特許 6588307 回転機構

(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】6588307

(24)【登録日】2019年9月20日

(45)【発行日】2019年10月9日

(54)【発明の名称】回転機構

(51)【国際特許分類】

   B26D 3/10 20060101AFI20191001BHJP

   B26D 1/28 20060101ALI20191001BHJP

   B26D 5/08 20060101ALI20191001BHJP

【ＦＩ】

   B26D3/10 C

   B26D1/28 D

   B26D5/08 B

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-213859(P2015-213859)

(22)【出願日】2015年10月30日

(65)【公開番号】特開2017-80854(P2017-80854A)

(43)【公開日】2017年5月18日

【審査請求日】2018年8月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 晋一

【審査官】 飯田 義久

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６０−１０６１１５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−０２６７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２７４１１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２６Ｄ ３／１０

Ｂ２６Ｄ １／２８

Ｂ２６Ｄ ５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸と、該回転軸を回転させるモータと、該モータで回転される該回転軸の回転開始位置と該回転軸が該回転開始位置から３６０度以上回転した回転完了位置とを検出する検出手段と、を備え、該回転軸が該回転開始位置と該回転完了位置との間を回転する回転機構であって、
該検出手段は、
該回転軸の該回転開始位置を検出する原点センサと、
該回転軸の該回転完了位置を検出する終点センサと、
該回転軸に連結され該回転軸の回転により該回転軸の周囲を回動し該原点センサ及び該終点センサを反応させるドグと、
該回転軸の回転により該回転軸の周囲を回動する該ドグを該回転軸の軸方向に平行な上下方向に移動させる螺旋案内部と、を備え、
前記原点センサ及び前記終点センサは、異なる高さで設けられ、
該回転軸を少なくとも３６０度回転させることで前記ドグが前記原点センサ及び前記終点センサを反応させる回転機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転機構に関し、特に、ウエーハの表面に貼着されたテープを切断する切断装置に用いられる回転機構に関する。

【背景技術】

【0002】

ウエーハの表面に保護テープを貼着するテープマウンタにおいては、ウエーハに貼着された保護テープをウエーハの外周に沿って切断している。ウエーハは、例えば円形状を有しており、ウエーハ外周の保護テープにカッタを接触させ、ウエーハの中心を軸にカッタを３６０度回転させることで保護テープがウエーハの外周に沿って円形状に切断される（特許文献１又は特許文献２参照）。特許文献１、２では、カッタを３６０度回転させる機構として一般的なパルスモータが用いられる。カッタはパルスモータの回転軸を中心に回転される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−０８２６４２号公報

【特許文献2】特開２００４−０２５４０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、パルスモータで回転角度を制御する場合、モータとは別にモータを制御するためのコントローラが必要となる。このため、構成が複雑化する結果、コストアップの要因となってしまう。

【0005】

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でモータを所定の角度で回転させることができる回転機構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】

【0006】

本発明の回転機構は、回転軸と、回転軸を回転させるモータと、モータで回転される回転軸の回転開始位置と回転軸が回転開始位置から３６０度以上回転した回転完了位置とを検出する検出手段と、を備え、回転軸が回転開始位置と回転完了位置との間を回転する回転機構であって、検出手段は、回転軸の回転開始位置を検出する原点センサと、回転軸の回転完了位置を検出する終点センサと、回転軸に連結され回転軸の回転により回転軸の周囲を回動し原点センサ及び終点センサを反応させるドグと、回転軸の回転により回転軸の周囲を回動するドグを回転軸の軸方向に平行な上下方向に移動させる螺旋案内部と、を備え、前記原点センサ及び前記終点センサは、異なる高さで設けられ、回転軸を少なくとも３６０度回転させることでドグが原点センサ及び終点センサを反応させる。

