KR20230010581A - Spindle unit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스핀들 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a spindle unit.
예컨대 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 척 테이블이 유지한 피가공물을 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 장치는, 환형의 연삭 지석을 스핀들의 선단에 연결한 마운트에 장착하고, 스핀들의 회전에 따라 회전하는 연삭 지석으로 피가공물을 연삭하고 있다.For example, as disclosed in Patent Literature 1, a grinding device for grinding a workpiece held by a chuck table with a grinding stone is mounted on a mount connected to the tip of a spindle, and rotates as the spindle rotates. The workpiece is being ground with a grinding wheel that is used.
이와 같이, 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 유닛은, 직립한 스핀들을 둘러싸는 케이싱과, 케이싱과 스핀들의 사이에 공급한 고압 에어로 구성하는 스러스트 에어 베어링 및 레이디얼 에어 베어링과, 케이싱의 하부로부터 돌출된 스핀들의 선단에 연결되고 상기 연삭 지석이 장착되는 마운트를 구비하고 있다. 또한, 스핀들 유닛은, 연삭 가공에서의 스핀들의 축방향의 큰 수직 하중을 받아낼 수 있도록 스러스트 에어 베어링을 넓은 면적으로 구성하고 있다.In this way, the spindle unit rotatably supporting the spindle includes a casing surrounding the upright spindle, a thrust air bearing and a radial air bearing composed of high-pressure air supplied between the casing and the spindle, and protruding from the lower portion of the casing. It is connected to the front end of the spindle and has a mount on which the grinding stone is mounted. In addition, the spindle unit has a thrust air bearing with a large area so that it can receive a large vertical load in the axial direction of the spindle in grinding.
스핀들 유닛은, 스러스트 에어 베어링을 구성한 에어의 배기를 스핀들의 측면으로부터 분출시키고 있다. 그리고, 이 분출구를 가공 부스러기로부터 보호하기 위한 커버를 구비하고 있다.In the spindle unit, exhaust air constituting the thrust air bearing is ejected from the side surface of the spindle. And it is equipped with the cover for protecting this ejection port from processing waste.
그러나, 스핀들과 커버의 간극에 가공 부스러기를 포함하는 가공액이 진입하고, 그 후, 가공액이 건조하는 것에 의해 커버의 내측면과 스핀들의 외측면에 가공 부스러기가 고착되어 스핀들을 회전시킬 수 없게 된다고 하는 문제가 있다.However, machining fluid containing machining waste enters the gap between the spindle and the cover, and then, as the machining fluid dries, the machining waste adheres to the inner surface of the cover and the outer surface of the spindle, making it impossible to rotate the spindle. There is a problem with being
따라서, 스핀들 유닛에서는, 스핀들과 커버의 간극에 가공 부스러기를 포함한 가공액이 머무르지 않도록 하는 과제가 있다.Therefore, in the spindle unit, there is a problem of preventing the processing fluid containing the processing debris from staying in the gap between the spindle and the cover.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 선단에 가공구를 장착하는 마운트를 연결하고 연직 방향을 축방향으로 하는 스핀들과, 상기 스핀들을 둘러싸고 내측면으로부터 에어를 분사하여 에어 베어링을 형성하고 상기 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 케이싱을 구비하는 스핀들 유닛으로서, 상기 마운트는 상기 케이싱의 하단으로부터 하측으로 돌출된 상기 스핀들의 선단에 연결하고, 상기 케이싱의 하면과 상기 마운트의 상면의 사이에서 노출되는 상기 스핀들을 상기 스핀들의 외측면과의 사이에 간극을 형성하여 둘러싸는 커버와, 상기 스핀들의 내부에 형성되고, 상기 스핀들의 회전에 의해 상기 간극에 공기를 공급하는 공기 공급부를 구비하고, 상기 공기 공급부는, 상기 스핀들의 상부에 개구되어 상기 스핀들의 축방향으로 연장되는 진입로와, 상기 진입로의 하단으로부터 상기 스핀들의 직경 방향으로 연장되고 상기 스핀들의 외측면에 개구되어 상기 간극에 통하는 방사로를 구비하고, 상기 스핀들의 회전에 의해 상기 스핀들의 상부의 상기 개구로부터 상기 공기가 흡입되고, 상기 진입로 및 상기 방사로를 통과한 상기 공기가 상기 간극에 방출되어 상기 간극을 청소하는 스핀들 유닛이다.The present invention for solving the above problems, a spindle connecting a mount for mounting a processing tool on the tip and having an axial direction in the vertical direction, surrounding the spindle and injecting air from the inner surface to form an air bearing, and the spindle A spindle unit having a casing for rotatably supporting, wherein the mount is connected to the tip of the spindle protruding downward from the lower end of the casing, and the spindle exposed between the lower surface of the casing and the upper surface of the mount An air supply part formed inside the spindle and supplying air to the gap by rotation of the spindle, the air supply part comprising: An access road that is open above the spindle and extends in an axial direction of the spindle, and a radial path that extends from a lower end of the access road in a radial direction of the spindle and is open to an outer surface of the spindle and passes through the gap, A spindle unit in which the air is sucked in from the opening at the top of the spindle by rotation of the spindle, and the air that has passed through the entryway and the spinning path is discharged into the gap to clean the gap.
