JP6769680B2 - フランジ機構 - Google Patents

Description

本発明は、回転する切削ブレードにより被加工物を切削加工する切削装置において、切削ブレードを支持するフランジ機構に関する。

半導体ウェーハやパッケージ基板、セラミックス基板、ガラス基板等を切削ブレードで精密に切削加工する切削装置が知られている。該切削装置では、切削ブレードをフランジ機構で支持してスピンドルに固定している。

切削装置に装着される切削ブレードには複数の種類が存在する。その中でも、例えば、環状基台の外周に切り刃が付いたハブブレードと呼ばれる種類の切削ブレードは作業性が良く、広く使用されている。特許文献１には、そのようなハブブレードをフランジ機構で固定して切削装置に装着して用いる技術が開示されている。

切削ブレードの環状基台の内周面は、該切削ブレードをフランジ機構で固定する際に該フランジ機構のボス部を突き通すための装着穴となる。環状基台の装着穴（内周面）の径は、切削ブレードのフランジ機構への着脱が可能となるように、装着穴に突き通される該フランジ機構のボス部の外径よりも僅かに大きくなるように製造されている。

切削ブレードをフランジ機構に固定する際には、切削ブレードの装着穴の内周面とボス部の外周面とを平行にしつつ該装着穴に該ボス部を突き通す。しかし、該装着穴に該ボス部を突き通している間に切削ブレードが傾くと、いわゆるかじり現象が生じて、環状基台の内周面やボス部が損傷して凸凹が発生し、さらにかじり現象を誘発してしまう場合がある。このようなかじり現象が起きないように、切削ブレードを傾けずに装着穴にボス部を突き通せるか否かは、作業者の技量に依るところが大きい。

そこで、人の手を介さずに切削ブレードを着脱する装置が特許文献３に開示されている。所定の切削ブレードを選択してフランジ機構に固定するために、該装置は切削ブレードの種類を判別する機能を備える。例えば、切削ブレードの基台の側面に識別コード（バーコード等）を設けておき、該装置が該識別コードを読み取ることで該装置は該切削ブレードに関する情報を得る。

切削ブレードをフランジ機構に固定するには、フランジ機構のボス部を切削ブレードの装着穴に突き通して切削ブレードを所定の位置に配した後、続いてナット等をボス部に螺合する。ところで、切削ブレードは消耗品なので所定の期間毎に交換する必要があり、また、被加工物の変更に伴って切削ブレードも適切なものに交換する必要がある。そのため、切削ブレードを着脱する機会は多い。切削ブレードを着脱するには、該ナットを緩めたり締め付けたりする必要があるので、切削ブレードの着脱の機会が多いと切削装置の稼働時間が少なくなる。

そこで、ナット等をボス部に螺合して切削ブレードを固定する代わりに、切削ブレードを受けるフランジ機構を改良して、真空吸引により切削ブレードを保持する技術が特許文献２に開示されている。真空吸引により切削ブレードを保持する方法では、切削ブレードの着脱の際にナット等を使用する必要がないため、切削ブレードの着脱が容易である。そして、真空吸引により切削ブレードを保持する方法によると切削ブレードの交換に要する時間を短縮できるため、切削装置の稼働時間を増すことができる。

特開２０００−１９０１５５号公報 特開２００２−１５４０５４号公報 特開２０１１−７９０９８号公報

しかし、切削ブレードを真空吸引によりフランジ機構に保持させる場合、切削ブレードをフランジ機構に取り付けてから取り外すまでの間、常に真空ポンプ等を稼働させて、切削ブレードを吸引させ続けなければならない。そのため、該切削ブレードによる切削を実施している間も、該切削ブレードは吸引されていることとなる。

切削ブレードにより被加工物を切削すると、生じた切削屑が雰囲気中に漂うようになる。切削ブレードの基台の内周面と、フランジ機構のボス部と、の間には上述の通り僅かな隙間があるため、切削ブレードを吸引させ続けると切削屑を含んだ雰囲気が該隙間から吸い込まれて、切削ブレードやフランジ機構に付着する。よって、この付着した切削屑を除去するために、定期的な清掃が必要である。また、切削ブレードの該支持面側の側面に識別コードが設けられる場合には、該識別コードに切削屑が付着し識別不良が生じることがある。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切削ブレードの内周面と、フランジ機構と、の間の隙間から切削屑が吸引されにくく、また、いわゆるかじり現象の発生が抑制されるフランジ機構を提供することである。

