JP7126749B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレード交換装置を備えた切削装置に関する。

複数のデバイスが表面に形成された半導体ウェーハや光デバイスウェーハ、樹脂パッケージ基板等の板状の被加工物を切削ブレードで切削加工してチップに分割する切削装置が知られている。切削ブレードの切刃は使用するにつれて消耗するため、定期的に交換する必要がある。

切削ブレードを交換する際には、切削ブレードを切削装置のスピンドルの先端に装着されたブレードマウントのボス部に挿入して固定ナットで固定するが、ブレードマウントのボス部に切削ブレードをはめ合わせるには多少の技術を必要とし、切削ブレードを斜めに挿入したりすると、ブレードマウントに傷が付いたり、切削ブレードが斜めに固定されたりするため、正常な加工が実施できなくなるという恐れがある。

そのため、切削ブレードの交換作業を機械で行う自動ブレード交換装置が開発された（例えば、特許第２６１７８７６号及び特開２００７－２０８１１４号公報参照）。自動ブレード交換装置により、切削ブレードの交換が迅速にできるようになった。

特許第２６１７８７６号公報 特開２００７－２０８１１４号公報

しかし、従来の自動ブレード交換装置では、切削ブレードをブレードマウントのボス部に着脱する自動ブレード交換装置の保持部の軸心がボス部の軸心と一直線上になるように位置調整を正確にする必要があり、この位置調整に非常に工数が掛かるという課題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切削ブレードをスピンドルの先端に装着されたブレードマウントに迅速に且つ確実に装着可能なブレード交換装置を備えた切削装置を提供することである。

本発明によると、スピンドルの先端に装着されたブレードマウントに固定される切削ブレードでチャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ユニットと、該切削ユニットを該スピンドルの軸心方向に移動する移動機構と、中央に挿入穴を有する円形基台と該円形基台の外周縁に固定された切刃とを含む切削ブレードを該ブレードマウントに着脱して交換するブレード交換装置と、を備えた切削装置であって、該ブレードマウントは、該切削ブレードの該挿入穴に挿通し、該スピンドルの軸心方向に延在するボス部と、該ボス部の後方で該ボス部と一体的に径方向に突出して形成され、該切削ブレードが突き当たるフランジ部と、を含み、該ブレード交換装置は、該切削ブレードの該円形基台を着脱自在に保持する第１保持部と、該第１保持部を支持し、該切削ブレードの該挿入穴を該ブレードマウントの該ボス部と対面する着脱装着位置に移動させ、該移動支持部に対して該第１保持部を傾き自在に連結する第１連結機構と、を含むブレード着脱部を備え、該第１連結機構は、該第１保持部の複数個所で該第１保持部を反対方向に引っ張りつつ該移動支持部に傾動可能に固定する複数の第１弾性部材対を含み、該第１保持部にかかる重力と、該複数の第１弾性部材対の作用する力と、が釣り合って該第１保持部を傾動可能に空中に支持することを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、該ブレード交換装置は、該ブレードマウントの該ボス部に挿入された該切削ブレードを該ボス部に固定する固定ナットを着脱自在に保持する第２保持部と、該移動支持部に配設され該ボス部に嵌合された該固定ナットを回転する回転手段と、該移動支持部に対して該第２保持部を傾き自在に連結する第２連結機構と、を含むナット回動部を更に備えている。

好ましくは、複数の第１弾性部材対は引き合う弾性部材の付勢力が等しいコイルばね対から構成される。好ましくは、第１保持部は、切削ブレードの円形基台を把持する複数の把持爪又は円形基台を吸引保持する吸引部を備えている。

好ましくは、第１連結機構は、保持した切削ブレードの円形基台の挿入穴の中央に対応する位置を第１保持部の軸心とする。好ましくは、固定ナットは複数のピン穴を有し、ナット回動部の第２保持部は固定ナットのピン穴に挿入可能な複数のピンを有している。

ブレード交換装置を備えた本発明の切削装置によると、切削ブレードの円形基台を保持するブレード交換装置の第１保持部が第１連結機構により傾き自在に第１移動部に連結されているため、第１保持部で把持又は吸引保持した切削ブレードがブレードマウントのボス部に対し多少傾いていたとしても、切削ブレードの挿入穴をボス部に挿入する時ボス部に倣って切削ブレードの角度が自然と調整され、切削ブレードを確実にブレードマウントに装着することができる。

