JP6276318B2

JP6276318B2 - 吸着スタンド

Info

Publication number: JP6276318B2
Application number: JP2016074066A
Authority: JP
Inventors: 兼史植田; 境　久嘉; 久嘉境
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2016-04-01
Publication date: 2018-02-07
Anticipated expiration: 2036-04-01
Also published as: JP2017187297A

Description

本発明は、測定器を保持した状態で載置台に吸着可能な吸着スタンドに関する。

ダイヤルゲージ等の測定器を定盤等の載置台に保持するためのスタンドが利用されている。例えば、特許文献１には、測定器が固定されたベースが定盤に対して真空吸着される吸着スタンドが開示されている。この吸着スタンドにおいては、真空ポンプを用いて空気を吸引して定盤に対して真空吸着させる吸着状態と、吸引を停止して吸着状態を解除する吸着解除状態とが、切り替え可能となっている。そして、測定者は、吸着スタンドが吸着解除状態である際に、吸着スタンドを定盤上で移動させることができる。

特許第４６１６５６３号公報

吸着スタンドに固定された測定器でワーク（被測定物）を高精度に測定するためには、載置台上で吸着スタンドを円滑に移動させることが望ましい。
しかし、特許文献１の吸着スタンドは、吸着解除状態の際に定盤上で移動させるときに、通常、この吸着スタンドを持ち上げずに、定盤に接触しながら移動させるため、移動の際に摩擦力や定盤の表面状態の影響を受ける。かかる場合には、吸着スタンドの上下動や振動を生じない円滑な移動に支障をきたすため、吸着スタンドを定盤から所定の高さに高精度に維持しながら移動させて連続測定する、いわゆる倣い測定を高精度に行うことが困難である。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、載置台上で真空吸着して固定できる機能と、空気膜を介して載置台から所定の高さに高精度に維持しながら移動できる機能の両方の機能を有する吸着スタンドを提供することを目的とする。

本発明の一の態様においては、載置台に対向する対向面を有するベースと、前記ベース内の圧縮空気の一部の流速を大きくして、前記載置台と前記対向面の間の空気を吸引する負圧を発生させる負圧発生手段と、前記負圧によって、前記ベースを前記載置台に対して真空吸着させる吸着手段と、圧縮空気を前記載置台へ給気して、前記対向面と前記載置台との間に空気膜を形成する空気膜形成手段と、前記吸着手段による吸着状態及び吸着解除状態と、前記負圧発生手段及び前記空気膜形成手段が協働して前記空気膜の厚さを管理する膜厚管理状態とを切り替える切替手段と、を備える、吸着スタンドを提供する。

また、前記ベースは、外部から供給される圧縮空気が分岐部で分岐されて流される第１流路部及び第２流路部を有し、前記空気膜形成手段は、前記第１流路部に設けられ、圧縮空気を前記載置台へ給気して前記対向面と前記載置台との間に空気膜を形成する給気孔を有し、前記負圧発生手段は、前記第２流路部に設けられ、圧縮空気の流速を大きくして、前記載置台と前記対向面の間の空気を吸引する負圧を発生させる負圧発生部を有することとしてもよい。

また、前記負圧発生部に連通されると共に、吸引力を発生する吸引領域を前記対向面に有することとしてもよい。

また、前記吸引領域は、前記ベースの前記対向面と同一面に形成された凹部領域であることとしてもよい。

また、前記吸引領域は、前記ベースの前記対向面と同一面に形成された環状溝で囲まれた領域であることとしてもよい。

また、前記切替手段は、前記第１流路部の圧縮空気の外部への排出状態及び排出抑制状態と、前記第２流路部の圧縮空気の外部への排出状態及び排出抑制状態とを、それぞれ切り替えることで、前記吸着状態と前記吸着解除状態と前記膜厚管理状態とを切り替えることとしてもよい。

また、前記第１流路部には、圧縮空気が前記給気孔から給気されずに排出される第１排気口が設けられ、前記第２流路部には、前記負圧発生部を通過した圧縮空気が排出される第２排気口が設けられている。前記切替手段は、前記第１排気口及び前記第２排気口が開放されると、前記吸着状態に切り替え、前記第１排気口が開放され、かつ前記第２排気口が閉塞されると、前記吸着解除状態に切り替え、前記第１排気口が閉塞され、かつ前記第２排気口が開放されると、前記膜厚管理状態に切り替えることとしてもよい。

また、前記第１流路部には、前記分岐部から流される圧縮空気の流入口の開閉を制御する開閉弁が設けられ、前記切替手段は、前記開閉弁による前記流入口の開閉を制御することで、前記吸着状態と前記膜厚管理状態とを切り替えることとしてもよい。

また、前記負圧発生部は、前記第２流路部の流路を狭くして、圧縮空気の流速を大きくするノズル部を有し、前記第２流路部は、前記ノズル部の先端側に発生された負圧によって、前記載置台と前記対向面の間の空気を吸引する吸引孔を有することとしてもよい。

