JPH0373289A - 吸着保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 この発明は、真空吸引により被吸着物を吸着保持するた
めの吸着保持装置に関するもので、特に、たとえばプリ
ント回路基板のような板状物のハンドリングのために有
利に用いられる吸着保持装置に関するものである。

〔従来の技術］ たとえばプリント回路基板の製造装置において、基板を
ハンドリングするため、負圧を利用した吸着保持装置が
数多く使用されている。このような吸着保持装置は、基
板を甲面状態で保持する場合に用いられ、たとえば、検
査装置、露光装置等において使用されている。

第１２図には、従来の吸着保持装置が断面で示されてい
る。このような吸着保持装置は、たとえば、特開昭６２
−２５３１７５号公報に開示されている。第１２図に示
すように、吸着保持装置１は、被吸着物としてのプリン
ト回路基板２を吸着保持するための負圧を与える複数個
の吸着部３が分布して設けられた吸着面４を有する吸着
板５を備える。吸着板５の後方には、空間６を規定する
容器状部７が形成される。空間６には、たとえば真空ポ
ンプのような負圧源８が連結される。

したがって、負圧源８によって、まず、空間６内に負圧
が与えられ、次いで、この負圧が、空間６に共通に連通
ずる吸着部３のすべてに与えられる。これによって、基
板２は、吸着面４上に吸着保持される。

［発明が解決しようとする課題］ このような吸着保持装置１は、単一種のプリント回路基
板２のみを対象とする専用機に用いられることもあるが
、はとんどの場合、多品種のプリント回路基板２、換言
すれば、様々な大きさや形状の基板２や、様々な位置に
様々な大きさのスルーホールのような穴が存在する基板
２を吸着保持するのに用いられる。しかしながら、たと
えば第１２図に示すように、基板２の大きさが、吸着面
４において吸着部３が分布する範囲より小さい場合、矢
印９で示すように、特定の吸着部３において、基板２の
吸着に寄与しない空気の流れが生じ、しかも、このよう
な特定の吸着部３を流れる空気によって、空間６に与え
られる負圧の多くが消費されてしまう。同様の現象が、
図示しないが、基板２に設けられた穴の位置が吸着部３
の位置と一致するときに生じる。このように、特定の吸
着部３において、基板２の吸着に寄与しない無駄な空気
が大量に流れると、吸着保持装置１による基板２の吸着
力が弱くなり、吸着の確実性が低下する。

それゆえに、従来、様々な大きさや形状の基板２、また
は様々な位置に様々な大きさの穴が設けられた基板２を
確実に吸着するようにするため、次のような対策が講じ
られていた。すなわち、（１）　吸着部３が分布する領
域を区域分けし、区域ごとに負圧源８からの空気通路の
開閉を制御し、基板２の大きさの範囲内に位置する吸着
部３にのみ負圧を供給するようにする。

（２）　基板２に設けられた穴に合致する吸着部３を一
時的に塞ぐ。

（３）　基板２の穴を介して吸着部３に流れ込む空気が
あっても、基板２を確実に吸着保持し得るほど強力な負
圧源８を用いる。

上述した対策（１）〜（３）のうち、穴が設けられてい
ない基板２を適用する場合には、主として、（１）の対
策が講じられ、他方、穴が設けられている基板の場合に
は、（１）、（２）および（３）の対策が採用されてい
た。

しかしながら、これらの対策（１）〜（３）には、それ
ぞれ、次のような問題点があった。

（１）の対策に関しては、それを実現するための機構が
煩雑となるばかりでなく、区域数が自ずと限定される。

そのため、適切に適用され得る基板２の大きさまたは形
状に関する種類数が限られるとともに、ロット換えのた
びに何らかの前述の制御にかかわる作業が伴なう。

（２）の対策に関しては、特定の吸着部を塞ぐ作業（加
えて、塞がれていた特定の吸着部を開放する作業）は、
ロット換え時に行なわれるが、現実には全くの手作業で
行なわれるため、長時間のロスタイムを招く。

