JP2023031920A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却水路の配管を取り外すことなく冷却水路に残った残留水を容易かつ安全に排出する。【解決手段】保持テーブルと、加工ユニットと、移動機構と、を備えた加工装置であって、一端が水供給源に接続され、該水供給源に収容された水を吸い出すポンプと、温度コントローラと、を経由し、他端が冷却管に接続された第１の配管と、一端が該冷却管に接続され、他端が該水供給源に接続された第２の配管と、一端が該第１の配管の該ポンプと、該温度コントローラと、の間に接続され、他端が第１の逆止弁を介してエアーポンプと接続された第３の配管と、一端が該第２の配管に接続され、他端が開閉バルブを介して該水の排出先となるドレインに接続された第４の配管と、を備え、該エアーポンプは、該第３の配管へのエアーの供給を実施できる。【選択図】図３

Description

本発明は、被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルで保持された被加工物を加工する加工ユニットと、保持テーブルまたは加工ユニットを移動させる移動機構と、を有し、内部を冷却水が循環する加工装置に関する。

デバイスチップの製造工程では、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された複数の領域にそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成された円板状のウェーハが加工される。このウェーハを裏面側から研削装置で研削して薄化し、切削装置やレーザ加工装置で分割予定ラインに沿ってウェーハを分割すると、個々のデバイスチップを製造できる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に搭載される。

研削装置、切削装置、及びレーザ加工装置等の各種の加工装置は、被加工物を保持する保持テーブルと、保持テーブルで保持された被加工物を加工する加工ユニットと、保持テーブルまたは加工ユニットを移動させる移動機構と、を備える。移動機構はモータ等の駆動源を備え、該移動機構には稼働する間に生じる熱を除去するための冷却水が流される。加工装置は冷却水が流れる冷却水路を備え、冷却水は冷却水路を通って加工装置の内部を循環する（特許文献１参照）。

特開２０２０－１５１８００号公報

加工装置を移設する際や、加工装置を長時間にわたり停止させる際、冷却水路に冷却水が残ったままでいると問題となるため、冷却水路に残る冷却水を排出する作業が実施される。従来、冷却水路を構成する一部の配管を取り外し、冷却水路に接続された排出路（ドレイン）へのバルブを開け、配管が外れた箇所から冷却水路に高圧エアーを送り込み、残留水を押し出して回収または廃棄していた。

しかしながら、この配管を取り外す作業は手間である上、加工装置を復旧する際に配管を再接続しなければならず、このときに配管の繋ぎ方を誤りその後に冷却水が漏れることがあった。また、加工装置が置かれる工場等が備える高圧エアー源を冷却水路に直接接続すると、供給圧力が高すぎて冷却水路に設けられた流量計や流量コントローラを故障させてしまう。そのため、高圧エアーの供給圧力を下げるためにレギュレータを使用しなければならなかった。

さらに、加工装置の内部に多数の駆動源が設けられており冷却水路が複雑に分岐している場合や、多量の冷却水を流すために冷却水路が長大である場合等、作業員の手作業で実施するには冷却水路の水抜き作業の手順が煩雑となる場合もあった。また、加工装置が設置されている箇所の近傍に高圧エアーを準備できない場合もあり、水抜き作業ができない場合があった。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、冷却水路の配管を取り外すことなく冷却水路に残った残留水を容易かつ安全に排出できる加工装置の提供を目的とする。

本発明の一態様によれば、上面に保持面を有し、該保持面に載せられた被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルで保持した該被加工物を加工する加工具を先端に備えたスピンドルを有する加工ユニットと、該保持テーブルと、該加工ユニットと、を相対的に移動させる移動機構と、を備えた加工装置であって、該移動機構が該保持テーブルと、該加工ユニットと、を相対的に移動させるときに移動する移動部を含み、一端が水供給源に接続され、該水供給源に収容された水を吸い出すポンプと、該ポンプに吸い出された該水の温度を調整する温度コントローラと、を経由し、他端が該スピンドルの周囲、または、該保持テーブルの内部を通る冷却管に接続されており、該水供給源から該冷却管に該水を供給する流路となる第１の配管と、一端が該冷却管に接続され、他端が該水供給源に接続され、該冷却管から排出された該水を該水供給源に戻す流路となる第２の配管と、一端が該第１の配管の該ポンプと、該温度コントローラと、の間に接続され、他端が第１の逆止弁を介してエアーポンプと接続された第３の配管と、一端が該第２の配管に接続され、他端が開閉バルブを介して該水の排出先となるドレインに接続された第４の配管と、を備え、該エアーポンプは、該移動部に接触されることで該第３の配管へのエアーの供給を実施できることを特徴とする加工装置が提供される。

