JPH11151693A

JPH11151693A - 真空チャック装置

Info

Publication number: JPH11151693A
Application number: JP31707297A
Authority: JP
Inventors: Mitsuoki Hatamoto; 光興畑本; Kazunori Urushibata; 和則漆畑; Hiroshi Kondo; 寛近藤
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 1999-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】ヘッド部と、このヘッド部を回転自在に支持
する軸受部とからなる真空チャック装置において、軸受
摺動部において発生する故障を防止する。【解決手段】ヘッド部１は吸着プレート４及びスピン
ドル５から構成され、軸受部６はスピンドル軸受６ａ及
びハウジング６ｂから構成され、スピンドル５は軸受部
６で支持される。吸着プレート４の前面には吸着孔２及
び吐出孔３が形成され、ワークピースは吸着プレート４
の前面に吸着される。吸着孔２は、スピンドル５の内部
に形成された経路２３を介して、軸受摺動部の回転継手
８に接続され、更にスピンドル軸受６ａ等の内部に形成
された経路２５を介して、エア吸引用ライン４１に接続
される。吐出孔３は、スピンドル５の内部に形成された
経路２４を介して、軸受摺動部の回転継手９に接続さ
れ、更にスピンドル軸受６ａ等の内部に形成された経路
２６を介して、エア供給用ライン４２に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークピースを真
空吸着によって保持する真空チャック装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】図４に、従来の真空チャック装置の概略
構成を示す。ヘッド部１の表面（吸着面）にワークピー
ス１０が吸着される。吸着面には、複数の吸着兼吐出孔
が形成されている。これらの吸着兼吐出孔は、回転継手
２０、共用の内部経路４３、及び電磁切替弁１９を介し
て、エア吸引用ライン４１及びエア供給用ライン４２に
切替え可能に接続されている。なお、回転継手２０は、
先端に吸着面が形成されたヘッド部（回転側）１と、こ
れを回転自在に支持する軸受部（固定側、図示せず）と
の間で、共用の内部経路４３を連絡させる役割を果たし
ている。

【０００３】エア吸引用ライン４１は、圧縮空気源１１
（元圧：７kgf/cm² ）、フィルタ１２、減圧弁１３（設
定圧：５kgf/cm² ）、電磁切替弁１４、ディフューザ型
の真空発生器１５を、順に接続することにより構成さ
れ、上記の電磁切替弁１９の一方のポートに接続されて
いる。

【０００４】なお、ディフューザ型の真空発生器１５
は、ノズル（一次側）及びディフーザ（排気側）を直列
に接続し、この接続部に吸引用の経路（二次側）を合流
させたものである。一次側から圧縮空気を供給すると、
ノズルから吐出された圧縮空気が膨脹して前記接続部の
圧力を低下させる。この様にして形成された低圧部へ二
次側から空気が流れ込み、ノズルから吐出された圧縮空
気に伴われて運ばれ、ディフーザを介して排気される。
この様に、一次側から圧縮空気を供給することにより、
二次側が吸引されて真空排気される。

【０００５】エア供給用ライン４２は、前記圧縮空気源
１１（元圧：７kgf/cm² ）及び前記フィルタ１２をエア
吸引用ライン４１と共用し、前記フィルタ１２と前記減
圧弁１３の間から分岐され、減圧弁１７（設定圧：２kg
f/cm² ）及び電磁弁１８を順に接続することにより構成
され、前記の電磁切替弁１９の他方のポートに接続され
ている。

【０００６】ワークピース１０を吸着する場合、電磁弁
１８が閉の状態で、電磁切替弁１４を切り換えて真空発
生器１５の一次側に圧縮空気を供給するとともに、電磁
切替弁１９を吸着側に切り換える。これにより、ヘッド
部１の吸着面に形成されている吸着兼吐出孔から空気が
吸引され、ワークピース１０がヘッド部１に保持され
る。

【０００７】一方、ワークピース１０を解放する場合、
電磁切替弁１４を切り換えて真空発生器１５への圧縮空
気の供給を停止し、電磁弁１８を開にするとともに、電
磁切替弁１９を解放側に切り換える。これにより、ヘッ
ド部１の表面に形成されている吸着兼吐出孔から圧縮空
気が吐出され、ワークピース１０がヘッド部１から解放
される。

