(57)【要約】【課題】種々の寸法・形状を有する多品種の被吸着物について加工および搬送が効率的に実施できる真空吸着盤を提供すること。【解決手段】真空引きにより吸着面に被吸着物を固定する真空吸着盤であって、被吸着物が吸着する吸着面を構成する多孔質部材と前記多孔質部材の吸着面と平行な面に接合し、かつ多数の吸着穴が設けられた多孔質部材支持部材と、前記多孔質部材支持部材に接合し、かつ前記吸着穴と連通し、前記吸着穴の直径より小さい直径を有する多数の小径真空吸着穴が設けられた小径真空吸着穴部材と、前記小径真空吸着穴部材と接合し、真空経路形成のための通気路及び吸引路が設けられた支持部材とを含み、前記小径真空吸着穴部材の厚みが、前記多孔質部材支持部材の厚みより厚く、５ｍｍ〜２５ｍｍであり、前記小径真空吸着穴の直径が、０．０６４ｍｍ〜０．２５ｍｍであり、前記吸着穴の総面積が、前記吸着面の面積に対して、３０％〜７０％であることを特徴とする前記真空吸着盤。【選択図】図３−１
2012045643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空引きにより吸着面に被吸着物を固定する真空吸着盤であって、
被吸着物が吸着する吸着面を構成する多孔質部材と、
前記多孔質部材の吸着面と平行な面に接合し、かつ多数の吸着穴が設けられた多孔質部材支持部材と、
前記多孔質部材支持部材に接合し、かつ前記吸着穴と連通し、前記吸着穴の直径より小さい直径を有する多数の小径真空吸着穴が設けられた小径真空吸着穴部材と、
前記小径真空吸着穴部材と接合し、真空経路形成のための通気路及び吸引路が設けられた支持部材とを含み、
前記小径真空吸着穴部材の厚みが、前記多孔質部材支持部材の厚みより厚く、５ｍｍ〜２５ｍｍであり、
前記小径真空吸着穴の直径が、０．０６４ｍｍ〜０．２５ｍｍであり、
前記吸着穴の総面積が、前記吸着面の面積に対して、３０％〜７０％である
ことを特徴とする前記真空吸着盤。
【請求項２】
内径が０．０６４ｍｍ〜０．２５ｍｍで、長さが５ｍｍ〜２５ｍｍであるチューブ体を小径真空吸着穴部材に挿入して、小径真空吸着穴が形成されることを特徴とする、請求項１記載の真空吸着盤。
【請求項３】
小径真空吸着穴の直径が、０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍであることを特徴とする、請求項１記載の真空吸着盤。
【請求項４】
内径が０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍで、長さが５ｍｍ〜２５ｍｍであるチューブ体を小径真空吸着穴部材に挿入して、小径真空吸着穴が形成されることを特徴とする、請求項１記載の真空吸着盤。
【請求項５】
小径真空吸着穴にピアノ線を挿入したことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の真空吸着盤。
【請求項６】
被吸着物の吸着力が２０Ｎ以上であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の真空吸着盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削、研磨、切断などを行う時の被加工物を保持するための真空吸着盤、又は、搬送する時被搬送物を保持するための真空吸着盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁力により固定が不可能な非金属部材や磁性を嫌う部材については、真空吸着で固定する真空吸着盤が使用されている。これらの部材は、真空吸着盤により固定され、研削、研磨、又は切断等の処理がなされ、更にその他の加工が施されて製品として市場に流通する。また、非金属部材又は磁性を嫌う部材を搬送する際にも真空吸着で固定する真空吸着盤が使用されている。
【０００３】
従来の典型的な真空吸着盤の構造を図１−１に示す。真空吸着盤は、セラミック多孔質体で形成される吸着部材（１０１）と、吸着部材（１０１）に接合して固定する支持部材（１０２）とから構成され、支持部材（１０２）に設けられた空洞（１０３）を通じて吸引穴（１０４）から図中の矢印（１０６）で示す流れ方向に真空ポンプにより吸引して被吸着物（１０５）を吸着部材（１０１）上に吸着する。このとき、被吸着物（１０５）は吸着部材（１０１）を完全に覆う。このような構造をもつ真空吸着盤は、例えば、特開平６−８０８６号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００４】
