CN111448852B - 真空吸引臂、筒夹架以及喷嘴筒夹 - Google Patents

Abstract

具备：筒夹轴11，呈具有从筒夹插入孔35朝向上方延续的真空吸引孔31的第一筒状，并设有从第一筒状的外周贯通至真空吸引孔31的引导孔；筒状的球按压部17，具有与筒夹轴11接触的滑动内周面和从该滑动内周面扩展的锥状的按压内周面；按压球21a、21b，分别配置于引导孔内且能够从按压内周面朝向对称方向按压；以及喷嘴筒夹23，上部形状呈与筒夹插入孔35的内径形状匹配的第二筒状，且第二筒状的外周面上设置有环状的保持槽41。在喷嘴筒夹23插入筒夹插入孔35时，从相互对称的方向朝向保持槽41按压嵌合在保持槽41中的按压球21a、21b。

Description

真空吸引臂、筒夹架以及喷嘴筒夹

技术领域

本发明涉及对电子部件等的微细部件进行处理的精密加工装置中使用的真空吸引臂以及构成该真空吸引臂的筒夹架，尤其涉及适于高速自动更换插入筒夹架前端的喷嘴筒夹的系统的筒夹架及喷嘴筒夹。

背景技术

作为具有喷嘴头的现有真空吸引型精密加工装置，提出了如下结构，即：设置于喷嘴头侧的环状的弹性体的按压传递至埋设于喷嘴头的孔中的销辊，该销辊固定在设置于装置主体的管侧面上的保持槽中(参照专利文献1)。还提出了如下结构，即：设置于装置主体的管侧的弹性体的按压传递至设置于管的孔中的球体，该球体嵌入设置于喷嘴头的侧面上的凹部中(参照专利文献2)。专利文献1和2所记载的发明在接受设置于一个部件上的弹性体的按压的部件嵌入固定于另一个部件的槽中这一点上是共通的，均可以通过施加比弹性体的按压力大的力的单触操作(one touch)来拆装喷嘴头。

另外，在专利文献1和2所记载的发明中，在将喷嘴头固定于装置主体时存在水平方向的错位的情况下，必须由人目视确认错位的程度，并手动调整至正确的位置，因此，不适用于喷嘴头的高精度高速自动更换系统。或者，必须另外准备利用照相机或传感器识别错位并自动调整的装置。手动情况下花费工夫和时间，在照相机或传感器的情况下，会产生花费用于引入装置的成本这一问题。

还提供了一种喷嘴旋转防止机构，通过非对称结构防止喷嘴旋转，以防随着轴旋转而导致喷嘴的安装位置偏移(参照专利文献3)。在专利文献3所记载的发明中，两个硬球以彼此的间隔沿着喷嘴的槽部的周向不均匀的方式非对称地设置，两个硬球嵌合在喷嘴的槽部的槽中，从而防止喷嘴旋转。在专利文献3的图1的(b)所记载的两个硬球非对称地配置的结构中，在静态状态下能够防止喷嘴旋转。

但是，在专利文献3所记载的发明中，由于来自非对称地配置的两个硬球的力仅向一个方向施加，因此，在更换喷嘴这样的动态动作中，喷嘴高速上下运动时会产生纵向晃动，更换喷嘴时的喷嘴的位置不稳定。因此，在专利文献3所记载的发明中，纵向晃动在喷嘴的高速吸附/解吸时产生不良影响，无法高度保持高精度高速自动更换系统中使用的高速上下运动中的喷嘴的吸附/解吸的精度。进而，在专利文献3所记载的非对称的两个硬球的配置中，由于喷嘴的磨损产生偏差，因此，在使用于高精度高速自动更换系统中那样的高速上下运动的情况下，喷嘴的寿命变短，因而不合适。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3087540号公报

专利文献2：日本特许第3064368号公报

专利文献3：日本特开2003-243892号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够在喷嘴筒夹的高精度高速自动更换系统中使用，即使在高速上下运动中也不会纵向晃动，而且能够高度保持喷嘴筒夹的吸附/解吸精度的真空吸引臂、构成该真空吸引臂的保持力高的高精度的筒夹架、插入该筒夹架前端的喷嘴筒夹。

用于解决问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的第一方式主旨如下：

一种真空吸引臂，其具备：

(a)筒夹轴，呈中心轴侧具有从下端的筒夹插入孔朝向上方延续的真空吸引孔的第一筒状，并设有第一引导孔和第二引导孔，该第一引导孔和第二引导孔从该第一筒状的外周贯通至真空吸引孔，并相对于通过中心轴的镜像面呈镜像关系地在与镜像面垂直且通过中心轴的中心线上相互对置；

(b)筒状的球按压部，能够在中心轴方向上滑动，并具有与筒夹轴的外周面接触的滑动内周面、从该滑动内周面朝向下方且远离中心轴的离心方向扩展的锥状的按压内周面、以及从该按压内周面朝向下方延续的保护内周面；

(c)第一按压球和第二按压球，分别配置于第一引导孔和第二引导孔内，且能够从按压内周面朝向对称方向按压第一按压球和第二按压球；以及

(d)喷嘴筒夹，内部具有从设置于下端部的喷嘴尖端插入孔朝向中心轴方向的上方延续的贯通孔，上部的外径形状呈与筒夹插入孔的内径形状匹配的第二筒状，该第二筒状的外周面上设置有环状的保持槽。

