JP2020205393A - Porous pad and vacuum chuck device - Google Patents

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JP2020205393A
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篤 ▲高▼田
篤 ▲高▼田
Atsushi Takada
大橋 恭介
Kyosuke Ohashi
恭介 大橋
大地 ▲高▼田
大地 ▲高▼田
Daichi Takada
グェン・タイン・トウン
Tung Thanh Nguyen
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株式会社ナノテム
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Abstract

To provide a porous pad and a vacuum chuck device that can prevent the position of an installed work from shifting with respect to the porous pad.SOLUTION: A porous pad 20 includes an installation surface 20a on which a workpiece W is installed and allows fluid to pass therethrough. The porous pad 20 includes a porous ceramic portion 25 that has a plurality of particles 26 formed so as to be connected to each other, and in which pores 29 are formed between the plurality of particles 26, and a non-slip layer 27 that has a larger coefficient of static friction with respect to the workpiece W than the porous ceramic portion 25, and is formed on the outer surface of the particles 26 and is exposed on the installation surface 20a.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、多孔質パッド及び真空チャック装置に関する。 The present invention relates to a porous pad and a vacuum chuck device.
従来から、設置されるワークに対して真空状態を形成することによりワークを吸着する真空チャック装置が知られている。例えば、特許文献1に記載の真空チャック装置は、ワークが設置される吸着面を有し多孔質セラミックにより形成される吸着プレート(多孔質パッド)と、吸着プレートの裏側に負圧案内空間を形成するベースプレートと、負圧案内空間を負圧とすることによりワークを吸着プレートに吸着する真空ポンプと、を備える。 Conventionally, a vacuum chuck device that sucks a work by forming a vacuum state with respect to the installed work has been known. For example, the vacuum chuck device described in Patent Document 1 has a suction plate (porous pad) having a suction surface on which a work is placed and formed of a porous ceramic, and a negative pressure guide space is formed on the back side of the suction plate. A base plate is provided, and a vacuum pump that sucks the work onto the suction plate by setting the negative pressure guide space to a negative pressure.
特開2014−203904号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-203904
しかしながら、上記特許文献1の構成では、吸着面に設置されるワークに外力が加わると、ワークの位置が吸着面に対してずれるおそれがある。 However, in the configuration of Patent Document 1, when an external force is applied to the work installed on the suction surface, the position of the work may shift with respect to the suction surface.
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、設置されたワークの位置が多孔質パッドに対してずれることを抑制できる多孔質パッド及び真空チャック装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a porous pad and a vacuum chuck device capable of suppressing the position of an installed work from shifting with respect to the porous pad.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る多孔質パッドは、ワークが設置される設置面を備え、流体を通過させる多孔質パッドであって、互いに連なるように形成される複数の粒子を有し、前記複数の粒子の間に気孔が形成される多孔質セラミック部と、前記ワークに対する静摩擦係数が前記多孔質セラミック部よりも大きく、前記粒子の外面に形成され、前記設置面に露出する滑り止め層と、を備える。 In order to achieve the above object, the porous pad according to the first aspect of the present invention is a porous pad having an installation surface on which a work is installed and allowing a fluid to pass through, and is formed so as to be connected to each other. A porous ceramic portion having particles of the above and in which pores are formed between the plurality of particles, and a static friction coefficient with respect to the work being larger than that of the porous ceramic portion, which are formed on the outer surface of the particles and formed on the installation surface. It is provided with a non-slip layer exposed to the surface.
また、前記滑り止め層はゴムにより形成される、ようにしてもよい。 Further, the non-slip layer may be formed of rubber.
また、前記多孔質パッドの気孔率は35%〜45%に設定される、ようにしてもよい。 Further, the porosity of the porous pad may be set to 35% to 45%.
また、前記滑り止め層の平均膜厚は前記多孔質セラミック部の気孔径の10%〜30%に設定される、ようにしてもよい。 Further, the average film thickness of the non-slip layer may be set to 10% to 30% of the pore diameter of the porous ceramic portion.
また、前記滑り止め層は、前記多孔質パッドの前記設置面が研磨されても前記設置面に露出する、ようにしてもよい。 Further, the non-slip layer may be exposed to the installation surface even if the installation surface of the porous pad is polished.
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る真空チャック装置は、前記多孔質パッドと、前記多孔質パッドにおける前記設置面の反対側に形成される負圧案内空間を負圧とすることにより前記ワークを前記設置面に吸着させる真空ポンプと、を備える。 In order to achieve the above object, the vacuum chuck device according to the second aspect of the present invention uses the porous pad and the negative pressure guide space formed on the opposite side of the installation surface of the porous pad as negative pressure. The work is provided with a vacuum pump that attracts the work to the installation surface.