最近のものづくりにおいては少量多品種の製品を取扱う場合が多く、寸法・形状が異なったものを多種類生産することが求められている。それら多様な製品の製造工程において研削、研磨、切断等の加工および搬送を行う時に、上記の従来の構造をもつ真空吸着盤を使用すると、図１−２に示すように、被吸着物の寸法・形状によっては吸着部材の吸着面に被吸着物が吸着されない箇所が発生する場合がある。この場合、被吸着物（１０１）の寸法が吸着部材（１０１）の吸着面より小さいために被吸着物が吸着されない箇所が発生し、支持部材（１０２）に設けられた空洞（１０３）を通じて吸引穴（１０４）から図中の矢印（１０６）で示す流れ方向に真空ポンプにより吸引しても被吸着物（１０７）で覆われていない吸着部材（１０１）の部分から矢印（１０８）の方向に空気が流れてリークするため、被吸着物（１０７）は適正に固定されない。このように従来の真空吸着盤の構造では多様な寸法・形状をもつ被吸着物に対して汎用性に乏しい。
【０００５】
そこで、特開２００８−１８７０９８号公報（特許文献２）には、吸着部材の吸着面に複数の吸着用の通気孔を形成した真空吸着盤において、被吸着物の面積が吸着面の面積より小さい場合に、被吸着物が載置されていない吸着面の非載置領域に対応する吸着部材の裏面（内部）を目張り部材で被覆し、空気のリークを防止する技術が公開されている。
【０００６】
特開２００１−３８５５６号公報（特許文献３）には、少なくとも被加工物を吸引保持する吸引板と、該吸引板を囲繞する枠体と、該枠体に連通する吸引源とから構成され、前記吸引板には多数の微細な吸引孔が形成され、該吸引板上に載置される被加工物によって、閉塞される閉塞領域と閉塞されない非閉塞領域とが生じ、その非閉塞領域に表出している微細な吸引孔は、加工時に供給され且つ非閉塞領域に流出する加工液でシールされて外気のリークが抑制されることにより被加工物を固定する真空吸着盤が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−８０８６号公報
【特許文献２】特開２００８−１８７０９８号公報
【特許文献３】特開２００１−３８５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
最近、被加工物の寸法・形状が小型化されたものもあり、これらの加工を効率的に取扱うことができる真空吸着盤が求められている。
しかし、特開平６−８０８６号公報（特許文献１）に開示された技術では、被吸着物の面積が吸着面の面積より小さい場合、非吸着部から空気がリークして吸着できないという問題がある。
【０００９】
また、特開２００８−１８７０９８号公報（特許文献２）に開示された技術は、非吸着部に目張り部材で被覆するものであるが、種々の寸法・形状を有する多品種の被吸着物を取り扱う場合、それぞれの被吸着物の寸法・形状に適合した目張り部材が必要となり、その作成および取り付けには手間がかかる。特に、目張り部材は真空吸着盤内部に装着する必要があるのでなおのこと手間がかかる。そのようにしても、位置がずれると空気のリークが発生し吸着できなくなるために、被吸着物と目張り部材との位置合わせを精密に行う必要がある。また、被吸着物と目張り部材との境界部はどうしても空隙が存在し、空気のリークが発生してしまう。
【００１０】
特開２００１−３８５５６号公報（特許文献３）に開示された技術は、加工液によるシール効果により被吸着物を吸着するので、湿式研削には対応できるが、加工液により劣化する被吸着物の場合は加工液を使用しないで研削、研磨、切断作業を行う必要があるため、加工液を使用しない乾式研削（研磨、切断作業も含む）においては対応できない。特許文献３には吸引経路径の範囲が指定されていないため、吸引経路径が大きい場合、吸引経路下に加工液が吸引圧力によりチャックテーブル内の吸引経路に短時間に大量に侵入し吸引板部の加工液によるシール効果が発揮されず、真空度が低下して被吸着物が十分に吸着されない場合があり、さらに最悪の場合、真空ポンプ内に侵入し真空ポンプが壊れる危険性がある。また、吸引板を囲繞する枠体が存在することによって吸引板と枠体のはめ合いの調整（吸引板と枠体の寸法調整）に手間がかかる。被吸着物を吸引保護する吸着板が汚れた場合、砥石を使用し研削作業により吸引板を研削して汚れを除去し、吸引板の平坦度を調整するが、その際、吸引板表面が研削除去されると同時に枠体も研削除去される。その時、実作業においても前記吸引板の汚れを除去した砥石を使用した場合、枠体は一般的に金属が使用されるため、その枠体の金属物が砥石に溶着し、実作業において被吸着物にその溶着金属が固着される可能性がある。枠体が研削除去されることにより枠体の高さ寸法が不足し、枠体を含むユニットが繰り返し使用できなくなり、コスト高となる。
【００１１】
一般的に、研削、研磨、切断用の真空吸着盤に使用される真空ポンプの出力は０．２〜１．５ｋｗ（０．２６〜２．０馬力）である。一方、搬送用に使用される真空ポンプの出力は、一般的に０．１ｋｗ以下（０．１３馬力以下）である。研削、研磨、切断作業においては、被吸着物を例えば砥石などで研削、研磨、切断の作業を行うので被吸着物に外力が加わる。その際、真空ポンプの出力が不足すると吸引力が不足し被吸着物の固定ができなくなるため、研削、研磨、切断時には、搬送時より高い真空ポンプの出力が要求される。本願発明においては、搬送用は勿論、研削、研磨、切断作業においても被吸着物を十分に固定し、研削、研磨、切断作業が支障なく行えるようにしなければならない。
