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JP5798014B2 - Grinding equipment - Google Patents

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JP5798014B2
JP5798014B2 JP2011255380A JP2011255380A JP5798014B2 JP 5798014 B2 JP5798014 B2 JP 5798014B2 JP 2011255380 A JP2011255380 A JP 2011255380A JP 2011255380 A JP2011255380 A JP 2011255380A JP 5798014 B2 JP5798014 B2 JP 5798014B2
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宙一 谷本
宙一 谷本
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

本発明は、研削装置に関し、例えば、超音波振動を伴って被加工物の研削を行う研削装置に関する。   The present invention relates to a grinding apparatus, for example, a grinding apparatus that grinds a workpiece with ultrasonic vibration.

携帯電話、パソコンなどの各種機器の製造工程においては、LSI(Large Scale Integration)などの集積回路(IC:Integrated Circuit)が設けられた略円盤形状のウェーハが用いられている。このウェーハにおいては、表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域に区画され、この区画された複数の領域にそれぞれ集積回路が形成される。そして、ウェーハを分割予定ラインに沿って切断することにより、各種機器に用いられる個々のデバイスを製造する。このウェーハは、個々のデバイスに分割される前に、研削砥石を有する研削ホイールを備えた研削装置によって、裏面が研削されて所望の厚さに調整される。   In a manufacturing process of various devices such as a mobile phone and a personal computer, a substantially disk-shaped wafer provided with an integrated circuit (IC) such as an LSI (Large Scale Integration) is used. The wafer is partitioned into a plurality of regions by division lines arranged in a lattice pattern on the surface, and an integrated circuit is formed in each of the partitioned regions. And each device used for various apparatuses is manufactured by cut | disconnecting a wafer along a division | segmentation planned line. Before the wafer is divided into individual devices, the back surface is ground and adjusted to a desired thickness by a grinding apparatus having a grinding wheel having a grinding wheel.

ところで、研削装置によってウェーハの裏面を研削すると、研削に伴って生じる研削屑によって研削砥石に目詰まりが生じる場合がある。特に、サファイア、シリコンナイトライド、リチウムタンタレート、アルチックなどの脆性硬質材料を研削する場合、研削砥石の目詰まりが生じやすく、研削に長時間を要し生産性が低下する場合がある。このような問題点に着目し、本出願人は、研削ホイールに環状の超音波振動子を配設し、研削時に研削ホイールを超音波振動させることにより、研削屑による研削砥石の目詰まりを抑制できる研削装置を開発し、既に特許出願している(特許文献1参照)。   By the way, when the back surface of a wafer is ground by a grinding apparatus, clogging may occur in the grinding wheel due to grinding waste generated along with grinding. In particular, when a brittle hard material such as sapphire, silicon nitride, lithium tantalate, or altic is ground, the grinding wheel is likely to be clogged, and it takes a long time to grind and the productivity may decrease. Focusing on these problems, the present applicant suppresses clogging of the grinding wheel due to grinding debris by arranging an annular ultrasonic vibrator on the grinding wheel and ultrasonically vibrating the grinding wheel during grinding. A grinding device that can be used has been developed and a patent application has been filed (see Patent Document 1).

かかる研削装置においては、研削ホイールを支持するホイールマウントに連結された回転スピンドルの端部に超音波振動子に電力を供給する電力供給手段が接続される。回転スピンドルは、軸心の長手方向に空洞部が形成されており、この空洞部を介して電力供給手段に接続された導電線が配設される。この導電線はホイールマウントに設けられた凹型コネクタに接続される。特許文献1に記載の研削装置においては、研削ホイールをホイールマウントに装着する際に、ホイールマウントに設けられた凹型コネクタに超音波振動子に接続された凸型コネクタを接続することにより、超音波振動子に高周波電力が供給されて研削ホイールが超音波振動する。   In such a grinding apparatus, power supply means for supplying power to the ultrasonic vibrator is connected to an end of a rotating spindle coupled to a wheel mount that supports the grinding wheel. The rotary spindle has a cavity formed in the longitudinal direction of the axis, and a conductive wire connected to the power supply means is disposed through the cavity. This conductive wire is connected to a concave connector provided on the wheel mount. In the grinding device described in Patent Document 1, when a grinding wheel is mounted on a wheel mount, an ultrasonic wave is obtained by connecting a convex connector connected to an ultrasonic transducer to a concave connector provided on the wheel mount. High frequency power is supplied to the vibrator and the grinding wheel vibrates ultrasonically.

しかしながら、特許文献1に記載された研削装置においては、研削ホイールをホイールマウントに対して着脱する際に、凹型コネクタ及び凸型コネクタを着脱しなければならず、研削ホイールの着脱に手間を要する場合がある。このような問題点に着目し、本出願人は、凹型コネクタ及び凸型コネクタを介さずに研削ホイールの超音波振動子と電力供給手段とを電気的に接続することにより、ホイールマウントに対する研削ホイールの着脱を容易に行うことができる研削装置を開発し、既に特許出願している(特許文献2参照)。   However, in the grinding apparatus described in Patent Document 1, when the grinding wheel is attached to and detached from the wheel mount, the concave connector and the convex connector must be attached and detached, and it takes time to attach and remove the grinding wheel. There is. Paying attention to such problems, the present applicant electrically connects the ultrasonic vibrator of the grinding wheel and the power supply means without going through the concave connector and the convex connector, thereby providing a grinding wheel for the wheel mount. Has been developed and a patent application has already been filed (see Patent Document 2).

かかる研削装置においては、研削ホイールに設けられた環状の超音波振動子の周囲に2つの環状電極を配設し、環状電極と超音波振動子とを電気的に接続すると共に、電力供給手段に電気的に接続された一対の押圧電極をホイールマウントに配設する。特許文献2に記載の研削装置においては、ホイールマウントに研削ホイールを装着した際に、一対の押圧電極が2つの環状電極に向けて突出して一対の押圧電極と2つの環状電極とが接触する。この構成により、凹型コネクタ及び凸型コネクタを介さずに超音波振動子と電力供給手段とを電気的に接続できるので、ホイールマウントに対する研削ホイールの着脱が容易となる。   In such a grinding apparatus, two annular electrodes are disposed around an annular ultrasonic vibrator provided on the grinding wheel, and the annular electrode and the ultrasonic vibrator are electrically connected to each other, and power supply means is provided. A pair of electrically connected pressing electrodes is disposed on the wheel mount. In the grinding device described in Patent Document 2, when the grinding wheel is mounted on the wheel mount, the pair of pressing electrodes protrudes toward the two annular electrodes, and the pair of pressing electrodes and the two annular electrodes come into contact with each other. With this configuration, since the ultrasonic vibrator and the power supply means can be electrically connected without using the concave connector and the convex connector, the grinding wheel can be easily attached to and detached from the wheel mount.

特開2008−23693号公報JP 2008-23893 A 特開2010−194650号公報JP 2010-194650 A

しかしながら、特許文献2に記載の研削装置においては、一対の押圧電極が2つの環状電極に向けて突出することによって一対の押圧電極と環状電極とを電気的に接続するので、一対の押圧電極及び2つの環状電極の配設位置の誤差により、一対の押圧電極と環状電極との間の接触不良が生じるおそれがある。また、一対の押圧電極と2つの環状電極との接点で電気的に接続するため、研削砥石の摩耗や研削ホイールの回転数の変化により、超音波振動に伴う加工時に振動が相殺される領域であるノード領域が変化すると、電極間の接点不良が生じることがある。   However, in the grinding apparatus described in Patent Document 2, since the pair of pressing electrodes protrudes toward the two annular electrodes to electrically connect the pair of pressing electrodes and the annular electrode, There may be a contact failure between the pair of pressing electrodes and the annular electrode due to an error in the arrangement positions of the two annular electrodes. In addition, because it is electrically connected at the contact point between the pair of pressing electrodes and the two annular electrodes, it is a region where the vibration is canceled during processing due to ultrasonic vibration due to wear of the grinding wheel and changes in the rotation speed of the grinding wheel. When a certain node region changes, a contact failure between electrodes may occur.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、超音波振動を伴って研削を行う研削ホイールをホイールマウントに装着して使用する場合において、高精度な電極位置精度を不要とすると共に、超音波振動加工時のノード領域変化によっても電極接触不良を発生させず、かつ、研削ホイールを容易に着脱できる研削装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such points, and in the case of using a grinding wheel for grinding with ultrasonic vibration mounted on a wheel mount, high precision electrode position accuracy is unnecessary, It is an object of the present invention to provide a grinding apparatus that does not cause electrode contact failure even when a node region is changed during ultrasonic vibration machining, and can easily attach and detach a grinding wheel.