本発明によれば、設置されたワークの位置が多孔質パッドに対してずれることを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to prevent the position of the installed work from shifting with respect to the porous pad.
本発明の一実施形態に係る工作機械の模式的な斜視図である。It is a schematic perspective view of the machine tool which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る真空チャック装置の模式的な断面図である。It is a schematic sectional view of the vacuum chuck device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る多孔質パッドの一部の模式的な断面図である。It is a schematic sectional view of a part of the porous pad which concerns on one Embodiment of this invention. 比較例に係る多孔質パッドの一部の模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view of a part of the porous pad which concerns on a comparative example.
本発明に係る多孔質パッド及び真空チャック装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、工作機械1は、ワークWを設置面20aに固定する真空チャック装置10と、固定されたワークWを加工する加工部40と、を備える。なお、以下の説明では、設置面20aに沿う互いに直交する方向をX方向及びY方向と規定し、設置面20aに直交する方向をZ方向と規定する。
加工部40は、真空チャック装置10に固定されたワークWを切削又は研磨する工具41を備える。
An embodiment of the porous pad and the vacuum chuck device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the machine tool 1 includes a vacuum chuck device 10 for fixing the work W to the installation surface 20a, and a processing unit 40 for processing the fixed work W. In the following description, the directions orthogonal to each other along the installation surface 20a are defined as the X direction and the Y direction, and the directions orthogonal to the installation surface 20a are defined as the Z direction.
The processing unit 40 includes a tool 41 for cutting or polishing the work W fixed to the vacuum chuck device 10.
図2に示すように、真空チャック装置10は、多孔質パッド20と、ベースプレート12と、スルーホール板15と、を備える。
ベースプレート12には、Z方向の上方に向けて開口する溝12aが形成される。ベースプレート12には、溝12aの開口部を塞ぐようにスルーホール板15が設けられる。
As shown in FIG. 2, the vacuum chuck device 10 includes a porous pad 20, a base plate 12, and a through-hole plate 15.
The base plate 12 is formed with a groove 12a that opens upward in the Z direction. The base plate 12 is provided with a through-hole plate 15 so as to close the opening of the groove 12a.
スルーホール板15は、多孔質パッド20とベースプレート12の間に位置する金属板である。スルーホール板15には、X方向及びY方向にマトリクス状に配置され、Z方向に貫通する複数の貫通孔15aが形成される。 The through-hole plate 15 is a metal plate located between the porous pad 20 and the base plate 12. The through-hole plate 15 is arranged in a matrix in the X and Y directions, and a plurality of through holes 15a penetrating in the Z direction are formed.
多孔質パッド20は、板状に形成され、スルーホール板15の上面に設置される。多孔質パッド20は、スルーホール板15の上面に接着剤又はボルト等の固定手段により固定されてもよいし、スルーホール板15の上面に固定されていなくてもよい。多孔質パッド20は流体を通過させる通気性を有する。多孔質パッド20の具体的な構成については後述する。 The porous pad 20 is formed in a plate shape and is installed on the upper surface of the through-hole plate 15. The porous pad 20 may be fixed to the upper surface of the through-hole plate 15 by a fixing means such as an adhesive or a bolt, or may not be fixed to the upper surface of the through-hole plate 15. The porous pad 20 is breathable to allow fluid to pass through. The specific configuration of the porous pad 20 will be described later.
真空ポンプ30は、真空ポート12bを介して溝12aの内部空間に接続される。真空ポンプ30は作動すると、溝12aの内部空間(負圧案内空間)は負圧となる。これにより、多孔質パッド20の設置面20a上のワークWに対して吸着力が作用し、ワークWは多孔質パッド20上で吸着される。 The vacuum pump 30 is connected to the internal space of the groove 12a via the vacuum port 12b. When the vacuum pump 30 operates, the internal space (negative pressure guide space) of the groove 12a becomes negative pressure. As a result, the suction force acts on the work W on the installation surface 20a of the porous pad 20, and the work W is sucked on the porous pad 20.
ワークWは、例えば、アルミニウム等の金属、樹脂、紙、セラミックス、木等の材質により板状に形成される。具体的には、ワークWは、太陽電池パネル、半導体パネル、液晶パネル、プリント基板、有機EL(Electro-Luminescence)パネル、ガラス板又はポリマー等のフィルム等である。 The work W is formed in a plate shape by, for example, a metal such as aluminum, a resin, paper, ceramics, or a material such as wood. Specifically, the work W is a solar cell panel, a semiconductor panel, a liquid crystal panel, a printed circuit board, an organic EL (Electro-Luminescence) panel, a glass plate, a film such as a polymer, or the like.
