KR20180113175A

KR20180113175A - 양면 연마 장치

Info

Publication number: KR20180113175A
Application number: KR1020180038133A
Authority: KR
Inventors: 시게루 오다기리; 다카시 오야마; 유스케 이노우에
Original assignee: 스피드팸 가부시키가이샤
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2018-04-02
Publication date: 2018-10-15
Also published as: JP2018176304A; KR102481144B1; JP6829467B2; CN108687650A; TW201902620A; TWI728241B; CN108687650B

Abstract

상정반을 드레싱할 때의 작업성의 저하를 억제하는 한편, 드레싱 중에 상정반을 수평으로 유지할 수 있는 양면 연마 장치를 제공한다.
하정반(2)과 상정반(3)에 의해 워크의 양쪽 면을 연마하는 양면 연마 장치(1)에 있어서, 하정반(2)을 관통함과 함께 축 주위로 회전하는 구동기구(10)와, 상정반(3)을 요동가능 그리고 회전가능으로 매달아 지지하는 지지기구(승강용 액츄에이터(9), 조심 베어링(9b))과, 상정반(3)의 중심 개구(3b)의 둘레에 마련된 훅(20)과, 구동기구(10)의 주면에 형성되어 상정반(3)과 구동기구(10)의 주방향의 상대 회전각도가 소정의 각도일 때에 훅(20)을 삽입가능한 홈부(11)와, 구동기구(10)의 상표면(10c)에 형성된 당접영역(12)과, 당접영역(12)에 마련되어 훅(20)이 접촉하는 돌기부(13)를 구비하는 구성으로 하였다.

Description

양면 연마 장치{DOUBLE SURFACE POLISHING DEVICE}

본 발명은, 하정반(下定盤)과 상정반(上定盤) 사이에 배치된 워크의 양쪽 면을 연마하는 양면 연마 장치에 관한 발명이다.

종래로부터, 장치 상부에 설치된 실린더 샤프트에 유니버설 조인트나 조심(調芯) 베어링을 통해 상정반을 접속함과 함께, 중심 드럼의 외주면에 축방향으로 형성된 제1 홈부(溝部)와, 제1 홈부와 다른 길이를 가지는 제2 홈부를 형성하고, 상정반에 마련한 훅(hook)을 제1 홈부 또는 제2 홈부에 계합시켜, 중심 드럼의 회전력을 상정반에 전달하는 양면 연마 장치가 알려지고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2017-1151호

종래의 양면 연마 장치에서는, 워크 연마 때에 상정반을 워크 연마 위치까지 하강시키기 위해, 상정반에 형성된 훅을 제1 홈부에 삽입한다. 한편, 상정반에 부착된 연마 패드를 세정 또는 드레싱(이하, 「드레싱」이라 함)할 때에는, 훅을 제2 홈부에 삽입한다. 그리고, 이 제2 홈부에 형성되고 훅을 하방으로부터 지지하기 위한 지지면으로 훅을 지지하고, 워크 연마 위치보다도 상방 위치에서 상정반을 정지시킨 뒤, 드레싱 중의 상정반의 수평상태를 유지한다.

하지만, 이 종래의 양면 연마 장치로에서는, 워크 연마 때와 연마면(硏磨面)의 드레싱 때의 임의에 있어서도, 훅을 홈부에 삽입해야 한다. 즉, 상정반의 드레싱 때에 있어서도, 훅이 소망의 홈부에 삽입 가능해지도록, 상정반과 중심 드럼의 상대 회전각도를 조정해야 하여, 드레싱 때의 작업성이 저하하는 문제가 생긴다.

게다가, 종래의 양면 연마 장치에서는, 제2 홈부를 한쌍(一雙) 형성하고 있지만, 이 한쌍의 제2 홈부의 홈 깊이(溝深)에 기계가공 정밀도의 문제에 인해 차이가 생긴 경우에는, 드레싱 때에 상정반이 기울 우려가 있다.

본 발명은, 상기 문제에 착안해 이루어진 것이고, 상정반을 드레싱 할 때의 작업성의 저하를 억제함과 함께 드레싱 중에 상정반을 수평으로 유지할 수 있는 양면 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하정반과 상정반에 의해 워크의 양쪽 면을 연마하는 양면 연마 장치에 있어서, 구동기구와, 지지기구와, 훅과, 홈부와, 당접영역과, 돌기부를 구비하고 있다.

상기 구동기구는, 하정반을 관통함과 함께 축 주위로 회전가능하다.

상기 지지기구는, 상정반을 요동가능 그리고 회전가능으로 매달아 지지한다.

상기 훅은, 상정반의 내부 둘레로부터 중심방향으로 연장하고 있다.

상기 홈부는, 구동기구의 주면에 형성됨과 함께 구동기구의 축방향으로 연장하고, 상정반과 구동기구의 주방향의 상대 회전각도가 소정의 각도일 때 훅이 삽입된다.

상기 당접영역은, 구동기구의 상표면에 형성되어 있다.

상기 돌기부는, 당접영역에 마련되고, 훅이 당접영역에 당접한 상태에서 훅이 접촉한다.

이 결과, 상정반의 연마면을 드레싱 할 때의 작업성의 저하를 억제하는 한편, 드레싱 중에 상정반을 수평으로 유지할 수 있다.