【００１２】
したがって、本発明の課題は、これらの従来技術の欠点を克服し、種々の寸法・形状を有する多品種の被吸着物について加工および搬送が効率的に実施できる真空吸着盤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、真空引きにより吸着面に被吸着物を固定する真空吸着盤であって、
被吸着物が吸着する吸着面を構成する多孔質部材と、
前記多孔質部材の吸着面と平行な面に接合し、かつ多数の吸着穴が設けられた多孔質部材支持部材と、
前記多孔質部材支持部材に接合し、かつ前記吸着穴と連通し、前記吸着穴の直径より小さい直径を有する多数の小径真空吸着穴が設けられた小径真空吸着穴部材と、
前記小径真空吸着穴部材と接合し、真空経路形成のための通気路及び吸引路が設けられた支持部材とを含み、
前記小径真空吸着穴部材の厚みが、前記多孔質部材支持部材の厚みより厚く、５ｍｍ〜２５ｍｍであり、
前記小径真空吸着穴の直径が、０．０６４ｍｍ〜０．２５ｍｍであり、
前記吸着穴の総面積が、前記吸着面の面積に対して、３０％〜７０％である
ことを特徴とする前記真空吸着盤を提供する。
【００１４】
本発明の真空吸着盤は、一実施形態において、内径が０．０６４ｍｍ〜０．２５ｍｍで、長さが５ｍｍ〜２５ｍｍであるチューブ体を小径真空吸着穴部材に挿入して、小径真空吸着穴が形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の真空吸着盤は、別の実施形態において、小径真空吸着穴の直径が、０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍであることを特徴とする。
更に、本発明の真空吸着盤は、別の実施形態において、内径が０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍで、長さが５ｍｍ〜２５ｍｍであるチューブ体を小径真空吸着穴部材に挿入して、小径真空吸着穴が形成されることを特徴とする、請求項１記載の真空吸着盤。
【００１６】
また、本発明の真空吸着盤は、一実施形態において、小径真空吸着穴にピアノ線を挿入したことを特徴とする。
更に、本発明の真空吸着盤は、一実施形態において、被吸着物の吸着力が２０Ｎ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、種々の寸法・形状を有する多品種の被吸着物について、加工液を使用する場合又は使用しない場合両方の研削、研磨、切断作業が支障なく行うことができ、また、加えて搬送が効率的に実施できる真空吸着盤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１−１】図１−１は、従来の真空吸着盤を示す断面図である。
【図１−２】図１−２は、従来の真空吸着盤の使用形態を示す図である。
【図２−１】図２-１は、本発明の真空吸着盤の一実施形態を示す上面図である。
【図２−２】図２-２は、本発明の真空吸着盤について、吸着面１を取り除いた時の内部構造を示す上面図である。
【図３−１】図３−１は、本発明の真空吸着盤の一実施形態を示す断面図である。
【図３−２】図３−２は、本発明の真空吸着盤の一実施形態を示す断面図であり、真空吸着盤に被吸着物を載せた状態を示す。
【図４】図４は、本発明の真空吸着盤の一実施形態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の真空吸着盤の別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  吸着面
２  吸着穴
３  多孔質部材
４  多孔質部材支持部材
５  小径真空吸着穴
６  小径真空吸着穴部材
７  通気路
８  吸引路
９  支持部材
１０  被吸着物
１１−１  吸着作業時の空気の圧力（大気圧）
１１−２  多孔質部材３を通過し吸着穴２に流入する空気の流れ（圧力は大気圧より減少する）
１１−３  吸着穴２を通過し小径真空吸着穴５に流入する空気の流れ（圧力は１１−２より減少する）
１１−４  小径真空吸着穴５を通過する空気の流れ（圧力は１１−３より減少する）
１２  チューブ体
１０１  吸着部材多孔質部材
１０２  支持部材
１０３  空洞
１０４  吸引穴
１０５  被吸着物
１０６  吸引穴における空気の流れ（真空ポンプにつながる）
１０７  被吸着物（吸着部より面積が小さい）
１０８  吸着部上部における空気の流れ