また、前記吸引孔は、前記ベースの前記対向面と同一面に形成された環状溝と繋がっていることとしてもよい。

また、前記切替手段は、外部から圧縮空気が供給されている状態で、前記吸着状態と前記吸着解除状態と前記膜厚管理状態とを切り替えることとしてもよい。

また、前記吸引孔は、前記対向面の中央側の吸引領域の空気を吸引し、前記給気孔は、前記吸引領域よりも外側の給気領域へ圧縮空気を給気することとしてもよい。

また、前記給気孔は、前記対向面の中央側の給気領域へ圧縮空気を給気し、前記吸引孔は、前記給気領域よりも外側の吸引領域の空気を吸引することとしてもよい。

本発明によれば、簡易な構成でありながら、吸着状態と吸着解除状態と膜厚管理状態とを簡単な操作で切替え可能な吸着スタンドを提供できるという効果を奏する。特に、吸着スタンドの膜厚管理状態においては、載置台上で空気膜を介して浮上すると共に吸引されているので、吸着スタンドを載置台から所定の高さに高精度に維持しながら移動させることが可能となる。

本発明の一の実施形態に係る吸着スタンド１の使用例を説明するための模式図である。吸着スタンド１の底面側を示した図である。吸着スタンド１の内部構成を示す図である。図３のＩ−Ｉ断面図である。図３のＩＩ−ＩＩ断面図である。吸着スタンド１の吸着状態を説明するための図である。吸着スタンド１の吸着状態を説明するための図である。吸着スタンド１の吸着解除状態を説明するための図である。吸着スタンド１の膜厚管理状態を説明するための図である。吸着スタンド１の膜厚管理状態を説明するための図である。吸着スタンド１の第１変形例を示す図である。吸着スタンド１の第２変形例を示す図である。吸着スタンド１の第３変形例を示す図である。吸着スタンド１の第４変形例を示す図である。吸着スタンド１の第５変形例を示す図である。本発明が適用されるハイトゲージ７００を示す斜視図である。

＜吸着スタンドの概要＞
図１及び図２を参照しながら、本発明の一の実施形態に係る吸着スタンド１の概要について説明する。
図１は、一の実施形態に係る吸着スタンド１の使用例を説明するための模式図である。図２は、吸着スタンド１の底面側を示した図である。

吸着スタンド１は、図１に示すように、被測定物６１０が載置されている定盤等の載置台５００に載置可能である。また、吸着スタンド１は、被測定物６１０を測定する測定器６００を保持する。そして、吸着スタンド１は、載置台５００の載置面５０１上において、保持している測定器６００を被測定物６１０に対して移動させながら、又は測定器６００を固定した状態で測定等の作業を行う際に用いられる。載置面５０１として、ここでは石の定盤が用いられるが、これに限定されず、吸着スタンド１を使用する上で必要な平面度を有する板状の部材であれば、他の材料から成ってもよい。例えば、載置面５０１は、鉄、アルミ、ステンレス、ガラス、アクリルから成ってもよい。

測定器６００は、例えばダイヤルゲージであるが、これに限定されず、他の測定器であってもよい。また、測定器６００は、吸着スタンド１の上面に固定された支柱３ａにブラケット３ｂを介して支持されているが、これに限定されない。例えば、測定器６００がマグネットスタンドを有する場合には、マグネットスタンドを吸着スタンド１に固定することで、測定器６００を吸着スタンド１に保持させてもよい。

吸着スタンド１は、載置面５０１に対して吸着されて固定されている吸着状態と、吸着状態が解除されて載置面５０１上で移動可能な吸着解除状態との間で切替可能である。吸着状態は、例えば、吸着スタンド１と載置面５０１の間の空気（以下、吸引空気とも呼ぶ）を吸引している真空吸着状態である。本実施形態では、吸着スタンド１が載置面５０１に吸着されている状態で、測定器６００が被測定物６１０を測定する。かかる場合には、吸着スタンド１が載置面５０１に強固に固定されるので、測定器６００の測定中のがたつきや傾きを防止でき、この結果、精度の高い測定を行うことができる。

また、吸着スタンド１は、吸着スタンド１から載置面５０１へ向かって圧縮空気を給気して吸着スタンド１と載置面５０１の間に空気膜を形成している状態へ切替可能である。空気膜が形成されている場合には、吸着スタンド１が載置面５０１に接触しないので、吸着スタンド１は載置面５０１上で精度良く移動可能となる。特に、本実施形態では、圧縮空気により空気膜を形成する際に、吸着スタンド１の内部に設けられた負圧発生部４５（真空エジェクタ４０）により圧縮空気を利用して負圧を発生することで吸着力を発生させて空気膜をプリロードして、空気膜の厚さを管理している（膜厚管理状態）。かかる場合には、空気膜の厚さが大きくなることに起因して空気膜の剛性が低下することを抑制できるので、吸着スタンド１を載置面５０１から所定の高さにより高精度に維持しながら移動させることが可能となる。すなわち、吸着スタンド１は、極めて薄い空気膜を介して載置面５０１に対して浮上しているが、同時に真空プリロードがかかっていて、この真空プリロードの吸着力以上の力で引っ張らない限り、載置面５０１から離れることはない。このように、本実施形態に係る吸着スタンド１は、吸着状態、吸着解除状態及び膜厚管理状態を切替可能な構成となっている。

