JPS6125740A - 静圧気体軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウエノ・−のダイシング加工。

フェライト製磁気ヘッドの溝付は加工等に用いらの静圧
気体軸受装置に関する。詳細には、前記精密加工装置の
工具スピンドルを圧力空気によって浮遊支持するラジア
ル軸受及びスラスト軸受から成る静圧気体軸受装置の排
気構造を改良したものに関する。

（従来技術） ダイサー、スライサー等と称される精密加工装置は、ダ
イヤモンド砥粒、立方晶窒化硼素砥粒等の超砥粒を結合
することによって形成された極薄の回転ブレードを備え
、該回転ブレードを例えば３０　、０００　ｒｐｍの高
速で回転駆動し得るよう構成されたものである。回転ブ
レードをこのような高速で円滑に回転させるために、回
転ブレードの軸すなわち工具スピンドルは摩擦抵抗の小
さい静圧気体軸受装置で浮遊支持されている。静圧気体
軸受装置は、工具スピンドルを軸受部材との間に形成さ
れる気体の薄膜によって浮遊支持するものであって、気
体のＷｉ膜を安定して形成することが必要である。その
ために、気体を安定して供給することは勿論、気体を安
定して排出することが必要である。気体を排出する構造
として、従来様々のものが開発されている。例えは、精
密加工装置の回転ブレード側にも静圧気体軸受装置の気
体を排出し得るように構成されたものが、特開昭５８−
６８５１６号公報に記載されているように既に開発され
ている。これを第７図に基づいて説明すると、精密加工
装置において、一端にステーター８とローター９から成
る高周波モータＭを設け、他端に回転ブレード１２を設
けた工具スピンドル１をラジアル軸受ノズル３２を有す
るラジアル軸受部とスラスト軸受ノズル４４．７２を有
するスラスト軸受部によって浮遊支持する静圧気体軸受
装置であって、ラジアル軸受ノズル３２及びスラスト軸
受ノズル４４．７２から夫々の軸受間隙に供給された圧
力気体は、大部分は排気孔３３に集められ、高周波モー
タＭに導かれて該モ〜りを冷却した後に、排タロ１０よ
り外部へ放出される。又、一部のものは、工具スピンド
ル１とスラストプレート５及びカバーベース１３の間隙
を通過して回転ブレード側へ矢印Ｆの如く排出される。

なお、２及び３は、ラジアル軸受部のスリーブ及びハウ
ジングで、４及び７はスラストベアリングである。

又、既に本出願人も実施しているものであるが、前記の
ものにおいて、回転ブレード側への排気を円滑に行なう
ために、スラストプレートに排気孔を設けた第８図に示
すものが開発されている。

即ち、工具スピンドル１に固定されたスラストプレート
５に軸方向に貫通する第１の排気孔５１と該第１の排気
孔５１に連通しかつ外周部に連辿する半径方向の第２の
排気孔５２とを複数個設け、スラストプレート５を両側
で支持する第１及び第２のスラスト軸受部４，７と工具
スピンドル１とに半径方向の間隙を設けた静圧気体軸受
装置である。ラジアル軸受部２，３から排出される気体
は、第１のスラストベアリング４と工具スピンドル１と
の間隙、スラストプレート（の第１の排気孔５１゜第２
のスラストベアリング７と工具スピンドル１との間隙を
順次介して矢印Ｆの如く回転ブレード側に排出される。

又、スラスト軸受部４　、５　、６゜７から排出される
気体は、スラストプレート５とスラストカラー６との間
１１１に流入するものと、第１及び第２のスラストベア
リング４，７と工具スピンドル１との間＠に流入するも
のとがある。前者は、スラストプレート５の第２の排気
孔５２及び第１の排気孔５１を介して後者と合流し、更
にラジアル軸受部２．３から排出される気体と合流して
、外部に排出される。なお、１１はシールリング、３］
は気体導入孔、３２はラジアル軸受ノズル、４１は環状
の凹部、４３．７１は圧力気°体供給孔、６１はスラス
トカラー６の貫通孔、７２はスラスト軸受部ノズルであ
る。

