(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持装置であって、
複数の孔が形成された第１面上に前記被加工物を吸着させるテーブルを備え、
前記孔は、前記被加工物を吸引して吸着させるために形成された複数の第１の孔と、前記第１の孔よりも大きな開口面積で形成された第２の孔と、を有して構成され、
前記第２の孔部分は、前記第２の孔に差し込まれて前記第２の孔を塞ぐ第１閉塞手段によって、前記テーブルの前記第１面と略同一平面とすることが可能であることを特徴とする保持装置。
【請求項２】
前記第１閉塞手段は、軸部と、前記軸部の一端側に設けられて前記軸部よりも外径が大きく形成された頭部とを有するボルト形状を呈しており、
前記第２の孔は、前記軸部が挿入される軸部挿入部と、前記頭部の外径と略同じ大きさの内径で形成されて前記頭部を挿入可能とされた頭部挿入部とを有して構成され、
前記頭部挿入部は、前記軸部挿入部よりも前記第１面側に形成されており、
前記頭部挿入部の高さは、前記第１閉塞手段の頭部の高さと略等しいことを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
【請求項３】
前記軸部には、外ねじが形成され、
前記軸部挿入部には、前記軸部がねじ込まれる内ねじが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の保持装置。
【請求項４】
前記テーブルは、前記第２の孔を前記第１閉塞手段の差し込み方向側に投影した部分に壁部を有しており、
前記壁部は、前記第１閉塞手段の差し込み方向側に凹んだテーパ形状を呈することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項５】
前記第１閉塞手段は、軸部と、前記軸部の一端側に設けられて前記軸部よりも外径が大きく形成された頭部とを有するボルト形状を呈しており、
前記第２の孔は、前記軸部が挿入される軸部挿入部と、前記頭部の外径と略同じ大きさの内径で形成されて前記頭部を挿入可能とされた頭部挿入部とを有して構成され、
前記軸部には、外ねじが形成され、
前記軸部挿入部には、前記軸部がねじ込まれる内ねじが形成され、
前記頭部挿入部は、前記軸部挿入部よりも前記第１面の反対面側に形成されており、
前記軸部挿入部の高さは、前記第１閉塞手段の軸部の高さと略等しく、
前記軸部のうち前記頭部が設けられた側と反対側の端部には、工具を嵌めこんで前記第１閉塞手段をねじ込ませるための凹みが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
【請求項６】
前記第２の孔部分は、前記第２の孔に差し込まれて前記第２の孔を塞ぐ第２閉塞手段によって、前記テーブルの前記第１面よりも凹んだ窪みとすることが可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を吸着して保持する保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テーブル上に保持された被加工物をレーザ光で加工するレーザ加工装置が知られている。このようなレーザ加工装置では、被加工物が載置されるテーブル上に複数の孔が形成される。テーブル上に形成された複数の孔から空気を吸引することで、テーブル上に被加工物を吸着させて保持することが行われる。
【０００３】
レーザ加工装置による被加工物の加工では、非貫通孔を形成するだけでなく、貫通孔を形成することが要求される場合がある。被加工物に貫通孔を形成すると、被加工物を貫通したレーザ光によって、テーブルが損傷してしまう場合がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１には、被加工物の両端を引っ張って被加工物を保持することで、被加工物の裏面にテーブルを設けないようにした構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−６３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された構成によれば、被加工物の両端を引っ張るための機構が必要になり、装置が複雑化してしまう。また、レーザ光による被加工物の加工では、加工中の被加工物に高い平面度が要求される場合があるが、両端の引っ張りによって高い平面度を確保することが難しい。