(57)【要約】【課題】測定や加工等を行う装置に対し、ワークの受け渡しを容易に行なえるようにしたワーク保持装置を提供する。【解決手段】円柱型のワークＷの両端面を挟持し保持するワーク保持装置１であって、ワークＷの両端面を挟持する一対のチャック部５，５を備える。一対のチャック部５，５の各々に対し、ワークＷの端面の内側面ではなく該内側面の外側に位置する外側面のみを挟持できるようにコ字型部１８を形成し、一対のチャック部５，５のコ字型部１８でワークＷの端面の外側面を挟持できるようにする。ワーク保持装置１からワーク測定装置１９にワークＷを受け渡す際、ワーク測定装置１９のワーククランプ軸２１，２１でワークＷの端面の外側面でなく内側面を挟持させ、ワーク保持装置１からワーク測定装置１９へワークＷを容易に受け渡すことが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱型のワークの両端面を挟持し保持するワーク保持装置であって、
前記ワークの両端面を挟持する一対のチャック部を備え、
該チャック部に前記ワークの端面の中心側に位置する内側面ではなく該内側面の外側に位置する外側面のみを挟持できるようにコ字型部を形成したことを特徴とするワーク保持装置。
【請求項２】
前記一対のチャック部のうち、何れか一方のチャック部は、他方のチャック部に向かってスライド可能に設けた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】
前記ワークは、ＬＥＤ発光素子用サファイア基板の製造段階において、結晶方位の測定や加工がなされるサファイアであ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、ＬＥＤ等で採用されるサファイア等のワークを保持するワーク保持装置に関し、特に、測定や加工を行う装置とのワークの受け渡しに適したワーク保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年急速に普及しているＬＥＤ発光素子用サファイア基板の製造においては、サファイア基板を得るために、サファイアを所要形状に切り出す加工を行ったり、サファイアの結晶方位を測定することが不可欠となっており、硬脆性材料であって、素材として高価でもあるサファイアを落下させてしまい破損させることがないよう、測定装置や加工装置に対してサファイア等のワークを確実に搬入（受け渡し）できるようにする技術が望まれている。
【０００３】
ところで、測定装置で円柱型のサファイアの結晶方位を測定する際には、測定装置に設けられたチャッキング機構へ手作業によりサファイアを搬入し、当該チャッキング機構でサファイアの両端面を挟持し、その状態でサファイアを回転させるなどして測定が行われることになるのだが、従来、測定装置へサファイアを搬入する際には、測定対象であるサファイアの直径サイズが、２インチ〜３インチ程度と比較的小さいということもあり、サファイアの搬入作業や測定する際の位置決めの調整を手作業により不自由なく行うことができたという実情があった。そして、こうした技術に関連するものとして、例えば特許文献１には、円柱型のワークの両端面を挟持することで当該ワークを保持する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０３２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のように、保持対象であるサファイア等のワークの直径サイズが２インチ〜３インチ程度と比較的小さい場合においては、保持対象であるワークが比較的軽量であるということもあり、ワークを保持するためのチャッキング機構に対し手作業にて容易にワークを搬入することが可能であったのだが、ＬＥＤ等に採用されるワークたるサファイアは、近年、その直径が６インチ〜８インチ程度やそれ以上のサイズなど、比較的大型なものが採用されることが多くなってきており、大型化に伴い重量の嵩むワークを、作業者による人為的な作業で測定装置や加工装置へ搬入することが困難になっているという実情があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、測定や加工等を行う装置に対し、ワークの受け渡しを容易に行なえるようにしたワーク保持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係るワーク保持装置の発明は、
円柱型のワークの両端面を挟持し保持するワーク保持装置であって、
前記ワークの両端面を挟持する一対のチャック部を備え、