（３）の対策に関しては、負圧源に要する設備的負担お
よびエネルギ的負担が大きくなるとともに、基板２の受
渡し時等において、基板２を通して相手側の機構または
装置を強力に吸引するところとなり、そのため、機構ま
たは装置の円滑な動きを妨げるなどの様々な不都合が生
じる。

そこで、この発明の目的は、上述したような問題点を解
決しようとすることであり、より具体的には、被吸着物
の大きさおよび寸法、ならびに穴の存否および形成態様
にかかわらず、また、比較的小さな能力の負圧源をもっ
てしても、確実に被吸着物を吸着保持し得る、吸着保持
装置を提供しようとすることである。

［課題を解決するための手段］ この発明は、基本的には、前述したように、被吸着物を
吸着保持するための負圧を与える複数個の吸着部が分布
して設けられた吸着面を有する吸着板、および前記吸着
部のすべてに共通に連通ずる空間を介して前記吸着部に
負圧を与える負圧源を備える、吸着保持装置に向けられ
るものであって、上述した技術的課題を解決するため、
次のような構成を備えることを特徴としている。

すなわち、複数個の吸着部それぞれに、空気の流量また
は圧力を感じて自動的に開閉する自動弁が設けられてい
る。

この発明のより具体的な一局面によれば、前記吸着部は
、前記吸着板の前記吸着面に形成された四部、および前
記凹部内に負圧を与えるための空気通路を備える。また
、前記自動弁は、前記四部の底部中央に設けられた弁座
、および前記四部を覆うように前記吸着面に貼付けられ
かつ前記門部内に連通ずる貫通穴が設けられた弾性体か
らなるダイヤフラムを備える。

前述した空気通路および貫通穴が設けられる各位置に関
連して、好ましくは、次の２つの態様があり得る。第１
の態様においては、空気通路が弁座を避けて形成され、
かつ、貫通穴が弁座と対向する位置に設けられる。この
とき、弁座に、細い溝を設けることが好ましい。第２の
態様においては、空気通路が弁座に設けられ、かつ、貫
通穴が弁座と対向しない位置に設けられる。この場合に
おいても、弁座に細い溝が設けられてもよい。

また、ダイヤフラムは、四部を覆う部分において、外方
に向かって膨出した形状を有していてもよい。

また、この発明のより具体的な他の局面によれば、前記
吸着部は、前記吸着板の前記吸着面に形成された凹部、
および前記凹部内に負圧を与えるための空気通路を備え
るとともに、前記自動弁は、その一方端が前記空気通路
に連結された状態で前記凹部内に配置される筒状弾性体
を備え、この筒状弾性体は、その他方端にスリット状の
開口を有する。

［作用］ この発明にかかる吸着保持装置においては、被吸着物に
よって塞がれた吸着部は、開放状態となり、負圧を被吸
着物に及ぼし、被吸着物を吸着保持する。他方、被吸着
物によって塞がれていない吸着部に関しては、吸着部を
介して多量の空気が流れ込み、それによって、自動弁が
作動して、そのような吸着部は実質的に閉しられる。閉
じられた吸着部は、その内部の圧力が所定値以下にされ
ることによって、この閉じた状態が維持される。

［発明の効果］ このように、この発明によれば、上述のように、空気の
流量または圧力を感じて自動的に開閉する自動弁をそれ
ぞれの吸着部に備えているので、被吸着物の寸法および
形状、ならびに被吸着物に設けられる穴を自動的に判別
し、被吸着物に対して吸着力を伝達し得る吸着部にのみ
、負圧が与えられ、他方、被吸着物に吸着力を及ぼさな
い吸着部においては、空気が流れ込むことが実質的に防
止される。

