KR101592578B1

KR101592578B1 - 워크 장착 장치

Info

Publication number: KR101592578B1
Application number: KR1020090059865A
Authority: KR
Inventors: 하루유키 히라야마; 히로히사 야마다; 요시노리 나카니시; 도모히로 오카모토
Original assignee: 고요 기카이 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2016-02-05
Also published as: RU2009125305A; KR20100004063A; RU2521775C2; JP2010012539A; US20100003907A1; US8403731B2; JP4783404B2

Abstract

본 발명은, 미세 각도의 조정을 고정밀도로 용이하게 할 수 있고, 조정 후의 장치 전체의 강성을 충분히 확보할 수 있으며, 조작성, 정밀도 및 강성이 우수한 경사각 조정 장치 및 워크 장착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

워크 장착면을 갖는 워크 장착체와, 이 워크 장착체를 회전 가능하게 지지하는 회전체를 구비하고, 이 회전체는 그 축심에 대하여 경사진 경사각 조정면을 가지며, 워크 장착체는 워크 장착면의 반대측에, 워크 장착면에 대하여 경사지고 회전체의 경사각 조정면에 면접촉하는 경사각 조정면을 가지며, 회전체의 축심 상의 구면 중심 둘레에서 양 경사각 조정면을 따라 워크 장착체와 회전체를 회전 조정 가능하게 결합하는 구면 결합 수단을 설치하고, 양 경사각 조정면을 따라 구면 중심 둘레에서 회전체와 워크 장착체를 상대 회전시켜 워크 장착면의 경사각을 조정한다.

Description

워크 장착 장치{WORKPIECE ATTACHING DEVICE}

본 발명은, 워크 장착 장치에 관한 것이다.

종형(縱型) 평면 연삭기에 있어서는, 회전 테이블 위의 워크 장착면에 워크를 장착하고, 회전 테이블을 회전시키면서, 종축심 둘레로 회전하는 연삭 숫돌에 의해 워크의 상면을 평면 연삭한다. 이러한 종형 평면 연삭기에 의해 수정 웨이퍼, 사파이어 웨이퍼 등의 결정 재료를 평면 연삭하는 경우에는, 그 결정 방위에 맞춰 연삭해야 한다.

따라서 연삭 숫돌을 지지하는 숫돌축과 평행한 종축심 둘레로 회전하는 회전 테이블 상에, 상면에 워크 장착면을 갖는 워크 장착부를 수평 축심 둘레에서 각도 조정 가능하게 구비하는 워크 장착 장치를 이용하고, 회전 테이블에 대한 워크 장착부의 각도를 조정하여 워크 장착면의 경사각을 워크의 결정 방위에 맞추고, 그 상태로 워크를 회전시키면서 연삭하는 방법을 채용하고 있다.

이러한 종류의 워크 장착 장치에 있어서는, 워크 장착부의 경사각을 조정하는 경사각 조정 방식으로, 종래, 시소 방식, 기어 구동 방식 등이 제안되어 있다.

시소 방식에 있어서는, 연삭 숫돌의 숫돌면과 대략 평행한 연삭 기준면을 갖는 회전 테이블과, 상면에 워크 장착면을 갖는 워크 장착부 사이에서, 직경 방향의 일단측에 피봇부를 배치하고, 타단측에 높이 조정 나사 기구를 각각 배치하며, 높이 조정 나사 기구를 상하 방향으로 조작하여 워크 장착부의 경사각을 피봇부의 수평 축심 둘레로 조정하도록 하고 있다(특허문헌 1).

또한 기어 구동 방식에 있어서는, 워크 장착부를 직경 방향의 수평축에 의해 회전 테이블 상에 회동 가능하게 피봇하고, 이 워크 장착부를 웜기어 기구를 통해 수평축 둘레로 구동하는 서보모터를 회전 테이블 위에 설치하며, 서보모터의 정역구동에 의해 워크 장착부의 경사각을 수평축 둘레로 조정하도록 하고 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평10-15795호 공보

종래의 조정 방식은, 시소 방식과 기어 구동 방식 중 어느 경우에도, 워크 장착부를 수평 축심 둘레로 직접 요동시키거나 회동시켜 경사각을 조정하기 때문에, 미세 각도의 조정이 곤란하다.

또한 시소 방식의 경우에는, 피봇부와 높이 조정 나사 기구를 통해 회전 테이블 상에 워크 장착부를 지지하기 때문에, 워크 장착 장치 전체의 강성의 확보가 곤란하고, 워크를 고정밀도로 연삭할 수 없다고 하는 문제가 있다.

기어 구동 방식의 경우에도, 수평축과 웜기어 기구를 통해 워크 장착부를 회전 테이블에 의해 지지하고, 웜기어 기구에 일정한 백래쉬가 있기 때문에, 시소 방식과 마찬가지로 워크 장착 장치 전체의 강성의 확보가 곤란하며, 또한 종축심 둘레로 회전하는 회전 테이블 상에 웜기어 기구, 서보모터가 있기 때문에, 워크 장착 장치 전체가 대형화한다고 하는 결점도 있다.

본 발명은, 이러한 종래의 문제점을 감안하여, 미세 각도의 조정을 고정밀도로 용이하게 할 수 있고, 조정 후의 장치 전체의 강성을 충분히 확보하는 것이 가능하며, 조작성, 정밀도 및 강성이 우수한 경사각 조정 장치 및 워크 장착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 지지체와, 이 지지체에 결합된 가동체를 포함하고, 상기 지지체와 반대측의 상기 가동체의 조정 대상부의 경사각을 조정 가능하게 한 경사각 조정 장치에 있어서, 상기 지지체는 비스듬히 경사진 경사각 조정면을 포함하며, 상기 가동체는 상기 지지체의 상기 경사각 조정면에 면접촉하는 경사각 조정면과, 상기 상기 경사각 조정면과 평행하지 않은 상기 조정 대상부를 포함하고, 상기 경사각 조정면을 따라 상기 지지체와 상기 가동체를 회전 조정 가능하게 결합하는 결합 수단을 포함하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 양태는, 워크 장착면을 갖는 워크 장착체와, 이 워크 장착체를 회전 가능하게 지지하는 회전체를 포함하고, 상기 워크 장착면의 경사각을 조정하도록 한 워크 장착 장치에 있어서, 상기 회전체는 그 축심에 대하여 경사진 경사각 조정면을 포함하며, 상기 워크 장착체는 상기 워크 장착면의 반대측에, 상기 워크 장착면에 대하여 경사지고 상기 회전체의 상기 경사각 조정면에 면접촉하는 경사각 조정면을 포함하고, 상기 회전체의 축심 상의 구면 중심 둘레에서 상기 양 경사각 조정면을 따라 상기 워크 장착체와 상기 회전체를 회전 조정 가능하게 결합하는 구면 결합 수단을 포함하는 것이다.

상기 워크 장착체는 상기 워크 장착면과 상기 경사각 조정면을 포함하는 회전 테이블이어도 좋다. 상기 워크 장착체는 상기 워크 장착면을 갖는 회전 테이블과, 이 회전 테이블과 상기 회전체 사이에 상대 회전 가능하게 개재된 경사각 조정체를 포함하고, 상기 경사각 조정체에 상기 경사각 조정면이 설치되며, 상기 경사각 조정체와 상기 회전 테이블의 대향측에, 면접촉하는 위상각 조정면이 상기 워크 장착면과 대략 평행하게 설치되며, 상기 경사각 조정체와 상기 회전 테이블 중 어느 한쪽에, 상기 위상각 조정면에 대하여 다른 한쪽으로 대략 수직으로 돌출하며 이 다른 한쪽을 상대 회전 가능하게 지지하는 위상각 조정축을 설치할 수도 있다.

상기 회전체와 상기 경사각 조정면의 각도와, 상기 워크 장착체의 상기 워크 장착면과 상기 경사각 조정면이 이루는 각이 대략 동일할 수도 있다. 상기 워크 장착체를 베어링을 통해 내주측으로부터 회전 가능하게 지지하는 통형의 고정축과, 상기 워크 장착체의 대략 중심측으로부터 상기 고정축 내로 돌출하는 돌출축을 포함하고, 상기 돌출축과 상기 고정축 사이에 상기 구면 결합 수단을 포함할 수도 있다.

상기 구면 결합 수단은, 상기 고정축과 상기 돌출축 사이에 개재되고 상기 돌출축에 대하여 축심 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 둘레에 끼워진 구면 와셔부와, 상기 돌출축의 둘레에 끼워지고 상기 워크 장착체를 상기 회전체측으로 축심 방향으로 압박하는 압박 수단과, 상기 구면 와셔부와 상기 압박 수단 사이에 개재된 스러스트 베어링을 포함할 수도 있다.