本発明の研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段と、前記研削手段に使用される研削ホイールと、を備えた研削装置であって、前記研削手段は、スピンドルハウジングと、前記スピンドルハウジング中に回転可能に収容された回転スピンドルと、前記回転スピンドルの先端に固定されたホイールマウントと、前記回転スピンドルを回転駆動する駆動源とを含み、前記研削ホイールは、導電性を有し、前記ホイールマウントとネジによって締結されるホイールベースと、前記ホイールベースの自由端部に環状に配設された複数の研削砥石と、前記ホイールベースに配設された環状超音波振動子と、前記環状超音波振動子に積層されて配設された環状電極と、前記ホイールベースの中央で且つ前記ホイールマウント側に開口した収容部と、前記収容部に収容された可動電極部とを含み、前記可動電極部は、磁力により引きつけられる材質で形成された可動電極と、前記可動電極を保持し前記開口に挿通する被収容部と、前記可動電極が前記開口から突設するように前記被収容部を規制する規制部と、前記可動電極部から前記環状電極に連結する導電性のフレキシブル導線とを含み、前記可動電極部は前記ホイールベースの前記収容部に進退可能に収容されており、前記ホイールマウントは、前記研削ホイールをネジにより締結した状態において前記可動電極に向き合う位置に配設され磁力を持つ固定電極を有し、前記固定電極は、導電性を有し、外部の電力供給源に連通し、前記可動電極部と当接する接触面を有する固定電極保持部と、前記固定電極の前記接触面と平行にS極とN極を並列させて前記固定電極保持部の内側に配設された磁石とを含むことを特徴とする。   A grinding apparatus according to the present invention comprises a chuck table for holding a workpiece, a grinding means for grinding the workpiece held on the chuck table, and a grinding wheel used for the grinding means. The grinding means includes a spindle housing, a rotary spindle rotatably accommodated in the spindle housing, a wheel mount fixed to a tip of the rotary spindle, and a drive source for rotationally driving the rotary spindle. The grinding wheel has electrical conductivity and is fastened by a screw with the wheel mount, a plurality of grinding wheels disposed in an annular shape at a free end of the wheel base, and the wheel An annular ultrasonic transducer disposed on the base; an annular electrode disposed on the annular ultrasonic transducer; and A movable portion formed in a material that is attracted by a magnetic force, and a movable electrode portion that is accommodated in the central portion of the handle base, and a movable electrode portion that is accommodated in the accommodating portion. A receiving part that holds the movable electrode and is inserted through the opening; a restricting part that restricts the containing part so that the movable electrode protrudes from the opening; and a conductive member that connects the movable electrode part to the annular electrode. The movable electrode portion is housed in the housing portion of the wheel base so as to be able to advance and retreat, and the wheel mount faces the movable electrode in a state where the grinding wheel is fastened with a screw. A fixed electrode having a magnetic force, and the fixed electrode is electrically conductive, communicates with an external power supply source, and contacts the movable electrode unit A fixed electrode holder having, characterized in that it comprises a said contact surface and the magnet parallel disposed inside of the stationary electrode holder by parallel S and N poles of the fixed electrode.

この研削装置によれば、ホイールマウントに磁力を持つ固定電極を配設すると共に、ホイールベースの収容部内に磁力により引き付けられる材質で形成された可動電極を含む可動電極部を配設し、可動電極部はホイールベースの該収容部に進退可能に収容したことから、研削ホイールをホイールマウントに締結して装着した際に、可動電極部が固定電極の磁力によって引き寄せられて固定電極に接触する。これにより、コネクタなどを介さずに研削ホイールをホイールマウントに装着するだけで固定電極と可動電極が磁力により自動で接続されるので、研削ホイールの接続が容易となる。また、可動電極部が研削ホイールのホイールベースから非接触の状態となるので、ホイールベースの振動が可動電極部に伝わることがなく、振動による電極の接触不良が回避できる。さらに、固定電極の磁力により可動電極と固定電極とが接触するので、高精度な電極位置精度を要さずに固定電極と可動電極とを電気的に接続することが可能となると共に、超音波振動を伴う加工時に振動が相殺される領域であるノード領域が変化した場合においても、固定電極と可動電極との間の電極間の接点不良を抑制することが可能となる。また、磁力を持つ固定電極を被研削物から離れたホイールマウントに配設するので、被加工物に対する磁力の影響を低減することができる。さらに、研削ホイールに磁石を用いずホイールマウントに磁力を持つ固定電極を配置するので、消耗品である研削ホイールを安価に構成することができる。また、固定電極及び可動電極部をホイールマウントの中央部に配設したことから、研削ホイールの回転に伴う遠心力の影響を受けずに安定して接続状態を維持することできる。   According to this grinding apparatus, a fixed electrode having a magnetic force is disposed on the wheel mount, and a movable electrode portion including a movable electrode formed of a material attracted by the magnetic force is disposed in the housing portion of the wheel base. Since the portion is housed in the housing portion of the wheel base so as to be able to advance and retreat, when the grinding wheel is fastened and attached to the wheel mount, the movable electrode portion is attracted by the magnetic force of the fixed electrode and comes into contact with the fixed electrode. As a result, since the fixed electrode and the movable electrode are automatically connected by magnetic force only by mounting the grinding wheel to the wheel mount without using a connector or the like, the grinding wheel can be easily connected. Further, since the movable electrode portion is brought into a non-contact state from the wheel base of the grinding wheel, the vibration of the wheel base is not transmitted to the movable electrode portion, and the contact failure of the electrode due to the vibration can be avoided. Furthermore, since the movable electrode and the fixed electrode come into contact with each other by the magnetic force of the fixed electrode, it is possible to electrically connect the fixed electrode and the movable electrode without requiring high-precision electrode position accuracy, Even when the node region, which is a region in which vibration is canceled at the time of processing accompanied by vibration, changes, it is possible to suppress a contact failure between the fixed electrode and the movable electrode. In addition, since the fixed electrode having magnetic force is disposed on the wheel mount away from the workpiece, the influence of the magnetic force on the workpiece can be reduced. Furthermore, since a fixed electrode having a magnetic force is disposed on the wheel mount without using a magnet in the grinding wheel, the grinding wheel that is a consumable can be configured at low cost. Further, since the fixed electrode and the movable electrode portion are disposed in the center portion of the wheel mount, the connection state can be stably maintained without being affected by the centrifugal force accompanying the rotation of the grinding wheel.

本発明によれば、超音波振動を伴って研削を行う研削ホイールをホイールマウントに装着して使用する場合において、高精度な電極位置精度を不要とすると共に、超音波振動加工時のノード領域変化によっても電極接触不良を発生させず、かつ、研削ホイールを容易に着脱できる研削装置を提供することができる。   According to the present invention, when a grinding wheel that performs grinding with ultrasonic vibration is mounted on a wheel mount and used, high-precision electrode position accuracy is not necessary, and node region change during ultrasonic vibration machining is achieved. Therefore, it is possible to provide a grinding apparatus that does not cause poor electrode contact and can easily attach and detach the grinding wheel.

図1は、本実施の形態に係る研削装置の外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a grinding apparatus according to the present embodiment. 図2は、本実施の形態に係る研削装置の一部の構成を略示的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a partial configuration of the grinding apparatus according to the present embodiment. 図3は、本実施の形態に係る研削装置のホイールマウント周辺の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the periphery of the wheel mount of the grinding apparatus according to the present embodiment. 図4は、本実施の形態に係る研削装置の研削ホイールの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a grinding wheel of the grinding apparatus according to the present embodiment. 図5は、本実施の形態に係る研削装置のホイールマウント及び研削ホイールの断面模式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the wheel mount and the grinding wheel of the grinding apparatus according to the present embodiment. 図6は、本実施の形態に係る研削装置の磁石の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the magnet of the grinding apparatus according to the present embodiment. 図7は、本実施の形態に係る研削装置のホイールマウント及び研削ホイールの断面模式図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the wheel mount and the grinding wheel of the grinding apparatus according to the present embodiment. 図8は、本実施の形態に係る研削装置の動作説明図である。FIG. 8 is an explanatory view of the operation of the grinding apparatus according to the present embodiment. 図9は、他の磁石を備えるホイールマウント及び研削ホイールの断面模式図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a wheel mount and grinding wheel provided with other magnets.