【0007】

この構成によれば、回転軸は、センサによってドグが検出された位置を回転開始位置として、当該回転開始位置から回転完了位置まで３６０度以上回転される。このとき、ドグは、螺旋案内部に沿って螺旋状に移動する。このため、センサが回転開始位置を検出した後、３６０度以上回転しても再度ドグを検出することがない。よって、同じセンサで回転完了位置を検出する必要が無く、簡易な構成でモータを所定の角度で回転させることができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、簡易な構成でモータを所定の角度で回転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係る回転機構の分解斜視図である。

【図2】本実施の形態に係る回転機構の動作説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図１を参照して、本実施の形態に係る回転機構について説明する。図１は、本実施の形態に係る回転機構の分解斜視図である。なお、以下においては、回転機構が切断装置に適用される構成について説明するが、この構成に限定されない。以下に示す回転機構は、どのような装置に適用されてもよく、例えば、研削装置や切削装置、テープマウンタ等、その他のタイプの装置にも適用可能である。

【0011】

一般にウエーハは円形状を有しており、ウエーハに対して研削加工や切削加工等、所定の加工を施す場合には表面を保護するために保護テープが貼着される。図１に示すように、本実施の形態に係る回転機構１は、ウエーハＷ（図２参照）の表面に貼着された保護テープＴ（図２参照）をウエーハＷの形状に沿って切断する切断装置に適用されるものである。

【0012】

回転機構１は、鉛直方向に回転軸２０を有するモータ２の下端にカッタ等の刃具３を取り付けて構成される。刃具３は回転軸２０に対して偏心した位置に設けられており、刃具３の先端を保護テープＴに接触させ、モータ２の回転軸２０を３６０度回転させることで保護テープＴが円形状に切断される。

【0013】

具体的に回転機構１は、インダクションモータで構成されるモータ２の回転軸２０を下方に向け、回転軸２０の下端に支持シャフト４を連結して構成される。モータ２は、通電のオンオフだけで回転軸２０の回転及び停止を制御することができる。支持シャフト４は、鉛直方向に延びており、回転軸２０と支持シャフト４とは、カップリング５（軸継手）によって同軸上に連結される。

【0014】

また、詳細は後述するが、支持シャフト４には、ドグ７２の移動を上下にガイドするガイドレール４０が設けられている。ガイドレール４０は、支持シャフト４の外面において、支持シャフト４の延在方向（鉛直方向）に沿って延びている。ガイドレール４０には、上面視Ｃ字状のスライダ７３が、ガイドレール４０に沿って上下に摺動可能に設けられる。

【0015】

支持シャフト４の下端には、円板状のプレート６を介して刃具３が支持される。プレート６は、回転軸２０と中心が一致するように取り付けられる。上記したように、刃具３は、プレート６の外周側において、回転軸２０に対して偏心した位置に設けられる。より具体的に刃具３は、先端がウエーハＷの外縁より外側に設けられると共に、先端が下方に向くように取り付けられる。また、刃具３には、図示しないヒータが接続されており、ヒータによって刃具３の温度が調節可能になっている。

【0016】

また、回転機構１は、モータ２の回転角度を検出する検出手段７を備えている。具体的に検出手段７は、回転軸２０の回転開始位置を検出する原点センサ７０と、回転軸２０の回転完了位置を検出する終点センサ７１と、原点センサ７０及び終点センサ７１を反応させるドグ７２とによって構成される。

【0017】

原点センサ７０及び終点センサ７１は、発光部と受光部（共に不図示）を対向配置して、発光部から受光部に対する光の受光量変化から物体を検出する、いわゆる光学式センサである。具体的に原点センサ７０及び終点センサ７１は、発光部と受光部とを上下に対向配置して発光部と受光部との間が開口された側面視コの字状に形成されている。また、詳細は後述するが、原点センサ７０及び終点センサ７１は、それぞれ異なる高さで上面視において同一の箇所に設けられており、終点センサ７１の直下に原点センサ７０が配置されている。

