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技術 ターンテーブルのブレーキ装置

出願人 株式会社荏原製作所
発明者 水越幸雄
出願日 1996年10月1日 (23年8ヶ月経過) 出願番号 1996-281499
公開日 1998年4月28日 (22年1ヶ月経過) 公開番号 1998-109265
状態 未査定
技術分野 工作機械の機体 仕上研磨、刃砥ぎ、特定研削機構による研削
主要キーワード 駆動レバ 直結方式 方アーム ドレッシングユニット クロス表 ドレッシングツール 強制排気 強制停止
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年4月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

ターンテーブルを確実に停止させるターンテーブルのブレーキ装置を提供すること。

解決手段

ターンテーブルの下面に取り付けられる円筒状のブレーキドラム10と、ブレーキドラム10の外周面に接近した状態で配置される円弧状の2枚のブレーキシュー20,30と、ブレーキシュー20,30を駆動してブレーキシュー20,30をブレーキドラム10の外周面へ接触或いは離脱せしめるブレーキシュー駆動機構40とを具備する。ブレーキシュー駆動機構40は駆動レバー41とエアシリンダ57とコイルスプリング65とによって構成される。

概要

背景

半導体ウエハの製造工程においては、半導体ウエハ表面平坦且つ鏡面化するためにポリッシング装置が使用されている。

この種のポリッシング装置は、各々独立した回転数で回転するターンテーブルとトップリングとを有し、トップリングが保持した半導体ウエハをターンテーブル上に貼り付けたクロス表面の研磨面に接触して該半導体ウエハの表面を研磨する。

ところでターンテーブルに貼り付けたクロス摩耗して新規のクロスに貼り替える必要が生じた場合や、その他のメンテナンスを行なう際は、該ターンテーブルを停止しなければならない。

概要

ターンテーブルを確実に停止させるターンテーブルのブレーキ装置を提供すること。

ターンテーブルの下面に取り付けられる円筒状のブレーキドラム10と、ブレーキドラム10の外周面に接近した状態で配置される円弧状の2枚のブレーキシュー20,30と、ブレーキシュー20,30を駆動してブレーキシュー20,30をブレーキドラム10の外周面へ接触或いは離脱せしめるブレーキシュー駆動機構40とを具備する。ブレーキシュー駆動機構40は駆動レバー41とエアシリンダ57とコイルスプリング65とによって構成される。

目的

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、ターンテーブルを確実に停止させることができるターンテーブルのブレーキ装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

トップリングに保持したポリッシング対象物の表面を研磨する研磨面を有するターンテーブルにおいて、前記ターンテーブルの所定位置にターンテーブルの回転を制動するブレーキ装置を取り付けたことを特徴とするターンテーブルのブレーキ装置。

請求項2

前記ブレーキ装置は、前記ターンテーブルの下面に取り付けられる円筒状のブレーキドラムと、該ブレーキドラムの外周面に接近した状態で配置されるブレーキシューと、該ブレーキシューを駆動してブレーキシューをブレーキドラムの外周面へ接触或いは離脱せしめるブレーキシュー駆動機構とによって構成されていることを特徴とする請求項1記載のターンテーブルのブレーキ装置。

請求項3

少なくとも前記ブレーキシューの周囲をカバー囲み、且つ該カバーに強制排気ダクトを接続することで強制排気せしめるように構成したことを特徴とする請求項2記載のターンテーブルのブレーキ装置。

技術分野

0001

本発明はポリッシング装置内に設置されるターンテーブルのブレーキ装置に関するものである。

背景技術

0002

半導体ウエハの製造工程においては、半導体ウエハ表面平坦且つ鏡面化するためにポリッシング装置が使用されている。

0003

この種のポリッシング装置は、各々独立した回転数で回転するターンテーブルとトップリングとを有し、トップリングが保持した半導体ウエハをターンテーブル上に貼り付けたクロス表面の研磨面に接触して該半導体ウエハの表面を研磨する。

0004

ところでターンテーブルに貼り付けたクロス摩耗して新規のクロスに貼り替える必要が生じた場合や、その他のメンテナンスを行なう際は、該ターンテーブルを停止しなければならない。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら従来、ターンテーブルの停止はモータからの駆動系に生じる摩擦抵抗によって行なっていたので、以下のような問題点があった。