【０００８】（従来の真空チャック装置の問題点）図４
に示した従来の真空チャック装置の場合、ヘッド部１で
ワークピース１０を吸着する際、ワークピース１０の表
面などに付着している研削剤あるいは切削剤などの粉塵
が、吸引兼吐出孔及び回転継手２０を介して共用の内部
経路４３の中に吸い込まれる。一方、ヘッド部１からワ
ークピース１０を解放する際には、吸引兼吐出孔からエ
アーブローが行われる。このとき、先に共用の内部経路
４３の中に吸い込まれた研削剤等が回転継手２０側に押
し戻され、回転継手２０の摺動面を介して前述の軸受部
の摺動面に侵入し、回転抵抗を増大させ、場合により軸
受部の故障を招くこともある。このため、定期的に軸受
部を分解して清掃する必要があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
従来の真空チャック装置の問題点に鑑み成されたもの
で、本発明の目的は、ワークピースが吸着されるヘッド
部と、このヘッド部を回転自在に支持する軸受部とを備
えた真空チャック装置において、吸引経路等の接続のた
め軸受摺動部に設けられている回転継手を介して軸受摺
動部に研削剤等が侵入しにくく、従って、当該軸受摺動
部において発生する故障を防止することができる真空チ
ャック装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の真空チャック装
置は、ワークピースが吸着されるヘッド部、及びこのヘ
ッド部を回転自在に支持する軸受部を備えた真空チャッ
ク装置において、吸着面に吸着孔及び吐出孔をそれぞれ
別々に備えたヘッド部と、内部に吸引用経路及び気体供
給用経路をそれぞれ別々に備えた軸受部と、前記ヘッド
部と前記軸受部との接触部に配置され、前記吸着孔を前
記吸引用経路に接続する第一の回転継手と、前記ヘッド
部と前記軸受部との接触部に配置され、前記吐出孔を前
記気体供給用経路に接続する第二の回転継手と、を備え
たことを特徴とする。

【００１１】本発明の真空チャック装置によれば、真空
チャック装置の内部に、吸着孔及び吸引用経路と、吐出
孔及び気体供給用経路とが、互いに独立させて設けられ
ているので、ワークピースを吸着した際に吸引用経路の
中に吸い込まれた研削剤等が逆流して、回転継手（第一
の回転継手）を介して軸受摺動部に侵入することがな
い。従って、従来の真空チャック装置において問題とな
っていた、研削剤等の侵入に起因する軸受摺動部のトラ
ブルを減少させることができる。

【００１２】なお、前記吐出孔の代わりに吸着面に通気
孔を設けるとともに、この通気孔の開閉を行う弁をヘッ
ド部の内部に配置し、ワークピースを吸着するときには
この通気孔を閉鎖し、ワークピースを解放するときには
この通気孔をヘッド部の周囲から直接、大気に開放する
様にしてもよい。なお、この場合、上記の弁の駆動に圧
縮気体の圧力を利用することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（例１）図１に、本発明に基づく
真空チャック装置の構造の一例を示す。図中、１はヘッ
ド部、６は軸受部、２は吸着孔、３は吐出孔、２５はエ
ア吸引用内部経路（吸引用経路）、２６はエア供給用内
部経路（気体供給用経路）、８は第一の回転継手、９は
第二の回転継手を表す。

【００１４】ヘッド部１は、吸着プレート４及びスピン
ドル５から構成され、スピンドル５の先端に吸着プレー
ト４が固定される。吸着プレート４の前面（吸着面）に
複数の吸着孔２及び吐出孔３が形成されている。ワーク
ピース（図示せず）は吸着プレート４の前面に吸着され
て保持される。軸受部６は、スピンドル軸受６ａ及びハ
ウジング６ｂから構成され、スピンドル軸受６ａはハウ
ジング６ｂの中に収容される。スピンドル５は、その周
囲を軸受部６で支持され、軸受部６に対して回転可能で
ある。

【００１５】吸着孔２は、スピンドル５の内部に形成さ
れた専用の内部経路２３を介して、スピンドル軸受６ａ
の摺動部に形成された回転継手８に接続され、回転継手
８は、スピンドル軸受６ａ及びハウジング６ｂの内部に
形成されたエア吸引用内部経路２５を介して、エア吸引
用ライン４１に接続されている。

