JPH09277134A - 真空吸着式ワーク固定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの形状に制限を受けることなく、色々
なワークに幅広く適用することができるようにした真空
吸着式ワーク固定装置及び方法を提供する。 【解決手段】 外径が制御孔１２の最大内径よりも小さ
く、かつ最小内径よりも大きく形成されているととも
に、制御孔１２の前記最小内径よりも小さい径の貫通孔
１６を有して、制御孔１２内に配置された弾性を有する
駒１５を備え、ワーク１で塞がれていない制御孔１２が
真空源８により負圧化されると、駒１２の少なくとも一
部が弾性圧縮されて貫通孔１６を閉じながら小径孔部１
２ａ内に引き込まれて制御孔１２を閉じる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工を行うワーク
を載置台上に真空吸着して保持するタイプの真空吸着式
ワーク固定装置及び方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】加工等を行うワークを載置台上に一時固
定しておく方法の一つとして、真空吸着による保持方法
がある。また、この真空吸着を行う場合で、ワークが大
きいとき、複数の真空吸着孔を用いて吸着しなければ固
定が不安定になるようなケースもある。この場合では、
個々の真空吸着孔を真空源に独立して接続させた構造に
すると、構造が複雑になって大型化し、また設備費も多
くかかる。そこで、載置台の内部に真空源につながるエ
ア室を設けて、このエア室に真空吸着孔を連通させてお
き、エア室内を負圧化させることによって全ての真空吸
着孔に同時に吸着力を持たせることができる構造にした
装置もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エア室
を負圧化させて全ての真空吸着孔に同時に吸着力を持た
せることができる構造にした従来の真空吸着式ワーク固
定装置では、載置台上にセットするワークが全ての真空
吸着孔を覆って塞いだ状態にして配置されないと、ワー
クで塞がれていない真空吸着孔の部分はエア漏れを起
し、負圧化を阻害して吸着力を低下させる。このため、
使用できるワークの形状に制限を受けることになり、ワ
ークに合った位置に真空吸着孔を設けた色々なタイプの
載置台を用意しておかねばならず、経費や保管場所等の
問題があった。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的はワークの形状に制限を受けること
なく、色々なワークに幅広く適用することができるよう
にした真空吸着式ワーク固定装置及び方法を提供する。
さらに、他の目的は、以下に説明する内容の中で順次明
らかにして行く。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、真空源と、ワークが載置される載置台
と、前記載置台の載置面側に近い方が遠い方に比べて内
径が大きく形成されている複数の制御孔と、前記制御孔
内に配置されて、前記制御孔の最大内径よりも小さく、
かつ前記制御孔の最小内径よりも大きく形成されている
とともに、前記制御孔の前記最小内径よりも小さい内径
で作られている貫通孔を有する弾性変形可能な駒とを備
えており、前記ワークによって塞がれていない前記制御
孔が前記真空源により負圧化されると、前記駒の少なく
とも一部が弾性圧縮されて前記貫通孔を閉じながら前記
制御孔の最小内径の孔の部分内に向かって引き込まれて
前記制御孔を閉じることを要部としている。

【０００６】また、本発明は上記目的を達成するため
に、ワークが載せられる載置面に複数形成されている吸
着孔を通じて、前記ワークを載置面上に真空吸着して保
持する真空吸着式ワーク固定方法において、前記載置面
側に近づくのに従って内径が大きく形成されている複数
の制御孔を前記吸着孔に対応して設けておくとともに、
前記制御孔の最大内径よりも小さく、かつ前記制御孔の
最小内径よりも大きく形成されて、略中心には前記制御
孔の最小内径よりも小さい径の貫通孔を設けた弾性変形
可能な駒を前記制御孔の最大内径側の孔部分に配置し、
前記ワークで塞がれていない前記制御孔が真空源により
負圧化されると、前記駒の少なくとも一部が弾性圧縮さ
れて前記貫通孔を閉じながら前記最小内径の孔部分内に
引き込まれるようにして前記制御孔を閉じ、この閉じら
れた制御孔に対応する前記吸着孔からの吸引を止めて前
記ワークが載せられている部分に対応している吸着孔に
だけ真空吸着力が生じるようにしたことを要部としてい
る。

