JPWO2004072517A1 - 真空供給継手 - Google Patents
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Abstract
Description
上述の真空供給継手には、回転テーブルがいかなる回転角度にあっても真空を供給することができるように、回転テーブルの底面と固定台の上面の少なくとも一方に回転テーブルの回転軸を中心とした環状連通溝を形成するとともに、エアー吸着部に連通する連通路と真空供給源に連通する連通路のそれぞれを環状連通溝の円周上に開口するようにしたものがある。そして、環状連通溝の外周側と内周側において回転テーブルと固定台とに接触するシール部材が装着され、連通路の気密性を確保するようにしている。
しかしながら、このようにシール部材を装着してしまうと回転テーブルを回転駆動させる際には摩擦が生じるので、正確な回転角度で円滑に回転テーブルを回転させることが困難となってしまう。
本発明の目的は、真空供給時には連通路の気密性を確保するとともに、回転体の回転駆動時には摩擦の発生を抑制することが可能な真空供給継手を提供することにある。
本発明の真空供給継手は、前記シール部材収容スペースは前記固定面と前記回転面の少なくとも一方に形成される環状溝であり、前記シール部材はその太さ径が前記環状溝で前記連通路の開口部に近い側の縁部における前記隙間よりも大きく前記環状溝内における前記隙間よりも小さいシール部材であることを特徴とする。
本発明の真空供給継手は、前記環状溝は前記連通路から遠ざかるほど深くなることを特徴とする。
本発明の真空供給継手は、前記固定面および前記回転面は前記回転体の回転軸中心と直交する面であることを特徴とする。
本発明の真空供給継手は、前記固定面および前記回転面は前記回転体の回転軸中心を中心軸とした回転体側面であることを特徴とする。
本発明にあっては、真空供給停止時におけるシール部材は回転面と固定面の少なくとも一方から離れて摩擦を発生させない状態となるので、回転体の回転駆動力の損失が低減されるとともに、正確な回転角度で円滑に回転させることができる。
本発明にあっては、真空供給時におけるシール部材は回転面と固定面に接触してこれらの間の隙間をシールするので、連通路の気密性を確保して効率的に真空を供給することができる。
本発明にあっては、シール部材が収容されるシール部材収容スペースは連通路から遠ざかるほど深くなる環状溝であり、連通路内部に正圧を供給したときにシール部材が固定台と回転体との間に挟み込まれる事態を防止することができる。
図2(A)は図1の2A−2A線に沿う方向の部分断面図であり、図2(B)は図2(A)のX方向から見た矢視図であり、図2(C)は図2(A)の2C−2C線に沿う方向の断面図である。
図3(A)は真空供給停止時のシール部材の変形状態を示す説明図であり、図3(B)は真空供給時のシール部材の変形状態を示す説明図である。
図4(A)は正圧供給時のシール部材の変形状態を示す説明図であり、図4(B)はシール部材収容スペースの他の実施の形態を示す断面図である。
図5は本発明の他の実施の形態の真空供給継手を示す断面図である。
図6(A)は本発明の他の実施の形態の真空供給継手を示す断面図であり、図6(B)は図6(A)の6B−6B線に沿う方向の断面図である。
図7は本発明の他の実施の形態の真空供給継手を示す断面図である。
微細ワーク3は、図示しない外部搬送装置によってワーク台6の上面に載置され、図示しない駆動装置によって回転テーブル2を回転させることにより上記所定の目標位置にまで搬送される。微細ワーク3は、この回転搬送時にはワーク台6に吸着されていないが、微細ワーク3を高い精度で固定する必要のある載置時や検査加工時には、回転テーブル2の回転が停止されるとともに図示しない真空供給源から供給される真空によりワーク台6に吸着される。