도 1은, 실시예 1의 양면 연마 장치의 전체구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는, 실시예 1의 양면 연마 장치의 중요부분을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 실시예 1의 양면 연마 장치의 구동기구를 나타내는 평면도이다.
도 4는, 실시예 1의 양면 연마 장치의 상정반의 중요부분을 나타내는 평면도이다.
도 5는, 실시예 1의 양면 연마 장치에 있어서 드레싱 때의 평면도이다.
도 6은, 도 5에 있어서의 A-A에 따른 단면도이다.
도 7은, 실시예 1의 양면 연마 장치에 있어서 워크 연마 때의 평면도이다.
도 8은, 도 7에 있어서의 B-B에 따른 단면도이다.
도 9는, 다른 예의 양면 연마 장치의 중요부분을 나타내는 사시도이다.
도 10A는, 다른 예의 양면 연마 장치에 있어서 드레싱 때의 평면도이다.
도 10B는, 도 10A에 있어서의 C-C에 따른 단면도이다.
도 11A는, 다른 예의 양면 연마 장치에 있어서 워크 연마 때의 평면도이다.
도 11B는, 도 11A에 있어서의 D-D에 따른 단면도이다.
도 12는, 훅 및 돌기부의 변형예를 나타내는 설명도이다.
도 13은, 구동기구의 변형예를 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 양면 연마 장치를 실시하기 위한 형태를, 도면에 나타낸 실시예 1에 근거하여 설명한다.

(실시예 1)

우선, 구성을 설명한다.

실시예 1에 있어서의 양면 연마 장치(1)는, 반도체 웨이퍼, 수정 웨이퍼, 사파이어 웨이퍼, 유리 웨이퍼 또는 세라믹 웨이퍼 등의 박판 모양(薄板狀)의 워크(WR)의 표리(表裏) 양면을 연마 가공하는 것이다. 이하, 실시예 1의 양면 연마 장치(1)의 구성을, 「전체구성」, 「구동기구의 상세구성」, 「훅(hook)의 상세구성」으로 나누어서 설명한다.

[전체구성]

도 1은 실시예 1의 양면 연마 장치의 전체구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 이하, 도 1에 근거하여 실시예 1의 양면 연마 장치의 전체구성을 설명한다.

실시예 1의 양면 연마 장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 축선(L1)을 중심으로 하여 동심상(同心上)에 배치된 하정반(2)과, 상정반(3)과, 하정반(2)의 중앙에 배치된 선 기어(sun gear, 4)와, 하정반(2)의 외주를 둘러싸도록 배치된 인터널 기어(internal gear, 5)를 갖고 있다.

선 기어(4)와, 하정반(2)과, 인터널 기어(5)는, 각각 구동축(6, 7, 8)을 통해 미도시(未圖示)의 구동원에 연결되어 회전구동된다.

한편, 상정반(3)은, 상정반(3)의 상표면에 장착된 정반 매달기(9a)를 통해 승강용 액츄에이터(9)의 로드(9c)에 매달려 지지되어 있다. 여기서, 로드(9c)의 선단부(先端部)에는, 구면 베어링 등의 조심(調芯) 베어링(9b)이 개재되어 있다. 이에 인해, 상정반(3)은, 승강용 액츄에이터(9)에 의해 요동가능 그리고 회전가능으로 매달려 지지된다. 즉, 승강용 액츄에이터(9) 및 조심 베어링(9b)에 의해 상정반(3)을 매달아 지지하는 지지기구가 구성된다.

또한, 상정반(3)의 하방에는, 하정반(2)을 관통한 구동기구(10)가 마련되어 있다. 이 구동기구(10)는, 축선(L1)을 따라 연장하는 구동축(10a)과, 구동축(10a)의 선단(先端)에 형성된 구동기구 본체(10b)를 갖고 있다.

그리고, 이 구동기구(10)는, 구동축(10a)이 미도시의 구동원에 접속되어 있고, 축선(L1) 주위로 회전가능하다. 게다가, 구동기구 본체(10b)의 주면에는, 복수개(여기에서는 4개)의 홈부(11)가 형성되어 있다. 한편, 상정반(3)의 중심 개구(開口, 3b)의 둘레(내부 둘레)에는, 상정반(3)의 중심(O)을 향해 연장한 복수개(여기에서는 4개)의 훅(20)이 장착되어 있다.

그리고, 워크(WR)를 연마할 때에는, 승강용 액츄에이터(9)에서 로드(9c)가 돌출하여 상정반(3)이 하강됨과 함께, 각 홈부(11)에 훅(20)이 하나씩 각각 삽입된다. 그리고, 홈부(11)와 훅(20)이 주방향으로 간섭하는 것으로, 구동기구(10)의 회전력이 상정반(3)에 전달되어 이 상정반(3)이 회전구동된다.

하정반(2) 및 상정반(3)의 서로 대향(對向)한 면에는, 각각 연마 패드(2a, 3a)가 부착되어 있다.

그리고, 이 양면 연마 장치(1)에서는, 하정반(2)과 상정반(3) 사이에 캐리어 플레이트(CA)에 유지된 워크(WR)가 배치된다. 여기에서, 캐리어 플레이트(CA)는, 도 1에 도시된 바와 같이 선 기어(4) 및 인터널 기어(5)에 맞물려 이 선 기어(4) 및 인터널 기어(5)의 회전에 의해 자전 및 공전한다. 그리고, 이 캐리어 플레이트(CA)의 자전 및 공전에 의해, 캐리어 플레이트(CA)에 유지된 워크(WR)는 하정반(2)과 상정반(3) 사이에서 이동하여 양면이 연마된다.

