KR20150050356A - 플랜지 기구 - Google Patents

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KR20150050356A
KR20150050356A KR1020140134723A KR20140134723A KR20150050356A KR 20150050356 A KR20150050356 A KR 20150050356A KR 1020140134723 A KR1020140134723 A KR 1020140134723A KR 20140134723 A KR20140134723 A KR 20140134723A KR 20150050356 A KR20150050356 A KR 20150050356A
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KR
South Korea
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flange
cutting blade
fixing
blade
boss
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KR1020140134723A
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Inventor
아키라 하타
겐고 오쿠나루
Original Assignee
가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 장착 구멍과 보스부 사이에서 스커핑(scuffing)이 발생하는 것을 억제할 수 있는 플랜지 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 플랜지 기구(30)는, 원통형의 보스부(311)와, 블레이드 장착부(311a)와, 절삭 블레이드(20)의 측면(211a)을 지지하는 지지 플랜지부(313)를 구비한 고정 플랜지(31)와, 내주(321a)가 블레이드 장착부(311a)에 지지되는 장착 구멍(321)을 가지며, 절삭 블레이드(20)를 고정 플랜지(31)와 함께 협지(挾持)하는 누름 플랜지(32)와, 고정 플랜지(31)에 누름 플랜지(32)를 고정하는 고정 너트(33)를 갖고, 내주(321a)는, 고정 너트(33)측으로부터 절삭 블레이드(20)측을 향해 직경이 확장되는 가이드부와, 절삭 블레이드(20)측으로부터 고정 너트(33)측을 향해 직경이 확장되는 릴리프부와, 가이드부와 릴리프부 사이에 형성된 지지 능부(稜部)를 가지며, 누름 플랜지(32)는, 지지 능부가 블레이드 장착부(311a)에 접촉하여 지지된다.

Description

플랜지 기구{FLANGE MECHANISM}
본 발명은 플랜지 기구에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 피가공물에 대한 정밀한 절삭 가공에 있어서, 다이싱 장치라고 불리는 절삭 장치가 널리 이용되고 있다. 다이싱 장치에서는, 스핀들의 선단에 장착된 플랜지 기구에 협지(挾持)되는 절삭 블레이드에 의해 피가공물이 절삭된다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 플랜지 기구는, 스핀들에 고정되는 고정 플랜지와, 고정 플랜지와의 사이에서 절삭 블레이드를 협지하는 누름 플랜지와, 누름 플랜지를 고정 플랜지에 고정하는 고정 너트를 포함하여 구성되어 있다.
플랜지 기구는, 고정 플랜지에 형성된 스핀들의 축선과 평행하게 돌출되는 보스부가 절삭 블레이드의 삽입 관통 구멍에 삽입 관통된 상태에서, 누름 플랜지의 장착 구멍이 보스부에 장착되고, 고정 너트가 보스부의 수나사에 나사 결합됨으로써, 절삭 블레이드가 고정 플랜지와 누름 플랜지로 협지되어 고정된다. 또한, 플랜지 기구에 있어서는, 누름 플랜지의 장착 구멍의 내경은, 보스부의 외경보다, 보스부가 삽입 관통 구멍에 삽입 가능할 정도로 약간 크게 설정되어 있다. 여기서, 장착 구멍의 내경과 보스부의 외경의 차는, 고정 플랜지의 축선과 누름 플랜지의 축선이 동축 상에 위치하도록, 작게 설정되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-191096호 공보
이러한 플랜지 기구에서는, 장착 구멍의 내경과 보스부의 외경의 차가 얼마 안 되기 때문에, 누름 플랜지가 고정 플랜지에 장착될 때, 누름 플랜지가 고정 플랜지에 대하여 약간 경사져 있으면, 장착 구멍과 보스부가 용이하게 감합(嵌合)되는, 이른바 스커핑(scuffing)이 발생한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 플랜지 기구는 조립 정밀도가 요구되기 때문에, 스커핑에 의해 장착 구멍의 내주나 보스부의 외주에 상처가 나면, 그 조립 정밀도가 만족되지 않게 되어, 수리나 교환이 필요해질 우려가 있다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 장착 구멍과 보스부 사이에서 스커핑이 발생하는 것을 억제할 수 있는 플랜지 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 회전 가능하게 지지된 스핀들의 선단에 고정되며, 피가공물을 절삭 가공하는 환형의 절삭 블레이드를 협지하는 플랜지 기구로서, 선단부의 외주에 수나사가 형성된 원통형의 보스부와, 보스부의 축 방향 중간부에 형성되며, 절삭 블레이드의 내주면을 지지하는 블레이드 장착부와, 보스부의 축 방향 후단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출하여 형성되며, 절삭 블레이드의 한쪽의 측면을 지지하는 지지 플랜지부를 구비한 고정 플랜지와, 보스부가 삽입되며 내주가 블레이드 장착부에 지지되는 장착 구멍을 중심에 갖고, 절삭 블레이드를 고정 플랜지와 함께 협지하는 환형의 누름 플랜지와, 보스부의 수나사에 나사 결합되며, 고정 플랜지에 누름 플랜지를 고정하는 환형의 고정 너트를 갖고, 절삭 블레이드를 협지하는 보스부에 삽입된 누름 플랜지의 장착 구멍의 내주는, 절삭 블레이드측으로부터 고정 너트측을 향해 직경이 축소되며, 누름 플랜지의 보스부에의 삽입을 가이드하는 가이드부와, 고정 너트측으로부터 절삭 블레이드측을 향해 직경이 축소되는 릴리프부와, 가이드부와 릴리프부 사이에 형성된 지지 능부(稜部)를 가지며, 누름 플랜지는, 지지 능부가 고정 플랜지의 블레이드 장착부에 접촉하여 지지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플랜지 기구에 있어서, 가이드부는, 곡면으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 내주를 직경 확장시키는 가이드부와 릴리프부 사이에 형성된 지지 능부가 고정 플랜지의 블레이드 장착부에 접촉함으로써, 누름 플랜지가 블레이드 장착부에 지지되기 때문에, 내주에 대한 블레이드 장착부의 접촉 면적을 작게 할 수 있고, 장착 구멍과 보스부 사이에서 스커핑이 발생하는 것을 억제할 수 있다고 하는 효과를 이룬다.
