JP2014083644A

JP2014083644A - 平面研削方法及び平面研削盤のクーラント供給装置

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Publication number: JP2014083644A
Application number: JP2012235444A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shibanaka; 篤志芝中
Original assignee: Koyo Machine Industries Co Ltd
Current assignee: JTEKT Machine Systems Corp
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-05-12
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: JP6007061B2

Abstract

【課題】クーラント流量の多少に関係なく重力の影響を受けずに、クーラントをより均等に且つ継続して砥石の全周に供給することができ、砥石の自生作用が安定して起こる状態を維持できるようにする。
【解決手段】砥石軸３側の供給通路１２から砥石５側端部の飛散手段７に供給されたクーラントを、砥石軸３の回転時の遠心力により飛散手段７を経て砥石５の研削部６に内側から供給する。砥石軸３の供給通路１２の出口１３側に嵌合された分流体１４を備え、この分流体１４の外周に、供給通路１２からのクーラントを砥石軸３と一体回転する分流体１４の回転に伴って周方向に略均等に分流させながら飛散手段７へと供給する分流路２１を周方向に略等配に形成する。クーラントは自由水面１２Ａよりも下側を通過中の分流路２１に流入し、分流体１４の回転に伴って全周の分流路２１に略均等に分流される。
【選択図】図１

Description

本発明は、平面研削方法及び平面研削盤のクーラント供給装置に関し、シリコンウェーハ等のワークを研削する際に、砥石の研削部の全面に内側から略均等にクーラントを供給できるようにしたものである。

平面研削盤によりシリコンウェーハ等のワークの片面研削又は両面同時研削を行う場合、砥石軸の砥石装着台に装着された砥石の内周側にクーラントの飛散手段を備え、砥石軸の中心側の供給通路から供給されたクーラントを、飛散手段により外周の研削部側へと飛散させて研削部に対して内側から供給するようにしている。

この種のクーラント供給装置には、従来、その飛散手段による飛散形式の違いにより、砥石装着台と対向して配置された飛散板を経てクーラントを飛散させる飛散板式と、砥石の研削部の内周側の吐出孔を経て飛散させる吐出孔式とがある。

そして、飛散板式のクーラント供給装置には、飛散板に砥石装着台に対向して羽根を設け、この羽根の回転によるポンプ作用を利用してクーラントを供給するもの（特許文献１）、飛散板に砥石装着台に対向して放射状に通路を設け、飛散板の回転による遠心力によって各通路を経てクーラントを飛散させて供給するもの（特許文献２）、砥石軸と飛散板とに、所定の隙間をおいて相対向するテーパー面を形成し、その隙間部を経て遠心力によりクーラントを飛散させて供給するもの（特許文献３、４）等がある。

また吐出孔式のクーラント供給装置は、砥石の研削部の内周側に対応して周方向に複数個の吐出孔を略等配に形成する一方、砥石軸内の供給通路と各吐出孔とを連通する分岐路を設け、供給通路からのクーラントを分岐路を経て吐出口へと供給し、遠心力により吐出口から研削部に吐出して飛散させるようにしている（特許文献５）。

特開平９−３８８６６号公報特開２００２−１１６６０号公報特開昭５８−４５８７４号公報特開平１１−２６７９７３号公報特開２００４−２５３４４号公報

従来の飛散板式のクーラント供給装置では、砥石軸の回転時のポンプ作用又は遠心力を利用して飛散板の外周から砥石の研削部へとクーラントを飛散させるようにしている。このため飛散板と砥石装着台の対向面との隙間にバラツキがあるか、又は飛散板の中心部に供給されるクーラントの流量にバラツキが生じた場合には、クーラントが飛散板の流れ易い箇所に集中する偏りが生じて、その状態のままでクーラントが一定の軌道を描きながら飛散することがある。その結果、砥石の研削部の全周にクーラントを略均一に供給できなくなって、加工後のワークの平面度が低下する等の研削精度の低下を招く惧れがある。特に砥石軸の回転数が低下した低回転数の場合には、ポンプ作用又は遠心力が低下するため、クーラントが重力の影響を受けて一定の軌道を描きながら飛散する状況が顕著になる傾向にある。

しかし、ワークの加工精度に影響を与えない程度までクーラントの供給量を増やして加工精度の低下を防止することが考えられるが、その場合にはクーラントの流量が必要以上に増加し、そのため環境の問題やクーラント供給に関連する付帯設備の大型化の問題が生じるだけでなく、クーラントと一緒に研削屑や砥石屑が排出されてしまい、研削屑や砥石屑により砥石の目立てが行える砥石の自生作用が低下するという問題がある。

一方、吐出孔式のクーラント供給装置では、供給通路内のクーラントの流量が少ない場合でも、そのクーラントを砥石軸の回転に伴って各分岐路へと略均等に分岐させることができ、その各分岐路に分岐したクーラントを遠心力により吐出孔から砥石の研削部の内側に供給するため、飛散板式の問題点を解消できる利点がある。しかし、この吐出孔式は、砥石の研削部の内周側に対応して複数個の吐出孔を形成するだけでなく、その複数個の吐出孔を砥石軸の中心の供給通路に連通する複数個の分岐孔を斜め方向に形成する必要があり、そのため飛散板式に比較して孔加工等が煩雑であり製造コストが高騰する等の問題がある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、クーラント流量の多少に関係なく重力の影響を受けずに、クーラントをより均等に且つ継続して砥石の全周に供給することが可能であり、砥石の自生作用が安定して発生する状態を維持でき、その結果、研削負荷が安定してワークの研削精度の向上及び研削精度の安定性の向上を図ることができ、しかもクーラント流量を少なくでき、製造コストを低減できる平面研削方法及び平面研削盤のクーラント供給装置を提供することを目的とする。