吸着スタンド１は、直方体形状のベース１０を有する。ベース１０は、ここでは金属製であり、十分な流量の圧縮空気（例えば、０．５ＭＰａ以上、１５Ｌ／ｍｉｎ以上）を供給するコンプレッサに供給路５１０を介して接続されている。ベース１０の内部には、供給されてきた圧縮空気が流れる流路部（後述）が設けられている。また、ベース１０の底面１１には、図２に示すように、対向面２０と、給気孔２１と、溝部２２と、凹部２５と、吸引孔２６とが設けられている。

対向面２０は、載置台５００の載置面５０１に対向している。吸着スタンド１が吸着状態である場合には、対向面２０は載置面５０１に密接している。一方で、吸着スタンド１が空気膜形成状態である場合には、対向面２０と載置面５０１の間に圧縮空気で形成された空気膜が介在している。

給気孔２１は、対向面２０とベース１０内の流路部とを連通している貫通孔であり、載置面５０１に向けて圧縮空気を給気する。これにより、対向面２０と載置面５０１との間に、圧縮空気による空気膜が形成される。すなわち、給気孔２１は、空気膜を形成する空気膜形成手段の機能を有する。給気孔２１は、底面１１の四隅に設けられている。

溝部２２は、給気孔２１と連通するように、ベース１０の底面１１の四隅にＬ字状にそれぞれ設けられている。４つの溝部２２は互いに離間しているが、これに限定されず、繋がっていてもよい。給気孔２１が給気した圧縮空気が溝部２２に沿って流れることで、対向面２０と載置面５０１の間に空気膜が形成される。なお、溝部２２を設ける場合には、広い面積に均一な厚みの空気膜を安定して形成させる点で効果がある。

凹部２５は、ベース１０の対向面２０と同一面に形成された凹部領域である。凹部２５は、対向面２０から所定の深さだけ凹んでいる。凹部２５は、底面の中央側に矩形状に形成されている。

吸引孔２６は、凹部２５とベース１０内の流路部とを連通している貫通孔であり、凹部２５の空気（ベース１０と載置面５０１との間（吸引領域）の空気）を吸引する。吸引孔２６は、詳細は後述するが、ベース１０内の流路部に設けられた負圧発生部が発生させた負圧によって、凹部２５の空気を吸引する。これにより、凹部２５において吸着力（プリロード）を発生させることができる。この吸着力は、凹部２５の面積に比例する。ここでは、１（cm²）あたり約０．８（kgf）発生させるので、例えば凹部２５の面積が５０（cm²）であれば、約４０（kgf）の吸着力を発生させることができる。

＜吸着スタンドの内部構成＞
図３〜図５を参照しながら、吸着スタンド１の内部構成について説明する。
図３は、吸着スタンド１の内部構成を示す図である。図４は、図３のＩ−Ｉ断面図である。図５は、図３のＩＩ−ＩＩ断面図である。なお、図４及び図５には、載置面５０１との間に圧縮空気による空気膜が介在している状態の吸着スタンド１が示されている。

吸着スタンド１は、図３に示すように、流入口３０と、流路部３１、３２、３３と、分岐部３４と、排気口３５、３６と、真空エジェクタ４０と、負圧発生部４５と、絞り部５０とを有する。なお、本実施形態では、流路部３２及び流路部３３が第１流路部に該当し、流路部３１が第２流路部に該当し、排気口３６が第１排気口に該当し、排気口３５が第２排気口に該当する。

流入口３０は、供給路５１０（図１）から供給されてきた圧縮空気が流入する開口である。流入口３０は、流路部３１の一端側に位置している。また、流入口３０は、図３には示していないが供給路５１０と連結されている。

流路部３１、３２、３３は、ベース１０内に設けられ、流入口３０から流入した圧縮空気が流れる流路である。流路部３１及び流路部３３は、図３のＸ軸方向に沿って設けられ、流路部３２は、流路部３１、３３と直交するように図３のＹ軸方向に沿って設けられている。流路部３２、３３には、前述した給気孔２１が設けられており、流路部３１には、前述した吸引孔２６が設けられている。なお、流路部３３の端部の開口には、開口を塞ぐ栓６０が設けられている。

分岐部３４は、流路部３１の途中に設けられ、流入口３０から流入した圧縮空気の一部を流路部３２へ向かわせるための部分である。流入口３０から分岐部３４に至った圧縮空気は、分岐部３４において３方向に分流される。分岐部３４から流路部３２へ分流した圧縮空気は、排気口３６が塞がれていなければ、排気口３６の大きさが給気孔２１に比べて十分大きいので、排気口３６から排気されて給気孔２１からは排気されない。

排気口３５は、流路部３１において流入口３０とは反対側に設けられた開口である。分岐部３４を直進して流路部３１を流れた圧縮空気は、負圧発生部４５を通過して排気口３５から大気へ排出される。負圧発生部４５が発生した負圧（約−８０（ｋPa））によって吸引された吸引空気（凹部２５の空気）も、排気口３５から大気へ排出される。なお、排気口３５が閉塞されている場合には、圧縮空気及び吸引空気は排気口３５から排出されない。