したがって、従来のように、被吸着物の大きさまたは形
状の変更に対応するように、吸着部が設けられた領域の
区域分けを行なうことが不要なため、構造が簡単になる
。

また、被吸着物にスルーホールのような穴が設けられて
いる場合、この穴に合致する吸着部を塞ぐ作業が不要と
なる。

このようなことから、被吸着物のロフト換えにかかわる
作業が不要となり、応じて、ロスタイムの削減を図るこ
とができる。

また、被吸着物を吸着面のあらゆる領域においテ吸着す
ることができるため、吸着作業前に、被吸着物を必ず所
定の位置に位置させておく必要がない。そのため、吸着
作業を安易に行なうことができる。

また、負圧を有効な吸着部にのみ供給し、従来、空気の
漏れを許していた吸着部を実質的に塞ぐ構造であるため
、従来に比して、負圧源の負担が軽くなる。そのため、
真空ポンプ、排風機、エゼクタ等の負圧発生装置の容量
が小さくて済み、省エネルギにも寄与する。

［実施例］ 第１図ないし第３図には、この発明の第１の実施例が示
されている。

これらの図面に示された吸着保持装置１．１　ａは、被
吸着物として、板状物、より特定的にはプリント回路基
板１２を吸着保持するように用いられる。

吸着保持装置１１ａは、基板１２を吸着保持するための
負圧を与える複数個の吸着部１３ａが分布して設けられ
た吸着面１４ａを有する吸着板１５ａを備える。また、
吸着部１３ａのすべてに共通に連通ずる空間１６ａを規
定するように、吸着板１５ａの後方には、容器状部１７
ａが形成される。

空間１６ａには、たとえば、真空ポンプ、排風機、エゼ
クタ等の負圧発生装置によって構成される負圧源１８ａ
が接続される。

上述した複数個の吸着部１３ａのそれぞれには、空気の
流量または圧力を感じて自動的に開閉する自動弁１９ａ
が設けられる。このような自動弁１９ａおよび吸着部１
３ａの構成の詳細について、以下に説明する。

吸着部１３ａは、吸着板１５ａの吸着面１４ａに形成さ
れた凹部２０ａ）ｆ：備える。この凹部２０ａの底部周
辺部には、空間１６ａからの負圧を凹部２Ｏａ内に与え
るための空気通路２１．、　ａが設けられる。

自動弁１９ａは、凹部２０ａの底部中央に設けられた弁
座２２ａを備える。また、凹部４２０　ａを覆うように
、たとえばシリコーンゴムのような弾性体からなるダイ
ヤフラム２３ａが、吸着面１４ａに貼付けられる。ダイ
ヤプラム２３ａには、弁座２２　ａと対向する位置に貫
通穴２４ａが設けられ、貫通穴２４ａによって、四部２
０ａの内部と外部とが連通ずる状態とされる。

なお、この実施例では、１枚のダイヤフラム２３ａが複
数個の四部２０ａをすべて覆うように設けられたが、個
々の四部２０ａに関連して、別々のダイヤプラムが吸着
面１４ａに貼付けられてもよい。

好ましくは、弁座２２ａには、細い／：４２５が設けら
れる。

第１図には、ダイヤフラム２３ａの状態に関して、基板
１２を吸着しているときと基板１２によって覆われてい
ないときの双方が示されている。

基板１２を吸着している状態にあるダイヤフラム２３ａ
が、第２図に拡大されて示され、基板１２によって覆わ
れていない状態にあるダイヤフラム２３ａが第３図に拡
大されて示されている。

第１図および第２図を参照して、基板１２が吸着部１３
ａを覆う状態にあるとき、負圧源１８ａから空間１６ａ
を介して与えられた負圧は、空気通路２１ａを通って四
部２Ｏａ内に供給され、さらに、貫通穴２４ａを介して
基板１２に吸引力を及ぼす。これによって、基板１２は
、ダイヤフラム２３ａ上において吸着保持される。

