JP6736367B2 - Spindle unit - Google Patents

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Description

本発明は、先端に加工具が装着されたスピンドルユニットに関する。 The present invention relates to a spindle unit having a processing tool attached to its tip.

研削装置のスピンドルユニットとして、スピンドル軸を高圧エアで支持するエアスピンドルで構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のスピンドルユニットは、ケーシング内でスピンドル軸が直立姿勢で支持されており、ケーシングから突出したスピンドル軸の先端のマウントに研削ホイールが装着されている。スピンドルユニットによる研削加工では、加工負荷がスピンドル軸方向に作用するため、スピンドル軸に形成されたフランジ部とケーシングの支持面との間の高圧エアによってスラストベアリングが形成されている。 2. Description of the Related Art As a spindle unit of a grinding device, there is known a spindle unit including an air spindle that supports a spindle shaft with high-pressure air (see, for example, Patent Document 1). In the spindle unit described in Patent Document 1, a spindle shaft is supported in an upright posture inside a casing, and a grinding wheel is mounted on a mount at the tip of the spindle shaft protruding from the casing. In the grinding process by the spindle unit, since the processing load acts in the spindle axis direction, the thrust bearing is formed by the high-pressure air between the flange portion formed on the spindle shaft and the supporting surface of the casing.

特開２０１３−１５８８７２号公報JP, 2013-158872, A

このような研削装置のスピンドルユニットでは、ユニットを小型化にし、且つスラストベアリングを広い面積で形成することが求められている。このため、通常のスピンドルユニットでは、スラストベアリングの排気を側方に噴出させる構造になるため、ケーシングとスピンドル軸の隙間が外部に露出される。この隙間を保護するためにカバーが必要になるが、スピンドル軸の露出部分の周囲にカバーが設けられていても、スピンドル軸とカバーの隙間から研削水に含まれる加工屑が進入して、スピンドル軸を齧らせる原因になっていた。 In the spindle unit of such a grinding apparatus, it is required to downsize the unit and form the thrust bearing in a large area. Therefore, the normal spindle unit has a structure in which the exhaust gas of the thrust bearing is ejected laterally, so that the gap between the casing and the spindle shaft is exposed to the outside. A cover is required to protect this gap, but even if a cover is provided around the exposed part of the spindle shaft, the processing dust contained in the grinding water will enter through the gap between the spindle shaft and the cover, and It was a cause of the axis being bitten.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ケーシングからのスピンドル軸の露出面を洗浄可能な構成にして、スピンドル軸の齧りを防止することができるスピンドルユニットを提供することを目的の１つとする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a spindle unit capable of cleaning the exposed surface of the spindle shaft from the casing and preventing the spindle shaft from biting. Let's do it.

本発明の一態様のスピンドルユニットは、先端に加工具を装着するマウントを連結して鉛直方向に延在するスピンドル軸と、該スピンドル軸を囲繞する内側面から該スピンドル軸の外側面に向かってエアを噴射させ、該外側面と該内側面との間にエアを介在させて該スピンドル軸を回転可能に支持するエアベアリングを形成するケーシングと、を備えるスピンドルユニットであって、該マウントは、該ケーシングの下端から突出した該スピンドル軸の先端に連結され、該ケーシングの下端と該マウントの上面との間となる該スピンドル軸の外側面に隙間を空けて配置された、該スピンドル軸を囲繞する２つ割りのカバーと、２つの該カバーを一体化させ円筒を形成するクランプと、を備え、該クランプによって該カバーの一体化および分解を可能にし、該クランプによって一体化させた２つ割りの該カバーは、該内側面と該スピンドル軸の該外側面との間に該エアベアリングを形成したエアの排気路となる隙間を形成して該ケーシングに連結され、該スピンドルの先端に該マウントを装着した状態で該カバーを２つ割りに分解可能とする。 A spindle unit according to one aspect of the present invention includes a spindle shaft that extends vertically by connecting a mount for mounting a processing tool to a tip, and an inner surface that surrounds the spindle shaft from an outer surface of the spindle shaft. A spindle unit, comprising: a casing that ejects air and forms an air bearing that rotatably supports the spindle shaft by interposing air between the outer side surface and the inner side surface, the mount comprising: The spindle shaft is connected to the tip of the spindle shaft protruding from the lower end of the casing, and is arranged with a gap on the outer surface of the spindle shaft between the lower end of the casing and the upper surface of the mount , and surrounds the spindle shaft. And a clamp that integrates the two covers to form a cylinder, the clamps permit integration and disassembly of the cover , and the clamps provide an integrated bisect. The cover is connected to the casing by forming a gap between the inner side surface and the outer side surface of the spindle shaft which serves as an air exhaust path for forming the air bearing, and the mount is attached to the tip of the spindle. The cover can be disassembled into two in a state of being attached .

