JP4892035B2 - 真空吸着装置及び吸着部 - Google Patents

Description

本発明は、鉄板、ガラス、半導体ウエハーなどの対象物を減圧吸引して保持する真空吸着装置、及び真空吸着装置で用いる吸着部構成具に関する。

従来、鉄板、ガラス、半導体ウエハーなどの対象物に加工、組立、搬送等の工程を行う際に、対象物を減圧吸引して保持する真空吸着装置が用いられている。この真空吸着装置は、複数の吸引孔を有する吸着台を有し、真空ポンプによる減圧により各吸引孔で減圧吸引を行い、対象物を減圧吸引して保持するものである。

ところで、真空吸着装置には、対象物の形状や大きさにより一部の吸引孔の開口に対象物が載せられず開放されたままになった場合に、開放状態の吸引孔の開口から外気が流入して減圧の度合が低下し、対象物の吸着力が低下して安定した保持が困難になる、或いは吸着保持自体が困難になるという問題がある。

そのため、対象物の形状により一部の吸引孔の開口に対象物が載せられない場合にも、対象物を安定して吸着保持できる真空吸着装置が特許文献１、２で提案されている。特許文献１、２の真空吸着装置は、吸引孔の内部にボールをバネで吸引孔開口の方向に付勢するボール弁を設け、対象物が載せられる吸引孔では吸引孔の開放で減圧吸引を行い、対象物が載せられない吸引孔の内部では外気の流入によるバネの付勢力に抗したボールの押圧で流路を閉塞し、吸引孔からの外気の流入を防止して減圧状態を維持するものである。

特開２００１−２６７２７１号公報 特開昭６１−８２５０号公報

しかしながら、特許文献１、２の真空吸着装置は、製造時に小さな吸引孔内にバネを設置する加工が必要であるため、難しい製造作業が要求されると共に、各吸引孔について困難な製造作業やバネが必要となり、製造コストが高くなるという問題がある。また、バネの伸縮力が使用度に応じて低下したり、衝撃など意図しない原因でバネが正常にボールを付勢しなくなるなど、バネを有する構造は故障の頻度が高いものとなる。そのため、より簡単な製造作業で低コストで製造することが可能であり、故障の頻度が少なく耐久性が高い真空吸着装置が望まれている。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、対象物の形状や大きさ等により一部の吸引孔の開口に対象物が配置されない場合にも、対象物を安定して吸着保持できると共に、より簡単な製造作業で低コストで製造することが可能であり、故障の頻度が少なく耐久性が高い真空吸着装置、及び真空吸着装置で用いる吸着具構成具を提供することを目的とする。

本発明の真空吸着装置は、対象物が設置される吸着台と上面開放の箱体とにより該吸着台の下側に密閉空間を形成し、該密閉空間を真空源と接続して減圧可能に構成すると共に、この密閉空間内に、前記対象物を減圧吸引により保持可能な吸引孔を有する吸着部を複数収容した真空吸着装置であって、前記吸着台には、所定間隔で配置された複数の取付孔が貫通して形成されていると共に、該取付孔の各々に前記吸着部が取り付けられ、前記吸着部は、取付部と基体とにより構成され、前記取付部は、前記吸引孔の一部を構成する貫通孔を中心に有し、且つ該取付部の一端が前記吸着台の前記取付孔に取り付けられ、前記基体は、前記吸引孔の残部を構成する流路を有すると共に該流路の途中に球体が収容された円筒形の収容部が設けられ、且つ該基体の一端が前記取付部の他端に螺合して取り付けられ、前記収容部は、前記真空源側の開口が上側、前記対象物側の開口が下側に配置されていると共に、その直径が前記球体の直径の１１０〜１７０％になっており、前記基体の流路は、前記真空源側の端部が前記密閉空間に対して開放され、前記吸引孔の対象物側の開口に前記対象物が配置されている場合には、前記吸引孔で前記対象物を減圧吸引し、前記吸引孔の対象物側の開口に前記対象物が配置されていない場合には、外気の流入する圧力で前記球体が浮上して前記収容部の真空源側の開口を閉塞することにより、前記吸引孔を遮断することを特徴とする。
前記構成では、球体の浮上による閉塞で対象物の配置がない場合に吸引孔を遮断することにより、対象物の形状や大きさ等により一部の吸引孔の開口に対象物が配置されない場合にも、対象物を安定して吸着保持することができる。また、吸引孔内にバネを設置する等の難しい工程が不要となり、簡単な製造工程で製造することができる。また、難しい製造工程が不要となり、バネ等の部品削減が可能となるから、製造コストの低減を図ることができる。また、故障の頻度の高いバネ構造等を有さず、球体の重力落下と球体の送気での浮上を利用する構成であるから、故障の頻度を低減し、耐久性を高めることができる。
また、上記構成により、取付部と基体とで吸着部を簡単に構成することができる。また、収容部が設けられる基体を取付部と別体とすることにより、より強度を要する部分である取付部と、より加工性が要求される基体とをそれぞれの特性に合わせた素材で形成することが可能となる。また、基体の端部を密閉空間に開放することにより、複数の吸着部の吸引孔を一括して簡単に減圧することができる。

