説明

研削装置

【課題】被加工物と接触する測定子先端部に研削屑が付着することを防止するとともに、測定子先端部が研削屑に接触することで発生する接触磨耗を低減する。
【解決手段】厚み測定器の測定子30の先端中央に形成された空間310には第1の球体33が収納され、第1の球体33の外周側には第1の球体33より小径の第2の球体34が複数配設され、第2の球体34により覆われていることで第1の球体33が回転可能なベアリング構造になっており、ベアリング構造内に第1の球体33と第2の球体34とに水が供給されて潤滑剤の役目となる水の層38を形成し異物浸入を防ぐことができる。そして、測定子先端部に研削屑が付着することを防止でき、測定子先端部が研削屑に接触することで発生する磨耗及び被加工物を傷つけることを防止できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被加工物の厚みを測定する厚み測定器を備える研削装置に関する。
【背景技術】
【0002】
被加工物を研削する研削装置においては、被加工物を精度よく所定の厚みに研削するために、被加工物の厚みを測定する厚み測定器を備えている。被加工物の研削中は、厚み測定器に備えた測定子を被加工物に接触させて被加工物の厚みを測定している。
【0003】
しかし、被加工物の研削中に厚みを測定する場合には、測定子を回転中の被加工物に接触させる必要があるため、測定子と被加工物との接触部分には、研削屑や研削砥石から脱落した砥粒が付着する場合があり、測定子の先端部を磨耗させ被加工物に傷をつけるという問題があった。
【0004】
そこで、このような傷の発生を防止するために、本願出願人は、被加工物の研削中における被加工物の厚み測定において、測定子と被加工物との接触部分に水を供給して研削屑や砥粒等の異物の付着を抑制する研削装置を提案している(例えば、下記の特許文献1を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2005−246491号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、研削中は、被加工物を保持するチャックテーブルと研削砥石とが同一方向に回転するため、測定子先端部に一旦異物が付着すると、被加工物と測定子先端部との間に異物が挟まったままの状態で、被加工物の研削が終了するまでチャックテーブル及び研削砥石の回転が継続される。したがって、測定子先端部が磨耗し、さらには被加工物を傷つけてしまうという問題がある。
【0007】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、被加工物と接触する測定子先端部に異物が付着することを防止するとともに、測定子先端部に異物が付着することで発生する測定子の磨耗及び被加工物が傷つくことを防止することに課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、被加工物を保持して回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削加工する研削砥石を含む研削手段と、被加工物の厚みを測定する厚み測定器と、を少なくとも備える研削装置に関するもので、厚み測定器は、測定子の先端が被加工物に接触し測定子が上下に移動する移動量で被加工物の厚みを検出するように構成され、測定子の先端中央に形成された空間には第1の球体が収納され、空間内における第1の球体の外周側には第1の球体より小径の第2の球体が複数配設され、第2の球体により覆われていることで第1の球体が回転可能なベアリング構造となっており、ベアリング構造においては、第1の球体と第2の球体との間に水が供給されて水の層を形成し、測定子の先端の露出した第1の球体に向けて水の層から水を放出する。
【発明の効果】
【0009】
本発明では、測定子の先端中央に形成された空間に第1の球体が収納され、第1の球体の外周側には第1の球体より小径の第2の球体が複数配設され、第1の球体が第2の球体により覆われて回転可能なベアリング構造になっているため、第1の球体が自由回転することによって、測定子先端部に異物が付着したままになるのを防止することができ、測定子先端部に異物が付着することによって発生する磨耗を低減することができる。
【0010】
さらに、本発明では、測定子先端部が回転することにより測定子先端部に異物が付着するのを防止することができるため、被加工物が傷つくのを防止することができる。また、ベアリング構造においては、第1の球体と第2の球体との間に水が供給されて潤滑剤の役目となる水の層を形成し、測定子の先端から水を放出することで、ベアリングとしての機能を維持するとともに、ベアリング構造に異物が浸入するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】厚み測定器を搭載した研削装置の斜視図である。
【図2】厚み測定器の測定子の詳細な構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図1に示す研削装置1は、被加工物の厚みを測定する厚み測定器3を備えた研削装置であり、Y軸方向に延びる長方形形状の装置ベース1aと、装置ベース1aの上面後部側に立設されZ軸方向に延びる支持台1bとから構成されている。
