JP2004306229A - カバー部材及び交換用工具並びこれらの脱着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スピンドルに容易に脱着し、交換のための工程数を少なくするカバー部材及び交換用工具並びにこれらを脱着する脱着装置を提供する。
【解決手段】着脱装置１は、弾性体２４を備えたシャンク部２１とフランジ部２２とを弾性体２４によりシャンク部２１とフランジ部２２とが分離可能となるカバー部材２を用いて、スピンドル１１のテーパ穴１３に嵌合させてクランプ部材１２によりカバー部材２のプルスタッド部２３を引っ張り、テーパ穴１３に取り付けて閉蓋する。そして研削作業後は、クランプ部材１２によりプルスタット部２３を押し出し、シャンク部２１とフランジ部２２とを弾性体２４により分離させ、自動工具交換装置のアーム部Ｈによるフランジ部２２の把持位置までフランジ部２２を移動させる。
【選択図】 図１
【解決手段】着脱装置１は、弾性体２４を備えたシャンク部２１とフランジ部２２とを弾性体２４によりシャンク部２１とフランジ部２２とが分離可能となるカバー部材２を用いて、スピンドル１１のテーパ穴１３に嵌合させてクランプ部材１２によりカバー部材２のプルスタッド部２３を引っ張り、テーパ穴１３に取り付けて閉蓋する。そして研削作業後は、クランプ部材１２によりプルスタット部２３を押し出し、シャンク部２１とフランジ部２２とを弾性体２４により分離させ、自動工具交換装置のアーム部Ｈによるフランジ部２２の把持位置までフランジ部２２を移動させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエーハ研削装置のスピンドルに取り付けられるカバー部材及び交換用工具、並びにスピンドルにカバー部材及び交換用工具の取り付け又は取り外しを行う脱着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から行われているウエーハの表面の仕上げ研削は、図７（ａ）に示すように、ウエーハ研削装置に取り付けられるカバー部材又は交換用工具の取付装置１００のスピンドル１１１にボルト等により取り付けられた仕上げ用砥石ＳＴを用いて行われている。ここで、スピンドル１１１の端部に設けられたテーパ穴１１３にカバー部材２００が取り付けられていた。このカバー部材２００はシャンク部２１０とフランジ部２２０とプルスタッド部２３０とから構成され、シャンク部２１０とフランジ部２２０とが分離可能に一体となっていた。そして、ウエーハの表面の仕上げ研削を行う場合に、フランジ部２２０を除いたカバー部材２００がスピンドル１１１に取り付けられていた。
【０００３】
また、図７（ｂ）に示すように、このカバー部材２００をスピンドル１１１のテーパ穴１１３に嵌合させてスピンドル１１１に取り付ける場合は、フランジ部２２０の外周面に形成された交換用の把持溝部を自動工具交換装置のアーム部Ｈにより把持し、スピンドル１１１のテーパ穴１１３の方向へアーム部Ｈを移動するとともに、スピンドル１１１もアーム部Ｈに把持されているカバー部材２００の方向へ移動し、所定の位置において、カバー部材２００をテーパ穴１１３に嵌合させていた。そして、スピンドル１１１のクランプ部材でカバー部材２００のプルスタッド部２３０を引っ張ってスピンドル１１１にシャンク部２１０を固定する。その後、図７（ｃ）に示すように、フランジ部２２０を把持するアーム部Ｈは、スピンドル１１１から遠ざかる方向に移動して、カバー部材２００のシャンク部２１０とフランジ部２２０とを分離させていた。この状態で、従来のウエーハ研削装置は、ウエーハの表面の仕上げ研削を行っていた。
【０００４】
また、交換用工具を用いた場合は、シャンク部とフランジ部とが一体となっており、フランジ部の下面に工具が取り付けられている交換用工具のシャンク部をテーパ穴に嵌合させてスピンドルに交換用工具を取り付けている。このとき、フランジ部の外周面に形成された工具交換用の把持溝部を自動工具交換装置のアーム部が把持しており、スピンドルのテーパ穴の方向へ移動するとともに、スピンドルもアーム部に把持されている交換用工具の方向へ移動し、所定の位置で、交換用工具がテーパ穴に嵌合されるようになっており、スピンドルのクランプ部材で交換用工具のプルスタッド部を引っ張ってスピンドルに交換用工具を固定していた。
【０００５】
そして、スピンドル１１１に取り付けたカバー部材２００を取り外す場合は、スピンドル１１１とフランジ部２２０を把持しているアーム部Ｈとを近づけて、シャンク部２１０から分離させたフランジ部２２０を自動工具交換装置のアーム部Ｈによりシャンク部２１０に取り付け、クランプ部材１１２によりカバー部材２００のプルスタッド部２３０を押出すことにより行われていた。
また、スピンドルに取り付けた交換用工具を取り外す場合は、スピンドルとアーム部Ｈとを互いに近づけるように移動させて、交換用工具のフランジ部をアーム部によって把持して、クランプ部材により交換用工具のプルスタッド部を押出しつつ、スピンドルとアーム部Ｈとを互いに遠ざけるように移動させて行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１４４１８３号公報（［００６８］−［００７２］、第７図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカバー部材２００を用いた場合は、アーム部Ｈが、カバー部材２００のフランジ部２２０を、シャンク部２１０から分離した後からウエーハの表面の仕上げ研削が終了して再びシャンク部２１０と接合するまで把持しており、そのために、フランジ部２２０をシャンク部２１０に接合する工程が付加されることにより次の研削の工程に移行するまでの工程数が多くなっていたため、この工程数を少なくするようなカバー部材２００及び交換用工具が要望されていた。
また、従来のカバー部材又は交換用工具を用いた場合は、フランジ部に設けられた把持溝部の位置が仕上砥石の位置よりもシャンク部２１０に近くなるので、アーム部Ｈによる工具交換ができなくなるため、容易に工具交換ができる交換用工具が要望されていた。
【０００８】
また、スピンドル１１１からカバー部材２００又は交換用工具を取り外す場合は、カバー部材２００又は交換用工具のスピンドル１１１のクランプ部材でクランプしているプルスタッド部を、前記クランプ部材で押し出すと、ただちにクランプ部材がプルスタッド部の把持を解除してしまい、アーム部によってフランジ部を把持するまでは、クランプ部材を動作させることができなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、スピンドルに容易に脱着し、交換のための工程数を少なくするカバー部材及び交換用工具並びにこれらを脱着する脱着装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、ウエーハ研削装置のスピンドルの端部に設けられたテーパ穴に嵌合する円錐テーパ部及び前記円錐テーパ部の端部外周に前記スピンドルの端面と当接する当接端面を有するシャンク部と、前記シャンク部と分離接合可能に形成され、外周面に工具交換用の把持溝部が形成されたフランジ部と、前記シャンク部と前記フランジ部のいずれか一方又は両方に形成された所定の深さの収納穴と、前記収納穴に収納され、前記シャンク部と前記フランジ部との間に介設され、前記シャンク部と前記フランジ部とを分離する方向に付勢する弾性体と、前記シャンク部に形成された貫通孔に摺動自在に挿通され、前記弾性体と並設して前記フランジ部に取り付けられるプルスタッド部と、を備え、前記弾性体の付勢力により前記フランジ部と前記シャンク部とが分離状態に保持され、また、前記スピンドルのテーパ穴に前記シャンク部が装着された状態で前記スピンドルのクランプ部材により前記プルスタッド部を引っ張ることで、前記弾性体の付勢力に抗して前記フランジ部が前記シャンク部に接合されることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、カバー部材のシャンク部とフランジ部とが分離可能に形成されており、プルスタッド部をシャンク部に摺動自在に挿通しつつ前記弾性体と並設してフランジ部に取り付ける。ここで、シャンク部とフランジ部とが接合するいずれか一方又は両方の端部には所定の深さを有する収納穴が設けられており、この収納穴に弾性体が挿入され、シャンク部とフランジ部とが分離した状態となっている。ここで、プルスタッド部を引っ張ることにより、弾性体のシャンク部から遠ざかる方向の付勢力に抗してフランジ部がシャンク部と接合される。
【００１２】
これにより、フランジ部は、ウエーハ研削装置のスピンドルにシャンク部と共に取り付けられるため、自動工具交換装置によるフランジ部の取り外し及び取り付けにかかる工程がなくなるので、仕上げ研削の工程数を少なくすることができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記ウエーハ研削装置の前記スピンドルには前記テーパ穴の外側に位置して予め砥石が固定して取り付けられ、前記スピンドルの前記テーパ穴に前記シャンク部が装着された状態において、前記フランジ部が、前記ウエーハ研削装置の前記スピンドルに取り付けられた砥石の位置より離れて前記シャンク部と分離され、前記フランジ部が前記シャンク部に接合された状態では、前記砥石の位置よりも前記スピンドル側に前記フランジ部が位置されることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、フランジ部がスピンドルに取り付けられた砥石の位置よりも離れた位置までシャンク部と分離するので、砥石に接触することなく容易に交換を行うことができる。
また、フランジ部とシャンク部との接合状態では、スピンドルに取り付けられた砥石の位置よりもフランジ部がスピンドル側に位置されるので、カバー部材を装着した状態で、砥石による研削加工を行うことができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明であって、工具が取り付けられていない形態でなる、前記テーパ穴を閉蓋するように構成することもできる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、シャンク部が嵌合してテーパ穴を閉蓋するので、研削時に生成される切粉のテーパ穴内への進入を防止することができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカバー部材に工具を取り付けたことを特徴とする交換用工具である。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、フランジ部のシャンク部と接合する端面とは反対側に位置する端面に工具を取り付けることによって、カバー部材を交換用工具として用いることができる。
