JP2022184395A - Processing device - Google Patents

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bearing
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厚紀 赤羽
Atsunori Akabane
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Disco Corp
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Disco Abrasive Systems Ltd
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Abstract

To prevent a motor power from not being transmitted to a chuck rotating shaft when tension of an endless belt changes during a change of inclination of the chuck rotating shaft.SOLUTION: A processing device 1 includes: a shaft 32 hanging down from a lower surface of a table 30; a housing 33 which arranges a first bearing 331 rotatably supporting the shaft 32; a base table 39 which supports the housing 33 and is provided with a shaft insertion port; a mechanism 34 which is arranged between the base table 39 and the housing 33 and adjusts shaft inclination; and a shaft rotation mechanism 4. The rotation mechanism 4 is provided with: a bearing arranging part 40 arranging a second bearing 42; a first pulley 41 rotatably supported by the second bearing 42; a three-dimensional coupling 5 engaged with the shaft 32 whose inclination has been changed and the first pulley 41; a motor 44 which is separate horizontally from the shaft 32 and is arranged on the base table 39; a second pulley 45 which is connected to the motor 44; and a belt 46 which is engaged with the first pulley 41 and the second pulley 45, and transmits motor power to the shaft 32.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を加工する加工装置に関する。 The present invention relates to a processing apparatus for processing workpieces such as semiconductor wafers.

特許文献1に開示されているように、ウェーハをチャックテーブルの保持面に保持させ、研削砥石の下面でウェーハを研削する研削装置は、保持面の中心を軸にチャックテーブルを回転させるチャック回転軸と、チャック回転軸を回転させる回転機構とを備える。 As disclosed in Patent Document 1, a grinding apparatus that holds a wafer on a holding surface of a chuck table and grinds the wafer with the lower surface of a grinding wheel has a chuck rotation axis that rotates the chuck table around the center of the holding surface. and a rotating mechanism for rotating the chuck rotating shaft.

例えば、回転機構は、チャック回転軸に装着した第1プーリと、基台に配置されたモータと、モータの回転軸に連結した第2プーリと、第1プーリと第2プーリとに係合する無端ベルトと、を備えている。そして、第1プーリと第2プーリとの間で所定のテンションで両プーリに巻回された無端ベルトが、モータの動力をチャック回転軸に伝達して、チャック回転軸を中心にチャックテーブルを回転させている。 For example, the rotating mechanism engages a first pulley attached to the chuck rotating shaft, a motor arranged on the base, a second pulley connected to the rotating shaft of the motor, and the first pulley and the second pulley. an endless belt; An endless belt wound around the first and second pulleys with a predetermined tension transmits the power of the motor to the chuck rotating shaft to rotate the chuck table around the chuck rotating shaft. I am letting

また、研削装置は、保持面と研削砥石の下面との平行度を調整するために、特許文献2に開示されているように、チャック回転軸の傾きを変化させる傾き調整機構を備えている。傾き調整機構は、基台の上に配設され、基台とチャックテーブルとの鉛直方向における距離を変更することによってチャックテーブルの傾きを変更している。つまり、チャックテーブルは、傾き調整機構を介して基台の上に支持され、チャックテーブルを回転させる動力源のモータは基台に配置されている。 In addition, the grinding apparatus is equipped with an inclination adjusting mechanism that changes the inclination of the chuck rotating shaft, as disclosed in Patent Document 2, in order to adjust the parallelism between the holding surface and the lower surface of the grinding wheel. The tilt adjusting mechanism is arranged on the base and changes the tilt of the chuck table by changing the vertical distance between the base and the chuck table. In other words, the chuck table is supported on the base via the tilt adjusting mechanism, and the motor of the power source for rotating the chuck table is arranged on the base.

特開2014-237200号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-237200 特開2013-119123号公報JP 2013-119123 A

研削においては、ウェーハの縦断面形状を調整するためにチャック回転軸の傾きを変更する。この傾きを変更することによって、第1プーリと第2プーリとの傾き関係が平行でなくなる。そのため、第1プーリと第2プーリとの距離が変わることで、無端ベルトのテンションが変化する。これによって、モータの動力がチャック回転軸に伝達されなくなることがあるという問題がある。 In grinding, the inclination of the chuck rotation axis is changed in order to adjust the vertical cross-sectional shape of the wafer. By changing this tilt, the tilt relationship between the first pulley and the second pulley is no longer parallel. Therefore, the tension of the endless belt changes as the distance between the first pulley and the second pulley changes. As a result, there is a problem that the power of the motor may not be transmitted to the chuck rotating shaft.

したがって、加工装置においては、チャック回転軸の傾きを変更した際に、無端ベルトのテンションが変わってしまい、モータの動力がチャック回転軸に伝達されなくなるという事態を発生させないようにするという課題がある。 Therefore, in the processing apparatus, when the inclination of the chuck rotating shaft is changed, the tension of the endless belt is changed, and there is a problem of preventing the power of the motor from being transmitted to the chuck rotating shaft. .

上記課題を解決するための本発明は、保持面で被加工物を保持する保持機構と、該保持面に保持された被加工物を加工する加工機構と、を備えた加工装置であって、該保持機構は、上面に該保持面を備えるチャックテーブルと、該チャックテーブルの下面を支持する支持板と、該支持板の下面中心から垂下するシャフトと、該シャフトを回転可能に支持する第1ベアリングを配置するハウジングと、該ハウジングを支持し該シャフトを挿入する挿入口を備える基台と、該基台と該ハウジングとの間で該挿入口を囲むように配置する少なくとも3つの柱のうちの少なくとも1つの柱の長さを可変させ該シャフトの傾きを調整する傾き調整機構と、該挿入口に挿入した該シャフトを回転させる回転機構と、を備え、該回転機構は、該挿入口に対応する開口を有し第2ベアリングを配置するベアリング配置部と、該第2ベアリングが回転可能に支持する環状の第1プーリと、該傾き調整機構によって傾き、高さ及び水平方向の位置が変化した該シャフトと該第1プーリとを係合する3次元カップリングと、該シャフトから水平方向に離間し該基台に配設するモータと、該モータの回転軸に連結する第2プーリと、該第1プーリと該第2プーリとに所定のテンションで係合し該モータの動力を該シャフトに伝達する無端ベルトと、を備え、該シャフトの傾きが変わった際に、該無端ベルトのテンションを変化させないことを特徴とする加工装置である。 The present invention for solving the above problems is a processing apparatus comprising a holding mechanism for holding a workpiece on a holding surface and a machining mechanism for machining the workpiece held on the holding surface, The holding mechanism includes a chuck table having the holding surface on its upper surface, a support plate supporting the lower surface of the chuck table, a shaft hanging down from the center of the lower surface of the support plate, and a first rotatably supporting the shaft. A housing in which the bearing is arranged, a base supporting the housing and having an insertion opening into which the shaft is inserted, and at least three pillars arranged between the base and the housing so as to surround the insertion opening. and a tilt adjustment mechanism for adjusting the tilt of the shaft by varying the length of at least one column of the insertion port, and a rotation mechanism for rotating the shaft inserted into the insertion port, wherein the rotation mechanism is attached to the insertion port. A bearing arrangement portion having a corresponding opening and in which a second bearing is arranged, an annular first pulley rotatably supported by the second bearing, and an inclination adjustment mechanism that tilts and changes the height and horizontal position. a three-dimensional coupling that engages the shaft and the first pulley; a motor that is horizontally separated from the shaft and disposed on the base; a second pulley that is connected to the rotating shaft of the motor; an endless belt that engages the first pulley and the second pulley with a predetermined tension and transmits the power of the motor to the shaft, wherein the tension of the endless belt changes when the inclination of the shaft changes. It is a processing device characterized by not changing the

前記3次元カップリングは、上面に前記第1プーリを配置し前記挿入口に対応する第1開口を有する第1プレートと、該第1開口を挟んで該第1プレートの下面から垂下する一対の第1凸部と、前記シャフトに連結する第2プレートと、該第1凸部に対して平面視90度違いで該第2プレートの上面に立設し該第1凸部と相似する形状の一対の第2凸部と、外形が四角形で一対の該第1凸部と一対の該第2凸部とによって囲まれたエリアで遊動可能で中央に該シャフトを挿入する第2開口を有する遊動ブロックと、を備えると好ましい。 The three-dimensional coupling includes a first plate having the first pulley on its upper surface and a first opening corresponding to the insertion port, and a pair of plates hanging from the lower surface of the first plate across the first opening. A first convex portion, a second plate connected to the shaft, and a shape similar to the first convex portion which is erected on the upper surface of the second plate at a difference of 90 degrees from the first convex portion in plan view. a pair of second projections, and a floater having a second opening into which the shaft is inserted in the center of the area surrounded by the pair of first projections and the pair of second projections having a rectangular outer shape. and preferably a block.

前記シャフトは、下部の断面が矩形に形成された、又は該下部の側面に凸形状、若しくは凹形状が形成された回転力被伝達部を備え、前記3次元カップリングは、上面に前記第1プーリを配置し前記挿入口に対応する第3開口を有する第3プレートと、該第3プレートの下方に配置し中央に該回転力被伝達部に対応した伝達開口を備える第4プレートと、該第3プレートと該第4プレートとを連結し該第3プレートに対して該第4プレートの傾きを可変可能にする連結バネと、を備えると好ましい。 The shaft includes a rotational force receiving portion having a rectangular lower cross section or a convex or concave side surface of the lower portion, and the three-dimensional coupling has the first a third plate having a pulley disposed thereon and a third opening corresponding to the insertion opening; a fourth plate disposed below the third plate and having a transmission opening corresponding to the rotational force receiving portion in the center thereof; It is preferable to include a connection spring that connects the third plate and the fourth plate and allows the inclination of the fourth plate to be variable with respect to the third plate.

保持面で被加工物を保持する保持機構と、保持面に保持された被加工物を加工する加工機構と、を備えた本発明に係る加工装置は、保持機構は、上面に保持面を備えるチャックテーブルと、チャックテーブルの下面を支持する支持板と、支持板の下面中心から垂下するシャフトと、シャフトを回転可能に支持する第1ベアリングを配置するハウジングと、ハウジングを支持しシャフトを挿入する挿入口を備える基台と、基台とハウジングとの間で挿入口を囲むように配置する少なくとも3つの柱のうちの少なくとも1つの柱の長さを可変させシャフトの傾きを調整する傾き調整機構と、挿入口に挿入したシャフトを回転させる回転機構と、を備え、回転機構は、挿入口に対応する開口を有し第2ベアリングを配置するベアリング配置部と、第2ベアリングが回転可能に支持する環状の第1プーリと、傾き調整機構によって傾き、高さ及び水平方向の位置が変化したシャフトと第1プーリとを係合する3次元カップリングと、シャフトから水平方向に離間し基台に配設するモータと、モータの回転軸に連結する第2プーリと、第1プーリと第2プーリとに所定のテンションで係合しモータの動力をシャフトに伝達する無端ベルトと、を備えていることで、シャフトの傾きを変更しても、無端ベルトのテンションが変化してしまうことが無く、また、シャフトの軸心と第1プーリの中心とが水平方向にずれるが、ずれが生じても3次元カップリングによりモータの回転動力をシャフトに適切に伝達することが可能となる。 A processing apparatus according to the present invention includes a holding mechanism that holds a workpiece on a holding surface, and a machining mechanism that processes the workpiece held on the holding surface, wherein the holding mechanism includes the holding surface on its upper surface. a chuck table, a support plate that supports the lower surface of the chuck table, a shaft that hangs down from the center of the lower surface of the support plate, a housing in which a first bearing that rotatably supports the shaft is arranged, and a housing that supports the shaft and is inserted into the shaft A base having an insertion opening, and an inclination adjusting mechanism for adjusting the inclination of the shaft by varying the length of at least one of at least three columns arranged between the base and the housing so as to surround the insertion opening. and a rotation mechanism for rotating the shaft inserted into the insertion opening, wherein the rotation mechanism includes a bearing arrangement portion having an opening corresponding to the insertion opening and for arranging the second bearing, and the second bearing is rotatably supported. a three-dimensional coupling that engages the first pulley with the shaft tilted by the tilt adjustment mechanism to change its height and horizontal position; and a base horizontally separated from the shaft A motor, a second pulley connected to the rotating shaft of the motor, and an endless belt that engages the first and second pulleys with a predetermined tension and transmits the power of the motor to the shaft. Therefore, even if the inclination of the shaft is changed, the tension of the endless belt does not change. The three-dimensional coupling makes it possible to properly transmit the rotational power of the motor to the shaft.

