JP2000052261A - 吸着固定治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着される被加工材が柔軟材であっても、確
実に吸着できる構造とする。 【解決手段】 被加工材４０を吸着固定する吸着固定治
具であり、被加工材４０の一面４０ａと略同一形状に成
形されて被加工材４０の一面４０ａと接触する吸着面１
ａを有した弾性部材１と、弾性部材１に覆われた膨張又
は収縮が発生しない支持部材５と、被加工材４０の一面
４０ａを弾性部材１の吸着面１ａに吸着するための吸引
力を作用させる吸引手段２とを具備する。支持部材５が
弾性部材１を支持するため、吸引力が作用しても弾性部
材１が変形することがなく、柔軟な被加工材であっても
確実に吸着することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟質な被加工材を
吸着固定する吸着固定治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は特開平５−８４６８２号公報に記
載された従来の吸着固定治具を示す。この吸着固定治具
は真空孔１０２が中央部分に貫通した吸着プレート１０
１を有している。吸着プレート１０１の吸着面１０３側
には、真空孔１０２の周りを囲むようにＯリング溝１０
５が形成されており、このＯリング溝１０５には吸着面
１０４より突出するようにＯリング１０４が嵌まり込ん
でいる。

【０００３】この吸着固定治具では、吸着プレート１０
１の吸着面１０３上に被加工材１０６を載せてから吸引
源を駆動させる。これにより被加工材１０６は真空孔１
０２を介して真空吸引される。このとき被加工材１０６
とＯリング１０４とが圧着して真空がシールされる。こ
の結果、Ｏリング１０４の内周側は高真空状態に保たれ
て、被加工材１０６がＯリング１０４を圧下し、これに
より被加工材１０６と吸着面１０３とが密着するため被
加工材１０６を固定することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような吸着固定治
具では、樹脂材料のように被加工材が柔らかい場合、フ
ライス加工やマニシングセンタ加工などでは加工精度が
低下する可能性がある。例えば、吸着プレートがシリコ
ン製であると、吸着プレートの作製後のシリコンの収縮
により、吸着プレートの形状と被加工材の形状が必ずと
も一致しない。このため吸着プレートと被加工材との間
に隙間が生じて十分な吸着力が得られない。これにより
加工時に被加工材がずれて加工精度が低下する。

【０００５】以上のような不都合への対応として、上述
した吸着固定治具では、真空孔１０２の周囲に弾性体か
らなるＯリング１０４を設置して、吸着プレート１０１
と被加工材１０６との間の隙間を埋めて吸着力を高めて
いる。しかしながら、この構造では、Ｏリング１０４の
周辺部だけが吸着プレート１０１とに密着し、それ以外
の部分では吸着プレート１０１と被加工材１０６の間に
隙間が存在する。このため、樹脂材料のように被加工材
１０６が柔らかい場合には、加工時にビビリが発生する
問題がある。

【０００６】又、Ｏリング１０４を設置して、吸着プレ
ート１０１と被加工材１０６との間の隙間を埋めて被加
工材１０６を固定する構造では、樹脂材料のように被加
工材１０６が柔らかい場合、強力な吸着力のために被加
工材１０６が吸着プレート１０１の形状に沿って変形す
るため、十分な加工精度が得られないという問題点も有
している。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点を考慮し
てなされたものであり、樹脂材料のような軟質な被加工
材を加工時に変形させず、しかも確実に固定することが
できる吸着固定治具を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、被加工材を吸着固定する吸着固
定治具において、上記被加工材の一面と略同一形状に成
形されて被加工材の一面と接触する吸着面を有した弾性
部材と、この弾性部材に覆われた膨張又は収縮が発生し
ない支持部材と、上記被加工材の一面を弾性部材の吸着
面に吸着するための吸引力を作用させる吸引手段と、具
備することを特徴とする。

【０００９】この発明では、膨張又は収縮しない支持部
材を弾性部材が覆っているため、弾性部材を硬化させて
成形する際に弾性部材が収縮することがなく、その吸着
面を被加工材の一面と略同一の形状に成形することがで
きる。