본 발명에 따른 스핀들 유닛은, 상기 간극에 상기 에어 베어링의 배기를 도입하면 바람직하다.In the spindle unit according to the present invention, exhaust from the air bearing is preferably introduced into the gap.
선단에 가공구를 장착하는 마운트를 연결하고 연직 방향을 축방향으로 하는 스핀들과, 스핀들을 둘러싸고 내측면으로부터 에어를 분사하여 에어 베어링을 형성하여 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 케이싱을 구비하는 본 발명에 따른 스핀들 유닛은, 마운트는 케이싱의 하단으로부터 하측으로 돌출된 스핀들의 선단에 연결하고, 케이싱의 하면과 마운트의 상면의 사이에서 노출되는 스핀들을 스핀들의 외측면과의 사이에 간극을 형성하여 둘러싸는 커버와, 스핀들의 내부에 형성되고, 스핀들의 회전에 의해 간극에 공기를 공급하는 공기 공급부를 구비하고, 공기 공급부는, 스핀들의 상부에 개구되어 스핀들의 축방향으로 연장되는 진입로와, 진입로의 하단으로부터 스핀들의 직경 방향으로 연장되고 스핀들의 외측면에 개구되어 간극에 통하는 방사로를 구비함으로써, 스핀들의 회전에 의해 스핀들의 상부의 개구로부터 공기가 흡입되고, 진입로 및 방사로를 통과한 공기가 간극에 방출되어 간극을 청소하는 것이 가능해진다. 즉, 스핀들을 회전시킴으로써 커버와 스핀들의 외측면 사이의 간극에 공기를 불어 넣을 수 있기 때문에, 간극에 진입한 예컨대 연삭 부스러기가 섞인 연삭수를 간극으로부터 배출시킬 수 있고, 또한 스핀들의 외측면과 커버의 내측면 사이에 연삭 부스러기가 고착되어 스핀들이 스크래치되는 등의 회전 불량이 생기게 하지 않도록 하는 것이 가능해진다.In the present invention, a spindle having a vertical direction as an axial direction by connecting a mount for mounting a processing tool to the tip, and a casing surrounding the spindle and injecting air from the inner surface to form an air bearing to rotatably support the spindle According to the spindle unit, the mount connects to the tip of the spindle protruding downward from the lower end of the casing, and surrounds the spindle exposed between the lower surface of the casing and the upper surface of the mount by forming a gap between the outer surface of the spindle A cover and an air supply part formed inside the spindle and supplying air to the gap by rotation of the spindle, the air supply part comprising: an access road that is open on the top of the spindle and extends in the axial direction of the spindle; and a lower end of the access road. By providing a spinning path extending in the radial direction of the spindle and opening on the outer surface of the spindle and passing through the gap, air is sucked in from the opening at the top of the spindle by rotation of the spindle, and the air passing through the entryway and the spinning path passes through the gap. It is released to make it possible to clean the gap. That is, since air can be blown into the gap between the outer surface of the cover and the spindle by rotating the spindle, grinding water mixed with grinding swarf, which has entered the gap, can be discharged from the gap, and furthermore, the outer surface of the spindle and the cover It becomes possible to prevent occurrence of rotation defects such as scratching of the spindle due to grinding swarf adhering between the inner surfaces of the spindle.
본 발명에 따른 스핀들 유닛은, 커버와 스핀들의 외측면 사이의 간극에 에어 베어링의 배기를 도입함으로써, 간극에 진입한 예컨대 연삭 부스러기가 섞인 연삭수를 간극으로부터 보다 확실하게 배출시킬 수 있어, 스핀들의 스크래치 등의 회전 불량이 생기게 하지 않도록 하는 것이 가능해진다.In the spindle unit according to the present invention, by introducing exhaust air from an air bearing into the gap between the cover and the outer surface of the spindle, grinding water mixed with, for example, grinding swarf, which has entered the gap can be more reliably discharged from the gap. It becomes possible to prevent occurrence of rotation defects such as scratches.
