JPH0584682A - 真空チヤツク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸着プレートと被加工物との間にいくらかの
隙間が生じるような場合でも、十分な吸着力が得られ、
被加工物を確実に保持することができると共に、作業者
の手間を省くことができることである。 【構成】 被加工材６を吸着する吸着面１１側を真空吸
引する真空孔２を有する吸着プレート１を備えている真
空チャック装置に関する。この真空チャック装置は、真
空孔２の回りを囲むＯリング２が、その吸着側が吸着面
１１から突出するよう、吸着プレート１に埋め込まれて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを真空吸着する
真空吸着装置、この製造方法、これを備えた加工装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空チャック装置としては、例え
ば、図２１および図２２に示すようなものがある。この
真空チャック装置は、吸着プレート９０１の表面に複数
の真空孔９０２が設けられ、これら真空孔９０２に真空
配管９０３が接続されているもので、吸着プレート９０
１の表面に被加工材を載せて、真空配管９０３から真空
を引き、この真空吸着力を用いて、被加工材を保持する
というものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の真空チャック装置では、吸着力は弱く、例え
ば、フライス加工やマシニングセンタ加工の場合には、
被加工材を確実に保持することはできないという問題点
がある。これは、被加工材や吸着プレートの表面が必ず
しも十分な平面ではなく、吸着プレート９０１の上面に
載せたときに、隙間が生じてしまい、ここから空気が洩
れて真空度が低下してしまうことの影響が大きい。ま
た、金属面同志では、相互の摩擦力が小さいため、例
え、高真空で吸着していたとしても、被加工材に横方向
の力が作用すると簡単にすべってしまう。 しかし、真
空チャックには、ワンタッチで被加工材を吸着できると
いう利点がある。すなわち、ねじ締め方式のチャックで
は、被加工材がチャック面から浮き上らないように注意
しながら複数個のねじを締付けることが必要であり、熟
練を必要とする。また時間も掛ることから、量産に適用
しようとすると非能率にもなる。

【０００４】そこで、本発明は、このような従来の問題
点について着目してなされたもので、例えば、吸着プレ
ートとワークとの間にいくらかの隙間が生じるような場
合でも、十分な吸着力を得られ、ワークを確実に保持す
ることができると供に、作業者の手間がかからない真空
チャック装置、これを備えた加工装置、およびこのよう
な真空チャック装置の製造方法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】前記目的を達成するため
の真空チャック装置は、ワークが吸着する吸着面側を真
空吸引する真空孔を有する真空チャック装置において、
前記真空孔の回りを囲み、かつ前記真空吸着面から突出
している環状の弾性体を備えていることを特徴とするも
のである。ここで、前記弾性体は、ゴムで形成されてい
ることが好ましい。また、前記弾性体は、真空吸引した
際に、前記ワークと前記吸着面とが接触する弾性を有す
ることが好ましい。前記弾性体と前記真空孔との組みを
複数個設けても良い。また、前記弾性体は、Ｏリングで
あっても、ゴム板であっても、また漏斗状またはラッパ
状のゴムパッドであっても良い。

【０００６】前記真空チャック装置には、真空吸引によ
り、真空吸着板に沈み込み可能に設けられていると供
に、前記真空吸引力よりも弱い力で突出方向に付勢され
ている位置決め部材を設けても良い。また、前記真空チ
ャック装置に、前記真空吸引により、ワークを締め付け
て固定する締め付け爪を設けても良い。前記目的を達成
するための他の真空チャック装置は、ワークを吸着面に
真空吸着する真空チャック装置において、前記真空吸引
により、前記ワークを締め付けて固定する締め付け爪を
有することを特徴とするものである。

【０００７】なお、以上の真空チャック装置と供に、該
真空チャック装置の吸着面に吸着したワークを研削する
砥石またはバイトと、該砥石またはバイトと前記真空チ
ャック装置の真空吸着板とのうち、少なくとも一方を相
対的に移動させる移動機構とを設けることにより、加工
装置が構成されることは、言うまでもない。

【０００８】

【作用】真空吸着した際に、弾性体が真空シールをする
ので、吸着面とワークとの間にわずかな隙間があって
も、高真空を実現することができ、吸着力が増大し、ワ
ークを確実に保持することができる。また、本発明で
は、真空吸着方式を採用しているので、ねじ締めなどの
作業が不要なので、作業者の手間を省くこともできる。
また、前記弾性体にゴムを用いたものでは、ワークの横
滑りを防ぐことができる。すなわち、ゴムは摩擦係数が
大きいため、同じ吸着力の場合でも、従来の金属面同志
の接触の場合より、横方向保持力が増大し、ワークの横
滑りを防ぐことができる。

【０００９】このように、本発明をマシニングセンタや
フライス加工などに適用すれば、被加工材をワンタッチ
でチャックでき、しかも弾性体による吸振作用でビビリ
のない高品質の加工が可能になる。実用に供して、その
効果は極めて大きいものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明にかかる各種実施例について、
図１から図２０に基づき説明する。なお、各種実施例を
説明するにあたり、同一部位については、同一の符号を
付し、重複した説明を省略する。