次に、多孔質パッド20の具体的な構成について説明する。
図3に示すように、多孔質パッド20は、多孔質セラミック部25と、滑り止め層27と、を備える。
多孔質セラミック部25は、例えば、アルミナや炭化ケイ素などの無機質材料の粉粒体からなる骨材とその骨材相互を結合するための結合材(例えば、ビトリファイドボンド、レジノイド、セメント、ゴム及びガラスなど)の混合材料を成型金型に投入して焼結することで形成される。多孔質セラミック部25は、微細な気孔29が無数に形成された多孔質構造となっている。多孔質セラミック部25の気孔率(気孔密度)は、骨材と結合材の混合割合により調整することができ、また、気孔29の平均気孔径は、骨材の粒度を選定することにより調整することができる。多孔質セラミック部25は、気孔29を介して空気又は液体の流体を通過させることができる。
Next, a specific configuration of the porous pad 20 will be described.
As shown in FIG. 3, the porous pad 20 includes a porous ceramic portion 25 and a non-slip layer 27.
The porous ceramic portion 25 is, for example, an aggregate made of powder or granular material of an inorganic material such as alumina or silicon carbide and a binder for bonding the aggregates to each other (for example, vitrified bond, resinoid, cement, rubber and glass). Etc.) are put into a molding die and sintered. The porous ceramic portion 25 has a porous structure in which innumerable fine pores 29 are formed. The porosity (pore density) of the porous ceramic portion 25 can be adjusted by the mixing ratio of the aggregate and the binder, and the average pore diameter of the pores 29 can be adjusted by selecting the particle size of the aggregate. be able to. The porous ceramic portion 25 allows air or a liquid fluid to pass through the pores 29.
多孔質セラミック部25は複数の粒子26からなる。複数の粒子26は多孔質パッド20の内部で連なり、複数の粒子26の隙間には気孔29が形成されている。粒子26の平均粒径は、例えば、0.5μm〜2.0μmである。平均粒径は、レーザー回折法又はレーザー散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径を意味する。
滑り止め層27は各粒子26の外面を覆うコーティング層である。滑り止め層27は各粒子26の外周面に密着している。滑り止め層27の上端面は設置面20aに露出する。滑り止め層27におけるワークWに対する静摩擦係数は、粒子26におけるワークWに対する静摩擦係数よりも大きい。すなわち、滑り止め層27におけるワークWに対する摩擦力は、粒子26におけるワークWに対する摩擦力よりも大きい。
The porous ceramic portion 25 is composed of a plurality of particles 26. The plurality of particles 26 are connected inside the porous pad 20, and pores 29 are formed in the gaps between the plurality of particles 26. The average particle size of the particles 26 is, for example, 0.5 μm to 2.0 μm. The average particle size means the particle size at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the laser diffraction method or the laser scattering method.
The non-slip layer 27 is a coating layer that covers the outer surface of each particle 26. The non-slip layer 27 is in close contact with the outer peripheral surface of each particle 26. The upper end surface of the non-slip layer 27 is exposed to the installation surface 20a. The coefficient of static friction with respect to the work W in the non-slip layer 27 is larger than the coefficient of static friction with respect to the work W in the particles 26. That is, the frictional force of the non-slip layer 27 against the work W is larger than the frictional force of the particles 26 against the work W.
例えば、滑り止め層27はゴムにより形成される。滑り止め層27はゴムを多孔質セラミック部25に含浸させることにより形成される。例えば、溶剤により溶かされたゴムが多孔質セラミック部25に浸透される。これにより、溶かされたゴムが複数の粒子26の外周面に行き渡る。そして、溶剤を揮発させることにより滑り止め層27が形成される。例えば、多孔質セラミック部25に含浸されるゴムの量により、滑り止め層27の膜厚が制御される。
滑り止め層27の平均膜厚は、気孔径に対して10%〜30%に設定されることが好ましい。気孔径は、気孔29の平均的な径をいう。平均膜厚は、電子顕微鏡の断面観察による膜厚分布における積算値50%での膜厚を意味する。気孔径もこれと同様に、電子顕微鏡の断面観察による気孔径分布における積算値50%での気孔径を意味する。
滑り止め層27は、例えば、シリコーンゴムにより形成されてもよい。また、滑り止め層27は、ゴムに限らず、ウレタン、エラストマー、塩化ビニール又はポリエステル等により形成されてもよい。
さらに、滑り止め層27は、ワークWと同一の材質により形成されてもよい。例えば、滑り止め層27とワークWが何れもガラスにより形成されてもよい。この場合、滑り止め層27とワークWの凝着により、滑り止め層27におけるワークWに対する静摩擦係数は、粒子26におけるワークWに対する静摩擦係数よりも大きくなる。
For example, the non-slip layer 27 is made of rubber. The non-slip layer 27 is formed by impregnating the porous ceramic portion 25 with rubber. For example, the rubber melted by the solvent permeates the porous ceramic portion 25. As a result, the melted rubber spreads over the outer peripheral surfaces of the plurality of particles 26. Then, the non-slip layer 27 is formed by volatilizing the solvent. For example, the film thickness of the non-slip layer 27 is controlled by the amount of rubber impregnated in the porous ceramic portion 25.