この構成によれば、ケーシングから露出したスピンドル軸の外側面にカバーが備えられているため、加工時に発生した加工屑等がカバーの内側に入り込み難くなっている。また、カバーが２つ割りで形成されているため、スピンドルユニットに対してカバーを容易に着脱することができる。よって、微細な加工屑がカバーの内側に入り込んでも、カバーを取り外してスピンドル軸の外側面を洗浄し、スピンドル軸の齧りを防止することができる。 According to this configuration, since the cover is provided on the outer surface of the spindle shaft exposed from the casing, it is difficult for the processing dust generated during processing to enter the inside of the cover. Further, since the cover is formed in two, the cover can be easily attached to and detached from the spindle unit. Therefore, even if fine processing dust enters the inside of the cover, it is possible to remove the cover and wash the outer surface of the spindle shaft to prevent the spindle shaft from being bitten.

本発明によれば、ケーシングから露出したスピンドル軸の外側面を２つ割りのカバーで覆うことで、スピンドル軸の外側面を洗浄可能な構成にして、スピンドル軸の齧りを防止することができる。 According to the present invention, by covering the outer side surface of the spindle shaft exposed from the casing with the bisected cover, the outer side surface of the spindle shaft can be cleaned, and the spindle shaft can be prevented from biting.

本実施の形態の研削装置の斜視図である。It is a perspective view of the grinding device of the present embodiment. 比較例のスピンドルユニットの側面図である。It is a side view of the spindle unit of a comparative example. 本実施の形態のスピンドルカバーの斜視図である。It is a perspective view of the spindle cover of the present embodiment. 本実施の形態のスピンドルカバーの取り付け状態を示す側面図である。It is a side view which shows the attachment state of the spindle cover of this Embodiment. 本実施の形態のスピンドルカバーの取り外し動作の説明図である。It is explanatory drawing of the removal operation of the spindle cover of this Embodiment.

以下、添付図面を参照して、本実施の形態の研削装置について説明する。図１は、本実施の形態の研削装置の斜視図である。なお、本実施の形態の研削装置は、図１に示すように研削加工専用の装置構成に限定されず、例えば、研削加工、研磨加工、洗浄加工等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。 Hereinafter, the grinding device of the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of the grinding device of the present embodiment. It should be noted that the grinding apparatus of the present embodiment is not limited to the apparatus configuration dedicated to grinding as shown in FIG. 1, and for example, a series of processing such as grinding, polishing, and cleaning is carried out fully automatically. It may be incorporated in a fully automatic processing device.

図１に示すように、研削装置１は、多数の研削砥石４７を環状に並べた研削ホイール４６を用いて、チャックテーブル２０に保持された板状ワークＷを研削するように構成されている。板状ワークＷは保護テープＴが貼着された状態で研削装置１に搬入され、保護テープＴを介してチャックテーブル２０に保持される。なお、板状ワークＷは、研削対象となる板状部材であればよく、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア等の光デバイスウェーハでもよいし、デバイスパターン形成前のアズスライスウェーハでもよい。 As shown in FIG. 1, the grinding device 1 is configured to grind a plate-shaped work W held on the chuck table 20 by using a grinding wheel 46 in which a large number of grinding wheels 47 are arranged in an annular shape. The plate-like work W is carried into the grinding device 1 with the protective tape T attached, and is held on the chuck table 20 via the protective tape T. The plate-shaped work W may be a plate-shaped member to be ground, may be a semiconductor wafer such as silicon or gallium arsenide, or may be an optical device wafer such as ceramic, glass, or sapphire, or before device pattern formation. The as-sliced wafer may be used.

研削装置１の基台１０の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口はチャックテーブル２０と共に移動可能な移動板１１及び蛇腹状の防水カバー１２に覆われている。防水カバー１２の下方には、チャックテーブル２０をＸ軸方向に移動させるボールねじ式の進退手段（不図示）が設けられている。チャックテーブル２０は回転手段（不図示）に連結されており、回転手段の駆動によって回転可能に構成されている。また、チャックテーブル２０の上面には、多孔質のポーラス材によって板状ワークＷを吸引保持する保持面２１が形成されている。 A rectangular opening extending in the X-axis direction is formed on the upper surface of the base 10 of the grinding apparatus 1. The opening is covered with a movable plate 11 movable along with the chuck table 20 and a bellows-like waterproof cover 12. ing. Below the waterproof cover 12, a ball screw type advancing/retreating means (not shown) for moving the chuck table 20 in the X-axis direction is provided. The chuck table 20 is connected to rotating means (not shown) and is configured to be rotatable by driving the rotating means. Further, on the upper surface of the chuck table 20, a holding surface 21 for sucking and holding the plate-shaped work W is formed by a porous material.

基台１０上のコラム１５には、研削手段４０をチャックテーブル２０に対して接近及び離反させる方向（Ｚ軸方向）に研削送りする研削送り手段３０が設けられている。研削送り手段３０は、コラム１５に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール３１と、一対のガイドレール３１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル３２とを有している。Ｚ軸テーブル３２の背面側には図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ３３が螺合されている。ボールネジ３３の一端部に連結された駆動モータ３４によりボールネジ３３が回転駆動されることで、研削手段４０がガイドレール３１に沿ってＺ軸方向に移動される。 The column 15 on the base 10 is provided with a grinding feed means 30 that feeds the grinding means 40 in a direction (Z-axis direction) that moves the grinding means 40 toward and away from the chuck table 20. The grinding feed means 30 has a pair of guide rails 31 arranged in the column 15 and parallel to the Z-axis direction, and a motor-driven Z-axis table 32 slidably installed on the pair of guide rails 31. .. Nut portions (not shown) are formed on the back side of the Z-axis table 32, and a ball screw 33 is screwed into these nut portions. The grinding motor 40 is moved along the guide rail 31 in the Z-axis direction by rotationally driving the ball screw 33 by the drive motor 34 connected to one end of the ball screw 33.