【０００７】以上の本発明によれば、ワークにより塞が
れていない制御孔は、負圧化されると駒によって自動的
に閉じられてエア漏れが防げる。このため、使用できる
ワークの形状に制限を受けることなく、一つのワーク固
定装置で色々なワークに幅広く適用することが可能とな
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は及び図２は本発明の一実施
例として示す真空吸着式ワーク固定装置を示すもので、
図１はその概略構成断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿
う方向より見た上面図である。なお、図１の断面部分は
図２のＢ−Ｂ線に沿って断面しているものである。

【０００９】図１及び図２において、この真空吸着式ワ
ーク固定装置は、ワーク１が載置される載置台２を有し
ている。この載置台２は、載置台本体部３と、この載置
台本体部３上に密着配置されている載置面板４等で構成
されており、載置台本体部３内にはエア室５が形成され
ている。このエア室５には、パイプ６が接続され、この
パイプ６の途中に電磁弁７を設けて、真空源８及び圧縮
エア源９と吸気用のバルブ１０をパイプ６にそれぞれ接
続させている。そして、電磁弁７を切り替えることによ
って、エア室５に対して真空源８，圧縮エア源９，吸気
用のバルブ１０を択一的に接続することができる構造に
なっている。

【００１０】さらに詳述すると、載置台本体部３は、底
面に底壁板１３を取り付けて上記エア室５を形成してい
る。加えて、エア室５の天壁１１には、この天壁１１を
上下に貫通した状態にして、複数個（本実施例では１５
個）の制御孔１２が点在して形成されている。この制御
孔１２が点在している範囲は、汎用性を高めるために最
大サイズの加工品（ワーク）と対応する位置にわたって
いる。また、制御孔１２は、小径孔部１２ａと、この小
径孔部１２ａの上方より連続して形成されている大径孔
部１２ｂとを有しているとともに、大径孔部１２ｂは上
方（載置面板４側）に向かうに従って序々に内径が大き
くなるようにしてすり鉢状に形成されている。

【００１１】載置面板４は、載置台本体部３の天壁１１
上に積層された状態で取り付けられているとともに、制
御孔１２と対応する位置には吸着孔１４が形成されてい
る。なお、この吸着孔１４の内径は後述する駒１５が弾
性変形しても外へ飛び出ない大きさで形成されている。

【００１２】加えて、制御孔１２の大径孔部１２ｂ内に
は駒１５が配設されている。この駒１５は、図５及び図
６に示すように、ゴム材で弾性を有した球状に形成され
ており、通気用の複数の貫通孔１６が球心を通って複数
形成されている。なお、貫通孔１６の内径は制御孔１２
の小径孔部１２ａの内径よりも小さく形成されている。
また、駒１５の外径は制御孔１２の大径孔部１２ｂの最
大内径よりも小さく、かつ小径孔部１２ａの内径よりも
大きく形成されている。

【００１３】そして、この駒１５は、エア室５内が負圧
化されていない状態では大径孔部１２ｂ内に止まってい
る（図３参照）。一方、エア室５内が負圧化されると貫
通孔１６を通ってエア室５内にエアが吸い込まれること
になる。このとき、ワーク１が吸着孔１４を塞いで配置
されている場合は、ワーク１の吸着保持が終了するとワ
ーク１が吸着孔１４に密着されて閉じることにより、エ
アの吸い込みが終了するので、貫通孔１６内をエアがそ
れ以上流れず、大径孔部１２ｂ内に止まったままの状態
におかれる（図３参照）。