本発明に係る平面研削方法は、砥石軸側の供給通路から砥石側端部の飛散手段に供給されるクーラントを、前記砥石軸の回転時の遠心力により前記飛散手段を経て前記砥石の研削部に供給しながら前記砥石によりワークを研削する平面研削方法において、前記供給通路の出口側に嵌合され前記砥石軸と一体回転する分流体の回転に伴って、該分流体の外周又は外周側近傍に周方向に略等配に設けられた複数個の分流路にクーラントを分流させながら前記飛散手段へと供給するものである。前記分流路が前記供給通路内のクーラントの自由水面よりも下側を通過するときに該分流路にクーラントを分流させることが望ましい。

本発明に係る平面研削盤のクーラント供給装置は、砥石軸側の供給通路から砥石側端部の飛散手段に供給されたクーラントを、前記砥石軸の回転時の遠心力により前記飛散手段を経て前記砥石の研削部に内側から供給するようにした平面研削盤のクーラント供給装置において、前記砥石軸の前記供給通路の出口側に嵌合された分流体を備え、該分流体の外周又は外周側近傍に、前記砥石軸と一体回転する前記分流体の回転に伴って前記供給通路からのクーラントを分流させて前記飛散手段へと供給する分流路を周方向に略等配に設けたものである。

前記分流路が前記供給通路内のクーラントの自由水面よりも下側を通過するときに該分流路にクーラントを分流させることが望ましい。前記分流体は外周面に前記分流路を有することもある。前記分流体の上手側に、前記各分流路に内周側から連通し且つ前記供給通路からのクーラントを前記各分流路へと流入させる流入部を備えたものでもよい。

前記飛散手段は前記砥石側端部に装着され且つ前記分流体で分流されたクーラントを遠心力により外周側に飛散させる飛散板を有するものでもよい。前記飛散手段は前記分流路から外側へと飛散するクーラントを周方向に拡散させる拡散手段を備えたものでもよい。前記拡散手段は外側へと飛散するクーラントが衝突する障害壁と、該障害壁に衝突後のクーラントを周方向に拡散させながら外側へと飛散させる拡散用隙間とを備えたものでもよい。前記飛散板と、前記出口内の段部との間で前記分流体を挟持してもよい。

本発明では、クーラント流量の多少に関係なく重力の影響を受けずに、クーラントをより均等に且つ継続して砥石の全周に供給することが可能であり、砥石の自生作用が安定して起こる状態を維持でき、その結果、研削負荷が安定してワークの研削精度の向上及び研削精度の安定性の向上を図ることができ、しかもクーラント流量を少なくでき、製造コストを低減できる利点がある。

本発明の第１の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面断面図である。同分流体側の側面断面図である。同分流体及び飛散板の側面図である。同分流体及び飛散板の正面断面図である。本発明の第２の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面断面図である。本発明の第３の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面断面図である。同飛散板の側面図である。同要部の拡大図である。本発明の第４の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面断面図である。本発明の第５の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面断面図である。同分流体の側面断面図である。本発明の第６の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面断面図である。同飛散板の側面図である。本発明の第７の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面断面図である。同飛散板の側面図である。本発明の第８の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面断面図である。同分流体の側面断面図である。本発明の第９の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の正面断面図である。同飛散板の側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。図１〜図４はシリコンウェーハ等の薄板状のワークの両面を平面研削する横型両頭平面研削盤に採用した場合のクーラント供給装置を例示する。図１、図２において、１はシリコンウェーハ等の薄板状のワークである。２は横型両頭平面研削盤、３はその砥石軸で、ワーク１の左右両側に相対向して配置され、左右方向に摺動自在な左右一対の摺動ベース上の軸受台（図示省略）により軸心廻りに回転自在に支持されている。

各砥石軸３は相対向する一端側に砥石装着台４を有し、その砥石装着台４に、ワーク１を研削する砥石５と、ワーク１の研削時にクーラントを飛散させて砥石５の研削部６の全周に内側から供給する飛散手段７とが装着され、また砥石軸３の他端側には砥石軸３の回転駆動用の駆動源（図示省略）が設けられている。

砥石５はカップ型であって、研削部６と、この研削部６を支持する基台８を略同心状に備え、その基台８が砥石装着台４の端面に周方向に複数本のボルト等の固定手段９により着脱自在に装着されている。基台８の砥石５の内周側には、後述の飛散手段７から飛散するクーラントを砥石５の研削部６側へと案内するためのテーパー面１０が略同心状に設けられている。

砥石軸３の略中心部には、クーラントを供給する供給通路１２と、この供給通路１２に連通して砥石装着台４、環体１１等の内周に形成された出口１３とが軸心方向に設けられている。砥石装着台４は環体１１を介して砥石軸３の先端部に着脱自在に固定されている。出口１３には外周に分流路２１を有する分流体１４が軸心方向に着脱自在に嵌合され、砥石軸３と一体回転する分流体１４の回転により、供給通路１２からのクーラントを周方向の全周に略均等に分流させながら飛散手段７へと送るようになっている。

