(57)【要約】【課題】処理対象物を確実に保持することが可能な回転継手およびこれを用いた回転装置を提供する。【解決手段】回転継手５０はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる。回転継手５０は、上部および下部が開口された筒状の継手本体５１を有する。そして、回転軸２は、継手本体５１内に挿入されるように配される。継手本体５１の内周面には、複数（図２では４つ）のフィン部５２が各々所定の間隔をあけて突出するように、当該継手本体５１の円周方向に連なって設けられる。これらのフィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは、それぞれ上斜め方向を向くように配される。【選択図】図２
2008206899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空領域を有する回転体において前記中空領域を介して吸引することにより処理対象物を前記回転体に保持させつつ回転させる回転装置に用いられる回転継手であって、
前記回転体の一部を取り囲むとともに筒状に形成された継手本体と、
前記継手本体の内周面および前記回転体の外周面の一方または双方の円周方向に連なって設けられる１以上のフィン部とを備え、
前記吸引が行われた場合に、前記フィン部がその吸引力で撓むことによって前記回転体の外周面、前記継手本体の内周面、または軸方向に対して対向するように配された他のフィン部に密着することを特徴とする回転継手。
【請求項２】
前記フィン部が、前記回転体の軸方向に多段に複数設けられたことを特徴とする請求項１に記載の回転継手。
【請求項３】
前記継手本体および前記フィン部はポリテトラフルオロエチレンからなることを特徴とする請求項１または２に記載の回転継手。
【請求項４】
前記フィン部が取り外し可能なことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転継手。
【請求項５】
中空領域を有する回転体により処理対象物を回転させつつ、前記中空領域を介して吸引することにより前記回転体に当該処理対象物を保持させる回転装置であって、
請求項１〜４のいずれかに記載の回転継手と、
前記回転体の前記中空領域を介して前記処理対象物を吸引する吸引手段とを備えたことを特徴とする回転装置。
【請求項６】
前記処理対象物に切削加工、研削加工または研磨加工を施す加工手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転継手およびこれを用いた回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、処理対象物を回転させつつ、当該処理対象物に研削又は切削等の処理を施す回転装置が開発されている。このような回転装置において、回転する基板を保持するために、次のような構成が提案されている。例えば、特許文献１に記載されているスピンナー用治具において基板保持部には、複数の真空チャック穴が形成されている。これらの真空チャック穴は、基板を真空吸引することにより基板保持部の上面に吸着させるために用いられる。このような構成により、基板保持部に保持されつつ回転される基板が保持されるようになっている。
【０００３】
上記の基板保持部は、基板を保持する回転板（ターンテーブル）と中空の回転軸とから構成されている。基板保持部に設けられた上記複数の真空チャック穴は、回転軸と連通している。そして、この回転軸は、継手を介して排気管に接続されている。
【０００４】
ここで、処理対象物を強力な吸引力で確実に保持するために、回転体である上記回転軸と固定体である上記継手との間からエアーが漏れることを防止することが重要となる。例えば、電気掃除機用吸込ホースにおいて、回動可能な接手（回転体）とホース（固定体）とを係止部により連結し、当該連結部分でのエアー漏れを防止するために、弾性物質で形成された中空蛇腹状の気密パッキンを装着した構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２９９２０４号公報
【特許文献２】実公昭４８−２８７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成は以下のような課題を有している。すなわち、上記回転軸と排気管とを接続する継手から空気が漏洩する場合がある。その結果、基板の吸引が良好に行われず、基板が回転板に確実に吸着保持されないことがある。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載の構成は、回転体（接手）が回転している際に、エアー漏れが防止されるものではないので、例えば１００回転／分又は５００回転／分の回転数で回転する回転体においてエアー漏れを防止することは困難である。
