KR100483738B1 - 연삭기 및 연삭방법 - Google Patents

Abstract

그라인딩 휠(28)의 스핀들(23)은 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)을 통해 그라인딩 휠에 대한 자리(22)에 의해 회전 가능하게 만들어 진다. 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)내에서 스핀들(23)의 축선 방향으로 서로 대향한 2개의 공급 포트들(26a)(27a) 중 적어도 하나로 공급되어야 하는 압력을 조정하기 위한 압력 조정기(38)가 구비되어 있다. 압력 조정기(38)는 유체를 초킹하기 위한 통로와 초킹 통로의 길이를 변경하기 위한 변경 부재를 가지고 있다.

Description

연삭기 및 연삭 방법

본 발명은 예를 들어 반도체 장치에 사용되는 웨이퍼와 같은, 단단하고 얇은 물건의 최소한 한 쪽 면을 정확하게 연마하기 위한 연마기 및 연마 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 연마기는 그라인딩 휠이 각각의 스핀들의 선단에 고정되는 것과 같은 방법으로 그 스핀들 헤드에 의해 회전 운동을 할 수 있도록 지지된 스핀들을 가지고 있다. 또한, 모터와 볼 나사로 구성된 공급 유니트는 스핀들 헤드에 연결되어 있다. 그라인딩 휠이 회전 모터에 의해 회전되고 있는 상태에서 스핀들 헤드들이 공급 유니트들에 의해서 공급되고 이동될 때, 제품의 외부면은 연마된다.

종래의 연삭기는 그라인딩 휠을 공급하는 각각의 유니트가 모터와 볼 나사로 구성된 구조를 가지고 있다. 볼 나사가 모터에 의해 회전될 때, 스핀들 헤드의 공급 동작이 수행된다. 그러나, 공급 동작이 마이크론 또는 서브 마이크론으로 정확하게 수행되어야 하는 경우에 기계의 불충분한 강도와 마찰 저항 때문에 그라인딩 휠은 정확하게 공급될 수 없다. 따라서, 정확한 연마 작업이 수행될 수 없다는 점에서 문제를 야기한다.

제품의 양면을 연마할 수 있는 연마기로서, 일본국 실용신안 공보 제 평. 1-8282호는 예를 들어 종래의 더블 헤드 그라인더를 제시하고 있다. 상기 공보에 개시된 연마기는 외팔보에 의해 연마기 프레임위로 돌출할 수 있도록 되어 있는 C-형 컬럼 프레임이 상부 그라인딩 휠을 지지하기 위한 그라인딩 헤드를 형성한다. 가공 작업 중에 발생되는 그라인딩 저항 때문에 벤딩 모멘트가 그라인딩 휠에 작용하는 연마 작업의 반작용에 의해서 컬럼에 작용한다. 또한, 열적인 변형이 발생하고, 따라서 정확한 연마 작업이 방해된다. 그러므로, 하부 베드 위에 배치된 상부 베드를 가지고 있는 프레임은 노출되었다. 또한, 전술된 프레임에 대하여 구비된 상부 및 하부 그라인딩 휠은 상부 및 하부 스핀들에 장착된다. 상부 스핀들은 공압 또는 유압으로 작동되는 랙으로 구성된 공급 장치에 의해 수직으로 이동된다.

상부 그라인딩 휠을 수직으로 이동시키기 위한 수단으로써, 예를 들어 일본국 특허 공개 공보 제 소. 61-270043호의 구조가 개시되어 있다. 상기 수단은 모터에 의해 스핀들 헤드를 수직으로 이동하기 위한 공급 수단, 볼 나사 그리고 스핀들 헤드을 장착하기 위한 너트로 구성되어 있다. 스핀들 헤드내에 있는 메인 스핀들은 유체정역학적 베어링에 의해 지지된다. 또한, 각각의 그라인딩 휠은 조립형 모터에 의해 회전된다.

전술된 일본국 특허 공개 공보 제 소. 61-270043호에 개시된 바와 같은 종래의 연마기는 열적인 변형이 없는 프레임과 그것에 의해 메인 스핀들이 열적으로 팽창하지 않고 회전할 수 있도록 지지하는 수단을 실현하였다. 반면에, 이와 같은 종래의 연마기는 구동원으로서 기능하는 모터에 의해 동작하는 볼 나사 또는 랙으로 구성되고, 그라인딩 휠이 미끄럼 면을 따라 수직으로 안내되는 구조를 가지고 있는 공급 기구를 가지고 있으며, 따라서 종래의 연마기가 미끄럼 저항 등으로 인해 실질적으로 정확한 공급을 할 수 없었던 문제를 그대로 가지고 있다.

또한, 종래의 연마기에서, 그라인딩 헤드와 볼 나사를 수직으로 이동시키기 위한 구동원인 모터는 그라인딩 휠을 회전시키기 위한 스핀들의 측면에 배치되고, 따라서 측면 하중이 스핀들에 인가된다. 따라서, 부드럽고 정확한 공급이 수행되지 않을 가능성이 크다.

본 발명은 종래 기술에 의해 경험된 문제들을 극복하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 가령 반도체 웨이퍼와 같은 단단한 재료를 연마하기 위해 소정의 연마 위치로 그라인딩 휠을 정확하게 공급하고 이동시킬 수 있는 연마기와 연마 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 충분한 강도를 나타내고 정확한 연마 동작을 수행할 수 있는 연마기와 연마 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 정확하게 제품의 양면을 연마하고 평행하게 하기 위하여 그라인딩 휠의 높이 (수평 경사)를 조정할 수 있는 더블 헤드형 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 다음과 같은 구성 부품으로 구성된 연마기에 의해 달성될 수 있다.

회전 가능한 제1 스핀들과 상기 제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 하우징을 포함하고, 수직 방향으로 똑바로 서있는 제1 그라인딩 휠 유니트;

제1 스핀들의 한쪽 단부에 지지된 제1 그라인딩 휠;

회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구를 가지고 있으며, 제1 하우징을 수직 방향으로 이동시키기 위한 제1 공급 수단; 및

제1 하우징을 이동가능하게 지지하기 위한 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 제1 공급 수단은 모터, 볼 나사와 서로 연결된 너트 부분으로 구성되며, 볼 나사는 제1 하우징과 동축적으로 배치된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 제1 그라인딩 휠 구동 유니트는 제1 스핀들을 직접적으로 그리고 회전 가능하게 지지하기 위해 제1 하우징내에 구비된 제2 유체정역학적 레이디얼 베어링; 및 제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 유체정역학적 쓰러스트 베어링으로 구성되어 있다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 좀 더 바람직하게는 제1 그라인딩 휠 구동 유니트는 제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링내에서 유체 압력을 규제할 수 있는 제1 압력 조정 기구를 가지고 있으며, 제1 그라인딩 휠을 수직 방향으로 이동하기 위한 제1 보충 공급 수단으로 구성된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링은 수직 방향으로 서로 분리된 다수의 유체 정역학적 레이디얼 베어링으로 구성된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링은

회전 가능한 제2 스핀들과 제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제2 하우징을 포함하고 있으며, 제1 그라인딩 휠 구동 유니트에 대향하여 배치되고, 수직으로 선 제2 그라인딩 휠 구동 유니트;

그안에서 제2 그라인딩 휠이 제1 그라인딩 휠과 대향하고 그것과 실질적으로 평행하게 배치된 상태에서 제2 스핀들의 단부에 지지된 제2 그라인딩 휠;

회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구를 가지고 있으며, 제2 하우징을 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2 공급 수단 및;

제2 하우징을 이동 가능하게 지지하기 위한 제3 유체 정역학적 레이디얼 베어링으로 구성된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 제2 공급 수단은 모터, 볼 나사 및 서로 연결된 너트 부분을 가지고 있으며, 제2 하우징은 볼 나사와 동축으로 배치된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 제2 하우징은;

제2 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제4 유체 정역학적 레이디얼 베어링;

제2 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링으로 구성된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 제2 하우징은 또한 제2 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링내에서 유체의 압력을 규제할 수 있는 제2 압력 조정 기구를 가지고 있으며, 제2 스핀들을 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2 보충 공급 수단으로 구성된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 제3 유체 정역학적 레이디얼 베어링은 서로 수직 방향으로 분리된 다수의 유체 정역학적 레이디얼 베어링으로 구성된다.

전술된 목적은 본발명에 따라 다음과 같이 구성된 연마기에 의해 달성된다는 점을 주목하라.

즉, 본 발명에 따른 연마기는;

제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위해 제1 지지 부재와 회전 가능한 회전 부재를 가지고 있으며, 수직 방향으로 선 제1 그라인딩 휠 구동 장치;

제1 스핀들의 한 쪽 단부에 지지되는 제1 그라인딩 휠;

회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구를 가지고 있으며, 지지 부재를 수직 방향으로 이동시키기 위한 제1 공급 수단;

지지 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링 및

제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링내에서 유체의 압력을 규제할 수 있는 제1 압력 조정 기구를 가지고 있으며, 제1 그라인딩 휠을 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2 공급 수단으로 구성된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구성에 있어서, 바람직하게는 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링내에서 유체 압력의 조정은 유체 정역학적 쓰러스트 베어링의 배압을 변화시킴으로써 수행된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 제1 압력 조정 기구는;

유압 발생 기구;

그 안에 유체를 공급하기 위하여 유압 발생 장치가 유체 정역학적 쓰러스트 베어링과 연통할 수 있도록 하기 위한 2개의 유체 공급 파이프;

상기 2개의 유체 공급 파이프 중 최소 1개에 구비된 공급 압력 조정 기구;로 구성된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 공급 압력 조정 기구는 유체의 저항을 조정하기 위한 기구를 가지고 있다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 제1 스핀들은 반경 방향으로 돌출한 플랜지부를 가지고 있으며, 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링은 플랜지부를 회전 가능하게 지지하고, 2개의 유체 공급 파이프 통로 중 하나의 개구부는 플랜지부의 상부면에 대면하며, 다른 유체 공급 파이프 통로의 개구부는 플랜지부의 하부면에 대면한다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 각각의 유체 공급 파이프 통로는 유체의 저항을 조정하기 위한 장치를 각각 구비하고 있다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 또한 각각의 유체 공급 파이프 통로는;

제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제2 지지 부재와 회전 가능한 제2 스핀들을 포함하며, 제1 그라인딩 휠 구동 유니트에 대향해 배치되고 수직 방향으로 바로 선 제2 그라인딩 휠 구동 유니트;

