JP2002224924A - スピンドル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空チャックによるワークの吸着時に、各部
品の接合部の間に形成された隙間に吸い込まれた異物な
どを外部に排出することができるスピンドル装置を提供
する。 【解決手段】 ハウジング１０内に設置された軸受１２
Ａ及び１２Ｂの内側に挿通された主軸１４に形成されか
つ真空チャック１６に連通する真空チャック用通路１８
と、ハウジング１０に形成されて真空チャック用通路１
８に連通した真空チャック用吸引孔２０と、ハウジング
１０の内周面と主軸１４の外周面との間に形成された隙
間２２と、真空チャック用通路１８と真空チャック用吸
引孔２０との間に設けられ、隙間２２に連通する真空チ
ャック用吸引ポケット２４を備え、隙間２２に連通する
補助吸引ポケット４６を少なくとも一つ設け、ハウジン
グ１０に補助吸引ポケット４６に連通して吸引を行う補
助吸引孔４８を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、真空チャックを取
り付けて使用するスピンドル装置に係り、特に、半導体
装置などの洗浄、乾燥、研磨加工などに使用されるスピ
ンドル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、先端に真空チャックを取り付
けて使用する種々のスピンドル装置が提案されている。
この種のスピンドル装置としては、例えば、図４に示す
構造のものが知られている。

【０００３】このスピンドル装置は、図４に示すよう
に、ハウジング１１０と、ハウジング１１０内に組み込
まれた軸受１１２Ａ及び１１２Ｂと、軸受１１２Ａ及び
１１２Ｂの内側に挿通された主軸１１４と、主軸１１４
に形成されかつ真空チャック１１６に連通する真空チャ
ック用通路１１８と、ハウジング１１０に形成されかつ
真空チャック用通路１１８に連通して吸引を行う真空チ
ャック用吸引孔１２０と、を備えて構成されている。ハ
ウジング１１０の内周面と主軸１１４の外周面との間に
は、微小な隙間１２２が形成されている。また、真空チ
ャック用通路１１８と真空チャック用吸引孔１２０との
間には、隙間１２２に連通する真空チャック用吸引ポケ
ット１２４が形成されている。

【０００４】軸受１１２Ａの外輪は、ハウジング１１０
に固定された外輪押さえ１２６によって固定されてい
る。また、ハウジング１１０内であって、軸受１１２Ａ
の側面側には、外気導入口１２８が形成されている。軸
受１１２Ｂの外輪は、予圧ばね１３０及び予圧リング１
３２を介してハウジング１１０に設けられている。ハウ
ジング１１０内であって、軸受１１２Ｂの側面近傍に
は、外気導入口１３６が形成されている。また、軸受１
１２Ａ及び１１２Ｂは、ラビリンス部１３４Ａ及び１３
４Ｂによって外部から密封されている。

【０００５】主軸１１４の先端には、真空チャック１１
６を取り付けるためのフランジ部１３８が形成されてい
る。また、主軸１１４の他端には、図示しないプーリや
カップリングなどが取り付けられ駆動力が伝達される。

【０００６】チャック用吸引ポケット１２４は、主軸１
１４の外周面及びハウジング１１０の内周面にそれぞれ
設けられた、例えば環状溝から形成される空間である。

【０００７】真空チャック１１６は、吸引孔１４０に連
通した複数の環状溝１４２を備え、主軸１１４のフラン
ジ部１３８に固定される。この真空チャック１１６は、
真空チャック用吸引孔１２０から吸引されると、真空チ
ャック用通路１１８を介して吸引孔１４０及び環状溝１
４２から吸気され（負圧になり）、ワークを吸着する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この製
造を備えたスピンドル装置は、吸引によりワークや真空
チャックに付着した研磨かすなどの異物も、空気と共に
吸い込んでしまう。このため、各部品の接合部（ジョイ
ント部）の間に形成された隙間に、前記異物が入り込ん
でしまい、主軸が回転不能になる虞れがある。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題とするものであり、真空チャックによる
ワークの吸着時に、各部品の接合部（ジョイント部）の
間に形成された隙間に入り込んだ（吸い込まれた）異物
などを外部に排出することができるスピンドル装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、先端に真空チャックを取付けて使用する
スピンドル装置であって、ハウジングと、前記ハウジン
グ内に組み込まれた軸受部材の内側に挿通された主軸
と、前記主軸に形成されかつ前記真空チャックに連通す
る通路と、前記ハウジングに形成されかつ前記通路に連
通して吸引を行う吸引孔と、前記ハウジングの内周面と
前記主軸の外周面との間に形成された隙間と、前記通路
と吸引孔との間に設けられかつ前記隙間に連通する吸引
ポケットと、を備え、前記隙間に連通する補助吸引ポケ
ットを少なくとも一つ設け、前記ハウジングに、当該補
助吸引ポケットに連通して吸引を行う補助吸引孔を形成
したスピンドル装置を提供するものである。