供給通路１２は砥石５と反対側でクーラントの供給源（図示省略）に接続されており、この供給通路１２の通路断面積に比較してクーラントの流量が少ない場合には、供給源から供給されたクーラントが、その上側に自由水面１２Ａができる状態で供給通路１２内を流れている。これは比較的小径の供給通路１２が砥石軸３の略中央にあり、クーラントが砥石軸３の回転時の遠心力の影響を受け難いためである。なお、クーラントの自由水面１２Ａのレベルは、クーラント流量が少なければ下がり多ければ上がるが、供給通路１２内に自由水面１２Ａができるようにクーラント流量を決定することが望ましい。

しかし、クーラントの流量が多い場合には、クーラントの内圧の極端な上昇を防止できる程度であれば、クーラントが供給通路１２の通路断面の全体に充満した状態で流れるようにしてもよい。また供給通路１２内のクーラントに自由水面１２Ａができるか否かは、供給通路１２の通路断面積とクーラントの流量との関係によって決まることであり、砥石５の研削部６に供給されるクーラントの供給量の多少には直接は関係しない。

飛散手段７は相対向して配置されたベース板１６と飛散板１７とを有し、そのベース板１６は基台８の内側で砥石装着台４の端面に周方向に複数本のボルト等の固定手段１８により着脱自在に装着され、また飛散板１７はベース板１６の端面に周方向に複数本のボルト等の固定手段１９により着脱自在に装着されている。

出口１３は供給通路１２の先端側で砥石装着台４、環体１１及びベース板１６に跨がって軸心方向に連続状に形成されている。なお、砥石装着台４、環体１１等を砥石軸３の先端部の外周に套嵌した場合には、出口１３は供給通路１２と一体に砥石軸３の先端部の内周に設けてもよい。

分流体１４はその回転により供給通路１２からのクーラントを周方向に略均等に分流させるためのもので、出口１３に挿脱自在に挿入されている。この分流体１４にはその外周に軸心方向に平行に溝状の複数個の分流路２１が周方向に略等配に形成され、また供給通路１２側の端部に、供給通路１２からのクーラントが各分流路２１へと流入し易くなるように各分流路２１の内周側に連通する流入部２２が形成されている。従って、例えば砥石軸３、分流体１４が図２のＸ矢示方向に回転する場合には、供給通路１２から流入部２２に達したクーラントは、その自由水面１２Ａの下側にある分流路２１に流入しながら、その回転に伴って順次全周の各分流路２１へと分流されて行く。

分流路２１は周方向の幅に対して径方向の深さが大の溝状であり、分流体１４の回転時に各分流路２１間の隔壁の内側部分で流入部２２内のクーラントを攪拌し難くなっている。なお、分流路２１は周方向の幅を大にし径方向の深さを浅くしてもよいし、周方向の幅、径方向の深さを共に同程度にする等、クーラント流量等を考慮しながら適宜決定すればよい。流入部２２は各分流路２１の上手側内周に連通する凹入状に形成されている。

飛散板１７は、図３、図４に示すように、固定手段１９によりベース板１６に固定された円板状のフランジ部２３と、このフランジ部２３の略中心部からベース板１６側に突出してベース板１６の内周に挿入される突出部２４とを有する。そして、飛散板１７のフランジ部２３及び突出部２４のベース板１６と対向する対向面には、分流体１４の各分流路２１に連通し且つ砥石軸３、分流体１４の回転時に分流路２１からのクーラントを遠心力により外周側へと飛散させるための溝状の飛散路２５が放射状に形成されている。ベース板１６には飛散板１７の外周から飛散するクーラントを研削部６側へと案内するテーパー面２６が設けられている。突出部２４は省略してもよい。

分流体１４は飛散板１７の突出部２４と砥石軸３の段部２７とにより軸心方向の両側から挟持され、また位置決め手段２９により飛散板１７に対して相対回転不能に位置決めされている。分流体１４の供給通路１２側には砥石軸３の端面により形成された段部２７があり、この段部２７と分流体１４との間にＯリング等の弾性シールリング３０と、筒体等のスペーサ３１とが軸心方向に介在されている。

弾性シールリング３０は砥石軸３と環体１１との隙間からのクーラントの漏れを防止すると共に、飛散板１７、分流体１４の寸法のバラツキによるガタ等を防止するために使用されている。スペーサ３１の分流体１４側の内周には、クーラントが分流体１４の各分流路２１に流れ込み易くなるように、分流体１４に向かって外側へと広がるテーパー状の流入案内面３１ａが設けられている。位置決め手段２９は飛散板１７の突出部２４と分流体１４との対向凹部に挿入された１本又は複数本の位置決めピン３３を有し、分流路２１と飛散路２５とが連通した状態で分流体１４が回転しないように飛散板１７に位置決めしている。なお、流入案内面３１ａは分流体１４に向かって広がる形状であればテーパー状以外の形状、例えば円弧状等でもよい。

ワーク１の両面を平面研削するに際しては、駆動源の駆動により砥石軸３を軸心廻りにＸ矢示方向に回転させながら、ワーク１の両側に配置された一対の砥石５によりその両面を研削する。このワーク１の研削中は供給通路１２から飛散手段７へとクーラントを送り、飛散手段７の外周から砥石５の研削部６の全周に内側から略均等にクーラントを供給する。

