JP3605609B2 - 真空チャック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は真空チャック、詳しくは薄板、長尺板などのミーリング加工などに使用される真空チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の真空チャックにあっては、その上板の上面に格子状のシールリングの挿入溝が切られている。また、その挿入溝と挿入溝との間の上面には真空を導入するための吸着口が例えばマトリックス状に形成されている。したがって、この真空チャックにあっては、シールリングを挿入溝に挿入して吸着用のエリアを上板上面に画成していた。すなわち、必要なエリアの大きさに応じてシールリングを切断し、これらの端末同士を結合・接着してリング状に形成する。このリング状のシールリングを所定の挿入溝に挿入して吸着エリアを画成する。
よって、このように形成したシールリングは、ワークの大きさが異なれば使用できないこととなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
また、従来の真空チャックでは、加工される板（ワーク）を吸着させたとき、真空チャックの上板上面と被加工板の下面とが密着することとなり、ミーリングによる抜き取り加工や貫通孔、貫通タップなどの加工ができなかった。加工により上板上面を傷つけるからである。いったん傷つけた場合、この傷から空気漏れが生じ、最終的には真空チャックとして使用することができなくなる。
よって、現状の加工では、真空チャックの上板を傷つけないよう、被加工材の加工にあって上板に達しない程度でその加工を停止していた。そして、２次的な追加加工を施していた。
さらには、従来の真空チャックでは上述したようにシールリングのシール性能に問題があったため、切削油を用いた加工を行うことができなかった。切削油がシールリングを通って真空ポンプなどに侵入するおそれが高かったからである。
【０００４】
【発明の目的】
この発明は、上板上面を傷つけずにミーリング加工などをワークに行うことができる真空チャックを提供することを目的とする。また、この発明は、シールリングの切断、接着などの吸着前の処理が不要な真空チャックを提供することを目的とする。さらに、この発明は、真空圧を常時一定に保持でき、切削油を使用する加工を行うことを可能とした真空チャックを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、その上面に、真空源に連通する複数の開口を配設した平板からなるベース部材と、このベース部材の上面に着脱自在に設けられ、上記開口に連通する吸着口を有してその上面にワークが載置可能な複数の吸着盤とを備え、ワーク下面とベース部材の上面との間に所定の空間を画成した真空チャックにおいて、上記各吸着盤は、上下両面がフラットに形成された円柱体からなる本体部分と、この本体部分の側壁に固着され、その上端およびその下端が本体部分の上面および下面より上方向および下方向にそれぞれ突出し、各吸着盤の上面とワーク下面との間および各吸着盤の下面とベース部材の上面との間をそれぞれシールする柔軟な素材からなるシール材と、本体部分の下面から下方に突出して上記ベース部材の複数の開口に挿入され、本体部分をベース部材に固定する複数のピンとを有する真空チャックである。
【０００６】
【作用】
請求項１に記載の真空チャックにあっては、ベース部材の上面に複数の吸着盤を配設する。そして、これらの吸着盤の上にワークを載置する。例えば被加工材としての平板を略水平状態で搭載する。この結果、ワークとベース部材との間には所定の空間が画成される。そして、複数の吸着盤の吸着口を介して真空源より負圧を作用させることで、ワークを強固に吸着することができる。この吸着状態でワークに対して例えばミーリング加工などを行う場合、ドリル先端がワークを貫通してもベース部材の上面に傷をつけることがない。よって、単一工程においてワークのミーリング加工などを実施することができる。
【０００７】
また、各吸着盤には例えば柔軟性に富んだシリコンゴムが固着されており、このシリコンゴムによってワークと吸着盤との間および吸着盤とベース部材上面との間からのリークを防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図１〜図７を参照して説明する。
本実施形態に係る真空チャック１０は、図１，図２に示すように、所定大きさで矩形の箱体からなる本体１１と、この本体１１の上面に固設された所定大きさの矩形の平板であるベース１２とを有している。この本体１１とベース１２との間には所定の空間１３が画成されている。この空間１３はパイプ１４およびコック弁１５を介して真空ポンプに連通されている。また、同時にこの空間１３はパイプ１６およびコック弁１７を介して大気に開放可能に構成されている。さらに、このベース１２は例えば金属製であってその平坦な上面にマトリックス状（２次元の行列状）に多数の開口１８が形成されている。これらの開口１８は上記空間１３を介して真空ポンプに連通されていることになる。各開口１８の面積、形状は任意であり、その配置の縦横とも等間隔に設置されている。
なお、特定部分の開口１８Ａについては、他の開口１８より大きくざぐり形状として盲栓（プラグ）１９を挿入可能としてもよい。
そして、これらの開口１８には吸着盤２０が着脱自在に配設される。
【０００９】
吸着盤２０は、糸巻き状に形成された円柱体であって、その上下面はそれぞれフラットであってかつその軸心部に上下に貫通する吸着孔２１が形成されている。さらに、この吸着盤２０の下面からは吸着孔２１に連通する所定長さのパイプ２２が突出している。パイプ２２の径は上記開口１８に挿入可能な大きさである。したがって、図１に示すように、パイプ２２を開口１８に挿入することで吸着盤２０はベース１２の上面に突設・固定される。複数の吸着盤２０を挿入することで、その吸着盤２０のフラットな上面が形成され、これらの上に平板状のワークＷを搭載することにより、ベース１２上面と、ベース１２より所定高さだけ高い水平面（ワーク下面）との間に所定の高さの空隙Ｓが形成されることとなる。この場合、ワークＷ下面と吸着盤２０上面との間のシールは高度に維持されている。また、ベース１２上面と吸着盤２０下面との間のそれも同等である。