排気口３６は、流路部３２の端部に設けられた開口である。流路部３２を流れた圧縮空気は、排気口３６から大気へ排出される。具体的には、排気口３６が開放されている場合には、圧縮空気が、給気孔２１から給気されずに排気口３６から排出される。一方で、排気口３６が閉塞されている場合には、圧縮空気は、給気孔２１から載置面５０１へ向けて給気される。排気口３５及び排気口３６の閉塞は、例えば、吸着スタンド１の使用者が指で開口を塞ぐことで実現される。

真空エジェクタ４０は、圧縮空気を利用して負圧を発生させる負圧発生手段の機能を有する。真空エジェクタ４０は、流路部３１の流入口３０側において着脱可能に装着されている金属製の部材である。例えば、真空エジェクタ４０は、流路部３１と締結可能なネジ部を有する。真空エジェクタ４０は、円筒形状を成しており、内部を圧縮空気が通過する。真空エジェクタ４０の外周面と流路部３１の内壁との間には、シール部材であるＯリング４２が設けられている。

真空エジェクタ４０には、分岐部３４に対応する位置に、圧縮空気が流路部３２へ分流できるように開口４１が設けられている。また、真空エジェクタ４０は、図３に示すように、負圧発生部４５と、ディフューザ部４７とを有する。

負圧発生部４５は、真空エジェクタ４０の内部を通過する圧縮空気の流速を大きくして、吸引孔２６を介して凹部２５の空気を吸引する負圧を発生させる。これにより、負圧発生部４５及び吸引孔２６は、凹部２５の空気を吸引して真空にすることで、対向面２０と載置面５０１を真空吸着させる吸着手段の機能を有する。また、負圧を発生することで、空気膜をプリロードすることが可能となり、空気膜の剛性を高められる。なお、プリロード量は、負圧発生部が発生した負圧と凹部２５の面積の積となる。ここでは、吸引力は約０．８（kgf/cm²）であるので、例えば、凹部２５の面積が５０（cm²）であれば、吸着力は約４０（kgf）となる。

負圧発生部４５は、交換可能なノズル部４６を有する。ノズル部４６は、流路部３１の流路を狭くして、圧縮空気の流速を大きくする。ノズル部４６の先端側は、円錐状に形成されており、ノズル先端で圧縮空気の流速を大きくする。具体的には、ノズル部４６の先端の開口４６ａの直径の大きさ（例えば、直径の大きさは、０．５（mm）〜１．０（mm））に応じて、圧縮空気の流速が大きくなる。ノズル先端で圧縮空気の流速が大きくなると、ノズル先端の周囲の圧力が小さくなって負圧になる。

本実施形態では、ノズル部４６の先端が吸引孔２６の真上に位置しているため、吸引孔２６の周囲で負圧が発生する。負圧は、ベルヌーイの負圧発生の原理に従い、圧縮空気の流れと直交する方向に発生する。ここでは、吸引孔２６から上方のノズル部４６の先端へ向かう方向に、負圧が発生する。このような負圧が発生することで、凹部２５の空気が吸引孔２６を通過して流路部３１へ流れ込む。なお、流路部３１へ流れ込んだ空気は、圧縮空気と共に、排気口３５から大気へ排出される。

ディフューザ部４７は、吸引孔２６から流れ込んできた空気の流速を小さくして、圧力を大きくする部分である。

絞り部５０は、流路部３２の流路を狭めた部分である。絞り部５０は、流路部３２において分岐部３４と給気孔２１の間に位置している。給気孔２１の上流側に絞り部５０を設けることで、給気孔２１に向かう圧縮空気の流量が過大になることを抑制できる（２段絞り方式）。ここで、絞り部５０の先端の開口５０ａの直径の大きさ（例えば、直径ｄ１＝０．２（mm）の給気孔２１が２箇所ある場合は、一般的にはｄ_０≦（ｎ）^1/2×ｄ_１で求められるので、ｄ_０≦（２）^1/2×０．２≒０．２８である。従って、直径ｄ_０の大きさは０．２８（mm）以下が適当である。）に応じて、圧縮空気の流量が調整される。これにより、給気孔２１から給気される圧縮空気の流量も少なくなり、空気膜の膜厚が大きくなることを抑制できるので、空気膜の剛性が低くなることを抑制できる。

また、一般的なエアベアリングでは不安定な振動である自励振動が発生する恐れがあるが、本実施形態では絞り部５０を設けることで、絞り部５０と給気孔２１との間に設けられるエアチャンバー５５により吸着スタンド１の自励振動を効果的に抑制できる。

エアチャンバー５５は、流路部３２の流路を広げた部分であり、給気孔２１の周囲に位置している。また、エアチャンバー５５は、流路部３３と交わるように形成されている。エアチャンバー５５を設けることで、２箇所ある給気孔２１に均等の空気圧力（背圧）を供給することができる。この結果、各給気孔２１から給気される空気の流量が均等になるので、空気膜の膜厚が均等になり、空気膜の剛性が低くなることを有効に抑制できる。

