JP2007098526A - 微小部品の吸着固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 微小部品を吸着固定する吸着治具１を改良して、迅速容易かつ高精度に位置決め固定できるようにする。
【解決手段】
従来例の吸着治具においては、底面２に底面吸着穴５が設けられているだけであった。本発明においては、（Ａ）図に示したＸ軸吸着穴７及びＹ軸吸着穴８や、（Ｂ）図に示した背面吸着穴９や側面吸着穴１０のように、背面３や側面４にも真空吸着穴を設けて、吸着対象物である微小部品（図示省略）を背面３に向けても、側面４に向けても真空吸引して密着させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、微小部品を測定したり加工したりするため吸着固定する治具に係り、特に、最大辺の長さが約１ミリメートル若しくはそれ以下であるような直方体状の微小部品を吸着固定するに好適な治具に関するものである。

図３は、この種の治具の従来例を示す。
説明の便宜上、水平な直交２軸Ｘ，Ｙと垂直なＺ軸とから成る直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定する。
（Ａ）は吸着治具１の単品斜視図である。（Ｂ）は、微小部品の１例として磁気ディスク用スライダ６を吸着固定した状態の外観斜視図である。
吸着治具１には（Ａ）に示されているように、吸着対象である直方体形状の微小部品を位置決め固定するための底面２と、背面３と、側面４とから成る微小部品吸着座が設けられている。

吸着対象である微小部品を上記の微小部品吸着座に真空吸着するための底面吸着穴５が、前記の底面２に穿たれている。この底面吸着穴５に接続される真空源の圧力は、例えば−０．７キロパスカル程度である。
本例のスライダ６は、最大辺の長さ寸法８００マイクロメートル、最小辺の長さ寸法２５０マイクロメートルという微小部品であるから、吸着治具１も、これに対応する微小な部材である。
特開２００２−３３３７２号公報

前掲の図３から理解されるように、微小部品であるスライダ６は底面吸着穴５によって、底面２に対して吸着される。吸着された後その位置を保持する力は、スライダ６と底面２との摩擦力だけ（厳密に言えばスライダ６の慣性力も作用する）である。
スライダ６を所定の位置へ確実に着座させるには、通常、スライダ６を吸着治具１の底面２の上に置くだけでは足りず、該スライダ６を背面３及び側面４に向けて軽く押し付けなければならない。

従って、スライダ６を吸着治具１に着座させるには、該スライダ６を吸着治具１の上へ単に『搬送』するという考えではなく、背面３及び側面４に密着させるように精密に制御しながら、スライダ６を背面３及び側面４に向けて軽く圧し当てる操作を必要とする（底面２に対しては重力によっても密着せしめられる）。
すなわち、スライダ６を吸着治具１に供給する際、その各稜をＸ，Ｙ，Ｚ軸に対して高精度で平行に保持しなければならない。これが狂っていると、吸着治具１に載置した微小部品の位置が変化してしまう。

この例では、スライダ６の電極（パッドと呼ばれる）６ａに対してプローブピン（図示省略）を接触させて電気的な測定がおこなわれる。これらのパッド６ａはマイクロメートルオーダーの微小部材であり、これら部材の間隔寸法は微視的である。したがって、スライダ６の位置決め精度が良くないと、測定作業に支障を生じる。
微小部品の吸着固定が不充分であると、吸着治具１を動かしたとき該微小部品の慣性力によって位置決めを狂わせてしまう虞れもある。
本発明は以上に述べた事情に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、吸着治具を改良して、容易にかつ確実に、しかも迅速に自動的に微小部品を高精度で位置決めし得る吸着固定装置を提供するにある。ただし、従来例に比して製造コストを増加させないことを前提としている。

請求項１に係る発明装置の構成は、（図１（Ａ）参照）
直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定して、Ｘ−Ｙ面に沿った底面（２）と、Ｘ−Ｚ面に沿った背面（３）と、Ｙ−Ｚ面に沿った側面（４）とを具備するとともに、前記の底面に底面吸着穴（５）が設けられているものにおいて、
底面（２）と背面（３）との交線であるＸ軸の付近にＸ軸吸着穴（７）が設けられるとともに、底面（２）と側面（４）との交線であるＹ軸の付近にＹ軸吸着穴（８）が設けられていることを特徴とする。
上述の座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚは発明の構成を説明するための便宜上のものであって、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を相互に変換することもできる。すなわち、本発明の構成を限定するものではない。

