JP6830461B2

JP6830461B2 - 真空チャック

Info

Publication number: JP6830461B2
Application number: JP2018139556A
Authority: JP
Inventors: 高橋　徹; 徹高橋; 政昭酒井
Original assignee: 株式会社タカハシキカイ
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2038-07-25
Also published as: JP2020015133A

Description

本発明は例えばパソコン用磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の各種の情報記録媒体としての円盤状のディスク素材の旋削加工機械等に用いられる真空チャックに関するものである。

従来、この種の真空チャックとして、旋盤等の機体に主軸を回転自在に配設し、主軸の前部に被加工物を負圧吸着するための吸引路を有するチャック体が配置され、チャック体の前端面は被加工物を負圧吸着可能な吸引口部を有する吸着面に形成され、上記吸引路に負圧源が接続され、チャック体の吸着面の吸引口部により負圧吸着作用を生じさせ、チャック体の吸着面に被加工物を吸着する構造のものが知られている。

しかして、上記チャック体に被加工物を吸着させ、上記主軸を駆動源により回転させ、上記チャック体を回転させ、バイト等の刃物により被加工物に旋削加工等を行うことになる。

特許第３１９１００６号

しかしながら上記従来構造の場合、上記旋削加工等により生じた切粉がチャック体の吸着面に付着残存し、吸着面と被加工物との間に切粉が挟み込まれることがあり、切粉の挟み込みにより吸着面に被加工物が密着しないことになり、被加工物の密着性が低下し、それだけ、被加工物の吸着位置精度が低下し、被加工物の平坦度等の加工精度を低下させると共に薄板状の脆い被加工物にあっては破損することもあり、それだけ歩留まりの低下を余儀なくされることもあるという不都合を有している。

本発明はこのような不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうち、請求項１記載の発明は、旋削加工機械の回転する主軸の前部に配設され、被加工物を負圧吸着するための吸引路を有するチャック体を備えてなり、上記チャック体の前端面に同一円周上の複数個の上記吸引路を結ぶ円環状の凹環溝が複数個形成され、上記チャック体の前端面に適度な硬度及び弾性を有する接触面材が配置され、上記接触面材は上記チャック体の前端面に接着手段により接着固定され、該チャック体の前端面に接着固定された該接触面材に上記吸引路に連通する吸引口部が開口形成され、該吸引口部は同一円周状の複数個の上記吸引路を結ぶ上記凹環溝と同形状の円環溝状に形成され、該円環溝状の吸引口部が開口形成された該接触面材の前端面を該被加工物を負圧吸着可能な吸着面に形成してなることを特徴とする真空チャックにある。

又、請求項２記載の発明は、上記接触面材は適度な硬度及び弾性を有するウレタンゴムシートからなることを特徴とするものであり、又、請求項３記載の発明は、上記ウレタンゴムシートの硬度は、ショア硬さはＨｓ９０以上、Ｈｓ９５以下の範囲であることを特徴とするものであり、又、請求項４記載の発明は、上記チャック体はアルミニウム材からなることを特徴とするものであり、又、請求項５記載の発明は、上記チャック体の外周面は、旋削加工時の該チャック体の高速回転に伴う遠心力により上記吸着面から離反するに従って次第に外方に流れる気流を生成して旋削加工により生じた切粉を該吸着面から離反する方向に導出させるために上記吸着面から離反するに従って次第に径大となるテーパー面に形成されていることを特徴とするものである。

本発明は上述の如く、請求項１記載の発明にあっては、チャック体の前端面に適度な硬度及び弾性を有する接触面材が配置され、上記接触面材は上記チャック体の前端面に接着手段により接着固定されているから、経年使用等により接触面材の吸着面が損耗した場合、新たな接触面材に貼り替え交換することができ、接触面材の交換によりチャック体を繰り返し使用することができ、経済性を向上することができ、更に、上記チャック体の前端面に同一円周上の複数個の上記吸引路を結ぶ円環状の凹環溝が複数個形成され、チャック体の前端面に接着固定された接触面材に上記吸引路に連通する吸引口部が開口形成され、吸引口部は同一円周状の複数個の上記吸引路を結ぶ上記凹環溝と同形状の円環溝状に形成され、円環溝状の吸引口部が開口形成された接触面材の前端面を被加工物を負圧吸着可能な吸着面に形成しているから、接触面材に上記吸引路に連通する吸引口部が同一円周状の複数個の上記吸引路を結ぶ上記凹環溝と同形状の円環溝状に開口形成され、接触面材の適度な硬度及び弾性により被加工物と接触面材の吸着面との密着性を向上することができ、接触面材と被加工物との密着性の向上により摩擦力も向上して被加工物をチャック体に確実に吸着保持することができ、安定した吸着力を得ることができ、被加工物の吸着位置精度を向上することができ、被加工物の加工精度を向上することができる。