研削中は砥石軸３と一体に分流体１４、飛散板１７がＸ矢示方向に回転している。しかし、クーラント流量が少ない場合には、クーラントはその上側に自由水面１２Ａができるように、常に重力を受けながら供給通路１２内の下部を出口１３側へと流れる。そして、分流体１４の上手側に到達したクーラントは、まずスペーサ３１を経て分流体１４の流入部２２に入り、その流入部２２内のクーラントの自由水面１２Ａよりも下側の各分流路２１へと流入しながら、砥石軸３、分流体１４の回転に伴って順次全周の各分流路２１に略均等に分流され、飛散手段７へと供給される。

飛散手段７では、ベース板１６、飛散板１７が砥石軸３と一体に回転するため、各分流路２１から各飛散路２５へと流れたクーラントは、その飛散板１７等の回転による遠心力を受けて飛散板１７の外周から飛散して、砥石５の研削部６の内周側の全周へと略均等に供給されて行く。

分流体１４側ではそのＸ矢示方向の回転に伴って全周の各分流路２１に対してクーラントを略均等に分流させることができる。即ち、分流体１４の外周の各分流路２１は分流体１４と一体に回転しているが、図１、図２からも判るように、クーラントの自由水面１２Ａよりも下側を通過中の分流路２１にしかクーラントが流れ込まず、クーラントの自由水面１２Ａよりも上側にある分流路２１には流れ込まない。

しかし、クーラントが流れ込んだ分流路２１は分流体１４のＸ矢示方向の回転に伴って回転方向の前側へと次々と上昇し、その上昇後にクーラントの自由水面１２Ａレベルよりも上側にあった回転方向の後側の分流路２１が次々に下側へと移動する。このため砥石軸３と一体回転する分流体１４の回転中は、その回転に伴って分流体１４の流入部２２のクーラントが各分流路２１に略均等に流れ込むこととなり、クーラント流量が少ない場合でも、そのクーラントを分流体１４の全周に略均等に分流させることができる。

また分流体１４の分流路２１の上手側にはその内周側に連通する流入部２２があるので、この流入部２２を経て各分流路２１にクーラントを速やかに流入させることができ、分流体１４が砥石軸３と一体に回転するにも拘わらず、分流体１４の各分流路２１へのクーラントの分流を円滑にすることができる。

しかも分流体１４の流入部２２を経て内周側から分流させるだけでなく、その上手側のスペーサ３１の内周に分流体１４に向かって広がるテーパー状の流入案内面３１ａがあるため、供給通路１２からのクーラントはその流入案内面３１ａを経て分流体１４の各分流路２１へとスムーズに流れ込むこととなる。このためクーラント流量が非常に少なく自由水面１２Ａが低いような場合でも、そのクーラントを分流体１４の各分流路２１に略均等に分流させることができる。

このように外周に分流路２１を有する分流体１４を出口１３内に配置し、各分流路２１がクーラントの自由水面１２Ａよりも下側を回転方向に通過中のときに、その分流路２１にクーラントを流入させながら、分流体１４の回転に伴って全周の各分流路２１にクーラントを分流させているため、遠心力の影響が弱まる低回転数の場合にも、遠心力の大小に関係なく全周の分流路２１にクーラントを略均等に分流させることが可能であり、飛散板１７の外周から飛散するクーラントを砥石５の研削部６の全周に略均等に供給することができる。

従って、クーラントの供給量の部分的なバラツキによるワーク１の研削精度の低下を防止でき、加工後のワーク１の平面度が向上する等、ワーク１の研削精度を向上させることができる。またクーラント流量が少量であっても、そのクーラントを分流体１４の全周の各分流路２１に略均等に分流できるため、クーラント流量を極力少なくできる。その結果、クーラントの浪費による環境問題の発生を防止できると共に、クーラント供給に関連する付帯設備の小型化による製造コストの低減等を図ることができ、更にはクーラント流量の安定的減少により砥石５の自生作用を安定化させる等、良好な研削精度の安定性を継続的に維持することができる。

更に構造的にはクーラントの供給通路１２の出口１３内に、外周に分流路２１が等配に形成された分流体１４を嵌合し、飛散板１７のベース板１６との対向面側に、分流体１４の分流路２１に連通する飛散路２５を形成しているので、分流孔を備えた従来の吐出孔式に比較して構造的にも簡単であり容易且つ安価に製造できる利点がある。

また砥石軸３の段部２７と飛散板１７との間に分流体１４を介在し、ベース板１６を介して砥石装着台４に装着された飛散板１７により分流体１４を押えて固定しているので、分流体１４を出口１３内に容易に組み込むことができる。しかも分流体１４と飛散板１７との間に位置決め手段２９があるため、出口１３内の分流体１４を飛散板１７で押えているにも拘わらず、分流体１４の分流路２１と飛散板１７の飛散路２５との相対的な位置ずれを防止できる。

図５は本発明の第２の実施形態を例示する。分流体１４の流入部２２側の内周面は、図５に示すように、上手側が広がるテーパー面２２ａとなっている。また弾性シールリング３０と分流体１４との間のスペーサ３１は出口１３に内嵌する円筒部３１ｂと、この円筒部３１ｂの一端に形成され且つ弾性シールリング３０に当接するリング状の当接部３１ｃとを備えている。他の構成は第１の実施形態と同様である。