これにより、工具の交換においても、弾性体におけるシャンク部から遠ざかる方向の付勢力により、シャンク部とフランジ部とが分離するので、容易に工具交換を行うことができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明は、ウエーハ研削装置のスピンドル内の軸線上に設けられたクランプ部材によって前記スピンドルの端部に設けられたテーパ穴に請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカバー部材を脱着する脱着装置であって、前記テーパ穴に前記カバー部材が保持された状態で前記クランプ部材が前記プルスタッド部を保持した第１クランプ位置では、前記カバー部材のフランジ部とシャンク部とが前記弾性体の付勢力により分離状態に保持され、また、前記クランプ部材が第２クランプ位置に移動して前記プルスタッド部を引っ張ることで前記弾性体の付勢力に抗して前記シャンク部に前記フランジ部を接合させて前記テーパ穴に前記カバー部材を取り付けるように構成としたことを特徴とする
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカバー部材をスピンドルのテーパ穴に取り付ける場合は、シャンク部と分離したフランジ部を把持している自動工具交換装置のアーム部が、スピンドルの回転軸線上まで移動した後、スピンドルがアーム部に把持されているカバー部材又は交換用工具の方向へ移動する。そして、シャンク部をテーパ穴に嵌合させクランプ部材によりプルスタッド部を第１クランプ位置まで引っ張ってカバー部材をスピンドルに取り付ける。この状態でアーム部はフランジ部から離れるとともに、プルスタッド部をクランプ部材により第２クランプ位置まで引っ張って、弾性体がフランジ部をシャンク部から遠ざかる方向に付勢しつつ、シャンク部とフランジ部とを接合させることができるようになっている。
これにより、カバー部材を交換する工程を短縮することができる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明は、ウエーハ研削装置のスピンドル内の軸線上に設けられたクランプ部材によって前記スピンドルの端部に設けられたテーパ穴に請求項４に記載の交換用工具を脱着する脱着装置であって、前記テーパ穴に前記交換用工具が保持された状態で前記クランプ部材が前記プルスタッド部を保持した第１クランプ位置では、前記交換用工具のフランジ部とシャンク部とが前記弾性体の付勢力により分離状態に保持され、また、前記クランプ部材が第２クランプ位置に移動して前記プルスタッド部を引っ張ることで前記弾性体の付勢力に抗して前記シャンク部に前記フランジ部を接合させて前記テーパ穴に前記交換用工具を取り付けるように構成としたことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４に記載の交換用工具をスピンドルのテーパ穴に取り付ける場合は、シャンク部と分離したフランジ部を把持している自動工具交換装置のアーム部が、スピンドルの回転軸線上まで移動した後、スピンドルがアーム部に把持されている交換用工具の方向へ移動する。そして、シャンク部をテーパ穴に嵌合させクランプ部材によりプルスタッド部を第１クランプ位置まで引っ張って交換用工具をスピンドルに取り付ける。この状態でアーム部はフランジ部から離れるとともに、プルスタッド部をクランプ部材により第２クランプ位置まで引っ張って、弾性体がフランジ部をシャンク部から遠ざかる方向に付勢しつつ、シャンク部とフランジ部とを接合させることができるようになっている。
これにより、交換用工具を交換する工程を短縮することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明を省略するものとする。
【００２４】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る脱着装置１は、ウエーハ研削装置に備えられており、図１に示すように、スピンドル１１と、クランプ部材１２とから構成され、カバー部材２のシャンク部２１をスピンドル１１の端部に設けられたテーパ穴１３に取り付ける装置である。
なお、本発明の脱着装置１は、主にスピンドル１１の外縁部に取り付けられた仕上砥石台Ｄに設けられている仕上砥石Ｔを用いて図示しないウエーハを仕上げ研削する前における、スピンドル１１の端面１１Ａに設けられたテーパ穴１３に切粉や微粉等が入らないよう閉蓋する後述するカバー部材２を取り付ける場合及び、仕上げ研削を完了した後のカバー部材２を取り外す場合を例にして説明する。以下、各部について詳細に説明する。
【００２５】
［スピンドル］
スピンドル１１は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、その端部の外縁に仕上砥石Ｔを有する仕上砥石台Ｄが取り付けられており、スピンドル１１を回転させることにより仕上砥石台Ｄに設けられた仕上砥石Ｔでウエーハを仕上げ研削することができるようになっている。また、スピンドル１１の回転軸上の端部にはテーパ穴１３が設けられており、後述するカバー部材２のシャンク部２１を嵌合させることができるようになっている。
【００２６】
ここで、仕上砥石台Ｄは、中空となる円形形状の板材部の外周に所定の高さを有する外周壁が設けられて形成されている。この外周壁は、仕上砥石台Ｄをスピンドル１１に取り付け、スピンドル１１のテーパ穴１３にカバー部材２のシャンク部２１を嵌合させ、かつ、シャンク部２１とフランジ部２２とを接合させたときに、外周壁がカバー部材２のフランジ部２２よりウエーハ側に張り出すように形成されている。そして、この外周壁の端部に仕上砥石Ｔが形成されている。
【００２７】
なお、この仕上砥石Ｔによる研削は、テーパ穴１３にカバー部材２を取り付けた後に行われる。したがって、この仕上砥石Ｔは、図１（ｃ）に示すように、カバー部材２のフランジ部２２におけるシャンク部２１と接合しない側の端面２２Ｆよりもウエーハ側に突出している。
【００２８】
また、スピンドル１１の回転軸上には、テーパ穴１３と連通する連通孔１４が設けられている。この連通孔１４は、テーパ穴１３側から所定の深さに達すると、軸線に対する断面形状が小さくなるように形成されており、この連通孔１４に後述するクランプ部材１２が備えられ、テーパ穴１３に挿入されたカバー部材２のプルスタッド部２３を把持することができる。
【００２９】
［カバー部材］
ここで、本発明の脱着装置１に用いられるカバー部材２について説明する。
前記カバー部材２は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、シャンク部２１とフランジ部２２とプルスタッド部２３と弾性体２４とから構成されており、仕上砥石Ｔによるウエーハの研削の際にスピンドル１１の端面１１Ａに設けられたテーパ穴１３に切粉や微粉等が入らないように閉蓋する役割を果たす。
【００３０】
シャンク部２１は、図３（ａ）に示すように、フランジ部２２と分離して形成され、図１に示すスピンドル１１のテーパ穴１３に嵌合する円錐テーパ部２１Ａと、この円錐テーパ部２１Ａの端部外周にスピンドル１１の端面１１Ａと当接する当接端面２１Ｃを有する張出部２１Ｂとが一体で形成されている。
【００３１】
円錐テーパ部２１Ａは、円錐形状にその円錐形状の底面と平行となる平面を設けて、頂点部を除いた部分とする円錐台状の形状となっている。そして、この円錐テーパ部２１Ａは、テーパ穴１３と嵌合できるように、テーパ穴１３のテーパの傾斜角度に合わせた形状となっている。
【００３２】
張出部２１Ｂは、所定の厚さを有しており、円錐テーパ部２１Ａから張り出すことにより当接端面２１Ｃを形成している。この当接端面２１Ｃは、スピンドル１１の端面１１Ａに当接することができ、後述するプルスタッド部２３をクランプ部材１２で引っ張ったときに円錐テーパ部２１Ａと張出部２１Ｂの当接端面２１Ｃとがスピンドル１１のテーパ穴１３とスピンドル１１の端面へ押圧され、スピンドル１１による高速回転が行われても、円錐テーパ部２１Ａがテーパ穴１３の奥に入り込んでカバー部材２の取付位置にずれを生じさせないようになっている。
【００３３】
その張出部２１Ｂの後述するフランジ部２２と向かい合う端面（シャンク部２１の端面）２１Ｄには、後述する弾性体２４を収納することができる程度の所定の深さを有する収納穴２１Ｅが設けられている。この収納穴２１Ｅは、シャンク部２１とフランジ部２２とが接合した場合に、弾性体２４の全体を収納することができる深さを有している。そして、この収納穴２１Ｅの内部の端面２１Ｇからスピンドル１１の方向を向いているシャンク部２１の端面２１Ｆまで所定の直径を有する貫通孔２１Ｈが設けられており、後述するプルスタッド部２３を挿通することができるようになっている。
【００３４】
フランジ部２２は、図３（ｂ）に示すように、シャンク部２１と分離して形成され、所定の厚さを有する円柱体２２Ａの略中央外周面に、自動工具交換装置のアーム部Ｈによって当該フランジ部２２を把持することができる把持溝部２２Ｂが形成されている。このフランジ部２２のシャンク部２１と向かい合う端面２２Ｃには、後述するプルスタッド部２３を取り付けるために取付孔２２Ｄが形成され、その取付孔２２Ｄの周面にはネジ２２Ｅが形成されている。
【００３５】
そして、この取付孔２２Ｄの周囲であってフランジ部２２の端面２２Ｃに、所定の深さを有する凹部２２Ｇが形成されている。この凹部２２Ｇは、弾性体２４の位置ずれを防止する役割を果たす。また、フランジ部２２のシャンク部２１とは向かい合わない端面２２Ｆは、スピンドル１１に取り付けられた仕上砥石台Ｄに設けられた仕上砥石Ｔより、スピンドル１１側に位置しているので、仕上砥石Ｔが減少した状態で仕上加工を行っても、端面２２Ｆがウエーハに接触することがない。
【００３６】
弾性体２４は、コイルバネとなっており、前記したように、シャンク部２１の収納穴２１Ｅに収納されるものである。この弾性体２４は、シャンク部２１の収納穴２１Ｅに挿入されると、フランジ部２２のシャンク部２１と向かい合う方の端面２２Ｃと収納穴２１Ｅの端面２１Ｇとで挟まれ、フランジ部２２の端面２２Ｃとシャンク部２１のフランジ部と向かい合う方の端面２１Ｄとが接合することにより、フランジ部２２をシャンク部２１から遠ざかる方向に付勢することになる。
【００３７】
プルスタッド部２３は、棒状の軸部２３Ｂの一方の端部に、後述するクランプ部材１２により把持されるための所定の直径を有する把持部２３Ａが軸部２３Ｂの直径よりも大きく形成されており、他方の端部には、フランジ部２２に取り付けるためのネジ２３Ｃが形成されている。
このプルスタッド部２３のネジ２３Ｃは、フランジ部２２に取り付けられる。
【００３８】
このプルスタッド部２３は、ネジ２３Ｃが形成されたフランジ部２２側の端部を、収納穴２１Ｅに弾性体２４を挿入した状態で、シャンク部２１の端面２１Ｆと収納穴２１Ｅとを貫通する貫通孔２１Ｈに摺動自在に挿通して、シャンク部２１と弾性体２４を介してフランジ部２２の取付孔２２Ｄに設けられたネジ２２Ｅに螺合させる。このようにすることにより、カバー部材２が形成される。
【００３９】
［クランプ部材］
クランプ部材１２は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、スピンドル１１の回転軸上に設けられた連通孔１４の内部に備えられており、ドローバー１２Ａと複数のボール１２Ｂと、ストロークを３段階の位置で調節可能な図示しないシリンダとから構成されており、カバー部材２のプルスタッド部２３を把持してスピンドル１１に取り付け、又は把持を解除して取り外しを行う役割を果たす。
