特許 6202959 両頭平面研削盤用の静圧パッド及びワークの両頭平面研削方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202959

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】両頭平面研削盤用の静圧パッド及びワークの両頭平面研削方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 41/06 20120101AFI20170914BHJP

   B24B 7/17 20060101ALI20170914BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   B24B41/06 L

   B24B7/17 Z

   H01L21/304 622G

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-191678(P2013-191678)

(22)【出願日】2013年9月17日

(65)【公開番号】特開2015-58482(P2015-58482A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年6月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000167222

【氏名又は名称】光洋機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001645

【氏名又は名称】特許業務法人谷藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉井 純

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０６４２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２９３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２５７５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０９６０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０５５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５４８２４９７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ５／００−７／３０

Ｂ２４Ｂ４１／００−５１／００

Ｈ０１Ｌ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

静圧パッド本体の砥石配置部を除くワーク対応領域に、静圧流体を介してワークを静圧支持する複数の静圧支持部と、該静圧支持部を通過した静圧流体又は、静圧流体及び前記砥石配置部側から飛散する研削流体を外部へと排出する排出通路とを備えた両頭平面研削盤用の静圧パッドにおいて、
静圧流体又は、静圧流体及び前記砥石配置部から飛散する研削流体を滞留させずに排出する前記排出通路を介して前記複数の静圧支持部を前記ワーク対応領域に分散して配置し、
前記静圧支持部の総面積が前記排出通路の総面積よりも小である
ことを特徴とする両頭平面研削盤用の静圧パッド。

【請求項2】

前記砥石配置部の周辺に前記排出通路を介して周方向に複数の前記静圧支持部を配置した
ことを特徴とする請求項１に記載の両頭平面研削盤用の静圧パッド。

【請求項3】

前記静圧支持部は、前記砥石配置部の周辺に前記排出通路を介して配置された周方向に複数個の主静圧支持部と、
前記ワーク対応領域の外周部に前記排出通路を介して配置された周方向に複数個の補助静圧支持部とを含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の両頭平面研削盤用の静圧パッド。

【請求項4】

前記各静圧支持部は、前記砥石配置部に近い部分の外周が、該砥石配置部に近づくにつれ幅が小さくなる形状である
ことを請求項１〜３の何れかに記載の両頭平面研削盤用の静圧パッド。

【請求項5】

前記補助静圧支持部は前記主静圧支持部よりも突出高さが小である
ことを特徴とする請求項３に記載の両頭平面研削盤用の静圧パッド。

【請求項6】

前記各静圧支持部は静圧流体の供給孔を有するポケットと、該ポケットを取り囲むランド部とを有する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の両頭平面研削盤用の静圧パッド。

【請求項7】

前記ポケットは前記ワーク側に拡開するテーパー面を有し、
該ポケット内に、前記テーパー面に対して前記静圧流体を放射状に吐出するノズルを備えた
ことを特徴とする請求項６に記載の両頭平面研削盤用の静圧パッド。

【請求項8】

一対の静圧パッドの静圧支持部に供給される静圧流体を介してワークを両側から静圧支持した状態で回転させて、一対の研削砥石から研削部位へと研削流体を供給しながら、前記ワークの両面を前記研削砥石により研削するに際して、
静圧流体又は静圧流体及び前記研削砥石から飛散する研削流体を滞留させずに排出する排出通路を介して複数の前記静圧支持部がワーク対応領域に分散して配置され、前記静圧支持部の総面積が前記排出通路の総面積よりも小である前記静圧パッドを用いる
ことを特徴とするワークの両頭平面研削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、両頭平面研削盤用の静圧パッド及びワークの両頭平面研削方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

横型両頭平面研削盤において、左右一対の研削砥石によりシリコンウェーハ等の薄板状のワークの両面を研削する際には、左右一対の静圧パッドによりその静圧支持部に供給された静圧流体を介してワークを板厚方向の両側から静圧保持した状態で回転させて、左右一対の研削砥石の内周側から研削部位へと研削流体を供給しながら、ワークの両面を両研削砥石により所定厚さに研削する。

【0003】

この両頭平面研削に使用する静圧パッドには、従来、静圧パッド本体のワーク対応領域の内、その砥石配置部を除く略全域でワークを静圧支持すべく、面積の広い静圧支持部を砥石配置部に近い側と遠い側とに周方向に複数配置し、その各静圧支持部間に溝幅の狭い排出通路を網目状に配置したもの（特許文献１）と、砥石配置部の周辺近傍に、静圧支持部のないフリー領域を設け、このフリー領域を除く略全域に、同様に複数の静圧支持部と網目状の排出通路とを配置したもの（特許文献２）とがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−２０５５２８号公報

【特許文献2】特開２００７−５２９３３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の静圧パッドでは、前者、後者の何れの場合にも、各静圧支持部の面積が広く周長が長いため、所定の静圧でワークを支持するには各静圧支持部毎に多量の静圧流体を要し、全静圧支持部での静圧流体の消費量が非常に増大すると共に、その静圧流体の消費量の増大に伴い静圧流体の供給・回収系統等の付帯設備が大型化する問題がある。