【００１１】本発明に係る真空チャック装置の第１の実
施例について、図１および図２を用いて説明する。図１
において、１は吸着プレートであり、その中心部には真
空孔２が設けられている。真空孔２は、図示されていな
い真空吸引源と調圧弁を介して、接続されている。

【００１２】吸着プレート１の吸着面１１側には、Ｏリ
ング溝５が形成されている。このＯリング溝５は、溝口
の幅がここに嵌まり込むＯリング４の素線直径ｄより小
さく、溝奥の幅がＯリング４の素線直径ｄよりも大き
く、かつ溝深さがＯリング４の素線直径ｄの約９０％程
度の寸法に形成されている。Ｏリング４は、ニトリルゴ
ム製で、被加工材６を真空吸着した際、被加工材６と吸
着面１１とが接触する弾性力を有している。吸着プレー
ト１の吸着面１１側には、さらに、真空孔２の上縁から
つながっている放射状溝３ａ、およびこの放射状溝３ａ
につながりかつＯリング溝５より径の小さい円周溝３ｂ
が形成されている。

【００１３】次に、本実施例の作用について説明する。
吸着プレート１の吸着面１１上に被加工材６を載せてか
ら、吸引源を稼動させる。被加工材６は、真空孔１、放
射状溝３ａおよび円周溝３ｂを介して真空吸引される。
このとき、被加工材６とＯリング４とが圧着し、真空が
シールされる。この結果、Ｏリング４より内周側は高真
空状態に保たれる。被加工材６は、Ｏリング４を圧下
し、被加工材６と吸着面１１とが接触する。真空吸引力
は、被加工材６と吸着面１１とが接触しているものの、
互いの間には微細な間隙があるため、この接触部分にも
かかる。したがって、被加工材６全体にかかる真空吸着
力Ｆは、 Ｆ＝（Ｏリングの内周側の面積）×（真空圧力） で表すことができ、Ｏリング４内周の面積を大きくすれ
ば、吸着力を増すことができる。

【００１４】なお、この方式においては、被加工材６が
Ｏリング４に接触して真空吸着されたときに被加工材６
がＯリング４を圧下して吸着プレートの上面１１に接触
することが重要である。これによって被加工材６の上下
方向の位置再現性を良くすることができる。このために
は、Ｏリング４の弾性力を考慮し、突き出し量が大き過
ぎてはならない。このため、この方式においては、Ｏリ
ング４の突き出し量を通常のＯリングシールより小さめ
にする。すなわち、Ｏリング４の素線直径ｄの約１０％
位（例えばｄが２〜３ｍｍの場合、０．２〜０．３ｍｍ
程度）突き出させることによって、真空は十分にシール
され、また被加工材６が吸着面１１に確実に保持される
ことになる。

【００１５】この方式によれば、Ｏリング４により真空
度はほぼ７６０ｍｍＨｇ迄簡単に上昇し、かつ位置決め
も再現性良く行われる。またＯリング４による摩擦力に
よって、左右方向の保持力も高めることが可能となり、
従来方式の真空チャックより被加工材の保持力を大きく
することが可能である。

【００１６】次に、真空チャック装置の第２の実施例に
ついて図３および図４を用いて説明する。本実施例は、
第１の実施例におけるＯリングの換わりに、ゴムパッド
４１を用いたものである。すなわち、本実施例は、真空
溝３の外周部分に軟質ゴム（硬さがＪＩＳ規格Ａ６０°
以下）を焼付けした構造である。

【００１７】この製造は、吸着プレート１となる粗板に
真空溝３や真空孔２を加工した後、ゴムパッド４１を焼
き付け、粗板の上面をゴムパッド４１と共に研削加工し
て、製造する。ゴムパッド４１は、軟質のため研削力に
よって変形し、研削加工後は図３に示したように中央部
がわずかながら盛り上り、吸着面１１より高くなる。こ
の盛り上りによって、被加工材６との間の真空度保持が
行われる。なお、本実施例は、ゴムパッド４１を矩形状
に形成したものを用いたが、円形状のものを用いても良
い。

【００１８】次に、第２の実施例の変形例について、図
５および図６を用いて説明する。本変形例は、真空溝３
の外側のみならず、内側にもゴムパッド４１ａを貼った
構造とする。ただし、この場合には、ゴムを硬質ゴム
（硬さがＪＩＳ規格Ａ８０°以上、例えば９０°）を使
用する。これによって、被加工材６はゴムパッド４１ａ
に接触し、真空を引いたときにこのゴムパッド４１ａに
吸着されることになる。