在第一方式涉及的真空吸引臂中，在喷嘴筒夹的上部插入筒夹插入孔时，从相互对称的方向朝向保持槽按压嵌合在保持槽中的第一按压球和第二按压球。

本发明的第二方式的主旨如下：

一种筒夹架，其具备：

(a)筒夹轴，呈中心轴侧具有从下端的筒夹插入孔朝向上方延续的真空吸引孔的第一筒状，并设有第一引导孔和第二引导孔，该第一引导孔和第二引导孔从该第一筒状的外周贯通至真空吸引孔，并相对于通过中心轴的镜像面呈镜像关系地在与镜像面垂直且通过中心轴的中心线上相互对置；

(b)筒状的球按压部，能够在中心轴方向上滑动，并具有与筒夹轴的外周面接触的滑动内周面、从该滑动内周面朝向下方且远离中心轴的离心方向扩展的锥状的按压内周面、以及从该按压内周面朝向下方延续的保护内周面；以及

(c)第一按压球和第二按压球，分别配置于第一引导孔和第二引导孔内，且能够从按压内周面朝向对称方向按压第一按压球和第二按压球。

在第二方式涉及的筒夹架中，在将喷嘴筒夹的上部插入筒夹插入孔时，从相互对称的方向朝向保持槽按压嵌合在保持槽中的第一按压球和第二按压球，喷嘴筒夹的内部具有从设置于下端部的喷嘴尖端插入孔朝向中心轴方向的上方延续的贯通孔，上部的外径形状呈与筒夹插入孔的内径形状匹配的第二筒状，该第二筒状的外周面上设置有环状的保持槽。

本发明的第三方式涉及一种喷嘴筒夹，其内部具有从设置于下端部的喷嘴尖端插入孔朝向中心轴方向的上方延续的贯通孔，上部的外径形状呈与筒夹架的下端的筒夹插入孔的内径形状匹配的第二筒状，该第二筒状的外周面上设置有环状的保持槽。

在第三方式涉及的喷嘴筒夹中，筒夹架具备：

筒夹轴，呈中心轴侧具有从筒夹插入孔朝向上方延续的真空吸引孔的第一筒状，并设有第一引导孔和第二引导孔，第一引导孔和第二引导孔从该第一筒状的外周贯通至真空吸引孔，并相对于通过中心轴的镜像面呈镜像关系地在与镜像面垂直且通过中心轴的中心线上相互对置；

筒状的球按压部，能够在中心轴方向上滑动，并具有与筒夹轴的外周面接触的滑动内周面、从该滑动内周面朝向下方且远离中心轴的离心方向扩展的锥状的按压内周面、以及从该按压内周面朝向下方延续的保护内周面；以及

第一按压球和第二按压球，分别配置于第一引导孔和第二引导孔内，且能够从按压内周面朝向对称方向按压第一按压球和第二按压球。

而且，在第三方式涉及的喷嘴筒夹中，在喷嘴筒夹的上部插入筒夹插入孔时，从相互对称的方向朝向保持槽按压嵌合在保持槽中的第一按压球和第二按压球。

(发明效果)

根据本发明，能够提供可以在喷嘴筒夹的高精度高速自动更换系统中使用，即使在高速上下运动中也不会纵向晃动，而且能够高度保持喷嘴筒夹的吸附/解吸精度的真空吸引臂、构成该真空吸引臂的保持力高的高精度的筒夹架、插入该筒夹架前端的喷嘴筒夹。

附图说明

图1中的(a)是本发明的实施方式涉及的真空吸引臂的主视图，(b)是从(a)的A-A方向观察的剖视图，(c)是(b)中的A部分的放大图。

图2中的(a)是在本发明的实施方式涉及的真空吸引臂中插入了喷嘴尖端时的主视图，(b)是从(a)的A-A方向观察的剖视图。

图3中的(a)是图2的(b)的喷嘴尖端的剖视立体图，(b)是从下方观察喷嘴尖端的立体图。

图4是从图2的(b)的状态起，从本发明的实施方式涉及的真空吸引臂的筒夹架拔出了喷嘴筒夹和喷嘴尖端的剖视图。

图5中的(a)是从图1的(a)的状态起球按压部朝向上方滑动时的主视图，(b)是从(a)的A-A方向观察的剖视图，(c)是(b)中的A部分的放大图。

图6中的(a)、(b)、(c)都是相当于图1的(b)中的A部分的放大图的图，其中，(a)是拔出喷嘴筒夹之前的图，(b)是拔出喷嘴筒夹期间的过渡图，(c)是拔出喷嘴筒夹之后的图。

图7中的(a)是从图1的(a)的B-B方向观察的放大剖视图，(b)是相当于按压球为四个时的图7中的(a)的图。

图8中的(a)是具备本发明的实施方式涉及的真空吸引臂的精密加工装置整体的主视图，(b)是从(a)的状态拔出了喷嘴筒夹及喷嘴尖端的状态的剖视图。

图9是图8中的(a)的立体图。

图10是与图7对应的、比较例涉及的真空吸引臂的放大剖视图，其中，(a)是按压球为三个时的图，(b)是按压球为一个时的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。但是，应该注意的是，附图是示意性的图，厚度与平面尺寸的关系、各部件的大小的比率等与现实不同。因此，具体的厚度、尺寸、大小等应参考可从以下的说明理解的技术思想的主旨更多样地进行判断。另外，附图相互之间当然也包含相互的尺寸的关系、比率不同的部分。