また、ブレード交換装置のナット回動部で固定ナットをブレードマウントのボス部に締結したりボス部から取り外す際に、第２保持部が第２連結機構により第２移動部に傾き自在に連結されているため、第２保持部で固定した固定ナットがブレードマウントのボス部に対して多少傾いていたとしても、固定ナットをボス部に挿入する際ボス部に倣って固定ナットの角度が自然に調整され、固定ナットを確実にブレードマウントのボス部に装着することができる。

本発明実施形態の切削装置の斜視図である。 ブレード交換装置の斜視図である。 図３（Ａ）は切削ユニットの分解斜視図、図３（Ｂ）は切削ユニットの一部断面側面図である。 第１実施形態のブレード着脱部の斜視図である。 第１実施形態のブレード着脱部を移動部に固定した状態の矢印Ａ方向から見た一部断面側面図である。 第２実施形態のブレード着脱部の斜視図である。 第３実施形態のブレード着脱部の斜視図である。 第４実施形態のブレード着脱部の連結機構を示す模式図である。 ナット回動部の分解斜視図である。 図１０（Ａ）はナット回動部の斜視図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）１０Ｂ－１０Ｂ線断面図である。 図９の状態を９０°回転したナット回動部の分解斜視図である。 図１２（Ａ）は図１０（Ａ）を９０°回転した状態のナット回動部の斜視図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の１２Ｂ－１２Ｂ線断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係るブレード交換装置７２を具備した切削装置２の斜視図が示されている。図１に示すように、切削装置２は、各構成要素を支持する装置基台４を備えている。装置基台４の上面には、Ｘ軸方向（加工送り方向）に長い矩形状の開口４ａが形成されている。

この開口４ａ内には、Ｘ軸移動テーブル６と、該Ｘ軸移動テーブル６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）と、Ｘ軸移動機構を覆う防塵防滴カバー８と、が設けられている。該Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル６がスライド可能に取り付けられている。

Ｘ軸移動テーブル６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールに平行なＸ軸ボールねじ（不図示）が螺合されている。Ｘ軸ボールねじの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールねじを回転させると、移動テーブル６はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル６上には、被加工物を吸引、保持するためのチャックテーブル１０が設けられている。チャックテーブル１０は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１０は、上述したＸ軸移動機構でＸ軸方向に加工送りされる。

チャックテーブル１０の表面（上面）は、被加工物を吸引、保持する保持面１０ａとなっている。この保持面１０ａは、チャックテーブル１０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）に接続されている。チャックテーブル１０の周囲には、被加工物を固定するためのクランプ１０ｂが設けられている。

被加工物は、例えば、半導体ウェーハであり、環状フレームに保持されたテープ上に貼着され、環状フレームと一体で取り扱われる。環状フレームとテープとを用いて被加工物を取り扱うと、搬送する際に生じる衝撃等から該被加工物を保護できる。さらに、該テープを拡張すると、切削加工された被加工物を分割したり、分割後のチップの間隔を広げたりできる。なお、環状フレームとテープとを使用せずに、被加工物を単体で切削加工してもよい。

開口４ａから離れた装置基台４の前方の角部には、装置基台４から側方に突き出た突出部１２が設けられている。突出部１２の内部には空間が形成されており、この空間には、昇降可能なカセットエレベータ１６が設置されている。カセットエレベータ１６の上面には、複数の被加工物を収容可能なカセット１８が載せられる。

開口４ａに近接する位置には、上述した被加工物をチャックテーブル１０へと搬送する搬送ユニット（不図示）が設けられている。搬送ユニットでカセット１８から引き出された被加工物は、チャックテーブル１０の保持面１０ａに載置される。

装置基台４の上面には、被加工物を切削する切削ユニット１４を支持する支持構造２０が、開口４ａの上方に張り出すように配置されている。支持構造２０の前面上部には、切削ユニット１４をＹ軸方向（割り出し送り方向）及びＺ軸方向に移動させる切削ユニット移動機構２２が設けられている。