第８図に示すものは、第７図に示すものに比して、ラジ
アル軸受部及びスラスト軸受部より回転ブレード側に排
出される気体が抵抗が少なく円滑ることかでき、工具ス
ピンドルをよυ正確に浮遊支持することができる。

しかし、近年半導体ウエノ・−のダイシング加工。

フェライト製磁気ヘッドの溝付は加工或は半導体ウェハ
ーの研削加工等に要求される加工精度が高く々す、これ
らの加工に用いられる精密加工装置／μｍ以上のものが
要求されているが、第８図に示すものにおいてさえ帆５
　Ｋｙｆ／μｍが限界であり、前記要求を満すことが困
難であった。

（発明の目的） 本発明の目的は、ラジアル軸受部及びスラスト１．０Ｋ
ＳＪｆ／μｍ以上の静圧気体軸受装置を提供す２ことに
ある。

（発明の構成） 本発明は、特に、スラスト軸受部から排出する気体であ
って、スラストプレートとスラストカラーとの間隙に流
入したものの排出を円滑に行ないのまで得ることができ
た。

即ち、本発明の構成は、工具スピンドルをラジアル方向
に浮遊支持するラジアル軸受部と工具スピンドルをスラ
スト方向に浮遊支持するスラスト軸受部とから成る静圧
気体軸受装置において、スラスト軸受部が、工具スピン
ドルに固定されたスラストプレートと、スラストプレー
トの外周に間隙をもって配設され、かつ内周部に軸方向
に伸びる凹部を有するスラストカラーと、内周部と一側
面に開口する貫通孔を有し、前記一側面の開口がスジス
トカラーの凹部と連接するようにスラストプレート及び
スラストカラーの前後に設けられると共に工具ノビ／ド
ルと間隙をもって設けられた第１スラストベアリング及
び第２スラストベアリングとから成り、かつ、前記スラ
スト軸受部と前記ラジアル軸受部とが隣接して設けられ
ていることを特徴とする静圧気体軸受装置である。

（実施例） 本発明を実施例によって詳細に説明する。

実施例を第１図乃至第５図に基づいて説明する。

第１図は、実施例の要部断面図、第２図は、スラストカ
ラーの平面図、第３図は、第２図の■−…線に沿った断
面図、第４図は、第１スラストベアリングの平面図、第
５図は、第４図の■−■線に沿った断面図、第６図は、
第５図のスラスト軸受ノズル付近の拡大断面図である。

第１図において、１は、工具スピンドルで、第７図に示
す従来例と同様に一端に回転ブレードな他端に高周波モ
ータを備えたものである。２は、ラジアル軸受部のスリ
ーブで、空気導入孔３１によって供給される圧力空気を
工具スピンドルｌとの間隙に供給するラジアル軸受ノズ
ル３２を有している。３は、ラジアル軸受ハウジングで
ある。

５は、スラストプレートで、工具スピンドル１に固定さ
れている。６は、スラストカラーで、スラストプレート
５の外周に間隙をもって配設され、かつ、第２図及び第
３図に示すように内周部に軸方向に伸びる凹部６２及び
軸方向の貫通孔６１を夫々複数個有している。４及び７
は、夫々第１及び第２のスラストベアリングで、第４図
及び第５図にも示すようにスラスト軸受ノズル４４　、
７２を取シ付ける圧力空気供給孔４３．７１及び内周部
と一側面に開口する貫通孔４６．７４を夫々複数個有し
、夫々の孔４３，７１，４６．７４がスラストカラー６
の凹部６２或は貫通孔６１と連接するようにスラストプ
レート５及びスラストカラー６の前後に設けられている
。又、第１及び第２のスラストベアリング４．７は、工
具スピンドルｌと間隙をもって設けられている。なお、
第１スラストベアリング４の他側面には、第５図にも示
すように圧力空気供給孔４３に連通ずる貫通孔４２をイ
〕する環状の凹部４１が設けられ、該凹部４１がラジア
ル軸受部に設けられた空気導入孔３１と通接するよう設
けられている。なお、１１はシールリングである。