好ましくは、該エアーポンプは、シリンダーと、該シリンダーの内部空間を一端側で閉塞しつつ他端が該シリンダーの外側に突き出ており、該シリンダー中を移動できるピストンロッドと、該ピストンロッドを該シリンダーの該外側に向けて付勢できる弾性部材と、一端が該シリンダーに接続され、他端が該シリンダーの外部空間に達し、該シリンダーから該外部空間への流体の流れを防止する第２の逆止弁を備える吸気路と、一端が該シリンダーに接続され、他端が該第３の配管の該他端に接続され、該第３の配管から該シリンダーへの流体の流れを防止する第３の逆止弁を備える排気路と、を有し、該移動機構は、該移動部を該ピストンロッドの該他端に当てて該移動部で該ピストンロッドを押圧することで該ピストンロッドを該シリンダーの内側に移動させ、該排気路を通して該シリンダーの該内部空間の該エアーを該第３の配管に排気することで該第３の配管への該エアーの供給を実施する機能を有し、該弾性部材は、該移動部による該ピストンロッドの押圧が緩和されたときに該ピストンロッドを該シリンダーの該外側に向けて移動させ、該吸気路を通して該外部空間から該シリンダーの該内部空間に新たなエアーを供給する機能を有する。

また、好ましくは、該移動部は、該移動機構が該保持テーブルを移動させる際に移動する。

さらに、好ましくは、該加工具は、環状に配された研削砥石を備える研削ホイールであり、該加工ユニットは、該研削砥石を備える該研削ホイールで該被加工物を研削する研削ユニットである。

または、好ましくは、該加工具は、円環状の砥石部を備える切削ブレードであり、該加工ユニットは、該切削ブレードで該被加工物を切削する切削ユニットである。

本発明の一態様に係る加工装置は、水供給源から冷却管に水を供給する流路となる第１の配管と、該冷却管から排出された水を水供給源に戻す流路となる第２の配管と、を備える。さらに、一端が該第１の配管に接続され、他端が逆止弁を介してエアーポンプと接続された第３の配管と、一端が該第２の配管に接続され、他端が開閉バルブを介してドレインに接続された第４の配管と、を備える。

加工装置の通常稼働時には、第１の配管及び第２の配管を水が循環することで所定の対象を冷却できる。そして、第１の配管及び第２の配管で構成される冷却水路から水を抜く際には、第４の配管に設けられた開閉バルブを開くとともに、第３の配管を通してエアーポンプから第１の配管にエアーを供給する。すると、エアーで水が押し流されて第４の配管を通じてドレインに水が排水される。

そのため、第１の配管及び第２の配管に残る水を排出する際、配管を取り外す必要がない。また、エアーポンプによりエアーを第１の配管及び第２の配管に供給できるため、外部の高圧エアー源を使用する必要がなく、エアーポンプでエアーの供給圧を調整できるため、レギュレータが不要である。

したがって、本発明の一態様により、冷却水路の配管を取り外すことなく冷却水路に残った残留水を容易かつ安全に排出できる加工装置が提供される。

研削装置を模式的に示す斜視図である。 研削装置を模式的に示す断面図である。 研削装置の冷却水路の構成及び接続関係を模式的に示すブロック図である。 エアーポンプを模式的に示す断面図である。 エアーポンプを模式的に示す断面図である。 移動部をロッドに当てる様子を模式的に示す断面図である。 移動部でロッドを押圧する様子を模式的に示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。まず、本実施形態に係る加工装置で加工される被加工物について説明する。図１には、被加工物１を模式的に示す斜視図が含まれている。

被加工物１は、シリコン等の材料で形成された円板状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面１ａ及び裏面１ｂを備える。被加工物１の表面１ａには、互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン（不図示）が設定される。被加工物１の表面１ａの分割予定ラインで区画された各領域には、それぞれ、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス（不図示）が形成される。

なお、被加工物１の材質、構造、大きさ、形状等に制限はない。例えば被加工物１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、サファイア、ガラス（石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等）等でなる基板であってもよい。また、デバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物１にはデバイスが形成されていなくてもよい。

被加工物１を裏面１ｂ側から研削して薄化し、被加工物１を分割予定ラインに沿って分割すると、デバイスをそれぞれ備える複数の薄型のチップ（デバイスチップ）が製造される。被加工物１の裏面１ｂ側を研削する際、表面１ａ側を保護するために被加工物１の径と同程度の径のテープ状の保護部材３が該被加工物１の表面１ａ側に貼着される。

被加工物１の研削には、研削装置が使用される。研削された被加工物１の被研削面の微小な凹凸を除去するために、研磨装置が使用される。被加工物１の分割には、環状の切削ブレードを備える切削装置や、被加工物１にレーザビームを照射するレーザ加工ユニットを備えるレーザ加工装置が使用される。

本実施形態に係る加工装置は、例えば、切削装置、レーザ加工装置、研削装置、または、研磨装置である。ただし、加工装置はこれに限定されない。以下、本実施形態に係る加工装置の一例として、該加工装置が研削装置である場合を例に説明するが、加工装置は研削装置に限定されない。