[구동기구의 상세구성]

도 2는 실시예 1의 양면 연마 장치의 중요부분을 나타내는 사시도이고, 도 3은 실시예 1의 양면 연마 장치의 구동기구를 나타내는 평면도이다. 이하, 도 2 및 도 3에 근거하여 실시예 1의 구동기구 상세구성을 설명한다.

구동기구(10)는, 상술한 바와 같이 미도시의 구동원에 의해 회전구동됨과 함께, 상정반(3)에 회전력을 전달하여 이 상정반(3)을 회전구동시킨다. 이 구동기구(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동원에 접속함과 함께 축선(L1)을 따라 배설된 구동축(10a)과, 구동축(10a)의 선단에 형성된 구동기구 본체(10b)를 갖고 있다.

구동축(10a)은, 하정반(2)의 중심 개구(2b)를 관통하고, 구동기구 본체(10b)를 하정반(2)으로부터 상방으로 돌출한 위치에서 지지한다(도 1 참조).

구동기구 본체(10b)는, 주면에 복수개(여기에서는 4개)의 홈부(11)가 형성되어 있고, 상정반(3)을 향하는 상표면(10c)에 당접영역(12)이 형성되어 있고, 이 당접영역(12)에 복수개(여기에서는 2개)의 돌기부(13)가 형성되어 있다.

홈부(11)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 축선(L1) 즉 구동기구(10)의 축방향을 따라 연장됨과 함께 구동기구 본체(10b)의 지름 방향 및 상하 방향으로 개방하고 있다. 또한, 4개의 홈부(11)의 각각의 홈 폭(溝幅, G1)은, 훅(20)이 삽입가능한 동일한 치수로 설정되어 있다(도 3 참조). 또한, 「홈 폭(G1)」은, 구동기구 본체(10b)의 내부 측면(11a)의 주방향의 간격 치수이다.

게다가, 이 실시예 1에서는, 4개의 홈부(11)가, 구동기구 본체(10b)의 주방향을 따라 90°마다에 형성되어 있고, 이런 홈부(11)는, 상정반(3)의 중심(O)(축선(L1)이 지나는 점)을 대칭점으로 하는 점대칭 위치에 배치되어 있다.

당접영역(12)은, 훅(20)의 선단부(22)의 당접면(22a)(도 6 참조)이 당접가능한 영역이고, 이 당접면(22a)보다 충분히 넓은 면적을 갖고 있다. 여기에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 구동기구 본체(10b)의 둘레부를 따른 영역으로 되어 있다. 또한, 이 당접영역(12)에는, 홈부(11)가 중복되어 있고, 홈부(11)의 상단은 이 당접영역(12) 내에서 개방되어 있다.

돌기부(13)는, 당접영역(12)으로부터 구동기구(10)의 축방향(축선L1)을 따라 상방을 향해 돌출되어 있고, 당접영역(12)에 접촉한 상태의 훅(20)의 선단부(22)의 측면(22b)에 접촉가능하다. 여기에서, 돌기부(13)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 구동기구 본체(10b)의 주방향을 따라 만곡(彎曲)하고 있지만, 그 주방향 치수(G2)는, 홈부(11)끼리의 간격 치수보다 충분히 작은 치수로 설정되어 있다. 즉, 홈부(11)의 상단이 당접영역(12) 내에서 개방됨과 함께 돌기부(13)가 당접영역(12)에 형성되어 있지만, 이 당접영역(12)은, 훅(20)의 선단부(22)의 당접면(22a)이 당접하는 면적을 충분히 확보하고 있다.

또한, 돌기부(13)는, 구동기구 본체(10b)와는 별체로 형성되고 미도시의 나사나 용접 등에 의해 구동기구 본체(10b)에 고정되어도 좋고, 구동기구 본체(10b)와 일체로 형성되어도 좋다.

[훅의 상세구성]

도 4는 실시예 1의 상정반의 중앙부분의 평면도이다. 이하, 도 2 및 도 4에 근거하여 실시예 1의 상정반에 마련된 훅의 상세구성을 설명한다.

훅(20)은, 상정반(3)의 중심 개구(3b)의 둘레(내부 둘레)에 고정되며, 상정반(3)의 중심(O)을 향해 연장하고 있다. 이 훅(20)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 일단이 상정반(3)의 상표면에 고정되고 선단이 상정반(3)의 중심 개구(3b)의 내측으로 돌출한 고정부(21)와, 고정부(21)의 선단에 형성되고 하정반(2)을 향해 연장된 선단부(22)를 갖고 있다. 여기에서, 고정부(21)는, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 선단부(22)가 구동기구 본체(10b)의 상표면(10c)의 상방에 위치할 때까지 연장되어 있고, 평면시(平面視) 때에 선단부(22)는 구동기구 본체(10b)의 상표면(10c)에 대해 중복한다.

