JP2004195570A - Thrust generating noncontact suction means - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体が高速で流れる際にその静圧が負圧になることを利用して、ワークを非接触で保持するとともに、流体の流れを利用してワークに推力を与える推力発生型非接触吸着手段に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
非接触吸着手段としては、吸着面に開口する気体の吹出孔を設け、上記吸着面に近接するワークを、上記吹出孔から噴出する気体流のベルヌーイ効果に基づき吸着するものが知られている(例えば、特許文献1)。
この非接触吸着手段6は、図8に示すように、平面状の吸着面61に対して直交する方向に延在する吹出孔62から噴出する気体が吸着面61とワークWkとの間に高速で流れることによって静圧Pが大気圧Poより低い負圧になることから、ワークWkを吸引するようになっている。
また、吹出孔62が吸着面61に対して直交する方向に延在しているので、吹出孔62から吹出した気体は、吹出孔62に対して同心円状に広がるように流れ、その同心円上の各位置において放射方向にほぼ均等な流速の流れとなる。すなわち、気体は、吹出孔62を中心として放射状にほぼ均等に流出することになる。
【0003】
【特許文献1】
特開平3−43180号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記非接触吸着手段6においては、気体が放射状にほぼ均等に流れることから、ワークWkを安定的に吸着保持することができ、外力が加わらない限りワークWkが移動することがほぼない。
しかし、このような非接触吸着手段を利用してワークWkに推力を与えることができるならば、新たな利用価値が生じることになる。
このため、本発明者は、研究開発を重ね、この結果、ワークを非接触で保持しながら、当該ワークに推力を与えることのできる推力発生型非接触吸着手段を開発するに至った。
【0005】
本発明は、上記研究開発に基づいてなされたものであり、ワークを非接触で吸着しつつ当該ワークに推力を与えることのできる推力発生型非接触吸着手段を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、吸着面に開口する流体の吹出孔を有し、上記吹出孔から噴出する上記流体が上記吸着面とワークの表面との間を流れる際に生じる負圧を利用して上記ワークを非接触で吸着するように構成してなり、上記吹出孔は、上記吸着面に直交する方向に対して斜めに延在していることを特徴としている。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記吹出孔は、上記吸着面に直交する方向に対して15〜60度の角度で延在していることを特徴としている。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、上記吹出孔は、その軸方向の長さが径の3倍以上に形成されていることを特徴としている。
【0009】
上記のように構成された請求項1〜3に記載の発明においては、吹出孔から噴出する流体が吸着面とワークの表面との間の狭い空間を流れることによって高速となり、同流体の静圧がベルヌーイの法則により低圧となる。この場合、その静圧が大気圧より低い負圧となるため、ワークを吸引保持することができる。
【0010】
一方、吹出孔が吸着面に直交する方向に対して斜めに形成されていることから、吹出孔から噴出する流体は、その噴出する側であって吸着面に沿う方向に分速をもつことになる。このため、吹出孔から噴出した流体は、理論的には、吹出孔から同心状に広がる速度の成分と、上記分速の成分とが合成された速度成分を有するものとなる。したがって、吹出孔を境にして、上記分速方向の下流側の流速が相対的に速くなり、当該分速方向の上流側の流速が相対的に遅くなる。そして、流速の速い下流側では、静圧で示す負圧の絶対値が大きくなり、流速の遅い上流側では、当該負圧の絶対値が小さくなる。
このように、吸着面とワークとの間の流体の流れは、吹出孔の中心を通り上記分速方向に延在する第1の直線に対しては対称の流れとなるが、吹出孔の中心を通り上記第1の直線に直交する方向に延在する第2の直線に対しては非対称の流れとなる。
【0011】
また、流体の粘性摩擦力によって生じるワークを駆動する力は、流速の増大に伴って増加するとともに、静圧の高い側から低い側に向けて発生することになる。このため、上記粘性摩擦力等によるワークを上記下流側に駆動する力は、同じく上流側に駆動する力より大きくなる。よって、上記駆動力の差によって生じる推力がワークを下流側に移動させるべく作用することになる。