도 1은 실시형태에 따른 절삭 장치의 구성예를 도시한 사시도이다.
도 2는 실시형태에 따른 플랜지 기구의 구성예를 도시한 단면도이다.
도 3은 실시형태에 따른 플랜지 기구의 구성예를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 실시형태에 따른 플랜지 기구의 구성예를 도시한 분해 단면도이다.
도 5는 곡면부를 도시한 단면도이다.
도 6은 누름 플랜지가 고정 플랜지에 대하여 경사진 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 실시형태에 따른 플랜지 기구에 의해 두께가 큰 절삭 블레이드를 협지한 상태를 도시한 단면도이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태(실시형태)에 대해서, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성은 적절하게 조합하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다.
〔실시형태〕
도 1은 실시형태에 따른 절삭 장치의 구성예를 도시한 사시도이다. 도 2는 실시형태에 따른 플랜지 기구의 구성예를 도시한 단면도이다. 도 3은 실시형태에 따른 플랜지 기구의 구성예를 도시한 분해 사시도이다. 도 4는 실시형태에 따른 플랜지 기구의 구성예를 도시한 분해 단면도이다. 도 5는 곡면부를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시한 절삭 장치(1)는, 도 3에 도시한 플랜지 기구(30)가 협지(挾持)하여 고정하는 절삭 블레이드(20)에 의해, 피가공물을 절삭하는 가공 장치이다. 절삭 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 척 테이블(2)과, 이동 수단(3)과, 촬상 수단(4)과, 절삭 수단(5)을 포함하여 구성되어 있다. 피가공물은, 특별히 한정되지 않으나, 예컨대, 판형의 반도체 웨이퍼나 광디바이스 웨이퍼, 판형의 무기 재료 기판, 판형의 연성 재료 등, 판형의 각종 가공 재료이다. 본 실시형태에서는, 피가공물의 표면에 서로 직교하는 분할 예정 라인이 복수 형성되어 있는 경우에 대해서 설명한다.
척 테이블(2)은, 피가공물을 흡인 유지하는 것이다. 척 테이블(2)은, 원반 형상으로 형성되어 있고, 상면이 수평 방향으로 평행해지는 평면으로 형성되어 있다. 척 테이블(2)은, 다공성 세라믹으로 구성되어 있고, 도시하지 않은 진공 흡인원에 접속되어 있다.
이동 수단(3)은, X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향에 있어서, 척 테이블(2)과 절삭 수단(5)을 상대 이동시키는 것이다. 이동 수단(3)은, X축 이동 수단(3a)과, Y축 이동 수단(3b)과, Z축 이동 수단(3c)을 포함하여 구성되어 있다. X축 이동 수단(3a)은, 척 테이블(2)을 본체부(6)에 대하여 X축 방향(절삭 이송 방향에 상당)으로 상대 이동 가능하게 지지하고 있다. Y축 이동 수단(3b)은, 절삭 수단(5)을 본체부(6)에 대하여 Y축 방향(인덱싱 이송 방향에 상당)으로 상대 이동 가능하게 지지하고 있다. Z축 이동 수단(3c)은, 절삭 수단(5)을 본체부(6)에 대하여 Z축 방향(절입 이송 방향에 상당)으로 상대 이동 가능하게 지지하고 있다. 각 이동 수단(3a∼3c)은, 예컨대, 모터, 볼 나사, 너트 등으로 구성되어 있다.
촬상 수단(4)은, 절삭 수단(5)을 피가공물의 분할 예정 라인(스트리트)에 대하여 얼라이먼트 조정하기 위해서, 스트리트를 절삭 가공 전에 촬상하는 것이다. 촬상 수단(4)은, 예컨대, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서를 이용한 카메라 등이다.
절삭 수단(5)은, 피가공물에 대하여 절삭 가공을 실시하는 것이다. 절삭 수단(5)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 회전 구동 수단(10)과, 절삭 블레이드(20)와, 플랜지 기구(30)와, 고정 수단(40)을 포함하여 구성되어 있다.