以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る研削装置1の一例を示す外観斜視図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図1に示す左下方側を研削装置1の前方側と呼び、同図に示す右上方側を研削装置1の後方側と呼ぶものとする。また、以下においては、説明の便宜上、図1に示す上下方向を研削装置1の上下方向と呼ぶものとする。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an external perspective view showing an example of a grinding apparatus 1 according to the present embodiment. In the following, for the sake of convenience of explanation, the lower left side shown in FIG. 1 is called the front side of the grinding apparatus 1, and the upper right side shown in FIG. 1 is called the rear side of the grinding apparatus 1. In the following, for convenience of explanation, the vertical direction shown in FIG.

図1に示すように、本実施の形態に係る研削装置1は、装置のハウジングを構成する基台100を有している。基台100は、研削装置1の前後方向に延在する主部101と、この主部101の後端部で上方側に延出して設けられた壁部102とを有している。主部101の上面の前方側には、研削装置1に対する指示を受け付ける操作パネル103が設けられている。操作パネル103の後方側には、ワークW(被加工物)を保持したチャックテーブル104を前後に移動可能に支持するテーブル支持台105が設けられている。一方、壁部102の前面には、上下方向に延びる一対のガイドレール106が設けられている。これらのガイドレール106に研削ユニット21(研削手段)が上下方向に移動可能に装着されている。   As shown in FIG. 1, a grinding apparatus 1 according to the present embodiment has a base 100 that constitutes a housing of the apparatus. The base 100 includes a main portion 101 extending in the front-rear direction of the grinding apparatus 1 and a wall portion 102 provided to extend upward at the rear end portion of the main portion 101. On the front side of the upper surface of the main part 101, an operation panel 103 that receives instructions for the grinding apparatus 1 is provided. On the rear side of the operation panel 103, there is provided a table support base 105 that supports a chuck table 104 holding a workpiece W (workpiece) so as to be movable back and forth. On the other hand, a pair of guide rails 106 extending in the vertical direction are provided on the front surface of the wall portion 102. A grinding unit 21 (grinding means) is mounted on these guide rails 106 so as to be movable in the vertical direction.

研削ユニット21は、研削送り機構11によって駆動されて昇降可能となっている。研削送り機構11は、ガイドレール106に平行に配設され鉛直方向に延びるボールネジ111と、ボールネジ111の一端に連結されボールネジ111を正逆両方向に回転させるモータ112と、ボールネジ111に螺合する内部のナット(不図示)を有すると共に、脚部がガイドレール106に摺接した移動基台113と、移動基台113に連結され研削ユニット21を支持する支持部114とから構成される。研削送り機構11は、モータ112によって駆動されたボールネジ111が回動することによって、移動基台113がガイドレール106にガイドされて昇降することにより研削ユニット21を昇降させる。   The grinding unit 21 is driven by the grinding feed mechanism 11 and can be moved up and down. The grinding feed mechanism 11 includes a ball screw 111 that is arranged in parallel to the guide rail 106 and extends in the vertical direction, a motor 112 that is connected to one end of the ball screw 111 and rotates the ball screw 111 in both forward and reverse directions, and an interior that is screwed into the ball screw 111. And a support base 114 connected to the transfer base 113 and supporting the grinding unit 21. The support base 114 is connected to the transfer base 113. The grinding feed mechanism 11 raises and lowers the grinding unit 21 by rotating the ball screw 111 driven by the motor 112 and moving the moving base 113 up and down guided by the guide rail 106.

研削ユニット21は、移動基台113に装着されたスピンドルユニット22を備える。スピンドルユニット22は、支持部114によって支持される。スピンドルユニット22は、支持部114に支持されたスピンドルハウジング221と、このスピンドルハウジング221中に回転自在に配設された回転スピンドル222(図1において不図示、図2参照)とを有している。回転スピンドル222の下端部は、スピンドルハウジング221の下端部を越えて下方側に突出しており、その下端部の先端には円板形状のホイールマウント31が連結される。ホイールマウント31には、研削ユニット21による研削に使用される研削ホイール41が固定される。なお、ホイールマウント31は、上面(表面)が水平面に形成されたチャックテーブル104に対面可能に配設されている。   The grinding unit 21 includes a spindle unit 22 mounted on the moving base 113. The spindle unit 22 is supported by the support portion 114. The spindle unit 22 includes a spindle housing 221 supported by the support portion 114, and a rotating spindle 222 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 2) rotatably disposed in the spindle housing 221. . The lower end portion of the rotating spindle 222 protrudes downward beyond the lower end portion of the spindle housing 221, and a disc-shaped wheel mount 31 is connected to the tip end of the lower end portion. A grinding wheel 41 used for grinding by the grinding unit 21 is fixed to the wheel mount 31. The wheel mount 31 is disposed so as to be able to face the chuck table 104 whose upper surface (surface) is formed in a horizontal plane.

図2は、本実施の形態に係る研削装置1の一部の構成を略示的に示す断面図である。図2に示すように、回転スピンドル222は、スピンドルハウジング221によって非接触状態で回転可能に支持されていることで、スピンドルハウジング221中に収容されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a partial configuration of the grinding apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the rotary spindle 222 is housed in the spindle housing 221 by being rotatably supported by the spindle housing 221 in a non-contact state.

研削ユニット21は、回転スピンドル222を回転駆動する駆動源としての電動モータ23を備える。電動モータ23は、回転スピンドル222の中間部に連結されたロータ231と、ロータ231の外周側に配設されたステータコイル232とを備える。電動モータ23は、電力供給手段51から電力の供給を受けて動作する。   The grinding unit 21 includes an electric motor 23 as a drive source that rotationally drives the rotary spindle 222. The electric motor 23 includes a rotor 231 connected to an intermediate portion of the rotary spindle 222 and a stator coil 232 disposed on the outer peripheral side of the rotor 231. The electric motor 23 operates by receiving power supply from the power supply means 51.

電力供給手段51は、交流電源511と、給電手段242の給電コイル242bとの間に介在する電圧調整手段512と、給電コイル242bに供給する交流電力の周波数を調整する周波数調整手段513と、電圧調整手段512及び周波数調整手段513を制御する制御手段514と、超音波振動の振幅等の入力に用いる入力手段515と含んで構成されている。   The power supply means 51 includes a voltage adjustment means 512 interposed between the AC power source 511 and the power supply coil 242b of the power supply means 242, a frequency adjustment means 513 for adjusting the frequency of the AC power supplied to the power supply coil 242b, The control unit 514 controls the adjustment unit 512 and the frequency adjustment unit 513, and the input unit 515 is used to input the amplitude of the ultrasonic vibration.

交流電源511は、制御回路516及び配線517を介して電動モータ23のステータコイル232に接続される。このステータコイル232に交流電力を供給することによりロータ231及び回転スピンドル222を回転させることができる。   The AC power supply 511 is connected to the stator coil 232 of the electric motor 23 via the control circuit 516 and the wiring 517. The rotor 231 and the rotating spindle 222 can be rotated by supplying AC power to the stator coil 232.

回転スピンドル222の一端部(下端部)には、小径先端部223が設けられている。この小径先端部223の下端部にホイールマウント31が固定される。回転スピンドル222の他端部(上端部)には、ロータリートランス24が設けられる。ロータリートランス24は、回転スピンドル222の上端に連結された受電手段241と、受電手段241の外周側に位置する給電手段242とから構成される。   A small-diameter tip 223 is provided at one end (lower end) of the rotary spindle 222. The wheel mount 31 is fixed to the lower end portion of the small diameter tip portion 223. A rotary transformer 24 is provided at the other end (upper end) of the rotary spindle 222. The rotary transformer 24 includes a power receiving unit 241 connected to the upper end of the rotary spindle 222 and a power feeding unit 242 located on the outer peripheral side of the power receiving unit 241.