The average film thickness of the non-slip layer 27 is preferably set to 10% to 30% with respect to the pore diameter. The pore diameter refers to the average diameter of the pores 29. The average film thickness means the film thickness at an integrated value of 50% in the film thickness distribution by observing the cross section of an electron microscope. Similarly, the pore diameter means the pore diameter at an integrated value of 50% in the pore diameter distribution by observing the cross section of an electron microscope.
The non-slip layer 27 may be formed of, for example, silicone rubber. Further, the non-slip layer 27 is not limited to rubber, and may be formed of urethane, elastomer, vinyl chloride, polyester, or the like.
Further, the non-slip layer 27 may be formed of the same material as the work W. For example, both the non-slip layer 27 and the work W may be made of glass. In this case, due to the adhesion between the non-slip layer 27 and the work W, the coefficient of static friction of the non-slip layer 27 with respect to the work W becomes larger than the coefficient of static friction of the particles 26 with respect to the work W.
滑り止め層27なしの多孔質セラミック部25の気孔率は、例えば、50%〜60%に設定され、より好ましくは、55%に設定されている。滑り止め層27を含む多孔質パッド20の気孔率は、例えば、35%〜45%に設定され、より好ましくは、40%〜45%に設定される。多孔質パッド20の気孔率は、多孔質セラミック部25の気孔率に比べて、10%〜20%分だけ小さい。すなわち、10%〜20%分だけ気孔率が小さくなるように、滑り止め層27の膜厚が設定される。
多孔質パッド20の気孔率が小さすぎると、空気等の流体の通過が阻害され、ワークWの多孔質パッド20への吸着力が低下する。一方、多孔質パッド20の気孔率が大きすぎると、図2の矢印Aで示すように、多孔質パッド20におけるワークWに塞がれていない部位において空気が通過しやすいため、溝12aの内部空間の真空度が低下し、これにより、ワークWの多孔質パッド20への吸着力が低下する。このような観点から、多孔質パッド20の気孔率は上述の範囲に設定されている。
例えば、比較例として、多孔質セラミック部25の気孔率が55%に設定される場合に、滑り止め層27を形成しないと、多孔質パッドの気孔率が大きすぎて、溝12aの内部空間の真空度は−30kPaまで低下する。多孔質セラミック部25に滑り止め層27が形成されることにより、多孔質パッド20の気孔率は、例えば、35%〜45%まで小さくなる。これにより、真空度は−60kPa〜−90kPaまで上昇する。
気孔率は、電子顕微鏡にて断面画像を取得した際に、単位面積あたりの粒子26が存在しない領域の割合を指すものとする。気孔率は、断面画像に直線を引き、直線上において粒子26が存在しない範囲の割合を指すものと定められてもよい。
The porosity of the porous ceramic portion 25 without the non-slip layer 27 is set to, for example, 50% to 60%, more preferably 55%. The porosity of the porous pad 20 including the non-slip layer 27 is set to, for example, 35% to 45%, more preferably 40% to 45%. The porosity of the porous pad 20 is smaller by 10% to 20% than the porosity of the porous ceramic portion 25. That is, the film thickness of the non-slip layer 27 is set so that the porosity is reduced by 10% to 20%.
If the porosity of the porous pad 20 is too small, the passage of a fluid such as air is hindered, and the adsorption force of the work W to the porous pad 20 decreases. On the other hand, if the porosity of the porous pad 20 is too large, as shown by the arrow A in FIG. 2, air easily passes through the portion of the porous pad 20 that is not blocked by the work W, so that the inside of the groove 12a The degree of vacuum in the space is reduced, which reduces the attraction of the work W to the porous pad 20. From this point of view, the porosity of the porous pad 20 is set within the above range.
For example, as a comparative example, when the porosity of the porous ceramic portion 25 is set to 55%, if the non-slip layer 27 is not formed, the porosity of the porous pad is too large and the internal space of the groove 12a The degree of vacuum drops to -30 kPa. By forming the non-slip layer 27 on the porous ceramic portion 25, the porosity of the porous pad 20 is reduced to, for example, 35% to 45%. As a result, the degree of vacuum increases from -60 kPa to -90 kPa.