【0012】
したがって、ワークを非接触で吸着しつつ、吹出孔の傾斜する方向によて決まる所定の方向の推力をワークに作用させることができる。
【0013】
請求項2に記載の発明においては、吹出孔が吸着面に直交する方向に対して15〜60度の角度範囲に延在すべく形成されているので、ワークを十分に吸着することができるとともに、上記分速として十分大きなものを得ることができる。したがって、ワークを確実に吸着しながら、当該ワークに十分大きな推力を作用させることができる。
【0014】
なお、吹出孔が延在する方向を上記のように15〜60度の範囲に設定したのは、15度未満になると、上記分速が小さくなって、ワークに十分大きな推力を作用させることができなくなるからであり、60度を超えると、下流側の流速がより大きくなるものの、上流側の流速がより小さくなって、流速の分布が一方の側に偏り過ぎることになる結果、全体としてワークを吸着する力が低下することになるからである。
【0015】
請求項3に記載の発明においては、吹出孔の軸方向の長さが当該吹出孔の径の3倍以上に形成されているので、流体が吹出孔によって案内され吹出孔に沿って流れるようになってから当該吹出孔から噴出することになる。したがって、吹出孔の傾きに応じた所定の推力を確実に発生させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0017】
この実施の形態で示す推力発生型非接触吸着手段1は、図1〜図3に示すように、円板状に形成されたものであり、一方の表面である平面状の吸着面11に開口する吹出孔12を有し、この吹出孔12から噴出する空気(流体)が吸着面11と平板状のワークWkの表面Wkaとの間の細隙2を流れる際に生じる負圧を利用してワークWkを非接触で吸着するようになっている。
【0018】
吹出孔12は、断面が円形状に形成されたものであって、吸着面11の中心部に開口し、かつ吸着面11に直交する方向に対して15〜60度の角度で直線状に延在すべく形成されている。すなわち、吹出孔12の軸線Lと、吸着面11に直交する方向の直線であって推力発生型非接触吸着手段1の中心線Cとのなす角度θが15〜60度に設定されている。
さらに、吹出孔12は、その軸方向の長さが当該吹出孔12の径の3倍以上に設定されている。なお、この実施の形態においては、吹出孔12の径が2mm、軸方向の長さが6mm以上に形成されている。
【0019】
また、推力発生型非接触吸着手段1は、アクリル樹脂(PMMA)によって一体的に形成されている。ただし、アクリル以外の他の合成樹脂や、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属や、その他の材料によって形成したものであってもよい。
【0020】
上記のように構成された推力発生型非接触吸着手段1においては、吹出孔12から噴出する空気が吸着面11とワークWkの表面Wkaとの間の細隙2を流れることによって高速となり、同空気の静圧Pがベルヌーイの法則により低圧となる。この場合、その静圧Pが大気圧より低い圧力である負圧となるため、ワークWkを吸引保持することができる。
【0021】
一方、吹出孔12が吸着面11に直交する方向に対して斜めに形成されていることから、吹出孔12から噴出する空気は、その噴出する側であって吸着面11に沿う方向に分速をもつことになる。このため、吹出孔12から噴出した空気は、理論的には、吹出孔12から同心状に広がる速度の成分と、上記分速の成分とが合成された速度成分を有するものとなる。したがって、吹出孔12を境にして、上記分速方向の下流側の流速が相対的に速くなり、当該分速方向の上流側の流速が相対的に遅くなる。そして、流速の速い下流側では、図1(b)に示すように、静圧Pで示す負圧の絶対値が大きくなり、流速の遅い上流側では、当該負圧の絶対値が小さくなる。
このように、細隙2内の空気の流れは、吹出孔12の中心を通り上記分速方向に延在する第1の直線L1(図2(a)参照)に対しては対称の流れとなるが、吹出孔12の中心を通り上記第1の直線L1に直交する方向に延在する第2の直線L2(図2(a)参照)に対しては非対称の流れとなる。
【0022】
また、空気の粘性摩擦力によって生じるワークWkを駆動する力は、流速の増大に伴って増加するとともに、静圧Pの高い側から低い側に向けて発生することになる。このため、上記粘性摩擦力等によるワークWkを上記下流側に駆動する力は、同じく上流側に駆動する力より大きくなる。よって、上記駆動力の差によって生じる推力がワークWkを下流側に移動させるべく作用することになる。
【0023】
また、吹出孔12の軸方向の長さが当該吹出孔12の径の3倍以上に形成されているので、空気が吹出孔12に十分ガイドされて当該吹出孔12に沿う方向に流れることになる。したがって、空気を吹出孔12の延在する方向に確実に噴出させることができる。