【0006】

また静圧支持部間の排出通路が溝幅の狭い網目状であって通路抵抗が大きく、その排出通路に各静圧支持部からの多量の静圧流体が集中して静圧流体の排出に時間を要する上に、研削砥石の研削部位に供給された研削流体が研削砥石の遠心力を受けて静圧パッド本体側へと飛散するため、砥石配置部の周辺近傍では静圧流体と研削流体とが滞留し易くなり、それが原因してワークの研削精度が低下する問題がある。

【0007】

例えば、前者の静圧パッドのように静圧支持部及び排出通路が砥石配置部の外周に接近する場合には、静圧支持部からの静圧流体と、研削砥石から飛散する研削流体とが砥石配置部の内周近傍で衝突して滞留することがある。

【0008】

また後者の静圧パッドのように砥石配置部の外周近傍にフリー領域がある場合には、そのフリー領域自体が一種の滞留ポケットとなって、静圧支持部からの静圧流体と研削砥石から飛散する研削流体とがフリー領域で衝突して多量の流体が滞留することがある。

【0009】

そして、砥石配置部の周辺近傍で流体の滞留、取り分け多量の研削流体を含む流体の滞留が発生すれば、研削砥石によるワークの研削時の研削熱によって研削流体の温度が上昇しているため、その研削流体の温度上昇により静圧パッド、ワークが局部的に熱変形してワークの研削精度の低下を招く惧れがある。

【0010】

本発明は、このような問題点に鑑み、静圧流体の消費量を削減できると共に、静圧流体の供給・回収等に関係する付帯設備を小型化でき、しかも静圧流体又は、静圧流体及び研削流体の滞留に伴う研削精度の低下を防止できる両頭平面研削盤用の静圧パッド及びワークの両頭平面研削方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係る両頭平面研削盤用の静圧パッドは、静圧パッド本体の砥石配置部を除くワーク対応領域に、静圧流体を介してワークを静圧支持する複数の静圧支持部と、該静圧支持部を通過した静圧流体又は、静圧流体及び前記砥石配置部側から飛散する研削流体を外部へと排出する排出通路とを備えた両頭平面研削盤用の静圧パッドにおいて、静圧流体又は、静圧流体及び前記砥石配置部から飛散する研削流体を滞留させずに排出する前記排出通路を介して前記複数の静圧支持部を前記ワーク対応領域に分散して配置し、前記静圧支持部の総面積が前記排出通路の総面積よりも小さくなるようにしたものである。

【0012】

前記砥石配置部の周辺に前記排出通路を介して周方向に複数の前記静圧支持部を配置してもよい。前記静圧支持部は、前記砥石配置部の周辺に前記排出通路を介して配置された周方向に複数個の主静圧支持部と、前記ワーク対応領域の外周部に前記排出通路を介して配置された周方向に複数個の補助静圧支持部とを含むこともある。

【0013】

前記各静圧支持部は、前記砥石配置部に近い部分の外周が、前記砥石配置部に近づくにつれ幅が小さくなる形状であることが望ましい。前記補助静圧支持部は前記主静圧支持部よりも突出高さが小であってもよい。

【0014】

前記各静圧支持部は静圧流体の供給孔を有するポケットと、該ポケットを取り囲むランド部とを有するものでもよい。前記ポケットは前記ワーク側に拡開するテーパー面を有し、該ポケット内に、前記テーパー面に対して前記静圧流体を放射状に吐出するノズルを備えたものでもよい。

【0015】

本発明に係るワークの両頭平面研削方法は、一対の静圧パッドの静圧支持部に供給される静圧流体を介してワークを両側から静圧支持した状態で回転させて、一対の研削砥石から研削部位へと研削流体を供給しながら、前記ワークの両面を前記研削砥石により研削するに際して、静圧流体又は静圧流体及び前記研削砥石から飛散する研削流体を滞留させずに排出する排出通路を介して複数の前記静圧支持部がワーク対応領域に分散して配置され、前記静圧支持部の総面積が前記排出通路の総面積よりも小である前記静圧パッドを用いるものである。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、静圧流体の消費量を削減できると共に、静圧流体の供給・回収等に関係する付帯設備を小型化でき、しかも静圧流体又は、静圧流体及び研削流体の滞留に伴う研削精度の低下を防止できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施形態を示す横型両頭平面研削盤の概略側面図である。