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の真空吸着盤を以下に図を参照しながら説明する。
図２-１は、本発明の真空吸着盤の一実施形態を示す上面図である。
本発明の真空吸着盤において、被吸着物が吸着する吸着面１には多孔質部材３が使用される。多孔質部材３の材質は、特に限定されないが、有機系、無機系、金属系の材料等を使用することができる。多孔質部材３の材質は、吸着時の変形がない、製造しやすい、金属より軽量という理由から、好ましくは無機材料であり、より好ましくは多孔質のセラミック材料である。セラミックとしては、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素などの種々のセラミックが挙げられる。これらのセラミックを多孔質とするには、さまざまな方法があるが、本発明において用いるためには、空気が流通できるように各々の気孔を連通させる必要がある。そのためには、例えば、セラミックを所定の大きさの粒子状にし、この粒子をガラスなどで固めて焼成すればよい。そのようなセラミック多孔質体としては、例えば、粒度Ｆ２２０〜♯８００（ＪＩＳ  Ｒ６００１による。Ｆ２２０は表４の最小粒度、＃８００は表７及び表８による。）のアルミナ粉末又は炭化珪素粉末を主成分とし連続気孔を形成したセラミック多孔質体で、その気孔径が２μｍ〜５０μｍで、気孔体積率が３０％〜５０％の周知の材料を使用することができる。具体的には、ビトリファイドの研削砥石を流用することができる。この方法によれば、確実に各々の気孔を連通させられるとともに、粒子径を調整することで、容易に気孔径を調整することができ、最終的に空気の流動が阻害されることがなければよい。
【００２１】
尚、気孔体積率が３０％〜５０％で、粒度Ｆ２２０より粗いものを使用すると、空気リークが多くなり被吸着物を吸着することはできない。粒度＃８００より細かいものを使用すると、空気流量が不足し被吸着物を吸着することはできない。
【００２２】
多孔質部材３の厚みは１．５〜４．０ｍｍの範囲内である。１．５ｍｍより薄いと多孔質部材３が割れる危険性があり、４．０ｍｍより厚いと側面からの空気流入が多くなり吸着力が低くなるからである。
【００２３】
図２-２は、本発明の真空吸着盤について、多孔質部材３を取り除いた時の内部構造を示す上面図である。
本発明の真空吸着盤において、被吸着物が吸着する吸着面１を構成する多孔質部材３の下部には、多孔質部材支持部材４が存在する。多孔質部材支持部材４には、その厚み方向を貫通する多数の吸着穴２が設けられる。
【００２４】
本発明の一実施形態として、具体的には、吸着穴２の最大直径はφ１６ｍｍであり、作製コストの観点と本発明の効果をより発揮させるためには、吸着穴２の最小直径はφ３ｍｍである。吸着穴２の直径がφ１６ｍｍを越えると、種々の寸法・形状を有する多品種の被吸着物、特に吸着面積が小さい被吸着物の加工および搬送を効率的に実施することができず、吸着穴２の直径がφ３ｍｍより小さいと、製作コストが増大し経済的に好ましくない。望ましくは、吸着穴２の直径は、φ３ｍｍ〜φ１４ｍｍ、好ましくはφ３ｍｍ〜φ１２ｍｍ、より好ましくはφ３ｍｍ〜φ１０ｍｍ、更により好ましくはφ４ｍｍ〜φ１０ｍｍ、最も好ましくはφ４ｍｍ〜φ８ｍｍである。
【００２５】
吸着穴２の直径は、必ずしも単一である必要はなく、上述の範囲であれば複数の吸着穴で異なる直径を有していてもよい。
吸着穴２の総面積は、吸着面の面積に対して、３０％〜７０％であることができる。
【００２６】
３０％より少ないと種々の寸法・形状を有する多品種の被吸着物の加工に対応することができない。７０％より多いと空気のリークが多くなり、被吸着物の吸着力が低下するからである。
【００２７】
他の実施形態として、吸着穴２の総面積は、吸着面の面積に対して、３０％〜７０％の範囲内であることを条件に、多数の吸着穴２の一部において直径がφ１６ｍｍを越えてもよい。その場合他の吸着穴２の直径はφ１６ｍｍ以下で調整することが望ましい。
【００２８】
本発明の真空吸着盤において、吸着面１の形状は、四角形状または円形状であることができ、また他の形状、例えば多角形状であってもよい。吸着面の寸法は、四角形状においては一辺の長さが最小５０ｍｍ、最大３５０ｍｍであることができ、円形状においては直径が最小φ５０ｍｍ、最大３５０ｍｍであることができる。
【００２９】
図３−１は、本発明の真空吸着盤の一実施形態を示す断面図である。
本発明の真空吸着盤は、被吸着物が吸着する吸着面１を構成する多孔質部材３と、多孔質部材３の吸着面１と平行な面に接合し、かつ多数の吸着穴２が設けられた多孔質部材支持部材４と、多孔質部材支持部材４に接合し、かつ吸着穴２と連通し、吸着穴２の直径より小さい直径を有する多数の小径真空吸着穴５が設けられた小径真空吸着穴部材６と、小径真空吸着穴部材６と接合し、真空経路形成のための通気路７及び吸引路８が設けられた支持部材９とから構成される。