【００４０】
ドローバー１２Ａは、筒体となっており、そのテーパ穴１３側の端部には、複数のボール１２Ｂの個数に対応し、ボール１２Ｂを保持する開口部が設けられており、この各開口部に各ボール１２Ｂが備えられている。そして、ドローバー１２Ａのスピンドル１１の内部側の端部にはシリンダが設けられており、このシリンダのストロークによりドローバー１２Ａが引っ張られ又は押し出される。
【００４１】
このシリンダは、そのストロークによりドローバー１２Ａを３段階の位置に移動させる役割を果たす。
【００４２】
ここで、シリンダの各ストロークの位置は次の通り３段階の位置で設定されている。
第１段階のストロークの位置である準備位置は、クランプ部材１２のプルスタッド部２３を把持するために、ドローバー１２Ａをテーパ穴１３の傍近に配置させる位置である。また、この準備位置でクランプ部材１２は、カバー部材２のプルスタッド部２３の把持を解除した状態となっている。
【００４３】
第２段階のストロークの位置である第１クランプ位置は、シリンダの油圧によりドローバー１２Ａの各ボール１２Ｂによりプルスタッド部２３把持しつつ引っ張って、カバー部材２のシャンク部２１とフランジ部２２とが分離している状態で、シャンク部２１をスピンドル１１のテーパ穴１３に嵌合させ、スピンドル１１に一時的に取り付けることができる位置である。
【００４４】
第３段階のストロークの位置である第２クランプ位置は、前記クランプ部材１２のドローバー１２Ａによりプルスタッド部２３をさらに引っ張って、弾性体２４によってフランジ部２２を付勢しつつ、分離していたシャンク部２１とフランジ部２２とを接合させて、スピンドル１１に強固に取り付けることができる位置である。
【００４５】
つまり、スピンドル１１のテーパ穴１３に挿入されたカバー部材２のプルスタッド部２３に対して、ドローバー１２Ａがシリンダにより第１段階の位置である準備位置からスピンドル１１の内部方向へ移動しつつ、プルスタッド部２３をドローバー１２Ａに設けられた各ボール１２Ｂにより把持し、シャンク部２１とフランジ部２２とが分離した状態で、スピンドル２の内部方向に第２段階の位置である第１クランプ位置まで引っ張ってスピンドル１１のテーパ穴１３にシャンク部２１を嵌合させる。さらに、第３段階の位置である第２クランプ位置まで引っ張ることによりカバー部材２を把持しつつ、シャンク部２１とフランジ部２２とを接合させてスピンドル１１に強固に取り付けてテーパ穴１３を閉蓋する。
【００４６】
次にカバー部材２をスピンドル１１から取り外す場合のピストンの位置は次の通り設定されている。
第２クランプ位置にあるシリンダのストロークは、クランプ部材１２のドローバー１２Ａを第１クランプ位置まで油圧により押し出す。これにより、クランプ部材１２に把持されているプルスタッド部２３も押し出され、接合していたシャンク部２１とフランジ部２２とが弾性体２４の付勢力により、フランジ部２２をシャンク部２１から離れる方向に分離させる。
【００４７】
そして、第１クランプ位置にあるシリンダのストロークは、さらにドローバー１２Ａを準備位置まで油圧により押し出す。これにより、プルスタッド部２３も押し出され、ドローバー１２Ａが準備位置まで達したところでドローバー１２Ａに設けられた各ボール１２Ｂがプルスタッド部２３の把持を解除して、スピンドル１１からカバー部材２を取り外せる状態にする。
【００４８】
［カバー部材の脱着方法］
次に、スピンドル１１へのカバー部材２の脱着方法を図１、図２及び図４を用いて説明する。なお、図４は、本発明に係る脱着装置の脱着方法を示すフローチャートである。
【００４９】
本発明の脱着装置１によるカバー部材２の脱着方法は、（１）カバー部材嵌合工程、（２）カバー部材接合取付工程、（３）シャンク部フランジ部分離工程、（４）カバー部材取外工程の各工程から構成される。
【００５０】
まず、準備工程として、ウエーハの仕上げ研削がスピンドル１１の外縁に取り付けられた仕上砥石Ｔで行われる場合に、スピンドル１１のテーパ穴１３に他の研削砥石が備えられた交換用工具（例えば、図５に示すような交換用工具２Ａ）が取り付けられている場合は（Ｓ１）、その交換用工具を取り外し（Ｓ２）、図示しないツールマガジンから自動工具交換装置のアーム部Ｈによりシャンク部２１とフランジ部２２とが分離可能なカバー部材２を選択して把持し（Ｓ３）、図１（ａ）に示すように、カバー部材２の中心軸とウエーハ研削装置のスピンドル１１の回転軸とが一致する位置まで、前記アーム部Ｈにより移動する（Ｓ４）。テーパ穴１３に他の交換用工具が取り付けられていない場合は（Ｓ１）、図示しないツールマガジンから自動工具交換装置のアーム部Ｈによりシャンク部２１とフランジ部２２とが分離可能なカバー部材２を選択して把持する（Ｓ３）。
【００５１】
（１）カバー部材嵌合工程
カバー部材嵌合工程は、図１（ｂ）に示すように、フランジ部２２を把持しているアーム部Ｈがスピンドル１１の回転軸とカバー部材２の中心軸とが一致する位置まで移動する（Ｓ４）。そして、スピンドル１１の回転軸と同一の軸線上に位置するカバー部材２をスピンドル１１に挿入する（Ｓ５）。すなわち、スピンドル１１の端部に設けられたテーパ穴１３にカバー部材２のシャンク部２１を挿入する。次に、シリンダのストロークによって準備位置にあるクランプ部材１２のドローバー１２Ａを第１クランプ位置までシリンダにより引っ張ることで、弾性体２４の付勢力で分離しているシャンク部２１をテーパ穴１３に嵌合させ、クランプする（Ｓ６）工程である。
【００５２】
ここで、クランプ部材１２によりカバー部材２のプルスタッド部２３を把持しつつ引っ張る場合は、図１（ａ）に示すように、まず、準備位置にある図示しないシリンダのストロークがクランプ部材１２のドローバー１２Ａをテーパ穴１３の傍近に位置させている状態で、このシリンダによりドローバー１２Ａを連通孔１４の内部方向にある第１クランプ位置まで移動させる。これにより、ドローバー１２Ａに備えられた各ボール１２Ｂがプルスタッド部２３を把持することとなる。この各ボール１２Ｂがプルスタッド部２３を把持した状態を保持しつつシリンダのストロークを第１クランプ位置まで移動させる。すると、図１（ｂ）に示すように、カバー部材２のシャンク部２１とフランジ部２２とが弾性体２４により分離した状態で、シャンク部２１がスピンドル１１のテーパ穴１３に嵌合される。
【００５３】
（２）カバー部材接合取付工程
カバー部材接合取付工程は、アーム部Ｈがフランジ部２２の把持を解除してフランジ部２２から離れ（Ｓ７）、図１（ｃ）に示すように、カバー部材嵌合工程によりシリンダのストロークによって第１クランプ位置にあるクランプ部材１２のドローバー１２Ａを第２クランプ位置までシリンダにより引っ張ることで、プルスタッド部２３も引っ張られ（Ｓ８）、ドローバー１２Ａが第２クランプ位置まで達したところで弾性体２４がフランジ部２２をシャンク部から遠ざかる方向に付勢しつつ、分離しているシャンク部２１とフランジ部２２とを接合させて、スピンドル１１にカバー部材２を強固に取り付け、カバー部材２のスピンドル１１への装着を完了する（Ｓ９）工程である。
【００５４】
図１（ｂ）に示すように、第１クランプ位置にあるドローバー１２Ａを図１（ｃ）に示すように、テーパ穴１３から遠ざかる方向にある第２クランプ位置まで引っ張ることで、ドローバー１２Ａの端部に備えたれた各ボール１２Ｂにより把持されているプルスタッド部２３も引っ張られ、弾性体２４がフランジ部２２を付勢しつつシャンク部２１の収納穴２１Ｅに収納され、かつ、フランジ部２２がシャンク部２１に接合する。これにより、カバー部材２がスピンドル１１に強固に取り付けられ、テーパ穴１３が閉蓋される。これで、スピンドル１１へのカバー部材２の装着を完了する。
【００５５】
なお、この状態において、カバー部材２のフランジ部２２は、スピンドル１１の外縁に取り付けられた仕上砥石Ｔよりもスピンドル１１側に位置しているので、仕上砥石Ｔによるウエーハの研削（Ｓ１０）の障害になることがない。
【００５６】
（３）シャンク部フランジ部分離工程
シャンク部フランジ部分離工程は、カバー部材接合取付工程によりシリンダのストロークによって連通孔１４の内部にある第２クランプ位置まで引っ張られたクランプ部材１２のドローバー１２Ａを第１クランプ位置まで油圧により押し出すことにより、クランプ部材１２に把持されているプルスタッド部２３も押し出されて、接合していたシャンク部２１とフランジ部２２とが弾性体２４の付勢力も加わって、フランジ部２２をシャンク部２１から離れる方向にシャンク部２１から分離させる（Ｓ１１）工程である。
【００５７】
クランプ部材１２によりカバー部材２をスピンドル１１から取り外す場合は、図２（ａ）に示すように、図示しないシリンダに油圧を付与して第２クランプ位置から第１クランプ位置までシリンダのストロークを押し出させる。これにより、シリンダのストロークと共にドローバー１２Ａも押し出されるので、ドローバー１２Ａの端部に備えられた各ボール１２Ｂに把持されているプルスタッド部２３も共に押し出される。すると、シャンク部２１の収納穴２１Ｅに収納された弾性体２４の付勢力とともにプルスタッド部２３を取り付けているフランジ部２２も押し出される。
【００５８】
押し出されたフランジ部２２は、図２（ｂ）に示すように、スピンドル１１の外縁に取り付けられた仕上砥石Ｔの取付位置よりもスピンドル１１から離れた位置まで移動することとなる。この場合におけるフランジ部２２の位置は、自動工具交換装置のアーム部Ｈのカバー部材２を把持するための軌道の一部と一致するため、アーム部Ｈは、フランジ部２２の位置に合わせるための特別な制御をせずに前記フランジ部２２を把持する（Ｓ１２）。
【００５９】
（５）カバー部材取外工程
カバー部材取外工程は、図２（ｂ）に示すように、シャンク部フランジ部分離工程においてシリンダのストロークによって第１クランプ位置にあるドローバー１２Ａをさらにシリンダの油圧により押し出すことにより、プルスタッド部２３も押し出され、ドローバー１２Ａが準備位置まで達したところでドローバー１２Ａに設けられた各ボール１２Ｂがプルスタッド部２３の把持を解除して、スピンドル１１からカバー部材２を取り外せる状態にし、カバー部材２のフランジ部２２を把持するアーム部Ｈにより、スピンドル１１からカバー部材２を取り外す（Ｓ１３）工程である。
【００６０】
図２（ｂ）に示すように、スピンドル１１の外縁に取り付けられた仕上砥石Ｔよりも離れた位置まで移動したフランジ部２２を自動工具交換装置のアーム部Ｈが把持したら、図２（ｃ）に示すように、図示しないシリンダに油圧を付与してストロークをさらに第２クランプ位置から第１クランプ位置まで移動させつつドローバー１２Ａを押し出す。これにより、ドローバー１２Ａの端部に備えた各ボール１２Ｂは、カバー部材２のプルスタッド部２３の把持を解除する。
【００６１】
この状態で、図２（ｃ）に示すように、スピンドル１１を回転軸線上であってカバー部材２から遠ざかる方向に移動させるか、或いは、アーム部Ｈを進退させることにより、スピンドル１１からカバー部材２を取り外すことができる。なお、自動工具交換装置は、従来からのものを用いることができる。さらに手動による工具交換であっても良い。