他方、第１図および第３図を参照して、基板１２によっ
て覆われない吸着部１３ａにおいては、貫通穴２４ａが
完全に開放されているので、凹部２Ｏａ内に与えられた
負圧によって、貫通穴２４ａから所定量以上の空気が流
れ込む。このような空気の流れに従って、ダイヤフラム
２３ａは、弁座２２ａに接触する方向に変形され、貫通
穴２４ａが弁座２２ａによって閉じられ、外部からの空
気が凹部２Ｏａ内に供給されることを実質的に防止する
。このように、ダイヤフラム２３ａが弁座２２ａに接触
した状態は、四部２Ｏａ内の圧力が、負圧源１８ａから
与えられる負圧のために所定値以ドに保たれることによ
って、維持される。

なお、後述する理由から、弁座２２ａには、細い溝２５
が形成されていて、ダイヤフラム２３ａが弁座２２ａに
接触している場合であっても、貫通穴２４ａを通って空
気がわずかに流れ込むようにされることが好ましい。し
かしながら、このような空気の漏れは、第３図に示した
状態を維持するのに、実質的な影響を及ぼすものではな
い。

吸着保持装置１１ａは、通常、負圧源１８ａが駆動され
ている状態で、基板１２を吸着する動作に入る。したが
って、基板１２を吸着する直前までは、すべての吸着部
１３ａが第３図に示したような状態となっている。この
状態において、基板１２を吸着するため、基板１２によ
って吸着部１３ａが覆われたとき、細い溝２５および貫
通穴２４ａを通じて、基板１２とダイヤフラム２３ａと
によって囲まれた空間２９（第３図）にまで負圧が供給
されることにより、ダイヤフラム２３ａで隔てられた２
つの空間における圧力差がほとんどなくなり、ダイヤフ
ラム２３ａは、それ自身の弾性により、第２図に示すよ
うに、平坦な状態となり、貫通穴２４ａを介して負圧が
基板１２に与えられ、基板１２が吸着保持されるように
なる。弁座２２ａに設けられた細い溝２５は、このよう
なダイヤフラム２３ａの復帰動作をより円滑に進行させ
るものであるが、基板１２を吸着面１４ａに向けて配置
してから空間１６ａに負圧を供給する場合や、ダイヤプ
ラム２３ａと弁座２２ａとの間で所定以上の空気の漏れ
が生じる場合には、特に設ける必要がない。なお、細い
溝２５のように、空気の漏れを積極的に生じさせるため
の構造は、ダイヤフラム２３ａ側に設けられてもよい。

また、このような細い溝２５は、後で説明する第４図、
第５図および第８図にそれぞれ示した各実施例に設けて
もよい。

第４図は、この発明の第２の実施例を示している。

第４図に示した吸着保持装置１１ｂは、前述した第１の
実施例による吸着保持装置１１ａと実質的に同じ構成を
多く含んでいる。したがって、第４図において、第１図
に示した参照符号に含まれる添字“ａ′を“ｂ′に変更
した参照符号を対応の部分に付すことにより、重複する
説明は省略する。

第４図に示した吸着保持装置１１ｂは、そのダイヤフラ
ム２３ｂが、凹部２０ｂを覆う部分において、外方に向
かって膨出した形状を有していることが特徴である。第
４図に示すように、ダイヤフラム２３ｂが外方に向かっ
て膨出した形状をとるとき、基板１２を吸着する動作が
開始され、基板１２が完全に吸着保持されたときには、
第１図に示すような状態となる。

この第２の実施例によれば、基板１２にたとえば反り等
が生じている場合であっても、そのような反り等に対す
る追従性が向上する。

第５図ないし第７図は、この発明の第３の実施例を示し
ている。

第３の実施例による吸着保持装置１１ｃもまた、第１図
ないし第３図に示した吸着保持装置１１ａと実質的に同
じ要素を含んでいる。したがって、第５図ないし第７図
において、第１図ないし第３図に示した参照符号に含ま
れる添字“ａ′に代えて“Ｃ′を用いた参照符号を、対
応する要素に付すことによって、重複する説明は省略す
る。