また、被加工物の破壊や変形を抑えつつ、平面度を確保するために、引張強度の調整などが必要になり、装置の複雑化や操作の煩雑化を招く場合があるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物への貫通加工時に装置の破損を抑えることができるとともに、非貫通加工時と貫通加工時とで、装置の組み換えの容易化をより簡単な構成で図ることのできる保持装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物を保持する保持装置であって、複数の孔が形成された第１面上に被加工物を吸着させるテーブルを備え、孔は、被加工物を吸引して吸着させるために形成された複数の第１の孔と、第１の孔よりも大きな開口面積で形成された第２の孔と、を有して構成され、第２の孔部分は、第２の孔に差し込まれて第２の孔を塞ぐ第１閉塞手段によって、テーブルの第１面と略同一平面とすることが可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第２の孔を第１閉塞手段によって閉塞可能とし、閉塞時には第２の孔部分をテーブルの第１面と略同一平面とすることで、被加工物への貫通加工時に装置の破損を抑えることができるとともに、非貫通加工時と貫通加工時とで、装置の組み換えの容易化をより簡単な構成で図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる保持装置を備えるレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、保持装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、テーブルの概略構成を示す部分平面図である。
【図４】図４は、テーブルの部分断面図である。
【図５】図５は、図４に示すＡ部分の部分拡大断面図であって、第１閉塞手段によって貫通加工用孔が閉塞された状態を示す図である。
【図６】図６は、第１閉塞手段の側面図である。
【図７】図７は、第１閉塞手段を頭部側から見た平面図である。
【図８】図８は、図４に示すＡ部分の部分拡大断面図であって、貫通加工用孔が開放された状態を示す図である。
【図９】図９は、図４に示すＡ部分の部分拡大断面図であって、第２閉塞手段によって貫通加工用孔が閉塞された状態を示す図である。
【図１０−１】図１０−１は、第２閉塞手段の側面図である。
【図１０−２】図１０−２は、第２閉塞手段の側面図である。
【図１１】図１１は、第２閉塞手段の変形例を示す側面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２にかかる保持装置が備えるテーブルの断面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示すＢ部分を拡大した部分拡大断面図であって、非貫通加工時の状態を示す図である。
【図１４】図１４は、図１２に示すＢ部分を拡大した部分拡大断面図であって、貫通加工時の状態を示す図である。
【図１５】図１５は、図１２に示すＢ部分を拡大した部分拡大断面図であって、貫通加工時の状態の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかる保持装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る保持装置を備えるレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。レーザ加工装置１は、レーザ照射装置２、保持装置３を備える。レーザ加工装置１は、保持装置３に保持されたセラミックグリーンシート等の被加工物４に、レーザ光を用いて貫通孔や止め穴を形成する。
【００１３】
レーザ照射装置２は、レーザ発振器５、反射ミラー６、集光レンズ７を有して構成される。レーザ発振器５は、レーザ光を発生させるものである。反射ミラー６は、レーザ発振器５で発生されたレーザ光を、集光レンズ７に向けて反射させる。集光レンズ７は、入射したレーザ光を集光させる。この集光されたレーザ光により、被加工物４が加工される。
【００１４】
図２は、保持装置の概略構成を示すブロック図である。保持装置３は、テーブル８、吸引用ポンプ９を有して構成される。保持装置３は、被加工物４をレーザ加工する際に、被加工物４を保持する。
【００１５】