제2 그라인딩 휠이 제1 그라인딩 휠과 실질적으로 평행하고 그것과 대향하게 지지된 상태에서 제2 스핀들의 한 쪽 단부에 지지된 제2 그라인딩 휠; 및

회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구를 가지고 있으며, 제2 지지 부재를 수직 방향으로 이동시키기 위한 제3 공급 수단;으로 구성된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 또한 연마기는;

제2 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링;

제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링내에서 유체의 압력을 조정할 수 있는 제2 압력 조정 기구를 가지고 있으며, 제2 스핀들을 수직 방향으로 이동시키기 위한 제4 공급 수단으로 구성된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 :

제1 그라인딩 휠 구동 유니트는 제1 스핀들을 회전시키기 위한 구동 모터를 가지고 있으며 ;

제1 공급 수단은 모터, 서로 연결된 볼 나사 및 너트 부분을 가지고 있고;

볼 나사의 축선, 구동 모터의 회전 축 및 제1 스피들의 축선은 서로 일직선상에 있다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 좀 더 바람직하게는 :

제1 그라인딩 휠 구동 유니트는 제1 스핀들을 회전시키기 위한 제1 구동 모터를 가지고 있으며 ;

제2 그라인딩 휠 구동 유니트는 제2 스핀들을 회전시키기 위한 제2 구동 모터를 가지고 있고 ;

제1 공급 수단은 서로 연결된 제1 모터, 제1 볼 나사 및 제1 너트 부분을 가지고 있으며;

제3 공급 수단은 서로 연결된 제2 모터, 제2 볼 나사 및 제2 너트 부분을 가지고 있고;

제1 구동 모터의 회전 축, 제2 구동 모터의 회전 축, 제1 볼 나사의 축 선, 제1 스핀들의 축 선, 제2 볼 나사의 축 선 및 제2 스핀들의 축 선은 서로 일직선상에 있다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 :

제2 공급 수단의 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링 내에서의 유체 압력의 조정은 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링의 배압을 변화시킴으로써 수행되고,

제4 공급 수단의 제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링 내에서의 유체 압력의 조정은 제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링의 배압을 변경함으로써 수행된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 좀 더 바람직하게는 :

제1 공급 수단은 제1 모터, 제1 볼 나사 및 제1 너트 부분을 가지고 있으며;

제3 공급 수단은 제2 모터, 제2 볼 나사 및 제2 너트 부분을 가지고 있고,

제1 볼 나사의 축 선, 제1 스핀들의 축 선, 제2 볼 나사의 축 선, 제2 스핀들의 축 선, 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링의 축 선 및 제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링의 축 선은 서로 일직선 상에 있다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 좀 더 바람직하게는 :

제1 압력 조정 기구는 제1 유압 발생 장치, 제1 유압 발생 장치가 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링과 연통할 수 있도록 하기 위한 2개의 유체 공급 파이프 통로, 및 2개의 유체 공급 통로 중 적어도 1개에 구비된 제1 공급 압력 조정 기구로 구성되며,

제2 압력 조정 기구는 제2 유압 발생 장치, 제2 유압 발생 장치가 제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링과 연통할 수 있도록 하기 위한 2개의 유체 공급 파이프 통로, 및 2개의 유체 공급 통로 중 적어도 1개에 구비된 제2 공급 압력 조정 기구로 구성된다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 좀 더 바람직하게는 :

제1 스핀들이 그 단부에 반경 방향으로 돌출된 제1 플랜지 부분을 가지고 있으며,

제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링은 제1 플랜지 부분을 회전 가능하게 지지하고,

2개의 유체 공급 파이프 통로 중 한 개의 개구부는 제1 플랜지 부분의 상부면에 대면하고, 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링에 인접한 다른 유체 공급 파이프 통로의 개구부는 제1 플랜지 부분의 하부면에 대면하며,

제2 스핀들은 그 단부에 반경 방향으로 돌출한 제2 플랜지 부분을 가지고 있고,

제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링은 제2 플랜지 부분을 회전 가능하게 지지하며,

2개의 유체 공급 통로 중 한 개의 개구부는 제2 플랜지 부분의 상부면에 대면하고, 다른 유체 공급 통로의 개구부는 제2 플랜지 부분의 하부면에 대면한다.

전술된 목적은 다음과 같이 구성된 본 발명에 따른 연마 방법에 의해 획득된다는 점을 주목하라 :

즉, 본 발명에 따른 연마 방법은 회전 운동에서 선형 운동으로 운동을 변환하면서 수직 방향으로 장착된 그라인딩 휠을 공급하는 제1 공급 단계;

스핀들을 회전 가능하게 지지하는 유체 정역학적 쓰러스트 베어링 내에서의 유체의 압력을 조정하는 동안에 수직 방향으로 그라인딩 휠을 공급하는 제2 공급 단계로 구성된다.

본 발명에 따른 전술된 연마 방법에 있어서, 바람직하게는 제1 공급 단계는

그라인딩 휠에 의해 연마된 제품 근처의 위치로 고속으로로 그라인딩 휠을 공급하기 위한 고속 공급 단계,

고속 공급이 행해진 후에 그라인딩 휠이 제품과 접촉하도록 저속으로 그라인딩 휠을 공급하기 위한 저속 공급 단계를 가지고 있다.

본 발명에 따른 전술된 연마 방법에 있어서, 바람직하게는 제2 공급 단계는 저속 공급 단계와 비교하여 좀 더 정확한 공급 간격이 행해지는 정밀한 공급 단계로 구성된다.

본 발명에 따른 전술된 연마 방법에 있어서, 바람직하게는 제2 공급 단계에서의 공급 양이 연속적으로 변화될 수 있다.

본 발명에 따른 전술된 연마 방법에 있어서, 바람직하게는 제2 공급 단계는;

저속 공급 단계와 비교하여 좀 더 정확한 공급 간격이 행해질 수 있는 제품 공급의 정밀 공급 단계와;

정밀 공급 단계와 비교하여 좀 더 정확한 공급 간격이 수행될 수 있는 제품 공급의 마지막 단계로 구성된다.

전술된 목적은 본 발명에 따른 연마 방법에 의해 달성될 수 있다는 점을 주목해야 하며, 상기 연마 방법은;

하우징이 유체 정역학적 레이디얼 베어링에 의해 지지되면서 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 하우징을 수직 방향으로 공급하는 단계로 구성된다.

전술된 목적은 본 발명에 따른 연마기에 의해 달성될 수 있다는 점을 주목해야 하며, 상기 연마기는;

수직 방향으로 세워진 상부 그라인딩 휠 구동 유니트;

상부 그라인딩 휠 구동 유니트내에 회전 가능하게 배치된 상부 스핀들;

상부 스핀들을 회전시키기 위한 상부 모터;

상부 스핀들의 단부에 지지된 상부 그라인딩 휠;

상부 그라인딩 휠을 수직 방향으로 이동시키기 위해 배치되고, 회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구를 가지고 있는 상부 공급 수단으로 구성되며,

여기에서 상부 모터의 축선, 상부 스핀들의 회전 축선, 하부 스핀들의 회전 축선 및 상부 공급 수단의 축선은 동일 축선상에 있다.

본 발명에 따른 연마기의 전술된 구조에 있어서, 바람직하게는 상기 연마기는;

수직 방향으로 제1 그라인딩 휠을 이동시키기 위해 배치되고, 제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 유체 정역학적 베어링내에서 유압을 조정할 수 있는 제1 압력 조정 기구를 가지고 있는 정밀 공급 수단으로 구성되며;

여기에서 정밀 공급 수단의 축선은 상부 공급 수단의 축선과 일직선상에 있다.

또한, 전술된 목적은 본 발명에 따른 더불 헤드 연마기에 의해 역시 달성될 수 있다는 점을 주목해야 하며, 상기 더블 헤드 연마기는 :

수직 방향으로 똑바로 세워진 상부 그라인딩 휠;

상부 그라인딩 휠에 회전 가능하게 배치된 상부 스핀들;

상부 스핀들을 회전시키기 위한 상부 모터;

상부 스핀들의 단부에 지지되어 있는 상부 그라인딩 휠;

제1 그라인딩 휠을 수직 방향으로 이동시키기 위해 배치되고, 회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구를 가지고 있는 상부 공급 수단;

상부 그라인딩 휠을 수직 방향으로 이동시키기 위해 배치되고, 상부 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 상부 유체 정역학적 쓰러스트 베어링내에서 유압을 조정할 수 있는 상부 압력 조정 기구를 가지고 있는 상부 정밀 공급 수단;

수직 방향으로 똑바로 세워지고 상부 그라인딩 휠 구동 유니트에 대향하여 배치된 하부 그라인딩 휠 구동 유니트;

하부 그라인딩 휠 구동 유니트내에 회전 가능하게 배치된 하부 스핀들;

하부 스핀들를 회전시키기 위한 하부 모터;

하부 그라인딩 휠이 상부 그라인딩 휠과 대향하고 그것과 실질적으로 평행하기 지지되는 방법으로 하부 스핀들의 단부에 지지된 하부 그라인딩 휠;

수직한 방향으로 하부 그라인딩 휠을 이동시키기 위해 배치되고 회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구를 가지고 있는 하부 공급 기구; 및

하부 그라인딩 휠을 수직한 방향으로 이동시키기 위해 배치되고 하부 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 하부 유체 정역학적 쓰러스트 베어링내에서 유압을 조정할 수 있는 하부 압력 조정 수단을 가지고 있는 하부 정밀 공급 수단으로 구성되며;

여기에서 상부 모터의 회전축, 하부 모터의 회전축, 상부 스핀들의 회전축, 하부 스핀들의 회전축, 상부 공급 수단의 축선, 하부 공급 수단의 축선, 상부 정밀 공급 수단의 축선 및 하부 정일 공급 수단의 축선은 서로 동일한 축선상에 존재한다.

또한, 전술된 목적은 본 발명에 따른 연마기에 의해 달성되며, 상기 연마기는;

수직한 방향으로 똑바로 세워진 그라인딩 구동 유니트;

그라인딩 휠 구동 유니트내에 회전 가능하게 배치된 스핀들;

스핀들의 단부에 배치된 그라인딩 휠 및

유압을 조정함으로써 그라인딩 휠 홀더의 높이를 보상하기 위한 높이 조정 장치로 구성된다.