負圧発生部４５によって載置面５０１とベース１０の間の空気を吸引する場合には、載置面５０１に付着していた塵やゴミ等が真空エジェクタ４０内に入り込む恐れがある。かかる場合には、塵やゴミ等で真空エジェクタ４０のディフューザ部４７等が詰まる恐れがある。これに対して、本実施形態では、前述したように真空エジェクタ４０がベース１０に対して着脱可能に装着される構成にすることで、塵やゴミ等が詰まった真空エジェクタ４０を取り外して清掃したり、故障した場合は交換したりすることが可能となる。

＜吸着スタンドの吸着状態、吸着解除状態及び膜厚管理状態＞
図６〜図１０を参照しながら、吸着スタンド１の吸着状態、吸着解除状態及び膜厚管理状態について説明する。

図６及び図７は、吸着スタンド１の吸着状態を説明するための図である。図６及び図７では、空気の流れを太線で示している。吸着状態では、図６に示すように、排気口３５及び排気口３６が、塞がれずに開放されている。かかる場合に、供給路５１０（図１）から供給されてきた圧縮空気は、流入口３０から流路部３１へ流れ込んだ後に、図６に示すように分岐部３４にて３方向に分流する。すなわち、圧縮空気の一部は、分岐部３４から左右の流路部３２へ流れ、圧縮空気の残りは、分岐部３４を直進して負圧発生部４５へ向かって流れる。

分岐部３４から流路部３２へ流れた圧縮空気は、絞り部５０及びエアチャンバー５５を通過して、排気口３６から排出される。一方で、分岐部３４から負圧発生部４５へ直進した圧縮空気の流速は、ノズル部４６の先端で大きくなる。圧縮空気の流速が大きくなることで、負圧発生部４５において吸引孔２６の周囲の圧力が小さくなり、負圧が発生する。そして、負圧によって、図７に示すように凹部２５の空気が吸引孔２６を介して流路部３１に流れ込み、圧縮空気と共に排気口３５から大気へ排出される。これにより、凹部２５が真空状態となり、対向面２０が載置面５０１に真空吸着される。

図８は、吸着スタンド１の吸着解除状態を説明するための図である。吸着解除状態では、図８に示すように、排気口３５が指Ｆで塞がれている。かかる場合に、分岐部３４から流路部３２へ流れた圧縮空気は、吸着状態時と同様に、排気口３６から排出される。一方で、排気口３５が指Ｆで塞がれているため、圧縮空気が分岐部３４から負圧発生部４５へ直進し難くなる。また、圧縮空気が負圧発生部４５へ直進した場合には、吸着状態とは異なり、圧縮空気が吸引孔２６から凹部２５へ向かって流れる。これにより、凹部２５が真空状態とならず、吸着スタンド１が載置面５０１に対して移動や分離が可能となる。

図９及び図１０は、吸着スタンド１の膜厚管理状態を説明するための図である。膜厚管理状態では、図９に示すように、２つの排気口３６が、それぞれ指Ｆで塞がれている。かかる場合に、分岐部３４から流路部３２へ流れた圧縮空気は、絞り部５０を通過してエアチャンバー５５へ向かって流れる。膜厚管理状態では、吸着状態及び吸着解除状態とは異なり排気口３６が指Ｆで塞がれているため、圧縮空気は、排気口３６から排出されずに、図１０に示すように給気孔２１を介して載置面５０１へ向かって給気される。これにより、対向面２０と載置面５０１との間に、空気膜が形成される。

一方で、分岐部３４から負圧発生部４５へ直進した圧縮空気の流速は、ノズル部４６の先端で大きくなる。圧縮空気の流速が大きくなることで、負圧発生部４５において吸引孔２６の周囲の圧力が小さくなり、負圧が発生する。そして、負圧によって、凹部２５の空気が吸引孔２６を介して流路部３１に流れ込み、圧縮空気と共に排気口３５から大気へ排出される。膜厚管理状態では、対向面２０と載置面５０１との間に空気膜が形成されているため、負圧が発生しても対向面２０が載置面５０１に真空吸着されない。一方で、負圧によって空気膜をプリロードすることで、空気膜に所定の負荷が作用することになり、空気膜の膜厚が管理される。

吸着スタンド１の使用者は、測定器６００（図１）による測定時に、排気口３５及び排気口３６を開放し、又は指で塞ぐことで、吸着スタンド１の吸着状態、吸着解除状態及び膜厚管理状態を簡単に切替操作することができる。すなわち、使用者は、排気口３５からの圧縮空気の排出状態及び排出抑制状態と、排気口３６からの圧縮空気の排出状態及び排出抑制状態とを、それぞれ切り替えることで、吸着状態、吸着解除状態及び膜厚管理状態の３つの状態を簡単に切り替えることができる。