また、上記のように、収容部の直径が前記球体の直径の１１０〜１７０％になるように構成したのは、以下の理由による。
具体的には、収容部と球体との間の隙間が狭すぎる場合には、吸引孔に対象物が配置される場合にも球体が瞬時に上昇して収容部の真空源側の開口が閉塞される事態、反対に隙間が広すぎる場合には、吸引孔に対象物が配置されない場合にも球体が上昇しない事態が生じ得るが、前記構成により、斯様な事態を防止し、吸引孔に対象物が配置される場合には球体の上昇による開口閉塞を確実に防止し、吸引孔に対象物が配置されない場合には球体を確実に上昇させて開口閉塞を行うことができる。

また、本発明の真空吸着装置は、前記球体の比重を１．１〜１．５とすることを特徴とする。
球体が軽すぎる場合には、対象物の吸着時に吸着性向上のために水をかけた場合等に収容部の真空源側の開口を閉塞した球体が水滴の吸着等で落下しなくなる事態、反対に球体が重すぎる場合には、球体が上昇しなくなる事態が生じ得るが、前記構成により、斯様な事態を防止し、確実な球体の上昇を確保しつつ、開口を閉塞した球体を減圧解除後に確実に落下させることができる。

また、本発明の真空吸着装置は、前記収容部の真空源側の開口に連なる前記収容部の上側部分に、前記真空源側の開口に向かって窄まる略テーパ状の当接部を設け、前記当接部を、前記球体の外形に倣うように丸みを帯びた鏡面状とすることを特徴とする。
前記構成により、球体と当接部の接触性を高めて隙間を確実に無くし、収容部の真空源側の開口を球体で一層確実に閉塞することができ、一層確実に減圧吸引により吸着力を維持することができる。

また、前記基体は、透光性の素材により形成されていることが望ましい。
このように、基体を透光性とすることにより、取付部よりも複雑な構造である基体の内部を視認し、故障時やメンテナンス時の便宜性を高めることができる。

また、本発明の真空吸着装置は、前記取付部を前記吸着台の取付孔に前記対象物の設置側から螺合される取付ボルトとし、前記吸着台の取付孔から突出する前記取付ボルトの先端近傍に前記基体を螺合して、前記取付ボルトの前記貫通孔と前記基体の前記流路とを接続することを特徴とする。
前記構成では、取付部を取付ボルトとすることにより、吸着部をより小型化、低コスト化し、ひいては真空吸着装置をより小型化、低コスト化することができる。

また、本発明の真空吸着装置は、前記密閉空間内を加圧可能な加圧部に接続し、前記加圧部による前記密閉空間の加圧により、前記吸引孔に減圧時と逆の気流を生じさせることが可能な構成であることを特徴とする。
前記構成により、対象物を吸着して切削加工した際に吸引孔に入り込む切削屑等の塵や、吸引孔に入り込んだ水を吸引孔の対象物側の開口から吐き出すことが可能となり、真空吸着装置の清掃作業を簡単に且つ確実に行うことができる。