The porosity refers to the ratio of the region where the particles 26 do not exist per unit area when a cross-sectional image is acquired with an electron microscope. The porosity may be defined as drawing a straight line on the cross-sectional image and indicating the ratio of the range in which the particles 26 are not present on the straight line.
次に、工作機械1の作用について説明する。
多孔質パッド20の設置面20aにワークWが図示しない人又は搬送装置により設置される。多孔質パッド20の設置面20aにワークWが設置されると、ワークWの下面に滑り止め層27が接触する。このため、ワークWとの間で作用する静摩擦力によりワークWの位置が設置面20aに沿う方向にずれることを抑制できる。
そして、真空ポンプ30が動作されると、溝12aの内部空間が真空となり、ワークWが多孔質パッド20の設置面20aに吸着する。次に、加工部40は、設置面20aに吸着されたワークWを加工する。加工中においても、滑り止め層27により、ワークWの位置が設置面20aに沿う方向にずれることを抑制できる。ワークWの加工が完了すると、真空ポンプ30の動作が停止される。これにより、加工完了後のワークWが多孔質パッド20の設置面20aから取り外し可能となる。
以上で、工作機械1の作用の説明を終了する。
Next, the operation of the machine tool 1 will be described.
The work W is installed on the installation surface 20a of the porous pad 20 by a person (not shown) or a transport device. When the work W is installed on the installation surface 20a of the porous pad 20, the non-slip layer 27 comes into contact with the lower surface of the work W. Therefore, it is possible to prevent the position of the work W from being displaced in the direction along the installation surface 20a due to the static friction force acting on the work W.
Then, when the vacuum pump 30 is operated, the internal space of the groove 12a becomes a vacuum, and the work W is attracted to the installation surface 20a of the porous pad 20. Next, the processing unit 40 processes the work W adsorbed on the installation surface 20a. Even during processing, the non-slip layer 27 can prevent the position of the work W from shifting in the direction along the installation surface 20a. When the machining of the work W is completed, the operation of the vacuum pump 30 is stopped. As a result, the work W after the processing is completed can be removed from the installation surface 20a of the porous pad 20.
This is the end of the explanation of the operation of the machine tool 1.
多孔質パッド20の設置面20aが図示しない研磨装置により平面状に研磨される。例えば、図3の切断線Cに沿って設置面20aが研磨された場合であっても、滑り止め層27の上端面が設置面20aに露出する。よって、設置面20aが研磨された場合でも、滑り止め層27によるワークWの滑り止め効果が持続する。 The installation surface 20a of the porous pad 20 is polished flat by a polishing device (not shown). For example, even when the installation surface 20a is polished along the cutting line C in FIG. 3, the upper end surface of the non-slip layer 27 is exposed to the installation surface 20a. Therefore, even when the installation surface 20a is polished, the anti-slip effect of the work W by the anti-slip layer 27 is maintained.
図4の比較例に係る多孔質パッド120の設置面120aにはゴムからなる滑り止め部127が嵌まる溝部125が形成されている。滑り止め部127のX方向に沿う厚さは、溝部125に嵌め込むために、滑り止め層27の膜厚に比べて厚くなる。滑り止め部127の厚さは0.3mm程度である。このため、比較例の多孔質パッド120では、ワークWの位置や姿勢によって、滑り止め部127のうちワークWに接触する面積にバラツキが生じやすく、これにより、滑り止め部127によりワークWを滑り止めするグリップ力にバラツキが生じやすい。この点、本実施形態では、滑り止め層27の膜厚は薄く、滑り止め層27は、多孔質パッド20の設置面20aの全域に、より均等に分布している。このため、本実施形態の多孔質パッド20においては、ワークWの位置や姿勢によって、滑り止め部127のうちワークWに接触する面積にバラツキが生じづらく、これにより、ワークWを滑り止めするグリップ力にバラツキが生じづらい。 A groove 125 in which a non-slip portion 127 made of rubber is fitted is formed on the installation surface 120a of the porous pad 120 according to the comparative example of FIG. The thickness of the non-slip portion 127 along the X direction is thicker than the film thickness of the non-slip layer 27 because it is fitted into the groove portion 125. The thickness of the non-slip portion 127 is about 0.3 mm. Therefore, in the porous pad 120 of the comparative example, the area of the non-slip portion 127 in contact with the work W tends to vary depending on the position and posture of the work W, and as a result, the work W is slid by the non-slip portion 127. The grip force to stop is likely to vary. In this respect, in the present embodiment, the film thickness of the non-slip layer 27 is thin, and the non-slip layer 27 is more evenly distributed over the entire area of the installation surface 20a of the porous pad 20. Therefore, in the porous pad 20 of the present embodiment, the area of the non-slip portion 127 in contact with the work W is unlikely to vary depending on the position and posture of the work W, whereby the grip that prevents the work W from slipping. It is difficult for the force to vary.