研削手段４０は、ハウジング４１を介してＺ軸テーブル３２の前面に取り付けられており、スピンドルユニット４２で研削ホイール４６（加工具）を高速回転させるように構成されている。スピンドルユニット４２は、いわゆるエアスピンドルであり、ケーシング４３の内側でエアを介してスピンドル軸４４を浮動支持している。スピンドル軸４４の先端にはマウント４５が連結されており、マウント４５には多数の研削砥石４７が環状に配設された研削ホイール４６が装着されている。研削砥石４７は、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めて形成されている。 The grinding means 40 is attached to the front surface of the Z-axis table 32 via the housing 41, and is configured to rotate the grinding wheel 46 (working tool) at a high speed by the spindle unit 42. The spindle unit 42 is a so-called air spindle, and supports the spindle shaft 44 in a floating manner inside the casing 43 via air. A mount 45 is connected to the tip of the spindle shaft 44, and the mount 45 is equipped with a grinding wheel 46 in which a large number of grinding wheels 47 are annularly arranged. The grinding stone 47 is formed by solidifying diamond abrasive grains with a binder such as metal bond or resin bond.

また、研削手段４０の高さ位置はリニアスケール５１によって測定されている。リニアスケール５１は、Ｚ軸テーブル３２に設けた読取部５２でガイドレール３１の表面に設けたスケール部５３の目盛りを読み取ることで、研削手段４０の高さ位置を測定している。また基台１０の上面には、板状ワークＷの厚みを測定する厚み測定手段５５が設けられている。厚み測定手段５５は、チャックテーブル２０の保持面２１及び板状ワークＷの上面に一対の接触子５６、５７を接触させ、チャックテーブル２０の保持面高さと板状ワークＷの上面高さの差分から板状ワークＷの厚みを測定している。 The height position of the grinding means 40 is measured by the linear scale 51. The linear scale 51 measures the height position of the grinding means 40 by reading the scale of the scale part 53 provided on the surface of the guide rail 31 with the reading part 52 provided on the Z-axis table 32. Further, a thickness measuring means 55 for measuring the thickness of the plate-shaped work W is provided on the upper surface of the base 10. The thickness measuring means 55 brings a pair of contacts 56 and 57 into contact with the holding surface 21 of the chuck table 20 and the upper surface of the plate-like work W, and the difference between the holding surface height of the chuck table 20 and the upper surface of the plate-like work W. The thickness of the plate-shaped work W is measured from.

また、研削装置１には、装置各部を統括制御する制御手段５０が設けられている。制御手段５０は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。この研削装置１では、研削水を供給しながら研削ホイール４６の研削砥石４７で板状ワークＷの上面を削り取ることで薄化している。このとき、制御手段５０は、リニアスケール５１で測定した研削手段４０の高さ位置と厚み測定手段５５で測定した板状ワークＷの厚みとに基づいて、研削手段４０の研削送り量を高精度に制御している。 In addition, the grinding device 1 is provided with a control unit 50 that integrally controls each unit of the device. The control unit 50 is configured by a processor that executes various processes, a memory, and the like. The memory is configured by one or a plurality of storage media such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) according to the application. In this grinding device 1, the upper surface of the plate-shaped work W is thinned by grinding the grinding wheel 47 of the grinding wheel 46 while supplying the grinding water. At this time, the control means 50 highly accurately determines the grinding feed amount of the grinding means 40 based on the height position of the grinding means 40 measured by the linear scale 51 and the thickness of the plate-shaped workpiece W measured by the thickness measuring means 55. Have control over.

ところで、図２Ａに示すように、比較例の研削装置ではスピンドルユニット９１としてエアスピンドルが使用されており、ケーシング９２内で噴射したエアがケーシング９２とスピンドル軸９３の隙間から外部に排出される。このため、ケーシング９２とスピンドル軸９３の隙間から研削水等が入り込まないように、ケーシング９２の下部にはスピンドル軸９３の外側面を覆うカバー９４が一体的に形成されている。しかしながら、スピンドル軸９３とカバー９４には僅かな隙間が存在するため、研削水がカバー９４に接触すると毛細管現象等によってカバー９４の内側に研削水が入り込んでしまう。 By the way, as shown in FIG. 2A, in the grinding apparatus of the comparative example, the air spindle is used as the spindle unit 91, and the air jetted in the casing 92 is discharged to the outside from the gap between the casing 92 and the spindle shaft 93. Therefore, a cover 94 that covers the outer surface of the spindle shaft 93 is integrally formed in the lower portion of the casing 92 so that grinding water and the like do not enter through the gap between the casing 92 and the spindle shaft 93. However, since there is a slight gap between the spindle shaft 93 and the cover 94, when the grinding water comes into contact with the cover 94, the grinding water enters the inside of the cover 94 due to a capillary phenomenon or the like.