また、本発明の吸着部構成具は、複数の取付孔が形成された吸着台上に設置された対象物を保持する真空吸着装置で用いられる、該設置された対象物を減圧吸引により保持可能な吸引孔を有する吸着部であって、前記吸引孔の一部を構成する貫通孔を中心に有し、前記吸着台の取付孔に取り付けられる取付部と、前記吸引孔の残部を構成する流路を有し、前記流路の途中に前記球体が収容された円筒形の収容部が設けられ且つ前記取付部に螺合して取り付けられる基体とを有し、前記真空吸着装置への取付状態で、前記収容部の真空源側の開口が上側、前記収容部の対象物側の開口が下側に配置され、さらに、前記収容部の直径が前記球体の直径の１１０〜１７０％になっていることを特徴とする。
前記構成では、球体の浮上による閉塞で対象物の配置がない場合に吸引孔を遮断することが可能となり、対象物の形状や大きさ等により真空吸着装置の一部の吸引孔の開口に対象物が配置されない場合にも、真空吸着装置で対象物を安定して吸着保持することが可能となる。また、内部にバネを設置する等の難しい工程が不要となり、簡単な製造工程で製造することができる。また、難しい製造工程が不要となり、バネ等の部品削減が可能となるから、製造コストの低減を図ることができる。また、故障の頻度の高いバネ構造等を有さず、球体の重力落下と球体の送気での浮上を利用することにより、吸着具構成具や真空吸着装置の故障の頻度を低減し、耐久性を高めることができる。
また、前記構成により、取付部と基体とで吸着部を簡単に構成することができる。また、収容部が設けられる基体を取付部と別体とすることにより、より強度を要する部分である取付部と、より加工性が要求される基体とをそれぞれの特性に合わせた素材で形成することが可能となる。

本発明の真空吸着装置或いは吸着具構成具は、対象物の形状や大きさ等により一部の吸引孔の開口に対象物が配置されない場合にも、対象物を安定して吸着保持できると共に、より簡単な製造作業で低コストで製造することが可能であり、又、故障の頻度を減らし、耐久性を高めることができる。

本発明の第１実施形態の真空吸着装置を真空ポンプ及び加圧ポンプに接続した状態を示す一部縦断模式説明図。 第１実施形態の真空吸着装置の斜視図。 第１実施形態の真空吸着装置の縦断面図。 （ａ）は第１実施形態の真空吸着装置に於ける対象物の配置がある場合の吸着部を示す縦断説明図、（ｂ）は同図（ａ）の吸着部で対象物の配置がない場合を示す縦断説明図。 （ａ）は第２実施形態の真空吸着装置に於ける対象物の配置がある場合の吸着部を示す縦断説明図、（ｂ）は同図（ａ）の吸着部で対象物の配置がない場合を示す縦断説明図。

〔第１実施形態の真空吸着装置〕
本発明による第１実施形態の真空吸着装置について説明する。図１は第１実施形態の真空吸着装置を真空ポンプ及び加圧ポンプに接続した状態を示す一部縦断模式説明図、図２は第１実施形態の真空吸着装置の斜視図、図３はその真空吸着装置の縦断面図、図４（ａ）は第１実施形態の真空吸着装置に於ける対象物の配置がある場合の吸着部を示す縦断説明図、図４（ｂ）は同図（ａ）の吸着部で対象物の配置がない場合を示す縦断説明図である。

第１実施形態の真空吸着装置１は、図１〜図３に示すように、対象物１００が設置される板状の吸着台２と、側壁と底板を有する上面開放の箱形である箱体３とで密閉空間を形成し、この吸着台２の下側に形成される密閉空間内に、チューブ継手４と基体５（吸着部構成具に相当）とから構成され、対象物１００を減圧吸引により保持可能な吸引孔を有する吸着部を収容している。この吸着部は、吸着台２に貫通して形成されている取付孔２１に対応して所定間隔で複数配置され、本例では縦横にマトリクス状に一定間隔で配置された取付孔２１と対応して複数配置されている。