【０００７】
上記の課題に鑑みて、本発明の目的は、処理対象物を確実に保持することが可能な回転継手およびこれを用いた回転装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る回転継手の要旨とするところは、中空領域を有する回転体において前記中空領域を介して吸引することにより処理対象物を前記回転体に保持させつつ回転させる回転装置に用いられる回転継手であって、
前記回転体の一部を取り囲むとともに筒状に形成された継手本体と、
前記継手本体の内周面および前記回転体の外周面の一方または双方の円周方向に連なって設けられる１以上のフィン部とを備え、
前記吸引が行われた場合に、前記フィン部がその吸引力で撓むことによって前記回転体の外周面、前記継手本体の内周面、または軸方向に対して対向するように配された他のフィン部に密着することにある。
【０００９】
前記回転継手において、前記フィン部が、前記回転体の軸方向に多段に複数設けられ得る。
【００１０】
前記回転継手において、前記継手本体および前記フィン部はポリテトラフルオロエチレンからなり得る。
【００１１】
前記回転継手において、前記フィン部が取り外し可能であり得る。
【００１２】
第２の発明に係る回転装置の要旨とするところは、中空領域を有する回転体により処理対象物を回転させつつ、前記中空領域を介して吸引することにより前記回転体に当該処理対象物を保持させる回転装置であって、
第１の発明に係る回転継手と、
前記回転体の前記中空領域を介して前記処理対象物を吸引する吸引手段とを備えることにある。
【００１３】
前記回転装置は、前記処理対象物に切削加工、研削加工または研磨加工を施す加工手段をさらに備え得る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、真空ポンプ等の吸引装置により吸引動作が開始されると、フィン部が下方に引き寄せられ撓む。これにより、フィン部の周縁部が回転軸の外周面に密着する。したがって、フィン部と回転軸との間から空気が漏洩することを防止できる。よって、処理対象物の処理が行われる際に、処理対象物を確実に保持することが可能となる。これにより、処理対象物の処理を高精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る回転継手およびこれを用いた回転装置について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（１）第１の実施の形態
【００１７】
図１は、本実施の形態に係る回転装置１００の外観を示す模式図である。図１（ａ）は回転装置１００の上面図であり、図１（ｂ）および図１（ｃ）は回転装置１００の各側面図である。
【００１８】
図１に示すように、回転装置１００はベース１０１を備える。ベース１０１上にカバー１０２が複数のボルト１０２ａにより固定されている。カバー１０２の上面は貫通しており、この貫通部分から回転体３が突出するように設けられている。回転体３上には、天板１が複数のボルト１０３ａにより固定されている。なお、上記の天板１および回転体３の詳細については後述する。
【００１９】
カバー１０２内に配された後述のギアボックス５（図２）に接続されたモーター４がカバー１０２の外部に配される。また、カバー１０２の内部から外部に渡って排気管１０４が配され、当該排気管１０４には吸引口１０５が取り付けられている。
【００２０】
本実施の形態の回転装置１００には、回転体３の回転を止めるブレーキ（図示せず）が設けられている。回転体３を回転させて用いる場合には、矩形の処理対象物を円形に加工することや研磨処理等を行うことができ、上記ブレーキにより当該回転体３を静止させて用いる場合には、処理対象物を分割する等の切削加工等を行うことができる。
【００２１】
図２は、図１の回転装置１００のカバー１０２内の構成を示す模式図である。なお、図２においては、理解を容易にするため、構成の一部を断面により示している。回転体３の上面に固定された上記天板１上に処理対象物Ｗが吸着保持される。
【００２２】
回転体３は、中央部が貫通している平板部３ａおよび筒部３ｂを有する。上記天板１の下面中央には、中空の回転軸２が固定されている。この回転軸２は、平板部３ａの貫通部分を介して筒部３ｂの内部に収まるように配される。天板１および回転軸２は、金属、合金（例えば、ステンレス鋼）等からなる。これにより、天板１および回転軸２の機械的強度、耐薬品性および耐熱性等を向上できる。
【００２３】
