JP2005022032A - Spindle device and double wheel grinding device - Google Patents

Spindle device and double wheel grinding device Download PDF

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JP2005022032A
JP2005022032A JP2003190343A JP2003190343A JP2005022032A JP 2005022032 A JP2005022032 A JP 2005022032A JP 2003190343 A JP2003190343 A JP 2003190343A JP 2003190343 A JP2003190343 A JP 2003190343A JP 2005022032 A JP2005022032 A JP 2005022032A
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radial
spindle
bearing portion
main shaft
bearing
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Application number
JP2003190343A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazutaka Hara
一敬 原
Akira Isobe
章 磯部
Shinichiro Tsukahara
真一郎 塚原
Ryuji Furukawa
竜治 古川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately process a workpiece with a spindle rotating at a high speed by sufficiently increasing a critical speed of the spindle, in a spindle device and a double wheel grinding device for rotatably supporting the spindle with a bearing section and processing the workpiece. <P>SOLUTION: First and second radial hydrostatic bearing sections 30a and 32a are arranged in a bearing body 27a disposed in a first housing 15a, a third radial hydrostatic bearing section 38a is disposed in a second housing 16a disposed attachably/detachably to the first housing 15a, and the spindle 12a is rotatably supported by the first to third radial hydrostatic bearing sections 30a, 32a and 38a. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は主軸装置及び両頭研削装置に係り、特に主軸を軸受部により回転可能に支持して被加工物の加工を行う主軸装置及び両頭研削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に従来の主軸装置では、主軸を回転可能に支持する軸受部として静圧媒体を用いた静圧軸受部が適用されている。静圧軸受部には、静圧媒体として液体又は空気が加圧された状態で供給され、この静圧媒体の圧力により主軸は回転可能に支持される。このような静圧軸受部は、ハウジング内に設けられた軸受本体に配設されており、主軸の延在方向から主軸を回転可能に支持するスラスト静圧軸受部と、主軸の延在方向と直交する面方向から主軸を回転可能に支持するラジアル静圧軸受部とにより構成されている。また、主軸とハウジングとの間には、主軸を回転駆動させるためのビルトインモータが配設されている。砥石が配設される側の主軸の端部とビルトインモータとの間に配設された主軸は、2つのラジアル静圧軸受部により回転可能に支持されている。また、スラスト静圧軸受部は、2つのラジアル静圧軸受部の間に配設されたフランジと対向する軸受本体に配設されている。
【0003】
このような主軸装置は、工作機械や研削装置等に適用されており、被加工物を高精度に加工するため、主軸を安定して高速回転させることが必要とされている。そのため、従来の主軸装置では、主軸の外径を大きくして、主軸の剛性及び危険速度を高め、主軸を高速回転させて被加工物の加工を行なっていた(例えば、特許文献1参照。)。このような主軸装置は、高精度に被加工物の加工ができるため、一対の砥石により被加工物の両面を加工する両頭研削装置に用いられている。なお、ここでの危険速度とは、主軸の回転数が主軸の持つ固有振動数と一致する速度のことであり、この危険速度が高い場合には、主軸を安定して高速回転させることができる。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−257037号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、砥石が配設される側の主軸の端部とビルトインモータとの間に設けられた2つラジアル静圧部だけでは、高速回転する主軸を安定して支持することが難しく、主軸の危険速度を十分に高めることができないため、被加工物を精度良く加工することができないという問題があった。
【0006】
そこで本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、主軸の危険速度を十分に高めて、高速回転する主軸により被加工物を高精度に加工することのできる主軸装置及び両頭研削装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【0008】
請求項1記載の発明では、第1の軸受本体に配設され、主軸を回転可能に支持するラジアル静圧軸受部を有した主軸装置において、前記第1の軸受本体の外部に前記ラジアル静圧軸受部とは別にラジアル軸受部を設け、該ラジアル軸受部により前記主軸を回転可能に支持する構成としたことを特徴とする主軸装置により、解決できる。
【0009】