吸着台２と箱体３とで形成される密閉空間には、真空源に相当する減圧ポンプ１１と、加圧部に相当する加圧ポンプ１２とが接続され、この密閉空間は、真空源と接続されて減圧可能であると共に、加圧部と接続されて加圧可能になっている。減圧ポンプ１１は、密閉空間内から気体を流出させる管である減圧管１１１と、密閉空間を減圧管１１１に対して開放及び閉塞するコック１１２とを介して密閉空間に接続されている。加圧ポンプ１２は、密閉空間内に加圧ポンプ１２から気体を流入させる管である加圧管１２１と、密閉空間を加圧管１２１に対して開放及び閉塞するコック１２２とを介して密閉空間に接続されている。

吸着部を構成する取付部に相当するチューブ継手４は、図４に示すように、吸着部の吸引孔の一部を構成する長手方向に貫通する貫通孔４１を有し、その上部と下部の外周面には雄螺子部４２、４３が形成されている。上部の雄螺子部４２は、吸着台２の取付孔２１に形成されている雌螺子部２２に螺合され、この螺合により、チューブ継手４は吸着台２に固定され、取付孔２１の一部と貫通孔４１が連通する。下部の雄螺子部４３は、後述する基体５の流路５１に形成されている雌螺子部５４に螺合され、この螺合により、チューブ継手４と基体５とが固定され、貫通孔４１と流路５１が連通する。

吸着部を構成する基体５は、吸着部の吸引孔の残部を構成する、外気が流入する断面視略Ｕ字形の流路５１を有し、流路５１の対象物１００が設置される側の開口近傍には、チューブ継手４の雄螺子部４３と螺合される雌螺子部５４が形成されている。流路５１の途中、本例では略Ｕ字形の底部より右側の下部には円筒形の収容部５２が設けられ、収容部５２に球体６が収容されている。収容部５２の直径と球体６の直径との比は、球体６が後述する重力と外気の流入圧で所定の動作をすることが可能であれば適宜であるが、収容部５２の直径を球体６の直径の１１０〜１７０％とすると好適である。尚、例示として、例えば収容部５２の直径は５ｍｍ、球体６の直径は４ｍｍ程度、径の小さい流路５１の部分を１．５〜２ｍｍ程度とする。

また、球体６の比重も、前記所定の動作が可能であれば適宜であるが、球体６の比重は１．１〜１．５とすると好適である。更に、球体６は弾性、密着性の高い素材で形成すると当接部５３との密着性を高めてエア漏れを防止することができて好適であり、例えば球体６をシリコン樹脂で形成すると、前記比重の好適な要件と密着性の要件を充足することができる。また、基体５は適宜の素材で形成することが可能であるが、シリコン樹脂、塩化ビニール樹脂等の透光性の素材で形成することが好ましい。

収容部５２の下端の側部には、流路５１の一部として対象物側開口５２２が形成されており、対象物側開口５２２の大きさ及び形状は球体６が収容部５２の下端から抜け出さないように形成されている。収容部５２の上端には、流路５１の一部として真空源側開口５２１が形成されており、真空源側開口５２１の大きさおよび形状は球体６が収容部５２の上端から抜け出さないように形成され、真空源側開口５２１より真空源側の流路５１は収容部５２の径よりも小さい径で形成されている。収容部５２に於いては、真空源側開口５２１は上側、対象物側開口５２２は下側に配置されるようになっており、球体６に働く重力と外気の流れ込みによる圧力を利用可能になっている。

収容部５２の真空源側開口５２１に連なる収容部５２の上側部分には、真空源側開口５２１に向かって窄まる略テーパ状の当接部５３が設けられており、当接部５３は、球体６の外形に倣うように若干丸みを帯びた鏡面状に形成されている。更に、基体５の流路５１の真空源側の端部は、吸着台２と箱体３とで形成される密閉空間に対して開放されている。