回転体３には、ギアからなる接続手段５ａを介してギアボックス５が接続され、当該ギアボックス５にはモーター４が取り付けられる。モーター４、ギアボックス５および接続手段５ａにより回転体３を回転軸２の回りに回転させる。これにより、回転体３に取り付けられた天板１も回転軸２の回りに回転する。したがって、処理対象物Ｗを保持しつつ回転させながら、当該処理対象物Ｗの上方に昇降可能に配された加工手段２００を用いて所定の処理（切削加工、研削加工、研磨加工等）を行うことができる。
【００２４】
天板１は、処理対象物Ｗを吸引するための複数の吸引孔６を有する。これらの吸引孔６は、天板１を上方から見た場合に、複数の同心円上に配される。また、天板１の内部には、上記複数の吸引孔６がそれぞれ連通する連通領域６ａが形成される。天板１の下面中央は貫通しており、上記の連通領域６ａが回転軸２の中空領域に通じている。
【００２５】
次に、本実施の形態における回転継手について説明する。回転継手５０は、樹脂等の摩擦係数が小さい材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等）からなる。本実施の形態において、ポリテトラフルオロエチレンを回転継手５０に用いるのは、当該ポリテトラフルオロエチレンが低磨耗性、非粘着性および耐薬品性等を有しているためである。特に本実施の形態においては、後述するように回転継手５０のフィン部５２が、回転する回転軸２に密着するので、当該回転継手５０の材料にポリテトラフルオロエチレン等の低磨耗性を有するものを用いることが好適である。
【００２６】
回転継手５０は、上部および下部が開口された筒状の継手本体５１を有する。そして、上記回転軸２は、継手本体５１内に挿入されるように配される。継手本体５１の内周面には、複数（図２では４つ）のフィン部５２が各々所定の間隔をあけて突出するように、当該継手本体５１の円周方向に連なって設けられている。説明の便宜上、上記複数のフィン部５２を、図１において下側からフィン部５２ａ、フィン部５２ｂ、フィン部５２ｃおよびフィン部５２ｄとする。これらのフィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは、それぞれ上斜め方向を向くように配される。
【００２７】
継手本体５１は、その下方にテーパ部５１ａおよび管状の排気部５１ｂを有する。当該排気部５１ｂは、接続部７を介して排気管１０４に接続される。この排気管１０４に取り付けられた吸引口１０５には図示しない真空ポンプが接続される。このような構成により、天板１の各吸引孔６は、天板１の連通領域６ａ、回転軸２の内部空間、継手本体５１の内部空間および排気管１０４の内部空間を介して上記真空ポンプ内に連通している。
【００２８】
本実施の形態において、処理対象物Ｗに研削加工等の処理を行う場合には、当該処理対象物Ｗが天板１上に吸着保持される。処理対象物Ｗの吸着保持の方法は、以下の通りである。
【００２９】
真空ポンプにより真空圧（例えば、−８０ＭＰａ）で吸引動作が開始されると、排気管１０４、継手本体５１、回転軸２および天板１の各吸引孔６を介して処理対象物Ｗが天板１上に吸着される。これにより、天板１上に処理対象物Ｗを吸着保持することができる。
【００３０】
複数の吸引孔６のうち、処理対象物Ｗにより塞がれていない吸引孔６上にはシート９が被覆される。これにより、当該吸引孔６から空気が漏洩することを防止することができ、処理対象物Ｗの吸着を確実に行うことができる。
【００３１】
ここで、真空ポンプにより吸引動作が開始されると、上述のように処理対象物Ｗが各吸引孔６により吸引され天板１上に吸着保持されるとともに、継手本体５１のフィン部５２も吸引される。この詳細な動作は次の通りである。
【００３２】
図３は、継手本体５１のフィン部５２ａが吸引される状態を説明するための説明図である。図３に示すように、通常状態（真空ポンプにより真空吸引されない状態）でフィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの周縁部の一部は、回転軸２の外周面に接触している。
【００３３】
真空ポンプにより吸引動作が開始されると、フィン部５２ａの下方の領域Ｘの圧力が負圧となる。フィン部５２ａの上方の領域Ｙの圧力は大気圧であるので、その差圧によりフィン部５２ａが下方に引き寄せられ撓む。これにより、図３において点線で示すように、フィン部５２ａの周縁部が回転軸２の外周面に密着する。したがって、フィン部５２ａと回転軸２との間から空気が漏洩することを防止できる。よって、処理対象物Ｗの処理が行われる際に、処理対象物Ｗを確実に保持することが可能となる。これにより、処理対象物Ｗの処理を高精度で行うことができる。
【００３４】