또한, 이 훅(20)은, 선단부(22)의 훅 폭(hook 幅, W1)이 홈부(11)의 홈 폭(G1)보다 약간 작아 홈부(11)에 삽입되었을 때에 선단부(22)의 측면(22b)이 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하는 제1 훅(20A)과, 선단부(22)의 훅 폭(W2)이 홈부(11)의 홈 폭(G1)보다 충분히 작아 홈부(11)에 삽입되었을 때에 선단부(22)의 측면(22b)이 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하지 않는 제2 훅(20B)을 갖고 있다. 또한, 「훅 폭」이란, 상정반(3)의 주방향의 훅 선단부 치수이다.

그리고, 제1 훅(20A)과 제2 훅(20B)은, 각각 2개씩 마련되어 있고, 여기에서는, 상정반(3)의 주방향을 따라 90°마다에 번갈아 배치되어 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 4개의 훅(20)은, 상정반(3)의 중심(O) (축선(L1)이 지나는 점)을 대칭점으로 하는 점대칭 위치에 배치됨과 함께, 제1 훅(20A)끼리 대향하고, 제2 훅(20B)끼리 대향하도록 배치되어 있다.

다음으로, 실시예 1의 양면 연마 장치의 작용을, 「드레싱 때의 상정반 지지작용」과, 「워크 연마 때의 상정반 지지작용」으로 나누어 설명한다.

[드레싱 때의 상정반 지지작용]

도 5 및 도 6은 실시예 1의 양면 연마 장치(1)에서 상정반을 드레싱할 때의 중요부분을 나타낸다. 이하, 도 5 및 도 6에 근거하여 실시예 1의 양면 연마 장치(1)에 있어서의 드레싱 때의 상정반 지지작용을 설명한다.

실시예 1의 양면 연마 장치(1)에서는, 워크 연마 때에, 상정반(3)을 강하(降下)시켜 하정반(2)에 재치(載置)된 워크(WR)를 상정반(3)과 하정반(2) 사이에 끼운다.

여기에서, 워크(WR)나 워크(WR)를 유지하는 캐리어 플레이트(CA)의 두께가 고르지 않아도 워크(WR)에 작용하는 압압력을 균일하게 하기 위해, 또, 하정반(2)의 회전에 수반하는 하정반(2)의 미소한 상하 진동(흔들림)에 상정반(3)을 추종시키기 위해, 상정반(3)은, 조심 베어링(9b)을 통해 승강용 액츄에이터(9)에 매달려 지지되어 있어, 수평방향에 대해서의 편각(偏角)을 허용하는 것이 가능하다.

한편, 하정반(2) 및 상정반(3)에는, 각각 연마 패드(2a, 3a)가 부착되어 있고, 워크(WR)는 하정반(2) 및 상정반(3) 및 캐리어 플레이트(CA)의 회전, 및 연마 패드(2a, 3a)나 미도시의 공급기구에서 공급되는 연마액(slurry)에 의해 연마된다. 그러나, 양면 연마 장치(1)를 장시간 사용하면, 연마 패드(2a, 3a)에 연마액이나 부스러기 등이 침입하여 연마 패드(2a, 3a)가 막히는 현상(glazing)을 일으키기도 하고, 연마 패드(2a, 3a)의 표면이 변형하기도 한다. 그 때문에, 연마 효율이 현저히 저하되기 때문에, 연마 패드(2a, 3a)의 드레싱이 진행된다.

여기에서, 연마 패드(2a, 3a)의 드레싱은, 예컨대, 하정반(2) 및 상정반(3) 사이에 드레싱 부재를 끼워 넣고, 하정반(2) 및 상정반(3)을 각각 회전시키면서, 게다가 이 드레싱 부재를 연마 패드(2a, 3a)의 연마면에 억누르며 하정반(2) 및 상정반(3)의 외주부(外周部)와 내주부(內周部) 사이를 왕복 이동시키는 것에 의해 진행된다.

이 때, 드레싱 부재를 하정반(2)과 상정반(3) 사이에 끼워 넣을 필요가 있기 때문에, 상정반(3)은 하정반(2)에 대해 간격을 둔 상태로 유지된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 이 상정반(3)은 조심 베어링(9b)을 통해 매달아 지지되어 있기 때문에, 드레싱 부재를 상정반(3)의 연마 패드(3a)에 억누르면, 상정반(3)의 경사가 변화되어버려 상정반(3)의 연마 패드(3a)에 대해 드레싱 부재를 적절히 접촉시킬 수 없어진다.

이에 대해, 실시예 1의 양면 연마 장치(1)에서는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상정반(3)이 승강용 액츄에이터(9)에 의해 하강되었을 때, 상정반(3)에 마련된 훅(20)의 선단부(22)의 당접면(22a)이 구동기구 본체(10b)의 상표면(10c)에 형성된 당접영역(12)에 당접한다. 이에 인해, 상정반(3)은, 훅(20)을 통해 구동기구(10)의 상표면(10c)에 의해 지지된다.

이 결과, 상정반(3)을 드레싱할 때에 드레싱 부재를 상정반(3)의 연마 패드(3a)에 억눌러도, 훅(20)이 구동기구(10)의 상표면(10c)에 간섭하는 것으로 상정반(3)의 흔들거림이 저지(沮止)된다. 그 때문에, 드레싱 중에 상정반(3)을 수평으로 유지할 수 있다.