切削ユニット移動機構２２は、支持構造２０の前面に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２４を備えている。Ｙ軸ガイドレール２４には、切削ユニット移動機構２２を構成するＹ軸移動プレート２６がスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸移動プレート２６の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２４に平行なＹ軸ボールねじ２８が螺合されている。

Ｙ軸ボールねじ２８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｙ軸パルスモータでＹ軸ボールねじ２８を回転させると、Ｙ軸移動プレート２６は、Ｙ軸ガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動プレート２６の表面（前面）には、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール３０が設けられている。Ｚ軸ガイドレール３０には、Ｚ軸移動プレート３２がスライド可能に取り付けられている。

Ｚ軸移動プレート３２の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール３０に平行なＺ軸ボールねじ３４が螺合されている。Ｚ軸ボールねじ３４の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３６が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３６でＺ軸ボールねじ３４を回転させれば、Ｚ軸移動プレート３２が、Ｚ軸ガイドレール３０に沿ってＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動プレート３２の下部には、被加工物を加工する切削ユニット１４と、撮像ユニット３８が固定されている。切削ユニット移動機構２２で、Ｙ軸移動プレート２６をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット１４及び撮像ユニット３８は割り出し送りされ、Ｚ軸移動プレート３２をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット１４及び撮像ユニット３８は昇降する。

４０は洗浄ユニットであり、切削ユニット１４により切削加工の施された被加工物は、搬送機構（不図示）によってチャックテーブル１０から洗浄ユニット４０へと搬送される。洗浄ユニット４０は、筒状の洗浄空間内で被加工物を吸引保持するスピンナーテーブル４２を備えている。スピンナーテーブル４２の下部には、スピンナーテーブル４２を所定の速さで回転させるモータ等の回転駆動源が連結されている。

スピンナーテーブル４２の上方には、被加工物に向けて洗浄用の流体（代表的には、水とエアーとを混合した二流体）を噴射する噴射ノズル４４が配設されている。被加工物を保持したスピンナーテーブル４２を回転させながら噴射ノズル４４から洗浄用の流体を噴射すると、切削加工後の被加工物を洗浄できる。洗浄ユニット４０で洗浄された被加工物は、搬送機構（不図示）でカセット１８内に収容される。

切削ユニット１４は、図３に示すように、スピンドルハウジング４８中に収容されたスピンドルを有している。スピンドルの細径先端部５０は先端に行くにつれて細くなるテーパー形状に形成されており、スピンドル先端部（スピンドルテーパー部）５０の端面にはねじ穴５２が形成されている。

５４はブレードマウントであり、円筒状ボス部５６と、ボス部５６の後方でボス部５６と一体的に径方向に突出して形成されたフランジ部（鍔部）５８とから構成される。このフランジ部５８にボス部５６に装着された切削ブレードが突き当たる。

円筒状ボス部５６の外周には雄ねじ６０が形成されていると共に、その内周には雌ねじ６２が形成されている。ブレードマウント５４は更にテーパー状の係合穴６４を有している。ブレードマウント５４の係合穴６４をスピンドルテーパー部５０に挿入し、ねじ６８をブレードマウント５４の係合穴６４を通してねじ穴５２に螺合して締め付けることにより、ブレードマウント５４がスピンドルテーパー部５０に装着される。

切削ブレード６６は中央に挿入穴６６ｂを有する円形基台６６ａの外周に電鋳された切刃６６ｃが固定されている所謂ハブブレードである。７０は固定ナットであり、内周にブレードマウント５４のボス部５６に形成された雄ねじ６０に螺合する雌ねじ７１が形成されている。固定ナット７０は更に、表面に４個のピン穴７６を有している。これらのピン穴７６内には、図１０に示したナット回動部８６のピン１６４が挿入される。

切削ブレード６６をスピンドルに装着するには、切削ブレード６６をブレードマウント５４のボス部５６に挿入し、切削ブレードに重ねて固定ナット７０の雌ねじ７２をブレードマウント５４のボス部５６に形成された雌ねじ６０に螺合して締め付けることにより、切削ブレード６０がブレードマウント５４のフランジ部５８と固定ナット７０とで挟持されてスピンドルテーパー部５０に装着される。