【００１９】以上、本発明に係る真空チャック装置の基
本的な実施例について説明したが、これらの実施例にお
いて、弾性体として用いたＯリング４や、ゴムパッド４
１，４１は、円形状や矩形状の場合を例示したが、この
形状にこだわる必要はなく、被加工材の形状に応じて色
々な形状が採用可能である。また、これらの材質は、ニ
トリルゴムのみならず、バイトンゴム、シリコンゴム、
テフロンゴム等を用いても良い。

【００２０】次に、真空チャック装置の第３の実施例に
ついて図６、図７および図８を用いて説明する。本実施
例は、第１の実施例と同様に、Ｏリング４を使用し、真
空孔２とＯリング４とによる真空吸着機構を４組（縦２
個×横２個）設け、さらに、被加工材６の位置決め用の
位置決めピン１２を設けたものである。本実施例におい
て、吸着プレート１は、Ｏリング溝５ａの外周側壁を境
として、内側の部材を形成する埋込ゴマ１７，１７，…
と、外側の部材を形成する吸着プレート本体１ａとで構
成されている。

【００２１】埋込ゴマ１７には、図９に示すように、そ
の外周にＯリング溝５ａの内周側壁５ｂと溝底５ｃとを
形成する溝が形成されている。内周側壁５ｂは、溝奥に
向かうに連れて径が小さくなるように傾斜している。一
方、Ｏリング溝５ａの外周側壁５ｄは、吸着プレート本
体１ａの一部で形成されている。この外周側壁５ｄは、
内周側壁のように傾斜していない。このように形成され
ているＯリング溝５に、Ｏリング４が若干引張れた状態
で装着されている。

【００２２】位置決めピン１２は、スライダー１４と一
体的に形成されており、出没可能に吸着プレート１に設
けられている。吸着プレート１内には、スライダー１４
が上下動するための空間が形成されており、スライダー
１４を境として下部側の空間は真空配管９０３と連通し
ている。この下部側の空間には、スライダー１４および
位置決めピン１２を上方に付勢するスプリング１５が設
けられている。また、上部側の空間に空気が入り、スラ
イダー１４および位置決めピン１２を下降しやすくする
ために、位置決めピン１２の上部からこの上部側の空間
に連通するリーク孔１８が、位置決めピン１２に設けら
れている。

【００２３】本実施例の作用について説明する。本実施
例における被加工材６は、これから製品を４個取り出せ
る寸法であり、吸着プレート１上に載せた場合、その位
置は３個の位置決めピン１２，１２，１２に接触させ
る。この状態で真空を効かせると、被加工材６は４ケ所
のＯリング４，４，…に吸着する。このとき、真空度が
上昇するに従って、位置決めピン１２は吸着プレート１
の内部へ引き込まれる。すなわち、真空吸引すると、ス
ライダ１４に真空力が下方に作用し、スライダ１４がス
プリング１５を圧下して、位置決めピン１２と供に下降
する。位置決めピン１２の上端は、吸着プレート１の上
面より下に潜ることとなる。このとき、スライダー１４
を境とする上部側の空間は、リーク孔１８と連通し、ス
ライダー１４の上下動に伴い、上部側の空間に空気が出
入りするので、スライダー１４は容易に下降する。この
状態で機械加工を行えば、被加工材６の外周には障害と
なるものは全くなくなり、外周部の加工を行うことが極
めて容易となる。

【００２４】また、被加工材６には、第１の実施例より
も４倍の吸着力が作用し、マシニングセンタ等で加工す
るのに十分な保持力を発揮する。このような状態で被加
工材６を加工したのち、最後に製品ごとに切り離して、
４個の製品を得る。切り離すときには、例えば、１個の
製品切り離しにより、吸着力が３／４に激減するので、
切断力によって、残っている製品が飛んでしまわないよ
う、慎重に切断して行く必要である。

【００２５】また、本実施例では、内周側壁５ｂが溝奥
に向かうに連れて径が小さくなるように傾斜しているＯ
リング溝５ａに、Ｏリング４を引張状態で嵌め込んでい
るので、例えば、機械加工後の切粉を真空掃除機を用い
て掃除するときなどに、Ｏリング４が吸い込まれないよ
うにすることができ、作業性が向上する。

【００２６】さらに、本実施例では、吸着プレート１
が、Ｏリング溝５ａの外周側壁５ｄを境として、埋込ゴ
マ１７，１７，…と、吸着プレート本体１ａとに分離可
能に構成されているので、Ｏリング溝５ａを容易に加工
することができる。すなわち、Ｏリング溝５ａにテーパ
を設ける場合、Ｏリング溝５ａの内周側の部材と外周側
の部材とが一体的であると、特殊な形状の刃を用いて、
何度も研削する必要があるが、本実施例では、埋込ゴマ
１７を吸着プレート本体１ａに装着する前に、埋込ゴマ
１７の外周にＶ字型溝を加工すれば良いので、Ｏリング
溝５ａを非常に簡単に加工することができる。