請求項２に係る発明装置の構成は、（図１（Ｂ）参照）
微小部品の吸着固定装置であって、
直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定して、Ｘ−Ｙ面に沿った底面（２）と、Ｘ−Ｚ面に沿った背面（３）と、Ｙ−Ｚ面に沿った側面（４）とを具備するとともに、前記の底面に底面吸着穴（５）が設けられているものにおいて、
前記の背面（３）に背面吸着穴（９）が設けられるとともに、前記の側面（４）に側面吸着穴（１０）が設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明装置の構成は、（図２（Ａ）参照）
微小部品の吸着固定装置であって、直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定して、Ｘ−Ｙ面に沿った底面（２）と、Ｘ−Ｚ面に沿った背面（３）と、Ｙ−Ｚ面に沿った側面（４）とを具備するとともに、前記の底面に底面吸着穴（５）が設けられているものにおいて、
背面（３）と側面（４）との交線であるＹ軸の付近にＺ軸吸着穴（１１）が設けられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明装置の構成は、（図２（Ｂ）参照）
微小部品の吸着固定装置であって、直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定して、Ｘ−Ｙ面に沿った底面（２）と、Ｘ−Ｚ面に沿った背面（３）と、Ｙ−Ｚ面に沿った側面（４）とを具備しているものにおいて、
底面（２）と背面（３）との交線であるＸ軸付近にＸ軸吸着穴（７）が設けられるとともに、底面（２）と側面（４）との交線であるＹ軸付近にＹ軸吸着穴（８）が設けられ、
かつ、背面（３）と側面（４）との交線であるＺ軸付近にＺ軸吸着穴（１１）が設けられていることを特徴とする。

請求項５に係る発明装置の構成は、（図２（Ｃ）参照）
微小部品の吸着固定装置であって、
直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定して、Ｘ−Ｙ面に沿った底面（２）と、Ｘ−Ｚ面に沿った背面（３）と、Ｙ−Ｚ面に沿った側面（４）とを具備しているものにおいて、
前記底面（２）と背面（３）と側面（４）とが１点で交わる座標原点付近に隅角吸着穴（１２）が設けられていることを特徴とする。

請求項１の発明装置を適用すると、吸着治具のＸ軸付近にＸ軸吸着穴を設けるとともにＹ軸付近にＹ軸吸着穴を設けるという簡単な構成で、吸着対象物である微小部品を迅速容易かつ確実に、底面、背面及び側面に密着せしめて吸着固定することができ、精密加工産業の発展に貢献するところ多大である。

請求項２の発明装置を適用すると、吸着治具の背面に背面吸着穴を設けるとともに側面に側面吸着穴を設けるという簡単な構成で、吸着対象物である微小部品を迅速容易かつ確実に、底面、背面及び側面に密着せしめて吸着固定することができ、請求項１におけると同様に精密加工産業の発展に貢献する。

請求項３の発明装置を適用すると、吸着治具のＺ軸付近にＺ軸吸着穴を設けるという簡単な構成で、吸着対象物である微小部品を迅速容易かつ確実に、底面、背面及び側面に密着せしめて吸着固定することができ、請求項１又は同２におけると同様に精密加工産業の発展に貢献し得る。

請求項４の発明装置を適用すると、吸着治具のＸ軸付近にＸ軸吸着穴を、Ｙ軸付近にＹ軸吸着穴を、Ｚ軸付近にＺ軸吸着穴を、それぞれ設けるという簡単な構成で、吸着対象物である微小部品を迅速容易かつ確実に、底面、背面及び側面に密着せしめて吸着固定することができ、しかも、従来例の吸着治具には不可欠であった底面吸着穴を省略することもでき、請求項〜同３におけると同様に精密加工産業の発展に貢献し得る。

