JP2014210303A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物に切削屑が付着するおそれを低減し得る切削装置を提供する。
【解決手段】切削ブレード３１を有するスピンドルユニット４０に、底部に切削ブレード３１の先端が突出する開口５０２を有するブレードカバー５０を装着して、該ブレードカバー５０で切削ブレード３１を覆う。切削液供給手段７０によって開口５０２の外周側で被加工物１の上面に切削液Ｌを供給するとともに、ブレードカバー５０に形成した排出口５２１からブレードカバー５０内の収容部５０１の空気を吸引源９０で吸引する。切削ブレード３１の回転に伴って開口５０２を介してブレードカバー５０内の収容部５０１に切削液Ｌを取り込み、その切削液Ｌを排出口５２１を介してブレードカバー５０外に排出して切削液の飛散を抑える。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハや各種電子部品の基板といった薄板状の被加工物を切削ブレードによって切削する切削装置に係り、特に、切削ブレードをカバーするブレードカバーを有した切削装置に関する。

例えば、半導体ウェーハ等の被加工物を多数のチップに分割するダイシング装置等の精密切削装置においては、高速回転するスピンドルの先端に装着された切削ブレードを被加工物に切り込ませて切削加工する構成となっている。

この種の切削装置では、切削によって発生する加工熱を冷却するとともに切削によって生じた切削屑を被加工物上から排出するために、切削ブレードに切削液を供給しながら切削が遂行される。特に被加工物がＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像デバイスが表面に形成されたウェーハや、フィルタ、光ピックアップデバイス等の光デバイスが形成された基板である場合には、切削屑がデバイス上に付着するとデバイス不良を引き起こすため、切削屑を除去して付着を防止することが非常に重要視されている。切削屑の除去にあたっては、一度被加工物上に付着して乾燥した切削屑はその後に行う洗浄工程では取り除くことが非常に難しくなるため、例えば特許文献１に開示されるように切削中の被加工物上面に洗浄水を供給し、切削屑の付着を防ぐ技術が提案されている。

特開２００６−２３１４７４号公報

一般に、切削液を供給しながら被加工物を切削する場合、切削によって生じた切削屑の一部は切削液に取り込まれ、切削ブレードの回転に伴って切削ブレードに連れ回る。切削中に切削ブレードに切削液を噴射すると、切削ブレードに連れ回っている切削屑を含む切削液が被加工物上に飛び散るため、被加工物全面が汚れてしまう。したがって、例え上記特許文献に開示されるように被加工物上に洗浄水を供給したとしても、被加工物上に飛び散った切削液によって被加工物上に供給された洗浄水の流れが乱されて洗浄が不十分な領域が生じ、被加工物全面に飛び散った切削屑を洗浄しきれないという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な技術的課題は、被加工物に切削屑が付着するおそれを低減し得る切削装置を提供することにある。

本発明の切削装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する切削ブレードと、該切削ブレードを回転可能に支持するスピンドルを含むスピンドルユニットと、該切削ブレードを覆い底部に該切削ブレードの先端が突出する開口を有し該スピンドルユニットに装着されたブレードカバーと、を備えた切削装置であって、前記開口の外周側で被加工物の上面に切削液を供給する切削液供給手段を備え、前記ブレードカバーは、内部に前記ブレードを収容する収容部を有し、該ブレードカバーには、該収容部に連通するとともに吸引源に接続された排出口が形成され、被加工物の上面に供給された前記切削液が、前記切削ブレードの回転に伴って前記開口を介して前記収容部に取り込まれた後、前記排出口を介して前記ブレードカバー外に排出されることを特徴としている。

本発明では、吸引源が作動した状態で、切削液供給手段から切削液が被加工物上面に供給される。被加工物上面に供給された切削液は、切削ブレードと被加工物とが接触する切削加工点に流れ込むとともに切削によって生じた切削屑を取り込み、吸引源で吸引され負圧となっているブレードカバー内の収容部に、ブレードカバーの開口から入り込む。さらに切削液は収容部内で排出口に向かって流れ、排出口から排出される。本発明によれば、切削液を切削ブレードに噴射しないため、被加工物上で切削屑を含んだ切削液が飛び散ることがなく、上記のように、切削で生じた切削屑を取り込んだ切削液がブレードカバー内に吸引されて排出口から排出される。このため、被加工物に切削屑が付着するおそれが低減する。

本発明は、前記ブレードカバーには、該ブレードカバーの外側に開口するとともに前記排出口に連通したエアー取り込み路が形成されている形態を含む。この形態によれば、エアー取り込み路から常に一定量の外気が吸引源で吸引されて排出口に導入される。これにより排出口が完全に切削液で封止されにくくなり、切削液の吸引量にばらつきが生じることを防止することができる。

また、本発明は、前記切削液供給手段は、前記開口の外側で前記ブレードカバーの底に形成された切削液供給口と、一端が該切削液供給口に接続されるとともに他端が切削液供給源に接続された切削液供給路と、を有する形態を含む。この形態では、切削ブレード内に切削液供給手段を内蔵した構成となり、省スペース化が図られる。