上記発明によれば、第1の軸受本体に配設されたラジアル静圧軸受部と、ラジアル静圧軸受部の配設された位置から離れた第1の軸受本体の外部に設けられたラジアル軸受部とにより主軸を回転可能に支持するため、従来の第1の軸受本体に配設されたラジアル静圧軸受部のみで主軸を回転可能に支持する場合と比較して、高速回転する主軸を安定して支持することができる。
【0010】
請求項2記載の発明では、前記ラジアル静圧軸受部は、2つ設けられており、前記主軸は、前記2つのラジアル静圧軸受部と1つの前記ラジアル軸受部とにより回転可能に支持されることを特徴とする請求項1に記載の主軸装置により、解決できる。
【0011】
上記発明によれば、主軸は2つのラジアル静圧軸受部と1つの前記ラジアル軸受部との3点で支持されるため、従来の2つのラジアル静圧軸受部により主軸を支持する場合と比較して、高速回転する主軸を安定して支持することができる。
【0012】
請求項3記載の発明では、前記ラジアル軸受部は、前記第1の軸受本体とは別体とされた第2の軸受本体に配設されていることを特徴とする請求項1または2に記載の主軸装置により、解決できる。
【0013】
上記発明によれば、第2の軸受本体は第1の軸受本体に対して別体に形成されているため、第1の軸受本体に対する第2の軸受本体の取り付け位置を調整することができるため、ラジアル静圧軸受部及びラジアル軸受部が1つの軸受本体に配設された場合と比較して、容易に第1及び第2の軸受本体内に主軸を収納することができる。また、同一の軸受本体にラジアル静圧軸受部とラジアル軸受部とを配設する場合と比較して、容易にラジアル静圧軸受部とラジアル軸受部とを配設することができる。
【0014】
請求項4記載の発明では、前記第2の軸受本体の内部には、前記主軸を回転駆動させる駆動用モータが配設されており、前記ラジアル軸受部は、前記駆動用モータに近接した前記ラジアル静圧軸受部と該ラジアル軸受部との間の前記主軸の延在方向に前記駆動用モータを挟むような位置に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の主軸装置により、解決できる。
【0015】
上記発明によれば、ラジアル静圧軸受部から離れた位置にラジアル軸受部を配設して、ラジアル静圧軸受部とラジアル軸受部とにより主軸全体を支持するため、主軸が高速回転された際、主軸を安定して支持することができる。
【0016】
請求項5記載の発明では、前記ラジアル軸受部には、静圧媒体を利用した静圧軸受部を用いることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の主軸装置により、解決できる。
【0017】
上記発明によれば、ラジアル軸受部には、静圧軸受部を用いることにより、主軸の荷重が大きい場合でも、高速回転する主軸を回転可能に支持することができる。
【0018】
請求項6記載の発明では、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の主軸装置を備えたことを特徴とする両頭研削装置により、解決できる。
【0019】
上記発明によれば、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の主軸装置を両頭研削装置に具備することにより、高速回転する主軸により被加工物を高精度に加工することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【0021】
本実施例の主軸装置11a,11bは、研削装置の中の1つである両頭研削装置10に適用することができる。始めに、図1を参照して、主軸装置11a,11bを適用した両頭研削装置10の構成について説明し、主軸装置11a,11bについては図2を用いて詳述する。図1は、本発明の主軸装置を適用した両頭研削装置の概略図であり、図2は、本実施例の主軸装置の概略図である。なお、図1乃至2に示したX,X方向はスラスト方向を示しており、Y,Y方向はX,X方向に直交する面方向であるラジアル方向を示している。また、図2において図1と同一構成部分に関しては同一の符号を付す。両頭研削装置10は、大略すると主軸装置11a,11bとワーク保持装置18とにより構成されている。
【0022】
主軸装置11a,11bは、被加工物であるワーク23の研削位置を挟んで同一構成のものが対向するよう2台配設されている。よって、図1に関しては、同図中上部に位置する主軸装置11aには符号aを添記し、図中下部に位置する主軸装置11bには符号bを添記して、主に符号aを添記した側の主軸装置11aについて説明する。
【0023】
図1に示すように、主軸装置11aは、大略すると主軸12aと、砥石13aと、第1のハウジング15aと、第2のハウジング16aとにより構成されている。主軸12aは、第1のハウジング15aと第2のハウジング16aとの内部に配設されている。なお、第2のハウジング16aは、請求項3に記載の第2の軸受本体のことである。ワーク23と対向する側の主軸12aの端部には、ワーク23を研削加工するための砥石13aが一体に配設されている。主軸12aと砥石13aとは、第2のハウジング16a内に配設された後述するビルトインモータ35aにより一体にラジアル方向(Y,Y方向)に回転される。また、主軸12aと砥石13aとは、図示していない移動装置によりスラスト方向(X,X方向)に移動される。
【0024】
ワーク保持装置18は、大略するとワーク保持器フレーム19と、複数のV溝付きローラ21と、駆動源22とにより構成されている。ワーク保持器フレーム19には、ワーク23を回転支持するための複数のV溝付きローラ21と、駆動源22とが形成されており、V溝付きローラ21により支持されたワーク23は、駆動源22によりラジアル方向(Y,Y方向)に回転される。両頭研削装置10による加工は、回転するワーク23に向かって回転移動する一対の砥石13a,13bの研削動作面14a,14bがワーク23の両面と接触することにより行われる。
【0025】
次に、図2を参照して、本発明の実施例である主軸装置11aの構成について説明する。主軸装置11aは、大略すると第1のハウジング15aと、軸受本体27aと、主軸12aと、砥石13aと、第2のハウジング16aと、ビルトインモータ35aと、スラスト静圧軸受部29aと、第1乃至3のラジアル静圧軸受部30a,32a,38aとにより構成されている。
【0026】
主軸12aは、大略すると第1の回転軸体25aと、フランジ26aと、第2の回転軸体34aとにより構成されている。第1の回転軸体25aの一方の端部には砥石13aが一体に配設されており、他方の端部には第2の回転軸体34aが一体に配設されている。また、第2の回転軸体34aの外径は、第1の回転軸体25aの外径よりも小さくなるように構成されている。このように第2の回転軸体34aの外径を第1の回転軸体25aの外径よりも小さくなるように構成することにより、第1のハウジング15aに第2のハウジング16aを接続する際、第1のハウジング15a内に配設された主軸12aを第2のハウジング16a内に収納し易くすることができる。
