaft portion 121 of the fixed main shaft 120 is placed in the bearing space 134.
And the thrust bearing flange 122 is accommodated in the thrust bearing space 133. And
By attaching the grindstone support member 132 to one end (the lower end in FIG. 2) of the main body 131 with a plurality of fixing bolts 135, the lower end of the thrust bearing space 133 is closed. Note that a grindstone base 136 is attached to the lower surface of the grindstone support member 132 by several fixing bolts 137, and the grindstone 138 is annularly mounted on the lower surface of the grindstone base 136. The rotating member 130 thus configured is configured to be rotationally driven by the permanent magnet electric motor 200 in the illustrated embodiment. The permanent magnet electric motor 200 includes a permanent magnet 201 mounted on an outer peripheral surface of a main body 131 and a stator 202 disposed around the permanent magnet 201 and mounted on an inner peripheral surface of a holder cover 111 of the spindle holder 110. By feeding power to the stator 202,
The rotation member 130 is driven to rotate. In the illustrated embodiment, an example is shown in which a permanent magnet type electric motor is incorporated as a driving unit of the rotating member 130, but it goes without saying that another driving unit may be used.
【0013】以上のように構成された回転部材130
は、上記固定主軸120に液体静圧軸受および空気静圧
軸受される。次に、流体静圧軸受を形成するための液体
を供給する液体供給手段140について説明する。液体
供給手段140は、液体供給源である供給ポンプ141
と回収ポンプ142および上記固定主軸120に形成さ
れた液体通路を含んでいる。上記固定主軸120を構成
する軸部121およびスラスト軸受け用フランジ122
には、複数の液体供給通路143と一つの液体戻り通路
144が形成されている。この液体供給通路143は、
軸部121に軸方向に形成されているとともにスラスト
軸受け用フランジ122に径方向に形成されている。ス
ラスト軸受け用フランジ122には、液体供給通路14
3に連通しフランジ122の上面および下面に開口する
複数の絞り通路145が形成されているとともに、フラ
ンジ122の上面および下面に絞り通路145の開口部
を通る環状のポケット146および146が形成されて
いる。上記液体戻り通路144は軸部121およびスラ
スト軸受け用フランジ122の軸芯を貫通して形成され
ている。スラスト軸受け用フランジ122には、液体戻
り通路144に連通しフランジ122の外周面に開口す
る複数の戻り支通路147が形成されている。また、軸
部121の下端部には、液体戻り通路144と連通し軸
部121の外周面に開口する戻り支通路148が形成さ
れている。上記液体供給通路143は適宜の配管を介し
て供給ポンプ141に接続され、上記液体戻り通路14
4は適宜の配管を介して回収ポンプ142に接続されて
いる。供給ポンプ141は、図示の実施形態においては
吐出圧力が100万〜150万パスカル(約10〜15
気圧)程度のものが用いられる。なお、図示の実施形態
においては液体戻り通路144が回収ポンプ142に接
続されている例を示したが、回収ポンプ142は必ずし
も必要ではなく、液体戻り通路144を直接図示しない
液体タンクに接続してもよい。The rotating member 130 configured as described above
Are mounted on the fixed main shaft 120 by a hydrostatic bearing and an aerostatic bearing. Next, the liquid supply means 140 for supplying a liquid for forming a hydrostatic bearing will be described. The liquid supply unit 140 includes a supply pump 141 serving as a liquid supply source.
And a recovery pump 142 and a liquid passage formed in the fixed main shaft 120. Shaft portion 121 and thrust bearing flange 122 constituting the fixed main shaft 120
, A plurality of liquid supply passages 143 and one liquid return passage 144 are formed. This liquid supply passage 143 is
The shaft portion 121 is formed in the axial direction, and the thrust bearing flange 122 is formed in the radial direction. The thrust bearing flange 122 is provided with the liquid supply passage 14.