도 1은 본 발명에 따른 스핀들 유닛을 구비하는 연삭 기구를 도시하는 단면도이다.
도 2는 진입로가 스핀들의 둘레 방향으로 등간격을 두고 복수 형성되어 있는 경우의 도 1에 도시하는 스핀들 유닛의 a1-a2 단면도이다.
도 3은 진입로가 평면시 원환 통형인 경우의 도 1에 도시하는 스핀들 유닛의 a1-a2 단면도이다.
도 4는 스핀들의 커버에 대향하고 스핀들의 부착부의 외측면을 내측으로부터 외측을 향하게 하여 아래로 경사지도록 개구되어 있는 방사로를 설명하는 단면도이다.1 is a sectional view showing a grinding mechanism having a spindle unit according to the present invention.
Fig. 2 is a1-a2 sectional view of the spindle unit shown in Fig. 1 in the case where a plurality of access roads are formed at equal intervals in the circumferential direction of the spindle.
Fig. 3 is an a1-a2 sectional view of the spindle unit shown in Fig. 1 in the case where the access road is annular in plan view.
Fig. 4 is a cross-sectional view illustrating a spinning path that faces the cover of the spindle and is opened so as to be inclined downward with the outer surface of the attachment portion of the spindle facing outward from the inside.
도 1은, 도시하지 않은 척 테이블에 유지된 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 연삭하는 연삭 기구(7)이다. 그리고, 연삭 기구(7)는, 본 발명에 따른 스핀들 유닛(6)과, 스핀들 유닛(6)을 구성하는 스핀들(60)의 선단(하단)에 연결된 마운트(73)와, 마운트(73)의 하면에 장착되는 가공구인 연삭 휠(74)을 구비하고 있다.1 is a
한편, 마운트(73)의 하면에 장착되는 가공구는, 예컨대 플래튼을 통해 장착되는 CMP 연마 패드, 혹은 드라이 연마 패드, 또는 피가공물을 선회하면서 절삭하는 절삭 바이트 등이어도 좋다.On the other hand, the processing tool mounted on the lower surface of the
원형 판상의 마운트(73)의 하면에 도시하지 않은 볼트 등에 의해 고정되는 연삭 휠(74)은, 휠 베이스(742)와, 휠 베이스(742)의 저면에 환형으로 배치된 대략 직방체형상의 복수의 세그멘트를 구비한다. 세그멘트는, 예컨대 레진 본드나 비트리파이드 본드(vitrified bond) 등으로 다이아몬드 지립 등이 고착되어 성형되어 있다. 그리고, 복수의 환형으로 나열된 세그멘트에 의해 환형의 연삭 지석(743)이 형성된다. 한편, 간극이 없는 원환형의 연삭 지석, 즉 소위 컨티뉴어스 배열의 연삭 지석을 휠 베이스(742)의 하면에 배치해도 좋다.The
마운트(73)의 내부에는, 연삭수 공급원(629)에 연통하여 연삭수의 통로가 되는 연삭수 분배로(733)가, 상면으로부터 내부에 들어가 내부에서 방사형으로 복수로 분기되도록 형성되어 있다. 또한, 휠 베이스(742)의 하면에는, 둘레 방향으로 균등한 간격을 두고 복수 개구되고, 연삭수 분배로(733)에 연통하여, 연삭 지석(743)의 주로 내측면을 향해 연삭수를 분사하는 분사구(746)가 형성되어 있다. 분사구(746)로부터 분사된 연삭수는, 연삭 지석(743)과 도시하지 않은 반도체 웨이퍼 등의 피가공물과의 접촉 부위에 공급되어 접촉 부위의 세정·냉각을 행한다.Inside the
스핀들 유닛(6)은, 선단(하단)에 연삭 휠(74)을 장착하는 마운트(73)를 연결하고 연직 방향(Z축 방향)을 축방향으로 하는 스핀들(60)과, 스핀들(60)을 둘러싸고 내측면으로부터 에어를 분사하여 에어 베어링을 형성하고 스핀들(60)을 회전 가능하게 지지하는 케이싱(62)을 구비한다.The
도 1에 도시된 바와 같이, 케이싱(62)에 비접촉으로 지지되는 스핀들(60)은, 원기둥형으로 형성되고 Z축 방향으로 연장된 장축부(600)와, 장축부(600)의 중단 위치에서 장축부(600)와 일체적으로 형성되고 장축부(600)로부터 직경 방향 외측을 향해 연장된 원형 판상의 플레이트부(601)와, 장축부(600)의 하부측에 장축부(600)로부터 직경 방향 외측을 향해 일체적으로 연장되고 마운트(73)가 부착되는 원형 판상의 부착부(602)를 구비하고 있다. 플레이트부(601) 및 부착부(602)와 케이싱(62)의 내측면 사이에는 작은 간극이 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, the
