JP2022155306A - 定温水供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スピンドルやモータを冷却水により適切にかつ効率よく冷却できる定温水供給装置を提供すること。【解決手段】定温水供給装置１は、被加工物を加工する工具（切削ブレード１２１）を装着したスピンドル１２３をモータ１２４で回転させるスピンドルユニット１２２を備える加工装置に対し、冷却水を循環させスピンドルユニット１２２を温調するものであり、所定の温度に調整した冷却水をスピンドルユニット１２２に送水する送水部１０と、スピンドルユニット１２２から戻る冷却水を受け入れる受入部２０と、スピンドルユニット１２２に送水する冷却水と受入部２０に戻った冷却水の温度を測定する温度測定器４０と、送水部１０から送水する冷却水の流量を調整する流量調整部５０と、を有し、流量調整部５０は、温度測定器４０で測定される冷却水の温度差に応じて送水する流量を調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、定温水供給装置に関する。

半導体デバイスが形成されたウエーハや樹脂パッケージ基板など各種板状の被加工物を切削ブレードで切削する切削装置や、研削ホイールで研削したりする研削装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。これらは、モータによって高速回転するスピンドルに装着された工具で被加工物を加工する。

特開２０２０－２０３３５５号公報

スピンドルは高速回転によって発熱しスピンドルが伸びてしまう。モータは発熱によって劣化しやすくなる。こうした問題を解決するため、スピンドル軸受け部およびモータの外周に冷却水の流路を備えたジャケットを装着し、冷却水（定温水）を供給する事で発熱を抑える仕組みが考案された。

しかし、スピンドルの回転数やモータにかかる負荷は、加工中と待機中では大きく異なり、発熱量も変わるが、基本的には常にスピンドルの高速回転時に発生する熱や、モータの最大出力時に発生する熱を冷却できる過剰な流量の冷却水が供給されていた。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スピンドルやモータを冷却水により適切にかつ効率よく冷却できる定温水供給装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の定温水供給装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該被加工物を加工する工具を装着したスピンドルをモータで回転させるスピンドルユニットと、を備える加工装置に対し、冷却水を循環させ該スピンドルユニットを温調する定温水供給装置であって、所定の温度に調整した該冷却水を該スピンドルユニットに送水する送水部と、該スピンドルユニットから戻る該冷却水を受け入れる受入部と、該スピンドルユニットに送水する該冷却水と該受入部に戻った該冷却水の温度を測定する温度測定器と、該送水部から送水する該冷却水の流量を調整する流量調整部と、を有し、該流量調整部は、該温度測定器で測定される該冷却水の温度差に応じて送水する流量を調整するものである。

該スピンドルユニットは、スピンドル軸受け部及び該モータの外周に該冷却水が通る冷却流路を備え、該定温水供給装置から送水される該冷却水は該冷却流路を通ってもよい。

該温度差が所定以上の場合、警告信号を報知する報知部を備えてもよい。

本発明は、スピンドルやモータを冷却水により適切にかつ効率よく冷却できる。

図１は、実施形態１に係る定温水供給装置及び定温水供給装置が接続されて使用される加工装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１の定温水供給装置及び加工装置の要部を示す断面図である。 図３は、図１の定温水供給装置の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。 図４は、図１の定温水供給装置において冷却水の温度差に応じて調整する送水冷却水の流量の設定データを示すグラフである。 図５は、実施形態２に係る定温水供給装置の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、実施形態３に係る定温水供給装置及び定温水供給装置が接続されて使用される加工装置の構成例を示す斜視図である。 図７は、図６の定温水供給装置及び加工装置の要部を示す断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る定温水供給装置１を図面に基づいて説明する。まず、本明細書は、実施形態１に係る定温水供給装置１が接続されて使用される加工装置１００を、図面を用いて説明する。図１は、実施形態１に係る定温水供給装置１及び定温水供給装置１が接続されて使用される加工装置１００の構成例を示す斜視図である。図２は、図１の定温水供給装置１及び加工装置１００の要部を示す断面図である。

加工装置１００は、図１に示すように、チャックテーブル１１０と、加工ユニット１２０と、Ｘ軸移動ユニット１４１と、Ｙ軸移動ユニット１４２と、Ｚ軸移動ユニット１４３と、制御ユニット１５０と、を備える。