3, a plurality of throttle passages 145 are formed on the upper and lower surfaces of the flange 122, and annular pockets 146 and 146 are formed on the upper and lower surfaces of the flange 122 so as to pass through the openings of the throttle passage 145. I have. The liquid return passage 144 is formed so as to penetrate the axis of the shaft portion 121 and the thrust bearing flange 122. A plurality of return passages 147 communicating with the liquid return passage 144 and opening on the outer peripheral surface of the flange 122 are formed in the thrust bearing flange 122. Further, a return support passage 148 communicating with the liquid return passage 144 and opening on the outer peripheral surface of the shaft 121 is formed at the lower end of the shaft 121. The liquid supply passage 143 is connected to a supply pump 141 via an appropriate pipe, and is connected to the liquid return passage 14.
4 is connected to the recovery pump 142 via an appropriate pipe. The supply pump 141 has a discharge pressure of 1 to 1.5 million Pascal (about 10 to 15
Atmospheric pressure) is used. In the illustrated embodiment, the example in which the liquid return passage 144 is connected to the recovery pump 142 is shown. However, the recovery pump 142 is not necessarily required, and the liquid return passage 144 is directly connected to a liquid tank (not shown). Is also good.
【0014】次に、空気静圧軸受を形成するための圧縮
空気を供給する圧縮空気供給手段150について説明す
る。圧縮空気供給手段150は、圧縮空気供給源として
のエアコンプレッサー151および上記固定主軸120
に形成された空気通路を含んでいる。空気通路は、固定
主軸120に軸方向に形成された複数の空気供給路15
2と、該空気供給路152と連通して形成され外周面に
開口する空気噴出通路153aおよび153bと、該空
気噴出通路153aおよび153bが開口された軸部1
21の外周面に形成された環状のポケット154aおよ
び154bとを含んでおり、空気供給路152が適宜の
配管を介してエアコンプレッサー151に接続されてい
る。上記空気噴出通路153aおよびポケット154a
と空気噴出通路153bおよびポケット154bは軸方
向(図2において上下方向)に所定の間隔を置いて形成
されている。図示の実施形態においては、固定主軸12
0の軸部121に設けられた空気戻り通路155と、該
空気戻り通路155と連通して形成され外周面に開口す
る戻り支路156と、該戻り支路156が開口された軸
部121の外周面に形成された環状のポケット157を
備えている。この戻り支路156の開口部およびポケッ
ト157は、上記空気噴出通路153aおよびポケット
154aと空気噴出通路153bおよびポケット154
bとの間に設けられている。なお、エアコンプレッサー
151は、図示の実施形態においては吐出圧力が50万
〜60万パスカル(約5〜6気圧)程度のものが用いら
れる。Next, the compressed air supply means 150 for supplying compressed air for forming an aerostatic bearing will be described. The compressed air supply means 150 includes an air compressor 151 serving as a compressed air supply source and the fixed main shaft 120.
And an air passage formed in the air passage. The air passage includes a plurality of air supply passages 15 formed in the fixed main shaft 120 in the axial direction.
2, air ejection passages 153a and 153b formed in communication with the air supply passage 152 and opening on the outer peripheral surface, and a shaft portion 1 with the air ejection passages 153a and 153b opened.
21 includes annular pockets 154a and 154b formed on the outer peripheral surface of the air conditioner 21. The air supply path 152 is connected to the air compressor 151 via an appropriate pipe. The air ejection passage 153a and the pocket 154a
The air ejection passage 153b and the pocket 154b are formed at predetermined intervals in the axial direction (vertical direction in FIG. 2). In the illustrated embodiment, the fixed spindle 12
The air return passage 155 provided in the shaft 121 of the No. 0, a return branch 156 formed in communication with the air return passage 155 and opening to the outer peripheral surface, and the shaft 121 having the return branch 156 opened. An annular pocket 157 formed on the outer peripheral surface is provided. The opening of the return branch 156 and the pocket 157 correspond to the air ejection passage 153a and the pocket 154a and the air ejection passage 153b and the pocket 154.
b. In the illustrated embodiment, the air compressor 151 having a discharge pressure of about 500,000 to 600,000 Pascal (about 5 to 6 atm) is used.