【図2】同概略正面断面図である。

【図3】同静圧パッドの拡大断面図である。

【図4】同静圧パッドの静圧支持部の拡大図である。

【図5】同研削流体の飛散説明図である。

【図6】同研削流体の飛散説明図である。

【図7】本発明の第２の実施形態を示す静圧パッドの断面図である。

【図8】本発明の第３の実施形態を示す静圧パッドの断面図である。

【図9】本発明の第４の実施形態を示す静圧パッドの側面図である。

【図10】同変形例を示す静圧パッドの側面図である。

【図11】本発明の第５の実施形態を示す静圧パッドの側面図である。

【図12】本発明の第６の実施形態を示す静圧パッドの側面図である。

【図13】本発明の第７の実施形態を示す静圧パッドの側面図である。

【図14】本発明の第８の実施形態を示す静圧パッドの側面図である。

【図15】本発明の第９の実施形態を示す静圧パッドの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、シリコンウェーハ等の薄板状のワークの両面を平面研削する横型両頭平面研削盤に採用した本発明の実施形態を例示する。図１は横型両頭平面研削盤の概略側面図、図２はその概略正面断面図、図３は静圧パッドの拡大断面図、図４は静圧パッドの静圧支持部の拡大図である。なお、静圧支持部の突出量、ワークの厚み等は判り易くするために誇張して描いている。

【0019】

横型両頭平面研削盤は、図１、図２に示すように、左右に相対向して配置され且つワークＷを静圧等の静圧流体を介して静圧支持する左右一対の静圧パッド１と、各静圧パッド１の砥石配置部２に対応して左右方向の軸心廻りに回転自在に配置され且つ静圧パッド１により静圧支持されたワークＷの左右の両面を研削する左右一対の研削砥石３と、静圧パッド１により静圧支持されたワークＷをその略中心の軸心廻りに回転させるキャリア４とを備えている。

【0020】

研削砥石３はカップ型砥石等であって、ワークＷの研削時には、図２に矢印で示すように内周側から研削部位５に対して研削水等の研削流体を供給するようになっている。キャリア４は外周がキャリアリング６により保持され、またキャリアリング６は周方向に複数個の支持手段７により回転自在に支持されている。キャリアリング６は内周にリングギヤ８を有し、そのリングギヤ８の上部側に噛合する駆動ギヤ９により左右方向の軸心廻りに回転駆動されている。

【0021】

支持手段７はローラ式、ベルト式、静圧支持式等の適宜手段を採用すればよい。なお、支持手段７はローラ式、静圧支持式等の場合には周方向に３個以上、ベルト式の場合には周方向に２個以上配置されるのが一般的であるが、その数は問題ではない。

【0022】

各静圧パッド１はワークＷに対応するワーク対応領域１２を有し且つワークＷよりも大きい略円板状に形成された静圧パッド本体１０と、静圧パッド本体１０のワーク対応領域１２に分散して配置され且つ静圧流体を介してワークＷを静圧支持する静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４と、静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４間に設けられ且つ静圧流体、研削流体を滞留させずに排出する排出通路１７とを備えている。

【0023】

静圧パッド本体１０はワーク対応領域１２の下部側に板厚方向に貫通する砥石配置部２が切り欠き形成され、またワーク対応領域１２の外周側の全周にキャリアリング６等に対応する段差部１１が形成されている。砥石配置部２にはワークＷを研削するための研削砥石３が配置されている。

【0024】

静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４は、静圧パッド本体１０の砥石配置部２を除くワーク対応領域１２に排出通路１７を介して分散して配置されている。この各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４は、略中央に静圧流体の供給孔２３が設けられたポケット１５と、このポケット１５を取り囲んでワークＷ側へと突出する環状のランド部１６とを備えている。各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４間には、幅の広い排出通路１７が連続状に形成されており、この排出通路１７を介して、各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４がワーク対応領域１２に分散されている。

【0025】

この静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４には、図１、図２に示すように、研削砥石３の周辺部近傍（砥石配置部２の周縁近傍）に周方向に所定間隔を置いて配置された複数個（例えば３個）の主静圧支持部１３−１〜１３−３と、ワーク対応領域１２の外周部（ワークＷの外周部）に対応して周方向に所定間隔を置いて配置された複数個（例えば４個）の補助静圧支持部１４−１〜１４−４との二種類がある。

【0026】

３個の主静圧支持部１３−１〜１３−３の内、中間の主静圧支持部１３−１は研削砥石３の上側近傍に配置され、両側の主静圧支持部１３−２，１３−３は砥石配置部２、研削砥石３の径方向の略両側に夫々配置されている。なお、主静圧支持部１３−１〜１３−３は外周のランド部１６が略真円状であり、その内側に略同心状にポケット１５が設けられている。

【0027】

主静圧支持部１３−１〜１３−３のポケット１５は、図３、図４に示すように、底面側から開口側（ワークＷ側）へと拡大するテーパー面１８を内周に有し、その開口端側に浅い大径部２０が設けられ、また底面側の略中心にはテーパー面１８に向かって静圧流体を放射状に供給する供給ノズル２２が設けられている。

【0028】

供給ノズル２２は螺合部２４を介して静圧パッド本体１０の供給孔２３側に螺合されたノズルヘッド２５を有し、このノズルヘッド２５に周方向に複数のノズル孔２６が放射状に形成されている。