受電手段241は、回転スピンドル222に連結されたロータコア241aと、ロータコア241aに巻回された受電コイル241bとから構成されている。給電手段242は、受電手段241を構成するロータコア241aの外周側に配設されたステータコア242aと、ステータコア242aに配設された給電コイル242bとから構成される。なお、給電コイル242bには、配線518を介して交流電力が供給される。   The power receiving unit 241 includes a rotor core 241a connected to the rotary spindle 222 and a power receiving coil 241b wound around the rotor core 241a. The power feeding unit 242 includes a stator core 242a disposed on the outer peripheral side of the rotor core 241a constituting the power receiving unit 241 and a power feeding coil 242b disposed on the stator core 242a. Note that AC power is supplied to the power supply coil 242b through the wiring 518.

受電手段241の受電コイル241bには、導電線25a,25bが接続されている。導電線25aは、回転スピンドル222の軸方向に形成された貫通孔222aを通り、後述するホイールマウント31の固定電極部62(図2において不図示、図3参照)に接続されている。   Conductive wires 25 a and 25 b are connected to the power receiving coil 241 b of the power receiving means 241. The conductive wire 25a passes through a through hole 222a formed in the axial direction of the rotary spindle 222 and is connected to a fixed electrode portion 62 (not shown in FIG. 2, refer to FIG. 3) of the wheel mount 31 described later.

ここで、回転スピンドル222の下端部(先端)に固定されるホイールマウント31、並びに、このホイールマウント31に装着される研削ホイール41の構成について説明する。図3は、本実施の形態に係る研削装置1のホイールマウント31周辺の斜視図である。なお、図3においては、研削ホイール41を外したホイールマウント31を下方側から示している。図4は、本実施の形態に係る研削装置1の研削ホイール41の斜視図である。なお、図4においては、研削ホイール41を上方側から示している。   Here, the configuration of the wheel mount 31 fixed to the lower end (tip) of the rotary spindle 222 and the grinding wheel 41 attached to the wheel mount 31 will be described. FIG. 3 is a perspective view of the periphery of the wheel mount 31 of the grinding apparatus 1 according to the present embodiment. In FIG. 3, the wheel mount 31 with the grinding wheel 41 removed is shown from below. FIG. 4 is a perspective view of the grinding wheel 41 of the grinding apparatus 1 according to the present embodiment. In FIG. 4, the grinding wheel 41 is shown from above.

図3に示すように、ホイールマウント31は、導電性を有する金属材料で構成され、概して円板形状を有している。ホイールマウント31は、それ自体に導電線25bが接続されている。ホイールマウント31の下面中央には、回転スピンドル222の貫通孔222aに連通する円孔31aが設けられている。この円孔31aには、詳細について後述するように、中央部に孔61aが設けられた絶縁部材61が取り付けられる。この絶縁部材61の内部には、孔61aから一部が露出した状態で固定電極62が保持される。また、ホイールマウント31の外周縁部には、ホイールマウント31を上下方向に貫通する複数(本実施の形態では6個)のネジ穴31bが設けられている。   As shown in FIG. 3, the wheel mount 31 is made of a conductive metal material and has a generally disc shape. The wheel mount 31 has a conductive wire 25b connected to itself. A circular hole 31 a that communicates with the through hole 222 a of the rotary spindle 222 is provided at the center of the lower surface of the wheel mount 31. As will be described in detail later, an insulating member 61 having a hole 61a provided in the center is attached to the circular hole 31a. Inside the insulating member 61, the fixed electrode 62 is held with a part thereof exposed from the hole 61a. In addition, a plurality of (six in this embodiment) screw holes 31 b penetrating the wheel mount 31 in the vertical direction are provided on the outer peripheral edge of the wheel mount 31.

図4に示すように、研削ホイール41は、導電性を有する金属材料で構成され、概して円板形状を有している。研削ホイール41は、円環形状を有し、ホイールマウント31に固定される装着リング411と、装着リング411に環状連結部412を介して一体的に形成されたホイールベース413と、ホイールベース413の自由端部に環状に配設された複数の研削砥石414とを備える。   As shown in FIG. 4, the grinding wheel 41 is made of a conductive metal material and has a generally disc shape. The grinding wheel 41 has an annular shape, a mounting ring 411 fixed to the wheel mount 31, a wheel base 413 formed integrally with the mounting ring 411 via an annular coupling portion 412, and a wheel base 413. And a plurality of grinding wheels 414 arranged annularly at the free end.

装着リング411の外周縁部には、研削ホイール41の上下方向に貫通する複数(本実施の形態では6個)のネジ穴411aが設けられている。このネジ穴411aは、ホイールマウント31に設けられたネジ穴31bに対応する位置に配置される。このホイールマウント31のネジ穴31bと装着リング411のネジ穴411aとをネジ31c(図2参照)によって締結することにより、ホイールマウント31に研削ホイール41が装着される。   A plurality (six in this embodiment) of screw holes 411 a that penetrates in the vertical direction of the grinding wheel 41 are provided on the outer peripheral edge of the mounting ring 411. The screw hole 411 a is disposed at a position corresponding to the screw hole 31 b provided in the wheel mount 31. The grinding wheel 41 is attached to the wheel mount 31 by fastening the screw hole 31b of the wheel mount 31 and the screw hole 411a of the attachment ring 411 with a screw 31c (see FIG. 2).

ホイールベース413の中央部には、ホイールマウント31側(上方側)に開口して円形状の収容部413aが設けられている。より具体的には、収容部413aは、ホイールベース413を上下方向に貫通する貫通孔で構成される。ホイールベース413上の収容部413aの周囲には、収容部413aを構成する円形状の開口部と同心円状に環状超音波振動子415が配設される。   At the center of the wheel base 413, a circular accommodating portion 413a is provided that opens toward the wheel mount 31 (upper side). More specifically, the accommodating part 413a is comprised by the through-hole which penetrates the wheel base 413 to an up-down direction. An annular ultrasonic transducer 415 is disposed around the accommodating portion 413a on the wheel base 413 so as to be concentric with the circular opening constituting the accommodating portion 413a.

なお、環状超音波振動子415としては、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zi、Ti)O3)、リチウムナイオベート(LiNbO3)、リチウムタンタレート(LiTaO3)、ニオブ酸カリウムナトリウム(K,N)(KNbO3)などを用いることができる。   Examples of the annular ultrasonic transducer 415 include barium titanate (BaTiO3), lead zirconate titanate (Pb (Zi, Ti) O3), lithium niobate (LiNbO3), lithium tantalate (LiTaO3), and niobium. Sodium potassium acid (K, N) (KNbO3) or the like can be used.

環状超音波振動子415の上方には、環状超音波振動子415と略同一形状を有する環状電極416が積層して配設される。例えば、環状電極416は、環状超音波振動子415に接着剤等により固着される。環状電極416は、フレキシブル導線417を介して後述する可動電極部71(より具体的には、可動電極部71を構成する規制部712)と電気的に接続される。   An annular electrode 416 having substantially the same shape as the annular ultrasonic transducer 415 is laminated and disposed above the annular ultrasonic transducer 415. For example, the annular electrode 416 is fixed to the annular ultrasonic transducer 415 with an adhesive or the like. The annular electrode 416 is electrically connected to a later-described movable electrode portion 71 (more specifically, a restriction portion 712 constituting the movable electrode portion 71) via a flexible conductive wire 417.

装着リング411とホイールベース413とは、環状連結部412により連結される。環状連結部412には、ホイールベース413の周方向に沿って複数のスリット412aが設けられている。これらのスリット412aは、環状連結部412を上下方向に貫通して設けられており(図5参照)、ホイールマウント31に対する環状超音波振動子415による超音波振動の伝達を抑制する役割を果たす。   The mounting ring 411 and the wheel base 413 are connected by an annular connecting portion 412. The annular connecting portion 412 is provided with a plurality of slits 412 a along the circumferential direction of the wheel base 413. These slits 412 a are provided so as to penetrate the annular coupling portion 412 in the vertical direction (see FIG. 5), and play a role of suppressing transmission of ultrasonic vibrations by the annular ultrasonic transducer 415 to the wheel mount 31.

ホイールベース413の収容部413a内には、可動電極部71が上下方向に進退可能に収容される。可動電極部71は、収容部413aの開口に挿通される略円柱形状の被収容部711と、被収容部711の上面に設けられた円板形状の規制部712と、規制部712を貫通して配置され、被収容部711に保持される可動電極713と、被収容部711の下面に設けられた円板形状の係合部714(図4に不図示、図5参照)とを含んで構成される。   The movable electrode portion 71 is accommodated in the accommodating portion 413a of the wheel base 413 so as to be able to advance and retract in the vertical direction. The movable electrode portion 71 penetrates the substantially cylindrical portion 711 to be inserted through the opening of the housing portion 413a, a disc-shaped restriction portion 712 provided on the upper surface of the portion 711 to be received, and the restriction portion 712. And a movable electrode 713 held by the receiving portion 711 and a disk-shaped engaging portion 714 (not shown in FIG. 4, refer to FIG. 5) provided on the lower surface of the receiving portion 711. Composed.

