JP2012228766A - ワーク保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サファイア等のワークの中心部であってもチャックできるようして、該ワークを安定的に保持できるようにしたワーク保持装置を提供する。
【解決手段】等間隔角度で配設された複数のチャック爪９によりワークＷをセンタリングチャックするワーク保持装置１において、チャック爪９を回動自在に装着したサイドプレート８と、サイドプレート８を装着したスライド部材７と、スライド部材７の各々を半径方向に同時にスライドさせるスクロールチャック本体６とを備える。スクロールチャック本体６に設けたスライド部材７に対しチャック爪９を離間して配置し、サイドプレート８によりスライド部材７とチャック爪９とを一体に連結する。スクロールチャック本体６とチャック爪９とが離間して配設されているから、ワークＷの端部ではなく中央部を保持することが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、スクロールチャックを備えたワーク保持装置に関し、特に、ＬＥＤ等で採用されるサファイアをワークとして保持するのに適したワーク保持装置に関する。

近年急速に普及しているＬＥＤ発光素子用サファイア基板の製造においては、サファイア基板を得るために、サファイアを所要形状に切り出す加工が行われており、こうした加工やサファイアの結晶方位を測定するときには、当該サファイアが位置ずれすることがないよう保持することが不可欠であり、硬脆性材料であって、素材として高価でもあるサファイアを落下させてしまい破損させることなく安定的に保持する技術が望まれている。

ところで、鋼材等の各種ワークを保持する場合には、当該ワークの周囲を複数の爪で挟持するスクロールチャックが一般的に知られており、こうした従来のスクロールチャックにおいては、特許文献１〜３に示すように、爪がスクロールチャック本体の側面近くに沿うようにして配設されている。

特開２０１０−１４９２３９号公報 特開２００７−３２６２０７号公報 特開平９−１１０１０号公報

特許文献１〜３におけるスクロールチャックにおいては、爪がスクロールチャック本体の側壁面に沿うようにして配設されていることから、その構造上、ワークの端部を爪でチャックして保持することは可能であるものの、爪がスクロールチャックの側壁面近傍に位置しているために、側壁面が邪魔となり、ワークの端部でなければチャックすることができないことから、例えば、比較的長尺で重量の重いワークをチャックするとなると、ワークの一方の端部側のみを保持することとなり、不安定となりワークを落下させ破損させてしまうという虞がある。また、保持対象であるワークが、例えばＬＥＤ発光素子用サファイア基板を製造するようなサファイアの場合には、サファイアの結晶方位を、９０度単位で回転させて測定したり、その方位を考慮した上で、サファイアの加工を行う必要があることから、加工装置や測定装置を配置するための領域を、加工や測定を行うサファイアの端部の周囲に、十分に確保しておく必要がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、サファイア等のワークの中心部（中心部の近傍も含む）であってもチャックできるようして、該ワークを安定的に保持できるようにし、また、ワークの加工や測定を行うための十分なスペースをワークの両端部側に確保して加工や測定を容易に行えるようにしたワーク保持装置を提供することを目的とする。

請求項１に係るワーク保持装置の発明は、
等間隔角度で配設された複数のチャック爪によりワークをセンタリングチャックするワーク保持装置において、
前記チャック爪を回動自在に装着したサイドプレートと、
該サイドプレートを装着したスライド部材と、
該スライド部材の各々を半径方向に同時にスライドさせることで前記チャック爪で前記ワークをチャックするスクロールチャック本体と、を備え、
前記半径方向にスライドされる前記スクロールチャック本体に設けた前記スライド部材に対し前記チャック爪を離間して配置すると共に、該スライド部材とチャック爪とを前記サイドプレートにより一体に連結して設け、
前記スクロールチャック本体と前記チャック爪とを離間して配設したことを特徴とする。

請求項２に係るワーク保持装置の発明は、請求項１において、
前記チャック爪は、前記サイドプレートに対して着脱自在に設けられたものであることを特徴とする。

請求項３に係るワーク保持装置の発明は、請求項１又は２において、
前記サイドプレートは、前記スライド部材に対して着脱自在に設けられたものであることを特徴とする。

請求項４に係るワーク保持装置の発明は、請求項1〜３の何れか１項において、
前記スクロールチャック本体は機台に装着された取付プレートに対し回動自在に保持されていることを特徴とする。

請求項５に係るワーク保持装置の発明は、請求項４において、
前記取付プレートには進退自在なストッパーピンを備えると共に、前記スクロールチャック本体には前記ストッパーピンの挿通される孔部を備えており、
該スクロールチャック本体を９０度毎に回動させたときに、前記孔部に対し前記ストッパーピンが挿通可能な位置になるようにして前記孔部を前記スクロールチャック本体に設けたことを特徴とする。