図１は、研削装置（加工装置）２を模式的に示す斜視図であり、図２は、研削装置２を模式的に示す断面図である。研削装置２は、各構成要素を支持する略直方体状の基台４を有する。基台４の上面には、Ｙ軸方向に沿った凹部４ａが形成されている。凹部４ａには、被加工物を保持できるＹ軸方向に移動可能な保持テーブル６と、保持テーブル６を露出しながら凹部４ａの開口を覆う防塵防滴カバー４ｂと、が設けられる。

図２では、防塵防滴カバー４ｂが省略されている。凹部４ａの内部には、保持テーブル６を移動可能に支持するＹ軸移動機構８が配設されている。Ｙ軸移動機構８は、Ｙ軸方向に沿った一対のガイドレール１０と、該ガイドレール１０にスライド可能に支持された移動テーブル１２と、移動テーブル１２の下面に設けられたナット部１４に螺合されたＹ軸方向に沿ったボールねじ１６と、を備える。ボールねじ１６の一端には、該ボールねじ１６を回転させるパルスモータ１８が接続されている。

移動テーブル１２の上には、保持テーブル６が配設されている。Ｙ軸移動機構８を作動させると、保持テーブル６をＹ軸方向に沿って移動できる。保持テーブル６
は、セラミックス製の枠体６ａを有する。枠体６ａ内には流路（不図示）が設けられており、この流路の一端はエジェクタ等の吸引源（不図示）に接続している。

枠体６ａは、円盤状の空間から成る凹部を上面側に有する。この凹部には略円盤状の多孔質プレート６ｂが固定されている。多孔質プレート６ｂは、平坦な円形の下面及び上面を有する。多孔質プレート６ｂの径は、被加工物の径と略同一とされる。多孔質プレート６ｂの下面側には、枠体６ａの流路の他端が接続している。吸引源を動作させると、多孔質プレート６ｂの上面には負圧が生じて、被加工物は、この上面で吸引されて保持される。それゆえ、保持テーブル６の上面は、保持面６ｃとして機能する。

保持テーブル６の枠体６ａの下面側には、円盤状のテーブル基台６ｄが連結されている。このテーブル基台６ｄの下面中央にはスピンドル２０の上端が連結されており、スピンドル２０の下端はスピンドルハウジング２０ａに回転可能に収容されている。スピンドルハウジング２０ａには、スピンドル２０を回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が設けられている。この回転駆動源を作動させることにより、保持テーブル６は、保持面６ｃに垂直な回転軸の周りで回転する。

研削装置２は、保持テーブル６で保持された被加工物１を研削する研削ユニット（加工ユニット）２２と、研削ユニット２２を昇降させる昇降ユニット（Ｚ軸移動機構）２４と、を備える。研削装置２の後方側には支持部２６が立設されており、この支持部２６により昇降ユニット２４を介して研削ユニット２２が支持されている。支持部２６の前面には、Ｚ軸方向（鉛直方向）に沿った一対のガイドレール２８が設けられている。それぞれのガイドレール２８には、移動プレート３０がスライド可能に取り付けられている。

移動プレート３０の裏面側（後面側）には、ナット部３２が設けられており、このナット部３２には、ガイドレール２８に平行なボールねじ３４が螺合されている。ボールねじ３４の一端部には、パルスモータ３６が連結されている。パルスモータ３６でボールねじ３４を回転させると、移動プレート３０は、ガイドレール２８に沿ってＺ軸方向に移動する。

移動プレート３０の前面側には、研削ユニット２２が固定されている。移動プレート３０を移動させれば、研削ユニット２２はＺ軸方向（加工送り方向）に移動できる。研削ユニット２２は、切断された円筒状の保持部材３８を有する。保持部材３８は、移動プレート３０の前方側の表面に固定されている。

保持部材３８の内側には、スピンドルハウジング４０が設けられている。スピンドルハウジング４０の下部には、ゴム等で形成された円環状の緩衝部材４２が設けられている。スピンドルハウジング４０は、緩衝部材４２を介して保持部材３８の底面に支持されている。

スピンドルハウジング４０には、スピンドル４４の一部が回転可能な態様で収容されている。スピンドル４４の上端には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。回転駆動源を動作させると、スピンドル４４は回転軸４６の周りに回転する。

スピンドル４４の下端は、保持部材３８の底部よりも下方に位置している。スピンドル４４の下端側には、円盤状のホイールマウント４８の上面側が連結されている。ホイールマウント４８の下面側には、円環状の研削ホイール（加工具）５０の上面側が装着されている。

研削ホイール５０は、円環状のホイール基台５２を有する。ホイール基台５２は、アルミニウム等の金属で形成され、被加工物の径に対応する径とされる。このホイール基台５２の上面側がホイールマウント４８の下面側に連結される。つまり、研削ホイール５０は、ホイールマウント４８を介してスピンドル４４に装着される。

