JP2011212761A

JP2011212761A - ワークの固定装置

Info

Publication number: JP2011212761A
Application number: JP2010080718A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Ashizawa; 弘明芦澤; Fumio Watanabe; 文雄渡辺
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-27

Abstract

【課題】ワークが全ての貫通孔を塞いでいない場合でも十分なワークの吸着力を確保でき、さらにワークがワーク載置台上に載置される前から中空部内を負圧にしておくことができ、タクトタイムの短縮が可能になるようなワーク載置台を提供する。
【解決手段】ワーク載置台１に設けられた多数の貫通孔２と、この多数の貫通孔２に連通してワーク載置台１の内部に設けられた中空部３と、この中空部３に連通し、真空源１１に接続された吸引孔４と、中空部３内部に一端を固定されたばね５と、このばね５の他端に接続され、前記貫通孔２の内径より小径のボール７と、このボール７の径より小さい開口部９とが設けられ、ばね５によりボール７を開口部９側に押し付ける。この構成により、ワーク載置台１上の全ての貫通孔２が塞がれていない場合でも十分なワーク６の吸着力を確保できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、加工装置において、ワークとなるプリント基板などを効率よく固定するための固定装置に関するものである。

従来技術について図３（ａ）および図３（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）は従来技術のワーク固定装置の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のA−A断面図である。従来の技術では板状のワーク、例えばプリント基板などを保持もしくは固定する場合、図３に示すように、ワークを載置するワーク載置台１の表面に複数の貫通孔２を備え、ワーク載置台１の内部は複数の貫通孔２の全てと連通する中空部３が設けられ、またこの中空部３は吸引孔４を介して真空ポンプ等の真空源１１に接続されている。この真空源１１を作動させることで、ワーク載置台１の中空部３内を負圧にし、連通する各貫通孔２からの吸着力を発生させることにより、ワーク載置台１上に載置されたワークを吸着することでワークを保持するようになっている。

ただし、このような構成のワーク載置台１は、ワーク載置台１上の全ての貫通孔２にワークが載置されている場合、吸着力は大きいが、一部の貫通孔２上にのみワークが載置されている場合、ワークが載置されていない貫通孔２に関しては中空部３と外部空間とが連通してしまうので、中空部３の負圧を十分に上げることができず、ワークを保持するための保持力が十分ではないという問題がある。

この問題に対して、特許文献１では各貫通孔にボール弁を設けて、ワークが載置された貫通孔に関してはボール弁にばねに抗して押し下げる力が作用せず、貫通孔を通じてワークを吸着し、ワークが載置されていない貫通孔に関しては大気圧によりボール弁を押し下げる力が作用し、ボール弁が中空部を塞ぐことで中空部内部の負圧を保つことができるワーク載置台が開示されている。

特開昭６１−８２５０号公報

ただし、特許文献１のような構成のワーク載置台は、ワークを載置する前に真空源を作動させてしまうと、全てのボール弁が下降し、中空部との連通孔を塞いでしまい、その後に載置したワークに対して負圧がかからず、全くワークを固定できない。ワークを完全にワーク載置台上に載置してから真空源を作動し、中空部を負圧にする必要があるため、ワークの固定に時間がかかり、結果としてワーク加工のタクトタイムが長くなってしまうという問題があった。

そこで本発明の目的は、従来技術や特許文献１の問題を解決し、ワークが全ての貫通孔を塞いでいない場合でも十分なワークの吸着力を確保でき、さらにワークがワーク載置台上に載置される前から中空部内を負圧にしておくことができ、タクトタイムの短縮が可能になるようなワーク載置台を提供することである。

この課題を解決するための手段として第１の手段は、ワークの固定装置においてワークの載置台表面に複数の貫通孔が設けられ、このワークの載置台内部には前記複数の貫通孔と連通する中空部が設けられ、前記中空部は前記ワーク載置台に設けられた吸引孔を通して外部の真空源と接続され、前記中空部のワーク載置台表面側には前記貫通孔の内径より小さい開口部が設けられ、前記貫通孔の内部には前記開口部より大径のボールが設けられ、弾性部材の一方を前記ボールに固定し、他方を前記中空部に設けられた固定台に固定し、前記ボールは前記弾性部材により前記貫通孔の開口部側に付勢され、開口部とボールとが密着することで開口部を遮蔽し、前記ボールは前記貫通孔の開口部側に付勢された状態で、ワーク載置台表面よりボールの一部が突出するように設けられていることを特徴とするワークの固定装置である。