図３は、テーブルの概略構成を示す部分平面図である。図４は、テーブルの部分断面図である。テーブル８は、表面（第１面）１０ａ上に被加工物４が載置される載置部１０と、載置部１０の表面１０ａの反対側に設けられる基部１８とを有する。なお、載置部１０と基部１８とが一体に形成されていても構わない。
【００１６】
載置部１０の表面１０ａには、孔１１が形成されている。孔１１は、吸引用孔（第１の孔）１１ａと貫通加工用孔（第２の孔）１１ｂとを有して構成される。図３に示すように、吸引用孔１１ａは、表面１０ａの略全域にわたり複数形成されている。図４に示すように、テーブル８の内部には、載置部１０と基部１８に囲まれた吸引路１２が形成されている。
【００１７】
吸引用孔１１ａは、テーブル８の内部で吸引路１２につながっている。吸引路１２は、吸引用ポンプ９につながっている。吸引用ポンプ９によって吸引路１２の空気を吸引して、吸引用孔１１ａの内部の圧力を低下させることで、載置部１０の表面１０ａ上に載置された被加工物４を吸着させることができる。
【００１８】
貫通加工用孔１１ｂは、吸引用孔１１ａよりも大きな開口面積で形成されている。この貫通加工用孔１１ｂは、載置部１０の表面１０ａに載置される被加工物４の、アライメントマークやガイドホールといった貫通孔が形成される位置に対応する位置に形成されたものである。被加工物４に貫通孔が形成される際に、レーザ照射装置２から照射されたレーザが被加工物４を貫通してテーブル８を破損させるのを防ぐために、貫通加工用孔１１ｂが設けられる。
【００１９】
貫通加工用孔１１ｂは、吸引用孔１１ａと同様にテーブル８の内部で吸引路１２につながっており、貫通孔を形成した際に発生する切片等が吸引路１２を介して回収できるようになっている。図示は省略しているが、切片等によって吸引用ポンプ９が故障するのを防ぐために、吸引用ポンプ９の手前にはフィルターが設けられている。
【００２０】
図５は、図４に示すＡ部分の部分拡大断面図であって、第１閉塞手段によって貫通加工用孔１１ｂが閉塞された状態を示す図である。図５に示すように、貫通加工用孔１１ｂは、第１閉塞手段１３で閉塞可能とされる。
【００２１】
図６は、第１閉塞手段１３の側面図である。図７は、第１閉塞手段１３を頭部側から見た平面図である。図６および図７に示すように、第１閉塞手段は、軸部１３ａと頭部１３ｂとを有しており、全体としてボルト形状を呈している。軸部１３ａには、外ねじが形成されている。頭部１３ｂは、軸部１３ａの一端側に設けられて、軸部１３ａよりも外径が大きく形成されている。
【００２２】
第１閉塞手段１３の形状に合わせて貫通加工用孔１１ｂは、軸部１３ａが挿入される軸部挿入部１５と、頭部１３ｂが挿入される頭部挿入部１６とを有して構成される。頭部挿入部１６は、軸部挿入部１５よりも表面１０ａ側に形成される。軸部挿入部１５の内壁には、軸部１３ａをねじ込み可能とするための内ねじが形成されている。頭部挿入部１６の内径は、軸部挿入部１５の内径よりも大きく形成されている。
【００２３】
頭部１３ｂの高さと頭部挿入部１６の高さは略等しくなっている。第１閉塞手段１３を貫通加工用孔１１ｂにねじ込んでいくと、頭部挿入部１６の底面１６ａと頭部１３ｂとが当接して、それ以上のねじ込みが規制される。ここで、頭部１３ｂの高さと頭部挿入部１６の高さが略等しいため、載置部１０の表面１０ａと頭部１３ｂの頂面１３ｃとが略同一の平面を構成することとなる。
【００２４】
したがって、第１閉塞手段１３を可能な限りねじ込むだけで、載置部１０の表面１０ａと頭部１３ｂの頂面１３ｃとを略同一の平面に構成することができる。なお、頭部１３ｂには、ドライバー（図示せず）などの工具を嵌め込んで第１閉塞手段１３をねじ込ませるための凹み１３ｄが形成されている。
【００２５】
図８は、図４に示すＡ部分の部分拡大断面図であって、貫通加工用孔１１ｂが開放された状態を示す図である。図８に示すように、第１閉塞手段１３を取り外すことで貫通加工用孔１１ｂが開放される。被加工物４に貫通加工を行う場合には、貫通加工用孔１１ｂを開放した上で、貫通加工用孔１１ｂに貫通箇所が重なるように被加工物４が載置される。
【００２６】
貫通加工用孔１１ｂが形成されることで、貫通加工時に被加工物４を貫通したレーザ光は、載置部１０にはほとんど照射されずに、基部１８の壁面に到達する。基部１８の壁面に到達するレーザ光は、照射領域がある程度広がっているため、基部１８の壁面はほとんど破損されずに済む。
【００２７】