另外，以下所示的本发明的实施方式例示了用于将本发明的技术思想具体化的装置，本发明的技术思想并非将构成部件的材质、形状、结构、配置等特定为下述内容。本发明的技术思想并不限定于本发明的实施方式中记载的内容，能够在权利要求书所记载的权利要求所规定的技术范围内加入各种变更。

(真空吸引臂的结构)

本发明的实施方式涉及的真空吸引臂构成图8及图9所示那样的、用于组装安装作为被操作对象物的电子部件等的真空吸引型精密加工装置的一部分。如图1所示，实施方式涉及的真空吸引臂具备：筒状的筒夹轴11、固定于筒夹轴11上的弹簧按压部13、与弹簧按压部13的上端部接触并能够沿筒夹轴11的筒轴方向伸缩的弹簧15、与筒夹轴11接触并能够在使弹簧15伸缩的同时沿筒夹轴11的筒轴方向滑动的筒状的球按压部17、以及配置于筒夹轴11的引导孔内的第一按压球21a和第二按压球21b，构成筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)。如图1中的(b)及图7中的(a)的剖视图等所示，在实施方式涉及的真空吸引臂中，第一按压球21a和第二按压球21b以相对于通过筒夹轴11的筒轴的镜像面呈镜像关系的方式，在通过筒夹轴11的筒轴的线上相互对置地配置。如后所述，为了相对于通过筒夹轴11的筒轴(中心轴)的面实现镜像关系，优选按压球的个数为偶数个。在图7中的(a)所示的配置中，第一按压球21a和第二按压球21b排列在与通过筒夹轴11的筒轴的镜像面垂直的中心线上。

进而，如图4所示，在实施方式涉及的真空吸引臂的筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)的筒夹轴11的下端部侧的内部插入有喷嘴头单元(23、25、51)，该喷嘴头单元(23、25、51)具备：上部能够从筒夹轴11的下端部插入或拔出的喷嘴筒夹23、固定于喷嘴筒夹23的外周面上的止转销25、以及从喷嘴筒夹23的下端侧插入的喷嘴尖端51。

即，如图2及图8所示，能够将喷嘴头单元(23、25、51)的圆锥状的上部插入实施方式涉及的筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)的下端部。在图1、图2、图4等所示的方式(方向)中，实施方式涉及的真空吸引臂的筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)以将铅垂方向作为长度方向的方式具备筒夹轴11。如图4所示，筒夹轴11呈定义第一外周面的第一筒状，具有长度方向下端的筒夹插入孔35及从筒夹插入孔35朝向第一筒状的筒轴方向(第一方向)的上方延续的真空吸引孔31。

如图8所示，真空吸引孔31的上端与真空配管用接头(连接器)71连接。在喷嘴头单元(23、25、51)插入筒夹轴11的下端部的状态下，通过经由图8和图9所示的真空配管用接头(连接器)71利用真空泵抽吸空气，使筒夹轴11及喷嘴筒夹23、喷嘴尖端51的内侧的空洞部变为负压，从而在喷嘴尖端51的前端部分构成真空吸引(减压吸引)被操作对象物的真空吸引夹头。若在被操作对象物被真空吸引的状态下，使筒夹轴11及喷嘴筒夹23、喷嘴尖端51的内侧的空洞部变为正压，则被真空吸引的被操作对象物脱离喷嘴尖端51的前端部分。

如图1中的(c)、图5中的(c)及图6中的(a)等放大图所示，在筒夹轴11的下端部的外缘部上设置有切口状的止转槽45，在止转槽45的上方，设置有从筒夹轴11的第一外周面朝向向心方向贯穿的引导孔(第一引导孔)43a。“第一外周面”是指筒夹轴11的第一筒状的外侧的整个侧面。筒夹插入孔35及真空吸引孔31沿着作为长度方向的第一方向延续，沿第一方向贯穿大致整个筒夹轴11。在图1的(b)中，筒夹插入孔35的直径大于真空吸引孔31的直径，但只要喷嘴筒夹23的上部能够插入或拔出，则筒夹插入孔35的直径也可以小于真空吸引孔31的直径。如图4所示，喷嘴筒夹23的上部具有台阶部，但连接台阶的角部的包络面具有大致呈圆锥形状的外径面。在图1中的(b)所示的筒夹插入孔35与真空吸引孔31的边界部处，也可以为了防止空气泄漏、或者为了缓冲插入喷嘴筒夹23时的冲击而设置O型环等弹性体，也可以不设置。

进而，如图1中的(a)和(b)所示，实施方式涉及的筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)具备固定于筒夹轴11的第一外周面上的弹簧按压部13。关于弹簧按压部13在筒夹轴11上的固定方法，可以是焊接、钎焊等的金属接合、热套、铆接等利用加压变形的接合、利用压入、螺钉等的机械接合，也可以是利用粘接剂等的化学接合。由于弹簧按压部13是与弹簧15的上端部接触且不会因为弹簧15的按压而移动的部件，因此，只要是能够承受弹簧15的按压的固定方法均可。在图1的(b)中，弹簧按压部13是与筒夹轴11分开的部件，但弹簧按压部13也可以是与筒夹轴11呈一体的结构。进而，在图1的(b)中，弹簧按压部13为具有朝向下部侧呈圆筒状突出的鞘部的台阶形状，从而剖面形状呈L字型。弹簧按压部13的鞘部呈圆筒状地夹在弹簧15与筒夹轴11之间，从而防止弹簧15与筒夹轴11直接接触。通过减少弹簧15与筒夹轴11的接触面积，具有减少摩擦、防止部件劣化等效果，因而弹簧按压部13的鞘部为优选结构。但是，由于弹簧15只要位于弹簧按压部13与球按压部17之间，能够起到使能够在第一方向上滑动的球按压部17滑动的作用即可，因此，弹簧按压部13的朝向下部侧突出的鞘部可有可无。