【0015】以上のように構成された液体供給手段14
0および圧縮空気供給手段150によって形成される液
体静圧軸受および空気静圧軸受の作用について説明す
る。液体供給手段140は、図示の実施形態においては
液体として水を用いる。供給ポンプ141から吐出した
水は、液体供給通路143からスラスト軸受け用フラン
ジ122に形成された絞り通路145を通して環状のポ
ケット146に送られ、スラスト軸受け用フランジ12
2の上面および下面と回転部材130のスラスト軸受け
空間133を形成する本体131の下面および砥石支持
部材132の上面との間に流出する。この結果、スラス
ト軸受け用フランジ122の上面および下面と本体13
1の下面および砥石支持部材132の上面との間に数μ
程度の水膜が形成される。このようにして、スラスト軸
受け空間133に流出した水は、スラスト軸受け用フラ
ンジ122に形成された戻り支通路147および軸部1
21に形成された下側の戻り支通路148を通して液体
戻り通路144に戻されて回収ポンプ142を介して図
示しない液体タンクによって回収される。このように、
スラスト軸受け用フランジ122部は液体静圧軸受され
るので、支持剛性を確保することができる。The liquid supply means 14 configured as described above
The operation of the hydrostatic bearing and the hydrostatic bearing formed by the zero and compressed air supply means 150 will be described. The liquid supply means 140 uses water as a liquid in the illustrated embodiment. The water discharged from the supply pump 141 is sent from the liquid supply passage 143 to the annular pocket 146 through the throttle passage 145 formed in the thrust bearing flange 122, and the thrust bearing flange 12
2 flows out between the upper surface and the lower surface of the rotating member 130 and the lower surface of the main body 131 forming the thrust bearing space 133 of the rotating member 130 and the upper surface of the grinding wheel support member 132. As a result, the upper and lower surfaces of the thrust bearing flange 122 and the body 13
1 and the upper surface of the grinding wheel support member 132
A degree of water film is formed. In this manner, the water that has flowed into the thrust bearing space 133 returns to the return support passage 147 and the shaft 1 formed in the thrust bearing flange 122.
The liquid is returned to the liquid return passage 144 through a lower return support passage 148 formed in the liquid storage 21, and is recovered by a liquid tank (not shown) via a recovery pump 142. in this way,
Since the thrust bearing flange 122 is a hydrostatic bearing, the support rigidity can be ensured.
【0016】一方、エアコンプレッサー151から吐出
された圧縮空気は空気供給路152から空気噴出通路1
53aおよび153bを通して環状のポケット154a
および154bに噴出され、軸部121の外周面と回転
部材130の軸受空間134を形成する本体131の内
周面との間に流出する。この結果、軸部121の外周面
と本体131の内周面との間には圧縮空気による空気層
が形成される。従って、軸部121においては回転部材
130を空気静圧軸受することになる。空気は液体に比
して粘性抵抗が低いので、回転部材130の回転負荷が
小さく、駆動ロスを低減することができる。また、上記
のようにして軸部121の外周面と本体131の内周面
との間に空気層を形成した空気は、戻り支路156を通
して空気戻り通路155に戻されて外部に放出されると
ともに、その一部が回転部材130の本体131の開口
端(図2において上端)から外部に放出される。なお、
空気は外部に漏れても他の装置に影響がないのでエアー
シールとして機能し、合成ゴム等からなるシール部材を
装着する必要がないため、回転部材130がシール部材
と摺接することによる回転負荷の増大はない。また、合
成ゴム等からなるシール部材を用いないため、経時劣化
することもなく、従って、シール機能を長期に渡って維
持することができる。なお、図示の実施形態において
は、軸部121に空気戻り通路155を設けた例を示し
たが、この空気戻り通路155を設けずに戻り支路15
6を上記液体戻り通路144に連通する構成にしてもよ
い。On the other hand, the compressed air discharged from the air compressor 151 is supplied from the air supply passage 152 to the air ejection passage 1.