【００１１】この構成を備えたスピンドル装置は、主軸
の外周面とハウジングの内周面との間に形成された隙間
から、補助吸引ポケット補助吸引孔を介して、真空チャ
ックによるワークの吸着時に吸い込まれた不要な異物な
どを、外部に排出することができる。

【００１２】前記補助吸引ポケットは、前記吸引ポケッ
トの両側に配置することができる。この構成により、さ
らに効率よく異物などを外部に排出することができる。

【００１３】前記吸引ポケットに接続された吸引孔と、
前記補助吸引ポケットに接続された補助吸引孔は、各々
独立して吸引することができる。この構成により、例え
ば、真空チャックによる吸着を停止した際でも、補助吸
引ポケット部分は吸引を続けることができる。したがっ
て、補助吸引ポケットより外側にある隙間に異物が侵入
することを防止することができる。

【００１４】また、前記吸引孔及び補助吸引孔に１台の
吸引装置（同一の吸引装置）を接続し、当該吸引孔及び
補助吸引孔に、例えば、ソレノイドバルブなどを配設し
て、これらのバルブの開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）を独立に制
御することで、各々独立して吸引することもできる。

【００１５】そしてまた、前記吸引孔及び補助吸引孔
に、別々の吸引装置を接続し、各々独立して吸引するこ
ともできる。

【００１６】前記吸引装置としては、例えば、吸引ポン
プが挙げられる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施の形態
に係るスピンドル装置について、図面を参照して説明す
る。

【００１８】図１は、本実施の形態に係るスピンドル装
置の断面図、図２は、図１のII−II線に沿った断面図、
図３は、図１の左側面図である。

【００１９】図１〜図３に示すように、本実施の形態に
係るスピンドル装置は、ハウジング１０と、ハウジング
１０内に組み込まれた軸受１２Ａ及び１２Ｂと、軸受１
２Ａ及び１２Ｂの内側に挿通された主軸１４と、を備え
て構成されている。ハウジング１０の内周面と主軸１４
の外周面との間には、微小な隙間２２（隙間間隔：約１
０〜２０μｍ程度）が形成されている。

【００２０】主軸１４の先端には、真空チャック１６が
取り付けられている。この主軸１４の長手方向略中央部
から一方の端面にわたる軸心部分には、真空チャック１
６に連通する真空チャック用通路１８が形成されてい
る。

【００２１】ハウジング１０には、一端が真空チャック
用通路１８に連通し、他端が配管接続可能な雌ねじ構造
２９となっており、図示しない吸引装置に接続された真
空チャック用吸引孔２０が形成されている。この真空チ
ャック用吸引孔２０と、真空チャック用通路１８との間
には、隙間２２に連通する真空チャック用吸引ポケット
２４が形成されている。

【００２２】真空チャック用吸引ポケット２４は、主軸
１４の外周面及びハウジング１０の内周面に形成された
環状溝を含む環状の空間からなり、これによって、主軸
１４の回転位置に関わらず、常に真空チャック用吸引孔
２０と真空チャック用通路１８とが連通する。

【００２３】軸受１２Ａの外輪は、ハウジング１０に固
定された外輪押さえ２６によって固定されている。ま
た、軸受１２Ａは、後述の主軸１４のフランジ部３８と
外輪押さえ２６とにより構成されるラビリンス部３４Ａ
によって外部から密封されている。ハウジング１０内で
あって、軸受１２Ａの側面側には、外気導入口２８が形
成されている。