このように分流体１４の流入部２２側の内周面をテーパー面２２ａとすることによって、流入部２２側に溜まるクーラントの自由水面１２Ａが低い場合でも、分流路２１の流入部２２側の開口位置がクーラント内に水没し易くなるため、砥石軸３、分流体１４の回転時に、分流路２１間の隔壁によるクーラントの攪拌、特にクーラントの回転方向への掻き上げ現象を少なくできる。

またスペーサ３１の厚さを薄くすることにより、流入部２２側に溜まるクーラントの自由水面１２Ａが低い場合でも、クーラントの溜まり量、溜まり深さを深くできるため、分流体１４の回転によりクーラントが多少掻き上げられても、クーラントの各分流路２１への流入を容易且つ確実にできる。なお、スペーサ３１は第１の実施形態と同様にしてもよい。

図６〜図８は本発明の第３の実施形態を例示する。飛散手段７は、図６、図７に示すように、飛散板１７のフランジ部２３に屈曲状に形成された飛散路２５と、飛散するクーラントを周方向に拡散させる拡散手段３５とを備えている。飛散板１７は周方向に略等配に配置された複数個の飛散路２５を有し、その飛散路２５は突出部２４からフランジ部２３側の外周近傍へと放射状に形成された内側部３６と、この内側部３６の径方向の外端からフランジ部２３の周方向へと屈曲する屈曲部３７と、この屈曲部３７の先端からフランジ部２３の外周側に開口する飛散口部３８とを有する。なお、屈曲部３７は内側部３６に対して砥石軸３、飛散板１７等の回転方向の前方側、後方側の何れに屈曲してもよい。

飛散板１７とベース板１６との間には、フランジ部２３とベース板１６との間に拡散用隙間３９を形成するためのシム等の薄板４０が介在されている。拡散手段３５は屈曲部３７の外側の障害壁４１と、この障害壁４１に対応する部分の拡散用隙間３９等により構成され、飛散板１７の外周近傍で屈曲部３７の外側の障害壁４１に衝突したクーラントを飛散板１７とベース板１６との間の拡散用隙間３９で周方向に拡散させながら飛散させるようになっている。

薄板４０は屈曲部３７よりも内周側に設けられている。シム等の薄板４０に相当する段部をベース板１６又は飛散板１７に一体に設けて、薄板４０を省略してもよい。ベース板１６及び飛散板１７の両方に段部を一体に設けて薄板４０に相当する寸法を確保してもよい。他の構成は第１又は第２の実施形態と同様である。

この飛散手段７では、分流体１４の各分流路２１を経て飛散板１７の飛散路２５へと送られてきたクーラントＡは遠心力により外側へと飛散するが、図８に示すように、飛散路２５の内側部３６から屈曲部３７、飛散口部３８を経て飛散板１７の外周へと飛散するクーラントＡ１と、飛散路２５の内側部３６から屈曲部３７に衝突してフランジ部２３とベース板１６との間の拡散用隙間３９を経て飛散板１７の外周へと飛散するクーラントＡ２とに分かれる。

前者のクーラントＡ１は飛散口部３８からそのまま砥石５の研削部６に向かって一気に飛散する。一方、後者のクーラントＡ２は障害壁４１に衝突した後、ベース板１６及び飛散板１７との間の拡散用隙間３９側へと流れる。しかし、拡散用隙間３９が狭いため一気に飛び出さずに、拡散用隙間３９全体で周方向に広がりながら飛散板１７の外周側へと通過し、その後にベース板１６のテーパー面２６等に沿って飛散する。

その結果、飛散板１７の全周にクーラントを広く拡散させることができ、その拡散し広がった状態のクーラントが砥石５の研削部６に向かって飛散することとなる。このため第１の実施形態等に比較してクーラントの周方向への拡散性が良好になり、クーラントを砥石５の研削部６に満遍なく均等に供給することができる。

なお、飛散板１７のフランジ部２３とベース板１６との間の拡散用隙間３９は、クーラント流量の多少によって異なるが、試験結果では０．１ｍｍ程度の拡散用隙間３９が適当であり、それよりも大きくした場合には全く効果が得られなかった。従って、拡散用隙間３９はクーラント流量に適した微少隙間であることが重要である。

図９は本発明の第４の実施形態を例示する。飛散板１７のフランジ部２３には、図７と同様に屈曲状に形成された飛散路２５が形成されている。ベース板１６と飛散板１７との間には図８の薄板４０に相当するものがなく、飛散板１７のフランジ部２３は飛散路２５の周辺部分の前面がベース板１６に当接している。他の構成は第１〜第３の実施形態の何れかと同様である。

このように飛散板１７の飛散路２５を屈曲状に形成し、その飛散路２５の周辺部分の前面で飛散板１７のフランジ部２３がベース板１６に当接するようにしてもよい。この場合には、クーラントは飛散路２５の内側部３６、屈曲部３７を経て飛散口部３８から外周側へと飛散する。従って、クーラントが同じ飛散路２５を経て飛散する際にも、飛散路２５が屈曲状の場合には、飛散路２５が放射状の場合に比較して時間的なバラツキが大きくなり、飛散板１７の外周でクーラントをより均一に拡散させることが可能である。