この場合、図２Ｂに示すように、スピンドル軸９３とカバー９４の隙間からのエア排気量を増やすことで、隙間内に研削水が入り込むことを防止することも考えられる。しかしながら、エア排気量の増加によってカバー９４の下縁周辺に乱流が生じて、カバー９４の下縁にゴミ９６が堆積するという問題があった。エア排気量を抑えると、カバー９４内への研削水の進入を抑えることができないため、研削水に含まれる加工屑がスピンドル軸９３の外側面に付着してしまう。また、ケーシング９２にカバー９４が一体形成されているためスピンドル軸９３の外側面を洗浄することができず、スピンドル軸９３が齧ってしまう恐れがあった。 In this case, as shown in FIG. 2B, it is possible to prevent the grinding water from entering the gap by increasing the amount of air exhausted from the gap between the spindle shaft 93 and the cover 94. However, there is a problem that turbulent flow occurs around the lower edge of the cover 94 due to the increase in the air exhaust amount, and dust 96 is accumulated on the lower edge of the cover 94. If the air exhaust amount is suppressed, it is not possible to prevent the grinding water from entering the cover 94, so that the processing waste contained in the grinding water adheres to the outer surface of the spindle shaft 93. Further, since the cover 94 is integrally formed with the casing 92, the outer surface of the spindle shaft 93 cannot be washed, and the spindle shaft 93 may be bitten.

そこで、図１に示すように、本実施の形態の研削装置１では、ケーシング４３の下端とマウント４５の上面との間で外部に露出するスピンドル軸４４の外側面を、２つ割り構造のスピンドルカバー６０によって覆うようにしている。スピンドルカバー６０（カバー）によってスピンドル軸４４の外側面への研削水の付着を抑えることができ、さらにスピンドルカバー６０内に研削水が進入した場合でもスピンドルユニット４２からスピンドルカバー６０を容易に取り外してスピンドル軸４４を洗浄することができる。このように、研削水に含まれる加工屑のスピンドル軸４４への付着を抑えて、スピンドル軸４４の齧りを防止することが可能になっている。 Therefore, as shown in FIG. 1, in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, the outer surface of the spindle shaft 44 exposed to the outside between the lower end of the casing 43 and the upper surface of the mount 45 is divided into two. It is made to cover with the cover 60. The spindle cover 60 (cover) can prevent the grinding water from adhering to the outer surface of the spindle shaft 44. Further, even when the grinding water enters the spindle cover 60, the spindle cover 60 can be easily removed from the spindle unit 42. The spindle shaft 44 can be cleaned. In this way, it is possible to prevent the processing dust contained in the grinding water from adhering to the spindle shaft 44 and prevent the spindle shaft 44 from biting.

以下、本実施の形態のカバーについて詳細に説明する。図３は、本実施の形態のスピンドルカバーの斜視図である。図４は、本実施の形態のスピンドルカバーの取り付け状態を示す側面図である。なお、図３Ａはスピンドルカバーが組み立てられた状態、図３Ｂはスピンドルカバーが分割された状態をそれぞれ示している。 Hereinafter, the cover of this embodiment will be described in detail. FIG. 3 is a perspective view of the spindle cover according to the present embodiment. FIG. 4 is a side view showing a mounted state of the spindle cover according to the present embodiment. 3A shows a state in which the spindle cover is assembled, and FIG. 3B shows a state in which the spindle cover is divided.

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、スピンドルカバー６０は、一対の分割カバー６１からなる２つ割り構造であり、一対の分割カバー６１によってスピンドル軸４４（図４参照）を囲繞可能な円筒状に形成されている。一対の分割カバー６１は透明材料によって半円筒状に形成されており、周方向の一端には係合凸部６２が設けられ、周方向の他端には係合凹部６３が設けられている。一方の分割カバー６１の係合凸部６２が他方の分割カバー６１の係合凹部６３に係合し、他方の分割カバー６１の係合凸部６２が一方の分割カバー６１の係合凹部６３に係合することで円筒状に組み立てられる。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the spindle cover 60 has a split structure composed of a pair of split covers 61, and is formed into a cylindrical shape capable of surrounding the spindle shaft 44 (see FIG. 4) by the pair of split covers 61. Has been formed. The pair of split covers 61 are formed of a transparent material in a semi-cylindrical shape, and have an engagement protrusion 62 at one end in the circumferential direction and an engagement recess 63 at the other end in the circumferential direction. The engaging projection 62 of one split cover 61 engages with the engaging recess 63 of the other split cover 61, and the engaging projection 62 of the other split cover 61 engages with the engaging recess 63 of one split cover 61. It is assembled into a cylindrical shape by engaging.

