CN101204814A

CN101204814A - 真空抽吸装置

Info

Publication number: CN101204814A
Application number: CNA2007101599157A
Authority: CN
Inventors: 深野喜弘; 马门正一
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: CN100581755C; DE102007059530A1; KR100917222B1; US20080150207A1; KR20080058240A; JP2008151097A; TWI353907B; JP4582484B2; DE102007059530B4; US7637548B2; TW200829371A

Abstract

一种转换阀(14)，布置在真空抽吸装置(10)的压力流体供给源(12)和抽气器(16)之间。转换阀(14)的供给孔(24)与压力流体供给源连接，且转换阀(14)的出口孔(26)与抽气器(16)连接。此外，当抽吸垫(20a、20b、20c)在吸力作用下吸引工件且负压变得恒定时，阀体(34)通过由真空孔(28)供给转换阀(14)的负压而移动，因此阻挡供给孔(24)和出口孔(26)之间的连通。

Description

真空抽吸装置

技术领域

本发明涉及一种真空抽吸装置，用于将负压供给操作装置例如抽吸垫等。

背景技术

目前已知例如真空抽吸装置，该真空抽吸装置用于工件输送机构、定位机构等中。如日本公开专利申请No.11-226679中所述，该真空抽吸装置包括抽气器(ejector)，该抽气器由供给的压力流体产生负压，该抽气器与由抽吸垫等组成的抽吸机构连接，因此，工件通过由抽气器产生的负压而在抽吸机构的吸力作用下被吸引。此外，还进行工件的输送，这样，工件在保持它的吸引状态的同时进行移动，而且，通过释放抽吸状态(工件在该抽吸状态下被吸引)而将工件释放在预定位置。

顺便说明，通常，对于这种真空抽吸装置，即使在工件由抽吸机构吸引之后，压力流体也以固定量继续供给抽气器，以便在抽气器中产生负压。不过，因为工件已经在抽吸机构的吸力作用下被吸引，因此并不需要继续从抽气器供给负压，且不需要消耗供给抽气器的压力流体。换句话说，对于普通的真空抽吸装置，通常需要连续供给固定量的压力流体，而不管供给抽吸垫的负压状态。

因此，近年来已经要求当工件在吸力下被吸引时减少消耗的压力流体的量和降低所需的能量。

发明内容

本发明的总体目的是提供一种真空抽吸装置，它有简单结构，其中，当工件处于在吸力下被吸引的状态时能够防止过多消耗压力流体。

通过下面的说明并结合附图，将更清楚本发明的上述和其它目标特征和优点，附图中通过所示实例表示了本发明的优选实施例。

附图说明

图1是本发明第一实施例的真空抽吸装置的示意结构图；

图2是图1中所示的真空抽吸装置的流体线路的示意图；

图3是转换阀的总体垂直剖视图，该转换阀构成图1的真空抽吸装置的一个元件；

图4是表示当图2的转换阀的阀体移动成阻挡在供给孔和出口孔之间的连通时的状态的总体垂直剖视图；

图5是表示在真空抽吸装置中的压力流体消耗量和吸引时间之间的关系的特征曲线图；以及

图6是第二实施例的真空抽吸装置的示意结构图。

具体实施方式

在图1中，参考标号10表示本发明第一实施例的真空抽吸装置。

如图1至4所示，真空抽吸装置10包括：压力流体供给源12，用于供给压力流体；转换阀(转换机构)14，来自压力流体供给源12的压力流体的供给状态通过该转换阀14来转换；抽气器(真空产生器)16，该抽气器16与转换阀14连接，且该抽气器由压力流体产生负压(真空压)；真空破坏阀18a、18b、18c，该真空破坏阀使得由抽气器16产生的负压返回至大气压力；抽吸垫(抽吸部件)20a、20b、20c，该抽吸垫各自与真空破坏阀18a、18b、18c连接，且该抽吸垫通过供给的负压而在吸力作用下吸引工件(未示出)；以及排气单元22，该排气单元22将引入抽气器16中的压力流体向外排出。

下面将介绍真空破坏阀18a、18b、18c和抽吸垫20a、20b、20c分别相对于负压通道52并联连接时的情况，如图1和2所示。

如图3和4所示，转换阀14包括阀体(本体)30，该阀体30包括供给孔(第一孔)、出口孔(第二孔)26和真空孔(第三孔)28。

转换阀14还包括：阀体34，该阀体34布置成可通过安装在阀体30内部的柱形体32移动；调节螺钉(调节机构)36，阀体34的位移量可以通过该调节螺钉36来调节；以及弹簧38，该弹簧38安装在阀体34和调节螺钉36之间。