【００１４】これに対して、ワーク１が吸着孔１４を塞
いでいない場合は、貫通孔１６内をエアが流れ続けるの
で、駒１５を小径孔部１２ａ内に引き込もうとする力が
長い時間働く。すると、駒１５が弾性圧縮されながら、
この駒１５の一部が小径孔部１２ａ内に引き込まれる。
また、駒１５が弾性圧縮されると貫通孔１６も閉じら
れ、この駒１５が密閉栓となって制御孔１２を閉じる
（図４参照）。

【００１５】次に、このように構成された真空吸着式ワ
ーク固定装置の動作を説明する。まず、載置面板４上に
ワーク１を載せる。この場合、ワーク１のサイズ、形状
により、ワーク１で塞がれた吸着孔１４とワーク１で塞
がれていない吸着孔１４とができる。図１において、同
図中の（ｂ）で示す制御孔１２はワーク１で塞がれ、
（ａ）で示す制御孔１２はワーク１で塞がれていない。

【００１６】次いで、電磁弁７の切り替えによりエア室
５内が真空源８に接続されて、エア室５内が負圧化され
ると、各制御孔１２内で駒１５の貫通孔１６を通して空
気がエア室５に向かって抜かれるようにして流れる。そ
して、ワーク１が吸着孔１４を塞いで配置されている場
合は、吸着孔１４にワーク１が吸着保持され、その後は
エアが貫通孔１６内をそれ以上流れない。このため、駒
１５が大径孔部１２ｂ内に止まったままの状態におか
れ、真空吸着固定が保持される。一方、ワーク１が吸着
孔１４を塞いでいない場合は、貫通孔１６内をエアが流
れ続けるので、駒１５を小径孔部１２ａ内に引き込もう
とする力が働く。すると、駒１５が弾性圧縮されて、こ
の駒１５の一部が小径孔部１２ａ内に引き込まれる。ま
た、駒１５が弾性圧縮されるときに、貫通孔１６も閉じ
られ、この駒１５が密閉栓となって制御孔１２を閉じる
（図４参照）。こうして、ワーク１で塞がれていない吸
着孔１４と対応している制御孔１２は駒１５で閉じられ
る。図１は、この状態を示している。

【００１７】ワーク１の加工が終了したら、電磁弁７が
制御されてエア室５内と真空源８との間が断たれ、これ
に変わって吸気用のバルブ１０が開放される。すると、
そのバルブ１０を通してエア室５内にエアが吸気され
て、エア室５内が略大気圧になる。すると、ワーク１の
真空吸着固定も解かれる。一方、弾性圧縮されて小径孔
部１２ａ内に引き込まれて小径孔部１２ａを塞いでいた
駒１５は、そのまま保持される。そして、次のワーク１
が同一形状で同位置にセットするときには、ワーク１を
載置面板４上に載せ、電磁弁７を介してエア室５内と真
空源８を連通させるようにして、以上の動作を繰り返
す。したがって、この構造では、２回目以降の動作で
は、ワーク１が塞いでいる部分における制御孔１２内だ
けのエア抜きを行ってワーク１を保持することになるの
で、２回目以降でのエア漏れはなくなる。

【００１８】次に、ワーク１の形状やセット位置が変わ
る場合には、電磁弁７の切り替えによりエア室５に圧縮
エア源９を接続させ、この圧縮エア源９よりエア室５内
に圧縮空気を送り込む。すると、それまで小径孔部１２
ａ内に引き込まれて塞いでいた駒１５が小径孔部１２ａ
内より大径孔部１２ｂ内に戻され、全ての制御孔１２が
開放された元の状態に戻る。また、元の位置に戻された
駒１５は自己弾性復帰されて元の形状に戻される。な
お、エア室５に圧縮空気を送り込んでいる過程では駒１
５がその圧縮空気により載置面板４側へ吹き上げられる
こともある。この場合、吸着孔１４は駒１５が外へ飛び
出さない大きさに設けられているので、駒１５の不用意
な飛び出しは確実に防止されるようになっている。次い
で、ワーク１を載置面板４上に配置し、電磁弁７を介し
て真空源８をエア室５に接続させ、このエア室５内を負
圧化すると、ワーク１で塞がれていない部分に対応する
制御孔１２が駒１５で塞がれて固定に必要な真空圧を得
る。