また、本発明は、前記切削ブレードは、外周に切り刃を有し、前記ブレードカバーは、対面した発光部と受光部とを有するブレード検出手段の該発光部と該受光部とが該切り刃を挟んで互いに対面した状態になるよう該発光部が挿入される発光部挿入穴と該受光部が挿入される受光部挿入穴とを有し、前記発光部挿入穴の側壁には前記発光部からの発光を前記受光部へと出射させる前記収容部に開口した出射口が形成されるとともに、前記受光部挿入穴の側壁には前記発光部からの発光を前記受光部に入射させる前記収容部に開口した入射口が形成され、前記前記ブレードカバーには、一端が該ブレードカバーの外側に開口するとともに前記発光部の発光面を通過し前記出射口に連通する発光部側外気取り込み路と、一端が該ブレードカバーの外側に開口するとともに前記受光部の受光面を通過し前記入射口に連通する受光部側外気取り込み路と、が形成されている形態を含む。

この形態では、発光部と受光部とを有する光学式のブレード検出手段により、切削ブレードの切り刃の摩耗状態や破損有無を検出することができるものとなっている。そして、ブレードカバーに形成された発光部側および受光部側の外気取り込み通路を、それぞれブレードカバーの外気が取り込まれて流れることにより、発光部の発光面および受光部の受光面をそれぞれ通過して発光部側の出射口および受光部側の入射口へと続く外気の流路が形成される。この流路を流れる外気が接触することで発光面および受光面への汚れの付着を低減することが可能となり、その結果、切り刃の摩耗検出精度や破損有無検出精度の低下を防ぐことができる。

また、本発明は、前記切削ブレードが装着される前記スピンドルユニットは、スピンドルをエアーベアリングで支持するエアースピンドルユニットであり、前記ブレードカバーは、該スピンドルが挿入されるスピンドル挿入部を有するとともに、一端が該スピンドル挿入部に接続されるとともに他端が吸引源に接続されるスピンドルパージエアー吸引路が形成され、該切削ブレード側に排気されるエアーを吸引する形態を含む。

この形態では、スピンドルユニット内でエアーベアリングを形成するエアーがスピンドル挿入部を通ってスピンドルユニット内からスピンドルパージエアーとして排出される。スピンドルパージエアーは、スピンドルパージエアー吸引路を通って吸引源で吸引され、切削ブレード側に流れることが抑えられる。このため、ブレードカバー内の収容部を排出口に向かって吸引されている切削液の流れがスピンドルパージエアーによって乱されるおそれが低減する。

また、本発明では、前記開口は、前記切削ブレードの回転方向先頭側において回転方向後方側よりも大きく形成され、前記収容部は、該切削ブレードが下方から上方へと回転する領域を含み、該開口から前記排出口に続く幅広部を有する形態を含む。切削加工点においては、切削ブレードの回転に伴って、切削屑が切削加工点に対し被加工物の移動方向先頭側に流れるため、被加工物の移動方向先頭側の方が移動方向後方側に比べて切削屑が多く生じる。そこで本形態のように、ブレードカバー内の収容部の切削ブレードの回転方向先頭側に、回転方向後方側よりも大きく形成された幅広部を設けることにより、被加工物の移動方向先頭側の切削屑を含んだ切削液をより効果的に収容部に吸引して排出することができる。

本発明によれば、被加工物に切削屑が付着するおそれを低減し得る切削装置が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る切削装置および被加工物を示す斜視図である。 同装置が具備する一実施形態の切削手段の斜視図であって、スピンドルユニットからブレードカバーを外した状態を示す図である。 一実施形態の切削手段の一部断面側面図であって、ブレードカバーによる切削液の排出作用を示す図である。 切削手段のスピンドルに対する切削ブレードの取付構造を示す分解斜視図である。 一実施形態のブレードカバーの、（ａ）外側カバーの下部を切欠いて上部を断面とした側面図、（ｂ）縦断面図、（ｃ）底面図、である。 本発明の他の実施形態のブレードカバーの、（ａ）外側カバーの下部を切欠いて上部を断面とした側面図、（ｂ）底面図、である。 他の実施形態のブレードカバーを示す縦断面図である。 他の実施形態の切削手段の一部断面側面図であって、ブレードカバーによる切削液の排出作用を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［１］切削装置の全体構成
図１を参照して、一実施形態に係る切削装置１０の全体的な構成を説明する。切削装置１０は、例えば半導体ウェーハ等の円板状の被加工物１を多数のチップに分割する装置として好適なものである。図１に示す被加工物１の表面には複数の分割予定ラインが格子状に設定されており、被加工物１は分割予定ラインに沿って切断され、多数のチップに分割される。