【0029】

４個の補助静圧支持部１４−１〜１４−４の内、中間の２個の補助静圧支持部１４−１，１４−２は中間の主静圧支持部１３−１の上方で駆動ギヤ９を挟む周方向の両側に配置され、周方向の両端側の補助静圧支持部１４−３，１４−４は中間の主静圧支持部１３−１に対して静圧パッド本体１０の径方向の略両側で且つ周方向の両端側の主静圧支持部１３−２，１３−３の斜め外上側に配置されている。

【0030】

また４個の補助静圧支持部１４−１〜１４−４は、主静圧支持部１３−１〜１３−３よりもワークＷ側への突出量が僅かに低くなっている。これはワークＷが反っていた場合に、静圧流体の静圧力がワークＷの外周部に強く作用してワークＷの研削精度を阻害しないようにするためである。

【0031】

主静圧支持部１３−１〜１３−３と補助静圧支持部１４−１〜１４−４は高低差があるため別々の供給源（図示省略）に接続されており、その各供給源から供給される静圧流体により略同等の静圧でワークＷを支持するようになっている。各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４毎に流量調整弁、圧力調整弁等の調整手段を介して共通の供給源に接続してもよい。

【0032】

なお、左右の静圧パッド１の主静圧支持部１３−１〜１３−３、補助静圧支持部１４−１〜１４−４の静圧流体の静圧は略同等にしているが、ワークＷの反りを容易に吸収する上からは、補助静圧支持部１４−１〜１４−４側の静圧を主静圧支持部１３−１〜１３−３側よりも若干低くしてもよい。

【0033】

補助静圧支持部１４−１〜１４−４と主静圧支持部１３−１〜１３−３との高低差は例えば２〜３０μｍ程度が適当であるが、ワークＷの直径、厚み等の諸条件を考慮してワークＷの研削精度への影響を緩和できる範囲で適宜決定すればよい。主静圧支持部１３−１〜１３−３と補助静圧支持部１４−１〜１４−４は略同一高さでもよい。

【0034】

補助静圧支持部１４−１〜１４−４のポケット１５は、図３に示すように、主静圧支持部１３−１〜１３−３と同様に底面側から開口側（ワークＷ側）へと拡大するテーパー面１９を内周に有する。

【0035】

４個の補助静圧支持部１４−１〜１４−４は、ワーク対応領域１２の中央側部分（砥石配置部２側）と外周側部分（砥石配置部２側と反対側）とでランド部１６の外周形状が異なっている。例えば、ランド部１６の中央側部分は所定幅でポケット１５に対して略同心の円弧状に形成されているのに対してランド部１６の外周側部分はワーク対応領域１２の外周縁に沿って周方向に長く形成されている。これはランド部１６の一部を利用して、ワークＷのローディング時に使用するワーク吸着孔（図示省略）を設けるためである。

【0036】

なお、補助静圧支持部１４−１〜１４−４の外周形状、即ちランド部１６の外周形状は、主静圧支持部１３−１〜１３−３と同様に円形状に構成してもよいし、配置部位の周辺部分の条件に応じて円形以外の湾曲形状又は屈曲形状を選択することも可能である。しかし、排出通路１７内の静圧流体、研削流体を滞留させずに排出する上からは、主静圧支持部１３−１〜１３−３及び補助静圧支持部１４−１〜１４−４は、砥石配置部２に近い部分の外周が、この砥石配置部２に近づくにつれて幅が小さくなる形状であることが望ましい。

【0037】

静圧パッド本体１０のワーク対応領域１２には、各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４の外側に排出通路１７が連続状に形成されている。この排出通路１７は、排出通路１７内の静圧流体及び研削流体を滞留させずに速やかに静圧パッド１の外部へと排出するに必要な排出能力を有し、排出通路１７への静圧流体、研削流体の単位時間当たりの流入量よりも単位時間当たりの排出容量が大になっている。

【0038】

例えば、排出通路１７は、単位時間当たりの排出能力が静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４に供給される静圧流体の単位時間当たりの供給量に、研削砥石３側から研削部位５を経て排出通路１７へと流入する研削流体の単位時間当たりの流入量を加えた総和と略同じか又は総和よりも大となる通路断面積を有し、排出通路１７内の静圧流体、研削流体に正の静圧を発生させずに速やかに排出できるように構成されている。

【0039】

従って、静圧パッド本体１０の砥石配置部２を除くワーク対応領域１２には、正の静圧を発生させずに静圧流体及び研削流体を速やかに排出できるだけの十分な通路断面積を有する排出通路１７があり、その排出通路１７を介して複数の静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４が分散状に配置されることとなり、個々の静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４は相対的に小面積となる。

【0040】

中間の２個の補助静圧支持部１４−１，１４−２は中間の主静圧支持部１３−１に対して研削砥石３と反対の上側に配置され、両端側の補助静圧支持部１４−３，１４−４は両側の主静圧支持部１３−２，１３−３に対して研削砥石３と略反対の斜め外上側に配置されている。