さらに、図4の比較例に係る多孔質パッド120の設置面120aを研磨すると、図示しない研磨装置により押されて滑り止め部127が弾性変形する。そして、研磨が完了すると、滑り止め部127の復元力により、滑り止め部127が設置面120aに対して突出した状態となる。この状態で、ワークWが設置面120aに設置されると、ワークWの下面が滑り止め部127の上端部に支持される。このため、ワークWと設置面120aの間に隙間Sが生じる。多孔質パッド120には隙間Sを介して空気が入り込む。このため、溝112aの内部空間の真空度が低下し、これにより、ワークWの多孔質パッド120への吸着力が低下する。この点、本実施形態に係る多孔質パッド20では、滑り止め層27の平均膜厚が薄く、滑り止め層27が粒子26の外周面に密着している。このため、滑り止め層27は設置面20aから突出しづらく、ワークWが設置面20aに隙間なく面接触する。よって、溝12aの内部空間の真空度が上昇し、これにより、ワークWの多孔質パッド20への吸着力が増加する。 Further, when the installation surface 120a of the porous pad 120 according to the comparative example of FIG. 4 is polished, the non-slip portion 127 is elastically deformed by being pushed by a polishing device (not shown). Then, when the polishing is completed, the non-slip portion 127 is in a state of protruding with respect to the installation surface 120a due to the restoring force of the non-slip portion 127. When the work W is installed on the installation surface 120a in this state, the lower surface of the work W is supported by the upper end portion of the non-slip portion 127. Therefore, a gap S is generated between the work W and the installation surface 120a. Air enters the porous pad 120 through the gap S. Therefore, the degree of vacuum in the internal space of the groove 112a is reduced, and as a result, the suction force of the work W to the porous pad 120 is reduced. In this respect, in the porous pad 20 according to the present embodiment, the average film thickness of the non-slip layer 27 is thin, and the non-slip layer 27 is in close contact with the outer peripheral surface of the particles 26. Therefore, the non-slip layer 27 is difficult to protrude from the installation surface 20a, and the work W comes into surface contact with the installation surface 20a without a gap. Therefore, the degree of vacuum in the internal space of the groove 12a increases, which increases the suction force of the work W to the porous pad 20.
(効果)
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)多孔質パッド20はワークWが設置される設置面20aを備え、流体を通過させる。多孔質パッド20は、互いに連なるように形成される複数の粒子26を有し、複数の粒子26の間に気孔29が形成される多孔質セラミック部25と、ワークWに対する静摩擦係数が多孔質セラミック部25よりも大きく、粒子26の外面に形成され、設置面20aに露出する滑り止め層27と、を備える。
この構成によれば、滑り止め層27がワークWに接触することにより、ワークWの位置が多孔質パッド20の設置面20aに対してずれることを抑制できる。
(effect)
According to the embodiment described above, the following effects are obtained.
(1) The porous pad 20 includes an installation surface 20a on which the work W is installed, and allows a fluid to pass therethrough. The porous pad 20 has a plurality of particles 26 formed so as to be continuous with each other, a porous ceramic portion 25 in which pores 29 are formed between the plurality of particles 26, and a porous ceramic having a coefficient of static friction with respect to the work W. A non-slip layer 27, which is larger than the portion 25, is formed on the outer surface of the particles 26, and is exposed on the installation surface 20a.
According to this configuration, when the non-slip layer 27 comes into contact with the work W, it is possible to prevent the position of the work W from shifting with respect to the installation surface 20a of the porous pad 20.
(2)滑り止め層27はゴムにより形成される。
この構成によれば、ワークWの材質に関わらず、ワークWの位置が多孔質パッド20の設置面20aに対してずれることを抑制できる。
(2) The non-slip layer 27 is formed of rubber.
According to this configuration, it is possible to prevent the position of the work W from being displaced with respect to the installation surface 20a of the porous pad 20 regardless of the material of the work W.