【００２７】次に、真空チャック装置の第４の実施例に
ついて、図１０から図１３を用いて説明する。本実施例
は、真空吸着と共に、爪を用いてチャックするものであ
る。

【００２８】吸着プレート１には、図１１に示すよう
に、固定爪２０と可動爪機構２１ａとが、それぞれ、３
組設けられている。可動爪機構２１ａは、図１０および
図１３に示すように、可動爪２１と、これを支える支え
ゴマ２２と、これらの間に設けられ自身の下降により可
動爪２１を押し出す押出ゴマ２３と、吸着プレート１内
に設けられている空間で真空吸引により下降するように
設けられている受圧板２６と、受圧板２６と押出ゴマ２
３とを連結するテンション棒２７と、受圧板２６を上方
に付勢するスプリング２５とを有して構成されている。

【００２９】可動爪２１と支えゴマ２２とは、ピン２４
により連結されている。このピン２４は、テンション棒
２７に設けられている長孔を貫通している。支えゴマ２
２は吸着プレート１に固定されている。一方、可動爪２
１は、可動爪２１が被加工材６を固定する突出位置と固
定しない引っ込み位置とに移動可能に吸着プレート１に
設けられている。可動爪２１は、ピン２４に装着されて
いるスプリング２５により、引っ込み位置方向に付勢さ
れている。押出ゴマ２３と可動爪２１との接触部には、
互いにテーパが加工されており、押出ゴマ２３が下方に
動くと、可動爪２１が突出位置方向に移動する。押し付
けゴマ２３の下方への移動は、受圧板２６の移動によっ
て行われる。

【００３０】受圧板２６が挿入されている吸着プレート
１の空間で、受圧板２６を境として下部側の空間は、真
空導入孔２９および低圧空気導入孔３１とつながってい
る。また、上部側の空間は、高圧空気導入孔３０とつな
がっている。なお、真空導入孔２９は、図示されていな
い真空発生源と、低圧空気導入孔３１は図示されていな
い低圧コンプレッサと、高圧空気導入孔３０は同じく図
示されていない高圧コンプレッサと連結されている。

【００３１】吸着プレート１の中央部分には、吸着ゴマ
２８が上下動可能に挿入されており、通常はスプリング
１５によって上方に押し上げられている。吸着ゴマ２８
の上部には突起２８１が設けられており、吸着プレート
１にあけられた穴２に嵌合している。また、吸着ゴマ２
８には、小孔２８２があけられている。この小孔２８２
は、吸着ゴマ２８が上に押し付けられているときは吸着
プレート１の底面によって塞がれているが、真空が作用
して吸着ゴマ２８が下方に移動すると孔が開き、吸着プ
レート１の上面側の真空の導通孔となるものである。な
お、本実施例において、吸着面側の構成は、第２の実施
例と同様である。

【００３２】次に、本実施例の作用について説明する。
先ず、被加工材６を吸着プレート１の上面に、固定爪２
０と可動爪２１の間に入るように挿入する。この状態で
真空導入孔２９から真空を導入すれば（この状態では３
０，３１は閉じておく）、図１３に示すように、吸着ゴ
マ２８がスプリング１５のばね力に打ち勝って下方に押
し下げられ、真空は小孔２８１から穴２を通って被加工
材６の底面に達し、被加工材６は吸着プレート１の上面
に吸い付けられる。このとき外周に焼き付けられたゴム
パッド４１の効果によって、被加工材６の底面は十分に
真空に保たれ、強い真空吸着力が作用する。

【００３３】一方、真空は真空導入孔２９を通って受圧
板２６の下面にも達する。このとき、受圧板２６は、ス
プリング２５のばね力に打ち勝って下方に引き下げられ
る。この結果、テンション棒２７および押出ゴマ２３も
一緒に下方に移動し、可動爪２１が突出方向に移動し、
被加工材６を固定爪２０とでクランプする。このクラン
プ力を更に確実なものにするために、高圧空気導入孔３
０から空気圧（例えば５気圧）を導入する。（このと
き、真空導入孔２９は受圧板２６で塞がれており、真空
は保持される。）空気圧は受圧板２６の上面に作用し、
テンション棒２７の引張り力を真空のみの場合に比較し
て約５倍に増大でき、可動爪２１によるクランプ力を大
幅に増大させることができる。

【００３４】この状態で被加工材６を機械加工した場
合、吸着力が被加工材６の底面全体に作用しており、ま
た吸着プレート上面外周に焼き付けたゴムパッド４１の
吸振力も作用する結果、ビビリのない極めて安定した切
削加工が可能となる。このようなゴムの吸振力を更に増
す方法として、固定爪２０、又は可動爪２１の先端にゴ
ムを付け、ゴムを介して被加工材６を締め付けるのも有
効である。すなわち、図１２に示すように、固定爪２０
の先端に部分的にゴム３２を焼き付け、その前面を研削
加工すると、ゴム３２は研削加工中に圧縮されるため、
研削加工終了後にはゴム３２は仕上げ面よりわずかなが
ら出張ることとなる。このような爪を用いて被加工材を
締付けると、先ずゴム面が当り、次いで爪の先端が当る
こととなる。この結果、被加工材６にはゴム３２の弾性
力と、爪の剛体力とが同時に作用し、切削加工中にはゴ
ム３２の弾性力が吸振作用を生じ、より安定した切削加
工が可能となるものである。