沿轴向方向(箭头A和B的方向)延伸的通孔40形成于阀体30的内部，且柱形体32和阀体34布置在通孔40的内部。通孔40在阀体30的一端侧(沿箭头A的方向)开口，且通过进口/出口孔42而进一步与外部连通，该进口/出口孔42形成于阀体30的另一端侧(沿箭头B的方向)。此外，其内具有螺纹孔44的盖板46安装在阀体30的一端上，由此，通孔40的一端由盖板46封闭。

供给孔24在阀体30的一侧表面上开口并与通孔40连通，且供给孔24通过供给通道48而与压力流体供给源12连接。

而且，出口孔26开口于阀体30的另一侧表面上，以便与通孔40连通。出口孔26布置在沿阀体30的轴向方向(箭头A和B的方向)的基本中心处。出口孔26通过出口通道50而与抽气器16连接。

而且，真空孔28形成于阀体30的一侧表面上，同时与供给孔24分开预定距离。真空孔28与通孔40连通，并通过负压通道52而与真空破坏阀18a、18b、18c连接。

柱形体32布置成抵靠通孔40的内周表面。对着供给孔24的第一凹口54、对着出口孔26的第二凹口56以及对着真空孔28的第三凹口58布置在柱形体32的外周表面上。第一至第三凹口54、56、58以环形凹入方式相对于外周表面形成预定深度。

此外，朝着柱形体32的内周侧穿透的连通通道60a、60b、60c分别形成于第一至第三凹口54、56、58中。柱形体32的外周侧和内周侧通过流体通道60a、60b、60c而连通。

而且，一对密封部件62a、62b分别布置在环形槽中，该环形槽形成于柱形体32的外周表面上并在第一和第三凹口54、58的两侧。密封部件62a、62b在供给孔24和真空孔28的外侧抵靠在通孔40中。因此，通过密封部件62a、62b，将防止在阀体30和柱形体32之间通过的压力流体泄漏。

更具体地说，从供给孔24供给第一凹口54的压力流体没有向外泄漏。还防止了通过负压通道52引入真空孔28中的负压向外泄漏。

阀体34布置成抵靠柱形体32的内周表面。形成为柱形支柱形状的阀体34一端插入阀体30的、装备有供给孔24的另一端侧(沿箭头B的方向)。阀体34的另一端朝着阀体30的一端侧(沿箭头A的方向)，并形成有开口柱形形状，具有在它内部的弹簧接收部件64。

而且，面对柱形体32的内周表面的环形凹口66形成于阀体34的基本中心部分中。环形凹口66形成有沿阀体34的轴向方向(箭头A和B的方向)的预定宽度以及相对于阀体34的外周表面的预定深度。环形凹口66的宽度尺寸设置成使得环形凹口66分别对着供给孔24和出口孔26，且尺寸设置成能够使它们之间相互连通。

调节螺钉36具有：螺纹部分68，该螺纹部分68与盖板46的螺纹孔44进行螺纹啮合；凸缘部分70，该凸缘部分70布置在通孔40的内侧，并以一定宽度沿径向向外方向扩展；以及引导部分72，该引导部分72的直径相对于凸缘部分70减小，并朝着阀体34侧延伸。密封环74通过在凸缘部分70的外周表面上的环形槽来安装。此外，通过使调节螺钉36旋转，调节螺钉36可通过螺纹部分68与盖板46的螺纹孔44的啮合作用而移动，以便沿轴向方向(箭头A和B的方向)前进和后退。

而且，弹簧38安装在凸缘部分70上并在该凸缘部分70和阀体34的弹簧接收部件64之间。弹簧38的弹性力沿推动阀体34离开调节螺钉36的方向(箭头B的方向)施加。更具体地说，因为弹簧38由调节螺钉36压向阀体34(沿箭头B的方向)，因此通过螺纹旋转调节螺钉36和使调节螺钉36沿轴向方向移动，相对弹簧38的按压力可以产生变化，从而能够调节由弹簧38相对阀体34施加的弹性力。