【００６２】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る脱着装置１０は、図５に示すように、本発明の第１実施形態に係る脱着装置１に対して、交換用工具３を脱着する点で異なっている。そこで、この交換用工具３について説明する。
【００６３】
［交換用工具］
この交換用工具３は、カバー部材２のフランジ部２２のシャンク部２１と向かい合う端面２２Ｃとは反対側の端面２２Ｆに研削用砥石ＫＴを設けた研削用砥石台ＫＤが取り付けられて形成されている。
この交換用工具３は、スピンドル１１に仕上砥石ＫＴを設けた仕上砥石台ＫＤが取り付けられた状態で、交換用工具３のシャンク部２１をテーパ穴１３に嵌合させる。その後、この交換用工具３をスピンドル１１に取り付ける場合は、本発明の第１実施形態に係る脱着装置１と同様の手順で行われる。
交換用工具３がスピンドル１１に強固に取り付けられると、仕上砥石ＫＴの位置よりシャンク部２１から離れた位置に研削用砥石ＫＴが配置されるので、ウエーハの研削用砥石ＫＴによる粗研削後、容易に仕上げ研削を行うことができる。
【００６４】
本発明をこのように構成したことにより、カバー部材２（交換用工具）のシャンク部２１とフランジ部２２とが分離可能に一体で形成されていることから、フランジ部２２が仕上砥石Ｔ（ＫＴ）よりもシャンク部２１から離れる方向に突出するので、フランジ部２２を把持する自動工具交換装置のアーム部Ｈが仕上砥石Ｔ（ＫＴ）に接触することがなく、カバー部材２（交換用工具）をスピンドル１１に取り付けることができる。また、カバー部材２がスピンドル１１に強固に取り付けられた場合に、カバー部材２のフランジ部２２の端面２２Ｆが仕上砥石Ｔよりもシャンク部２１に近い位置に配置されるので、仕上砥石Ｔによるウエーハの仕上げ研削の妨げとなることがない。
【００６５】
また、このカバー部材２又は交換用工具をスピンドル１１から取り外す場合は、クランプ部材１２により段階的にプルスタッド部２３を押し出すことができるため、確実にカバー部材２のシャンク部２１とフランジ部２２とを分離させることができる。
【００６６】
以上、本発明について、好適な実施形態の一例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。
【００６７】
例えば、図６（ａ）に示すような交換用工具２Ａをスピンドル１１に取り付けることもできる。この交換用工具２Ａは、シャンク部２１と所定の長さを有するフランジ部２２とが一体で形成されており、フランジ部２２のウエーハと対向する方向の端面２２Ｆには、研削用砥石ＫＴが設けられた研削用砥石台ＫＤが取り付けられている。このように、本発明は、図６（ｂ）に示すように、従来から用いられている交換用工具２Ａをスピンドル１１に取り付けることができるので、汎用性が高く、作業性を向上させることができる。
【００６８】
また、シャンク部２１に設けた収納穴２１Ｅをフランジ部２２に形成することもできる。この場合は、プルスタッド部２３の端部のネジ２３Ｃを螺合させるためにフランジ部２２に形成されるネジ２２Ｅの外周を、所定の深さを有する環形状に形成して収納穴を設ける。この収納穴に弾性体を挿入しても、本発明のカバー部材２と同様の効果を奏することができる。
【００６９】
また、本発明のカバー部材２に用いられる弾性体２４には、ゴム等の伸縮性を有する部材を用いることができる。
さらに、クランプ部材１２のシリンダによるドローバーの押し出しは２回に限られず、カバー部材２のシャンク部２１とフランジ部２２とが確実に分離することができれば、押し出す回数に制限はない。
また、これにより、クランプ部材１２のシリンダは、２基以上を直列に配置してもよい。
【００７０】
例えば、２基のシリンダは、連通孔１４内において直列に配置され、テーパ穴１３側のシリンダがドローバー１２Ａを直接引っ張り又は押し出すことができるようになっている。この各シリンダは油圧式となっており、油圧を制御することにより、シリンダのストローク位置を３段階に調節することができるようになっている。このシリンダがドローバー１２Ａを引っ張り又は押し出すことにより、プルスタッド部２３も引っ張られ又は押し出され、スピンドル１１に取り付けられたカバー部材又は交換用工具の脱着を行うことができる。
また、ドローバー１２Ａに凹部を形成し、連通孔１４内に前記凹部に嵌めることができる嵌合部材を設け、この嵌合部材をドローバー１２Ａの方向に移動可能に制御してドローバー１２Ａの凹部に嵌合又は取り外しをすることにより、ドローバー１２Ａの２段階以上の押し出し距離を調節することができる。
【００７１】
【発明の効果】
よって請求項１に記載の発明は、フランジ部が、ウエーハ研削装置のスピンドルにシャンク部と共に取り付けられるため、自動工具交換装置によるフランジ部の取り外し及び取り付けにかかる工程がなくなるので、仕上げ研削の工程数を少なくすることができる。
【００７２】
また、請求項２に記載の発明は、フランジ部がスピンドルに取り付けられた砥石の位置よりも離れた位置までシャンク部と分離するので、フランジ部が砥石に接触することがなく、容易に交換を行うことができる。
また、フランジ部とシャンク部との接合状態では、スピンドルに取り付けられた砥石の位置よりもフランジ部がスピンドル側に位置されるので、カバー部材を装着した状態で、砥石による研削加工を行うことができる。
【００７３】
また、請求項３に記載の発明は、シャンク部が嵌合してテーパ穴を閉蓋するので、研削時に生成される切粉のテーパ穴内への進入を防止することができる。
【００７４】
また、請求項４に記載の発明は、フランジ部のシャンク部と接合する端面とは反対側に位置する端面に工具を取り付けることによって、カバー部材を交換用工具として用いることができる。また、これにより、工具の交換においても、弾性体におけるシャンク部から遠ざかる方向の付勢力により、シャンク部とフランジ部とが分離するので、容易に工具交換を行うことができる。
【００７５】
請求項５に記載の発明は、カバー部材のシャンク部とフランジ部とが分離接合可能に形成されていても、クランプ部材によりスピンドルへ強固に取り付けることができる。また、クランプ部材によってプルスタッド部を引っ張る位置を、第１クランプ位置と第２クランプ位置とで設けたので、自動工具交換装置でフランジ部を支持していなくとも、フランジ部とシャンク部との接合を行うことができる。これにより、自動工具交換装置は、スピンドルのクランプ部材が第１クランプ位置までカバー部材のプルスタッド部を引っ張った後にフランジ部の把持を解除することができるので、カバー部材を交換する工程を短縮することができる。
【００７６】
請求項６に記載の発明は、工具交換装置のシャンク部とフランジ部とが分離接合可能に形成されていても、クランプ部材によりスピンドルへ強固に取り付けることができる。また、クランプ部材によってプルスタッド部を引っ張る位置を、第１クランプ位置と第２クランプ位置とで設けたので、自動工具交換装置でフランジ部を支持していなくとも、フランジ部とシャンク部との接合を行うことができる。これにより、自動工具交換装置は、スピンドルのクランプ部材が第１クランプ位置まで工具交換装置のプルスタッド部を引っ張った後にフランジ部の把持を解除することができるので、交換用工具を交換する工程を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明に係る脱着装置にカバー部材を取り付ける前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明に係る脱着装置にカバー部材を嵌合させた状態を示す断面図であり、（Ｃ）は、本発明に係る脱着装置にカバー部材を取り付けた状態を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、カバー部材を分離させた状態を示す断面図であり、（ｂ）は、カバー部材を把持する状態を示す断面図であり、（Ｃ）は、本発明に係る脱着装置からカバー部材を取り外した状態を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明に係るカバー部材の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、シャンク部とフランジ部とを接合させた状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る脱着装置の脱着方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る交換用工具の一例を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の本発明に係る脱着装置に砥石を有するカバー部材を取り付ける前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の本発明に係る脱着装置に砥石を有するカバー部材を取り付けた状態を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、ウエーハ研削装置に従来のカバー部材を取り付ける前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、ウエーハ研削装置に従来のカバー部材を嵌合させた状態を示す断面図であり、（Ｃ）は、従来のカバー部材からフランジ部を取り外した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１０ 脱着装置
１１ スピンドル
１１Ａ 端面
１２ クランプ部材
１２Ａ ドローバー
１２Ｂ ボール
１３ テーパ穴
１４ 連通孔
２ カバー部材
２１ シャンク部
２１Ａ 円錐テーパ部
２１Ｂ 張出部
２１Ｃ 当接端面
２１Ｄ 端面
２１Ｅ 収納穴
２１Ｆ 端面
２１Ｇ 端面
２１Ｈ 貫通孔
２２ フランジ部
２２Ａ 円柱体
２２Ｂ 把持溝部
２２Ｃ 端面
２２Ｄ 取付孔
２２Ｅ ネジ
２３ プルスタッド部
２３Ａ 把持部
２３Ｂ 軸部
２３Ｃ ネジ
２４ 弾性体
３ 交換用工具
ＫＤ 研削用砥石台
ＫＴ 研削用砥石
Ｄ 仕上砥石台
Ｔ 仕上砥石
Ｈ アーム部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエーハ研削装置のスピンドルに取り付けられるカバー部材及び交換用工具、並びにスピンドルにカバー部材及び交換用工具の取り付け又は取り外しを行う脱着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から行われているウエーハの表面の仕上げ研削は、図７（ａ）に示すように、ウエーハ研削装置に取り付けられるカバー部材又は交換用工具の取付装置１００のスピンドル１１１にボルト等により取り付けられた仕上げ用砥石ＳＴを用いて行われている。ここで、スピンドル１１１の端部に設けられたテーパ穴１１３にカバー部材２００が取り付けられていた。このカバー部材２００はシャンク部２１０とフランジ部２２０とプルスタッド部２３０とから構成され、シャンク部２１０とフランジ部２２０とが分離可能に一体となっていた。そして、ウエーハの表面の仕上げ研削を行う場合に、フランジ部２２０を除いたカバー部材２００がスピンドル１１１に取り付けられていた。