또한, 본 발명의 한 관점에 따라 그 목적을 달성하기 위하여, 제품이 접지될 수 있도록 2개의 그라인딩 휠이 회전되는 동안에 축선 방향으로 이동되는 2개의 그라인딩 휠을 가지고 있는 더블 헤드 연마기가 제공되며, 상기 더블 헤드 연마기는 적어도 2개의스핀들 중 하나가 유체 정역학적 쓰러스트 베어링을 통해 그라인딩 휠에 대한 자리에 의해 회전 가능하게 만들어지는 방법으로 배치된 그라인딩 휠용 스핀들과 스핀들의 축선 방향으로 서로 대향한 방향으로 서로 연통할 수 있게 되며 유체 정역학적 쓰러스트 베어링내에 형성된 2개의 공급 포트들 중 적어도 하나에 공급되는 유체의 압력을 조정하기 위한 압력 조정 수단으로 구성된다.

제품이 본 발명에 따른 전술된 더블 헤드 연마기에 의해 연마될 때, 그라인딩 휠용 자리는 그라인딩 휠이 회전되는 동안에 모터와 볼 나사에 의해 인접한 위치로 빠르게 공급된다. 그 다음에, 공급 모드가 제품이 소정의 양에 가깝게 연마될 수 있도록 연마 동작을 위해 공급으로 절환된다. 마지막으로, 압력 조정 수단은 유체 정역학적 쓰러스트 베어링의 공급 포트들 중 적어도 하나에 공급되는 유체의 압력을 조정한다. 결과적으로, 유체 정역학적 베어링에 의해 실현된 축선 방향으로의 스핀들의 베어링 균형은 그라인딩 휠이 소정의 연마 위치로 정확하게 공급되고 이동될 수 있도록 변화된다.

본 발명에 따른 전술된 더블 헤드 연마기에 있어서, 바람직하게는 압력 조정 수단이 유동 저항을 조정함으로써 압력을 변경하기 위한 조정 수단을 가지고 있다.

또한, 전술된 더블 헤드 연마기에 있어서, 바람직하게는 상기 연마기는 압력 조정 수단이압력 저항을 조정하기 위한 조정 수단으로 구성된 구조를 가지고 있다. 압력이 조정 수단에 의해 변화될 때, 유체 정역학적 쓰러스트 베어링의 공급 포트에 공급되어야 하는 유체의 압력은 용이하게 조정될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전술된 목적을 달성하기 위하여, 상부 및 하부 그라인딩 휠들이 상부 및 하부 스핀들들에 의해 서로 대향하고 서로 실질적으로 평행하며 제품이 회전되어 연마될 수 있도록 제품이 2개의 그라인딩 휠 사이의 공간내에 삽입되는 것과 같은 방법으로 배치되고 각각 모터에 의해 회전될 수 있는 상부 및 하부 스핀들을 포함하며 똑바로 세워진 그라인딩 휠 구동 유니트를 가지고 있는 더블 헤드 연마기가 제공되며, 상기 더블 헤드 연마기는 제품을 향해 상부 및 하부 그라인딩 휠을 수직으로 이동하기 위하여 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 변환하기 위한 기구를 각각 가지고 있으며 상부 및 하부 그라인딩 휠 구동 유니트들의 각각에 대하여 구비된 제1 공급 수단과; 작업을 정확하게 끝내기 위하여 유압에 의해 짧은 거리로 그라인딩 휠을 공급하고, 상부 및 하부 그라인딩 휠 구동 유니트들 적어도 하나에 대하여 구비된 제2 공급 수단으로 구성된다.

상부 및 하부 그라인딩 휠 구동 유니트들 각각은 똑바로 세워진 가이드내에 하우징을 가지고 있다. 또한, 스핀들은 하우징내에 회전가능하게 배치된다. 제1 공급 수단에 의해 그라인딩 휠을 수직으로 이동시키기 위해, 하우징은 제1 공급 수단에 의해 직접 수직으로 이동된다. 회전 운동을 선형 왕복 운동으로 변환하기 위한 기구가 채용되기 때문에, 하우징은 그라인딩 휠에 접근할 수 있도록 빠르게 공급된다. 또한, 그라인딩 휠은 제품이 연마될 수 있도록 공급될 수 있다.

제2 공급 수단은 수직 방향으로 스핀들을 직접 이동한다. 제2 공급 수단은 상부 및 하부 그라인딩 휠 구동 유니트, 상부 그라인딩 휠 구동 유니트만 또는 하부 그라인딩 휠 구동 유니트만에 대하여 구비된다. 또한, 제1 공급 수단에 의해 용이하게 수행될 수 없는 서브 마이크론으로의 공급이 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 전술된 더블 헤드 연마기에 있어서, 바람직하게는 제1 공급 수단은 모터, 볼 나사 및 너트 부분과 합체되며, 볼 나사의 축선은 상부 및 하부 스핀들의 축선과 일직선으로 만들어 진다.

본 발명에 따른 전술된 더블 헤드 연마기에 있어서, 바람직하게는 제2 공급 수단은 유체 정역학적 쓰러스트 베어링과 유체 정역학적 레이디얼 베어링에 의해 스핀들을 지지하고 스핀들이 수직으로 이동될 수 있도록 유체 정역학적 쓰러스트 베어링의 배압을 바꾼다.

제2 공급 수단은 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링과 유체 정역학적 쓰러스트 베어링으로 구성된다. 쓰러스트 베어링의 상부 배압과 하부 배압간의 차이가 이용되어 스핀들이 정확하게 이동된다.

본 발명에 따른 전술된 더블 헤드 연마기에 있어서, 바람직하게는 상부 스핀들의 축선과 하부 스핀들의 축선은 서로 동일 축선상에 만들어지고, 상부 및 하부 스핀들을 회전시키기 위한 상부 및 하부 모터의 축선과 동일 축선상에 만들어 지며, 제1 공급 수단과 제2 공급 수단은 상부 및 하부 스핀들의 축선과 일직선으로 만들어 진다.

스핀들을 회전시키기 위한 모터들은 벨트에 의해 스핀들을 회전할 수 있도록 스핀들의 측면에 배치된 구조 대신에 구동원의 축선들이 스핀들의 축선들과 일지선상으로 만들어 지는 구조로 전술된 6개의 유니트들의 추선들은 스핀들의 축선들과 일직선으로 만들어 진다. 특히, 전술된 구조는 조립형 모터들에 의해 실현될 수 있다. 또한, 제1 공급 수단을 회전 시키고 선형 왕복 운동 변환 기구를 구동시키기 위한 힘을 발생시키기 위한 구동원은 서로 일직선상에 배치된다. 또한, 제2 공급 기구는 공급 동작을 위한 힘이 동일 축선상에서 발생되는 것과 같은 방법으로 구성된다. 따라서, 상부 및 하부 스핀들, 상부 및 하부 제1 및 제6 모터들과 제1 및 제2 공급 수단은 서로 일직선상에 배치된다. 전술된 구조로, 연마기의 전체 구조는 스핀들 축선에 대하여 대칭 구조를 가지고 있다. 그러므로, 상당히 안정된 기계적 강도가 실현되고, 극히 정밀한 연마 작업이 수행될 수 있다.

본 발명의 본질, 유용성 및 원리는 첨부 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명과 특허청구범위로부터 좀 더 명확하게 이해될 것이다.

이하에서 본 발명에 따른 더블 헤드 연마기의 제1 실시예가 첨부 도면과 함께 상세하게 설명될 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하부 스핀들 헤드(11)는 하부 프레임(도시되지 않음) 위에 장착되어 있다. 하부 스핀들(12)은 하부 스핀들 헤드(11)의 중심부에 회전 가능하게 지지되어 있다. 하부 그라인딩 휠(13)은 하부 스핀들(12)의 상단부와 일체적으로 형성된 그라인딩 휠 홀더(14)를 통해 장착된다. 그라인딩 휠이 드레싱(dressing) 작업에 의해 변경/수정될 때 회전되는 변경 모터(15)는 하부 스핀들 헤드(11)의 측면에 장착된다. 변경 모터(15)가 회전될 때, 하부 그라인딩 휠(13)은 그라인딩 휠(13)을 변경/수정할 목적으로 풀리(16), 벨트(17), 풀리(18) 및 하부 스핀들(12)을 통해 저속으로 회전된다. 그라인딩 휠 홀더(14)를 회전시키기 위한 하부 가공 모터(91)는 하부 스핀들 헤드(11)내에 포함되고 따라서 제품이 가공될 때 하부 그라인딩 휠(13)은 고속으로 회전된다.

제품 홀더(19)가 하부 그라인딩 휠(13) 위의 위치에 인접해 배치되는 방법으로 제품 홀더(19)는 하부 프레임에 배치된다. 구멍(20)을 통해 파지된 제품은 제품 홀더(19)의 중심부에 형성된다. 제품 홀더(19)(도시되지 않음) 위에 형성된 돌기와 제품에 형성된 홈이 서로 끼워지는 방식으로 제품(21)은 제품 홀더(19)의 구멍(20)을 통해 파지된 제품내로 삽입된다. 따라서, 제품(21)과 제품 홀더(19)는 모터(도시되지 않음)에 의해 회전된다. 가공 동작이 수행될 때, 제품(21)은 저속으로 회전된다. 또한, 제품(21)의 하부면은 하부 그라인딩 휠(13) 위에 장착된다.

상부 스핀들 헤드(22)가 수직으로 이동되고 따라서 상부 스핀들 헤드(22)가 하부 스핀들 헤드(11) 위에 배치되는 방법으로 상부 스핀들 헤드(22)는 상부 프레임(도시되지 않음) 위에 장착된다. 제품(21)이 가공될 때에 상부 스핀들(23)이 하부 스핀들(12)과 일직선으로 뻗게 되도록, 상부 스핀들(23)은 한 쌍의 유체 정역학적 레이디얼 베어링(24)(25)과 한 쌍의 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)을 통해 상부 스핀들 헤드(22)의 중심부내에 회전 가능하게 지지된다. 상부 그라인딩 휠(28)은 상부 스핀들(23)의 하단부와 일체적으로 형성된 그라인딩 휠 홀더(29) 위에 장착된다.

유체 정역학적 레이디얼 베어링(24)(25)은 상부 스핀들(23)의 외주면에 압축 유체로서 기능하는 오일을 공급하기 위한 공급 포트(24a)(24b)를 가지고 있다. 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)은 상부 스핀들(23)의 플랜지부(23a)의 2개의 대향 단부면에 오일을 공급하기 위한 공급 포트(26a)(27a)를 가지고 있다.