図１を再び参照すると、固定基台４のＹ軸方向手前側にはＸ軸方向に伸長する凹部７５が形成されており、この凹部７５中にブレード交換装置７２が配設されている。図２の拡大図に示すように、凹部７５中にはＸ軸方向に伸長する一対のガイドレール７６が固定されており、ブレード交換装置移動機構７８によりこれらのレール７６に案内されてＸ軸方向に移動可能なようにブレード交換装置７２が配設されている。

ブレード交換装置移動機構７８は、Ｘ軸方向に伸長するボールねじ８０と、ブレード交換装置７２のＸ軸移動ブロック（移動支持部）７４に取り付けられボールねじ８０に螺合する図示しないナットと、ボールねじ８０の一端に連結されたパルスモータ８２とから構成される。

ブレード交換装置７２の移動機構７８のパルスモータ８２を駆動するとボールねじ８０が回転し、ボールねじ８０に螺合されたナットが取り付けられたブレード交換装置７２のＸ軸移動ブロック７４がＸ軸方向に移動する。

ブレード交換装置７２は、Ｘ軸移動ブロック７４に取り付けられた一対のエアシリンダ９０，９６と、エアシリンダ９０のピストン（第１移動部）９２に装着されたブレード着脱部８４と、エアシリンダ９６のピストン（第２移動部）９８に装着されたナット回動部８６を含む。エアシリンダ９６の第２移動部９８内にはモータが内蔵されており、ナット回動部８６はＹ軸方向に移動可能であると共にモータにより回転可能に構成されている。

ブレード交換装置７２に対向してブレードラック１００が装置基台４に取り付けられている。図２に示すように、ブレードラック１００には切削ブレード６６が挿入される一対の円柱状凸部１０２，１０４が突出するように形成されており、円柱状凸部１０４の根元にはリング状受け部１０６が配置されている。

図２に示した状態では、ブレードラック１００の円柱状凸部１０２に新たな切削ブレード６６が装着されており、ブレード交換装置７２のブレード着脱部８４が保持した交換すべき切削ブレード６６を、ブレードラック１００の円柱状凸部１０４に挿入しようとする状態が示されている。切削ブレード６６を交換する際には、ブレード交換装置７２のナット回動部８６はブレードマウント５４から取り外した固定ナット７０を常に保持している。

次に、図４～図１２を参照して、ブレード交換装置７２の詳細構成について説明する。図４を参照すると、ブレード交換装置７２のブレード着脱部８４の斜視図が示されている。図５はブレード着脱部８４を移動部９２に固定した状態の図４の矢印Ａ方向から見た一部断面側面図である。

ブレード着脱部８４の保持部１１０は大径保持部１１２と小径部１１４とから構成されており、大径保持部１１２に形成された開口１１３内には３個の把持爪１１８が半径方向に移動可能に取り付けられている。

１０８は環状の固定プレートであり、固定プレート１０８の内周穴１０９中に保持部１１０の小径部１１４が挿入されている。保持部１１０の大径保持部１１２の側面には一対の取り付けプレート１２０ａ，１２０ｂが固定されており、取り付けプレート１２０ａには一対のピン１２４ａが離間して固定されている。

取り付けプレート１２０ｂにも取り付けプレート１２０ａと同様に、一対のピン１２４ｂが固定されている（図５参照）。一方、環状の固定プレート１０８には、回転方向１８０°離間した位置に一対のピン１２２ａ，１２２ｂが固定されている。

取り付けプレート１２０ａに固定された一対のピン１２４ａと環状の固定プレート１０８に固定されたピン１２２ａとの間に、それぞれ付勢力が等しい一対のコイルばね１２６ａが連結されている。一対のコイルばね１２６ａは保持部１１０を反対方向に引っ張りつつ固定プレート１０８に固定している。コイルばね１２６ａとコイルばね１２６ｂの付勢力は等しく調整されている。

同様に、取り付けプレート１２０ｂに固定された一対のピン１２４ｂと環状の固定プレート１０８に固定されたピン１２２ｂとの間に、それぞれ付勢力の等しい一対のコイルばね１２６ｂが連結されている。一対のコイルばね１２６ｂも保持部１１０を反対方向に引っ張りつつ固定プレート１０８に固定している。