具体的には、排気口３５及び排気口３６を開放することで吸着スタンド１が吸着状態に切り替わり、排気口３５を塞ぐ一方で排気口３６を開放することで吸着スタンド１が吸着解除状態に切り替わり、排気口３５を開放する一方で排気口３６を塞ぐことで吸着スタンド１が膜厚管理状態に切り替わる。このように、本実施形態では、排気口３５及び排気口３６が、吸着スタンド１の吸着状態、吸着解除状態及び膜厚管理状態を切り替える切替手段の機能を有する。かかる構成の場合には、使用者は、簡易な操作で、吸着スタンド１の吸着状態、吸着解除状態及び膜厚管理状態を切り替えることが可能となる。

また、本実施形態では、吸着スタンド１に圧縮空気が供給されている状態で、吸着状態、吸着解除状態及び膜厚管理状態が切り替わる。かかる場合には、使用者は、圧縮空気の供給の有無を切り替える必要がなく、状態を切り替えることができるので、吸着スタンド１の利便性が向上する。

＜変形例＞
図１１〜図１５を参照しながら、吸着スタンド１の変形例について説明する。

図１１は、吸着スタンド１の第１変形例を示す図である。
上述した実施形態では、ベース１０の底面１１に凹部２５（図５）が形成されており、負圧発生部４５で発生した負圧によって凹部２５の空気を吸引することとしたが、これに限定されない。例えば、凹部２５に代えて、図１１に示すようにベース１０の底面１１に環状溝８０が設けられている。

環状溝８０は、吸引孔２６と連通している。このため、負圧発生部４５で発生した負圧によって、環状溝８０の空気が吸引孔２６を介して流路部３１へ流れる。また、環状溝８０で囲まれた面８１は、対向面２０と同一面となっている。これにより環状溝８０で囲まれた内側は全て同じ気圧の吸引領域となる。環状溝８０の場合には、矩形状の凹部２５に比べて加工量が少なくなるので、ベース１０を製造しやすくなる。

図１２は、吸着スタンド１の第２変形例を示す図である。図１２（ａ）には吸着状態の吸着スタンド１が示され、図１２（ｂ）には膜厚管理状態の吸着スタンド１が示されている。第２変形例では、流路部３２に開閉弁９０が設けられている。開閉弁９０は、弁体９１と、操作部９２とを有する。

弁体９１は、連結軸９３によって操作部９２に連結されており、弁体９１と操作部９２は一緒に移動可能となっている。弁体９１は、流路部３２に設けられた弁座９４の開口（圧縮空気の流入口）を閉塞する閉塞位置（図１２（ａ）と、弁座９４の開口を開放する開放位置（図１２（ｂ））との間で移動する。弁座９４は、流路部３２において給気孔２１よりも分岐部３４（図４）側に位置しており、弁座９４の開口（貫通孔）は、開放されている際に圧縮空気が通過可能となっている。弁体９１は、分岐部３４から流路部３２へ圧縮空気が流れると、圧縮空気の圧力によって開放位置から閉塞位置へ移動して、弁座９４の開口を閉塞する。すなわち、外部から操作しなくても、吸着スタンド１に圧縮空気が供給されていることで、弁体９１が弁座９４の開口を閉塞する。

操作部９２は、排気口３６の外側に位置しており、図１２（ｂ）に示すように指Ｆで押されると排気口３６を閉塞する。操作部９２が押されると、弁体９１が閉塞位置から開放位置へ移動して、弁座９４の開口が開放される。

第２変形例においては、開閉弁９０による弁座９４の開口の開閉を制御することで、吸着スタンド１の吸着状態と膜厚管理状態とを切り替える。具体的には、図１２（ａ）に示すように操作部９２が指Ｆで押されていない場合（吸着状態）には、分岐部３４から流れてきた圧縮空気の圧力によって弁体９１が図１２（ａ）に示すように弁座９４を閉塞する。かかる場合には、弁座９４の開口を圧縮空気が流れなくなるので、圧縮空気が排気口３６から排出されない。これにより、吸着状態時に、圧縮空気が排気口３６から無駄に排出されることを防止できる。

図１２（ｂ）に示すように操作部９２が指Ｆで押されている場合（膜厚管理状態）には、操作部９２が排気口３６を閉塞する一方で、弁体９１は弁座９４の開口を開放している。かかる場合には、弁座９４の開口を通過した圧縮空気は、排気口３６から排出されずに、給気孔２１を介して載置面５０１へ向かって給気される。これにより、対向面２０と載置面５０１との間に、空気膜が形成される。

上述した第２変形例の場合には、吸着スタンド１の吸着状態と膜厚管理状態とを、より簡易かつ確実に切り替えることが可能となる。また、第２変形例においては、開閉弁９０が給気孔２１や排気口３６へ向かう圧縮空気の流量を調整できるので、前述した絞り部５０（図３）を設けていない。絞り部５０の開口５０ａは小さい（直径の大きさが、０．３〜０．５（mm））ため加工に手間が掛るが、第２変形例においては絞り部５０を設けないことによって上述した絞り部５０の加工が不要となる。

なお、第２変形例では、開閉弁９０が、排気口３６が設けられた流路部３２に設けられていることとしたが、これに限定されない。例えば、開閉弁９０が、排気口３５が設けられた流路部３１にも設けられていてもよい。