この場合、被加工物１は、粘着テープ４を介して環状のフレーム５の内側に表面側が露出する状態に支持され、この状態で、カセットＣ内に複数段に重ねて収納される。被加工物１は、切削装置１０内においてフレーム５を保持することで搬送される。なお、図１のＸ・Ｙは水平で互いに直交する方向を示し、Ｚは鉛直方向を示している。

図１に示すように、フレーム５に支持された複数の被加工物１が収納されたカセットＣは、基台１１の角部に設けられたカセット台１２に着脱可能にセットされる。カセット台１２は昇降するエレベータ式であって、カセット台１２が昇降することで、被加工物１は基台１１上の所定高さの出し入れ位置に位置付けられる。その出し入れ位置に位置付けられた被加工物１は、クランプ式の出し入れ手段１３によってＹ２側に引き出され、仮置き位置１４において左右方向（Ｘ方向）に一対の状態で配設されたセンタリングガイド１５上に仮置きされる。

センタリングガイド１５は、Ｙ方向に延びる断面Ｌ字状の板状部材が左右対称に配設され、互いに近接したり離間したりするようにＸ方向に作動する。被加工物１は、フレーム５が左右のセンタリングガイド１５に載置され、センタリングガイド１５が近接方向に動いてフレーム５が挟み込まれることで、仮置き位置１４において搬送開始位置に位置決めされる。

次に被加工物１は、旋回動作する第１搬送手段１６によって、搬入・搬出位置１７に位置付けられている（図１はその状態）円板状の保持手段１８に搬入される。保持手段１８は、被加工物１を負圧吸引作用で水平に吸引保持する保持面１８１を有している。保持手段１８の周囲には、複数のフレームクランプ１９が保持手段１８に固定されて配設されている。保持面１８１は被加工物１と同等の大きさを有しており、被加工物１は保持面１８１に粘着テープ４を介して載置され、吸引保持される。また、フレーム５はフレームクランプ１９に把持され、固定される。

保持手段１８は、図示せぬ移動機構によってＸ方向に移動させられる移動台２０上に回転可能に支持されている。保持手段１８は図示せぬ回転機構によって回転駆動され、被加工物１は保持手段１８の回転によって自転させられる。保持手段１８上に被加工物１が保持されると、搬入・搬出位置１７の上方に配設されたアライメント手段２１によって被加工物１の表面が撮像されるとともにパターンマッチング等の処理がなされて、分割予定ラインが検出される。

次に、被加工物１は移動台２０がＸ１方向に移動することで加工位置２２に送られる。加工位置２２の上方には、切削手段３０が配設されている。図２および図３に示すように、切削手段３０は、切削ブレード３１と、軸方向がＹ方向と平行に延びるスピンドルユニット４０と、ブレードカバー５０とを備えている。

図２に示すように、スピンドルユニット４０は、円筒状のスピンドルハウジング４１と、スピンドルハウジング４１内に回転可能、かつ、軸方向がＹ方向と平行に延びる状態に支持された円柱状のスピンドル４２とを有するものである。スピンドル４２は、Ｙ１側の端部に形成されたブレード取付軸４２１がスピンドルハウジング４１から突出しており、このブレード取付軸４２１に、円板状の切削ブレード３１が着脱可能に装着されている。スピンドルハウジング４１の先端面には、切削ブレード３１を覆うブレードカバー５０が着脱可能に固定される。

切削手段３０は、図示せぬＹ・Ｚ方向駆動手段により、図１においてＹ方向に割り出し送りされ、かつ、Ｚ方向に昇降可能に支持されている。アライメント手段２１によって被加工物１の分割予定ラインが検出されると、切削ブレード３１と、検出された分割予定ラインとのＹ方向の位置合わせが、割り出し送りによってなされる。

切削ブレード３１と分割予定ラインとのＹ方向の位置合わせがなされたら、切削手段３０を下降させて切削ブレード３１の下端の刃先を被加工物１に対する所定の切り込み高さ位置に定め、移動台２０をＸ１方向に移動させて被加工物１を加工送りする。これにより１本の分割予定ラインに沿って切削ブレード３１が相対的にＸ２方向に移動しながら切り込んでいき、分割予定ラインが切断される。次いで、分割予定ライン間の間隔に応じて切削手段３０をＹ方向に送る割り出し送りと被加工物１のＸ１方向への加工送りを繰り返して、Ｘ方向に延びる全ての分割予定ラインが切断される。

この場合、切削のための被加工物１のＸ方向の加工送りは、Ｘ１方向のみとされる。また、図３に示すように、切削ブレード３１の回転方向Ｒは、加工送りに伴う切削ブレード３１の相対的な切削移動方向Ｃの前側において切り刃３１２が被加工物１の上面から下面に向かって切り込むダウンカットとなるように設定される。

続いて、保持手段１８を９０°回転させて、切断済みの分割予定ラインに直交する未切断側の分割予定ラインをＸ方向と平行に設定し、この後、上記と同様にして分割予定ラインを切削して切断する。これにより全ての分割予定ラインが切断され、被加工物１は多数のチップに分割される。多数のチップは粘着テープ４に貼り付いたままであり、円板状の被加工物１の形態は保たれている。