그라인딩 휠 변경 모터(30)는 상부 스핀들 헤드(22)의 측면위에 장착된다. 모터(30)가 회전될 때, 상부 그라인딩 휠(28)은 풀리(31), 벨트(32), 풀리(33) 및 상부 스핀들(23)을 통해 저속으로 회전된다.

상부 가공 모터(90)는 제품이 가공될 때 고속으로 상부 그라인딩 휠(28)을 회전시킬 수 있도록 상부 스핀들 헤드(22) 내에 포함된다. 그라인딩 휠 공급 모터(34)는 상부 프레임(도시되지 않음) 위에 장착된다. 모터(34)가 회전될 때, 상부 스핀들 헤드(22)는 볼 나사(35)를 통해 제품(21) 근처의 위치로 빠르게 공급되고 다음에 가이드(도시되지 않음)를 통해 소정의 가공 위치로 저속으로 공급된다.

유체 공급원인 유체 정역학적 펌프(36)는 유체 파이프 통로(39)를 통해 공급 포트(27a)와 공급 파이프 통로(37)를 통해 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)의 공급 포트(26a) 및 유체 정역학적 레이디얼 베어링(26)의 공급 포트(24a)(25a)에 연결된다. 소정의 압력하의 유체는 공급 파이프 통로(37)(39)을 통해 유체 정역학적 펌프(36)으로부터 공급 포트(24a)(25a)(26a)(27a)로 공급된다.

압력 조정 수단으로 기능하는 압력 조정기(38)는 유체 정역학적 펌프(36)으로부터 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(27)의 공급 포트(27a)로 연장된 공급 파이프 통로(39)로 연결된다. 상부 스핀들 헤드(22)가 모터(34)와 볼 나사(35)에 의해 제품(21) 근처의 위치로 빠르게 공급된 다음에, 연마 작업은 상부 스핀들 헤드(22)가 정확하게 공급되는 방법으로 시작된다. 그 다음에, 압력 조정기(38)는 유체 정역학적 펌프(36)로부터 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(27)의 공급 포트(27a)로 공급되는 유체의 압력을 조정한다. 따라서, 상부 스핀들(23)이 좀 더 정밀하게 되어 상부 그라인딩 휠(28)은 소정의 연마 위치로 적은 거리만큼 하향으로 이동된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 유체 유입 포트(41)와 유체 유출 포트(42)는 소정의 거리만큼 서로 떨어져 있고, 압력 조정기(38)의 하우징(40) 외부면에 형성되어 있다. 조정 막대(43)는 하우징(40)에 이동 가능하게 삽입된다. 소경부(43a)와 대경부(43b)는 조정 막대(43)의 외부면 위에 구비된다. 조정 막대(43)는 좌측으로 이동되었을 때, 대경부(43b)는, 제3도에 도시된 바와 같이, 유입 포트(41)와 유출 포트(42) 사이의 범위내에서 좌측으로 이동된다. 따라서, 초킹 통로(44)는 유입 포트(41), 유출 포트(42) 및 소경부(43a) 사이에 형성된다.

조정 수단으로서, 조정 부재를 구성하는 조정 모터(45)는 하우징(40)의 외부면에 장착된다. 볼 나사(46)는 커플링(48)을 통해 조정 모터(45)의 모터축에 연결될 수 있도록 베어링 부재(47)를 통해 하우징(40)의 외부면에 의해 회전 가능하게 지지된다. 너트(49)는 이음판(50)을 통해 조정 막대(43)의 외단부에 부착된다. 엔코더(51)는 조정 모터(45)의 회전수에 따라 조정 막대(43)의 이동량을 탐지하기 위하여 조정 모터(45)에 부착된다. 커버(52)는 조정 모터(45), 엔코더(51), 볼 나사(45) 및 너트(49)를 덮기 위하여 하우징(40) 위에 장착된다.

도 2에 도시된 바와 같이 조정 막대(43)의 소경부(43a)가 유입 포트(41)와 유출 포트(42) 사이에 배치된 상태로 조정 모터(45)가 회전될 때, 조정 막대(43)는 볼 나사(46)와 너트(49)를 통해 제2도의 좌측으로 이동된다. 결과적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 조정 막대(43)의 대경부(43b)는 유입 포트(41)와 유출 포트(42) 사이의 위치로 이동된다. 따라서, 초킹 통로(44)는 유입 포트(41), 유출 포트(42) 및 소경부(43a) 사이에 형성된다. 초킹 통로(44)의 길이는 조정 막대(43)가 이동된 거리에 따라 변화된다. 그러므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(27)의 공급 포트(27a)로 공급되는 유체의 압력은 이와 같이 형성된 초킹 통로(44)의 길이에 따라 낮아진다. 결과적으로, 2개의 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)에 의해 실현되는 축선 방향으로 상부 스핀들(23)의 베어링 균형은 변화되어 상부 그라인딩 휠(28)이 정밀하게 하향으로 공급된다.

도 1, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 높이(수평 경사) 조정 유니트(53)는 하부 그라인딩 휠(13)의 그라인딩 휠 홀더(14)에 따라 배치되고, 상기 유니트(53)는 소정의 간격으로 서로 간격진 하부 스핀들 헤드(11)위에 배치된 다수의 (예를 들어, 본 실시예에서는 8개) 압력 조정기(54)를 가지고 있다. 압축된 유체는 공급 파이프 통로(37), 밸브(70) 및 각각의 압력 조정기(54)를 통해 유체 정역학적 펌프(36)으로부터 하부 그라인딩 휠(13)의 그라인딩 휠 홀더(14)의 하부면으로 공급된다. 유체의 압력, 즉 각각의 압력 조정기(54)는 조정되어 하부 그라인딩 휠(13)의 수평 경사가 조정된다. 다수의 압력 조정기(54)는 다수의 밸브(70)에 연결되어 있다.

즉, 유체 정역학적 펌프(36)로부터 뻗은 공급 파이프 통로(37)에 연결되는, 유입 포트(56)는 압력 조정기(54)의 하우징(55) 단부에 형성된다. 또한, 그라인딩 휠 홀더(14)의 하부면과 연통하도록 되어 있는 유출 포트(57)는 하우징(55)의 외부면에 형성된다. 조정 막대(58)는 하우징(55)에 회전 가능하게 삽입된다. 유입 포트(56)와 연통하도록 되어 있는 유체 통로(59)는 조정 막대(58)의 중심부에 형성된다. 또한, 유체 통로 및 유출 포트(57)를 연통하도록 되어 있는 초킹 통로(60)는 조정 막대(58)의 외부면에 형성된다. 높이 조정 유니트(53)의 사용은 제품(21), 그라인딩 휠 및 그것들 주위의 엘레먼트들이 가열되는 것을 방지하는데 효과적이고 유용하고, 이것은 마이크론의 크기로 그라인딩 휠의 높이(수평 경사)의 조정이 높이 조정 유니트(53)에 의해 행해질 수 있기 때문이다. 경사진 상태에서 회전되는 그라인딩 휠과 제품 사이에 발생되는 이와 같은 열 발생은 선행 기술을 사용하여서는 피할 수 없었고, 특히 선행 기술은 기계적 방법(예를 들어, 잭 장치)를 사용하고 있다.

조정 모터(61)는 브레키트(62)에 의해 하우징(55)의 단부에 장착된다. 조정 모터(61)의 모터 축은 커플링(63)에 의해 조정 막대(58)에 연결된다. 엔코더(64)는 조정 모터(61)의 수자에 따라 조정 막대(58)의 회전량을 탐지하기 위하여 조정 모터(61)에 부착된다.

도 1, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 조정 막대(58)는 제어 수단(도시되지 않음)에 의해 미리 선택된 압력 조정기(54)의 조정 모터(61)에 의해 회전된다. 따라서, 유체 통로(59)와 유출 포트(57) 사이에 놓여진 초킹 통로(60)의 길이는 변화된다. 선택된 압력 조정기(54)의 유출 포트(57)로부터 그라인딩 휠 홀더(14)의 하부면으로 공급되는 유체의 압력은 변화되어 그라인딩 흴 홀더(14)의 수평 경사는 미리 조정된다.

전술된 구조를 가지고 있는 더블 헤드 연마기의 동작이 이하에서 설명될 것이다.

더블 헤드 연마기가 연마 작업을 하기 위해 작동될 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 제품(21)이 제품 홀더(19)에 의해 회전 가능하게 지지된 상태에서 제품(21)이 하부 그라인딩 휠(13)과 접촉하는 위치로 제품이 보내진다. 전술된 상태에서, 하부 그라인딩 휠(13)은 하부 가공 모터(91)에 의해 회전된다. 또한, 상부 그라인딩 휠(28)은 상부 가공 모터(90)에 의해 회전된다. 상부 스핀들 헤드(22)는 볼 나사(35)를 통해 그라인딩 휠 공급 모터(34)에 의해 하향으로 이동되고 따라서 상부 그라인딩 휠(28)은 제품(21) 근처의 위치로 빠르게 이동된다. 그 다음에, 공급 모드가 가공 동작에 대한 저속 모드로 절환되어서 상부 그라인딩 휠(28)이 소정의 가공 위치로 공급된다.

공급 동작이 그라인딩 공급 모터(34)와 볼 나사(35)에 의해 수행될 때, 압력 조정기(38)의 조정 막대(43)의 소경부(43a)는 유입 포트(41)와 유출 포트(42) 사이에 배치된다. 따라서, 초킹 통로(44)는 유입 포트(41), 유출 포트(42) 및 소경부(43a) 사이에 존재하지 않는다. 그러므로, 소정 압력하의 오일은 공급 파이프 통로(37)를 통해 유체 정역학적 펌프(36)로부터 상부 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)으로 공급된다. 더욱이, 전술된 압력하의 유체는 공급 파이프 통로(39)와 압력 조정기(38)를 통해 하부 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(27)으로 공급된다. 그러므로, 상부 스핀들(23)은 소정의 균형이 축선 방향으로 유지되는 방법으로 2개의 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)에 의해 회전 가능하게 만들어 진다.

다음에, 조정 막대(43)는 제3도에 도시된 바와 같이, 압력 조정기(38)의 조정기 모터(45)에 의해 좌측으로 이동된다. 따라서, 대경부(43b)는 초킹 통로(44)가 유입 포트(41)와 유출 포트(42) 사이의 위치에서 하우징에 형성될 수 있도록 만들어 진다. 초킹 통로(44)의 길이는 조정 막대(43)의 이동량에 따라 변화된다.