회전 구동 수단(10)은, 절삭 블레이드(20)를 고속으로 회전 구동시키는 것이다. 회전 구동 수단(10)은, 스핀들(11)과, 스핀들 하우징(12)과, 도시하지 않은 모터를 구비하고 있다. 스핀들(11)은, 그 선단에 착탈 가능하게 플랜지 기구(30)를 고정하는 것이고, 스핀들 하우징(12)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 스핀들(11)은, 선단을 향해 직경이 축소되는 원뿔대 형상으로 형성되어 있다. 스핀들(11)은, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 그 선단에 플랜지 기구(30)를 고정시키는 고정 수단(40)과 나사 결합하는 암나사(11b)가 형성된 나사 구멍(11a)을 갖고 있다. 스핀들 하우징(12)은, 통 형상으로 형성되어 있고, 레이디얼 에어 베어링 및 스러스트 에어 베어링에 의해, 내삽(內揷)된 스핀들(11)을 회전 가능하게 지지한다.
절삭 블레이드(20)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 환형의 원판 형상으로 형성된 절삭 지석이며, 고속 회전함으로써 척 테이블(2)에 유지된 피가공물을 절삭하는 것이다. 절삭 블레이드(20)는, 예컨대, 이른바 메탈 본드 블레이드, 레진 본드 블레이드, 비드 본드 블레이드 등이다. 절삭 블레이드(20)는, 그 두께가 수십 ㎛ 정도이며, 유연성을 갖고 있다. 절삭 블레이드(20)는, 후술하는 블레이드 장착부(311a)(도 4 참조)의 외형에 대응하는 크기의 원형 형상의 삽입 관통 구멍(21)을 갖고 있다. 절삭 블레이드(20)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 플랜지 기구(30)의 누름 플랜지(32)와 고정 플랜지(31)로 협지되어, 고정 플랜지(31) 상에 고정된다.
플랜지 기구(30)는, 절삭 블레이드(20)를 착탈 가능하게 협지하여 고정하는 것이며, 스핀들(11)의 선단에 착탈 가능하게 고정되는 것이다. 플랜지 기구(30)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 고정 플랜지(31)와, 누름 플랜지(32)와, 고정 너트(33)를 포함하여 구성되어 있다.
고정 플랜지(31)는, 원통 형상으로 형성되어 있다. 고정 플랜지(31)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 보스부(311)와, 스핀들 장착부(312)와, 지지 플랜지부(313)와, 고정 수단 부착부(314)를 구비하고 있다.
보스부(311)는, 고정 플랜지(31)의 축 방향으로 돌출한 원통 형상으로 형성되어 있다. 보스부(311)는, 블레이드 장착부(311a)와, 수나사부(311b)와, 환형 오목부(311c)를 갖고 있다. 블레이드 장착부(311a)는, 보스부(311)의 축 방향 중간부의 외주에 형성되어 있고, 도 3에 도시한 절삭 블레이드(20)의 삽입 관통 구멍(21)의 내주면(21a)을 지지한다. 수나사부(311b)는, 보스부(311)의 축 방향 선단부의 외주에 형성되어 있고, 선단부에 고정 너트(33)와 나사 결합하는 수나사(311d)가 형성되어 있다. 수나사부(311b)는, 그 외주가 블레이드 장착부(311a)의 외주보다 소직경으로 형성되어 있다. 환형 오목부(311c)는, 블레이드 장착부(311a)와 수나사부(311b) 사이에 형성되어 있다. 환형 오목부(311c)는, 수나사부(311b)의 외주보다 소직경이 되는 홈 형상으로 형성되어 있다.
스핀들 장착부(312)는, 고정 플랜지(31)의 축 방향에 있어서, 보스부(311)와는 반대측으로 돌출하는 원통 형상으로 형성되어 있다. 스핀들 장착부(312)는, 그 내주가 스핀들(11)의 선단의 외주에 대응하는 형상으로 형성되며, 스핀들(11)의 선단과 감합(嵌合)되는 스핀들 감합부(312a)를 갖고 있다.
지지 플랜지부(313)는, 보스부(311)의 축 방향 후단부의 외주에 형성되어 있고, 절삭 블레이드(20)의 한쪽의 측면(211a)을 지지하는 것이다. 본 실시형태에서는, 지지 플랜지부(313)는, 고정 플랜지(31)의 축 방향 중간부에 형성되어 있다. 지지 플랜지부(313)는, 보스부(311)의 외주로부터 반경 방향 외측으로 돌출되어 형성되어 있다. 지지 플랜지부(313)는, 절삭 블레이드(20)의 외형보다 작은 원판 형상으로 형성되어 있다. 지지 플랜지부(313)는, 절삭 블레이드(20)의 한쪽의 측면(211a)과 대향하여 접촉하는 협지 돌기(313a)를 갖고 있다. 협지 돌기(313a)는, 지지 플랜지부(313)의 외주를 따라 형성되어 있고, 축 방향에 있어서 보스부(311)를 향해 환형으로 돌출되어 형성되어 있다. 협지 돌기(313a)는, 절삭 블레이드(20)의 한쪽의 측면(211a)과 대향하여 접촉하는 부분이, 평탄한 평면으로 되어 있다.
고정 수단 부착부(314)는, 스핀들(11)의 암나사(11b)와 나사 결합하는 고정 수단(40)을 부착하기 위한 것이다. 고정 수단 부착부(314)는, 그 내주[보스부(311)의 내주]가 후술하는 와셔(41)보다 대직경으로 형성되며, 와셔(41)와 접촉하는 와셔 접촉부(314a)를 갖고 있다.