弹簧15只要具有作为弹簧的功能则均可使用，例如中心轴与真空吸引孔31的中心轴一致的螺旋弹簧或弹簧圈、侧面部分与弹簧按压部13接触的螺旋弹簧的集合体，等等。弹簧15的上端部与弹簧按压部13接触，但是，只要弹簧15不丧失作为弹簧的功能，则也可以在上端部固定于弹簧按压部13上。

进而，如图1所示，实施方式涉及的筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)在筒夹轴11的第一外周面侧具备与弹簧15的下端部接触的筒状的球按压部17。球按压部17的内周面包括与弹簧按压部13和第一引导孔43a之间的第一外周面接触的滑动内周面、从滑动内周面朝向下方且远离真空吸引孔31的中心轴的离心方向延续的锥状的按压内周面19、以及从按压内周面19朝向下方延续的保护内周面。滑动内周面与第一外周面接触但未被固定在第一外周面上，能够旋转和滑动。按压内周面19是呈逐渐扩展的形状朝向滑动内周面的下方延续的圆锥面状的内周面。保护内周面与按压内周面19相连，并被设置为母线的方向与第一方向平行的圆筒面。由保护内周面包围的圆柱空间的直径比由滑动内周面包围的圆柱空间的直径大。

进而，球按压部17是以滑动内周面作为共用面，在外周面侧具有从中央的厚度厚的凸缘部起的台阶部，从而长度方向的上部的剖面形状呈大致L字型的圆筒形状。球按压部17具有从中央的凸缘部朝向长度方向的上方延伸的圆筒状的鞘部，该鞘部的外周面与弹簧的下端部的内周侧接触。该鞘部与弹簧按压部13的情况同样防止弹簧15与筒夹轴11直接接触。通过减少弹簧15与筒夹轴11的接触面积，具有减少摩擦、防止部件劣化等效果，因而是优选结构。但是，由于弹簧15只要位于弹簧按压部13与球按压部17之间，能够起到使能够在第一方向上滑动的球按压部17滑动的作用即可，因而该鞘部可有可无。与弹簧按压部13的情况同样，只要弹簧15不丧失作为弹簧的功能，则弹簧15的下端部也可以固定于球按压部17上。在图1的(b)中，在弹簧按压部13与球按压部17之间存在间隙33，间隙33成为球按压部17朝向上方的可滑动区域。另外，间隙33也具有减小弹簧15的接触面积，从而减小弹簧15伸缩时的摩擦的效果。球按压部17能够与弹簧15的伸缩一起在筒夹轴11的第一外周面上沿第一方向滑动。

进而，如图1中的(b)和(c)所示，实施方式涉及的筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)具备按压球(第一按压球)21a，该第一按压球21a配置于第一引导孔43a内，并能够经由按压内周面19接受弹簧15的按压而在与第一方向大致垂直的方向上移动。第一按压球21a未直接固定于第一引导孔43a中。图1的(b)中的第二按压球21b也与第一按压球21a同样，第二按压球21b以与第一按压球21a相对于通过筒夹轴11的筒轴(中心轴)的面呈镜像关系的方式配置。第二按压球21b配置于筒夹轴11上设有的第二引导孔内，并能够经由按压内周面19接受弹簧15的按压而在与第一方向大致垂直的方向上移动。

进而，如图1中的(b)、图2中的(b)以及图4所示，实施方式涉及的真空吸引臂具备能够插入筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)的筒夹插入孔35或者从筒夹插入孔35拔出的喷嘴筒夹23。喷嘴筒夹23的成为上部的前端部分呈上底小的大致圆锥状，并具有与筒夹插入孔35的内径形状匹配的外径尺寸。喷嘴筒夹23的前端部分在喷嘴筒夹23的上部插入筒夹插入孔35时，经由第一按压球21a及第二按压球21b，在筒夹轴11的筒轴(中心轴)方向上受到弹簧15施加的对称方向的按压。

如图1中的(b)所示，喷嘴筒夹23的下部呈其下端部设置有喷嘴尖端插入孔39的筒夹形状(圆筒型的夹头形状)。设置有从喷嘴尖端插入孔39朝向第一方向的上方延续的贯通孔37，并呈以前端部分为圆锥台状的方式由第二外周面定义的第二筒状。喷嘴尖端插入孔39只要能够插入并夹紧喷嘴尖端，则大小和形状没有限制。由于喷嘴尖端的形状根据被操作对象物而不同，因此，需要使喷嘴尖端插入孔39与喷嘴尖端的形状一致。