【0041】

従って、砥石配置部２側から見た場合、４個の補助静圧支持部１４−１〜１４−４は、３個の主静圧支持部１３−１〜１３−３の背後に位置する関係にある。そして、中間の主静圧支持部１３−１と中間の補助静圧支持部１４−１，１４−２とにより、静圧パッド１及び研削砥石３の略中心を通る上下方向（縦方向）の第１静圧支持部列２９が、また両端側の主静圧支持部１３−２，１３−３と両端側の補助静圧支持部１４−３，１４−４とにより、第１静圧支持部列２９の両側に斜め方向の第２静圧支持部列３０が夫々構成され、その第１静圧支持部列２９と第２静圧支持部列３０との間には、砥石配置部２の研削砥石３の略中心から外側へと通路幅の広い主通路部１７ａが略直線状又は放射状に設けられている。

【0042】

ワークＷの両面を平面研削するに際しては、左右一対の静圧パッド１によりキャリア４内のワークＷを静圧流体を介して静圧支持し、駆動ギヤ９の駆動によりキャリア４を介してワークＷを軸心廻りに回転させながら、一対の研削砥石３の回転によりワークＷを研削する。このとき各研削砥石３の研削部位５に内周側から研削流体を供給する。

【0043】

静圧パッド１の各ポケット１５に静圧流体を供給すると、その静圧流体は静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４のランド部１６とワークＷとの間から、ランド部１６の全周で外側の排出通路１７側へと流出するため、その静圧流体を介してワークＷを静圧支持することができる。

【0044】

各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４を通過した静圧流体、研削砥石３側から飛散して流入した研削流体は、排出通路１７を経て滞留させずに速やかに静圧パッド本体１０の外側へと排出することができる。このため排出通路１７内での静圧流体、研削流体の滞留に伴う問題を解消でき、ワークの研削精度の向上を図ることができる。

【0045】

また静圧パッド本体１０の砥石配置部２を除くワーク対応領域１２に、静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４からの静圧流体、研削砥石３側から飛散して流入した研削流体を滞留させずに排出するに必要な排出通路１７を確保しており、この排出通路１７を介して複数の静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４を分散して配置しているので、排出通路１７が溝幅の狭い網目状の場合に比較して各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４が全体に占める比率が少なくなり、個々の静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４の面積を小さくすることができる。

【0046】

このように各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４の面積を小さくできることにより、静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４に供給される静圧流体を介してワークＷを静圧支持するに当たっても、静圧流体の供給量を少なく抑えながらワークＷを確実に支持することが可能である。従って、全静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４でワークＷを静圧支持するために必要な静圧流体の供給量が少なくなり、静圧流体の消費量を大幅に削減することができると共に、その静圧流体の供給・回収に必要な付帯設備も小型化することができる。

【0047】

また個々の静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４の面積が小さくなれば、砥石配置部２を除くワーク対応領域１２の略全域でワークＷを静圧支持できなくなるが、キャリア４により保持された状態で高速回転するワークＷを複数の静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４により分散支持するため、一対の研削砥石３によりワークＷを両側から挟んで研削することと相俟って、板厚方向への振動等を発生することなくワークＷを安定的に静圧支持することが可能である。

【0048】

しかも個々の静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４の面積が小さくなり、各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４への静圧流体の供給量が少なくなれば、ポケット１５の略中央に１個の供給孔２３を設ける程度で静圧流体の供給が可能になるため、静圧パッド本体１０の内外に設けられる静圧流体供給用の連通路等も簡単にできる利点がある。

【0049】

更に内側の３個の主静圧支持部１３−１〜１３−３の静圧流体により研削砥石３の近傍でワークＷを支持し、主静圧支持部１３−１〜１３−３よりも突出量が小さい４個の補助静圧支持部１４−１〜１４−４の静圧流体によりワークＷの外周部分を補助的に支持するため、ワークＷに多少の反りがあるような場合でも、その反りの影響を受けずにワークＷを確実に静圧支持しながら研削することが可能であり、研削精度の向上を図ることができる。

【0050】

３個の主静圧支持部１３−１〜１３−３のポケット１５は開口側に浅い大径部２０を有する二段構造であるため、大径部２０の開口端と同一径で二段構造になっていないものに比較して、ポケット１５内の容量を少なくしながらその開口量を大きくすることができる。このため静圧流体を介してワークＷを静圧支持するときの支持範囲を大きくでき、しかもワークＷの静圧支持に要する静圧流体の使用量を少なくすることができる。

【0051】

また各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４のポケット１５は、その内周がテーパー面１８，１９となっており、中心側の供給ノズル２２から供給された静圧流体がポケット１５のテーパー面１８，１９に沿って拡散しながら流れるため、各ポケット１５内の静圧流体に渦が発生するようなことはなく、ランド部１６の全周に略均等に静圧流体を拡散させることができる。