図5及び図7は、本実施の形態に係る研削装置1のホイールマウント31及び研削ホイール41の断面模式図である。図6は、本実施の形態に係る研削装置の磁石の斜視図である。なお、図5においては、ホイールマウント31に研削ホイール41を対向配置した装着前の状態(ホイールマウント31から研削ホイール41が離反した状態)を示し、図7においては、ホイールマウント31に研削ホイール41を装着した状態を示している。   5 and 7 are schematic cross-sectional views of the wheel mount 31 and the grinding wheel 41 of the grinding apparatus 1 according to the present embodiment. FIG. 6 is a perspective view of the magnet of the grinding apparatus according to the present embodiment. 5 shows a state before mounting (a state in which the grinding wheel 41 is separated from the wheel mount 31) in which the grinding wheel 41 is opposed to the wheel mount 31, and FIG. 7 shows the grinding wheel 41 on the wheel mount 31. The state where is attached is shown.

図5に示すように、ホイールベース413の上方には、環状連結部412を介して装着リング411が連結されている。このため、ホイールベース413の上面413bと、ホイールマウント31の下面31dとの間には、研削ホイール41がホイールマウント31に装着されると、所定の空間が形成される(図7参照)。上述した可動電極部71は、この空間内において、ホイールベース413に設けられた収容部413aに進退可能に収容される。   As shown in FIG. 5, a mounting ring 411 is connected to the upper side of the wheel base 413 via an annular connecting portion 412. Therefore, a predetermined space is formed between the upper surface 413b of the wheel base 413 and the lower surface 31d of the wheel mount 31 when the grinding wheel 41 is mounted on the wheel mount 31 (see FIG. 7). The movable electrode portion 71 described above is accommodated in the space so as to be able to advance and retreat in an accommodating portion 413 a provided on the wheel base 413.

可動電極部71を構成する規制部712は、ホイールベース413の開口(収容部413aの開口)より径方向の幅寸法が僅かに大きく形成されている。すなわち、ホイールベース413の開口より大径に設けられており、当該開口を覆うように配置される。規制部712は、規制部712下面の外周縁部とホイールベース413の収容部413aの開口縁部とが当接した状態で、可動電極部71(より具体的には、被収容部711)を懸架し、可動電極部71の収容部413a内への落下を規制する。規制部712が収容部413a内への被収容部711の落下を規制することにより、可動電極713がホイールベース413の開口(収容部413aの開口)から突設した状態に維持される。   The restricting portion 712 constituting the movable electrode portion 71 is formed to have a slightly larger width dimension in the radial direction than the opening of the wheel base 413 (the opening of the accommodating portion 413a). That is, it has a larger diameter than the opening of the wheel base 413 and is arranged so as to cover the opening. The restricting portion 712 moves the movable electrode portion 71 (more specifically, the accommodated portion 711) in a state where the outer peripheral edge of the lower surface of the restricting portion 712 and the opening edge of the accommodating portion 413a of the wheel base 413 are in contact. Suspend and regulate the drop of the movable electrode portion 71 into the housing portion 413a. When the restricting portion 712 restricts the fall of the accommodated portion 711 into the accommodating portion 413a, the movable electrode 713 is maintained in a state of protruding from the opening of the wheel base 413 (the opening of the accommodating portion 413a).

また、規制部712は、導電性を有する金属材料で構成される。この規制部712と、環状超音波振動子415に積層された環状電極416との間でフレキシブル導線417が連結されている。すなわち、ホイールマウント31から研削ホイール41が離反した状態においては、環状超音波振動子415とホイールベース413とがフレキシブル導線417及び規制部712を介して電気的に接続される。一方で、環状超音波振動子415の裏面側は、導電性を有するホイールベース413と接触しているので、超音波振動子415の上面側と下面側とが短絡される。   The restricting portion 712 is made of a conductive metal material. A flexible conductive wire 417 is connected between the restricting portion 712 and the annular electrode 416 laminated on the annular ultrasonic transducer 415. That is, in a state where the grinding wheel 41 is separated from the wheel mount 31, the annular ultrasonic transducer 415 and the wheel base 413 are electrically connected via the flexible conductor 417 and the restricting portion 712. On the other hand, since the back surface side of the annular ultrasonic transducer 415 is in contact with the conductive wheel base 413, the upper surface side and the lower surface side of the ultrasonic transducer 415 are short-circuited.

保管時等のように、研削ホイール41がホイールマウント31に装着されていない状態においては、周囲の雰囲気に応じて研削ホイール41の伸縮等が発生し得る。このような研削ホイール41の伸縮は、例えば、真夏の外気から空調設備により温度管理された室内へ移動させる際の温度変化等の要因により発生することが考えられる。研削ホイール41の伸縮等に代表される外部からの応力は、環状超音波振動子415における圧電作用の発生原因となる。外部からの応力が作用する状況下においては、環状超音波振動子415の圧電作用により環状超音波振動子415の表面が帯電する事態が発生し得る。このような事態が発生した場合、ホイールマウント31に対する装着作業時等において、研削ホイール41を安全に取り扱うことが困難となる。このような事態に対応すべく、本実施の形態に係る研削ホイール41においては、導電性を有する金属材料で構成した規制部712を環状超音波振動子415と電気的に接続すると共に、ホイールマウント31から研削ホイール41が離反した状態で規制部712をホイールベース41に接触させることにより、環状超音波振動子415の上面側と下面側とを短絡させている。これにより、圧電作用により環状超音波振動子415に帯電した電荷を放電することができ(すなわち、環状超音波振動子415による圧電作用による帯電を防止でき)、研削後に取り外した研削ホイール41を安全に取り扱うことが可能となる。   When the grinding wheel 41 is not attached to the wheel mount 31 as in storage, the grinding wheel 41 can expand and contract according to the surrounding atmosphere. Such expansion and contraction of the grinding wheel 41 may be caused by factors such as a temperature change when moving from outside air in midsummer to a room whose temperature is controlled by an air conditioning facility. An external stress typified by expansion and contraction of the grinding wheel 41 causes a piezoelectric action in the annular ultrasonic vibrator 415. Under a situation where an external stress is applied, the surface of the annular ultrasonic transducer 415 may be charged by the piezoelectric action of the annular ultrasonic transducer 415. When such a situation occurs, it becomes difficult to handle the grinding wheel 41 safely, for example, when the wheel mount 31 is attached. In order to cope with such a situation, in the grinding wheel 41 according to the present embodiment, the regulating portion 712 made of a conductive metal material is electrically connected to the annular ultrasonic transducer 415, and the wheel mount The upper surface side and the lower surface side of the annular ultrasonic transducer 415 are short-circuited by bringing the regulating portion 712 into contact with the wheel base 41 while the grinding wheel 41 is separated from the wheel 31. As a result, the electric charge charged to the annular ultrasonic vibrator 415 by the piezoelectric action can be discharged (that is, charging due to the piezoelectric action by the annular ultrasonic vibrator 415 can be prevented), and the grinding wheel 41 removed after grinding can be safely used. Can be handled.

可動電極713は、磁力により引き付けられる材料、例えば、鉄や鉄とニッケルの合金などにより構成される。可動電極713は、規制部712の略中央部に配置され、少なくとも一部が規制部712の上面から上方に突出するように設けられる。なお、可動電極713の上端部には、平面部が設けられている。この平面部は、後述する固定電極62を構成する磁石622の吸着面を構成する。   The movable electrode 713 is made of a material attracted by magnetic force, for example, iron or an alloy of iron and nickel. The movable electrode 713 is disposed at a substantially central portion of the restricting portion 712 and is provided so that at least a part protrudes upward from the upper surface of the restricting portion 712. A flat portion is provided at the upper end of the movable electrode 713. This flat portion constitutes an attracting surface of a magnet 622 constituting a fixed electrode 62 described later.