0006

メンテナンスを行なうためにターンテーブルの駆動を停止した場合であっても、該ターンテーブルは慣性力によってすぐには停止せず、モータからの駆動系に生じる摩擦抵抗によって自然に停止するまで待たなければならず、メンテナンスの作業性が良くなかった。また慣性力で回転しているターンテーブルが静止しているものと違いしてこれに触れる恐れがあり危険であった。

0007

停止したターンテーブルは駆動系の弱い摩擦抵抗とターンテーブル及び駆動系の慣性力によってその停止状態が保持されているので、ターンテーブルからクロスを剥がしたり他のメンテナンスを行なう場合にターンテーブルに少し大きめ外力が作用すると、ターンテーブルが不意に回転してしまい危険であった。

0008

何らかのトラブルでポリッシング装置を非常停止した場合であってもターンテーブルはその慣性力で回転し続けるので、前記トラブルによる装置のダメージを増大する恐れがあった。

0009

ところでターンテーブルの回転駆動方式としては、ターンテーブルの回転軸とモータの駆動軸間にベルトを巻き掛けるベルト伝導方式と、ターンテーブルの軸にモータの駆動軸を直結して駆動するモータ直結方式とがある。ここでモータ直結方式は、ベルトなどの複雑な機構を使用していないので発塵が少なく、ポリッシング装置に用いて好適である。しかしながらモータ直結方式の場合はベルト機構などがないので駆動系の摩擦抵抗が小さく、停止している際の慣性力も小さく、上記,,の問題点は逆に顕著になってしまうという不都合がある。

0010

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、ターンテーブルを確実に停止させることができるターンテーブルのブレーキ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

上記問題点を解決するため本発明は、ターンテーブルの所定位置にターンテーブルの回転を制動するブレーキ装置を取り付けることとした。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここでまず本発明を適用するポリッシング装置全体の構造について簡単に説明する。図6はポリッシング装置を示す概略平面図である。

0013

同図に示すようにポリッシング装置70は、その中央にターンテーブル73を設置し、その両側にトップリング75を取り付けたポリッシングユニット77と、ドレッシングツール79を取り付けたドレッシングユニット81とを設置し、さらにポリッシングユニット77の横にワーク受渡装置83を設置して構成されている。ポリッシング装置70の横には洗浄装置90が設置されている。

0014

そして洗浄装置90の受渡部aから該洗浄装置90内に導入された半導体ウエハは、ポリッシング装置70のワーク受渡装置83まで移送されその上に載置される。

0015

ワーク受渡装置83上の半導体ウエハは、矢印Aで示すように回動するポリッシングユニット77のトップリング75に受け渡されて、ターンテーブル73上に貼り付けられたクロスの研磨面で研磨された後、再びワーク受渡装置83に戻され、その後洗浄装置90内で洗浄・乾燥され、受渡部aに搬送され、外部に取り出される。

0016

なおドレッシングツール79は矢印Bで示すようにターンテーブル73上に回動してターンテーブル73上のクロスの再生目立て)を行なう。

0017

そして本実施形態においては、前記ターンテーブル73の下に本発明にかかるブレーキ装置を取り付けることとした。図1はターンテーブル73の部分の拡大概略縦断面図である。

0018

同図に示すようにターンテーブル73は略円板状であってその上面にクロス85を貼り付け、またその下面中央に回転軸87を設けて構成されている。このターンテーブル73はその下側に設けたベース101の下に収納した図示しないモータに接続されている。つまりモータ直結方式のターンテーブル73となっている。

0019

一方ターンテーブル73の下面には、回転軸87を包むように金属製であって円筒状のブレーキドラム10が固定されている。なおブレーキドラム10の固定はその上端とターンテーブル73の下面間をボルト11によって固定することで行なわれている。

0020

ベース101上には、ブレーキドラム10の外周に接触する2枚のブレーキシュー20,30と、該ブレーキシュー20,30を駆動するブレーキシュー駆動機構40とが取り付けられている。これらブレーキドラム10、ブレーキシュー20,30、ブレーキシュー駆動機構40によってブレーキ装置が構成されている。

0021

図2はこのブレーキ装置を示す要部概略平面図である。同図に示すようにブレーキシュー20,30はいずれも略円弧状に形成されており、それぞれその一端は、ベース101から突出する固定軸21,31に回動自在に取り付けられている。またブレーキシュー20,30のブレーキドラム10に対向する側の面には、摺接面23,33が設けられている。