【０００３】
また、図７（ｂ）に示すように、このカバー部材２００をスピンドル１１１のテーパ穴１１３に嵌合させてスピンドル１１１に取り付ける場合は、フランジ部２２０の外周面に形成された交換用の把持溝部を自動工具交換装置のアーム部Ｈにより把持し、スピンドル１１１のテーパ穴１１３の方向へアーム部Ｈを移動するとともに、スピンドル１１１もアーム部Ｈに把持されているカバー部材２００の方向へ移動し、所定の位置において、カバー部材２００をテーパ穴１１３に嵌合させていた。そして、スピンドル１１１のクランプ部材でカバー部材２００のプルスタッド部２３０を引っ張ってスピンドル１１１にシャンク部２１０を固定する。その後、図７（ｃ）に示すように、フランジ部２２０を把持するアーム部Ｈは、スピンドル１１１から遠ざかる方向に移動して、カバー部材２００のシャンク部２１０とフランジ部２２０とを分離させていた。この状態で、従来のウエーハ研削装置は、ウエーハの表面の仕上げ研削を行っていた。
【０００４】
また、交換用工具を用いた場合は、シャンク部とフランジ部とが一体となっており、フランジ部の下面に工具が取り付けられている交換用工具のシャンク部をテーパ穴に嵌合させてスピンドルに交換用工具を取り付けている。このとき、フランジ部の外周面に形成された工具交換用の把持溝部を自動工具交換装置のアーム部が把持しており、スピンドルのテーパ穴の方向へ移動するとともに、スピンドルもアーム部に把持されている交換用工具の方向へ移動し、所定の位置で、交換用工具がテーパ穴に嵌合されるようになっており、スピンドルのクランプ部材で交換用工具のプルスタッド部を引っ張ってスピンドルに交換用工具を固定していた。
【０００５】
そして、スピンドル１１１に取り付けたカバー部材２００を取り外す場合は、スピンドル１１１とフランジ部２２０を把持しているアーム部Ｈとを近づけて、シャンク部２１０から分離させたフランジ部２２０を自動工具交換装置のアーム部Ｈによりシャンク部２１０に取り付け、クランプ部材１１２によりカバー部材２００のプルスタッド部２３０を押出すことにより行われていた。
また、スピンドルに取り付けた交換用工具を取り外す場合は、スピンドルとアーム部Ｈとを互いに近づけるように移動させて、交換用工具のフランジ部をアーム部によって把持して、クランプ部材により交換用工具のプルスタッド部を押出しつつ、スピンドルとアーム部Ｈとを互いに遠ざけるように移動させて行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１４４１８３号公報（［００６８］−［００７２］、第７図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカバー部材２００を用いた場合は、アーム部Ｈが、カバー部材２００のフランジ部２２０を、シャンク部２１０から分離した後からウエーハの表面の仕上げ研削が終了して再びシャンク部２１０と接合するまで把持しており、そのために、フランジ部２２０をシャンク部２１０に接合する工程が付加されることにより次の研削の工程に移行するまでの工程数が多くなっていたため、この工程数を少なくするようなカバー部材２００及び交換用工具が要望されていた。
また、従来のカバー部材又は交換用工具を用いた場合は、フランジ部に設けられた把持溝部の位置が仕上砥石の位置よりもシャンク部２１０に近くなるので、アーム部Ｈによる工具交換ができなくなるため、容易に工具交換ができる交換用工具が要望されていた。
【０００８】
また、スピンドル１１１からカバー部材２００又は交換用工具を取り外す場合は、カバー部材２００又は交換用工具のスピンドル１１１のクランプ部材でクランプしているプルスタッド部を、前記クランプ部材で押し出すと、ただちにクランプ部材がプルスタッド部の把持を解除してしまい、アーム部によってフランジ部を把持するまでは、クランプ部材を動作させることができなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、スピンドルに容易に脱着し、交換のための工程数を少なくするカバー部材及び交換用工具並びにこれらを脱着する脱着装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、ウエーハ研削装置のスピンドルの端部に設けられたテーパ穴に嵌合する円錐テーパ部及び前記円錐テーパ部の端部外周に前記スピンドルの端面と当接する当接端面を有するシャンク部と、前記シャンク部と分離接合可能に形成され、外周面に工具交換用の把持溝部が形成されたフランジ部と、前記シャンク部と前記フランジ部のいずれか一方又は両方に形成された所定の深さの収納穴と、前記収納穴に収納され、前記シャンク部と前記フランジ部との間に介設され、前記シャンク部と前記フランジ部とを分離する方向に付勢する弾性体と、前記シャンク部に形成された貫通孔に摺動自在に挿通され、前記弾性体と並設して前記フランジ部に取り付けられるプルスタッド部と、を備え、前記弾性体の付勢力により前記フランジ部と前記シャンク部とが分離状態に保持され、また、前記スピンドルのテーパ穴に前記シャンク部が装着された状態で前記スピンドルのクランプ部材により前記プルスタッド部を引っ張ることで、前記弾性体の付勢力に抗して前記フランジ部が前記シャンク部に接合されることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、カバー部材のシャンク部とフランジ部とが分離可能に形成されており、プルスタッド部をシャンク部に摺動自在に挿通しつつ前記弾性体と並設してフランジ部に取り付ける。ここで、シャンク部とフランジ部とが接合するいずれか一方又は両方の端部には所定の深さを有する収納穴が設けられており、この収納穴に弾性体が挿入され、シャンク部とフランジ部とが分離した状態となっている。ここで、プルスタッド部を引っ張ることにより、弾性体のシャンク部から遠ざかる方向の付勢力に抗してフランジ部がシャンク部と接合される。
【００１２】
これにより、フランジ部は、ウエーハ研削装置のスピンドルにシャンク部と共に取り付けられるため、自動工具交換装置によるフランジ部の取り外し及び取り付けにかかる工程がなくなるので、仕上げ研削の工程数を少なくすることができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記ウエーハ研削装置の前記スピンドルには前記テーパ穴の外側に位置して予め砥石が固定して取り付けられ、前記スピンドルの前記テーパ穴に前記シャンク部が装着された状態において、前記フランジ部が、前記ウエーハ研削装置の前記スピンドルに取り付けられた砥石の位置より離れて前記シャンク部と分離され、前記フランジ部が前記シャンク部に接合された状態では、前記砥石の位置よりも前記スピンドル側に前記フランジ部が位置されることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、フランジ部がスピンドルに取り付けられた砥石の位置よりも離れた位置までシャンク部と分離するので、砥石に接触することなく容易に交換を行うことができる。
また、フランジ部とシャンク部との接合状態では、スピンドルに取り付けられた砥石の位置よりもフランジ部がスピンドル側に位置されるので、カバー部材を装着した状態で、砥石による研削加工を行うことができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明であって、工具が取り付けられていない形態でなる、前記テーパ穴を閉蓋するように構成することもできる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、シャンク部が嵌合してテーパ穴を閉蓋するので、研削時に生成される切粉のテーパ穴内への進入を防止することができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカバー部材に工具を取り付けたことを特徴とする交換用工具である。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、フランジ部のシャンク部と接合する端面とは反対側に位置する端面に工具を取り付けることによって、カバー部材を交換用工具として用いることができる。
これにより、工具の交換においても、弾性体におけるシャンク部から遠ざかる方向の付勢力により、シャンク部とフランジ部とが分離するので、容易に工具交換を行うことができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明は、ウエーハ研削装置のスピンドル内の軸線上に設けられたクランプ部材によって前記スピンドルの端部に設けられたテーパ穴に請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカバー部材を脱着する脱着装置であって、前記テーパ穴に前記カバー部材が保持された状態で前記クランプ部材が前記プルスタッド部を保持した第１クランプ位置では、前記カバー部材のフランジ部とシャンク部とが前記弾性体の付勢力により分離状態に保持され、また、前記クランプ部材が第２クランプ位置に移動して前記プルスタッド部を引っ張ることで前記弾性体の付勢力に抗して前記シャンク部に前記フランジ部を接合させて前記テーパ穴に前記カバー部材を取り付けるように構成としたことを特徴とする
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカバー部材をスピンドルのテーパ穴に取り付ける場合は、シャンク部と分離したフランジ部を把持している自動工具交換装置のアーム部が、スピンドルの回転軸線上まで移動した後、スピンドルがアーム部に把持されているカバー部材又は交換用工具の方向へ移動する。そして、シャンク部をテーパ穴に嵌合させクランプ部材によりプルスタッド部を第１クランプ位置まで引っ張ってカバー部材をスピンドルに取り付ける。この状態でアーム部はフランジ部から離れるとともに、プルスタッド部をクランプ部材により第２クランプ位置まで引っ張って、弾性体がフランジ部をシャンク部から遠ざかる方向に付勢しつつ、シャンク部とフランジ部とを接合させることができるようになっている。
これにより、カバー部材を交換する工程を短縮することができる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明は、ウエーハ研削装置のスピンドル内の軸線上に設けられたクランプ部材によって前記スピンドルの端部に設けられたテーパ穴に請求項４に記載の交換用工具を脱着する脱着装置であって、前記テーパ穴に前記交換用工具が保持された状態で前記クランプ部材が前記プルスタッド部を保持した第１クランプ位置では、前記交換用工具のフランジ部とシャンク部とが前記弾性体の付勢力により分離状態に保持され、また、前記クランプ部材が第２クランプ位置に移動して前記プルスタッド部を引っ張ることで前記弾性体の付勢力に抗して前記シャンク部に前記フランジ部を接合させて前記テーパ穴に前記交換用工具を取り付けるように構成としたことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４に記載の交換用工具をスピンドルのテーパ穴に取り付ける場合は、シャンク部と分離したフランジ部を把持している自動工具交換装置のアーム部が、スピンドルの回転軸線上まで移動した後、スピンドルがアーム部に把持されている交換用工具の方向へ移動する。そして、シャンク部をテーパ穴に嵌合させクランプ部材によりプルスタッド部を第１クランプ位置まで引っ張って交換用工具をスピンドルに取り付ける。この状態でアーム部はフランジ部から離れるとともに、プルスタッド部をクランプ部材により第２クランプ位置まで引っ張って、弾性体がフランジ部をシャンク部から遠ざかる方向に付勢しつつ、シャンク部とフランジ部とを接合させることができるようになっている。