実施形態１において、加工装置１００が加工する加工対象である被加工物２００は、例えば、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムヒ素などを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどである。被加工物２００は、図１に示すように、平坦な表面２０１の格子状に形成される複数の分割予定ライン２０２によって区画された領域にデバイス２０３が形成されている。被加工物２００は、実施形態１では、表面２０１の裏側の裏面２０４に粘着テープ２０５が貼着され、粘着テープ２０５の外縁部に環状フレーム２０６が装着されているが、本発明ではこれに限定されない。また、本発明では、被加工物２００は、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、又はガラス板等でも良い。

チャックテーブル１１０は、凹部が形成された円板状の枠体と、凹部内に嵌め込まれた円板状の吸着部と、を有する。チャックテーブル１１０の吸着部は、ポーラス状のポーラスセラミック等から形成され、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。チャックテーブル１１０の吸着部の上面は、被加工物２００が載置されて、載置された被加工物２００を吸引保持する保持面１１１である。保持面１１１は、実施形態１では、被加工物２００が表面２０１を上方に向けて載置され、載置された被加工物２００を裏面２０４側から粘着テープ２０５を介して吸引保持する。保持面１１１とチャックテーブル１１０の枠体の上面とは、同一平面上に配置されており、水平面ＸＹ平面に平行に形成される。チャックテーブル１１０は、Ｘ軸移動ユニット１４１により水平方向の一方向であるＸ軸方向に移動自在で、不図示の回転駆動源により鉛直方向であり保持面１１１に対して垂直なＺ軸方向と平行な軸心周りに回転自在に設けられている。

加工ユニット１２０は、図１及び図２に示すように、切削ブレード１２１をスピンドル１２２の先端に固定するマウントフランジ１３４と、スピンドルユニット１２２と、を有する。スピンドルユニット１２２は、図２に示すように、スピンドル１２３と、モータ１２４と、スピンドルハウジング１２５と、エア供給路１２６と、冷却流路１２７と、を有する。切削ブレード１２１は、本発明に係る工具の一例であり、被加工物２００を切削加工する。切削ブレード１２１は、実施形態１では、砥粒をボンド材で固定した環状の切り刃を有する切削砥石であるが、本発明ではこれに限定されず、砥粒がめっき層に固着した切り刃を有する電鋳ボンドタイプのブレードや、超硬合金からなる薄鋼板ブレードで形成された切り刃を有する鋸刃状のメタルソー等でもよい。

スピンドル１２３は、円柱状に形成されて、先端に切削ブレード１２１が装着される。モータ１２４は、スピンドル１２３の基端部の外周に配置され、スピンドル１２３を水平方向の別の一方向でありＸ軸方向に直交するＹ軸方向と平行な軸心周りに回転させる。スピンドルユニット１２２は、切削ブレード１２１を先端に装着したスピンドル１２３を、スピンドル１２３の基端部に配置されたモータ１２４で、Ｙ軸方向と平行な軸心周りに回転させる。スピンドル１２３の先端に装着された切削ブレード１２１は、スピンドル１２３によりＹ軸方向と平行な軸心周りの回転動作が加えられて、チャックテーブル１１０に保持された被加工物２００を切削加工する。

加工ユニット１２０は、チャックテーブル１１０に保持された被加工物２００に対して、Ｙ軸移動ユニット１４２によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動ユニット１４３によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。加工装置１００は、Ｘ軸移動ユニット１４１、Ｙ軸移動ユニット１４２及びＺ軸移動ユニット１４３によりスピンドル１２３の先端に装着された切削ブレード１２１をチャックテーブル１１０に保持された被加工物２００に対して所定の位置にセットし、切削ブレード１２１を回転させながら被加工物２００に対して分割予定ライン２０２に沿って相対的に移動させることにより、切削ブレード１２１で被加工物２００を分割予定ライン２０２に沿って切削加工する。

スピンドルハウジング１２５は、スピンドル１２３の先端を露出させ、かつ、先端を除く部分を収容することで、スピンドル１２３が挿通されている。スピンドルハウジング１２５は、図２に示すように、内周面でスピンドル１２３をエアで軸受けするスピンドル軸受け部１２８と、モータ１２４を収容するモータ外周部１２９とを有する。スピンドルハウジング１２５は、スピンドル軸受け部１２８の内部に、エア供給源１３５からのエアを内周面に供給するエア供給路１２６が形成されている。スピンドルハウジング１２５は、エア供給路１２６から内周面に供給されるエアがエアベアリングとして機能することで、スピンドル１２３を軸受けする。