【００２４】軸受１２Ｂの外輪は、予圧ばね３０及び予
圧リング３２を介してハウジング１０に設けられてい
る。また、軸受１２Ｂの内輪は、内輪押さえ２７によっ
て押圧されており、この内輪押さえ２７は、ラビリンス
リング４４と共に、ラビリンス部３４Ｂを形成してい
る。ハウジング１０内であって、軸受１２Ｂの側面近傍
には、外気導入口３６が形成されている。

【００２５】外気導入口２８及び３６の先端は、それぞ
れ配管接続可能な雌ねじ構造３７となっており、該雌ね
じ構造３７には、他端が、異物が入ってこないクリーン
な空間に開口される図示しない例えば管が接続される。

【００２６】主軸１４の先端には、真空チャック１６を
取り付けるためのフランジ部３８が形成されている。ま
た、主軸１４の他端３９には、図示しないプーリやカッ
プリングなどが取り付けられ駆動力が伝達される。

【００２７】さらにチャック用吸引ポケット２４の両側
には、互いに間隔をあけて２個ずつ合計４個の補助吸引
ポケット４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ及び４６Ｄが形成され
ている。これらの補助吸引ポケット４６Ａ、４６Ｂ、４
６Ｃ及び４６Ｄには、ハウジング１０の各々対応する位
置に形成された補助吸引孔４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び
４８Ｄが連通されている。これらの補助吸引ポケット４
６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ及び４６Ｄは、主軸１４の外周面
及びハウジング１０の内周面に形成された環状溝を含む
環状の空間からなり、これによって、主軸１４の回転位
置に関わらず、常に隙間２２と、補助吸引孔４８Ａ、４
８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄが常に連通される。補助吸引孔
４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄの先端は、それぞれ
配管接続可能な雌ねじ構造４７となっており、図示しな
い吸引装置に接続される。

【００２８】なお、本実施の形態では、１台の吸引装置
を用い、この吸引装置に、チャック用吸引孔２０及び補
助吸引孔４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄを接続し、
チャック用吸引孔２０及び補助吸引孔４８Ａ、４８Ｂ、
４８Ｃ及び４８Ｄの各々に図示しないソレノイドバルブ
を配設し、これらのソレノイドバルブに図示しない制御
装置を接続して、各々のソレノイドバルブの開閉状態を
個別に独立して制御することで、各々独立して吸引する
ことができるように構成した。

【００２９】真空チャック１６は、複数の同心円状の環
状溝４２と、放射状の溝４３が連通し、共に吸引孔４０
に連通した構造を備え、主軸１４のフランジ部３８に、
例えばボルト４５によって固定される。この真空チャッ
ク１６は、真空チャック用吸引孔２０から吸引が開始さ
れると、真空チャック用通路１８を介して吸引孔４０を
経て環状溝４２及び放射状の溝４３からエア（空気）を
吸引し、すなわち全ての溝４２及び４３が負圧になり、
ワークを吸着する。

【００３０】なお、符号５１は、Ｏリングである。

【００３１】この構成を備えたスピンドル装置は、図示
しない吸引装置を駆動させ、真空チャック用吸引孔２
０、真空チャック用吸引ポケット２４、真空チャック用
通路１８、吸引孔４０を経て、溝４２及び４３からエア
（空気）を吸引し、ワークの吸着を行う。この時、例え
ば、ワークに付着していたゴミや埃、研磨かすなどの異
物が、前記エアと共に吸い込まれる。

【００３２】前記動作と同時に、補助吸引孔４８Ａ、４
８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄに設けられた図示しないソレノ
イドバルブを開状態にし、補助吸引孔４８Ａ、４８Ｂ、
４８Ｃ及び４８Ｄ、補助吸引ポケット４６Ａ、４６Ｂ、
４６Ｃ及び４６Ｄを経て、隙間２２を介して、前記エア
と共に吸い込まれた異物を吸引し、外部に排出する。こ
のため、各部品の接合部（ジョイント部）の間に形成さ
れた隙間に、前記異物が入り込むことを防止することが
でき、主軸１４が回転不能になることなく、スピンドル
装置を常に良好に作動できる。