而且，弹簧38通过插在组成调节螺钉36的引导部分72的外周侧上而沿轴向方向(箭头A和B的方向)被引导。

抽气器16通过出口通道50而与转换阀14的下游侧连接，且通过转换阀14的出口孔26导出的压力流体引向抽气器16。在抽气器16中产生的负压通过负压通道52，并引出至真空破坏阀18a、18b、18c。还有，压力流体通过排出通道76，并引出至排出单元22，它在该排出单元22处向外排出。

而且，单向阀78(见图2)布置在抽气器16和真空破坏阀18a、18b、18c之间，其中，单向阀78通过抽气器16产生的负压而处于阀打开状态，这样，连接抽气器16和真空破坏阀18a、18b、18c的负压通道52能够在它们之间连通。

本发明第一实施例的真空抽吸装置10基本如上述构成。下面将介绍真空抽吸装置10的工作和效果。

首先，通过将压力流体从压力流体供给源12供给供给通道48，压力流体通过供给孔24并引向转换阀14的通孔40的内部。在这种情况下，因为阀体34由于弹簧的弹性力而沿离开调节螺钉36的方向(箭头B的方向)移动，因此引入供给孔24的压力流体导向出口孔26，同时经过阀体34的环形凹口66。然后，压力流体通过出口通道50，并供给抽气器16。

在这种情况下，因为真空孔28由阀体34关闭和处于并不与供给孔24和出口孔26连通的状态，因此压力流体并不流过真空孔28。

此外，在抽气器16中产生的负压通过负压通道52，到达各真空破坏阀18a、18b、18c，并分别供给抽吸垫20a、20b、20c。因此，一个或多个工件(未示出)在吸力作用下被吸引，并由抽吸垫20a、20b、20c保持。

另一方面，供给抽气器16的压力流体在通过排出通道76和通向排出单元22之后向外排出。

然后，在工件由抽吸垫20a、20b、20c吸引之后，因为负压的压力相对于能够在吸力作用下吸引工件的设置压力升高，因此负压通道52(负压供给该负压通道52)的压力变得更大。因此，通过转换阀14的真空孔28(该真空孔28处于与负压通道52连通的状态)的负压供给通孔40，因此阀体34将逆着弹簧38的弹性力而朝着调节螺钉36侧(沿箭头A的方向)拉动(见图4)。因此，供给孔24由阀体34的一端阻挡，并中断在供给孔24和出口孔26之间的连通。因此，通过供给孔24和出口孔26通向抽气器16的压力流体供给将中断，在抽吸垫20a、20b、20c(该抽吸垫吸引工件)中的负压保持在基本恒定压力(参考图5中的实线)。

下面将参考图5简要介绍在压力流体的消耗量和工件由真空抽吸装置中的抽吸垫吸引的吸引时间之间的关系。图5中的实线C显示本实施例的真空抽吸装置10的特征，而图5中的虚线D显示普通真空抽吸装置的特征。

在普通的真空抽吸装置中，如图5中的虚线D所示，可以知道，当工件由抽吸垫吸引的吸引时间增加时，压力流体的消耗量成比例增加。换句话说，即使在抽吸垫已经吸引了工件的状态下，压力流体也继续以当前方式供给。

与此相反，在第一实施例的真空抽吸装置10中，在工件通过抽吸垫20a、20b、20c而在吸力作用下被吸引时，由于转换阀14的转换作用，压力流体的供给中断，因此如图5中的实线所示，即使当抽吸垫20a、20b、20c的吸引时间增加时，压力流体的消耗量保持基本恒定。

而且，弹簧38的弹性力可以通过旋转和移动调节螺钉36(以便调节在调节螺钉36和阀体34之间的距离)而被随意地调节。

例如，当人们希望增加供给抽吸垫20a、20b、20c的负压的设置压力时，调节螺钉36螺纹旋转，以便朝着阀体34(沿箭头B的方向)移动，这样，通过在调节螺钉36和阀体34之间压缩弹簧38，由弹簧38产生的弹性力可以增加。

因此，当阀体34逆着弹簧38的弹性力朝着调节螺钉36侧(箭头A的方向)移动时需要更大的移动力。更具体地说，阀体34并不移动，直到由负压施加在阀体34上的拉力变得足够大，且直到这时都由阀体34保持供给孔24和出口孔26的连通状态。因此，供给抽吸垫20a、20b、20c的负压的压力变得更大。