請求項６に係るワーク保持装置の発明は、請求項1〜５の何れか１項において、
前記ワークは、ＬＥＤ発光素子用サファイア基板の製造段階において、加工や結晶方位の測定がなされるサファイアであることを特徴とする。

本発明によれば、従来の機器ように、スクロールチャック本体の側壁面近くにチャック爪が配置されてなく、チャック爪はスクロールチャック本体に対して離間して配設されていることから、サファイア等のワークを複数のチャック爪でセンタリングチャックした際、スクロールチャック本体の存在が邪魔になることなくワークを保持することができる。しかも、重量が重く比較的長尺状（円柱状）のサファイア等のワークを保持する際には、ワークの端部をチャックするのではなく、ワークの前後（長手方向）の重量バランスの保たれた中心部（中心部近傍も含む）を保持することができるから、ワークの加工や測定を行うときに、ワークがチャック爪から脱落することなく安全に加工・測定作業を行うことが可能となる。

さらに、ワークをチャックするチャック爪及びチャック爪が装着されるサイドプレートは、着脱可能に設けられていることから、ワークのサイズ、形状、材質に応じて、これらに適したチャック爪やサイドプレートに容易に交換することができる。よって、例えば、保持対象であるワークが長尺なサファイアであるときには、長めのサイドプレートを適用して、長尺状のサファイアであったとしても、その重量バランスの保たれた中心部（中心部近傍も含む）を安定して保持することが可能となる。

さらに、チャック爪等が一体的に設けられたスクロールチャック本体は回動自在に設けられていることから、ワークがＬＥＤ発光素子用サファイア基板に採用されるサファイアであるとき、９０度単位でサファイアを回転させてから動かぬよう停止させ、その状態でサファイアの結晶方位を測定したり、或いは所要形状に切り出す加工作業を容易に行うことが可能となる。

本実施形態におけるワーク保持装置を示す正面図である。 同上、ワーク保持装置を示す側面図である。 同上、ワーク保持装置を示す平面図である。 同上、ワーク保持装置を示す斜視図である。

本発明を実施するための形態としての実施例を以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施例において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。

本実施形態のワーク保持装置１は、主にサファイア、シリコン、ＳＩＣ、ガラス、希土類磁石、窯業系材料などの硬脆性材料等のワークを保持するものであり、本実施形態の一例では、ワークＷとして、ＬＥＤ発光素子用サファイア基板に採用されるサファイアを保持するものである。

ワーク保持装置１には、机上や床等に載置される機台２、この機台３に対し起立して一体に設けられた取付プレート３、この取付プレート３に対し、外周にベアリング４を有する主軸５を介して回動自在に装着されたスクロールチャック本体６を備えている。

スクロールチャック本体６の正面側には、水平方向を軸線方向とする主軸５を中心として、３方向（時計における１２時、４時、８時の３方向）にスライド部材７が設けられており、これら複数のスライド部材７は、スクロールチャック本体６に内蔵されたスクロールチャック機構により、主軸を中心とする半径方向に同時にスライドするよう設けられている。なお、複数のスライド部材７を同時に作動させるためのスクロールチャック機構については、図示しない手動ハンドルを操作すると、渦巻き状の溝を持つカムが作動され、前記複数のスライド部材７が同時に開閉されるものであるが、その機構については周知であるため、詳細についての説明は省略する。

スライド部材７にはネジ止めによりサイドプレート８が装着されている。このサイドプレート８は、図４などに示すように、直角三角形型の同形状の２枚のプレートが一体に連結して設けられており、これら２枚のプレートの間であってワーク保持装置１の正面側（図２に示す左側）には、ワークをチャックするためのチャック爪９がサイドプレート８に対し回動可能にネジ止めされている。

また、チャック爪９は、図２に示すように、スクロールチャック本体６に対し水平方向に離間して設けられている。また、スクロールチャック本体６を回転可能に保持する取付プレート３には、進退自在なストッパーピン９が備えられており、スクロールチャック本体６の取付プレート３側に臨む面には、主軸を中心として９０度間隔で４箇所の孔部１１が形成されており、スクロールチャック本体６を回転させ、ストッパーピン１０に臨む位置に孔部１１が配置されたときに手動でストッパーピン１０を前進させて、スクロールチャック本体６の孔部１１に対しストッパーピン１０を挿通することで、スクロールチャック本体６を回転しないよう規制することができ、これにより、スクロールチャック本体６と共にチャック爪９が回転されることを阻止できるようになっている。

また、サイドプレート８は、図２に示すように、ワークを保持する側、すなわち、ワーク保持装置の後側（図２の右側）ではなく前側（図２の左側）に向かって先細り形状となっており、このような形状を採用する所以については、チャック爪９でワークＷをチャックして保持したときに、ワークＷを含むワーク保持装置１の重心は、前記前側（図２の左側）に移動し、ワーク保持装置１には、前傾しようする力が作用することから、こうした力の作用を軽減させ、ワークＷを保持したワーク保持装置１の姿勢を安定させることができるよう、前述したサイドプレート８を先細り形状として、さらに、サイドプレート８を構成する各プレートに中空部８ａを形成している。