(3)多孔質パッド20の気孔率は35%〜45%に設定される。
多孔質パッド20の気孔率が小さすぎると、空気等の流体の通過が阻害され、ワークWの多孔質パッド20への吸着力が低下する。一方、多孔質パッド20の気孔率が大きすぎると、図2の矢印Aで示すように、多孔質パッド20におけるワークWに塞がれていない部位において空気が通過しやすいため、溝12aの内部空間の真空度が低下し、これにより、ワークWの多孔質パッド20への吸着力が低下する。このような観点から、多孔質パッド20の気孔率は35%〜45%に設定されることが好ましい。
また、例えば、多孔質セラミック部25の気孔率は55%に設定される。多孔質セラミック部25に滑り止め層27が形成されることにより、気孔率は10%〜20%分だけ小さくなる。これにより、多孔質パッド20の気孔率は35%〜45%に設定される。
(3) The porosity of the porous pad 20 is set to 35% to 45%.
If the porosity of the porous pad 20 is too small, the passage of a fluid such as air is hindered, and the adsorption force of the work W to the porous pad 20 decreases. On the other hand, if the porosity of the porous pad 20 is too large, as shown by the arrow A in FIG. 2, air easily passes through the portion of the porous pad 20 that is not blocked by the work W, so that the inside of the groove 12a The degree of vacuum in the space is reduced, which reduces the attraction of the work W to the porous pad 20. From this point of view, the porosity of the porous pad 20 is preferably set to 35% to 45%.
Further, for example, the porosity of the porous ceramic portion 25 is set to 55%. By forming the non-slip layer 27 on the porous ceramic portion 25, the porosity is reduced by 10% to 20%. As a result, the porosity of the porous pad 20 is set to 35% to 45%.
(4)滑り止め層27の平均膜厚は多孔質セラミック部25の気孔径の10%〜30%に設定される。
滑り止め層27の平均膜厚は厚すぎると、滑り止め層27が設置面20aに対して突出しやすくなり、滑り止め層27の平均膜厚は薄すぎると、ワークWの位置ずれを抑制できないおそれがある。このような観点から、滑り止め層27の平均膜厚は多孔質セラミック部25の気孔径の10%〜30%に設定されることが好ましい。
(4) The average film thickness of the non-slip layer 27 is set to 10% to 30% of the pore diameter of the porous ceramic portion 25.
If the average film thickness of the non-slip layer 27 is too thick, the non-slip layer 27 tends to protrude from the installation surface 20a, and if the average film thickness of the non-slip layer 27 is too thin, the displacement of the work W may not be suppressed. There is. From such a viewpoint, the average film thickness of the non-slip layer 27 is preferably set to 10% to 30% of the pore diameter of the porous ceramic portion 25.
(5)滑り止め層27は、多孔質パッド20の設置面20aが研磨されても設置面20aに露出する。
この構成によれば、多孔質パッド20の設置面20aが研磨されることにより、設置面20aが平面状に形成される、いわゆる平面出しが行われても、滑り止め層27の一部が設置面20aに露出する。これにより、ワークWの位置が多孔質パッド20の設置面20aに対してずれることを抑制できる。
(5) The non-slip layer 27 is exposed to the installation surface 20a even if the installation surface 20a of the porous pad 20 is polished.
According to this configuration, a part of the non-slip layer 27 is installed even if the installation surface 20a of the porous pad 20 is polished so that the installation surface 20a is formed into a flat surface, so-called flattening. It is exposed on the surface 20a. This makes it possible to prevent the position of the work W from shifting with respect to the installation surface 20a of the porous pad 20.
(6)真空チャック装置10は、多孔質パッド20と、多孔質パッド20における設置面20aの反対側に形成される負圧案内空間の一例である溝12aの内部空間を負圧とすることによりワークWを設置面20aに吸着させる真空ポンプ30と、を備える。
この構成によれば、真空チャック装置10において、滑り止め層27によりワークWの位置ずれを抑制できる。
(6) The vacuum chuck device 10 makes the internal space of the porous pad 20 and the groove 12a, which is an example of the negative pressure guiding space formed on the opposite side of the installation surface 20a of the porous pad 20, negative pressure. A vacuum pump 30 for attracting the work W to the installation surface 20a is provided.
According to this configuration, in the vacuum chuck device 10, the position shift of the work W can be suppressed by the non-slip layer 27.
なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。 The present invention is not limited to the above embodiments and drawings. Changes (including deletion of components) can be made as appropriate without changing the gist of the present invention. An example of the modification will be described below.
(変形例)
上記実施形態においては、滑り止め層27は、多孔質パッド20の設置面20aの全域にわたって形成されていたが、設置面20aの一部に形成されていてもよい。
また、上記実施形態においては、滑り止め層27は、多孔質パッド20の厚さ方向(Z方向)の全域にわたって形成されていたが、これに限らず、多孔質パッド20の厚さ方向における設置面20a側のみに形成されてもよい。
(Modification example)
In the above embodiment, the non-slip layer 27 is formed over the entire area of the installation surface 20a of the porous pad 20, but may be formed on a part of the installation surface 20a.