此外，在由抽吸垫20a、20b、20c吸引的工件进行输送后，当释放工件的吸引时，真空破坏阀18a、18b、18c操作成使得负压通道52与外部连通，这样，因为负压通道52内的负压变得与大气压力相同，因此停止向抽吸垫20a、20b、20c供给负压，并释放工件的吸引状态。

另一方面，在抽吸垫20a、20b、20c中的负压的压力降低至低于设置压力同时工件被吸引在该抽吸垫上的情况下，弹簧38的弹性力克服负压的压力，并沿离开调节螺钉36的方向(箭头B的方向)推压阀体34。因此，供给孔24和出口孔26再次通过环形凹口66而相互连通，且因为压力流体通过出口通道50供给抽气器16，因此产生负压并分别供给抽吸垫20a、20b、20c。因此，抽吸垫20a、20b、20c内部的负压的压力保持预定的设置压力。

根据第一实施例，在前述方式中，转换阀14布置在压力流体供给源12和抽气器16之间。在工件由抽吸垫20a、20b、20c吸引之后，转换阀14的阀体34将通过由抽气器16产生的负压而移动，并使得在压力流体供给源12和抽气器16之间的连通中断。因此，当工件处于吸引状态时，压力流体向抽气器16的供给可以停止，且工件可以被保持在保持状态。

这样，通过利用简单结构(其中，转换阀14布置在用于供给压力流体的供给通道48中)，将防止压力流体在工件被吸引后的额外消耗，且能够降低消耗量。因此，真空抽吸装置10的能量效率明显提高。

而且，因为转换阀14能够由阀体30(该阀体30有供给孔24、出口孔26和真空孔28)以及阀体34(该阀体34通过安装在阀体30中的柱形体32而可移动地布置)、调节螺钉36(该调节螺钉36能够调节阀体34的移动量)和弹簧38(该弹簧38安装在阀体34和调节螺钉36之间)而构成，因此能够降低压力流体的消耗量，同时不会增大真空抽吸装置10的尺寸。

而且，因为阀体34的移动正时可以通过在转换阀14中提供调节螺钉36而选择地调节，因此能够在合适的正时中断在压力流体供给源12和抽气器16之间的连通状态，同时还能够自由地设置供给抽吸垫20a、20b、20c的负压的设置压力。因此，工件能够合适和容易地在合适设置压力下进行吸引，该设置压力与由抽吸垫20a、20b、20c吸引的工件的尺寸和重量相对应。

而且，与普通的真空抽吸装置相比，因为能够减少流过真空抽吸装置10的压力流体的流量，因此当压力流体从排出单元22排出时产生的噪音也能够降低。同时也防止例如消音器(该消音器可以设置用于降低所述噪音)的堵塞。

而且，通过将空气储罐(未示出)布置在负压通道52中并在抽气器16的下游侧，该装置能够代替真空泵。

在上述第一实施例的真空抽吸装置10中，已经介绍了提供三个抽吸垫20a、20b、20c和三个真空破坏阀18a、18b、18c时的情况。不过，本发明并不局限于该结构。相对于连接抽气器16的负压通道52(负压通过该负压通道52来供给)并联连接的抽吸垫和真空破坏阀的实际数目并不进行限制。

下面，图6中表示了第二实施例的真空抽吸装置100。与第一实施例的真空抽吸装置10相同的结构元件将使用相同参考标号来表示，并将省略该特征的详细说明。

第二实施例的真空抽吸装置100与第一实施例的真空抽吸装置10的区别在于：一对转换阀102a、102b和一对抽气器104a、104b布置在压力流体供给源12和抽吸垫20a、20b、20c之间，其中，由抽气器104a、104b产生的负压分别供给抽吸垫20a、20b、20c。

如图6中所示，一对转换阀102a、102b分别与供给通道106a、106b连接，该供给通道106a、106b与压力流体供给源12连接。转换阀102a、102b分别通过出口通道108a、108b而与抽气器104a、104b连接，该出口通道108a、108b与转换阀102a、102b的出口孔26连接。

而且，负压通道110a、110b分别与一对抽气器104a、104b连接。与一个抽气器104a连接的负压通道110a与连接另一抽气器104b的负压通道110b连接。更具体地说，由一对抽气器104a、104b产生的负压分别供给负压通道110a、110b，且来自该负压通道110a、110b的流体流进行组合，于是，负压通过真空破坏阀18a、18b、18c，并分别供给抽吸垫20a、20b、20c。而且，供给抽气器104a、104b的压力流体通过排出通道76，且在引向排出单元22之后向外排出。

