JP2003200325A - 異形物保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 特に底面に凹凸のある異形物を、高剛性の載
置面を形成して載置することができる異形物保持装置を
提供する。 【解決手段】 異形物保持装置は、側方が枠体で包囲さ
れ、収容空間２ａを内部に形成するケース２、収容空間
内を一方向に移動し当接面を設けたあて板３と、六角形
状大径部、大径部と位置決めプレート８の間に設けたバ
ネ７、異形物底面に沿い均等な支持力の載置面にする先
端部を有し、収容空間内に配置された六角保持ピン１、
大径部に当接面を当接させたあて板を移動させて接触面
を加圧し、相互に締付ける押しネジ６を設けた。これに
より、一方向からのあて板による締め付けで、六角保持
ピンは、隣接する六角保持ピンを確実、強固に拘束で
き、歪み等を生ずることなく異形物を保持できる高剛性
の載置面を先端に形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研削、研磨及び機
械加工等の各種機械加工が行われる被加工物を、各種機
械加工を行うために支持、保持する保持装置に係り、特
に被加工物がブレード等の如く３次元的に複雑な被載置
面（底面）形状をしているときでも、形状の影響を受け
ることなく全底面を均一な支持力で保持し、しかも加工
時の負荷が掛かるときにおいても、載置面が変形して底
面に不均一な負荷が発生せず歪み等が発生しないように
して、支持、保持できるようにした異形物保持装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】３次元的に複雑な形状をしているブレー
ド等の被加工物（以下異形物という）の機械加工等を行
う場合、機械加工等を行う異形物の保持は、異形物を保
持する被載置面の形状が複雑な形状をしていることか
ら、機械加工時において異形物に歪み等を発生させるこ
となく保持することが非常に難しい。このため、一般的
には異形物に与える歪みを無視して、強制的に保持して
捨て削りという加工を行った後、次に加工した面の平面
度を確認し、この加工面を仮の基準受け面として保持を
行い正規の機械加工等を行うようにしている。

【０００３】しかしながら、この捨て削り時の異形物の
保持は、大きな荷重を加えて強制的に押さえ付けて行わ
れるために異形物に押さえによる部分に局所的な歪みを
与えてしまい、捨て削り機械加工後強制的に押さえ付け
ていた荷重を緩めたときにも、この部分に歪みが残り、
変形するために基準受け面とする平面にすることが難し
く、このために更に平面度修正を行うための機械加工を
行う必要がある。しかし現実には、このような修正のた
めの捨て削り機械加工が行われている。即ち、このよう
な捨て削り作業は、その文言通り、本来機械加工等には
不要な作業であるが、前述したように異形物の機械加工
等を行う場合には、異形物に歪みを与えずに保持できる
装置がないために実施されているのが現状である。

【０００４】このような不具合を解消するために、特開
平０８−００１４６２号「ワークホルダ」が提案されて
いる。この提案は、高精度な平面が要求される異形物の
一例としてのシリコンウェハに変形を与えることなくウ
ェハを保持し、しかもウェハを容易に保持具に固定で
き、研磨等の機械加工時においてもウェハに歪みを生じ
させることなく、しかも操作性の高いものにすることを
目的としてなされたものである。

【０００５】このために、加工するウェハの被載置面で
ある裏面形状に倣わせるために、俵重ね状にされた円柱
状の支持ピンを仕切板上に剣山状に敷き詰め、仕切板と
その下方に設けられた底板との間に形成された密閉空間
に空気を吹き込むことにより、仕切板と共に仕切板上に
敷き詰められている支持ピンを上昇させ、支持ピン上端
をピン上方に載置されているウェハの裏面に接触させる
ことにより、ピン上端をウェハの裏面に倣わせた状態で
支持ピンを配置した後、可動スライダで剣山状に敷き詰
められている支持ピンの側面を押圧することにより、隣
接する支持ピン側部の摺接摩擦を大きくして固定し、支
持ピン上端で形成された載置面で保持されたウェハの加
工時に歪みが生じないようにして保持できる構成にした
ものである。

【０００６】このような構成にすることにより、この提
案の発明ではウェハの裏面形状に沿ってその上端が当接
するように自在に上昇した多数の支持ピンは、ウェハ裏
面形状に倣った載置面を上端で形成した後、可動スライ
ダを移動させることにより支持ピンを固定し、その上方
に載置されるウェハは載置面で保持され、機械加工時に
おいても局所的な荷重が生じることなく変形、歪み等を
生じさせることなく保持できるようにし、研磨加工後の
加工面に歪みを残すことが防止され、また研磨加工時に
ウェハ上面から一定荷重で均一に押付けることができる
ので、研磨を行うウェハが軽量であっても、変形させず
に保持できる保持装置とすることができるものである。