Further, in the above embodiment, the non-slip layer 27 is formed over the entire area of the porous pad 20 in the thickness direction (Z direction), but the installation is not limited to this, and the installation of the porous pad 20 in the thickness direction is not limited to this. It may be formed only on the surface 20a side.
上記実施形態において、工作機械1は、加工中のワークWにクーラント液を供給するクーラント液供給部を備えてもよい。 In the above embodiment, the machine tool 1 may include a coolant liquid supply unit that supplies the coolant liquid to the work W being machined.
上記実施形態においては、加工部40は工具41を通じて真空チャック装置10に固定されたワークWを切削又は研磨していたが、これに限らず、ワークWに印刷又は露光等してもよい。 In the above embodiment, the processing unit 40 cuts or polishes the work W fixed to the vacuum chuck device 10 through the tool 41, but the present invention is not limited to this, and the work W may be printed or exposed.
上記実施形態において、スルーホール板15が省略され、ベースプレート12の開口部が多孔質パッド20により塞がれていてもよい。 In the above embodiment, the through-hole plate 15 may be omitted, and the opening of the base plate 12 may be closed by the porous pad 20.
1…工作機械、10…真空チャック装置、12…ベースプレート、12a,112a…溝、12b…真空ポート、15…スルーホール板、15a…貫通孔、20,120…多孔質パッド、20a,120a…設置面、25…多孔質セラミック部、26…粒子、27…滑り止め層、29…気孔、30…真空ポンプ、40…加工部、41…工具、125…溝部、127…滑り止め部、C…切断線、S…隙間、W…ワーク 1 ... Machine tool, 10 ... Vacuum chuck device, 12 ... Base plate, 12a, 112a ... Groove, 12b ... Vacuum port, 15 ... Through hole plate, 15a ... Through hole, 20,120 ... Porous pad, 20a, 120a ... Installation Surface, 25 ... Porous ceramic part, 26 ... Particles, 27 ... Non-slip layer, 29 ... Pore, 30 ... Vacuum pump, 40 ... Machining part, 41 ... Tool, 125 ... Groove part, 127 ... Non-slip part, C ... Cutting Line, S ... Gap, W ... Work

Claims (6)

  1. ワークが設置される設置面を備え、流体を通過させる多孔質パッドであって、
    互いに連なるように形成される複数の粒子を有し、前記複数の粒子の間に気孔が形成される多孔質セラミック部と、
    前記ワークに対する静摩擦係数が前記多孔質セラミック部よりも大きく、前記粒子の外面に形成され、前記設置面に露出する滑り止め層と、を備える、
    多孔質パッド。
    A porous pad that has an installation surface on which the work is installed and allows fluid to pass through.
    A porous ceramic portion having a plurality of particles formed so as to be continuous with each other and having pores formed between the plurality of particles.
    A non-slip layer having a coefficient of static friction with respect to the work larger than that of the porous ceramic portion, formed on the outer surface of the particles, and exposed to the installation surface is provided.
    Porous pad.
  2. 前記滑り止め層はゴムにより形成される、
    請求項1に記載の多孔質パッド。
    The non-slip layer is made of rubber,
    The porous pad according to claim 1.
  3. 前記多孔質パッドの気孔率は35%〜45%に設定される、
    請求項1又は2に記載の多孔質パッド。
    The porosity of the porous pad is set to 35% to 45%.
    The porous pad according to claim 1 or 2.
  4. 前記滑り止め層の平均膜厚は前記多孔質セラミック部の気孔径の10%〜30%に設定される、
    請求項1から3の何れか1項に記載の多孔質パッド。
    The average film thickness of the non-slip layer is set to 10% to 30% of the pore diameter of the porous ceramic portion.
    The porous pad according to any one of claims 1 to 3.
  5. 前記滑り止め層は、前記多孔質パッドの前記設置面が研磨されても前記設置面に露出する、
    請求項1から4の何れか1項に記載の多孔質パッド。
    The non-slip layer is exposed to the installation surface even if the installation surface of the porous pad is polished.
    The porous pad according to any one of claims 1 to 4.
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載の多孔質パッドと、
    前記多孔質パッドにおける前記設置面の反対側に形成される負圧案内空間を負圧とすることにより前記ワークを前記設置面に吸着させる真空ポンプと、を備える、
    真空チャック装置。
    The porous pad according to any one of claims 1 to 5,
    A vacuum pump for adsorbing the work to the installation surface by setting a negative pressure guide space formed on the opposite side of the installation surface of the porous pad to the installation surface is provided.
    Vacuum chuck device.
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