누름 플랜지(32)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 절삭 블레이드(20)를 고정 플랜지(31)와 함께 협지하는 것이다. 즉, 누름 플랜지(32)는, 고정 플랜지(31)와의 사이에서 절삭 블레이드(20)를 끼워 지지하는 것이다. 누름 플랜지(32)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 환형의 원판 형상으로 형성되어 있다. 누름 플랜지(32)는, 장착 구멍(321)과, 플랜지부(322)와, 곡면부(323)와, 리브부(324)를 구비하고 있다.
장착 구멍(321)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 누름 플랜지(32)의 축선을 중심으로 하는 원형 형상으로 형성되어 있다. 장착 구멍(321)의 내주(321a)는, 보스부(311)가 삽입 가능한 크기로 형성되어 있고, 블레이드 장착부(311a)의 외주에 대응하는 크기의 직경으로 형성되어 있다.
플랜지부(322)는, 절삭 블레이드(20)의 다른쪽의 측면(211b)을 지지하는 것이다. 플랜지부(322)는, 절삭 블레이드(20)의 외형보다 작은 원판 형상으로 형성되어 있고, 지지 플랜지부(313)와 동일한 크기로 형성되어 있다. 플랜지부(322)는, 지지 플랜지부(313)의 협지 돌기(313a)와 대향하고, 절삭 블레이드(20)의 다른쪽의 측면(211b)과 대향하여 접촉하는 협지 돌기(322a)를 갖고 있다. 협지 돌기(322a)는, 플랜지부(322)의 외주를 따라 형성되어 있고, 축 방향에 있어서 지지 플랜지부(313)를 향해 환형으로 돌출되어 형성되어 있다. 협지 돌기(322a)는, 절삭 블레이드(20)의 다른쪽의 측면(211b)과 대향하여 접촉하는 부분이, 평탄한 평면으로 되어 있다.
곡면부(323)는, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)에 대하여 착탈될 때에, 도 6에 도시한 바와 같이 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)의 축 방향에 대하여 기울어지는 것을 허용하는 것이며, 누름 플랜지(32)가 기울어진 상태라도, 블레이드 장착부(311a)와의 접촉 면적을 작게 하는 것이다. 곡면부(323)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 축 방향 중간부로부터 축 방향 양단부를 향해, 누름 플랜지(32)의 축선에 대하여 내주(321a)가 반경 방향 외측으로 휘는 쌍곡면 형상으로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 곡면부(323)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 내주(321a)를 축 방향 양단부측을 향해 축 방향 단면 원호 형상이 되도록 직경을 확장시켜 형성되어 있다. 곡면부(323)는, 도 4에 도시한 보스부(311)의 축 방향에 평행한 원주면을 가지며, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)에 대하여 동축 상에 위치하도록 내경이 설정된 장착 구멍(321)의 내주(321a)의 축 방향 양단부측에 대하여, 예컨대 선삭 가공이 실시됨으로써 형성되어 있다. 곡면부(323)는, 축 방향의 폭이, 협지 돌기(322a) 및 리브부(324)의 축 방향의 폭을 제외한 플랜지부(322)의 폭과 동일하다. 곡면부(323)는, 축 방향 중간부와 축 방향 양단부와의 축 직교 방향의 차가, 예컨대 3 ㎜∼0.2 ㎜ 정도이다. 곡면부(323)는, 가이드부(323a)와, 지지 능부(323b)와, 릴리프부(323c)를 갖고 있다. 즉, 내주(321a)는, 가이드부(323a)와, 지지 능부(323b)와, 릴리프부(323c)를 갖고 있다.
가이드부(323a)는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 축 방향에 있어서, 곡면부(323)의 협지 돌기(322a)측에 형성되어 있고, 고정 너트(33)측으로부터 절삭 블레이드(20)측을 향해 직경을 확장시켜 형성되어 있다. 즉, 가이드부(323a)는, 지지 능부(323b)측으로부터 협지 돌기(322a)측을 향해 내주(321a)를 직경 확장시키고 있다. 본 실시형태에서는, 가이드부(323a)는, 장착 구멍(321)의 협지 돌기(322a)측의 단부를 축 방향 단면 원호 형상으로 직경 확장시키고 있다. 가이드부(323a)의 곡률 반경(r2)은, 예컨대, 곡면부(323)의 축 방향 중간부[즉 지지 능부(323b)]에 있어서의 내주(321a)의 반경(r1) 이하이며, 예컨대 10 ㎜∼3 ㎜ 정도이다. 가이드부(323a)의 협지 돌기(322a)측의 단부는, 도 5에 도시한 바와 같이, 곡면부(323)의 축 방향의 협지 돌기(322a)측의 단부이기도 하며, 내주(321a)의 리브부(324)에 있어서의 축 방향 단면 평탄 부분의 연장선 상에 위치하고 있다. 가이드부(323a)의 지지 능부(323b)측의 단부는, 지지 능부(323b)의 축 방향의 가이드부(323a)측의 단부이기도 하다. 가이드부(323a)의 지지 능부(323b)측의 단부에 대한 접선은, 지지 능부(323b)와 평행하며 또한 동일면이다.