【０００７】また、上述した不具合を解消するために、
特開平０９−０８５５５７「ワーク載置台及びそれに用
いられるワーク押し付け治具」も提案されている。

【０００８】この提案は、高精度な平面が要求されるシ
リコンウェハ等と推定される異形物の被載置面（裏面）
が平面をなしていない場合、平面状をなす載置台上に載
せて置くと、部分的を異形物の被載置面に載置台から浮
上った部分が生じ、この浮上がり部分に研磨加工等を施
そうとすると、載置台による直接的な支持が得られず異
形物が変形したり、最悪の場合には破損するのを防止す
ることを目的として、なされたものである。

【０００９】このために、周縁に立設され側方周囲を規
定する枠体と下方のベース板及び上方のカバー板により
内部に形成された収容空間と、カバー板上方の異形物保
持空間の中心部に向けて進退し、該空間に載置されてい
る異形物を側方から押圧して固定する当板、及び押板
と、先端部がカバー板を貫通して異形物保持空間に突出
して収容空間外周部に配設された、昇降不能な少なくと
も３本の高さ基準ピンとからなるピン支持台、ピン支持
台の収容空間に立設され、下端部に設けた付勢手段によ
り昇降可能にされ、基準ピンにより昇降の偏りを解消し
つつ上昇して、先端部がカバー板を貫通して異形物保持
空間に突出し、その先端で異形物を保持する載置面を形
成する複数の支持ピン、枠体から収容空間内に出没可能
なクランプ金具が設けられ、クランプ金具の先端部で異
形物の裏面形状に倣った載置面を形成している支持ピン
の側部を押圧して固定する固定手段、載置面に載置され
た異形物を載置面に対して押しつけるため昇降可能に保
持され、その先端部を以て異形物上面側を押圧する押圧
面を構成する複数の押圧ピンを備えた押し付け治具から
なる構成にしたものである。

【００１０】このような構成にすることにより、この提
案の発明では、異形物が複数の支持ピンの先端部によっ
て形成された載置面上に置かれると支持ピンは異形物の
重量により付勢手段に抗して下降する。また、異形物の
裏面が平面でないと支持ピンの下降量は、裏面に対応し
て下降するものとなり、この状態で枠体から収容空間に
出没するクランプ金具で支持ピンの側部を押圧すること
により、各支持ピンは各々の下降位置で配置間隔が密に
なり昇降不能となり各位置で固定され異形物は均一な支
持力で支持されることになるようにしたものである。

【００１１】また、基準ピンを設けたことにより、載置
面への異形物の置き方によって載置面形状が大きく変る
ようなことがなく、さらには押し付け治具を設けたこと
により、押し付け治具の押圧面を異形物の上方から押し
付けることにより、異形物が付勢手段に抗して下降でき
ない軽量の場合でも、載置面は異形物の裏面形状に倣っ
たものにでき、支持ピンが固定手段により固定されたと
き異形物の裏面と載置面との間に空隙が生じることがな
く、この空隙に起因して生じる異形物加工時の局所的な
荷重が発生することなく、変形又は破損が生じるのを防
止できるものである。

【００１２】この様に、従来から提案されている異形物
保持装置では、シリコンウェハの如きそり等の若干の変
形はあるものの、略平面状にされた薄い平面板の表面を
鏡面状にポリッシングする等の大きな荷重が負荷されな
い機械加工時には、所定の作用、効果を奏するものと思
われる。

【００１３】さらに、何れの提案も先端で異形物の被載
置面を保持する載置面を形成する２５０〜１０５１本か
らなる支持ピンは円柱状のものを使用し、可動スライダ
に取り付けられている取手を押すことにより、又はノブ
を回転させることによりクランプ金具をピン収容空間内
に突出させることにより、載置面を形成し異形物保持空
間内に俵重ね状にして立設されている支持ピンを一方向
から締付けて固定するとき隣接する支持ピンが６点接触
により理想的に締め付けられれば問題はないが、支持ピ
ンの製作誤差等により、支持ピンが均一な大きさ（直
径）にできないときには、支持ピンが理想的に締め付け
られない場合が生じる。

【００１４】このような場合には、個々の支持ピンの拘
束力が異なるものとなり、場合によっては機械加工時に
支持ピンで異形物被載置面が直接支持されない部分が生
じて、加工時の荷重によって異形物に歪み、変形又は破
損を生ずることがある。このために、提案されている前
述の発明では、立設される多数の支持ピンを同一形状、
特に同径のものにして、しかも隣接する支持ピンと接触
する支持ピンの側面にクッション材としてテフロン（登
録商標）コーティング等を施すことを推奨している。