また、本発明に係る加工装置において、3次元カップリングは、上面に第1プーリを配置し挿入口に対応する第1開口を有する第1プレートと、第1開口を挟んで第1プレートの下面から垂下する一対の第1凸部と、シャフトに連結する第2プレートと、第1凸部に対して平面視90度違いで第2プレートの上面に立設し第1凸部と相似する形状の一対の第2凸部と、外形が四角形で一対の第1凸部と一対の第2凸部とによって囲まれたエリアで遊動可能で中央にシャフトを挿入する第2開口を有する遊動ブロックと、を備えることで、シャフトの傾きを変更してシャフトの軸心と第1プーリの中心とが水平方向にずれても、モータの回転動力をシャフトに適切に遊動ブロックによって伝達することが可能となる。 Further, in the processing apparatus according to the present invention, the three-dimensional coupling includes a first plate having a first pulley disposed on the upper surface thereof and a first opening corresponding to the insertion opening, and a lower surface of the first plate sandwiching the first opening. A pair of first protrusions hanging down from the shaft, a second plate connected to the shaft, and a shape similar to the first protrusion, which is erected on the upper surface of the second plate at a difference of 90 degrees in plan view from the first protrusion. a pair of second projections, and a floating block having a second opening into which the shaft is inserted in the center thereof, and is movable in an area surrounded by the pair of first projections and the pair of second projections having a square outer shape. By providing , even if the inclination of the shaft is changed and the axial center of the shaft and the center of the first pulley are displaced in the horizontal direction, the rotational power of the motor can be appropriately transmitted to the shaft by the floating block. Become.

また、本発明に係る加工装置において、シャフトは、下部の断面が矩形に形成された、又は下部の側面に凸形状、若しくは凹形状が形成された回転力被伝達部を備え、3次元カップリングは、上面に第1プーリを配置し挿入口に対応する第3開口を有する第3プレートと、第3プレートの下方に配置し中央に回転力被伝達部に対応した伝達開口を備える第4プレートと、第3プレートと第4プレートとを連結し第3プレートに対して第4プレートの傾きを可変可能にする連結バネと、を備えることで、シャフトの傾きを変更してシャフトの軸心と第1プーリの中心とが水平方向にずれても、連結バネが変形した状態になる(シャフト及び第4プレートの傾きを許容した状態になる)ことで、無端ベルトのテンションが変化してしまうことが無く、モータの回転動力をシャフトに適切に伝達することが可能となる。 Further, in the processing apparatus according to the present invention, the shaft includes a rotational force receiving portion having a rectangular cross section at the lower portion or a convex or concave side surface at the lower portion, and the three-dimensional coupling is a third plate having a first pulley on its upper surface and a third opening corresponding to the insertion port, and a fourth plate disposed below the third plate and having a transmission opening corresponding to the rotational force receiving portion in the center. and a connection spring that connects the third plate and the fourth plate and makes the inclination of the fourth plate variable with respect to the third plate, thereby changing the inclination of the shaft to the axis of the shaft. Even if the center of the first pulley deviates in the horizontal direction, the tension of the endless belt changes due to the deformation of the connecting spring (the state in which the shaft and the fourth plate are allowed to tilt). It is possible to properly transmit the rotational power of the motor to the shaft.

加工装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a processing apparatus. 加工装置の一例を示す断面図である。It is a sectional view showing an example of a processing device. 3次元カップリングの一例を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing an example of a three-dimensional coupling; FIG. ベアリング配置部の下面を上側に向けた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which turned the lower surface of the bearing installation part upward. 第1プレートの下面を上側に向けた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which turned the lower surface of a 1st plate upward. 傾き調整機構によって傾けられていない状態のチャックテーブル、傾いていないシャフト、及び回転機構を説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the chuck table that is not tilted by the tilt adjusting mechanism, the shaft that is not tilted, and the rotating mechanism; 傾き調整機構によって傾けられた状態のチャックテーブル、傾いたシャフト、及び回転機構を説明する断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the chuck table tilted by the tilt adjusting mechanism, the tilted shaft, and the rotating mechanism; シャフトが傾き調整機構によって傾けられた状態で、第1プーリが回転開始位置から回転していない状態における3次元カップリングを説明する模式的な平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view illustrating the three-dimensional coupling in a state in which the shaft is tilted by the tilt adjusting mechanism and the first pulley is not rotating from the rotation start position; シャフトが傾き調整機構によって傾けられた状態で、第1プーリが回転開始位置から45度回転した状態における3次元カップリングを説明する模式的な平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view illustrating the three-dimensional coupling in a state where the shaft is tilted by the tilt adjusting mechanism and the first pulley is rotated 45 degrees from the rotation start position; シャフトが傾き調整機構によって傾けられた状態で、第1プーリが回転開始位置から90度回転した状態における3次元カップリングを説明する模式的な平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view illustrating a three-dimensional coupling in a state where the shaft is tilted by the tilt adjusting mechanism and the first pulley is rotated 90 degrees from the rotation start position; シャフトが傾き調整機構によって傾けられた状態で、第1プーリが回転開始位置から135度回転した状態における3次元カップリングを説明する模式的な平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view illustrating the three-dimensional coupling in a state where the shaft is tilted by the tilt adjusting mechanism and the first pulley is rotated 135 degrees from the rotation start position; 実施形態2の3次元カップリングの一例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing an example of a three-dimensional coupling according to Embodiment 2; 実施形態2の3次元カップリングの別例を示す斜視図である。8 is a perspective view showing another example of the three-dimensional coupling of Embodiment 2. FIG.

図1に示す加工装置1は、チャックテーブル30上に吸引保持された被加工物90を加工機構16(以下、研削機構16とする)によって研削する装置であり、加工装置1のY軸方向を長手方向とする装置ベース10上の前方(-Y方向側)は、チャックテーブル30に対して被加工物90の着脱が行われる着脱領域であり、装置ベース10上の後方(+Y方向側)は、研削機構16によってチャックテーブル30上に吸引保持された被加工物90の研削が行われる研削加工領域である。
なお、本発明に係る加工装置は、加工装置1のような研削機構16が1軸のタイプに限定されず、粗研削機構と仕上げ研削機構とを備え、回転するターンテーブルで被加工物90を粗研削機構、又は仕上げ研削機構の下方に位置づけ可能な2軸タイプのものであってもよい。また、加工装置1は、研磨パッドで被加工物90を研磨する研磨装置であってもよい。
The processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus for grinding a workpiece 90 held on a chuck table 30 by suction using a processing mechanism 16 (hereinafter referred to as a grinding mechanism 16). The front side (−Y direction side) of the apparatus base 10, which is the longitudinal direction, is an attachment/detachment area in which the workpiece 90 is attached to and detached from the chuck table 30, and the rear side (+Y direction side) of the apparatus base 10 is an attachment/detachment area. , a grinding region where the workpiece 90 sucked and held on the chuck table 30 by the grinding mechanism 16 is ground.
The processing apparatus according to the present invention is not limited to the one-axis type grinding mechanism 16 as in the processing apparatus 1, but includes a rough grinding mechanism and a finish grinding mechanism. It may be of the two-axis type that can be positioned below the rough grinding mechanism or the finish grinding mechanism. Further, the processing device 1 may be a polishing device that polishes the workpiece 90 with a polishing pad.

図1に示す被加工物90は、例えば、シリコン母材等からなる円形の半導体ウェーハであり、図1において下方を向いている被加工物90の表面900は、複数のデバイスが形成されており、図示しない保護テープが貼着されて保護されている。上側を向いている被加工物90の裏面903(上面903)は、研削加工が施される被加工面となる。なお、被加工物90はシリコン以外にガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム、樹脂、セラミックス、又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよいし、パッケージ基板等であってもよい。 The workpiece 90 shown in FIG. 1 is, for example, a circular semiconductor wafer made of a silicon base material or the like, and the surface 900 of the workpiece 90 facing downward in FIG. 1 has a plurality of devices formed thereon. , are protected by a protective tape (not shown). A back surface 903 (upper surface 903) of the workpiece 90 facing upward is a surface to be ground. In addition to silicon, the workpiece 90 may be made of gallium arsenide, sapphire, gallium nitride, resin, ceramics, silicon carbide, or the like, or may be a package substrate or the like.

図1に示す装置ベース10上に配設された外形が平面視円形状のチャックテーブル30は、例えば、ポーラス部材等からなり被加工物90を吸着する吸着部300と、吸着部300を支持する枠体301とを備える。チャックテーブル30の吸着部300は、エジェクターユニット又は真空発生装置等の図示しない吸引源に連通し、図示しない吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部300の露出面である上面と枠体301の上面とで構成される保持面302に伝達されることで、チャックテーブル30は保持面302上で被加工物90を吸引保持することができる。そして、チャックテーブル30は、保持面302で被加工物90を保持する保持機構3の構成要素の1つとなっている。
なお、保持面302は、チャックテーブル30の回転中心を頂点とし肉眼では目視できない程度の極めて緩やかな円錐斜面となっている。
A chuck table 30 having a circular outer shape in plan view and arranged on the apparatus base 10 shown in FIG. and a frame 301 . The suction unit 300 of the chuck table 30 communicates with a suction source (not shown) such as an ejector unit or a vacuum generator. and the upper surface of the frame 301 , the chuck table 30 can suction-hold the workpiece 90 on the holding surface 302 . The chuck table 30 is one component of the holding mechanism 3 that holds the workpiece 90 on the holding surface 302 .
Note that the holding surface 302 has an extremely gentle conical slope that is invisible to the naked eye, with the center of rotation of the chuck table 30 as the apex.

図1に示すY軸方向に保持機構3を研削機構16に向かって移動させる水平移動ユニット13は、Y軸方向の軸心を有するボールネジ130と、ボールネジ130と平行に配設された一対のガイドレール131と、ボールネジ130の一端に連結しボールネジ130を回動させるモータ132と、を備えている。そして、保持機構3を構成する基台39は、内部のナットがボールネジ130に螺合し底部がガイドレール131に摺接する。モータ132がボールネジ130を回動させると、これに伴い基台39がガイドレール131にガイドされてY軸方向に直動し、基台39上に図2に示すシャフト32等を介して配設されたチャックテーブル30をY軸方向に移動させることができる。
なお、水平移動ユニット13は、ターンテーブルであってもよい。
The horizontal movement unit 13 for moving the holding mechanism 3 toward the grinding mechanism 16 in the Y-axis direction shown in FIG. A rail 131 and a motor 132 connected to one end of the ball screw 130 and rotating the ball screw 130 are provided. The base 39 constituting the holding mechanism 3 has an internal nut screwed onto the ball screw 130 and a bottom portion slidably contacts the guide rail 131 . When the motor 132 rotates the ball screw 130, the base 39 is guided by the guide rail 131 and moves linearly in the Y-axis direction, and is arranged on the base 39 via the shaft 32 shown in FIG. The chuck table 30 can be moved in the Y-axis direction.
Note that the horizontal movement unit 13 may be a turntable.