상기 회전체와 상기 워크 장착체의 결합을 유체압에 의해 해제하는 해제 수단과, 상기 워크 장착체에 장착 분리 가능하게 결합하여 이 워크 장착체의 회전을 규제하는 규제 수단과, 상기 회전체를 회전 구동하는 구동 수단을 포함할 수도 있다. 상기 회전체와 상기 경사각 조정체의 결합을 유체압에 의해 해제하는 제1 해제 수단과, 상기 경사각 조정체와 상기 회전 테이블의 결합을 유체압에 의해 해제하는 제2 해제 수단과, 상기 경사각 조정체에 장착 분리 가능하게 결합하여 이 경사각 조정체의 회전을 규제하는 제1 규제 수단과, 상기 회전 테이블에 장착 분리 가능하게 결합하여 이 회전 테이블의 회전을 규제하는 제2 규제 수단과, 상기 회전체를 회전 구동하는 구동 수단을 포함할 수도 있다.

상기 회전체는 상기 회전 테이블의 상기 워크 장착면에 장착된 워크를 평면 연삭하는 연삭 숫돌의 숫돌축과 대략 평행한 축심 둘레로 회전하고, 이 회전체와 상기 경사각 조정체의 대향면에 형성된 상기 각 경사각 조정면은 상기 축심에 대하여 경사지며, 상기 회전 테이블과 상기 경사각 조정체의 대향면에 형성된 상기 각 위상각 조정면은 상기 워크 장착면과 대략 평행일 수도 있다. 상기 회전체 상에는, 이 회전체를 상측으로부터 덮는 상기 워크 장착체가 설치되고, 상기 베어링의 하측에서 상기 회전체와 상기 고정축 사이를 밀봉하는 밀봉체가 설치되는 경우도 있다.

본 발명에 의하면, 미세 각도의 조정을 고정밀도로 용이하게 할 수 있고, 조정 후의 장치 전체의 강성을 충분히 확보하는 것이 가능하며, 조작성, 정밀도 및 강성이 우수하다고 하는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 각 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1∼도 11은 수정 웨이퍼 등의 결정 재료의 결정 방위를 수정 가공할 때에 사용하는 종형 평면 연삭기, 특히 경사각 조정식의 워크 장착 장치에 적용한 본 발명의 제1 실시예를 예시한다.

이 종형 평면 연삭기는, 도 1∼도 3에 도시하는 바와 같이 숫돌축(1)의 하단에 장착된 연삭 숫돌(2)과, 연삭 숫돌(2)의 아래쪽에 배치되고 연삭 숫돌(2)의 직경 방향인 좌우 방향으로 왕복 이동 가능한 워크 장착 장치(3)를 구비하고, 워크 장착 장치(3)의 워크 장착면(4) 위에 장착된 워크(결정 재료)(W)를, 그 결정 방위에 맞춘 경사각으로 연삭 숫돌(2)에 의해 평면 연삭(인피드 연삭; in-feed grind)하도록 되어 있다.

연삭 숫돌(2)은 하단측에 대략 수평인 연삭 숫돌면(2a)를 가지며, 도시 생략한 승강용 구동 수단 및 회전용 구동 수단의 구동에 의해 숫돌축(1)을 통해 그 종축심 방향으로 승강하고, 또한 종축심 둘레로 회전하도록 되어 있다. 워크 장착 장치(3)는 워크(W)의 결정 방위에 맞춰 워크 장착면(4)의 경사각과 그 경사 방향의 위상각을 조정 가능하고, 또한 도시 생략한 이동용 구동 수단의 구동에 의해 연삭 숫돌(2)의 하측의 연삭 위치와 연삭 숫돌(2)의 외측의 워크 착탈 위치 사이에서 왕복 이동하도록 되어 있다.

워크 장착 장치(3)는, 도 1∼도 3에 도시하는 바와 같이, 연삭 위치와 워크 착탈 위치 사이에서 이동 가능한 가동대(5)와, 가동대(5) 상에 숫돌축(1)과 대략 평행하게 세워 설치된 종방향의 고정축(6)과, 이 고정축(6)의 외주에 종축심 둘레에서 회전 가능하게 둘레에 끼워진 회전체(지지체)(7)와, 이 회전체(7) 상에 경사각 조정면(8, 9)을 통해 상대 회전 가능하게 배치된 경사각 조정체(10)와, 이 경사각 조정체(10) 상에 위상각 조정면(11, 12)를 통해 상대 회전 가능하게 배치된 회전 테이블(13)과, 회전체(7)와 경사각 조정체(10) 및, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)을 회전체(7)의 축심 상의 구면 중심(38) 둘레로 경사각 조정면(8, 9) 및 위상각 조정면(11, 12)을 따라 각각 회전 조정 가능하게 결합하는 구면 결합 수단(14)과, 회전체(7)와 경사각 조정체(10)의 결합을 유체압에 의해 해제하는 경사 각 조정용의 제1 해제 수단(15)과, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)의 결합을 유체압에 의해 해제하는 위상각 조정용의 제2 해제 수단(16)과, 회전체(7)를 고정축(6) 둘레로 회전 구동하는 회전 구동 수단(17)과, 회전체(7)의 원점 위치를 검출하는 제1 검출 수단(18)과, 경사각 조정체(10)의 원점 위치를 검출하는 제2 검출 수단(19)과, 회전 테이블(13)의 원점 위치를 검출하는 제3 검출 수단(20)과, 경사각 조정체(10)에 장착 분리 가능하게 결합하여 경사각 조정체(10)의 회전을 규제하는 경사각 조정용의 제1 규제 수단(21)과, 회전 테이블(13)에 장착 분리 가능하게 결합하여 회전 테이블(13)의 회전을 규제하는 위상각 조정용의 제2 규제 수단(22)을 구비하고 있다. 또한, 이 실시예에서는, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)에 의해, 워크 장착면(4)을 갖는 워크 장착체(가동체)(24)가 구성되어 있다.

고정축(6)은 원통형으로서, 회전체(7) 내에 대략 동심형으로 배치되고, 그 하단측의 플랜지부(23)가 가동대(5) 위에 볼트 등에 의해 고정되어 있다. 이 고정축(6)의 외주에는 하부측의 단부(25)와 상단측의 고정 너트(26) 사이에 베어링(27)이 둘레에 끼워지고, 이 베어링(27)을 통해 회전체(7)가 고정축(6)에 의해 내주측으로부터 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 베어링(27)은 1개 또는 복수개, 예컨대 상하 방향으로 2개 배치되고, 앵귤러 볼베어링 등이 이용되고 있다.

회전체(7)는 환형 또는 통형으로서, 그 상면측에 경사각 조정면(8)이 대략 동심형으로 설치되고, 또한 하단에 베어링 캡 겸용의 환형의 밀봉체(29)가 볼트 등에 의해 대략 동심형으로 고정되어 있다. 경사각 조정면(8)은 도 1 및 도 4에 도시하는 바와 같이 고정축(6)[즉 회전체(7)]의 축심 X와 대략 수직인 수평면 H에 대하 여 각도 α(축심 X에 대해서는 각도 90-α)로 비스듬히 경사져 있다. 밀봉체(29)는 고정축(6)의 외주에 둘레 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 둘레에 끼워지고, 베어링(27)의 하측에서 회전체(7)와 고정축(6) 사이를 밀봉하고 있다. 또한, 밀봉체(29)는 고정축(6)의 외주에 고정되고, 회전체(7)의 내주에 미끄럼 이동 가능하게 내부 끼워지는 형태로 끼워져도 좋다.

회전체(7)는 그 측방에서 가동대(5) 상에 고정된 회전 구동 수단(17)에 의해 전동 기구(31)를 통해 정역 회전 가능하게 구동된다. 회전 구동 수단(17)은 서보모터 등의 구동 모터(30)에 의해 구성되고, 그 구동 모터(30)는 부착대(32)를 통해 가동대(5) 상에 고정되어 있다. 전동 기구(31)는 구동 모터(30)측의 구동 풀리(33)와, 회전체(7)의 외주에 대략 동심형으로 고정된 종동 풀리(34)와, 이들 풀리(33, 34) 사이에서 걸려 있는 타이밍벨트 등의 전동 벨트(35)를 포함하는 권취 전동 기구(winding transmission mechanism)에 의해 구성되어 있다. 또한 전동 기구(31)는 기어 전동 기구와, 다른 권취 전동 기구를 이용하여도 좋다.