以上のように本実施形態のワーク保持装置１によれば、従来の機器ように、スクロールチャック本体の側壁面近くにチャック爪が配置されてなく、チャック爪９はスクロールチャック本体６に対して離間して配設されていることから、サファイア等のワークＷを複数のチャック爪９でセンタリングチャックした際、スクロールチャック本体の存在が邪魔になることなくワークＷを保持することができる。しかも、重量が重く比較的長尺状（円柱状）のサファイア等のワークＷを保持する際には、図４に示すように、ワークＷの端部をチャックするのではなく、ワークＷの前後（長手方向）の重量バランスの保たれた中心部（中心部近傍も含む）を保持することができるから、ワークＷの加工や測定を行うときに、ワークＷがチャック爪９から脱落することなく安全に加工・測定作業を行うことが可能となる。

さらに、ワークＷをチャックするチャック爪９及びチャック爪９が装着されるサイドプレート８は、着脱可能に設けられていることから、ワークＷのサイズ、形状、材質に応じて、これらに適したチャック爪９やサイドプレート８に容易に交換することができる。よって、例えば、保持対象であるワークＷが長尺なサファイアであるときには、長めのサイドプレート８を適用して、長尺状のサファイアであったとしても、その重量バランスの保たれた中心部（中心部近傍も含む）を安定して保持することが可能となる。

さらに、チャック爪９等が一体的に設けられたスクロールチャック本体６は回動自在に設けられていることから、ワークＷがＬＥＤ発光素子用サファイア基板に採用されるような前述した円柱状のサファイアであるときには、９０度単位でサファイアを回転させてから動かぬよう停止させ、サファイアの結晶方位を測定したり、或いは所要形状に切り出す加工作業を容易に行うことが可能となる。

以上、本発明の一例を実施例として説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく種々の変形実施が可能である。例えば、本実施形態では、ワークＷをチャックするチャック爪９を３つ備え、それに対応してサイドプレート８、スライド部材７等も同様に３つずつ備えられているが、これらは、３つに限らず、４つや、それ以上であってもよく適宜選定すればよい。また、本実施形態のチャック爪９には、ワークＷと接する部位に比較的硬質な合成樹脂製のパッドが設けられているが、所定の硬度を有するのであればそれ以外の材質のものであってもよい。また、本実施形態のスクロールチャック本体６の回転操作は手動で行うものであるのだが、スクロールチャック本体６を自動で回転させるためのモータをワーク保持装置１に構成することにより、該モータの駆動力を用いてスクロールチャック本体６を自動的に回転できるようにしてもよい。

１ ワーク保持装置
２ 機台
３ 取付プレート
６ スクロールチャック本体
７ スライド部材
８ サイドプレート
９ チャック爪
１０ ストッパーピン
１１ 孔部
Ｗ ワーク（サファイア）

Claims (6)

1. 等間隔角度で配設された複数のチャック爪によりワークをセンタリングチャックするワーク保持装置において、
   前記チャック爪を回動自在に装着したサイドプレートと、
   該サイドプレートを装着したスライド部材と、
   該スライド部材の各々を半径方向に同時にスライドさせることで前記チャック爪で前記ワークをチャックするスクロールチャック本体と、を備え、
   前記半径方向にスライドされる前記スクロールチャック本体に設けた前記スライド部材に対し前記チャック爪を離間して配置すると共に、該スライド部材とチャック爪とを前記サイドプレートにより一体に連結して設け、
   前記スクロールチャック本体と前記チャック爪とを離間して配設したことを特徴とするワーク保持装置。
2. 前記チャック爪は、前記サイドプレートに対して着脱自在に設けられたものであることを特徴とする請求項１に記載のワーク保持装置。
3. 前記サイドプレートは、前記スライド部材に対して着脱自在に設けられたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク保持装置。
4. 前記スクロールチャック本体は機台に装着された取付プレートに対し回動自在に保持されていることを特徴とする請求項1〜３の何れか１項に記載のワーク保持装置。
5. 前記取付プレートには進退自在なストッパーピンを備えると共に、前記スクロールチャック本体には前記ストッパーピンの挿通される孔部を備えており、
   該スクロールチャック本体を９０度毎に回動させたときに、前記孔部に対し前記ストッパーピンが挿通可能な位置になるようにして前記孔部を前記スクロールチャック本体に設けたことを特徴とする請求項４に記載のワーク保持装置。
6. 前記ワークは、ＬＥＤ発光素子用サファイア基板の製造段階において、加工や結晶方位の測定がなされるサファイアであることを特徴とする請求項1〜５の何れか１項に記載のワーク保持装置。

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