図１０、図１１は本発明の第５の実施形態を例示する。クーラント流量が多い場合には、分流体１４の外周の分流路２１の数を少なくして、図１０、図１１に示すように、各分流路２１の個々の断面積及びその合計断面積を大にすることが望ましい。分流体１４の外周にはクーラントの供給量に見合う十分な断面積を有する分流路２１が周方向に略等配に形成されている。なお、分流路２１の断面積を大にするに当たっては、周方向の溝幅よりも径方向の溝深さを大にすることが望ましい。

分流体１４の上手側には流入部２２はなく、分流路２１の上流端がスペーサ３１の流入案内面３１ａに対向している。流入案内面３１ａは角度が小さくなっており、スペーサ３１が分流路２１の上手側の開口を極力制限しないようになっている。飛散板１７の飛散路２５も分流路２１に応じて断面積を大にする。分流体１４の上手側の流入部２２は省略してもよい。他の構成は第１〜第３の実施形態の何れかと同様である。

この場合には、分流体１４の外周の分流路２１の数が少なくその合計断面積が大であるため、供給通路１２の通路断面積に対してクーラント流量が多いような場合でも、分流体１４がクーラントの流れの障害となることがなく、そのクーラントを分流体１４の各分流路２１へとスムーズに分流することができる。そのため分流体１４の上手側の供給通路１２内でのクーラントの内圧の上昇を防止しながら、砥石５の研削部６にバラツキなくクーラントを略均等に供給することができる。また供給通路１２でのクーラントの内圧の上昇を防止できるため、砥石軸３等の供給通路１２の継ぎ目部分からのクーラントの漏れ等を未然に防止できる。なお、供給通路１２内を流れるクーラントは、自由水面１２Ａができてもできなくてもよい。

図１２、図１３は本発明の第６の実施形態を例示する。この飛散手段７は拡散手段３５を備え、その拡散手段３５は飛散板１７とベース板１６との拡散用隙間３９からクーラントを周方向の所定幅で拡散させて飛散させるようになっている。ベース板１６は拡散用隙間３９に相当する段部４３を一体に有し、そのベース板１６側との対向側に形成された飛散路２５は、突出部２４から飛散板１７の外周側近傍に跨がって放射状に形成された内側部３６と、内側部３６の外端側に周方向の両側に溝状に形成されたポケット部４４とを備え、全体として略Ｔ字状になっている。拡散手段３５はポケット部４４の外側の障害壁４１と、障害壁４１に対応する部分の拡散用隙間３９とにより構成されている。他の構成は第１〜第５の実施形態の何れかと同様である。

分流体１４からのクーラントは、飛散板１７及びベース板１６の回転による遠心力を受けて、飛散板１７の飛散路２５の内側部３６を外側へと移動した後、ポケット部４４の外側にある障害壁４１に衝突して一旦ポケット部４４内に溜まる。そして、ポケット部４４内に溜まったクーラントは、飛散板１７及びベース板１６の回転による遠心力を受けて、ポケット部４４の幅に対応して周方向に拡散しながら飛散板１７とベース板１６との間の拡散用隙間３９から外周側へと飛散する。従って、クーラントをポケット部４４の幅に対応して周方向に拡散できるため、砥石５の研削部６の全周にクーラントを略均等に供給することができる。

図１４、図１５は本発明の第７の実施形態を例示する。この拡散手段３５は飛散板１７とベース板１６との拡散用隙間３９の全周にクーラントを拡散させて飛散させるようになっている。飛散板１７には突出部２４からフランジ部２３の外周側近傍に跨がって放射状に形成された内側部３６と、各内側部３６の外周側に連通して周溝４６が形成されている。周溝４６の外側の障害壁４１はベース板１６に当接せず、この障害壁４１とベース板１６との間には周方向の全周に拡散用隙間３９が形成されている。他の構成は第１〜第６の実施形態の何れかと同様である。

このように周溝４６の外周側の全周に拡散用隙間３９を設けることによって、その全周でクーラントを周方向に拡散させながら、そのクーラントを砥石５の研削部６の全周に略均等に供給することができる。

図１６、図１７は本発明の第８の実施形態を例示する。分流体１４の外周側近傍には、軸心方向に貫通する分流路２１が周方向に略等配に複数個形成されている。各分流路２１の上手側は、その内周側の流入部２２に開口部２１ａで連通している。各分流路２１の開口部２１ａの周方向の開口幅は、その分流路２１の開口部２１ａの外側部分の通路幅よりも小さくなっている。

なお、分流路２１の孔形状は任意であるが、加工性からは丸孔状が適当である。また分流路２１の上流側端は、分流体１４の径方向の外側部分がスペーサ３１の流入案内面３１ａの最外周縁近傍に位置するか、又は最外周縁の外側に位置することが望ましい。他の構成は第１〜第７の実施形態の何れかと同様である。

この場合にも分流路２１がクーラントの自由水面１２Ａよりも下側を通過するときに、供給通路１２内のクーラントがその分流路２１に流入する。従って、分流体１４に複数個の分流路２１を設けるに当たっては、その外周面に溝状に形成する他、外周面よりも内側の外周側近傍に貫通状に設けることも可能である。

また各分流路２１はその開口部２１ａの開口幅がそれよりも外側部分の通路幅よりも小さくなっているため、砥石軸３、分流体１４が回転するにも拘わらず、その開口部２１ａ側でクーラントの攪拌（掻き上げ）を極力抑えながら、各分流路２１へとクーラントを速やかに分流させることができる。