図2(A)は図1の2A−2A線に沿う方向の部分断面図であり、図2(B)は図2(A)のX方向から見た矢視図であり、図2(C)は図2(A)の2C−2C線に沿う方向の断面図である。図2(A)に示されるように、回転テーブル2は円板状のテーブル本体2aと固定台4に装着される円柱状のテーブル回転軸2bとを有している。固定台4の内部には2つのボールベアリング9が組み込まれており、テーブル回転軸2bを回転自在に支持している。テーブル本体2aには軸方向に貫通する回転側連通路8が形成され、固定台4には回転側連通路8に開口して軸方向に貫通する固定側連通路10が形成されている。固定台4の固定面12および固定面12と所定の隙間を介して対向する回転テーブル2の回転面11は、回転テーブル2の回転軸中心と直交する面となっている。なおボールベアリング9の数は必要に応じて増減することができる。
回転テーブル2において、テーブル本体2aの回転面11とテーブル回転軸2bの外周面が交差する隅には環状突起2cが形成されており、この環状突起2cがボールベアリング9のインナーレース9aに係止されることによって回転テーブル2を回転自在に支持するとともに、テーブル回転軸2bの挿入深さが規制されることによって回転面11と固定面12の間の隙間寸法がDbに設定されている。
固定側連通路10の支持台5に向けて開口する開口部には入力側の真空ポート13が設けられ、回転側連通路8の回転テーブル2の上面に開口する開口部には出力側の真空ポート14が設けられている。真空ポート14には図1に示されるワーク台6が接続されており、真空ポート13には図示しない真空供給源が接続されており、真空ポート13から入力される真空は固定側連通路10、固定面12と回転面11との間の隙間、および回転側連通路8を介して真空ポート14に出力され、ワーク台6に載置された微細ワーク3を吸着するようになっている。
図3(A)は真空供給停止時のシール部材の変形状態を示す説明図であり、図3(B)は真空供給時のシール部材の変形状態を示す説明図である。固定面12には、回転テーブル2の回転軸中心を中心とする環状のシール部材収容スペース15,16が固定側連通路10を挟み込むように区画形成されている。シール部材収容スペース15,16のそれぞれには、固定側連通路10の開口部に近い側に回転面11に向かって突出する環状突起部17,18が形成されており、固定面12上でこれら2つの環状突起部17,18に挟まれた範囲が環状連通溝19を形成している。この環状連通溝19は回転テーブル2の回転により回転側連通路8の開口部が描く円形軌跡と略一致しており、回転テーブル2がいかなる回転角度にあっても回転側連通路8と固定側連通路10とは環状連通溝19を介して常時連通している。
シール部材収容スペース15,16のそれぞれには環状のシール部材20,21が配置されている。これらのシール部材20,21は弾性材により形成され、その太さ径Dsは環状突起部17,18と回転面11との間の隙間寸法Dcより大きくシール部材収容スペース15,16の底面15a,16aと回転面11との間の隙間寸法Dgより小さく設定されている。つまり、シール部材20,21のそれぞれはシール部材収容スペース15,16に所定の遊びを持って配置されており、とくに真空供給停止時には回転面11から離れた状態となっている(図3(A)参照)ため、回転面11とシール部材20,21との間で摩擦が生じることなく正確な回転角度で円滑に回転テーブル2を回転させることができる。
一方、真空供給時には環状連通溝19の内部が負圧状態となり、各シール部材20,21は回転面11と環状突起部17,18との間の隙間Dcに吸引されるように変形および移動する(図3(B)参照)。その結果、各シール部材20,21は回転面11と固定面12の環状突起部17,18の両方に接触してその間の隙間Dcをシールし環状連通溝19を密閉することになる。これにより固定側連通路10と回転側連通路8は密閉された環状連通溝19を介して気密的に連通することになり、負圧の漏れを少なくして効率的に真空を供給することができるようになる。
固定面12と回転面11の間の隙間Dbがシール部材20,21の太さ径Dsに対して十分に狭い場合には、環状突起部17,18を形成する必要はない。この場合でも、真空供給時にシール部材20,21を固定面12と回転面11の間の隙間Dbに接着させて環状連通溝19を密閉することができる。また、回転テーブル2を停止させたい時には、真空を供給して回転面11と固定面12の環状突起部17,18とにシール部材20,21を接触させることにより、回転テーブル2の回転動作を止めるブレーキとして作動させることも可能である。