被加工物１の切削中においては、ブレードカバー５０に設けられた切削液供給手段７０から被加工物１の上面に切削液が供給される。切削ブレード３１および切削液供給手段７０の構成については本発明に係るものであり、後述する。

以上のようにして被加工物１が多数のチップに分割されたら、移動台２０がＸ２方向に移動して保持手段１８が搬入・搬出位置１７に戻り、保持手段１８による被加工物１の保持が解除される。続いて、被加工物１は第２搬送手段２３によって搬入・搬出位置１７のＹ２側、かつ、仮置き位置１４のＸ１側に配設された洗浄手段２４に搬入され、洗浄手段２４で水洗された後、乾燥処理される。この後、被加工物１は第１搬送手段１６によって仮置き位置１４のセンタリングガイド１５上に載置され、位置決めされてから、出し入れ手段１３によってカセットＣ内に戻される。

以上が１枚の被加工物１に対する切削処理のサイクルであり、このサイクルが、カセットＣ内の全ての被加工物１に対してなされる。

［２］切削ブレードおよびスピンドル
上記切削ブレード３１は、図４に示すように、スピンドル４２の先端に同軸状に形成されたブレード取付軸４２１に着脱可能に装着される。ブレード取付軸４２１は先端に向かうにしたがって外径が小さくなる円錐状に形成されており、先端面にはねじ孔４２２が形成されている。ブレード取付軸４２１に取り付けられる切削ブレード３１は、環状のハブ基台３１１の片側（スピンドル４２側）の外周面に環状の切り刃３１２が固着されてなるもので、ブレードマウント３２を介してブレード取付軸４２１に着脱可能に取り付けられる。ブレードマウント３２は、ブレード取付軸４２１が嵌入するテーパ状の取付孔３２１が軸心に形成された円筒部３２２と、この円筒部３２２の軸方向中間の外周面に形成されたフランジ部３２３を有するもので、フランジ部３２３より先端側の円筒部３２２に雄ねじ３２４が形成されている。

切削ブレード３１をブレード取付軸４２１に装着するには、まず、ブレードマウント３２の取付孔３２１をブレード取付軸４２１に嵌入させ、ボルト３３をねじ孔４２２にねじ込む。ブレードマウント３２はボルト３３によってスピンドル４２側に押され、これによりブレード取付軸４２１が取付孔３２１に圧入された状態となってブレードマウント３２がブレード取付軸４２１に締結される。次いで、切削ブレード３１におけるハブ基台３１１の中心の孔３１３をブレードマウント３２の雄ねじ３２４に嵌め入れ、ナット３４を雄ねじ３２４にねじ込んでハブ基台３１１を押圧しながら締結する。これにより、切削ブレード３１はブレードマウント３２を介してスピンドル４２の先端のブレード取付軸４２１に装着される。

上記のようにして先端に切削ブレード３１が装着されるスピンドル４２を備えるスピンドルユニット４０は、スピンドルハウジング４１内のスピンドル４２をエアーベアリングで支持するエアースピンドルユニットである。すなわち、スピンドルハウジング４１には、内部に高圧エアーを供給してスピンドル４２をラジアル方向およびスラスト方向に支持するエアーベアリングを形成するエアー供給機構が備わっている。また、スピンドルハウジング４１内には、スピンドル４２を回転駆動する図示せぬモータが内蔵されている。該モータは、例えばスピンドル４２の後端部に設けられたロータと、スピンドルハウジング４１の内壁に配設されたステータとを有する構成とされる。スピンドル４２は上記エアー供給機構からスピンドルハウジング４１内に供給される高圧エアーで形成されるエアーベアリングで回転可能に支持され、該モータにより回転駆動される。

［３−１］一実施形態のブレードカバーおよび切削液供給手段
上記スピンドルハウジング４１の先端面に固定されるブレードカバー５０は全体として直方体状に形成されており、図１においてＹ方向に分割される内側カバー５１と外側カバー５２とが合体して構成される。内側カバー５１と外側カバー５２とは、ねじ止めやマグネット等の手段で合体状態が固定される。なお、ブレードカバー５０の形状は直方体状に限られず、例えば円形状で下端が水平に切り取られた形状など、必要に応じて様々な形状に設計される。

図５に示すように、ブレードカバー５０の内部には、内側カバー５１と外側カバー５２を合体させた状態で、切削ブレード３１を収容する収容部５０１が形成される。収容部５０１の内面は、切削ブレード３１と、切削ブレード３１を固定するブレードマウント３２、ボルト３３、ナット３４を含む外形形状にほぼ沿った円形状に形成されており、切削ブレード３１の切り刃３１２の外周側に、ブレードカバー５０の分割面、すなわち内側カバー５１と外側カバー５２との接合面が配設されるようになっている。ブレードカバー５０の底部には切削ブレード３１の下端の切り刃３１２が所定量だけ突出するスリット状の開口５０２が、内側カバー５１と外側カバー５２の内面を切り欠くことで形成されている。被加工物１は、開口５０２から突出する切り刃３１２で切削される。