図1に示すように、研削加工領域には、コラム11が立設されており、コラム11の-Y方向側の前面には研削機構16をZ軸方向(鉛直方向)に研削送りする研削送り機構17が配設されている。研削送り機構17は、軸方向がZ軸方向であるボールネジ170と、ボールネジ170と平行に配設された一対のガイドレール171と、ボールネジ170の上端に連結しボールネジ170を回動させる昇降モータ172と、内部のナットがボールネジ170に螺合し側部がガイドレール171に摺接する昇降板173とを備えており、昇降モータ172がボールネジ170を回動させると、これに伴い昇降板173がガイドレール171にガイドされてZ軸方向に往復移動し、昇降板173に固定された研削機構16がZ軸方向に研削送りされる。 As shown in FIG. 1, a column 11 is erected in the grinding processing area. A mechanism 17 is provided. The grinding feed mechanism 17 includes a ball screw 170 whose axial direction is the Z-axis direction, a pair of guide rails 171 arranged parallel to the ball screw 170, and an elevating motor 172 connected to the upper end of the ball screw 170 and rotating the ball screw 170. and an elevating plate 173 whose inner nut is screwed onto the ball screw 170 and whose side portion is in slidable contact with the guide rail 171. When the elevating motor 172 rotates the ball screw 170, the elevating plate 173 is accordingly guided. Guided by the rail 171, it reciprocates in the Z-axis direction, and the grinding mechanism 16 fixed to the lifting plate 173 is fed for grinding in the Z-axis direction.

例えば、図1に示すように、加工装置1は、研削送り機構17により上下動する研削機構16の高さ位置を検出する高さ位置検出部12を備えている。高さ位置検出部12は、一対のガイドレール171に沿ってZ軸方向に延在するスケール120と、昇降板173に固定されスケール120に沿って昇降板173と共に移動しスケール120の目盛りを光学式にて読み取る読み取り器123とを備える。 For example, as shown in FIG. 1 , the processing apparatus 1 includes a height position detection section 12 that detects the height position of a grinding mechanism 16 vertically moved by a grinding feed mechanism 17 . The height position detection unit 12 includes a scale 120 extending in the Z-axis direction along a pair of guide rails 171 and a lift plate 173 fixed to the scale 120 and moved together with the lift plate 173 to detect the scale of the scale 120 optically. and a reader 123 for reading the formula.

チャックテーブル30の保持面302に保持された被加工物90を研削する研削機構16は、軸方向がZ軸方向である回転軸160と、回転軸160を回転可能に支持するハウジング161と、回転軸160を回転駆動するモータ162と、回転軸160の下端に接続された円環状のマウント163と、マウント163の下面に着脱可能に装着された研削ホイール164と、ハウジング161を支持し研削送り機構17の昇降板173に固定されたホルダ165とを備える。
研削ホイール164は、ホイール基台1641と、ホイール基台1641の底面に環状に配置された研削砥石1644とを備える。
The grinding mechanism 16 that grinds the workpiece 90 held on the holding surface 302 of the chuck table 30 includes a rotating shaft 160 whose axial direction is the Z-axis direction, a housing 161 that rotatably supports the rotating shaft 160, and a rotating A motor 162 for rotationally driving a shaft 160, an annular mount 163 connected to the lower end of the rotating shaft 160, a grinding wheel 164 detachably attached to the lower surface of the mount 163, and a housing 161 supporting a grinding feed mechanism. and a holder 165 fixed to 17 elevator plates 173 .
The grinding wheel 164 includes a wheel base 1641 and a grinding stone 1644 annularly arranged on the bottom surface of the wheel base 1641 .

図2に示すように、回転軸160の内部には、研削水供給源に連通し研削水の通り道となる流路169が、回転軸160の軸方向に貫通して設けられており、流路169は、さらにマウント163を通り、ホイール基台1641の底面において研削砥石1644に向かって研削水を噴出できるように開口している。 As shown in FIG. 2, inside the rotating shaft 160, a flow path 169 that communicates with the grinding water supply source and serves as a path for the grinding water is provided through the rotating shaft 160 in the axial direction. 169 further passes through the mount 163 and has an opening at the bottom surface of the wheel base 1641 so that grinding water can be jetted toward the grinding wheel 1644 .

図1に示すように、例えば研削位置まで降下した状態の研削機構16に隣接する位置には、被加工物90の厚みを接触式にて測定する厚み測定部104が配設されている。厚み測定部104は、第1リニアゲージにより、基準面となる保持面302の高さ位置、即ち、本実施形態においては、保持面302と同一高さ位置にある枠体301の上面の高さ位置を測定し、第2リニアゲージにより、研削される被加工物90の上面903の高さ位置を測定し、両リニアゲージの測定値の差を算出することで、被加工物90の厚みを研削中に逐次測定することができる。
なお、厚み測定部104は、非接触式のタイプであってもよい。
As shown in FIG. 1, for example, a thickness measuring unit 104 for measuring the thickness of the workpiece 90 in a contact manner is arranged at a position adjacent to the grinding mechanism 16 lowered to the grinding position. The thickness measurement unit 104 measures the height position of the holding surface 302 serving as the reference surface, that is, the height of the upper surface of the frame 301 at the same height position as the holding surface 302 in this embodiment, using the first linear gauge. By measuring the position, measuring the height position of the upper surface 903 of the workpiece 90 to be ground by the second linear gauge, and calculating the difference between the measured values of both linear gauges, the thickness of the workpiece 90 is calculated. It can be measured sequentially during grinding.
Note that the thickness measuring unit 104 may be of a non-contact type.

保持面302で被加工物90を保持する図1、図2に示す保持機構3は、上面を保持面302とするチャックテーブル30と、チャックテーブル30の下面を支持する支持板31と、支持板31の下面中心から垂下するシャフト32と、シャフト32を回転可能に支持する第1ベアリング331を配置するハウジング33と、ハウジング33を支持しシャフト32を挿入する挿入口390を備える基台39と、基台39とハウジング33との間で挿入口390を囲むように配置する少なくとも3つの柱のうちの少なくとも1つの柱の長さを可変させシャフト32の傾きを調整する傾き調整機構34と、挿入口390に挿入したシャフト32を回転させる回転機構4と、を備えている。 The holding mechanism 3 shown in FIGS. 1 and 2 for holding the workpiece 90 on the holding surface 302 includes a chuck table 30 whose upper surface is the holding surface 302, a support plate 31 which supports the lower surface of the chuck table 30, and a support plate. A shaft 32 hanging down from the center of the lower surface of 31, a housing 33 in which a first bearing 331 that rotatably supports the shaft 32 is arranged, a base 39 that supports the housing 33 and has an insertion opening 390 into which the shaft 32 is inserted, an inclination adjusting mechanism 34 for adjusting the inclination of the shaft 32 by varying the length of at least one of at least three pillars arranged to surround the insertion opening 390 between the base 39 and the housing 33; and a rotating mechanism 4 for rotating the shaft 32 inserted into the mouth 390 .

例えば、図2に示すシャフト32は、円柱状の上部323と、上部323と一体的に形成され上部323よりも小径の円柱状の下部321とを備えており、上部323の外側面に第1ベアリング331が接触している。第1ベアリング331は、ボールベアリング、ローラーベアリング、またはエアベアリングである。 For example, the shaft 32 shown in FIG. Bearing 331 is in contact. The first bearing 331 is a ball bearing, roller bearing or air bearing.

基台39は、例えば、円筒状の側板396と、円筒状の側板396の上端側に接続され径方向内側に延在してからさらに垂直に立ち上がる円筒の壁を有する天板394と、側板396の下端側に接続され径方向内側に延在し中央に円形の挿入口390を有する底板392と、を備えている。 The base 39 includes, for example, a cylindrical side plate 396, a top plate 394 having a cylindrical wall connected to the upper end side of the cylindrical side plate 396, extending radially inward and further vertically rising, and the side plate 396. and a bottom plate 392 connected to the lower end side of the and extending radially inward and having a circular insertion opening 390 in the center.

例えば、チャックテーブル30の外側面には、径方向外側に延在しさらに垂下するスカート状のカバー部305が形成されており、カバー部305が天板394の垂直に立ち上がった壁部分よりも外側に配置される事によって、基台39とチャックテーブル30との隙間に、保持面302から流下した研削水等が入り込んでしまうことが防がれる。 For example, the outer surface of the chuck table 30 is formed with a skirt-shaped cover portion 305 that extends radially outward and further hangs down. By arranging the chuck table 30 at the top, it is possible to prevent the grinding water or the like flowing down from the holding surface 302 from entering the gap between the base 39 and the chuck table 30 .

天板394の開口から底板392の挿入口390までを貫通するように挿入されたシャフト32を囲繞するようにして基台39の内部空間に配設されたハウジング33は、例えば円筒状に形成されており、その内側面にシャフト32に当接する第1ベアリング331が配設されている。 The housing 33 is arranged in the inner space of the base 39 so as to surround the shaft 32 inserted so as to penetrate from the opening of the top plate 394 to the insertion port 390 of the bottom plate 392. The housing 33 is formed, for example, in a cylindrical shape. A first bearing 331 is arranged on the inner surface thereof to contact the shaft 32 .

傾き調整機構34は、本実施形態においては、例えば保持面302の中心を中心とし周方向に120度間隔空けて配設された2つの昇降柱と、各々の昇降柱から周方向に120度空けて配設された1つの図示しない固定柱とを備えている。即ち、2つの昇降柱と1つの固定柱とは、X軸Y軸平面に形成される仮想的な正三角形の頂点に位置している。2つの昇降柱は、例えば、Z軸方向にハウジング33を上下動可能な電動アクチュエータ等であり、2つの昇降柱により上下動するハウジング33によって、ハウジング33に配設された第1ベアリング331によって回転可能に支持されているシャフト32の傾きを調整することができる。 In the present embodiment, the tilt adjusting mechanism 34 includes, for example, two elevating columns spaced apart by 120 degrees in the circumferential direction around the center of the holding surface 302, and two elevating columns spaced apart by 120 degrees in the circumferential direction from each of the elevating columns. and one fixed column (not shown) arranged in the same direction. That is, the two elevating columns and one fixed column are positioned at the vertices of a virtual equilateral triangle formed on the X-axis and Y-axis planes. The two elevating columns are, for example, an electric actuator capable of moving the housing 33 up and down in the Z-axis direction. The inclination of the supported shaft 32 can be adjusted.

図2に示す回転機構4は、基台39の挿入口390に対応する開口403を有し第2ベアリング42を配置するベアリング配置部40と、第2ベアリング42が回転可能に支持する環状の第1プーリ41と、傾き調整機構34によって傾き、高さ及び水平方向の位置が変化したシャフト32と第1プーリ41とを係合する3次元カップリング5と、シャフト32から水平方向に離間し基台39に配設するモータ44と、モータ44の回転軸に連結する第2プーリ45と、第1プーリ41と第2プーリ45とに所定のテンションで係合しモータ44の動力をシャフト32に伝達する無端ベルト46と、を備えている。 The rotation mechanism 4 shown in FIG. 2 includes a bearing placement portion 40 having an opening 403 corresponding to the insertion port 390 of the base 39 and in which the second bearing 42 is placed; 1 pulley 41, a three-dimensional coupling 5 that engages the first pulley 41 with the shaft 32 that is tilted by the tilt adjustment mechanism 34 and whose height and horizontal position are changed, and a base that is horizontally separated from the shaft 32. A motor 44 disposed on a base 39, a second pulley 45 connected to the rotating shaft of the motor 44, and the first and second pulleys 41 and 45 are engaged with each other with a predetermined tension, and the power of the motor 44 is applied to the shaft 32. and an endless belt 46 for transmission.