図１３は、吸着スタンド１の第３変形例を示す図である。第３変形例では、吸引孔２６が、第２変形例よりも幅広の環状溝８０に連通している。また、環状溝８０の内側には、田の字状の溝部２２が設けられている。給気孔２１は、ここではベース１０の底面の中心に一つ設けられているが、これに限定されず、例えば溝部２２上に複数設けられてもよい。この結果、溝部２２の内側全てと溝部２２の外側周辺に空気膜が形成されて、吸着スタンド１を浮上させる。

また、対向面２０は、環状溝８０と溝部２２の間に位置し、環状溝８０の外側の面８１と同一面となっている。かかる構成の場合にも、負圧発生部４５で発生した負圧によって、環状溝８０の空気が吸引孔２６を介して流路部３１へ流れる。この結果、環状溝８０の外側の面８１では、負圧による吸着力が発生する。環状溝８０は、溝部２２の周囲の空気膜の空気を吸引する。

第３変形例によれば、吸着スタンド１の対向面２０の内側（給気領域）で浮上させる一方で、外側（吸引領域）で吸着するように構成することが可能である。かかる場合には、給気孔２１から給気される空気を吸引孔２６から回収することが可能である。この結果、吸着スタンド１の周囲に空気が排出されないので、吸着スタンド１は、温度が均一な環境や極めて清潔な環境が要求される半導体製造装置等での使用に適している。

図１４は、吸着スタンド１の第４変形例を示す図である。第４変形例は、第３変形例に示すベース１０を円形状にしたものである。これに伴い、環状溝８０及び溝部２２の形状も、円形状のベース１０に対応するように形成されている。かかる構成の場合にも、負圧発生部４５で発生した負圧によって、環状溝８０の空気が吸引孔２６を介して流路部３１へ流れる。従って、第４変形例が奏する作用効果は、第３変形例が奏する作用効果とほぼ同じである。

図１５は、吸着スタンド１の第５変形例を示す図である。第５変形例では、第４変形例と同様に、ベース１０が円形状になっている。一方で、第５変形例では、吸引孔２６が、ベース１０の底面の中心に位置しており、環状溝８０と連通している。かかる構成の場合にも、負圧発生部４５で発生した負圧によって、環状溝８０の空気が吸引孔２６を介して流路部３１へ流れる。なお、吸引孔２６は、底面の中心に位置しなくてもよく、環状溝８０上のいずれかの場所に位置してもよい。かかる場合でも、環状溝８０の内側（吸引領域）の全てがほぼ均一の負圧になって、吸着力を発生する。

また、環状溝８０の周囲には、例えばバランスを考量して対称的な位置に４つの給気孔２１が設けられている。この４つの給気孔２１は、環状溝８０の周囲に、円周方向に所定間隔で設けられている。これにより、環状溝８０の外側（給気領域）に空気膜が形成されて、吸着スタンド１が浮上する。従って、吸着スタンド１は、空気膜を介して載置面５０１から浮上すると共に、環状溝８０の内側で発生する吸着力によって真空プリロードが作用するので、この吸着力以上の力で引っ張らない限り、吸着スタンド１は載置面５０１から離れることはない。

第５変形例によれば、環状溝８０の周囲に配置された給気孔２１から空気を給気して吸着スタンド１を浮上させるので、吸着スタンド１の周辺のゴミを吹き飛ばし、環状溝８０の内側に配置された吸引孔２６からゴミを吸い込むことを防止できる。なお、環状溝８０及びその内側を凹部に変更しても、同様の効果が得られる。

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態に係る吸着スタンド１おいては、ベース１０の載置台５００への吸着状態及び吸着解除状態と、ベース１０と載置台５００の間に形成される空気膜の厚さを管理する膜厚管理状態とを切り替える。
かかる場合には、簡易な構成でありながら、吸着状態と吸着解除状態と膜厚管理状態とを簡単な操作で切替え可能な吸着スタンド１を提供できる。また、吸着スタンド１を膜厚管理状態に切り替えることで、吸着スタンド１のベース１０と載置台５００との間に空気膜が形成されて、吸着スタンド１が載置台５００に接触しない。このため、吸着スタンド１を移動させる際に、摩擦力や載置面５０１の表面状態（凹凸）の影響を受けない。また、膜厚管理状態においては空気膜がプリロードされるので、空気膜の剛性が高くなり、空気膜が安定した状態となる。この結果、吸着スタンド１を載置台５００から所定の高さに高精度に維持しながら移動させることが可能となる。

また、上記した通り、吸着スタンド１のベース１０は直方体形状に限定されず、第４変形例及び第５変形例のような円柱形状、三角柱形状、楕円柱形状、又はその他の形状であってもよい。

また、上記では、圧縮空気が分岐部３４において左右２つの流路部３２に分流することとしたが、これに限定されない。例えば、圧縮空気は分岐部３４において一つの流路部３２に分流してもよい。