【００３５】切削加工中に出る切粉が、真空吸着機構の
内部に入らないようにするために、本実施例では、空気
吹出しによる切粉の排出法を併用した。すなわち、切削
加工が終了したのち被加工材６を取り出すとき、先ず真
空排気を停止後、低圧空気導入孔３１から圧縮空気（例
えば１気圧）を送給する。そうすると、受圧板２６は上
方へ押し戻され、被加工材６のアンクランプが確実に行
われると同時に吸着ゴマ２８の周辺からも空気が上方に
吹き出す。このとき、穴２の内側へ入ろうとしていた切
粉は、空気によって穴２の外へ吹き出されることとな
る。

【００３６】なお、本実施例において、吸着プレート１
の上面に軟質ゴム４１を焼き付ける方式を採用したが、
第２の実施例の変形例で用いた硬質ゴムを焼付ける方
式、または第１の実施例で用いたＯリングを用いる方式
でも良い。このことは、第３の実施例についても同様で
ある。また、上記の説明においては、締付力を増すため
に、高圧空気導入孔３０を利用する方法について説明し
た。しかし、この機能は必ずしも必要ではなく、真空吸
着のみでも十分に切削加工に耐えられることが多い。す
なわち、切削抵抗が可動爪２１に向って作用する場合で
も、可動爪２１は押出ゴマ２３を介して支えゴマ２２に
支えられており、切削抵抗は剛体的に支持されるため、
ゆるむ恐れは極めて小さいからである。ただし、可動爪
２１と押出ゴマ２３との間の接触テーパを大きくし過ぎ
ると、切削抵抗が掛ったときに押出ゴマ２３が浮き上
り、ゆるむ可能性がある。これを防ぐには、テーパ角度
を摩擦角以下（例えば６〜１５度程度）にするのが好適
である。

【００３７】次に、真空チャック装置の第５の実施例に
ついて、図１４から図１７を用いて説明する。本実施例
は、真空シールのための弾性体として、ラッパ状の真空
パッドを用いたものである。なお、本実施例は、真空パ
ッド以外の基本構成は、第３の実施例と同様である。

【００３８】吸着プレート１ｂに凹部３３を４個所設
け、この中に真空パッド３４を拡径側を上にして締め具
３５で固定する。この締め具３５には、真空孔２が形成
されている。真空パッド３４の上端は、吸着プレート１
ｂの上面１１より、２ｍｍ程度飛び出すように設計され
ている。この状態で、４個の製品を取り出せる被加工材
６を真空パッド３４上に載せ、真空配管９０３から真空
排気すれば、被加工材６は真空パッド３４に吸着されて
下方に引き寄せられ、真空プレート１ｂの上面１１に接
触する。このときの接触力は、吸着パッド４個分の力で
あり、非常に強固となる。

【００３９】このような真空パッド３４は、これ迄にも
多く利用されてきたが、このような機械加工用の真空吸
着治具に用いようとすると、真空パッド３４の剛性が弱
く、切削力が作用したときに位置固定が十分になされ
ず、加工精度が上らないという欠点があった。本実施例
によれば、被加工材６は、吸着プレート１ｂの上面１１
に強く押し付けられるので、加工中における被加工材６
の位置決めも確実に確保できる。

【００４０】本実施例は、第１の実施例および第３の実
施例のように、Ｏリングを使用する方式と比較して、被
加工材６の平面度が悪い場合に採用すると好適である。
すなわち、被加工材６は、その大きさが大きくなればな
るほど、反りが増大する傾向がある。このような被加工
材６を吸着しようとするとき、反りが大きすぎると、ゴ
ム（Ｏリング、又は吸着パッド）に接触しなくなり、真
空シールが不完全となり真空吸着されない恐れが生ず
る。真空吸着ができなくなる限界は、吸着プレート１ｂ
の上面１１からのゴムの突き出し量に依存する。その量
は、Ｏリングでは０．２〜０．３ｍｍであるのに対し、
吸着パッドでは２ｍｍ程度にでき、多少の反りがあって
も吸着することが可能である。

【００４１】反りが更に大きく真空吸着できない場合、
又は切削加工中に反りが増大して真空吸着が可能な限界
を越える恐れのある場合に対する対処法を述べる。この
対処法は、例えば、被加工材６がこれから製品を４個取
り出すものであれば、図１６および図１７に示すよう
に、製品を取り出すために被加工材６を切断する位置に
溝６ａを加工する。溝６ａの底厚ｔは、溝６ａのところ
で被加工材６が変形し得る程度迄薄くする。このように
することによって、反りが大きかった被加工材６でも真
空吸着されたときに各部分が独立に変形して、それぞれ
が吸着面にぴったりと接触し、完全な真空シールがなさ
れ、十分に吸着されることとなる。