【0052】

主静圧支持部１３−１〜１３−３と補助静圧支持部１４−１〜１４−４との静圧流体の供給量は略同じでもよいが、主静圧支持部１３−１〜１３−３のポケット１５内に供給ノズル２２があり、ランド部１６の内周にテーパー面１８があるため、この主静圧支持部１３−１〜１３−３の静圧流体の供給量を補助静圧支持部１４−１〜１４−４側よりも大にすることが可能である。

【0053】

何故なら主静圧支持部１３−１〜１３−３のポケット１５には、供給ノズル２２の周方向に複数のノズル孔２６から放射状に静圧流体が供給される。そして、その静圧流体はテーパー面１８に沿ってポケット１５の開口側へと流れた後、大径部２０を経て主静圧支持部１３−１〜１３−３のランド部１６とワークＷとの隙間の全周から外側へと略均等に流れる。

【0054】

そのため主静圧支持部１３−１〜１３−３の静圧流体の供給量が補助静圧支持部１４−１〜１４−４側よりも大であっても、静圧流体の供給を開始したときに、その静圧流体がワークＷに対して略直角に当たって局部的に衝撃をかけるようなことはない。

【0055】

またワークＷの研削中は研削砥石３の内周側から研削部位５へと研削流体を供給するが、その研削流体は研削砥石３の遠心力を受けて静圧パッド１の砥石配置部２の内周側に向けて飛散し、その一部が図５及び図６に示すように、研削砥石３の近傍の主静圧支持部１３−１〜１３−３に当たるか、又は各主静圧支持部１３−１〜１３−３の間を通り抜ける等して、静圧パッド本体１０のワーク対応領域１２側へと流入する。

【0056】

しかし、静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４の砥石配置部２側の外周形状が研削流体の流れを阻止し難い形状である上に、各主静圧支持部１３−１〜１３−３の背後に各補助静圧支持部１４−１〜１４−４が夫々位置し、しかも中間の主静圧支持部１３−１及び補助静圧支持部１４−１，１４−２により構成される第１静圧支持部列２９と、両端側の主静圧支持部１３−２，１３−３及び補助静圧支持部１４−３，１４−４により構成される第２静圧支持部列３０との間に、研削砥石３の略中心から放射方向に略直線状に延びる通路幅の広い主通路部１７ａがあるため、ワーク対応領域１２側に流入した研削流体を静圧流体と共に排出通路１７を経て静圧パッド本体１０外へと速やかに排出することができる。

【0057】

また排出通路１７内の静圧流体、研削流体を円滑に排出できるため、静圧パッド１の砥石配置部２と研削砥石３との隙間を小さくして、主静圧支持部１３−１〜１３−３を研削砥石３の周辺近傍に極力近付けて配置することも可能である。このため主静圧支持部１３−１〜１３−３間の排出通路１７の幅が大であるにも拘わらず、主静圧支持部１３−１〜１３−３側でワークＷを確実に静圧支持して研削精度の向上を図ることができる。

【0058】

図７は本発明の第２の実施形態を例示する。この実施形態では、静圧パッド１の主静圧支持部１３−１〜１３−３のポケット１５の他に、補助静圧支持部１４−１〜１４−４のポケット１５内にも、周方向に放射状にノズル孔３１を有する供給ノズル３２が底面側に設けられている。また補助静圧支持部１４−１〜１４−４のポケット１５の開口端側にも、主静圧支持部１３−１〜１３−３のポケット１５と同様に浅い大径部２１が設けられている。

【0059】

このように各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４のポケット１５に供給ノズル２２，３２、大径部２０，２１を設けてもよい。補助静圧支持部１４−１〜１４−４のポケット１５は、供給ノズル３２と大径部２１との何れかを省略してもよい。

【0060】

図８は本発明の第３の実施形態を例示する。この実施形態では、静圧パッド１の主静圧支持部１３−１〜１３−３のポケット１５、補助静圧支持部１４−１〜１４−４のポケット１５は何れも内周面が直円筒状であり、第１、第２の実施形態の供給ノズル２２，３２、テーパー面１８，１９が省略されている。

【0061】

このように各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４のポケット１５は内周面が直円筒状で、供給ノズル２２，３２、テーパー面１８，１９のない構造でもよい。また大径部２０，２１を省略してもよい。

【0062】

図９は本発明の第４の実施形態を、図１０はその変形例を例示する。この実施形態では、研削砥石３の近傍側に複数個、例えば図９では４個の主静圧支持部１３−１〜１３−４を、図１０では５個の主静圧支持部１３−１〜１３−５を夫々配置し、第１〜第３の実施形態における外周側の補助静圧支持部１４−１〜１４−４を省略している。

【0063】

図９では周方向の両端側の主静圧支持部１３−３，１３−４が研削砥石３の径方向の略両側近傍に配置され、残りの２個の主静圧支持部１３−１，１３−２が周方向の中間に略等間隔をおいて配置されている。