경사각 조정체(10)는 편평한 환형이다. 이 경사각 조정체(10)의 하면에는 경사각 조정면(9)이 대략 동심형으로 설치되고, 또한 상면에는 위상각 조정면(11)과, 이 위상각 조정면(11)의 내주측으로부터 상측으로 돌출하는 통형의 위상각 조정축(37)이 대략 동심형으로 설치되어 있다. 경사각 조정면(9)은 회전체(7)의 경사각 조정면(8) 상에 둘레 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 면접촉하고 있다. 위상각 조정면(11)은 도 4에 도시하는 바와 같이 워크 장착면(4)과 대략 평행이고, 이 위상각 조정면(11)[즉 워크 장착면(4)]과 경사각 조정면(9)이 이루는 각은, 회전체(7) 의 경사각 조정면(8)의 경사 각도 α와 대략 동일하다. 위상각 조정축(37)은 도 4에 도시하는 바와 같이 위상각 조정면(11)에 대하여 대략 수직으로 회전 테이블(13)측으로 돌출되어 있다.

또한, 경사각 조정체(10)의 상단은 고정축(6)의 상단보다 약간 높은 정도이지만, 고정축(6)의 상단과 대략 같은 정도, 또는 약간 낮은 정도라도 좋다. 또한, 회전체(7)의 상단 내주측에는, 경사각의 조정시에 경사각 조정체(10)가 경사각 조정면(8, 9)을 따라 구면 결합 수단(14)의 구면 중심(38) 둘레로 회전체에 대하여 회전 운동하기 때문에, 경사각 조정체(10)의 내주와의 사이에 소정의 유극(游隙)을 두고 장착벽(36)이 설치되어 있다.

각 경사각 조정면(8, 9)의 경사각과, 위상각 조정면(11)과 경사각 조정면(9)이 이루는 각은, 예컨대 회전 테이블(13) 상의 워크 장착면(4)의 경사각 θ를 수평(경사 각도 0도)으로부터 최대 경사 각도(예컨대 경사 각도 0.6도)의 범위에서 무단계로 조정하는 경우에는, 그 최대 경사 각도의 1/2(예컨대 0.3도) 또는 최대 경사 각도의 1/2 이상으로 하면 좋다. 또한 최대 경사 각도의 1/2 이상으로 하는 경우에는, 1/2에 가까울수록 분해능이 좋아진다.

회전 테이블(13)은 경사각 조정체(10) 및 그 내주측의 고정축(6) 등을 포함하는 내부 기구를 상측으로부터 덮는 정도의 원판형이다. 이 회전 테이블(13)의 하면에는 내주 구멍(13a)과, 이 내주 구멍(13a)의 외측에 배치된 위상각 조정면(12)과, 내주 구멍(13a)의 내측의 중심부에 배치된 돌출축(42)이 대략 동심형으로 설치되어 있다.

내주 구멍(13a)은 도 4에 도시하는 바와 같이 위상각 조정축(37)과 대략 평행하고, 이 내주 구멍(13a)에 위상각 조정축(37)이 미끄럼 이동 가능하게 끼워 맞춰진다. 위상각 조정면(12)은 도 4에 도시하는 바와 같이 워크 장착면(4)과 대략 평행하고 위상각 조정축(37)에 대하여 대략 수직하며, 경사각 조정체(10)의 위상각 조정면(11)에 미끄럼 이동 가능하게 면접촉되어 있다. 따라서, 회전 테이블(13)은 위상각 조정면(12)이 경사각 조정체(10)의 위상각 조정면(11)에 면접촉하고, 그 위상각 조정면(11, 12)을 따라 위상각 조정축(37) 둘레로 상대 회전 가능하다.

돌출축(42)은 도 4에 도시하는 바와 같이 위상각 조정축(37)과 대략 평행하고, 회전 테이블(13)의 축심 상에서 고정축(6) 내로 축심 방향을 따라 아래쪽으로 돌출되어 있다. 또한, 위상각 조정축(37)을 회전 테이블(13)의 하면에 설치하고, 내주 구멍(13a)을 경사각 조정체(10)에 설치할 수도 있다.

회전 테이블(13) 상에는 워크 장착부(39)가 대략 동심형으로 설치되어 있다. 워크 장착부(39)는 그 상면에 위상각 조정면(11, 12)과 평행한 워크 장착면(4)을 가지며, 이 워크 장착면(4)에 워크(W)를 착탈 가능하게 장착할 수 있게 되어 있다. 워크 장착부(39)는 워크 장착면(4) 상의 워크(W)를 흡착하는 흡착식으로서, 세라믹스 재료 등과 같이 내마모성을 갖는 다공질재에 의해 구성되고, 외주의 지지링(41)을 통해 회전 테이블(13) 상에 착탈 가능하게 고정되며, 도시 생략한 진공 펌프 등의 부압원의 진공 흡인에 의해 워크(W)를 흡착하도록 되어 있다.

워크 장착부(39)는 워크 장착면(4)측에 위치 결정부(40)를 가지며, 이 위치 결정부(40)에 워크(W)의 기준부(W1)를 맞추어 워크 장착면(4) 상에 워크(W)를 장착 하도록 되어 있다. 워크 장착면(4)은 경사각 조정체(10)의 경사각 조정면(9)과 반대측에 있는 조정 대상부를 구성하는 것으로, 회전체(7)와, 경사각 조정체(10)의 경사각 조정면(8, 9)에 대하여 평행하지 않다. 또한, 워크 장착면(4)은 적어도 회전체(7)의 경사각 조정면(8)에 대하여 평행하지 않아도 좋다. 또한 워크 장착부(39)는 가공 대상으로 하는 워크(W)에 따라서 적절하게 변경 가능하고, 흡착식 이외의 것이어도 좋다.

돌출축(42)은 고정축(6)의 하부측에 이르는 길이를 가지며, 이 돌출축(42)과 고정축(6) 사이에 구면 결합 수단(14)이 설치되고, 또한 구면 결합 수단(14)의 하측 외주에 회전 조인트(43)가 상대 회전 가능하게 둘레에 끼워져 있다. 또한, 돌출축(42)이 반드시 워크 장착면(4)과 위상각 조정면(12)에 대하여 수직일 필요는 없고, 약간 경사지게 설치하여도 좋다.

구면 결합 수단(14)은 고정축(6)과 돌출축(42) 사이에 개재되고 돌출축(42)에 미끄럼 이동 가능하게 둘레에 끼워진 구면 와셔부(45)와, 돌출축(42)의 둘레에 끼워지는 회전체(7), 경사각 조정체(10) 및 회전 테이블(13)을 그 경사각 조정면(8, 9)과 위상각 조정면(11, 12)의 마찰력에 의해 회전 불가능하게 상호 결합하도록 회전 테이블(13)을 회전체(7)측에 축심 방향으로 압박하는 압박 수단(46)과, 구면 와셔부(45)와 압박 수단(46) 사이에 개재된 스러스트 베어링(47)을 구비하고 있다.

스러스트 베어링(47)은 돌출축(42)을 고정축(6)에 대하여 회전 가능하게 지지하는 것으로, 베어링 링(48, 49)을 상하로 구비한 스러스트 볼베어링 등으로 이 루어지고, 이 스러스트 베어링(47)의 상측에 구면 와셔부(45)가, 하측에 압박 수단(46)이 각각 배치되며, 이들이 고정축(6)의 상부 내주의 계단부(step section)(50)와, 돌출축(42)의 하부 외주에 나사 결합된 조정 너트(51) 사이에 개재되어 있다.

구면 와셔부(45)는 고정축(6)[즉 회전체(7)]의 축심과 위상각 조정축(37)[즉 돌출축(42)]의 축심의 교점에 구면 중심(38)을 가지며, 경사각의 조정시에 경사각 조정면(8, 9)을 따라 회전체(7)와 경사각 조정체(10)를, 위상각의 조정시에 위상각 조정면(11, 12)을 따라 회전체(7)를 포함하는 경사각 조정체(10)측과 회전 테이블(13)을 각각 구면 중심(38) 둘레로 상대 회전 가능하게 지지하고, 워크(W)의 연삭시에 회전체(7)에 일체적으로 결합된 경사각 조정체(10) 및 회전 테이블(13)을 고정축(6)의 축심 둘레로 회전 가능하게 지지하도록 되어 있다.

구면 와셔부(45)는 스러스트 베어링(47)의 베어링 링(48)의 상면에 일체로 형성된 구면 와셔(52)와, 구면 와셔(52)의 상측에 배치된 구면 수용 시트(53)를 구비하고, 구면 수용 시트(53)가 고정축(6)의 내주에서 계단부(50)에 의해 유지되어 있다. 또한 스러스트 베어링(47)과 구면 와셔부(45)는 별도로 설치될 수도 있다.

