JP2011509839A

JP2011509839A - 真空チャック

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Publication number: JP2011509839A
Application number: JP2010543063A
Authority: JP
Inventors: クウォン−ヒュンイム，
Original assignee: クウォン−ヒュンイム，
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2029-01-19
Also published as: CN101919040B; JP5302976B2; US20100301534A1; US8387961B2; DE112009000149T5; KR100832696B1; CN101919040A; WO2009091226A2; WO2009091226A3

Abstract

【課題】本発明は、構造を簡略化し組立時間を短縮することでコストを軽減し重量を軽くすることを可能とした真空チャックを提供する。
【解決手段】上面に格子状に設けた支持突起（１１０）及び真空溝（１１１）と、内部に設けた設置スペース（１２０）、真空スペース（１２１）、及びフィルタースペース（１２２）を備え、このフィルタースペース（１２２）から真空溝（１１１）に連通する真空孔（１２３）を形成し、さらに設置スペース（１２０）及び真空スペース（１２１）に連通する吸気口（１３０）及び排気口（１３１）を背面に備えた本体（１００）と、この本体（１００）の設置スペース（１２０）、真空スペース（１２１）及びフィルタースペース（１２２）内に設置されたエアセービングバルブ（Ｂ）と、真空センサ（Ｓ）と、真空生成器（Ｖ）と、及びフィルター（Ｆ）と、本体（１００）の前面に取り付けられた吸気口（１３０）及び真空スペース（１２１）に連通する圧力計（２００）及び真空計（３００）と、本体（１００）の前面中央に設置され、真空スペース（１２１）を開閉するよう前後に移動するスイッチ（４００）と、本体（１００）の下部に気密結合する本体カバー（５００）と、フィルタースペース（１２２）の下部に気密結合するフィルターカバー（６００）とを備えることで解決した。
【選択図】図３

Description

本発明は、処理される被加工物であって、万力又は電磁チャックで固定されない被加工物を、空気圧のみで吸着固定する真空チャックに関し、特に構造を簡略化し固定時間を短縮することでコストを軽減し、重量を少なくすることを可能とした真空チャックに関する。

一般的に、真空チャックは、処理される被加工物であって、万力又は電磁チャックで固定されない被加工物を固定し、さらに、真空チャックは、例えばアクリル材料、プラスチック材料、ステンレス鋼材料、アルミ材料その他の金属材料といった処理される被加工物を、材料に拘わらず空気圧のみで固定するものである。

しかし、従来技術の真空チャックは、その構造が複雑なためコストが増大し、その構造上重量が増し、外観が不細工であるという問題があった。

さらに、従来技術の真空チャックは、その構造上、修理時に部品を交換する際に困難を抱えていた。

さらに、真空チャックの圧力状態を外部から確認することができず、真空計をホースやニップルを用いて組み立てるため、構造上、組立効率及び真空効率が悪く、真空計を保護するための計器カバーを別途設ける必要があった。

本発明の目的は、真空チャックの構造を簡略化し、洗練された外観を有し、修理時の部品の交換を容易に行い、処理される被加工物の固定時間を短縮することでコスト及び重量を軽減することを可能とした真空チャックを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、圧力計を設けることで、真空チャックの圧力状態の外部からの確認を容易に行い、ホース及びニップルを使用せずに真空計を直接取り付けることで組立効率及び真空効率を高め、さらに計器カバーを別体として設けることなく一体に設けることでコストを軽減することを可能にする真空チャックを提供することにある。

本発明の一実施形態では、上面に格子状に設けた支持突起と真空溝と、内部に設けた設置スペース、真空スペース及びフィルタースペースと、このフィルタースペースから真空溝に連通する真空孔とを備え、背面には設置スペース及び真空スペースに連通する吸気口及び排気口と、を備えた本体と、本体の設置スペース、真空スペース及びフィルタースペース内に設置されたエアセービングバルブ、真空センサ、真空生成器及びフィルターと、本体の前面に取り付けられる吸気口及び真空スペースに連通する圧力計及び真空計と、本体の前面中央に設置され、真空スペースを開閉するよう前後に移動するスイッチと、本体の下部に気密結合する本体カバーと、フィルタースペースの下部に気密結合するフィルターカバーとを備えた真空チャックが提供される。