【００１５】しかしながら、テフロン（登録商標）コー
ティングは高価であり、さらには多数の支持ピンの側面
にテフロン（登録商標）コーティングを施行し、また、
異形物の機械加工を行う度にテフロン（登録商標）コー
ティングの状態を確認するためには、多数の工数を要す
ると共に、多数の支持ピンの形状誤差を小さくして製作
しなければならないことと相俟って、製作コストが嵩む
不具合があった。

【００１６】また、テフロン（登録商標）コーティング
を施した支持ピン若しくは同一形状の支持ピンを使用す
るようにした異形物保持装置にしたとしても、支持ピン
が円柱状のもので形成されている限り、固定手段により
固定されたときの隣接する支持ピン間の接触は線接触と
なるために、支持ピン相互間の軸方向の拘束力、換言す
れば異形物の被載置面に倣って形成される載置面の支持
ピン軸方向の剛性は小さくなりこれを大きくするには限
界がある。

【００１７】然も、荷重を付加して機械加工が行なわ
れ、さらには、異形物とは称しても被載置面が比較的単
純な平板状にされ、拘束力が充分に伝わる支持ピンと拘
束力が充分に伝わらない支持ピンと混在した支持ピンに
より支持されたとしても、拘束力が充分に伝わらない支
持ピンで支持された部分に付加される大きな荷重は、隣
接する拘束力が充分に伝わる支持ピンによりカバーされ
る機会の多くなると考えられるシリコンウェハに比較し
て、被載置面がより複雑な凹凸面をなしているブレード
等の場合においては、局所的に発生する荷重を少数の支
持ピンによって支持しなければならず、しかも隣接した
支持ピンにより拘束力不十分の支持ピンの保持力がカバ
ーされることが殆んど期待できず、このために拘束力が
充分に伝わらない支持ピンで支持された部分の上方に載
置された異形物加工面には、局所的な歪み、変形等が生
じる可能性が大きくなるという不具合がある。

【００１８】

【特許文献１】特開平０８−００１４６２号公報（第３
−５頁、第１図）

【特許文献２】特開平０９−０８５５５７号公報（第３
図、第１図及び第４図）

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これ迄提案
されている上述した「ワークホルダ」又は「ワーク載置
台及びそれに用いられるワーク押し付け治具」を含む、
従来の異形物保持装置の上述した不具合を解消するた
め、テフロン（登録商標）等によるクッション材又は高
い加工精度の支持ピンを必要とすることなく、しかも一
方向からの締付けのみで、機械加工等を行う複雑な被載
置面を有する異形物を支持、保持できる載置面を、その
上端に形成できるようにした多数本からなる支持ピンを
確実に拘束して固定できるようにして、支持ピン上端で
形成される載置面を剛性の高いものにでき、載置面上の
異形物の機械加工時等においても、異形物に歪み、変形
若しくは破損が発生するのを防止できるようにした異形
物保持装置を提供することを課題とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の異形
物保持装置は、次の手段とした。

【００２１】（１）異形物を略均等な支持力で保持する
異形物保持装置において、側方の外周が枠体で包囲さ
れ、枠体の上方にシール板、下方に位置決めプレートが
それぞれ水平にされて架設され内部に収容空間を形成す
るケースと、収容空間内を一方向に移動自在に設けら
れ、収容空間に対面している先端に六角保持ピンの六角
形状大径部の側面に当接させる当接面を設けたあて板
と、側面にあて板の移動方向と平行な面及び平行な面と
同一のものとなることもある１面を含む一辺を介在させ
た両側の辺に形成された３面の接触面が設けられ、軸方
向の中間部に形成された六角形状大径部、及びシール板
を貫通し凹凸を有する異形物の底面形状に沿って形成さ
れ、異形物底面を略均等な支持力で保持し、歪みを生じ
させることなく載置できる面を形成する上端をそれぞれ
有し、相互に接触面を接触させて内部に空間を形成する
よう、位置決めプレートに下端部を挿入して立設され位
置決めされて、収容空間内に配置された六角保持ピン、
六角形状大径部下端と下端部を貫通させる前記位置決め
プレート上面との間に介装され、六角形状大径部下端を
押圧して上昇力を付勢するバネ、あて板後端部に枠体を
貫通して収容空間内に出没自在にされた先端部が連結さ
れ、六角形状大径部に当接面を当接させたあて板を移動
させ、内部に空間を形成している六角保持ピンの接触面
を加圧して、相互に締付け又は締付けを緩和するように
した押しネジとを設けるものとした。