第１実施形態の真空吸着装置１を使用する際には、対象物１００を吸着台２に接触させて設置すると共に、減圧ポンプ１１を駆動してコック１１２を開放し、吸着台２と箱体３で構成される密閉空間内を減圧する。この減圧により、吸着部の吸引孔を構成する流路５１の一方の端部が密閉空間に開放している流路５１及びこれと連通する貫通孔４１の内部、更には取付孔２１の内部が減圧され、対象物側開口に対象物が配置されている吸引孔、即ち貫通孔４１の開口或いは取付孔２１の開口に対象物１００が配置されている孔の箇所では、流路５１、貫通孔４１、更には取付孔２１で対象物１００を減圧吸引する。この際、取付孔２１の開口或いは貫通孔４１の開口は対象物１００で閉塞されるので外気の流入が停止し、球体６は上昇せずに収容部５２の底部近傍に位置する。

他方で、対象物側開口に対象物が配置されていない吸引孔、即ち貫通孔４１の開口或いは取付孔２１の開口に対象物１００が配置されていない孔の箇所では、取付孔２１の開口或いは貫通孔４１の開口に対する対象物１００の閉塞がないので外気が流れ込み、外気の流入する圧力で球体６が浮上して収容部５２の当接部５３に当接し、真空源側開口５２１を閉塞する。これにより、吸着部の吸引孔、即ち、流路５１、貫通孔４１による流路、或いはこれに加えて取付孔２１による流路が閉塞される。この閉塞により、密閉空間内の所定の減圧度或いは真空度が確保され、対象物１００の減圧吸引による保持が確実に維持される。尚、図４の一点鎖線は気流の流れを示している。

真空吸着装置１での減圧吸引による保持を終了する際には、コック１１２を閉塞して減圧ポンプ１１を停止する。これにより、球体６が浮上していた収容部５２でも球体６が落下して収容部５２の底部に位置すると共に、減圧吸引のなくなった対象物１００を取り外すことができる。

また、真空吸着装置１を清掃する際には、加圧ポンプ１２を駆動してコック１２２を開放し、吸着台２と箱体３で構成される密閉空間内を加圧する。この加圧により、流路５１及びこれと連通する貫通孔４１の内部、更には取付孔２１の内部が加圧され、吸着部の吸引孔、即ち流路５１と貫通孔４１の内部、或いは流路５１、貫通孔４１、取付孔２１の内部において減圧時に対する気流と逆の気流を生じさせ、内部に入り込んだ加工屑等を吐き出させる。

第１実施形態の真空吸着装置１は、球体６の浮上による閉塞で対象物１００の配置がない場合に吸引孔を遮断することにより、対象物１００の形状や大きさ等により一部の吸引孔の開口に対象物１００が配置されない場合にも、対象物１００を安定して吸着保持できる。また、吸引孔内にバネを設置する等の難しい工程が不要であり、簡単な製造工程で製造できる。また、難しい製造工程が不要で、バネ等の部品削減が可能であるから、製造コストの低減を図ることができる。また、故障の頻度の高いバネ構造等を有さず、球体６の重力落下と球体６の送気での浮上を利用する構成であるから、故障の頻度を低減し、耐久性を高めることができる。

また、球体６の外形に倣うように丸みを帯びた鏡面状で略テーパ状の当接部５３により、球体６と当接部５３の接触性を高めて隙間を確実に無くし、収容部５２の真空源側開口５２１を球体６で一層確実に閉塞することができ、一層確実に減圧吸引により吸着力を維持することができる。また、加圧ポンプ１２で逆流の気流を流すことにより、対象物１００を吸着して切削加工した際に吸引孔に入り込む切削屑等の塵や、吸引孔に入り込んだ水を吸引孔の対象物側の開口から吐き出すことが可能となり、真空吸着装置１の清掃作業を簡単に且つ確実に行うことができる。