スピンドルハウジング１２５は、スピンドル軸受け部１２８及びモータ外周部１２９の内部に、定温水供給装置１から供給される冷却水（低温水）が通る冷却流路１２７が形成されている。スピンドルハウジング１２５は、実施形態１では、冷却流路１２７の一方の端部である供給口１３１より定温水供給装置１から冷却水が供給され、冷却流路１２７の他方の端部である排出口１３２より冷却流路１２７内を通過した冷却水が定温水供給装置１に排出される。定温水供給装置１からスピンドルハウジング１２５に供給された冷却水は、冷却流路１２７を通過することにより、スピンドル１２３やモータ１２４に発生してスピンドルハウジング１２５に伝達した熱を回収して、スピンドル１２３、モータ１２４及びスピンドルハウジング１２５を冷却するとともに、冷却水の温度が上昇する。

制御ユニット１５０は、加工装置１００の各種構成要素の動作を制御して、被加工物２００の切削加工等の動作を加工装置１００に実施させる。制御ユニット１５０は、実施形態１では、コンピュータシステムを含む。制御ユニット１５０が含むコンピュータシステムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット１５０の演算処理装置は、制御ユニット１５０の記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、加工装置１００を制御するための制御信号を、制御ユニット１５０の入出力インターフェース装置を介して加工装置１００の各構成要素に出力する。

加工装置１００は、カセット載置台１８１と、洗浄ユニット１８２と、不図示の搬送ユニットと、をさらに備える。カセット載置台１８１は、複数の被加工物２００を収容するための収容器であるカセット１８５を載置する載置台であり、載置されたカセット１８５をＺ軸方向に昇降させる。洗浄ユニット１８２は、切削加工後の被加工物２００を洗浄し、被加工物２００に付着した切削屑等の異物を除去する。不図示の搬送ユニットは、切削加工前の被加工物２００をカセット１８５内からチャックテーブル１１０上に搬送し、切削加工後の被加工物２００をチャックテーブル１１０上から洗浄ユニット１８２に搬送し、洗浄後の被加工物２００を洗浄ユニット１８２からカセット１８５内に搬送する。

次に、本明細書は、実施形態１に係る定温水供給装置１を、図面を用いて説明する。定温水供給装置１は、図２に示すように、送水部１０と、受入部２０と、温調部３０と、温度測定器４０と、流量調整部５０と、報知部６０と、制御部７０と、を有する。定温水供給装置１は、図２に示すように、内部に冷却水の流れる流路が形成されており、上流から下流に向かって、受入部２０、温調部３０、送水部１０、流量調整部５０の順に配置されて、この順に接続、連通されている。定温水供給装置１は、図１及び図２に示すように、内部に形成された冷却水の流れる流路が、接続管６，７により加工装置１００のスピンドルユニット１２２のスピンドルハウジング１２５内に形成された冷却流路１２７と接続され、この流路内及び冷却流路１２７内で冷却水を循環させて加工装置１００のスピンドルユニット１２２を冷却、温調する。

送水部１０は、図２に示すように、流量調整部５０を介して、接続管６によりスピンドルユニット１２２のスピンドルハウジング１２５に形成された冷却流路１２７の供給口１３１に接続、連通されている。送水部１０は、温調部３０によって所定の温度に調整された冷却水を、接続管６を介して冷却流路１２７の供給口１３１に送水する。送水部１０は、例えば送水ポンプである。

受入部２０は、図２に示すように、接続管７によりスピンドルユニット１２２のスピンドルハウジング１２５に形成された冷却流路１２７の排出口１３２に接続、連通されている。受入部２０は、冷却流路１２７内を通過してスピンドルユニット１２２から戻る冷却水を、接続管７を介して冷却流路１２７の排出口１３２から受け入れる。受入部２０は、例えば貯水タンクである。受入部２０で受け入れられた冷却水は、送水部１０がスピンドルユニット１２２に冷却水を送水することに伴い、温調部３０に向けて移動する。

温調部３０は、送水部１０によりスピンドルユニット１２２に送水する冷却水（以下において、適宜、送水冷却水、と称する）の温度を所定の温度に調整する。温調部３０は、例えば、冷却流路１２７内の通過により温度が上昇して、受入部２０に戻って受け入れられた冷却水（以下において、適宜、受入冷却水、と称する）を所定の温度まで冷却する冷却器である。温調部３０で所定の温度に調整された冷却水は、送水部１０がスピンドルユニット１２２に冷却水を送水することに伴い、送水部１０に向けて移動する。温調部３０により調整される送水冷却水の温度は、例えば、定温水供給装置１が接続されて使用される加工装置１００の装置マニュアルに記載されている装置据付環境周囲温度（室温）の標準値を基準に設定され、実施形態１では例えば２２℃である。