【0013】
装置ベース1aの上面には、蛇腹状のカバー22が敷かれており、該カバー22の上に移動基台21が配設され、移動基台21はY軸方向を水平移動できるようになっている。
【0014】
図1に示す研削装置1には、被加工物を保持し回転可能なチャックテーブル2と、被加工物の厚みを測定する厚み測定器3と、チャックテーブル2に保持された被加工物を研削加工する研削手段6と、研削手段6を昇降させる研削送り手段7と、を備えている。
【0015】
チャックテーブル2は、円盤形状に形成され、被加工物を保持するための保持面20を有し、回転可能な構成としている。チャックテーブル2は、移動基台21の上面において回転自在に支持されている。そして、移動基台21が蛇腹状のカバー22をY軸方向に水平移動するのに伴い、チャックテーブル2をY軸方向に水平移動させることができる。
【0016】
装置ベース1aの上面後部には、研削手段6が支持台1bにおいて研削送り手段7を介して支持されている。研削手段6には、Z軸方向に軸心を有するスピンドルシャフト60と、スピンドルシャフト60の端部に接続されたモータ61と、スピンドルシャフト60の下端に連結された研削ホイール62と、研削ホイール62の下部に固着された複数の研削砥石63とを備えている。研削手段6は、モータ61の駆動により、研削ホイール62が所定の回転速度で回転可能な構成としている。
【0017】
研削送り手段7には、支持台1bの側部においてZ軸方向に配設されたボールスクリュー70と、ボールスクリュー70と平行に配設された一対のガイドレール71と、ボールスクリュー70の端部に接続されたモータ72と、ガイドレール71に摺動可能に係合するとともに内部に備えたナットがボールスクリュー70に螺合する昇降基板73とを備えている。そして、モータ72の駆動によってボールスクリュー70が回動することにより、昇降基板73がガイドレール71にガイドされてZ軸方向を自在に移動し、併せて研削手段6をZ軸方向に昇降させることができる。
【0018】
チャックテーブル2の近傍であって、移動基台21の上面には、被加工物の厚みを測定する厚み測定器3が配設されている。厚み測定器3には、被加工物と接触して被加工物の厚みを測定する測定子30を備えている。
【0019】
厚み測定子30は、ハウジング31を備え、ハウジング31の先端中央のほぼ球状にくり貫かれて形成された空間310に第1の球体33が収納されている。第1の球体33は、セラミックスなどの磨耗しにくい硬質材料から形成されている。
【0020】
図2に示すように、空間310は、その内径が第1の球体33の外径よりも大きく形成されており、ハウジング31における第1の球体33の外周面33aと対面する面である内面31aと、第1の球体33の外周面33aとの間に、余剰領域32が形成されている。余剰領域32には、第1の球体33よりも小径の第2の球体34が、第1の球体33の外周面33aを覆うようにして複数配設されている。第2の球体34は、空間310における内面31aと第1の球体33の外周面33aとの間を転動しながら第1の球体33を回転可能に支持する。このように、測定子30の先端中央は、第1の球体が第2の球体によって回転可能に支持されたベアリング構造となっている。なお、第2の球体34についても、第1の球体33と同様にセラミックスなどの磨耗しにくい硬質材料から形成されている。
【0021】
厚み測定器3では、第1の球体33が回転し、被加工物と接触する部分である測定子先端部35が被加工物に接触して測定子30が上下に移動する移動量によって被加工物の厚みを測定する。被加工物の厚みを測定するためには、まず、被加工物の厚み測定の基準面となる図1に示したチャックテーブル2の保持面20に、第1の球体33の測定子先端部35を接触させて保持面20の高さ位置を検出する。そして、チャックテーブル2に被加工物を載置し、第1の球体33の測定子先端部35を被加工物の上面に接触させて被加工物の上面の高さ位置を検出し、被加工物の上面の高さからチャックテーブル2の高さを差し引くことにより、被加工物の厚みを算出する。
【0022】
ハウジング31の中央には、水供給源5から水供給バルブ4を介して第1の球体33と第2の球体34との間へ向けて水を供給するための流路36が形成されている。流路36は、余剰領域32に連通し、測定子先端部35の近傍に位置する放水口37まで連通している。水供給源5から供給される水が余剰領域32に流入すると、第1の球体33と第2の球体34との間に水の層38が形成される。そして、水の層38を形成する水は、放水口37から流出する。
【0023】
以下、上記のように構成される被加工物の厚み測定器3を搭載した研削装置1の動作例について説明する。なお、図2に示すワークWは、研削処理の対象となる被加工物の一例である。
【0024】
図1に示す厚み測定器3は、ワークWがチャックテーブル2に保持される前に、厚み測定器3の測定子30をチャックテーブル2の保持面20に接触させ、ワークWの高さ位置を算出するための基準面となるチャックテーブル2の保持面20の高さ位置を測定する。