압력 조정기(38)의 초킹 통로(44)의 길이 변화에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이, 하부 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(27)에 공급되는 유체의 압력은 낮아진다. 유압의 전술된 바와 같이 낮아지기 때문에, 2개의 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)에 의해 실현된 상부 스핀들(23)의 베어링 균형은 변화된다. 결과적으로, 상부 그라인딩 휠(28)은 도 9에 도시된 바와 같이, 서브 마이크론 단위로 정밀하게 이동된다. 그러므로, 상부 그라인딩 휠(28)은 소정의 연마 위치로 정확하게 이동된다.

도 8및 도 9로부터 초킹 통로(44)의 길이와 스핀들의 운동량 사이의 관계에 따라, 즉 조정 모터(45)의 회전량과 상부 스핀들의 이동량 사이의 관계가 얻어진다. 결과적으로, 상부 스핀들(23)은 정확하게 세팅될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 도 8에 도시된 압력 커브의 영향은 비교적 큰 공급이 정밀 공급 동작에서 A 구역에서 실현될 수 있도록 해준다. B 구역에서, 비교적 적은 공급은 정밀 공급 동작에서 실현될 수 있다. 그러므로, B 구역은 그라인딩 휠을 공급하기 위한 최종 단계를 수행하기 위해 사용된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 다수의 압력 조정기(54)의 초킹 통로(60)의 길이와 압력 조정기(54)의 유체 유출포트(57)에서의 유체의 압력 사이의 관계가 얻어질 수 있다. 상기와 같이 얻어진 관계에 따라, 도 11에 도시된 바와 같이 압력 조정기들(54)과 접촉하게되는 그라인딩 휠 홀더(14)의 상당 부분의 하향 편심량과 길이 사이의 관계가 얻어질 수 있다.

결과적으로, 초킹 통로(60), 즉 조정 모터(61)의 길이와 그라인딩 휠 홀더(14)의 접촉 부분의 하향 편심의 관계가 얻어질 수 있다. 소정의 압력 조정기(54)가 다수의 압력 조정기(54)로부터 선택될 때, 그라인딩 휠 홀더(14)와 하부 그라인딩 휠(13)의 정밀한 경사각이 조정될 수 있다.

전술된 실시예로부터 얻어질 수 있는 효과가 이하에서 설명된다.

본 실시예에 따른 더블 헤드 연마기는 상부 그라인딩 휠(28)의 상부 스핀들(23)이 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)을 통해 상부 스핀들 헤드(22)에 의해 부착되는 구조를 가지고 있다. 압력 조정 수단으로서 기능하는 압력 조정기(38)는 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)의 공급 포트(26a)(27a)에 공급되어야 하는 유체의 압력을 조정하기 위해 조정된다.

유체 정역학적 쓰러스트 베어링(27)의 공급 포트(27a)에 공급되어야 하는 유체의 압력이 압력 조정기(38)에 의해 조정되기 때문에, 상부 그라인딩 휠(28)은 소정의 연마 위치로 정확하게 공급될 수 있다. 또한, 엄격하고 정밀한 연마 작업이 수행될 수 있다.

본 실시예에 따른 더블 헤드 연마기는 압력 조정기(38)가 초킹 통로(44)와 초킹 통로(44)의 길이를 변경하기 위한 조정 모터(45)를 구비하고 있는 구조를 가지고 있다. 초킹 통로(44)의 길이가 조정 모터(45)의 회전에 의해 변화될 때, 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(27)의 공급 포트(27a)로 공급되어야 하는 유체의 압력이 정확하게 조정될 수 있다. 결과적으로, 상부 그라인딩 휠(28)이 정확하게 공급될 수 있다.

본 실시예에 따른 더블 헤드 연마기는 하부 그라인딩 휠(13)의 그라인딩 휠 홀더(14)에 상당하는 높이 조정 유니트(53)를 가지고 있다. 따라서, 압축된 유체는 높이 조정 유니트(53)의 각각의 압력 조정기(54)를 통해 하부 그라인딩 휠(13)의 그라인딩 휠 홀더(14)의 하부면에 공급된다. 선택된 압력 조정기(54)로부터 방출된 유체의 압력이 변화될 때, 하부 그라인딩 휠(13)의 경사각은 조정될 수 있다. 그러므로, 하부 그라인딩 휠(13)은 상부 및 하부 그라인딩 휠(28)(13)이 제품(21)의 상부 및 하부 면에 정확하게 그리고 평행하게 가공될 수 있도록 하기 위하여 상부 그라인딩 휠(28)과 실질적으로 평행하게 되도록 조정될 수 있다.

본 발명의 실시예의 변경예가 이하에서 설명될 것이다.

전술된 실시예는 공급 파이프 통로(37)가 소정의 압력하에 유체를 공급할 수 있도록 하부 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(27)에 연결되는 방법으로 배열된다. 또한, 압력 조정기(37)는 공급 포트(26a)에 공급되어야 하는 유체의 압력을 조정할 수 있도록 상부 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)에 연결될 수 있다.

전술된 실시예의 다른 변경예는 각각의 공급 포트들(26a)(27a)에 공급되어야 하는 유체의 압력을 개별적으로 조정할 수 있도록 각각의 상부 및 하부 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)에 압력 조정기(38)가 연결되는 구조를 채용할 수 있다.

전술된 실시예의 변경예는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 미끄럼 가능한 조정 막대(43)를 가지고 있는 압력 조정 밸브(38) 대신에 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(26)(27)에 공급되어야 하는 유체의 압력을 조정하기 위한 수단이 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같은 회전 가능한 조정 막대(58)를 가지고 있는 구조를 채용할 수도 있다.

전술된 실시예의 변경예는 작동 핸들 또는 작동 버튼을 수동으로 동작할 수 있도록 작동 핸들 또는 작동 버튼은 그라인딩 휠 공급 유니트에 대한 압력 조정기(38)의 조정 모터(45) 대신에 볼 나사(46)에 연결되는 구조를 채용할 수도 있다.

전술된 실시예는 작동 핸들 또는 작동 버튼을 수동으로 동작함으로써 조정 막대(58)를 회전시키기 위해 작동 핸들 또는 작동 버튼이 높이 조정 유니트(53)의 압력 조정기(54)의 조정 모터(61) 대신에 조정 막대(58)에 연결되는 방법으로 변경될 수 있다.

본 발명의 한 가지 관점이 전술된 구조를 가지고 있기 때문에, 다음에 효과가 얻어질 수 있다.

본 발명에 따른 연마기는 그라인딩 휠이 소정의 위치로 정확하게 공급될 수 있도록 한다. 따라서, 정밀 연마 작업이 수행될 수 있다.

본 발명의 한 가지 관점은 압력 조정 수단의 초킹 통로의 길이가 변화되는 구조를 가지고 있다. 따라서, 유체 정역학적 쓰러스트 베어링의 공급부에 연결되어야 하는 유체의 압력이 용이하게 조정될 수 있다. 결과적으로 그라인딩 휠이 정확하게 공급될 수 있다.

본 발명의 2번째 관점은;

상기 제1 스핀틀을 회전 가능하게 지지하기 위한 회전 가능한 제1 스핀들과 제1 하우징을 포함하고, 수직 방향으로 똑바로 선 제1 그라인딩 휠 구동 유니트;

상기 제1 스핀들에 지지된 제1 그라인딩 휠;

회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구를 가지고 있고, 수직 방향으로 상기 제1 하우징을 이동하기 위한 제1 공급 수단 및

상기 제1 하우징을 이동 가능하게 지지하기 위한 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링으로 구성되는 필수적인 구조를 가지고 있다.

이와 같은 구조에 더하여, 후술하는 제2 실시예에서, 그라인딩 휠을 정확하게 공급할 수 있는 제2 공급 수단은 제품을 좀 더 정밀하게 가공할 수 있도록 선택적으로 구비된다.

본 실시예의 제2 관점에서 이와 같은 구조에 더하여, 제1 및 제2 공급 수단의 축선은 바람직하게는 제품을 좀 더 정밀하게 가공할 수 있도록 서로 일직선에 놓여지도록 만들어 진다.

본 발명의 제2 관점에 따른 전술된 구조의 기본 개념은 단일 헤드형 연마기와 더블 헤드 연마기 양자에 적용될 수 있는 점을 주목해야 한다.

제2 공급 수단이 상부 그라인딩 휠 구동 유니트에 대하여 선택적으로 구비되는 구조를 가지고 있는 본 발명의 제2 관점에 따른 제2 실시예는 이하에서 설명될 것이다. 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 프레임(101)은 베드(102)의 상부면에 테이블(103)을 고정함으로써 형성된다. 개구부는 베드(102)와 테이블(103)의 각각의 상판(104)(105)의 중심부에 형성된다. 테이블(103)의 상판(105)은 다수의 벽 또는 폴(pole)로 구성된 홀더(106)에 의해 지지된다. 또한, 베드(102)의 상판(104)과 테이블(103)의 상판(105)은 서로 실질적으로 평행하게 만들어 진다.

상부 그라인딩 휠 구동 유니트(107)는 테이블(103)의 상판(105)을 위해 구비된다. 또한, 하부 그라인딩 휠 구동 유니트(108)는 베드(102)의 상판(104)에 대해 구비된다. 상판 상부 및 하부 그라인딩 휠 구동 유니트(107)(108)에 배치된 스핀들(109)(110)은 서로 동축선상으로 배치된다. 상부 그라인딩 휠(U)은 상부 스핀들(109)의 하단부에 배치된 상부 그라인딩 휠 홀더(111)의 하부면에 장착되고, 반면에 하부 그라인딩 휠(L)은 하부 스핀들(110)의 상단부에 배치된 하부 그라인딩 휠 홀더(112)의 상부면에 장착된다. 또한, 제품 지지 유니트(113)는 상부 및 하부 그라인딩 휠(U)(L) 사이에 배치된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 테이블(103)에 대한 구비된 상부 그라인딩 휠 구동 유니트(107)는 제1 공급 수단(116)에 의해 수직으로 이동될 수 있는 원통형 상부 하우징(115)이 테이블(103)에 고착된 원통형 상부 가이드(114)내에 배치되는 구조를 가지고 있다. 제1 모터(117)에 의해 회전되고 제2 공급 수단(118)에 의해 수직으로 이동될 수 있는 상부 스핀들(109)은 상부 하우징(115)에 배치된다. 또한, 상부 하우징(115)은 도 15에 도시된 바와 같이, 상부 가이드(114)에 대해 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링에 의해 지지된다.