本発明の真空チャックは、簡略化された構造を有し、洗練された外観を有し、その部品が真空チャックの修理時に交換を容易に行うことが可能であり、処理される被加工物の固定時間が短縮可能であるという効果を有する。

また、本発明の真空チャックは、圧力計を用いることで真空チャックの圧力状態の確認を外部から容易に行うことが可能となり、ホース及びニップルを用いず直接真空計を用いることで組立効率及び真空効率を向上し、計器カバーを一体に設け別体として設けないことでコストの軽減が可能になるという効果を有する。

本発明に係る真空チャックの斜視図である。本発明に係る真空チャックの背面を示す斜視図である。本発明に係る真空チャックの分解模式図である。本発明に係る真空チャックの本体底面を示す模式図である。本発明に係る真空チャックの本体底面を示す模式図である。本発明に係る真空チャック本体の底面図である。本発明に係る真空チャックの断面図である。本発明に係る真空チャックの圧力計の分解模式図である。図８の組立時の断面図である。本発明に係る真空チャックの真空計の分解模式図である。図１０の組立時の断面図である。本発明に係る真空チャックのスイッチの分解模式図である。図１２の組立時の状態を示す断面図である。図１２の動作時の状態を示す断面図である。本発明に係る真空チャックのカバー及びフィルターカバーの分解模式図である。本発明に係る真空チャックの一実施形態に記載の固定基準点の設定を示す例示的な図である。本発明に係る真空チャックの一実施形態に記載の固定基準点の設定を示す例示的な図である。

以下において、本発明で開示される真空チャックのさまざまな実施形態に具体的に言及し、この実施形態の一例を添付の図面において図示し以下において説明する。

図1乃至図１７において図示したとおり、本発明の真空チャックは、上面に格子状に設けた支持突起１１０と真空溝１１１と、内部に設けた設置スペース１２０と、真空スペース１２１とフィルタースペース１２２と、このフィルタースペース１２２から真空溝１１１に連通する真空孔１２３とを備え、背面には設置スペース１２０及び真空スペース１２１に連通する吸気口１３０及び排気口１３１とを備えた本体１００と、本体１００の設置スペース１２０、真空スペース１２１及びフィルタースペース１２２内に設置されたエアセービングバルブＢと、真空センサＳと、真空生成器ＶとフィルターＦと、本体１００の２つの前面に取り付けられた吸気口１３０及び真空スペース１２１に連通する圧力計２００及び真空計３００と、本体１００の前面中央に設置され、真空スペース１２１を開閉するよう前後に移動するスイッチ４００と、本体１００の下部に気密結合する本体カバー５００と、フィルタースペース１２２の下部に気密結合するフィルターカバー６００とを備える。

ここで、複数の支持突起１１０及び複数の真空溝１１１は、図１に示したように格子状に設けてある。このとき、Ｏリングが真空孔１２３に対して真空溝１１１内に挿入されることで、処理される被加工物の形状及び大きさに即して固定範囲を適切に制御し、Ｏリングは本体１００内に収容されている処理される被加工物に密着している。

本発明の一実施形態によれば、複数の支持突起１１０に基準点を設定するための雌ねじ１１０ａが図１６及び図１７に示すとおり形成されている。それゆえ、本発明のこの実施形態によれば、図１６及び図１７に示すとおり、ねじ１０による結合の形で複数の支持突起１１０の雌ねじ部１１０ａに基準プレート２０を固定する際に、処理される被加工物の形状及び大きさに応じて固定時の基準点を設定することが可能となる。

図４、図５及び図６に示すとおり、設置スペース１２０、真空スペース１２１及びフィルタースペース１２２は、本体１００にそれぞれ形成されており、真空溝１１１に連通する真空孔１２３がフィルタースペース１２２上に形成されている。また、エアセービングバルブＢ及び真空センサＳが設置スペース１２０に設置され、真空生成器Ｖが真空スペース１２１に設置され、フィルターＦがフィルタースペース１２２に設置されている。