また、上記では、図１に示すように吸着スタンド１が測定器６００（ダイヤルゲージ）を支持することとしたが、これに限定されない。例えば、吸着スタンドが、図１６に示すように、ハイトゲージ７００のベース部７０１になっていてもよい。
図１６は、本発明が適用されるハイトゲージ７００を示す斜視図である。ハイトゲージ７００のベース部７０１は、前述した吸着スタンド１の排気口３５、３６を有する。また、ベース部７０１の内部構成は、吸着スタンド１の内部構成と同様である。具体的には、ベース部７０１の内部には、吸着スタンド１の流路部３１、３２、３３及び真空エジェクタ４０が設けられている。これにより、ハイトゲージ７００を載置台５００から所定の高さに高精度に維持しながら移動させることが可能となる。特に、本発明をハイトゲージ７００に適用した場合には、ハイトゲージ７００を浮上させて移動させることで、けがき作業（例えば、材料の中心や基準を決めるための作業）が非常に効率的に行えるという優れた効果が奏される。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１吸着スタンド
１０ベース
２０対向面
２１給気孔
２６吸引孔
３１、３２、３３流路部
３５、３６排気口
４０真空エジェクタ
４５負圧発生部
８０環状溝
９０開閉弁
５００載置台

Claims

載置台に対向する対向面を有するベースと、
前記ベース内の圧縮空気の一部の流速を大きくして、前記載置台と前記対向面の間の空気を吸引する負圧を発生させる負圧発生手段と、
前記負圧によって、前記ベースを前記載置台に対して真空吸着させる吸着手段と、
圧縮空気を前記載置台へ給気して、前記対向面と前記載置台との間に空気膜を形成する空気膜形成手段と、
前記吸着手段による吸着状態及び吸着解除状態と、前記負圧発生手段及び前記空気膜形成手段が協働して前記空気膜の厚さを管理する膜厚管理状態とを切り替える切替手段と、
を備える、吸着スタンド。
前記ベースは、外部から供給される圧縮空気が分岐部で分岐されて流される第１流路部及び第２流路部を有し、
前記空気膜形成手段は、前記第１流路部に設けられ、圧縮空気を前記載置台へ給気して前記対向面と前記載置台との間に空気膜を形成する給気孔を有し、
前記負圧発生手段は、前記第２流路部に設けられ、圧縮空気の流速を大きくして、前記載置台と前記対向面の間の空気を吸引する負圧を発生させる負圧発生部を有する、
請求項１に記載の吸着スタンド。
前記負圧発生部に連通されると共に、吸引力を発生する吸引領域を前記対向面に有する、
請求項２に記載の吸着スタンド。
前記吸引領域は、前記ベースの前記対向面と同一面に形成された凹部領域である、
請求項３に記載の吸着スタンド。
前記吸引領域は、前記ベースの前記対向面と同一面に形成された環状溝で囲まれた領域である、
請求項３に記載の吸着スタンド。
前記切替手段は、
前記第１流路部の圧縮空気の外部への排出状態及び排出抑制状態と、前記第２流路部の圧縮空気の外部への排出状態及び排出抑制状態とを、それぞれ切り替えることで、
前記吸着状態と前記吸着解除状態と前記膜厚管理状態とを切り替える、
請求項２から５のいずれか１項に記載の吸着スタンド。
前記第１流路部には、圧縮空気が前記給気孔から給気されずに排出される第１排気口が設けられ、
前記第２流路部には、前記負圧発生部を通過した圧縮空気が排出される第２排気口が設けられ、
前記切替手段は、
前記第１排気口及び前記第２排気口が開放されると、前記吸着状態に切り替え、
前記第１排気口が開放され、かつ前記第２排気口が閉塞されると、前記吸着解除状態に切り替え、
前記第１排気口が閉塞され、かつ前記第２排気口が開放されると、前記膜厚管理状態に切り替える、
請求項６に記載の吸着スタンド。
前記第１流路部には、前記分岐部から流される圧縮空気の流入口の開閉を制御する開閉弁が設けられ、
前記切替手段は、前記開閉弁による前記流入口の開閉を制御することで、前記吸着状態と前記膜厚管理状態とを切り替える、
請求項２から５のいずれか１項に記載の吸着スタンド。
前記負圧発生部は、前記第２流路部の流路を狭くして、圧縮空気の流速を大きくするノズル部を有し、
前記第２流路部は、前記ノズル部の先端側に発生された負圧によって、前記載置台と前記対向面の間の空気を吸引する吸引孔を有する、
請求項２から８のいずれか１項に記載の吸着スタンド。
前記吸引孔は、前記ベースの前記対向面と同一面に形成された環状溝と繋がっている、
請求項９に記載の吸着スタンド。
前記切替手段は、外部から圧縮空気が供給されている状態で、前記吸着状態と前記吸着解除状態と前記膜厚管理状態とを切り替える、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の吸着スタンド。
前記吸引孔は、前記対向面の中央側の吸引領域の空気を吸引し、
前記給気孔は、前記吸引領域よりも外側の給気領域へ圧縮空気を給気する、
請求項９に記載の吸着スタンド。
前記給気孔は、前記対向面の中央側の給気領域へ圧縮空気を給気し、
前記吸引孔は、前記給気領域よりも外側の吸引領域の空気を吸引する、
請求項９に記載の吸着スタンド。