상부 스핀들(109)을 회전시키기 위한 제1 모터(117)은 하우징(115)에 배치된 조립형 모터이다. 제1 모터의 고정자는 상부 하우징(115)의 내면에 고착되고, 반면에 상기 모터의 고정자는 상부 스핀들(109)의 외부면에 고착된다. 각각의 상부 하우징(115)과 상부 스핀들(109)은 원형 단면을 가지고 있기 때문에, 제1 모터(117)의 축선과 상부 스핀들(109)의 축선은 서로 일직선상에 있다.

제1 공급 수단(116)은 모터의 회전을 수직 방향으로의 선형 왕복 운동으로 변화하기 위한 기구이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 모터(121)는 제2 모터(121)의 축선이 상부 스핀들(109)의 축선과 일직선이 되는 방법으로 상부 가이드(114)의 상단 개구부를 덮는 헤드 캡(120)에 고착된다. 제1 볼 나사(123)는 커플링(124)에 의해 제2 모터(121)의 출력축(122)에 연결된다. 반면에, 제1 너트부(126)는 상부 하우징(115)의 상단 개구부를 덮을 수 있도록 고착된 상단 캡(125) 용으로 구비된다. 제1 볼 나사(123)는 제1 너트 부분(126)과 나사 결합하고 그곳에 장착된다. 제2 모터(121)가 회전될 때, 상부 하우징(115)이 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링(119a)(119b)에 의해 지지되고 있는 상태에서 상부 하우징(115)은 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링(119a)(119b)을 통해 상부 가이드(114)내에서 수직으로 이동된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링(119a)(119b)는 수직 방향으로 서로 이격되어 있다.

상부 하우징(115)이 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링(119a)(119b)에 의해 회전 가능하게 지지된 구조에 의해서, 비접촉식으로 액체를 통해 상부 하우징(115)을 지지할 수 있으며, 따라서 상부 하우징(115)과 원통형 상부 가이드(114) 사이에는 마찰 저항이 없게 된다. 이에 더하여, 상부 스핀들(109)을 지지하는 엘레먼트의 강도는 증가될 수 있으며, 따라서 상부 스핀들은 서브 마이크론의 단위로 정확하게 공급될 수 있다.

이에 더하여, 상부 하우징(115), 제2 모터(121), 제1 볼 나사(123), 커플링(124) 및 제1 너트 부분(126)은 서로 동축선상에 구비되고, 상부 스핀들(109)을 지지하는 엘레먼트의 강도는 더욱 증가되고, 따라서 상부 스핀들은 좀 더 정확하게 공급될 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제2 공급 수단(118)은 상부 하우징(115)에서 제1 모터(117) 아래 위에 배치된 제2 유체 정역학적 레이디얼 베어링(127)은 상부 스핀들(109)을 회전 가능하게 지지한다. 또한, 플랜지(128)는 상부 그라인딩 휠 홀더(111) 보다 높은 위치에 있는 상부 스핀들(109)의 하부에 구비된다. 플랜지(128)의 외부는 수직 방향으로 상부 및 하부 위치에서 더 먼 바깥 부분을 지지하는 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(129a)(129b)에 의해 지지된다. 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(129a)(129b)과 제2 유체 정역학적 레이디얼 베어링(127)으로 압축된 유체를 공급하기 위한 특수한 유체 정역학적 펌프인 유체 펌프(130)는 압력 조정기(131a)(131b)를 통해 압축된 유체를 공급한다. 압력 조정기(131a)(131b)가 조정 동작을 수행했을 때, 그들의 배압은 변화된다. 압력 차이는 수직 방향으로 상부 스핀들(109)을 정확하게 이동하기 위해 사용된다. 제2 유체 정역학적 레이디얼 베어링(127)과 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(129a)(129b)은 상부 스핀들(109)의 외측에 배치된다. 그들의 축선은 상부 스핀들(109)의 축선과 일직선 상에 놓여진다.

제3 및 제4 모터(132)(133)는 이들 모터의 출력 축이 하향을 향하도록 하는 방법으로 상부 그라인딩 휠 구동 유니트(107)과 함께 구비된 테이블(103)에 장착된다. 또한, 제3 및 제4 모터(132)(133)는 서로 대향하여 배치될 수 있도록 상부 가이드(114)의 지름선 위에 배치된다. 제3 모터(132)는 그라인딩 휠의 드레싱이 수행될 때 사용되는 드레서(D)를 가지고 있는 암(134)을 회전시킨다. 제4 모터(133)는 그라인딩 휠 마멸을 탐지하기 위한 센서(S)를 가지고 있는 암(135)을 회전시킨다.

도 16에 도시된 바와 같이, 하부 그라인딩 휠 구동 유니트(108)는 베드(102)의 상판(104)에 대해 구비된 레일을 따라 미끄럼 이동할 수 있는 새들(136)을 가지고 있다. 새들(137)은 하향으로 뻗은 하부 가이드(138)를 가지고 있다. 하부 하우징(139)은 이것이 수직으로 이동될 수 있는 방법으로 하부 가이드(138)내에 배치된다. 또한, 하부 스핀들(110)은 하부 하우징(139)내에 회전 가능하게 배치된다. 하부 그라인딩 휠 홀더(112)는 하부 스핀들(110)의 하부 하우징(139) 위로 돌출하는 상단부에 배치된다. 또한, 하부 그라인딩 휠(L)은 하부 그라인딩 휠 홀더(12)의 상부면에 고착된다. 새들(137)의 위치가 조정될 때, 하부 스핀들(110)의 축선은 상부 스핀들(109)의 축선과 일치하도록 만들어 지고, 그 다음에 연마 작업이 수행된다.

새들(137)은 끼워 맞춤에 의해 형성된 구조에 의해, 베드(102)의 상판(104)에 고착된 제5 모터(140)에 의해 회전되는 제2 볼 나사(141)와 새들(137) 용으로 구비된 제2 너트부분(142)으로 미끄럼 이동한다. 제5 모터(140)이 회전될 때, 새들(137)은 레일(136)을 따라 미끄럼 이동된다. 레일(136) 중 하나가 V 형 홈으로 형성되고 다른 하나는 평평한 형상을 가지고 있다. 새들(137)은 연마 작업이 수행될 때 베드(102)의 중심부에 통상적으로 배치될 수 있도록 미끄럼 가능하게 이동된다. 예를 들어, 상부 그라인딩 휠 구동 유니트(107) 위에 장착된 상부 그라인딩 휠(U)의 드레싱이 행해질 때, 새들(137)은 드레싱 작업이 행해질 수 있도록 하기 위하여 중심부로부터 퇴각한다.

하부 하우징(139)은 그것이 상부 그라인딩 휠 구동 유니트(107)와 유사하게 배치된 수단에 의해 수직으로 이동될 수 있도록 되어 있는 방법으로 하부 가이드(138)내에 끼워진다. 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 하부 하우징(139)은 하부 가이드(138)에 대하여 제3 유체 정역학적 레이디얼 베어링(143a)(143b)에 의해 지지된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 제3 유체 정역학적 레이디얼 베어링(143a)(143b)은 수직 방향으로 서로 분리되어 있다.

또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 상부 공급 수단(118)은 상부 하우징(115)에 제1 모터(117) 아래 위에 배치된 제2 유체 정역학적 레이디얼 베어링(127)이 상부 스핀들(109)을 회전 가능하게 지지하는 구조를 가지고 있다. 또한, 플랜지(128)는 상부 그라인딩 휠 홀더(111) 보다 위의 위치에서 상부 스핀들(109)의 아래 위치에 구비된다. 플랜지(128)의 바깥 부분은 수직 방향으로 상부 및 하부 위치로부터 더 바깥 부분을 지지하는 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(129a)(129b)에 의해 지지된다. 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(129a)(129b)과 제2 유체 정역학적 레이디얼 베어링(127)으로 압축된 유체를 공급하기 위한 유체 정역학적 펌프인 유체 펌프(30)는 압력 조정기(131a)(131b)를 통해 압축된 유체를 공급한다. 압력 조정기(131a)(131b)가 조정 작업을 수행했을 때, 그들의 배압은 변화된다. 압력의 차이는 수직 방향으로 상부 스핀들(109)을 정확하게 이동하기 위하여 사용된다. 제2 유체 정역학적 레이디얼 베어링(127)과 유체 정역학적 레이디얼 베어링(129a)(129b)는 상부 스핀들(109)의 외측에 배치된다. 그들의 축선은 상부 스핀들(109)의 축선과 동일 선상에 존재한다.

하부 하우징(139)은 제1 하부 공급 수단(144)에 의해 하부 가이드(138)에 대하여 수직으로 이동된다. 일반적인 경우에 있어서, 제1 하부 공급 수단(144)은 제품(w)이 지지되어야 하는 위치에서 제품 지지 유니트(113)위에 장착된 제품(w)을 지지한다. 제품(W)의 반대측이 연마될 때, 하부 그라인딩 휠(L)은 연마할 수 있도록 상향으로 이동된다. 드레싱이 행해질 때, 하부 그라인딩 휠(L)은 보통 높이 보다 낮은 위치로 하향으로 이동된다. 제1 하부 공급 수단(144)은 짧은 행정을 가지고 있으며, 가공 작업 중에 하부 그라인딩 휠(L)을 수직으로 이동시키지 않는 구조를 가지고 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 제1 공급 수단(144)의 구조는 제3 너트 부분(145)이 하부 하우징(139)의 바깥면 위로 돌출하여 형성되는 방법으로 배치된다. 또한, 하부 가이드(138)의 측면에 고착된 제6 모터(146)에 의해 회전되는 제3 볼 나사(147)는 제3 너트 부분(145)와 나사 결합된다. 제6 모터(146)가 회전될 때, 하부 하우징(139)은 수직으로 이동될 수 있다.

전술된 구조는 제1 하부 공급 수단(144)의 축선이 하부 스핀들(110)에 실질적으로 평행하게 만들어 지는 방법으로 배열된다. 본 발명에 따른 구조는 이것에 제한되지 않는다. 상부 그라인딩 휠 구동 유니트(107)의 제1 공급 수단(116)의 구조는 전도된 구조(도시되지 않음)를 가질 수 있고 따라서 제1 하부 공급 수단(144)의 축선은 하부 스핀들(110)의 축선과 일치한다.