ホイール基台５２の下面（一面）側には、環状に配された複数の研削砥石５４が設けられている。各研削砥石５４は、例えば、ビトリファイドやレジノイド等の結合材に、ダイヤモンドやｃＢＮ（cubic boron nitride）等の砥粒を混合し、混合体を焼結することで形成されている。スピンドル４４を回転軸４６の周りに回転させて研削ホイール５０を回転させると、研削砥石５４が環状軌道上を回転移動する。

研削装置２で被加工物１を研削する際には、表面１ａにテープ状の保護部材３が貼着された被加工物１を保護部材３を介して保持テーブル６の保持面６ｃ上に載せ、保持テーブル６で被加工物１を吸引保持し、被加工物１の被研削面となる裏面１ｂを上方に露出させる。そして、Ｙ軸移動機構８を作動させて保持テーブル６を研削ユニット２２の下方に移動させる。

その後、研削ホイール５０と、保持テーブル６と、をそれぞれの回転軸の周りに回転させ、昇降ユニット（Ｚ軸移動機構）２４を作動させて研削ユニット２２の下降を開始する。そして、円環軌道上を移動する研削砥石５４の下面が被加工物１の裏面１ｂに当たると、被加工物１の研削が始まる。研削装置２は、被加工物１の厚みを測定できる図示しない厚み測定ユニットを備え、厚み測定ユニットで被加工物１の厚みを監視しながら研削ユニット２２の下降を継続する。

その後、被加工物１の厚みが所定の仕上げ厚みに達したときに研削ユニット２２の下降を終了し研削ユニット２２を上昇させる。すると、仕上げ厚みに薄化された被加工物１が得られる。

なお、被加工物１を研削する間、被加工物１及び研削砥石５４との間の摩擦により摩擦熱が生じる。摩擦熱により被加工物１、研削砥石５４等の温度が変化すると、これらが熱膨張したり加工条件が変化したりして、所望の研削結果が得られないことがある。また、研削を実施する間、被加工物１及び研削砥石５４が消耗して加工屑が生じる。そこで、被加工物１の研削を実施する間、純水等で構成される研削水が被加工物１及び研削砥石５４に供給され、加工屑及び摩擦熱が研削水により除去される。

また、スピンドル２０，４４をそれぞれの回転駆動源を作動させて回転させると、回転駆動源及びスピンドル２０，４４の温度が上昇し、スピンドル２０，４４等が熱膨張する。そこで、スピンドル２０，４４の周囲には冷媒となる水が流れる冷却管が配設され、回転駆動源を作動させる間に該冷却管に水が流され、スピンドル２０，４４が一定の温度に保たれる。また、冷却管は、保持テーブル６の内部にも通されていてもよく、冷却水により保持テーブル６及び被加工物１の温度が一定に保たれ熱膨張が抑制されてもよい。

このように、研削装置２には、冷却水が流れる冷却水路が設けられる。冷却水路は、水が貯留された水供給源と冷却管を接続し、水供給源から冷却管に水を送る経路となるとともに、冷却管を通された水を水供給源に戻す経路となる。すなわち、研削装置２では、水が冷却水路を循環することにより所定の対象の熱を吸収して該対象の温度を一定に保つ。

次に、冷却水路の構成について説明する。図３は、冷却水路５６を構成する各構成要素と、各構成要素間の接続関係と、を模式的に示すブロック図である。図３では、各ブロックが各構成要素を表しており、各ブロックを接続する線が配管を表しており、該線の交点に付された点が配管の結節点を表す。

研削装置２は、冷却水となる水を貯留するタンクとなる水供給源５８と、水供給源に収容された水を吸い出すポンプ６０と、ポンプ６０に吸い出された水の温度を調整する温度コントローラ６２と、温度が調整された水が通される冷却管６４ａ，６４ｂと、を備える。温度コントローラ６２は、例えば、電力駆動のペルチェ素子や電力不要のヒートシンク等を含み構成される冷却ユニットを備え、水の温度を所定の温度に調整する機能を有する。なお、温度コントローラ６２は、電熱線等の加熱ユニットを備えてもよい。

そして、研削装置２は、一端が水供給源５８に接続され、ポンプ６０と、温度コントローラ６２と、を経由し、他端が冷却管６４ａ，６４ｂに接続されており、水供給源５８から冷却管６４ａ，６４ｂに水を供給する流路となる第１の配管６６を備える。また、研削装置２は、一端が冷却管６４ａ，６４ｂに接続され、他端が水供給源５８に接続され、冷却管６４ａ，６４ｂから排出された水を水供給源５８に戻す流路となる第２の配管６８を備える。

また、冷却水路５６には、水の流量を監視する図示しない流量計や流量コントローラが設けられる。ポンプ６０の出力は、冷却水路５６を流れる水の量が参照されて調整される。

なお、水供給源５８はタンクではなく研削装置２が設置された工場設備に設けられた水道管でもよく、第２の配管６８は水供給源５８に達していなくてもよく、冷却管６４ａ，６４ｂを流れた水は水供給源５８に戻されなくてもよい。