【0024】
しかも、吹出孔12の延在する方向が中心線Cに対して15〜60度の角度に傾けられているので、ワークWkを十分大きな力で吸着することができるとともに、上記分速として十分大きなものが得られる。
【0025】
したがって、ワークWkを確実に吸着しながら、十分大きな推力をワークWkに作用させることができる。また、推力は、吹出孔12の傾斜する方向によって決まる所定の方向に作用させることができる。
【0026】
また、上記のように構成された推力発生型非接触吸着手段1を、その推力が釣り合うように少なくとも3つ設けることにより、ストッパ等の位地決め手段を用いることなく、板硝子等の板状のワークWkを所定の位置に保持することができる。
【0027】
さらに、上記推力発生型非接触吸着手段1を、はがき、切符、定期乗車券等のワークWkの搬送のために用いる場合には、その搬送のために例えばベルトコンベア等を用いる従来の方式にくらべて、搬送速度の向上、搬送装置の小型化、故障やコストの低減等を図ることができる。
【0028】
なお、角度θを15〜60度の範囲に設定したのは、15度未満であると、上述した分速が小さくなって、ワークWkに十分大きな推力を作用させることができなくなるからであり、60度を超えると、下流側の流速がより大きくなるものの、上流側の流速がより小さくなって、流速の分布が一方の側に偏り過ぎることになる結果、全体としてワークWkを吸着する力が低下することになるからである。ただし、上記角度範囲以外の角度を否定排除するものではない。
【0029】
なお、上記実施の形態においては、流体として空気を用いた例を示したが、この空気に変えて水等の他の流体を用いることも可能である。
【0030】
【実施例】
次ぎに、この発明の実施例を説明する。ここでは、図2および図3に示す推力発生型非接触吸着手段をそれぞれ第1実施例および第2実施例として、これらの各実施例について、細隙2の圧力(特に静圧)を測定する第1の実験、および最大吸着荷重を測定する第2の実験を行った。
【0031】
1.実験条件
第1実施例および第2実施例の仕様等
吸着面11の直径 :50mm
ワークの表面の直径 :49mm
吹出孔12の直径 :2.0mm
吹出孔12の長さ :第1実施例=6.0mm、第2実施例=8.0mm
角度θ :第1実施例=15度、第2実施例=60度
吹出孔12に供給する流体:最大0.5MPaの工業用圧縮空気
圧力測定位置 :吹出孔12の開口部12aの中心から下流、上流、右横の各方向に所定の間隔をおいた位置をワークWk側から測定。
また、下流、上流、右横の各方向をより正確に定義すると次のようになる。すなわち、下流方向とは、図2および図3において、吹出孔12の軸線Lを吸着面11に投影した場合に、その投影軸線(上記第1の直線に相当する)L1における空気が噴出する方向をいい、上流方向とは、下流方向の反対方向をいい、右横方向とは平面視で投影軸線L1の右方向をいう。
【0032】
2.第1の実験の実験結果および考察
第1の実験結果を図4および図5に示す。図4に示す第1実施例の場合は、角度θが15度であり、吹出孔12の延在する方向が吸着面11に直交する方向に近いことから、吹出孔12の周囲に安定した負圧領域が得られた。したがって、十分大きな吸着力が得られると推定できる。
一方、図5に示す第2実施例の場合は、角度θが60度であり、吹出孔12の延在する方向が吸着面11に直交する方向に対して相当に傾いた状態になっていることから、上流の負圧が十分に得られない結果となった。ただし、下流および右横の負圧は十分に得られていることから、第1実施例に比べて吸着力の低下が予想されるものの、不都合のない吸着力が得られると推定できる。
【0033】
なお、図4および5において、roは、吹出孔12の開口縁部に相当する位置であり、Pは、ワークWk側から測定した細隙2内の圧力であり、ほぼ半径ro位置より内側では後述の全圧Poと等しくなり、ほぼ半径ro位置より外側では細隙2内の空気の静圧のを測定した値となる。Poは、吹出孔12から供給される空気の全圧、Paは大気圧である。
また、図4および図5では、
(P−Pa)/(Po−Pa)
を計算することによって、上記測定圧力Pの無次元化を図っている。
【0034】
3.第2の実験の実験結果および考察
第2の実験結果を図6および図7に示す。この実験の結果、吹出孔12から噴出する空気の流量を増大させることによって、最大吸着荷重が増加することが確認できた。また、図6に示す第1実施例の最大吸着荷重は、角度θが15度であることから、図7に示す角度θが60度の第2実施例の最大吸着荷重より大きなものとなった。ただし、第2実施例においても、ワークWkを吸着する上で不都合のない十分大きな最大吸着荷重が得られることが確認できた。
【0035】