本発明の一実施形態によれば、図１及び図７に示すとおり、敷居状部１２３ａが真空孔１２３の上方外側に形成され、これにより異物の流入を防止している。それゆえ、本発明のこの実施形態によれば、切削油又は切粉等異物が真空孔１２３内部に流入する事態が、敷居状部１２３ａにより防止される。

図５及び図６に示すとおり、設置スペース１２０及び真空スペース１２１に連通する吸気口１３０及び排気口１３１が、それぞれ本体１００の２つの背面に形成されている。そして、圧縮空気を供給するコンプレッサが吸気口１３０の外側に接続され、エアセービングバルブＢの吸気ユニットが吸気口１３０の内側に接続され、真空生成器Ｖの排気ユニットが排気口１３１に接続されている。

吸気口１３０及び圧力計２００に連通する第１の圧力ライン１４０が、本体１００の内部に形成されている。ここで、第１の圧力ライン１４０はＬ字状に形成され、吸気口１３０及び圧力計２００にそれぞれ連通する貫通孔１４０ａ及び１４０ｂを備え、第１の圧力ライン１４０の左側に設けたＯリングを備えている。よって、圧縮空気が吸気口１３０に供給されると、圧縮空気の一部がエアセービングバルブＢの吸気ユニットに搬送され、圧縮空気の一部は貫通孔１４０ａを介して第１の圧力ライン１４０に流入し、この第１の圧力ライン１４０に流入した圧縮空気が貫通孔１４０ｂを介して圧力計２００に搬送される。

エアセービングバルブＢ及び真空生成器Ｖに連通する第２の圧力ライン１４１が、本体１００内に形成されている。ここで、第２の圧力ライン１４１は直線状に形成され、真空スペース１２１及び真空計３００にそれぞれ連通する貫通孔１４２ａ及び１４２ｂを備え、Ｏリングが真空ライン１４２の外側に設けられている。それゆえ、エアセービングバルブＢに搬送された圧縮空気は貫通孔１４０ａを介して第２の圧力ライン１４１に流入し、第２の圧力ライン１４１に流入した圧縮空気が真空生成器Ｖに流入すると、真空生成器Ｖで真空が生成され、真空生成器Ｖで生成された真空は真空スペース１２１に蓄積され、真空生成器Ｖを通過してきた空気は排気口１３１から排出される。

真空ライン１４２が本体１００内に形成され、この真空ライン１４２は真空スペース１２１、フィルタースペース１２２及び真空計３００に連通している。ここで、真空ライン１４２はＬ字状に形成されると共に、真空スペース１２１及び真空計３００にそれぞれ連通する貫通孔１４２ａ及び１４２ｂを備え、さらに、真空ライン１４２の外側に設けられたＯリングを備えている。

圧力計２００及び真空計３００を収容する２つの計器カバー１５０が、いずれも本体１００の前面に一体に形成されている。ここで、圧力計２００及び真空計３００のボルト２１０及び３１０にねじ結合された雌ねじ１５１が、図８及び図９、さらに図１０及び図１１に示すとおり、計器カバー１５０の内側中央部に内包され、圧力計２００及び真空計３００のナット２１１及び３１１を回転させるために用いられるレンチ溝１５２が、雌ねじ１５１の前面下部にそれぞれ形成されている。それゆえ、圧力計２００及び真空計３００を計器カバー１５０にそれぞれ挿入し、圧力計２００及び真空計３００の後部に内包されたボルト２１０及び３１０を雌ねじ１５１に直接結合させ、最後にレンチ溝１５２を介してレンチを用いて圧力計２００及び真空計３００のナット２１１及び３１１を回転させることで、組立がホースとニップルを用いないで容易に行われる。

スイッチ４００を収容するスイッチ溝１６０が、本体１００の前面中央部に形成されている。ここで、スイッチ溝１６０は、図１２、図１３及び図１４に示すとおり真空スペース１２１を通過するよう形成され、スイッチ４００の動作をガイドし制御するキー１６１を備えている。

固定溝状把持部１７０が、本体１００の２つの側面に形成されている。エアセービングバルブＢが本体１００の設置スペース１２０内に設置されているために、かかるエアセービングバルブＢは目的に適した真空圧に応じて真空の生成が不必要なときには、自動的に圧縮空気の流入を遮断する。