도 1에 도시된 바와 같이, 스핀들(60)의 내부에는, 회전 중심을 지나서 연삭수의 통로가 되는 축내 수류로(609)가 Z축 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 축내 수류로(609)는, 마운트(73) 내에 형성된 연삭수 분배로(733)에 연통하고 있다.As shown in Fig. 1, inside the
케이싱(62)의 천장판(620)의 중앙은, 스핀들(60)의 장축부(600)의 상단이 관통해 있고, 장축부(600)의 상단 상측에는, 예컨대 파이프 조인트(6204)가 설치되어 있다. 그리고, 파이프 조인트(6204)에 의해 지지된 물공급 파이프(625)가, 스핀들(60)의 축내 수류로(609)에 삽입되어 있다. 그리고, 물공급 파이프(625)의 상단측에는, 펌프 등으로 구성되고 연삭수(예컨대 순수)를 공급 가능한 연삭수 공급원(629)이 연통하고 있다. 한편, 스핀들 유닛(6)이 설치되는 가공 기구가 연마 기구인 경우에는, 연삭수 공급원(629) 대신에 연마액 공급원이 축내 수류로(609)에 연통한다.The upper end of the
도 1에 도시된 바와 같이, 예컨대 외형이 천장이 있는 대략 원통 형상으로 형성된 케이싱(62)은, 컴프레서 등으로 구성되는 에어 공급원(69)으로부터 공급되는 에어의 압력에 의해 스핀들(60)을 비접촉으로 지지하는 에어 베어링을 그 내부에 형성한다.As shown in FIG. 1, the
상기 에어 베어링의 구체적인 구조에 관해 설명한다. 도 1에 도시하는 케이싱(62)의 하단 부분에는 스핀들(60)의 플레이트부(601)와 부착부(602) 사이에 들어가도록 환형 판상으로 형성된 에어 분사부(621)가 설치되어 있다. 스핀들(60)의 플레이트부(601)와 케이싱(62)의 에어 분사부(621) 사이, 스핀들(60)의 부착부(602)와 에어 분사부(621) 사이, 및 스핀들(60)의 장축부(600)의 외측면과 에어 분사부(621) 사이에는, 에어의 통로가 되는 작은 간극이 형성되어 있다. 에어 분사부(621)의 외면(상면, 하면 및 내주면)에는 도시하지 않은 다수의 분사구가 형성되어 있고, 각 분사구는 에어 분사부(621) 내의 에어 유로(6213) 및 외부 배관을 통해 에어 공급원(69)에 접속되어 있다.The specific structure of the air bearing is described. At the lower end of the
도 1에 도시하는 에어 공급원(69)으로부터 공급된 고압 에어가, 상기 에어 유로(6213)를 지나서 에어 분사부(621)의 각 분사구로부터 간극을 통해 스핀들(60)의 외면에 분사됨으로써, 스핀들(60)이 케이싱(62)에 대하여 고압 에어를 통해 부동 지지된다. 이것에 의해, 케이싱(62) 내에 레이디얼 에어 베어링과 스러스트 에어 베어링이 형성되고, 레이디얼 에어 베어링과 스러스트 에어 베어링에 의해 직경 방향 및 축방향에서 스핀들(60)의 외측면이 회전 가능하게 지지된다. 이때, 스러스트 에어 베어링에 의해 넓은 범위에서 스핀들(60)의 플레이트부(601)와 부착부(602)가 부동 지지되고 있기 때문에, 스핀들(60)에 대하여 스러스트 방향(Z축 방향)으로 작용하는 가공 부하(수직 하중)가 적절하게 분산되어 있다.The high-pressure air supplied from the
도 1에 도시하는 스핀들(60)을 회전 구동시키는 회전 구동원(63)은, 예컨대 스핀들(60)의 장축부(600)의 상단측의 측면에 접속된 로터(632)와, 로터(632)의 외측에서 케이싱(62)의 내측면에 수냉 라디에이터(633)를 통해 설치된 스테이터(634)를 구비한 모터이다. 스테이터(634)에는, 회전 구동원(63)에 소정의 전력을 공급하는 도시하지 않은 전원이 접속되어 있다. 회전 구동원(63)은, 스테이터(634)에 전압이 인가되는 것에 의해 로터(632)를 회전시켜, 로터(632)가 장착된 스핀들(60)을 회전시킨다. 수냉 라디에이터(633)는 회전 구동원(63)의 발열을 억제한다.The
스핀들(60)의 선단측(하단측)인 부착부(602)는, 그 전체가 케이싱(62)의 하단으로부터 하측으로 돌출되어 있고, 마운트(73)는, 부착부(602)의 평탄한 하면에 연결되어 있다.The