吸引路１２を構成する壁面のうち、貫通加工用孔１１ｂに対向する部分、すなわち貫通加工用孔１１ｂを後述する第１閉塞手段の差し込み方向側に投影した部分である壁部１８ａは、円錐上に切削されてテーパ形状の凹みが形成されている。壁部１８ａがテーパ形状を呈しているため、壁部１８ａで反射したレーザ光が、被加工物４に直接照射されにくくなる。これにより、反射したレーザ光による被加工物４の破損を抑えることができる。
【００２８】
図９は、図４に示すＡ部分の部分拡大断面図であって、第２閉塞手段によって貫通加工用孔が閉塞された状態を示す図である。図１０−１は、第２閉塞手段の側面図である。図１０−２は、第２閉塞手段の側面図である。図９に示すように、第２閉塞手段１４で貫通加工用孔１１ｂを閉塞した状態で、被加工物４に貫通加工を行うことも可能である。
【００２９】
第２閉塞手段１４は、貫通加工用孔１１ｂの軸部挿入部１５にねじ込めるように外ねじが形成されている。第２閉塞手段１４には、第１閉塞手段１３のような頭部１３ｂが設けられていない。そのため、図９に示すように、貫通加工用孔１１ｂ部分が載置部１０の表面１０ａよりも凹んだ状態となるようにねじ込むことが可能であり、貫通加工用孔１１ｂ部分を窪みとすることができる。
【００３０】
被加工物４に貫通加工を行う場合には、窪みが形成された貫通加工用孔１１ｂ部分に貫通箇所が重なるように被加工物４が載置される。貫通加工用孔１１ｂ部分が窪みとなるので、貫通加工時に被加工物４を貫通したレーザ光は、載置部１０にはほとんど照射されずに、第２閉塞手段１４の差し込み方向に沿った端面に到達する。第２閉塞手段１４の端面に到達するレーザ光は、照射領域がある程度広がっているため、第２閉塞手段１４の端面はほとんど破損されずに済む。
【００３１】
また、第２閉塞手段１４の端面は、円錐上に切削されてテーパ形状の凹みが形成されている。第２閉塞手段１４の端面がテーパ形状を呈しているため、端面で反射したレーザ光が、被加工物４に直接照射されにくくなる。これにより、反射したレーザ光による被加工物４の破損を抑えることができる。
【００３２】
テーパ形状の凹みは、第２閉塞手段１４の両方の端面に形成されているため、どちらの端面側から第２閉塞手段１４を差し込んでも、反射したレーザ光による被加工物４の破損を抑える効果を得ることができる。したがって、レーザ加工装置１の使用者は、差し込み方向を気にせずに第２閉塞手段１４を使用することができる。なお、第２閉塞手段１４の端面には、ドライバー（図示せず）などの工具を嵌め込んで第２閉塞手段１４をねじ込ませるための凹み１４ａが形成されている。
【００３３】
図１１は、第２閉塞手段１４の変形例を示す側面図である。図１１に示すように、第２閉塞手段１４の一方の端面にのみテーパ形状の凹みが形成されていても構わない。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態１にかかる保持装置３によれば、被加工物４に非貫通加工を行う場合には、貫通加工用孔１１ｂを第１閉塞手段１３で閉塞することができる。第１閉塞手段１３を用いれば、載置部１０の表面１０ａと第１閉塞手段１３の頂面１３ｃとの平面度を容易に確保することができる。載置部１０の表面１０ａと第１閉塞手段１３の頂面１３ｃとの平面度を確保することで、被加工物４の変形を抑えることができ、加工精度の低下を抑えることができる。
【００３５】
また、被加工物４に貫通加工を行う場合には、第１閉塞手段１３を取り外すか、第２閉塞手段１４に取り替えるだけで、貫通箇所の裏面に所定の空間を確保することができ、載置部１０の破損を抑えることができる。また、第１閉塞手段１３を取り外すか、第２閉塞手段１４に取り替えるだけでよいので、装置の組み換えの容易化をより簡単な構成で図ることができる。
【００３６】
また、第２閉塞手段１４を用いた場合には、第２閉塞手段１４によって貫通加工用孔１１ｂが吸引路１２から隔離されるため、加工時に発生する切片が吸引路１２内に吸い込まれるのを防ぐことができる。吸引路１２内を切片が勢いよく通過すると、吸引用ポンプ９の手前に設けられたフィルター（図示せず）を破損させたり、吸引用ポンプ９自体を破損させたりしてしまうおそれがあるが、第２閉塞手段１４を用いることで、このような破損を抑えることができる。
【００３７】
また、吸引路１２の壁部１８ａや第２閉塞手段１４の端面にテーパ形状の凹みを設けることで、反射したレーザ光によって被加工物４が破損されるのを抑えることができる。
【００３８】