本発明の一態様によれば、中央に装着穴を有する円盤状の基台と、該基台の外周縁に設けられた切り刃と、を有する切削ブレードを、回転軸となるスピンドルに装着するためのフランジ機構であって、前後方向に伸長する円柱状の形状で、Ｏリングが装着されるＯリング装着溝を前方側の外周面に有するボス部と、該ボス部の後方側から径方向外向きに突出し、該切削ブレードの該基台を支持し前方側に向いた支持面を有するフランジ部と、該フランジ部の内側に設けられ、スピンドルの先端部が挿入されるスピンドル装着穴と、を備え、該基台の装着穴の径よりも大きい外径のＯリングが該Ｏリング装着溝に装着された該ボス部を該基台の該装着穴に挿入し、基台の内周面に該Ｏリングを接触させることで、該切削ブレードを支持することを特徴とするフランジ機構が提供される。

なお、本発明の一態様に係るフランジ機構において、該フランジ部は、該支持面に該ボス部を囲む環状の開口と、内部に該開口と、吸引源と、を連通する吸引路と、を有し、切削ブレードを吸引固定する機能を有してもよい。

また、本発明の他の一態様によると、中央に装着穴を有する円盤状の切り刃でなる切削ブレードを、回転軸となるスピンドルに装着するためのフランジ機構であって、前後方向に伸長する円柱状の形状で、前方側の外周に雄ねじを有するボス部と、該ボス部の後方側から径方向外向きに突出し、Ｏリングが装着されるＯリング装着溝を外周面に有するブレード装着部と、該ブレード装着部の後方側から径方向外向きに該ブレード装着部よりも突出し、該切削ブレードを支持し前方側に向いた支持面を有するフランジ部と、該フランジ部の内側に設けられ、スピンドルの先端部が挿入されるスピンドル装着穴と、を備え、該切削ブレードの該装着穴の径よりも大きい外径のＯリングが該Ｏリング装着溝に装着された該ブレード装着部を該切削ブレードの該装着穴に挿入し、該切削ブレードの内周面に該Ｏリングを接触させることで、該切削ブレードを支持することを特徴とするフランジ機構が提供される。

本発明の一態様に係るフランジ機構の外周には、所定の位置に固定された切削ブレードの内周面に対応する位置にＯリング装着溝が形成されている。該Ｏリング装着溝には、該切削ブレードの基台の装着穴（内周面）の径よりも大きい外径のＯリングが装着される。なお、該Ｏリングは、例えば、弾性体（弾性限界の大きい物体）で構成される。

そのため、切削ブレードが所定の位置に配されるとき、切削ブレードの内周面がＯリング装着溝に装着されたＯリングに当たり、Ｏリングを径方向内側に押し込む。そして、Ｏリングが変形し、Ｏリングの内側から切削ブレードの内周面に向いた力が生じるようになる。

すると、フランジ機構と、切削ブレードの内周面と、の間の隙間が塞がれるため、切削ブレードを真空吸引しても該隙間から雰囲気を吸引しなくなる。そのため、雰囲気に含まれる切削屑等がフランジ機構の負圧が作用する領域に付着しにくくなり、清掃の回数を減らせる。また、フランジ機構の該支持面に向いた切削ブレードの側面に切削屑が付着しにくくなるため、該側面に識別コードが設けられる場合に該識別コードに切削屑が付着しにくくなり、識別コードの識別不良が生じにくくなる。

また、切削ブレードを該フランジ機構に装着する際、切削ブレードの内周面と、フランジ機構と、が直接触れずに、該切削ブレードはＯリング装着溝に装着されたＯリングを介して支えられるため、いわゆるかじり現象の発生が抑制される。

したがって、本発明によると、切削ブレードの内周面と、フランジ機構と、の間の隙間から切削屑が吸引されにくく、また、いわゆるかじり現象の発生が抑制されるフランジ機構が提供される。

フランジ機構が使用される切削装置を模式的に示す斜視図である。 切削ユニットの一部を模式的に示す分解斜視図である。 図３（Ａ）は、切削ユニットの一部を模式的に示す分解断面図であり、図３（Ｂ）は、切削ユニットの一部を模式的に示す断面図である。 図４（Ａ）は、切削ユニットの一部を模式的に示す分解断面図であり、図４（Ｂ）は、切削ユニットの一部を模式的に示す断面図である。 図５（Ａ）は、ハブブレード型の切削ブレードの一方側の側面図であり、図５（Ｂ）は、ハブブレード型の切削ブレードの他方側の側面図である。 図６（Ａ）は、切削ユニットの一部を模式的に示す分解断面図であり、図６（Ｂ）は、切削ユニットの一部を模式的に示す断面図である。

本発明に係る実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るフランジ機構が使用される切削装置について図１を用いて説明する。本実施形態に係るフランジ機構は、該切削装置の切削ユニットに使用される。

該切削装置の構成要素について説明する。図１に示すように、切削装置２は、各構成要素を支持する装置基台４を備えている。装置基台４の上面には、Ｘ軸方向（加工送り方向）に長い矩形状の開口４ａが形成されている。