【0018】

ドグ７２は、上面視矩形状の板状体で形成され、上記したスライダ７３と一体的に固定される。スライダ７３は、リング状のブロックの一部が開口された上面視Ｃ字状に形成されており、ドグ７２は、スライダ７３の外面（円弧面）から水平方向に向かって板状に突出している。このとき、ドグ７２の厚み方向は、鉛直方向と一致している。スライダ７３には、上記した支持シャフト４が挿通され、スライダ７３の開口部分がガイドレール４０に対して遊びを設けた状態で嵌まり込む。これにより、スライダ７３及びドグ７２がガイドレール４０に沿って上下に摺動可能に構成される。

【0019】

ドグ７２は、上記した発光部と受光部との間に入り込むことで発光部からの光を遮る。このとき原点センサ７０及び終点センサ７１は、受光部の受光量変化によって反応し、回転軸２０の回転開始位置又は回転完了位置を検出する。

【0020】

ところで、一般的に回転軸の回転角度を制御する回転機構では、パルスモータが用いられる。パルスモータは、回転軸を所定角度（例えば３６０度）回転させるために必要なパルスを受信することで回転軸を所定角度回転させる。この場合、パルスモータに対して所定のパルスを伝送するには、専用のコントローラが必要となる。このため、パルスを生成するための制御構成が複雑化し、装置全体のコストアップの要因となってしまう。特に、ミニマルタイプのウエーハ（例えば外径が数十ｍｍのウエーハ）に貼着された保護テープをウエーハの外周に沿って切断する切断装置においては、装置全体としての構成簡略化が望まれている。

【0021】

また、パルスモータの場合、機械的な負荷によるパルス溜まりがあると、回転軸の回転不足が生じてしまうという問題もある。そこで、パルスモータではなく、インダクションモータを用いて、モータに対する通電のオンオフだけでモータの駆動を制御することが考えられる。その方法として、まず、回転軸の回転開始位置と回転完了位置を検出するセンサが必要となる。

【0022】

回転開始位置検出用のセンサ単体では、回転完了位置を検出することができないので、回転開始位置検出用のセンサと回転完了位置検出用のセンサとが別々に必要となる。この場合、３６０度を検出しようとしても、２つのセンサを同一平面上の同一箇所に設けることができない。このため、２つのセンサを隣接して設けなくてはならず、この結果、厳密には３６０度より大きい角度でモータ駆動を制御することになる。よって、回転軸が必要以上に回転される結果、タクトタイムが長くなってしまうという問題がある。

【0023】

そこで、本実施の形態では、上記した原点センサ７０及び終点センサ７１をそれぞれ異なる高さで上面視において同一の箇所に設けると共に、ドグ７２を螺旋状に上下動させる構成とした。具体的には、ガイドレール４０を有する支持シャフト４の周囲に、ドグ７２を上下に移動させる螺旋案内部８が設けられている。螺旋案内部８は、パイプを螺旋状に曲げて形成され、螺旋の中心軸がモータ２の回転軸２０と一致するように設けられる。

【0024】

詳細は後述するが、ドグ７２の下面が螺旋案内部８の外面に当接するように、スライダ７３が螺旋案内部８の内側に設けられる。回転軸２０が回転されると、ドグ７２はガイドレール４０及び螺旋案内部８に沿って螺旋状に案内される。そして、上下に配置された原点センサ７０及び終点センサ７１をドグ７２が反応させることで、回転軸２０の回転角度を所定の角度（３６０度）で制御することが可能になる。

【0025】

このように、ドグを螺旋状に移動させ、原点センサ７０及び終点センサ７１を上下に配置したことで、原点センサ７０及び終点センサ７１を上面視で同一の箇所に配置することができ、回転軸２０の回転角度を３６０度丁度で制御することが可能になった。また、インダクションモータを用いることで、パルスモータのように複雑な制御構成を要することもなくなった。以上より、簡易な構成でモータ２（回転軸２０）を所定角度で回転させることが可能になった。