【0027】
第1の回転軸体25aには、フランジ26aが一体に配設されている。第1の回転軸体25aと、フランジ26aと、第2の回転軸体34aとは一体に配設されている。第1のハウジング15aは、円筒形の形状をしており、第1のハウジング15a内には第1の回転軸体31aが第1のハウジング15aを貫通するように配設されている。第1のハウジング15aと第1の回転軸体25aとの間には、軸受本体27aが配設されている。この軸受本体27aは、請求項1に記載の第1の軸受本体のことである。
【0028】
砥石13a側の第1の回転軸体25aの端部と対向する軸受本体27aには、第1のラジアル静圧軸受部30aが配設されている。第2のラジアル静圧軸受部32aは、第1のラジアル静圧軸受部30aとの間にフランジ26aを挟むことのできる位置で、かつ第1の回転軸体25aと対向する軸受本体27aに配設されている。第1及び第2のラジアル静圧軸受部30a,32aは、加圧状態で供給された静圧媒体を導入して、この静圧媒体の圧力により主軸12aをY,Y方向に回転可能に支持するためのものである。なお、第1及び第2のラジアル静圧軸受部30a,32aは、請求項1に記載のラジアル静圧軸受部のことである。
【0029】
第1のラジアル静圧軸受部30aの砥石13a側には、シール部材31aが配設されており、第2のラジアル静圧軸受部32aの図2中右側には、シール部材33aが配設されている。シール部材31a,33aは、第1又は第2のラジアル静圧軸受部30a,32aに供給された静圧媒体が外部に漏れることを防止するためのものである。フランジ26aと対向する軸受本体27aには、スラスト静圧軸受部29aが配設されている。スラスト静圧軸受部29aは、加圧状態で供給された静圧媒体を導入して、この静圧媒体の圧力により主軸12aをX,X方向から回転可能に支持するためのものである。
【0030】
第2のハウジング16aは、円筒形の形状をしており、第1のハウジング15aとは別体に構成されている。第2のハウジング16a内には、第2の回転軸体34aが第2のハウジング16aを貫通するように配設されている。なお、この第2のハウジング16aは、請求項3に記載の第2の軸受本体のことである。このように、第2のハウジング16aを第1のハウジング15aとは別体な構成とすることにより、主軸装置11aの組み立て時において、主軸12aが配設された第1のハウジング15aに第2のハウジング16aを取り付ける際、第2のハウジング16aの取り付け位置を調整することができる。
【0031】
これにより、第2のハウジング16a内に第2の回転軸体34aを精度良く収納することができ、主軸装置11aの組み立て精度を向上させることができる。また、第2のハウジング16a内に配設された後述する第3のラジアル静圧軸受部38aと第1乃至2のラジアル静圧軸受部30a,32aとを同一ハウジング内に配設することは技術的に困難であるが、第1乃至2のラジアル静圧軸受部30a,32aを軸受本体27aに配設して、第3のラジアル静圧軸受部38aを第2のハウジング16aに配設することで、主軸12aを支持する3つの第1乃至3ラジアル静圧軸受部30a,32a,38aを容易に設けることができる。
【0032】
第2のハウジング16aと第2の回転軸体34aとの間には、空間Aが形成されている。空間Aに位置する第2の回転軸体34aには、ロータ36aが第2の回転軸体34aと一体に配設されている。また、ロータ36aと対向する第2のハウジング16aの面には、ステータ37aが配設されている。駆動用モータであるビルトインモータ35aは、このロータ36aとステータ37aとにより構成されており、このビルトインモータ35aにより主軸12aはラジアル方向(Y,Y方向)に回転駆動させられる。第3のラジアル静圧軸受部38aは、第2の回転軸体34aの端部と対向する第2のハウジング16aに配設されている。この第3のラジアル静圧軸受部38aを設けることにより、ビルトインモータ35aは、スラスト方向(X,X方向)において、第2のラジアル静圧軸受部32aと第3のラジアル静圧軸受部38aとの間の位置に挟まれる。なお、第3のラジアル静圧軸受部38aは、請求項1に記載のラジアル軸受部のことである。
【0033】
このように第3のラジアル静圧軸受部38aを第2のラジアル静圧軸受部32aから離れた主軸12aの端部に配設することで、互いに離間した第1乃至3のラジアル静圧軸受部30a,32a,38aにより高速回転する主軸12aを安定して支持することができ、主軸12aの危険速度を高めることができる。また、従来の主軸装置のように、高速回転する主軸12aで被加工物の加工を行う際、主軸12aの剛性を高める必要が無いので、簡単な構成の主軸12aを用いることができる。さらに、軸受部に静圧媒体を用いた第1乃至3のラジアル静圧軸受部30a,32a,38aを適用することにより、主軸12aの荷重が大きい場合でも、高速回転する主軸12aを安定して支持することができ、主軸12aの危険速度を高めることができる。
【0034】
次に、本発明者が行った従来の主軸装置と本実施例の主軸装置11aとの主軸の危険速度の算出を行った結果について説明する。なお、従来の主軸装置には、第1及び第2のラジアル静圧軸受部30a,32aの2つのラジアル静圧軸受部により主軸12aが支持された構成の装置を用い、主軸は同一の主軸12aを適用した。
【0035】
危険速度の算出を行った結果、従来の主軸装置の主軸12aの危険速度は7454rpmであり、本実施例の主軸装置11aの主軸12aの危険速度は26560rpmであった。この危険速度の算出結果から、従来の2つの第1及び第2のラジアル静圧軸受部30a,32aで主軸12aを支持する場合と比較して、本実施例の3つの第1乃至3のラジアル静圧軸受部30a,32a,38aで主軸12aを支持する場合の方が主軸12aの危険速度を高めることができ、主軸12aを高速回転させて被加工物の加工を行うことができることが分かった。
【0036】
また、第3のラジアル静圧軸受部38aの両側には、第3のラジアル静圧軸受部38aに供給された静圧媒体の漏れを防ぐためのシール部材41a,42aが配設されている。このように、第3のラジアル静圧軸受部38aの両側にシール部材36,37を配設することにより、静圧媒体が主軸装置10の外部又は空間A内に漏れることを防ぐことができ、ビルトインモータ35aの破損を防止することができる。
【0037】
このような両頭研削装置10が加工するワーク23には、シリコンウエハやガラスディスク等があり、シリコンウエハ上には微細なパターンが形成されるため高精度の加工が要求される。本実施例に示した主軸装置11a,11bを両頭研削装置10に適用することにより、主軸12a,12bを高速回転させてワーク23の両面を精度良く加工することができる。