真空供給後に回転テーブル2を回転させる際には、固定面12と回転面11とに接触しているシール部材20,21をシール部材収容スペース15,16に配置し直す必要がある。ところが、ワーク搬送テーブル1は使用により装置温度が上昇するので、弾性部材により形成されるシール部材20,21は環状突起部17,18などの突起部に噛み込み易くなっており、シール部材20,21の有する復元力だけではシール部材収容スペース15,16内に配置されない場合がある。この場合には、シール部材20,21を確実にシール部材収容スペース15,16に配置し直すために、図示しない正圧供給源から環状連通溝19に正圧を供給して、外気圧との差圧によりシール部材20,21を押圧する圧力制御を行なう。
図4(A)は正圧供給時のシール部材の変形状態を示す説明図であり、図4(B)はシール部材収容スペースの他の実施の形態を示す断面図である。図4(A)に示されるように、環状連通溝19に正圧を供給しながらもシール部材20,21がシール部材収容スペース15,16に配置されない場合には、シール部材20,21は固定台4と回転テーブル2との間に挟まってしまうおそれがある。そこで、図4(B)に示されるように、環状溝であるシール部材収容スペース15の底部に連通路から遠ざかるほど深くなるテーパー部15bを形成し、正圧によって変形したシール部材の上部に正圧空気の抜け道を確保することによって、シール部材20,21が固定台4と回転テーブル2との間に挟み込まれる事態を防止することができる。作図の都合上図示しないが、シール部材収容スペース16にもこれと同様のテーパー部を形成することができる。
シール部材収容スペース15,16は固定面12に限られず、図5に示されるように回転面11に形成することも可能である。これと同様に、固定面12と回転面11の両方に形成するようにしても良い。どちらの場合にも、シール部材収容スペース15,16に配置されるシール部材20,21が所定の遊びをもつ寸法に形成する必要がある。加えて、固定面12と回転面11の間の隙間Dbがシール部材20,21の太さ径Dsに対して十分に狭い場合を除いて、シール部材20,21が固定面12と回転面11の両方に接触するように環状突起部17,18を設ける必要がある。
図6(A)は本発明の他の実施の形態の真空供給継手を示す断面図であり、図6(B)は図6(A)の6B−6B線に沿う方向の断面図である。これらの図においては、図2に示される部材と共通する部材や形状部分には同一の符号が付されている。
真空供給継手22は、大径の円柱形状に形成される固定台25と、小径の円柱形状に形成され、固定台25にボールベアリング9を介して回転自在に装着される連通回転軸23とを有している。連通回転軸23には、その軸方向の途中位置において軸中心から半径方向に向けて延びる径方向連通路24aと、軸中心上で径方向連通路24aから連通回転軸23の一端部に向けて延びる軸方向連通路24bとにより構成される回転側連通路24が形成されている。一方、固定台25には、径方向連通路24aと同じ軸方向位置に固定台25の半径方向に向けて延びる固定側連通路28が形成されている。
固定台25の内周面である固定面27および固定面27に対して隙間を介して対抗する連通回転軸23の外周面である回転面26は、連通回転軸23の回転軸中心を中心軸とした回転体側面となっている。回転面26と固定面27との間の隙間Dbは、ボールベアリング9のインナーレース9aの半径と固定面27の半径との差である。なお、ボールベアリング9の数は必要に応じて増減できる。
固定側連通路28の外周側の開口部には入力側の真空ポート13が設けられ、軸方向連通路24bの一端側の開口部には出力側の真空ポート14が設けられている。固定面27には固定側連通路28を挟み込むようにシール部材収容スペース29,30が区画形成されている。シール部材収容スペース29,30の固定側連通路28の開口部に近い側の縁部には回転面26に向けて突出する環状突起部31,32が形成されており、固定面27上で環状突起部31,32に挟まれる範囲が環状連通溝33を形成している。この環状連通溝33は連通回転軸23の回転により径方向連通路24aの開口部が描く円形軌跡と略一致しており、連通回転軸23がいかなる回転角度にあっても径方向連通路24aと固定側連通路28とは環状連通溝33を介して常時連通している。各シール部材収容スペース29,30にはシール部材34,35が所定の遊びをもって配置されている。シール部材34,35の太さ径と各隙間との寸法関係は図3に示される場合と同様である。
