JP2001287129A

JP2001287129A - 真空チャック

Info

Publication number: JP2001287129A
Application number: JP2000103430A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Miyaji; 俊典宮地
Original assignee: BM KK
Current assignee: BM KK
Priority date: 2000-04-05
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2001-10-16

Abstract

(57)【要約】【課題】吸着力の低下を生じにくく、連続してワークを
同じ位置に吸着でき、効率的且つ確実に異物を排出でき
る真空チャックを提供することにある。【解決手段】ボックスの側面に上下に少なくとも２つ吸
出孔が設けられており、上方の吸出孔からチャンバ内の
空気を吸い出し、下方の吸出孔からチャンバ内の水や屑
などの異物を排出することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークを真空圧で
吸着する真空チャックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、研磨機などの工作機械におい
ては、樹脂やセラミックなどの非磁性体であるワークを
工作機械の作業台に固定するために真空チャックが用い
られている。真空チャックは、上下両面に連通する吸込
孔を有する吸着プレートの下面から空気を吸引すること
により、上面に載置されたワークを吸着するものであ
る。この真空チャックの一例として特開平１０−２９６
５６６号公報がある。

【０００３】同公報によれば、真空チャックは、上面を
平面となし、この上面にはその中央寄りの個所に空気吸
引孔が設けられている。該上面は、該吸引孔を取り囲む
同心円状に刻設されたパッキン挿入用の複数の環状溝を
備えている。また、該上面には、各環状溝と該吸引孔と
を連通する連通溝が設けられている。その他に、該真空
チャックは、外部から供給された圧縮空気により該吸引
孔から空気を吸引するエジェクターを備えている。

【０００４】ワークを該真空チャックに固定する場合、
まず、該ワークの大きさに適合する一つの環状溝にＯリ
ングを嵌着する。そして、このＯリング上に該ワークを
載置する。この後、該エジェクターに圧縮空気を供給す
る。この圧縮空気は、該エジェクター内を通過すること
により該エジェクターの空気吸引部に真空圧を付与し、
管路を介して該吸引孔から空気を吸引し、該ワークを前
記上面に吸着する。圧縮空気及び吸引された空気は、該
エジェクターの空気排出部から管路を介して空気排出孔
より外部に排出される。尚、該ワークの研磨中には、研
磨液や研磨屑も該吸引孔から吸引され、空気同様、該エ
ジェクターの空気排出部から該管路を介して該空気排出
孔より外部に排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の真空チャックで
は、吸引孔及び空気を排出するための経路を一つしか有
しておらず、大量の研磨液や大きな研磨屑を吸引する
と、吸引できる空気の量は制限され、ワークの吸着力の
低下を招く。瞬間的であれ、吸着力の低下した状態で研
磨を行うと真空チャックはワークを保持しきれなくな
り、ワークは移動してしまい正確に加工できなくなって
しまう。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、吸着力の低下を生じにくく、連続
してワークを同じ位置に吸着でき、効率的且つ確実に異
物を排出できる真空チャックを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の真空チャ
ックは、ボックスの側面に上下に少なくとも２つ吸出孔
が設けられており、上方の吸出孔からチャンバ内の空気
を吸い出し、下方の吸出孔からチャンバ内の水や屑など
の異物を排出することを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の真空チャックは、下方の吸
出孔をチャンバの底面と同じ高さに配置したことを特徴
とする。

【０００９】請求項３記載の真空チャックは、チャンバ
の底面に水や屑などの異物の流れる溝を有し、下方の吸
出孔と溝とを連通したことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の形態について図面
を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明の真空
チャックを使用する研磨機の一例を示す斜視図である。
図２は本発明の真空チャックの一例を示す斜視図、図３
は同平面図、図４は同正面図、図５は同右側面図、図６
は同左側面図である。図７は同吸着プレートを取った状
態を示す平面図である。図８は同真空チャックの動作の
様子を示す要部縦断面図である。図９は同真空チャック
の動作の様子を示す要部横断面図である。

【００１１】図１〜図９において、研磨機２は、真空チ
ャック１に固定したワークｗを砥石３によって研磨する
ための装置である。そして、真空チャック１は、研磨機
２などの工作機械に、樹脂やセラミックなどの非磁性体
であるワークｗを吸着するためのものである。