【００１０】このような弾性部材の吸着面が被加工材に
接触した状態に対し、吸引手段が作動する。この作動に
よって被加工材が弾性部材の吸着面に吸着されるが、弾
性部材の吸着面が被加工材の一面と略同一の形状となっ
ており、且つ、弾性部材が膨張又は収縮が発生しない支
持部材に支持されて変形することがないため、吸着面が
被加工材の一面に確実に密着する。従って、被加工材が
樹脂などの軟質材料であっても、ビビリが発生したり、
変形することがなくなる。これにより、フライス加工や
マシニングセンタ加工であっても充分な加工精度を確保
することができる。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載の発明で
あって、上記弾性部材の吸着面に被加工材方向に突出し
た環状の突起部が形成されると共に、この突起部の周囲
に吸着面よりも窪んだ環状の溝部が設けられていること
を特徴とする。

【００１２】この発明では、環状の突起部が被加工材に
当接して被加工材を支承するが、吸引力が作用すると、
被加工材が突起部を圧迫するため、突起部は周囲の溝部
に沈み込む。このため、被加工材が弾性部材の吸着面に
密着状態で吸着され、ビビリや変形のない吸着を行うこ
とができる。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１記載の発明で
あって、上記弾性部材及び支持部材の相対的なずれを防
止する基準ピンが弾性部材及び支持部材を貫通してお
り、この基準ピンの先端が上記弾性部材の吸着面と同一
高さとなっていることを特徴とする。

【００１４】この発明では、基準ピンが弾性部材及び支
持部材を貫通することにより、これらの部材が相互に滑
ってずれることがなくなる。このため、支持部材が弾性
部材を確実に支持することができる。

【００１５】又、基準ピンの先端が弾性部材の吸着面と
同一の高さとなっていることにより、強力な吸引力が作
用しても、弾性部材が必要以上に変形することがなくな
る。このため、被加工材を正確な位置出し状態で強固に
吸着することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１〜図４は本
発明の実施の形態１を示し、図１及び図２はこの実施の
形態１の吸着固定治具の断面図及び平面図である。この
吸着固定治具は弾性部材１と、支持部材としての混合材
５と、基準ピン８とを備えており、フライス加工やマシ
ニングセンタ加工などの加工時に被加工材４０を吸着す
るために使用される。

【００１７】弾性部材１は平面が略矩形の逆カップ形状
に成形されており、その上面は被加工材４０の一面４０
ａと接触して被加工材４０を吸着する吸着面１ａとなっ
ている。この吸着を確実に行うため、吸着面１ａは被加
工材４０の一面４０ａと略同形状に成形される。この形
態では、被加工材４０の一面４０ａが平面となってお
り、このため吸着面１ａは被加工材４０の一面４０ａに
沿った略平面状に成形されている。かかる弾性部材１は
シリコン樹脂により図示する形状に成形されるものであ
る。又、弾性部材１はシリコン樹脂の成形時の硬化によ
る収縮を抑えるため、５〜１０ｍｍ程度の厚さとなって
いる。

【００１８】弾性部材１の略中央部分には、吸引孔部２
ａが形成されていると共に、この吸引部２ａに近接した
位置には、後述する基準ピン８が固定されている。吸引
孔部２ａは後述する混合材５の吸引孔部２ｂと連通し、
この連通によって被加工材４０を弾性部材１上に吸引す
るための吸引孔２を構成する。

【００１９】又、弾性部材１の吸着面１ａには、共に環
状の溝部４及び突起部３が形成されている。環状の溝部
４は弾性部材１の吸着面１ａよりも窪んでおり、これに
より吸着面１ａと被加工材４０と一面４０ａとが吸着す
る基準面Ａよりも低くなっている。

【００２０】環状の突起部３は弾性部材１の吸着面１
ａ、すなわち基準面Ａよりも高くなるように溝部４から
立ち上がっている。この突起部３は溝部４の溝幅の中間
部分から上方に立ち上がっており、これにより、溝部４
は径方向における突起部３の両側で外側溝部４ａ及び内
側溝部４ｂに分断されている。

【００２１】外側溝部４ａ及び内側溝部４ｂは、いずれ
も１〜２ｍｍの溝幅及び基準面Ａから１〜２ｍｍの深さ
となるように形成されている。一方、突起部３は１〜２
ｍｍの厚さ及び基準Ａ面から０．５〜１ｍｍの高さとな
るように形成されている。このように突起部３が溝部４
の中間部分から立ち上がり、しかも上述の寸法関係とす
ることにより、突起部３に押し込み力が作用すると、突
起部３は溝部４内に沈み込むことが可能となっている。