압박 수단(46)은 접시 스프링(46a)에 의해 구성되고, 그 압박력은 조정 너트(51)에 의해 조정 가능하다. 또한, 압박 수단(46)은 접시 스프링(46a) 이외의 탄성체, 예컨대 코일 스프링 등을 이용하여도 좋고, 또한 공기 실린더 등을 이용하여도 좋다.

제1 해제 수단(15)은 노즐(55)로부터 경사각 조정면(8, 9) 사이에 압축 공 기(압력 유체)를 분출하여 압박 수단(46)의 압박력에 대항하여 회전체(7)와 경사각 조정체(10)의 결합을 해제하도록 되어 있다. 또한 노즐(55)은 회전체(7)의 경사각 조정면(8)측에 둘레 방향으로 대략 등간격을 두고 복수개 설치되어 있고, 회전체(7), 밀봉체(29), 고정축(6), 플랜지부(23)에 걸쳐 형성된 통로(56)를 통해 도시 생략한 압축 공기 공급원(압력 유체 공급원)에 접속되어 있다.

제2 해제 수단(16)도 제1 해제 수단(15)과 마찬가지로 노즐(57)로부터 위상각 조정면(11, 12) 사이에 압축 공기(압력 유체)를 분출하여 압박 수단(46)에 대항하여 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)의 결합을 해제하도록 되어 있다. 또한 노즐(57)은 회전 테이블(13)의 위상각 조정면(12)측에 둘레 방향으로 대략 등간격을 두고 복수개 설치되어 있고, 회전 테이블(13) 및 돌출축(42)에 형성된 통로(58)와, 돌출축(42)의 하단부의 회전 조인트(43), 및 관로(59) 등을 통해 도시 생략한 압축 공기 공급원(압력 유체 공급원)에 접속되어 있다.

또한, 각 노즐(55, 57)의 개구단측에는, 미세한 깊이를 갖는 사각형 또는 원형상의 포켓(55a, 57a)이 형성되어 있고, 이 포켓(55a, 57a) 내에 노즐(55, 57)이 개구되어 있다. 이와 같이 각 노즐(55, 57)마다 포켓(55a, 57a)을 설치함으로써 부하 용량이 커지게 되고, 압축 공기를 공급할 때의 공기압을 낮게 할 수 있다. 또한 포켓(55a, 57a)을 설치하는 경우에는, 그 깊이를 가능한 한 얕게 함으로써 미세 진동을 방지하는 것이 가능하다. 물론, 포켓(55a, 57a)은 생략하여도 좋다.

회전 조인트(43)는 돌출축(42)의 외주에서 둘레 방향으로 상대 미끄럼 이동 가능하고, 플랜지부(23)측으로부터 돌출하는 1개 또는 복수개의 회전 방지 돌 기(60)에 의해 회전이 방지되고 있다. 회전 방지 돌기(60)는 회전 조인트(43)에 대하여 하측으로부터 결합되어 있고, 양자는 회전체(7)의 회전시 및 경사각의 조정시에 회전 조인트(43)가 돌출축(42)을 추종할 수 있도록 탄성재 등을 통해 상대 유동(遊動) 가능하게 되어 있다.

회전 테이블(13) 및 돌출축(42)에는 워크 장착부(39)의 하면측에 연통하는 통로(62)가 형성되고, 이 통로(62)는 돌출축(42)의 하단에 상대 회전 가능하게 접속된 관로(63) 등을 통해 도시 생략한 부압원에 접속되어 있다. 또한, 관로(59, 63)는 플랜지부(23)의 하면 등에 형성된 절결부를 경유하여 내주측으로부터 외부로 인출되어 있다.

제1 검출 수단(18), 제2 검출 수단(19), 제3 검출 수단(20), 제1 규제 수단(21) 및 제2 규제 수단(22)은, 회전체(7), 경사각 조정체(10) 및 회전 테이블(13) 등의 외주측에 둘레 방향으로 소정의 간격을 두고 방사형으로 배치되어 있다. 각 검출 수단(18∼20)은 회전체(7), 경사각 조정체(10) 및 회전 테이블(13)의 외주에 고정된 피검출체(65∼67)와, 이들 피검출체(65∼67)를 검출하는 검출 스위치(68∼70)를 구비하고, 검출 스위치(68∼70)는 지지 부재(71∼73)를 통해 가동대(5) 상에 부착되어 있다. 또한, 검출 스위치(68∼70)는 비접촉식의 근접 스위치 등이 이용되고 있지만, 접촉식이어도 좋다. 또한 구동 모터(30)로서 서보모터를 사용한 경우에는, 그 제어 장치측에 회전체(7), 경사각 조정체(10) 및 회전 테이블(13)의 좌표 위치를 기억시킬 수 있기 때문에, 검출 수단(18∼20)은 생략할 수도 있다.

각 규제 수단(21, 22)은 경사각 조정체(10) 및 회전 테이블(13)의 외주에 고정된 결합부(75, 76)와, 이 결합부(75, 76)에 장착 분리 가능하게 결합하는 결합 공구(77, 78)와, 이 결합 공구(77, 78)를 결합부(75, 76)에 대하여 장착 분리 방향으로 전진 후퇴 구동하는 결합 구동 수단(79, 80)을 구비하고, 결합 구동 수단(79, 80)은 지지 부재(81, 82)를 통해 가동대(5)에 고정되어 있다.

결합부(75, 76)는 직경 방향의 바깥쪽으로 돌출하고, 그 선단이 구면 형상으로 형성되어 있다. 결합 구동 수단(79, 80)은 공기 실린더 등에 의해 구성되고, 그 로드가 지지 부재(81, 82)를 관통하여 직경 방향으로 전진 후퇴 가능하게 설치되어 있다. 결합 공구(77, 78)는 결합부(75, 76)에 대응하도록 선단측이 평면도로 보았을 때 V자형으로 형성되어 있고, 결합 구동 수단(79, 80)의 로드의 선단에 설치되어 있다.

이러한 종형 평면 연삭기에 의해 수정 웨이퍼 등의 워크(W)의 결정 방위의 수정 가공을 행하는 경우에는, 다음과 같이 한다. 예컨대 워크 장착 장치(3)의 회전체(7)와 경사각 조정체(10)의 경사각 조정면(8, 9)의 경사 각도를 0.3˚로 한 경우, 도 5에 도시하는 바와 같이 경사각 조정체(10)를 경사각 조정면(8, 9)을 따라 회전체(7)에 대하여 구면 중심(38) 둘레로 0˚∼180˚의 범위에서 상대적으로 회전시키고, 그 비틀림각 δ을 변경함으로써 워크 장착면(4)의 경사각 θ를 0˚∼0.6˚의 범위에서 임의로 조정할 수 있다.

따라서 도 6의 (A) 및 (B)에 도시하는 바와 같이, 예컨대 결정 방위가 기준부(W1)와 직각인 방향에 대하여 경사각 0.5˚로 경사지는 워크(W)를 대상으로, 그 결정 방위의 수정 가공을 행하는 경우에는, 워크 장착면(4)을 경사각 θ=0.5˚로 조정한다. 그리고, 워크 장착면(4)의 경사각 θ=0.5˚의 경사 방향을 회전 테이블(13)의 원점 위치에 맞추어 설정하여 위상을 조정한다. 또한, 이 실시예에서는, 설명의 편의상, 워크 장착면(4)의 위치 결정부(40)를 회전 테이블(13)의 원점 위치에 대응시키고 있다.

다음에 도 7의 (A) 및 (B) 내지 도 11의 (A) 및 (B)를 참조하면서 그 조정 방법을 설명한다. 또한, 도 7의 (A) 내지 도 11의 (A)는 워크 장착 장치(3)의 개략 평면도이고, 도 7의 (B) 내지 도 11의 (B)는 도 7의 (A) 내지 도 11의 (A) 선 a-a를 따라 취한 단면도이다.

워크 장착 장치(3)에 있어서는, 회전체(7), 경사각 조정체(10) 및 회전 테이블(13)이 모두 원점 위치에 있으면, 도 7에 도시하는 바와 같이 각각의 축심이 종방향의 동일 축심에 일치하고 있고, 회전 테이블(13) 상의 워크 장착면(4)은 경사각 0˚의 수평 상태이다. 이 때 회전체(7)와 경사각 조정체(10)는 경사각 조정면(8, 9)이 서로 면접촉하고, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)은 위상각 조정면(11, 12)이 서로 면접촉하여, 압박 수단(46)의 접시 스프링(46a)의 압박에 따른 마찰력에 의해 회전하지 않도록 결합된 상태로 있다. 또한 워크 장착면(4)은 연삭 숫돌(2)의 연삭 숫돌면(2a)과 평행하고, 위치 결정부(40)는 회전 테이블(13)의 원점 위치에 대응하고 있다.