内側カバー５１には、スピンドル４２のブレード取付軸４２１が挿入されるスピンドル挿入部５１１が開口しており、スピンドル挿入部５１１にブレード取付軸４２１を挿入した状態で切削ブレード３１は収容部５０１内に収容される。この収容状態で、切削ブレード３１は下端の切り刃３１２が開口５０２から突出し、その他の部分が切削ブレード３１で覆われる。また、外側カバー５２の天井には、収容部５０１に連通する排出口５２１が形成されている。この排出口５２１には、吸引管路９１を介して吸引源９０が接続されている。図５（ａ）に示すように、外側カバー５２には、図１においてＸ１側の側面に開口するとともに排出口５２１に連通するエアー取り込み路５２２が貫通形成されている。

ブレードカバー５０の図１でＸ２側には、図２および図３に示すように、開口５０２の外周側で被加工物１の上面に切削液を供給するための切削液供給手段７０が配設されている。切削液供給手段７０は、切削液を貯留する切削液供給パイプブロック７１から下方に延びる切削供給パイプ７２を経て下端の切削液供給口７２１より切削液を下方に吐出する構成のもので、切削液供給パイプブロック７１には、純水等の切削液を切削液供給パイプブロック７１に送る切削液供給源８０が供給管路８１を介して連通している。切削液供給手段７０は、切削液供給パイプブロック７１が内側カバー５１もしくは外側カバー５２に固定されることで、ブレードカバー５０に固定される。

以上の構成を有するブレードカバー５０をスピンドルハウジング４１の先端面に固定するには、内側カバー５１のスピンドル挿入部５１１にスピンドル４２のブレード取付軸４２１を通して内側カバー５１をスピンドルハウジング４１の先端面にねじ止め等の固定手段で固定し、次いで切削ブレード３１を上記の手順で取付軸４２１に装着し、この後、外側カバー５２を内側カバー５１に固定することでなされる。

［３−２］一実施形態の作用
次に、上記一実施形態のブレードカバー５０および切削液供給手段７０の作用を説明する。被加工物１の切削は、上記のように移動台２０を図１においてＸ１方向に移動させて加工送りしながら、切削ブレード３１を被加工物１に切り込ませて行うが、切削中においては、図３に示すように、切削液供給手段７０の切削液供給口７２１から切削液Ｌを吐出させてブレードカバー５０の開口５０２の外周側で被加工物１の上面に供給する。また、これと同時に吸引源９０を運転してブレードカバー５０内の収容部５０１の空気を吸引して負圧状態とする。

図３に示すように切削液Ｌは、切削ブレード３１の切削移動方向Ｃの前側であってブレードカバー５０の外側の被加工物１の上面に供給される。被加工物１の上面に供給された切削液Ｌは、被加工物１がＸ１方向に加工送りされることで、ブレードカバー５０と被加工物１との間に入り込み、Ｒ方向に切削ブレード３１がダウンカットで回転して被加工物１に切り込む切削加工点に流れ込む。切削加工点に達した切削液は切削で生じた切削屑を取り込み、切削ブレード３１の回転に伴い連れ回りして開口５０２から収容部５０１に入り込む。そして収容部５０１内に入った切削屑を含む切削液Ｌは、吸引源９０で吸引されることにより排出口５２１からブレードカバー５０外に排出される。

上記一実施形態では、切削液Ｌを回転する切削ブレード３１に直接噴射しないため、被加工物１上で切削屑を含んだ切削液Ｌが飛び散ることがなく、切削で生じた切削屑を取り込んだ切削液Ｌが、開口５０２を介してブレードカバー５０内の収容部５０１に吸引され、排出口５２１から排出される。このため、切削屑を含んだ切削液Ｌはブレードカバー５０の外側に飛散しにくくなり、被加工物１の上面に切削屑が付着するおそれが低減する。

また、吸引源９０で収容部５０１を吸引すると、排出口５２１に連通するエアー取り込み路５２２から外気が吸引源９０で吸引され、排出口５２１に導入されて吸引されていく。これにより、エアー取り込み路５２２から常に一定量の外気が吸引源９０で吸引されて排出口５２１に導入される。このため、排出口５２１が完全に切削液で封止されにくくなり、その結果、切削液の吸引量にばらつきが生じることが防止され、安定した切削液の吸引を達成することができる。

［４−１］他の実施形態
次に、図６〜図８を参照して他の実施形態に係るブレードカバー５０および切削液供給手段７０を説明する。他の実施形態に係るブレードカバー５０は上記一実施形態と基本構造は同じであるが、次の点で異なっている。

まず、図６（ｂ）に示すように、ブレードカバー５０の底部に形成され、切り刃３１２が突出する開口５０２は、開口５０２における切削ブレード３１の回転方向の先頭側（図６で左側）において切削ブレード３１の回転方向後方側よりも幅が大きく形成されている。すなわちこの場合の開口５０２は、切削ブレード３１の回転方向の後方側の小開口部５０３と、小開口部５０３に連通する切削ブレード３１の回転方向先頭側の大開口部５０４とを有している。