【００１６】吐出孔３は、スピンドル５の内部に形成さ
れた専用の内部経路２４を介して、スピンドル軸受６ａ
の摺動部に形成された回転継手９に接続され、回転継手
９は、スピンドル軸受６ａ及びハウジング６ｂの内部に
形成されたエア供給用内部経路２６を介して、エア供給
用ライン４２に接続されている。

【００１７】図２に、図１の真空チャック装置の配管系
統を示す。エア吸引用ライン４１は、圧縮空気源１１
（元圧：７kgf/cm² ）、フィルタ１２、減圧弁１３（設
定圧：５kgf/cm² ）、電磁切替弁１４、ディフューザ型
の真空発生器１５、及び電磁弁１６を順に接続すること
により構成され、電磁弁１６は、前記の回転継手８に接
続されている。

【００１８】エア供給用ライン４２は、前記圧縮空気源
１１（元圧：７kgf/cm² ）及び前記フィルタ１２をエア
吸引用ライン４１と共用し、前記フィルタ１２と前記減
圧弁１３との間から分岐され、減圧弁１７（設定圧：２
kgf/cm² ）及び電磁弁１８を順に接続することにより構
成され、前記の回転軸受９に接続されている。

【００１９】ワークピース１０を吸着する場合、電磁弁
１８が閉の状態で、電磁切替弁１４を切り換えて真空発
生器１５の一次側に圧縮空気を供給するとともに、電磁
弁１６を開にする。これにより、ヘッド部１の吸着面に
形成されている吸着孔２（図１）から空気が吸引され、
ワークピース１０がヘッド部１に保持される。

【００２０】一方、ワークピース１０を解放する場合、
電磁切替弁１６を閉にするとともに、電磁切替弁１４を
切り換えて真空発生器１５への圧縮空気の供給を停止
し、電磁弁１８を開にする。これにより、吐出孔３（図
１）から圧縮空気が吐出され、ワークピース１０がヘッ
ド部１から解放される。

【００２１】図１及び図２に示した真空チャック装置で
は、吸引系統（２、２３、８、２５）と吐出系統（３、
２４、９、２６）とが互いに独立に設られているので、
吸着時に吸着孔２に吸い込まれた研削剤等が、吐出時に
逆流してスピンドル軸受６ａの摺動部へ侵入する恐れが
ない。

【００２２】（例２）図３に、本発明に基づく真空チャ
ック装置の構造の他の例を示す。なお、配管系統は、先
の例において説明したもの（図２）と共通なので、その
説明は省略する。

【００２３】この例では、ヘッド部１の前面（吸着面）
に複数の吸着孔２及び通気孔２１が形成されている。吸
着孔２は、先の例と同様に、スピンドル５の内部に形成
された専用の内部経路２３を介して、スピンドル軸受６
ａの摺動部に形成された回転継手８に接続され、回転継
手８は、スピンドル軸受６ａ及びハウジング６ｂの内部
に形成されたエア吸引用内部経路２５を介して、エア吸
引用ライン４１に接続されている。エア吸引用ライン４
１の構成は、先に図２に示したものと共通である。

【００２４】ヘッド部１は、先の例における吐出孔３の
代わりに、通気孔２１を備えている。この通気孔２１
は、吸着プレート４の内部に設けられた弁３１に接続さ
れている。弁３１は、外周部に円周方向の溝３４を備え
た弁体３３、弁体３３を収容する弁室３２、及び弁体３
３を弁室３２の底部（前進端）へ押し付けるバネ３５な
どから構成されている。弁室３２の側面には前記の通気
孔２１、及び通気孔２２が開口している、通気孔２２の
他端は大気に開放されている。弁体３２が後退端にある
とき、通気孔２１と通気孔２２とが溝３４を介して互い
に連絡される様になっている。

【００２５】弁室３２の底部には、エア供給用の駆動気
体経路２４の一端が接続され、駆動気体経路２４の他端
は、スピンドル軸受６ａの摺動部に形成された回転継手
９に接続され、回転継手９は、スピンドル軸受６ａ及び
ハウジング６ｂの内部に形成されたエア供給用内部経路
２６を介して、エア供給用ライン４２に接続されてい
る。エア供給用ライン４２の構成は、先に図２に示した
ものと共通である。