モータ44は、基台39に図示しないホルダ等を介して接続されており、モータ44の回転軸に連結された第2プーリ45は、例えば、基台39の挿入口390又は基台39内部において回転可能となっている。 The motor 44 is connected to the base 39 via a holder or the like (not shown), and the second pulley 45 connected to the rotating shaft of the motor 44 is inserted in the insertion port 390 of the base 39 or inside the base 39, for example. It is rotatable.

図2、図3、及び図4に示すベアリング配置部40は、例えば、平面視矩形板状のプレート基部400と、プレート基部400の下面4006の略中央に垂設された円筒状のボス部401と、ボス部401及びプレート基部400を貫通するように形成された円形の開口403とを備えている。
図3、図4に示すようにプレート基部400の四隅にはボルト孔4002が形成されており、ベアリング配置部40は、例えば、その中心と図2に示す基台39の底板392の中心とを略合致させボス部401を下側に向けて挿入口390に入れた状態で、底板392に図示しないボルトによって四隅がボルト固定された状態になっている。なお、図4では、ベアリング配置部40の下面4006を上側に向けて示している。
開口403は、シャフト32の下部321の直径よりも大径となっており、下部321が所定角度傾け可能な隙間が、開口403とシャフト32の下部321との間には形成されている。
The bearing placement portion 40 shown in FIGS. 2, 3, and 4 includes, for example, a plate base portion 400 having a rectangular plate shape in a plan view, and a cylindrical boss portion 401 vertically provided substantially in the center of the lower surface 4006 of the plate base portion 400. and a circular opening 403 formed through the boss portion 401 and the plate base portion 400 .
As shown in FIGS. 3 and 4, bolt holes 4002 are formed in the four corners of the plate base portion 400, and the bearing arrangement portion 40, for example, has its center and the center of the bottom plate 392 of the base 39 shown in FIG. The four corners are bolted to the bottom plate 392 with bolts (not shown) in a state in which they are substantially aligned and inserted into the insertion opening 390 with the boss portion 401 directed downward. In addition, in FIG. 4, the lower surface 4006 of the bearing placement portion 40 is shown facing upward.
The opening 403 has a larger diameter than the lower portion 321 of the shaft 32 , and a gap is formed between the opening 403 and the lower portion 321 of the shaft 32 so that the lower portion 321 can be tilted at a predetermined angle.

図3に示す第2ベアリング42は、内輪420と外輪423との間に複数の転動玉422が配置され、さらに互いの転動玉422が接触しないように図示しない保持器によって一定の間隔を保ちながら円滑な転がり運動を可能としている。第2ベアリング42は、例えば、内輪420が固定されたボス部401に連結(圧入)され、外輪423は回転する第1プーリ41の内周面412または第1プレート51の該1開口511に連結されており、これによって、第2ベアリング42により第1プーリ41は回転可能に支持されている。なお、第2ベアリング42は、ローラーベアリングでもよい。 The second bearing 42 shown in FIG. 3 has a plurality of rolling balls 422 arranged between an inner ring 420 and an outer ring 423, and a retainer (not shown) keeps the rolling balls 422 from coming into contact with each other. It enables smooth rolling motion while maintaining it. The second bearing 42 is, for example, connected (press-fitted) to the boss portion 401 to which the inner ring 420 is fixed, and the outer ring 423 is connected to the inner peripheral surface 412 of the rotating first pulley 41 or the one opening 511 of the first plate 51. The first pulley 41 is rotatably supported by the second bearing 42 . Note that the second bearing 42 may be a roller bearing.

図2に示すように、第2プーリ45には無端ベルト46が巻回されており、無端ベルト46は、図2、図3に示す第1プーリ41にも巻回されており、第1プーリ41にもモータ44の生み出す回転動力が伝達される。 As shown in FIG. 2, an endless belt 46 is wound around the second pulley 45, and the endless belt 46 is also wound around the first pulley 41 shown in FIGS. The rotational power generated by the motor 44 is also transmitted to 41 .

本実施形態における図2、図3に示す3次元カップリング5(以下、実施形態1の3次元カップリング5とする)は、図3に詳しく示すように、上面515に第1プーリ41を配置し基台39の挿入口390(図2参照)及びベアリング配置部40の開口403に対応する第1開口511を有する第1プレート51と、第1開口511を挟んで第1プレート51の下面514から垂下する一対の第1凸部55と、シャフト32に連結する第2プレート52と、第1凸部55に対して平面視90度違いで第2プレート52の上面524に立設し第1凸部55と相似する形状の一対の第2凸部56と、外形が四角形で一対の第1凸部55と一対の第2凸部56とによって囲まれたエリア57で遊動可能で中央にシャフト32を挿入する第2開口582を有する遊動ブロック58と、を備える。3次元カップリング5は、第1プーリ41の中心とシャフト32の軸心とのずれを許容する所謂オルダムカップリングに類似する機能を備えるとともに、遊動ブロック58の側面に一対の第1凸部55を接触させる第1プレート51と、遊動ブロック58の側面に一対の第2凸部56とを接触させる第2プレート52とがシャフト32の軸方向における距離の変化を許容している。 The three-dimensional coupling 5 shown in FIGS. 2 and 3 in this embodiment (hereinafter referred to as the three-dimensional coupling 5 of Embodiment 1) has a first pulley 41 arranged on an upper surface 515 as shown in detail in FIG. A first plate 51 having a first opening 511 corresponding to the insertion port 390 (see FIG. 2) of the base 39 and the opening 403 of the bearing arrangement portion 40, and a lower surface 514 of the first plate 51 with the first opening 511 interposed therebetween. a pair of first protrusions 55 hanging down from the shaft 32; a second plate 52 connected to the shaft 32; A pair of second protrusions 56 having a shape similar to that of the protrusions 55 and an area 57 having a rectangular outer shape surrounded by the pair of first protrusions 55 and the pair of second protrusions 56 are movably provided, and a shaft is provided in the center. and a floating block 58 having a second opening 582 into which the 32 is inserted. The three-dimensional coupling 5 has a function similar to a so-called Oldham coupling that allows deviation between the center of the first pulley 41 and the axis of the shaft 32, and has a pair of first protrusions 55 on the side surface of the floating block 58. , and the second plate 52, which contacts the pair of second projections 56 on the side surface of the floating block 58, allow the distance in the axial direction of the shaft 32 to change.

例えば、図3に示す第1プーリ41の下面415に第1プレート51の上面515が固定されており、図2に示すモータ44の回転動力が伝えられた第1プーリ41と共に第1プレート51も回転する。 For example, the upper surface 515 of the first plate 51 is fixed to the lower surface 415 of the first pulley 41 shown in FIG. Rotate.

図3、図5に示す第1プレート51は、例えば、板部510と、板部510の中央に貫通形成された円形の第1開口511とを備えている。そして、板部510のY軸方向において対向する2辺は円弧状に形成されており、X軸方向において対向する2辺は直線に形成されている。そして、第1プレート51の下面514のY軸方向両端側の領域には、内側面が平坦面で外側面が円弧状曲面となっている一対の第1凸部55が所定の長さで垂下している。一対の第1凸部55は、下面514の面方向において第1開口511を挟んでいる。なお、図5において、第1プレート51は、下面514を上側に向けた状態で示している。 The first plate 51 shown in FIGS. 3 and 5 includes, for example, a plate portion 510 and a circular first opening 511 penetrating through the center of the plate portion 510 . Two sides of the plate portion 510 that face each other in the Y-axis direction are formed in an arc shape, and two sides that face each other in the X-axis direction are formed in a straight line. A pair of first protrusions 55 having a flat inner surface and an arc-shaped curved outer surface hang down for a predetermined length from regions on both ends in the Y-axis direction of the lower surface 514 of the first plate 51 . is doing. The pair of first protrusions 55 sandwich the first opening 511 in the planar direction of the lower surface 514 . 5, the first plate 51 is shown with the lower surface 514 facing upward.

図3に示すように、第2プレート52は、例えば、板部520と、板部520の上面524の中央に形成されたシャフト連結部525とを備えている。そして、板部520のX軸方向において対向する2辺は円弧状に形成されており、Y軸方向において対向する2辺は直線に形成されている。そして、第2プレート52の上面524のX軸方向両端側の領域には、内側面が平坦面で外側面が円弧状曲面となっている一対の第2凸部56が所定の長さで垂直に立設している。 As shown in FIG. 3 , the second plate 52 includes, for example, a plate portion 520 and a shaft connecting portion 525 formed in the center of an upper surface 524 of the plate portion 520 . Two sides of the plate portion 520 that face each other in the X-axis direction are formed in an arc shape, and two sides that face each other in the Y-axis direction are formed in a straight line. A pair of second protrusions 56 having a flat inner surface and an arc-shaped curved outer surface are vertically formed on the upper surface 524 of the second plate 52 at both ends in the X-axis direction. is set up in

シャフト連結部525は、例えば、シャフト32の下端面に図示しない固定ボルトを螺合させるボルト挿通孔526を二つ備えている。シャフト32の下端面に形成された2つの図示しない螺合穴とボルト挿通孔526とを重ね合わせて、ボルト挿通孔526に挿通させた固定ボルトをシャフト32の螺合穴に螺合させることで、上から順に、ベアリング配置部40の開口403、第2ベアリング42、第1プレート51の第1開口511、及び遊動ブロック58の第2開口582に挿通されたシャフト32を第2プレート52に連結させることができる。 The shaft connecting portion 525 has, for example, two bolt insertion holes 526 into which fixing bolts (not shown) are screwed on the lower end surface of the shaft 32 . Two screw holes (not shown) formed in the lower end surface of the shaft 32 and the bolt insertion holes 526 are overlapped, and the fixing bolts inserted through the bolt insertion holes 526 are screwed into the screw holes of the shaft 32. , the shaft 32 inserted through the opening 403 of the bearing arrangement portion 40, the second bearing 42, the first opening 511 of the first plate 51, and the second opening 582 of the floating block 58 is connected to the second plate 52 in this order from the top. can be made

シャフト連結部525のボルト挿通孔526は、例えば、シャフト32の下端面に形成した2つの図示しない突起に嵌合する嵌合孔であってもよい。そして、シャフト32の2つの突起が嵌合孔であるボルト挿通孔526に嵌合することで、シャフト32が第2プレート52に連結されて、回転する第2プレート52の回転力が伝達されるようになる。 The bolt insertion hole 526 of the shaft connecting portion 525 may be, for example, a fitting hole into which two protrusions (not shown) formed on the lower end surface of the shaft 32 are fitted. By fitting the two projections of the shaft 32 into the bolt insertion holes 526, which are fitting holes, the shaft 32 is connected to the second plate 52, and the rotational force of the rotating second plate 52 is transmitted. become.

例えば、図2に示すように連結されたチャックテーブル30の枠体301からシャフト32内部の下端側にかけては、図示しない吸引流路がシャフト32の延在方向に沿うように形成されており、該吸引流路の下端は、図3に示す第2プレート52に形成された吸引孔523に連通する。
そして、図2に示すように、例えば、第2プレート52の下方にはロータリージョイント529が接続されており、図示しない吸引流路は、吸引孔523、及びロータリージョイント529を介してエジェクター機構又は真空発生装置等の図示しない吸引源に連通している。ロータリージョイント529は、吸引源が生み出す吸引力を遺漏無く回転するシャフト32側に移送する。
For example, from the frame 301 of the chuck table 30 connected as shown in FIG. A lower end of the suction channel communicates with a suction hole 523 formed in the second plate 52 shown in FIG.
As shown in FIG. 2, for example, a rotary joint 529 is connected below the second plate 52, and a suction channel (not shown) is connected to an ejector mechanism or a vacuum via the suction hole 523 and the rotary joint 529. It communicates with a suction source (not shown) such as a generator. The rotary joint 529 completely transfers the suction force generated by the suction source to the rotating shaft 32 side.