さらに第２の手段として、前記ボールは前記中空部の内部が負圧の状態で、さらに前記ワーク載置台上にワークが載置されることで、ワークの重量および前記中空部の負圧により前記貫通孔の内部に押し込まれ、前記開口部とボールとの間に隙間ができるようにすることを特徴とするワークの固定装置である。

さらに第３の手段として、前記ワーク載置台上に前記ワークを載置し、前記真空源を作動させて中空部を負圧にした際に、ワークが載置された箇所の貫通孔は前記ボールが貫通孔の内部に移動してワークがワーク載置台に吸着され、ワークが載置されていない箇所の貫通孔は前記ボールと前記開口部とが密着して中空部と外部空間とが遮蔽された状態になることを特徴とするワークの固定装置である。

本発明により、ワーク載置台１上の全ての貫通孔２が塞がれていない場合でも十分なワークの吸着力を確保できる。また、ワークを載置する前に真空源１１を作動させ、中空部３内を負圧にすることが可能となり、タクトタイムの短縮が可能となる。

本発明の実施例におけるワーク載置台１の断面図である。本発明の従来技術および実施例におけるワーク載置台１の内部を拡大した断面の比較図である。従来技術のワーク載置台１の平面図および図３（ａ）のA−A断面図である。

本発明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は本発明のワーク載置台１の断面を示した図である。また、図２は図１および図３（ｂ）において一つの貫通孔２周辺を拡大した図であり、図２（ａ）および図２（ｂ）はそれぞれ、ワーク６が載置されている貫通孔２、ワーク６が載置されていない貫通孔２周辺を示したものである。

ワーク載置台１は表面に多数の貫通孔２が設けられている。これらの貫通孔２は全て中空部３に連通するように設けられている。またこの中空部３は、真空ポンプ等の真空源１１に接続されている吸引孔４に接続されており、この真空源１１が作動することで中空部３が負圧になるように構成されている。この中空部３にはボール弁８を固定するための固定台１０が設けられており、この固定台１０には弾性部材としてのばね５の一端が接続されており、このばね５の他端はボール７に接続されている。ボール７は常には貫通孔２の表面の開口部９側にばね５により付勢されている。この貫通孔２の内径はボール７の直径より大きく、開口部９の内径はボール７の直径より小さくなっている。よって、ばね５により付勢されたボール７の先端部は開口部９の表面より若干の高さだけ突出し、かつ開口部９とボール７との隙間を遮蔽するように構成されている。このばね５は中空部３内が負圧になっただけでは縮む事無く、中空部３内が負圧になり、さらにボール７上にワーク６が載置されることでばね５の付勢力に抗してボール７が下方に下がり、開口部９とボール７との間に隙間ができるようになっている。

次に、このように構成されたワーク載置台１の動作を図１および図２に基づいて説明する。ワーク載置台１上にワーク６が載置される前に、真空源１１を作動させ、中空部３内部を負圧にしておく。その後、ワーク６をワーク載置台１上に載置し、ワーク６が載置された貫通孔２は、ボール７が中空部３側に押し込まれ、ボール７と開口部９との間に隙間ができるので、中空部３内の負圧に応じた吸着力が発生する。この吸着力によりワーク６はワーク載置台１に吸着、固定される。このとき、ワーク６が載置されない貫通孔２は、ばね５によりボール７を開口部９側に押し付けているのでボール７と開口部９との隙間は塞がれた状態である。これにより、ワーク６が載置されていない貫通孔２は外部空間と連通することが無いので、中空部３内の負圧は弱まる事無く一定に保たれるのでワーク６の吸着力は維持される。

この実施例の構成によれば、ワーク６が全ての貫通孔２を塞いでいない状態でもワーク６の吸着力を維持することが可能である。また、中空部３の負圧のみではボール７が中空部３側に引き込まれないため、ワーク６を載置する前から中空部３内を負圧にしておくことができるので、タクトタイムの短縮が可能となる。