なお、図6および図7において、流量Qとは、流量計に指示されたノーマル流量値であり、補正流量Qnとは、流量計の設計圧力(0.6MPa)と実測圧力との差によって生ずる流量差を補正した後のノーマル流量値である。
【0036】
以上の結果、角度θが15〜60度の範囲であれば、ワークWkを十分大きな力で吸着できる。
【0037】
また、ワークWkを吸着面11に沿って駆動する推力は、角度θの増大に伴って増加することになる。
したがって、例えば鉄板や硝子板等のように比較的重いワークWkを搬送する場合には、角度θを15度に近づけた状態で使用することにより、当該ワークWkを確実に吸着して搬送したり、推力を釣り合わせて所定の位置に保持したりすることができる。
また、はがき、切符、定期乗車券等の紙やプラスチック(合成樹脂)のシート等のように比較的軽いワークWkを搬送する場合には、角度θを60度に近づけた状態で使用することにより、当該ワークWkを高速で搬送することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1〜3に記載の発明によれば、吸着面とワークの表面との間の狭い空間を流れる流体の静圧が大気圧より低い負圧となるため、ワークを吸引保持することができる。
【0039】
また、吹出孔が吸着面に直交する方向に対して斜めに形成されていることから、吹出孔から噴出する流体は、その噴出する側であって吸着面に沿う方向に分速をもつことになる。このため、吸着面とワークとの間には、上記分速方向の下流側の流速が相対的に速くなり、当該分速方向の上流側の流速が相対的に遅くなる。そして、流速の速い側では、負圧の絶対値が大きくなるとともに、流体の粘性摩擦力が大きく作用することになることから、上記分速方向の下流側に向けてワークを移動させようとする推力が生じることになる。
【0040】
したがって、ワークを非接触で吸着しつつ、吹出孔の傾斜する方向によて決まる所定の方向の推力をワークに作用させることができる。
【0041】
請求項2に記載の発明によれば、吹出孔が吸着面に直交する方向に対して15〜60度の角度範囲に延在すべく形成されているので、ワークを十分に吸着することができるとともに、上記分速として十分大きなものを得ることができる。したがって、ワークを確実に吸着しながら、当該ワークに十分大きな推力を作用させることができる。
【0042】
請求項3に記載の発明によれば、吹出孔の軸方向の長さが当該吹出孔の径の3倍以上に形成されているので、流体が吹出孔によって案内され吹出孔に沿って流れるようになってから当該吹出孔から噴出することになる。したがって、吹出孔の傾きに応じた所定の推力を確実に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態として示した推力発生型非接触吸着手段を示す図であって、(a)は断面図であり、(b)は第1の直線に沿って流れる空気の圧力分布を示す説明図である。
【図2】同推力発生型非接触吸着手段(角度θ=15度)を示す図であって、(a)は平面図、(b)は断面図である。
【図3】同推力発生型非接触吸着手段(角度θ=60度)を示す図であって、(a)は平面図、(b)は断面図である。
【図4】この発明の第1実施例による第1の実験結果を示す図であって、角度θ=15度における吸着面に沿って流れる空気の圧力分布を示す図である。
【図5】この発明の第2実施例による第1の実験結果を示す図であって、角度θ=60度における吸着面に沿って流れる空気の圧力分布を示す図である。
【図6】この発明の第1実施例による第2の実験結果を示す図であって、角度θ=15度における吹出孔からの噴出流量と最大吸着荷重との関係を示す図である。
【図7】この発明の第2実施例による第2の実験結果を示す図であって、角度θ=60度における吹出孔からの噴出流量と最大吸着荷重との関係を示す図である。
【図8】従来例として示した非接触吸着手段の図であって、(a)は断面図であり、(b)は吸着面に沿って流れる気体の圧力分布を示す説明図である。
【符号の説明】
11 吸着面
12 吹出孔
C 中心線
L 軸線
Wk ワーク
Wka 表面
θ 角度[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention utilizes the fact that a static pressure becomes negative pressure when a fluid flows at a high speed, holds the work in a non-contact manner, and uses a flow of the fluid to apply a thrust to the work. It relates to a contact adsorption means.