【0038】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。なお、静圧媒体には、水や油等の液体又は空気を用いることができる。また、上記実施例では請求項1に記載のラジアル軸受部として、静圧媒体を用いた第3のラジアル静圧軸受部38aを用いたが、第3のラジアル静圧軸受部38aの代わりにボールベアリング等の接触型ベアリング機構を設けても良い。また、静圧媒体を用いたラジアル静圧軸受部を3つ以上設けても良い。
【0039】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、第1の軸受本体に配設されたラジアル静圧軸受部と、ラジアル静圧軸受部の配設された位置から離れた第1の軸受本体の外部に設けられたラジアル軸受部とにより主軸を回転可能に支持するため、従来の第1の軸受本体に配設されたラジアル静圧軸受部のみで主軸を回転可能に支持する場合と比較して、高速回転する主軸を安定して支持することができる。
【0040】
請求項2記載の発明によれば、主軸は2つのラジアル静圧軸受部と1つの前記ラジアル軸受部との3点で支持されるため、従来の2つのラジアル静圧軸受部により主軸を支持する場合と比較して、高速回転する主軸を安定して支持することができる。
【0041】
請求項3記載の発明によれば、第1の軸受本体に対する第2の軸受本体の取り付け位置の調整が可能なため、ラジアル静圧軸受部及びラジアル軸受部が1つの軸受本体に配設された場合と比較して、容易に第1及び第2の軸受本体内に主軸を収納することができる。
【0042】
請求項4記載の発明によれば、ラジアル静圧軸受部から離れた位置にラジアル軸受部を配設して、ラジアル静圧軸受部とラジアル軸受部とにより主軸全体を支持するため、主軸が高速回転された際、主軸を安定して支持することができる。
【0043】
請求項5記載の発明によれば、ラジアル軸受部には、静圧軸受部を用いることにより、主軸の荷重が大きい場合でも、高速回転する主軸を回転可能に支持することができる。
【0044】
請求項6記載の発明によれば、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の主軸装置を両頭研削装置に具備することにより、高速回転する主軸により被加工物を高精度に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の主軸装置を適用した両頭研削装置の概略図である。
【図2】本実施例の主軸装置の概略図である。
【符号の説明】
10 両頭研削装置
11a、11b 主軸装置
12a、12b 主軸
13a、13b 砥石
14a、14b 研削動作面
15a、15b 第1のハウジング
16a、16b 第2のハウジング
18 ワーク保持装置
19 ワーク保持器フレーム
21 V溝付きローラ
22 駆動源
23 ワーク
25a 第1の回転軸体
26a フランジ
27a 軸受本体
29a スラスト静圧軸受部
30a 第1のラジアル静圧軸受部
31a、33a、41a、42a シール部材
32a 第2のラジアル静圧軸受部
34a 第2の回転軸体
35a ビルトンモータ
36a ロータ
37a ステータ
38a 第3のラジアル静圧軸受部
A 空間
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spindle device and a double-headed grinding device, and more particularly to a spindle device and a double-headed grinding device that process a workpiece while rotatably supporting the spindle by a bearing portion.
[0002]
[Prior art]
In general, in a conventional main shaft device, a hydrostatic bearing portion using a hydrostatic medium is applied as a bearing portion that rotatably supports the main shaft. The hydrostatic bearing is supplied with liquid or air pressurized as a hydrostatic medium, and the main shaft is rotatably supported by the pressure of the hydrostatic medium. Such a hydrostatic bearing is disposed in a bearing body provided in the housing, and includes a thrust hydrostatic bearing that rotatably supports the main shaft from the extending direction of the main shaft, and an extending direction of the main shaft. It is comprised by the radial hydrostatic bearing part which supports a main axis | shaft rotatably from the surface direction orthogonal to. A built-in motor for rotating the main shaft is disposed between the main shaft and the housing. The main shaft disposed between the end of the main shaft on which the grindstone is disposed and the built-in motor is rotatably supported by two radial hydrostatic bearing portions. In addition, the thrust hydrostatic bearing portion is disposed on a bearing body facing a flange disposed between the two radial hydrostatic bearing portions.