第３の実施例による吸着保持装置１１ｃは、空気通路２
１ｃが弁座２２ｃに設けられ、貫通穴２４ｃが弁座２２
ｃと対向しない位置に設けられていることが特徴である
。

動作において、基板１２を吸着している吸着部１３ｃに
おいては、第５図および第６図に示すように、空間１６
ｃに与えられた負圧が、空気通路２１ｃおよび凹部２０
ｃを介して貫通穴２４ｃに与えられ、それによって、基
板１２がダイヤフラム２３ｃに沿って吸着保持される。

他方、基板１２によって覆われない吸着部１３ｃにおい
ては、第５図および第７図に示すように、貫通穴２４ｃ
、凹部２０ｃおよび空気通路２１ｃを通って大量の空気
が入り込むことにより、ダイヤフラム２３ｃが弁座２２
ｃに接触するように変形される。このようにして、ダイ
ヤプラム２３ｃは、空気通路２１Ｃを閉じる。

第８図ないし第１１図は、この発明の第４の実施例を示
している。

この第４の実施例による吸着保持装置１１ｄも、第１図
ないし第３図に示した吸着保持装置１１ａと共通する要
素をいくつか含んでいる。したがって、第８図ないし第
１１図において、第１図ないし第３図に示した参照符号
に含まれる添字“ａに代えて“ｄ“を含む参照符号を、
対応の要素に付すことによって、重複する説明は省略す
る。

吸着保持装置１．１．　ｄは、吸着部１３ｄにおいて、
吸着板１５ｄの吸着面１４ｄに形式された四部２０ｄを
備える。四部２０ｄの底部中央には、空気通路２１ｄが
設けられる。

吸着保持装置ｌｉｄにおける自動弁１９ｄは、その一方
端が空気通路２１ｄに連結された状態で凹部２０ｄ内に
配置される筒状弾性体２６を備える。第９図には、第８
図の左側から見た筒状弾性体２６の形状が単独で図示さ
れている。第８図の部分Ｘを拡大して示す第１０図と上
述の第９図とを共に参照すればわかるように、筒状弾性
体２６は、その一方端において円形の開口２７を形成し
、その他方端においてスリット状の開口２８を形成して
いる。スリット状の開口２８は、第９図によく示されて
いるように、たとえば楕円の形状とされる。

第８図および第１０図に示すように、基板１２に覆われ
た吸着部１３ｄにおいては、負圧Ｒ（図示せず）から空
間１．６　ｄ内に与えられた負圧は、空気通路２１．　
ｄおよび筒状弾性体２６を介して凹部２０．ｄ内に供給
される。したがって、凹部２゜ｄ内に供給された負圧に
よって、基板１２が吸着面１４ｄ上に吸着保持される。

他方、基板１２によって覆われない吸着部１３ｄにおい
ては、筒状弾性体２６内に大量の空気が流れ込む。これ
に応じて、第９図に想像線で示すように、スリット状の
開口２８は閉じた状態に強制され、第８図および第１１
図に示すように、筒状弾性体２６によって、空気通路２
１ｄは実質的に閉じられた状態となる。

以上、この発明を図示した種々の実施例に関連して説明
したが、この発明にかかる吸着保持装置に備える自動弁
は、これら図示されたものに限らず、空気の流量または
圧力を感じて自動的に開閉するものであれば、他の形式
のものであってもよい。

また、ダイヤフラムの被吸着物に接する面に、比較的薄
い保護板または保護膜を貼り付けてもよい。この場合、
保護板または保護膜には、ダイヤフラムに設けられた貫
通穴を閉じないように、穴等が形成される。