又、請求項２記載の発明にあっては、上記接触面材は適度な硬度及び弾性を有するウレタンゴムシートからなるので、適度な硬度及び弾性を有する接触面材を容易に得ることができ、又、請求項３記載の発明にあっては、上記ウレタンゴムシートの硬度は、ショア硬さはＨｓ９０以上、Ｈｓ９５以下の範囲とされているから、適度な硬度及び弾性を有して接触面材と被加工物との密着性の向上により安定した吸着力を得ることができ、被加工物の吸着位置精度を向上することができ、又、請求項４記載の発明にあっては、上記チャック体はアルミニウム材からなるので、チャック体の軽量化によりチャック体の高速回転時の振動抑制効果及びチャック体の加減速時間の短縮効果を得ることができ、又、請求項５記載の発明にあっては、上記チャック体の外周面は、旋削加工時の該チャック体の高速回転に伴う遠心力により上記吸着面から離反するに従って次第に外方に流れる気流を生成して旋削加工により生じた切粉を吸着面から離反する方向に導出させるために上記吸着面から離反するに従って次第に径大となるテーパー面に形成されているから、チャック体の高速回転に伴う遠心力により吸着面から離反するに従って次第に外方に流れる気流が生成され、この生成された気流により上記旋削加工等により生じた切粉を吸着面から離反する方向に導出し、切粉の排出を良好に行うことができ、吸着面への切粉の残留を防ぐことができ、被加工物と接触面材の吸着面との密着性を向上することができ、被加工物をチャック体に確実に吸着保持することができ、安定した吸着力を得ることができ、被加工物の吸着位置精度を向上することができる。

本発明の実施の形態例の全体断面図である。本発明の実施の形態例の拡大断面図である。本発明の実施の形態例の部分拡大正面図である。本発明の実施の形態例の拡大分離断面図である。本発明の実施の形態例の拡大正面図である。本発明の実施の形態例の部分拡大側面図である。本発明の実施の形態例の部分拡大正面図である。本発明の実施の形態例の部分拡大断面図である。

図１乃至図８は本発明を旋削加工機械に適用した実施の形態例を示し、１は機体であって、この場合、図１の如く、機体１に主軸２を回転自在に横設し、主軸２を回転軸線Ｏを中心として、図示省略の駆動モータにより高速回転させるように構成している。

３はチャック体であって、この場合、図２、図３の如く、上記主軸２の前部に取付部材４を取付け、取付部材４に中間部材５を取付けると共にチャック体３を取り付け、チャック体３に複数個の吸引路６・・が放射状に四等配位置に形成され、筒状の主軸２の内穴２ａに図示省略の真空ポンプ等の負圧源が接続され、中間部材５に主軸２の内穴２ａと吸引路６・・とを連通する連通路７が形成され、チャック体３の前端面３ａに同一円周上の複数個の吸引路６・・を結ぶ円環状の凹環溝６ａが複数個形成されている。

８は接触面材であって、この場合、図２、図３の如く、適度な硬度及び弾性を有する材料により製作され、上記チャック体３の前端面３ａに固定配置され、接触面材８に上記吸引路６・・に連通する吸引口部８ａ・・が開口形成され、接触面材８の前端面８ｂを被加工物Ｗを負圧吸着可能な吸着面Ｑに形成し、負圧源の負圧作用により被加工物Ｗを吸着面Ｑに吸着すると共に負圧解除により被加工物Ｗを吸着面Ｑから釈放するように構成している。

この場合、図５、図６、図７、図８の如く、上記吸引口部８ａ・・は同一円周上の複数個の上記吸引路６・・を結ぶ上記凹環溝６ａと同形状の円環溝状に形成され、又、この場合、図２の如く、上記接触面材８は上記チャック体３の前端面３ａに接着手段Ｅにより接着固定され、チャック体３に接触面材８を接着した後、上記吸引口部８ａ・・を形成するように構成されている。

又、この場合、上記接触面材８は適度な硬度及び弾性を有するウレタンゴムシートＤにより製作され、この場合、上記ウレタンゴムシートＤの硬度は、ショア硬さはＨｓ９０以上、Ｈｓ９５以下の範囲とされ、すなわち、ウレタンゴムシートＤの硬度がＨｓ９０未満であると被加工物Ｗの吸着位置精度が低下するおそれがあり、又、Ｈｓ９５を超えると被加工物Ｗの密着性が低下するおそれがあり、ショア硬さがＨｓ９０以上、Ｈｓ９５以下の範囲であると、適度な硬度及び弾性を有して接触面材８と被加工物Ｗとの密着性の向上により安定した吸着力を得ることができ、被加工物Ｗの吸着位置精度を向上することになる。