本実施例は前記のよう１（構成されているので、工具ス
ピンドル１のラジアル方向の浮遊支持は、次のように行
われる。

即ち、圧力空気が空気導入孔３１及びラジアル軸受ノズ
ル３２を介して工具ノビ／ドルｌとスリーブ２との間隙
に供給され、その後、前記間隙からの排気が、矢印の如
く第１スラストベアリング４と工具スピンドル１との間
隙１貫通孔４６．凹部６２２貫通孔７４．第２スラスト
ベアリング７と工具スピンドル１との間隙を順次弁して
外部へ円滑に排出されるので、工具スピンドル１はラジ
アル方向に安定して浮遊支持される。

又、工具スピンドル１のスラスト方向の浮遊支持は、次
のように行われる。即ち、圧力空気が空気導入孔３１．
環状の凹部４１及び圧力空気供給孔４３を介して第１ス
ラストベアリング４のスラスト軸受ノズル４４に供給さ
れると共に、更に貫通孔６１．圧力空気＜４ｊ給孔７１
を介して第２スラストベアリング７のスラスト軸受ノズ
ル７２に供給される。各スラスト軸受ノズル４４．７２
から供給された圧力空気（ｉ、スラストプレート５と第
１及び第２のスラストベアリング４，７の間隙から排気
される。該排気は、第１及び第２のスラストベアリング
４，７と工具スピンドル１との間隙に排出されるものと
、スラストプレート５とスラストカラー６との間隙に排
出されるものとがある。

後者は、凹部６２２貫通孔７４を介し前者に合流し、第
２スラストベアリング７と工具スピンドル１との間隙を
介して外部へ円滑に排出される。従って、スラスト軸受
部の排気は円滑に排出されるので、工具スピンドル１は
スラスト方向に安定して浮遊支持される。

以上のようにラジアル軸受部及びスラスト軸受ができた
。

なお、スラスト軸受ノズル４４のノズル孔４４′が臨み
、かつスラストベアリングの表面に形成された環状溝の
断面形状が、従来は第６Ｂ図に示すように矩形状であっ
たが、第６Ａ図に示すように鈍角の頂角θを有する逆三
角形状とすることが好ができる。

又、本実施例は、精密加工装置に適用されだ静圧空気軸
受装置であって、排気が回転ブレード側に排出されるの
で、前記軸受装置に切削屑や加工液が侵入することを防
止することができる。

（発明の効果） 本発明は、スラストカラーの内周部に軸方向に伸びる凹
部を設けると共に、該凹部に連接される貫通孔を各スラ
ストベアリングに設けることＫよ改善することができた
。

又、精密加工装置は、本発明の静圧気体軸受装置を適用
することによって、性能を大幅に改善することができた
。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の実施例の要部断面図、第２図は、第
１図のスラストカラー〇乎面図、第３図は第２図の■−
■線に沿った断面図、第４図は第１スラストベアリング
の平面図、第５図は第４図のｙ−ｙ線に沿った断面図１
第６Ａｖ！ＪＶｉ第５図のスラスト軸受ノズル付近の拡
大断面図、第６Ｂ図は第６Ａ図に対応した従来例の拡大
断面図、第７図は従来例の断面図、第８図は他の従来例
の要部断面図である。 １・・・工具スピンドル ２・・ラジアル軸受スリーブ ３・・・ラジアル軸受ハウジング ４・・・第１スラストベアリング ５・・・スラストプレート ６・・・スラストカラー ７・・・第２スラストベアリング ３２・・ラジアル軸受ノズル ４７　、７２　　・・スラスト軸受ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　工具スピンドルをラジアル方向に浮遊支持するラジア
   ル軸受部と工具スピンドルをスラスト方向に浮遊支持す
   るスラスト軸受部とから成る静圧気体軸受装置において
   、スラスト軸受部が、工具スピンドルに固定されたスラ
   ストプレートと、スラストプレートの外周に間隙をもつ
   て配設され、かつ内周部に軸方向に伸びる凹部を有する
   スラストカラーと、内周部と一側面に開口する貫通孔を
   有し、前記一側面の開口がスラストカラーの凹部と連接
   するようにスラストプレート及びスラストカラーの前後
   に設けられると共に工具スピンドルと間隙をもつて設け
   られた第１スラストベアリング及び第２スラストベアリ
   ングとから成り、かつ、前記スラスト軸受部と前記ラジ
   アル軸受部とが隣接して設けられていることを特徴とす
   る静圧気体軸受装置。