【0026】

次に、図２を参照して、本実施の形態に係る回転機構の動作について説明する。図２は、本実施の形態に係る回転機構の動作説明図である。図２Ａはドグ７２が回転開始位置にある場合を示し、図２Ｂはドグが回転開始位置と回転完了位置との中間位置にある場合を示し、図２Ｃはドグが回転完了位置にある場合を示している。なお、図２においては、ウエーハの上面に貼着された保護テープをウエーハの形状に沿って円形状に切断する動作について説明する。また、図２においては説明の便宜上、ウエーハ及び保護テープの斜視図も示しており、保護テープの切断箇所を太線で示している。

【0027】

図２に示すように、ウエーハＷの上面には保護テープＴが貼着されている。また、ウエーハＷの上方には、刃具３を備えた回転機構１が位置付けられている。回転機構１は、図示しない昇降手段によって、刃具３の先端が保護テープＴを僅かに貫通する高さに位置付けられる。このとき、刃具３の先端は、ウエーハＷの外周より僅かに外側に位置付けられる。また、刃具３は、ヒータ（不図示）によって温められており、保護テープＴが刃具３の熱によっても切断され易くなっている。

【0028】

先ず、保護テープＴの切断を開始する前に、刃具３が原点位置に位置付けられる。すなわち、図２Ａに示すように、モータ２が所定角度回転され、ドグ７２が原点センサ７０に検出される位置（回転開始位置）に位置付けられる。この回転開始位置から保護テープＴの切断が開始される。このとき、ドグ７２は、螺旋案内部８の下側に位置しており、ドグ７２の下面が螺旋案内部８の外面に当接している。

【0029】

原点センサ７０によって回転開始位置が検出されると、モータ２が通電され、回転軸２０が回転駆動される。これにより、回転軸２０に連結される支持シャフト４、プレート６及び刃具３も一緒に回転される。また、支持シャフト４等を介して回転軸２０に連結されるドグ７２及びスライダ７３も、支持シャフト４と一緒に回転される。

【0030】

図２Ｂに示すように、ドグ７２及びスライダ７３は、螺旋案内部８によって螺旋状に移動がガイドされるため、支持シャフト４と一緒に回転されるだけでなく、ガイドレール４０に沿って上方に移動される。すなわち、ドグ７２及びスライダ７３は、モータ２の回転方向においては支持シャフト４と一体的に回転すると共に、モータ２の軸方向（鉛直方向）においては支持シャフト４に対して上方に移動される。

【0031】

そして、図２Ｃに示すように、回転軸２０が３６０度回転されると、ドグ７２は、終点センサ７１の発光部と受光部との隙間に入り込み、終点センサ７１が反応する。これにより、ドグ７２、すなわち、回転完了位置が終点センサ７１によって検出される。回転完了位置が検出されることでモータ２の通電がオフされ、この結果、回転軸２０の回転が停止される。このようにして、回転軸２０の回転が所定の角度（３６０度）で制御される。

【0032】

なお、仮に回転完了位置でドグ７２が終点センサ７１によって検出されず、ドグ７２が終点センサ７１に対してオーバーランしたとしても、スライダ７３の上面がカップリング５の下面に当接して回転軸２０の回転が機械的に停止される。このように、カップリング５がメカストッパとして機能する。

【0033】

上記したように、回転軸２０が３６０度回転されることで、刃具３も３６０度回転される。この結果、ウエーハＷの上面に貼着された保護テープＴがウエーハＷの外周に沿って円形状に切断される。保護テープＴが切断された後は、回転軸２０が逆転駆動され、ドグ７２が点位置に検出される位置（回転開始位置）に復帰される。すなわち、保護テープＴを切断する際には回転軸２０が正転駆動され、保護テープＴの切断後に原点復帰する際には、回転軸２０が逆転駆動される。

【0034】

このように、回転軸２０は、回転開始位置と回転完了位置との間（３６０度）で往復回転可能に構成される。この場合、刃具３を温めるヒータの配線は、刃具３が３６０度正転回転されることで引っ張られるが、原点復帰の際に刃具３（回転軸２０）が逆転駆動されることで、配線の引っ張られた状態が解消される。このため、ヒータの配線が巻き付いて絡まるのを防止することができる。