这样，对于第二实施例的真空抽吸装置100，通过设置多个抽气器104a、104b，即使当抽吸装置具有多个抽吸垫20a、20b、20c等时，也能够提供令人满意的负压。同时，通过布置在转换阀102a、102b中的调节螺钉36，多个抽气器104a、104b可以根据所需的供给负压量而选择地使用。因此，在真空抽吸装置100中，压力流体的消耗量甚至进一步减少，并能够防止浪费。

在第二实施例的上述真空抽吸装置100中，介绍了当转换阀102a、102b和抽气器104a、104b成对提供的情况。不过，本发明并不局限于该特征。任意多个转换阀可以并联地与连接压力流体供给源12的供给通道连接，且抽气器分别与转换阀连接，它们的数目并不特别限制。

而且，本发明的真空抽吸装置并不局限于前述实施例，当然可以采用各种结构，这些结构并不偏离本发明的实质特征和精神。

Claims

1.一种真空抽吸装置，包括：

压力流体供给源(12)，用于供给压力流体；

真空产生器(16)，用于通过向它供给所述压力流体而产生负压；

抽吸部件(20a、20b、20c)，来自所述真空产生器(16)的负压供给该抽吸部件，且该抽吸部件能够通过所述负压而在吸力作用下吸引工件；以及

转换机构，该转换机构与所述真空产生器(16)连接，用于根据供给所述抽吸部件(20a、20b、20c)的负压状态来转换通道(48、50)的连通状态，所述压力流体通过该通道(48、50)供给；

其中，当工件通过所述负压而在吸力作用下被吸引，且在所述抽吸部件(20a、20b、20c)内部达到预定压力时，所述通道(48、50)的连通状态在所述转换机构的转换作用下中断，且所述压力流体停止供给所述真空产生器(16)。

2.根据权利要求1所述的真空抽吸装置，其中，所述转换机构包括：

本体(30)，该本体(30)具有：第一孔(24)，所述压力流体通过该第一孔来供给；第二孔(26)，该第二孔与所述真空产生器(16)连接，且所述压力流体通过该第二孔被导出；以及第三孔(28)，该第三孔(28)与负压通道(52)连接，由所述真空产生器(16)产生的负压流过该第三孔(28)；以及

转换阀(14)，该转换阀包括布置在所述本体(30)内部以便可沿轴向方向移动的阀体(34)，所述阀体(34)改变在所述第一孔(24)和所述第二孔(26)之间的连通状态。

3.根据权利要求2所述的真空抽吸装置，其中：所述转换阀(14)包括弹簧(38)，该弹簧(38)在所述阀体(34)上施加弹性力，所述弹簧(38)使所述阀体(34)保持在所述第一孔(24)和所述第二孔(26)之间连通的状态，通过所述阀体(34)由于所述负压而逆着所述弹簧(38)的弹性力移动，从而阻挡所述第一孔(24)和所述第二孔(26)之间的连通。

4.根据权利要求3所述的真空抽吸装置，其中：所述转换阀(14)还包括调节机构(36)，该调节机构能够调节弹簧施加在所述阀体(34)上的弹性力。

5.根据权利要求4所述的真空抽吸装置，还包括：柱形引导体(32)，该柱形引导体布置在所述本体(30)中，所述阀体(34)布置成可在所述引导体(32)内部沿轴向方向移动。

6.根据权利要求5所述的真空抽吸装置，其中：连通通道(60a、60b、60c)设置在所述引导体(32)中，沿径向方向穿透且在所述引导体(32)的外部和内部之间连通，所述连通通道(60a、60b、60c)布置在面对所述第一至第三孔(24、26、28)的位置处。

7.根据权利要求6所述的真空抽吸装置，其中：在所述阀体(34)的外周表面上设置有凹口(66)，该凹口(66)凹入，同时对着所述第一和第二孔(24、26)中的至少一个，所述第一孔(24)和所述第二孔(26)通过所述凹口(66)连通。

8.根据权利要求1所述的真空抽吸装置，其中：所述转换机构和所述真空产生器(104a、104b)分别成对地布置。