【００２２】支持部材としての混合材５は、弾性部材１
の内部に設けられることにより弾性部材１に覆われてい
る。この場合、混合材５は弾性部材１との間に隙間のな
い状態で弾性部材１の内部に設けられており、これによ
り弾性部材１の全体を支持している。この混合材５は膨
張及び収縮が生じない材料によって全体が形成されてお
り、アクリル樹脂からなる混合物６がシリコン樹脂７に
均一に混入された材料が使用される。混合物６はシリコ
ン樹脂７の収縮を低減させるためのものであり、混合材
５の全体積の５０〜７０％となるように混入される。

【００２３】混合材５には弾性部材１の吸引孔部２ａと
連通する吸引孔部２ｂが形成されている。この連通によ
って弾性部材１及び混合材５を上下方向貫通する吸引孔
２が形成される。かかる吸引孔２には吸引ホース１３が
吸着面１ａから１ｍｍ程度低い位置まで挿入され、この
吸引ホース１３が真空ポンプなどの吸引装置（図示省
略）に連結されている。従って、吸引装置が駆動するこ
とにより、吸引孔２から空気が吸い込まれるため、基準
面Ａを減圧状態とし、これにより被加工材４０を吸着す
ることができる。このため、吸引孔２，吸引ホース１３
及び吸引装置は、被加工材４０を弾性部材１の吸着面１
ａに吸着する吸引力を作用させる吸引手段を構成する。

【００２４】基準ピン８は以上の弾性部材１及び混合材
５を上下方向に貫通している。この基準ピン８は弾性部
材１及び混合材５の成形時にこれらに埋め込まれるもの
であり、基準ピン８が弾性部材１及び混合材５を貫通す
ることにより、弾性部材１及び混合材５が相互に滑るこ
とがなくなり、滑りに起因したこれらのずれを防止する
ことができる。

【００２５】又、基準ピン８の埋め込みにあっては、基
準ピン８の先端が弾性部材１の吸着面１ａと同一の高さ
となるように行われる。このように基準ピン８の先端が
弾性部材１の吸着面１ａと同一の高さとなっていること
により、強力な吸引力が作用しても、弾性部材１が必要
以上に変形することがなくなり、被加工材４０を正確な
位置出し状態で強固に吸着することができる。

【００２６】図３は基準ピン８の拡大図を示す。基準ピ
ン８は全体が塩化ビニル樹脂などによって形成される。
又、基準ピン８の外面には、複数の切欠き１５が形成さ
れている。切欠き１５内には、弾性部材１及び混合材５
が噛み込むことができ、この噛み込みによって弾性部材
１及び混合材５の相対的な滑りを効果的に防止すること
ができる。

【００２７】さらに、以上の構成部材の組み付け状態で
は、全体がアルミニウム或いはその合金などからなるベ
ース板９上に載置されて被加工材４０の吸着に使用され
る。このベース板９には吸引ホース１３が貫通するもの
である。

【００２８】以上の実施の形態によって被加工材４０を
吸着する場合、図１に示すように弾性部材１の吸着面１
ａ上に一面４０ａが当接するように被加工材４０を載置
する。この載置状態で吸引装置を駆動して吸引孔２から
吸引する。この吸引力により被加工材４０は弾性部材１
に吸い付けられるため、被加工材４０が突起部３を圧迫
する。この圧迫によって突起部３は外側溝部４ａ及び内
側溝部４ｂ内に沈み込み、突起部３は被加工材４０の一
面４０ａと同じ形状に変形する。このため、弾性部材１
の吸着面１ａが被加工材４０の一面に密着し、被加工材
４０は弾性部材１の吸着面１ａに密着状態で吸着され
る。

【００２９】その後、吸引を続行し、この吸引の続行に
よって十分な吸着力が生じたとき、弾性部材１には吸引
方向への変形力が作用する。しかしながら、弾性部材１
が混合材５によって支持されていると共に、弾性部材１
及び混合材５が噛み込んでいる基準ピン８が弾性部材１
の吸着面１ａと同じ高さとなっているため、弾性部材１
は吸引方向に変形することなく、被加工材４０を吸着す
ることができる。このため、被加工材４０が樹脂などの
軟質材料であっても、ビビリが発生したり、変形するこ
とがなくなり、フライス加工やマシニングセンタ加工で
あっても充分な加工精度を確保することができる。

【００３０】図４は以上の吸着固定治具を成形する転写
用型１０を示す。転写用型１０は弾性部材１及び混合材
５を成形するためのキャビティ２２が形成された型本体
２１を有している。この型本体２１は上面が開放されて
おり、開放された上面から弾性部材１及び混合材５の材
料が充填される。