温度測定器４０は、図２に示すように、温度測定器４１と、温度測定器４２とを有する。温度測定器４１は、温調部３０の内部に設けられ、温調部３０で送水冷却水を所定の温度に調整する際に使用されるとともに、送水冷却水の温度を測定して、測定した送水冷却水の温度を制御部７０に出力する。温度測定器４２は、受入部２０の内部の接続管７に近い位置に設けられ、受入冷却水の温度を測定して、測定した受入冷却水の温度を制御部７０に出力する。温度測定器４１，４２は、実施形態１では、例えば、バイメタルの変形に基づいて温度を測定する熱電対や、電気抵抗の変化に基づいて温度を測定する電気式温度計等である。

流量調整部５０は、送水冷却水の流量を調整する。流量調整部５０は、例えば、流量調整弁や流量調整バルブ等である。制御部７０は、温度測定器４１，４２から取得した送水冷却水の温度及び受入冷却水の温度に基づいて、受入冷却水の温度から送水冷却水の温度を差し引いた冷却水の温度差を算出し、算出した冷却水の温度差に基づいて流量調整部５０を制御して、流量調整部５０により送水冷却水の流量を調整する。

報知部６０は、制御部７０から出力された警告信号の受信に基づいて、警告情報を報知する。制御部７０は、算出した冷却水の温度差が所定（第２閾値）以上の場合、報知部６０にその旨の警告信号を出力し、報知部６０を制御して、報知部６０に警告情報を報知させる。ここで、報知部６０が警告情報を報知するか否かの判断基準となる冷却水の温度差の第２閾値は、例えば、定温水供給装置１が接続されて使用される加工装置１００の装置マニュアルに記載されている装置据付環境周囲温度（室温）の上限値から標準値を差し引いた温度差を基準に設定され、実施形態１では例えば＋３℃である。

報知部６０は、実施形態１では、表示面側を外側に向けて設けられた表示部や、発光部や、音声発信部、情報通信部等である。報知部６０の一例である表示部は、例えば液晶表示装置等であり、制御部７０からの警告信号の受信に基づいて、警告情報に関する画面を表示して、警告情報をオペレータに視認可能に報知する。報知部６０の一例である発光部は、例えば発光ダイオード等であり、制御部７０からの警告信号の受信に基づいて、発光ダイオード等の点灯や点滅や光の色彩等により、警告情報をオペレータに認識可能に報知する。報知部６０の一例である音声発信部は、例えばスピーカ等であり、制御部７０からの警告信号の受信に基づいて、音声により、警告情報をオペレータに認識可能に報知する。報知部６０の一例である情報通信部は、例えばスマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス、コンピュータなどの情報機器と情報通信可能に接続されており、制御部７０からの警告信号の受信に基づいて、これらの情報機器に警告信号を送信して、これらの情報機器の表示部、発光部、音声発信部により警告情報をオペレータに認識可能に報知する。

制御部７０は、定温水供給装置１の各種構成要素の動作を制御して、冷却水を循環させることによるスピンドルユニット１２２の冷却処理を定温水供給装置１に実施させる。制御部７０は、制御ユニット１５０と同様の、ＣＰＵのようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータシステムを含む。制御部７０の演算処理装置は、制御部７０の記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、定温水供給装置１を制御するための制御信号を、制御部７０の入出力インターフェース装置を介して定温水供給装置１の各構成要素に出力する。

定温水供給装置１は、図２に示すように、定温水供給装置１内の受入部２０、温調部３０、送水部１０及び流量調整部５０を含む冷却水の流路に、バルブ３を介して水供給源２が接続されている。水供給源２は、実施形態１では、水供給源２から供給される水が温度測定器４１，４２による送水冷却水の温度や受入冷却水の温度の測定に与える影響を最小限にするように、受入部２０と温調部３０との間に接続されている。定温水供給装置１の制御部７０は、この冷却水の流路内に設けられたレベルセンサ等の不図示の水量検出器によりこの流路内に流れる冷却水の水量を検出し、冷却水の水量が不足していると判定した場合には、バルブ３を開いて水供給源２からこの冷却水の流路内に適量の水を供給させて、この流路内に流れる冷却水の水量を自動的に適量に維持する。