[0003]
Such a spindle device is applied to a machine tool, a grinding device or the like, and it is necessary to stably rotate the spindle at a high speed in order to process a workpiece with high accuracy. Therefore, in the conventional spindle device, the outer diameter of the spindle is increased to increase the rigidity and critical speed of the spindle, and the workpiece is processed by rotating the spindle at a high speed (see, for example, Patent Document 1). . Since such a spindle device can process a workpiece with high accuracy, it is used in a double-head grinding device that processes both surfaces of a workpiece with a pair of grindstones. Here, the critical speed is a speed at which the rotational speed of the main shaft matches the natural frequency of the main shaft. When the critical speed is high, the main shaft can be stably rotated at a high speed. .
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-257037
[Problems to be solved by the invention]
However, it is difficult to stably support a spindle that rotates at high speed with only two radial hydrostatic parts provided between the end of the spindle on the side where the grindstone is disposed and the built-in motor, and the danger of the spindle Since the speed cannot be sufficiently increased, there is a problem that the workpiece cannot be processed with high accuracy.
[0006]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a spindle device and a double-head grinding device capable of sufficiently increasing the critical speed of the spindle and machining a workpiece with high accuracy by the spindle rotating at high speed. For the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized by the following measures.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, in the main shaft device having a radial hydrostatic bearing portion that is disposed in the first bearing body and rotatably supports the main shaft, the radial static pressure is provided outside the first bearing main body. This can be solved by a main shaft device characterized in that a radial bearing portion is provided separately from the bearing portion, and the main shaft is rotatably supported by the radial bearing portion.
[0009]
According to the above invention, the radial hydrostatic bearing portion disposed in the first bearing body, and the radial bearing provided outside the first bearing body away from the position where the radial hydrostatic bearing portion is disposed. Since the main shaft is rotatably supported by the part, the main shaft rotating at high speed is more stable than the case where the main shaft is rotatably supported only by the radial hydrostatic bearing portion disposed in the conventional first bearing body. Can be supported.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, two radial hydrostatic bearing portions are provided, and the main shaft is rotatably supported by the two radial hydrostatic bearing portions and the one radial bearing portion. This can be solved by the spindle device according to claim 1.
[0011]
According to the above invention, since the main shaft is supported at three points of two radial hydrostatic bearing portions and one radial bearing portion, it is compared with the case where the main shaft is supported by two conventional radial hydrostatic bearing portions. Thus, the spindle rotating at high speed can be stably supported.
[0012]
The invention according to claim 3 is characterized in that the radial bearing portion is disposed in a second bearing body that is separate from the first bearing body. This can be solved by the spindle device.
[0013]
According to the above invention, since the second bearing body is formed separately from the first bearing body, the mounting position of the second bearing body with respect to the first bearing body can be adjusted. As compared with the case where the radial hydrostatic bearing portion and the radial bearing portion are disposed in one bearing body, the main shaft can be easily accommodated in the first and second bearing bodies. Further, the radial hydrostatic bearing portion and the radial bearing portion can be easily arranged as compared with the case where the radial hydrostatic bearing portion and the radial bearing portion are arranged in the same bearing body.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, a drive motor that rotationally drives the main shaft is disposed inside the second bearing body, and the radial bearing portion is adjacent to the drive motor. The spindle device according to claim 3, wherein the spindle device according to claim 3 is provided so as to sandwich the drive motor in a direction in which the spindle is extended between the hydrostatic bearing portion and the radial bearing portion. it can.
[0015]
According to the above invention, the radial bearing portion is disposed at a position away from the radial hydrostatic bearing portion, and the main shaft is supported by the radial hydrostatic bearing portion and the radial bearing portion. The main shaft can be stably supported.
[0016]
The invention according to claim 5 is solved by the spindle device according to any one of claims 1 to 4, wherein a static pressure bearing portion using a static pressure medium is used for the radial bearing portion. it can.
[0017]
According to the above invention, by using the hydrostatic bearing portion as the radial bearing portion, the main shaft rotating at high speed can be rotatably supported even when the load on the main shaft is large.
[0018]
The invention according to claim 6 can be solved by a double-head grinding apparatus comprising the spindle device according to any one of claims 1 to 5.