Annular pocket 154a through 53a and 153b
And 154b, and flows out between the outer peripheral surface of the shaft portion 121 and the inner peripheral surface of the main body 131 forming the bearing space 134 of the rotating member 130. As a result, an air layer of compressed air is formed between the outer peripheral surface of the shaft portion 121 and the inner peripheral surface of the main body 131. Therefore, in the shaft portion 121, the rotating member 130 is subjected to aerostatic bearing. Since air has a lower viscous resistance than liquid, the rotational load of the rotating member 130 is small, and driving loss can be reduced. Further, the air that has formed the air layer between the outer peripheral surface of the shaft portion 121 and the inner peripheral surface of the main body 131 as described above is returned to the air return passage 155 through the return branch passage 156 and discharged to the outside. At the same time, a part thereof is discharged to the outside from the open end (the upper end in FIG. 2) of the main body 131 of the rotating member 130. In addition,
Even if air leaks to the outside, it does not affect other devices, so it functions as an air seal, and there is no need to attach a seal member made of synthetic rubber or the like. There is no increase. In addition, since a sealing member made of synthetic rubber or the like is not used, deterioration over time does not occur, and therefore, the sealing function can be maintained for a long time. In the illustrated embodiment, an example in which the air return passage 155 is provided in the shaft portion 121 has been described, but the return branch passage 15 is provided without providing the air return passage 155.
6 may be configured to communicate with the liquid return passage 144.
【0017】以上、本発明に従って構成された回転体支
持装置を表面研削装置に適用した例を示したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、流体静圧軸受を用い
る回転体支持装置に広く応用することが可能である。As described above, an example is shown in which the rotating body supporting device constructed according to the present invention is applied to a surface grinding device. However, the present invention is not limited to this, and the rotating body supporting device using a hydrostatic bearing is used. It can be widely applied to
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明による回転体支持装置は以上のよ
うに構成され、液体静圧軸受の特徴と空気静圧軸受の特
徴を巧みに組み合わせているので、次の作用効果を奏す
る。The rotating body supporting device according to the present invention is constructed as described above, and the features of the hydrostatic bearing and the features of the aerostatic bearing are skillfully combined with each other.
【0019】即ち、本発明によれば、固定主軸のスラス
ト軸受け用フランジ部は液体静圧軸受されるので、支持
剛性を確保することができる。また、固定主軸の軸部は
空気静圧軸受されるので、空気は液体に比して粘性抵抗
が低いため、回転部材の回転負荷が小さく、駆動ロスを
低減することができる。更に、空気は外部に漏れても他
の装置に影響がないので合成ゴム等からなるシール部材
を装着する必要がないため、回転部材がシール部材と摺
接することによる回転負荷の増大はない。また、合成ゴ
ム等からなるシール部材を用いないため、経時劣化する
こともなく、従って、シール機能を長期に渡って維持す
ることができる。That is, according to the present invention, since the flange portion for the thrust bearing of the fixed main shaft is a hydrostatic bearing, it is possible to secure the supporting rigidity. Further, since the shaft portion of the fixed main shaft is aerostatic bearing, air has a lower viscous resistance than the liquid, so that the rotational load of the rotating member is small and the driving loss can be reduced. Furthermore, even if air leaks to the outside, there is no effect on other devices, so there is no need to attach a seal member made of synthetic rubber or the like, so that there is no increase in rotational load due to sliding contact of the rotary member with the seal member. In addition, since a sealing member made of synthetic rubber or the like is not used, deterioration over time does not occur, and therefore, the sealing function can be maintained for a long time.
【図1】本発明に従って構成された回転体支持装置を装
備した表面研削装置の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a surface grinding device equipped with a rotating body support device configured according to the present invention.
【図2】本発明に従って構成された回転体支持装置を装
備した研削砥石組み立て体の要部断面図。FIG. 2 is a sectional view of a main part of a grinding wheel assembly equipped with a rotating body support device configured according to the present invention.