【００１９】したがって、本実施例の構造によれば、ワ
ーク１により塞がれていない制御孔１２は、負圧化され
ると駒１５によって自動的に閉じられるので、ワーク１
で全ての制御孔１２に対応している部分を全て閉じなく
てもエア漏れが生じることもない。これにより、使用で
きるワーク１の形状に制限を受けることなく、一つのワ
ーク固定装置で色々なワークに幅広く適用することがで
きる。これにより、載置台の台数を減らすことができ、
経済面や保管場所等の面で有利に展開することができ
る。

【００２０】なお、上記実施例では、大径孔部１２ｂを
円錐状に形成した構造を開示したが、小径孔部１２ａと
の間に段差を持たせた構造にしても差し支えないもので
ある。しかし、本実施例の構造のように、円錐状にした
場合では、駒の密着性が向上し、制御孔１２を閉じると
きのシール性が良くなる。

【００２１】また、駒１５として球状をした弾性体を使
用した構造を開示したが、例えば図７及び図８に示すよ
うに、駒１５を円錐台形に形成し、その略中心に上下方
向に貫通した孔２０を設けた構造としても差し支えない
ものである。図９及び図１０は図７及び図８に示した円
錐台形の駒１５を使用した場合における動作状態図であ
る。図９及び図１０において図１乃至図４と同一符号を
付すものは同一部材を示している。そして、この円錐台
形をした駒１５は、エア室５内が負圧化されていない状
態では大径孔部１２ｂの上部に止まっている（図９参
照）。一方、エア室５内が負圧化されると貫通孔２０を
通ってエア室５内にエアが吸い込まれることになる。こ
のとき、ワーク１が吸着孔１４を塞いで配置されている
場合は、ワーク１の吸着保持が終了するとエアの吸い込
みが終了するので、貫通孔２０内をエアがそれ以上流れ
ず、大径孔部１２ｂ内に止まったままの状態におかれる
（図３参照）。

【００２２】これに対して、ワーク１が吸着孔１４を塞
いでいない場合は、貫通孔２０内をエアが流れ続けるの
で、駒１５を小径孔部１２ａ内に引き込もうとする力が
長く働く。すると、駒１５が弾性圧縮されながら、この
駒１５の一部が小径孔部１２ａ内に引き込まれる。ま
た、駒１５が弾性圧縮されると、貫通孔２０も閉じら
れ、この駒１５が密閉栓となって制御孔１２を閉じるこ
とになる（図１０参照）。以下の動作は、図１乃至図４
に示した動作と同じである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
使用できるワークの形状に制限を受けることがなく、一
つのワーク固定装置で色々なワークに幅広く適用するこ
とができる。これにより、載置台の台数を減らすことが
でき、経済面や保管場所等の面で有利になる等の効果が
期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の形態例として示す真空吸着式ワーク固
定装置の概略構成断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う方向より見た上面図であ
る。

【図３】本発明装置の動作説明図である。

【図４】本発明装置の動作説明図である。

【図５】本発明装置で使用している駒を単品で示す側面
図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図７】前記駒の変形例を示す側面図である。