워크 장착면(4)의 경사각의 조정에 있어서는, 우선 경사각 조정용의 제1 해제 수단(15)의 노즐(55)로부터 경사각 조정면(8, 9) 사이에 압축 공기를 분출하고, 그 정압(靜壓)에 의해 접시 스프링(46a)에 대항하여 경사각 조정체(10)를 화살표 c 방향으로 부상시켜, 도 8에 도시하는 바와 같이 회전체(7)와 경사각 조정체(10)의 결합을 해제한다. 이와 같이 하면, 통상은 접시 스프링(46a)의 압박력이 돌출축(42) 및 회전 테이블(13)을 통해 경사각 조정체(10)에 가해지고 있음에도 불구하고, 제1 해제 수단(15)에 의해 회전체(7)와 경사각 조정체(10)의 결합을 용이하게 해제할 수 있다.

그리고, 회전체(7)와 경사각 조정체(10)의 결합의 해제와 동시에 또는 이에 후속해서 제1 규제 수단(21)의 결합 공구(77)를 화살표 d 방향으로 전진시켜 경사각 조정체(10)의 결합부(75)에 결합하여, 이 경사각 조정체(10)의 회전을 규제한다. 이 경우, 결합 공구(77)의 선단이 V 자형이고, 결합부(75)가 구면형이기 때문에, 결합 구동 수단(79)에 의해 결합 공구(77)를 경사각 조정체(10)측으로 전진시켜 가면, 결합구(77)를 결합부(75)에 용이하고 확실하게 결합시킬 수 있다.

경사각 조정체(10)의 회전을 규제한 상태로 구동 모터(30)에 의해 구동 풀리(33), 전동 벨트(35) 및 종동 풀리(34)를 통해 회전체(7)를 그 축심 둘레로 구동하고, 이 회전체(7)를 고정축(6) 둘레로 화살표 e 방향으로 경사 각도만큼 113˚ 회전시킨다(도 5 참조). 이렇게 하면, 경사각 조정체(10)는 제1 규제 수단(21)에 의해 규제되어 있기 때문에, 회전체(7)와 경사각 조정체(10)가 경사각 조정면(8, 9)을 따라 구면 중심(38) 둘레로 상대적으로 회전하고, 이에 따라 회전 테이블(13) 상의 워크 장착면(4)이 경사각 0˚로부터 점진적으로 경사진다.

또한 회전체(7)와 경사각 조정체(10)는 경사각 조정면(8, 9)을 따라 상대 회 전하지만, 양 경사각 조정면(8, 9) 사이에는 노즐(55)로부터 분출된 압축 공기에 의한 공기층이 있고, 그 공기층을 통해 경사각 조정체(10)가 부유되어 있기 때문에, 경사각 조정면(8, 9)을 통해 경사각 조정체(10)를 접시 스프링(46a)의 압박력에 대항하여 밀어 올리면서 회전시키더라도, 회전체(7)를 가볍고 원활하게 회전시킬 수 있다.

또한 회전체(7)의 회전에 대하여 경사각 조정체(10)가 구면 중심(38) 둘레로 상대 회전할 때에, 경사각 조정체(10)의 외주 부분이 상하 이동하지만, 결합부(75)가 구면형이고, 결합 공구(77)의 선단이 평면도로 보았을 때 V자형이기 때문에, 제1 규제 수단(21)이 경사각 조정체(10)의 움직임에 지장을 초래하지도 않는다.

회전체(7)의 회전각(비틀림각 δ)은 구동 모터(30)의 회전량을 펄스 연산함으로써 구한다. 그리고, 회전체(7)가 113˚ 회전하면, 도 5에 도시하는 바와 같이 회전 테이블(13)의 워크 장착면(4)의 경사각 θ가 0.5˚로 경사지게 되기 때문에, 회전체(7)의 회전이 정지된다.

그리고, 제1 해제 수단(15)의 노즐(55)로부터의 압축 공기의 분출을 멈추면, 도 9에 도시하는 바와 같이 접시 스프링(46a)의 압박력에 의해 경사각 조정체(10)가 화살표 f 방향으로 하강하여, 경사각 조정면(8, 9)을 통해 회전체(7)와 경사각 조정체(10)가 면접촉한다. 이 때문에 경사각 조정면(8, 9) 상호의 마찰력에 의해, 회전체(7)와 경사각 조정체(10)를 용이하게 결합할 수 있다. 또한 결합 공구(77)를 결합부(75)로부터 이탈시켜, 제1 규제 수단(21)에 의한 경사각 조정체(10)의 규제를 해제한다. 이것에 의해 워크 장착면(4)의 경사각이 0.5˚가 된다.

그러나, 이 상태에서는 도 9에 도시하는 바와 같이 비틀림각 δ=113˚의 경사 방향(64)으로 워크 장착면(4)의 경사 톱(83; inclination top)과 경사 보텀(84; inclination bottom)이 있고, 회전 테이블(13)은 비틀림각 δ=113˚의 방향으로 경사져 있기 때문에, 다음에 경사각 θ=0.5˚의 경사 방향(64)의 위상을 회전 테이블(13)의 원점 위치에 맞춰야 한다.

이 위상 정렬에 있어서는, 우선 제2 해제 수단(16)의 노즐(57)로부터 위상각 조정면(11, 12) 사이에 정압의 압축 공기를 분출하고, 그 정압에 의해 접시 스프링(46a)에 대항하여 회전 테이블(13)을 도 10에 도시하는 바와 같이 화살표 g 방향으로 부상시켜, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)의 결합을 해제한다. 이것과 동시에 또는 이에 후속해서 제2 규제 수단(22)의 결합 공구(78)를 화살표 h 방향으로 전진시켜 회전 테이블(13)의 결합부(76)에 결합하여, 이 회전 테이블(13)의 회전을 규제한다.

이 경우에도 제2 해제 수단(16)이 압축 공기 분출식이기 때문에, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)의 결합의 해제도 용이하게 할 수 있고, 또한 제2 규제 수단(22)이 구면형의 결합부(76)와 V자형의 결합 공구(78)를 구비하고 있기 때문에, 양자의 결합도 용이하고 확실하다.

그 후, 구동 모터(30)에 의해 구동 풀리(33), 전동 벨트(35) 및 종동 풀리(34)를 통해 회전체(7)를 고정축(6) 둘레로 화살표 i 방향으로 역회전시킨다. 이렇게 하면 경사각 조정체(10)가 위상각 조정면(11, 12) 사이의 압축 공기의 정압에 의해 압박되어 회전체(7)와 결합한 상태로 있고, 또한 제2 규제 수단(22)에 의해 회전 테이블(13)이 규제되어 있기 때문에, 회전체(7)와 경사각 조정체(10)가 구면 중심(38)을 통과하는 고정축(6)의 축심 둘레로 일체 회전하며, 그 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)이 위상각 조정면(11, 12)을 따라 위상각 조정축(37) 및 돌출축(42)의 축심 둘레로 상대적으로 회전한다. 그리고, 경사각 조정체(10)의 회전에 따라 경사각 조정체(10)의 경사 보텀(84)이 원점 위치에서의 회전 테이블(13) 상의 워크 장착부(39)의 위치 결정부(40)측으로 이동한다.

이 경우에도 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)의 위상각 조정면(11, 12) 사이에는, 전술한 경사각의 조정시와 유사하게 노즐(57)로부터 분출된 압축 공기의 공기층이 있고, 이 공기층을 통해 회전 테이블(13)이 부유되어 있기 때문에, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)을 가볍고 원활하게 회전시킬 수 있다.

회전체(7) 및 경사각 조정체(10)의 회전각은 구동 모터(30)의 회전량을 펄스 연산함으로써 구해진다. 그리고, 경사각 조정체(10)가 화살표 i 방향으로 회전하고 그 경사 방향(64)이 워크 장착부(39)의 위치 결정부(40)측에 일치하면, 도 11에 도시하는 바와 같이 회전체(7)를 정지시키고, 제2 해제 수단(16)의 노즐(57)로부터의 압축 공기의 분출을 정지시키며, 접시 스프링(46a)의 압박력에 의해 회전 테이블(13)을 화살표 j 방향으로 하강시켜 경사각 조정체(10)와 결합시키며, 또한 제2 규제 수단(22)에 의한 회전 테이블(13)의 규제를 해제한다. 이에 의해, 워크 장착면(4)의 경사각 θ=0.5˚의 위상을 회전 테이블(13)의 원점 위치의 방향에 맞출 수 있다.