【００１２】真空チャック１は、上面を開口するチャン
バ１１を有するボックス１０と、上面５ａと下面５ｂの
両方に連通する複数の吸込孔６を有する吸着プレート５
とを備えている。ボックス１０は、その側壁１１ａに上
下２つの吸出孔１３，１４が穿設されている。この吸出
孔１３，１４は、チャンバ１１内部とボックス１０の外
部とを連通している。下方に設けられた吸出孔１４は、
チャンバ１１の底面１１ｂと同じ高さに設けられてお
り、チャンバ１１の底面１１ｂにＨ字状に穿設された溝
１２と連通している。また、ボックス１０の上端面１０
ａには、パッキン溝１５が環状に刻設されており、パッ
キン１８が挿着されている。この上端面１０ａに吸着プ
レート５を載置し、ボルト７を用いて吸着プレート５を
上端面１０ａに固定する。このことにより、チャンバ１
１の上面開口は吸着プレート５により塞がれた状態とな
る。また、ボックス１０の外壁１０ｂには、チャンバ１
１内の真空圧をモニターするための圧力計１７が設けら
れている。

【００１３】吸着プレート５に穿設された吸込孔６の上
面５ａ部分は、吸着面積を広げるためにすり鉢状に加工
されている。また、ワークｗを固定する際に使用しない
吸込孔６には、図８に示すようなゴム栓８を挿嵌してお
く。

【００１４】上下の吸出孔１３，１４のボックス１０の
外壁１０ｂ側には、円筒状の継手３０，３１が螺着され
ている。そして、継手３０，３１を介して、真空エジェ
クター２４，２５がボックス１０の吸出孔１３，１４に
連結されている。

【００１５】真空エジェクター２４，２５は、空気供給
部２４ａ，２５ａから供給された圧縮空気により、空気
吸引部２４ｂ，２５ｂに空気を吸引し、供給された圧縮
空気と吸引した空気とを空気排出部２４ｃ，２５ｃから
排出するものである。尚、空気供給部２４ａ，２５ａと
空気排出部２４ｃ，２５ｃとは同一直線上に配置され、
その直線上に空気供給部２４ａ，２５ａと空気排出部２
４ｃ，２５ｃとを連通する管路２４ｆ，２４ｇ，２５
ｆ，２５ｇが設けられている。また、空気吸引部２４
ｂ，２５ｂは該直線に対して垂直に配置されており、空
気吸引部２４ｂ，２５ｂの内部には管路２４ｆ，２４
ｇ，２５ｆ，２５ｇと垂直に連通する管路２４ｈ，２５
ｈを備えている。

【００１６】真空エジェクター２４，２５と継手３０，
３１とは、空気吸引部２４ｂ，２５ｂに回動自在に設け
られた連結ナット２４ｄ，２５ｄを継手３０，３１のネ
ジ山部に螺合させることにより連結されている。これに
より、空気吸引部２４ｂ，２５ｂとチャンバ１１とは、
吸出孔１３，１４及び継手３０，３１を介して連通して
いる。尚、継手３０，３１のネジ山部分にあらかじめシ
ールテープ３４を捲着し、真空エジェクター２４，２５
及び吸出孔１３，１４と継手３０，３１との隙間から空
気が漏れ出さないようにシールしている。また、空気排
出部２４ｃ，２５ｃには、排気音を低減したり研磨液や
研磨屑を捕獲するためのサイレンサー２６，２７が連結
されている。

【００１７】バルブ２１は、ジョイント２０を介して供
給される圧縮空気をオン／オフするためのスイッチであ
り、継手３２を介してボックス１０の外壁１０ｂに固定
されている。バルブ２１の出力側には、圧縮空気を分岐
する管継手２２が連結されている。尚、管継手２２と真
空エジェクター２４，２５の空気供給部２４ａ，２５ａ
とはチューブ２３を介して連結されている。