次に、本明細書は、実施形態１に係る定温水供給装置１の動作処理の一例を、図面を用いて説明する。図３は、図１の定温水供給装置１の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。図４は、図１の定温水供給装置１において冷却水の温度差に応じて調整する送水冷却水の流量の設定データ７５を示すグラフである。

定温水供給装置１の制御部７０は、まず、温度測定器４１により送水冷却水の温度を測定して取得し（図３のステップ１００１）、温度測定器４２により受入冷却水の温度を測定して、取得する（図３のステップ１００２）。なお、ステップ１００１とステップ１００２の各動作処理は、いずれか一方を先に実施してもよいし、両方を同時に実施してもよい。

定温水供給装置１の制御部７０は、次に、ステップ１００１及びステップ１００２でそれぞれ取得した送水冷却水の温度及び受入冷却水の温度に基づいて、冷却水の温度差を算出し、算出した冷却水の温度差と、図４に示す設定データ７５に基づいて調整する送水冷却水の流量を求め、求めた送水冷却水の流量となるように流量調整部５０により送水冷却水の流量を調整する（図３のステップ１００３）。

定温水供給装置１の制御部７０は、ステップ１００３の送水冷却水の流量の調整処理を実施すると、処理フローを再びステップ１００１に戻す。定温水供給装置１の制御部７０は、これらのステップ１００１、ステップ１００２及びステップ１００３の各動作処理を一定時間ごとに繰り返して、冷却水の温度差の変化に対応して送水冷却水の流量を適切に調整し続ける。

定温水供給装置１の制御部７０は、実施形態１では、図４に示すように、冷却水の温度差が第１閾値以下の範囲では、冷却水の温度差と調整する送水冷却水の流量とが正比例関係を有するように、冷却水の温度差の上昇に応じて調整する送水冷却水の流量を増量させ、冷却水の温度差の下降に応じて調整する送水冷却水の流量を減量させる旨の設定データ７５を予め記憶している。定温水供給装置１の制御部７０は、この設定データ７５では、冷却水の温度差が０℃のときに送水冷却水の流量を設定上の下限値に設定し、冷却水の温度差が第１閾値のときに送水冷却水の流量を設定上の上限値に設定している。また、定温水供給装置１の制御部７０は、図４では省略しているが、この設定データ７５では、冷却水の温度差が第１閾値以上の範囲では、送水冷却水の流量を設定上の上限値に設定している。

ここで、第１閾値は、送水冷却水の温度を考慮して、送水冷却水の流量が過剰とならず効率的となるように、第２閾値より小さく、かつ、維持したい所望の冷却水の温度差の上限値に設定され、実施形態１では例えば＋２℃である。

また、流量調整部５０による送水冷却水の流量の設定上の上限値及び下限値は、スピンドル１２３やモータ１２４に発生する熱の量や冷却流路１２７の容積等を考慮して適切に設定され、実施形態１では例えば上限値が１．５Ｌ／ｍｉｎであり、下限値が０．５Ｌ／ｍｉｎである。また、流量調整部５０による送水冷却水の流量の変化量の１単位は、流量調整部５０の調整精度等により定められ、実施形態１では例えば０．０５Ｌ／ｍｉｎである。

以上のような構成を有する実施形態１に係る定温水供給装置１は、温度測定器４１，４２により送水冷却水の温度及び受入冷却水の温度を測定し、受入冷却水の温度から送水冷却水の温度を差し引いた冷却水の温度差に基づいて、冷却水の温度差が大きい（受入冷却水の温度が高い）場合にはスピンドルユニット１２２への送水冷却水の流量を増量させて冷却機能を上昇させ、冷却水の温度差が小さい（受入冷却水の温度が高い）場合にはスピンドルユニット１２２への送水冷却水の流量を減量させて無駄な冷却水の送水を低減する。このため、実施形態１に係る定温水供給装置１は、スピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４を冷却水により適切にかつ効率よく冷却できるという効果を奏する。すなわち、実施形態１に係る定温水供給装置１は、スピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４を適切に冷却する状態を維持しつつ、スピンドルユニット１２２へ送水する冷却水を省水できる。

また、実施形態１に係る定温水供給装置１は、加工装置１００のスピンドルユニット１２２がスピンドル軸受け部１２８及びモータ１２４の外周（モータ外周部１２９）に冷却水が通る冷却流路１２７を備え、定温水供給装置１から送水される冷却水が冷却流路１２７を通る。このため、実施形態１に係る定温水供給装置１は、送水する冷却水が熱を発生するスピンドル１２３やモータ１２４の近くを通過して、スピンドル１２３やモータ１２４に発生した熱を効率よく回収することができるので、冷却水によりスピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４を適切にかつ効率よく冷却できる。