지지 능부(323b)는, 도 4에 도시한 블레이드 장착부(311a)에 접촉하여 지지되는 것이다. 지지 능부(323b)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 가이드부(323a)와 릴리프부(323c) 사이에 형성되어 있고, 누름 플랜지(32)의 축선에 대하여 평행한 원주면 형상으로 형성되어 있다. 지지 능부(323b)는, 축 방향의 폭(L)이, 예컨대 3 ㎜∼0.2 ㎜ 정도이다. 지지 능부(323b)는, 그 표면으로부터 내주(321a)의 리브부(324)에 있어서의 축 방향 단면 평탄 부분의 연장선까지의 축 직교 방향의 길이가, 곡면부(323)의 축 방향 중간부와 축 방향 양단부와의 축 직교 방향의 차와 동일한 길이이다. 지지 능부(323b)의 직경[즉 지지 능부(323b)에서의 내주(321a)의 직경]은, 곡면부(323)를 갖고 있지 않은 경우의 누름 플랜지의 내주의 직경과 동일하다. 지지 능부(323b)와 블레이드 장착부(311a)와의 간극은, 지지 능부(323b)의 내주와 블레이드 장착부(311a)의 외주가 동심원 상에 배치되었을 때의 간극으로서, 예컨대 수 ㎛ 내지 수십 ㎛이다.
릴리프부(323c)는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 축 방향에 있어서, 곡면부(323)의 리브부(324)측에 형성되어 있고, 절삭 블레이드(20)측으로부터 고정 너트(33)측을 향해 직경을 확장시켜 형성되어 있다. 즉, 릴리프부(323c)는, 지지 능부(323b)측으로부터 리브부(324)측을 향해 내주(321a)를 직경 확장시키고 있다. 본 실시형태에서는, 릴리프부(323c)는, 곡률 반경이 가이드부(323a)의 곡률 반경과 동일하다. 릴리프부(323c)의 리브부(324)측의 단부는, 도 5에 도시한 바와 같이, 곡면부(323)의 축 방향의 리브부(324)측의 단부이기도 하며, 내주(321a)의 리브부(324)에 있어서의 축 방향 단면 평탄 부분의 릴리프부(323c)측의 단부이기도 하다. 릴리프부(323c)의 지지 능부(323b)측의 단부는, 지지 능부(323b)의 축 방향의 릴리프부(323c)측의 단부이기도 하다. 릴리프부(323c)의 지지 능부(323b)측의 단부에 대한 접선은, 지지 능부(323b)와 평행하며 또한 동일면이다.
리브부(324)는, 플랜지부(322)를 보강하기 위한 것이다. 리브부(324)는, 협지 돌기(322a)와는 반대측의 플랜지부(322)의 장착 구멍(321)의 주위로부터 환형으로 돌출되어 형성되어 있다. 리브부(324)는, 플랜지부(322)로부터의 돌출량이, 누름 플랜지(32)를 고정 플랜지(31)에 대하여 착탈할 때에, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)의 축 방향에 대하여 기울어져도, 리브부(324)의 내주(321a)의 고정 너트(33)측의 단부가 보스부(311)에 접촉하지 않는 돌출량으로 설정되어 있다. 리브부(324)는, 그 내주(321a)가, 누름 플랜지(32)의 축 방향에 대하여 평행한 원주면 형상으로 형성되어 있다.
고정 너트(33)는, 누름 플랜지(32)를 고정 플랜지(31)에 착탈 가능하게 고정하는 것이다. 고정 너트(33)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 수나사부(311b)보다 큰 환형으로 형성되어 있다. 고정 너트(33)는, 수나사부(311b)의 수나사(311d)와 나사 결합하는 암나사(331a)가 형성된 나사 구멍(331)을 갖고 있다. 나사 구멍(331)은, 수나사부(311b)의 외주에 대응하는 크기로 형성되어 있다.
고정 수단(40)은, 플랜지 기구(30)를 스핀들(11)의 선단에 착탈 가능하게 고정하는 것이다. 고정 수단(40)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 와셔(41)와, 고정 나사(42)를 포함하여 구성되어 있다. 와셔(41)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 고정 수단 부착부(314)에 삽입 가능한 크기로 형성되어 있고, 와셔 접촉부(314a)와 접촉 가능한 크기로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 와셔(41)는, 이른바 플레인 와셔이다. 와셔(41)는, 고정 나사(42)의 축부보다 크게 형성되고, 고정 나사(42)의 머리 부분보다 작게 형성된 삽입 관통 구멍(41a)을 갖고 있다. 고정 나사(42)는, 스핀들(11)의 암나사(11b)와 나사 결합하는 수나사(42a)와, 도시하지 않은 육각봉 스패너 등의 공구가 삽입되는 육각 구멍(42b)을 갖고 있다.