また本実施例において、開口部９および貫通孔２の形状は円形形状に限らず楕円等他の形状でも適用可能である。ただし、この場合、ボール７が貫通孔２の内側面との間に隙間があり、さらにばね５によりボール７が開口部９に付勢された場合、ボール７により開口部９が隙間無く遮蔽されるようなボール７の形状が適用可能である。よって、ボール７の形状も球形に限らず、様々な形状のものが適用可能である。

また、ばね５に変わる弾性部材として、ゴム等の弾性材料を採用しても良い。この場合の弾性材料は中空部３が負圧になり、さらにワーク載置台１上にワーク６が載置された場合に縮んで押し込まれ、かつワーク６が載置されずに中空部３が負圧になっただけでは縮まない特性を持つものが望ましい。

また、図１では１つの固定台１０で１つのボール弁８を支持するように設けられているが、複数のボール弁８に対して１つの固定台１０を設けるようにしても良い。例えば、３個のボール弁８を支持するような固定台１０を並べるようにしても良いし、ワーク載置台１内の全てのボール弁８を支持するような固定台１０を設けても良い。この場合、固定台１０は１個で済むので部品点数の削減が可能となる。

また、図１および図２（ｂ）では開口部の断面図では貫通穴２の形状が先端に向けて徐々に内径が小さくなっていくテーパ状に形成されているが、ある地点で内径が狭くなる２重円筒状の形状を適用しても良い。ただし、この場合の貫通孔２の小径部の厚さは、ばね５でボール７が付勢された状態でボール７の一部がワーク載置台１の表面から突出するように設定する。

また、図２に示すようにワーク６が載置されていない貫通孔２では、ばね５でボール７を開口部９に押し付けることで貫通孔２を遮蔽するようになっているが、ワーク６が載置されている貫通孔２で、ワーク６の重量のみでばね５が縮むようにしても良い。この場合ワーク載置台１の中空部３は負圧の状態である。

この実施形態において、ボール７の材質は鉄等の金属でも問題は無いが、プラスチック、ゴム等のより柔軟性のある材質が望ましい。ボール７の材質として柔軟性のある材質を用いた場合、ばね５により付勢され、ボール７を開口部９に押し付けた時にボール７および開口部９を傷つける心配が無い。また開口部９に対する密着性が増すので、シール性が向上し、中空部３を負圧にした場合の圧力の漏れが少なくなり、より強固にワーク６を固定できる。

１ワーク載置台
２貫通孔
３中空部
４吸引孔
５ばね
６ワーク
７ボール
８ボール弁
９開口部
１０固定台
１１真空源

Claims

加工装置で加工するワークを載置し、固定するためのワークの固定装置において、
ワーク載置台表面に複数の貫通孔が設けられ、
このワーク載置台内部には前記複数の貫通孔と連通する中空部が設けられ、
前記中空部は、前記ワーク載置台に設けられた吸引孔を通して外部の真空源と接続され、
前記中空部のワーク載置台表面側には前記貫通孔の内径より小さい開口部が設けられ、
前記貫通孔の内部には前記開口部より大径のボールが設けられ、
弾性部材の一方を前記ボールに固定し、他方を前記中空部に設けられた固定台に固定し、
前記ボールは前記弾性部材により前記貫通孔の開口部側に付勢され、開口部とボールとが密着することで開口部を遮蔽し、
前記ボールは前記貫通孔の開口部側に付勢された状態で、ワーク載置台表面よりボールの一部が突出するように設けられていることを特徴とするワークの固定装置。
前記ボールは前記中空部が負圧の状態で、さらに前記ワーク載置台上にワークが載置されることで、ワークの重量および前記中空部の負圧により前記貫通孔の内部に押し込まれ、前記開口部とボールとの間に隙間ができるようにすることを特徴とする請求項１に記載のワークの固定装置。
前記ワーク載置台上に前記ワークを載置し、前記真空源を作動させて中空部を負圧にした際に、ワークが載置された箇所の貫通孔は前記ボールが貫通孔の内部に移動してワークがワーク載置台に吸着され、ワークが載置されていない箇所の貫通孔は前記ボールと前記開口部とが密着して中空部と外部空間とが遮蔽された状態になることを特徴とする請求項１または２に記載のワークの固定装置。