また、取付部であるチューブ継手４と基体５とで吸着部を簡単に構成することができる。また、収容部５２が設けられる基体５を取付部であるチューブ継手４と別体とすることにより、より強度を要する部分である取付部（チューブ継手４）と、より加工性が要求される基体５とをそれぞれの特性に合わせた素材で形成することが可能となる。また、基体５を螺合して取り付けることにより、基体５の取替えの必要が生じた場合に取替え作業を容易に行うことができる。また、基体５の端部を密閉空間に開放することにより、複数の吸着部の吸引孔を一括して簡単に減圧することができる。

また、収容部５２を円筒形とし、その直径を球体６の直径の１１０〜１７０％とする場合には、吸引孔に対象物１００が配置される場合には球体６の上昇による開口閉塞を確実に防止し、吸引孔に対象物１００が配置されない場合には球体６を確実に上昇させて開口閉塞を行うことができる。また、球体６の比重を１．１〜１．５とすることにより、確実な球体６の上昇を確保しつつ、開口を閉塞した球体６を減圧解除後に確実に落下させることができる。また、基体５を透光性とすることにより、比較的複雑な構造である基体５の内部を視認し、故障時やメンテナンス時の便宜性を高めることができる。

〔第２実施形態の真空吸着装置〕
次に、本発明による第２実施形態の真空吸着装置について説明する。図５（ａ）は第２実施形態の真空吸着装置に於ける対象物の配置がある場合の吸着部を示す縦断説明図、図５（ｂ）は同図（ａ）の吸着部で対象物の配置がない場合を示す縦断説明図である。尚、第２実施形態で特に言及しない構成は第１実施形態と同様である。

第２実施形態の真空吸着装置は、図５に示すように、対象物１００を減圧吸引により保持可能な取付孔を有する吸着部が取付部に相当する取付ボルト４ａと基体５ａ（吸着部構成具に相当）とから構成され、吸着台２ａと箱体とで形成される減圧可能及び加圧可能な密閉空間内に収容されている。この吸着部は、吸着台２ａに貫通して形成されている取付孔２１ａに対応して所定間隔で複数配置され、本例でも縦横にマトリクス状に一定間隔で配置された取付孔２１ａと対応して複数配置される。

吸着部を構成する取付部に相当する取付ボルト４ａは、吸着部の吸引孔の一部を構成する長手方向に貫通する貫通孔４１ａを有し、下側に配置されるボルト本体に雄螺子部４２ａが形成されている。また、吸着台２ａの取付孔２１ａは取付ボルト４ａの頭部と本体を収容可能に段差状に形成され、径の小さい下部には雌螺子部２２ａが形成されている。そして、取付ボルト４ａは取付孔２１ａに対して対象物１００の設置側である上側から挿入され、その雄螺子部４２ａを雌螺子部２２ａに螺合されて、取付ボルト４ａと吸着台２ａが固定される。取付ボルト４ａの先端近傍は吸着台２ａの下側から突出するように貫通して設けられ、雄螺子部４２ａが吸着台２ａの下側に突出している。

吸着部を構成する基体５ａは、吸着部の吸引孔の残部を構成する、外気が流入する流路５１ａを有し、流路５１ａの対象物１００が設置される側の開口近傍には、前記突出する先端近傍の雄螺子部４２ａと螺合される雌螺子部５４ａが形成されている。この雄螺子部４２ａと雌螺子部５４ａとの螺合により、取付ボルト４ａの貫通孔４１ａと基体５ａの流路５１ａが接続される。流路５１ａの途中、本例では底部折り返し箇所より左側の下部には円筒形の収容部５２ａが設けられ、収容部５２ａに球体６が収容されている。尚、収容部５２ａの直径と球体６ａの直径との比、球体６ａの比重、基体５ａの素材には第１実施形態と同様の好適な構成を採用することができる。