喷嘴筒夹23的“第二外周面”是指第二筒状的外侧的整个侧面，如图1中的(b)及图4等所示，具有多个凹凸，但包络面为大致圆锥状的面。喷嘴筒夹23的第二外周面上设置有环状的保持槽41，在喷嘴筒夹23的上部插入筒夹插入孔35时，经由第一按压球21a的移动及第一按压球21a与保持槽41的嵌合，使得由保持槽41承受弹簧15施加的按压。关于以与第一按压球21a相对于通过筒夹轴11的筒轴(中心轴)的面呈镜像关系的方式配置的第二按压球21b，也经由第二按压球21b的移动及第二按压球21b与保持槽41的嵌合，使得由保持槽41在与第一按压球21a呈镜像关系的对称方向上承受弹簧15施加的按压。保持槽41是包围第二外周面的上部的环状的槽，只要在将喷嘴筒夹23插入筒夹插入孔35时收纳于筒夹插入孔35中的位置处即可。另外，保持槽41的形状在图1中的(b)和(c)的剖视图中呈V字型，但并不限定于V字型的剖面形状。关于沿第一方向在长度方向上剖切后的保持槽41的剖面形状，只要在将喷嘴筒夹23插入筒夹插入孔35时，通过弹簧15的按压经由按压内周面19朝向第一筒状的向心方向推压的第一按压球21a和第二按压球21b能够嵌合，则也可以是U字型或“コ”字型等的任意一种。

进而，如图1中的(b)、(c)以及图4所示，在实施方式涉及的喷嘴筒夹23的第二外周面上固定有止转销25。止转销25在喷嘴筒夹23的上部插入筒夹插入孔35时，嵌合在真空吸引臂的止转槽45中。止转销25是以从第二外周面朝向远离喷嘴筒夹23的贯通孔37的中心轴的离心方向突出的方式固定的销。具有在喷嘴筒夹23插入筒夹插入孔35时，与切口状的止转槽45嵌合，从而决定喷嘴尖端相对于贯通孔37的中心轴的旋转方向上的位置(旋转角)和插入深度的功能。只要具有该功能，止转销25也可以是与喷嘴筒夹23呈一体的结构。在图1中的(b)和(c)中，止转槽45位于第一引导孔43a的下方，但只要具有决定喷嘴筒夹23相对于贯通孔37的中心轴的旋转方向上的位置和插入深度的功能，则止转槽45可以在任意位置处。

如图3所示，插入实施方式涉及的真空吸引臂中使用的喷嘴筒夹23中的喷嘴尖端51，具有吸附窗49的下端部的形状呈一条边的长度例如为0.1mm左右以下、或者0.05mm左右以下等的微小矩形。该矩形部分的各边的朝向对于具有0.1mm左右以下或0.05mm左右以下等的微小尺寸的被操作对象物的真空吸引很重要。若在图4所示的状态下能够适当地调整喷嘴尖端51相对于喷嘴筒夹23的旋转方向上的位置，则在变为喷嘴筒夹23插入筒夹插入孔35中的图2所示的状态时，能够将喷嘴尖端51的前端即矩形部分的朝向配置于相对于贯通孔37的中心轴的正确位置(角度)。

(单触操作动作)

使用图1及图5，对喷嘴筒夹23插入筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)的筒夹插入孔35的状态下的、使用弹簧15的单触操作的按压作用详细进行说明。

在图1中的(a)和(b)中，通过能够伸缩的弹簧15，朝向使能够在第一方向上滑动的球按压部17向下方滑动的方向施加对称方向的按压。在图1的(c)中，施加于球按压部17上的按压传递至与按压内周面19接触的第一按压球21a和第二按压球21b。第一按压球21a配置于第一引导孔43a内但未被固定，因而朝向与第一方向正交的方向(向心方向)传递按压。虽然省略了图示，但第二按压球21b也是配置于以相对于通过筒夹轴11的筒轴(中心轴)的面与第一引导孔43a呈镜像关系的方式配置的第二引导孔内但未被固定，从而在与第一方向正交的方向(向心方向)上，朝向与第一按压球21a呈镜像关系的方向传递按压。如图1中的(c)所示，在喷嘴筒夹23插入筒夹插入孔35的状态下，对称地传递至第一按压球21a和第二按压球21b上的按压被施加于喷嘴筒夹23的保持槽41。通过按压内周面19的介在，将弹簧15施加的向下的按压转换为朝向水平方向上相互靠近的方向(朝向第一筒状的中心的向心方向)的对称的按压，从而将喷嘴筒夹23暂时保持(固定)于筒夹轴11上。

为了实现上述通过呈镜像关系的对称按压将喷嘴筒夹23固定在筒夹轴11上，优选第一引导孔43a的形状为从第一外周面向朝向第一筒状的中心的向心方向变窄的形状。第一引导孔43a也可以呈下表面水平而上表面具有斜度的形状。第一引导孔43a也可以呈上表面和下表面均水平，且如图7所示，在从上而下的剖视图中观察时第一引导孔43a的两侧面具有斜度的形状。总之，如图1中的(c)所示，第一按压球21a和第二按压球21b只要是将从按压内周面19施加的对称的按压传递至保持槽41的形状即可。第一引导孔43a及按压内周面19在图1的(c)的剖视图中为直线状，但也可以是在剖视图观察时呈曲线的形状。虽然省略了图示，但对于与第一按压球21a呈镜像关系的第二按压球21b而言，第二引导孔及按压内周面19也可以是在剖视图中观察时呈曲线的形状，但要满足与第一引导孔43a呈镜像关系这样的对称性。