この開口４ａ内には、Ｘ軸移動テーブル６と、該Ｘ軸移動テーブル６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）と、Ｘ軸移動機構を覆う防塵防滴カバー８と、が設けられている。該Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル６がスライド可能に取り付けられている。

Ｘ軸移動テーブル６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールに平行なＸ軸ボールねじ（不図示）が螺合されている。Ｘ軸ボールねじの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールねじを回転させると、移動テーブル６はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル６上には、被加工物を吸引、保持するためのチャックテーブル１０が設けられている。チャックテーブル１０は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１０は、上述したＸ軸移動機構でＸ軸方向に加工送りされる。

チャックテーブル１０の表面（上面）は、被加工物を吸引、保持する保持面１０ａとなっている。この保持面１０ａは、チャックテーブル１０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）に接続されている。チャックテーブル１０の周囲には、被加工物を固定するためのクランプ１０ｂが設けられている。

被加工物は、例えば、半導体ウェーハであり、環状フレームに保持されたテープ上に貼着され、環状フレームと一体で取り扱われる。環状フレームとテープとを用いて被加工物を取り扱うと、搬送する際に生じる衝撃等から該被加工物を保護できる。さらに、該テープを拡張すると、切削加工された被加工物を分割したり、分割後のチップの間隔を広げたりできる。なお、環状フレームとテープとを使用せずに、被加工物を単体で切削加工してもよい。

開口４ａから離れた装置基台４の前方の角部には、装置基台４から側方に突き出た突出部１２が設けられている。突出部１２の内部には空間が形成されており、この空間には、昇降可能なカセットエレベータ１６が設置されている。カセットエレベータ１６の上面には、複数の被加工物を収容可能なカセット１８が載せられる。

開口４ａに近接する位置には、上述した被加工物をチャックテーブル１０へと搬送する搬送ユニット（不図示）が設けられている。搬送ユニットでカセット１８から引き出された被加工物は、チャックテーブル１０の保持面１０ａに載置される。

装置基台４の上面には、被加工物を切削する切削ユニット１４を支持する支持構造２０が、開口４ａの上方に張り出すように配置されている。支持構造２０の前面上部には、切削ユニット１４をＹ軸方向（割り出し送り方向）及びＺ軸方向に移動させる切削ユニット移動機構２２が設けられている。

切削ユニット移動機構２２は、支持構造２０の前面に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２４を備えている。Ｙ軸ガイドレール２４には、切削ユニット移動機構２２を構成するＹ軸移動プレート２６がスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸移動プレート２６の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２４に平行なＹ軸ボールねじ２８が螺合されている。

Ｙ軸ボールねじ２８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｙ軸パルスモータでＹ軸ボールねじ２８を回転させると、Ｙ軸移動プレート２６は、Ｙ軸ガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸移動プレート２６の表面（前面）には、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール３０が設けられている。Ｚ軸ガイドレール３０には、Ｚ軸移動プレート３２がスライド可能に取り付けられている。

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

Ｚ軸移動プレート３２の下部には、被加工物を加工する切削ユニット１４と、撮像ユニット（カメラ）３８と、が固定されている。切削ユニット移動機構２２で、Ｙ軸移動プレート２６をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット１４及び撮像ユニット（カメラ）３８は割り出し送りされ、Ｚ軸移動プレート３２をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット１４及び撮像ユニット（カメラ）３８は昇降する。

切削ユニット１４は、Ｙ軸方向に平行な回転軸を構成するスピンドル４８（図２等参照）の一端側に装着された円環状の切削ブレード１４ａ（図２等参照）を備えている。切削ブレード１４ａは、円盤状の基台１４ｃを有している。基台１４ｃの中央部には、この基台１４ｃを貫通する略円形の装着穴１４ｄが設けられている。基台１４ｃの外周部には、被加工物に切り込ませるための環状の切り刃が固定されている。

スピンドル４８の他端側にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドルに装着された切削ブレード１４ａを回転させる。なお、切削ユニット１４の詳細については後述する。

被加工物を切削する際には、例えば、被加工物を保持した状態のチャックテーブル１０と、切削ユニット１４と、を相対的に移動させて、切削ブレード１４ａの位置を被加工物の加工対象領域に合わせる。次に、切削ブレード１４ａを所定の高さまで下降させ、切削ブレード１４ａを回転させた状態でチャックテーブル１０を加工送りさせる。これにより、切削ブレード１４ａによる被加工物の切削を進行させることができる。

加工後の被加工物は、搬送機構（不図示）によってチャックテーブル１０から洗浄ユニット４０へと搬送される。洗浄ユニット４０は、筒状の洗浄空間内で被加工物を吸引、保持するスピンナテーブル４２を備えている。スピンナテーブル４２の下部には、スピンナテーブル４２を所定の速さで回転させる回転駆動源（不図示）が連結されている。