収容部５２ａの下端の側部には、流路５１ａの一部として対象物側開口５２２ａが形成されており、対象物側開口５２２ａの大きさ及び形状は球体６ａが収容部５２ａの下端から抜け出さないように形成されている。収容部５２ａの上端には、流路５１ａの一部として真空源側開口５２１ａが形成されており、真空源側開口５２１ａの大きさおよび形状は球体６ａが収容部５２ａの上端から抜け出さないように形成され、真空源側開口５２１ａより真空源側の流路５１ａは収容部５２ａの径よりも小さい径で形成されている。収容部５２ａに於いては、真空源側開口５２１ａは上側、対象物側開口５２２ａは下側に配置されるようになっており、球体６ａに働く重力と外気の流れ込みによる圧力を利用可能になっている。

収容部５２ａの真空源側開口５２１ａに連なる収容部５２ａの上側部分には、真空源側開口５２１ａに向かって窄まる略テーパ状の当接部５３ａが設けられており、当接部５３ａは、球体６ａの外形に倣うように若干丸みを帯びた鏡面状に形成されている。更に、基体５ａの流路５１ａの真空源側の端部は、吸着台２ａと箱体とで形成される密閉空間に対して開放されている。

第２実施形態の真空吸着装置を使用する際には、対象物１００を吸着台２ａに接触させて設置し、図示省略する減圧ポンプ１１で密閉空間内を減圧する。この減圧により、吸着部の吸引孔を構成する流路５１ａの一方の端部が密閉空間に開放している流路５１ａ及びこれと連通する貫通孔４１ａの内部が減圧され、対象物側開口に対象物１００が配置されている吸引孔、即ち貫通孔４１ａの開口に対象物１００が配置されている孔の箇所では、流路５１ａ、貫通孔４１ａで対象物１００を減圧吸引する。この際、貫通孔４１ａの開口は対象物１００で閉塞されるので外気の流入が停止し、球体６ａは上昇せずに収容部５２ａの底部近傍に位置する。

他方で、対象物側開口に対象物が配置されていない吸引孔、即ち貫通孔４１ａの開口に対象物１００が配置されていない孔の箇所では、貫通孔４１ａの開口に対する対象物１００の閉塞がないので外気が流れ込み、外気の流入する圧力で球体６ａが浮上して収容部５２ａの当接部５３ａに当接し、真空源側開口５２１ａを閉塞する。これにより、吸着部の吸引孔、即ち、流路５１ａ、貫通孔４１ａによる流路が閉塞される。この閉塞により、密閉空間内の所定の減圧度或いは真空度が確保され、対象物１００の減圧吸引による保持が確実に維持される。尚、図５の一点鎖線は気流の流れを示している。そして、減圧吸引による保持を終了する際には、減圧ポンプを停止し、球体６ａが浮上していた収容部５２ａでも球体６ａが落下して収容部５２ａの底部に位置させ、減圧吸引のなくなった対象物１００を取り外す。

また、清掃する際には、図示省略する加圧ポンプを駆動して、吸着台２ａと箱体で構成される密閉空間内を加圧する。この加圧により、流路５１ａ及びこれと連通する貫通孔４１ａの内部が加圧され、吸着部の吸引孔、即ち流路５１ａと貫通孔４１ａの内部において減圧時に対する気流と逆の気流を生じさせ、内部に入り込んだ加工屑等を吐き出させる。

第２実施形態の真空吸着装置は、第１実施形態と同様の効果を奏することに加え、取付部を取付ボルト４ａとすることにより、吸着部をより小型化、低コスト化し、ひいては真空吸着装置をより小型化、低コスト化することができる。

〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを包含する。また、本発明に於ける真空は、外気よりも圧力が低く、対象物を減圧吸引可能な適宜の減圧状態を意味するものである。