図3に示す遊動ブロック58は、例えば、平面視四角形(例えば、正方形)の板状に形成されており、中央にシャフト32を挿入する円形の第2開口582が厚み方向に貫通形成されている。そして、第1プレート51の一対の第1凸部55に対して、上面524に遊動ブロック58が載せられた状態の第2プレート52の一対の第2凸部56を、図3に示すように平面視で90度ずらして、さらに、第2プレート52上の遊動ブロック58に対して第1プレート51を被せる。第1プレート51の下面514、一対の第1凸部55の内側面、第2プレート52の上面524、及び一対の第2凸部56の内側面とで囲まれる平面視略正方形の直方体状のエリア57が形成される。また、エリア57内において遊動可能に収容された遊動ブロック58の上面によって、第1プレート51の下面514が支持される。
遊動ブロック58は、平面視略正方形の直方体状のエリア57内において、第2プレート52の上面524の面方向に遊動可能となっている。
The floating block 58 shown in FIG. 3 is formed, for example, in the shape of a rectangular (for example, square) plate in plan view, and a circular second opening 582 into which the shaft 32 is inserted is formed through the center in the thickness direction. . Then, as shown in FIG. The first plate 51 is put on the floating block 58 on the second plate 52 after being shifted by 90 degrees in plan view. A substantially square rectangular parallelepiped in plan view surrounded by the lower surface 514 of the first plate 51 , the inner side surfaces of the pair of first protrusions 55 , the upper surface 524 of the second plate 52 , and the inner side surfaces of the pair of second protrusions 56 . Area 57 is formed. Further, the lower surface 514 of the first plate 51 is supported by the upper surface of the floating block 58 movably accommodated within the area 57 .
The floating block 58 is movable in the surface direction of the upper surface 524 of the second plate 52 within the rectangular parallelepiped area 57 that is substantially square in plan view.

ベアリング配置部40の円形の開口403の直径、第1プレート51の第1開口511の直径、及び遊動ブロック58の第2開口582の直径は、シャフト32の挿入する下部321の直径よりも大きく形成されており、開口403、第1開口511、及び第2開口582に挿入されたシャフト32の傾け動作が許容される。 The diameter of the circular opening 403 of the bearing arrangement part 40, the diameter of the first opening 511 of the first plate 51, and the diameter of the second opening 582 of the floating block 58 are formed larger than the diameter of the lower part 321 into which the shaft 32 is inserted. , allowing tilting motion of the shaft 32 inserted into the opening 403 , the first opening 511 and the second opening 582 .

以下に、図1に示す加工装置1において、チャックテーブル30に保持された被加工物90を研削する場合の加工装置1の動作について説明する。
まず、着脱領域内において、被加工物90がチャックテーブル30の保持面302上に互いの中心を略合致させた状態で載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力が、図2に示すロータリージョイント529、及びシャフト32の内部に形成された図示しない吸引流路等を通り保持面302に伝達されることにより、チャックテーブル30が保持面302上で被加工物90を吸引保持する。
The operation of the processing apparatus 1 shown in FIG. 1 when grinding the workpiece 90 held on the chuck table 30 will be described below.
First, the workpieces 90 are placed on the holding surface 302 of the chuck table 30 in the attachment/detachment area with their centers substantially aligned. A suction force generated by a suction source (not shown) is transmitted to the holding surface 302 through the rotary joint 529 shown in FIG. 30 suction-holds the workpiece 90 on the holding surface 302 .

次いで、被加工物90を吸引保持したチャックテーブル30が、水平移動ユニット13によって、着脱領域から加工領域内の研削機構16の下まで+Y方向へ移動する。そして、研削機構16の研削砥石1644の回転中心が被加工物90の回転中心に対して所定距離だけ水平方向にずれ、研削砥石1644の回転軌跡が被加工物90の回転中心を通るように位置合わせがなされる。 Next, the horizontal movement unit 13 moves the chuck table 30 sucking and holding the workpiece 90 from the attachment/detachment area to below the grinding mechanism 16 in the machining area in the +Y direction. The center of rotation of the grinding wheel 1644 of the grinding mechanism 16 is shifted horizontally from the center of rotation of the workpiece 90 by a predetermined distance, and the locus of rotation of the grinding wheel 1644 passes through the center of rotation of the workpiece 90. Alignment is made.

図6に示すように、例えば、傾き調整機構34の保持面302の周方向に120度間隔空けて配設された2つの昇降柱と、各々の昇降柱から周方向に120度空けて配設された1つの図示しない固定柱とのZ軸方向における長さを例えば一致させている状態においては、極めて緩やかな円錐斜面である保持面302が、研削砥石1644の下面に対して平行になっていない。また、この状態においては、シャフト32の軸心320及びチャックテーブル30の中心と、第1プーリ41の中心418とはX軸Y軸平面内においてずれていない。 As shown in FIG. 6, for example, two elevating columns are arranged at intervals of 120 degrees in the circumferential direction of the holding surface 302 of the tilt adjusting mechanism 34, and each elevating column is spaced from each of the elevating columns in the circumferential direction by 120 degrees. In a state in which the length in the Z-axis direction of one fixed column (not shown) is matched, for example, the holding surface 302, which is an extremely gentle conical slope, is parallel to the lower surface of the grinding wheel 1644. do not have. Also, in this state, the center 320 of the shaft 32 and the center of the chuck table 30 and the center 418 of the first pulley 41 are not displaced within the X-axis and Y-axis planes.

次に、極めて緩やかな円錐斜面である保持面302が研削機構16の研削砥石1644の研削面(下面)に対して平行になるように、図7に示すように、傾き調整機構34によってチャックテーブル30の傾きが調整されることで、円錐斜面である保持面302が、研削砥石1644の下面に対して略平行になる。
具体的には、例えば、図7に示す2つの傾き調整機構34の電動アクチュエータ等である昇降柱のうちの、-Y方向側の昇降柱が所定量下がり傾き調整機構34が短くなり、+Y方向側の昇降柱が所定量上がり傾き調整機構34が長くなることで、図7においてはチャックテーブル30の保持面302の+Y方向側の領域が、-Y方向側の領域よりも相対的に持ち上げられて、研削砥石1644の下面に対して略平行になる。また、図6においては軸心320が鉛直方向(Z軸方向)に平行であったシャフト32が紙面手前側から見て反時計回り方向に所定角度だけ傾けられる。一方、図6、図7に示すように、第1プーリ41は、基台39の底板392に取り付けられたベアリング配置部40に第2ベアリング42を介して接続されているため、傾きの変更等は起きない。したがって、第1プーリ41と第2プーリ45との水平方向における距離が変わってしまうことも無く、無端ベルト46のテンションが変化して無端ベルト46が緩んでしまうようなことも無い。したがって、モータ44が生み出す回転動力は、第2プーリ45、無端ベルト46を介して、図7に示す状態の第1プーリ41に適切に伝達される。
なお、傾き調整機構34は、片方だけ作動させ保持面302の傾きを変更してもよい。
Next, as shown in FIG. 7, the chuck table is tilted by the tilt adjusting mechanism 34 so that the holding surface 302, which is an extremely gentle conical slope, is parallel to the grinding surface (lower surface) of the grinding wheel 1644 of the grinding mechanism 16. By adjusting the inclination of 30 , the holding surface 302 , which is a conical slope, becomes substantially parallel to the lower surface of the grinding wheel 1644 .
Specifically, for example, of the elevating columns, which are the electric actuators of the two tilt adjusting mechanisms 34 shown in FIG. 7, the +Y direction side area of the holding surface 302 of the chuck table 30 is relatively lifted more than the -Y direction side area. , and become substantially parallel to the lower surface of the grinding wheel 1644 . 6, the shaft 32, whose axis 320 is parallel to the vertical direction (Z-axis direction), is tilted counterclockwise by a predetermined angle when viewed from the front side of the paper. On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, the first pulley 41 is connected to the bearing arrangement portion 40 attached to the bottom plate 392 of the base 39 via the second bearing 42, so that the change in inclination or the like is possible. does not occur Therefore, the distance between the first pulley 41 and the second pulley 45 in the horizontal direction does not change, and the tension of the endless belt 46 does not change and the endless belt 46 loosens. Therefore, the rotational power generated by the motor 44 is appropriately transmitted to the first pulley 41 in the state shown in FIG. 7 via the second pulley 45 and endless belt 46 .
It should be noted that only one of the tilt adjusting mechanisms 34 may be operated to change the tilt of the holding surface 302 .

傾き調整機構34によってシャフト32の傾きの変更が行われたことによって、第1プーリ41の中心418とシャフト32の軸心320とには、X軸Y軸平面内において図7に示すように所定の距離だけのずれが生じる、また、シャフト32の軸方向(Z軸方向)において第1プレート51と第2プレート52との距離に変化が生じる。即ち軸心の不一致が生じるが、このずれは3次元カップリング5によって許容される。
図8は、上記のようにシャフト32が傾き調整機構34によって傾けられた状態で、第1プーリ41が回転開始位置から回転していない状態(回転角度0度)における3次元カップリング5を説明する模式的な平面図である。図8に示すように、先に説明したように傾き調整機構34によってシャフト32が傾けられていることで、水平面内において固定されている第1プレート51に対して、シャフト32の下端に連結されている第2プレート52が相対的に+Y方向に移動して水平面に対して傾いた状態になっている。
なお、図8に示す第1プーリ41上の位置表示Pは、第1プーリ41の回転によって移動していく。
By changing the inclination of the shaft 32 by the inclination adjusting mechanism 34, the center 418 of the first pulley 41 and the axial center 320 of the shaft 32 are aligned as shown in FIG. Also, the distance between the first plate 51 and the second plate 52 changes in the axial direction (Z-axis direction) of the shaft 32 . That is, there is a misalignment of the shaft centers, but this deviation is allowed by the three-dimensional coupling 5 .
FIG. 8 illustrates the three-dimensional coupling 5 in a state where the shaft 32 is tilted by the tilt adjusting mechanism 34 as described above and the first pulley 41 is not rotating from the rotation start position (rotation angle of 0 degree). FIG. 10 is a schematic plan view of the device. As shown in FIG. 8, since the shaft 32 is tilted by the tilt adjusting mechanism 34 as described above, the lower end of the shaft 32 is connected to the first plate 51 fixed in the horizontal plane. The second plate 52 is moved relatively in the +Y direction and is inclined with respect to the horizontal plane.
The position display P on the first pulley 41 shown in FIG. 8 moves as the first pulley 41 rotates.

被加工物90の研削加工を開始するために、モータ162(図1参照)が回転軸160を所定の回転速度で回転駆動し、これに伴って図7に示す研削ホイール164も回転する。そして、研削機構16が研削送り機構17(図1参照)により-Z方向へと送られ、回転する研削砥石1644が被加工物90の裏面903に当接することで研削が行われる。 In order to start grinding the workpiece 90, the motor 162 (see FIG. 1) rotates the rotating shaft 160 at a predetermined rotational speed, and accordingly the grinding wheel 164 shown in FIG. 7 also rotates. Then, the grinding mechanism 16 is fed in the −Z direction by the grinding feed mechanism 17 (see FIG. 1), and the rotating grinding wheel 1644 contacts the back surface 903 of the workpiece 90 to perform grinding.