【0025】
厚み測定器3がチャックテーブル2の保持面20の高さ位置を測定した後、ワークWをチャックテーブル2に載置する。チャックテーブル2は、ワークWを保持面20に吸引保持して回転を開始する。
【0026】
そして、図1に示す移動基台21が蛇腹状のカバー22をY軸方向に水平移動し、チャックテーブル2を研削手段6の下方に移動させる。そして、チャックテーブル2が研削手段6の下方に位置づけられると、研削手段6が作動してチャックテーブル2に保持されたワークWの研削を開始する。
【0027】
厚み測定器3は、図2に示す測定子先端部35を回転中のワークWの上面Waに当接させる。そして、研削中は、上面Waの高さ位置とチャックテーブル2の保持面20の高さ位置との差からワークWの厚みを求める。
【0028】
ワークWの厚み測定中は、水供給源5から余剰領域32へ水を流入させる。この水は、第1の球体33と第2の球体34との間に流れ込み、ベアリング構造としての機能を維持するための潤滑剤の役目となる水の層38を形成する。水の層を形成する水は、空間310の下端に形成された放水口37から放出される。
【0029】
ワークWの研削中には研削屑が発生し、また、研削砥石63からは砥粒が脱落する。そして、研削屑や砥粒といった異物は、ワークWの回転によって、測定子先端部35とワークWの上面Waとの接触部分にも移動しうる。
【0030】
しかし、測定子30の先端中央はベアリング構造となっており、第1の球体33が回転可能であるため、当該回転により異物が除去され、異物が測定子先端部35に付着して滞留することはない。
【0031】
また、放水口37から水が流出するため、測定子先端部35の回転によって空間310の内部に研削屑や脱落した砥粒が引き込まれることもない。したがって、研削屑や砥粒等の異物が測定子30のベアリング構造内にごみが浸入するのを阻止することができる。
【0032】
研削手段6は、厚み測定器3によるワークWの厚み測定に基づき、ワークWが所定の厚みに達すると、ワークWの研削を終了する。
【0033】
このように、厚み測定器3では、測定子先端部35が回転することにより、研削中に発生する研削屑や研削砥石から脱落した砥粒が測定子先端部35とワークWとの間に挟まることを防止することができ、測定子先端部35が研削屑に接触することによって測定子先端部が磨耗したり、被加工物が傷ついたりするのを防止することができる。また、測定子30の先端のベアリング構造内部に異物が浸入するのを防止することもできる。
【0034】
本実施形態で示した研削装置1では、厚み測定器3の測定子30を1本のみ搭載した例を示しているが、この装置構成に限定されるものではない。例えば、測定子を2本搭載してもよい。このような装置構成では、一方の測定子は被加工物の基準面となるチャックテーブルの高さ位置を測定し、他方の測定子が被加工物の上面の高さ位置を測定する。
【符号の説明】
【0035】
1:研削装置 1a:装置ベース 1b:支持台
2:チャックテーブル:20:保持面 21:移動基台 22:カバー
3:厚み測定器 30:測定子 31:ハウジング 31a:内面 32:余剰領域
33:第1の球体 33a:外周面 34:第2の球体 35:測定子先端部
36:流路 37:放水口 38:水の層
4:水供給バルブ
5:水供給源
6:研削手段 60:スピンドルシャフト 61:モータ:62:研削ホイール
63:研削砥石
7:研削送り手段 70:ボールスクリュー 71:ガイドレール 72:モータ
73:昇降基台
W:ワーク Wa:上面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被加工物を保持して回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削加工する研削砥石を含む研削手段と、被加工物の厚みを測定する厚み測定器と、を少なくとも備える研削装置において、
該厚み測定器は、測定子の先端が被加工物に接触し該測定子が上下に移動する移動量で該被加工物の厚みを検出するように構成され、
該測定子の先端中央に形成された空間には第1の球体が収納され、
該空間内における該第1の球体の外周側には該第1の球体より小径の第2の球体が複数配設され、該第2の球体により覆われていることで該第1の球体が回転可能なベアリング構造となっており、
該ベアリング構造においては、該第1の球体と該第2の球体との間に水が供給されて水の層を形成し、該測定子の先端の露出した第1の球体に向けて該水の層から水を放出する研削装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2013−104721(P2013−104721A)
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−247416(P2011−247416)
【出願日】平成23年11月11日(2011.11.11)
【出願人】(000134051)株式会社ディスコ (2,397)
【Fターム(参考)】