【００３０】
多孔質部材支持部材４の材質は、ピンホール等による空気リークが起こらないこと及び作業中の外力で破壊しない強度を有することを条件として、有機質材料、金属材料、無機質材料等を使用することができる。
【００３１】
多孔質部材支持部材４の吸着穴２と小径真空吸着穴部材６の小径真空吸着穴５とは、それぞれ支持部材９の通気路７と連通するような位置に配置される。これにより、支持部材９の吸引路８から真空ポンプで吸引することにより、吸引路８、通気路７、小径真空吸着穴５、吸着穴２を通して空気流動が可能である。
【００３２】
小径真空吸着穴部材６の材質は、多孔質部材支持部材４と同様に、ピンホール等による空気リークが起こらないこと及び作業中の外力で破壊しない強度を有することを条件として、有機質材料、金属材料、無機質材料等を使用することができる。
【００３３】
図３−２は、本発明の真空吸着盤の一実施形態を示す断面図であり、真空吸着盤に被吸着物を載せた状態を示す。
被吸着物１０は吸着面１に吸着されており、被吸着物１０の面積は吸着面１の面積より小さい。
【００３４】
図４は、本発明の真空吸着盤の一実施形態を示す断面図である。
吸着面１の被吸着物１０により覆われた領域においては、吸着作業時に空気の流れ１１−１（大気圧）が負荷されるが、被吸着物１０により空気の流れが抑制され、真空吸着盤内部の真空度と大気圧の圧力差により被吸着物１０に吸着力が生じる。
【００３５】
一方、吸着面１の被吸着物１０により覆われていない領域においては、吸着作業時に空気の流れ１１−１（大気圧）により空気が多孔質部材３に流入する。そして、空気は多孔質部材３を通過し、吸着穴２及び小径真空吸着穴５に流入するが、多孔質部材３は連続気孔が形成されているので吸着面１の被吸着物１０により覆われた領域の下部に位置する吸着穴２にも空気が流入する。このとき空気の流れ１１−２の圧力は大気圧より減少し、空気流入量も減少する。空気は吸着穴２を通過し、小径真空吸着穴５に流入するが、このとき空気の流れ１１−３の圧力は減少し、空気流入量も減少する。そして、小径真空吸着穴５を通過する間に、空気の流れ１１−４の圧力は更に減少し、空気流入量も減少する。その結果、被吸着物が固定される。
【００３６】
本発明では、被吸着物１０の面積が吸着面１の面積より小さい場合、多孔質部材３を通じてより空気が流入するが、上記の作用により空気流入量は最小限にとどめられる結果、被吸着物１０の吸着面１上への固定が維持される。理論に縛られることを意図するものではないが、これは以下の機構により達成されるものと考える。
【００３７】
まず、形状による損失がある。形状の損失には、流入口の形状、管内径の変化、急激な曲がり、弁類、流入出口の形状などによる損失があり、本発明の真空吸着盤においては、径の大きい吸着穴２から径の小さい小径真空吸着穴５に流入する管内径の変化により空気の流入量が減少する（図４の１１−３）。吸着穴２と小径真空吸着穴５のそれぞれの径の差が大きいほど効果的である。
【００３８】
更に、管路摩擦がある。管路摩擦は、管路内面の粗さや流体の粘性などにより生じる。径の小さい小径真空吸着穴５を空気が通過するとき、小径真空吸着穴５の管路内面の粗さなどによる管路摩擦により空気流入量が減少する（図４の１１−４）。管路摩擦による空気流入量の減少は小径真空吸着穴５の空気の流れ方向における寸法が長いほど、言い換えれば小径真空吸着穴部材６の厚みが厚いほど効果的である。
【００３９】
その結果、図４の１１−２、１１−３及び１１−４に示す空気流入量減少の相乗作用により、真空吸着盤内への空気の流入が抑制され、被吸着物１０が吸着面１上に保持されるに十分な真空度が確保でき、被吸着物の研削、研磨、切断などの加工および搬送が効率的に実施でき本発明の効果を達成することができる。
【００４０】
小径真空吸着穴部材６の小径真空吸着穴５の直径は、加工液（例：研削液）を使用する研削、研磨、切断などの加工においては（例：湿式研削）φ０．２５ｍｍ〜φ０．０６４ｍｍであることができる。最大直径がφ０．２５ｍｍを超えると、空気の流量が多くなるため本発明の効果を発揮することができず、最小直径がφ０．０６４ｍｍより小さい場合、製作コストが増大し経済的に好ましくない。また場合によれば被吸着物を固定する力が不足する場合がある。
【００４１】
さらに加工液（例：研削液）を使用しない研削、研磨、切断などの加工においては、小径真空吸着穴５の直径がφ０．０６４ｍｍでは被吸着物１０を固定できない。空気の流量が少なくなるためである。したがって、加工液を使用しない乾式研削（研磨、切断作業も含む）においては、小径真空吸着穴５の直径はφ０．２５ｍｍ〜φ０．１ｍｍであることが望ましい。加工液（例：研削液）を使用する研削、研磨、切断などの加工においても（例：湿式研削）良好に使用することができる。