保持機構3側においては、図7に示すモータ44が第2プーリ45を例えば+Z方向側から見て反時計回り方向に回転駆動することで、無端ベルト46が回動し、これに伴って、ベアリング配置部40に配置された第2ベアリング42により回転可能に支持されている第1プーリ41が+Z方向側から見て反時計回り方向に回転する。第1プーリ41が回転することで、第1プーリ41の下面415に固定接続された第1プレート51が同方向に回転する。 On the holding mechanism 3 side, the motor 44 shown in FIG. 7 rotates the second pulley 45 counterclockwise when viewed from the +Z direction side, for example, so that the endless belt 46 rotates. The first pulley 41 rotatably supported by the second bearing 42 arranged in the bearing arrangement portion 40 rotates counterclockwise when viewed from the +Z direction side. As the first pulley 41 rotates, the first plate 51 fixedly connected to the lower surface 415 of the first pulley 41 rotates in the same direction.

+Z方向側から見て反時計回り方向に回転する第1プレート51と共に、外形が平面視四角形である遊動ブロック58は、図9に示すように、一対の第1凸部55のうちの+X方向側の第1凸部55の内側面、及び一対の第2凸部56のうちの+X方向側の第2凸部56の内側面に、+X方向側の1角部分形成する2つの外側面を押し付けるように接触し、エリア57内において第2プレート52の上面524の面方向にスライドするように遊動する。そのため、第1プレート51の回転力が遊動ブロック58を介して第2プレート52に伝達されて、第2プレート52、及び第2プレート52に連結されたシャフト32も第1プレート51の回転速度と同じ回転速度で、+Z方向側から見て反時計回り方向に回転する。なお、図9においては、第1プーリ41が図8に示す回転開始位置から反時計回り方向に45度回転した状態を示している。 Along with the first plate 51 that rotates counterclockwise when viewed from the +Z direction side, the floating block 58 having a rectangular outer shape in a plan view is, as shown in FIG. The inner surface of the first convex portion 55 on the side and the inner surface of the second convex portion 56 on the +X direction side of the pair of second convex portions 56 are provided with two outer surfaces forming one corner portion on the +X direction side. It comes into contact with a pressing force and moves freely in the area 57 so as to slide in the surface direction of the upper surface 524 of the second plate 52 . Therefore, the rotational force of the first plate 51 is transmitted to the second plate 52 through the floating block 58, and the second plate 52 and the shaft 32 connected to the second plate 52 also rotate at the rotational speed of the first plate 51. At the same rotational speed, it rotates counterclockwise when viewed from the +Z direction side. 9 shows a state in which the first pulley 41 has rotated 45 degrees counterclockwise from the rotation start position shown in FIG.

さらに、図9に示した状態から、図10に示すように第1プーリ41がさらに45度回転(図8に示す回転開始位置から90度回転)していき、回転する第1プレート51と共に、遊動ブロック58は、一対の第2凸部56のうちの+Y方向側の第2凸部56の内側面を押し付けるように接触しつつ、エリア57内を第2プレート52の上面524の面方向に遊動する。そのため、第1プレート51の回転力が遊動ブロック58を介して第2プレート52に伝達され、第2プレート52が回転する。さらに、図10に示した状態から図11に示すように第1プーリ41がさらに45度回転(図8に示す回転開始位置から135度回転)していき、回転する第1プレート51と共に、遊動ブロック58は、一対の第1凸部55のうちの-X方向側の第1凸部55の内側面、及び一対の第2凸部56のうちの-X方向側の第2凸部56の内側面に、-X方向側の1角部分形成する2つの外側面を押し付けるように接触し、エリア57内において第2プレート52の上面524の面方向に遊動する。 Further, from the state shown in FIG. 9, as shown in FIG. 10, the first pulley 41 is further rotated by 45 degrees (rotated by 90 degrees from the rotation start position shown in FIG. 8), and together with the rotating first plate 51, The floating block 58 moves in the surface direction of the upper surface 524 of the second plate 52 in the area 57 while pressing the inner surface of the second protrusion 56 on the +Y direction side of the pair of second protrusions 56 . to roam Therefore, the rotational force of the first plate 51 is transmitted to the second plate 52 via the floating block 58, and the second plate 52 rotates. Further, as shown in FIG. 11, the first pulley 41 rotates further 45 degrees from the state shown in FIG. 10 (135 degrees from the rotation start position shown in FIG. The block 58 includes the inner surface of the first convex portion 55 on the -X direction side of the pair of first convex portions 55 and the second convex portion 56 on the -X direction side of the pair of second convex portions 56. It contacts the inner side surface so as to press the two outer side surfaces forming one corner on the -X direction side, and floats in the surface direction of the upper surface 524 of the second plate 52 within the area 57 .

図9~図11に示すように、第1プーリ41の回転中において、第1プーリ41の中心418とシャフト32の軸心320とには、X軸Y軸平面内において所定の距離だけのずれが生じているが、図7に示すモータ44が生み出す回転力は、第2プーリ45、及びテンションが変化していない無端ベルト46を介して、第1プーリ41に適切に伝達され、さらに、第1プーリ41、第1プレート51、遊動する遊動ブロック58を介して、第2プレート52、及びシャフト32に適切に伝達される。即ち、回転力が適切に伝達されて回転するシャフト32の上端側に連結されているチャックテーブル30も、研削砥石1644の下面に対して保持面302を略平行にした状態で適切に回転し続けることができる。 As shown in FIGS. 9 to 11, during rotation of the first pulley 41, the center 418 of the first pulley 41 and the axis 320 of the shaft 32 are displaced by a predetermined distance within the X-axis and Y-axis planes. 7 is appropriately transmitted to the first pulley 41 via the second pulley 45 and the endless belt 46 whose tension is unchanged, and furthermore, the second It is appropriately transmitted to the second plate 52 and the shaft 32 via the first pulley 41, the first plate 51, and the floating block 58. That is, the chuck table 30 connected to the upper end side of the shaft 32 to which the rotational force is appropriately transmitted and rotated also continues to rotate appropriately with the holding surface 302 substantially parallel to the lower surface of the grinding wheel 1644. be able to.

研削中は、上記のように、図7に示すチャックテーブル30が所定の回転速度で回転されるのに伴って、保持面302上に保持された被加工物90も回転するので、研削砥石1644が被加工物90の裏面903の全面の研削加工を行う。また、流路169を通る研削水が研削砥石1644と被加工物90との接触部位に対して供給され、接触部位が冷却・洗浄される。
そして、被加工物90が所望の厚みまで研削された後に、研削送り機構17によって研削機構16が上方に引き上げられて、研削砥石1644が被加工物90から離間して研削が終了する。
During grinding, as described above, the workpiece 90 held on the holding surface 302 rotates as the chuck table 30 shown in FIG. grinds the entire back surface 903 of the workpiece 90 . Grinding water passing through the flow path 169 is supplied to the contact portion between the grinding wheel 1644 and the workpiece 90 to cool and wash the contact portion.
After the workpiece 90 has been ground to a desired thickness, the grinding feed mechanism 17 lifts the grinding mechanism 16 upward, and the grinding wheel 1644 is separated from the workpiece 90 to finish grinding.

上記のように、保持面302で被加工物90を保持する保持機構3と、保持面302に保持された被加工物90を加工する加工機構16(研削機構16)と、を備えた本発明に係る加工装置1は、保持機構3は、上面に保持面302を備えるチャックテーブル30と、チャックテーブル30の下面を支持する支持板31と、支持板31の下面中心から垂下するシャフト32と、シャフト32を回転可能に支持する第1ベアリング331を配置するハウジング33と、ハウジング33を支持しシャフト32を挿入する挿入口390を備える基台39と、基台39とハウジング33との間で挿入口390を囲むように配置する少なくとも3つの柱のうちの少なくとも1つの柱の長さを可変させシャフト32の傾きを調整する傾き調整機構34と、挿入口390に挿入したシャフト32を回転させる回転機構4と、を備え、回転機構4は、挿入口390に対応する開口403を有し第2ベアリング42を配置するベアリング配置部40と、第2ベアリング42が回転可能に支持する環状の第1プーリ41と、傾き調整機構34によって傾き、高さ及び水平方向の位置が変化したシャフト32と第1プーリ41とを係合する3次元カップリング5と、シャフト32から水平方向に離間し基台39に配設するモータ44と、モータ44の回転軸に連結する第2プーリ45と、第1プーリ41と第2プーリ45とに所定のテンションで係合しモータ44の動力をシャフト32に伝達する無端ベルト46と、を備えていることで、シャフト32の傾きを変更しても、無端ベルト46のテンションが変化してしまうことが無く、また、シャフト32の軸心と第1プーリ41の中心とが水平方向にずれるが、ずれが生じてもモータ44の回転動力をシャフト32に適切に伝達して、研削加工中にチャックテーブル30を適切に回転させ続けることが可能となる。 As described above, the present invention comprising the holding mechanism 3 that holds the workpiece 90 on the holding surface 302 and the processing mechanism 16 (grinding mechanism 16) that processes the workpiece 90 held on the holding surface 302. The processing apparatus 1 according to , the holding mechanism 3 includes a chuck table 30 having a holding surface 302 on its upper surface, a support plate 31 that supports the lower surface of the chuck table 30, a shaft 32 that hangs down from the center of the lower surface of the support plate 31, A housing 33 in which a first bearing 331 that rotatably supports the shaft 32 is arranged, a base 39 that supports the housing 33 and has an insertion opening 390 into which the shaft 32 is inserted, and inserted between the base 39 and the housing 33 A tilt adjustment mechanism 34 for adjusting the tilt of the shaft 32 by varying the length of at least one of at least three columns arranged to surround the port 390, and rotation for rotating the shaft 32 inserted into the insertion port 390. The rotation mechanism 4 includes a bearing arrangement portion 40 having an opening 403 corresponding to the insertion port 390 and in which the second bearing 42 is arranged, and an annular first bearing rotatably supported by the second bearing 42 A pulley 41, a three-dimensional coupling 5 that engages the first pulley 41 with the shaft 32 tilted by the tilt adjustment mechanism 34 and changed in height and horizontal position, and a base spaced apart from the shaft 32 in the horizontal direction. 39, a second pulley 45 connected to the rotating shaft of the motor 44, the first pulley 41 and the second pulley 45 are engaged with a predetermined tension, and the power of the motor 44 is transmitted to the shaft 32. , the tension of the endless belt 46 does not change even if the inclination of the shaft 32 is changed. Although the center deviates in the horizontal direction, it is possible to properly transmit the rotational power of the motor 44 to the shaft 32 even if the deviation occurs, so that the chuck table 30 can be properly rotated during the grinding process.

また、本発明に係る加工装置1において、3次元カップリング5は、上面515に第1プーリ41を配置し挿入口390に対応する第1開口511を有する第1プレート51と、第1開口511を挟んで第1プレート51の下面514から垂下する一対の第1凸部55と、シャフト32に連結する第2プレート52と、第1凸部55に対して平面視90度違いで第2プレート52の上面524に立設し第1凸部55と相似する形状の一対の第2凸部56と、外形が四角形で一対の第1凸部55と一対の第2凸部56とによって囲まれたエリア57で遊動可能で中央にシャフト32を挿入する第2開口582を有する遊動ブロック58と、を備えることで、シャフト32の傾きを変更してシャフト32の軸心と第1プーリ41の中心とが水平方向にずれても、モータ44の回転動力をエリア57内で遊動する遊動ブロック58によってシャフト32に適切に伝達し続けることが可能となる。 Further, in the processing apparatus 1 according to the present invention, the three-dimensional coupling 5 includes the first plate 51 having the first pulley 41 arranged on the upper surface 515 and the first opening 511 corresponding to the insertion port 390, and the first opening 511 A pair of first protrusions 55 hanging down from the lower surface 514 of the first plate 51 across the , a second plate 52 connected to the shaft 32 , and a second plate 90 degrees different from the first protrusions 55 in plan view A pair of second protrusions 56 erected on an upper surface 524 of 52 and having a shape similar to that of the first protrusions 55 , and a rectangular outer shape surrounded by the pair of first protrusions 55 and the pair of second protrusions 56 . and a floating block 58 having a second opening 582 into which the shaft 32 is inserted in the center, which is movable in the area 57 . Even if there is a horizontal misalignment, the rotational power of the motor 44 can continue to be properly transmitted to the shaft 32 by the floating block 58 that floats within the area 57 .