[0019]
According to the said invention, by providing the spindle apparatus of any one of Claim 1 thru | or 5 in a double-headed grinding apparatus, a workpiece can be processed with high precision by the spindle which rotates at high speed.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
The spindle devices 11a and 11b of the present embodiment can be applied to a double-head grinding device 10 that is one of grinding devices. First, with reference to FIG. 1, the structure of the double-head grinding apparatus 10 to which the spindle apparatuses 11a and 11b are applied will be described, and the spindle apparatuses 11a and 11b will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view of a double-head grinding apparatus to which the spindle apparatus of the present invention is applied, and FIG. 2 is a schematic view of the spindle apparatus of the present embodiment. 1 and 2, the X and X directions indicate thrust directions, and the Y and Y directions indicate radial directions that are plane directions orthogonal to the X and X directions. In FIG. 2, the same components as those in FIG. The double-head grinding apparatus 10 is mainly composed of spindle apparatuses 11 a and 11 b and a work holding apparatus 18.
[0022]
Two spindle devices 11a and 11b are arranged so that the same configuration faces each other across the grinding position of the workpiece 23 which is a workpiece. Therefore, with respect to FIG. 1, the spindle device 11a located in the upper part of the figure is appended with the symbol a, the spindle device 11b located in the lower part of the drawing is appended with the symbol b, and is mainly appended with the symbol a. The main spindle device 11a on the side thus formed will be described.
[0023]
As shown in FIG. 1, the spindle device 11a is roughly constituted by a spindle 12a, a grindstone 13a, a first housing 15a, and a second housing 16a. The main shaft 12a is disposed inside the first housing 15a and the second housing 16a. The second housing 16a is the second bearing body according to claim 3. A grindstone 13a for grinding the workpiece 23 is integrally disposed at the end of the main shaft 12a on the side facing the workpiece 23. The main shaft 12a and the grindstone 13a are integrally rotated in the radial direction (Y, Y direction) by a built-in motor 35a described later disposed in the second housing 16a. The main shaft 12a and the grindstone 13a are moved in the thrust direction (X, X direction) by a moving device (not shown).
[0024]
In general, the work holding device 18 includes a work holder frame 19, a plurality of V-grooved rollers 21, and a drive source 22. The work holder frame 19 is formed with a plurality of V-grooved rollers 21 and a drive source 22 for rotating and supporting the work 23, and the work 23 supported by the V-grooved rollers 21 is a drive source. 22 is rotated in the radial direction (Y, Y direction). The processing by the double-head grinding apparatus 10 is performed when the grinding operation surfaces 14 a and 14 b of the pair of grindstones 13 a and 13 b that rotate and move toward the rotating workpiece 23 come into contact with both surfaces of the workpiece 23.
[0025]
Next, with reference to FIG. 2, the structure of the spindle device 11a which is an embodiment of the present invention will be described. In general, the main shaft device 11a includes a first housing 15a, a bearing body 27a, a main shaft 12a, a grindstone 13a, a second housing 16a, a built-in motor 35a, a thrust hydrostatic bearing 29a, and first to 3 radial hydrostatic bearings 30a, 32a, 38a.
[0026]
The main shaft 12a is roughly constituted by a first rotating shaft body 25a, a flange 26a, and a second rotating shaft body 34a. A grindstone 13a is integrally disposed at one end of the first rotating shaft 25a, and a second rotating shaft 34a is integrally disposed at the other end. Further, the outer diameter of the second rotating shaft body 34a is configured to be smaller than the outer diameter of the first rotating shaft body 25a. When the second housing 16a is connected to the first housing 15a by configuring the outer diameter of the second rotating shaft member 34a to be smaller than the outer diameter of the first rotating shaft member 25a in this way. The main shaft 12a disposed in the first housing 15a can be easily accommodated in the second housing 16a.
[0027]
A flange 26a is integrally disposed on the first rotating shaft body 25a. The first rotating shaft body 25a, the flange 26a, and the second rotating shaft body 34a are integrally disposed. The first housing 15a has a cylindrical shape, and a first rotating shaft 31a is disposed in the first housing 15a so as to penetrate the first housing 15a. A bearing body 27a is disposed between the first housing 15a and the first rotating shaft body 25a. The bearing body 27a is a first bearing body according to claim 1.
[0028]
A first radial hydrostatic bearing portion 30a is disposed on the bearing body 27a facing the end portion of the first rotating shaft body 25a on the grindstone 13a side. The second radial hydrostatic bearing portion 32a is disposed in a bearing body 27a at a position where the flange 26a can be sandwiched between the second radial hydrostatic bearing portion 30a and facing the first rotary shaft body 25a. It is installed. The first and second radial hydrostatic bearings 30a and 32a introduce a hydrostatic medium supplied in a pressurized state, and support the main shaft 12a to be rotatable in the Y and Y directions by the pressure of the hydrostatic medium. Is to do. In addition, the 1st and 2nd radial hydrostatic bearing parts 30a and 32a are the radial hydrostatic bearing parts of Claim 1.
[0029]
A seal member 31a is disposed on the grindstone 13a side of the first radial hydrostatic bearing portion 30a, and a seal member 33a is disposed on the right side of the second radial hydrostatic bearing portion 32a in FIG. ing. The seal members 31a and 33a are for preventing the static pressure medium supplied to the first or second radial static pressure bearing portions 30a and 32a from leaking to the outside. A thrust hydrostatic bearing portion 29a is disposed on the bearing body 27a facing the flange 26a. The thrust hydrostatic bearing 29a is for introducing a hydrostatic medium supplied in a pressurized state and supporting the main shaft 12a rotatably from the X and X directions by the pressure of the hydrostatic medium.