これにより、交換用工具を交換する工程を短縮することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明を省略するものとする。
【００２４】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る脱着装置１は、ウエーハ研削装置に備えられており、図１に示すように、スピンドル１１と、クランプ部材１２とから構成され、カバー部材２のシャンク部２１をスピンドル１１の端部に設けられたテーパ穴１３に取り付ける装置である。
なお、本発明の脱着装置１は、主にスピンドル１１の外縁部に取り付けられた仕上砥石台Ｄに設けられている仕上砥石Ｔを用いて図示しないウエーハを仕上げ研削する前における、スピンドル１１の端面１１Ａに設けられたテーパ穴１３に切粉や微粉等が入らないよう閉蓋する後述するカバー部材２を取り付ける場合及び、仕上げ研削を完了した後のカバー部材２を取り外す場合を例にして説明する。以下、各部について詳細に説明する。
【００２５】
［スピンドル］
スピンドル１１は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、その端部の外縁に仕上砥石Ｔを有する仕上砥石台Ｄが取り付けられており、スピンドル１１を回転させることにより仕上砥石台Ｄに設けられた仕上砥石Ｔでウエーハを仕上げ研削することができるようになっている。また、スピンドル１１の回転軸上の端部にはテーパ穴１３が設けられており、後述するカバー部材２のシャンク部２１を嵌合させることができるようになっている。
【００２６】
ここで、仕上砥石台Ｄは、中空となる円形形状の板材部の外周に所定の高さを有する外周壁が設けられて形成されている。この外周壁は、仕上砥石台Ｄをスピンドル１１に取り付け、スピンドル１１のテーパ穴１３にカバー部材２のシャンク部２１を嵌合させ、かつ、シャンク部２１とフランジ部２２とを接合させたときに、外周壁がカバー部材２のフランジ部２２よりウエーハ側に張り出すように形成されている。そして、この外周壁の端部に仕上砥石Ｔが形成されている。
【００２７】
なお、この仕上砥石Ｔによる研削は、テーパ穴１３にカバー部材２を取り付けた後に行われる。したがって、この仕上砥石Ｔは、図１（ｃ）に示すように、カバー部材２のフランジ部２２におけるシャンク部２１と接合しない側の端面２２Ｆよりもウエーハ側に突出している。
【００２８】
また、スピンドル１１の回転軸上には、テーパ穴１３と連通する連通孔１４が設けられている。この連通孔１４は、テーパ穴１３側から所定の深さに達すると、軸線に対する断面形状が小さくなるように形成されており、この連通孔１４に後述するクランプ部材１２が備えられ、テーパ穴１３に挿入されたカバー部材２のプルスタッド部２３を把持することができる。
【００２９】
［カバー部材］
ここで、本発明の脱着装置１に用いられるカバー部材２について説明する。
前記カバー部材２は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、シャンク部２１とフランジ部２２とプルスタッド部２３と弾性体２４とから構成されており、仕上砥石Ｔによるウエーハの研削の際にスピンドル１１の端面１１Ａに設けられたテーパ穴１３に切粉や微粉等が入らないように閉蓋する役割を果たす。
【００３０】
シャンク部２１は、図３（ａ）に示すように、フランジ部２２と分離して形成され、図１に示すスピンドル１１のテーパ穴１３に嵌合する円錐テーパ部２１Ａと、この円錐テーパ部２１Ａの端部外周にスピンドル１１の端面１１Ａと当接する当接端面２１Ｃを有する張出部２１Ｂとが一体で形成されている。
【００３１】
円錐テーパ部２１Ａは、円錐形状にその円錐形状の底面と平行となる平面を設けて、頂点部を除いた部分とする円錐台状の形状となっている。そして、この円錐テーパ部２１Ａは、テーパ穴１３と嵌合できるように、テーパ穴１３のテーパの傾斜角度に合わせた形状となっている。
【００３２】
張出部２１Ｂは、所定の厚さを有しており、円錐テーパ部２１Ａから張り出すことにより当接端面２１Ｃを形成している。この当接端面２１Ｃは、スピンドル１１の端面１１Ａに当接することができ、後述するプルスタッド部２３をクランプ部材１２で引っ張ったときに円錐テーパ部２１Ａと張出部２１Ｂの当接端面２１Ｃとがスピンドル１１のテーパ穴１３とスピンドル１１の端面へ押圧され、スピンドル１１による高速回転が行われても、円錐テーパ部２１Ａがテーパ穴１３の奥に入り込んでカバー部材２の取付位置にずれを生じさせないようになっている。
【００３３】
その張出部２１Ｂの後述するフランジ部２２と向かい合う端面（シャンク部２１の端面）２１Ｄには、後述する弾性体２４を収納することができる程度の所定の深さを有する収納穴２１Ｅが設けられている。この収納穴２１Ｅは、シャンク部２１とフランジ部２２とが接合した場合に、弾性体２４の全体を収納することができる深さを有している。そして、この収納穴２１Ｅの内部の端面２１Ｇからスピンドル１１の方向を向いているシャンク部２１の端面２１Ｆまで所定の直径を有する貫通孔２１Ｈが設けられており、後述するプルスタッド部２３を挿通することができるようになっている。
【００３４】
フランジ部２２は、図３（ｂ）に示すように、シャンク部２１と分離して形成され、所定の厚さを有する円柱体２２Ａの略中央外周面に、自動工具交換装置のアーム部Ｈによって当該フランジ部２２を把持することができる把持溝部２２Ｂが形成されている。このフランジ部２２のシャンク部２１と向かい合う端面２２Ｃには、後述するプルスタッド部２３を取り付けるために取付孔２２Ｄが形成され、その取付孔２２Ｄの周面にはネジ２２Ｅが形成されている。
【００３５】
そして、この取付孔２２Ｄの周囲であってフランジ部２２の端面２２Ｃに、所定の深さを有する凹部２２Ｇが形成されている。この凹部２２Ｇは、弾性体２４の位置ずれを防止する役割を果たす。また、フランジ部２２のシャンク部２１とは向かい合わない端面２２Ｆは、スピンドル１１に取り付けられた仕上砥石台Ｄに設けられた仕上砥石Ｔより、スピンドル１１側に位置しているので、仕上砥石Ｔが減少した状態で仕上加工を行っても、端面２２Ｆがウエーハに接触することがない。
【００３６】
弾性体２４は、コイルバネとなっており、前記したように、シャンク部２１の収納穴２１Ｅに収納されるものである。この弾性体２４は、シャンク部２１の収納穴２１Ｅに挿入されると、フランジ部２２のシャンク部２１と向かい合う方の端面２２Ｃと収納穴２１Ｅの端面２１Ｇとで挟まれ、フランジ部２２の端面２２Ｃとシャンク部２１のフランジ部と向かい合う方の端面２１Ｄとが接合することにより、フランジ部２２をシャンク部２１から遠ざかる方向に付勢することになる。
【００３７】
プルスタッド部２３は、棒状の軸部２３Ｂの一方の端部に、後述するクランプ部材１２により把持されるための所定の直径を有する把持部２３Ａが軸部２３Ｂの直径よりも大きく形成されており、他方の端部には、フランジ部２２に取り付けるためのネジ２３Ｃが形成されている。
このプルスタッド部２３のネジ２３Ｃは、フランジ部２２に取り付けられる。
【００３８】
このプルスタッド部２３は、ネジ２３Ｃが形成されたフランジ部２２側の端部を、収納穴２１Ｅに弾性体２４を挿入した状態で、シャンク部２１の端面２１Ｆと収納穴２１Ｅとを貫通する貫通孔２１Ｈに摺動自在に挿通して、シャンク部２１と弾性体２４を介してフランジ部２２の取付孔２２Ｄに設けられたネジ２２Ｅに螺合させる。このようにすることにより、カバー部材２が形成される。
【００３９】
［クランプ部材］
クランプ部材１２は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、スピンドル１１の回転軸上に設けられた連通孔１４の内部に備えられており、ドローバー１２Ａと複数のボール１２Ｂと、ストロークを３段階の位置で調節可能な図示しないシリンダとから構成されており、カバー部材２のプルスタッド部２３を把持してスピンドル１１に取り付け、又は把持を解除して取り外しを行う役割を果たす。
【００４０】
ドローバー１２Ａは、筒体となっており、そのテーパ穴１３側の端部には、複数のボール１２Ｂの個数に対応し、ボール１２Ｂを保持する開口部が設けられており、この各開口部に各ボール１２Ｂが備えられている。そして、ドローバー１２Ａのスピンドル１１の内部側の端部にはシリンダが設けられており、このシリンダのストロークによりドローバー１２Ａが引っ張られ又は押し出される。
【００４１】
このシリンダは、そのストロークによりドローバー１２Ａを３段階の位置に移動させる役割を果たす。
【００４２】
ここで、シリンダの各ストロークの位置は次の通り３段階の位置で設定されている。
第１段階のストロークの位置である準備位置は、クランプ部材１２のプルスタッド部２３を把持するために、ドローバー１２Ａをテーパ穴１３の傍近に配置させる位置である。また、この準備位置でクランプ部材１２は、カバー部材２のプルスタッド部２３の把持を解除した状態となっている。
【００４３】
第２段階のストロークの位置である第１クランプ位置は、シリンダの油圧によりドローバー１２Ａの各ボール１２Ｂによりプルスタッド部２３把持しつつ引っ張って、カバー部材２のシャンク部２１とフランジ部２２とが分離している状態で、シャンク部２１をスピンドル１１のテーパ穴１３に嵌合させ、スピンドル１１に一時的に取り付けることができる位置である。
【００４４】
第３段階のストロークの位置である第２クランプ位置は、前記クランプ部材１２のドローバー１２Ａによりプルスタッド部２３をさらに引っ張って、弾性体２４によってフランジ部２２を付勢しつつ、分離していたシャンク部２１とフランジ部２２とを接合させて、スピンドル１１に強固に取り付けることができる位置である。
【００４５】
つまり、スピンドル１１のテーパ穴１３に挿入されたカバー部材２のプルスタッド部２３に対して、ドローバー１２Ａがシリンダにより第１段階の位置である準備位置からスピンドル１１の内部方向へ移動しつつ、プルスタッド部２３をドローバー１２Ａに設けられた各ボール１２Ｂにより把持し、シャンク部２１とフランジ部２２とが分離した状態で、スピンドル２の内部方向に第２段階の位置である第１クランプ位置まで引っ張ってスピンドル１１のテーパ穴１３にシャンク部２１を嵌合させる。さらに、第３段階の位置である第２クランプ位置まで引っ張ることによりカバー部材２を把持しつつ、シャンク部２１とフランジ部２２とを接合させてスピンドル１１に強固に取り付けてテーパ穴１３を閉蓋する。
【００４６】
次にカバー部材２をスピンドル１１から取り外す場合のピストンの位置は次の通り設定されている。