該チャック部に前記ワークの端面の中心側に位置する内側面ではなく該内側面の外側に位置する外側面のみを挟持できるようにコ字型部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係るワーク保持装置の発明は、請求項１において、
前記一対のチャック部のうち、何れか一方のチャック部は、他方のチャック部に向かってスライド可能に設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係るワーク保持装置の発明は、請求項１又は２において、
前記ワークは、ＬＥＤ発光素子用サファイア基板の製造段階において、結晶方位の測定や加工がなされるサファイアであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、円柱型のサファイア等のワークの円周面ではなく、ワーク両端にある平坦状の両端面を、チャック部により挟持することができるから、比較的重量の嵩むワークであっても脱落しないよう確実に保持することができる。よって、例えばワークの両端面ではなく円周面を２点でチャックして保持する場合には、円形であるため保持が不安定となり安定性に欠けることになるが、円柱型のワークの互いに平行関係を有するワークの端面を挟持することで、ワークを安定的に保持することができる。さらに、ワークの端面の中心側に位置する内側面ではなく、外側に位置する外側面をコ字型部により挟持することができることから、サファイア等のワークの加工や測定を行うため、ワーク保持装置から測定や加工を行う装置に対しワークを受け渡す際、こうした装置に備えたワーククランプ軸により、ワークの端面の中心側に位置する内側面を挟持させることでワークの受け渡しを行なうことが可能となる。よって、ワークの受け渡しを人為的な作業ではなく、機械的（自動的）に行なうことができる。
【００１１】
また、ワークの測定や加工を行う際には、ワークの両端面の中心部を挟持した状態で、当該ワークを回転させながら加工や測定を行うことが多いことが一般的となっているが、本発明のワーク保持装置のチャック部は、ワークの端面の中心側に位置する内側面を挟持しないように構成されていることから、ワークの受け渡し先となるワーク測定装置やワークの加工を行う装置では、ワークの端面の中心側を直ぐに挟持することができ、当該中心側を挟持し測定や加工作業を速やかに開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態におけるワーク保持装置からワーク測定装置へワークを受け渡ししている状態を示す平面図であり、より具体的には、ワーク測定装置のワーククランプ軸でワークを挟持した状態でワーク保持装置のチャック部を後退させている状態を示している。
【図２】同上、ワーク保持装置からワーク測定装置へ受け渡されたワーククランプ軸で挟持されたワークを回転させながら接触式変位センサで測定を行っている状態を示す側面図である。
【図３】ワーク保持装置の一対のチャック部によりワークの両端面を挟持した状態を示す側面図である。
【図４】ワーク保持装置の一対のチャック部とワーク測定装置の一対のワーククランプ軸との両者によりワークの両端面を挟持した状態を示す側面図である。
【図５】ワークの位置のズレを測定し、この測定結果に基づきワークの位置ズレの補正を行なうに際し、ワーク保持装置からワーク測定装置へワークを搬入（受け渡し）し、ワーク測定装置からワーク保持装置へワークを搬出（受け渡し）する際の動作を示す説明図である。
【図６】ワークの位置のズレを測定し、この測定結果に基づきワークの位置ズレの補正を行なうに際し、ワーク保持装置からワーク測定装置へワークを搬入（受け渡し）し、ワーク測定装置からワーク保持装置へワークを搬出（受け渡し）する際の動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態を以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施形態において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。
【００１４】
本実施形態のワーク保持装置１は、サファイア、シリコン、ＳＩＣ、ガラス、希土類磁石、窯業系材料などの硬脆性材料等のワークＷを落下せぬよう保持するものであり、本実施形態の一例では、ＬＥＤ発光素子用サファイア基板として採用されるサファイアを保持するものであり、当該サファイアであるワークＷは円柱型をなし、長手方向の長さが３５０ｍｍ（３５０ｍｍ以下でも可）、直径は４インチ〜８インチ程度で、従来品に対し比較的大型なサイズとなっている。