또한, 훅(20)의 선단부(22)의 당접면(22a)이 접촉하는 당접영역(12)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 구동기구 본체(10b)의 둘레부에 따른 영역이다. 또한, 이 당접영역(12)에는, 홈부(11)의 상단이 개방됨과 함께 돌기부(13)가 형성되어 있지만, 훅(20)의 선단부(22)의 당접면(22a)이 당접하는 면적이 충분히 확보되어 있다. 그 때문에, 상정반(3)과 구동기구(10)의 주방향의 상대 회전각도를 엄밀히 조정하는 것 없이, 상정반(3)을 강하시키면 훅(20)은 구동기구 본체(10b)의 상표면(10c)에 형성된 당접영역(12)에 당접한다. 이에 인해, 드레싱 때의 작업성의 저하를 억제할 수 있다.

그리고, 실시예 1에서는, 구동기구 본체(10b)의 상표면(10c)에 형성된 당접영역(12)에, 구동기구(10)의 축방향(축선(L1))을 따라 상방으로 돌출한 돌기부(13)가 형성되고, 이 돌기부(13)가 당접영역(12)에 접촉한 훅(20)의 선단부(22)의 측면(22b)에 접촉가능하다.

그 때문에, 구동기구(10)의 구동축(10a)이 회전하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 돌기부(13)가 훅(20)의 선단부(22)의 측면(22b)과 당접한다. 이에 인해, 구동기구(10)의 회전력이 훅(20)에 전달되어 상정반(3)이 회전한다.

즉, 이 돌기부(13)를 통해 구동기구(10)의 회전력을 상정반(3)에 전달할 수 있고, 상정반(3)을 회전시켜 드레싱을 진행하는 것이 가능해진다. 이 결과, 드레싱 작업을 적절히 진행할 수 있다.

또한, 이 실시예 1에서는, 훅(20)을 4개 마련한 것에 대해, 2개의 돌기부(13)를 마련하고 있다. 즉, 돌기부(13)의 개수(2개)는, 훅(20)의 개수(4개)보다 적다. 그 때문에, 도 5에 도시된 바와 같이, 전부의 훅(20)이 돌기부(13)에 접촉하지 않고, 돌기부(13)에 접촉하여 구동기구(10)로부터 회전력이 전달되는 훅(20)(도 5에서는, 제2 훅(20B))과, 돌기부(13)에 접촉하지 않아 회전력이 전달되지 않는 훅(20)(도 5에서는, 제1 훅(20A))이 생긴다.

이에 인해, 드레싱 때에 전부의 훅(20)에 회전력이 입력되지 않고, 상정반(3)과 구동기구(10)의 주방향의 상대 회전각도에 따라서는, 드레싱을 진행할 때마다 회전력이 입력되는 훅(20)을 다르게 할 수 있다. 그 때문에, 각 훅(20)에 작용하는 부담을 분산시킬 수 있다. 이에 인해, 훅(20)의 파손이나 불량 상황이 생기는 것을 어렵게 할 수 있다.

특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 선단부(22)의 훅 폭(W1)이 홈부(11)의 홈 폭(G1)보다 약간 작아 측면(22b)이 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하는 제1 훅(20A)이 돌기부(13)에 접촉하지 않고, 선단부(22)의 훅 폭(W2)가 홈부(11)의 홈 폭(G1)보다 충분히 작아 측면(22b)이 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하지 않는 제2 훅(20B)이 돌기부(13)에 접촉한 경우에 있어서는, 후술하는 바와 같이, 구동기구(10)로부터의 회전력은, 워크 연마 때에는 제1 훅(20A)에만 전해지고, 드레싱 때에는 제2 훅(20B)에먼 전해지는 것으로 된다.

그 때문에, 워크 연마 때와 드레싱 때에 있어서, 회전력이 전해지는 훅(20)을 다르게 할 수 있고, 각 훅(20)에 작용하는 부담을 게다가 분산시킬 수 있다. 이에 인해, 훅(20)의 파손이나 불량 상황이 생기는 것을 어렵게 할 수 있다.

또한, 제1 훅(20A)의 훅 폭(W1)과 제2 훅(20B)의 훅 폭(W2)을 동일한 훅 폭으로 하는 것도 가능하다.

[워크 연마 때의 상정반 지지작용]

도 7 및 도 8은 실시예 1의 양면 연마 장치(1)에서 워크를 연마할 때의 중요부분을 나타낸다. 이하, 도 7 및 도 8에 근거하여 실시예 1의 양면 연마 장치(1)에 있어서의 워크 연마 때의 상정반 지지작용을 설명한다.

상술한 바와 같이, 실시예 1의 양면 연마 장치(1)에서는, 상정반(3)을 강하시켜 하정반(2)에 상정반(3)을 얹어서 워크(WR)를 연마한다. 즉, 워크(WR)를 연마함에는, 우선, 상정반(3)과 구동기구(10)의 주방향의 상대 회전각도가 소정의 각도가 되도록, 상정반(3)의 회전방향의 각도 또는 구동기구(10)의 회전방향의 각도를 조정한다. 또한, 이 「소정의 각도」란, 상정반(3)에 마련한 훅(20)과 구동기구(10)에 형성된 홈부(11)가 상하방향으로 대향하는 각도이다.