第２クランプ位置にあるシリンダのストロークは、クランプ部材１２のドローバー１２Ａを第１クランプ位置まで油圧により押し出す。これにより、クランプ部材１２に把持されているプルスタッド部２３も押し出され、接合していたシャンク部２１とフランジ部２２とが弾性体２４の付勢力により、フランジ部２２をシャンク部２１から離れる方向に分離させる。
【００４７】
そして、第１クランプ位置にあるシリンダのストロークは、さらにドローバー１２Ａを準備位置まで油圧により押し出す。これにより、プルスタッド部２３も押し出され、ドローバー１２Ａが準備位置まで達したところでドローバー１２Ａに設けられた各ボール１２Ｂがプルスタッド部２３の把持を解除して、スピンドル１１からカバー部材２を取り外せる状態にする。
【００４８】
［カバー部材の脱着方法］
次に、スピンドル１１へのカバー部材２の脱着方法を図１、図２及び図４を用いて説明する。なお、図４は、本発明に係る脱着装置の脱着方法を示すフローチャートである。
【００４９】
本発明の脱着装置１によるカバー部材２の脱着方法は、（１）カバー部材嵌合工程、（２）カバー部材接合取付工程、（３）シャンク部フランジ部分離工程、（４）カバー部材取外工程の各工程から構成される。
【００５０】
まず、準備工程として、ウエーハの仕上げ研削がスピンドル１１の外縁に取り付けられた仕上砥石Ｔで行われる場合に、スピンドル１１のテーパ穴１３に他の研削砥石が備えられた交換用工具（例えば、図５に示すような交換用工具２Ａ）が取り付けられている場合は（Ｓ１）、その交換用工具を取り外し（Ｓ２）、図示しないツールマガジンから自動工具交換装置のアーム部Ｈによりシャンク部２１とフランジ部２２とが分離可能なカバー部材２を選択して把持し（Ｓ３）、図１（ａ）に示すように、カバー部材２の中心軸とウエーハ研削装置のスピンドル１１の回転軸とが一致する位置まで、前記アーム部Ｈにより移動する（Ｓ４）。テーパ穴１３に他の交換用工具が取り付けられていない場合は（Ｓ１）、図示しないツールマガジンから自動工具交換装置のアーム部Ｈによりシャンク部２１とフランジ部２２とが分離可能なカバー部材２を選択して把持する（Ｓ３）。
【００５１】
（１）カバー部材嵌合工程
カバー部材嵌合工程は、図１（ｂ）に示すように、フランジ部２２を把持しているアーム部Ｈがスピンドル１１の回転軸とカバー部材２の中心軸とが一致する位置まで移動する（Ｓ４）。そして、スピンドル１１の回転軸と同一の軸線上に位置するカバー部材２をスピンドル１１に挿入する（Ｓ５）。すなわち、スピンドル１１の端部に設けられたテーパ穴１３にカバー部材２のシャンク部２１を挿入する。次に、シリンダのストロークによって準備位置にあるクランプ部材１２のドローバー１２Ａを第１クランプ位置までシリンダにより引っ張ることで、弾性体２４の付勢力で分離しているシャンク部２１をテーパ穴１３に嵌合させ、クランプする（Ｓ６）工程である。
【００５２】
ここで、クランプ部材１２によりカバー部材２のプルスタッド部２３を把持しつつ引っ張る場合は、図１（ａ）に示すように、まず、準備位置にある図示しないシリンダのストロークがクランプ部材１２のドローバー１２Ａをテーパ穴１３の傍近に位置させている状態で、このシリンダによりドローバー１２Ａを連通孔１４の内部方向にある第１クランプ位置まで移動させる。これにより、ドローバー１２Ａに備えられた各ボール１２Ｂがプルスタッド部２３を把持することとなる。この各ボール１２Ｂがプルスタッド部２３を把持した状態を保持しつつシリンダのストロークを第１クランプ位置まで移動させる。すると、図１（ｂ）に示すように、カバー部材２のシャンク部２１とフランジ部２２とが弾性体２４により分離した状態で、シャンク部２１がスピンドル１１のテーパ穴１３に嵌合される。
【００５３】
（２）カバー部材接合取付工程
カバー部材接合取付工程は、アーム部Ｈがフランジ部２２の把持を解除してフランジ部２２から離れ（Ｓ７）、図１（ｃ）に示すように、カバー部材嵌合工程によりシリンダのストロークによって第１クランプ位置にあるクランプ部材１２のドローバー１２Ａを第２クランプ位置までシリンダにより引っ張ることで、プルスタッド部２３も引っ張られ（Ｓ８）、ドローバー１２Ａが第２クランプ位置まで達したところで弾性体２４がフランジ部２２をシャンク部から遠ざかる方向に付勢しつつ、分離しているシャンク部２１とフランジ部２２とを接合させて、スピンドル１１にカバー部材２を強固に取り付け、カバー部材２のスピンドル１１への装着を完了する（Ｓ９）工程である。
【００５４】
図１（ｂ）に示すように、第１クランプ位置にあるドローバー１２Ａを図１（ｃ）に示すように、テーパ穴１３から遠ざかる方向にある第２クランプ位置まで引っ張ることで、ドローバー１２Ａの端部に備えたれた各ボール１２Ｂにより把持されているプルスタッド部２３も引っ張られ、弾性体２４がフランジ部２２を付勢しつつシャンク部２１の収納穴２１Ｅに収納され、かつ、フランジ部２２がシャンク部２１に接合する。これにより、カバー部材２がスピンドル１１に強固に取り付けられ、テーパ穴１３が閉蓋される。これで、スピンドル１１へのカバー部材２の装着を完了する。
【００５５】
なお、この状態において、カバー部材２のフランジ部２２は、スピンドル１１の外縁に取り付けられた仕上砥石Ｔよりもスピンドル１１側に位置しているので、仕上砥石Ｔによるウエーハの研削（Ｓ１０）の障害になることがない。
【００５６】
（３）シャンク部フランジ部分離工程
シャンク部フランジ部分離工程は、カバー部材接合取付工程によりシリンダのストロークによって連通孔１４の内部にある第２クランプ位置まで引っ張られたクランプ部材１２のドローバー１２Ａを第１クランプ位置まで油圧により押し出すことにより、クランプ部材１２に把持されているプルスタッド部２３も押し出されて、接合していたシャンク部２１とフランジ部２２とが弾性体２４の付勢力も加わって、フランジ部２２をシャンク部２１から離れる方向にシャンク部２１から分離させる（Ｓ１１）工程である。
【００５７】
クランプ部材１２によりカバー部材２をスピンドル１１から取り外す場合は、図２（ａ）に示すように、図示しないシリンダに油圧を付与して第２クランプ位置から第１クランプ位置までシリンダのストロークを押し出させる。これにより、シリンダのストロークと共にドローバー１２Ａも押し出されるので、ドローバー１２Ａの端部に備えられた各ボール１２Ｂに把持されているプルスタッド部２３も共に押し出される。すると、シャンク部２１の収納穴２１Ｅに収納された弾性体２４の付勢力とともにプルスタッド部２３を取り付けているフランジ部２２も押し出される。
【００５８】
押し出されたフランジ部２２は、図２（ｂ）に示すように、スピンドル１１の外縁に取り付けられた仕上砥石Ｔの取付位置よりもスピンドル１１から離れた位置まで移動することとなる。この場合におけるフランジ部２２の位置は、自動工具交換装置のアーム部Ｈのカバー部材２を把持するための軌道の一部と一致するため、アーム部Ｈは、フランジ部２２の位置に合わせるための特別な制御をせずに前記フランジ部２２を把持する（Ｓ１２）。
【００５９】
（５）カバー部材取外工程
カバー部材取外工程は、図２（ｂ）に示すように、シャンク部フランジ部分離工程においてシリンダのストロークによって第１クランプ位置にあるドローバー１２Ａをさらにシリンダの油圧により押し出すことにより、プルスタッド部２３も押し出され、ドローバー１２Ａが準備位置まで達したところでドローバー１２Ａに設けられた各ボール１２Ｂがプルスタッド部２３の把持を解除して、スピンドル１１からカバー部材２を取り外せる状態にし、カバー部材２のフランジ部２２を把持するアーム部Ｈにより、スピンドル１１からカバー部材２を取り外す（Ｓ１３）工程である。
【００６０】
図２（ｂ）に示すように、スピンドル１１の外縁に取り付けられた仕上砥石Ｔよりも離れた位置まで移動したフランジ部２２を自動工具交換装置のアーム部Ｈが把持したら、図２（ｃ）に示すように、図示しないシリンダに油圧を付与してストロークをさらに第２クランプ位置から第１クランプ位置まで移動させつつドローバー１２Ａを押し出す。これにより、ドローバー１２Ａの端部に備えた各ボール１２Ｂは、カバー部材２のプルスタッド部２３の把持を解除する。
【００６１】
この状態で、図２（ｃ）に示すように、スピンドル１１を回転軸線上であってカバー部材２から遠ざかる方向に移動させるか、或いは、アーム部Ｈを進退させることにより、スピンドル１１からカバー部材２を取り外すことができる。なお、自動工具交換装置は、従来からのものを用いることができる。さらに手動による工具交換であっても良い。
【００６２】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る脱着装置１０は、図５に示すように、本発明の第１実施形態に係る脱着装置１に対して、交換用工具３を脱着する点で異なっている。そこで、この交換用工具３について説明する。
【００６３】
［交換用工具］
この交換用工具３は、カバー部材２のフランジ部２２のシャンク部２１と向かい合う端面２２Ｃとは反対側の端面２２Ｆに研削用砥石ＫＴを設けた研削用砥石台ＫＤが取り付けられて形成されている。
この交換用工具３は、スピンドル１１に仕上砥石ＫＴを設けた仕上砥石台ＫＤが取り付けられた状態で、交換用工具３のシャンク部２１をテーパ穴１３に嵌合させる。その後、この交換用工具３をスピンドル１１に取り付ける場合は、本発明の第１実施形態に係る脱着装置１と同様の手順で行われる。
交換用工具３がスピンドル１１に強固に取り付けられると、仕上砥石ＫＴの位置よりシャンク部２１から離れた位置に研削用砥石ＫＴが配置されるので、ウエーハの研削用砥石ＫＴによる粗研削後、容易に仕上げ研削を行うことができる。
【００６４】
本発明をこのように構成したことにより、カバー部材２（交換用工具）のシャンク部２１とフランジ部２２とが分離可能に一体で形成されていることから、フランジ部２２が仕上砥石Ｔ（ＫＴ）よりもシャンク部２１から離れる方向に突出するので、フランジ部２２を把持する自動工具交換装置のアーム部Ｈが仕上砥石Ｔ（ＫＴ）に接触することがなく、カバー部材２（交換用工具）をスピンドル１１に取り付けることができる。また、カバー部材２がスピンドル１１に強固に取り付けられた場合に、カバー部材２のフランジ部２２の端面２２Ｆが仕上砥石Ｔよりもシャンク部２１に近い位置に配置されるので、仕上砥石Ｔによるウエーハの仕上げ研削の妨げとなることがない。
【００６５】
また、このカバー部材２又は交換用工具をスピンドル１１から取り外す場合は、クランプ部材１２により段階的にプルスタッド部２３を押し出すことができるため、確実にカバー部材２のシャンク部２１とフランジ部２２とを分離させることができる。
【００６６】
以上、本発明について、好適な実施形態の一例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。
【００６７】
例えば、図６（ａ）に示すような交換用工具２Ａをスピンドル１１に取り付けることもできる。この交換用工具２Ａは、シャンク部２１と所定の長さを有するフランジ部２２とが一体で形成されており、フランジ部２２のウエーハと対向する方向の端面２２Ｆには、研削用砥石ＫＴが設けられた研削用砥石台ＫＤが取り付けられている。このように、本発明は、図６（ｂ）に示すように、従来から用いられている交換用工具２Ａをスピンドル１１に取り付けることができるので、汎用性が高く、作業性を向上させることができる。
