JPH025559B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的に物品保持装置、さらに特定
していえば、物品を有利な位置で保持するための
真空作動装置に関するものである。

先行技術では多くの加工片保持装置が知られて
おり、多くは真空クランプ手段を使用している。
さらに特定していえば、これらの真空クランプの
あるものは、クランプされる物品とクランプ表面
の間の良好な真空シールを確保するために、クラ
ンプの表面上に軟い着座部材を使用している。そ
して加工片は、真空によつてクランプの表面にか
たく引張られる。クランプ表面が広い場合、ある
いは加工片を保持するために多数のクランプを使
用する場合には、強い真空作用により、加工片が
クランプ表面または各クランプによつて定められ
る表面によつて決定される固定位置をとるように
強制される。そのため、加工片が本来持つている
自然な形状までもクランプ作用によつてゆがめて
しまう場合がある。

本発明は、このゆがみの問題に関するものであ
り、そして改良された真空クランプ装置ないし物
品保持装置を提供するものである。

本発明の主な目的は、物品の自然な形をほとん
ど変化させない真空クランプを提供することであ
る。

本発明の第２の目的は、各種の工具または位置
で様々な物品を保持するのに使用することができ
る、真空クランプを提供することである。

本発明の第３の目的は、保持される物品の形状
にうまく適合する真空クランプを提供することで
ある。

発明の概要 概していえば、本発明は、ベース部材、凸形上
面を備えた垂直部材、垂直部材の周りの可撓性シ
ーリング部材、およびシーリング部材の内側にベ
ース部材に設けられた通路を含み、シーリング部
材の中で真空を引いてゆがみなしに物品を保持す
るための真空クランプ装置を提供するものであ
る。

本発明の説明 第１図には、物品の例として、半導体工業で集
積回路の製造に使用される典型的マスクＭが示し
てある。かかるマスクは、厚さ約0.125インチ一
辺約４インチのガラス板から形成されることが多
い。もちろん、かかるマスクをこの例よりも大き
くあるいは小さくすることができる。

肉眼ではこれらのガラス板は平らに見えるが、
実際には全く不規則な表面をもつことがある。こ
のような不規則な形状はそのマスクが本来自然に
持つている形状である。第１図には、例示のみの
目的でこれらの不規則さを大きく誇張して示して
ある。

第２図に示すような先行技術のクランプを用い
てかかるマスクを固く保持する場合、マスクはク
ランプ作用によつて強制されてマスクの自然な形
が失なわれる。第２図の取付具は、複数個のクラ
ンプ装置１１が取付けられたベース部材１０を含
んでいるが、そのうち２つだけを示してある。各
クランプは、導管１５が中を通つている円筒形ボ
デー部材１４を含んでいる。この導管は、ベース
部材１０中の導管１６とつなげる。この導管は図
のように通常の真空ポンプに結合されている。

技術の専門家には周知のようにかかる真空作動
装置の従来の操作方法は、加工片をチヤツク表面
に配置し、次に空気を各部材の間から除いて、大
気圧により各部品を互いに保持する。シーリン
グ・リング１７は、ゴム、プラスチツクなどの弾
性材料からなり、Ｏリングとして表わされるよう
な円還状断面から構成されていて、工作物保持ク
ランプ１４の頂平面１９中に形成された溝１８中
に取付けられている。この溝１８の寸法特性は、
溝の尖端での直径がシーリング・リングの直径よ
りも大きく、溝の容積はＯリングの総容積を受入
れるのに充分なように選ばれる。

第２図に示すようにクランプの上方にマスクＭ
を置きソース（図示せず）から導管１５および１
６を通して真空を引くと、Ｏリング１７の境域内
でマスクとクランプの頂面１９の間から空気が除
かれ、マスクの下側表面がＯリングに対して固く
引張られる。これによつて、Ｏリングは押しつぶ
されて溝１８に合うようにされる。Ｏリング１７
は軟かく柔軟なのでマスクが頂面１９に当つて押
しつけるまで、押しつぶされ続ける。先行技術で
は、溝１８はリング１７の総容量よりも大きく設
計されており、マスクがクランプの表面１６に対
して固く引張られる。この時、マスクはクランプ
の平らな表面１９に合うようにされるので、マス
クの自然な形はねじれる。第２図のマスクの形を
第１図のマスクの形と比較すると、このことが容
易にわかる。すなわちマスクＭの自然な形が、先
行技術のクランプによつて変化されている。

本発明は、この非常に重要な問題を回避するも
のである。このことは、第３図から最もよくわか
る。第３図には、本発明を具体化した複数のクラ
ンプ３１を載せたベース・プレート３０が図示し
てある。かかるクランプを図には２つだけ示した
が、何本のクランプを使用することもできること
を指摘しておく。各クランプは、中空の円筒形ボ
デー部材３２を含んでおり、その中心には円筒部
分３２の頂面３８の上方に伸びる、丸い凸形頂部
３４のついた柱３３がある。真空ポート３５が、
クランプの中空中心部と連絡している。ゴムなど
の弾性材料からなるシーリング・リング３６、す
なわちＯリングが円筒形ボデー３２の頂面３８に
形成された溝３７中に設けられている。

溝３７は、Ｏリングをその中で完全に圧縮でき
るのに充分な大きさである。

圧縮されていない緩い状態では、Ｏリングはそ
の頂面を柱３３の丸い頂部３４の頂面よりも基本
的に高くさせるのに充分な直径のものでなければ
ならない。実際に作つた１つの模型では、Ｏリン
グの頂面は、丸い頂部３４の表面より0.005イン
チ上方へ伸び、Ｏリングは公称で直径0.5インチ、
横断直径すなわち厚さ0.125インチ、Ｏリングが
着座している溝は深さ0.01インチであつた。