그리고, 상정반(3)과 구동기구(10)의 주방향의 상대 회전각도가 소정의 각도로 되어 훅(20)과 홈부(11)가 상하방향으로 대향하였다면, 승강용 액츄에이터(9)에서 로드(9c)를 돌출시켜 상정반(3)을 강하시킨다. 그리고, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상정반(3)의 강하에 수반해 4개의 훅(20)이 각각 4개의 홈부(11)에 삽입하는 것으로, 훅(20)이 구동기구 본체(10b)에 간섭는 것 없이, 상정반(3)을 하정반(2) 위에 재치시킬 수 있다.

그리고, 이와 같이 홈부(11) 내에 훅(20)이 삽입된 상태에서 구동기구(10)의 구동축(10a)이 회전하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 홈부(11)의 내부 측면(11a)이 제1 훅(20A)의 측면(22b)과 당접한다. 이에 인해, 구동기구(10)의 회전력이 제1 훅(20A)에 전달되어 상정반(3)이 회전한다.

즉, 이 홈부(11)를 통해 구동기구(10)의 회전력을 상정반(3)에 전달할 수 있고, 상정반(3)을 회전시켜 워크(WR)의 연마를 진행하는 것이 가능해진다. 이 결과, 워크 연마 작업을 적절히 할 수 있다.

또한, 이 실시예 1에서는, 도 7에서 명확한 바와 같이, 훅(20) 중에 있어서, 선단부(22)의 훅 폭(W1)이 홈부(11)의 홈 폭(G1)보다 약간 작은 제1 훅(20A)의 측면(22b)이 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하고, 선단부(22)의 훅 폭(W2)이 홈부(11)의 홈 폭(G1)보다 충분히 작은 제2 훅(20B)의 측면(22b)은 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하지 않는다.

그 때문에, 구동기구(10)로부터의 회전력은, 제1 훅(20A)에만 전해지고, 제2 훅(20B)에는 회전력이 작용하지 않는다. 워크 연마 때에는, 4개의 훅(20)을 각각 4개의 홈부(11)에 삽입해야하지만, 제2 훅(20B)에 대해서는 홈부(11)와의 사이에 요구되는 치수의 정밀도를 완화시킬 수 있어 4개의 훅(20)을 홈부(11)에 쉽게 삽입시킬 수 있다.

또한, 워크 연마 때에 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하는 제1 훅(20A)은, 상술한 바와 같이, 드레싱 때에는 적어도 당접영역(12)에 선단부(22)의 당접면(22a)이 당접하여 상정반(3)을 지지할 수 있다. 즉, 이 제1 훅(20A)은, 워크 연마 때의 회전력 전달과, 드레싱 때의 상정반 지지를 겸용하여 진행하는 훅으로 된다.

그리고, 실시예 1에 있어서, 4개의 훅(20)과 4개의 홈부(11)는, 각각 주방향을 따라 90°마다에 형성되어 있고, 모두 상정반(3)의 중심(O) (축선(L1)이 지나는 점)을 대칭점으로 하는 점대칭 위치에 배치되어 있다.

그 때문에, 드레싱 때에 상정반(3)을 4개의 훅(20)에 의해 밸런스(균형) 좋게 지지할 수 있어, 드레싱 중의 상정반(3)에로의 힘의 작용방향에 관계없이, 상정반(3)의 흔들거림을 억제하여 수평상태를 유지할 수 있는다. 한편, 워크 연마 때에는, 각 훅(20)을 각각 홈부(11) 내에 삽입할 수 있어, 구동기구(10)가 상정반(3)의 강하를 저해하지 않아 워크(WR)의 연마 작업을 적절히 진행할 수 있다.

다음으로, 효과를 설명한다.

실시예 1의 양면 연마 장치(1)에 있어서는, 아래에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 하정반(2)과 상정반(3)에 의해 워크(WR)의 양면을 연마하는 양면 연마 장치(1)에 있어서,

상기 하정반(2)을 관통함과 함께 축 주위로 회전하는 구동기구(10)와,

상기 상정반(3)을 요동가능 그리고 회전가능으로 매달아 지지하는 지지기구(승강용 액츄에이터(9), 조심 베어링(9b))와,

상기 상정반(3)의 중심 개구(3b)의 둘레로부터 중심(O)을 향해 연장한 훅(20)과,

상기 구동기구(10)의 주면에 형성됨과 함께 상기 구동기구(10)의 축방향으로 연장하고, 상기 상정반(3)과 상기 구동기구(10)의 주방향의 상대 회전각도가 소정의 각도일 때에 상기 훅(20)을 삽입가능한 홈부(11)와,

상기 구동기구(10)의 상표면(10c)에 형성된 당접영역(12)과,

상기 당접영역(12)에 마련되고, 상기 훅(20)이 상기 당접영역(12)에 당접한 상태에서 상기 훅(20)이 접촉하는 돌기부(13)를 구비하는 구성으로 하였다.

이에 인해, 상정반(3)을 드레싱할 때의 작업성의 저하를 억제하는 한편, 드레싱 중에 상정반(3)을 수평으로 유지할 수 있다.

(2) 상기 홈부(11)는, 상기 구동기구(10)의 주면에 복수개(4개) 형성되고,

상기 훅(20)은, 상기 홈부(11)에 삽입되었을 때 해당 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하는 제1 훅(20A)과, 상기 홈부(11)에 삽입되었을 때 해당 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하지 않는 제2 훅(20B)을 갖는 구성으로 하였다.