【００４２】この場合、溝６ａの加工は、真空吸着する
前に別の装置又はチャックを用いる。また、多少の反り
があっても吸着がなされるならば、真空吸着した状態で
行っても良い。底厚ｔは、１個の製品が、例えば１００
ｍｍ平方の四角い部材を切削加工する場合で、材質が鉄
鋼材料では、１ｍｍ以下、０．３〜０．５ｍｍ程度、軟
質な銅やアルミニウム材料などでは２ｍｍ以下、０．８
〜１．５ｍｍ程度が好適である。

【００４３】なお、被加工材６から、各製品を切り離す
のは、前述したように、製品の加工が終了した時点で行
なう。これは、吸着プレート１に対する各製品の吸着力
が、相互に補強しあって、１個のみのときよりも大きく
なるからである。さらに、製品が１個のみのときよりも
位置決め安定性を高くすることができるからである。ま
た、以上の実施例では、被加工材から取り出す製品の個
数を４個としてきたが、これに限られるものではない。
個数が多いほど、吸着力は増大し、また量産加工に適用
したときに１回の段取りで多数の製品が得られることに
なり、その効果は大きい。

【００４４】ところで、第５の実施例では、例えば、第
１の実施例のように、Ｏリング４の内周側に吸着面１１
が存在しないため、被加工材が薄い場合や加工により被
加工材が薄くなる場合、被加工材の中央部分が変形し
て、被加工材の平面度を得ることができなくなることが
考えられる。そこで、第５の実施例の変形例として、図
１８に示すように、真空パッド３４の中央部が周囲の吸
着面１１と同じレベルに成るよう、被加工材支持板３５
ｂを設けることにより、前記不具合を解決することがで
きる。しかし、被加工材支持板３５ｂの下部は弾性材で
ある真空パッド３４であるため、被加工材支持板３５ｂ
のレベル調整が難しく、真空パッド３４を保守交換する
たびに、真空パッド３４が損傷しないよう注意しなが
ら、被加工材支持板３５ｂの上面を研削するなどして、
レベル調整しなければならず、保守性の面であまり好ま
しくない。

【００４５】そこで、次に、被加工材が薄くても平面度
を保つことができ、かつ保守性の面で優れているものを
第６の実施例として、図１９および図２０を用いて説明
する。 本実施例では、第５の実施例における真空パッ
ド３４の変わりに、ゴム板を円環状に切断したパッキン
１２０を使用する。吸着プレート１ｃの凹部３３には、
チャック１０１がボルト１０２より固定されている。チ
ャック１０１の中央部１０３は、周囲の吸着面１１と同
じレベルになるよう形成されている。この中央部１０３
には、真空孔２が貫通していると共に、真空溝３が形成
されている。チャック１０１の外周端面と凹部３３の内
周面にはＯリング１０９が設けられている。チャック１
０１は、その中央部１０３より外周側に深さが異なる３
個の段部１０４，１０５，１０６が形成されており、内
周側の段部１０４が最も深く、外周側に向かうに連れて
深さが浅くなっている。最外周の段部１０６の深さの寸
法は、パッキン１２０の厚さの寸法より僅かに短くなる
ように形成されている。内周側の段部１０４には、リン
グ１１０が嵌まり込むようになっている。このリング１
１０の外周には、外周方向に突出する鍔１１１が形成さ
ている。パッキン１２０は、外周側の段部１０６および
中央の段部１０５上に載せられる。リング１１０は、そ
の後に、ボルト１０８でチャック１０１に固定される。
パッキン１２０は、中央の段部１０５とリング１１０の
鍔１１との間に挾まれて固定される。この際、固定され
たパッキン１２０の最外周は、外周側の段部１０６上に
あるため、吸着面１１より、僅かに突出する。この突出
量は、０．１〜１ｍｍ程度であることが好ましい。

【００４６】次に、本実施例の作用について説明する。
被加工材６を吸着プレート１ｃ上に載せて真空吸引す
る。吸着プレート１ｃとチャック１２０との間にはＯリ
ング１０９が装入されているため、この間の真空は保持
される。被加工材６は、真空孔２からの真空吸引によ
り、吸着プレート１ｃに吸着される。このとき、パッキ
ン１２０の最外周部分１２１は内周方向に強く引かれ、
ここと被加工材６の下面とが接触し、真空が保持され
て、被加工材６は強く吸い付けられることとなる。この
真空吸引の際において、被加工材６の中央部の下方に
は、周囲の吸着面１１と同じレベルになっているチャッ
ク１０１の中央部１０３が存在するため、被加工材６が
薄いものでも、その平面度を保つことができる。