図５に示すように、保持部１１０の小径部１１４の底面にはＵ形状部材１１６が固定されている。Ｕ形状部材の一方の側部１１６ａには、図５に示すように、一対のピン１２８ａが離間して固定されている。同様に、Ｕ形状部材１１６の他方の側部１１６ｂにも一対のピン１２８ｂが離間して固定されている。

一方、環状の固定部材１０８には、回転方向１８０°離間して一対のピン１３０ａ，１３０ｂが固定されている。図５を参照すると明らかなように、Ｕ形状部材１１６の一方の側部１１６ａに固定された一対のピン１２８ａと環状の固定部材１０８に固定されたピン１３０ａとの間に一対のコイルばね１３２ａが連結されている。

同様に、Ｕ形状部材１１６の他方の側部１１６ｂに固定された一対のピン１２８ｂと環状の固定部材１０８に固定されたピン１３０ｂとの間に一対のコイルばね１３２ｂが連結されている。

ここで、一対のコイルばね１３２ａは同一の付勢力（ばね力）を有しており、一対のコイルばね１３２ｂも同一の付勢力（ばね力）を有している。コイルばね対１３２ａは互いに反対方向に引っ張りながら保持部１１０の小径部１１４を環状の固定プレート１０８に固定している。同様に、コイルばね対１３２ｂは、コイルばね対１３０ａの反対側で、互いに反対方向に引っ張りながら保持部１１０の小径部１１４を環状の固定部材１０８に固定している。コイルばね１３２ａとコイルばね１３２ｂの付勢力は等しく調整されている。

図５は図４のＡ方向矢視断面図であるため、図５で上方に張設された４個のコイルばね１２６ａ，１２６ｂと下方に張設された４個のコイルばね１３２ａ，１３２ｂとは互いに直交する方向に配設されており、これらのコイルばね１２６ａ，１２６ｂ，１３２ａ，１３２ｂによって保持部１１０は固定プレート１０８に空中に支持された状態で固定されており、傾き自在な連結機構１１５を構成する。

図５に示すように、環状の固定プレート１０８は図示しないねじにより移動部９２の先端に固定されている。従って、連結機構１１５は保持部１１２を移動部９２に対して傾き自在に連結するため、連結機構１１５を構成する複数のコイルばね１２６ａ，１２６ｂ，１３２ａ，１３２ｂの作用する力が釣り合って保持部１１２を傾動可能に空中に支持することができる。

図６を参照すると、本発明第２実施形態のブレード着脱部８４Ａの斜視図が示されている。本実施形態では、図４及び図５に示した第１実施形態の把持爪１１４に替わって保持部１１０の保持部１１２に４個の吸盤（吸引部）１３４が取り付けられている。

これらの吸盤１３４で切削ブレード６６の円形基台６６ａを吸引して保持する。本実施形態の他の構成は図４及び図５に示した第１実施形態のブレード装着部８４の構成と同様であり、同一構成部分については同一符号を付し、その説明を省略する。

図７を参照すると、本発明第３実施形態のブレード着脱部８４Ｂの斜視図が示されている。本実施形態のブレード着脱部８４Ｂは、吸盤１３４が装着された保持部１１２Ａをブレード着脱部８４Ｂの中心から片方にずらしたものであり、このような構成でも移動部９２に対して保持部１１２Ａを移動部９２に傾き自在に連結する連結機構１１５は有効に作用する。

本実施形態は、例えば切削装置の既存の部品が邪魔をしてブレード交換装置７２の保持部１１２を図６に示すようにブレード着脱部８４Ａの中心に位置付けられない場合に効果的である。吸盤１３４に替えて保持爪１１８を備えている構成でも良い。

図８を参照すると、本発明第４実施形態の保持部１１０を移動部９０に固定される固定部材１０８Ａに対して傾き自在に連結する連結機構１１５Ａの模式図が示されている。本実施形態の連結機構１１５Ａでは、円周方向に互いに１２０°離間した３個のコイルばね１３８により保持部１１０を固定部材１０８Ａに対して傾き自在に連結している。このような構成でも、３個のコイルばね１３８の作用する力が釣り合って保持部１１０を傾動可能に空中に支持することができる。

次に、図９～図１２を参照して、ナット回動部８６の詳細構成について説明する。図９はナット回動部の分解斜視図、図１０（Ａ）はナット回動部８６の斜視図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）の１０Ｂ－１０Ｂ線断面図である。