2:支持基台 4:支持テーブル 6:被加工物保持チャック 8:被加工物 10:削砥石組み立て体 22:静止支持板 24:鉛直動ブロック 26:パルスモータ 110:スピンドルホルダー 111:ホルダーカバー 120:固定主軸 121:固定主軸の軸部 122:固定主軸のスラスト軸受け用フランジ 130:回転部材 131:回転部材の本体 132:砥石支持部材 133:スラスト軸受け空間 134:軸受空間 135:固定ボルト 136:研削砥石 140:液体供給手段 141:供給ポンプ 142:回収ポンプ 143:液体供給通路 144:液体戻り通路 145:絞り通路 146:環状のポケット 147:戻り支通路 148:戻り支通路 150:圧縮空気供給手段 151:エアコンプレッサー 152:空気供給路 153a:空気噴出通路 153b:空気噴出通路 154a:環状のポケット 154b:環状のポケット 155:空気戻り通路 156:戻り支通路 157:環状のポケット 200:永久磁石式電動機 221:案内レール 2: Support base 4: Support table 6: Workpiece holding chuck 8: Workpiece 10: Grinding stone assembly 22: Stationary support plate 24: Vertically moving block 26: Pulse motor 110: Spindle holder 111: Holder cover 120 : Fixed spindle 121: Shaft of fixed spindle 122: Flange for thrust bearing of fixed spindle 130: Rotating member 131: Main body of rotating member 132: Grinding stone support member 133: Thrust bearing space 134: Bearing space 135: Fixed bolt 136: Grinding Whetstone 140: Liquid supply means 141: Supply pump 142: Recovery pump 143: Liquid supply path 144: Liquid return path 145: Restriction path 146: Annular pocket 147: Return support path 148: Return support path 150: Compressed air supply means 151 : Air compressor 152: Air supply path 15 a: air ejection passage 153b: air ejection passage 154a: annular pocket 154b: annular pocket 155: air return passage 156: Return 支通 path 157: annular pocket 200: permanent magnet motor 221: guide rail
Claims (2)
け空間と該スラスト軸受け空間と一端が連続して形成さ
れ他端が開放された軸受空間を有する回転部材と、該軸
受空間と嵌合する軸部と該軸部の一端に設けられ該スラ
スト軸受け空間に収容されるスラスト軸受け用フランジ
を有する固定主軸とを具備する回転体支持装置におい
て、 該スラスト軸受け空間に液体を供給する液体供給手段
と、 該軸受空間に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、
を備えたことを特徴とする回転体支持装置。1. A thrust bearing space formed by closing one end, a rotating member having a bearing space formed continuously with the thrust bearing space and one end and opened at the other end, and fitted with the bearing space. A rotating body support device comprising: a shaft portion; and a fixed main shaft provided at one end of the shaft portion and having a thrust bearing flange housed in the thrust bearing space; and a liquid supply means for supplying a liquid to the thrust bearing space. A compressed air supply means for supplying compressed air to the bearing space;
A rotating body support device comprising:
れ該スラスト軸受け空間に開口する液体供給通路および
液体戻り通路と、該液体供給通路に液体を供給する液体
供給源とを具備し、該圧縮空気供給手段は、該固定主軸
に形成され該軸受け空間に開口する空気通路と、該空気
通路に圧縮空気を供給する圧縮空気供給源とを具備して
いる、請求項1記載の回転体支持装置。2. The liquid supply means includes a liquid supply passage and a liquid return passage formed in the fixed main shaft and opening to the thrust bearing space, and a liquid supply source for supplying liquid to the liquid supply passage. The rotating body according to claim 1, wherein the compressed air supply means includes an air passage formed in the fixed main shaft and opening to the bearing space, and a compressed air supply source for supplying compressed air to the air passage. Support device.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP10239806A JP2000074066A (en) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | Rotor supporting device |
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JP10239806A JP2000074066A (en) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | Rotor supporting device |
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---|---|
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- 1998-08-26 JP JP10239806A patent/JP2000074066A/en active Pending
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