[0030]
The second housing 16a has a cylindrical shape, and is configured separately from the first housing 15a. A second rotating shaft 34a is disposed in the second housing 16a so as to penetrate the second housing 16a. The second housing 16a is the second bearing body according to claim 3. In this way, by configuring the second housing 16a to be separate from the first housing 15a, the second housing 16a has the second housing 16a in which the main shaft 12a is disposed when the main shaft device 11a is assembled. When mounting the housing 16a, the mounting position of the second housing 16a can be adjusted.
[0031]
Thereby, the 2nd rotating shaft body 34a can be accurately accommodated in the 2nd housing 16a, and the assembly precision of the main axis | shaft apparatus 11a can be improved. Further, it is a technique to arrange a third radial hydrostatic bearing portion 38a, which will be described later, disposed in the second housing 16a and first and second radial hydrostatic bearing portions 30a, 32a in the same housing. Although it is difficult, the first and second radial hydrostatic bearing portions 30a and 32a are arranged in the bearing body 27a, and the third radial hydrostatic bearing portion 38a is arranged in the second housing 16a. Thus, the three first to third radial hydrostatic bearing portions 30a, 32a, and 38a that support the main shaft 12a can be easily provided.
[0032]
A space A is formed between the second housing 16a and the second rotating shaft body 34a. A rotor 36a is disposed integrally with the second rotating shaft body 34a in the second rotating shaft body 34a located in the space A. A stator 37a is disposed on the surface of the second housing 16a facing the rotor 36a. The built-in motor 35a, which is a drive motor, is composed of the rotor 36a and the stator 37a, and the main shaft 12a is rotationally driven in the radial direction (Y, Y direction) by the built-in motor 35a. The third radial hydrostatic bearing portion 38a is disposed in the second housing 16a facing the end of the second rotating shaft body 34a. By providing the third radial hydrostatic bearing 38a, the built-in motor 35a has a second radial hydrostatic bearing 32a and a third radial hydrostatic bearing 38a in the thrust direction (X, X direction). Sandwiched between the positions. The third radial hydrostatic bearing 38 a is a radial bearing according to claim 1.
[0033]
Thus, by arranging the third radial hydrostatic bearing portion 38a at the end of the main shaft 12a away from the second radial hydrostatic bearing portion 32a, the first to third radial hydrostatic bearing portions separated from each other. The main shaft 12a that rotates at high speed can be stably supported by 30a, 32a, and 38a, and the critical speed of the main shaft 12a can be increased. In addition, unlike the conventional spindle device, when the workpiece is machined by the spindle 12a that rotates at high speed, it is not necessary to increase the rigidity of the spindle 12a. Therefore, the spindle 12a having a simple configuration can be used. Further, by applying the first to third radial hydrostatic bearings 30a, 32a, and 38a using a hydrostatic medium for the bearing, the spindle 12a that rotates at high speed can be stabilized even when the load on the spindle 12a is large. It can be supported and the critical speed of the main shaft 12a can be increased.
[0034]
Next, a description will be given of the result of calculation of the critical speed of the spindle between the conventional spindle apparatus performed by the present inventor and the spindle apparatus 11a of the present embodiment. The conventional spindle device uses a device in which the spindle 12a is supported by two radial hydrostatic bearings, the first and second radial hydrostatic bearings 30a and 32a, and the spindle is the same spindle 12a. Applied.
[0035]
As a result of calculating the critical speed, the critical speed of the main spindle 12a of the conventional main spindle apparatus was 7454 rpm, and the critical speed of the main spindle 12a of the main spindle apparatus 11a of the present embodiment was 26560 rpm. From the calculation result of the critical speed, compared to the case where the main shaft 12a is supported by the two conventional first and second radial hydrostatic bearing portions 30a and 32a, the three first to third radials of this embodiment are used. It has been found that when the main shaft 12a is supported by the hydrostatic bearing portions 30a, 32a, and 38a, the critical speed of the main shaft 12a can be increased, and the workpiece can be processed by rotating the main shaft 12a at a high speed. .
[0036]
Further, on both sides of the third radial hydrostatic bearing portion 38a, seal members 41a and 42a for preventing leakage of the hydrostatic medium supplied to the third radial hydrostatic bearing portion 38a are disposed. Thus, by disposing the seal members 36 and 37 on both sides of the third radial hydrostatic bearing portion 38a, it is possible to prevent the hydrostatic medium from leaking outside the spindle device 10 or in the space A, Damage to the built-in motor 35a can be prevented.
[0037]
The workpiece 23 processed by the double-head grinding apparatus 10 includes a silicon wafer, a glass disk, and the like. Since a fine pattern is formed on the silicon wafer, high-precision processing is required. By applying the spindle apparatuses 11a and 11b shown in the present embodiment to the double-head grinding apparatus 10, the spindles 12a and 12b can be rotated at high speed to process both surfaces of the workpiece 23 with high accuracy.