また、図１１は図９を９０°回転した状態のナット回動部８６の分解斜視図、図１２（Ａ）は図１０（Ａ）を９０°回転した状態のナット回動部８６の斜視図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の１２Ｂ－１２Ｂ線断面図である。

１４２は回転軸であり、図１０（Ｂ）に示すように、移動部９８の先端に軸受け１７０を介して回転自在に取り付けられている。本実施形態では、移動部９８はエアシリンダ９６により図１及び図２でＹ軸方向に移動可能であり、移動部９８内にモータが配設されて回転軸１４２を回転する。

１４４は開口１４５を有する開口付きプレートであり、図１０（Ｂ）に最もよく示されるように、回転軸１４２は開口付きプレート１４４内に挿入されている。回転軸１４２には円周方向に１８０°離間して一対の突き当てピン１４６が固定されている。

１６０はジャケットであり、４個のピン１６４が固定された保持部１６０ａと側部１６０ｂとを有している。側部１６０ｂには突き当てピン１４６が挿入される一対の開口１６２が形成されている。

図９に示すように、ジャケット１６０を回転軸１４２にかぶせ、図１０（Ｂ）に示すように、一対のねじ１６８によりジャケット１６０を開口付きプレート１４４に固定する。これにより、ジャケット１６０と開口付きプレート１４４は一体に移動する。

より詳細には、図１１に示すように、ジャケット１６０の突出部１６１にはねじ穴１６３が形成されており、開口付きプレート１４４に形成された丸穴１６５にねじ１６８を挿入してジャケット１６０のねじ穴１６３に螺合することにより、ジャケット１６０は開口付きプレート１４４に固定される。図１０（Ｂ）及び図１２（Ｂ）に示す１７２は回転軸１４２に固定され、軸受け１７０を密閉するシールである。

図９及び図１１に最もよく示されるように、回転軸１４２には円周方向に１８０°離間して一対のピン１４８が固定されている。回転軸１４２には更に、図１０（Ｂ）に最もよく示されるように、回転方向に１８０°離間して一対のピン１５６が固定されている。

一方、開口付きプレート１４４には、図１０（Ａ）及び図１２（Ｂ）に最もよく示されるように、回転軸１４２の側方に互いに離間して一対のピン１５０、合計して４個のピン１５０が開口付きプレート１４４に固定されている。そして、回転軸１４２に固定されたピン１４８と固定された一対のピン１５０にわたりコイルばね１５２が連結されている。

一対のコイルばね１５２はその付勢力（ばね力）が等しく設定されており、開口付きプレート１４４と一体化された保持部１６０ａを有するジャケット１６０を互いに反対方向に引っ張りつつ移動部９８に固定している。

開口付きプレート１４４には更に、図１１及び図１２（Ａ）に最もよく示されるように、回転軸１４２の側方に一対のピン１５４、合計して４個のピン１５４が上述した４個のピン１５０と９０°離間して固定されている。

そして、回転軸１４２に固定されたピン１５６と開口付きプレート１４４に固定された一対のピン１５４とにわたりコイルばね１５８が連結されている。これらのコイルばね１５２及び１５８はジャケット１６０の保持部１６０ａを互いに反対方向に引っ張りつつ移動部９８に傾き自在に固定している。即ち、連結機構１４５を構成する複数のばね１５２，１５８の力が釣り合って、ジャケット１６０の保持部１６０ａを傾動可能に空中に支持している。

尚、図９、図１０（Ａ）、図１１、図１２（Ａ）では、第２移動部９８が簡略化された形で示されているが、実際には、第２移動部９８は、図２、図１０（Ｂ）及び図１２（Ｂ）に示すように円筒形状をしている。

回転軸１４２に対してジャケット１６０の傾きや回転は、コイルばねの伸びる範囲において自在であるが、固定ナット７０を回転させる際、回転軸１４２の回転力をピン１６４に伝えるために、回転軸１４２に対するジャケット１６０の回転を規制する必要がある。

そこで、回転軸１４２を回転させると突き当てピン１４６がジャケットの開口１６２の側方に突き当たることで、コイルばねを介さずに回転軸１４２の回転力をジャケット１６０に直接伝えることができる。