係合部714は、被収容部711の下面に設けられており、収容部413a内に配置される。係合部714は、規制部712と同様に、ホイールベース413の開口(収容部413aの開口)より径方向の幅寸法が僅かに大きく設けられており、被収容部711が収容部413aから上方側又は下方側に離脱するのを防止する役割を果たす。ここで、可動電極部71は、可動電極713の透磁率が高くなるように構成されている。本実施の形態では、鉄により構成されている可動電極713に対して、収容部711、規制部712、係合部714がアルミニウムなどで構成されている。   The engaging portion 714 is provided on the lower surface of the accommodated portion 711 and is disposed in the accommodating portion 413a. Similar to the restricting portion 712, the engaging portion 714 has a slightly larger width in the radial direction than the opening of the wheel base 413 (the opening of the accommodating portion 413a), and the accommodated portion 711 is located above the accommodating portion 413a. It plays a role of preventing separation to the side or the lower side. Here, the movable electrode portion 71 is configured such that the magnetic permeability of the movable electrode 713 is high. In the present embodiment, the accommodating portion 711, the regulating portion 712, and the engaging portion 714 are made of aluminum or the like with respect to the movable electrode 713 made of iron.

一方、ホイールマウント31の中央に設けられた円孔31aには、絶縁部材61が取り付けられる。絶縁部材61は、円孔31a内に挿入される挿入部611と、この挿入部611の下端に設けられた円板形状を有する平面部612とから構成される。平面部612の下面は、絶縁部材61がホイールマウント31に完全に取り付けられた状態において、ホイールマウント31の下面31dと同一平面上に配置される。平面部612の中央には、孔61aが設けられている。   On the other hand, an insulating member 61 is attached to the circular hole 31 a provided in the center of the wheel mount 31. The insulating member 61 includes an insertion portion 611 inserted into the circular hole 31a and a flat portion 612 having a disk shape provided at the lower end of the insertion portion 611. The lower surface of the planar portion 612 is disposed on the same plane as the lower surface 31 d of the wheel mount 31 in a state where the insulating member 61 is completely attached to the wheel mount 31. A hole 61 a is provided in the center of the flat portion 612.

挿入部611の内部には、固定電極62が収納される。固定電極62は、平面部612の孔61aから一部が露出するように挿入部611内に収納される。固定電極62は、固定電極保持部621と、固定電極保持部621により被覆される磁石621とを含んで構成されている。磁石622を内部に備えることにより、固定電極62は、磁力を持つ固定電極として機能する。磁石622の下面を被覆する導電部材621の一部は、他面(例えば、磁石621の上面や側面)を被覆する部分よりも薄く設けられている。磁石622の下面に対応する導電部材621の一部を薄く設けることにより、ホイールベース413に配置される可動電極部71(より具体的には可動電極713)に対して磁石622の磁力が適切に作用するように構成している。   The fixed electrode 62 is accommodated in the insertion portion 611. The fixed electrode 62 is accommodated in the insertion portion 611 so that a part thereof is exposed from the hole 61 a of the flat portion 612. The fixed electrode 62 includes a fixed electrode holding part 621 and a magnet 621 covered with the fixed electrode holding part 621. By providing the magnet 622 inside, the fixed electrode 62 functions as a fixed electrode having magnetic force. A part of the conductive member 621 that covers the lower surface of the magnet 622 is provided thinner than a portion that covers the other surface (for example, the upper surface or side surface of the magnet 621). By providing a thin part of the conductive member 621 corresponding to the lower surface of the magnet 622, the magnetic force of the magnet 622 is appropriately applied to the movable electrode portion 71 (more specifically, the movable electrode 713) disposed on the wheel base 413. It is configured to work.

固定電極保持部621は、導電性を有する金属材料により構成され、可動電極部71と当接する接触面621a(固定電極62の下面)を有する。固定電極保持部621は、絶縁部材61によって絶縁されており、絶縁部材61を介して導電線25aが接続されている。これにより、固定電極62は、ロータリートランス24を介して電力供給手段51と接続されている。   The fixed electrode holding part 621 is made of a conductive metal material and has a contact surface 621a (the lower surface of the fixed electrode 62) that comes into contact with the movable electrode part 71. The fixed electrode holding part 621 is insulated by the insulating member 61, and the conductive wire 25 a is connected through the insulating member 61. Thereby, the fixed electrode 62 is connected to the power supply means 51 through the rotary transformer 24.

磁石622は、固定電極保持部621の内側に配設されている。磁石622は、本実施の形態では、図6に示すように、円柱形状であり、1対のS極とN極が中心軸を含む平面によって区画されて形成されている。ここで、磁石622は、中心軸が上下方向と平行となるように、固定電極保持部621に収容されている。従って、磁石622のS極とN極は、固定電極62の接触面621aと平行に並列に配列されることとなる。   The magnet 622 is disposed inside the fixed electrode holding part 621. In this embodiment, as shown in FIG. 6, magnet 622 has a cylindrical shape, and is formed by a pair of S and N poles partitioned by a plane including the central axis. Here, the magnet 622 is accommodated in the fixed electrode holding portion 621 so that the central axis is parallel to the vertical direction. Therefore, the S pole and the N pole of the magnet 622 are arranged in parallel with the contact surface 621 a of the fixed electrode 62.

ホイールベース413の中央に開口した収容部413aに収容される可動電極部71と、ホイールマウント31の自由端面の中央近傍の円孔31aに取り付けられた絶縁部材61内に保持される固定電極62とは、研削ホイール41がネジ31cによりホイールマウント31に締結される状態において、互いに向き合う位置に配設される。図5に示すように、研削ホイール41がネジ31cによりホイールマウント31に締結される前の状態においては、固定電極62の磁力が作用せず、可動電極部71は、被収容部711が収容部413a内に収容された状態で維持される。   A movable electrode portion 71 housed in a housing portion 413a opened in the center of the wheel base 413, a fixed electrode 62 held in an insulating member 61 attached to a circular hole 31a near the center of the free end surface of the wheel mount 31, Are arranged at positions facing each other in a state where the grinding wheel 41 is fastened to the wheel mount 31 by screws 31c. As shown in FIG. 5, in a state before the grinding wheel 41 is fastened to the wheel mount 31 by the screw 31 c, the magnetic force of the fixed electrode 62 does not act, and the movable electrode portion 71 has a receiving portion 711 that has a receiving portion. It is maintained in the state accommodated in 413a.

一方、研削ホイール41がネジ31cによりホイールマウント31に締結されると、図7に示すように、固定電極62の磁力によって可動電極713が引き付けられ、可動電極部71がホイールマウント31側(上方側)に移動する。この結果、可動電極713が固定電極62の接触面621aと接触すると共に、規制部712がホイールベース413の収容部413aの開口縁部から離間して、可動電極部71がホイールベース413と非接触状態になる。   On the other hand, when the grinding wheel 41 is fastened to the wheel mount 31 by the screw 31c, the movable electrode 713 is attracted by the magnetic force of the fixed electrode 62 as shown in FIG. ) As a result, the movable electrode 713 comes into contact with the contact surface 621a of the fixed electrode 62, the restricting portion 712 is separated from the opening edge of the housing portion 413a of the wheel base 413, and the movable electrode portion 71 is not in contact with the wheel base 413. It becomes a state.

また、規制部712は、フレキシブル導線417を介して環状超音波振動子415(環状電極416)に電気的に接続された状態を維持している。このため、固定電極62と可動電極713とが電気的に接続されると共に、フレキシブル導線417を介して可動電極713に電気的に接続された環状超音波振動子415が固定電極62と電気的に接続される。この結果、電力供給手段51から固定電極62を介して環状超音波振動子415に電源が供給され、超音波振動を伴った研削ホイール41による研削加工が可能となる。   In addition, the restricting portion 712 maintains a state where it is electrically connected to the annular ultrasonic transducer 415 (annular electrode 416) via the flexible conductive wire 417. Therefore, the fixed electrode 62 and the movable electrode 713 are electrically connected, and the annular ultrasonic transducer 415 electrically connected to the movable electrode 713 via the flexible conductive wire 417 is electrically connected to the fixed electrode 62. Connected. As a result, power is supplied from the power supply means 51 to the annular ultrasonic vibrator 415 via the fixed electrode 62, and grinding by the grinding wheel 41 accompanied by ultrasonic vibration becomes possible.