【0035】

以上のように、本実施の形態によれば、回転軸２０は、原点センサ７０によってドグ７２が検出された位置を回転開始位置として、当該回転開始位置から回転完了位置まで３６０度（以上）回転される。このとき、ドグ７２は、螺旋案内部８に沿って螺旋状に移動する。つまり、回転軸２０を中心にドグ７２を周回させると共に、螺旋案内部８に案内され上昇する。このため、原点センサ７０がドグ７２により遮光されて検出される回転開始位置から３６０度（以上）回転しても再度ドグ７２を検出することがない。

【0036】

これに対して、原点センサ７０で回転開始位置と回転完了位置を検出させる場合には、ドグ７２の幅が作用して、３６０度を検出できない。つまり、ドグ７２の一方の側面が原点センサ７０を遮光した位置を回転開始位置とし、回転軸２０を回転させドグ７２の他方の側面が原点センサを遮光した位置を回転完了位置となるため、ドグ７２の幅が要因となり３６０度を検出することができない。

【0037】

上記したように、本実施の形態では、螺旋案内部８でドグ７２を上下動させたことにより、同じ原点センサ７０で回転完了位置を検出することが無く、簡易な構成でモータ２（回転軸２０）を所定の角度（３６０度）で回転させることができる。

【0038】

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。

【0039】

例えば、上記した実施の形態では、モータ２としてインダクションモータを用いる構成としたが、この構成に限定されない。モータ２は、他のタイプのモータで構成されてもよい。

【0040】

また、上記した実施の形態では、検出手段７が原点センサ７０及び終点センサ７１を備える構成としたが、この構成に限定されない。検出手段７が原点センサ７０のみを備える構成としてもよい。この場合、モータ２をパルスモータとし、更にモータ２に対して所定のパルスを伝送する制御部が設けられることが好ましい。

【0041】

また、上記した実施の形態では、原点センサ７０を終点センサ７１の直下に設ける構成としたが、この構成に限定されない。原点センサ７０の直下に終点センサ７１を設けてもよい。この場合、螺旋案内部８の巻き方向を逆にすることが好ましい。さらに、保護テープＴを切断する際、すなわちモータ２を正転駆動させる際には、ドグ７２を螺旋案内部８に沿って下に移動させ、原点復帰させる際、すなわちモータ２を逆転駆動させる際には、ドグ７２を螺旋案内部８に沿って上に移動させることが好ましい。

【0042】

また、上記した実施の形態では、原点センサ７０及び終点センサ７１を上面視において同一の箇所に設ける構成としたが、この構成に限定されない。上面視における原点センサ７０及び終点センサ７１の位置は、必ずしも同一でなくてよい。

【0043】

また、上記した実施の形態では、回転軸２０を回転開始位置と回転完了位置との間で丁度３６０度回転させる、すなわち、回転開始位置から３６０度回転した位置を回転完了位置に設定する構成としたが、この構成に限定されない。回転完了位置の角度は、回転開始位置から３６０度より小さくてもよく、回転開始位置から３６０度より大きくてもよい。

【0044】

また、上記した実施の形態では、原点センサ７０及び終点センサ７１として光学式センサを用いる構成としたが、この構成に限定されない。原点センサ７０及び終点センサ７１は、他のタイプのセンサ、例えば磁気センサや接触式のセンサや近接センサで構成されてもよい。

【0045】

また、上記した実施の形態では、螺旋案内部８がパイプで形成される構成としたが、この構成に限定されない。螺旋案内部８は、ドグ７２を螺旋状に案内することができれば、どのように形成されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0046】

以上説明したように、本発明は、簡易な構成でモータの回転角度を検知することができるという効果を有し、特に、ウエーハの表面に貼着されたテープを切断する切断装置に用いられる回転機構に有用である。

【符号の説明】

【0047】

１ 回転機構
２ モータ
２０ 回転軸
７ 検出手段
７０ 原点センサ（センサ）
７１ 終点センサ
７２ ドグ
８ 螺旋案内部

【図1】

【図2】