图5示出使图1中的球按压部17朝向上方滑动，球按压部17的鞘部与弹簧按压部13的鞘部接触的状态，即图1中的间隙33消失的状态。在图5的状态下，由于按压内周面19不与第一按压球21a和第二按压球21b接触，因此，弹簧15的按压不会传递至第一按压球21a和第二按压球21b。如图5中的(c)所示，若第一引导孔43a的下表面呈锥状，则第一按压球21a和第二按压球21b朝向远离第一筒状的中心的离心方向移动。呈即使第一按压球21a和第二按压球21b移动而从第一外周面大幅突出，也会被保护内周面挡住，从而不会从实施方式涉及的真空吸引臂脱落的结构。通过第一按压球21a和第二按压球21b移动，其与保持槽41的嵌合解除，喷嘴筒夹23不再受到按压，从而喷嘴筒夹23在筒夹轴11上的固定解除。即使第一引导孔43a的下表面不呈锥状，第一按压球21a和第二按压球21b也不会按压保持槽41，从而使喷嘴筒夹23在筒夹轴11上的固定解除。

使用图6，对从筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)拔出喷嘴筒夹23的情形详细进行说明。图6中的(a)示出拔出喷嘴筒夹23之前的锁定状态下的筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)，与图1中的(c)同样呈受到弹簧15的向下的按压的球按压部17经由按压内周面19将按压传递至第一按压球21a，使第一按压球21a嵌合在保持槽41中，从而使喷嘴筒夹23被固定的状态。虽然省略了图示，但对于与第一按压球21a呈镜像关系的第二按压球21b而言，也是球按压部17经由按压内周面19将镜像关系的按压传递至第二按压球21b，使第二按压球21b嵌合在保持槽41中，从而使喷嘴筒夹23被固定。若欲从图6中的(a)的状态施加比弹簧15的按压力大的力而使喷嘴筒夹23朝向下方移动，则在构成图6的(a)中的保持槽41的V字面中的上侧的面上，产生将第一按压球21a和第二按压球21b呈镜像关系地朝向远离第一筒状的中心的离心方向推回的分力。

接着，被施加朝向离心方向推回的分力的第一按压球21a及第二按压球21b使球按压部17朝向上方滑动，呈镜像关系地将与之接触的弹簧15朝向上方推回。由此，喷嘴筒夹23能够相对于筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)朝向下方移动，伴随着第二外周面的上部将第一按压球21a和第二按压球21b对称地推回的分力，变为图6中的(b)的过渡状态，锁定状态被解除。当变为从锁定状态解除的解锁状态时，喷嘴筒夹23能够容易地从图6中的(b)的状态朝向下方移动，因此，从筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)的筒夹轴11完全拔出喷嘴筒夹23，最终变为图6中的(c)的状态。第一按压球21a和第二按压球21b从来自喷嘴筒夹23的第二外周面的分力中释放，但经由按压内周面19受到来自弹簧15的按压而向朝向第一筒状的中心的向心方向移动。为了防止在朝向向心方向移动时，第一按压球21a掉入筒夹插入孔35，必须以在第一引导孔43a的内部或者筒夹轴11的内周面处的第一引导孔43a的外缘部挡住第一按压球21a的移动的方式设定第一引导孔43a的大小及形状。虽然省略了图示，但对于与第一按压球21a呈镜像关系的第二按压球21b而言，也必须以在第二引导孔的内部或者筒夹轴11的内周面处的第二引导孔的外缘部挡住第二按压球21b的移动的方式设定第二引导孔的大小等。

使用图6对于从筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)拔出喷嘴筒夹23的情况进行了说明，可知通过利用比弹簧15的按压大的力使球按压部17朝向上方滑动而变为解锁状态，从而可以通过单触操作完成使喷嘴筒夹23朝向筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)的下方移动的动作。关于将喷嘴筒夹23插入筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)，能够利用与拔出相反的结构通过单触操作进行。

在图1中，作为用于固定喷嘴筒夹23的按压球，使第一按压球21a和第二按压球21b两个按压球呈镜像关系对置。如图7的(a)中的剖视图所示，第一按压球21a和第二按压球21b相对于通过第一筒状的中心轴的镜像面呈镜像关系地在与镜像面垂直且通过中心轴的中心线上相互对置而配置。图7的(b)中示出第一按压球21a、第二按压球21b、第三按压球21c以及第四按压球21d这四个按压球的配置，但实施方式涉及的真空吸引臂的按压球只要为偶数个，便可实现相对于通过第一筒状的中心轴的镜像面呈镜像关系地在与镜像面垂直且通过中心轴的中心线上相互对置的配置。在图7的(b)所示的配置中，第一按压球21a和第三按压球21c排列在与通过筒夹轴11的筒轴的第一镜像面垂直的第一中心线上，第二按压球21b和第四按压球21d排列在与通过筒夹轴11的筒轴的第二镜像面垂直的第二中心线上。第一按压球21a、第二按压球21b、第三按压球21c以及第四按压球21d的名称仅是为了方便，也可以将图7的(b)中的第三按压球21c称为“第二按压球”，将第二按压球21b称为“第四按压球”。总之，按压球只要是偶数个即可，图7中的(a)和(b)仅为一例，因而也可以设置六个以上的按压球。通过采用以图7中的(a)和(b)所示那样的镜像关系为基础的对称配置的结构，将来自对称配置的偶数个按压球的力均等地施加于喷嘴筒夹23上，因此，即使在喷嘴筒夹23高速上下运动时，也能够抑制发生纵向晃动，从而能够使被固定的喷嘴筒夹23的位置稳定，能够高精度且高速地自动更换喷嘴筒夹23。