スピンナテーブル４２の上方には、被加工物に向けて洗浄用の流体（代表的には、水とエアーとを混合した二流体）を噴射する噴射ノズル４４が配置されている。被加工物を保持したスピンナテーブル４２を回転させて、噴射ノズル４４から洗浄用の流体を噴射すると、被加工物を洗浄できる。洗浄ユニット４０で洗浄された被加工物は、例えば、搬送機構（不図示）でカセット１８に収容される。

次に、切削装置２の切削ユニット１４について詳述する。図２は、切削ユニット１４の構造を模式的に示す分解斜視図である。切削ユニット１４は、Ｚ軸移動プレート３２の下部に固定されるスピンドルハウジング４６を備えている。スピンドルハウジング４６の内部には、エアベアリングによってＹ軸の周りに回転可能に支持されるスピンドル４８が収容されている。

スピンドル４８の一端側（先端側）には、この一端へと向かうにつれて徐々に径が小さくなるテーパー部４８ａと、テーパー部４８ａから延びる円柱状の先端小径部４８ｂとが設けられており、先端小径部４８ｂの先端部は、雄ねじ４８ｃになっている。この雄ねじ４８ｃは、切削時のスピンドル４８の回転方向に回転させることで締め込まれる向きに、ねじが切られている。ただし、雄ねじ４８ｃが形成されていなくてもよい場合がある。さらに、スピンドル４８の先端には、ねじ穴４８ｄが形成されている。

スピンドルハウジング４６の該端部４６ａには、ロータリージョイント５０が固定される。このロータリージョイント５０は、円筒状ボス部５０ａと、円筒状ボス部５０ａの外周に一体的に形成されたフランジ部５０ｂとを有する。この円筒状ボス部５０ａの内側には、収容穴５０ｃが形成されている。ロータリージョイント５０は、一端が収容穴５０ｃに接続されたパイプ５０ｄを有しており、パイプ５０ｄの他端側は吸引源（不図示）に接続される。

スピンドルハウジング４６の端部４６ａには複数のねじ穴４６ｂが形成されている。一方、ロータリージョイント５０のフランジ部５０ｂには、上述した複数のねじ穴４６ｂに対応する複数の取り付け穴５０ｅが形成されている。これらの取り付け穴５０ｅ中にねじ５０ｆを挿入して、スピンドルハウジング４６の端部４６ａに形成されたねじ穴４６ｂに締め付けることにより、ロータリージョイント５０は、スピンドルハウジング４６の端部４６ａに取り付けられる。

このようにスピンドルハウジング４６の端部４６ａにロータリージョイント５０が取り付けられた状態で、スピンドル４８の先端には、ロータリージョイント５０の収容穴５０ｃに一部が収容されるフランジ機構５２が取り付けられる。

以下、図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）によりフランジ機構５２を詳細に説明する。なお、図３（Ａ）は、フランジ機構５２に切削ブレード１４ａが装着される前の状態におけるフランジ機構５２及び切削ブレード１４ａの断面構造を示す断面模式図である。図３（Ｂ）は、切削ブレード１４ａがフランジ機構５２に装着された状態を示すフランジ機構５２と、切削ブレード１４ａと、の断面模式図である。

該フランジ機構５２は、前後方向に伸長する円柱状のボス部５６と、該ボス部５６の後方側からボス部５６の径方向外向きに突出する円板状のフランジ部５８と、該フランジ部５８の後方側に突出する円筒部６２と、を備える。上述したロータリージョイント５０の収容穴５０ｃには、このフランジ機構５２の円筒部６２が収容される。切削ブレード１４ａの装着時には、切削ブレード１４ａの装着穴１４ｄにフランジ機構５２の該ボス部５６を挿入し、切削ブレード１４ａの側面をフランジ部５８に当接させる。

該ボス部５６と、該フランジ部５８と、該円筒部６２と、はそれぞれの中心軸が重なるように配される。すなわち、円柱状の該ボス部５６の２つの底面のそれぞれの中心を結ぶ軸と、円板状のフランジ部５８の２つの円形の面のそれぞれの中心を結ぶ軸と、円筒部６２の該フランジ部５８に連続する面及び該面に対向する面のそれぞれ中心を結ぶ軸と、が１本の直線に重なる。

該フランジ機構５２の内側には、該円筒部６２側に開口するスピンドル装着穴５４が形成されている。該スピンドル装着穴５４は、該スピンドル装着穴５４にスピンドル４８が装着されるときに、上述の中心軸と、スピンドル４８の回転中心と、が一致するように、該スピンドル４８の先端に対応する形状に形成される。該スピンドル装着穴５４は、該ボス部５６側に開口を有し、スピンドル装着穴５４に挿入されたスピンドル４８の先端のねじ穴４８ｄに該開口を通じてボルト６６を螺合できる。