次に、上述したブレード交換装置７２の作用について説明する。スピンドル先端部５０に固定された切削ブレード６６を交換する際には、まずブレード交換装置７２の移動機構７８を駆動してブレード交換装置７２のナット回動部８６がスピンドル先端部５０と同一軸線上に整列するようにする。

この状態で、エアシリンダ９６を作動して移動部９８を図１及び図２でＹ軸方向に伸長し、更にモータにより回転軸１４２を僅かばかり回転して保持部１６０ａに取り付けられたピン１６４を固定ナット７０のピン穴７６に挿入させる。

この時、複数のコイルばね１５２，１５８を使用した連結機構１４５により保持部１６０ａは傾き自在に支持されているため、回転軸１４２がボス部の軸に対し、角度や位置が多少ずれていてもナット回動部８６のピン１６４が固定ナット７０のピン穴７６中に傾きを倣わせながら挿入され、ピン１６４を固定ナット７０のピン穴７６中に挿入した状態でモータにより回転軸１４２を回転することにより、ボス部５６に螺合した固定ナット７０をブレードマウント５４のボス部５６から容易に取り外すことができる。

固定ナット７０を取り外した後には、ブレード交換装置７２をＸ軸方向に移動してブレード着脱部８４をスピンドル先端部５０の軸心と一致させ、エアシリンダ９０により移動部９２をＹ軸方向に移動して、把持爪１１８で切削ブレード６６の円形基台６６ａを把持して切削ブレード６６をブレードマウント５４から取り外す。

切削ブレード６６の取り外し時には、径方向に開いた把持爪１１８をブレードマウント５４に装着された切削ブレード６６の円形基台６６ａに当接させてから把持爪１１８を半径方向内側に移動することにより、把持爪１１８で切削ブレード６６の円形基台６６ａを容易に把持することができる。

図１及び図２に示したブレード交換装置７２の状態は、取り外した固定ナット７０をナット回動部８６で保持し、取り外した切削ブレード６６をブレードラック１００の円柱状凸部１０４に挿入しようとする状態を示している。

取り外した切削ブレード６６を円柱状凸部１０４に挿入した後、ブレード交換装置の移動機構７８を駆動して、ブレード着脱部８４を新たな切削ブレード６６が挿入されている円柱状凸部１０２に対面させ、ブレード着脱部８４の把持爪１１８で切削ブレード６６の円形基台６６ａを保持して円柱状凸部１０２から新たな切削ブレード６６を引き出す。

次いで、ブレード交換装置７２の移動機構７８を駆動してブレード交換装置７２をＸ軸方向に移動し、ブレード着脱部８４をスピンドル先端部５０と対面させる。この状態でエアシリンダ９０を駆動することにより、移動部９２をＹ軸方向に移動して把持爪１１８で把持した新たな切削ブレード６６をブレードマウント５４のボス部５６に挿入する。

この時、保持部１１２で保持した切削ブレード６６がブレードマウント５４のボス部５６に対して多少傾いていたとしても、保持部１１２は傾動可能な連結機構１１５により空中に保持されているため、ブレードマウント５４のボス部５６に倣って挿入しようとする切削ブレード６６の挿入穴６６ｂの角度が自然と調整され、噛むことなく切削ブレード６６をブレードマウント５４のボス部５６に装着することができる。

新たな切削ブレード６６をブレードマウント５４のボス部５６に装着した後には、ブレード交換装置７２のナット回動部８６が保持している固定ナット７０をブレードマウント５４のボス部５６に形成された雄ねじ６０に螺合して締め付けることにより、切削ブレード６６をブレードマウント５４に固定する。

ブレードマウントに切削ブレードを着脱する際、移動部９２ではなく、切削ユニットの移動機構２２を駆動させ、ブレード交換装置の第１保持部に向かってブレードマウントを進退させても良い。

また、同様に固定ナットをブレードマウントに着脱する際にも、移動機構２２を駆動させて第２保持部に向かってブレードマウントを進退させても良い。このような構成にすることで、ブレード交換装置の移動部を省略することができ、安価で、故障箇所の削減を実現することも可能となる。