이와 같이 하여 워크 장착면(4)의 경사각을 조정하고, 그 경사 방향(64)의 위상을 맞춘 후, 위치 결정부(40)에 맞춰 워크 장착부(39) 상의 워크 장착면(4)에 워크(W)를 공급하여, 구동 모터(30)에 의해 회전체(7), 경사각 조정체(10) 및 회전 테이블(13)을 구면 중심(38)을 통과하는 고정축(6)의 축심 둘레로 일체적으로 회전시키면서, 연삭 숫돌(2)에 의해 워크(W)를 인피드 연삭한다. 그리고, 워크(W)의 상하 양면을 연삭함으로써, 워크(W)의 결정 방위가 상하 양면에 대략 평행하게 되도록 결정 방위를 수정 가공할 수 있다.

또한 해제 수단(15, 16)과 규제 수단(21, 22)을 순차 조작하고, 1개의 구동 모터(30)로 회전체(7)를 구동함으로써, 회전체(7)와 경사각 조정체(10), 그리고 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)을 각각 회전시키면서 경사각 및 위상을 조정할 수 있기 때문에, 워크 장착면(4)의 경사각 및 위상의 조정시의 조작이 용이하며, 그 자동화를 용이하게 촉진할 수 있다. 또한 연삭시에 회전체(7)를 회전 구동하는 구동 모터(30)를 그대로 이용할 수 있기 때문에, 구조적으로도 간단히 할 수 있는 이점이 있다.

또한 경사각 조정면(8, 9)에서 서로 면접촉하는 회전체(7)와 경사각 조정체(10)의 상대 회전에 의해 경사각을 조정하고 있고, 경사각의 조정 여유 부분에 대한 회전체(7)와 경사각 조정체(10)의 상대 회전 각도를 크게 취하는 것이 가능하며, 이 때문에 분해능이 현저히 향상되고 미세 각도에서의 오차가 없는 고정밀도의 경사각의 조정이 가능하다.

또한 회전체(7)와 경사각 조정체(10)는 경사각 조정면(8, 9)에서, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)은 위상각 조정면(11, 12)에서 각각 면접촉하고 있고, 회전체(7), 경사각 조정체(10) 및 회전 테이블(13)의 상호 결합 부분의 마찰력에 의한 강성을 높일 수 있기 때문에, 고강성을 용이하게 확보할 수 있다.

또한 회전체(7), 경사각 조정체(10) 및 회전 테이블(13)이 외측에 있고, 그 내부에 고정축(6), 구면 결합 수단(14), 베어링(27) 및 돌출축(42) 등을 수용하고 있기 때문에, 내수성 및 내유성도 우수하고, 연삭액, 냉각유 등을 사용하는 조건하에서도 충분한 내구성을 확보할 수 있다.

회전 테이블(13)에 돌출축(42)을 설치하고, 이 돌출축(42)과 고정축(6) 사이에, 구면 와셔부(45), 압박 수단(46), 스러스트 베어링(47)을 개재하며, 압박 수단(46)에 의해 돌출축(42)을 통해 회전 테이블(13)을 회전체(7)측으로 압박하고 있기 때문에, 1개의 압박 수단(46)으로 회전체(7)와 경사각 조정체(10)의 결합과, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)의 결합이 가능하여, 장치 전체의 구조를 간소화할 수 있다.

구면 결합 수단(14)은 구면 와셔부(45)와 압박 수단(46) 사이에 스러스트 베어링(47)이 개재되어 있기 때문에, 압박 수단(46)의 압박력을 충분히 확보하여 회전체(7)와 경사각 조정체(10), 그리고 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)의 상호간의 마찰력을 크게 하여도, 경사각 조정체(10)의 구면 중심(38) 둘레에서의 회전을 원활하게 할 수 있다.

또한 회전체(6)와 경사각 조정체(10)가 구면 결합 수단(14)의 구면 중심(38) 둘레로 상대적으로 회전하고, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)이 구면 중심(38)을 통과하는 위상각 조정축(37)과 돌출축(42)의 축심 둘레로 상대적으로 회 전하기 때문에, 구면 결합 수단(14)의 구면 중심(38)을 회전체(6)의 축심 상에서 임의의 위치에 선택할 수 있고, 장치 전체의 조립을 고려하여 구면 결합 수단(14)을 설계하는 것도 가능하다.

워크 장착부(39)로는 다공질재를 사용하고 있고, 워크 장착면(4)에 공급된 워크(W)를 진공 흡착하여 고정하기 때문에, 워크(W)의 착탈도 용이하게 행할 수 있다.

또한, 이 실시예에서는, 워크 장착부(39)의 위치 결정부(40)를 워크 장착면(4)의 경사 방향과 일치시키는 경우에 대해서 설명하였지만, 결정 방위의 경사 방향의 위상이 기준부(W1)에 대하여 둘레 방향으로 상이한 경우에는, 워크 착탈 위치에 있어서, 워크(W)의 결정 방위의 방향과 워크 장착면(4)의 경사 방향이 일치하도록 위상을 조정할 수도 있다.

또한 워크 장착부(39)에 위치 결정부(40)가 없고, 로더(loader)에 의해 워크(W)를 항상 일정한 각도로 워크 장착부(39)에 대하여 공급하는 경우에는, 예컨대 소정의 경사각으로 조정한 후, 회전체(7) 및 경사각 조정체(10)와 일체로 회전 테이블(13)을 회전시켜, 공급되는 결정 방위와 워크 장착면(4)의 경사 방향이 일치하도록 정지 상태로 유지할 수도 있다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예를 예시한다. 이 실시예에서는, 회전체(6)의 상면에 경사각 조정면(8)이 있지만, 제1 실시예의 장착벽(36)에 상당하는 부분은 생략되어 있다. 경사각의 조정시에는, 회전체(6)와 경사각 조정체(10)는 구면 중심(38) 둘레로 상대적으로 회전하기 때문에, 제1 실시예의 장착벽(36)은 없어도 좋 다. 압박 수단(46)은 코일 스프링(46b)이어도 좋다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 제3 실시예를 예시한다. 이 실시예의 워크 장착 장치(3)에서는, 경사각 조정체(10)를 겸용하는 회전 테이블(13)에 의해 워크 장착체(24)가 구성되고, 이 회전 테이블(13)의 하면에 돌출축(42) 뿐 아니라 경사각 조정면(9)도 설치되어 있다. 회전 테이블(13)은 경사각 조정면(8)에 미끄럼 이동 가능하게 면접촉하는 경사각 조정면(9)을 갖는다. 또한, 제2 해제 수단(16), 제2 규제 수단(22), 제3 검출 수단(20), 그리고 이들에 부수되는 구성 부분을 제외하고, 다른 구성은 제1 실시예와 동일하다.

이러한 구성의 워크 장착 장치(3)에서도, 회전체(7)와 회전 테이블(13)의 회전 각도를 조정함으로써, 워크 장착면(4)의 경사각을 임의로 조정할 수 있다. 단, 이 경우에는, 제1 실시예와 상이하여 회전 테이블(13)에 의한 위상각의 조정은 할 수 없다. 따라서, 위상각의 조정을 필요로 할 때에는 경사각의 조정 후에 회전체(7)와 회전 테이블(13)을 일체로 회전시키고, 공급되는 워크(W)의 결정 방위와 워크 장착면(4)의 경사 방향이 일치하도록 정지시켜 두면 좋다.

도 15는 본 발명의 제4 실시예를 예시하고, 도 16은 본 발명의 제5 실시예를 예시한다. 제1 실시예에서는, 경사각 조정 장치(10)의 중심선에 대하여 경사각 조정면(9)이 경사진 경우를 예시하고, 제3 실시예에서는 회전 테이블(13)의 축심 Z에 대하여 경사각 조정면(9)이 경사진 경우를 예시하고 있다. 그러나, 도 15에서는 경사각 조정체(10)의 경사각 조정면(9)은, 그 중심선(Y)에 대하여 대략 수직이고, 도 16에서는 회전 테이블(13)의 경사각 조정면(9)은, 그 중심선(Z)에 대하여 대략 수 직이다.

이와 같이 경사각 조정면(9)은 워크 장치면(4)과 평행하지 않고, 워크 장착면(4)에 대하여 비스듬하게 경사져 있으면 좋다. 또한 위상각 조정면(11, 12)은 워크 장착면(4)과 대략 평행하면 좋고, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)의 중심선(Z)에 대하여 대략 수직일 필요는 없다.