0022

一方これらブレーキシュー20,30の他端は、いずれもブレーキドラム10から離れる方向に屈曲されており、且つ両者が上下(ブレーキシュー20が上側)に重ね合わせられるように配置されている。そしてその端部は下記する駆動レバー41を間に挾んだ状態でこれら三者間が軸37によって回動自在に軸支されている。またブレーキシュー30には下記する固定軸49を逃げ円弧状の凹部35が設けられている。

0023

次にブレーキシュー駆動機構40は、駆動レバー41とエアシリンダ57とコイルスプリング65とによって構成されている。

0024

駆動レバー41は金属板製であり、その基部43から2本のアーム45,47を突出して構成されている。基部43の一端は前記2枚のブレーキシュー20,30の間に挾まれた状態で前記軸37に回動自在に固定されている。

0025

そして基部43の他の部分はベース101から突出する固定軸49に回動自在に取り付けられている。

0026

またアーム45には下記するエアシリンダ57のロッド59を取り付ける取り付け孔51が設けられ、アーム47には下記するコイルスプリング65の一端を固定する係止突起53が設けられている。

0027

次にエアシリンダ57は、ステー60によってベース101上に固定されており、その一端から突出するロッド59の先端がアーム45の取り付け孔51内に挿入されている。ロッド59先端には半球状のレバーシート61が固定されており、このレバーシート61の球面が取り付け孔51の内面に摺接することで、ロッド59の直線運動をアーム45の固定軸49を中心とする回動運動追従可能としている。レバーシート61とロッド59との固定は、互いの接合部にネジ部を形成して螺合する等して行う。なおこのエアシリンダ57は駆動時(エア供給時)にロッド59が引っ込むロッド引込みタイプである。

0028

次にコイルスプリング65は前述のようにその一端をアーム47の係止突起53に係止すると共に、他端をベース101から突出する固定軸67に係止している。

0029

次にこのブレーキ装置の動作を説明する。図2はブレーキドラム10に制動を加えない状態を示している。この場合はエアシリンダ57を駆動することで図2の位置までロッド59を引っ込めている。

0030

そしてターンテーブルからクロスを剥がすなどのメンテナンス時にブレーキドラム10に制動を加える場合は、エアシリンダ57の駆動を停止すれば良い。これによってロッド59はフリーとなるので駆動レバー41はコイルスプリング65の付勢力によって固定軸49を中心に左回転し(図3の矢印L方向)、軸37も左回転し、2枚のブレーキシュー20,30がそれぞれ固定軸21,31を中心にしてブレーキドラム10方向に揺動し、これによって図3に示すようにブレーキシュー20,30の摺接面23,33がブレーキドラム10の外周面に摺接し、該ブレーキドラム10を強い力で制動し、ターンテーブル73(図1参照)は強制停止させられる。

0031

次にこの制動を解くには、図3に示す状態からエアシリンダ57にエアを供給してそのロッド59を駆動してエアシリンダ57内に引っ込める。これによって駆動レバー41はコイルスプリング65の付勢力に抗しながら右回転し(図3の矢印R)、軸37も右回転し、2枚のブレーキシュー20,30がそれぞれ固定軸21,31を中心にしてブレーキドラム10から離れる方向に揺動し、これによって図2に示すようにブレーキシュー20,30の摺接面23,33がブレーキドラム10の外周面から離れ、ブレーキドラム10への制動は解除される。

0032

なお固定軸67の位置を図2に示す矢印K方向に調節可能としておけば、制動力を変化させることができる。

0033

またブレーキシュー20,30とブレーキシュー駆動機構40の部分全体カバーで囲って該カバーに強制排気ダクトを接続して強制排気すれば、このブレーキ装置から生じる発塵をポリッシング装置70内部に拡散させずに外部に排気でき、効果的である。

0034

図4は本発明の他の実施形態にかかるブレーキ装置40−2を示す要部概略平面図である。同図においてブレーキドラム10とブレーキシュー20,30は前記実施形態と同じ構造なので、同一符号を付してその説明は省略する。

0035

このブレーキシュー駆動機構40−2は、駆動レバー41−2とエアシリンダ57−2とコイルスプリング65−2とによって構成されている。

0036

駆動レバー41−2は金属板製であり、その基部43−2から1本のアーム45−2を突出している。基部43−2は前記実施形態と同様に、2枚のブレーキシュー20,30の間に挾まれた状態で軸37に回動自在に固定され、また固定軸49に回動自在に取り付けられている。