【００２６】エア供給用ライン４２に圧縮空気を送って
いない場合には、バネ３５の力によって弁体３３が弁室
３２の前進端に押し付けられ、駆動気体経路２４及び通
気孔２１が閉鎖される。エア供給用ライン４２に圧縮空
気を送った場合には、圧縮空気の力によって弁体３３が
後退し、溝３４を介して通気孔２１が通気孔２２に連絡
され、これにより通気孔２１が大気解放される、この様
に、吸着プレート４の内部に弁３１を設け、この弁３１
を介して通気孔２１の大気開放を行うことによって、エ
ア供給用ライン４２に圧縮空気が供給されていないとき
にも、通気孔２１の中に研削剤等が入り込むことがない
ので、スピンドル軸受６ａの摺動部への研削剤等の侵入
を防ぐことができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の真空チャック装置によれば、ヘ
ッド部に吸引用の系統及び吐出用の系統（あるいは大気
開放用の系統）が互いに独立に設けられているので、吸
着時に吸着孔の中に吸い込まれた研削剤等が、吐出時
（あるいは大気開放時）に逆流して軸受の摺動部へ侵入
する恐れがない。従って、軸受摺動部での故障の発生を
防止するとともに、当該部分のメンテナンスの頻度を減
らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく真空チャック装置の構造の一例
を示す図、（ａ）は軸方向の断面図、（ｂ）は上面図。

【図２】本発明に基づく真空チャック装置の配管系統を
示す図。

【図３】本発明に基づく真空チャック装置の構造の他の
例を示す図。

【図４】従来の真空チャック装置の概要を示す図。

【符号の説明】

１・・・ヘッド部、２・・・吸着孔、３・・・吐出孔、
４・・・吸着プレート、５・・・スピンドル、６・・・
軸受部、６ａ・・・スピンドル軸受、６ｂ・・・ハウジ
ング、８・・・回転継手、９・・・回転継手、１０・・
・ワークピース、１１・・・圧縮空気源、１２・・・フ
ィルタ、１３・・・減圧弁、１４・・・電磁切替弁、１
５・・・真空発生器、１６・・・電磁弁、１７・・・減
圧弁、１８・・・電磁弁、１９・・・電磁切替弁、２０
・・・回転継手、２１・・・通気孔、２２・・・通気
孔、２３・・・内部経路、２４・・・内部経路（駆動気
体経路）、２５・・・エア吸引用内部経路（吸引用経
路）、２６・・・エア供給用内部経路（気体供給用経
路）、３１・・・弁、３２・・・弁室、３３・・・弁
体、３４・・・溝、３５・・・バネ、４１・・・エア吸
引用ライン、４２・・・エア供給用ライン、４３・・・
共用の内部経路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークピースが吸着されるヘッド部、及
びこのヘッド部を回転自在に支持する軸受部を備えた真
空チャック装置において、吸着面に吸着孔及び吐出孔をそれぞれ別々に備えたヘッ
ド部と、内部に吸引用経路及び気体供給用経路をそれぞれ別々に
備えた軸受部と、前記ヘッド部と前記軸受部との接触部に配置され、前記
吸着孔を前記吸引用経路に接続する第一の回転継手と、前記ヘッド部と前記軸受部との接触部に配置され、前記
吐出孔を前記気体供給用経路に接続する第二の回転継手
と、を備えたことを特徴とする真空チャック装置。
【請求項２】ワークピースが吸着されるヘッド部、及
びこのヘッド部を回転自在に支持する軸受部を備えた真
空チャック装置において、吸着面に吸着孔及び通気孔をそれぞれ別々に備えたヘッ
ド部と、前記ヘッド部の内部に設けられ、ワークピースを吸着す
るときは前記ヘッド部の内部で前記通気孔を閉鎖し、ワ
ークピースを解放するときは前記通気孔を前記ヘッド部
の周囲から直接、大気に開放する弁と、前記ヘッド部の内部に設けられ、前記弁を駆動する気体
が供給される駆動気体経路と、内部に吸引用経路及び気体供給用経路をそれぞれ別々に
備えた軸受部と、前記ヘッド部と前記軸受部との接触部に配置され、前記
吸着孔を前記吸引用経路に接続する第一の回転継手と、前記ヘッド部と前記軸受部との接触部に配置され、前記
駆動気体経路を前記気体供給用経路に接続する第二の回
転継手と、を備えたことを特徴とする真空チャック装置。