[0038]
The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible. In addition, liquid or air, such as water and oil, can be used for a static pressure medium. Moreover, in the said Example, although the 3rd radial hydrostatic bearing part 38a using a static pressure medium was used as a radial bearing part of Claim 1, instead of the 3rd radial hydrostatic bearing part 38a, a ball A contact-type bearing mechanism such as a bearing may be provided. Moreover, you may provide three or more radial hydrostatic bearing parts using a hydrostatic medium.
[0039]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the radial hydrostatic bearing portion disposed in the first bearing main body and the first bearing main body provided outside the position where the radial hydrostatic bearing portion is disposed. Since the main shaft is rotatably supported by the radial bearing portion provided, the main shaft can be rotated at a higher speed than the conventional case where the main shaft is rotatably supported only by the radial hydrostatic bearing portion disposed in the first bearing body. Can stably support the main shaft.
[0040]
According to the invention described in claim 2, since the main shaft is supported at three points of the two radial hydrostatic bearing portions and the one radial bearing portion, the main shaft is supported by the two conventional radial hydrostatic bearing portions. Compared to the case, the spindle rotating at high speed can be stably supported.
[0041]
According to the third aspect of the present invention, since the mounting position of the second bearing body relative to the first bearing body can be adjusted, the radial hydrostatic bearing portion and the radial bearing portion are disposed in one bearing body. Compared to the case, the main shaft can be easily accommodated in the first and second bearing bodies.
[0042]
According to the invention described in claim 4, since the radial bearing portion is disposed at a position away from the radial hydrostatic bearing portion and the entire main shaft is supported by the radial hydrostatic bearing portion and the radial bearing portion, the main shaft has a high speed. When rotated, the spindle can be stably supported.
[0043]
According to the invention described in claim 5, by using the hydrostatic bearing portion as the radial bearing portion, the main shaft rotating at high speed can be rotatably supported even when the load on the main shaft is large.
[0044]
According to the sixth aspect of the present invention, the spindle device according to any one of the first to fifth aspects is provided in the double-head grinding device, whereby the workpiece is machined with high accuracy by the high-speed spindle. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a double-head grinding apparatus to which a spindle device of the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic view of a spindle device of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Double-head grinding apparatus 11a, 11b Main spindle apparatus 12a, 12b Main spindle 13a, 13b Grinding wheel 14a, 14b Grinding operation surface 15a, 15b First housing 16a, 16b Second housing 18 Work holding apparatus 19 Work holder frame 21 With V groove Roller 22 Drive source 23 Work 25a First rotary shaft body 26a Flange 27a Bearing body 29a Thrust hydrostatic bearing 30a First radial hydrostatic bearings 31a, 33a, 41a, 42a Seal member 32a Second radial hydrostatic bearing Portion 34a second rotating shaft body 35a bilton motor 36a rotor 37a stator 38a third radial hydrostatic bearing portion A space

Claims (6)

第1の軸受本体に配設され、主軸を回転可能に支持するラジアル静圧軸受部を有した主軸装置において、
前記第1の軸受本体の外部に前記ラジアル静圧軸受部とは別にラジアル軸受部を設け、該ラジアル軸受部により前記主軸を回転可能に支持する構成としたことを特徴とする主軸装置。
In the main shaft device having a radial hydrostatic bearing portion disposed on the first bearing body and rotatably supporting the main shaft,
A main shaft device characterized in that a radial bearing portion is provided outside the first bearing main body separately from the radial hydrostatic bearing portion, and the main shaft is rotatably supported by the radial bearing portion.
前記ラジアル静圧軸受部は、2つ設けられており、
前記主軸は、前記2つのラジアル静圧軸受部と1つの前記ラジアル軸受部とにより回転可能に支持されることを特徴とする請求項1に記載の主軸装置。
Two radial hydrostatic bearings are provided,
The spindle device according to claim 1, wherein the spindle is rotatably supported by the two radial hydrostatic bearing portions and the one radial bearing portion.
前記ラジアル軸受部は、前記第1の軸受本体とは別体とされた第2の軸受本体に配設されていることを特徴とする請求項1または2に記載の主軸装置。3. The spindle device according to claim 1, wherein the radial bearing portion is disposed in a second bearing body that is separate from the first bearing body. 4. 前記第2の軸受本体の内部には、前記主軸を回転駆動させる駆動用モータが配設されており、
前記ラジアル軸受部は、前記駆動用モータに近接した前記ラジアル静圧軸受部と該ラジアル軸受部との間の前記主軸の延在方向に前記駆動用モータを挟むような位置に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の主軸装置。
A drive motor for rotating the main shaft is disposed inside the second bearing body,
The radial bearing portion is provided at a position sandwiching the drive motor in the extending direction of the main shaft between the radial hydrostatic bearing portion adjacent to the drive motor and the radial bearing portion. The spindle device according to claim 3.
前記ラジアル軸受部には、静圧媒体を利用した静圧軸受部を用いることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の主軸装置。The spindle device according to any one of claims 1 to 4, wherein a static pressure bearing portion using a static pressure medium is used for the radial bearing portion. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の主軸装置を備えたことを特徴とする両頭研削装置。A double-head grinding apparatus comprising the spindle device according to any one of claims 1 to 5.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009248267A (en) * 2008-04-09 2009-10-29 Disco Abrasive Syst Ltd Grinding device
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