스핀들 유닛(6)은, 케이싱(62)의 하면이 되는 에어 분사부(621)의 하면과 Z축 방향에서 대향하는 마운트(73)의 상면 사이에서 노출되는 스핀들(60)을 스핀들(60)의 외측면, 즉 본 실시형태에서는 부착부(602)의 외측면(6024)과의 사이에 간극(6027)을 형성하여 둘러싸는 커버(65)와, 스핀들(60)의 내부에 형성되고, 스핀들(60)의 회전에 의해 간극(6027)에 공기를 공급하는 공기 공급부(66)를 구비하고 있다.The
커버(65)는, 예컨대 원통형으로 형성되어 있고, 그 상단측이 에어 분사부(621)의 하면에 접속되어 있다. 부착부(602)의 외측면(6024)과 커버(65)의 내측면 사이에 형성된 간극(6027)은 작은 크기이며, 예컨대 수 ㎜ 정도로 되어 있다.The
공기 공급부(66)는, 스핀들(60)의 상부에 개구되어 스핀들(60)의 축방향(Z축 방향)으로 연장되는 진입로(667)와, 진입로(667)의 하단(668)으로부터 스핀들(60)의 직경 방향으로 연장되고 스핀들(60)의 외측면에 개구되어 간극(6027)에 통하는 방사로(663)를 구비하고 있다.The
횡단면이 예컨대 원형상인 진입로(667)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스핀들(60)의 장축부(600)에 둘레 방향으로 등간격을 두고 복수(예컨대, 도 2에 도시하는 예에서는 12개) 형성되어 있고, 그 상단이 장축부(600)의 상단부면에 개구되어 있다. 진입로(667)의 하단(668)은, 부착부(602)의 내부에 위치하고 있다. 한편, 도 2는 도 1에 도시하는 스핀들 유닛의 a1-a2 단면도이다.As shown in FIGS. 1 and 2 , a plurality of
진입로(667) 대신에, 공기 공급부(66)는, 도 3에 도시하는 진입로(666)를 구비하고 있어도 좋다. 진입로(666)는, 스핀들(60)의 장축부(600)에 둘레 방향을 일주하는 원환형으로 형성되어 있다.Instead of the
도 1, 도 2에 도시하는 진입로(667)의 하단(668)에 연통하고 장축부(600)의 중심을 중심으로 하여 방사형으로 복수 스핀들(60)의 직경 방향으로 연장된 방사로(663)는, 부착부(602)의 외측면(6024)에 각각의 출구(6637)가 개구되어 있다. 출구(6637)의 형상은, 도 1, 도 2에 도시하는 예에서는, 방사로(663)의 관직경과 동일한 직경의 원형으로 되어 있다. 예컨대, 방사로(663)의 관직경은, 간극(6027)의 크기보다 크게 설정되어 있다.The
방사로(663) 대신에, 공기 공급부(66)는, 도 4에 도시하는 방사로(669)를 구비하고 있어도 좋다. 진입로(667)의 하단(668)에 연통하고 장축부(600)의 중심을 중심으로 하여 방사형으로 복수 스핀들(60)의 직경 방향으로 연장된 방사로(669)는, 부착부(602)의 외측면(6024)에 각각의 출구(6697)가 개구되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 출구(6697)로부터 하측의 부착부(602)의 외측면(6024)을 내측으로부터 외측을 향하게 하여 아래로 경사지게 하면서 서서히 넓어지도록 형성하고 있다.Instead of the
한편, 스핀들(60)이 회전한 것에 의한 원심력에 의해, 외측면(6024)의 하경사면과 커버(65)의 내측면 사이에 진입한 연삭 부스러기가 섞인 연삭수가 배출된다.On the other hand, by the centrifugal force caused by the rotation of the
도 1에 도시하는 케이싱(62)의 천장판(620)의 중앙보다 약간 외주측의 영역에는, 공기 흡인구(622)가 개구되어 있고, 공기 흡인구(622)의 경사 하측 근방에, 진입로(667)의 상단이 되는 개구가 위치하고 있다. 한편, 공기 흡인구(622)는, 도시한 예에서는 1개소만 형성하고 있지만, 예컨대 천장판(620)의 둘레 방향으로 균등한 간격을 두고 복수 형성되어 있어도 좋다.An
이하에, 상기 도 1에 도시하는 연삭 기구(7)를 이용하여 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 연삭하는 경우의, 연삭 기구(7)의 동작에 관해 자세히 설명한다.Below, the operation|movement of the grinding
피가공물을 유지한 도시하지 않은 척 테이블이, 연삭 기구(7)의 아래까지 수평 방향으로 이동한다. 그리고, 연삭 기구(7)의 연삭 지석(743)과 도시하지 않은 척 테이블에 유지된 피가공물이 위치 맞춤된다.A chuck table (not shown) holding a workpiece moves in a horizontal direction to below the grinding