또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 상부 그라인딩 휠 구동 유니트(107)와 거의 동일한 하부 제2 공급 수단(300)이 구비된다. 즉, 하부 스핀드(110)로부터 반경 방향으로 뻗은 플랜지는 상부 그라인딩 휠 홀더(111) 보다 낮은 위치에서 하부 스핀들(110)의 상부에 구비된다. 플랜지(700)의 외부는 수직 방향으로 하부 및 하부 위치로부터 더 바깥 위치를 파지하는 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(300a)(300b)에 의해 지지된다. 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(300a)와 제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(300b)로 압축 유체를 공급하기 위한 유체 정역학적 펌프인 유체 펌프(500)는 압력 조정기(400a)(400b)를 통해 압축 유체를 공급한다.

압력 조정기(400a)(400b)가 조정 동작을 수행했을 때, 그들의 배압은 변화된다. 압력의 차이는 수직 방향으로 하부 스핀들(110)을 정확하게 이동하기 위해 사용된다. 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(300a)(300b)과 유체 정역학적 레이디얼 베어링(600a)(600b)은 동일한 것을 지지하기 위해 하부 스핀들(110)의 외측에 배치된다. 그들의 축선은 하부 스핀들(110)의 축선과 일직선상에 존재한다.

하부 하우징(139)의 내부에 끼워진 하부 스핀들(110)은 연마 작업이 행해질 때 조립형인 제7 모터(148)에 의해 고속으로 회전된다. 상부 그라인딩 휠과 유사하게, 조립형 제7 모터(148)는 하부 하우징(139)의 내면에 고착된 고정자와 하부 스핀들(110)의 외면에 고착된 회전자를 가지고 있다. 따라서, 제7 모터(110)의 축선은 하부 스핀들(110)의 축선과 동일선상에 존재한다. 즉, 제7 모터(148)는 하부 스핀들(110)와 동축선으로 배치된다.

제품 지지 유니트(113)는 베드(102)의 상판 위에 배치되고, 제품 지지 유니트(113)는 또한 하부 스핀들(110)에 설치된 하부 그라인딩 휠(L) 보다 위에 배치된다. 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 제품 지지 유니트(113)는 고정 테이블(149)이 베드(102)의 상판(104)위에 배치되는 구조를 가지고 있다. 또한, 수평 가이드(150)는 소정의 거리만큼 간격진 상태에서 고정 테이블(149)에 실질적으로 평행하도록 고정 테이블(149) 위에 고착된다. 하부 그라인딩 휠 구동 유니트(108)를 지지하기 위한 새들(137)이 미끄럼 이동되는 방향과 동일한 방향으로 수평 가이드(150)의 상면 위에서 미끄럼 이동되는 미끄럼 테이블(151)은 도 17에 도시된 바와 같이 고정 테이블(149)에 고착된 제8 모터(152)에 의해 회전되는 제4 볼 나사(153)에 의해 이동된다. 미끄럼 테이블(151)은 직사각형 판에 만들어진 원형 개구부를 가지고 있는 프레임 형상으로 형성된다.

각각 V 형 홈을 가지고 있는 다수의 가이드 롤러(154)는 원형 개구부의 외주 방향에서 동일한 간격으로 미끄럼 테이블(151)에 있는 원형 개구부의 모서리 주변에 배치된다. 가이드 롤러(154)는 환상의 형상으로 회전 프레임(155)을 회전 가능하게 지지한다. 도 18에 도시된 바와 같이, 추적자 기어(156)는 회전 프레임(155)의 외부면상에 형성된다. 미끄럼 테이블(151) 용으로 구비된 제9 모터(157)의 축에 대하여 구비된 메인 구동 기어(158)는 제9 모터(157)의 회전이 시작되었을 때 회전될 수 있도록 추적자 기어(156)에 끼워진다. 또한, 지지판(159)은 회전 프레임(155)의 내부 공간이 덮히는 방법으로 회전 프레임(155)의 하부면에 고착된다.

지지판(159)은 제품(W)의 두께 보다 적은 두께를 가진 판에 의해 형성된다.

지지판(159)은 수평으로 바깥 방향으로 긴장된 상태로 배열되므로 하중으로 인한 지지판(159)의 왜곡과 변형이 방지된다. 또한, 제품(W)을 지지판(159)의 중심부에 탈착 가능하게 세팅하기 위한 세팅 구멍(160)이 형성되어 있다. 결합부(161)는 제품(W)에 회전력을 전달하기 위하여 세팅 구멍(160)의 내부에 돌기의 형상으로 형성된다. 반면에, 제품(W)은 결합부(161)에 결합되도록 배열된 소위 "노치"인 홈의 형상인 결합부(H)를 가지고 있다. 제품(W)은 하부 스핀들(110)에 장착된 하부 그라인딩 휠(L) 위에 배치될 수 있도록 상부로부터 세팅 구멍(160) 내로 수납된다. 제품(W)은 때때로 소위 방위 플랜지라고 불리우는 절개부(도시되지 않음)를 가지고 있다. 또한, 이 경우에 있어서, 회전력을 제품(w)에 전달하기 위한 수단은 노치가 구비되어 있을 때 채용되는 것과 유사하다.

제품(W)이 세팅되고 제9 모터(157)가 회전될 때, 회전 프레임(155)은 메인 구동 및 추적자 기어들(155)(156)에 의해 회전된다. 따라서, 회전 프레임(155) 용으로 구비된 지지판(159)의 세팅 구멍(160)내에 세팅된 제품(w)은 회전 프레임(155)의 회전과 동시성을 가지고 회전된다.

상기 구조는 전술된 바와 같이 형성된다. 제품(w)은 하부 그라인딩 휠(B)에 세팅된 후, 제2 모터(121)가 회전되어 상부 하우징(115)은 하향으로 빠르게 이동된다. 상부 그라인딩 휠(U)이 제품(w)의 표면에 접근한 때, 조립형 모터인 제1 및 제7 모터(117)(148)는 상부 및 하부 스핀들(109)(110)을 회전하기 위해 회전된다. 따라서, 상부 하우징(115)의 하향 이동 속도는 상당히 감속되어 적절한 연마 작업이 행해진다.

지금 까지의 동작에 의해서, 상부 하우징(115)이 상부 가이드(114)와 결합이 떨어지고 있는 상태에서 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링(119a)(119b)에 의해 회전 가능하게 지지되기 때문에, 서브 마이크론 단위로 정밀하게 제품을 연마할 수 있다.

그러나, 좀 더 정밀하게 제품을 연마할 필요가 있을 경우에는, 제1 공급 수단(116)의 제2 모터(121)의 회전이 중지된다. 또한, 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(129a)(129b)의 하부 유체 정역학적 쓰러스트 베어링(129)의 플랜지(128)에 인가된 배압은 상당히 감소된다. 따라서, 상부 그라인딩 휠(U)은 서브 마이크론 단위로 하향으로 이동된다. 전술된 하향 이동의 결과로서, 상당히 정밀한 마무리가 행해진다.

제2 하부 공급 수단이 하부 그라인딩 휠 구동 유니트(108)에 대하여 구비된 구조는 제2 상부 공급 수단(118)과 유사한 형상(도시되지 않음)으로 배열된다. 그러나, 상기 구조는 뒤집힌다. 이 경우에 있어서, 제품(w)은 제품 지지 유니트(113)에 세팅된 후, 상부 그라인딩 휠(U)은 상부 그라인딩 휠 구동 유니트(107)의 제1 공급 수단(116)에 의해 하향으로 이동된다. 따라서, 제품(w)은 상부 및 하부 그라인딩 휠(U)(B) 사이에 파지된 후, 상부 및 하부 그라인딩 휠(U)(L)과 제품(W)이 회전된다. 하부 그라인딩 휠(L)은 제1 하부 공급 수단(144)에 의해 천천히 상향으로 이동되고 따라서 연마는 정밀하게 수행된다. 다음에, 만일 필요하다면, 제2 하부 공급 수단은 정밀한 연마 작업이 수행될 수 있도록 동작된다. 따라서, 소정의 상태를 실현하기 위하여 마무리 또는 정밀한 연마 작업이 수행된다.

제1 및 제2 공급 수단(116)(118)(144)이 상부 및 하부 그라인딩 휠 구동 유니트(107)(108)에 대하여 구비된 때, 제품(W)의 2 측면은 상부 및 하부 공급 수단에 의해 동시에 그리고 정밀하게 마무리 될 수 있다.

본 발명에 따른 제2 실시예의 전술된 설명에 있어서, 더블 헤드 연마기가 설명되었다. 그러나, 말할 필요도 없이, 상기 실시예는 단일 헤드 연마기에도 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 연마기는 : 회전 가능한 제1 스핀들과 상기 제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 하우징을 포함하며, 수직 방향으로 똑바로 선 제1 그라인딩 휠 구동 유니트; 상기 제1 스핀들의 단부에 파지된 제1 그라인딩 휠; 회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구를 가지고 있으며, 상기 하우징을 수직한 방향으로 이동시키기 위한 제1 공급 수단; 및 상기 하우징을 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링으로 구성되며, 연마기의 강도를 증가시키고 제품을 서브 마이크론 단위로 정밀하게 연마할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 연마기는 제품을 연마하기 위해 정밀한 공급 수단을 수행할 수 있는 제2 공급 수단과 빠른 공급 동작을 수행할 수 있는 제1 공급 수단 사이에서 절환이 행해지는 구조를 가지고 있다. 빠른 공급에 정닥한 공급 수단, 거친 가공을 위한 공급 및 정밀한 마무리를 위한 공급이 선택될 수 있기 때문에, 제품은 가장 짧은 가공 시간으로 매우 정밀하게 마무리 작업이 행해질 수 있다.

본 발명에 따른 연마기는 스핀들을 지지하는 유체 정역학적 쓰러스트 베어링들을 가지고 있는 제2 공급 수단으로 구성된다. 유체 정역학적 쓰러스트 베어링의 배압은 스핀들이 수직으로 이동될 수 있도록 변화된다. 그러므로, 스핀들은 수직 방향으로 부드럽고 정밀하게 이동될 수 있다. 결과적으로, 상당히 정밀한 가공이 행해질 수 있다.