なお、ベース１２上面のマトリクス状開口１８の周囲にはワークＷの位置決め用のストッパ２３，２４が配設されている。これらのストッパ２３，２４は上面から所定高さだけ突出してワークＷのＸＹ方向の位置決め、加工時のワーク移動を防止するものである。これらのストッパ２３，２４は上記マトリクス状開口１８の周囲４方向に配置された挿入孔２７に挿入されてベース１２上面に固定される。
また、ベース１２の側面にはサイドストッパ２５，２６が配設可能となっている。サイドストッパ２５，２６はワークＷのベース１２上での位置決めを行う。
【００１０】
よって、この真空チャック１０にあっては、ベース１２上に複数の吸着盤２０を固定し、これらの吸着盤２０の上に被加工材であるワークＷを搭載する。そして、真空ポンプをＯＮとし、コック弁１５を開くことでワークＷを強固に固定する。
この状態で所定のツール（ドリル・エンドミルなど）を用いて、例えば所定位置にドリル加工により貫通孔を形成する。このとき、ドリルＤ先端が空隙まで達すると、その加工が終了し、ドリルは停止する。すなわち、ドリル先端がベース１２の上面を傷つけることがない。
なお、加工の対象物であるワークＷの大きさなどの変更により盲栓１９の取り付け位置などを変更できることは言うまでもない。吸着盤２０の種類などを変更できることももちろんである。例えばその加工厚さおよび工具の挿入深さなどにより吸着盤２０の高さを可変とし、ドリルなどの工具がベース上面をきずつけることを未然に防止できる。なお、ベース上面（空隙Ｓ）に所定の保護材を配置することも可能となる。
【００１１】
図３，図４，図５は吸着盤の他の例を示す。これらの例に示すように、吸着盤３０，４０，５０にあっては、それらの側壁に柔軟なシリコンゴム製の吸盤３１，４１，５１を固着している。これらの吸盤３１，４１，５１は、いずれも円筒形状に固着されその上下端は尖って上下方向にそれぞれ突出している。また、これらの吸盤３１，４１，５１の固着により吸着盤３０，４０，５０の本体部分はいずれも糸巻き形状を呈することとなる。
また、本体部分を構成する芯金３２，４２，５２は例えば真ちゅうなどで形成し、例えばピン３３を一体化することもできる。吸着孔３４はこの軸芯部のピン３３を貫通する。また、芯金４２，５２に複数の貫通孔４３，５３をそれぞれ形成し、その一部をピン４４，５４挿入用とし、残りを真空導入用とすることもできる。これらの吸着盤３０，４０，５０の場合は、吸盤３１，４１，５１の密着によるシール性が完全なものとすることができ、その吸着をより強く行うことができる。
すなわち、ベース１２上にこれらの吸着盤３０，４０，５０をピン３３，４３，５３により挿入固定したとき、ワークＷの重量および真空度（負圧）により吸盤３１，４１，５１が変形し、ワークＷ下面と吸着盤上面との間のシール性および吸着盤下面とベース１２上面とのそれをそれぞれ完全なものとする。よって、例えば切削油などの使用が必要な加工についても十分に対応することができる。切削油がシール材によりシールされ真空ポンプに侵入することがなくなる。
【００１２】
なお、芯金の上面に真空を受ける面積を大きくするための座ぐり加工を施すことも可能である。下面の場合も同様であり、これらの座ぐり加工部を導入孔で上下に連通することもできる。
さらに、真空ポンプに連通するパイプにはドレンポットを例えば複数個配設して切削油の捕獲を完全にすることもできる。
また、吸盤ゴムの素材は適宜とする。柔軟な素材であれば、ゴム以外の樹脂も考えられる。さらに、真空チャックでの吸着盤の固定はねじ込み式とすることもできる。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、ベースの上板上面を傷つけずにミーリング加工などをワークに施すことができる。また、シールリングの切断、接着などの真空チャックでの吸着前の処理が不要となる。さらに、真空圧を常時一定に保持することが容易となる。さらにまた、加工に際して切削油を使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る真空チャックの構成を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る真空チャックの台座を示す平面図である。
【図３】この発明の一実施形態に係る吸着盤の一例を示す断面図（ａ）および底面図（ｂ）である。
【図４】この発明の一実施形態に係る吸着盤の他の例を示す断面図（ａ）および底面図（ｂ）である。
【図５】この発明の一実施形態に係る吸着盤の別の例を示す断面図（ａ）および底面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１０ 真空チャック、
１２ ベース部材、
１８ 開口、
２０ 吸着盤、
２１ 吸着口、
Ｗ ワーク、
Ｓ 空間、
３１ シール材（吸盤）。

Claims (1)

1. その上面に、真空源に連通する複数の開口を配設した平板からなるベース部材と、
   このベース部材の上面に着脱自在に設けられ、上記開口に連通する吸着口を有してその上面にワークが載置可能な複数の吸着盤とを備え、
   ワーク下面とベース部材の上面との間に所定の空間を画成した真空チャックにおいて、
   上記各吸着盤は、
   上下両面がフラットに形成された円柱体からなる本体部分と、
   この本体部分の側壁に固着され、その上端およびその下端が本体部分の上面および下面より上方向および下方向にそれぞれ突出し、各吸着盤の上面とワーク下面との間および各吸着盤の下面とベース部材の上面との間をそれぞれシールする柔軟な素材からなるシール材と、
   本体部分の下面から下方に突出して上記ベース部材の複数の開口に挿入され、本体部分をベース部材に固定する複数のピンとを有する真空チャック。

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