【００６８】
また、シャンク部２１に設けた収納穴２１Ｅをフランジ部２２に形成することもできる。この場合は、プルスタッド部２３の端部のネジ２３Ｃを螺合させるためにフランジ部２２に形成されるネジ２２Ｅの外周を、所定の深さを有する環形状に形成して収納穴を設ける。この収納穴に弾性体を挿入しても、本発明のカバー部材２と同様の効果を奏することができる。
【００６９】
また、本発明のカバー部材２に用いられる弾性体２４には、ゴム等の伸縮性を有する部材を用いることができる。
さらに、クランプ部材１２のシリンダによるドローバーの押し出しは２回に限られず、カバー部材２のシャンク部２１とフランジ部２２とが確実に分離することができれば、押し出す回数に制限はない。
また、これにより、クランプ部材１２のシリンダは、２基以上を直列に配置してもよい。
【００７０】
例えば、２基のシリンダは、連通孔１４内において直列に配置され、テーパ穴１３側のシリンダがドローバー１２Ａを直接引っ張り又は押し出すことができるようになっている。この各シリンダは油圧式となっており、油圧を制御することにより、シリンダのストローク位置を３段階に調節することができるようになっている。このシリンダがドローバー１２Ａを引っ張り又は押し出すことにより、プルスタッド部２３も引っ張られ又は押し出され、スピンドル１１に取り付けられたカバー部材又は交換用工具の脱着を行うことができる。
また、ドローバー１２Ａに凹部を形成し、連通孔１４内に前記凹部に嵌めることができる嵌合部材を設け、この嵌合部材をドローバー１２Ａの方向に移動可能に制御してドローバー１２Ａの凹部に嵌合又は取り外しをすることにより、ドローバー１２Ａの２段階以上の押し出し距離を調節することができる。
【００７１】
【発明の効果】
よって請求項１に記載の発明は、フランジ部が、ウエーハ研削装置のスピンドルにシャンク部と共に取り付けられるため、自動工具交換装置によるフランジ部の取り外し及び取り付けにかかる工程がなくなるので、仕上げ研削の工程数を少なくすることができる。
【００７２】
また、請求項２に記載の発明は、フランジ部がスピンドルに取り付けられた砥石の位置よりも離れた位置までシャンク部と分離するので、フランジ部が砥石に接触することがなく、容易に交換を行うことができる。
また、フランジ部とシャンク部との接合状態では、スピンドルに取り付けられた砥石の位置よりもフランジ部がスピンドル側に位置されるので、カバー部材を装着した状態で、砥石による研削加工を行うことができる。
【００７３】
また、請求項３に記載の発明は、シャンク部が嵌合してテーパ穴を閉蓋するので、研削時に生成される切粉のテーパ穴内への進入を防止することができる。
【００７４】
また、請求項４に記載の発明は、フランジ部のシャンク部と接合する端面とは反対側に位置する端面に工具を取り付けることによって、カバー部材を交換用工具として用いることができる。また、これにより、工具の交換においても、弾性体におけるシャンク部から遠ざかる方向の付勢力により、シャンク部とフランジ部とが分離するので、容易に工具交換を行うことができる。
【００７５】
請求項５に記載の発明は、カバー部材のシャンク部とフランジ部とが分離接合可能に形成されていても、クランプ部材によりスピンドルへ強固に取り付けることができる。また、クランプ部材によってプルスタッド部を引っ張る位置を、第１クランプ位置と第２クランプ位置とで設けたので、自動工具交換装置でフランジ部を支持していなくとも、フランジ部とシャンク部との接合を行うことができる。これにより、自動工具交換装置は、スピンドルのクランプ部材が第１クランプ位置までカバー部材のプルスタッド部を引っ張った後にフランジ部の把持を解除することができるので、カバー部材を交換する工程を短縮することができる。
【００７６】
請求項６に記載の発明は、工具交換装置のシャンク部とフランジ部とが分離接合可能に形成されていても、クランプ部材によりスピンドルへ強固に取り付けることができる。また、クランプ部材によってプルスタッド部を引っ張る位置を、第１クランプ位置と第２クランプ位置とで設けたので、自動工具交換装置でフランジ部を支持していなくとも、フランジ部とシャンク部との接合を行うことができる。これにより、自動工具交換装置は、スピンドルのクランプ部材が第１クランプ位置まで工具交換装置のプルスタッド部を引っ張った後にフランジ部の把持を解除することができるので、交換用工具を交換する工程を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明に係る脱着装置にカバー部材を取り付ける前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明に係る脱着装置にカバー部材を嵌合させた状態を示す断面図であり、（Ｃ）は、本発明に係る脱着装置にカバー部材を取り付けた状態を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、カバー部材を分離させた状態を示す断面図であり、（ｂ）は、カバー部材を把持する状態を示す断面図であり、（Ｃ）は、本発明に係る脱着装置からカバー部材を取り外した状態を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明に係るカバー部材の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、シャンク部とフランジ部とを接合させた状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る脱着装置の脱着方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る交換用工具の一例を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の本発明に係る脱着装置に砥石を有するカバー部材を取り付ける前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の本発明に係る脱着装置に砥石を有するカバー部材を取り付けた状態を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、ウエーハ研削装置に従来のカバー部材を取り付ける前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、ウエーハ研削装置に従来のカバー部材を嵌合させた状態を示す断面図であり、（Ｃ）は、従来のカバー部材からフランジ部を取り外した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１０ 脱着装置
１１ スピンドル
１１Ａ 端面
１２ クランプ部材
１２Ａ ドローバー
１２Ｂ ボール
１３ テーパ穴
１４ 連通孔
２ カバー部材
２１ シャンク部
２１Ａ 円錐テーパ部
２１Ｂ 張出部
２１Ｃ 当接端面
２１Ｄ 端面
２１Ｅ 収納穴
２１Ｆ 端面
２１Ｇ 端面
２１Ｈ 貫通孔
２２ フランジ部
２２Ａ 円柱体
２２Ｂ 把持溝部
２２Ｃ 端面
２２Ｄ 取付孔
２２Ｅ ネジ
２３ プルスタッド部
２３Ａ 把持部
２３Ｂ 軸部
２３Ｃ ネジ
２４ 弾性体
３ 交換用工具
ＫＤ 研削用砥石台
ＫＴ 研削用砥石
Ｄ 仕上砥石台
Ｔ 仕上砥石
Ｈ アーム部
Claims (6)
- ウエーハ研削装置のスピンドルの端部に設けられたテーパ穴に嵌合する円錐テーパ部及び前記円錐テーパ部の端部外周に前記スピンドルの端面と当接する当接端面を有するシャンク部と、
前記シャンク部と分離接合可能に形成され、外周面に工具交換用の把持溝部が形成されたフランジ部と、
前記シャンク部と前記フランジ部のいずれか一方又は両方に形成された所定の深さの収納穴と、
前記収納穴に収納され、前記シャンク部と前記フランジ部との間に介設され、前記シャンク部と前記フランジ部とを分離する方向に付勢する弾性体と、
前記シャンク部に形成された貫通孔に摺動自在に挿通され、前記弾性体と並設して前記フランジ部に取り付けられるプルスタッド部と、を備え、
前記弾性体の付勢力により前記フランジ部と前記シャンク部とが分離状態に保持され、また、前記スピンドルのテーパ穴に前記シャンク部が装着された状態で前記スピンドルのクランプ部材により前記プルスタッド部を引っ張ることで、前記弾性体の付勢力に抗して前記フランジ部が前記シャンク部に接合されることを特徴とするカバー部材。 - 前記ウエーハ研削装置の前記スピンドルには前記テーパ穴の外側に位置して予め砥石が固定して取り付けられ、前記スピンドルの前記テーパ穴に前記シャンク部が装着された状態において、
前記フランジ部が、前記ウエーハ研削装置の前記スピンドルに取り付けられた砥石の位置より離れて前記シャンク部と分離され、前記フランジ部が前記シャンク部に接合された状態では、前記砥石の位置よりも前記スピンドル側に前記フランジ部が位置されることを特徴とする請求項１に記載のカバー部材。 - 工具が取り付けられていない形態でなる、前記テーパ穴を閉蓋するように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカバー部材。
- 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカバー部材に工具を取り付けたことを特徴とする交換用工具。
- ウエーハ研削装置のスピンドル内の軸線上に設けられたクランプ部材によって前記スピンドルの端部に設けられたテーパ穴に請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカバー部材を脱着する脱着装置であって、
前記テーパ穴に前記カバー部材が保持された状態で前記クランプ部材が前記プルスタッド部を保持した第１クランプ位置では、前記カバー部材のフランジ部とシャンク部とが前記弾性体の付勢力により分離状態に保持され、また、前記クランプ部材が第２クランプ位置に移動して前記プルスタッド部を引っ張ることで前記弾性体の付勢力に抗して前記シャンク部に前記フランジ部を接合させて前記テーパ穴に前記カバー部材を取り付けるように構成としたことを特徴とする脱着装置。 - ウエーハ研削装置のスピンドル内の軸線上に設けられたクランプ部材によって前記スピンドルの端部に設けられたテーパ穴に請求項４に記載の交換用工具を脱着する脱着装置であって、
前記テーパ穴に前記交換用工具が保持された状態で前記クランプ部材が前記プルスタッド部を保持した第１クランプ位置では、前記交換用工具のフランジ部とシャンク部とが前記弾性体の付勢力により分離状態に保持され、また、前記クランプ部材が第２クランプ位置に移動して前記プルスタッド部を引っ張ることで前記弾性体の付勢力に抗して前記シャンク部に前記フランジ部を接合させて前記テーパ穴に前記交換用工具を取り付けるように構成としたことを特徴とする脱着装置。
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-
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