【００２２】（ａ）これにより本発明の異形物保持装置
は、六角保持ピンの側部にテフロン（登録商標）等の干
渉材を介装することなく、しかも一方向からのあて板の
締めつけのみで、六角保持ピンは自己バランスにより位
置補正が行なわれ、隣接する六角保持ピンの相互を確実
にして強固に拘束することができ、機械加工時等におい
ても、複雑な凹凸の底面を有する異形物に歪み、変形、
又は破損を生じさせることなく保持できる剛性の大きい
載置面を六角保持ピンの先端で形成できる。

【００２３】また、本発明の異形物保持装置は、上述
（１）の手段に加え、次の手段とした。

【００２４】（２）六角保持ピンの軸方向中間部の六角
形状大径部の側面と当接するあて板の当接面が、あて板
が移動する方向と平行な面を形成するように配置される
ことから、当接面に対向する六角保持ピン端部に形成さ
れる傾斜面と密着できる凹部にされているものとした。
なお、枠体に後端部が固着され押しネジにより収容空間
内を移動するあて板に対向して設けられたあて板の六角
形状大径部との当接面にも同様の凹部を形成することが
好ましい。また、六角保持ピンの六角形状大径部の横断
面形状は正六角形にして、隣接する六角保持ピンの接触
面が同一形状になるようにすることが好ましい。

【００２５】（ｂ）これにより本発明の異形物保持装置
は、上述（ａ）に加えて、六角保持ピンがあて板の移動
により、横滑りすることなく確実にあて板の移動方向に
移動して、六角形状大径部に設けられた接触面を隣接す
る六角保持ピンの接触面と強固に接触させることがで
き、より剛性の大きい載置面を形成できる。

【００２６】また、本発明の異形物保持装置は、上述
（１）の手段に加えて次の手段とした。

【００２７】（３）あて板移動方向の六角形状大径部の
両端部が、両端に形成されている傾斜面を削成して、あ
て板移動方向と直交する平面にされると共に、当該平面
に対向してあて板先端に形成される面が、当該平面に密
着できる平面にされているものとした。

【００２８】（ｃ）これにより本発明の異形物保持装置
は、上述（ａ）に加えて、あて板及びこれに当接する六
角保持ピンの製作並びに収容空間に配置する六角保持ピ
ンの配置作業が容易になり、制作費並びに異形物保持装
置の加工コストをより低減することができる。

【００２９】また、本発明の異形物保持装置は、上述
（１）の手段に加えて次の手段とした。

【００３０】（４）隣接して配置され内部に空間を形成
する６個の六角保持ピンのうちの少なくとも１つが、他
の六角保持ピンと異なる大きさの径にされ、６個の六角
保持ピンの六角形状大径部内部に形成される空間が六角
形と異る形状になるものとした。

【００３１】（ｄ）これにより本発明の異形物保持装置
は、上述（ａ）に加えて、六角保持ピンを均一の大きさ
にする必要がなく、さらには、異る大きさの六角保持ピ
ンで内部に六角形と異る形状の空間を形成するようにし
ても、隣接する六角保持ピンは線接触する円柱状の支持
ピンの場合よりも大きな面積の接触面の摩擦により、相
互が拘束されることとなり剛性の大きい載置面を形成す
ることができる。また、六角保持ピンは製作に過度の加
工精度を必要とすることなく製作できるので、異形物保
持装置の加工コストをより低減することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の異形物保持装置の
実施の一形態を図面にもとづき説明する。図１は本発明
の異形物保持装置の実施の第１形態を示す図で、図１
（ａ）は一部破断面で示す平面図、図１（ｂ）は図１
（ａ）に示す矢視Ａ−Ａにおける側断面図、図２は図１
に示す六角保持ピンの構成を示す図面で、（ａ）は六角
保持ピンの全体側面図、（ｂ）は（ａ）図のＩ−Ｉ線に
沿う断面図、（ｃ）は（ａ）図のII−II線に沿う断面
図、（ｄ）は（ａ）図のIII−III線に沿う断面図、
（ｅ）は（ａ）図のIV−IV線に沿う断面図、図３は図１
に示す異形物保持装置の六角保持ピンの作動原理を示す
図で、図３（ａ）は六角保持ピンが同一形状で形成され
ているときの釣合い状態を示す図、図３（ｂ）は六角保
持ピンのうち１個のみが小さいときの釣合い状態を示す
図、図４は図１に示す異形物保持装置の使用例を示す図
で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示
す矢視Ｂ−Ｂにおける側断面図である。

【００３３】図１，２において、１は図２に示すように
上部円柱部１ａ、下部円柱部１ｂ及び上部円柱部１ａと
下部円柱部１ｂとの間に形成された六角形状大径部１ｃ
とからなり、上部円柱部１ａの上方に円弧状の先端部１
ｄが形成されると共に、下部円柱部１ｂの下端部にワッ
シャ溝１ｅが削成された六角保持ピン、２は側方周縁に
立設された枠体で形成され、内部に六角保持ピン１を配
置する収容空間２ａを形成するケース、３はケース２の
両側に配設されたあて板で、六角保持ピン１の六角形状
大径部１ｃ側面に接合する傾斜にされた凹部が側面に形
成され、図中右側に配設されたあて板３は、ケース２の
枠体に固着され、図中左側に配設されたあて板３は、押
し板４に固着されている。