また、この発明にかかる吸着保持装置が適用されるのは
、プリント回路基板のような板状物には限らない。その
他、種々の形状を有する物品に対しても、この発明にか
かる吸着保持装置を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１の実施例による吸着保持装置
１１ａを示す断面図である。第２図は、第１図の部分■
の拡大図である。第３図は、第１図の部分■の拡大図で
ある。 第４図は、この発明の第２の実施例による吸着保持装置
１１ｂの断面図である。 第５図は、この発明の第３の実施例による吸着保持装置
１１ｃの断面図である。第６図は、第５錫の部分■の拡
大図である。第７図は、第５図の部分■の拡大図である
。 第８図は、この発明の第４の実施例による吸着保持装置
ｌｉｄを示す断面図である。第９図は、第８図に示した
筒状弾性体２６を第８図の左側から見た拡大図である。 第１０図は、第８図の部分Ｘの拡大図である。第１１図
は、第８図の部分ＸＩの拡大図である。 第１２図は、従来の吸着保持装置１を示す断面図である
。 図において、１１　ａ、　　１　ｌ　ｂ、　　１１　ｃ
、　　１１　ｄは吸着保持装置、１２はプリント回路基
板（被吸着物）、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは吸
着部、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは吸着面、１５
ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは吸着板、１６ａ、１６ｂ
、１６ｃ、１６ｄは空間、１８ａは負圧源、１９ａ、１
９ｂ、１９ｃ、１９ｄは自動弁、２０ａ、２０ｂ、２０
ｃ、２０ｄは凹部、２１ａ。 ２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは空気通路、２２ａ、２２ｂ、
２２ｃは弁座、２３　ａ、　　２３　ｂ、　　２３　ｃ
はダイヤフラム、２４ａ、２４ｂ、２４ｃは貫通穴、２
５は細い溝、２６は筒状弾性体、２８はスリット状の開
口である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）被吸着物を吸着保持するための負圧を与える複数
   個の吸着部が分布して設けられた吸着面を有する吸着板
   、および前記吸着部のすべてに共通に連通する空間を介
   して前記吸着部に負圧を与える負圧源を備える、吸着保
   持装置において、前記複数個の吸着部それぞれに、空気
   の流量または圧力を感じて自動的に開閉する自動弁を設
   けたことを特徴とする、吸着保持装置。
2. （２）前記吸着部は、前記吸着板の前記吸着面に形成さ
   れた凹部、および前記凹部内に負圧を与えるための空気
   通路を備え、かつ、前記自動弁は、前記凹部の底部中央
   に設けられた弁座、および前記凹部を覆うように前記吸
   着面に貼付けられかつ前記凹部内に連通する貫通穴が設
   けられた弾性体からなるダイヤフラムを備える、請求項
   １記載の吸着保持装置。
3. （３）前記空気通路は、前記弁座を避けて形成され、か
   つ、前記貫通穴は、前記弁座と対向する位置に設けられ
   る、請求項２記載の吸着保持装置。
4. （４）前記空気通路は、前記弁座に設けられ、かつ、前
   記貫通穴は、前記弁座と対向しない位置に設けられる、
   請求項２記載の吸着保持装置。
5. （５）前記弁座には、細い溝が設けられる、請求項３ま
   たは４記載の吸着保持装置。
6. （６）前記ダイヤフラムは、前記凹部を覆う部分におい
   て、外方に向かって膨出した形状を有する、請求項２な
   いし５のいずれかに記載の吸着保持装置。
7. （７）前記吸着部は、前記吸着板の前記吸着面に形成さ
   れた凹部、および前記凹部内に負圧を与えるための空気
   通路を備え、かつ、前記自動弁は、その一方端が前記空
   気通路に連結された状態で前記凹部内に配置される筒状
   弾性体を備え、前記筒状弾性体は、その他方端にスリッ
   ト状の開口を有する、請求項１記載の吸着保持装置。