【００１８】次に、本実施例における真空チャック１の
使用方法を説明する。まず、図８に示すように、ワーク
ｗを吸着プレート５に載置する。このとき、ワークｗに
よって塞がれない吸込孔６には、ゴム栓８を詰め込ん
で、余分な空気の流入を防止する。次に、ジョイント２
０を介して圧縮空気をバルブ２１に供給する。そして、
バルブ２１のレバー２１ａを回動し、圧縮空気を真空エ
ジェクター２４の空気供給部２４ａに供給する（図９の
矢印ｇ）。真空エジェクター２４と同様、真空エジェク
ター２５の空気供給部２５ａにも圧縮空気を供給する
（図９の矢印ｍ）。

【００１９】図９に示すように、空気供給部２４ａに供
給された圧縮空気は、管路２４ｆを直進して管路２４ｇ
に進む（矢印ｋ、図８矢印ｃ）。圧縮空気は、管路２４
ｈ内の空気を巻き込んで直進する。このため、管路２４
ｈには真空圧が生じることとなる。そして、空気が矢印
ｉ（図８矢印ｂ）方向に吸引される。それに伴い、継手
３０の管路３０ａを介して、チャンバ１１内の空気が矢
印ｈ方向に吸引され、チャンバ１１内は減圧される。チ
ャンバ１１内が減圧されることにより、ワークｗは、吸
込孔６を介して吸着プレート５に吸着される（矢印
ａ）。尚、管路２４ｈ内の空気を伴った圧縮空気は、矢
印ｋ方向に進みサイレンサー２６から外部に排気され
る。

【００２０】また、ボックス１０の外壁１０ｂの下方に
設けられた真空エジェクター２５に関しても、上方に設
けられた真空エジェクター２４と同様にチャンバ１１内
の空気を吸引・排出する。すなわち、空気供給部２５ａ
に供給された圧縮空気は、管路２５ｆを直進して管路２
５ｇに進む（矢印ｒ、図８矢印ｆ）。圧縮空気は、管路
２５ｈ内の空気を巻き込んで直進する。このため、管路
２５ｈには真空圧が生じることとなる。そして、空気が
矢印ｐ（図８矢印ｅ）方向に吸引される。それに伴い、
継手３１の管路３１ａを介して、チャンバ１１内の空気
が矢印ｎ（図８矢印ｄ）方向に吸引される。尚、管路２
５ｈ内の空気を伴った圧縮空気は、矢印ｒ方向に進みサ
イレンサー２７から外部に排気される。

【００２１】図８に示すように、ワークｗと吸着プレー
ト５の上面５ａとの間にわずかな隙間がある場合、この
隙間から空気以外の物がチャンバ１１内に吸引される
（矢印ｓ）。ワークｗを研磨している場合、研磨液や研
磨屑が吸引孔６からチャンバ１１内に吸引される。吸引
された研磨液や研磨屑の大半は、自重でチャンバ１１の
底面１１ｂに落下する。尚、底面１１ｂに落下しなかっ
た比較的小さな研磨屑や研磨液は、たとえ真空エジェク
ター２４を通過したとしても、管路２４ｆ，２４ｇ，２
４ｈの径を著しく小さくすることはない。このため、真
空エジェクター２４の吸引力は変化せず、ワークｗに対
する吸着力も一定に保たれている。

【００２２】底面１１ｂ付近では、真空エジェクター２
５により矢印ｄ方向（図９矢印ｎ）に吸引力が生じてい
ることから、落下した研磨液は、吸出孔１４に連通して
いる溝１２に導かれる。また、研磨屑は研磨液によって
溝１２に流し込まれる。溝１２に導かれた研磨液や研磨
屑は矢印ｄ方向に流され、真空エジェクター２５を介し
てサイレンサー２７に運ばれる。サイレンサー２７内の
吸音材は空気と水とを排気できる素材であるため、研磨
屑に対しては排出を抑えるフィルターとして機能する。
このため、水よりも粒子の粗い研磨屑はサイレンサー２
７に蓄積される。サイレンサー２７が目詰まりを起こし
た場合には、サイレンサー２７を新しいものに交換する
か、洗浄を行う。

【００２３】本実施例の真空チャック１によれば、真空
エジェクター２４内に入って真空エジェクター２４の吸
引力を低下させてしまうような大きさの研磨屑は、自重
によりほぼ確実にチャンバ１１の底面１１ｂに落下し、
下方の吸出孔１４から排出される。このため、チャンバ
１１内の真空圧は一定に保持され吸着プレート５の上面
５ａの吸着力の低下は生じにくい。このため、連続して
ワークｗを同じ位置に吸着でき、ワークｗの正確な加工
が可能である。