また、実施形態１に係る定温水供給装置１は、冷却水の温度差が加工装置１００の装置マニュアルに基づいて設定した所定（第２閾値）以上の場合、警告情報を報知する報知部６０を備える。このため、実施形態１に係る定温水供給装置１は、加工装置１００の装置環境に問題が生じるおそれがある場合に、その旨をオペレータに報知して、速やかに対応を促すことができる。

また、実施形態１に係る定温水供給装置１は、冷却水の温度差が第２閾値以下の所定（第１閾値）以上の場合、送水冷却水の流量を設定上の上限値に調整する。このため、実施形態１に係る定温水供給装置１は、スピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４が所定以上の高温となった場合に冷却機能を最大にするので、スピンドル１２３やモータ１２４が異常発熱するおそれを低減できる。

また、実施形態１に係る定温水供給装置１は、定温水供給装置１が備える温度測定器４１，４２によりスピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４の状態を冷却水の温度差として間接的に測定することができるので、加工装置１００側にスピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４の温度を測定する機器を要しない。ここで、スピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４の状態とは、例えば、スピンドル１２３やモータ１２４が大きく発熱している状態や、スピンドル１２３やモータ１２４が停止している等の理由によりほとんど発熱していない状態等である。すなわち、実施形態１に係る定温水供給装置１は、スピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４の温度を測定する機器が設けられていない加工装置１００にも好適に接続して使用することができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る定温水供給装置１を図面に基づいて説明する。図５は、実施形態２に係る定温水供給装置１の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。図５は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係る定温水供給装置１は、実施形態１に係る定温水供給装置１において、定温水供給装置１の動作処理の図３のステップ１００３を、図５のステップ１００４～ステップ１０１０に変更したものである。

実施形態２では、定温水供給装置１の制御部７０は、ステップ１００１及びステップ１００２の実施後、ステップ１００１及びステップ１００２でそれぞれ取得した送水冷却水の温度及び受入冷却水の温度に基づいて、冷却水の温度差を算出し、算出した冷却水の温度差が第１閾値以下であるか否かを判定する（図５のステップ１００４）。

定温水供給装置１の制御部７０は、算出した冷却水の温度差が第１閾値以下である場合（図５のステップ１００４でＹＥＳ）、スピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４を十分に冷却できていると判定して、処理フローを、冷却水の省水を検討するための図５のステップ１００５に進める。一方、定温水供給装置１の制御部７０は、算出した冷却水の温度差が第１閾値より大きい場合（図５のステップ１００４でＮＯ）、スピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４を十分に冷却できていないと判定して、処理フローを、冷却機能の上昇を検討するための図５のステップ１００８に進める。

定温水供給装置１の制御部７０は、図５のステップ１００４でＹＥＳの場合、送水冷却水の流量が設定上の下限値に調整しているか否かを判定する（図５のステップ１００５）。定温水供給装置１の制御部７０は、送水冷却水の流量が設定上の下限値に調整している場合（図５のステップ１００５でＹＥＳ）、これ以上の冷却水の省水ができないと判定して、送水冷却水の流量を設定上の下限値で維持する（図５のステップ１００６）。一方、定温水供給装置１の制御部７０は、送水冷却水の流量が設定上の下限値に調整していない場合（図５のステップ１００５でＮＯ）、さらなる冷却水の省水ができると判定して、送水冷却水の流量を１単位分減量する（図５のステップ１００７）。

定温水供給装置１の制御部７０は、図５のステップ１００４でＮＯの場合、冷却水の温度差が第１閾値より大きい第２閾値未満であるか否かを判定する（図５のステップ１００８）。定温水供給装置１の制御部７０は、冷却水の温度差が第２閾値未満である場合（図５のステップ１００８でＹＥＳ）、冷却機能を１段階上昇させた方がよいと判定して、送水冷却水の流量が既に設定上の上限値でない場合には、送水冷却水の流量を１単位分増量する（図５のステップ１００９）。一方、定温水供給装置１の制御部７０は、冷却水の温度差が第２閾値以上である場合（図５のステップ１００８でＮＯ）、冷却機能を設定上の上限値まで上昇させた方がよいと判定して、送水冷却水の流量が既に設定上の上限値でない場合には、送水冷却水の流量を設定上の上限値へ増量する（図５のステップ１０１０）。