도 17 및 도 18은 본 발명의 제6 실시예를 예시한다. 이 실시예는 경사각 조정 장치를 갖춘 가반식의 경사 대좌 장치(85)에 적용한 것이다. 이 경사 대좌 장치(85)는 중량물 등을 1개 또는 복수개로 하측으로부터 지지하기 위한 것으로, 하측에 설치부를 갖는 대좌(지지체)(86)와, 상면에 수용면(조정 대상부)(87)을 가지며 대좌(86) 위에 배치된 수용대(가동체)(88)와, 대좌(86)와 수용대(88) 사이에 회전 가능하게 개재된 경사각 조정체(10)를 구비하고, 이들 대좌(86), 수용대(88) 및 경사각 조정체(10)는 구면 결합 수단(14)의 구면 중심(38) 둘레로 서로 회전 조정 가능하게 결합되어 있다.

대좌(86)는 통형으로 하부에 접지부(89)를 가지며, 필요 지점에 적절하게 설치되어 있다. 또한 대좌(86)는 상면에 비스듬하게 경사지는 경사각 조정면(8)을 갖는다. 경사각 조정면(10)은 하면에 경사각 조정면(8)에 면접촉하는 경사각 조정면(9)을 가지며, 상면에 위상각 조정면(11)과 이 위상각 조정면(11)에 대하여 대략 수직인 위상각 조정축(37)을 갖는다. 수용대(88)의 하면에는, 상면의 수용면(87)과 대략 평행하고 경사각 조정체(10)의 위상각 조정면(11)에 면접촉하는 위상각 조정면(12)과, 위상각 조정축(37)이 끼워 맞춰지는 내주 구멍(88a)과, 위상각 조정 면(12)에 대하여 대략 수직으로 돌출하는 돌출축(42)을 대략 동심형으로 구비하고 있다.

구면 결합 수단(14)은 대좌(86)의 내주측 상단부의 계단부(50)와 돌출축(42)의 하단부의 조정 너트(51) 사이에 개재되고, 도 1과 마찬가지로 구면 와셔부(45), 압박 수단(46) 및 스러스트 베어링(47)을 구비하고 있다. 압박 수단(46)은 접시 스프링(46a) 등을 구비하며, 수동 조작 또는 간단한 공구 조작에 의해, 대좌(86), 경사각 조정체(10) 및 수용대(88)를 그 마찰력에 대항하여 상대적으로 회전 조작할 수 있는 정도의 압박력으로 설정되어 있다.

대좌(86)와 경사각 조정체(10)의 외주에는, 그 한쪽에 둘레 방향으로 경사각을 나타내는 각도 눈금(90)이 표시되어 있고, 다른쪽에 각도 지시부(91)가 표시되어 있다. 각도 눈금(90)은 수용면(87)의 수평 상태로부터 최대 경사 각도까지 대략 180˚의 범위로, 또는 필요 조정 범위로 형성되어 있다. 예컨대 각도 지시부(91)를 각도 눈금(90)의 「0」에 맞추었을 때에는 수용면(87)이 수평이 될 수도 있고, 각도 눈금(90)의 「0」에 맞추었을 때에 수용면(87)이 경사각 θ가 될 수도 있다.

이 경사 대좌 장치(85)를 사용하면, 중량물과 그 외의 물체를 하측으로부터 지지할 때에, 경사각 조정체(10)를 경사각 조정면(8, 9)을 따라 대좌(86)에 대하여 구면 중심(38) 둘레로 회전시켜, 각도 지시부(91)를 각도 눈금(90)의 소정의 각도에 맞춤으로써, 수용면(87)의 경사각을 최대 조정 범위 내에서 임의로 조정할 수 있다.

따라서, 중량물 등을 지지하는 부위에 맞춰 수용면(87)측의 경사각을 조정해 야 하는 경우에 편리하다. 또한 경사 방향의 위상각을 조정해야 하는 경우에는, 경사각 조정체(10)를 고정하고 수용대(88)를 구면 중심(38) 둘레로 회전시켜, 수용대(88)의 경사 방향의 위상을 조정하면 좋다.

이상, 본 발명의 각 실시예에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명이 이 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다. 예컨대 회전체(7)는 그 내주측으로부터 베어링(27)을 통해 고정축(6)에 의해 지지되어 있지만, 고정축(6)에 의해 회전체(7)를 외주측으로부터 지지하는 것도 가능하다. 또한 회전체(7)를 회전축의 선단에 설치하고, 이 회전축을 베어링 하우징 등에 의해 지지하여도 좋다.

제1 실시예에서는 회전 테이블(13)에 돌출축(42)을 설치하고, 이 돌출축(42)과 고정축(6) 사이에 구면 와셔부(45), 압박 수단(46) 및 스러스트 베어링(47)을 포함하는 구면 결합 수단(14)을 설치하고 있지만, 돌출축(42)을 경사각 조정체(10)의 하측에 설치하고, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13) 사이에, 회전 테이블(13)을 경사각 조정체(10)측으로 압박하는 압박 수단(46)과 스러스트 베어링(47)을 따로 설치하여도 좋다. 즉, 회전 테이블(13)과 경사각 조정체(10)를 구면 중심(38) 둘레에서 회전시킬 필요가 없기 때문에, 경사각 조정체(10)를 회전체(7)측으로 압박하는 압박 수단과, 회전 테이블(13)을 경사각 조정체(10)측으로 압박하는 압박 수단을 따로 설치하는 것도 가능하다.

또한 구면 결합 수단(14)을 채용함으로써 전체 구조를 간소화할 수 있지만, 회전체(7)와 경사각 조정체(10)를 제1 결합 수단에 의해, 경사각 조정체(10)와 회 전 테이블(13)을 제2 결합 수단에 의해 각각 해제 가능하게 결합하여도 좋다. 따라서, 결합 수단으로 구면 결합 수단(14) 이외의 것을 채용하는 것도 가능하다.

제1∼제5 실시예에서는, 종형 평면 연삭기용의 워크 장착 장치(3)를 예시하고 있지만, 이 워크 장착 장치(3)는, 회전체(7), 회전 테이블(13) 등을 횡축 둘레로 회전 가능하게 배치함으로써 횡형 평면 연삭기용으로도 이용 가능하다. 또한 워크(W)를 회전체(7)의 축심 둘레로 회전시키면서 기계 가공을 행하는 기계 가공 장치에도 적용 가능하다. 따라서, 워크 장착 장치(3)는 평면 연삭기용으로 한정되는 것은 아니다.

워크 장착부(39)는, 워크(W)가 피흡착면을 갖는 것이면 흡착식이 편리하지만, 피흡착면이 없는 워크(W)를 대상으로 하는 경우에는 흡착식 이외의 것을 이용할 수도 있다. 따라서, 워크 장착부(39)는 대상으로 하는 워크(W)에 따라서 적절하게 변경될 수도 있다.

워크 장착면(4), 수용면(87) 등의 조정 대상부가 회전체(7)의 축심에 대하여대략 수직으로 있는 상태와 최대 각도 경사져 있는 상태 사이에서 조정 대상부의 경사각을 조정할 경우에, 조정 대상부와 경사각 조정면(9)이 이루는 각은, 회전체(7)의 경사각 조정면(8)의 각도와 대략 동일해야 한다. 그러나, 최소 경사 각도와 최대 경사 각도 사이에서 조정 대상부의 경사각을 조정하는 경우에는, 그 조정 대상부와 경사각 조정면(9)이 이루는 각을 회전체(7)의 경사각 조정면(8)의 각도와 대략 동일하게 할 필요는 없다.

각 해제 수단(15, 16)은, 상하의 경사각 조정면(8, 9) 사이와, 위상각 조정 면(11, 12) 사이에 압축 공기를 분출하여 결합을 해제하도록 하면, 구조적으로도 매우 간단하고, 또한 그 후의 회전체(7)와 경사각 조정체(10)의 상대 회전과, 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)의 상대 회전도 원활하게 할 수 있는 이점이 있지만, 서로의 상대 회전을 허용하는 것이면, 그 외의 기계적 지지를 이용하여 해제할 수도 있다.

서로 마주하는 경사각 조정면(8, 9)과 위상각 조정면(11, 12)의 양쪽 또는 한쪽에 둘레홈을 형성하고, 노즐(55, 57)로부터 그 둘레홈에 압력 유체를 분출하도록 하여도 좋다. 또한 노즐(55, 57)로부터 분출하는 압력 유체는 압축 공기가 일반적이지만, 다른 가스류를 이용하여도 좋고, 오일이나 그 외의 액체를 이용하여도 좋다.