[0002]
[Prior art]
As the non-contact adsorption means, there is known a non-contact adsorption means in which a gas outlet opening to an opening is provided on a suction surface and a work near the adsorption surface is adsorbed based on a Bernoulli effect of a gas flow ejected from the outlet. For example, Patent Document 1).
As shown in FIG. 8, the non-contact suction means 6 allows gas ejected from a blowing
Further, since the
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-3-43180
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the non-contact suction means 6, since the gas flows almost evenly in a radial manner, the work Wk can be stably sucked and held, and the work Wk hardly moves unless an external force is applied.
However, if a thrust can be applied to the work Wk using such a non-contact suction means, a new use value will be generated.
For this reason, the inventor has continued research and development, and as a result, has developed a thrust generating type non-contact suction means capable of applying a thrust to the work while holding the work in a non-contact manner.
[0005]
The present invention has been made based on the above research and development, and has as its object to provide a thrust generating type non-contact suction means capable of applying a thrust to a work while adsorbing the work in a non-contact manner.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the blowout hole extends at an angle of 15 to 60 degrees with respect to a direction perpendicular to the suction surface. .
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the blowout hole is formed to have an axial length that is three times or more a diameter.
[0009]
In the invention according to any one of
[0010]
On the other hand, since the ejection holes are formed obliquely to the direction orthogonal to the suction surface, the fluid ejected from the ejection holes has a partial velocity in the direction along the suction surface on the ejection side. Become. For this reason, the fluid ejected from the outlet has theoretically a speed component obtained by synthesizing the component of the speed concentrically spreading from the outlet and the component of the partial speed. Therefore, the flow velocity on the downstream side in the above-mentioned speed-dividing direction becomes relatively high, and the flow velocity on the upstream side in the above-mentioned speed-dividing direction becomes relatively slow with respect to the outlet. Then, the absolute value of the negative pressure indicated by the static pressure increases on the downstream side where the flow velocity is high, and the absolute value of the negative pressure decreases on the upstream side where the flow velocity is low.
As described above, the flow of the fluid between the suction surface and the work is symmetrical with respect to the first straight line passing through the center of the blowout hole and extending in the direction of the speed reduction. And the flow is asymmetric with respect to the second straight line extending in the direction orthogonal to the first straight line.
[0011]
In addition, the force for driving the work generated by the viscous frictional force of the fluid increases with an increase in the flow velocity, and is generated from a higher static pressure side to a lower static pressure side. Therefore, the force for driving the workpiece to the downstream side due to the viscous friction force or the like is larger than the force for driving the work to the upstream side. Therefore, the thrust generated by the difference between the driving forces acts to move the work to the downstream side.
[0012]
Therefore, a thrust in a predetermined direction determined by the direction in which the blowout hole is inclined can be applied to the work while adsorbing the work in a non-contact manner.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, since the blowout hole is formed to extend in an angle range of 15 to 60 degrees with respect to a direction perpendicular to the suction surface, the work can be sufficiently suctioned. , A sufficiently large speed can be obtained. Therefore, a sufficiently large thrust can be applied to the work while reliably sucking the work.
[0014]
The direction in which the blowout hole extends is set in the range of 15 to 60 degrees as described above. When the direction is less than 15 degrees, the minute speed decreases and a sufficiently large thrust is applied to the work. If it exceeds 60 degrees, the flow velocity on the downstream side will be larger, but the flow velocity on the upstream side will be smaller, and the distribution of the flow velocity will be too biased to one side. This is because the force for adsorbing the phenol is reduced.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, since the axial length of the outlet is formed to be three times or more the diameter of the outlet, the fluid is guided by the outlet and flows along the outlet. After that, it is ejected from the outlet. Therefore, it is possible to reliably generate a predetermined thrust according to the inclination of the outlet.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
The thrust generating type non-contact suction means 1 shown in this embodiment is formed in a disk shape as shown in FIGS. 1 to 3, and has an opening on one surface, that is, a
[0018]
The blow-out
Further, the length of the
[0019]
Further, the thrust generating type non-contact suction means 1 is integrally formed of an acrylic resin (PMMA). However, it may be formed of a synthetic resin other than acrylic, a metal such as aluminum or stainless steel, or another material.
