(57)【要約】【課題】負圧源の能力を必要以上に大きくすることなく、かつ、段取り工程を設けることなく、大きさの異なるワークを吸着して保持することができるワーク保持装置を提供する。【解決手段】ワーク保持装置は、内部に中空部３３ｂが形成された箱状で、ワークＷとの当接面３３ｓと中空部３３ｂと連通する複数の貫通穴５０を有する。各貫通穴５０の軸方向の中間に、直径が貫通穴５０の直径よりも大径の洞部５１を設け、洞部５１に洞部５１の直径よりも小径かつ貫通穴５０の直径よりも大径のボール５２を配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークとの当接面と負圧源とを連通する複数の貫通穴が形成されたワーク保持装置において、
各前記貫通穴は、負圧源に連通する負圧源側貫通穴と、前記当接面に開口する吸着側貫通穴と、前記負圧源側貫通穴と吸着側貫通穴との軸方向中間にあって前記負圧源側貫通穴及び吸着側貫通穴の直径より大径な洞部と、を有し、
前記洞部に前記洞部の直径よりも小径でかつ前記負圧源側貫通穴及び吸着側貫通穴の直径よりも大径のボールを配置した、
ことを特徴とするワーク保持装置。
【請求項２】
前記吸着側貫通穴の軸線を前記洞部の軸線から外すこと、
を特徴とする請求項１に記載のワーク保持装置。
【請求項３】
前記吸着側貫通穴を、直径が前記洞部の半径未満である複数の貫通穴とする、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板のような板状またはシート状のワークを保持するのに好適なワーク保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の板状ワーク穴明け装置であるプリント基板レーザ加工装置の構成図である（特許文献１参照）。
【０００３】
プリント基板レーザ加工装置は、プリント基板（以下、「ワーク」という。）Ｗをレーザ加工機Ｂに供給する板状ワーク供給装置Ａと、板状ワーク供給装置Ａによって供給されたワークＷにレーザによって穴（主として底付き穴）を明けるレーザ加工機Ｂと、レーザ加工機Ｂによって穴が明けられたワークを排出する排出装置Ｃとで構成され、ワークを１枚ずつタクト送りしてワークに穴を明けるようになっている。
【０００４】
板状ワーク供給装置Ａは、ワークＷをレーザ加工機Ｂに搬送する搬送部Ａ１と、ワークＷを一旦置くワーク載置部Ａ２とで構成されている。また、排出装置Ｃは、レーザ加工機Ｂで穴が明けられたワークを排出搬送する搬送部Ｃ１と、テーブル２５とで構成されている。
【０００５】
板状ワーク供給装置Ａの搬送部Ａ１は、レール１と、不図示のシリンダによりレール１上を図４の左右方向（Ｙ方向。なお、紙面に垂直な方向がＸ方向である。）に往復移動可能なスライダ２と、スライダ２に設けられた１対のリフタ３ａ，３ｂと、リフタ３ａ，３ｂにそれぞれ設けられたフレーム４ａ，４ｂと、フレーム４ａ，４ｂに設けられた複数の真空吸着パッド（以下、「吸着パッド」という。）５とで構成されている。
【０００６】
また、板状ワーク供給装置Ａのワーク載置部Ａ２は、ベース６と、整列テーブル７とで構成されている。そして、ワークＷはベース６上に複数枚積み重ねて載置されるが、整列テーブル７には１枚だけ載置される。板状ワーク供給装置Ａの制御装置９は、搬送部Ａ１を制御するようになっている。
【０００７】
図４中スライダ２の待機位置は実線で示す位置であり、供給位置は破線で示す位置である。そして、スライダ２が待機位置にあるとき、リフタ３ａ，３ｂは上昇位置にある。
【０００８】
レーザ加工機Ｂのテーブル１０のワーク受け取り位置は実線で示す位置に、ワーク取出し位置は破線で示す位置にそれぞれ予め定められている。レーザ加工機Ｂの制御装置１１は、テーブル１０および不図示のレーザ加工部の動作を制御するようになっている。排出装置Ｃの搬送部Ｃ１は、レール２１と、不図示のシリンダによりレール２１上を図４の左右方向に往復移動可能なスライダ２２と、スライダ２２に設けられたリフタ２３と、リフタ２３に設けられたフレーム２４と、フレーム２４に設けられた複数の吸着パッド５とで構成されている。