【0064】

また図１０では周方向の中間と両端側との３箇所に研削砥石３に接近して主静圧支持部１３−１，１３−４，１３−５が配置され、残りの２個の主静圧支持部１３−２，１３−３が研削砥石３から若干離れて周方向の中間に配置されている。

【0065】

このように主静圧支持部１３−１〜１３−４、又は主静圧支持部１３−１〜１３−５のみでワークＷを静圧支持するようにしてもよい。なお、周方向に５個の主静圧支持部１３−１〜１３−５を設けるように、その数が多くなる場合には、一部の主静圧支持部１３−２，１３−３は研削砥石３から若干離れるようにして、主静圧支持部１３−１〜１３−５相互間の排出通路１７の通路幅を確保するようにしてもよい。

【0066】

図１１は本発明の第５の実施形態を例示する。この実施形態では、静圧パッド本体１０の主静圧支持部１３−１〜１３−３相互間にその砥石配置部２と連続する凹部３４が設けられており、この凹部３４側では静圧パッド本体１０の内周と研削砥石３との隙間が大になっている。

【0067】

複数個の主静圧支持部１３−１〜１３−３を研削砥石３の周辺に配置する場合には、このように主静圧支持部１３−１〜１３−３間に凹部３４を設けて静圧パッド本体１０の裏側へと研削流体を排出するようにしてもよい。

【0068】

図１２は本発明の第６の実施形態を例示する。この実施形態では、静圧パッド本体１０の砥石配置部２側の内周縁との間に所定の間隔をおいて、その砥石配置部２の周辺近傍に複数の静圧支持部１３−１〜１３−３が配置されている。

【0069】

例えば、３個の静圧支持部１３−１〜１３−３の内、２個の静圧支持部１３−２，１３−３は、砥石配置部２内に配置された研削砥石３の中心部Ｏ１よりも外側を通るワークＷの略同心円３３ａ上において、砥石配置部２に対して周方向の両側に配置されている。また１個の静圧支持部１３−１は、ワークＷの中心部Ｏ２近傍で静圧支持部１３−２，１３−３間の略中央に配置されている。

【0070】

なお、静圧支持部１３−２，１３−３はワークＷの同心円３３ａ上である必要はなく、ワークＷの径方向の近傍にあれば十分である。他の構成は各実施形態と同様である。

【0071】

このように砥石配置部２の周辺近傍に複数の静圧支持部１３−１〜１３−３を分散して配置する場合にも、研削砥石３と各静圧支持部１３−１〜１３−３との間に所定の間隔を確保すれば、左右一対の研削砥石３と左右一対の静圧パッド１との間に左右方向のズレがあるような場合でも、そのズレに沿ってワークＷを追従させることが可能であり、研削精度の低下を防止することができる。

【0072】

しかも研削砥石３の中心部Ｏ１よりも外側を通るワークＷの略同心円３３ａ上で砥石配置部２に対して周方向の両側に静圧支持部１３−２，１３−３を配置することにより、研削砥石３の両側の略一定位置でワークＷを確実に静圧支持することができる。またワークＷの中心側は静圧支持部１３−１により支持することができる。

【0073】

図１３は本発明の第７の実施形態を例示する。この実施形態では、ワークＷ（ワーク対応領域１２）の外周近傍に対応して周方向に複数の静圧支持部１３−１〜１３−４が配置されている。例えば、４個の主静圧支持部１３−１〜１３−４の内、中間の主静圧支持部１３−１，１３−２は研削砥石３の上側で駆動ギヤ９の両側に配置され、両側の主静圧支持部１３−３，１３−４は砥石配置部２、研削砥石３の径方向の略両側に夫々配置されている。

【0074】

なお、主静圧支持部１３−１〜１３−４は略同じ大きさであって、外周のランド部１６が略真円状であり、その内側に略同心状にポケット１５が設けられている。しかし、両側の主静圧支持部１３−３，１３−４を中間の主静圧支持部１３−１，１３−２よりも若干大きくする等、大きさ、形状、構造を変えてもよい。

【0075】

ワークＷの板厚、直径等の条件によっては、このようにワークＷの外周近傍に対応して静圧パッド本体１０に周方向に複数の静圧支持部１３−１〜１３−４を配置して、ワークＷの外周近傍を静圧流体により支持することも可能である。

【0076】

図１４は本発明の第８の実施形態を例示する。この実施形態では、研削砥石３に接近して周方向に３個の主静圧支持部１３−１〜１３−３が配置され、この主静圧支持部１３−１〜１３−３の周方向の中間で研削砥石３から外側に離れた位置に２個の補助静圧支持部１４−１，１４−２が配置されている。

【0077】

このように複数の主静圧支持部１３−１〜１３−３の他に、主静圧支持部１３−１〜１３−３よりもワークＷの外周寄りに複数の補助静圧支持部１４−１，１４−２を分散して配置する場合、その補助静圧支持部１４−１，１４−２はワーク対応領域１２の外周よりも内側にすることも可能である。