請求項５の発明装置を適用すると、底面と背面と側面とが１点に交わる付近に、１個の隅角吸着穴を設けるという簡単な構成で、吸着対象物である微小部品を迅速容易かつ確実に、底面、背面及び側面に密着せしめて吸着固定することができ、しかも、従来例の吸着治具には不可欠であった底面吸着穴を省略することもでき、請求項１〜同４におけると同様に精密加工産業の発展に貢献し得る。

図１は、本発明装置の１実施形態を描いた外観斜視図であって、請求項１に対応する。
吸着治具１に底面２と背面３と側面４とから成る吸着座が形成されるとともに、上記の底面２に底面吸着穴５が設けられていることは、前掲の図３（Ａ）に示した従来例におけると同様である。
本実施形態においては、底面２と背面３との交線であるＸ軸付近にＸ軸吸着穴７を設けてある。さらに、底面２と側面４との交線であるＹ軸の付近にＹ軸吸着穴８が設けられている。

前記の「底面２と背面３との交線であるＸ軸付近にＸ軸吸着穴７を設る」とは、このＸ軸吸着穴７を「底面２と背面３とに跨がって」という意である。
「底面２と側面４との交線であるＹ軸の付近にＹ軸吸着穴８を設ける」という意味も同様である。
このように構成すると、（図３（Ｂ）を併せて参照）吸着治具１に吸着させた微小部品（例えばスライダ６）が、Ｘ軸吸着穴７に吸引されて背面３に密着するとともに、Ｙ軸吸着穴８に吸引されて側面４に密着して、正確に位置決めされる。
この作用は人手を要せず、自動的に瞬時に行なわれる。

図１（Ｂ）は、前掲の図１（Ａ）に示した実施形態と異なる実施形態であって、請求項２に対応する。
前記の実施形態と異なる点を抽出して説明すると次の通りである。
Ｘ軸吸着穴７に代えて、背面吸着穴９を背面３に設ける。
Ｙ軸吸着穴８に代えて、側面吸着穴１０を側面４に設ける。
このように構成しても、吸着対象物である微小部品が、背面吸着穴９に吸引されて背面３に密着し、かつ側面吸着穴１０に吸引されて側面４に密着する。
以上のようにして、微小部品が人手を要せず自動的に、正確に位置決め固定される。

図２（Ａ）は、請求項３に対応する実施形態を描いた外観斜視図であって、従来例（図３（Ａ））に比して、異なるところは次の通りである。
背面３と側面４との交線であるＺ軸付近にＺ軸吸着穴１１が設けられている。すなわち、このＺ軸吸着穴１１は背面３と側面４とに跨がっている。
このように構成しても、吸着対象物である微小部品が、Ｚ軸吸着穴１１に吸引されて背面３及び側面４に密着する。
以上のようにして、微小部品が人手を要せず自動的に、正確に位置決め固定される。

図２（Ｂ）は請求項４に対応する実施形態を描いた斜視図である。
この実施形態におけるＺ軸吸着穴１１は、前掲の図２（Ａ）に示した実施形態のＺ軸吸着穴１１と同様の構成部分であり、
この実施形態におけるＸ軸吸着穴７及びＹ軸吸着穴８は前掲の図１に示したＸ軸吸着穴７及びＹ軸吸着穴８と同様の構成部分である。
しかし、この実施形態が前記いずれの実施形態に比しても特徴的であるのは、「従来例の吸着治具において不可欠であった底面吸着穴５」を省略したことである。

図２（Ｂ）の実施形態（請求項４）を実施する際、底面吸着穴５を設けることも可能であるが、この底面吸着穴５を省略し得ることが特長の一つである。
上記底面吸着穴５を省略し得る理由は次のとおりである。
Ｘ軸吸着穴７による真空吸引の方向およびＹ軸吸着穴８による真空吸引の方向は、それぞれ斜め下方である。すなわち、下向き成分を含んでいる。従って、これらの吸着穴７，８の真空吸引によって、微小部品（図外）は底面２にも背面３にも側面４にも引き付けられる。