【０００９】
図４中実線で示す位置がスライダ２２の待機位置であり、破線で示す位置がワーク取出し位置である。そして、スライダ２２が待機位置にあるとき、リフタ２３は上昇位置にある。テーブル２５は、穴明けされたワークＷが載置されるようになっている。排出装置Ｃの制御装置２６は、搬送部Ｃ１の動作を制御するようになっている。そして、制御装置９，２６は、制御装置１１に接続され、制御装置１１からの制御信号により各部を制御するようになっている。
【００１０】
次に、プリント基板レーザ加工装置１２のワーク搬入動作を説明する。
【００１１】
なお、一連のワーク搬入動作は、制御装置１１の制御によって行なわれる。また、整列テーブル７には未加工のワークＷが１枚載置されており、テーブル１０にはワークＷが載置されていないものとする。さらに、スライダ２，２２は、実線の待機位置にあり、テーブル１０は実線のワーク受け取り位置に待機しているものとする。
【００１２】
先ず、リフタ３ａ，３ｂを下降させ、破線で示すように、リフタ３ａの吸着パッド５，５，５を整列テーブル７に載置されたワークＷに、また、リフタ３ｂの吸着パッド５，５，５をベース６上に積み重ねられている最上位のワークＷにそれぞれ当接させた後、吸着パッド５，５，５をオンにしてワークＷを吸着し、リフタ３ａ，３ｂを上昇させる。
【００１３】
次に、スライダ２を破線で示す供給位置に移動させる。そして、リフタ３ａ，３ｂを下降させ、リフタ３ａに保持されたワークＷをワーク受け取り位置に待機しているテーブル１０上に、また、リフタ３ｂに保持されたワークＷを整列テーブル７上に、それぞれ載置して、吸着パッド５をオフにしてワークを解放する。そして、リフタ３ａ，３ｂを上昇させ、スライダ２を実線で示す待機位置に戻し、レーザ加工機Ｂによりテーブル１０上のワークＷにレーザによって穴を明ける。また、剛性が小さいワークＷを吸着するため、特許文献１における複数の吸着パッド５に代えて、方形のワーク保持装置を採用した技術もある（特許文献２）。
【００１４】
図５は、特許文献２におけるワーク保持装置および整列テーブルの断面図である。
【００１５】
図５に示すように、リフタ３の移動部の先端にはプレート３１が固定されている。ワーク保持装置３３は、プレート３１に支持されたガイドロッド３２を介して図の上下方向移動自在に支持されている。ワーク保持装置３３は、内部に中空部３３ｂが形成された箱状のホルダ３３ａとプレート３３ｃとから構成されており、ワークＷとの当接面（下面、吸着面）３３ｓと中空部３３ｂとを連通する複数の貫通穴３４が形成されている。ばね３５はワーク保持装置３３をスライダ２から遠ざける方向に付勢している。中空部３３ｂは継ぎ手３６を介して図示を省略する負圧源に接続されている。
【００１６】
なお、整列テーブル３７もワーク保持装置３３と同様に内部に中空部３７ｂが形成されており、ワークＷとの当接面（上面、吸着面）３７ｓと中空部３７ｂとを連通する複数の貫通穴３８が形成されている。
【００１７】
特許文献２の技術の場合、中空部３３ｂを負圧にすることにより、剛性が小さいワークＷを確実に吸着することができるので、特許文献１の技術に比べて剛性の小さいワークＷに用いて好適である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００１−１３９１７０号公報
【特許文献２】特開２００４−１１４２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
特許文献２の技術の場合、貫通穴３４が大気に導通していると、中空部３３ｂを真空状態にできないため、ワークＷを確実に吸着（保持）することができない。そこで、ワークＷの大きさに合わせたワーク保持装置３３を準備したり、あるいは、ワーク保持装置３３を最大のワークＷを吸着できる大きさとしておき、小さいワークＷを加工する場合は、加工に先立つ段取り工程において加工しようとするワークＷから外れる（ワークＷによって塞がれない）貫通穴３４をテープ等で塞いでいた。
【００２０】