真空センサＳが本体１００の設置スペース１２０内に設置され、真空スペース１２１の真空圧を感知してこの真空圧をエアセービングバルブＢに転送する。

真空生成器Ｖが本体１００の真空スペース１２１内に設置され、圧縮空気が真空生成器Ｖに流入すると真空が生成され、真空生成器Ｖで生成された真空が真空スペース１２１内に蓄積される。

フィルターＦが本体１００のフィルタースペース１２２内に設置され、かかるフィルターＦにより異物が除去される。

圧力計２００が本体１００と一体に形成された計器カバー１５０内に設置され、真空チャックの圧力状態が圧力計２００を介して外部から容易に確認される。

真空計３００がこれと一体に形成された計器カバー１５０上に設置され、２つの真空スペース１２１の真空状態が、真空計３００を介して外部から確認することが可能となる。

スイッチ４００は本体１００の前面中央に形成されたスイッチ溝１６０に設置され、真空スペース１２１を開閉するようそれぞれ前後に移動可能である。キー１６１が挿入されたキー溝４１０及び制御溝４１１は、図１２、１３及び１４に示すとおり、かかるスイッチ４００の一方の外面に形成され、第１及び第２環状溝４２０及び４３０がスイッチ４００の後部外面に形成され、真空ライン１４２に連通する第１及び第２貫通孔４２１及び４３１が第１及び第２環状溝４２０及び４３０内に形成され、真空スペース１２１に連通する第１連通孔４２２が第１貫通孔４２１の中央後方に向かって貫通し、外部に連通する第２連通孔４３２が第２貫通孔４３１の中央前方に向かって貫通している。

スイッチ４００が図９ｃに示すごとく内側に押し込まれると、スイッチ４００により真空スペース１２１が閉塞され、これにより真空スペース１２１及び真空ライン１４２が貫通していない状態を維持する。さらにスイッチ４００の第２貫通孔４３１及び真空ラインの貫通孔１４２ａが図示したこの状態では互いに連通し、外気が第２貫通孔４３１に連通した第２連通孔４３２を介して真空ライン１４２に流入するため、真空ライン１４２は結果として真空が解除された状態を維持する。

それゆえ、スイッチ４００が内側に押し込まれると、真空ライン１４２の真空が解除されるため、真空吸着力は本体１００の真空孔１２３及び真空計３００上では形成されない。

反対に、スイッチ４００が図１３に示したとおり外側に押し出されると、スイッチ４００の第１貫通孔４２１及び真空ライン１４２の貫通孔１４２ａが互いに連通し、真空スペース１２１及び真空ライン１４２が、第１貫通孔４２１に連通する第１連通孔４２２を介して互いに貫通した状態で真空スペース１２１が開放されるため、結果として、真空ラインは真空状態を維持する。さらに、スイッチ４００の第２貫通孔４３１が、この状態で閉塞されるため、外気は真空ライン１４２に流入しない。一方、スイッチ４００が外側に引き出された状態にスイッチ４００を切り替えると、キー１６１が制御溝４１１に挿入されているため、スイッチ４００を内側に押し込もうとしてもスイッチ４００は内側に入り込んでいかない。それゆえ、スイッチ４００が外側へと押し出されると、真空ライン１４２には真空が生成されるため、結果として真空吸着力が本体１００の真空孔１２３、真空溝１１１及び真空計３００内で同時に生成される。

本体カバー５００は、図３及び図１５に示したとおり、複数のねじ結合を介して堅固かつ気密に本体１００の底部に取り付けられ、その内部にフィルターＦの交換を容易に行うためのフィルター挿入孔５１０が設けられている。

フィルターカバー６００は、図３及び図１５に示したとおり、フィルタースペース１２２の底部に設けた状態で複数のねじ結合を介して堅固に本体カバー５００に取り付けられ、フィルター挿入孔５１０に挿入される挿入チューブ６１０が、フィルターカバー６００の上面に形成され、切欠部６１１が挿入チューブ６１０の一方の側面に形成され真空ライン１４２に連通している。