又、この場合、上記チャック体３はアルミニウム材により製作され、チャック体３の軽量化によりチャック体３の高速回転時の振動抑制効果及びチャック体３の加減速時間の短縮効果を得るようにしている。

又、この場合、図６の如く、上記チャック体３の外周面３ｂは上記吸着面Ｑから離反するに従って次第に径大となるテーパー面Ｈに形成され、テーパー角は適宜選択され、この場合、約２０度のテーパー角（勾配約１０度）に形成され、このテーパー面Ｈの形状によりチャック体３の高速回転に伴う遠心力により図中矢印のような吸着面Ｑから離反するに従って次第に外方に流れる気流Ｆが生成され、この生成された気流Ｆにより上記旋削加工等により生じた切粉Ｗ_１を吸着面Ｑから離反する方向に導出し、吸着面Ｑへの切粉Ｗ_１の残留を防ぐことになる。

９は受入凹部であって、図２、図３の如く、上記チャック体３の中央部に吸着面Ｑに開口して有底穴状に形成され、チャック体３に上記受入凹部９とチャック体３の外周面３ｂとを連通する導出路１０を形成し、接触面材８の中央部に通穴部１１が形成されている。

この場合、図２、図４の如く、上記受入凹部９の開口部側内周面としての範囲Ｔは底に向かうに従って次第に径大となるテーパー面９ａに形成されると共に底部側内周面としての範囲Ｓはテーパー面９ａに接続されたストレート面９ｂに形成され、ストレート面９ｂとチャック体３の外周面３ｂとを連通して形成され、かつ、受入凹部９の底面に接続される底面と内周面との接続面は先細りのテーパー面９ｃに形成されている。

この実施の形態例は上記構成であるから、図外の負圧源と吸引路６・・とが連通路７を介して接続され、図２の如く、吸引Ｋにより吸引路６・・に負圧吸引作用が生じ、チャック体３に被加工物Ｗが吸着され、上記主軸２を駆動源により回転させてチャック体３を回転軸線Ｏを中心として回転させ、被加工物Ｗを図示省略のバイト等の刃物により旋削加工等を行うことになり、この際、図６の如く、チャック体３の前端面３ａに適度な硬度及び弾性を有する接触面材８が配置され、接触面材８に上記吸引路６・・に連通する吸引口部８ａ・・が開口形成され、接触面材８の前端面８ｂを被加工物Ｗを負圧吸着可能な吸着面Ｑに形成しているから、接触面材８の適度な硬度及び弾性により被加工物Ｗと接触面材８の吸着面Ｑとの密着性を向上することができ、接触面材８と被加工物Ｗとの密着性の向上により摩擦力も向上して被加工物Ｗをチャック体３に確実に吸着保持することができ、安定した吸着力を得ることができ、被加工物Ｗの吸着位置精度を向上することができ、被加工物Ｗの加工精度を向上することができる。

又、この場合、図２、図６の如く、上記接触面材８は上記チャック体３の前端面３ａに接着手段Ｅにより接着固定されているから、経年使用等により接触面材８の吸着面Ｑが損耗した場合、新たな接触面材８に貼り替え交換することができ、接触面材８の交換によりチャック体３を繰り返し使用することができ、経済性を向上することができ、又、この場合、上記接触面材８は適度な硬度及び弾性を有するウレタンゴムシートＤからなるので、適度な硬度及び弾性を有する接触面材８を容易に得ることができ、又、この場合、上記ウレタンゴムシートＤの硬度は、ショア硬さはＨｓ９０以上、Ｈｓ９５以下の範囲とされているから、適度な硬度及び弾性を有して接触面材８と被加工物Ｗとの密着性の向上により安定した吸着力を得ることができ、被加工物Ｗの吸着位置精度を向上することができ、又、この場合、上記チャック体３はアルミニウム材からなるので、チャック体３の軽量化によりチャック体３の高速回転時の振動抑制効果及びチャック体３の加減速時間の短縮効果を得ることができ、又、この場合、図６の如く、上記チャック体３の外周面３ｂは上記吸着面Ｑから離反するに従って次第に径大となるテーパー面Ｈに形成されているから、チャック体３の高速回転に伴う遠心力により図中矢印のような吸着面Ｑから離反するに従って次第に外方に流れる気流Ｆが生成され、この生成された気流Ｆにより上記旋削加工等により生じた切粉Ｗ_１を吸着面Ｑから離反する方向に導出し、切粉Ｗ_１の排出を良好に行うことができ、吸着面Ｑへの切粉Ｗ_１の残留を防ぐことができ、被加工物Ｗと接触面材８の吸着面Ｑとの密着性を向上することができ、被加工物Ｗをチャック体３に確実に吸着保持することができ、安定した吸着力を得ることができ、被加工物Ｗの吸着位置精度を向上することができる。