研削装置２は、冷却水路５６を構成する第１の配管６６及び第２の配管６８を通して冷却水となる水を循環させることにより冷却管６４ａ，６４ｂの近傍の所定の対象を冷却する。ポンプ６０はこの水の循環の駆動源であり、研削装置２は被加工物１を研削する際にポンプ６０を作動させて水を循環させることにより研削ユニット２２及び保持テーブル６等を所定の温度に保つ。研削装置２が停止している間は、ポンプ６０が停止される。このとき、冷却水路５６を流れている水はその場に留まる。

研削装置２を移設する際や、研削装置２を長時間にわたり停止させる際に冷却水路５６に水が残ったままでいると、雑菌が繁殖したり、第１の配管６６及び第２の配管６８等が劣化したり、水漏れが生じたりする場合があり、問題となる。そこで、冷却水路５６に残る水を排出する作業が実施される。

従来、冷却水路５６を構成する一部の配管を取り外し、冷却水路５６に接続された排出路（ドレイン）に通じるバルブを開け、配管が外れた箇所から冷却水路５６に高圧エアーを送り込み、残留水をドレインに押し出して回収または廃棄していた。

しかしながら、この配管を取り外す作業は手間である上、研削装置２を復旧する際に配管を再接続しなければならず、このときに配管の繋ぎ方を誤りその後に冷却水が漏れることがあった。また、研削装置２が置かれる工場等が備える高圧エアー源を冷却水路５６に直接接続すると、供給圧力が高すぎて冷却水路５６に設けられた流量計や流量コントローラを故障させてしまう。そのため、高圧エアーの供給圧力を下げるためにレギュレータを使用しなければならなかった。

さらに、研削装置２の内部に多数の駆動源が設けられており冷却水路が複雑に分岐している場合や、冷却水路５６が長大であり多量の冷却水が流れる場合等、作業員の手作業で実施するには冷却水路５６の水抜き作業の手順が煩雑となる場合もあった。また、研削装置２が設置されている箇所の近傍に高圧エアーを準備できない場合もあり、水抜き作業ができない場合があった。

そこで、本実施形態に係る研削装置（加工装置）２では、冷却水路５６の配管を取り外すことなく冷却水路５６に残った残留水を容易かつ安全に排出できるように、下記に説明する構成をさらに有する。

研削装置２は、一端が第１の配管６６のポンプ６０と、温度コントローラ６２と、の間に接続され、他端が第１の逆止弁７０を介してエアーポンプ７２と接続された第３の配管７４を備える。さらに、研削装置２は、一端が第２の配管６８に接続され、他端が開閉バルブ７６を介して水の排出先となるドレイン７８に接続された第４の配管８０を備える。

エアーポンプ７２は、第３の配管７４を通して第１の配管６６にエアーを送り込む機能を有する。エアーポンプ７２は、例えば、独自の駆動源を備えるエアーコンプレッサーである。第１の配管６６及び第２の配管６８に水が流れている間、第１の逆止弁７０はエアーポンプ７２への水の流入を防止し、開閉バルブ７６はドレイン７８への水の流出を防止する。その一方で、第１の逆止弁７０は、エアーポンプ７２から第１の配管６６へのエアーの流れを妨げない。

第４の配管８０の開閉バルブ７６を開き、エアーポンプ７２を作動させて第１の配管６６にエアーを供給すると、エアーが第１の配管６６を進行し、冷却管６４ａ，６４ｂを通り第２の配管６８及び第４の配管８０を進行する。この過程において、第１の配管６６に残っていた水がエアーにより押されて第１の配管６６を進行し、冷却管６４ａ，６４ｂを通り第２の配管６８及び第４の配管８０を進行し、ドレイン７８に排水される。すなわち、冷却水路５６が排水される。

ここで、エアーポンプ７２の出力を調整することにより冷却水路５６に供給されるエアーの圧力を調整できるため、冷却水路５６に設けられた流量計等の構成要素が故障しない圧力でエアーを冷却水路５６に供給できる。このように、本実施形態に係る研削装置（加工装置）２では、冷却水路５６を構成する配管を繋ぎ換えることなく冷却水路５６を容易かつ安全に排水できる。このとき、エアーの圧力を調整するためのレギュレータも不要となる。

なお、冷却水路５６の水抜き作業以外に用途のない専用の駆動源を備えるエアーポンプ７２を研削装置２に設けるよりも、他の用途に供される駆動源をエアーポンプ７２の駆動源として利用できることが好ましい。専用の駆動源にはコストがかかる上、研削装置２の内部の限られた空間の一部を占有してしまうためである。以下、保持テーブルと、加工ユニットと、を相対的に移動させるＹ軸移動機構８や昇降ユニット２４等の移動機構をエアーポンプ７２の駆動源として利用する場合について説明する。