回転継手５０が回転する回転軸２に密着した場合でも、摩擦係数が小さいポリテトラフルオロエチレンからなるため、当該回転継手５０の摩耗の程度は小さい。フィン部５２ａが回転軸２に長時間密着することによって摩耗の程度が大きくなり、当該フィン部５２ａが回転軸２に密着しなくなった場合でも、その上方のフィン部５２ｂが吸引される。これにより、フィン部５２ｂが回転軸２の外周面に密着する。したがって、フィン部５２ｂと回転軸２との間から空気が漏洩することを防止できる。このように、一つのフィン部が摩耗した場合でも、その上方に設けられた他のフィン部により空気の漏洩を防ぐことが可能となる。
【００３５】
（２）第２の実施の形態
【００３６】
図４は、回転継手５０および回転軸２の他の構成を示す断面図である。なお、図４において図２と同じ構成については、その図示を省略している。以下では、図２の回転継手５０の構成と異なる点を説明する。
【００３７】
図４に示すように、本実施の形態では、継手本体５１の内周面にフィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが各々所定の間隔をあけて下斜め方向に突出するように、当該継手本体５１の円周方向に連なって設けられている。また、回転軸２の外周面には、当該回転軸２の円周方向に連なる複数の凸部２ａが設けられる。
【００３８】
各凸部２ａは、フィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの各々の下方に配される。また、各凸部２ａの厚みは、フィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの厚みよりも大きく設定される。
【００３９】
このような構成において、真空ポンプにより吸引動作が開始されると、上述の第１の実施の形態と同様に、フィン部５２ａが下方に引き寄せられる。これにより、フィン部５２ａが凸部２ａに密着する。したがって、フィン部５２ａと回転軸２との間から空気が漏洩することを防止できる。よって、処理対象物Ｗの処理が行われる際に、処理対象物Ｗを確実に保持することが可能となる。これにより、処理対象物Ｗの処理を高精度で行うことができる。
【００４０】
本実施の形態においては、フィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは樹脂材料からなり、回転軸２の凸部２ａはステンレス鋼からなるが、これに限定されるものではなく、フィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄおよび凸部２ａが共に樹脂材料からなってもよい。これにより、フィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄと凸部２ａとの接触による摩耗を低減できるとともに、回転継手５０内に回転軸２を挿入して配することが容易となる。但し、真空ポンプにより吸引動作が行われる際に、凸部２ａがその吸引力で撓むことのない剛性（強度）を有する必要がある。
【００４１】
（３）第３の実施の形態
【００４２】
図５は、回転継手５０および回転軸２のさらに他の構成を示す断面図である。なお、図５において図２と同じ構成については、その図示を省略している。以下では、図２の回転継手５０の構成と異なる点を説明する。
【００４３】
図５に示すように、本実施の形態では、回転軸２の外周面に、当該回転軸２の円周方向に連なる複数の凸部２ａが設けられる。各凸部２ａは、フィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの各々の下方に配される。また、各凸部２ａの厚みは、フィン部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの厚みよりも大きく設定される。
【００４４】
このような構成において、真空ポンプにより吸引動作が開始されると、上述の第１の実施の形態と同様に、フィン部５２ａが下方に引き寄せられる。これにより、フィン部５２ａが回転軸２の凸部２ａに密着する。したがって、フィン部５２ａと回転軸２との間から空気が漏洩することを防止できる。よって、処理対象物Ｗの処理が行われる際に、処理対象物Ｗを確実に保持することが可能となる。これにより、処理対象物Ｗの処理を高精度で行うことができる。
【００４５】
（４）第４の実施の形態
【００４６】
図６は、回転継手５０および回転軸２のさらに他の構成を示す断面図である。なお、図６において図２と同じ構成については、その図示を省略している。以下では、図２の回転継手５０の構成と異なる点を説明する。
【００４７】
図６に示すように、本実施の形態では、回転継手５０の継手本体５１にはフィン部は設けられていない。また、回転軸２の外周面には、取り外し可能な筒状の漏洩防止手段２０が接着等により取り付けられる。この漏洩防止手段２０の外周面には、複数のフィン部２１が各々所定の間隔をあけて上斜め方向に突出するように、当該漏洩防止手段２０の円周方向に連なって設けられている。なお、上記の漏洩防止手段２０を用いる代わりに、継手本体５１の内周面に、フィン部を有する取り外し可能な漏洩防止手段を設けてもよい。