【００３４】また、４は枠体を貫通し収容空間２ａ内に
向けて出没する押しネジ６に外側の後端部が係合されて
おり、押しネジ６を回動させることにより左右方向に向
けて前後動する押し板、５はケース２の枠体上方に架設
され収容空間２ａの上方に展設されて、六角保持ピン１
の上部円柱部１ａが貫通する図示省略した上孔が、収容
空間２ａに立設される六角保持ピン１の配設位置に対応
して穿設されたシール板、８はケース２の枠体下端部に
架設され、収容空間２ａの下方に展設されて、下部円柱
部１ｂの下端部が貫通する図示省略した下孔が穿設さ
れ、収容空間２ａに立設される六角保持ピン１の位置決
めをする位置決めプレート、７は下端部が位置決めプレ
ート８の下孔に挿通された六角保持ピン１の六角形状大
径部１ｃ下端と位置決めプレート８との間の下部円柱部
１ｂの外周に設けられ、六角保持ピン１を上方に向けて
付勢するバネ、９は下孔に挿通された下部円柱部１ｂの
下端部が下孔から抜け出るのを防止するワッシャ溝１ｅ
に嵌されたＣワッシャである。

【００３５】なお、シール板５に穿設された上孔及び位
置決めプレート８に穿設された下孔の何れも、貫通する
上部円柱部１ａ及び下部円柱部１ｂの直径より大きな径
にされ、押し板４の作動による六角保持ピン１の締付け
時に六角保持ピン１が多少の横移動ができるようにする
と共に、上孔は六角形状大径部１ｃが貫通できない径に
され、バネ７の付勢によって六角保持ピン１が外方へ抜
け出るのを防止している。

【００３６】このように構成された本実施の形態の異形
物保持装置１０の作動を、図１（ａ）に示す平面図の一
部を取り出した図３に示す作動原理図により説明する。
図に示すように、収容空間２ａには白抜き矢視で示す押
し板４の移動方向と平行に２つの面を配置し、隣接する
六角保持ピン１の六角形状大径部の接触面、あて板３の
先端面及び幅方向の枠体内周面とそれぞれ接触面を接触
させて、全てが同寸法で形成されている六角保持ピン１
を配置するようにしている。

【００３７】即ち、六角形状大径部の接触面のうち、押
し板の移動方向と平行にされた面は、幅方向の枠体の内
周面と接触する接触面又は隣接する六角形状大径部で同
様に平行にされた接触面と接触する接触面となり、六角
形状大径部の押し板の移動方向の端部の傾斜した接触面
は、先端面に同一の傾斜面にされたあて板との接触又は
隣接する六角形状大径部の傾斜面に設けられた接触面と
接触する接触面となり、６個の六角保持ピン１の六角形
状大径部の内部には六角形状大径部と同じ横断面形状の
空間を形成されるように配置している。

【００３８】なお、本作動原理図は上述したように、図
１（ａ）に示す平面図の一部、具体的には６個からなる
六角保持ピン１の１ブロックのみを説明の都合上取りだ
したものであり、図１（ａ）に示す収容空間２ａの中央
に配置されるブロックにおける六角形状大径部１ｃの接
触面は、上述した説明とは異り全てが隣接して配置され
る六角形状大径部１ｃで接触することになる。

【００３９】この様に収容空間２ａ内に配置された六角
保持ピン１の六角形状大径部の側面に接触させたあて板
３に、図３に示すように押し板４を介して左から力を掛
けると、あて板３とケース２で挟まれた全ての六角保持
ピン１に図に示す矢印のような力の分力が発生し、六角
保持ピン１は互いに作用し合いながら移動し、六角保持
ピン１を図３（ａ）に示すように均一な大きさのものに
した場合には、６つの六角保持ピン１の間に六角形の空
間１９を作り自己バランスすることになる。

【００４０】このとき六角保持ピン１の接触面は、隣接
する六角保持ピン１の接触面又はあて板３の先端面又は
側方に配置された枠体の内周面と互いに摩擦力で支え合
い、六角保持ピン１の長手方向（軸方向）に強い保持力
を発生させる。また、押し板４に掛けていた力を無くせ
ば、接触面での圧力が無くなり、接触面相互間に発生し
ていた摩擦力も微少となり六角保持ピン１は長手方向に
滑らかに動くことが出来る。