이에 인해, (1)의 효과에 더해, 제2 훅(20B)과 홈부(11) 사이에 요구되는 치수의 정밀도를 완화시켜, 복수개의 훅(20)을 홈부(11)에 쉽게 삽입시킬 수 있다.

(3) 상기 훅(20) 및 상기 홈부(11)는, 모두 상기 상정반(3)의 중심(O)을 대칭점으로 하는 점대칭 위치에 복수개 마련되어 있는 구성으로 하였다.

이에 인해, (1) 또는 (2)의 효과에 더해, 드레싱 때에는 상정반(3)을 주방향으로 밸런스 좋게 지지할 수 있다.

(4) 상기 돌기부(13)의 개수(2개)는, 상기 훅(20)의 개수(4개)보다 적은 구성으로 하였다.

이에 인해, (1) 내지 (3)의 임의의 효과에 더해, 드레싱을 진행할 때마다 회전력이 전달되는 훅(20)을 다르게 할 수 있고, 각 훅(20)에 작용하는 부담을 분산시켜, 훅(20)의 파손이나 불량 상황이 생기는 것을 어렵게 할 수 있다.

이상, 본 발명의 양면 연마 장치를 실시예 1에 근거하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는, 이 실시예에 한정하는 것은 아니고, 특허청구의 범위의 각 청구항에 따르는 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

실시예 1에서는, 구동기구 본체(10b)에 4개의 홈부(11)와, 2개의 돌기부(13)를 형성하고, 상정반(3)에는 4개의 훅(20)을 마련한 예를 제시하였다. 하지만, 홈부, 돌기부, 훅의 개수는 이에 한하는 것은 아니고, 각각 하나 이상 마련되어 있으면 된다. 즉, 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, 구동기구 본체(10b)에 3개의 홈부(11)와, 3개의 돌기부(13)를 형성하고, 상정반(3)에 3개의 훅(20)을 마련하여도 된다.

이 경우에 있어서도, 도 10A 및 도 10B에 도시된 바와 같이, 드레싱 때에는 3개의 훅(20)이 각각 구동기구 본체(10b)의 상표면(10c)에 형성된 당접영역(12)에 당접하여 상정반(3)을 주방향으로 밸런스 좋게 지지할 수 있다.

또한, 이 때, 3개의 훅(20)의 선단부(22)의 훅 폭은, 전부 홈 폭(G1)보다 약간 작은 동일한 치수로 설정된다. 그 때문에, 도 11A 및 도 11B에 도시된 바와 같이, 워크 연마 때에 훅(20)을 홈부(11)에 삽입하였을 때, 전부의 훅(20)의 측면(22b)이 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉한다. 한편, 돌기부(13)의 개수(3개)가 훅(20)의 개수(3개)와 같기 때문에, 드레싱 때에는 전부의 훅(20)이 돌기부(13)에 접촉한다.

그 때문에, 드레싱 때 및 워크 연마 때의 임의의 경우에 있어서도, 구동기구(10)에서 입력되는 회전력을 전부의 훅(20)에 의해 접수할 수 있어, 회전력이 분산되어 입력된다. 이에 인해, 훅(20)에 작용하는 회전력이 집중하지 않아 훅(20)의 파손 등의 발생을 방지할 수 있다.

실시예 1에서는, 훅(20)이 워크 연마 때에 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하는 제1 훅(20A)과, 워크 연마 때에 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하지 않는 제2 훅(20B)을 갖는 구성으로 하였지만, 이에 제한하는 것은 아니다. 예컨대, 복수개(4개)의 훅(20)의 훅 폭을 모두 동일한 치수로 해도 된다.

이 경우에 있어서는, 워크 연마 때에 구동기구(10)에서 입력되는 회전력을 전부의 훅(20)에 의해 접수할 수 있어 회전력이 분산되어 입력된다. 이에 인해, 훅(20)에 작용하는 힘이 집중하지 않아 훅(20)의 파손 등의 발생을 방지할 수 있다.

실시예 1에서는, 제1 훅(20A)의 훅 폭(W1)을 홈부(11)의 홈 폭(G1)보다 약간 작게 하고, 제2 훅(20B)의 훅 폭(W2)을 홈부(11)의 홈 폭(G1)보다 충분히 작게 하는 것으로, 측면(22b)이 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하는 제1 훅(20A)과, 측면(22b)이 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하지 않는 제2 훅(20B)을 형성하고 있지만, 이에 제한하는 것은 아니다. 예컨대, 복수개의 훅(20)의 훅 폭을 전부 동일한 치수로 설정하고, 홈부(11)의 홈 폭을 적당히 다르게 하는 것으로, 측면(22b)이 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하는 제1 훅(20A)과, 측면(22b)이 홈부(11)의 내부 측면(11a)에 접촉하지 않는 제2 훅(20B)을 형성하여도 된다.

실시예 1에서는, 구동기구 본체(10b)의 주면에 형성한 홈부(11)가, 구동기구 본체(10b)의 지름 방향 및 상하 방향으로 개방하고 있는 예를 제시하고 있지만, 이에 제한하는 것은 아니다. 이 홈부(11)는, 적어도 상방으로 개방하여 훅(20)을 삽입가능으로함과 함께, 하정반(2)에 상정반(3)이 재치될 때까지 상정반(3)을 강하시키는 것이 가능한 홈 길이를 갖고 있으면 되기 때문에, 하방으로는 개방하지 않아도 된다.