ブレードカバー５０内の収容部５０１においては、切削ブレード３１の回転方向先頭側に、切削ブレード３１が下方の開口５０２から上方へと回転する領域を有している（図６（ａ）で収容部５０１の破線より左側部分）。収容部５０１には、開口５０２からこの上向き回転領域を経て排出口５２１に続く領域が、大開口部５０４の幅（図１でＹ方向の間隔）と同じ程度の幅を有する幅広部５０５に形成されている。この場合、ブレードカバー５０の天井の排出口５２１は、内側カバー５１と外側カバー５２とにまたがって配設されており、これらカバー５１，５２が合体することで排出口５２１が形成される。一方、図６（ａ）で収容部５０１の破線より右側部分は、小開口部５０３と同じ幅となっている。

また、図６（ｂ）および図７に示すように、内側カバー５１と外側カバー５２の底面の、小開口部５０３の両側にあたる箇所には、右側（図１でＸ２側）の側面に開口するとともに大開口部５０４に連通する溝状のエアー取り込み路５１３，５２３がそれぞれ形成されている。これらエアー取り込み路５１３，５２３は、大開口部５０４、収容部５０１を経て排出口５２１に連通する。

次に、他の実施形態の切削液供給手段７０は、ブレードカバー５０内に設けられている。すなわち、図６に示すように、ブレードカバー５０の底面には、小開口部５０３および大開口部５０４を囲繞して複数の切削液供給口７５１が形成されており、ブレードカバー５０内には、これら切削液供給口７５１に通じ、互いに連通する複数の切削液供給路７５が形成されている。この実施形態での切削液供給手段７０は、複数の切削液供給口７５１および切削液供給路７５で構成される。複数の切削液供給路７５は、外側カバー５２の天井に開口する１つの切削液供給路７５に集合され、図８に示すようにその切削液供給路７５には供給管路８１を介して切削液供給源８０が連通されている。

また、図７に示すように、内側カバー５１および外側カバー５２の上部には、上面に開口する発光部挿入穴５１４と受光部挿入穴５２４が一対の状態でそれぞれ形成されており、これら挿入穴５１４，５２４には、ブレード検出手段６０を構成する発光部６１および受光部６２が、切り刃３１２の外周部を挟んで互いに対面した状態となるようにそれぞれ挿入されている。

ブレード検出手段６０は、コ字状の支持フレーム６３の両端に発光部６１および受光部６２が互いに対面する状態に固定されたもので、発光部６１から出射された検出光が受光部６２に入射する構成である。内側カバー５１における発光部挿入穴５１４の収容部５０１側の側壁には、発光部６１からの検出光の発光を受光部６２へと出射させる収容部５０１に開口した出射口５１５が形成され、一方、外側カバー５２における受光部挿入穴５２４の収容部５０１側の側壁には、発光部６１からの発光を受光部６２に入射させる収容部５０１に開口した入射口５２５が形成されている。

さらに、図７に示すように、内側カバー５１および外側カバー５２における支持フレーム６３の内側には、発光部側外気取り込み路５１６および受光部側外気取り込み路５２６がそれぞれ形成されている。発光部側外気取り込み路５１６は、一端が内側カバー５１の上面に開口するとともに発光部６１の発光面６１１を通過して出射口５１５に連通しており、受光部側外気取り込み路５２６は、一端が外側カバー５２の上面に開口するとともに受光部６２の受光面６２１を通過して入射口５２５に連通している。

また、図７に示すように、内側カバー５１には、スピンドルパージエアー吸引路５１７が形成されている。このスピンドルパージエアー吸引路５１７は、一端がスピンドル挿入部５１１に接続されるとともに他端が上記吸引源９０に接続されている。スピンドル挿入部５１１からは、切削屑を含む切削液がスピンドルハウジング４１内に浸入することを防ぐために、スピンドルハウジング４１内のエアーベアリングを形成する高圧エアーがスピンドルパージエアーとして排出される。この実施形態では、そのようにして切削ブレード３１側に排気されるスピンドルパージエアーは、内側カバー５１に形成されたスピンドルパージエアー吸引路５１７を介して吸引源９０で吸引される。

［４−２］他の実施形態の作用
上記他の実施形態では、切削ブレード３１による被加工物１の切削中において、切削液供給源８０を運転することで、切削液をブレードカバー５０内の切削液供給路７５に送出し、各切削液供給口７５１から切削液を吐出させる。またこれと同時に吸引源９０を運転してブレードカバー５０内の収容部５０１とスピンドルパージエアー吸引路５１７の空気を吸引して負圧状態とする。