なお、固定電極62と可動電極713とが接続した状態においては、環状超音波振動子415の裏面側に生じた電荷は、導電部材で構成されたホイールベース413、ホイールベース413と締結されたホイールマウント31及びホイールマウント31に接続された導電線25bを介して出力される。そして、研削装置1のグランド端子を介して接地される。   In the state where the fixed electrode 62 and the movable electrode 713 are connected, the electric charge generated on the back surface side of the annular ultrasonic transducer 415 is a wheel base 413 made of a conductive member and a wheel fastened to the wheel base 413. The signal is output through the conductive wire 25 b connected to the mount 31 and the wheel mount 31. Then, it is grounded via the ground terminal of the grinding device 1.

このように、本実施の形態に係る研削装置1においては、ホイールマウント31に磁力を持つ固定電極62を配設すると共に、研削ホイール41のホイールベース413の収容部413a内に磁力により引き付けられる材質で形成された可動電極713を含む可動電極部71を配設し、この可動電極部71をホイールベース413の収容部413a内で進退可能に収容したことから、研削ホイール41をホイールマウント31に装着した際に、可動電極部71が固定電極302の磁力によって引き寄せられて自動的に固定電極62に接触する。これにより、コネクタなどを介さずに超音波振動子415と電力供給手段51とを電気的に接続できるので、研削ホイール41を容易に着脱することが可能となる。   As described above, in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, the fixed electrode 62 having magnetic force is disposed on the wheel mount 31 and the material attracted by the magnetic force into the accommodating portion 413a of the wheel base 413 of the grinding wheel 41. Since the movable electrode portion 71 including the movable electrode 713 formed in the above is disposed and the movable electrode portion 71 is housed in the housing portion 413a of the wheel base 413 so as to be able to advance and retreat, the grinding wheel 41 is mounted on the wheel mount 31. At this time, the movable electrode portion 71 is attracted by the magnetic force of the fixed electrode 302 and automatically contacts the fixed electrode 62. Thereby, since the ultrasonic transducer | vibrator 415 and the electric power supply means 51 can be electrically connected without going through a connector etc., it becomes possible to attach or detach the grinding wheel 41 easily.

特に、固定電極62の磁力によって可動電極713と固定電極62とが接触するので、高精度な電極位置精度を要さずに固定電極62と可動電極713とを電気的に接続できると共に、超音波振動を伴う加工時に振動が相殺される領域であるノード領域が変化した場合においても、固定電極62と可動電極713との間の電極間の接点不良を抑制できる。   In particular, since the movable electrode 713 and the fixed electrode 62 come into contact with each other by the magnetic force of the fixed electrode 62, the fixed electrode 62 and the movable electrode 713 can be electrically connected without requiring high-precision electrode position accuracy, and the ultrasonic wave Even when a node region, which is a region in which vibration is canceled during processing involving vibration, changes, contact failure between the fixed electrode 62 and the movable electrode 713 can be suppressed.

また、磁力を持つ固定電極62をワークW(被加工物)から離れたホイールマウント31に配設するので、ワークWに対する磁力の影響を低減することができる。さらに、研削ホイール41に磁石を用いず、ホイールマウント31に磁力を持つ固定電極62を配設するので、消耗品である研削ホイール41を安価に構成することができる。さらに、可動電極部71をホイールマウント31の中央部に配設したことから、研削ホイール41の回転に伴う遠心力の影響を受けずに安定して接続状態を維持することができる。   Further, since the fixed electrode 62 having magnetic force is disposed on the wheel mount 31 away from the workpiece W (workpiece), the influence of the magnetic force on the workpiece W can be reduced. Further, since the grinding wheel 41 does not use a magnet and the wheel mount 31 is provided with the fixed electrode 62 having a magnetic force, the grinding wheel 41 that is a consumable can be configured at low cost. Furthermore, since the movable electrode portion 71 is disposed at the center portion of the wheel mount 31, the connection state can be stably maintained without being affected by the centrifugal force accompanying the rotation of the grinding wheel 41.

また、磁石622を固定電極62の接触面621aと平行にS極とN極を並列させたことで、磁石622により発生する磁力線が固定電極62と接触した可動電極部71よりも、下方の領域まで形成されることを抑制することができる。図8は、本実施の形態に係る研削装置の動作説明図である。図9は、他の磁石を備えるホイールマウント及び研削ホイールの断面模式図である。図8に示すように、本実施の形態では、磁石622を固定電極62の接触面621aと平行にS極とN極を並列させているので、固定電極62の接触面621aに平行な向き、すなわち接触面621aに沿った磁力線(磁力)を磁石622が発生する。磁石622よりも上方の磁力線M1は、大部分が貫通孔222aに形成される。ここで、磁石622の下方には、透磁率が他の部材よりも高い可動電極713が固定電極62と接触しているため、磁石622が発生する磁力線M2が可動電極72に沿って形成され、可動電極713の外部の磁力線が抜けることが抑制される。つまり、磁石622より下方の磁力線M2は、可動電極部71の内部に形成される。一方、図9に示すように、磁石623を上下方向に積層してS極とN極を配列させた場合は、透磁率が他の部材よりも高い可動電極713が固定電極62と接触しているため、磁石622と可動電極713が1つの磁石として機能することとなり、可動電極713の下方の領域にN極が形成される。従って、磁石622および可動電極713が発生する磁力線M3、M4は、上下方向に長く形成されることとなり、可動電極部71よりも下方の領域まで形成されてしまうことになる。以上のことから、本実施の形態では、可動電極部71よりも、下方の領域に磁力線が形成されることを抑制できるので、研削装置1による研削時に雰囲気中に混入する磁性体(異物)が可動電極部71に付着することを抑制することができる。これにより、可動電極部71の動作不良などを抑制することができ、可動部の動作不良に起因する耐久性の低下を抑制することができる。   Further, by arranging the magnet 622 in parallel with the contact surface 621a of the fixed electrode 62 so that the south pole and the north pole are arranged in parallel, the magnetic force lines generated by the magnet 622 are below the movable electrode portion 71 in contact with the fixed electrode 62. Can be suppressed. FIG. 8 is an explanatory view of the operation of the grinding apparatus according to the present embodiment. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a wheel mount and grinding wheel provided with other magnets. As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the magnet 622 is parallel to the contact surface 621a of the fixed electrode 62 and the S pole and the N pole are arranged in parallel, so the orientation parallel to the contact surface 621a of the fixed electrode 62 is That is, the magnet 622 generates magnetic lines of force (magnetic force) along the contact surface 621a. Most of the magnetic force lines M1 above the magnet 622 are formed in the through hole 222a. Here, below the magnet 622, since the movable electrode 713 having a higher magnetic permeability than the other members is in contact with the fixed electrode 62, a magnetic force line M2 generated by the magnet 622 is formed along the movable electrode 72. It is suppressed that the magnetic lines of force outside the movable electrode 713 come off. That is, the magnetic force line M <b> 2 below the magnet 622 is formed inside the movable electrode portion 71. On the other hand, as shown in FIG. 9, when the magnets 623 are stacked in the vertical direction and the south pole and the north pole are arranged, the movable electrode 713 having a higher magnetic permeability than the other members comes into contact with the fixed electrode 62. Therefore, the magnet 622 and the movable electrode 713 function as one magnet, and an N pole is formed in a region below the movable electrode 713. Accordingly, the magnetic lines of force M3 and M4 generated by the magnet 622 and the movable electrode 713 are formed to be long in the vertical direction, and are formed to a region below the movable electrode portion 71. From the above, in the present embodiment, it is possible to suppress the formation of magnetic lines of force in the region below the movable electrode portion 71, so that the magnetic material (foreign matter) mixed in the atmosphere during grinding by the grinding apparatus 1 can be prevented. Adhesion to the movable electrode portion 71 can be suppressed. Thereby, the malfunction of the movable electrode part 71 etc. can be suppressed and the fall of durability resulting from the malfunction of a movable part can be suppressed.

次に、図1に示した研削装置1を用いて被加工物(ワーク)Wを研削する場合の研削装置1の動作について説明する。ワークWは、被保持面にテープTが貼着されてチャックテーブル104に保持される。そして、チャックテーブル104が後方側に移動することにより、ワークWが研削ユニット21の下方側の領域に位置づけられる。   Next, the operation of the grinding apparatus 1 when the workpiece (workpiece) W is ground using the grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described. The workpiece W is held on the chuck table 104 with the tape T attached to the held surface. Then, when the chuck table 104 moves rearward, the workpiece W is positioned in the lower region of the grinding unit 21.