【００３３】また、前述したように、真空チャック用吸
引孔２０からの吸引と、補助吸引孔４８Ａ、４８Ｂ、４
８Ｃ及び４８Ｄからの吸引を個別に独立して制御するこ
とで、真空チャック用吸気ポケット２４がアンチャック
となるため、真空チャック用吸引孔２０からの吸引を停
止した際であっても、補助吸引ポケット４６Ａ、４６
Ｂ、４６Ｃ及び４６Ｄを介した補助吸引孔４８Ａ、４８
Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄからの吸引を継続することができ
る。このため、補助吸引ポケット４６Ａ、４６Ｂ、４６
Ｃ及び４６Ｄより外側にある隙間部に異物が侵入するこ
とを防止することができる。

【００３４】なお、本実施の形態では、補助吸引ポケッ
ト２４及びこれに連通した補助吸引孔４８Ａ、４８Ｂ、
４８Ｃ及び４８Ｄを、チャック用吸引ポケット２４の両
側に互いに間隔をあけて２個ずつ合計４個設置した場合
について説明したが、これに限らず、補助吸引ポケット
及び補助吸引孔は、一個以上、任意の数で設置すること
ができる。また、設置個所も任意に設定してよい。

【００３５】また、本実施の形態では、吸引装置を１台
とし、この吸引装置に、真空チャック用吸引孔２０、補
助吸引孔４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄを接続し、
これらにソレノイドバルブを設け、このソレノイドバル
ブの開閉状態を制御することで、真空チャック用吸引孔
２０からの吸引と、補助吸引孔４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ
及び４８Ｄからの吸引を個別に独立して制御する場合に
ついて説明したが、これに限らず、真空チャック用吸引
孔２０からの吸引を行う吸引装置と、補助吸引孔４８
Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄからの吸引を行う吸引装
置とを、別個に設けてもよい。この場合も、ソレノイド
バルブの開閉状態の制御を併用することができる。ま
た、真空チャック用吸引孔２０、補助吸引孔４８Ａ、４
８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄの、各々にそれぞれ個別の吸引
装置を設けてもよい。

【００３６】そしてまた、本実施の形態では、真空チャ
ック用吸引ポケット２４、及び補助吸引ポケット４６
Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ及び４６Ｄの構造として、主軸１４
の外周面及びハウジング１０の内周面に形成された環状
溝を含む環状の空間から構成した場合について説明した
が、これに限らず、前記環状溝は、主軸１４の外周面ま
たはハウジング１０の内周面のいずれか一方に形成して
もよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主軸の外周面とハウジングの内周面との間に形成された
隙間から、補助吸引ポケット補助吸引孔を介して、真空
チャックによるワークの吸着時に吸い込まれた不要な異
物などを、外部に排出することができる。この結果、主
軸が回転不能になることなく、スピンドル装置を常に良
好に作動できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の本実施の形態に係るスピンドル装置の
断面図である。

【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。

【図３】図１の左側面図である。

【図４】従来のスピンドル装置の断面図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング １２ 軸受 １４ 主軸 １６ 真空チャック １８ 真空チャック用通路 ２０ 真空チャック用吸引孔 ２２ 隙間 ２４ 真空チャック用吸引ポケット ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄ 補助吸引ポケット ４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４８Ｄ 補助吸引孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に真空チャックを取付けて使用する
   スピンドル装置であって、 ハウジングと、 前記ハウジング内に組み込まれた軸受部材の内側に挿通
   された主軸と、 前記主軸に形成されかつ前記真空チャックに連通する通
   路と、 前記ハウジングに形成されかつ前記通路に連通して吸引
   を行う吸引孔と、 前記ハウジングの内周面と、前記主軸の外周面との間に
   形成された隙間と、 前記通路と吸引孔との間に設けられかつ前記隙間に連通
   する吸引ポケットと、 を、備え、 前記隙間に連通する補助吸引ポケットを少なくとも一つ
   設け、前記ハウジングに、当該補助吸引ポケットに連通
   して吸引を行う補助吸引孔を形成したスピンドル装置。