각 규제 수단(21, 22)은 경사각 조정체(10)와 회전 테이블(13)에 장착 분리 가능하게 결합하여 그 회전을 규제하는 것이면 좋고, 예컨대 결합 공구가 하측으로부터 상하 방향으로 장착 분리되도록 배치하여도 좋다.

또한 실시예에서는, 경사각 조정 장치로서 워크 장착 장치(3)와 경사 대좌 장치(85)를 예시하고, 그 지지체로서 회전체(7)와 대좌(86)를, 가동체로서 회전 테이블(13)과 수용대(88)를, 조정 대상부로서 워크 장착면(4)과 수용면(87)을 각각 나타내고 있지만, 워크 장착 장치(3)와 경사 대좌 장치(85)에 한정되는 것이 아니며, 이들 이외의 각종 기계 장치류에도 널리 적용 가능하다.

또한, 대략 수평은 수평을, 대략 수직은 수직을, 대략 평행은 평행을, 대략 동심은 동심, 대략 동일은 동일을 각각 포함하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 종형 평면 연삭기의 워크 장착 장치의 정면 단면도.

도 2는 도 1의 워크 장착 장치의 측면 단면도.

도 3은 도 1의 워크 장착 장치의 평면도.

도 4는 도 1의 워크 장착 장치의 개략 분해도.

도 5는 도 1의 비틀림각과 경사각의 관계를 도시하는 도면.

도 6의 (A)는 도 1의 워크의 평면도, (B)는 그 정면도.

도 7은 조정시의 동작 설명도이고, (A)는 개략 평면도, (B)는 선 a-a를 따라 취한 단면도.

도 8은 조정시의 동작 설명도이고, (A)는 개략 평면도, (B)는 선 a-a를 따라 취한 단면도.

도 9는 조정시의 동작 설명도이고, (A)는 개략 평면도, (B)는 선 a-a를 따라 취한 단면도.

도 10은 조정시의 동작 설명도이고, (A)는 개략 평면도, (B)는 선 a-a를 따라 취한 단면도.

도 11은 조정시의 동작 설명도이고, (A)는 개략 평면도, (B)는 선 a-a를 따라 취한 단면도.

도 12는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 워크 장착 장치의 측면 단면도.

도 13은 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 워크 장착 장치의 측면 단면도.

도 14는 도 13의 워크 장착 장치의 개략 분해도.

도 15는 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 워크 장착 장치의 개략 정면도.

도 16은 본 발명의 제5 실시예를 도시하는 워크 장착 장치의 개략 정면도.

도 17은 본 발명의 제6 실시예를 도시하는 경사 대좌 장치의 정면도.

도 18의 도 15의 단면도.

<부호의 설명>

1: 숫돌축, 2: 경사 숫돌, 4: 워크 장착면(조정 대상부), 3: 워크 장착 장치, 6: 고정축, 7: 회전체(지지체), 8, 9: 경사각 조정면, 10: 경사각 조정체, 13: 회전 테이블, 14: 구면 결합 수단, 15: 제1 해제 수단, 16: 제2 해제 수단, 17: 회전 구동 수단, 21: 제1 규제 수단, 22: 제2 규제 수단, 24: 워크 장착체(가동체), 29: 밀봉체, 37: 위상각 조정축, 42: 돌출축, 45: 구면 와셔부, 46: 압박 수단, 47: 스러스트 베어링

Claims

고정 부재에 의해 축심 둘레로 회전 가능하게 지지되고 회전 구동 수단에 의해 회전 구동되는 회전체와, 워크 장착면을 포함하고 상기 회전체에 의해 지지된 워크 장착체를 구비하며, 상기 워크 장착면의 경사각을 조정하도록 한 워크 장착 장치로서,

상기 회전체는 그 축심에 대하여 경사진 경사각 조정면을 포함하며,

상기 워크 장착체는 상기 워크 장착면의 반대측에, 상기 워크 장착면에 대하여 경사지고 상기 회전체의 상기 경사각 조정면에 면접촉하는 경사각 조정면을 포함하며,

상기 워크 장착체를 상기 회전체 측으로 압박하여 상기 회전체의 축심 상의 구면 중심 둘레에서 양 경사각 조정면을 따라 상기 워크 장착체와 상기 회전체를 회전 조정 가능하게 결합하고 상기 워크 장착체를 상기 고정 부재에 대하여 상기 구면 중심 둘레로 회전 가능하게 결합하는 구면 결합 수단을 설치하고,

상기 회전체와 상기 워크 장착체의 결합을 유체압에 의해 상기 구면 결합 수단에 대항하여 해제하는 해제 수단과, 상기 워크 장착체에 장착 분리 가능하게 결합하여 상기 워크 장착체의 회전을 규제하는 규제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 장착 장치.
제1항에 있어서, 상기 워크 장착체는, 상기 워크 장착면과 상기 경사각 조정면을 포함하는 회전 테이블인 것을 특징으로 하는 워크 장착 장치.
제1항에 있어서, 상기 워크 장착체는, 상기 워크 장착면을 포함하는 회전 테이블과, 이 회전 테이블과 상기 회전체 사이에 상대 회전 가능하게 개재된 경사각 조정체를 포함하고,

상기 경사각 조정체에 상기 경사각 조정면이 설치되며,

상기 경사각 조정체와 상기 회전 테이블의 대향측에, 면접촉하고 상대 회전에 의해 상기 워크 장착면의 위상을 조정 가능한 위상각 조정면이 상기 워크 장착면과 평행하게 설치되는 것을 특징으로 하는 워크 장착 장치.
제3항에 있어서, 상기 경사각 조정체와 상기 회전 테이블 중 어느 한쪽에, 상기 위상각 조정면에 대하여 다른 한쪽으로 수직으로 돌출하고 상기 다른 쪽을 상대 회전 가능하게 지지하는 위상각 조정축이 설치되는 것을 특징으로 하는 워크 장착 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전체의 축심과 직각인 면과 상기 경사각 조정면이 이루는 각과, 상기 워크 장착체의 상기 워크 장착면과 상기 경사각 조정면이 이루는 각이 동일한 것을 특징으로 하는 워크 장착 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전체를 베어링을 통해 내주측으로부터 회전 가능하게 지지하는 통형의 고정축과, 상기 워크 장착체의 중심측으로부터 상기 고정축 내로 돌출하는 돌출축을 포함하고,

상기 돌출축과 상기 고정축 사이에 상기 구면 결합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 장착 장치.
제6항에 있어서, 상기 구면 결합 수단은, 상기 고정축과 상기 돌출축 사이에 개재되고 상기 돌출축에 대하여 축심 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 둘레에 끼워진 구면 와셔부와,

상기 돌출축의 둘레에 끼워지고 상기 워크 장착체를 상기 회전체 측으로 축심 방향으로 압박하는 압박 수단과,

상기 구면 와셔부와 상기 압박 수단 사이에 개재된 스러스트 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 장착 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 해제 수단은:

상기 회전체와 상기 경사각 조정체의 결합을 유체압에 의해 상기 구면 결합 수단에 대항하여 해제하는 제1 해제 수단과,

상기 경사각 조정체와 상기 회전 테이블의 결합을 유체압에 의해 상기 구면 결합 수단에 대항하여 해제하는 제2 해제 수단을 포함하고,

상기 규제 수단은:

상기 경사각 조정체에 장착 분리 가능하게 결합하여 상기 경사각 조정체의 회전을 규제하는 제1 규제 수단과,

상기 회전 테이블에 장착 분리 가능하게 결합하여 상기 회전 테이블의 회전을 규제하는 제2 규제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 장착 장치.
제8항에 있어서, 상기 회전체는 상기 회전 테이블의 상기 워크 장착면에 장착된 워크를 평면 연삭하는 연삭 숫돌의 숫돌축과 평행한 축심 둘레에서 회전하고,

상기 회전체와 상기 경사각 조정체의 대향면에 형성된 상기 각각의 경사각 조정면은 상기 축심에 대하여 경사지며,

상기 회전 테이블과 상기 경사각 조정체의 대향면에 형성된 상기 각각의 위상각 조정면은 상기 워크 장착면과 평행한 것을 특징으로 하는 워크 장착 장치.
제6항에 있어서, 상기 회전체 상에는, 이 회전체를 상측으로부터 덮는 상기 워크 장착체가 설치되고,

상기 베어링의 하측에서 상기 회전체와 상기 고정축 사이를 밀봉하는 밀봉체가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 워크 장착 장치.
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