図２等には、研削装置２に組み込まれたエアーポンプ７２の側面図が含まれている。図４及び図５は、エアーポンプ７２の構造を模式的に示す断面図である。エアーポンプ７２は、シリンダー８２と、シリンダー８２中を移動できるピストンロッド９０と、ピストンロッド９０をシリンダー８２の外側に向けて付勢できる弾性部材９２と、を備える。

ピストンロッド９０は、シリンダー８２の内部空間８４を一端８６側で閉塞しつつ他端８８がシリンダー８２の外側に突き出ている。弾性部材９２は、例えばコイルバネであり、一端がピストンロッド９０の該一端８６側に接続されており、他端がピストンロッド９０の該一端８６に対向するシリンダー８２の内部空間８４の奥面８２ａに接続されている。

また、エアーポンプ７２は、さらに、一端がシリンダー８２に接続され、他端がシリンダー８２の外部空間９４に達し、シリンダー８２から外部空間９４への流体の流れを防止する第２の逆止弁９６を備える吸気路１０２を有する。第２の逆止弁９６は、内部空間に収容された球体９８を備え、上方にシリンダー８２が接続され、外部空間９４に通じる管路が下方に接続される。該管路の第２の逆止弁９６との接続部分の円形の開口１００の径は、球体９８の径よりも小さい。

第２の逆止弁９６の上方に接続されたシリンダー８２の内部空間８４の圧力が外部空間９４の圧力（大気圧）よりも高い場合、球体９８により開口１００が閉塞され、内部空間８４から外部空間９４へのエアーの流れが止められる。また、内部空間８４の圧力が外部空間９４の圧力よりも低い場合、球体９８が開口１００から離れて浮き上がり、該管路の下端の吸気口１０４から外部空間９４のエアーが吸い込まれ、内部空間８４にエアーが進行する。

さらに、エアーポンプ７２は、一端がシリンダー８２に接続され、他端が第３の配管７４の他端に接続され、第３の配管７４からシリンダー８２への流体の流れを防止する第３の逆止弁１０６を備える排気路１１２を有する。第３の逆止弁１０６は、内部空間に収容された球体１０８を備え、上方に第３の配管７４が接続され、下方にシリンダー８２が接続される。第３の逆止弁１０６とシリンダー８２との接続部分の円形の開口１１０の径は、球体１０８の径よりも小さい。

第３の逆止弁１０６の下方に接続されたシリンダー８２の内部空間８４の圧力が第３の配管７４の内部の圧力よりも低い場合、球体１０８により開口１１０が閉塞され、第３の配管７４から内部空間８４への流体の流れが止められる。また、内部空間８４の圧力が第３の配管７４の内部の圧力よりも高い場合、球体１０８が開口１１０から離れて浮き上がり、シリンダー８２の内部空間８４のエアーが第３の配管７４に進行する。

図５に示すように、エアーポンプ７２のピストンロッド９０の他端８８側を押してピストンロッド９０をシリンダー８２の内部空間８４に押し入れると、内部空間８４の圧力が高まる。すると、シリンダー８２の内部空間８４に収容されていたエアーが第３の逆止弁１０６を経由して第３の配管７４に供給される。

その後、ピストンロッド９０の他端８８側の押し込みを解除すると、図４に示すように、弾性部材９２がピストンロッド９０の一端８６側からシリンダー８２の外側に向けてピストンロッド９０を移動させる。すると、シリンダー８２の内部空間８４の圧力が低下し、外部空間９４のエアーが吸気口１０４から取り込まれ、第２の逆止弁９６を経由してシリンダー８２の内部空間８４に供給される。

シリンダー８２の内部空間８４へのピストンロッド９０の押し込みと、その解除と、を繰り返すと、エアーポンプ７２は第３の配管７４にエアーを供給し続けられる。ピストンロッド９０をシリンダー８２の内部空間８４に押し込む際にピストンロッド９０を速く移動させると、内部空間８４の圧力が急激に高まり、第３の配管７４に高圧のエアーが供給される。すなわち、ピストンロッド９０の移動速度を変化させることで第３の配管７４へのエアーの供給圧力を調整できる。

なお、このピストンロッド９０の押し込みを研削装置２が備える他の用途に供される駆動源に実施させることで、エアーポンプ７２のための専用の駆動源が不要となる。そして、ピストンロッド９０の押し込みは、例えば、研削装置２のＹ軸移動機構８や昇降ユニット２４を利用することで実現できる。次に、研削装置２の駆動源としてＹ軸移動機構（移動機構）８を利用してエアーポンプ７２のピストンロッド９０の押し込みを実施する方法について説明する。

図６は、ピストンロッド９０の他端８８側に保持テーブル６を支持する移動テーブル
１２を当てた状態の研削装置２を模式的に示す断面図である。図６等に示す通り、エアーポンプ７２は、移動テーブル１２を移動させることで該移動テーブル１２の一端がピストンロッド９０の該他端８８に当たる位置に固定されている。