여기서, 도 1을 참조하여, 전술과 같이 구성된 절삭 장치(1)의 동작에 대해서 설명한다. 먼저, 절삭 장치(1)는, 작업원 등의 오퍼레이터에 의해 피가공물이 척 테이블(2)에 배치된 후, 진공 흡인원에 의해 피가공물을 척 테이블(2) 상에 흡인 유지한다. 다음으로, 절삭 장치(1)는, 촬상 수단(4)에 의해 피가공물의 스트리트를 촬상하고, 촬상한 스트리트에 기초하여 피가공물과 절삭 수단(5)과의 얼라이먼트를 조정한 후, 도시하지 않은 노즐로부터 절삭수를 절삭 블레이드(20)를 향해 분사하면서, 절삭 블레이드(20)를 고속으로 회전시킨다. 다음으로, 절삭 장치(1)는, 절삭 블레이드(20)를 고속으로 회전시키면서, 복수의 스트리트의 각각에 대하여 절삭 블레이드(20)를 절입 이송, 가공 이송, 및 인덱싱 이송함으로써, 동일 방향의 모든 스트리트에 절삭 가공을 실시하여 절삭홈을 형성한다. 다음으로, 절삭 장치(1)는, 동일 방향의 모든 스트리트에 대해서 절삭 가공을 실시한 후, 척 테이블(2)을 축심 주위로 90도 회전시키고, 절삭 수단(5)에 의해 동일한 절삭 가공을 반복함으로써, 피가공물을 개개의 칩으로 분할한다.
다음으로, 도 2, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 절삭 장치(1)에 있어서의 절삭 블레이드(20)의 교환 작업에 대해서 설명한다. 도 6은 누름 플랜지가 고정 플랜지에 대하여 경사진 상태를 도시한 단면도이다. 한편, 절삭 장치(1)는, 절삭 블레이드(20)의 교환 작업을 행하기 전에 전원이 절단되어 있다.
먼저, 오퍼레이터에 의해, 누름 플랜지(32)와 고정 플랜지(31)에 의해 절삭 블레이드(20)가 협지되어 고정된 도 2에 도시한 상태에 있어서, 고정 너트(33)가 느슨해지는 방향으로 회전됨으로써, 고정 너트(33)가 수나사부(311b)로부터 분리된다. 여기서, 누름 플랜지(32)는, 도 5에 도시한 지지 능부(323b)가 블레이드 장착부(311a) 상에서 지지되어 있고, 지지 능부(323b)의 내주와 블레이드 장착부(311a)의 외주와의 상기 간극이 수 ㎛ 내지 수십 ㎛이기 때문에, 누름 플랜지(32)와 고정 플랜지(31)의 중심이 맞춰져 있다(즉 동축 상에 위치한다). 이 때문에, 누름 플랜지(32)는, 고정 플랜지(31)에 대한 편심이 억제되어 있다. 또한, 누름 플랜지(32)는, 지지 능부(323b)가 누름 플랜지(32)의 축선에 대하여 평행한 원주면 형상으로 형성되어 있기 때문에, 블레이드 장착부(311a) 상에 안정적으로 지지되어 있다.
다음으로, 오퍼레이터에 의해, 축 방향에 있어서, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)와는 반대측으로 이동됨으로써, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)로부터 분리된다(빼내진다). 여기서, 곡면부(323)는, 가이드부(323a)와 릴리프부(323c)에 의해 축 방향 양단부측의 내주(321a)를 직경 확장시키고 있고, 지지 능부(323b)에 있어서의 내주(321a)와 보스부(311)와의 간극을 최소로 하고 있기 때문에, 축 방향 양단부측의 내주(321a)와 보스부(311)와의 간극을 확대하고 있다. 이 때문에, 곡면부(323)를 갖고 있지 않고, 내주의 전체 둘레와 보스부(311)와의 간극이, 지지 능부(323b)에 있어서의 내주(321a)와 보스부(311)와의 간극과 동일해지는 경우에서는, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)의 축 방향에 대하여 기울어지면, 보스부(311)가 내주(321a)에 접촉하기 쉬워진다. 한편, 곡면부(323)를 갖는 누름 플랜지(32)에서는, 축 방향 양단부측의 내주(321a)와 보스부(311)와의 간극을 확대하고 있기 때문에, 누름 플랜지(32)가 기울어져도, 보스부(311)가 가이드부(323a) 및 릴리프부(323c)에 접촉하기 어려워진다. 이 때문에, 누름 플랜지(32)가 기울어진 상태에서 고정 플랜지(31)로부터 빼내져도, 내주(321a)나 보스부(311)가 상처입기 어렵다.
다음으로, 오퍼레이터에 의해, 도 4에 도시한 바와 같이, 누름 플랜지(32)가 보스부(311)로부터 빼내진 후, 절삭 블레이드(20)가 누름 플랜지(32)와 마찬가지로 보스부(311)로부터 빼내진다. 여기서, 절삭 블레이드(20)는, 그 두께가 수십 ㎛ 정도이며 유연성을 갖고 있기 때문에, 블레이드 장착부(311a)와의 사이에서 스커핑이 발생하는 일은 없다. 한편, 고정 플랜지(31)를 스핀들(11)로부터 분리하는 경우에는, 오퍼레이터에 의해, 고정 나사(42)가 느슨해지는 방향으로 회전되고, 고정 나사(42)가 스핀들(11)의 나사 구멍(11a)으로부터 분리됨으로써, 고정 플랜지(31)가 스핀들(11)로부터 분리된다. 분리된 고정 플랜지(31)는, 분리하는 것과는 반대의 작업 순서에 의해, 재차 스핀들(11)에 고정된다.