이어서, 연삭 기구(7)가 볼나사나 모터 등으로 이루어진 도시하지 않은 연삭 이송 유닛에 의해 하강하여, 앞서 설명한 케이싱(62) 내에 형성되는 에어 베어링에 의해 비접촉으로 지지되는 스핀들(60)의 회전에 따라 회전하는 연삭 지석(743)이, 피가공물에 접촉함으로써 연삭이 행해진다. 연삭중에는, 도시하지 않은 척 테이블이 예컨대 연삭 지석(743)과 동일한 방향으로 회전함에 따라, 척 테이블에 유지된 피가공물도 회전하기 때문에, 연삭 지석(743)에 의해 피가공물의 상면 전면의 연삭 가공이 행해진다.Subsequently, the grinding
연삭 가공중에는, 도 1에 도시하는 연삭수 공급원(629)이, 연삭 지석(743)을 냉각시키기 위한 연삭수를 스핀들(60) 중의 축내 수류로(609)에 대하여 공급한다. 축내 수류로(609)에 공급된 연삭수는, 마운트(73)의 연삭수 분배로(733)를 지나서, 연삭 휠(74)의 각 분사구(746)로부터 분출되어 연삭 지석(743)과 피가공물의 접촉 부위에 도달한다. 이 연삭수에 의해 연삭 지석(740) 및 피가공물이 냉각되고, 피가공물의 상면으로부터 연삭 부스러기를 가공 폐액이 된 연삭수와 함께 씻어낸다.During grinding, a grinding
종래에는, 상기 연삭 부스러기가 섞인 연삭수가 비말이 되어, 커버(65)와 부착부(602)의 외측면(6024)의 간극(6027)에 들어가고, 그 후, 상기 연삭수가 건조하는 것에 의해 커버(65)의 내측면과 스핀들(60)의 부착부(602)의 외측면에 연삭 부스러기가 고착되어, 스핀들(60)을 회전시킬 수 없게 된다고 하는 문제가 생겼다.Conventionally, the grinding water mixed with the grinding debris becomes droplets and enters the
그러나, 본 발명에 따른 스핀들 유닛(6)에서는, 스핀들(60)의 회전에 의해, 복수의 진입로(667)의 장축부(600)의 상단부면에서의 개구로부터 진입로(667) 내에 공기(9)가 흡입된다. 즉, 회전하는 스핀들(60)의 진입로(667)의 장축부(600)의 상단부면에서의 개구의 상측 근방에 위치하는 케이싱(62)의 천장판(620)에 형성된 공기 흡인구(622)로부터, 케이싱(62) 내에 공기(9)가 흡입되어 진입로(667) 내에 진입해 간다. 그리고, 상기 공기(9)는, 각 진입로(667)를 하강하여, 각 방사로(663)를 따라 스핀들(60)의 중심으로부터 외측을 향해 흘러 간다.However, in the
공기 공급부(66)의 스핀들(60)의 장축부(600)에 형성되어 있는 진입로가, 도 3에 도시된 바와 같이 스핀들(60)의 장축부(600)에 둘레 방향으로 일주하는 원환형으로 형성되어 있는 진입로(666)라 하더라도, 마찬가지로, 스핀들(60)의 회전에 의해 공기(9)가 진입로(666)의 상단의 개구로부터 흡입된다.As shown in FIG. 3, the access road formed on the
또한, 도 1에 도시하는 방사로(663)를 통과한 상기 공기(9)가 간극(6027)을 향해 방출됨으로써 간극(6027)이 청소된다. 즉, 간극(6027)에 진입한 연삭 부스러기를 포함하는 연삭수를, 간극(6027)에 불어 넣은 공기(9)로 간극(6027)의 하단으로부터 커버(65) 외부로 배출시킬 수 있다.Further, the
이와 같이, 본 발명의 스핀들 유닛(6)은, 스핀들(60)을 회전시킴으로써, 커버(65)와 스핀들(60)의 부착부(602)의 외측면 사이의 간극(6027)에, 진입로(667) 및 방사로(663)를 통해 공기(9)를 불어 넣을 수 있으므로, 간극(6027)에 진입한 예컨대 연삭 부스러기가 섞인 연삭수를 간극(6027)으로부터 배출시킬 수 있고, 또한 스핀들(60)의 부착부(602)의 외측면과 커버(65)의 내측면 사이에 연삭 부스러기가 고착되어 스핀들(60)이 스크래치되는 등의 회전 불량을 발생시키는 일이 없다.In this way, the
또한, 본 실시형태에서는, 간극(6027)에 케이싱(62) 내에서 에어 베어링을 구성한 에어의 배기를 도입한다. 즉, 연삭 가공중에, 앞서 설명한 케이싱(62) 내부에서 스핀들(60)을 향해 분출되어 스핀들(60)을 지지하는 에어 베어링을 형성한 고압의 에어는, 스핀들(60)의 플레이트부(601)와 케이싱(62)의 에어 분사부(621) 사이, 스핀들(60)의 부착부(602)와 에어 분사부(621) 사이, 및 스핀들(60)의 장축부(600)의 외측면과 에어 분사부(621) 사이의 에어의 통로가 되는 작은 간극에서 하측으로 흘러 가, 간극(6027)에 도달한다. 그리고, 에어 베어링을 구성한 상기 에어에 의해서도, 간극(6027)에 진입한 연삭 부스러기가 섞인 연삭수를 간극(6027)으로부터 보다 확실하게 배출시킬 수 있고, 또한 스핀들(60)의 외측면과 커버(65)의 내측면 사이에 연삭 부스러기가 섞인 연삭수를 보다 확실하게 진입시키지 않도록 하여, 스핀들(60)이 스크래치되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.Further, in the present embodiment, exhaust of the air constituting the air bearing in the