ここで、保持テーブル６と、研削ユニット（加工ユニット）２２と、を相対的に移動させる際に移動する部分であって、ピストンロッド９０の該他端８８側に当たる部分を移動部１１４と呼ぶこととする。すなわち、図６等に示す例では移動テーブル１２の一端が移動部１１４であり、図６は、移動部１１４をピストンロッド９０に当てた状態の研削装置２を模式的に示す断面図である。ただし、移動部１１４はこれに限定されない。

エアーポンプ７２を作動させる際には、Ｙ軸移動機構（移動機構）８は、移動部１１４をピストンロッド９０の該他端８８に当てて該移動部１１４で該ピストンロッド９０を押圧する。図７は、移動部１１４でピストンロッド９０が押圧された際の研削装置２を模式的に示す断面図である。

ピストンロッド９０をシリンダー８２の内側に移動させると、シリンダー８２の内部空間８４の圧力が高まる。そして、吸気路１０２の第２の逆止弁９６が外部空間９４へのエアーの移動を阻止するとともに、排気路１１２の第３の逆止弁１０６の球体１０８が開口１１０から浮き上がり、エアーが第３の逆止弁１０６中を進行する。

そして、排気路１１２を通してシリンダー８２の内部空間８４のエアーが第３の配管７４に排気されることで該第３の配管７４へのエアーの供給が実施される。すなわち、Ｙ軸移動機構（移動機構）８は、エアーポンプ７２に第３の配管７４へのエアーの供給を実施させる機能を備える。

内部空間８４のエアーの一部が第３の配管７４に供給された後、さらなるエアーを第３の配管７４に供給するために、シリンダー８２の内部空間８４を一度吸気する必要がある。その際には、Ｙ軸移動機構（移動機構）８は、移動部１１４をエアーポンプ７２から離れる方向に移動させ、移動部１１４によるピストンロッド９０の押圧を緩和させる。このとき、弾性部材９２は、ピストンロッド９０をシリンダー８２の外側に向けて移動させる。

すると、シリンダー８２の内部空間８４の圧力が低下し、吸気路１０２の第２の逆止弁９６の球体９８が開口１００から浮き上がり、外部空間９４から吸気口１０４を通して吸い込まれたエアーが第２の逆止弁９６を進行し、内部空間８４に供給される。このとき、排気路１１２の第３の逆止弁１０６が第３の配管７４からのエアーの逆流を阻止する。したがって、弾性部材９２は、吸気路１０２を通して外部空間９４からシリンダー８２の内部空間８４に新たなエアーを供給する機能を有する。

このように、研削装置２は、Ｙ軸移動機構（移動機構）８を利用してエアーポンプ７２を作動させることで、冷却水路５６にエアーを供給できる。冷却水路５６に残留する水は、このエアーにより押し出される。そのため、エアーポンプ７２を駆動させるための専用の駆動源は不要である。

特に、研削装置（加工装置）２の作業者は、研削装置２の各構成要素を制御する制御ユニット（制御コンピュータ）に指示を入力するだけでエアーによる冷却水路５６からの残留水の排出作業を研削装置２に自動的に実施させることも可能である。すなわち、制御ユニットは、エアーポンプ７２と、開閉バルブ７６と、を作動させることで該作業を進行させる。したがって、以上に説明する通り、本実施形態に係る研削装置（加工装置）２によると、冷却水路５６の配管を取り外すことなく冷却水路５６に残った残留水を容易かつ安全に排出できる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、ピストンロッド９０の他端８８側を押圧する移動部１１４が移動テーブル１２である場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、移動部１１４は、保持テーブル６を支持するテーブル基台６ｄでもよく、保持テーブル６でもよい。

また、上記実施形態では、移動部を移動させる移動機構がＹ軸移動機構８である場合を例に説明したが、本発明の一態様に係る加工装置はこれに限定されない。例えば、移動部を移動させる移動機構は、昇降ユニット２４でもよい。そして、エアーポンプ７２は、昇降ユニット２４で研削ユニット（加工ユニット）２２を昇降させる際、ピストンロッド９０に保持部材３８が当たる位置で支持部２６に設けられるとよい。

この場合、移動部は、昇降ユニット２４を作動させたときに研削ユニット２２とともに移動する保持部材３８となる。エアーポンプ７２を作動させる際には、昇降ユニット２４を作動させて保持部材３８をピストンロッド９０に当て、ピストンロッド９０を保持部材３８で押圧するとよい。

さらに、上記実施形態では、加工具が環状に配された研削砥石５４を備える研削ホイール５０であり、加工ユニットが研削砥石５４を備える研削ホイール５０である研削装置２を例に加工装置について説明した。しかしながら、本発明の一態様に係る加工装置は研削装置２に限定されない。

本発明の一態様に係る加工装置は、円環状の砥石部を備える切削ブレードを加工具として有し、切削ブレードで被加工物１を切削する切削ユニットを加工ユニットとして備える切削装置でもよい。この場合、エアーポンプ７２のピストンロッド９０は、保持テーブルと、切削ユニットと、を相対的に移動させる移動機構で移動する移動部により押圧されるとよい。