【００２４】また、下方の吸出孔１４をチャンバ１１の
底面１１ｂと同じ高さに配置していることから、研磨液
や研磨屑は底面１１ｂに溜まりにくい。このため、チャ
ンバ１１の容積は変化しにくく、チャンバ１１内の真空
圧を安定させ、吸着力を一定に保つことが可能である。
また、底面１１ｂに水や屑などの異物の流れる溝１２を
有し、下方の吸出孔１４と溝１２とは連通しているた
め、溝１２を介して効率的且つ確実に異物を下方の吸出
孔１４に導いてチャンバ１１の外に排出できる。

【００２５】尚、本実施例では、２つの吸出孔１３，１
４を同じ面の上下に左右にずらして配置している。しか
しながらこのような配置に限られるものではなく、チャ
ンバ１１の側壁１１ａの上下にそれぞれ設けられていれ
ばよく、数も限られるものではない。また、真空エジェ
クター２４，２５を用いず、真空ポンプを用いることも
可能である。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、吸出孔をボッ
クスの側面に上下に少なくとも２つ設け、下方の吸出孔
はチャンバ内の水や屑などの異物を排出している。そし
て、上方の吸出孔でチャンバ内の空気を吸引排出してい
るため、吸着力の低下は生じにくく、連続してワークを
同じ位置に吸着でき、ワークの正確な加工が可能であ
る。また、吸出孔を上下に配置していることから、空気
よりも重い水や屑はほぼ確実に下方の吸出孔に移動して
排出され、上方の吸出孔の空気の吸引に影響を与えにく
い。

【００２７】請求項２の発明によれば、下方の吸出孔を
チャンバの底面と同じ高さに配置していることから、水
や屑はチャンバの底面に溜まりにくい。このため、チャ
ンバの容積は変化しにくく、チャンバ内の真空圧を安定
させ、吸着力を一定に保つことが可能である。

【００２８】請求項３の発明によれば、チャンバの底面
に水や屑などの異物の流れる溝を有し、下方の吸出孔と
溝とは連通している。このため、溝を介して効率的且つ
確実に異物を下方の吸出孔に導いてチャンバの外に排出
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空チャックを使用する研磨機の一例
を示す斜視図である。

【図２】本発明の真空チャックの一例を示す斜視図であ
る。

【図３】同平面図である。

【図４】同正面図である。

【図５】同右側面図である。

【図６】同左側面図である。

【図７】同吸着プレートを取った状態を示す平面図であ
る。

【図８】同真空チャックの動作の様子を示す要部縦断面
図である。

【図９】同真空チャックの動作の様子を示す要部横断面
図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・真空チャック２・・・・・・・・・研磨機５・・・・・・・・・吸着プレート６・・・・・・・・・吸込孔１０・・・・・・・・・ボックス１１・・・・・・・・・チャンバ１２・・・・・・・・・溝１３，１４・・・・・・吸出孔１７・・・・・・・・・圧力計２０・・・・・・・・・ジョイント２１・・・・・・・・・バルブ２２・・・・・・・・・管継手２３・・・・・・・・・チューブ２４，２５・・・・・・真空エジェクター２６，２７・・・・・・サイレンサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下両面に連通する複数の吸込孔を有する
吸着プレートと、チャンバの上面開口を該吸着プレート
で塞がれたボックスとからなり、該チャンバと外部とを
連通する吸出孔から該チャンバ内の空気を吸い出すこと
により、該吸込孔を介して該吸着プレート上に載置され
たワークを吸着する真空チャックにおいて、該吸出孔を
該ボックスの側面に上下に少なくとも２つ設け、該上方
の吸出孔から該チャンバ内の空気を吸い出し、該下方の
吸出孔から該チャンバ内の水や屑などの異物を排出する
ことを特徴とする真空チャック。
【請求項２】前記下方の吸出孔は、前記チャンバの底面
と同じ高さに配置されている特徴とする請求項１記載の
真空チャック。
【請求項３】前記チャンバの底面に前記異物の流れる溝
を穿設し、前記下方の吸出孔と該溝とを連通したことを
特徴とする請求項２記載の真空チャック。