しかし、ワークＷの中には前加工工程においてスルーホール（貫通穴）が形成されているものがある。このようなワークＷを保持する場合、中空部３３ｂの負圧を所望の値に低下させることができず、吸着できない場合がある。そこで、負圧源の能力を必要以上に大きなものとして吸着力を増加させていた。
【００２１】
本発明の目的は、負圧源の能力を必要以上に大きくすることなく、かつ、段取り工程を設けることなく、大きさの異なるワークＷを保持することができるワーク保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、本発明は、ワークとの当接面と負圧源とを連通する複数の貫通穴が形成されたワーク保持装置において、各前記貫通穴は、前記負圧源に連通する負圧源側貫通穴と、前記当接面に開口する吸着側貫通穴と、前記負圧源側貫通穴と吸着側貫通穴との軸方向中間にあって前記負圧源側貫通穴及び吸着側貫通穴の直径より大径な洞部と、を有し、前記洞部に前記洞部の直径よりも小径でかつ前記負圧源側及び吸着側貫通穴の直径よりも大径のボールを配置したことを特徴とする。
【００２３】
この場合、前記吸着側貫通穴の軸線を前記洞部の軸線から外すことができる。
【００２４】
また、前記吸着側貫通穴を、直径が前記洞部の半径未満である複数の貫通穴とすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
スルーホールが加工されたワークであっても、確実に保持することができる。また、負圧源の能力を最小限のものとすることができる。また、段取り工程を設ける必要がないので、ランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るワーク保持装置３３の要部断面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ異なる状態を示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）はそれぞれ異なる実施の形態を示す平面図である。
【図４】プリント基板レーザ加工装置の概略を示す正面図である。
【図５】従来技術によるワーク保持装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は本発明に係るワーク保持装置の要部断面図であり、図５と同じものまたは同一機能のものは同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２８】
ワーク保持装置３３は、負圧源に連通する中空部３３ｂと当接面（ワーク吸着面）３３ｓと連通する多数の貫通穴５０を有する。
【００２９】
貫通穴５０は、予め定めるピッチでＸＹ方向に複数形成されている。各貫通穴５０の中間部には、貫通穴５０の直径よりも大径の洞部５１が形成されている。洞部５１の軸線は貫通穴５０（以下、中空部３３ｂと洞部５１とを接続する貫通穴５０を「負圧源側貫通穴５０ａ」という。また、洞部５１と当接面３３ｓとを接続する貫通穴５０を「吸着側貫通穴５０ｂ」という。）の軸線と同軸であり、かつ洞部５１の軸線方向の長さｋは後述するボール５２の直径よりも長い。
【００３０】
洞部５１の内部には、直径が洞部５１の直径よりも小径かつ負圧源側貫通穴５０ａおよび吸着側貫通穴５０ｂの直径よりも大径のボール５２が配置されている。ボール５２の材質はセラミックであり、比重は２程度である。なお、ボール５２の材質としては、セラミックに限らず、金属あるいは合成樹脂としてもよい。
【００３１】
次に、本発明の動作を説明する。
【００３２】
図２は、本発明の動作を説明する図であり、（ａ）は負圧源がオフの場合を、（ｂ）は負圧源がオンされた直後を、（ｃ）は負圧源がオンされてから一定の時間が経過した場合を、それぞれ示している。なお、吸着側貫通穴５０ｂの当接面３３ｓ側はその一部または全部がワークＷに形成されたスルーホールＷｈに重なっている。
【００３３】