【図８】図７のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図９】本発明装置の動作説明図である。

【図１０】本発明装置の動作説明図である。

【符号の説明】

１ ワーク ２ 載置台 ３ 載置台本体部 ４ 載置面板 ５ エア室 ８ 真空源 ９ 圧縮エア源 １２ 制御孔 １２ａ 小径孔部 １２ｂ 大径孔部 １３ 載置台本体部 １４ 吸着孔 １５ 駒 １６ 貫通孔 ２０ 貫通孔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空源と、 ワークが載置される載置台と、 前記載置台の載置面側に近い方が遠い方に比べて内径が
   大きく形成されている複数の制御孔と、 前記制御孔内に配置されて、前記制御孔の最大内径より
   も小さく、かつ前記制御孔の最小内径よりも大きく形成
   されているとともに、前記制御孔の前記最小内径よりも
   小さい内径で作られている貫通孔を有する弾性変形可能
   な駒とを備えており、 前記ワークによって塞がれていない前記制御孔が前記真
   空源により負圧化されると、前記駒の少なくとも一部が
   弾性圧縮されて前記貫通孔を閉じながら前記制御孔の最
   小内径の孔の部分内に向かって引き込まれて前記制御孔
   を閉じることを特徴とする真空吸着式ワーク固定装置。
2. 【請求項２】 前記載置台がワークを載置する載置面板
   を有し、前記載置台側に前記制御孔の大径の孔部分を、
   前記小径の孔部分に近づくに従って序々に小さくなるす
   り鉢状に設けるとともに、前記載置面板に前記制御孔に
   対応し、かつ前記駒が抜け出ない大きさの吸着孔を形成
   している請求項１に記載の真空吸着式ワーク固定装置。
3. 【請求項３】 前記駒を、略球体状に形成している請求
   項２に記載の真空吸着式ワーク固定装置。
4. 【請求項４】 前記貫通孔を、前記駒の球心を通して複
   数設けた請求項３に記載の真空吸着式ワーク固定装置。
5. 【請求項５】 前記駒を円錐台状に形成しているととも
   に、前記貫通孔を前記円錐台の中心を上下に貫通させて
   設けた請求項２に記載の真空吸着式ワーク固定装置。
6. 【請求項６】 下部側にエア室が設けられるとともに、
   上側に近づくのに従って内径が大きくなるようにして前
   記エア室より連続して設けられている複数の制御孔を有
   した載置台本体部と、 前記制御孔に対応して吸着孔を設けて前記載置台本体部
   上に配設されている載置面板と、 前記制御孔内に配置されて、前記制御孔の最大内径より
   も小さく、かつ前記制御孔の最小内径よりも大きく形成
   されているとともに、前記制御孔の最小内径よりも小さ
   い内径で作られている貫通孔を有する弾性変形可能な駒
   と、 前記エア室内を負圧化するための真空源と、 前記エア室へ圧縮エアを送る圧縮エアー源とを備えてお
   り、 前記エア室内が負圧化されると、前記載置面板に載せら
   れるワークによって塞がれていない前記吸着孔と対応し
   ている前記制御孔内に配置されている前記駒の一部が弾
   性圧縮されて前記貫通孔を閉じながら前記制御孔内に引
   き込まれて該制御孔を閉じることを特徴とする真空吸着
   式ワーク固定装置。
7. 【請求項７】 ワークが載せられる載置面に複数形成さ
   れている吸着孔を通じて、前記ワークを載置面上に真空
   吸着して保持する真空吸着式ワーク固定方法において、 前記載置面側に近づくのに従って内径が大きく形成され
   ている複数の制御孔を前記吸着孔に対応して設けておく
   とともに、 前記制御孔の最大内径よりも小さく、かつ前記制御孔の
   最小内径よりも大きく形成されて、略中心には前記制御
   孔の最小内径よりも小さい径の貫通孔を設けた弾性変形
   可能な駒を前記制御孔の最大内径側に配置し、 前記ワークで塞がれていない前記制御孔が真空源により
   負圧化されると、前記駒の少なくとも一部が弾性圧縮さ
   れて前記貫通孔を閉じながら前記最小内径の孔部分内に
   引き込まれるようにして前記制御孔を閉じ、この閉じら
   れた制御孔に対応する前記吸着孔からの吸引を止めて前
   記ワークが載せられている部分に対応している吸着孔に
   だけ真空吸着力が生じるようにしたことを特徴とする真
   空吸着式ワーク固定方法。