【００４７】また、パッキン１２０が損傷して、これを
交換する場合には、リング１１０を外してパッキン１２
０を交換し、再び、単にリング１１０を取付ければ良
い。すなわち、被加工材６の中央部の支持には、パッキ
ン１２０の上に載るリング１１０は用いられず、チャッ
ク１０１自身がその役割を担っているため、第５の実施
例の変形例において説明したように、弾性体を交換する
たびに、レベル調整をする必要がなく、容易に保守を行
うことができる。また、本実施例において、パッキン１
２０を吸着面１１から１mm程度突出させることが可能な
ので、ある程度反りを持つ被加工材でも確実に吸着する
ことができる。

【００４８】本実施例においては、パッキン１２０とし
て、耐久性・耐油性の優れているバイトンを使用した。
パッキン１２０は、厚さ１mmのバイトン板を打ち抜き加
工したものを使用している。ここで、打ち抜き加工した
場合には、外周縁が多少ぎざぎざになるが、真空保持は
パッキン１２０の外周縁より僅かに内側の部分で行われ
るため、このように、単に打ち抜き加工をしたものを用
いても、真空保持能力には何ら影響を及ぼさない。この
結果、弾性材として、第１の実施例のようにＯリング４
や、第５の実施例のように吸着パッド３４を用いるより
も、コストダウンを図ることができる。

【００４９】なお、以上の各種実施例において、吸着プ
レートが、水平である場合について述べたが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば、垂直な面への
チャッキングの場合に適用しても良い。特に、垂直面に
チャッキングすることは、一般的に、被加工材が浮き上
るなどの障害が生じやすい。これに対して、本発明によ
れば、吸着力が大幅に増加するので、その姿勢には影響
されない。したがって、垂直面へのチャッキングは、本
発明の効果がより明瞭に現れる。特に、第４の実施例で
は、ワンタッチのチャッキングが可能となり、その効果
は著しいものである。

【００５０】また、以上の実施例では、真空チャック装
置についてのみ説明したが、被加工材を加工する研削刃
や研削砥石と、研削刃や研削砥石を被加工材に対して相
対的に移動させる移動機構等を設けることにより、加工
装置を構成することができるのとは言うまでもない。ま
た、本発明は、加工対象である被加工材をチャックする
場合にのみならず、単にワークを特定の場所に搬送する
ために、ワークを保持しなければならないときに適用し
ても良い。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、真空吸着方式を採用し
ているので、ねじ締めなどの作業者の手間を省けると供
に、弾性体により真空シールが行なえるので、吸着面に
対するワークの吸着力を大幅に増大させることができ、
ワークを確実に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２におけるI−I線断面図である。

【図２】本発明に係る真空チャック装置の第１の実施例
の上面図である。

【図３】図４におけるIII−III線断面図である。

【図４】本発明に係る真空チャック装置の第２の実施例
の上面図である。

【図５】図６におけるＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】真空チャック装置の第２の実施例の変形例の上
面図である。

【図７】図８におけるVII−VII線断面図である。

【図８】本発明に係る真空チャック装置の第３の実施例
の上面図である。

【図９】真空チャック装置の第３の実施例の要部拡大断
面図である。

【図１０】図１１におけるＸ−Ｘ線断面図である。

【図１１】本発明に係る真空チャック装置の第４の実施
例の上面図である。

【図１２】本発明に係る真空チャック装置の固定爪の上
面図である。

【図１３】被加工材を吸着した際の図１１におけるＸ−
Ｘ線断面図である。

【図１４】図１５におけるXIV−XIV線断面図である。

【図１５】本発明に係る真空チャック装置の第５の実施
例の上面図である。

【図１６】被加工材の加工手順を説明するための被加工
材の上面図である。

【図１７】図１６におけるXVII−XVII線断面図である。

【図１８】本発明に係る真空チャック装置の第５の実施
例の変形例の要部断面図である。

【図１９】図２０におけるIXX−IXX線断面図である。

【図２０】本発明に係る真空チャック装置の第６の実施
例の上面図である。

【図２１】従来の真空チャック装置の上面図である。

【図２２】従来の真空チャック装置の側面図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…吸着プレート、２…真空孔、３
…真空溝、４…Ｏリング、５…Ｏリング溝、６…被加工
材、１１…吸着面、１２…位置決めピン、１４…スライ
ダ、１５…スプリング、１８…リーク孔、２０…固定
爪、２１…可動爪、２２…支えゴマ、２３…押出ゴマ、
２６…受圧板、２８…吸着ゴマ、２９…真空導入孔、３
０…高圧空気導入孔、３１…低圧空気導入孔、３４…吸
着パッド、１２０…パッキン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 光清 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所神奈川工場内