同図（ａ）に示すように、負圧源がオフの場合、ボール５２は重力により吸着側貫通穴５０ｂの上端に当接している。ワーク保持装置３３をワークＷの上面に当接させた後、図示を省略する負圧源をオンすると、同図（ｂ）に示すように、中空部３３ｂは負圧源側貫通穴５０ａ、洞部５１、吸着側貫通穴５０ｂおよびワークＷのスルーホールＷｈを介して大気に接続される。この結果、同図（ｂ）に矢印で示すように、大気５３がスルーホールＷｈおよび吸着側貫通穴５０ｂを介して洞部５１の内部に流入し、流入した大気５３によりボール５２は上方に移動して、同図（ｃ）に示すように、負圧源側貫通穴５０ａの下端に当接して該貫通穴５０ａを塞ぐ。なお、通常、負圧源をオンすると、瞬時に同図（ｃ）の状態になる。そして、負圧源がオンされている間、同図（ｃ）の状態を継続する。ボール５２により負圧源側貫通穴５０ａが塞がれる結果、空気５３が中空部３３ｂに進入することが阻止されるので、負圧源に無駄な負荷がかかることはない。そして、負圧源の動作を停止させると、吸引が解除されたボール５２は自重により落下する。
【００３４】
一方、吸着側貫通穴５０ｂの当接面３３ｓ側がワークＷに形成されたスルーホールＷｈに重なっていない場合、該貫通穴５０ｂは大気から遮断されるので洞部５１の内部は負圧になる。この結果、ワークＷは当接面３３ｓに吸着される。そして、ボール５２には何の外力も働かないので、移動することはなく、図２（ａ）の状態に保たれる。
【００３５】
ところで、ボール５２の材質を例えば合成樹脂にした場合、ボール５２が負圧源側貫通穴５０ａに衝突した際、ボール５２の上端が該貫通穴５０ａに食い込み、負圧源がオフされた後も摩擦力により負圧源側貫通穴５０ａから離れない場合があり得る。そこで、ワークＷを吸着するのに先立ち、中空穴３３ｂに圧縮空気を供給するようにしてもよい。このようにすると、ボール５２の一部が負圧源側貫通穴５０ａに食い込んでいたとしても、ボール５２を負圧源側貫通穴５０ａから離脱させることができるので、吸着能力の低下を予防することができる。
【００３６】
次に、洞部５１の軸線に対する吸着側貫通穴５０ｂの軸線の位置について説明する。
【００３７】
図３は、本発明の変形例を示す図であり、洞部５１を当接面３３ｓ側から見た図である。なお、（ａ）は図１の場合である。
【００３８】
吸着側貫通穴５０ｂとしては、同図（ｂ）に示すように、１個として洞部５１の軸線から外してもよいし、同図（ｃ）に示すように、直径が上記１個の吸着側貫通穴５０ｂの半径よりも小さい２個として洞部５１の軸線に対して対称に配置してもよい。また、同図（ｄ）に示すように、直径が上記１個の吸着側貫通穴５０ｂの半径よりも小さい３個として洞部５１の軸線に対して円周方向等間隔（図示の場合１２０度）に配置してもよいし、同図（ｅ）に示すように、吸着側貫通穴５０ｂを４個として円周方向等間隔（図示の場合９０度）に配置してもよい。このようにすると、ワークＷを吸着するのに先立ち、中空部３３ｂに圧縮空気を供給する場合に、ボール５２が吸着側貫通穴５０ｂの上部に食い込んでしまうことを防止できる。なお、上記図３（ｂ）〜（ｅ）の吸着側貫通穴５０ｂは、直径が前記洞部５１の半径未満である複数の貫通穴である。
【００３９】
また、図示を省略するが、中空部３３ｂを設けることに代えて、負圧源側貫通穴５０ａの洞部５１の反対側の端部に負圧源に接続する配管を直接接続するようにしてもよい。
【００４０】
なお、ボール５２の直径および比重は、吸着側貫通穴５０ｂに流入させる空気の流量により適切な値を選定することができる。
【００４１】
また、ボール５２の直径と負圧源側貫通穴５０ａおよび吸着側貫通穴５０ｂの直径の比をある程度大きくしておけば、ボール５２がこれら貫通穴５０ａ，５０ｂに食いつくことを予防できる。
【符号の説明】
【００４２】
３３  ワーク保持装置
３３ｂ  中空部
３３ｓ  当接面
Ｗ  ワーク
５０  貫通穴
５０ａ  負圧源側貫通穴
５０ｂ  吸着側貫通穴
５１  洞部
５２  ボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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