[0020]
In the thrust generating type non-contact suction means 1 configured as described above, the air ejected from the blowing holes 12 flows through the
[0021]
On the other hand, since the blowout holes 12 are formed obliquely to the direction orthogonal to the
As described above, the flow of air in the
[0022]
Further, the force for driving the work Wk generated by the viscous frictional force of the air increases with an increase in the flow velocity, and is generated from the higher side of the static pressure P toward the lower side. For this reason, the force for driving the work Wk to the downstream side due to the viscous friction force or the like is larger than the force for driving the work Wk to the upstream side. Therefore, the thrust generated by the difference between the driving forces acts to move the work Wk to the downstream side.
[0023]
In addition, since the axial length of the
[0024]
Moreover, since the direction in which the blowout holes 12 extend is inclined at an angle of 15 to 60 degrees with respect to the center line C, the work Wk can be sucked with a sufficiently large force, and at the same time, the work speed is sufficiently large as the above-mentioned partial speed. Things are obtained.
[0025]
Therefore, a sufficiently large thrust can be applied to the work Wk while reliably sucking the work Wk. Further, the thrust can be applied in a predetermined direction determined by the direction in which the
[0026]
Further, by providing at least three thrust generating type non-contact suction means 1 configured as described above so that the thrusts are balanced, a plate-like sheet glass or the like can be used without using a positioning means such as a stopper. The work Wk can be held at a predetermined position.
[0027]
Further, when the thrust generating type non-contact suction means 1 is used for transporting a work Wk such as a postcard, a ticket, a regular ticket, or the like, a conventional method using a belt conveyor or the like for the transport is used. As a result, it is possible to improve the transfer speed, reduce the size of the transfer device, reduce failures and costs, and the like.
[0028]
The reason for setting the angle θ in the range of 15 to 60 degrees is that if the angle θ is less than 15 degrees, the above-described minute speed decreases, and it becomes impossible to apply a sufficiently large thrust to the work Wk. If the angle exceeds 60 degrees, the flow velocity on the downstream side becomes larger, but the flow velocity on the upstream side becomes smaller, and the distribution of the flow velocity becomes too biased to one side. This is because it will decrease. However, angles other than the above angle range are not excluded.
[0029]
In the above embodiment, an example in which air is used as the fluid has been described. However, other fluid such as water can be used instead of the air.
[0030]
【Example】
Next, an embodiment of the present invention will be described. Here, the thrust-generating type non-contact suction means shown in FIGS. 2 and 3 is used as the first embodiment and the second embodiment, respectively, and the pressure (especially, the static pressure) of the
[0031]
1. Experimental conditions Diameter of
Work surface diameter: 49mm
Diameter of blow hole 12: 2.0 mm
Length of blow-out hole 12: first embodiment = 6.0 mm, second embodiment = 8.0 mm
Angle θ: 1st embodiment = 15 degrees, 2nd embodiment = 60 degrees Fluid to be supplied to outlet 12: Industrial compressed air pressure measurement position of maximum 0.5 MPa: Downstream from center of opening 12 a of
Further, if the respective directions of the downstream, the upstream, and the right side are more accurately defined, they are as follows. That is, in FIG. 2 and FIG. 3, when the axis L of the blowing
[0032]
2. Experimental Results and Discussion of First Experiment FIGS. 4 and 5 show the first experimental results. In the case of the first embodiment shown in FIG. 4, the angle θ is 15 degrees, and the direction in which the blowout holes 12 extend is close to the direction orthogonal to the
On the other hand, in the case of the second embodiment shown in FIG. 5, the angle θ is 60 degrees, and the direction in which the blowout holes 12 extend is considerably inclined with respect to the direction orthogonal to the
[0033]
4 and 5, ro is a position corresponding to the opening edge of the
In FIGS. 4 and 5,
(P-Pa) / (Po-Pa)
Is calculated to make the measurement pressure P dimensionless.
[0034]
3. Experimental Results and Discussion of the Second Experiment FIGS. 6 and 7 show the results of the second experiment. As a result of this experiment, it was confirmed that the maximum suction load was increased by increasing the flow rate of the air ejected from the blowing holes 12. In addition, the maximum suction load of the first embodiment shown in FIG. 6 is larger than the maximum suction load of the second embodiment in which the angle θ shown in FIG. . However, also in the second example, it was confirmed that a sufficiently large maximum suction load without any inconvenience in adsorbing the work Wk was obtained.