このような真空供給継手22において、真空の供給を停止して連通回転軸23を回転させている際には、各シール部材34,35は回転面26から離れて摩擦を発生させないため回転駆動力の損失が低減されるとともに、連通回転軸23を正確な回転角度で円滑に回転させることができる。一方、連通回転軸23の回転を停止して真空を供給している際には、各シール部材34,35が吸引されて回転面26と固定面27の環状突起部31,32の間の隙間をシールし、環状連通溝33の気密性を確保することができる。
なお、シール部材収容スペース29,30は回転面26に区画形成しても良く、固定面27と回転面26の間の隙間Dbがシール部材34,35の太さ径Dsに対して十分に狭い場合には環状突起部31,32を形成しなくとも良い。さらに、固定面27および回転面26は、回転体の回転軸中心を中心軸とした回転体側面であれば円筒形状である必要はない。たとえば、固定面27と回転面26をそれぞれ円錐の側面形状のように形成しても良い。真空供給継手22の変形例として、図7に示すように、配置されるシール部材34,35の数を増やすことで環状連通溝33を更に高い気密性で確実に密閉することもできる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、シール部材は断面形状が円形のものに限られず、V字やC字の断面形状に形成されたシール部材を用いることも可能である。とくに、V字の上方やC字の右側に形成される開口部がリングの外周方向を向くような断面形状とすれば、真空の供給と停止の切り換えに対する変形の反応性が良くなる。入力側の真空ポートを回転体に設けるとともに出力側の真空ポートを固定台に設け、回転体から固定台へ真空を供給するようにした真空供給継手に対しても本発明を適用することができる。
Claims (5)
- 真空供給源が接続される真空ポートが形成される固定台と、
前記固定台に回転自在に装着され、前記固定台の固定面に対して隙間を介して対向する回転面を有するとともに真空ポートが形成される回転体と、
前記固定台と前記回転体のそれぞれに形成され、2つの前記真空ポートを前記隙間を介して連通させる連通路と、
前記固定面と前記回転面とにより区画形成されるシール部材収容スペースと、
前記シール部材収容スペース内に配置され、前記連通路に対して真空の供給を停止している際には前記固定面と前記回転面の少なくとも一方から離れ、前記連通路に対して真空を供給している際には前記固定面と前記回転面に接触して前記隙間をシールするシール部材とを有することを特徴とする真空供給継手。 - 請求項1記載の真空供給継手において、前記シール部材収容スペースは前記固定面と前記回転面の少なくとも一方に形成される環状溝であり、前記シール部材はその太さ径が前記環状溝で前記連通路の開口部に近い側の縁部における前記隙間よりも大きく前記環状溝内における前記隙間よりも小さいシール部材であることを特徴とする真空供給継手。
- 請求項2記載の真空供給継手において、前記環状溝は前記連通路から遠ざかるほど深くなることを特徴とする真空供給継手。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の真空供給継手において、前記固定面および前記回転面は前記回転体の回転軸中心と直交する面であることを特徴とする真空供給継手。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の真空供給継手において、前記固定面および前記回転面は前記回転体の回転軸中心を中心軸とした回転体側面であることを特徴とする真空供給継手。
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