다음으로, 오퍼레이터에 의해, 예컨대 미사용 등의 절삭 블레이드(20)의 한쪽의 측면(211a)이 협지 돌기(313a)와 대향하여 접촉할 때까지, 절삭 블레이드(20)가 지지 플랜지부(313)측으로 이동됨으로써, 절삭 블레이드(20)가 고정 플랜지(31)에 장착된다. 여기서, 절삭 블레이드(20)는, 그 내주면(21a)이 블레이드 장착부(311a)에 지지된다.
다음으로, 오퍼레이터에 의해, 누름 플랜지(32)가 보스부(311)를 향해 이동된다. 여기서, 도 5에 도시한 가이드부(323a)는, 협지 돌기(322a)측의 내주를 직경 확장시키고 있기 때문에, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)의 축 방향에 대하여 경사져 있는 경우, 보스부(311)의 선단부와 접촉하면서, 그 선단부를 장착 구멍(321) 내를 향해 가이드한다.
다음으로, 오퍼레이터에 의해, 가이드부(323a)에 의해 가이드된 보스부(311)의 선단부가 장착 구멍(321)을 삽입 관통하도록, 누름 플랜지(32)가 지지 플랜지부(313)측으로 이동된다. 여기서, 보스부(311)의 선단부는, 가이드부(323a)로부터 지지 능부(323b) 및 도 5에 도시한 릴리프부(323c)로 이동한다. 또한, 릴리프부(323c)는, 축 방향의 지지 능부(323b)측으로부터 리브부(324)측을 향해 내주(321a)를 반경 방향 외측으로 직경 확장시키는 축 방향 단면 원호 형상으로 형성되어 있기 때문에, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)의 축 방향에 대하여 경사져 있는 경우라도, 보스부(311)의 선단부에 접촉하기 어렵다.
다음으로, 오퍼레이터에 의해, 협지 돌기(322a)가 절삭 블레이드(20)의 다른쪽의 측면(211b)과 대향하여 접촉할 때까지, 누름 플랜지(32)가 지지 플랜지부(313)측으로 이동된다. 여기서, 누름 플랜지(32)는, 곡면부(323)가 축 방향 양단부측을 향해 내주(321a)를 직경 확장시키고 있고, 누름 플랜지(32)가 기울어진 상태라도, 보스부(311)가 가이드부(323a) 및 릴리프부(323c)와 접촉하기 어렵기 때문에, 곡면부(323)가 블레이드 장착부(311a) 상을 슬라이드 이동함으로써, 고정 플랜지(31)에 장착된다.
다음으로, 오퍼레이터에 의해, 고정 너트(33)의 나사 구멍(331)이 수나사부(311b)에 대어진 상태에서 고정 너트(33)가 체결되는 방향으로 회전됨으로써, 암나사(331a)가 수나사부(311b)의 수나사(311d)와 나사 결합하여, 고정 너트(33)가 수나사부(311b)에 고정된다. 여기서, 플랜지 기구(30)는, 절삭 블레이드(20)를 협지하여 고정한다.
이상과 같이, 실시형태에 따른 플랜지 기구(30)에 따르면, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)의 축 방향에 대하여 기울어져도, 보스부(311)가 가이드부(323a) 및 릴리프부(323c)와 접촉하기 어렵기 때문에, 누름 플랜지(32)가 기울어진 상태라도 고정 플랜지(31)에 착탈할 수 있다. 즉, 실시형태에 따른 플랜지 기구(30)에 따르면, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)의 축 방향에 대하여 기울어진 상태라도, 보스부(311)와의 사이에서 스커핑이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 실시형태에 따른 플랜지 기구(30)에 따르면, 장착 구멍(321)과 보스부(311) 사이에서 스커핑이 발생하는 것을 억제할 수 있다고 하는 효과를 이룬다.
또한, 실시형태에 따른 플랜지 기구(30)에 따르면, 가이드부(323a)가 보스부(311)의 선단부를 장착 구멍(321) 내로 가이드하고, 릴리프부(323c)가 보스부(311)의 선단부와 접촉하기 어렵기 때문에, 누름 플랜지(32)를 고정 플랜지(31)에 원활하게 장착할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 플랜지 기구(30)에 따르면, 누름 플랜지(32)가 고정 플랜지(31)의 축 방향에 대하여 기울어지는 것을 곡면부(323)가 허용하기 때문에, 누름 플랜지(32)가 기울어진 상태라도, 내주(321a)나 블레이드 장착부(311a)에 상처가 나는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 플랜지 기구(30)에 따르면, 예컨대 직경이 3인치 이상이 되는 대형의 절삭 블레이드(20)를 협지하는 경우, 지지 플랜지부(313) 및 플랜지부(322)를 절삭 블레이드(20)에 대응시켜 대형화하면, 지지 플랜지부(313) 및 플랜지부(322)의 강도를 확보하기 위해서 고정 플랜지(31) 자체 및 누름 플랜지(32) 자체도 대형화되고, 보스부(311) 및 내주(321a)가 축 방향으로 길어지기 때문에, 내주(321a)가 곡면부(323)를 갖고 있지 않은 경우에서는 보스부(311)와의 사이에서 스커핑이 발생하기 쉬워지지만, 곡면부(323)가 축 방향 단면 원호 형상으로 형성되어 있기 때문에, 보스부(311)와의 사이에서 스커핑이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
한편, 상기한 실시형태에서는, 절삭 블레이드(20)는, 수 ㎛ 내지 수십 ㎛의 두께로 형성되어 있었으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 도 7에 도시한 바와 같이, 지지 능부(323b)가 블레이드 장착부(311a) 상에 배치된 상태에서, 절삭 블레이드(20)를 협지하여 고정할 수 있으면 되기 때문에, 예컨대 수백 ㎛의 두께로 형성되어 있어도 좋다. 이에 따라, 예컨대, 피가공물의 외주의 가장자리를 따라 절삭하는, 이른바 에지 트리밍에 있어서 플랜지 기구(30)를 이용할 수 있고, 다양한 두께의 절삭 블레이드(20)를 플랜지 기구(30)에 의해 협지할 수 있다.