円板状の該フランジ部５８は、前方側に向いた面の径方向外側に環状の支持面５８ａを有し、また、該支持面５８ａに囲繞される径方向内側の環状溝５８ｂを有する。該環状の支持面５８ａは、該ボス部５６に挿入された切削ブレード１４ａに当接して切削ブレード１４ａの一方の側面１４ｂを支持する。該環状溝５８ｂの底には、円周方向に所定の間隔に離間した複数の吸引孔５８ｃが開口している。

円筒部６２の外周面には、該円筒部６２を円周方向に囲むように環状溝６２ａが形成されている。該環状溝６２ａには、円周方向において所定の間隔に離間した複数の連通孔６２ｂが形成されている。該吸引孔５８ｃと、該連通孔６２ｂと、は該フランジ部５８から該円筒部６２に渡り形成された連通路６４で接続されている。

ボス部５６の前方側の外周面には、該ボス部５６を円周方向に囲むようにＯリング装着溝６０が形成されている。該Ｏリング装着溝６０は、フランジ部５８の支持面５８ａに支持され所定の位置に配された切削ブレード１４ａの基台１４ｃの装着穴１４ｄに露出した内周面に対応するように設けられる。

Ｏリング装着溝６０には、Ｏリング６０ａが装着される。Ｏリング６０ａは、例えば、ゴムやシリコーン等の樹脂でなる弾性体（弾性限界の大きい物体）で構成される。また、Ｏリング６０ａは、切削ブレード１４ａの基台１４ｃの装着穴１４ｄの径よりも大きい外径を有する。

フランジ機構５２の内部には、給気路１００が形成されている。該給気路１００は、例えば、一端が該ボス部５６の該フランジ部５８とは反対側の面に開口し、他端がＯリング装着溝６０の底に開口する。該給気路１００は、Ｏリング装着溝６０と、外部と、を連通する。該給気路１００の構造と機能については後述する。なお、本発明に係るフランジ機構５２には、該給気路１００が設けられていなくてもよい。

フランジ機構５２は、スピンドル装着穴５４にスピンドル４８が挿入された状態で、ボルト６６をスピンドル４８の先端のねじ穴４８ｄに締め付けることにより、スピンドル４８の先端部に固定される。

フランジ機構５２をスピンドル４８の先端部に固定した後、基台１４ｃの中央に装着穴１４ｄを有する切削ブレード１４ａにフランジ機構５２のボス部５６を挿入し、該切削ブレード１４ａの一方の側面１４ｂをフランジ部５８の支持面５８ａに当接させる。このとき、切削ブレード１４ａの装着穴１４ｄに露出した内周面はボス部５６のＯリング装着溝６０に近づき、Ｏリング装着溝６０に装着されたＯリング６０ａの外周に切削ブレード１４ａの内周面が接触する。

所定の位置に位置付けられた切削ブレード１４ａの内周面が該Ｏリング６０ａを外周側から圧迫してＯリング６０ａを変形させると、該Ｏリング６０ａの内部に切削ブレード１４ａの内周面に向いた反発力が生じる。すると、該Ｏリング６０ａが切削ブレード１４ａの内周面に密着して両者の隙間を埋める。

切削ブレード１４ａを所定の位置に配した後、パイプ５０ｄに接続された吸引源を作動させて、環状溝６２ａ、連通路６４、環状溝５８ｂを経て、切削ブレード１４ａに負圧を作用させる。すると、切削ブレード１４ａがフランジ部５８の該支持面５８ａに吸引固定される。そして、切削ブレード１４ａを取り外すまでの間、該吸引源を作動させ続けて切削ブレード１４ａに負圧を作用させ続ける。

ここで、切削ブレード１４ａの基台１４ｃの装着穴１４ｄ（内周面）の径は、ボス部５６の外径よりも僅かに大きく形成されている。ボス部５６を切削ブレード１４ａの装着穴１４ｄに挿入するときに、いわゆるかじり現象を生じさせないためである。そのため、切削ブレード１４ａの内周面と、ボス部５６と、の間には隙間が生じる。そして、該隙間が塞がれていなければ、外部の雰囲気が該隙間から吸引されてしまう。すると、被加工物が切削されて生じた切削屑等が該雰囲気中に含まれる場合に、該隙間から切削屑を含む雰囲気が吸引されてしまう。

その結果、フランジ機構５２のうち負圧が作用する領域内に該切削屑が侵入して壁面に付着するため、フランジ機構５２の定期的な清掃が必要となる。また、切削ブレード１４ａの該支持面５８ａに向いた側面１４ｂにも切削屑が付着するため、該側面１４ｂに識別コードが設けられている場合に該識別コードに切削屑が付着し識別不良が生じる場合がある。

これに対して、本実施形態に係るフランジ機構５２では、該Ｏリング６０ａにより切削ブレード１４ａの内周面とボス部５６との間の隙間が塞がれるため、切削屑が該隙間から吸い込まれなくなり、該切削屑等によるこのような問題の発生が抑制される。