定温水供給装置１の制御部７０は、ステップ１００６、ステップ１００７、ステップ１００９、ステップ１０１０のいずれかの送水冷却水の流量の調整処理を実施すると、処理フローを再びステップ１００１に戻す。定温水供給装置１の制御部７０は、これらの図５に示すステップ１００１～１０１０の各動作処理を一定時間ごとに繰り返して、冷却水の温度差の変化に対応して送水冷却水の流量を適切に調整し続ける。

以上のような構成を有する実施形態２に係る定温水供給装置１は、冷却水の温度差が、維持したい所望の冷却水の温度差の上限値である第１閾値以下である場合には、送水冷却水の流量を１単位分ずつ設定上の下限値に到達するまで徐々に減量して冷却水を省水する。また、実施形態２に係る定温水供給装置１は、冷却水の温度差が、この第１閾値より大きい場合には、加工装置１００の装置マニュアルに基づいて設定した第２閾値未満である場合には送水冷却水の流量を１単位分ずつ設定上の上限値に到達するまで徐々に増量して冷却機能を１段階ずつ上昇させ、この第２閾値以上である場合には、送水冷却水の流量を一気に設定上の上限値へ増量して冷却機能を最大にする。このように、実施形態２に係る定温水供給装置１は、冷却水の温度差に応じて実施形態１よりもさらに細かく送水冷却水の流量を設定するので、実施形態１と同様の作用効果を奏するとともに、実施形態１よりもスピンドルユニット１２２のスピンドル１２３やモータ１２４をさらに適切に冷却しつつ、スピンドルユニット１２２へ送水する冷却水をさらに省水できるものとなる。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３に係る定温水供給装置１を図面に基づいて説明する。図６は、実施形態３に係る定温水供給装置１及び定温水供給装置１が接続されて使用される加工装置１００－２の構成例を示す斜視図である。図７は、図６の定温水供給装置１及び加工装置１００－２の要部を示す断面図である。図６及び図７は、実施形態１及び実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態３に係る定温水供給装置１は、実施形態１及び実施形態２に係る定温水供給装置１において、接続して使用される加工装置１００を加工装置１００－２に変更したものである。加工装置１００－２は、図６に示すように、加工装置１００において、加工ユニット１２０を加工ユニット１２０－２に変更し、この変更に合わせて加工装置１００のその他の各構成要素の配置等を変更したものである。すなわち、加工装置１００－２は、図６に示すように、加工装置１００と同様のチャックテーブル１１０、Ｘ軸移動ユニット１４１、Ｙ軸移動ユニット１４２、Ｚ軸移動ユニット１４３及び制御ユニット１５０と、加工ユニット１２０－２と、を備える。

加工ユニット１２０－２は、図６及び図７に示すように、研削ホイール１２１－２と、スピンドルユニット１２２－２と、を有する。研削ホイール１２１－２は、本発明に係る工具の一例であり、被加工物２００を研削加工する。研削ホイール１２１－２は、実施形態３では、例えば、環状に配置した研削砥石を有するものである。スピンドルユニット１２２－２は、図７に示すように、スピンドルユニット１２２において、スピンドル１２３の軸心の方向をＹ軸方向に平行な方向からＺ軸方向に平行な方向に変更し、この変更に合わせてスピンドルユニット１２２のその他の各構成要素の配置等を変更したものである。

実施形態３では、スピンドルユニット１２２－２は、研削ホイール１２１－２を先端に装着したスピンドル１２３を、スピンドル１２３の基端部に配置されたモータ１２４で、Ｚ軸方向と平行な軸心周りに回転させる。スピンドル１２３の先端に装着された研削ホイール１２１－２は、スピンドル１２３によりＺ軸方向と平行な軸心周りの回転動作が加えられて、チャックテーブル１１０に保持された被加工物２００を研削加工する。

加工装置１００－２は、Ｘ軸移動ユニット１４１、Ｙ軸移動ユニット１４２及びＺ軸移動ユニット１４３によりスピンドル１２３の先端に装着された研削ホイール１２１－２をチャックテーブル１１０に保持された被加工物２００に対して所定の位置にセットし、研削ホイール１２１－２を回転させながら、チャックテーブル１１０の回転に伴い回転する被加工物２００の裏面２０４に、研削送り方向（鉛直方向と平行なＺ軸方向）に沿って押圧することによって、研削ホイール１２１－２で被加工物２００の裏面２０４を研削する。