一対の分割カバー６１の上部内面はフランジ部材６６に取り付けられる取付面になっており、一対の分割カバー６１の下部内面には帯状のスポンジ材６４が取り付けられている。フランジ部材６６は、スピンドルカバー６０が取り付けられる筒状部６７と、筒状部６７の上部でスピンドルユニット４２のケーシング４３（図４参照）に固定されるリング状の固定部６８とで構成されている。スピンドルユニット４２のケーシング４３にはフランジ部材６６の固定部６８がネジ止めされ、フランジ部材６６の筒状部６７に対してホースクランプ７０を介してスピンドルカバー６０が取り付けられる。 The upper inner surfaces of the pair of split covers 61 are mounting surfaces that are mounted on the flange members 66, and the strip-shaped sponge material 64 is mounted on the lower inner surfaces of the pair of split covers 61. The flange member 66 includes a cylindrical portion 67 to which the spindle cover 60 is attached, and a ring-shaped fixing portion 68 fixed to the casing 43 (see FIG. 4) of the spindle unit 42 above the cylindrical portion 67. There is. The fixing portion 68 of the flange member 66 is screwed to the casing 43 of the spindle unit 42, and the spindle cover 60 is attached to the tubular portion 67 of the flange member 66 via the hose clamp 70.

具体的には、図４に示すように、フランジ部材６６の筒状部６７の外面に一対の分割カバー６１が押し付けられた状態で、一対の分割カバー６１の外側からホースクランプ７０によって締め付けられる。これにより、一対の分割カバー６１が、スピンドル軸４４の外側面を覆うようにフランジ部材６６の筒状部６７に取り付けられる。このとき、フランジ部材６６の筒状部６７には雄ネジ６９が固定されており、この雄ネジ６９の頭部が一対の分割カバー６１に形成された抜け止め穴６５に入り込むことで、フランジ部材６６の筒状部６７から一対の分割カバー６１の落下が防止されている。 Specifically, as shown in FIG. 4, with the pair of split covers 61 pressed against the outer surface of the tubular portion 67 of the flange member 66, the pair of split covers 61 are clamped from the outside by the hose clamp 70. As a result, the pair of split covers 61 are attached to the tubular portion 67 of the flange member 66 so as to cover the outer surface of the spindle shaft 44. At this time, a male screw 69 is fixed to the tubular portion 67 of the flange member 66, and the head portion of the male screw 69 is inserted into the retaining hole 65 formed in the pair of split covers 61, so that the flange member is formed. The pair of split covers 61 are prevented from falling from the tubular portion 67 of 66.

スピンドルユニット４２にスピンドルカバー６０が取り付けられると、ケーシング４３の下端とマウント４５の上面との間となるスピンドル軸４４の外側面がスピンドルカバー６０によって隙間を空けて囲繞される。また、上記したように、スピンドルカバー６０の内周面には、カバー下縁に沿って帯状のスポンジ材６４が設けられており、スポンジ材６４によってスピンドルカバー６０とスピンドル軸４４（図４参照）の隙間が狭められている。スポンジ材６４によってエアスピンドルのエアの排気が阻害されることなく、研削加工時の加工屑のスピンドルカバー６０内への進入が抑制される。 When the spindle cover 60 is attached to the spindle unit 42, the outer surface of the spindle shaft 44, which is between the lower end of the casing 43 and the upper surface of the mount 45, is surrounded by the spindle cover 60 with a gap. Further, as described above, the strip-shaped sponge material 64 is provided on the inner peripheral surface of the spindle cover 60 along the lower edge of the cover, and the spindle cover 60 and the spindle shaft 44 (see FIG. 4) are formed by the sponge material 64. Is narrowed. The sponge material 64 does not hinder the exhaust of air from the air spindle, and suppresses the entry of machining chips into the spindle cover 60 during grinding.

このスピンドルユニット４２では、ケーシング４３から突出したスピンドル軸４４よりもマウント４５の外径が大きく形成されているため、スピンドルカバー６０を下方に抜くことはできない。しかしながら、スピンドルカバー６０が左右に分割可能に形成されているため、スピンドルカバー６０を一対の分割カバー６１に分割することで、スピンドルユニット４２からスピンドルカバー６０を容易に取り外すことができる。このように、スピンドルカバー６０がスピンドルユニット４２に対して容易に着脱可能な構造であるため、スピンドルカバー６０を取り外してスピンドル軸４４の外側面を洗浄することが可能になっている。 In this spindle unit 42, the outer diameter of the mount 45 is formed larger than that of the spindle shaft 44 protruding from the casing 43, and therefore the spindle cover 60 cannot be pulled out downward. However, since the spindle cover 60 is formed so that it can be divided into left and right, the spindle cover 60 can be easily removed from the spindle unit 42 by dividing the spindle cover 60 into a pair of divided covers 61. As described above, since the spindle cover 60 has a structure which can be easily attached to and detached from the spindle unit 42, it is possible to remove the spindle cover 60 and wash the outer surface of the spindle shaft 44.