图10与图7对比地示出了比较例涉及的真空吸引臂的放大剖视图，但在按压球为奇数个的情况下，无法形成为相对于通过第一筒状的中心轴的镜像面呈镜像关系。尤其是，如图10中的(b)所示，在按压球为第一按压球21a一个的情况下，弹簧15的按压通过第一按压球21a传递至喷嘴筒夹23的保持槽41，但是，由于只从一个方向施加力，因而被固定的喷嘴筒夹23的位置不稳定而产生纵向晃动等，从而对被操作对象物的吸附/解吸产生影响。另外，由于是非对称的配置，因此，部件的磨损产生偏差的可能性变高，从而不适合于高精度高速自动更换系统中使用的高速的上下运动。如图10中的(a)所示，在按压球为第一按压球21a、第二按压球21b以及第三按压球21c三个的情况下，在随着高速上下运动而施加了δ函数性的冲击力时，由于不会被力呈镜像关系的对置按压球推回，因此，被固定的喷嘴筒夹23的位置也不稳定，从而对被操作对象物的吸附/解吸产生影响、或者部件的磨损产生偏差的可能性变高。如图7中的(a)和(b)所示，通过将按压球设为偶数个而配置对置按压球，即使在伴随高速上下运动而施加了δ函数的冲击力的情况下，也能够使被固定的喷嘴筒夹23的位置稳定。因此，通过将按压球设为偶数个而实现镜像关系，能够降低对被操作对象物的吸附/解吸产生不良影响、或者部件的磨损产生偏差的可能性，从而能够使用于喷嘴筒夹23的高精度高速自动更换系统。

构成实施方式涉及的真空吸引臂的部件的原材料主要设想为金属，例如喷嘴筒夹23可以利用花键轴。但是，构成真空吸引臂的部件只要具有作为精密加工装置的一部分耐用的强度和可加工性，则也可以是其他的材料。例如，也可以是添加了玻璃纤维或碳纤维等的纤维增强塑料(FRP)、内部具有金属材料而在周围注塑成型有塑料的复合材料等。

根据图1所示的实施方式涉及的真空吸引臂的筒夹架(11、13、15、17、21a、21b)，由于作为用于固定喷嘴筒夹23的按压的对称方向的力利用弹簧15朝向下方施加的对称的按压的分力，因此，与使用橡胶等弹性体进行按压的情况相比，锁定状态下的固定力不会衰减。另外，即使在被操作对象物的吸附/解吸动作期间的高速上下运动中，也始终受到弹簧15朝向下方施加的呈镜像关系的按压的分力，因此，喷嘴筒夹23难以产生纵向晃动、横向晃动、旋转方向的晃动，能够高度保持插入喷嘴筒夹23中的喷嘴尖端对被操作对象物的吸附/解吸的精度。

进而，通过形成为能够将喷嘴尖端51从喷嘴头单元(23、25、51)自如地分离的机构，能够使主要的更换部件仅为喷嘴尖端51，从而能够使精密加工装置更加廉价。另外，也容易变更喷嘴尖端51的规格。尤其是，由于喷嘴筒夹23呈止转销25嵌合在真空吸引臂的止转槽45的结构，因此，容易准确地决定喷嘴尖端51前端的微小的矩形的位置、朝向，也容易适用于具备高精度高速自动更换系统的真空吸引型精密加工装置等。

若在图4的状态下将喷嘴筒夹23插入筒夹插入孔35，则成为图2的状态。在插入时彼此在水平方向上发生错位的情况下，只要错位的宽度控制在喷嘴筒夹23的前端部分的圆锥面27的横宽以内，则在圆锥面27与筒夹轴11的下端部接触之后，筒夹轴11的下端部在圆锥面27上滑动，同时筒夹轴11或喷嘴筒夹23水平移动，从而能够在适当的水平位置将喷嘴筒夹23收纳于筒夹插入孔35中。

如图4所示，根据本发明的实施方式涉及的喷嘴筒夹23，仅将喷嘴筒夹23的前端形状形成为具有圆锥面27的形状，就能够在向真空吸引臂侧的筒夹插入孔35插入时消除错位。无需由人目视调整错位，不用准备其他的装置，能够以更廉价且简易的方法消除错位。

通过上述实施方式记载了本发明，但不应理解为构成该公开的一部分的论述和附图用于限定本发明。本领域技术人员根据该公开可以明确各种替代实施方式、实施例以及应用技术。

另外，也可以将在上述实施方式中说明的个别技术思想的一部分适当地相互组合。这样，本发明当然包括此处没有记载的各种实施方式等。因此，本发明的技术范围仅由能够由上述说明适当解释的权利要求书涉及的发明特定事项来决定。

附图标记说明

11…筒夹轴；13…弹簧按压部；15…弹簧；17…球按压部；19…按压内周面；21a…第一按压球；21b…第二按压球；21c…第三按压球；21d…第四按压球；23…喷嘴筒夹；25…止转销；27…圆锥面；31…真空吸引孔；33…间隙；35…筒夹插入孔；37…贯通孔；39…喷嘴尖端插入孔；41…保持槽；43a…第一引导孔；43b…第二引导孔；43c…第三引导孔；43d…第四引导孔；45…止转槽；47…喷嘴内侧空间；49…吸附窗；51…喷嘴尖端；71…真空配管用接头(连接器)。

Claims (3)