本発明は、鉄板、ガラス、半導体ウエハーなどの対象物に加工、組立、搬送等の工程を行う際に、対象物を減圧吸引して保持する場合に利用することができる。

１…真空吸着装置 ２…吸着台 ２１…取付孔 ２２…雌螺子部 ３…箱体 ４…チューブ継手 ４１…貫通孔 ４２、４３…雄螺子部 ５…基体 ５１…流路 ５２…収容部 ５２１…真空源側開口 ５２２…対象物側開口 ５３…当接部 ５４…雌螺子部 ６…球体 ２ａ…吸着台 ２１ａ…取付孔 ２２ａ…雌螺子部 ４ａ…取付ボルト ４１ａ…貫通孔 ４２ａ…雄螺子部 ５ａ…基体 ５１ａ…流路 ５２ａ…収容部 ５２１ａ…真空源側開口 ５２２ａ…対象物側開口 ５３ａ…当接部 ５４ａ…雌螺子部 ６ａ…球体 １１…減圧ポンプ １１１…減圧管 １１２…コック １２…加圧ポンプ １２１…加圧管 １２２…コック １００…対象物

Claims (7)

1. 対象物が設置される吸着台と上面開放の箱体とにより該吸着台の下側に密閉空間を形成し、該密閉空間を真空源と接続して減圧可能に構成すると共に、この密閉空間内に、前記対象物を減圧吸引により保持可能な吸引孔を有する吸着部を複数収容した真空吸着装置であって、
   前記吸着台には、所定間隔で配置された複数の取付孔が貫通して形成されていると共に、該取付孔の各々に前記吸着部が取り付けられ、
   前記吸着部は、取付部と基体とにより構成され、
   前記取付部は、前記吸引孔の一部を構成する貫通孔を中心に有し、且つ該取付部の一端が前記吸着台の前記取付孔に取り付けられ、
   前記基体は、前記吸引孔の残部を構成する流路を有すると共に該流路の途中に球体が収容された円筒形の収容部が設けられ、且つ該基体の一端が前記取付部の他端に螺合して取り付けられ、
   前記収容部は、前記真空源側の開口が上側、前記対象物側の開口が下側に配置されていると共に、その直径が前記球体の直径の１１０〜１７０％になっており、
   前記基体の流路は、前記真空源側の端部が前記密閉空間に対して開放され、
   前記吸引孔の対象物側の開口に前記対象物が配置されている場合には、前記吸引孔で前記対象物を減圧吸引し、
   前記吸引孔の対象物側の開口に前記対象物が配置されていない場合には、外気の流入する圧力で前記球体が浮上して前記収容部の真空源側の開口を閉塞することにより、前記吸引孔を遮断することを特徴とする真空吸着装置。
2. 前記収容部の真空源側の開口に連なる前記収容部の上側部分に、前記真空源側の開口に向かって窄まる略テーパ状の当接部を設け、
   前記当接部を、前記球体の外形に倣うように丸みを帯びた鏡面状とすることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着装置。
3. 前記密閉空間内を加圧可能な加圧部に接続し、
   前記加圧部による前記密閉空間の加圧により、前記吸引孔に減圧時と逆の気流を生じさせることが可能な構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の真空吸着装置。
4. 前記基体は、透光性の素材により形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の真空吸着装置。
5. 前記球体の比重を１．１〜１．５とすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の真空吸着装置。
6. 前記取付部を前記吸着台の取付孔に前記対象物の設置側から螺合される取付ボルトとし、
   前記吸着台の取付孔から突出する前記取付ボルトの先端近傍に前記基体を螺合して、前記取付ボルトの前記貫通孔と前記基体の前記流路とを接続することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の真空吸着装置。
7. 複数の取付孔が形成された吸着台上に設置された対象物を保持する真空吸着装置で用いられる、該設置された対象物を減圧吸引により保持可能な吸引孔を有する吸着部であって、
   前記吸引孔の一部を構成する貫通孔を中心に有し、前記吸着台の取付孔に取り付けられる取付部と、
   前記吸引孔の残部を構成する流路を有し、前記流路の途中に前記球体が収容された円筒形の収容部が設けられ且つ前記取付部に螺合して取り付けられる基体とを有し、
   前記真空吸着装置への取付状態で、前記収容部の真空源側の開口が上側、前記収容部の対象物側の開口が下側に配置され、
   さらに、前記収容部の直径が前記球体の直径の１１０〜１７０％になっていることを特徴とする吸着部。

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