図１８、図１９は本発明の第９の実施形態を例示する。この実施形態の拡散手段３５は、内外方向に略同心状に配置された複数個の障害部５０〜５２、例えば最内周の第１障害部５０と、中間の第２障害部５１と、最外周の第３障害部５２とにより構成されている。第１〜第３障害部５０〜５２はクーラントが外側へと飛散する周方向に複数個の飛散通路５０ａ〜５２ａと、この飛散通路５０ａ〜５２ａ間に配置され且つ遠心力により飛散するクーラントが衝突してそのクーラントを周方向に分散させるための複数個の障害壁５０ｂ〜５２ｂとを備え、飛散通路５０ａ〜５２ａ及び障害壁５０ｂ〜５２ｂが周方向に略均等に配置されている。

第１〜第３障害部５０〜５２の各飛散通路５０ａ〜５２ａは周方向に略等間隔に配置され、第１〜第３障害部５０〜５２毎に全体として飛散板１７の中心から略放射状になっている。第１障害部５０はベース板１６側に開口する分流路２１の外側近傍に配置されている。この第１障害部５０の複数個の障害壁５０ｂの内、その一部の複数個（例えば８個の内の４個）の障害壁５０ｂの取り付け孔５０ｃに固定手段１９が挿通されている。

第１〜第３障害部５０〜５２は内周側の飛散通路５０ａ，５１ａと外周側の障害壁５１ｂ，５２ｂ、内周側の障害壁５０ｂ，５１ｂと外周側の飛散通路５１ａ，５２ａが夫々径方向に対応して配置されている。例えば第１、第２障害部５０，５１の飛散通路５０ａ，５１ａ及び障害壁５０ｂ，５１ｂは周方向に同数であり、第１障害部５０の飛散通路５０ａ及び障害壁５０ｂの外周側には、第２障害部５１の障害壁５１ｂ及び飛散通路５１ａが対応して配置されている。

飛散板１７にはその第３障害部５２の障害壁５２ｂの周方向の途中に、飛散板１７の固定手段１８の頭部１８ａに対応する切り欠き部５４が設けられている。この切り欠き部５４は第２障害部５１の障害壁５１ｂの外側に対応している。また切り欠き部５４は固定手段１８の頭部１８ａにより一部を残して塞がれており、その頭部１８ａと障害壁５２ｂとの隙間でクーラントの飛散通路５２ａの一部が形成されている。なお、切り欠き部５４では固定手段１８の頭部１８ａが障害壁５２ｂを兼用している。

この場合にも、拡散手段３５では、分流路２１を経てベース板１６と飛散板１７との間に供給されたクーラントが、飛散手段７の回転による遠心力によって外周方向へと移動して、第１障害部５０から第２障害部５１、第３障害部５２を経て外側へと飛散する間に、各障害部５０〜５２に順次衝突して周方向の全周に略均等に拡散させることができる。

例えば分流路２１から供給されたクーラントは、最内周の第１障害部５０の障害壁５０ｂに衝突した後又は直接第１障害部５０の飛散通路５０ａを図１９のａ矢示方向に通過し、その外側の中間の第２障害部５１の障害壁５１ｂに衝突して流れを遮られる。中間の第２障害部５１の障害壁５１ｂに衝突したクーラントは、遠心力により第２障害部５１の障害壁５１ｂの内周面に張りつき、後から飛散して来るクーラントにより押されながら第２障害部５１の障害壁５１ｂの内周面に沿って回転方向（図１９のＸ矢示方向）に対して後方へと図１９のｂ矢示方向に移動して周方向に分散され、その後、第２障害部５１の飛散通路５１ａを経て図１９のｃ矢示方向へと通過し、最外周側の第３障害部５２の障害壁５２ｂに衝突する。

この第３障害部５２の障害壁５２ｂに衝突したクーラントは第２障害部５１と同様に遠心力により、第３障害部５２の障害壁５２ｂの内周面に沿って回転方向（Ｘ矢示方向）に対して後方へと図１９のｄ矢示方向に移動して、その後方側の第３障害部５２の飛散通路５２ａから飛散板１７の外方へと図１９のｅ矢示方向へと飛散する。

このように飛散板１７の中心部に供給されたクーラントは、ベース板１６と飛散板１７との間を通過する際に、図１９の矢印ａ〜ｄに示すような拡散経路を辿りながら順次外側へと飛散しながら周方向へと拡散されて行くので、飛散板１７の全周にクーラントを拡散させることができる。従って、分流路２１でクーラントを略均等に分流できることと相俟って、飛散板１７の周方向の全周からクーラントを砥石５の研削部６に対して略均等に供給することができる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば実施形態では、横型両頭平面研削盤について例示しているが、単頭式でも同様に実施でき、また両頭、単頭の別を問わず、砥石軸３を傾斜状に配置して供給通路１２内のクーラントが自由水面１２Ａを持った状態で流れるようにした傾斜型の平面研削盤でも同様に実施可能である。またワーク１としてシリコンウェーハを具体的に例示しているが、シリコンウェーハ以外の各種のワーク１を研削する場合にも、前述と同様に実施できる。