[0035]
6 and 7, the flow rate Q is a normal flow rate value instructed by the flow meter, and the corrected flow rate Qn is caused by a difference between a design pressure (0.6 MPa) of the flow meter and an actually measured pressure. This is the normal flow value after correcting the flow difference.
[0036]
As a result, when the angle θ is in the range of 15 to 60 degrees, the work Wk can be suctioned with a sufficiently large force.
[0037]
Further, the thrust for driving the work Wk along the
Therefore, when a relatively heavy work Wk such as an iron plate or a glass plate is transferred, by using the work with the angle θ approaching 15 degrees, the work Wk can be surely absorbed and transferred. And the thrust can be balanced and held at a predetermined position.
When conveying a relatively light work Wk such as a sheet of paper or plastic (synthetic resin) such as a postcard, a ticket, a regular ticket, or the like, the angle θ is set to be close to 60 degrees. Thus, the work Wk can be transferred at a high speed.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to third aspects of the present invention, the static pressure of the fluid flowing through the narrow space between the suction surface and the surface of the work becomes a negative pressure lower than the atmospheric pressure. Can be held by suction.
[0039]
Also, since the outlet is formed obliquely to the direction perpendicular to the suction surface, the fluid ejected from the outlet has a partial velocity in the direction along the suction surface on the side where the fluid is ejected. Become. Therefore, between the suction surface and the work, the flow velocity on the downstream side in the above-mentioned speed-dividing direction becomes relatively high, and the flow velocity on the upstream side in the above-mentioned speed-dividing direction becomes relatively slow. On the side where the flow velocity is high, the absolute value of the negative pressure becomes large, and the viscous frictional force of the fluid acts greatly. Therefore, the workpiece is moved toward the downstream side in the above-mentioned speed dividing direction. Thrust will be generated.
[0040]
Therefore, a thrust in a predetermined direction determined by the direction in which the blowout hole is inclined can be applied to the work while adsorbing the work in a non-contact manner.
[0041]
According to the second aspect of the present invention, since the blowout hole is formed to extend in an angle range of 15 to 60 degrees with respect to a direction orthogonal to the suction surface, the work can be sufficiently suctioned. At the same time, it is possible to obtain a sufficiently large speed as the above-mentioned minute speed. Therefore, a sufficiently large thrust can be applied to the work while reliably sucking the work.
[0042]
According to the third aspect of the present invention, since the axial length of the outlet is formed to be three times or more the diameter of the outlet, the fluid is guided by the outlet and flows along the outlet. After that, the gas is blown out from the outlet. Therefore, it is possible to reliably generate a predetermined thrust according to the inclination of the outlet.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a thrust generating type non-contact suction means shown as an embodiment of the present invention, wherein (a) is a cross-sectional view, and (b) is air flowing along a first straight line. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a pressure distribution of FIG.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the thrust generating type non-contact suction means (angle θ = 15 degrees), wherein FIG. 2A is a plan view and FIG.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the same thrust generating type non-contact suction means (angle θ = 60 degrees), wherein FIG. 3A is a plan view and FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a first experimental result according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a pressure distribution of air flowing along an adsorption surface at an angle θ = 15 degrees.
FIG. 5 is a diagram illustrating a first experimental result according to the second embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a pressure distribution of air flowing along an adsorption surface at an angle θ = 60 degrees.
FIG. 6 is a diagram illustrating a second experimental result according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a relationship between an ejection flow rate from an ejection hole and an maximum suction load at an angle θ = 15 degrees.
FIG. 7 is a diagram illustrating a second experimental result according to the second embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a relationship between a blowout flow rate from an outlet and a maximum suction load at an angle θ = 60 degrees.
FIGS. 8A and 8B are views of a non-contact suction means shown as a conventional example, in which FIG. 8A is a cross-sectional view and FIG. 8B is an explanatory view showing a pressure distribution of a gas flowing along an adsorption surface.
[Explanation of symbols]
11
Wk work
Wka surface θ angle
Claims (3)
上記吹出孔は、上記吸着面に直交する方向に対して斜めに延在していることを特徴とする推力発生型非接触吸着手段。A suction hole for the fluid is provided on the suction surface, and the work is suctioned in a non-contact manner by utilizing a negative pressure generated when the fluid ejected from the blow hole flows between the suction surface and the surface of the work. So that
The thrust generating type non-contact suction means, wherein the blowout hole extends obliquely with respect to a direction orthogonal to the suction surface.
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