상기 진입로(667)에 대한 공기(9)의 흡입은, 예컨대 이하에 설명하는 현상이 일어남으로써 발생한다고 생각된다. 추찰되는 현상의 하나는, 방사로(663) 내에 원래부터 존재했던 공기(9)가, 스핀들(60)의 회전에 의한 원심력을 받아, 방사로(663)를 따라 스핀들(60)의 중심으로부터 외측을 향해 흘러 간극(6027)에 방출되어 감으로써, 새로운 공기(9)가 방사로(663)에 연통하는 진입로(667)에 흡인되어 가는 것이다.It is considered that intake of the
또한, 추찰되는 또 하나의 현상은, 베르누이 효과에 의한 것이다. 즉, 에어 베어링을 구성한 에어의 배기가, 예컨대 방사로(663)보다 좁은 간극(6027)으로 향하도록 기세좋게 도입됨으로써, 방사로(663)의 출구 부근의 압력이 낮아지고, 이것에 의해, 방사로(663) 내에 진입로(667)의 공기(9)가 흡인되고, 또한 방사로(663)에 연통하는 진입로(667)에 상단의 개구로부터 공기(9)가 흡입된다.In addition, another phenomenon to be inferred is due to the Bernoulli effect. That is, the exhaust air constituting the air bearing is vigorously introduced to the
방사로(663) 대신에, 공기 공급부(66)가, 도 4에 도시하는 방사로(669)를 구비하고 있는 경우에도 마찬가지로, 스핀들(60)의 회전에 의해, 복수의 진입로(667)의 장축부(600)의 상단부면에서의 개구로부터 진입로(667) 내에 공기(9)가 흡입된다. 그리고, 상기 공기(9)는, 각 진입로(667)를 하강하여, 각 방사로(669)를 따라 스핀들(60)의 중심으로부터 외측을 향해 흘러 간다. 방사로(669)의 출구(6697)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 출구(6697)로부터 하측의 부착부(602)의 외측면(6024)이 내측으로부터 외측을 향해 아래로 경사지면서 넓어지도록 형성하고 있기 때문에, 출구(6697)에 이어지는 상기 사면을 따라 공기(9)가 아래쪽으로 유도되면서, 간극(6027)에 진입한 연삭 부스러기를 포함하는 연삭수를 간극(6027)의 하단으로부터 커버(65) 밖으로 배출시켜 간극(6027)을 청소할 수 있다.Similar to the case where the
본 발명에 따른 스핀들 유닛(6)은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 여러 다른 형태로 실시될 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 간극(6027)의 공기 청소에 관해서도, 상기와 같은 연삭중에 행하는 예에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다.It goes without saying that the
연삭 기구(7)가 복수매의 피가공물의 연삭을 끝내고 연삭 기구(7)가 정지하는 단계, 예컨대 직전 회의 피가공물의 연삭과 다음에 피가공물의 연삭을 행하는 날짜가 상이한 경우 등에 있어서, 미리, 연삭 기구(7)를 제어하는 CPU나 기억 매체 등으로 구성되는 도시하지 않은 제어부에, 최후의 피가공물을 연삭 종료한 후에 간극(6027)의 청소를 소정 시간 행하도록 프로그램해 두고, 연삭 기구(7)의 스핀들(60)을 연삭 종료후에 소정 시간 회전시키도록 해도 좋다.In the step where the grinding
또한, 스핀들(60)을 작업자가 수작업으로 회전시켜, 진입로(667)에 공기를 흡입시켜 간극(6027)을 청소해도 좋다.Alternatively, the
7 : 연삭 기구
73 : 마운트
733 : 연삭수 분배로
74 : 연삭 휠
742 : 휠 베이스
743 : 환형의 연삭 지석
746 : 분사구
6 : 스핀들 유닛
60 : 스핀들
600 : 장축부
601 : 플레이트부
602 : 부착부
609 : 축내 수류로
62 : 케이싱
620 : 천장판
6204 : 파이프 조인트
625 : 물공급 파이프
629 : 연삭수 공급원
621 : 에어 분사부
6213 : 에어 유로
63 : 회전 구동원
632 : 로터
633 : 수냉 라디에이터
634 : 스테이터
69 : 에어 공급원
65 : 커버
66 : 공기 공급부
667 : 진입로
668 : 진입로의 하단
663 : 방사로
666 : 원환형의 진입로
669 : 방사로7: grinding mechanism 73: mount