分流路２１は分流体１４に溝状、貫通孔状に形成する他、分流体１４が嵌合する出口１３の内周面に溝状に形成してもよい。また溝状の分流路２１を形成するに当たっては、砥石軸３、分流体１４の回転により流入部２２内のクーラントの流れを乱さないように、分流路２１の周方向の幅に対して径方向の深さを大にすることが望ましい。例えば溝幅の狭いスリット状の分流路２１を周方向に略等配に複数個（多数個）設けてもよい。その他、分流路２１が溝状の場合、その形状は角形の凹状でもよいし、Ｖ字状でもよい。

また流入部２２に開口する内周の開口幅が短く、その開口よりも径方向の外側が開口幅よりも周方向に広がる形状の分流路２１でもよい。例えば、分流体１４の内部に分流路２１を形成する場合には、流入部２２に開口する内周の開口幅が短く、その開口よりも径方向の外側が周方向に長い長孔状に形成してもよい。分流路２１は周方向に２個以上の複数個を略等配に設けるが、その数はクーラントの分散性を損なわず、しかも各分流路２１に対してクーラントが流入し易い数であることが望ましい。

実施形態の分流体１４は、軸心方向の全体が略同径の直円筒面状の外周形状を有するものを例示しているが、円錐形状又は円錐台形状の分流体１４を用い、その分流体１４の小径側を供給通路１２に対応させて出口１３内に着脱自在に配置する一方、大径側の円錐部の外周に分流路２１を設けてもよい。

飛散手段７は飛散路２５を有する飛散板１７とベース板１６とを対向して配置しているが、飛散板１７を平板状とし、ベース板１６に飛散路２５を設けてもよいし、両者に跨がって飛散路２５を設けてもよい。飛散手段７に拡散手段３５を設ける場合には、その拡散手段３５についても同様である。

また拡散手段３５は遠心力により外側へと飛散するクーラントを障害壁４１，５０ｂ〜５２ｂ等の障害部５０〜５２に衝突させることにより、そのクーラントを周方向に拡散させるものであればよく、各実施形態に例示の構造以外のものを採用することも可能である。

更にこのクーラント供給装置は、砥石軸３内の供給通路１２内のクーラントが自由水面１２Ａを持った状態で流れること、即ち供給通路１２の全体にクーラントが充満する場合に比較してクーラント流量が少ない場合を前提に説明したが、供給通路１２の全体に充満して内圧が発生するような状態でクーラントが供給される場合にも使用可能である。その場合にも分流体１４の外周面等に略等配に分流路２１を設けることにより、各分流路２１に略均等にクーラントを分流させることができる。

３砥石軸
５砥石
６研削部
７飛散手段
１２供給通路
１３出口
１４分流体
１７飛散板
２１分流路
２２流入分流
２７段部
３５拡散手段
３９拡散用隙間
４１，５０ｂ〜５２ｂ障害壁

Claims

砥石軸側の供給通路から砥石側端部の飛散手段に供給されるクーラントを、前記砥石軸の回転時の遠心力により前記飛散手段を経て前記砥石の研削部に供給しながら前記砥石によりワークを研削する平面研削方法において、前記供給通路の出口側に嵌合され前記砥石軸と一体回転する分流体の回転に伴って、該分流体の外周又は外周側近傍に周方向に略等配に設けられた複数個の分流路にクーラントを分流させながら前記飛散手段へと供給することを特徴とする平面研削方法。
前記分流路が前記供給通路内のクーラントの自由水面よりも下側を通過するときに該分流路にクーラントを分流させることを特徴とする請求項１に記載の平面研削方法。
砥石軸側の供給通路から砥石側端部の飛散手段に供給されたクーラントを、前記砥石軸の回転時の遠心力により前記飛散手段を経て前記砥石の研削部に内側から供給するようにした平面研削盤のクーラント供給装置において、前記砥石軸の前記供給通路の出口側に嵌合された分流体を備え、該分流体の外周又は外周側近傍に、前記砥石軸と一体回転する前記分流体の回転に伴って前記供給通路からのクーラントを分流させて前記飛散手段へと供給する分流路を周方向に略等配に設けたことを特徴とする平面研削盤のクーラント供給装置。
前記分流路が前記供給通路内のクーラントの自由水面よりも下側を通過するときに該分流路にクーラントを分流させることを特徴とする請求項３に記載の平面研削盤のクーラント供給装置。
前記分流体は外周面に前記分流路を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の平面研削盤のクーラント供給装置。
前記分流体の上手側に、前記各分流路に内周側から連通し且つ前記供給通路からのクーラントを前記各分流路へと流入させる流入部を備えたことを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の平面研削盤のクーラント供給装置。
前記飛散手段は前記砥石側端部に装着され且つ前記分流体で分流されたクーラントを遠心力により外周側に飛散させる飛散板を有することを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の平面研削盤のクーラント供給装置。
前記飛散手段は前記分流路から外側へと飛散するクーラントを周方向に拡散させる拡散手段を備えたことを特徴とする請求項３〜７の何れかに記載の平面研削盤のクーラント供給装置。
前記拡散手段は外側へと飛散するクーラントが衝突する障害壁と、該障害壁に衝突後のクーラントを周方向に拡散させながら外側へと飛散させる拡散用隙間とを備えたことを特徴とする請求項８に記載の平面研削盤のクーラント供給装置。
前記飛散板と、前記出口内の段部との間で前記分流体を挟持したことを特徴とする請求項７に記載の平面研削盤のクーラント供給装置。