このクランプでは、真空ソース（図示せず）が
導管３５を通つて真空を引くと、空気が中空円筒
３２の内側すなわち内部空洞から除かれて、マス
クＭがこの場合、可撓性リング３６に対して引き
下げられるが、マスクは柱３３の丸い頂部３４と
接線方向で接するまで、リング３６を圧縮する。
マスクが丸い頂部３４と接すると、リングがさら
に圧縮されることは防止され、第３図に示すよう
に、マスクＭはねじれていないままとなる。

円筒３２の頂面３８の上側の柱３３の凸形頂部
３４の突起によつて、マスクＭが円筒３２の頂面
３８に対して固くクランプ締めされることが防止
されている。

第３図に示すように、Ｏリング３６の右側面
は、マスクＭのねじれのために著しく圧縮されて
いるが、Ｏリング３６の左側面は、柱３３がマス
クＭの下方移動を止めるため僅かしか圧縮されて
いない。というのは、マスクＭの、反りによつて
生じたより低い位置（凸形頂部３４の直ぐ右側の
位置）が先ずＯリング３６に接触し、マスクＭに
対する真空力によりマスクＭは、Ｏリング３６の
右側面を強く押圧し、これによりＯリング３６の
右側面がかなり低い位置まで押し込まれる一方、
マスクＭの、反りによつて生じたより高い位置
（凸形頂部３４の直ぐ左側の位置）は、接触した
Ｏリング３６の左位置をあまり押圧しないからで
ある。こうして、第３図に示すように、先ず、マ
スクＭは、傾斜したままの形状で、換言すると本
来の屈曲形状のままでクランプに吸着される。こ
の傾斜したままの形状は、丸い凸形頂部３４が点
接触的な支点を与え、この支点を中心としてマス
クにピボツト的自由度がもたらされることにより
保持される。この間、マスクＭは、真空ポート３
５により吸引され続けるが、凸形頂部３４がＯリ
ング３６のほぼ中心に位置するがゆえに、マスク
Ｍが真空ポート３５により受ける力は丸い凸形頂
部３４の周囲でほぼ等しく、よつて真空ポート３
５による吸引は、マスクＭの本来的な形状に抗し
てマスクＭに特定の歪みを導入するまでに至らな
い。尚、Ｏリング３６の大きさは、マスクＭ全体
の大きさに比べて十分小さいので、Ｏリング３６
内で凸形頂部３４に接触することによるマスクＭ
の歪みは無視できる程度に小さい。

このようにして、マスクＭはねじれなしに固く
保持される。

第４図、第５図および第６図は、本発明にもと
づいてマスクを保持するのに使用される、本発明
の他の実施例を示したものである。

第４図は、ベース・プレート４０上に、丸い頂
部４３のついた中心柱４２を囲む、中空の可撓性
ベローを取付けたものを示したものである。真空
ソース（図示せず）をベロー４３の内側に接続す
るための導管４４は、ベース・プレート４０によ
つて保護されている。この場合、マスクをベロー
頂部の上方に置くと、第３図に示したものと類似
の柱４３の頂面にマスクが接するまでベローは折
りたたまれる。

第５図は、本発明の別の実施例を示したもので
ある。この図には、柱を取付けたベース・プレー
ト５４中を通る頂部がＹ字形の中心導管５１を備
えた柱５０が示してある。柱は、柱５０の丸い頂
面の上方に伸びる開いたフレア付きのリツプを備
えた可撓性スリーブ５２で囲まれている。スリー
ブ５２は、ボデーをその上に置き導管５１から真
空を引いたとき押しつぶされるのに充分軟かい、
ゴム、プラスチツクなどの可撓性材料製である。
Ｙ字形の導管を設けることにより、真空を引くこ
とができ、クランプ締めされた物体が、導管を偶
然にシールすることがないようになつている。

第６図は、本発明のもう１つの実施例を示した
ものである。この図では、円筒６０がベース６１
上に取付けられ、心違い導管６２が備わつてい
る。円筒６０の頂部にはリング溝６３が備わつて
おり、その中にシーリング・リング６４が着座し
ている。リング６３の中心には、円筒６０中に設
けられた着座部にボール６５が置かれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、表面の屈曲した薄い加工片の側面図
である。第２図は、先行技術のクランプを使用し
てスタンド上にクランプ締めした、第１図のマス
クを図示したものである。第３図は、本発明を具
体化したクランプを使用して、スタンド上にクラ
ンプ締めした、第１図のマスクを図示したもので
ある。第４図は、本発明を具体化したクランプの
別の実施例を図示したものである。第５図は、本
発明を具体化したクランプの別の実施例を図示し
たものである。第６図は、本発明を具体化したク
ランプの別の実施例を図示したものである。 ３０……ベース・プレート、３１……クラン
プ、３４……凸形頂部、３６……シーリング・リ
ング、３５……真空ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本来的に歪んだ形状であり且つ屈曲可能な薄
   板部材を保持するための物品保持装置において、 (a) ベース部材と、 (b) 前期ベース部材上に互いに離隔して設けら
   れ、それぞれ上面に丸い単数の凸形頂部を形成
   した複数のクランプ装置と、 (c) 前記凸形頂部をほぼ中心として取囲むように
   配置され且つその上面が前期凸形頂部よりも高
   くなるように前期クランプ装置の上面に設けら
   れた、前期凸形頂部よりも柔軟な、弾性のシー
   リング部材と、 (d) 前期シーリング部材の内側を排気するための
   排気手段とを具備する、 物品保持装置。