733: grinding water distribution furnace 74: grinding wheel
742: wheel base 743: annular grinding stone
746: nozzle 6: spindle unit
60: spindle 600: long axis
601: plate part 602: attachment part
609: in-shaft water flow path 62: casing
620: ceiling plate 6204: pipe joint
625: water supply pipe 629: grinding water supply source
621: air injection unit 6213: air flow path
63: rotation drive source 632: rotor
633: water cooling radiator 634: stator
69: air supply source 65: cover
66: air supply unit 667: access road
668: bottom of entryway 663: radiation path
666: annular access road 669: radiation road
Claims (2)
상기 마운트는 상기 케이싱의 하단으로부터 하측으로 돌출된 상기 스핀들의 선단에 연결하고,
상기 케이싱의 하면과 상기 마운트의 상면의 사이에서 노출되는 상기 스핀들을 상기 스핀들의 외측면과의 사이에 간극을 형성하여 둘러싸는 커버와,
상기 스핀들의 내부에 형성되고, 상기 스핀들의 회전에 의해 상기 간극에 공기를 공급하는 공기 공급부를 구비하고,
상기 공기 공급부는, 상기 스핀들의 상부에 개구되어 상기 스핀들의 축방향으로 연장되는 진입로와, 상기 진입로의 하단으로부터 상기 스핀들의 직경 방향으로 연장되고 상기 스핀들의 외측면에 개구되어 상기 간극에 통하는 방사로를 구비하고,
상기 스핀들의 회전에 의해 상기 스핀들의 상부의 상기 개구로부터 상기 공기가 흡입되고, 상기 진입로 및 상기 방사로를 통과한 상기 공기가 상기 간극에 방출되어 상기 간극을 청소하는 것인 스핀들 유닛.A spindle having a spindle having a vertical direction as an axial direction by connecting a mount for mounting a processing tool to the tip, and a casing surrounding the spindle and spraying air from an inner surface to form an air bearing and rotatably supporting the spindle. As a unit,
The mount is connected to the tip of the spindle protruding downward from the lower end of the casing,
a cover surrounding the spindle exposed between the lower surface of the casing and the upper surface of the mount by forming a gap between the outer surface of the spindle;
An air supply unit formed inside the spindle and supplying air to the gap by rotation of the spindle,
The air supply unit may include: an access road that is open at the top of the spindle and extends in the axial direction of the spindle, and a radial path that extends from a lower end of the access road in a radial direction of the spindle and is open to an outer surface of the spindle and communicates with the gap. to provide,
The spindle unit according to claim 1 , wherein the rotation of the spindle causes the air to be sucked in from the opening at the top of the spindle, and the air passing through the entryway and the spinning path is discharged into the gap to clean the gap.
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