なお、第１閉塞手段１３の軸部１３ａに外ねじを形成しているが、軸部１３ａに外ねじを形成しない構成としてもよい。この場合、貫通加工用孔１１ｂの軸部挿入部１５の内径よりも軸部１３ａの外径を僅かに小さく形成すれば、第１閉塞手段１３を貫通加工用孔１１ｂに単純に差し込むことができる。また、頭部１３ｂに引っ掛け部などを形成して、差し込まれた第１閉塞手段１３を容易に引き抜けるようにしてもよい。
【００３９】
実施の形態２．
図１２は、本発明の実施の形態２にかかる保持装置が備えるテーブルの断面図である。図１３は、図１２に示すＢ部分を拡大した部分拡大断面図であって、非貫通加工時の状態を示す図である。図１４は、図１２に示すＢ部分を拡大した部分拡大断面図であって、貫通加工時の状態を示す図である。なお、上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、第１閉塞手段１１３が、軸部１１３ａと頭部１１３ｂを有している。また、貫通加工用孔（第２の孔）１１１ｂが、軸部挿入部１１５と頭部挿入部１１６とを有している。
【００４１】
図１３や図１４に示すように、本実施の形態２では、頭部挿入部１１６が軸部挿入部１１５よりも、載置部１０の表面１０ａの反対面側に形成されている。そして、貫通加工用孔１１１ｂに対して、載置部１０の表面１０ａの反対面側から第１閉塞手段１１３がねじ込まれる。
【００４２】
また、ドライバー（図示せず）などの工具を嵌め込んで第１閉塞手段１１３をねじ込ませるための凹み１１３ｄは、軸部１１３ａのうち頭部１１３ｂが設けられた側の反対となる端面に形成されている。これにより、載置部１０の表面１０ａの反対面側からねじ込まれる第１閉塞手段１１３を、表面１０ａ側からの操作でそのねじ込み量を調整することができる。
【００４３】
軸部１１３ａの高さと軸部挿入部１１５の高さは略等しくなっている。そのため、頭部挿入部１１６の底面１１６ａと頭部１１３ｂとが当接するまで第１閉塞手段１１３をねじ込めば、図１３に示すように、載置部１０の表面１０ａと軸部１１３ａの端面とを同一平面に構成することができる。
【００４４】
また、第１閉塞手段１１３を載置部１０の表面１０ａの反対面側に移動させれば、図１４に示すように、被加工物４に貫通加工を行うための凹みを、貫通加工用孔１１１ｂ部分に設けることができる。このように、貫通加工時と非貫通加工時とで、第１閉塞手段１１３の取り付けや取り外しを行わずに、ねじ込み量の調整をすればよいので、作業の簡単化を図ることができる。また、第１閉塞手段１１３を取り外さずに済むので、第１閉塞手段１１３を紛失しにくくすることができる。
【００４５】
図１５は、図１２に示すＢ部分を拡大した部分拡大断面図であって、貫通加工時の状態の他の例を示す図である。図１５に示すように、貫通加工用孔１１１ｂ部分に凹みを設けた状態で、実施の形態１で示したような端面がテーパ形状とされた第２閉塞手段１４を用いてもよい。
【００４６】
第１閉塞手段１１３の端面でレーザ光を反射させるよりも、第２閉塞手段１４の端面でレーザ光を反射させることで、反射したレーザ光が被加工物４に直接照射されにくくなる。これにより、被加工物４を貫通してから反射したレーザ光による被加工物４の破損を抑えることができる。なお、上記実施の形態１と同様に、第２閉塞手段１４は、一方の端面にのみテーパ形状の凹みが形成されていても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる保持装置は、被加工物への貫通加工と非貫通加工を行うレーザ加工装置の保持装置に適している。
【符号の説明】
【００４８】
１  レーザ加工装置
２  レーザ照射装置
３  保持装置
４  被加工物
５  レーザ発振器
６  反射ミラー
７  集光レンズ
８  テーブル
９  吸引用ポンプ
１０  載置部
１０ａ  表面（第１面）
１１  孔
１１ａ  吸引用孔（第１の孔）
１１ｂ  貫通加工用孔（第２の孔）
１２  吸引路
１３  第１閉塞手段
１３ａ  軸部
１３ｂ  頭部
１３ｃ  頂面
１３ｄ  凹み
１４  第２閉塞手段
１４ａ  凹み
１５  軸部挿入部
１６  頭部挿入部
１６ａ  底面
１８  基部
１８ａ  壁部
１１１ｂ  貫通加工用孔（第２の孔）
１１３  第１閉塞手段
１１３ａ  軸部
１１３ｂ  頭部
１１３ｄ  凹み
１１５  軸部挿入部
１１６  頭部挿入部
１１６ａ  底面
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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