また、分割カバー６１が透明材料で形成されているため、スポンジ材６４を介してスピンドルカバー６０内に入り込んだ研削水を外部から視認して、スピンドル軸４４の汚れ具合を確認することができる。よって、スピンドルカバー６０の内側のスピンドル軸４４の汚れ具合に応じた適切なタイミングでスピンドル軸４４を洗浄することができる。スピンドルカバー６０に入り込んだ加工屑はスピンドル軸４４の外側面を伝ってケーシング４３内に向うが、ケーシング４３の奥方に入り込む前に加工屑の進入を確認して洗浄することができるため、ケーシング４３内でのスピンドル軸４４の齧りを効果的に防止することができる。 Further, since the split cover 61 is made of a transparent material, the grinding water that has entered the spindle cover 60 via the sponge material 64 can be visually recognized from the outside to check the degree of contamination of the spindle shaft 44. Therefore, the spindle shaft 44 can be cleaned at an appropriate timing according to the degree of contamination of the spindle shaft 44 inside the spindle cover 60. The machining waste that has entered the spindle cover 60 travels along the outer surface of the spindle shaft 44 and goes into the casing 43. However, since the machining waste can be confirmed and washed before entering the interior of the casing 43, the casing 43 can be cleaned. It is possible to effectively prevent the spindle shaft 44 from being bitten inside.

続いて、図５を参照して、スピンドルカバーの取り外し動作について説明する。図５は、本実施の形態のスピンドルカバーの取り外し動作の説明図である。なお、図５Ａはスピンドルユニットの駆動状態、図５Ｂはスピンドルカバーが取り外された状態をそれぞれ示している。 Next, the operation of removing the spindle cover will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of the removal operation of the spindle cover according to the present embodiment. 5A shows a drive state of the spindle unit, and FIG. 5B shows a state in which the spindle cover is removed.

図５Ａに示すように、スピンドルユニット４２は、直立姿勢のスピンドル軸４４をケーシング４３で囲繞して、スピンドル軸４４に対してケーシング４３からエアを噴出させてエアベアリングを形成している。スピンドルユニット４２の上部にはモータ７１が設けられており、モータ７１によってスピンドル軸４４が高速回転される。モータ７１は、スピンドル軸４４の上端部分に設けられたロータ７２と、冷却ジャケット７４を介してケーシング４３の内周面に設けられたステータ７３とで構成されている。冷却ジャケット７４内には多数の冷却水路７５が形成されており、冷却水路７５を流れる冷却水によってモータ７１の発熱が抑えられている。 As shown in FIG. 5A, in the spindle unit 42, a spindle shaft 44 in an upright posture is surrounded by a casing 43, and air is ejected from the casing 43 to the spindle shaft 44 to form an air bearing. A motor 71 is provided above the spindle unit 42, and the spindle shaft 44 is rotated at high speed by the motor 71. The motor 71 includes a rotor 72 provided on the upper end portion of the spindle shaft 44, and a stator 73 provided on the inner peripheral surface of the casing 43 via a cooling jacket 74. A large number of cooling water passages 75 are formed in the cooling jacket 74, and heat generation of the motor 71 is suppressed by the cooling water flowing through the cooling water passages 75.

スピンドル軸４４の下端部分及び中間部分には大径の円板部７６、７７が形成され、ケーシング４３の下端部分には円板部７６、７７の間に入り込むように環状部７８が形成されている。この場合、スピンドル軸４４の円板部７６、７７とケーシング４３の環状部７８の間には、エアの通り路になる僅かな隙間が設けられている。環状部７８の外面には多数の噴射口７９が形成されており、各噴射口７９は環状部７８内の流路を通じてエア供給源８０に接続されている。環状部７８の多数の噴射口７９からスピンドル軸４４の外面に噴射されることで、スピンドル軸４４がケーシング４３に対してエアを介して浮動支持される。 Large-diameter disc portions 76 and 77 are formed at the lower end portion and the intermediate portion of the spindle shaft 44, and an annular portion 78 is formed at the lower end portion of the casing 43 so as to enter between the disc portions 76 and 77. There is. In this case, a slight gap is provided between the disk portions 76 and 77 of the spindle shaft 44 and the annular portion 78 of the casing 43 to serve as an air passage. A large number of ejection ports 79 are formed on the outer surface of the annular portion 78, and each ejection port 79 is connected to an air supply source 80 through a flow path inside the annular portion 78. The spindle shaft 44 is floatingly supported on the casing 43 via air by being jetted to the outer surface of the spindle shaft 44 from a large number of jet ports 79 of the annular portion 78.

このとき、ケーシング４３の環状部７８によってエアを介して広い面積でスピンドル軸４４の円板部７６、７７が浮動支持されているため、スピンドル軸４４に対してスラスト方向に作用する加工負荷が分散されている。また、スピンドル軸４４とケーシング４３内のエアは、モータ７１を空冷しながらスピンドルユニット４２の上方から排気されると共に、ケーシング４３の下端に設けられたスピンドルカバー６０の内側を通ってスピンドルユニット４２の下方から排気される。なお、エア排気量は、スピンドルカバー６０の下端周辺に乱流が生じない程度に抑えられている。 At this time, since the annular portions 78 of the casing 43 floatly support the disk portions 76 and 77 of the spindle shaft 44 through the air, the processing load acting on the spindle shaft 44 in the thrust direction is dispersed. Has been done. Further, the air in the spindle shaft 44 and the casing 43 is exhausted from above the spindle unit 42 while air-cooling the motor 71, and also passes through the inside of a spindle cover 60 provided at the lower end of the casing 43 so that the spindle unit 42 moves. Exhausted from below. The air exhaust amount is suppressed to the extent that turbulent flow does not occur around the lower end of the spindle cover 60.