【００１５】
図１に示すように、ワーク保持装置１には、机上や床等に載置される機台２を備えており、機台２上に装着されたレール３上には、このレールの長手方向（図１に示す左右方向）に進退可能に搬送装置４が設けられている。
【００１６】
搬送装置４には、相互に対向した一対のチャック部５，５が設けられている。この一対のチャック部５，５は水平方向に相対向してガイドバー６に装着され、チャック部５，５の各々は相対向する他方のチャック部５に向かってスライド可能に設けられている。そして、ワークＷの両端を一対のチャック部５，５で保持する際には、チャック部５，５間にワークＷを配置した状態でチャック部５，５をワークＷに向かって前進させてワークＷの挟持を行なう。なお、チャック部５，５は電動モータ１０を駆動源としてプーリ１１及び駆動伝達ベルト１２等からなる駆動伝達機構を介して駆動されるようになっており、また、搬送装置４を進退させるときの駆動は図示しないモータを駆動源として行なわれる。
【００１７】
チャック部５，５の各々の先端側は、図２〜図４に示すように、上板部１５、下板部１６、及び上板部１５と下板部１６との間に設けられた円弧部１７を有し、平行に設けられた上板部１５と下板部１６とは円弧部１７により一体に連結されコ字型に形成され、このコ字型部１８の内側には、後述するワーク測定装置２０に構成される円柱型のワーククランプ軸２１，２１の先端が挿通されるようになっており、チャック部５，５先端の開口部２２の径Ｘよりもワーククランプ軸２１，２１の直径を小さくして、開口部２２を通じてコ字型部１８内へワーククランプ軸２１，２１を配置することができる。
【００１８】
ワーク測定装置１９に構成される２つ（一対）のワーククランプ軸２１，２１は、図１に示すように、その軸心が同一軸心上になるようにして回転可能に設けられており、ワーククランプ軸２１，２１は、図示はしないがモータを駆動源として、チャック部５，５の進退方向と同様に、進退駆動されるようになっている。そして、一対のワーククランプ軸２１，２１の間に配設された円柱型のワークＷの両端面をワーククランプ軸２１，２１の先端面で挟持でき、この挟持されるワークＷは、ワーククランプ軸２１，２１で保持された状態で当該ワーククランプ軸２１，２１が図示しないモータを駆動源として回転駆動されることで回転される。
【００１９】
また、ワーク測定装置１９には、ワーククランプ軸２１，２１で保持されたワークＷの円周面に一端が当接される接触式変位センサ２５を備えており、ワーククランプ軸２１，２１を回転させ、当該ワーククランプ軸２１，２１で保持されたワークＷを３６０度等回転させることにより、前記接触式変位センサ２５によりワーククランプ軸２１，２１の軸心（中心）に対するワークＷの軸心（中心）のズレを測定することができる。
【００２０】
ここで、ワーク保持装置１からワーク測定装置１９へワークＷを搬入（受け渡し）し、ワーク測定装置１９でワークＷの位置のズレを測定した後、ワーク測定装置１９からワーク保持装置１へワークＷを搬出（受け渡し）し、ワーク測定装置１９で測定した測定結果に基づいて、ワーク保持装置１でワークＷの位置ズレを補正する際の動作について、図５及び図６における（ａ）〜（ｉ）により説明する。先ず、ワーク保持装置１のチャック部５，５により、ワークＷの両端面の外側部を挟持して保持させた後（図５の（ａ）及び図３の状態）、ワーク保持装置１の搬送装置４を前進させて、進行方向に設置したワーク測定装置１９の近傍まで、チャック部５，５で保持されたワークＷを移送する（図５の（ｂ））。
【００２１】
次に、ワーク測定装置１９のワーククランプ軸２１，２１によりワークＷの両端面の内側部を挟持して保持する（図５の（ｃ））。なお、この状態では、ワークＷはワーク保持装置１のチャック部５，５とワーク測定装置１９のワーククランプ軸２１，２１の両者により挟持され保持されている（図５の（ｃ）及び図４の状態）。
【００２２】
次に、ワーク保持装置１のチャック部５,５を開き後退させ、当該ワーク保持装置１のチャック部５,５によるワークＷの保持を解除することで、ワーク保持装置１からワーク測定装置１９へのワークの搬送（受け渡し）を行なう（図５の（ｄ））。
【００２３】
続いて、ワーク測定装置１９に構成される接触式変位センサ２５の先端にある変位センサヘッド２５ａをワークＷの外周面（円周面）に接触させ（図５の（ｅ））、その状態でワーククランプ軸２１，２１を３６０度回転させ、ワーククランプ軸２１，２１の軸心に対するワークＷの軸心のズレを接触式変位センサ２５で測定させる。
【００２４】