1.一种真空吸引臂，其特征在于，具备：

筒夹轴，呈中心轴侧具有从所述筒夹轴的下端的筒夹插入孔朝向上方延续的真空吸引孔的第一筒状，并设有第一引导孔和第二引导孔，所述第一引导孔和所述第二引导孔从该第一筒状的外周贯通至所述真空吸引孔，并相对于通过所述中心轴的镜像面呈镜像关系地在与所述镜像面垂直且通过所述中心轴的中心线上相互对置；

筒状的球按压部，能够在所述中心轴的方向上滑动，在沿着所述中心轴的剖面上，具有沿着所述中心轴的方向的中央向外周侧突出且厚度厚的凸缘部，比该凸缘部更靠上方侧成为厚度薄的鞘部，从而所述剖面的形状的所述上方侧成为L字型台阶形状，并具有位于所述L字型台阶形状的内周侧且与所述筒夹轴的外周面接触的滑动内周面、在从该滑动内周面的下方的所述鞘部离开的位置处从所述中心轴朝向离心方向扩展的锥状的按压内周面、以及从该按压内周面朝向下方延续的保护内周面；

第一按压球和第二按压球，分别配置于所述第一引导孔和所述第二引导孔内，且能够从所述按压内周面朝向对称方向按压所述第一按压球和所述第二按压球；

喷嘴筒夹，所述喷嘴筒夹的内部具有从设置于所述喷嘴筒夹的下端部的喷嘴尖端插入孔朝向所述中心轴的方向的上方延续的贯通孔，所述喷嘴筒夹的上部的外径形状呈与所述筒夹插入孔的内径形状匹配的第二筒状，该第二筒状的外周面上设置有环状的保持槽；以及

弹簧按压部，在下部侧具有厚度薄的圆筒状鞘部，从而沿着所述中心轴的剖面形状成为L字型台阶形状，所述弹簧按压部固定在所述筒夹轴的所述外周面的一部分上；以及

弹簧，所述弹簧的上端部与所述弹簧按压部的所述鞘部的外周接触，所述弹簧的下端部的内周与所述球按压部的所述鞘部的外周接触，且所述弹簧能够沿所述中心轴的方向伸缩，

所述弹簧按压部的鞘部呈圆筒状地夹在所述弹簧与所述筒夹轴之间，

所述球按压部具有从中央的凸缘部朝向长度方向的上方延伸的圆筒状的鞘部，该鞘部的外周面与所述弹簧的下端部的内周侧接触，

在所述喷嘴筒夹的所述上部插入所述筒夹插入孔时，从相互对称的方向朝向所述保持槽按压嵌合在所述保持槽中的所述第一按压球和所述第二按压球。

2.根据权利要求1所述的真空吸引臂，其特征在于，

所述真空吸引臂还具备固定在所述第二筒状的外周面上的所述保持槽的下方的止转销，

在所述上部插入所述筒夹插入孔时，所述止转销嵌合在呈切口状而设置在所述筒夹轴的所述下端部的外缘部上的所述第一引导孔的下方的止转槽。

3.一种筒夹架，其特征在于，具备：

筒夹轴，呈中心轴侧具有从所述筒夹轴的下端的筒夹插入孔朝向上方延续的真空吸引孔的第一筒状，并设有第一引导孔和第二引导孔，所述第一引导孔和所述第二引导孔从该第一筒状的外周贯通至所述真空吸引孔，并相对于通过所述中心轴的镜像面呈镜像关系地在与所述镜像面垂直且通过所述中心轴的中心线上相互对置；

筒状的球按压部，能够在所述中心轴的方向上滑动，在沿着所述中心轴的剖面上，具有沿着所述中心轴的方向的中央向外周侧突出且厚度厚的凸缘部，比该凸缘部更靠上方侧成为厚度薄的鞘部，从而所述剖面的形状的所述上方侧成为L字型台阶形状，并具有位于所述L字型台阶形状的内周侧且与所述筒夹轴的外周面接触的滑动内周面、在从该滑动内周面的下方的所述鞘部离开的位置处从所述中心轴朝向离心方向扩展的锥状的按压内周面、以及从该按压内周面朝向下方延续的保护内周面；以及

第一按压球和第二按压球，分别配置于所述第一引导孔和所述第二引导孔内，且能够从所述按压内周面朝向对称方向按压所述第一按压球和所述第二按压球；以及

弹簧按压部，在下部侧具有厚度薄的圆筒状鞘部，从而沿着所述中心轴的剖面形状成为L字型台阶形状，所述弹簧按压部固定在所述筒夹轴的所述外周面的一部分上；以及

弹簧，所述弹簧的上端部与所述弹簧按压部的所述鞘部的外周接触，所述弹簧的下端部的内周与所述球按压部的所述鞘部的外周接触，且所述弹簧能够沿所述中心轴的方向伸缩，

所述弹簧按压部的鞘部呈圆筒状地夹在所述弹簧与所述筒夹轴之间，

所述球按压部具有从中央的凸缘部朝向长度方向的上方延伸的圆筒状的鞘部，该鞘部的外周面与所述弹簧的下端部的内周侧接触，

在将喷嘴筒夹的上部插入所述筒夹插入孔时，从相互对称的方向朝向保持槽按压嵌合在所述保持槽中的所述第一按压球和所述第二按压球，其中，所述喷嘴筒夹的内部具有从设置于所述喷嘴筒夹的下端部的喷嘴尖端插入孔朝向所述中心轴的方向的上方延续的贯通孔，所述喷嘴筒夹的上部的外径形状呈与所述筒夹插入孔的内径形状匹配的第二筒状，该第二筒状的外周面上设置有环状的所述保持槽。

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