スピンドルカバー６０は、一対の分割カバー６１をフランジ部材６６の外面に押し当てて、ホースクランプ７０で一対の分割カバー６１を締め付けることで円筒状に組み立てられている。スピンドルカバー６０の内周面にはスポンジ材６４が設けられ、スポンジ材６４によってスピンドル軸４４とスピンドルカバー６０の隙間が狭められている。スピンドルユニット４２では、研削水を供給しながら研削加工するため、研削屑を含む研削水が周囲に飛散する。スピンドルカバー６０によってスピンドル軸４４に対する研削水の付着が抑えられているが、一部の研削水は毛細管現象等によってスポンジ材６４を介してスピンドルカバー６０内に進入する。 The spindle cover 60 is assembled into a cylindrical shape by pressing the pair of split covers 61 against the outer surface of the flange member 66 and tightening the pair of split covers 61 with a hose clamp 70. A sponge material 64 is provided on the inner peripheral surface of the spindle cover 60, and the sponge material 64 narrows the gap between the spindle shaft 44 and the spindle cover 60. Since the spindle unit 42 performs the grinding process while supplying the grinding water, the grinding water containing the grinding dust is scattered around. Although the spindle cover 60 prevents the grinding water from adhering to the spindle shaft 44, some of the grinding water enters the spindle cover 60 through the sponge material 64 due to a capillary phenomenon or the like.

図５Ｂに示すように、スピンドルユニット４２の駆動が停止されると、オペレータによって透明なスピンドルカバー６０の外側からスピンドル軸４４の汚れ具合が視認される。スピンドルカバー６０に研削水が入り込んで、スピンドル軸４４の外側面に研削屑が付着していることが確認されると、スピンドルユニット４２からスピンドルカバー６０が取り外される。この場合、スピンドルカバー６０の周囲のホースクランプ７０が緩められて、ホースクランプ７０から抜け出た一対の分割カバー６１が左右に分割される。このため、スピンドルユニット４２からスピンドルカバー６０を取り外す際にマウント４５に引っ掛ることがない。 As shown in FIG. 5B, when the drive of the spindle unit 42 is stopped, the operator visually recognizes the contamination degree of the spindle shaft 44 from the outside of the transparent spindle cover 60. When it is confirmed that the grinding water has entered the spindle cover 60 and the grinding dust has adhered to the outer surface of the spindle shaft 44, the spindle cover 60 is removed from the spindle unit 42. In this case, the hose clamp 70 around the spindle cover 60 is loosened, and the pair of split covers 61 that have come out of the hose clamp 70 are split left and right. Therefore, when the spindle cover 60 is removed from the spindle unit 42, it does not get caught on the mount 45.

以上のように、本実施の形態のスピンドルユニット４２は、ケーシング４３から露出したスピンドル軸４４の外側面にスピンドルカバー６０が備えられているため、加工時に発生した加工屑等がスピンドルカバー６０の内側に入り込み難くなっている。また、スピンドルカバー６０が一対の分割カバー６１によって左右に２つ割り構造に形成されているため、スピンドルユニット４２に対してスピンドルカバー６０を容易に着脱することができる。よって、微細な加工屑がカバーの内側に入り込んでも、スピンドルカバー６０を取り外してスピンドル軸４４の外側面を洗浄して、スピンドル軸４４の齧りを防止することができる。 As described above, in the spindle unit 42 of the present embodiment, the spindle cover 60 is provided on the outer surface of the spindle shaft 44 exposed from the casing 43. It's hard to get in. Further, since the spindle cover 60 is formed in a left-right split structure by the pair of split covers 61, the spindle cover 60 can be easily attached to and detached from the spindle unit 42. Therefore, even if fine processing dust enters the inside of the cover, it is possible to remove the spindle cover 60 and wash the outer surface of the spindle shaft 44 to prevent the spindle shaft 44 from biting.

なお、本実施の形態では、長尺のホースクランプ７０でスピンドルカバー６０をフランジ部材６６に締め付けて、フランジ部材６６にスピンドルカバー６０を取り付ける構成にしたが、この構成に限定されない。スピンドルカバー６０は、２つ割り構造でスピンドルユニット４２に対して着脱可能であればよく、例えばバンド材によってスピンドルカバー６０がフランジ部材６６に取り付けられてもよい。 In this embodiment, the spindle cover 60 is fastened to the flange member 66 with the long hose clamp 70, and the spindle cover 60 is attached to the flange member 66. However, the configuration is not limited to this. It suffices that the spindle cover 60 has a split structure and can be attached to and detached from the spindle unit 42. For example, the spindle cover 60 may be attached to the flange member 66 by a band material.