１４ 切削ユニット
５０ スピンドル先端部
５４ ブレードマウント
５６ ボス部
５８ フランジ部
６６ 切削ブレード
６６ａ 円形基台
６６ｂ 挿入穴
６６ｃ 切刃
７０ 固定ナット
７２ ブレード交換装置
７６ ピン穴
８４ ブレード着脱部
８６ ナット回動部
９２，９８ 移動部
１００ ブレードラック
１０２，１０４ 円柱状凸部
１１０ 保持部
１１２ 大径保持部
１１５ 連結機構
１２６ａ，１２６ｂ，１３２ａ，１３２ｂ コイルばね
１３４ 吸盤
１４２ 回転軸
１４４ 開口付きプレート
１５２，１５８ コイルばね
１６０ ジャケット
１６０ａ 保持部
１６４ ピン

Claims (9)

1. スピンドルの先端に装着されたブレードマウントに固定される切削ブレードでチャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ユニットと、該切削ユニットを該スピンドルの軸心方向に移動する移動機構と、中央に挿入穴を有する円形基台と該円形基台の外周縁に固定された切刃とを含む切削ブレードを該ブレードマウントに着脱して交換するブレード交換装置と、を備えた切削装置であって、
   該ブレードマウントは、
   該切削ブレードの該挿入穴に挿通し、該スピンドルの軸心方向に延在するボス部と、該ボス部の後方で該ボス部と一体的に径方向に突出して形成され、該切削ブレードが突き当たるフランジ部と、を含み、
   該ブレード交換装置は、
   該切削ブレードの該円形基台を着脱自在に保持する第１保持部と、該第１保持部を支持し、該切削ブレードの該挿入穴を該ブレードマウントの該ボス部と対面する着脱装着位置に移動させ、該移動支持部に対して該第１保持部を傾き自在に連結する第１連結機構と、を含むブレード着脱部を備え、
   該第１連結機構は、該第１保持部の複数個所で該第１保持部を反対方向に引っ張りつつ該移動支持部に傾動可能に固定する複数の第１弾性部材対を含み、
   該第１保持部にかかる重力と、該複数の第１弾性部材対の作用する力と、が釣り合って該第１保持部を傾動可能に空中に支持することを特徴とする切削装置。
2. 該移動支持部は、該切削ブレードの該挿入穴を該ブレードマウントの該ボス部と対面させた該第１保持部を該ボス部の軸心方向と平行方向に進退させ、該切削ブレードを該ボス部に嵌合又は該ボス部から離脱させる第１移動部を備え、
   該第１保持部は、該移動支持部の該第１移動部に、該第１連結機構によって傾き自在に連結される請求項１記載の切削装置。
3. 該ブレード交換装置は、該ブレードマウントの該ボス部に挿入された該切削ブレードを該ボス部に固定する固定ナットを着脱自在に保持する第２保持部と、該移動支持部に配設され該ボス部に嵌合された該固定ナットを回転する回転手段と、該移動支持部に対して該第２保持部を傾き自在に連結する第２連結機構と、を含むナット回動部を更に備えた請求項１又は２記載の切削装置。
4. 該移動支持部は、固定ナットを該ブレードマウントの該ボス部と対面させた該第２保持部を該ボス部の軸心方向と平行方向に進退させ、該固定ナットを該ボス部に嵌合又は該ボス部から離脱させる第２移動部を備え、
   該第２保持部は、該移動支持部の該第２移動部に、該第２連結機構によって傾き自在に連結される請求項３記載の切削装置。
5. 該一対の第１弾性部材対は引き合う該弾性部材の付勢力が等しいコイルばね対から構成される請求項１～４の何れかに記載の切削装置。
6. 該第１保持部は、該切削ブレードの該円形基台を把持する複数の把持爪を備える請求項１～５の何れかに記載の切削装置。
7. 該第１保持部は、該切削ブレードの該円形基台を吸引保持する吸引部を備える請求項１～５の何れかに記載の切削装置。
8. 該第１連結機構は、保持した該切削ブレードの該円形基台の該挿入穴の中央に対応する位置を該第１保持部の軸心とする請求項１～７の何れかに記載の切削装置。
9. 該固定ナットは複数のピン穴を有し、該ナット回動部の該第２保持部は該固定ナットの該ピン穴に挿入可能な複数のピンを有する請求項３又は４記載の切削装置。

Images