加工装置１００は、図６に示すように、カセット１９１，１９２と、位置合わせユニット１９３と、搬入ユニット１９４と、搬出ユニット１９５と、洗浄ユニット１９６と、搬出入ユニット１９７と、をさらに備える。カセット１９１，１９２は、複数の被加工物２００を収容するための収容器である。また、位置合わせユニット１９３は、カセット１９１，１９２から取り出された被加工物２００が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。搬入ユニット１９４は、吸着パッドを有し、位置合わせユニット１９３で位置合わせされた研削処理前の被加工物２００を吸着保持してチャックテーブル１１０上に搬入する。搬出ユニット１９５は、チャックテーブル１１０上に保持された研削処理後の被加工物２００を吸着保持して洗浄ユニット１９６に搬出する。洗浄ユニット１９６は、研削処理後の被加工物２００を洗浄し、研削された加工面に付着している研削屑等のコンタミネーションを除去する。搬出入ユニット１９７は、例えば円形型ハンドを備えるロボットピックであり、円形型ハンドによって被加工物２００を吸着保持して被加工物２００を搬送する。搬出入ユニット１９７は、研削処理前の被加工物２００をカセット１９１，１９２から位置合わせユニット１９３へ搬出するとともに、研削処理後の被加工物２００を洗浄ユニット１９６からカセット１９１，１９２へ搬入する。

実施形態３に係る定温水供給装置１の動作処理は、実施形態１及び実施形態２に係る定温水供給装置１のそれぞれの動作処理と同様である。

以上のような構成を有する実施形態３に係る定温水供給装置１は、実施形態１及び実施形態２において、接続して使用される加工装置１００を加工装置１００－２に変更したものであり、その動作処理は冷却対象が加工ユニット１２０（切削ユニット）のスピンドルユニット１２２から加工ユニット１２０－２（研削ユニット）のスピンドルユニット１２２－２に変更されたことを除いて同様であるので、実施形態１及び実施形態２と同様の作用効果を奏するものとなる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。定温水供給装置１は、実施形態１及び実施形態２では、切削ブレード１２１と切削ブレード１２１を回転させるスピンドルユニット１２２とを有する加工ユニット１２０（切削ユニット）を備える加工装置１００に接続されて使用される例を示し、実施形態３では、研削ホイール１２１－２と研削ホイール１２１－２を回転させるスピンドルユニット１２２－２とを有する加工ユニット１２０－２（研削ユニット）を備える加工装置１００－２に接続されて使用される例を示したが、本発明ではこれに限定されない。定温水供給装置１は、他には、研磨パッドと研磨パッドを回転させるスピンドルユニットを有する加工ユニット（研磨ユニット）を備える加工装置に接続されて使用されてもよい。このように、定温水供給装置１は、被加工物２００を加工する工具と、工具を回転させるスピンドルユニットを備えるあらゆる種類の加工装置に接続されて使用されてもよい。

１ 定温水供給装置
１０ 送水部
２０ 受入部
４０，４１，４２ 温度測定器
５０ 流量調整部
６０ 報知部
７０ 制御部
１００，１００－２ 加工装置
１１０ チャックテーブル
１２１ 切削ブレード（本発明における工具の一例）
１２１－２ 研削ホイール（本発明における工具の一例）
１２２，１２２－２ スピンドルユニット
１２３ スピンドル
１２４ モータ
１２７ 冷却流路
１２８ スピンドル軸受け部
１２９ モータ外周部
２００ 被加工物

Claims (3)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該被加工物を加工する工具を装着したスピンドルをモータで回転させるスピンドルユニットと、を備える加工装置に対し、冷却水を循環させ該スピンドルユニットを温調する定温水供給装置であって、
   所定の温度に調整した該冷却水を該スピンドルユニットに送水する送水部と、
   該スピンドルユニットから戻る該冷却水を受け入れる受入部と、
   該スピンドルユニットに送水する該冷却水と該受入部に戻った該冷却水の温度を測定する温度測定器と、
   該送水部から送水する該冷却水の流量を調整する流量調整部と、を有し、
   該流量調整部は、該温度測定器で測定される該冷却水の温度差に応じて送水する流量を調整する定温水供給装置。
2. 該スピンドルユニットは、スピンドル軸受け部及び該モータの外周に該冷却水が通る冷却流路を備え、該定温水供給装置から送水される該冷却水は該冷却流路を通る請求項１に記載の定温水供給装置。
3. 該温度差が所定以上の場合、警告信号を報知する報知部を備える請求項１または２に記載の定温水供給装置。

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