【００４２】
本発明実施品が使用される機械・設備等において本発明実施品のスペースはある程度の制限があることを考慮し、かつ、本発明の効果を十分に発揮させるために、本発明の真空吸着盤は、多孔質部材支持部材４より小径真空吸着穴部材６の厚みを厚くする必要がある。
【００４３】
小径真空吸着穴部材６の厚みは、すなわち、小径真空吸着穴５の厚み（空気の流れ方向の寸法）であり、本発明の効果を発揮させるために重要な要素である。小径真空吸着穴部材６（小径真空吸着穴５）の最小厚みは５ｍｍであり、最大厚みは２５ｍｍである。本発明の効果を発揮するためには、小径真空吸着穴部材６（小径真空吸着穴５）の厚みは少なくとも５ｍｍ必要である。小径真空吸着穴部材６（小径真空吸着穴５）の厚みが２５ｍｍより厚くなると、設置機械・設備への負担が増大し、場合によっては設置スペースが確保できなくなる可能性がある。多孔質部材１の厚みを考慮して、小径真空吸着穴部材６の厚みは望ましくは２１ｍｍである。
【００４４】
多孔質部材支持部材４の最小厚みは１ｍｍであり、最大厚みは５ｍｍであるが、小径真空吸着穴部材６の厚みより厚くなることはない。多孔質部材支持部材４の厚みが５ｍｍを超えると、設置機械・設備への負担が増大し、場合によっては設置スペースが確保できなくなる可能性がある。本発明の作用・効果に影響を与える小径真空吸着穴部材６の十分な厚みを確保するため、多孔質部材支持部材４の厚みは最大５ｍｍまでである。
【００４５】
本発明の真空吸着盤に関して使用される機械・設備を考慮し、支持部材９の厚みは、少なくとも１０ｍｍ必要である。
図５は、本発明の別の実施形態を示す断面図である。
【００４６】
図５に示すように、小径真空吸着穴５は、内径がφ０．２５ｍｍ〜φ０．０６４ｍｍであるチューブ体１２（乾式研削の場合は最小内径φ０．１ｍｍである）を小径真空吸着穴部材６に挿入することにより、所定の穴径とすることができる。
【００４７】
チューブ体とチューブ体を挿入する穴との間には、リークを防止するために、例えば、接着剤で固定するか、あるいは、ゴム製のＯリングを挟み込むことが好ましい。
チューブ体により小径真空吸着穴を形成する利点は、小径真空吸着穴部材６に所望の正確な径を有する多数の穴を開けることは手間がかかり、製作費用が増大する点にある。一方、チューブ体を使用すれば、挿入に支障ない穴を開ければよいので手間も省け製作費用も増大しない。
【００４８】
チューブ体１２の挿入においては、小径真空吸着穴部材６が例えば５ｍｍより薄いと挿入に手間がかかり実用的でない。この点からも小径真空吸着穴部材６の厚みは、少なくとも５ｍｍは必要である。
【００４９】
その他、小径真空吸着穴５の径を調整する方法として、所望の断面積をもった線材（例えばピアノ線）を小径真空吸着穴５又はチューブ体１２の内径部に挿入して空間を充填することにより、小径真空吸着穴を所望の内径としてもよい。これにより、内径がφ０．２５ｍｍ〜φ０．０６４ｍｍ（乾式研削の場合は最小内径φ０．１ｍｍである）の小径真空吸着穴５を配置したのと同様な効果を得ることができる。加えて、線材（例えば、ピアノ線）を挿入することにより壁抵抗が増し、本発明の更なる効果を発揮することが見込まれる。
【００５０】
被吸着物１０の面積が吸着面１の面積より小さい時、吸着面１は被吸着物１０に覆われることがない箇所が発生するが、本発明の真空吸着盤は、吸着面積が２０％以上であることが必要である。ここで、吸着面積は、吸着穴２の合計の面積に対して、多孔質部材１を介して被吸着物１０により覆われる吸着穴２の割合をいうものとする。
【００５１】
前述のように、本発明の真空吸着盤においては、構造上、被吸着物１０に覆われない吸着穴２から真空吸引により空気が侵入するが、その空気侵入を最小限に留めることが重要である。吸着面積が２０％より小さい、すなわち、被吸着物１０に覆われない吸着穴２が吸着穴全体の８０％を超えると、空気の侵入が多くなり、吸着盤内の真空度が減少し、被吸着物１０を十分に吸着できない。
【００５２】
尚、吸着面積が２０％より小さい場合は、吸着面積は、望ましくは、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上、９５％以上である。
【００５３】
吸着面積が１００％の場合は、本発明の真空吸着盤はもちろんのこと、従来の真空吸着盤も使用することができる。しかし、その場合、本発明の真空吸着盤を使用すると、吸着面積１００％の被吸着物１０での作業を行った後（前でもよい）、それより吸着面積の小さい（２０％以上）被吸着物１０を用いて作業を行う際に、機械設備の変更、真空吸着盤の取替えを行う必要がなく、作業が効率化する点で有利である。
【００５４】
乾式研削の場合、真空吸着盤の効果は吸着力により特徴付けることができる。吸着力が２０Ｎより小さい場合は、被吸着物を吸着する力は不足し、研削中被吸着物の固定ができない。