図８に示すように、各切削液供給口７５１から吐出した切削液Ｌは、ブレードカバー５０の開口５０２の外周側で切削ブレード３１の切り刃３１２を囲繞するように被加工物１の上面に供給され、被加工物１がＸ１方向に加工送りされることで、Ｒ方向に切削ブレード３１がダウンカットで回転して被加工物１に切り込む切削加工点に流れ込む。切削加工点に達した切削液Ｌは切削で生じた切削屑を取り込み、切削ブレード３１の回転に伴い連れ回りして開口５０２から収容部５０１に入り込む。そして収容部５０１内に入った切削屑を含む切削液Ｌは、吸引源９０で吸引されることにより排出口５２１からブレードカバー５０外に排出される。したがって切削屑を含んだ切削液Ｌはブレードカバー５０の外側に飛散しにくく、被加工物１の上面に切削屑が付着するおそれが低減する。

また、切削ブレード３１による被加工物１への切削加工点においては、切削ブレード３１の回転に伴って、切削屑が切削加工点に対し被加工物１の移動方向先頭側、すなわち加工送り方向（Ｘ１側）に流れるため、被加工物１の移動方向先頭側の方が移動方向後方側に比べて切削屑が多く生じる。ここで本実施形態においては、ブレードカバー５０の底面の切削ブレード３１の回転方向先頭側が大開口部５０４となっているとともに、収容部５０１内においては大開口部５０４から排出口５２１にわたる切削ブレード３１の上向き回転領域に幅広部５０５が形成されているため、被加工物１の移動方向先頭側の切削屑を含んだ切削液Ｌをより効果的に収容部５０１に吸引して排出することができる。その結果、被加工物１の上面への切削屑の付着低減効果をさらに向上させることができる。

また、被加工物１に対する切削ブレード３１の切削加工点は、切削ブレード３１の中心よりも切削移動方向前側（図３でＣ側）に位置し、開口５０２においてはこの前側に小開口部５０３が形成され、開口５０２が小さくなっている。このため、切削加工点に供給された切削液Ｌをブレードカバー５０内に吸引し過ぎることが防止され、切削に十分な量の切削液Ｌが切削加工点に供給される。

また、切削液供給手段７０をブレードカバー５０内に形成した切削液供給口７５１および切削液供給路７５で構成しているので、上記一実施形態と比べると省スペース化が図られる。さらに、切削加工点の近傍に切削液Ｌを供給できるため、切削液Ｌを被加工物１上に供給して形成される切削液溜まりを小さくすることができるという利点が得られる。切削で生じた切削屑は、切削液溜まり中を浮遊する場合があるが、この切削液溜まりが大きいと切削液Ｌはブレードカバー５０内に吸引されにくくなるとともに、切削屑が開口５０２から離れる量が多くなって被加工物１に付着しやすくなるという問題が生じる。ところが本実施形態では上記のようにブレードカバー５０内に切削液供給手段７０が形成されて切削加工点の近傍に切削液Ｌを供給できることから切削液溜まりを小さくすることができ、このため切削液溜まりが大きくなりにくくなり、上記問題の発生が抑えられる。

また、ブレードカバー５０の底面に形成されたエアー取り込み路５１３，５２３から外気が吸引源９０で吸引されて、開口５０２、収容部５０１を経て排出口５２１に導入されていく。これにより、上記一実施形態と同様に、常に一定量の外気が吸引源９０で吸引されて排出口５２１に導入され、排出口５２１が完全に切削液で封止されにくくなり、切削液の吸引量にばらつきの防止ならびに安定した切削液の吸引が達成される。

また、ブレード検出手段６０では、通常は、発光部６１から出射した検出光は出射口５１５を通過し、切り刃３１２で遮られて受光部６２には入射しないが、切り刃３１２が摩耗または破損すると検出光は収容部５０１、入射口５２５を経て受光部６２に入射する。受光部６２で検出光の入射が確認されると切り刃３１２が摩耗または破損されたと判断され、切削ブレード３１の点検もしくは交換が行われる。

ここで、発光部６１と受光部６２の表面である発光面６１１および受光面６２１は、それぞれ出射口５１５および入射口５２５を介して収容部５０１に連通しているため、切削液Ｌが付着して汚れ、発光量や受光量が低下し、それに起因して検出精度の低下を招く場合がある。ところが本実施形態では、内側カバー５１および外側カバー５２にそれぞれ形成された発光部６１側および受光部６２側の外気取り込み路５１６，５２６の空気が吸引源９０で吸引されて外気が取り込まれ流れることにより、発光部６１の発光面６１１および受光部６２の受光面６２１をそれぞれ通過して発光部６１側の出射口５１５および受光部６２側の入射口５２５へと続く外気の流路が形成される。この流路を流れる外気が接触することで発光面６１１および受光面６２１への汚れの付着を低減することが可能となり、その結果、切り刃３１２の摩耗や破損のための検出精度の低下を防ぐことができる。