又、この場合、図２、図３、図４の如く、上記チャック体３の中央部に有底穴状の受入凹部９が形成され、接触面材８の中央部に通穴部１１が形成され、かつ、チャック体３に受入凹部９とチャック体３の外周面３ｂとを連通する導出路１０が形成されているので、例えば、被加工物Ｗの内径Ｗ_２の旋削加工等により生じた切粉Ｗ_１は受入凹部９内に侵入したのち、チャック体３の回転に伴う遠心力により受入凹部９から導出路１０を介して図中矢印方向にチャック体３の外周面３ｂへと導出され、切粉排出作用により切粉Ｗ_１がチャック体３の吸着面Ｑに付着残存して吸着面Ｑと被加工物Ｗとの間に切粉Ｗ_１が挟み込まれることを抑制することができ、それだけ吸着面Ｑと被加工物Ｗとの密着を確実に行うことができ、被加工物Ｗの変形を防止して吸着位置精度を向上することができ、被加工物Ｗの平坦度等の加工精度を高めることができると共に薄板状の脆い被加工物Ｗにあっても破損を防ぐことができ、それだけ歩留まりの向上を図ることができる。

又、この場合、図２、図４の如く、上記受入凹部９の開口部側内周面は底に向かうに従って次第に径大となるテーパー面９ａに形成されると共に底部側内周面はテーパー面９ａに接続されたストレート面９ｂに形成され、このストレート面９ｂとチャック体３の外周面３ｂとを連通する上記導出路１０を形成しているから、テーパー面９ａの存在により切粉Ｗ_１の受入凹部９内への侵入が容易となると共に受入凹部９内に侵入した切粉Ｗ_１が吸着面Ｑ側に出ることを抑制することができてそのまま遠心力により導出路１０を介してチャック体３の外周面３ｂへと導出させることができ、さらに、この場合、受入凹部９の底面に接続される底面と内周面との接続面は先細りのテーパー面９ｃに形成されているので、テーパー面９ｃによって、受入凹部９の底面に到達した切粉Ｗ_１をストレート面９ｂに戻させることができ、よって、切粉Ｗ_１を確実に導出路１０を介してチャック体３の外周面３ｂへと導出させることができる。

尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、被加工物Ｗ、吸着面Ｑ、接着手段Ｅ、ウレタンゴムシートＤ、テーパー面Ｈ、主軸２、チャック体３、前端面３ａ、外周面３ｂ、吸引路６、接触面材８、吸引口部８ａ、前端面８ｂの構造や形態等は適宜変更して設計される。

以上、所期の目的を充分達成することができる。

Ｗ被加工物
Ｗ _１切粉
Ｑ吸着面
Ｅ接着手段
Ｄウレタンゴムシート
Ｈテーパー面
Ｆ気流
２主軸
３チャック体
３ａ前端面
３ｂ外周面
６吸引路
６ａ凹環溝
８接触面材
８ａ吸引口部
８ｂ前端面

Claims

旋削加工機械の回転する主軸の前部に配設され、被加工物を負圧吸着するための吸引路を有するチャック体を備えてなり、上記チャック体の前端面に同一円周上の複数個の上記吸引路を結ぶ円環状の凹環溝が複数個形成され、上記チャック体の前端面に適度な硬度及び弾性を有する接触面材が配置され、上記接触面材は上記チャック体の前端面に接着手段により接着固定され、該チャック体の前端面に接着固定された該接触面材に上記吸引路に連通する吸引口部が開口形成され、該吸引口部は同一円周状の複数個の上記吸引路を結ぶ上記凹環溝と同形状の円環溝状に形成され、該円環溝状の吸引口部が開口形成された該接触面材の前端面を該被加工物を負圧吸着可能な吸着面に形成してなることを特徴とする真空チャック。
上記接触面材は適度な硬度及び弾性を有するウレタンゴムシートからなることを特徴とする請求項１記載の真空チャック。
上記ウレタンゴムシートの硬度は、ショア硬さはＨｓ９０以上、Ｈｓ９５以下の範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の真空チャック。
上記チャック体はアルミニウム材からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空チャック。
上記チャック体の外周面は、旋削加工時の該チャック体の高速回転に伴う遠心力により上記吸着面から離反するに従って次第に外方に流れる気流を生成して旋削加工により生じた切粉を該吸着面から離反する方向に導出させるために上記吸着面から離反するに従って次第に径大となるテーパー面に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空チャック。