また、切削ブレード１４ａを吸引保持以外の方法でフランジ機構５２に固定する場合においても、Ｏリング装着溝６０に装着されたＯリング６０ａを介して切削ブレード１４ａをボス部５６に装着すると、切削ブレード１４ａとボス部５６とが直接接触しにくくなる。そのため、いわゆるかじり現象の発生を抑制できる。

例えば、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す通り、吸引ではなくナットの締め付けにより切削ブレード１４ａをフランジ機構に固定する場合においても、Ｏリング装着溝に装着されたＯリングは、切削ブレード１４ａの装着に有益である。ここで、図４（Ａ）は、ナット６８と、切削ブレード１４ａと、フランジ機構７０と、を示す断面模式図であり、図４（Ｂ）は、該ナット６８を用いて切削ブレード１４ａをフランジ機構７０に固定した状態を示す断面模式図である。

なお、図３（Ａ）に示すフランジ機構５２とは異なり、図４（Ａ）に示すフランジ機構７０では、吸引保持のために用いられる構造が省略されている。該フランジ機構７０のボス部７２には、フランジ機構５２と同様に、外周面にＯリング装着溝７４が形成されている。該Ｏリング装着溝７４は、所定の位置に配された切削ブレード１４ａの内周面に対応した位置に形成される。

また、ボス部７２の前方側の先端には雄ねじが形成されている。該雄ねじは、ナット６８の内周の雌ねじに螺合する。そして、図４（Ｂ）に示す通り、Ｏリング装着溝７４に装着されたＯリング７４ａが切削ブレード１４ａの内周面に接触している状態で、ナット６８がボス部７２の雄ねじに螺合し、切削ブレード１４ａのフランジ機構７０のフランジ部７０ａに対面していない側の側面がナット６８により押される。すると、ナット６８と、フランジ機構７０のフランジ部７０ａと、の間に切削ブレード１４ａが挟持される。

切削ブレードは、例えば、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドで固めたレジノイド砥石、ダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドで固めたビトリファイドボンド砥石、または、ダイヤモンド砥石をニッケルメッキで固定した電鋳砥石等を含む切削ブレードである。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に、切削ブレードの一例の側面図を示す。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示される切削ブレード７６は、中央に装着穴７８を備えた環状基台８０の外周に切り刃８２が付いたハブブレードと呼ばれる種類の切削ブレードである。図５（Ａ）は、フランジ機構のフランジ部に対面しない側の側面の側面図であり、図５（Ｂ）は、フランジ機構のフランジ部に対面する側の側面の側面図である。

切削ブレード７６の環状基台８０の装着穴７８は、切削ブレード７６をフランジ機構に着脱できるように、装着穴７８に突き通される該フランジ機構のボス部の外径よりも僅かに大きい径となるように製造されている。また、図５（Ｂ）に示す通り、切削ブレード７６のフランジ機構のフランジ部に対面する側の側面には、識別コード８４が設けられる。

該識別コード８４には、該切削ブレード７６の種類や製造番号等の情報が格納されている。例えば、人の手を介さずに切削ブレードを着脱する装置を用いて特定の切削ブレード７６をフランジ機構に着脱する場合、該装置は該識別コード８４から切削ブレード７６に関する情報等を読み取る。そのため、該識別コード８４が汚損されると該装置が識別コード８４に格納された情報を読み取れなくなり問題となる。

これに対して、本実施形態に係るフランジ機構に切削ブレード７６を取り付けると、該フランジ機構のＯリング装着溝に装着されたＯリングにより、該フランジ機構と切削ブレード７６の内周面との間の隙間が塞がれる。そのため、切削ブレード７６を該フランジ機構に吸引保持させても、該隙間からの切削屑等の吸引を抑制でき、識別コード８４が切削屑等により汚損されにくくなる。

なお、本実施形態に係るフランジ機構は、ハブブレード以外にもオールブレード（又はワッシャーブレード）と呼ばれる切削ブレードを保持してもよい。オールブレードとは、基台がなく砥石からなる切削ブレードである。図６（Ａ）は、オールブレード型の切削ブレード８６を用いる切削ユニットの一部を示す分解斜視図である。図６（Ｂ）は、フランジ機構８８にオールブレード型の切削ブレード８６を固定した状態を示す断面図である。

オールブレード型の切削ブレード８６を保持するフランジ機構８８は、例えば、前後方向に伸長する円柱状のボス部９０と、該ボス部９０よりも後方側で径方向外向きに突出するブレード装着部９２と、該ブレード装着部９２よりも後方側で径方向外向きに突出するフランジ部９４と、を有する。該ボス部９０の前方側の先端には、雄ねじ９０ａが形成されている。