次に、接触式変位センサ２５を後退させ、ワークＷから変位センサヘッド２５ａを非接触にして（図６の（ｆ））、上記ズレのうち、最もズレが大きかった箇所がワーク保持装置１側になるよう、ワークＷを回転させる（図６の（ｇ））。
【００２５】
次に、ワーククランプ軸２１，２１で挟持されているワークＷをチャック部５，５でも挟持させ（図６の（ｈ））、次に、ワーククランプ軸２１，２１を後退させワーククランプ軸２１，２１によるワークＷの挟持を解除する（図６の（ｉ））。そして、ワーク測定装置１９で測定した結果（ワーククランプ軸２１，２１の軸心に対するワークＷの軸心のズレ）に基づき、ワークＷの軸心の位置がワーククランプ軸２１，２１の軸心の位置に近づくよう、搬送装置４を水平方向に移動させズレの補正を行い、それにより、ワークＷを所定の位置に配置することが可能になることから、ひいては、加工手段（切削、研磨、研削等を行う加工装置）により、ワークＷの加工を効率的に行なうことが可能となる。
【００２６】
以上のように本実施形態のワーク保持装置１によれば、一対のチャック部５，５の各々に対し、ワークＷの端面の中心側に位置する内側面ではなく該内側面の外側に位置する外側面のみを挟持できるようにコ字型部１８を形成し、該一対のチャック部５，５のうち、一方のチャック部５は、少なくとも他方のチャック部５に向かってスライド可能に設けたものである。これにより、円柱型のサファイア等のワークＷの円周面ではなく、ワークＷ両端にある平坦状の両端面を、チャック部５，５により挟持することができるから、比較的重量の嵩むワークＷであっても脱落しないよう確実に保持することができる。よって、例えばワークの両端面ではなく円柱型のワークＷの円周面を２点でチャックして保持したりする場合には、円形であるために保持が不安定となり安定性に欠けることになるが、円柱型のワークの互いに平行関係を有するワークＷの端面を、ワーク保持装置１のコ字型のチャック部５，５で挟持することで、ワークＷを安定的に保持することができる。さらに、ワークＷの端面の中心側に位置する内側面ではなく、外側に位置する外側面をコ字型部１８により挟持することができることから、サファイア等のワークＷの加工や測定を行うため、ワーク保持装置１からワークＷの測定を行う測定や加工を行う装置等に対しワークＷを受け渡す際、こうした装置に備えられたワーククランプ軸１９，１９により、ワークＷの端面の中心側に位置する内側面を挟持させることでワークＷの受け渡しを行なうことが可能となる。よって、ワークの受け渡しを人為的な作業ではなく、機械的（自動的）に行なうことが可能となる。
【００２７】
さらに、ワークＷの測定や加工を行う際には、ワークの両端面の外側面ではなくそれよりも内側の中心部を挟持した状態で、当該ワークＷを回転させながら測定や加工を行うことが多いことが一般的となっているが、本実施形態のワーク保持装置１のチャック部５，５は、ワークＷの端面の中心側に位置する内側面を挟持しないように構成されていることから、ワークＷの受け渡し先となるワーク測定装置１９やワークＷの加工を行う加工装置では、ワークＷの端面の中心側を直ぐに挟持することができ、当該中心側を挟持し測定や加工作業を速やかに開始することができる。
【００２８】
以上、本発明の一例を実施例として説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく種々の変形実施が可能である。例えば、本実施形態では、一対のチャック部５，５は、これらの間に配設されたワークＷに対し両者がスライド可能に設けられているが、ワークＷを挟持できるのであれば、何れか一方のチャック部５のみスライド可能に設けてもよい。そして、その場合には、スライド機構の構造を簡略化することができコストを安価に抑えることも可能となる。また、ワークＷを加工する加工装置については図示していないが、ワーク保持装置１又はワーク測定装置１９に構成してもよく、また、これらの装置とは別に設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１  ワーク保持装置
２  機台
３  レール
４  搬送装置
５  チャック部
６  ガイドバー
１０  電動モータ
１１  プーリ
１２  駆動伝達ベルト
１５  上板部
１６  下板部
１７  円弧部
１８  コ字型部
１９  ワーク測定装置
２１  ワーククランプ軸
２２  開口部
２５  接触式変位センサ
２５ａ  変位センサヘッド
Ｗ  ワーク（サファイア）
Ｘ  径
【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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