【００４１】さらに、図３（ｂ）に示すように、六角形
の空間１９を中心部に形成する６個の六角保持ピン１の
大きさにばらつきがあったとしても、押し板４に左から
力を掛けると、図３（ａ）で示す六角保持ピン１の大き
さを均一にしたときと同様に、あて板３とケース２で挟
まれた全ての六角保持ピン１には、図に示すような力の
分力が互いに作用し移動しながら自己バランスするため
に、六角保持ピン１の大きさのばらつきによる影響を受
けずに、全ての六角保持ピン１が同一寸法で形成された
ものと同様の作用を実現することができる。但し、この
場合６個の六角保持ピン１の中心に形成される空間１９
の形状は、均一な大きさの六角保持ピン１のものにした
場合と異り、変形した形状となる。

【００４２】次に、本実施の形態の異形物保持装置１０
の使用例を、図４にもとづき説明する。図１に示すよう
に構成され、図３にもとづき説明したように作動をする
本実施の形態の異形物保持装置１０は、図４に示すよう
に、加工面１３を上方に向けて加工機のテーブル上面１
４にボルト等で定置され、押しネジ６を緩められ六角保
持ピン１に力が働かないようにしておく。このとき六角
保持ピン１はバネ７の作用で上方に動くが、ワッシャ溝
１ｅに嵌入したＣワッシャ９により上方への動きは規制
される。

【００４３】このような状態にされた六角保持ピン１の
先端で形成される面の上に異形物１１を置き、押さえボ
ルト１５の締付けで押圧力が調節された押さえ金１２で
加工面１３から外れた上面を押さえた後、前後端押さえ
金Ａ１６と前後端押さえ金Ｂ１７及び左右端押さえ金１
８により、異形物１１を六角保持ピン１の先端で形成さ
れた載置面の所定の位置に定置した後、押しネジ６を締
め込み隣接する六角保持ピン１相互間が締め込まれる方
向に押し板４を移動させ、締め付けることで異形物１１
は定置位置に保持される。

【００４４】このようにして、異形物１１の下面に先端
が接触した多数の六角保持ピン１により、剛性の大きい
異形物１１の底面形状に倣った面を形成することがで
き、機械加工中においても異形物１１に歪みを生じるこ
となく、定置位置に保持固定することができる。

【００４５】次に、図５は本発明の異形物保持装置の実
施の第２形態を示す図で、図５（ａ）は一部破断面で示
す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＡ部の拡大
図、図５（ｃ）は図５（ａ）に示す矢視Ｃ−Ｃにおける
側断面図、図６は図５に示す異形物保持装置の六角保持
ピンの作動原理を示す図で、図６（ａ）は六角保持ピン
のあて板３と接触する接触面を含む接触面の全てが同一
形状で形成されているときの釣合い状態を示す図、図６
（ｂ）は六角保持ピンのうち１個のみの接触面を小さく
した場合の釣合い状態を示す図である。

【００４６】図に示すように、本実施の形態の異形物保
持装置１０′のあて板３′は、実施の第１形態のあて板
３と異なり、側面に六角保持ピン１′の六角形状大径部
１ｃに接触させる傾斜面が形成された凹部が形成されて
なく、平面状の側面にされている。そのために、このあ
て板３′に接触する六角保持ピン１′の六角形状大径部
１ｃの横断面形状は、図５（ｂ）に示すように、あて板
３′に接触する方向の傾斜面が削成されて、押し板４と
直交する平面にされて７角形にされると共に、あて板
３′との接触面の幅も、六角保持ピン１′の１辺の長さ
Ｃと等しくなるようにしている。

【００４７】このあて板３′による六角保持ピン１′の
締め付け力の分力は、図６（ａ）に示すような方向に作
用し、図３に示す実施の第１形態のものと六角保持ピン
１′の接触面に働く分力が異なるが、十分な締め付け力
を作用させれば、図１に示す異形物保持装置１０と同じ
作用が得られる。このようにすることにより、本実施の
形態の異形物保持装置１０′では、実施の第１形態の異
形物保持装置１０に比べ、あて板３′及び六角保持ピン
１′の製作が簡単になり、製作コストを低減できるメリ
ットがある。

【００４８】次に、上述した本発明の異形物保持装置の
実施の形態のものと、前述した特開平０９−０８５５５
７号、及び特開平０８−００１４６２号にて提案されて
いる円柱状の支持ピンタイプの異形物保持装置の作動の
相異について、図７、図８により説明する。閉じられた
収容空間２１に同じ径の多数の支持ピン２０を入れる
と、図７に示す状態になるが、基本的に同じ径の支持ピ
ン２０と支持ピンの接触点は、Ｐ１の支持ピン２０に着
目すると明らかなように６点ある。