本発明に係る加工装置1は上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、加工装置1を用いた被加工物90に対する研削加工を行う際の各工程についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。 It goes without saying that the processing apparatus 1 according to the present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea. Moreover, each step of grinding the workpiece 90 using the processing apparatus 1 is not limited to this, and can be changed as appropriate within the range where the effects of the present invention can be exhibited.

例えば、加工装置1は、図3、図7に示す実施形態1の3次元カップリング5に代えて、図12に示す実施形態2の3次元カップリング7を備えていてもよい。
3次元カップリング7は、上面735に第1プーリ41を配置し図2に示す挿入口390に対応する第3開口733を有する第3プレート73と、第3プレート73の下方に配置し中央にシャフト32の後述する回転力被伝達部328に対応した伝達開口746を備える第4プレート74と、第3プレート73と第4プレート74とを連結し第3プレート73に対して第4プレート74の傾きを可変可能にする連結バネ76と、を備える。
For example, the processing apparatus 1 may include the three-dimensional coupling 7 of Embodiment 2 shown in FIG. 12 instead of the three-dimensional coupling 5 of Embodiment 1 shown in FIGS.
The three-dimensional coupling 7 includes a third plate 73 having a first pulley 41 arranged on an upper surface 735 and a third opening 733 corresponding to the insertion port 390 shown in FIG. A fourth plate 74 having a transmission opening 746 corresponding to a later-described rotational force transmitted portion 328 of the shaft 32 is connected to the third plate 73 and the fourth plate 74, and the fourth plate 74 is connected to the third plate 73. and a connection spring 76 that makes the inclination variable.

図12に示すように、第1プーリ41は、ベアリング配置部40のボス部401に取り付けられた第2ベアリング42によって回転可能に支持される。ベアリング配置部40、第2ベアリング42、及び第1プーリ41の構成、及び連結の構成は、実施形態1の3次元カップリング5と同様となっている。 As shown in FIG. 12 , the first pulley 41 is rotatably supported by a second bearing 42 attached to the boss portion 401 of the bearing placement portion 40 . The configuration of the bearing arrangement portion 40, the second bearing 42, and the first pulley 41, and the configuration of connection are the same as those of the three-dimensional coupling 5 of the first embodiment.

例えば、第1プーリ41の下面415に第3プレート73の上面735が固定されており、図2に示すモータ44の回転動力が無端ベルト46を介して伝えられた第1プーリ41と共に第3プレート73も回転する。
第3プレート73は、例えば、平面視円環状に形成されており、中央に円形の第3開口733が形成されている。
For example, the upper surface 735 of the third plate 73 is fixed to the lower surface 415 of the first pulley 41, and the rotational power of the motor 44 shown in FIG. 73 also rotates.
The third plate 73 has, for example, an annular shape in plan view, and a circular third opening 733 is formed in the center.

第3プレート73の外側面には、長尺板状の連結バネ76がZ軸方向を長手方向として、第3プレート73の周方向に例えば均等に120度間隔空けて3枚接続されている。また、各連結バネ76の下端側は、第4プレート74の外側面に接続されている。 Three long plate-like connecting springs 76 are connected to the outer surface of the third plate 73 at regular intervals of 120 degrees, for example, in the circumferential direction of the third plate 73 with the Z-axis direction as the longitudinal direction. Also, the lower end side of each connecting spring 76 is connected to the outer surface of the fourth plate 74 .

第4プレート74は、例えば、第3プレート73の外径と同径の外径を備える平面視円形に形成されており、その中央に例えば平面視矩形の伝達開口746が厚み方向に貫通形成されている。第4プレート74の中心と第3プレート73の中心とは、連結バネ76が変形していない自然長の状態において略合致している。 The fourth plate 74 is, for example, circular in plan view and has the same outer diameter as the outer diameter of the third plate 73. In the center of the fourth plate 74, for example, a transmission opening 746, which is rectangular in plan view, is formed through the thickness direction. ing. The center of the fourth plate 74 and the center of the third plate 73 substantially coincide with each other when the connecting spring 76 is in its natural length without deformation.

実施形態2の3次元カップリング7と共に用いられる場合のシャフト32の下部は、図12に示すように、横断面が伝達開口746に嵌合する矩形に形成されており、回転力被伝達部328となる。シャフト32を、上から順に、ベアリング配置部40の開口403、第2ベアリング42、及び第3プレート73の第3開口733に挿通させて、回転力被伝達部328を第4プレート74の伝達開口746に嵌合させることで、第4プレート74からシャフト32に回転力を伝達可能な状態にすることができる。 The lower portion of the shaft 32 when used together with the three-dimensional coupling 7 of Embodiment 2 has a rectangular cross section that fits in the transmission opening 746, as shown in FIG. becomes. The shaft 32 is inserted through the opening 403 of the bearing arrangement portion 40, the second bearing 42, and the third opening 733 of the third plate 73 in order from the top, and the rotational force receiving portion 328 is inserted into the transmission opening of the fourth plate 74. By fitting it to 746 , it is possible to transmit the rotational force from the fourth plate 74 to the shaft 32 .

ベアリング配置部40の円形の開口403の直径、及び第3プレート73の第3開口733の直径は、シャフト32の直径よりも大きく形成されており、開口403、及び第3開口733に挿入されたシャフト32の傾け動作が許容される。 The diameter of the circular opening 403 of the bearing arrangement portion 40 and the diameter of the third opening 733 of the third plate 73 are formed larger than the diameter of the shaft 32, and the opening 403 and the third opening 733 are inserted. Tilting motion of shaft 32 is permitted.

例えば、実施形態2の3次元カップリング7と共に用いられる場合の全体が円柱状のシャフト32の下部側面には、図13に示すように、凸形状の回転力被伝達部327に形成されていてもよい。また、これに対応して、第4プレート74の伝達開口は、図13に示すように、凸形状の回転力被伝達部327が嵌合する円形と凹み形状とを合わせた形状の伝達開口746となっていてもよい。なお、シャフト32の回転力被伝達部327が凹形状であれば、第4プレート74の伝達開口746もこれに合わせた凸形状を円形開口の内部に向かうように形成されていてもよい。 For example, when used together with the three-dimensional coupling 7 of Embodiment 2, a convex rotational force receiving portion 327 is formed on the lower side surface of the shaft 32, which has a cylindrical shape as a whole, as shown in FIG. good too. Correspondingly, as shown in FIG. 13, the transmission opening of the fourth plate 74 is a transmission opening 746 having a shape combining a circular shape into which the convex rotational force receiving portion 327 is fitted and a concave shape. It may be If the rotational force transmitted portion 327 of the shaft 32 has a concave shape, the transmission opening 746 of the fourth plate 74 may also have a corresponding convex shape directed toward the inside of the circular opening.

以下に、例えば図12に示す実施形態2の3次元カップリング7を図1に示す加工装置1が備えている場合の、被加工物90の研削におけるチャックテーブル30の回転について説明する。
被加工物90を吸引保持したチャックテーブル30の研削砥石1644に対する位置付けまでは、先に説明した場合と同様である。
The rotation of the chuck table 30 during grinding of the workpiece 90 when the processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes the three-dimensional coupling 7 of Embodiment 2 shown in FIG. 12, for example, will be described below.
The process up to the positioning of the chuck table 30 sucking and holding the workpiece 90 with respect to the grinding wheel 1644 is the same as the case described above.

極めて緩やかな円錐斜面である保持面302が研削機構16の研削砥石1644の研削面(下面)に対して平行になるように、図7に示す傾き調整機構34によってチャックテーブル30の傾きが調整されることで、円錐斜面である保持面302にならって吸引保持されている被加工物90の上面903が、研削砥石1644の下面に対して略平行になる。
ここで、第1プーリ41は、基台39の底板392に取り付けられたベアリング配置部40に第2ベアリング42を介して接続されているため、傾きの変更等は起きない。したがって、モータ44が生み出す回転動力は、第2プーリ45、緩み等が発生していない無端ベルト46を介して、第1プーリ41に適切に伝達される。
The inclination of the chuck table 30 is adjusted by the inclination adjustment mechanism 34 shown in FIG. As a result, the upper surface 903 of the workpiece 90 sucked and held following the holding surface 302 which is a conical slope becomes substantially parallel to the lower surface of the grinding wheel 1644 .
Here, since the first pulley 41 is connected via the second bearing 42 to the bearing arrangement portion 40 attached to the bottom plate 392 of the base 39, the inclination does not change. Therefore, the rotational power generated by the motor 44 is appropriately transmitted to the first pulley 41 via the second pulley 45 and the endless belt 46 in which slackness or the like has not occurred.

一方、シャフト32が傾くことで、第1プーリ41の中心418とシャフト32の軸心320とには、X軸Y軸平面内において軸心のずれが生じるが、このずれが図12に示す3次元カップリング7によって許容される。また、シャフト32の軸方向(Z軸方向)にシャフト32にずれが生じるが伝達開口746内を回転力被伝達部328がZ軸方向に摺動することによって許容される。即ち、シャフト32は回転力被伝達部328が第4プレート74の伝達開口746に摺動可能に嵌合しているため、シャフト32が傾くことで第4プレート74も水平面に平行となっていた状態から所定角度傾く、また、伝達開口746内を回転力被伝達部328がZ軸方向に摺動する。ここで、連結バネ76が第4プレート74の傾きを許容するように変形し、また、シャフト32も、ベアリング配置部40の開口403内、及び第3プレート73の第3開口733内での傾きが許容される。 On the other hand, when the shaft 32 is tilted, the center 418 of the first pulley 41 and the axis 320 of the shaft 32 are misaligned within the X-axis and Y-axis planes. Allowed by dimensional coupling 7. Further, although the shaft 32 is displaced in the axial direction (Z-axis direction) of the shaft 32 , it is allowed by the rotational force transmitted portion 328 sliding in the transmission opening 746 in the Z-axis direction. That is, since the rotational force receiving portion 328 of the shaft 32 is slidably fitted in the transmission opening 746 of the fourth plate 74, the tilting of the shaft 32 causes the fourth plate 74 to be parallel to the horizontal plane. A predetermined angle is tilted from the state, and the rotational force transmitted portion 328 slides in the transmission opening 746 in the Z-axis direction. Here, the connecting spring 76 is deformed to allow the tilting of the fourth plate 74, and the shaft 32 is also tilted within the opening 403 of the bearing arrangement portion 40 and within the third opening 733 of the third plate 73. is allowed.

保持機構3側においては、図7に示すモータ44が第2プーリ45を例えば+Z方向側から見て反時計回り方向に回転駆動することで、無端ベルト46が回動し、これに伴って、ベアリング配置部40に配置された第2ベアリング42により回転可能に支持されている第1プーリ41が+Z方向側から見て反時計回り方向に回転する。第1プーリ41が回転することで、第1プーリ41の下面415に固定接続された図12に示す第3プレート73、及び変形した状態の連結バネ76を介して接続され斜めに傾いた状態の第4プレート74が、第3プレート73、及び連結バネ76と共に同方向に回転する。 On the holding mechanism 3 side, the motor 44 shown in FIG. 7 rotates the second pulley 45 counterclockwise when viewed from the +Z direction side, for example, so that the endless belt 46 rotates. The first pulley 41 rotatably supported by the second bearing 42 arranged in the bearing arrangement portion 40 rotates counterclockwise when viewed from the +Z direction side. As the first pulley 41 rotates, it is connected via the third plate 73 shown in FIG. The fourth plate 74 rotates in the same direction together with the third plate 73 and the connecting spring 76 .