【0078】

図１５は本発明の第９の実施形態を例示する。この実施形態では、補助静圧支持部１４−１，１４−２のランド部１６が長円状又は楕円状に一方向に長く構成されている。

【0079】

補助静圧支持部１４−１，１４−２を設けるに当たっては、このようにランド部１６は長円状、楕円状、その他の形状に長く構成することも可能である、その場合、排出通路１７での静圧流体の流れを阻害しないように、ランド部１６は、砥石配置部２に近い部分の外周が、この砥石配置部２に近づくにつれて幅が小さくなる形状であることが望ましい。

【0080】

この補助静圧支持部１４−１，１４−２のランド部１６はワークＷの回転方向に長くしてもよいし、研削砥石３の略中心又はその近傍を通る遠近方向に長くしてもよい。また研削砥石３の略中心又はその近傍を通る遠近方向に対して斜めに交差する方向に長くしてもよい。従って、補助静圧支持部１４−１，１４−２のランド部１６の外周形状は、排出通路１７での静圧流体の流れを害しない限り任意の形状のものを採用することが可能である。

【0081】

なお、主静圧支持部１３−１〜１３−３のランド部１６についても、補助静圧支持部１４−１，１４−２と同様に特定の方向に長く構成してもよい。

【0082】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、主静圧支持部１３−１〜１３−３、補助静圧支持部１４−１〜１４−４の数は、ワークＷの直径等を考慮して適宜変更することも可能であり、例えば主静圧支持部を５個とし、補助静圧支持部を６個とすることも可能である。但し、主静圧支持部は３個以上とすることが望ましい。

【0083】

また各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４のポケット１５の側面視形状は、加工上からは真円状が望ましいが、研削砥石３に対して遠近方向に長い長円状、又はＳ字状等の屈曲状に形成する等、真円状以外の形状でもよい。ポケット１５の断面形状は二段状、テーパー状の他、直円筒状等、適宜形状を採用することができる。

【0084】

静圧パッド１のワーク対応領域１２側には、他の付属手段との干渉を避けながら、研削砥石３の略中心を通る方向、又はそれに近い方向に幅の広い排出通路１７を設けることが望ましい。また排出通路１７を設けるに当たっては、補助静圧支持部１４−１〜１４−４は省略してもよいし、主静圧支持部１３−１〜１３−３に近付けて、主静圧支持部と同数又は主静圧支持部よりも少数の補助静圧支持部を主静圧支持部に対して研削砥石３とは反対側の背後に配置することも可能である。

【0085】

静圧パッド１の砥石配置部２と研削砥石３との間の隙間は大きくしてもよいし、小さくしてもよい。但し、隙間をあまり大きくし過ぎると、研削精度にワークＷの反りによる影響が生じることになるので、研削精度に影響しない程度の隙間にする必要がある。

【0086】

また排出通路１７の通路断面積（排出能力）は静圧流体の供給量及び研削流体の流入量との相対的関係によって決まり、また静圧流体の供給量（消費量）は静圧支持部の面積と静圧支持部の数によって決まる。例えば、静圧支持部の面積（大きさ）は各実施形態に例示した程度が適当であるが、静圧支持部の面積を各実施形態よりも小さくして、その静圧支持部の数を増やすことも可能である。

【0087】

排出通路１７の排出能力を確保する場合、静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４の総面積に比較して排出通路１７の総面積を大にしてもよいし、通路深さが大であれば、静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４の総面積に比較して排出通路１７の総面積を小さくしてもよい。従って、静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４の数が増えて相互間の排出通路１７の幅が狭くなる場合には、各静圧支持部１３−１〜１３−３，１４−１〜１４−４の高さを大にして排出通路１７の排出能力を確保するようにしてもよい。

【0088】

静圧パッド本体１０の排出通路１７の底面側は平坦状にして、排出通路１７の全体の深さを同じにしているが、主通路部１７ａの深さを大にする等、静圧流体の排出性が向上する限り、部分的に異なる深さにしてもよい。

【0089】

各実施形態では、研削砥石３側から排出通路１７へと研削流体が流入する場合を例示しているが、研削砥石３側からの研削流体の流入がないか、又は研削流体の流入量が殆ど問題にならない程度の場合には、排出通路１７の排出能力は静圧流体を考慮して決定すればよい。

【符号の説明】

【0090】

１ 静圧パッド
２ 砥石配置部
３ 研削砥石
４ キャリア
５ 研削部位
１０ 静圧パッド本体
１２ ワーク対応領域
１３−１〜１３−３ 主静圧支持部
１４−１〜１４−４ 補助静圧支持部
１５ ポケット
１６ ランド部
１７ 排出通路
１７ａ 主通路部
１８，１９ テーパー面
２２，３２ 供給ノズル
２９ 第１静圧支持部列
３０ 第２静圧支持部列
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】