また、本実施の形態では、研削装置１のスピンドルユニット４２について説明したが、この構成に限定されない。スピンドルユニットはスピンドルカバーが装着可能な構成であればよく、例えば研磨装置のスピンドルユニットでもよい。この場合、スピンドルユニットには加工具として研削ホイールの代わりに研磨パッドが装着される。 Further, although the spindle unit 42 of the grinding device 1 has been described in the present embodiment, the present invention is not limited to this configuration. The spindle unit has only to be configured so that the spindle cover can be attached, and may be, for example, the spindle unit of the polishing apparatus. In this case, a polishing pad is attached to the spindle unit as a processing tool instead of the grinding wheel.

また、本実施の形態では、一対の分割カバー６１の周方向の両端を係合させることで円筒状に組み立てられる構成にしたが、この構成に限定されない。一対の分割カバー６１が筒状に組み立てられる構成であればよく、一対の分割カバー６１の両端に係合凸部６２、係合凹部６３が設けられていなくてもよい。 Further, in the present embodiment, a configuration is adopted in which the pair of split covers 61 are assembled into a cylindrical shape by engaging both ends in the circumferential direction, but the present invention is not limited to this configuration. It suffices that the pair of split covers 61 be assembled in a tubular shape, and the engagement protrusions 62 and the engagement recesses 63 need not be provided at both ends of the pair of split covers 61.

また、本実施の形態では、スピンドルカバー６０にスポンジ材６４が設けられる構成にしたが、この構成に限定されない。スピンドルカバー６０にはスポンジ材６４が設けられていなくもよい。 Further, although the spindle cover 60 is provided with the sponge material 64 in the present embodiment, the present invention is not limited to this configuration. The spindle cover 60 may not be provided with the sponge material 64.

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。 Further, although the present embodiment and the modified examples have been described, as another embodiment of the present invention, the above-described embodiments and modified examples may be wholly or partially combined.

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。 Further, the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned embodiments, and may be variously changed, replaced, or modified without departing from the spirit of the technical idea of the present invention. Furthermore, if the technical idea of the present invention can be realized in another way by the advancement of the technology or another derivative technology, the method may be implemented. Therefore, the claims cover all embodiments that can be included in the scope of the technical idea of the present invention.

また、本実施の形態では、本発明をスピンドルカバーに適用した構成について説明したが、スピンドルハウジングに着脱可能なカバーに適用することも可能である。 Further, in the present embodiment, the configuration in which the present invention is applied to the spindle cover has been described, but it is also possible to apply the present invention to a cover detachable from the spindle housing.

以上説明したように、本発明は、ケーシングからのスピンドル軸の露出面を洗浄可能な構成にして、スピンドル軸の齧りを防止することができるという効果を有し、特に、研削装置のスピンドルユニットに有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention has an effect that the exposed surface of the spindle shaft from the casing can be cleaned, and it is possible to prevent the spindle shaft from being bitten. It is useful.

１ 研削装置
４２ スピンドルユニット
４３ ケーシング
４４ スピンドル軸
４５ マウント
４６ 研削ホイール（加工具）
６０ スピンドルカバー 1 Grinding device 42 Spindle unit 43 Casing 44 Spindle shaft 45 Mount 46 Grinding wheel (processing tool)
60 spindle cover

Claims (1)

先端に加工具を装着するマウントを連結して鉛直方向に延在するスピンドル軸と、
該スピンドル軸を囲繞する内側面から該スピンドル軸の外側面に向かってエアを噴射させ、該外側面と該内側面との間にエアを介在させて該スピンドル軸を回転可能に支持するエアベアリングを形成するケーシングと、を備えるスピンドルユニットであって、
該マウントは、該ケーシングの下端から突出した該スピンドル軸の先端に連結され、
該ケーシングの下端と該マウントの上面との間となる該スピンドル軸の外側面に隙間を空けて配置された、該スピンドル軸を囲繞する２つ割りのカバーと、
２つの該カバーを一体化させ円筒を形成するクランプと、を備え、
該クランプによって該カバーの一体化および分解を可能にし、
該クランプによって一体化させた２つ割りの該カバーは、該内側面と該スピンドル軸の該外側面との間に該エアベアリングを形成したエアの排気路となる隙間を形成して該ケーシングに連結され、該スピンドルの先端に該マウントを装着した状態で該カバーを２つ割りに分解可能とするスピンドルユニット。 A spindle shaft that extends vertically by connecting a mount for mounting a processing tool at the tip,
An air bearing for injecting air from an inner side surface surrounding the spindle shaft toward an outer side surface of the spindle shaft and interposing air between the outer side surface and the inner side surface to rotatably support the spindle shaft. And a casing that forms a
The mount is connected to the tip of the spindle shaft protruding from the lower end of the casing,
A bisected cover surrounding the spindle shaft , which is arranged with a gap on the outer surface of the spindle shaft between the lower end of the casing and the upper surface of the mount ;
A clamp that integrates the two covers to form a cylinder ,
The clamp allows integration and disassembly of the cover,
The cover, which is divided into two by the clamp, forms a gap between the inner side surface and the outer side surface of the spindle shaft, which serves as an air exhaust path for the air bearing, and is formed in the casing. A spindle unit that is connected and that can disassemble the cover into two pieces with the mount attached to the tip of the spindle.
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