次に、チャックテーブル2を例えば300RPMほどの回転速度で回転させると共に、回転スピンドル222を回転させることにより、研削ホイール41を例えば6000RPM程度の回転速度で回転させながら、研削送り機構11が研削ユニット21を降下させることにより、回転する研削砥石414をワークWに接触させて研削を行うことが可能となる。そして、ワークWが所望の厚さとなった時点で研削ユニット21を上昇させて研削を終了する。   Next, while rotating the chuck table 2 at a rotational speed of about 300 RPM and rotating the rotary spindle 222, the grinding feed mechanism 11 rotates the grinding unit 21 while rotating the grinding wheel 41 at a rotational speed of about 6000 RPM, for example. Is lowered, the rotating grinding wheel 414 can be brought into contact with the workpiece W for grinding. Then, when the workpiece W reaches a desired thickness, the grinding unit 21 is raised and the grinding is finished.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

また、上記実施の形態においては、円柱形状の磁石を用いたが、固定電極62の接触面621aと平行にS極とN極が並列となっていれば、例えば円筒形状、多角柱、球であっても良い。また、S極とN極とが複数対並列に配列されていても良い。例えば、複数の磁石を集合することで磁石622として構成しても良い。   In the above embodiment, a cylindrical magnet is used. However, if the S pole and the N pole are in parallel with the contact surface 621a of the fixed electrode 62, for example, a cylindrical shape, a polygonal column, or a sphere is used. There may be. Further, a plurality of pairs of S poles and N poles may be arranged in parallel. For example, the magnet 622 may be configured by collecting a plurality of magnets.

また、上記実施の形態においては、可動電極部71にて、被収容部711の上面に設けられた規制部712により可動電極713がホイールベース41の開口から突設するように被収容部711の移動を規制する場合について説明しているが、被収容部711の移動を規制する規制部712の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、被収容部711の下面に設けられた係合部714に規制部712としての機能を兼ねさせることも可能である。   Further, in the above-described embodiment, the movable electrode portion 71 of the accommodated portion 711 is protruded from the opening of the wheel base 41 by the restriction portion 712 provided on the upper surface of the accommodated portion 711. Although the case of restricting movement is described, the configuration of the restricting portion 712 that restricts the movement of the accommodated portion 711 is not limited to this, and can be changed as appropriate. For example, the engaging portion 714 provided on the lower surface of the accommodated portion 711 can also function as the restricting portion 712.

1 研削装置
11 研削送り機構
100 基台
101 主部
102 壁部
103 操作パネル
104 チャックテーブル
105 テーブル支持台
106 ガイドレール
111 ボールネジ
112 モータ
113 移動基台
114 支持部
21 研削ユニット(研削手段)
22 スピンドルユニット
221 スピンドルハウジング
222 回転スピンドル
222a 貫通孔
223 小径先端部
23 電動モータ
231 ロータ
232 ステータコイル
24 ロータリートランス
241 受電手段
242 給電手段
241a ロータコア
241b 受電コイル
242a ステータコア
242b 給電コイル
25 導電線
31 ホイールマウント
31a 円孔
31b ネジ穴
31c ネジ
41 研削ホイール
411 装着リング
411a ネジ穴
412 環状連結部
412a スリット
413 ホイールベース
413a 収容部
414 研削砥石
415 環状超音波振動子
416 環状電極
417 フレキシブル導線
51 電力供給手段
511 交流電源
512 電圧調整手段
513 周波数調整手段
514 制御手段
515 入力手段
516 制御回路
517 配線
518 配線
61 絶縁部材
61a 孔
611 挿入部
612 平面部
62 固定電極
621 固定電極保持部
622 磁石
71 可動電極部
711 被収容部
712 規制部
713 可動電極
714 係合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Grinding apparatus 11 Grinding feed mechanism 100 Base 101 Main part 102 Wall part 103 Operation panel 104 Chuck table 105 Table support base 106 Guide rail 111 Ball screw 112 Motor 113 Moving base 114 Support part 21 Grinding unit (grinding means)
22 Spindle unit 221 Spindle housing 222 Rotating spindle 222a Through hole 223 Small diameter tip 23 Electric motor 231 Rotor 232 Stator coil 24 Rotary transformer 241 Power receiving means 242 Power feeding means 241a Rotor core 241b Power receiving coil 242a Stator core 242b Power feeding coil 25 Conductive wire 31 Mount 31 Circular hole 31b Screw hole 31c Screw 41 Grinding wheel 411 Mounting ring 411a Screw hole 412 Annular connecting part 412a Slit 413 Wheel base 413a Housing part 414 Grinding wheel 415 Annular ultrasonic vibrator 416 Annular electrode 417 Flexible lead 51 Power supply means 511 512 Voltage adjusting means 513 Frequency adjusting means 514 Control means 515 Input means 516 Control circuit 517 wiring 518 wiring 61 insulating member 61a hole 611 insertion portion 612 flat portion 62 fixed electrode 621 fixed electrode holding portion 622 magnet 71 the movable electrode portion 711 installed portion 712 restricting portion 713 movable electrode 714 engaging part

Claims (1)

被加工物を保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段と、前記研削手段に使用される研削ホイールと、を備えた研削装置であって、
前記研削手段は、スピンドルハウジングと、前記スピンドルハウジング中に回転可能に収容された回転スピンドルと、前記回転スピンドルの先端に固定されたホイールマウントと、前記回転スピンドルを回転駆動する駆動源とを含み、
前記研削ホイールは、導電性を有し、前記ホイールマウントとネジによって締結されるホイールベースと、前記ホイールベースの自由端部に環状に配設された複数の研削砥石と、前記ホイールベースに配設された環状超音波振動子と、前記環状超音波振動子に積層されて配設された環状電極と、前記ホイールベースの中央で且つ前記ホイールマウント側に開口した収容部と、前記収容部に収容された可動電極部とを含み、
前記可動電極部は、磁力により引きつけられる材質で形成された可動電極と、前記可動電極を保持し前記開口に挿通する被収容部と、前記可動電極が前記開口から突設するように前記被収容部を規制する規制部と、前記可動電極部から前記環状電極に連結する導電性のフレキシブル導線とを含み、前記可動電極部は前記ホイールベースの前記収容部に進退可能に収容されており、
前記ホイールマウントは、中央の自由端面近傍に配設され前記研削ホイールをネジにより締結した状態において前記可動電極に向き合う位置に配設され磁力を持つ固定電極を有し、
前記固定電極は、導電性を有し、外部の電力供給源に連通し、前記可動電極部と当接する接触面を有する固定電極保持部と、前記固定電極の前記接触面と平行にS極とN極を並列させて前記固定電極保持部の内側に配設された磁石とを含むことを特徴とする研削装置。
A grinding apparatus comprising: a chuck table for holding a workpiece; a grinding means for grinding a workpiece held on the chuck table; and a grinding wheel used for the grinding means,
The grinding means includes a spindle housing, a rotating spindle rotatably accommodated in the spindle housing, a wheel mount fixed to a tip of the rotating spindle, and a drive source for rotationally driving the rotating spindle,
The grinding wheel is electrically conductive and is fastened by a screw with the wheel mount, a plurality of grinding wheels disposed in an annular shape at a free end of the wheel base, and disposed on the wheel base. An annular ultrasonic transducer, an annular electrode disposed in a stack on the annular ultrasonic transducer, an accommodating portion that is open at the center of the wheel base and on the wheel mount side, and accommodated in the accommodating portion A movable electrode portion,
The movable electrode portion includes a movable electrode formed of a material attracted by magnetic force, a receiving portion that holds the movable electrode and is inserted into the opening, and the received electrode so that the movable electrode protrudes from the opening. A restricting portion for restricting a portion, and a conductive flexible conductive wire connected to the annular electrode from the movable electrode portion, and the movable electrode portion is accommodated in the accommodating portion of the wheel base so as to be capable of moving forward and backward.
The wheel mount has a fixed electrode having a magnetic force disposed at a position facing the movable electrode in a state in which the grinding wheel is fastened by a screw and disposed near the free end surface of the center,
The fixed electrode has electrical conductivity, communicates with an external power supply source, has a contact surface that contacts the movable electrode portion, and an S pole parallel to the contact surface of the fixed electrode. And a magnet disposed inside the fixed electrode holding portion with N poles arranged in parallel.
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