본 발명에 따른 연마기는 상부 및 하부 스핀들, 상부 및 하부 스핀들을 회전시키기 위한 모터들과 제1 및 제2 공급 수단들의 모든 축선들은 서로 일직선으로 배치되도록 만들어 진다. 그러므로, 기계적으로 그리고 열적으로 강도가 있는 구조가 실현될 수 있다. 또한, 요구되는 공급량은 제1 및 제2 공급 수단에 의해 정밀하게 실현될 수 있다. 결과적으로, 제품은 요구되는 두께를 가지도록 마무리 될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 연마 방법에 있어서는, 미세한 양 만큼 그라인딩 휠을 공급함으로써 제품을 정밀하게 연삭할 수 있다.

이상과 같이 바람직한 실시예에 대하여 설명되었지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 변화 및 변경이 본 발명에서 일탈함이 없이 만들어 질 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 당업자에게 명백하고, 본 발명의 정신 및 범위 내에서 이와 같은 변화 및 변경이 첨부된 특허청구범위의 범위내에 미칠 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 회전 가능한 제1 스핀들(109)과 상기 제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 하우징(115)을 포함하고 있고, 수직 방향으로 바로 세워진 제1 그라인딩 휠 구동 유니트(107)와;

상기 제1 스핀들의 단부에 파지된 제1 그라인딩 휠(U)과;

회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구(121 - 126)를 가지고 있으며, 수직 방향으로 상기 제1 하우징을 이동시키기 위한 제1 공급 수단(116)과;

상기 제1 하우징을 이동 가능하게 지지하기 위한 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링(119)으로 구성되는 연마기를 사용함으로써, 예컨데 반도체 웨이퍼와 같은 단단한 재료를 연마하기 위해 소정의 연마 위치로 그라인딩 휠을 정확하게 공급하고 이동시킬 수 있으며, 충분한 강도를 나타내고 정확한 연마 동작을 수행할 수 있고, 정확하게 제품의 양면을 연마하고 평행하게 하기 위하여 그라인딩 휠의 높이 (수평 경사)를 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 더블 헤드 연마기의 제1 실시예의 필수 부분을 도시하는 단면도.

도 2는 그라인딩 휠 공급 유니트의 압력 조정기를 도시하는 확대 단면도.

도 3은 도 2에 도시된 유니트의 작동 상태를 도시하는 단면도.

도 4는 하부 그라인딩 휠의 높이를 조정하기 위한 장치의 필수 부분을 도시하는 사시도

도 5는 높이 조정 장치의 압력 조정기를 도시하는 확대 단면도.

도 6은 도 5에 도시된 VI-VI 선을 따라 취한 단면도.

도 7은 도 6에 도시된 유니트의 작동 상태를 도시하는 단면도.

도 8은 그라인딩 휠 공급 유니트의 압력 조정기의 동작을 도시하는 그래프.

도 9는 압력 조정기에 의해 수행되는 그라인딩 휠에 대한 자리를 공급하기 위한 동작을 도시하는 그래프.

도 10은 하부 그라인딩 휠 홀더에 대한 압력 조정기에 대한 동작을 도시하는 그래프.

도 11은 그라인딩 휠 홀더를 공급하기 위한 압력 조정기의 동작을 도시하는 그래프.

도 12는 본 발명의 제2 실시예로서 더블 헤드 연마기로 도시하는 개략 정면도.

도 13은 더블 헤드 연마기를 도시하는 측면도.

도 14는 본 발명에 따른 더블 헤드 연마기의 상부 그라인딩 휠 구동 유니트를 도시하는 단면도.

도 15는 상부 그라인딩 휠 구동 유니트의 유체 정역학적 레이디얼 베어링을 도시하는 측면 단면도.

도 16은 하부 그라인딩 휠 구동 유니트를 도시하는 단면도.

도 17은 제품 지지 유니트를 도시하는 평면도.

도 18은 제품 지지 유니트의 필수 부분을 도시하는 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 하부 스핀들 헤드 12: 하부 스핀들

13: 하부 그라인딩 휠 14: 그라인딩 휠 홀더

15: 변경 모터 16: 풀리 17: 벨트

18: 풀리 19: 제품 홀더 20: 제품 파지 관통공

21: 제품 22: 상부 스핀들 헤드 23: 상부 스핀들

23a: 상부 스핀들의 플랜지부 24, 25: 유체 정역학적 레이디얼 베어링

24a, 25a: 공급 포트 26, 27: 유체 정역학적 쓰러스트 베어링

26a, 27a: 공급 포트 28: 상부 그라인딩 휠

29: 그라인딩 휠 홀더 30: 그라인딩 휠 변경 모터

31: 풀리 32: 벨트 33: 풀리

34: 그라인딩 휠 공급 모터 35: 볼 나사

36: 유체 정역학적 펌프 37, 39: 공급 파이프 통로

38: 압력 조정기 40: 압력 조정기의 하우징

41: 유체 유입 포트 42: 유체 유출 포트

43: 조정 막대 43a: 소경(small-diameter)부

43b: 대경부 44: 초킹(choking) 통로 45: 조정 모터

46: 볼 나사 47: 베어링 부재 48: 커플링

49: 너트 50: 이음판 51: 엔코더

52: 커버 53: 높이 조정 유니트 54: 압력 조정기

55: 하우징 56: 유입 포트 57: 유출 포트

58: 조정 막대 59: 유체 통로 60: 초킹 포트

61: 조정 모터 62: 브래키트 63: 커플링

64: 엔코더 90: 상부 가공 모터 91: 하부 가공 모터

101: 프레임 102: 베드 103: 테이블

104, 105: 상판 107--상부 그라인딩 휠 구동 유니트

108: 하부 그라인딩 구동 유니트 109: 상부 스핀들

110: 하부 스핀들 111: 상부 그라인딩 휠 홀더

112: 하부 그라인딩 휠 홀더 113: 제품 지지 유니트

114: 원통형 상부 가이드 115:원통형 상부 하우징

116: 제1 공급 수단 117: 제1 모터

119a, 119b: 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링

121: 제2 모터 123: 제1 볼 나사 124: 커플링

126: 제1 너트 부분 127: 제2 유체 정역학적 레이디얼 베어링

128: 플랜지 129a, 129b: 유체 정역학적 쓰러스트 베어링

130: 유체 펌프 131a, 131b: 압력 조정기 132: 제3 모터

133: 제4 모터 135: 암 137: 새들

138: 하부 가이드 139: 하부 하우징 140: 제5 모터

141: 제2 볼 나사 142: 제2 너트 부분

143a, 143b: 제3 유체 정역학적 레이디얼 베어링

144: 제1 하부 공급 수단 145: 제3 너트 부분

146: 제6 모터 149: 고정 테이블 150: 수평 가이드

151: 미끄럼 테이블 152: 제8 모터 153: 제4 볼 나사

154: 가이드 롤러 155: 회전 프레임 156: 추적자 기어

157: 제9 모터 158: 메인 구동 기어 159: 상판

160: 세팅 구멍 161: 결합 부분 300: 하부 제2 공급 수단

300a, 300b: 유체 정역학적 쓰러스트 베어링

400a, 400b: 압력 조정기 500: 유체 펌프

600a, 600b: 유체 정역학적 레이디얼 베어링 700: 플랜지

Claims (11)

1. 회전 가능한 제1 스핀들(109)과 상기 제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 하우징(115)을 포함하고 있고, 수직 방향으로 바로 세워진 제1 그라인딩 휠 구동 유니트(107);

   상기 제1 스핀들의 단부에 고정된 제1 그라인딩 휠(U);

   회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구(121 - 126)을 가지고 있으며, 수직 방향으로 상기 제1 하우징을 이동시키기 위한 제1 공급 수단(116);

   상기 제1 하우징을 이동 가능하게 지지하기 위한 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링(119)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연마기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 공급 수단이 모터, 서로 연결된 볼 나사 및 너트 부분으로 구성되며, 상기 볼 나사가 상기 제1 하우징과 동축선상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 연마기.
3. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 그라인딩 휠 유니트가;

   상기 제1 스핀들을 직접적으로 그리고 회전 가능하게 지지하기 위한 상기 제1 하우징내에 구비된 제2 유체 정역학적 레이디얼 베어링(127); 및

   상기 제1 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 쓰러스트 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 상기 제1 유체 정역학적 쓰러스트 베어링에서 유체의 압력을 조정할 수 있는 제1 압력 조정 기구를 가지고 있으며, 수직 방향으로 상기 제1 스핀들을 이동시키기 위한 제1 보조 공급 수단으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연마기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1 유체 정역학적 레이디얼 베어링(119)은 수직 방향으로 서로 이격된 다수의 유체 정역학적 레이디얼 부분(119a)(119b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마기.
6. 제1항에 있어서,

   연마기가 또한;

   제2 스핀들(110)을 회전 가능하게 지지하기 위한 제2 하우징(139)과 회전 가능한 제2 스핀들(110)을 가지는 동시에, 수직 방향으로 바로 세워지고 상기 제1 그라인딩 휠 구동 유니트에 대향하여 배치된 제2 그라인딩 휠 구동 유니트(108);

   상기 제2 그라인딩 휠이 상기 제1 그라인딩 휠에 대향하고 그것과 실질적으로 평행하게 파지되는 상태로 상기 제2 스핀들의 단부에 파지된 제2 그라인딩 휠(L);

   회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위한 기구(145 - 147)을 가지고 있으며, 수직 방향으로 상기 제2 하우징을 이동시키기 위한 제2 공급 수단(144); 및

   상기 제2 하우징을 이동 가능하게 지지하기 위한 제3 유체 정역학적 레이디얼 베어링(143); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제2 공급 수단(144)이 서로 연결된 모터(146), 볼 나사(146) 및 너트 부분(145)을 가지고 있으며, 상기 제2 하우징이 상기 볼 나사와 동축선상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 연마기.
8. 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2 하우징이;

   상기 제2 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제4 유체 정역학적 레이디얼 베어링; 및

   상기 제2 스핀들을 회전 가능하게 지지하기 위한 제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마기.
9. 제8항에 있어서,

   연마기가 또한 : 상기 제2 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 상기 제2 유체 정역학적 쓰러스트 베어링에서 유체의 압력을 조정할 수 있는 제2 압력 조정 기구를 가지고 있으며, 수직 방향으로 상기 제2 스핀들을 이동시키기 위한 제2 보조 공급 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연마기.
10. 제6항에 있어서,

    상기 제3 유체 정역학적 레이디얼 베어링(143)이 수직으로 서로 이격된 다수의 유체 정역학적 레이디얼 베어링 부분(143a)(143b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마기.
11. 하우징이 유체 정역학적 레이디얼 베어링에 의해 파지되고 있는 상태에서 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 하우징을 수직 방향으로 공급하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 연마 방법.