【００３１】又、型本体２１の底面には、突起部３を形
成するための環状の溝部１１が形成されると共に、溝部
１１の周囲には、発泡樹脂（スポンジ）などからなる環
状のリング体１２ａ、１２ｂが配置されている。このリ
ング体１２ａ、１２ｂはそれぞれ内側溝部４ｂ及び外側
溝部４ａを形成するものであり、両面粘着テープ（図示
省略）などによって型本体２１の底面に取り付けられて
いる。さらに、型本体の略中央部分には、吸引孔２を形
成するためのロッド部２３が立設されている。

【００３２】このような転写用型１０では、まず、基準
ピン８をロッド部２３に近接した位置に立設させる。こ
のとき、基準ピン８の上部を保持治具２６によって保持
して倒れを防止する。そして、キャビティ２２内に所定
の厚さとなるようにシリコン樹脂を流し込んで一定の硬
度となるまで硬化する。これにより、吸引孔２、突起部
３及び溝部４を有した逆カップ状の弾性部材１が成形さ
れる。

【００３３】弾性部材１の成形の後は保持治具２６を外
し、その後、混合物６をシリコン樹脂７に混入した混入
物を弾性部材１の内部に流し込んで硬化する。この硬化
によって混合材５が成形される。この成形の際に、シリ
コン樹脂からなる硬化終期の弾性部材１が収縮しようと
しても、混合材５が膨張及び収縮しないため、弾性部材
１は収縮することなく硬化する。このため、弾性部材１
を所望の形状に成形することができると共に、弾性部材
１の吸着面１ａを被加工材４０への吸着可能な形状に成
形することができる。

【００３４】なお、混合材５としては膨張、収縮しない
材料であればアクリル樹脂以外のものを使用することが
できる。又、被加工材４０の吸着はブロアによって行っ
ても良い。

【００３５】（実施の形態２）図５は本発明の実施の形
態２を示し、実施の形態１と同一の要素は同一の符号を
付して対応させてある。この実施の形態では、弾性部材
１を内側から支持する支持部材として木製の縮小型１４
を使用している。

【００３６】縮小型１４は弾性部材１に対して全体が５
〜１０ｍｍ縮小されて形成されていると共に、吸着孔
２、基準ピン８が設置できるように加工されている。こ
の縮小型１４としては、木以外の膨張、収縮のしない材
料であれば金属、その他の材料を使用することができ
る。

【００３７】この実施の形態では、吸着固定治具の内部
が縮小型１４から形成されていることにより、弾性部材
１を成型するシリコン樹脂の収縮を低減することができ
る。このため、弾性部材１及びその吸着面１ａを所望の
形状に確実に成形することができ、十分な吸着力を有し
たものとすることができる。

【００３８】以上の説明から本発明は以下の発明を包含
するものである。 （１）被加工材を吸着固定する吸着固定治具において、
上記被加工材を吸引する吸引孔部および上記被加工材の
一面と略同一形状の吸着面を有する弾性部材と、この弾
性部材の吸引孔部に連通する吸引孔部を有し、上記弾性
部材に覆われた膨張または収縮が発生しない支持部材
と、を具備することを特徴とする吸着治具固定具。

【００３９】この発明では、弾性部材および支持部材の
吸引孔部が連通することにより、被加工材を吸引する吸
引力を作用させることができる。

【００４０】（２）上記弾性部材の吸着面は、上記吸引
孔部を囲むように設けられ、基準面よりも突起した環状
の突起部と、この突起部の内側と外側に設けられた上記
基準面よりも窪んだ環状の溝部と、を有することを特徴
とする上記（１）記載の吸着固定治具。

【００４１】この発明では、被加工物が吸着することに
より、突起部が環状の溝部内に沈み込むため、弾性部材
が被加工物を確実に吸着することができる。

【００４２】（３）上記弾性部材は、シリコン樹脂であ
ることを特徴とする上記（１）または（２）記載の吸着
固定治具。

【００４３】シリコン樹脂とすることにより、成形が容
易となる。

【００４４】（４）上記支持部材は、アクリル樹脂から
なる混合物をシリコン内に入れたものであることを特徴
とする上記（１）、（２）または（３）記載の吸着固定
治具。