【００４９】また、図７に示すＰ１、Ｐ２、Ｐ３のピン
が他のものより小さい径のものであるとすると、図８に
示される状態となる。図８に示す閉じた収容空間２１を
１方向から狭めようとしても、バランスしており、狭め
ようとする荷重を大きくしてもこれ以上狭めることが出
来ない。このことは、逆に云えば多数の支持ピン２０を
使用して閉じた収容空間２１に埋め、支持ピン２０を相
互に拘束するようにした場合、拘束を受けない支持ピン
２０があると言うことを意味しており、このことは支持
ピン２０の接触点が基本的に６点あることに起因するも
ので、３点にしない限り解消することはできない。

【００５０】従って、前述した既に提案されている支持
ピンタイプのもので、全ての支持ピン２０が同等な拘束
力を受け、均一な高剛性の異形物保持装置にするために
は、理想に近い支持ピン２０を作ることと、これらの支
持ピン２０により異形物１１の底面に倣った理想的な面
を形成するための組立時の微妙な調整を必要とする、高
価で組立に大きな工数を必要とする装置となる。

【００５１】これに対して、本発明の実施の形態のもの
では、図３および図６から明らかなように、横断面形状
が６角形又は隣接部が少くとも６角形のものと同等な六
角保持ピン１，１′と、その配列による３点（３面）接
触するようにされており、１方向より締付け力により自
己バランスするようにしているので、六角保持ピン１，
１′の全ては均等な拘束力を受けるようにすることがで
き、異形物１１の底面に倣った均一な高剛性の面を形成
することができ、低コストで機械加工時においても異形
物１１に歪みを生じさせない、理想的な異形物保持装置
とすることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の異形物保
持装置は、異形物を略均等な支持力で保持する異形物保
持装置において、側方が枠体で包囲され、上方のシール
板、下方の位置決めプレートが展設され内部に収容空間
を形成するケース、収容空間内を一方向に移動自在に設
けられ、先端に六角保持ピンに当接する当接面を設けた
あて板、あて板の移動方向と平行な面及び一つ置きの辺
に設けた３面の接触面を設け軸方向中間部に形成した六
角形状大径部、六角形状大径部と位置決めプレートとの
間に介装され、上昇力を付勢するバネ、シール板を貫通
し異形物の底面に倣い、略均等な支持力で保持し歪みを
生じさせず載置する面を形成する上端を有し、内部に空
間を形成するよう位置決めプレートに下端部を挿入して
位置決めされて収容空間内に配置された六角保持ピン、
六角形状大径部に当接面を当接させたあて板を移動さ
せ、六角保持ピンの接触面を加圧して、相互に締付ける
ようにした押しネジを設けた。

【００５３】これにより、一方向からのあて板の締めつ
けのみで、六角保持ピンは自己バランスにより位置補正
を行ない、隣接する六角保持ピンの相互を確実にして強
固に拘束することができ、機械加工時等でも異形物に歪
み等を生じさせず保持できる高剛性の載置面を六角保持
ピンの先端に形成できる。

【００５４】また、六角保持ピンの軸方向中間部の六角
形状大径部の側面と当接する当接面が、六角保持ピンに
形成された傾斜面と密着できる凹部にした。

【００５５】これにより、六角保持ピンがあて板の移動
により、横滑りすることなく確実にあて板の移動方向に
移動して、六角形状大径部に設けられ接触面を隣接する
六角保持ピンの接触面と強固に接触させることができ、
より剛性の大きい載置面を形成できる。

【００５６】また、六角保持ピンの軸方向中間部の六角
形状大径部の側面と当接させるようにした当接面が、六
角保持ピンの移動方向端部に形成された傾斜面を削成
し、あて板移動方向と直交するようにした平面と密着で
きる平面にした。

【００５７】これにより、あて板及びこれに当接する六
角保持ピンの製作並びに収容空間に配置する六角保持ピ
ンの配置作業が容易になり、異形物保持装置の加工コス
トをより低減できる。

【００５８】また、内部に空間を形成し隣接して配置さ
れた６個の六角保持ピンのうち少なくとも１つが、他の
六角保持ピンと異なる大きさの径にした。

【００５９】これにより、六角保持ピンを均一の大きさ
にする必要がなく、さらには、同じ大きさの六角保持ピ
ンで内部に空間を形成して、隣接する六角保持ピンを締
め付け剛性の大きい載置面を形成するようにした場合で
も、六角保持ピンの製作に過度の加工精度が必要なく、
異形物保持装置の加工コストをより低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異形物保持装置の実施の第１形態を示
す図で、図１（ａ）は一部破断面で示す平面図、図１
（ｂ）は図１（ａ）に示す矢視Ａ−Ａにおける側断面
図。