図２（Ｃ）は請求項５に対応する実施形態を描いた斜視図である。
この例の吸着治具１は、底面２と背面３と側面４とが１点で交わる箇所付近に１個の隅角吸着穴１２が設けられている。このように構成しても、吸着対象物である微小部品（図外）を底面２にも背面３にも側面４にも密着させて吸着固定することができる。
本実施形態のようにマイクロメートルオーダーの微小部品を対象とする場合、吸着治具１は極めて微小な部材となり、これを作成するには高度の熟練と多大の労力とを要する。このような事情を考察すると、本図２（Ｃ）の実施形態（請求項５）のように、吸着穴の設置個数が少ないことの実用的価値は大きい。

図１および図２を参照して以上に説明した実施形態は単品の吸着治具であったが、本発明を実施する場合、多数の吸着治具１を配列することもできる。

（Ａ）は請求項１に対応する実施形態を描いた外観斜視図、（Ｂ）は請求項２に対応する実施形態を描いた外観斜視図 （Ａ）は請求項３に対応する実施形態を描いた外観斜視図、 （Ｂ）は請求項４に対応する実施形態を描いた外観斜視図、 （Ｃ）は請求項５に対応する実施形態を描いた外観斜視図 吸着治具の従来例を示し、（Ａ）は単品の外観斜視図に座標軸を付記した図、（Ｂ）は微小部品の１例としての磁気ディスク用スライダを上記従来例に吸着固定した状態の外観斜視図

符号の説明

１…吸着治具、２…底面、３…背面、４…側面、５…底面吸着穴、６…微小部品の１例としての磁気ディスク用スライダ、７…Ｘ軸吸着穴、８…Ｙ軸吸着穴、９…背面吸着穴、１０…側面吸着穴、１１…Ｚ軸吸着穴、１２…隅角吸着穴。

Claims (5)

1. 微小部品の吸着固定装置であって、
   直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定して、Ｘ−Ｙ面に沿った底面と、Ｘ−Ｚ面に沿った背面と、Ｙ−Ｚ面に沿った側面とを具備するとともに、前記の底面に底面吸着穴が設けられているものにおいて、
   底面と背面との交線であるＸ軸の付近にＸ軸吸着穴が設けられるとともに、底面と側面との交線であるＹ軸の付近にＹ軸吸着穴が設けられていることを特徴とする、微小部品の吸着固定装置。
2. 微小部品の吸着固定装置であって、直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定して、Ｘ−Ｙ面に沿った底面と、Ｘ−Ｚ面に沿った背面と、Ｙ−Ｚ面に沿った側面とを具備するとともに、前記の底面に底面吸着穴が設けられているものにおいて、
   前記の背面に背面吸着穴が設けられるとともに、前記の側面に側面吸着穴が設けられていることを特徴とする、微小部品の吸着固定装置。
3. 微小部品の吸着固定装置であって、直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定して、Ｘ−Ｙ面に沿った底面と、Ｘ−Ｚ面に沿った背面と、Ｙ−Ｚ面に沿った側面とを具備するとともに、前記の底面に底面吸着穴が設けられているものにおいて、
   背面と側面との交線であるＹ軸の付近にＺ軸吸着穴が設けられていることを特徴とする、微小部品の吸着固定装置。
4. 微小部品の吸着固定装置であって、直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定して、Ｘ−Ｙ面に沿った底面と、Ｘ−Ｚ面に沿った背面と、Ｙ−Ｚ面に沿った側面とを具備しているものにおいて、
   底面と背面との交線であるＸ軸付近にＸ軸吸着穴が設けられるとともに、底面と側面との交線であるＹ軸付近にＹ軸吸着穴が設けられ、
   かつ、背面と側面との交線であるＺ軸付近にＺ軸吸着穴が設けられていることを特徴とする、微小部品の吸着固定装置。
5. 微小部品の吸着固定装置であって、
   直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを想定して、Ｘ−Ｙ面に沿った底面と、Ｘ−Ｚ面に沿った背面と、Ｙ−Ｚ面に沿った側面とを具備しているものにおいて、
   前記底面と背面と側面とが１点で交わる座標原点付近に隅角吸着穴が設けられていることを特徴とする、微小部品の吸着固定装置。

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