한편, 누름 플랜지(32)에 곡면부(323)를 형성하는 것을 대신하여, 보스부(311)의 기단부측에 곡면부(323)와 같은 돌기를 형성하는 것도 고려된다. 그러나, 이와 같이 보스부(311)의 선단부측을 제외한 기단부측[즉 지지 플랜지부(313)측]에 돌기를 형성한 경우에서는, 절삭 블레이드(20)의 내주면(21a)이 돌기를 삽입 관통할 수 있는 크기가 되기 위해서, 두께가 수십 ㎛ 정도로 형성된 얇은 절삭 블레이드(20)를 고정 플랜지(31)의 보스부(311)의 기단부측에 장착하면, 보스부(311)의 기단부측의 외주와 내주면(21a)과의 간극이 커져, 절삭 블레이드(20)의 축심과 보스부(311)의 축심의 위치를 맞춘 상태로 지지할 수 없다. 즉, 보스부(311)의 기단부측에 돌기를 형성한 경우에서는, 얇게 형성된 절삭 블레이드(20)를 이용할 수 없다. 또는, 돌기에 내주면(21a)이 위치하게 되는 두께의 절삭 블레이드(20)로 사용이 한정되어 버린다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 가이드부(323a)는, 축 방향 단면 원호 형상으로 형성되어 있었으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 보스부(311)의 선단부를 장착 구멍(321) 내를 향해 가이드할 수 있는 것이면 되기 때문에, 예컨대 축 방향 단면 테이퍼 형상이어도 좋다. 이 경우, 가이드부(323a)가 누름 플랜지(32)의 기울어짐을 허용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 곡면부(323)는, 축 방향에 있어서 내주(321a)의 일부였으나, 축 방향에 있어서 내주(321a)의 전체 둘레가 쌍곡면 형상으로 형성된 것이어도 좋다. 이에 따라, 상기한 실시형태와 마찬가지로, 장착 구멍(321)과 보스부(311) 사이에서 스커핑이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 누름 플랜지(32)를 고정 플랜지(31)에 원활하게 장착할 수 있다.
11: 스핀들 20: 절삭 블레이드
21a: 내주면 211a: 한쪽의 측면
30: 플랜지 기구 31: 고정 플랜지
311: 보스부 311a: 블레이드 장착부
311d: 수나사 312: 스핀들 장착부
313: 지지 플랜지부 32: 누름 플랜지
321: 장착 구멍 321a: 내주
323a: 가이드부 323b: 지지 능부
323c: 릴리프부 33: 고정 너트

Claims (2)

  1. 회전 가능하게 지지된 스핀들의 선단에 고정되며, 피가공물을 절삭 가공하는 환형의 절삭 블레이드를 협지(挾持)하는 플랜지 기구로서,
    선단부의 외주에 수나사가 형성된 원통형의 보스부와, 상기 보스부의 축 방향 중간부에 형성되며, 절삭 블레이드의 내주면을 지지하는 블레이드 장착부와, 상기 보스부의 축 방향 후단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출하여 형성되며, 상기 절삭 블레이드의 한쪽의 측면을 지지하는 지지 플랜지부를 구비한 고정 플랜지와,
    상기 보스부가 삽입되며 내주가 상기 블레이드 장착부에 지지되는 장착 구멍을 중심에 갖고, 상기 절삭 블레이드를 상기 고정 플랜지와 함께 협지하는 환형의 누름 플랜지와,
    상기 보스부의 상기 수나사에 나사 결합되며, 상기 고정 플랜지에 상기 누름 플랜지를 고정하는 환형의 고정 너트를 갖고,
    상기 절삭 블레이드를 협지하는, 상기 보스부에 삽입된 상기 누름 플랜지의 상기 장착 구멍의 내주는,
    상기 고정 너트측으로부터 상기 절삭 블레이드측을 향해 직경이 확장되며, 상기 누름 플랜지의 상기 보스부에의 삽입을 가이드하는 가이드부와,
    상기 절삭 블레이드측으로부터 상기 고정 너트측을 향해 직경이 확장되는 릴리프부와,
    상기 가이드부와 상기 릴리프부 사이에 형성된 지지 능부(稜部)를 가지며,
    상기 누름 플랜지는, 상기 지지 능부가 상기 고정 플랜지의 상기 블레이드 장착부에 접촉하여 지지되는 것인 플랜지 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가이드부는, 곡면으로 형성되어 있는 것인 플랜지 기구.
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