실시예 1에서는, 당접영역(12)을, 구동기구 본체(10b)의 둘레부를 따른 영역으로 하는 예를 제시하였지만, 이에 제한하는 것은 아니다. 이 당접영역(12)은, 적어도 구동기구 본체(10b)의 상표면(10c)에 형성되어, 훅(20)의 선단부(22)의 당접면(22a)이 당접할 수 있으면 된다. 즉, 예컨대 훅(20)의 고정부(21)가 긴 경우에 있어서는, 구동기구 본체(10b)의 중심부분에 당접영역(12)을 마련하여도 된다.

실시예 1에서는, 당접영역(12)으로부터 상정반(3)을 향해 돌출한 돌기부(13)가 훅(20)의 선단부(22)의 측면(22b)에 접촉하는 예를 제시하였지만, 이에 제한하는 것은 아니다. 예컨대, 도 12에 도시된 바와 같이, 훅(20)의 선단부(22)에 하방으로 개방한 오목부(23)를 형성한다. 그리고, 훅(20)이 당접영역(12)에 당접할 때에 이 오목부(23)에 돌기부(13)를 감합(嵌合)시키는 것으로, 돌기부(13)에 훅(20)을 접촉시켜도 된다.

실시예 1에서는, 구동기구 본체(10b)의 상표면(10c)이 평탄한 면으로 형성되어 있지만, 이에 제한하는 것은 아니다. 예컨대, 도 13에 도시하는 구동기구(10)와 같이, 구동기구 본체(10b)의 상표면(10c)에, 둘레를 따라 한단계 내려간 계단면(10d)을 형성하고, 이 계단면(10d)에 당접영역(12) 및 돌기부(13)를 형성함과 함께, 홈부(11)의 상단을 개방시켜도 된다.

게다가, 상정반에 마련한 훅이, 구동용 훅과, 이 구동용 훅보다 구동기구 본체까지의 축방향 거리가 먼 당접용 훅을 가지고, 구동기구 본체에 형성한 홈부가, 구동용 홈과, 퇴피(退避)용 홈을 가지는 것이여도 된다.

이 경우, 드레싱 때에 있어서는, 당접용 훅이 구동기구 본체의 상표면에 형성된 당접영역에 당접하고, 상정반은 구동기구 본체의 상표면에 의해 지지된다. 한편, 구동용 훅은 구동용 홈에 삽입되어 이 구동용 훅과 구동용 홈이 간섭하는 것으로 구동기구 본체의 회전 구동력이 상정반에 전달된다.

워크 연마 때에 있어서는, 구동용 훅이 드레싱 때와 마찬가지로 구동용 홈에 삽입되어 이 구동용 훅과 구동용 홈의 간섭에 의해 구동기구 본체의 회전 구동력이 상정반에 전달된다. 이 때, 당접용 훅은 퇴피용 홈에 삽입된다. 이에 인해, 상정반의 하강을 가능하게 하여, 상정반을 하정반에 재치하여 워크의 연마를 가능하게 한다.

1: 양면 연마 장치
2: 하정반
2a: 연마 패드
2b: 중심 개구
3: 상정반
3a: 연마 패드
3b: 중심 개구
9: 승강용 액츄에이터(지지기구)
9b: 조심 베어링(지지기구)
10: 구동기구
10a: 구동축
10b: 구동기구 본체
10c: 상표면
11: 홈부
11a: 내부 측면
12: 당접영역
13: 돌기부
20: 훅
20A: 제1 훅
20B: 제2 훅
21: 고정부
22: 선단부

Claims

하정반과 상정반에 의해 워크의 양쪽 면을 연마하는 양면 연마 장치에 있어서,
상기 하정반을 관통함과 함께 축 주위로 회전하는 구동기구와,
상기 상정반을 요동가능 그리고 회전가능으로 매달아 지지하는 지지기구와,
상기 상정반의 내부 둘레로부터 중심을 향해 연장한 훅과,
상기 구동기구의 주면에 형성됨과 함께 상기 구동기구의 축방향으로 연장하고, 상기 상정반과 상기 구동기구의 주방향의 상대 회전각도가 소정의 각도일 때에 상기 훅을 삽입가능한 홈부와,
상기 구동기구의 상표면에 형성된 당접영역과,
상기 당접영역에 마련되고, 상기 훅이 상기 당접영역에 당접한 상태에서 상기 훅이 접촉하는 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
제 1항에 있어서,
상기 홈부는, 상기 구동기구의 주면에 복수개 형성되고,
상기 훅은, 상기 홈부에 삽입되었을 때 해당 홈부의 내부 측면에 접촉하는 제1 훅과, 상기 홈부에 삽입되었을 때 해당 홈부의 내부 측면에 접촉하지 않는 제2 훅을 갖는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 훅 및 상기 홈부는, 모두 상기 상정반의 중심을 대칭점으로 하는 점대칭 위치에 복수개 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 돌기부의 개수는, 상기 훅의 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
제 3항에 있어서,
상기 돌기부의 개수는, 상기 훅의 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.