【００４８】
このような構成において、真空ポンプにより吸引動作が開始されると、上述の第１の実施の形態と同様に、最下部のフィン部２１が下方に引き寄せられる。これにより、当該フィン部２１が継手本体５１の内周面に密着する。したがって、フィン部２１と継手本体５１との間から空気が漏洩することを防止できる。よって、処理対象物Ｗの処理が行われる際に、処理対象物Ｗを確実に保持することが可能となる。これにより、処理対象物Ｗの処理を高精度で行うことができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、漏洩防止手段２０のフィン部２１が摩耗した場合でも、回転軸２から当該漏洩防止手段２０を取り外して交換することができる。したがって、メンテナンス性を向上できる。
【００５０】
（５）第５の実施の形態
【００５１】
図７は、回転継手５０および回転軸２のさらに他の構成を示す断面図である。なお、図７において図２と同じ構成については、その図示を省略している。以下では、図２の回転継手５０の構成と異なる点を説明する。
【００５２】
図７に示すように、本実施の形態では、回転継手５０の継手本体５１にはフィン部は設けられていない。また、回転軸２の外周面には、当該外周面の円周方向に連なって形成された複数の凹部２ｂが設けられている。
【００５３】
継手本体５１の内周面に接触するように、複数のリング２２がそれぞれ各凹部２ｂに嵌合している。各リング２２は、真空ポンプにより吸引動作が開始されると、回転軸２の軸方向に撓むことによって継手本体５１の内周面に密着する。したがって、各リング２２と継手本体５１との間から空気が漏洩することを防止できる。よって、処理対象物Ｗの処理が行われる際に、処理対象物Ｗを確実に保持することが可能となる。これにより、処理対象物Ｗの処理を高精度で行うことができる。
【００５４】
また、本実施の形態では、リング２２が摩耗した場合でも、当該リング２２を容易に交換することができる。したがって、メンテナンス性を向上できる。
【００５５】
（６）他の実施の形態
【００５６】
上記各実施の形態では、４つのフィン部５２を設けることとしたが、これに限定されるものではなく、４つ未満でもよく、または５つ以上設けてもよい。
【００５７】
また、上記第４の実施の形態では、取り外し可能な漏洩防止手段２０を回転軸２に取り付ける例について説明したが、これに限定されるものではなく、当該漏洩防止手段２０を継手本体５１に取り付ける構成を採用することも可能である。
【００５８】
以上、本発明に係る回転継手５０の各態様を説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正または変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の技術的範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る回転継手は、旋盤等の種々の回転装置において気体の漏洩を防止するため等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】回転装置の外観を示す模式図である。
【図２】図１の回転装置のカバー内の構成を示す模式図である。
【図３】継手本体のフィン部が吸引される状態を説明するための説明図である。
【図４】回転継手および回転軸の他の構成を示す断面図である。
【図５】回転継手および回転軸のさらに他の構成を示す断面図である。
【図６】回転継手および回転軸のさらに他の構成を示す断面図である。
【図７】回転継手および回転軸のさらに他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  天板
２  回転軸
２ａ  凸部
２ｂ  凹部
３  回転テーブル
４  モーター
５  ギアボックス
６  吸引孔
９  シート
２０  漏洩防止手段
２１  フィン部
２２  リング
５０  回転継手
５１  継手本体
５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ  フィン部
１００  回転装置
１０４  排気管
【図１】
2008206899.tif 000003
【図２】
2008206899.tif 000004
【図３】
2008206899.tif 000005
【図４】
2008206899.tif 000006
【図５】
2008206899.tif 000007
【図６】
2008206899.tif 000008
【図７】
2008206899.tif 000009