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークが吸着する吸着面側を真空吸引する
   真空孔を有する真空チャック装置において、 前記真空孔の回りを囲み、かつ前記吸着面から突出して
   いる環状の弾性体を備えていることを特徴とする真空チ
   ャック装置。
2. 【請求項２】前記吸着面において、環状の前記弾性体の
   内周側には、該弾性体の外周側のレベルと同じレベルの
   部分を有することを特徴とする請求項１記載の真空チャ
   ック装置。
3. 【請求項３】前記弾性体は、ゴムで形成されていること
   を特徴とする請求項１または２記載の真空チャック装
   置。
4. 【請求項４】前記弾性体は、真空吸引した際に、前記ワ
   ークと前記吸着面とが接触する弾性を有することを特徴
   とする請求項１、２または３記載の真空チャック装置。
5. 【請求項５】前記弾性体と前記真空孔とが複数組み設け
   られていることを特徴とする請求項１、２、３または４
   記載の真空チャック装置。
6. 【請求項６】ワークを吸着する吸着面側を真空吸引する
   真空孔を有する真空吸着板を備えている真空チャック装
   置において、 前記真空孔の回りを囲むＯリングが、その吸着側が前記
   吸着面から突出するよう、前記真空吸着板に埋め込まれ
   ていることを特徴とする真空チャック装置。
7. 【請求項７】前記Ｏリングは、引張り状態で埋め込まれ
   ていることを特徴とする請求項６記載の真空チャック装
   置。
8. 【請求項８】前記Ｏリングを埋め込む溝は、少なくとも
   内周側壁が、溝奥側の径より溝口側の径の方が小さいこ
   とを特徴とする請求項６または７記載の真空チャック装
   置。
9. 【請求項９】前記真空吸着板は、前記溝の外周側壁また
   は内周側壁を境にする内側の部材と外側の部材とを有し
   て構成されていることを特徴とする請求項８記載の真空
   チャック装置。
10. 【請求項１０】ワークを吸着する吸着面側を真空吸引す
    る真空孔を有する真空吸着板を備えている真空チャック
    装置において、 厚さ方向に開口を有する環状のゴム板が、前記真空孔の
    回りを囲み、かつその吸着面側が前記吸着面から突出す
    るよう、前記真空吸着板に設けられていることを特徴と
    する真空チャック装置。
11. 【請求項１１】ワークを吸着する吸着面側を真空吸引す
    る真空孔を有する真空吸着板を備えている真空チャック
    装置の製造方法において、 前記真空吸着板となる部材の前記吸着面となる側に、厚
    さ方向に開口を有する環状のゴム板が前記真空孔の回り
    を囲むよう、該ゴム板を貼り付け後、 前記吸着面となる側を前記ゴム板と供に研削することを
    特徴とする真空チャック装置の製造方法。
12. 【請求項１２】ワークを吸着する吸着面側を真空吸引す
    る真空孔を有する真空吸着板を備えている真空チャック
    装置において、 漏斗状またはラッパ状のゴムパッドが、前記真空孔の回
    りを囲み、かつその拡径側端部が前記吸着面から突出す
    るよう、前記真空吸着板に設けられていることを特徴と
    する真空チャック装置。
13. 【請求項１３】吸着するワークの位置決め部材を有し、 前記位置決め部材は、真空吸引により、真空吸着板に沈
    み込み可能に設けられていると供に、前記真空吸引力よ
    りも弱い力で突出方向に付勢されていることを特徴とす
    る請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０ま
    たは１２記載の真空チャック装置。
14. 【請求項１４】吸着するワークを締め付けて固定する締
    め付け爪が設けられていることを特徴とする請求項１、
    ２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２または１
    ３記載の真空チャック装置。
15. 【請求項１５】前記締め付け爪は、前記真空吸引によ
    り、締め付け動作をすることを特徴とする請求項１４記
    載の真空チャック装置。
16. 【請求項１６】ワークを吸着面に真空吸着する真空チャ
    ック装置において、 前記真空吸引により、前記ワークを締め付けて固定する
    締め付け爪を有することを特徴とする真空チャック装
    置。
17. 【請求項１７】前記締め付け爪、または該締め付け爪と
    連動する連動部材の少なくとも一部が動作する空間を有
    し、 前記一部を境として分けられる前記空間の、真空吸引す
    ると前記締め付け爪が締め付け動作する側が真空吸引孔
    と連通し、他方の側が圧縮空気供給可能にコンプレッサ
    ーに連結されていることを特徴とする請求項１６記載の
    真空チャック装置。
18. 【請求項１８】前記空間の、真空吸引すると前記締め付
    け爪が締め付け動作する側にも、圧縮空気供給可能にコ
    ンプレッサと連結していることを特徴とする請求項１７
    記載の真空チャック装置。
19. 【請求項１９】請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７ま
    たは１８記載の真空チャック装置と、 前記真空チャック装置の前記吸着面に吸着したワークを
    研削する砥石またはバイトと、 前記砥石またはバイトと前記真空チャック装置の真空吸
    着板とのうち、少なくとも一方を相対的に移動させる移
    動機構とを備えていることを特徴とする加工装置。