また、上記のように、スピンドル挿入部５１１から切削ブレード３１側に排出されるスピンドルパージエアーは、内側カバー５１に形成されたスピンドルパージエアー吸引路５１７を介して吸引源９０で吸引されるため、スピンドルパージエアーが切削ブレード３１側に流れることが抑えられる。このため、ブレードカバー５０内の収容部５０１を排出口５２１に向かって吸引されている切削液Ｌの流れがスピンドルパージエアーによって乱されるおそれが低減する。

なお、上記切削ブレード３１は切り刃３１２が外周に設けられたタイプのものであるが、本発明の切削ブレード３１はこのようなタイプに限定されず、例えば回転軸付近まで切り刃３１２が設けられたものなども含むものとする。また、排出口５２１に外気を導入して排出口５２１が切削液で封止されることを抑えるためのエアー取り込み路の形成箇所も任意であり、上記実施形態に限定されない。

さらに、ブレードカバー５０に形成する排出口５２１も、外側カバー５２、あるいは外側カバー５２と内側カバー５１とにまたがって形成する形態に限定されず、内側カバー５１に形成してもよく、その形成箇所も天井に限られず適宜に選択される。例えば、外側カバー５２における被加工物１が加工送りされる前側すなわち図１でＸ１側の側面に排出口を形成することで、天井に形成した場合に比べてより少ない吸引量で切削屑を含む切削液を吸引排出することが可能となる。

１…被加工物
１０…切削装置
１８…保持手段
３０…切削手段
３１…切削ブレード
３１２…切り刃
４０…スピンドルユニット
４２…スピンドル
５０…ブレードカバー
５１…内側カバー
５０１…収容部
５０２…開口
５０５…幅広部
５１１…スピンドル挿入部
５１３，５２２，５２３エアー取り込み路
５１４…発光部挿入穴
５１５…出射口
５１６…発光部側外気取り込み路
５１７…スピンドルパージエアー吸引路
５２…外側カバー
５２１…排出口
５２４…受光部挿入穴
５２５…入射口
５２６…受光部側外気取り込み路
６０…ブレード検出手段
６１…発光部
６１１…発光面
６２…受光部
６２１…受光面
７０…切削液供給手段
７５…切削液供給路
７５１…切削液供給口
８０…切削液供給源
９０…吸引源
Ｌ…切削液

Claims (6)

1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する切削ブレードと、該切削ブレードを回転可能に支持するスピンドルを含むスピンドルユニットと、該切削ブレードを覆い底部に該切削ブレードの先端が突出する開口を有し該スピンドルユニットに装着されたブレードカバーと、を備えた切削装置であって、
   前記開口の外周側で被加工物の上面に切削液を供給する切削液供給手段を備え、
   前記ブレードカバーは、内部に前記ブレードを収容する収容部を有し、該ブレードカバーには、該収容部に連通するとともに吸引源に接続された排出口が形成され、
   被加工物の上面に供給された前記切削液が、前記切削ブレードの回転に伴って前記開口を介して前記収容部に取り込まれた後、前記排出口を介して前記ブレードカバー外に排出されることを特徴とする切削装置。
2. 前記ブレードカバーには、該ブレードカバーの外側に開口するとともに前記排出口に連通したエアー取り込み路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
3. 前記切削液供給手段は、
   前記開口の外側で前記ブレードカバーの底に形成された切削液供給口と、
   一端が該切削液供給口に接続されるとともに他端が切削液供給源に接続された切削液供給路と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の切削装置。
4. 前記切削ブレードは、外周に切り刃を有し、
   前記ブレードカバーは、対面した発光部と受光部とを有するブレード検出手段の該発光部と該受光部とが該切り刃を挟んで互いに対面した状態になるよう該発光部が挿入される発光部挿入穴と該受光部が挿入される受光部挿入穴とを有し、
   前記発光部挿入穴の側壁には前記発光部からの発光を前記受光部へと出射させる前記収容部に開口した出射口が形成されるとともに、
   前記受光部挿入穴の側壁には前記発光部からの発光を前記受光部に入射させる前記収容部に開口した入射口が形成され、
   前記前記ブレードカバーには、
   一端が該ブレードカバーの外側に開口するとともに前記発光部の発光面を通過し前記出射口に連通する発光部側外気取り込み路と、
   一端が該ブレードカバーの外側に開口するとともに前記受光部の受光面を通過し前記入射口に連通する受光部側外気取り込み路と、
   が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の切削装置。
5. 前記切削ブレードが装着される前記スピンドルユニットは、スピンドルをエアーベアリングで支持するエアースピンドルユニットであり、
   前記ブレードカバーは、該スピンドルが挿入されるスピンドル挿入部を有するとともに、一端が該スピンドル挿入部に接続されるとともに他端が吸引源に接続されるスピンドルパージエアー吸引路が形成され、該該切削ブレード側に排気されるエアーを吸引すること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の切削装置。
6. 前記開口は、前記切削ブレードの回転方向先頭側において回転方向後方側よりも大きく形成され、
   前記収容部は、該切削ブレードが下方から上方へと回転する領域を含み、該開口から前記排出口に続く幅広部を有すること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の切削装置。

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