【００５５】
吸着力が２０Ｎ以上の場合の真空吸着盤内部の気圧は、大気圧１０１．３２５×１０３ｋＰａに対し、１８．２×１０３〜５５．８×１０３ｋＰａとなり、被吸着物１０が固定され被吸着物１０の加工および搬送が支障なく実施できる。
【００５６】
更に、乾式研削の場合本発明の真空吸着盤において、真空吸着盤内部への空気流入量は、最小１３．７Ｌ／ｍｉｎから最大７２．５Ｌ／ｍｉｎである。空気流入量が最大値より高い場合、または最小値未満の場合は被吸着物１０が固定できない。
【実施例】
【００５７】
試験例１  吸引力テスト
本試験例においては、本発明にしたがった真空吸着盤を作成し、その吸着力を測定した。
【００５８】
真空吸着盤の吸着面は四角形状とし、吸着面の寸法は１１０ｍｍ角とした。
吸着面１を形成する多孔質部材３は砥石業界で慣習的に表されている仕様表示（JIS R6111（人造研削材砥粒の種類及び粒度の表示）に規定される）でＧＣ４００Ｖ（砥粒種類：グリーンシリコンカーバイド。以下「ＧＣ」と表示。４００は粒度表示＃４００を示す。Ｖはビトリファイド結合剤を使用していることを示す。）（Ｖｇ＝４１、Ｖｂ＝２１．９、Ｖｐ＝３７．１）（Ｖｇ：砥粒体積率、Ｖｂ：ボンド（ビトリファイド結合剤）体積率、Ｖｐ：気孔体積率）を使用しその厚みは２ｍｍとした。
【００５９】
吸着穴２の間隔は１ｍｍとし、吸着穴の直径は１６ｍｍ又は５ｍｍとし、φ１６ｍｍでは穴数３６個、φ５ｍｍでは穴数２５６個とした。吸着穴の総面積は、吸着面の面積に対して、φ１６ｍｍで約６０％、φ５ｍｍで約４２％である。
【００６０】
小径真空吸着穴は所定の位置にΦ３ｍｍの穴を開けた。所望の内径を持つエスエイエス社製の品番ＪＲ−Ｔ−６００１（内径Φ０．２５ｍｍ）、ＪＲ−Ｔ−５９９９（内径Φ０．１３ｍｍ）、ＪＲ−ＴＰ−５９９８（内径Φ０．０６４ｍｍ）（外径は全てΦ１．５９ｍｍ）の商品名ピークチューブを所定長さに加工して、小径真空吸着穴に挿入し、その隙間はＮＯＫ社製のＯリング（ゴム製部材）、型式０３３８７−Ａ００及びＡＳ５６８−００２Ａを２つ挟みリークを防止した。
【００６１】
多孔質部材支持部材の厚みは４．５ｍｍとし、小径真空吸着穴部材の厚みは各比較例及び実施例において適宜変更した。
更に、通気路７及び吸引路８を形成した支持部材９を設置して、真空吸着盤を組み立てた。
【００６２】
得られた真空吸着盤について、ULVAC社製：型式ＤＡ−１２１Ｄ、出力０．４ｋｗ（０．５３馬力）の真空ポンプにより真空吸引を行った。被吸着物として厚み１ｍｍ、直径３インチのシリコンウエハーを真空吸着盤の吸着面に載せた。吸着面積（吸着穴の合計の面積に対して多孔質部材を介して被吸着物により覆われる吸着穴の割合）は約４０〜４５％である。
【００６３】
真空度は、KEYENCE社製：型式ＣＵ−２１Ａにより測定し、空気吸引量は、山武（azbil）社製：型式ＣＭＳ００２０の圧力測定器を真空吸着盤と真空ポンプの間の管に装着して測定した。
【００６４】
乾式吸着力は、AIKOH ENGINEERING社製デジタルゲージ：型式ＲＸ−２０で被吸着物の側面を押付け、その押付け力を測定した。さらに空気流量及び真空度も測定した。また湿式吸着力は被吸着物に研削液：クレカットＮＳ２０１（ソリュブルタイプ）をかけながら押付け力を測定した。尚、湿式吸着力の場合、吸着力のみを測定した。
【００６５】
結果を次の表１に示す。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
試験例２  研削テスト
本試験例においては、本発明の真空吸着盤を用いて研削テストを行った場合、正常に研削作業ができるかどうかを確認した。
【００６８】
各条件は以下のとおりである。
研削条件
１）砥石
仕様：  ＳＤ４００Ｆ１００ＶＤ７（クレトイシ株式会社製）
寸法：  φ３５０×２０×φ１５２．４ｍｍ
２）被削材
４インチ アルミナ
３）研削液
名称：クレカットＮＳ２０１（ソリュブルタイプ）
濃度：２％
但し、乾式研削のときは使用しない。
４）研削盤
種類：  ワシノ製ロータリー平面研削盤
形式：  ＳＳ−５０１Ｎ
５）真空ユニット
種類：  Fuji Engineering社製 バキューム ユニット マークIII
型式：  Type-D（旧V5）  
６）ドレス条件
ドレッサ：  ＧＣ１００Ｇ８Ｖ（φ３５５×３０×φ７６ｍｍ）
ドレッサ回転数：  ８０rev／min
ドレスリード:  ２ｍｍ／rev
ドレス切込み：  φ２μｍ／pass
ドレス回数：  １００回
7）研削条件
研削方式：  湿式及び乾式トラバース研削
砥石周速度：  ２３ｍ／ｓ
被削材周速度：  １．５ｍ／ｓ
周速度比：  １５．３
研削切込：  粗研削 ２μｍ／pass ７回
仕上げ研削：  １μｍ／pass ６回
取り代：  ０．０２ｍｍ
スパークアウト：  １回