ブレード装着部９２は外周にＯリング装着溝９２ａを備え、Ｏリング装着溝９２ａにＯリング９２ｂが装着される。なお、Ｏリング装着溝９２ａは、切削ブレード８６がフランジ部９４の支持面９４ａに支持されるときに、該切削ブレード８６の内周面に対応する位置に設けられる。Ｏリング装着溝９２ａには、Ｏリング９２ｂが装着される。Ｏリング９２ｂは切削ブレード８６の内周面（装着穴）の径よりも大きい外径を有する弾性体でなる。

フランジ部９４は、切削ブレード８６に対面する環状の支持面９４ａを有する。切削ブレード８６は、その側面がフランジ部９４の該支持面９４ａに支持され、その内周面にＯリング９２ｂが接触した状態でフランジ機構８８に取り付けられる。フランジ機構８８は、上述のフランジ機構５２と同様に切削ブレード８６を吸引保持するための構造を有してもよく、切削ブレード８６はフランジ部９４に吸引保持されてもよい。

例えば、フランジ部９４には、環状の支持面９４ａの内周側の環状溝に複数の吸引孔が設けられ、フランジ部９４の内部に形成される連通路を通して切削ブレード８６に負圧が作用する。その場合に、切削ブレード８６の内周面と、ブレード装着部９２と、の間の隙間をＯリング９２ｂが塞ぐため、切削屑を含んだ雰囲気が該隙間から吸引されにくくなる。

また、切削ブレード８６の着脱の際に、切削ブレード８６の内周面と、フランジ機構８８のブレード装着部９２と、が接触すると、いわゆるかじり現象生じる場合がある。しかし、該ブレード装着部９２がＯリング９２ｂを介して切削ブレード８６を支持するようにするとそのようなかじり現象の発生が抑制される。

フランジ機構８８は、該フランジ機構８８との間に切削ブレード８６を挟持する着脱フランジ９６と、該着脱フランジ９６を固定するナット９８と、と協働して切削ブレード８６を固定する。

着脱フランジ９６は、中央に装着穴と、外周にフランジ部９４の支持面９４ａに対向する支持面と、を有する環形の部材である。該装着穴の径は、フランジ機構８８のボス部の外径よりも僅かに大きく、該装着穴にフランジ機構８８のボス部が挿入される。ナット９８は、ボス部９０の先端の雄ねじ９０ａに螺合されることで着脱フランジ９６をフランジ機構８８に固定する。

ブレード装着部９２に装着されたＯリング９２ｂと、フランジ部９４の支持面９４ａと、に接するように切削ブレード８６を配する。次に、着脱フランジ９６の装着穴にボス部９０を通してフランジ部９４の支持面９４ａと、該着脱フランジ９６の支持面と、で切削ブレード８６を挟み込む。そして、ナット９８をボス部９０の雄ねじ９０ａに螺合させて着脱フランジ９６をフランジ機構８８に固定する。すると、切削ブレード８６が固定される。

以上に説明した通り、本実施形態に係るフランジ機構はＯリング装着溝を有し、該Ｏリング装着溝に装着されたＯリングを介して切削ブレードを支持する。Ｏリングは、切削ブレードの装着穴（内周面）の径よりも大きい外径を有する弾性体であり、切削ブレードの内周面と、フランジ機構と、の間の隙間を塞ぐ。

そのため、切削ブレードに負圧を作用させて切削ブレードを吸引保持する場合に、該隙間からの切削屑等の吸い込みを抑制できる。また、フランジ機構と、切削ブレードの内周面と、の接触が抑制されるため、いわゆるかじり現象を抑制できる。

次に、本実施形態に係るフランジ機構が有する給気路１００について説明する。給気路１００を備えるフランジ機構を図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に例示する。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す通り、フランジ機構５２にはＯリング装着溝６０に達する給気路１００が形成されている。Ｏリングがフランジ機構と切削ブレードの内周面との隙間を塞ぐとき、該Ｏリングを圧迫する力が大きいほど、Ｏリングがより大きく変形して、Ｏリングは該隙間をより強い力で塞ぐことができる。

Ｏリングを圧迫する力は、切削ブレードの内周面がＯリングを押すことでも生じるが、Ｏリングにより分断される２つの空間の圧力差にも起因して生じる。すなわち、切削ブレードを吸引するための負圧が作用する空間と、Ｏリング装着溝の内部空間と、の圧力差によりＯリングを圧迫する力が生じる。そして、該圧力差が大きくなるほどＯリングは強く圧迫される。

切削ブレードをフランジ機構に吸引保持させるとき、Ｏリング装着溝に達する給気路１００がない場合、該圧力差は該負圧が作用する空間と、外部の空間と、の間の圧力差よりも小さくなる。Ｏリングや切削ブレード等によりＯリング装着溝と外部との間の流体の流路が狭く、そのため外部の空間の圧力が直接Ｏリングに作用しないからである。