なお、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ 被加工物
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ 保護部材
２ 研削装置
４ 基台
４ａ 凹部
４ｂ 防塵防滴カバー
６ 保持テーブル
６ａ 枠体
６ｂ 多孔質プレート
６ｃ 保持面
６ｄ テーブル基台
８ Ｙ軸移動機構
１０，２８ ガイドレール
１２ 移動テーブル
１４，３２ ナット部
１６，３４ ボールねじ
１８，３６ パルスモータ
２０，４４ スピンドル
２２ 研削ユニット
２４ 昇降ユニット
２６ 支持部
３０ 移動プレート
３８ 保持部材
４０ スピンドルハウジング
４２ 緩衝部材
４４ スピンドル
４６ 回転軸
４８ ホイールマウント
５０ 研削ホイール
５２ ホイール基台
５４ 研削砥石
５６ 冷却水路
５８ 水供給源
６０ ポンプ
６２ 温度コントローラ
６４ａ，６４ｂ 冷却管
６６ 第１の配管
６８ 第２の配管
７０ 第１の逆止弁
７２ エアーポンプ
７４ 第３の配管
７６ 開閉バルブ
７８ ドレイン
８０ 第４の配管
８２ シリンダー
８４ 内部空間
８６ 一端
８８ 他端
９０ ピストンロッド
９２ 弾性部材
９４ 外部空間
９６ 第２の逆止弁
９８ 球体
１００ 開口
１０２ 吸気路
１０４ 吸気口
１０６ 第３の逆止弁
１０８ 球体
１１０ 開口
１１２ 排気路
１１４ 移動部

Claims (5)

1. 上面に保持面を有し、該保持面に載せられた被加工物を保持する保持テーブルと、
   該保持テーブルで保持した該被加工物を加工する加工具を先端に備えたスピンドルを有する加工ユニットと、
   該保持テーブルと、該加工ユニットと、を相対的に移動させる移動機構と、を備えた加工装置であって、
   該移動機構が該保持テーブルと、該加工ユニットと、を相対的に移動させるときに移動する移動部を含み、
   一端が水供給源に接続され、該水供給源に収容された水を吸い出すポンプと、該ポンプに吸い出された該水の温度を調整する温度コントローラと、を経由し、他端が該スピンドルの周囲、または、該保持テーブルの内部を通る冷却管に接続されており、該水供給源から該冷却管に該水を供給する流路となる第１の配管と、
   一端が該冷却管に接続され、他端が該水供給源に接続され、該冷却管から排出された該水を該水供給源に戻す流路となる第２の配管と、
   一端が該第１の配管の該ポンプと、該温度コントローラと、の間に接続され、他端が第１の逆止弁を介してエアーポンプと接続された第３の配管と、
   一端が該第２の配管に接続され、他端が開閉バルブを介して該水の排出先となるドレインに接続された第４の配管と、を備え、
   該エアーポンプは、該移動部に接触されることで該第３の配管へのエアーの供給を実施できることを特徴とする加工装置。
2. 該エアーポンプは、
   シリンダーと、
   該シリンダーの内部空間を一端側で閉塞しつつ他端が該シリンダーの外側に突き出ており、該シリンダー中を移動できるピストンロッドと、
   該ピストンロッドを該シリンダーの該外側に向けて付勢できる弾性部材と、
   一端が該シリンダーに接続され、他端が該シリンダーの外部空間に達し、該シリンダーから該外部空間への流体の流れを防止する第２の逆止弁を備える吸気路と、
   一端が該シリンダーに接続され、他端が該第３の配管の該他端に接続され、該第３の配管から該シリンダーへの流体の流れを防止する第３の逆止弁を備える排気路と、を有し、
   該移動機構は、該移動部を該ピストンロッドの該他端に当てて該移動部で該ピストンロッドを押圧することで該ピストンロッドを該シリンダーの内側に移動させ、該排気路を通して該シリンダーの該内部空間の該エアーを該第３の配管に排気することで該第３の配管への該エアーの供給を実施する機能を有し、
   該弾性部材は、該移動部による該ピストンロッドの押圧が緩和されたときに該ピストンロッドを該シリンダーの該外側に向けて移動させ、該吸気路を通して該外部空間から該シリンダーの該内部空間に新たなエアーを供給する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 該移動部は、該移動機構が該保持テーブルを移動させる際に移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工装置。
4. 該加工具は、環状に配された研削砥石を備える研削ホイールであり、
   該加工ユニットは、該研削砥石を備える該研削ホイールで該被加工物を研削する研削ユニットであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の加工装置。
5. 該加工具は、円環状の砥石部を備える切削ブレードであり、
   該加工ユニットは、該切削ブレードで該被加工物を切削する切削ユニットであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の加工装置。

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