試験例１で作成した比較例１、比較例４、実施例１、実施例５、実施例６、実施例９、実施例１０の構成の真空吸着盤を使用して研削テストを行った。
【００６９】
結果
湿式研削において；
実施例１、実施例５、実施例６、実施例９、実施例１０の真空吸着盤では、被吸着物の位置ズレは発生せず良好に固定され研削テストを完了した。
【００７０】
しかしながら、比較例１、比較例４に関しては、研削テスト中に真空度が低下した。原因としては、小径真空吸着穴の直径が０．５ｍｍと本研削テストでは一番大きいので、吸引圧力により研削液が真空吸着盤内に侵入し研削液によるシール効果がなくなり空気リークが大きくなったためと考えられる。この場合、最悪真空ポンプを傷める可能性がみられた。よって、研削テストを中止した。
乾式研削において；
比較例１、比較例４の真空吸着盤では、研削初期に被吸着物の位置ズレが発生したため、それ以降の研削テストを中止した。
【００７１】
実施例１、実施例５、実施例６は、位置ズレは発生せず良好に固定され研削テストを完了したが湿式研削では良好な結果が出た実施例９及び実施例１０は位置ズレが発生したため、それ以降の研削テストを中止した。実施例９及び実施例１０の真空吸着盤は乾式研削においては適用できないことが判明した。
【００７２】
実施例１の真空吸着盤の吸着力は２９．３Ｎであった。一方、比較例４の吸着力は１８．４Ｎであった。したがって、乾式研削の場合、吸着力２０Ｎが研削可能かどうかの境目であることが判明した。
【００７３】
その時、真空度の範囲は１８．２ｋＰａから５５．８ｋＰａの範囲であった。空気流量は１３．７Ｌ／ｍｉｎ以上７２．５Ｌ／ｍｉｎ以下の範囲であった。
試験例１を考慮すると、小径真空吸着穴径が０．１３ｍｍ〜０．２５ｍｍで、小径真空吸着穴径の厚みが５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲において本発明の効果が発揮された。小径真空吸着穴径φ０．０６４ｍｍとなると正常な研削ができなかった。小径真空吸着穴径が小さくなると吸着力が下がる傾向となった。小径真空吸着穴径が小さくなり、且つ小径真空吸着穴厚みが厚くなると真空吸着盤内へ流入する空気流量が少なくなる傾向にある。その場合、吸着力が低下する不具合が発生する可能性がある。
【００７４】
このことに関して、電気掃除機の吸引力を表す目安として利用されている吸引仕事率を以下に示し、これを用いて表１の結果を考察する。
吸引仕事率（Ｗ）＝０．０１６６６×真空度（Ｐa）×空気流量（ｍ３／ｍｉｎ）
この数値が大きいほど吸引力が優れることを意味するが、表１の結果において、小径真空吸着穴径が０．０６４ｍｍ（実施例９〜１２）では、本真空吸着盤内への空気の流量が急激に少なくなるので、上記式によると、空気流量（ｍ３／ｍｉｎ）が急激に少なくなり、したがって吸引仕事率（Ｗ）が低下するという結果となる。表１の吸着力の結果は、空気流量に依存する吸引仕事率の傾向と同様の結果を示していると言える。
【００７５】
したがって、表１の結果から、小径真空吸着穴径が０．０６４ｍｍでは乾式研削の場合には正常な研削ができないことが示された。
真空吸着盤への空気流量と吸着力の関係は、小径真空吸着穴径が小さくなり、且つ小径真空吸着穴厚みが厚くなるとき吸引仕事率が低下する。このことより、小径真空吸着穴径が小さくなるにしたがって真空吸着盤内への空気の流量が少なくなり吸着力が下がる傾向にあり、乾式研削では、小径真空吸着穴の直径がφ０．０６４ｍｍより小さいと本発明の効果が発揮されないと考えられる。実施例５及び実施例６の結果を考慮して、乾式研削の場合には、小径真空吸着穴の最小直径は０．１ｍｍが限界であると考える。
試験例３  研削テスト
本試験例においては、本発明の真空吸着盤を用いて多孔質板の仕様を変更して研削テストを行った場合、正常に研削作業ができるかどうかを確認した。
【００７６】
多孔質部材を変更したことを除いては実施例６の真空吸着盤の構成を用い、研削条件は試験例２に記載された条件で乾式トラバース研削を行った。多孔質部材は試験例１及び試験例２で使用したＧＣ４００Ｖ（Ｖｇ＝４１、Ｖｂ＝２１．９、Ｖｐ＝３７．１）を基準としてＧＣ砥粒の粒度のみ変更した。
【００７７】
結果を以下の表に示す。表中、正常に研削できたものは○、できなかったものは×とした。
【００７８】
【表２】
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【００７９】
砥粒粒度はＦ２２０〜＃８００で正常に研削できることを示している。上記砥粒粒度の範囲外の場合、研削中被吸着物の位置ズレが発生した。
【図１−１】
2012045643.tif 000005
【図１−２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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