【００４５】アクリル樹脂を混入することによりシリコ
ン樹脂が膨張及び収縮することがなくなる。

【００４６】（５）上記支持部材は、木製であることを
特徴とする上記（１）、（２）または（３）記載の吸着
固定治具。

【００４７】木製のため、確実に膨張及び収縮すること
がなくなる。

【００４８】（６）上記弾性部材の吸着孔と上記内側の
環状の溝部との間に、上記弾性部材の吸着面の基準面と
同一の高さに先端が位置するような基準ピンをさらに具
備することを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか
に記載の吸着固定治具。

【００４９】基準ピンによって弾性部材の変形を防止す
ることができる。

【００５０】（７）上記基準ピンは、側面に切欠きが設
けられていることを特徴とする上記（５）または（６）
記載の吸着固定治具。

【００５１】切欠きに弾性部材及び支持部材が噛み込む
ため、これらのずれを防止することができる。

【００５２】（８）上記基準ピンは、塩化ビニール製で
あることを特徴とする上記（６）または（７）記載の吸
着固定治具。

【００５３】塩化ビニール樹脂は成形が容易であり、基
準ピンを簡単に成形することができる。

【００５４】（９） 吸着面を被加工材と同一形状の弾
性体で覆われた吸着固定治具において、吸着固定治具の
内部を膨張または収縮の発生しない部材を具備したこと
を特徴とする吸着固定治具。

【００５５】膨張又は収縮しない部材が弾性体の変形を
防止するため、弾性体が被加工材に確実に吸着すること
ができる。

【００５６】（１０）前記吸着固定治具において、吸着
孔の回りを囲み、被加工材が接触する吸着面から突出し
ている吸着面と同一素材の環状体と、その環状体の外側
に吸着面より低い位置に設けられた環状溝と、その環状
体の内側に吸着面より低い位置に設けられた環状溝と、
環状体の内側の環状溝と吸着孔の間に設置された基準ピ
ンと、を具備したことを特徴とする上記（９）記載の吸
着固定治具。

【００５７】環状溝内に環状体が沈み込むため、被加工
材を確実に吸着することができる。又、基準ピンは弾性
体の変形を防止する。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、弾性部材の吸着面が被加工材の一面と略同一の
形状となっており、且つ、弾性部材が膨張又は収縮が発
生しない支持部材に支持されて変形することがないた
め、吸着面が被加工材の一面に確実に密着する。このた
め被加工材が樹脂などの軟質材料であっても、ビビリが
発生したり、変形することがなくなる。

【００５９】請求項２の発明によれば、被加工材が突起
部を圧迫することにより、突起部が周囲の溝部に沈み込
むため、被加工材が弾性部材の吸着面に密着状態で吸着
され、ビビリや変形のない吸着を行うことができる。

【００６０】請求項３の発明によれば、基準ピンが弾性
部材及び支持部材を貫通することにより、これらの部材
が相互に滑ってずれることがなくなる。又、基準ピンの
先端が弾性部材の吸着面と同一の高さとなっているた
め、被加工材を正確な位置出し状態で強固に吸着するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の吸着固定治具の断面図
である。

【図２】実施の形態１の吸着固定治具の平面図である。

【図３】基準ピンの断面図である。

【図４】吸着固定治具を成形する転写用型の断面図であ
る。

【図５】実施の形態２の吸着固定治具の断面図である。

【図６】従来の吸着固定治具の断面図である。

【符号の説明】

１ 弾性部材 １ａ 吸着面 ２ 吸引孔 ３ 突起部 ４ 溝部 ５ 混合材 ８ 基準ピン ４０ 被加工材 ４０ａ 一面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工材を吸着固定する吸着固定治具に
   おいて、 上記被加工材の一面と略同一形状に成形されて被加工材
   の一面と接触する吸着面を有した弾性部材と、 この弾性部材に覆われた膨張又は収縮が発生しない支持
   部材と、 上記被加工材の一面を弾性部材の吸着面に吸着するため
   の吸引力を作用させる吸引手段と、を具備することを特
   徴とする吸着固定治具。
2. 【請求項２】 上記弾性部材の吸着面に被加工材方向に
   突出した環状の突起部が形成されると共に、この突起部
   の周囲に吸着面よりも窪んだ環状の溝部が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１記載の吸着固定治具。
3. 【請求項３】 上記弾性部材及び支持部材の相対的なず
   れを防止する基準ピンが弾性部材及び支持部材を貫通し
   ており、この基準ピンの先端が上記弾性部材の吸着面と
   同一高さとなっていることを特徴とする請求項１記載の
   吸着固定治具。