上記の構成とした本発明の一般的な動作時の関係を以下において詳細に説明する。

まず、処理される被加工物が本体１００に取り付けられた状態で圧縮空気が吸気口１３０に供給されると、圧縮空気の一部がエアセービングバルブＢの吸気部に搬送され、圧縮空気の一部が貫通孔１４０ａを介して第１の圧力ライン１４０に流入し、第１の圧力ライン１４０に流入した圧縮空気が、貫通孔１４０ｂを介して圧力計２００に搬送される。

エアセービングバルブＢに搬送された圧縮空気は、貫通孔１４１ａを介して第２の圧力ライン１４１に流入し、第２の圧力ライン１４１に流入した圧縮空気が、貫通孔１４１ｂを介して真空生成器Ｖに搬送される。圧縮空気が真空生成器Ｖに流入すると、真空生成器Ｖにより真空が生成され、真空生成器Ｖで生成された真空が真空スペース１２１に蓄積され、真空生成器Ｖを貫流する空気が排気口１３１を介して外部へ排出される。

この状態でスイッチ４００が外側に押し出されると、スイッチ４００の第１貫通孔４２１及び真空ライン１４２の貫通孔１４２ａが互いに貫通し、真空スペース１２１及び真空ライン１４２が、第１貫通孔４２１に連通する第１連通孔４２２を介して互いに連通している状態では真空スペース１２１が開放されているため、結果として真空ライン１４２は真空状態を維持する。

スイッチが外側に押し出されると、真空ライン１４２内で真空が生成されるため、真空吸着力が本体１００の真空孔１２３、真空溝１１１及び真空計３００の内部で生成される。それゆえ、処理される被加工物が、結果として、本体１００に真空吸着され安定的に固定されるため、この状態での処理される被加工物の処理が可能になる。

処理される被加工物の処理を完了した後に、スイッチ４００を内側に押し込むと、真空スペース１２１はスイッチ４００により閉塞され、真空スペース１２１及び真空ライン１４２が互いに連通していない状態を維持する。さらにこの状態において、スイッチ４００の第２貫通孔４３１及び真空ライン１４２の貫通孔１４２ａが互いに連通し、外気が第２貫通孔４３１に連通する第２連通孔４３２を介して真空ライン１４２に流入するため、真空ライン１４２は、結果として真空が解除された状態を維持する。それゆえ、処理される被加工物の固定が解除されるため、処理される被加工物の取り外しが容易となる。

このように、スイッチ４００を内側に押し込むと、真空ライン１４２の真空が解除されるため、真空吸着力が本体１００の真空孔１２３、真空溝１１１及び真空計３００の内部で生成されない。

よって、本発明は、真空チャックの構成を簡略化し、設置スペース１２０、真空スペース１２１及びフィルタースペース１２２をその内部に設け、その修理時の部品の交換がその構造上容易に可能となり、真空スペース１２１に真空が蓄積されているため、その構造上処理される被加工物の固定時間の短縮が可能になることでコストと重量を軽減し得るという利点を有する。

さらに、本発明は、圧力計２００を設置したため、圧力計２００を介して真空チャックの圧力状態の確認を外側で容易に行うことを可能とし、ホース及びニップルを用いず真空計３００を直接取り付けたことで、組立効率及び真空効率を向上させることが可能となり、さらに、計器カバー１５０を一体に形成したため、コストが軽減され得るという利点を有する。

Ｂエアセービングバルブ
Ｓ真空センサ
Ｖ真空生成器
Ｆフィルター
１００本体
１１０支持突起
１１０ａ雌ねじ
１１１真空溝
１２０設置スペース
１２１真空スペース
１２２フィルタースペース
１２３真空孔
１２３ａ敷居状部
１３０吸気口
１３１排気口
１４０第１の圧力ライン
１４１第２の圧力ライン
１４２真空ライン
１５０計器カバー
１５１雌ねじ
１５２レンチ溝
１６０スイッチ溝
１６１キー
２００圧力計
２１０、３１０ボルト
２１１、３１１ナット
３００真空計
４００スイッチ
４１０キー溝
４１１制御溝
４２０第１環状溝
４２１第１貫通孔
４２２第１連通孔
４３０第２環状溝
４３１第２貫通孔
４３２第２連通孔
５００本体カバー
５１０フィルター挿入孔
６００フィルターカバー
６１０挿入チューブ
６１１切欠部