そこで、フランジ機構の内部に該Ｏリング装着溝の内部空間と、外部の空間と、を直接結ぶ給気路１００を設けると、該給気路１００が両空間間の流体の流路となるため、Ｏリングを圧迫する力の要因となる該圧力差が大きくなる。すると、Ｏリングはより大きく変形して切削ブレードの内周面と、フランジ機構のボス部と、に密着し、より強い力で塞ぐことができるため、該負圧が作用する空間への流体の侵入をより抑制できる。

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、本発明に係るフランジ機構は給気路１００を備えてなくてもよい。その他、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。

２ 切削装置
４ 装置基台
４ａ 開口
６ Ｘ軸移動テーブル
８ 防塵防滴カバー
１０ チャックテーブル
１０ａ 保持面
１０ｂ クランプ
１２ 突出部
１４ 切削ユニット
１４ａ，７６，８６ 切削ブレード
１４ｂ 側面
１４ｃ，８０ 基台
１４ｄ，７８ 装着穴
１６ カセットエレベータ
１８ カセット
２０ 支持構造
２２ 切削ユニット移動機構
２４ Ｙ軸ガイドレール
２６ Ｙ軸移動プレート
２８ Ｙ軸ボールねじ
３０ Ｚ軸ガイドレール
３２ Ｚ軸移動プレート
３４ Ｚ軸ボールねじ
３６ Ｚ軸パルスモータ
３８ 撮像ユニット（カメラ）
４０ 洗浄ユニット
４２ スピンナテーブル
４４ 噴射ノズル
４６ スピンドルハウジング
４６ａ 端部
４６ｂ ねじ穴
４８ スピンドル
４８ａ テーパー部
４８ｂ 先端小径部
４８ｃ 雄ねじ
４８ｄ ねじ穴
５０ ロータリージョイント
５０ａ 円筒状ボス部
５０ｂ フランジ部
５０ｃ 収容穴
５０ｄ パイプ
５０ｅ 取り付け穴
５０ｆ ねじ
５２，７０，８８ フランジ機構
５４ スピンドル装着穴
５６，７２，９０ ボス部
５８，７０ａ，９４ フランジ部
５８ａ，９４ａ 支持面
５８ｂ 環状溝
５８ｃ 吸引孔
６０，７４，９２ａ Ｏリング装着溝
６０ａ，７４ａ，９２ｂ Ｏリング
６２ 円筒部
６２ａ 環状溝
６２ｂ 連通孔
６４ 連通路
６６ ボルト
６８，９８ ナット
８２ 切り刃
８４ 識別コード
９０ａ 雄ねじ
９２ ブレード装着部
９６ 着脱フランジ
１００ 給気路

Claims (3)

1. 中央に装着穴を有する円盤状の基台と、該基台の外周縁に設けられた切り刃と、を有する切削ブレードを、回転軸となるスピンドルに装着するためのフランジ機構であって、
   前後方向に伸長する円柱状の形状で、Ｏリングが装着されるＯリング装着溝を前方側の外周面に有するボス部と、
   該ボス部の後方側から径方向外向きに突出し、該切削ブレードの該基台を支持し前方側に向いた支持面を有するフランジ部と、
   該フランジ部の内側に設けられ、スピンドルの先端部が挿入されるスピンドル装着穴と、を備え、
   該基台の装着穴の径よりも大きい外径のＯリングが該Ｏリング装着溝に装着された該ボス部を該基台の該装着穴に挿入し、基台の内周面に該Ｏリングを接触させることで、該切削ブレードを支持することを特徴とするフランジ機構。
2. 該フランジ部は、
   該支持面に該ボス部を囲む環状の開口と、
   内部に該開口と、吸引源と、を連通する吸引路と、を有し、
   切削ブレードを吸引固定する機能を有することを特徴とする、請求項１に記載のフランジ機構。
3. 中央に装着穴を有する円盤状の切り刃でなる切削ブレードを、回転軸となるスピンドルに装着するためのフランジ機構であって、
   前後方向に伸長する円柱状の形状で、前方側の外周に雄ねじを有するボス部と、
   該ボス部の後方側から径方向外向きに突出し、Ｏリングが装着されるＯリング装着溝を外周面に有するブレード装着部と、
   該ブレード装着部の後方側から径方向外向きに該ブレード装着部よりも突出し、該切削ブレードを支持し前方側に向いた支持面を有するフランジ部と、
   該フランジ部の内側に設けられ、スピンドルの先端部が挿入されるスピンドル装着穴と、を備え、
   該切削ブレードの該装着穴の径よりも大きい外径のＯリングが該Ｏリング装着溝に装着された該ブレード装着部を該切削ブレードの該装着穴に挿入し、該切削ブレードの内周面に該Ｏリングを接触させることで、該切削ブレードを支持することを特徴とするフランジ機構。