このように、第1プーリ41の回転中において、第1プーリ41の中心418とシャフト32の軸心320とには、X軸Y軸平面内において所定距離のずれが生じているが、モータ44が生み出す回転力は、第2プーリ45、及びテンションが変化していない無端ベルト46を介して、第1プーリ41に適切に伝達され、さらに、回転する第1プーリ41、回転する第3プレート73、及び回転する第3プレート73に連結バネ76を介して接続された第4プレート74の伝達開口746を介して、回転力被伝達部327によってシャフト32に適切に伝達される。即ち、シャフト32の上端側に連結されているチャックテーブル30も、研削砥石1644の下面に対して保持面302を略平行にした状態(保持面302を傾けた状態)で適切に回転し続けることができる。 As described above, while the first pulley 41 is rotating, the center 418 of the first pulley 41 and the axial center 320 of the shaft 32 are deviated by a predetermined distance within the X-axis and Y-axis planes. is appropriately transmitted to the first pulley 41 via the second pulley 45 and the endless belt 46 whose tension is unchanged, and furthermore, the rotating first pulley 41 and the rotating third plate 73 , and through the transmission opening 746 of the fourth plate 74 connected to the rotating third plate 73 via the connecting spring 76 , the torque is appropriately transmitted to the shaft 32 by the rotational force transmitted portion 327 . That is, the chuck table 30 connected to the upper end side of the shaft 32 should also continue to rotate properly with the holding surface 302 substantially parallel to the lower surface of the grinding wheel 1644 (holding surface 302 is inclined). can be done.

このように、本発明に係る加工装置1において、シャフト32は、下部の断面が例えば矩形に形成された回転力被伝達部327を備え、実施形態2の3次元カップリング7は、上面735に第1プーリ41を配置し基台39の挿入口390に対応する第3開口733を有する第3プレート73と、第3プレート73の下方に配置し中央に回転力被伝達部327に対応した伝達開口746を備える第4プレート74と、第3プレート73と第4プレート74とを連結し第3プレート73に対して第4プレート74の傾きを可変可能にする連結バネ76と、を備えることで、シャフト32の傾きを変更してシャフト32の軸心と第1プーリ41の中心とが水平方向にずれても、連結バネ76が変形した状態になる(シャフト32の傾きを許容した状態になる)ことで、無端ベルト46のテンションが変化してしまうことが無く、研削加工中にモータ44の回転動力をシャフト32に適切に伝達して、チャックテーブル30を回転させることが可能となる。 As described above, in the processing apparatus 1 according to the present invention, the shaft 32 includes the rotational force receiving portion 327 whose lower cross section is formed into, for example, a rectangle, and the three-dimensional coupling 7 of Embodiment 2 has the upper surface 735 A third plate 73 on which the first pulley 41 is arranged and has a third opening 733 corresponding to the insertion port 390 of the base 39; By providing a fourth plate 74 having an opening 746 and a connection spring 76 that connects the third plate 73 and the fourth plate 74 and allows the inclination of the fourth plate 74 to be variable with respect to the third plate 73 , even if the inclination of the shaft 32 is changed so that the axis of the shaft 32 and the center of the first pulley 41 are shifted in the horizontal direction, the connecting spring 76 is deformed (the inclination of the shaft 32 is allowed). ), the tension of the endless belt 46 does not change, and the rotational power of the motor 44 can be appropriately transmitted to the shaft 32 during grinding to rotate the chuck table 30 .

90:被加工物 900:表面 903:上面(裏面)
1:加工装置 10:装置ベース 11:コラム
13:水平移動ユニット 130:ボールネジ 132:モータ
16:研削機構(加工機構) 164:研削ホイール 1644:研削砥石
17:研削送り機構 170:ボールネジ 172:昇降モータ
12:高さ位置検出部 123:読み取り器
104:厚み測定部
3:保持機構 30:チャックテーブル 300:吸着部 301:枠体
302:保持面 305:カバー部
31:支持板 32:シャフト 323:シャフトの上部 321:シャフトの下部
33:ハウジング 331:第1ベアリング
39:基台 390:挿入口 396:側板 394:天板 392:底板
34:傾き調整機構
4:回転機構
40:ベアリング配置部 400:プレート基部 4006:プレート基部の下面 401:ボス部 403:開口 4002:ボルト孔
41:第1プーリ
42:第2ベアリング 420:内輪 422:転動玉 423:外輪
44:モータ 45:第2プーリ 46:無端ベルト
5:実施形態1の3次元カップリング
51:第1プレート 510:板部 511:第1開口 514:第1プレートの下面 515:第1プレートの上面 55:一対の第1凸部
52:第2プレート 520:板部 524:第2プレートの上面 525:シャフト連結部 526:ボルト挿通孔 523:吸引孔 56:一対の第2凸部
529:ロータリージョイント
57:エリア
58:遊動ブロック 582:第2開口
7:実施形態2の3次元カップリング
73:第3プレート 733:第3開口
74:第4プレート 746:伝達開口
76:連結バネ
32:シャフト 328:回転力被伝達部 327:凸形状の回転力被伝達部
90: Workpiece 900: Front surface 903: Upper surface (back surface)
1: Processing device 10: Device base 11: Column 13: Horizontal movement unit 130: Ball screw 132: Motor 16: Grinding mechanism (processing mechanism) 164: Grinding wheel 1644: Grinding wheel 17: Grinding feed mechanism 170: Ball screw 172: Lifting motor 12: Height position detection unit 123: Reader 104: Thickness measurement unit 3: Holding mechanism 30: Chuck table 300: Adsorption unit 301: Frame 302: Holding surface 305: Cover unit 31: Support plate 32: Shaft 323: Shaft 321: Lower portion of shaft 33: Housing 331: First bearing 39: Base 390: Insertion port 396: Side plate 394: Top plate 392: Bottom plate 34: Tilt adjustment mechanism 4: Rotation mechanism
40: Bearing placement portion 400: Plate base 4006: Lower surface of plate base 401: Boss portion 403: Opening 4002: Bolt hole 41: First pulley 42: Second bearing 420: Inner ring 422: Rolling ball 423: Outer ring
44: Motor 45: Second pulley 46: Endless belt 5: Three-dimensional coupling of Embodiment 1 51: First plate 510: Plate portion 511: First opening 514: Lower surface of first plate 515: Upper surface of first plate 55: Pair of first protrusions 52: Second plate 520: Plate portion 524: Upper surface of second plate 525: Shaft connecting portion 526: Bolt insertion hole 523: Suction hole 56: Pair of second protrusions 529: Rotary joint 57: Area 58: Floating block 582: Second opening
7: Three-dimensional coupling of Embodiment 2 73: Third plate 733: Third opening
74: Fourth plate 746: Transmission opening 76: Connection spring 32: Shaft 328: Torque force receiving portion 327: Convex shape torque receiving portion

Claims (3)

保持面で被加工物を保持する保持機構と、該保持面に保持された被加工物を加工する加工機構と、を備えた加工装置であって、
該保持機構は、
上面に該保持面を備えるチャックテーブルと、該チャックテーブルの下面を支持する支持板と、該支持板の下面中心から垂下するシャフトと、該シャフトを回転可能に支持する第1ベアリングを配置するハウジングと、該ハウジングを支持し該シャフトを挿入する挿入口を備える基台と、該基台と該ハウジングとの間で該挿入口を囲むように配置する少なくとも3つの柱のうちの少なくとも1つの柱の長さを可変させ該シャフトの傾きを調整する傾き調整機構と、該挿入口に挿入した該シャフトを回転させる回転機構と、を備え、
該回転機構は、
該挿入口に対応する開口を有し第2ベアリングを配置するベアリング配置部と、
該第2ベアリングが回転可能に支持する環状の第1プーリと、
該傾き調整機構によって傾き、高さ及び水平方向の位置が変化した該シャフトと該第1プーリとを係合する3次元カップリングと、
該シャフトから水平方向に離間し該基台に配設するモータと、
該モータの回転軸に連結する第2プーリと、
該第1プーリと該第2プーリとに所定のテンションで係合し該モータの動力を該シャフトに伝達する無端ベルトと、を備え、
該シャフトの傾きが変わった際に、該無端ベルトのテンションを変化させないことを特徴とする加工装置。
A processing apparatus comprising a holding mechanism for holding a workpiece on a holding surface and a machining mechanism for machining the workpiece held on the holding surface,
The retention mechanism is
A housing in which a chuck table having the holding surface on its upper surface, a support plate supporting the lower surface of the chuck table, a shaft hanging down from the center of the lower surface of the support plate, and a first bearing rotatably supporting the shaft are arranged. a base supporting the housing and having an insertion opening into which the shaft is inserted; and at least one of at least three pillars disposed between the base and the housing so as to surround the insertion opening. An inclination adjustment mechanism for adjusting the inclination of the shaft by varying the length, and a rotation mechanism for rotating the shaft inserted into the insertion port,
The rotating mechanism is
a bearing arrangement portion having an opening corresponding to the insertion port and for arranging the second bearing;
an annular first pulley rotatably supported by the second bearing;
a three-dimensional coupling that engages the first pulley with the shaft whose tilt, height and horizontal position are changed by the tilt adjusting mechanism;
a motor horizontally spaced from the shaft and disposed on the base;
a second pulley connected to the rotating shaft of the motor;
an endless belt that engages the first pulley and the second pulley with a predetermined tension and transmits the power of the motor to the shaft;
A processing apparatus characterized in that the tension of the endless belt does not change when the inclination of the shaft changes.
前記3次元カップリングは、
上面に前記第1プーリを配置し前記挿入口に対応する第1開口を有する第1プレートと、
該第1開口を挟んで該第1プレートの下面から垂下する一対の第1凸部と、
前記シャフトに連結する第2プレートと、
該第1凸部に対して平面視90度違いで該第2プレートの上面に立設し該第1凸部と相似する形状の一対の第2凸部と、
外形が四角形で一対の該第1凸部と一対の該第2凸部とによって囲まれたエリアで遊動可能で中央に該シャフトを挿入する第2開口を有する遊動ブロックと、を備える請求項1記載の加工装置。
The three-dimensional coupling is
a first plate having the first pulley disposed on its upper surface and having a first opening corresponding to the insertion port;
a pair of first protrusions hanging down from the lower surface of the first plate across the first opening;
a second plate connected to the shaft;
a pair of second protrusions erected on the upper surface of the second plate with a difference of 90 degrees from the first protrusions in plan view and having a shape similar to the first protrusions;
2. A floating block having a rectangular outer shape, movable in an area surrounded by the pair of first projections and the pair of second projections, and having a second opening in the center for inserting the shaft. Processing equipment as described.
前記シャフトは、
下部の断面が矩形に形成された、又は該下部の側面に凸形状、若しくは凹形状が形成された回転力被伝達部を備え、
前記3次元カップリングは、上面に前記第1プーリを配置し前記挿入口に対応する第3開口を有する第3プレートと、
該第3プレートの下方に配置し中央に該回転力被伝達部に対応した伝達開口を備える第4プレートと、
該第3プレートと該第4プレートとを連結し該第3プレートに対して該第4プレートの傾きを可変可能にする連結バネと、を備える請求項1記載の加工装置。
The shaft is
Equipped with a rotational force transmitting part having a rectangular cross section at the bottom or having a convex or concave shape on the side surface of the bottom,
The three-dimensional coupling includes a third plate on which the first pulley is arranged and which has a third opening corresponding to the insertion port;
a fourth plate disposed below the third plate and provided with a transmission opening corresponding to the rotational force transmitted portion in the center;
2. The processing apparatus according to claim 1, further comprising a connection spring that connects the third plate and the fourth plate and allows the inclination of the fourth plate to be variable with respect to the third plate.
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