Claims

上面に格子状に設けた支持突起（１１０）及び真空溝（１１１）と、内部に設けたところの設置スペース（１２０）と真空スペース（１２１）、及びフィルタースペース（１２２）とを備え、このフィルタースペース（１２２）から真空溝（１１１）に連通する真空孔（１２３）を形成し、さらに前記設置スペース（１２０）及び前記真空スペース（１２１）に連通する吸気口（１３０）及び排気口（１３１）を背面に備えた本体（１００）と、
この本体（１００）の前記設置スペース（１２０）、前記真空スペース（１２１）、及び前記フィルタースペース（１２２）内に設置されたエアセービングバルブ（Ｂ）、真空センサ（Ｓ）、真空生成器（Ｖ）、及びフィルター（Ｆ）と、
前記本体（１００）の前面に取り付けられた前記吸気口（１３０）及び前記真空スペース（１２１）に連通する圧力計（２００）及び真空計（３００）と、
前記本体（１００）の前面中央に設置され、前記真空スペース（１２１）を開閉するよう前後に移動するスイッチ（４００）と、
前記本体（１００）の下部に気密結合する本体カバー（５００）と、
前記フィルタースペース（１２２）の下部に気密結合するフィルターカバー（６００）とを備えたことを特徴とする、真空チャック。
前記吸気口（１３０）及び前記圧力計（２００）に連通する第１の圧力ライン（１４０）が前記本体（１００）の内部に形成され、第２の圧力ライン（１４１）が前記本体（１００）の前記エアセービングバルブ（Ｂ）及び前記真空生成器（Ｖ）に連通し、真空ライン（１４２）が前記本体（１００）に設けた前記真空スペース（１２１）、前記フィルタースペース（１２２）、及び前記真空計（３００）に連通し、計器カバー（１５０）が前記本体（１００）の前面で前記圧力計（２００）及び前記真空計（３００）を収容し、スイッチ溝（１６０）が前記本体（１００）の前面中央で前記スイッチ（４００）を収容することを特徴とする、請求項１記載の真空チャック。
前記圧力計（２００）及び前記真空計（３００）のボルト（２１０及び３１０）にねじ結合された雌ねじ（１５１）が前記計器カバー（１５０）の内側中央部に設けられ、前記圧力計（２００）及び前記真空計（３００）のナット（２１１及び３１１）を回転させるために用いられるレンチ溝（１５２）が前記雌ねじ（１５１）の前面下部に形成されていることを特徴とする、請求項２記載の真空チャック。
キー（１６１）が前記スイッチ溝（１６０）に内包され、前記キー（１６１）が挿入されたキー溝（４１０）及び制御溝（４１１）が前記スイッチ（４００）の一方の外面に形成され、第１及び第２環状溝（４２０及び４３０）が前記スイッチ（４００）の後部外面に形成され、前記真空ライン（１４２）に連通する第１及び第２貫通孔（４２１及び４３１）が前記第１及び第２環状溝（４２０及び４３０）内に形成され、前記真空スペース（１２１）に連通する第１連通孔（４２２）が前記第１貫通孔（４２１）の中央に向かって貫通し、外部に連通する第２連通孔（４３２）が前記第２貫通孔（４３１）の中央前方に向かって貫通していることを特徴とする、請求項２記載の真空チャック。
基準点を設定するための雌ねじ（１１０ａ）が前記支持突起（１１０）に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の真空チャック。
異物の流入を防止するために用いられる敷居状部（１２３ａ）が前記真空孔（１２３）の上方外側に形成されることを特徴とする、請求項１記載の真空チャック。
フィルター挿入孔（５１０）が前記本体カバー（５００）に形成され、前記フィルター挿入孔（５１０）に挿入される挿入チューブ（６１０）がフィルターカバー（６００）に設けられ、切欠部（６１１）が前記真空ライン（１４２）に連通するよう前記挿入チューブ（６１０）の一方の側面に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の真空チャック。