0037

方アーム45−2にはエアシリンダ57−2のロッド59−2を取り付ける取り付け孔51−2が設けられ、その先端にはコイルスプリング65−2の一端を固定する係止突起53−2が設けられている。

0038

次にエアシリンダ57−2のロッド59−2の先端には半球状のレバーシート61−2が固定されており、このレバーシート61−2の球面が取り付け孔51−2の内面と摺接することで、ロッド59−2の直線運動をアーム45−2の固定軸49を中心とする回動運動に追従可能としている。なおこのエアシリンダ57−2は駆動時(エア供給時)にロッド59−2が押し出されるロッド押し出しタイプである。

0039

次にこのブレーキ装置の動作を説明する。図4はブレーキドラム10に制動を加えない状態を示している。この場合はエアシリンダ57−2は駆動されておらず、ロッド59−2は引っ込んだ状態となっている。

0040

そしてブレーキドラム10に制動を加える場合は、エアシリンダ57−2を駆動してロッド59−2を押し出し、駆動レバー41−2をコイルスプリング65−2の付勢力に抗して固定軸49を中心に左回転し(図5の矢印L方向)、前記実施形態と同様に2枚のブレーキシュー20,30の摺接面23,33をブレーキドラム10の外周面に摺接させてこれを強い力で制動する。

0041

制動を解くには、図5に示す状態からエアシリンダ57−2の駆動を停止してロッド59−2をフリーとし、これによって駆動レバー41−2をコイルスプリング65−2の付勢力によって右回転し(図5の矢印R)、2枚のブレーキシュー20,30をブレーキドラム10の外周面から離せばよい。

0042

なお本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
コイルスプリングやその他の部材を取り付ける位置や、各部材の構造は種々の変形が可能である。

0043

また上記実施形態では、エアシリンダはロッド引込みタイプか、ロッド押し出しタイプで、コイルバネを駆動レバーに取り付けているが、この構成に限らない。例えば図2において、コイルバネ65を省略し、エアシリンダ57をロッド押し出し,引込み両作動のタイプとしても良い。この場合は、駆動レバー41のアーム45とロッド59とを固定し、ロッド59の進退のいずれの方向にもアーム45が追従するようにする。そしてエアシリンダ57の作動により、ロッド59が押し出されたとき駆動レバー41が左回転しブレーキが作動し、ロッド59が引き込まれたとき駆動レバー41が右回転し、ブレーキが解除されるようにしても良い。また上記構成でコイルバネ65は駆動レバー41に取り付けてあっても良い。その場合は万一エアシリンダ57のエアが切れてロッド59を押し出せなくなった際に、コイルバネ65のバネ力により駆動レバー41を左回転し、ブレーキを作動させる緊急用として用いる。

0044

ブレーキ装置としては、上記構造のものだけではなく、ディスクブレーキ等、他の種々のブレーキ装置を適用しても良い。

発明の効果

0045

以上詳細に説明したように本発明によればターンテーブルにこれを停止して固定するブレーキ装置を取り付けたので以下のような優れた効果を有する。
メンテナンスを行なうためにターンテーブルの駆動を停止した場合に該ターンテーブルを即座に強制停止させることができ、メンテナンスの作業性が向上する。またターンテーブルが慣性力で回転し続けることを防止できるので、静止しているものと勘違いして回転しているターンテーブルに触れる恐れが無くなり、その危険が予防される。

0046

停止しているターンテーブルを確実に固定しておくことができるので、ターンテーブルからクロスを剥がしたり他のメンテナンスを行なう場合であってもターンテーブルが不意に回転することはなく、この点からもメンテナンスの作業性が向上し、危険が防止できる。

0047

何らかのトラブルでポリッシング装置を非常停止する場合は、ターンテーブルも緊急停止することができ、前記トラブルによる装置のダメージを最小限にすることができる。

図面の簡単な説明

0048

図1ターンテーブル73の拡大概略縦断面図である。
図2ブレーキ装置を示す要部概略平面図である。
図3ブレーキ装置の動作説明図である。
図4他の実施形態にかかるブレーキ装置を示す要部概略平面図である。
図5ブレーキ装置の動作説明図である。
図6ポリッシング装置を示す概略平面図である。

--

0049

10ブレーキドラム
20,30ブレーキシュー
40,40−2 ブレーキシュー駆動機構
70ポリッシング装置
73ターンテーブル
75 トップリング

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