【図２】図１に示す六角保持ピンを示す図面で、（ａ）
は全体側面図、（ｂ）は（ａ）図のＩ−Ｉ線に沿う断面
図、（ｃ）は（ａ）図のII−II線に沿う断面図、（ｄ）
は（ａ）図のIII−III線に沿う断面図、（ｅ）は（ａ）
図のIV−IV線に沿う断面図。

【図３】図１に示す異形物保持装置の六角保持ピンの作
動原理を示す図で、図３（ａ）は隣接する六角保持ピン
が同一横断面形状にされた場合を示す図、図３（ｂ）は
隣接する六角保持ピンのうちの１つが異なる横断面形状
にされた場合を示す図。

【図４】図１に示す異形物保持装置の使用例を示す図。

【図５】本発明の異形物保持装置の実施の第２形態を示
す図で、図５（ａ）は一部破断面で示す平面図、図５
（ｂ）は図５（ａ）に示すＡ部の拡大図、図５（ｃ）は
図５（ａ）に示す矢視Ｃ−Ｃにおける側断面図。

【図６】図５に示す異形物保持装置の六角保持ピンの作
動原理を示す図で、図６（ａ）は隣接する六角保持ピン
が同一横断面形状にされた場合を示す図、図６（ｂ）は
隣接する六角保持ピンのうちの１つが異なる横断面形状
にされた場合を示す図。

【図７】既提案の異形物保持装置と本発明の異形物保持
装置との相違を説明するため、収容空間に同径の支持ピ
ンを入れた場合の支持ピンの接触状態を示す図。

【図８】既提案の異形物保持装置と本発明の異形物保持
装置との相違を説明するため、収容空間に異径の支持ピ
ンを入れた場合の支持ピンの接触状態を示す図。

【符号の説明】

１，１′ 六角保持ピン １ａ 上部円柱部 １ｂ 下部円柱部 １ｃ 六角形状大径部 １ｄ 先端部 １ｅ ワッシャ溝 ２ ケース ２ａ 収容空間 ３，３′ あて板 ４ 押し板 ５ シール板 ６ 押しネジ ７ バネ ８ 位置決めプレート ９ Ｃワッシャ １０，１０′ 異形物保持装置 １１ 異形物 １２ 押さえ金 １３ 加工面 １４ テーブル上面 １５ 押さえボルト １６ 前後端押さえ金Ａ １７ 前後端押さえ金Ｂ １８ 左右端押さえ金 １９ 空間 ２０ 支持ピン ２１ 収容空間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底面に凹凸を有する異形物の研削、研磨
   及び機械加工等の各種加工時、前記異形物を略均等な支
   持力で保持する異形物保持装置において、側方外周が枠
   体で包囲され、前記枠体の上方にシール板、下方に位置
   決めプレートがそれぞれ水平に架設されて内部に収容空
   間を形成するケースと、前記収容空間内を一方向に移動
   自在に設けられ、先端に当接面を設けたあて板と、側面
   に前記あて板の移動方向と平行な面及び３面の接触面が
   軸方向中間部に形成された六角形状大径部、及び前記シ
   ール板を貫通し前記異形物の底面形状に倣った面を形成
   する上端を有し、相互に接触面を接触させて内部に空間
   を形成するように前記位置決めプレートで位置決めさ
   れ、前記収容空間内に配置された六角保持ピンと、前記
   六角形状大径部下端と下端部が貫通された前記位置決め
   プレート上面との間に介装され、前記六角保持ピンに上
   昇力を付勢するバネと、前記あて板後端部に枠体を貫通
   させた先端部が連結され、前記六角形状大径部に前記当
   接面を当接させた前記あて板を移動させて、前記接触面
   を加圧して前記六角保持ピンを相互に締付ける押しネジ
   とを設けたことを特徴とする異形物保持装置。
2. 【請求項２】 前記六角保持ピンの前記六角形状大径部
   と当接する前記当接面が、あて板移動方向の前記六角保
   持ピン端部に形成された傾斜面と密着できる凹部にされ
   ていることを特徴とする請求項１の異形物保持装置。
3. 【請求項３】 前記六角保持ピンの前記六角形状大径部
   と当接する前記当接面が、あて板移動方向の前記六角保
   持ピンの端部の傾斜部を削成して形成され、あて板移動
   方向と直交して形成されている平面と密着できる平面に
   されていることを特徴とする請求項１の異形物保持装
   置。
4. 【請求項４】 隣接して配置され内部に空間を形成する
   前記六角保持ピンのうちの少なくとも１つの径が、他の
   六角保持ピンと異なる大きさにされていることを特徴と
   する請求項１の異形物保持装置。