JP2005140229A - 出力機能付き緩衝装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 強い押圧力を出力することができる出力機能付き緩衝装置を提供すること。
【解決手段】 先端を突き出してボディ１０内に可動軸１１が挿入され、その可動軸１１に対するボディ１０内への押し込み力に反発するバネ部材２０を備えるものであって、可動軸１１は、ボディ１０内に挿入された後端部にピストン部材４２を備え、ボディ１０内には、そのピストン部材４２を加圧するためのエアを供給するシリンダ部４０が形成された出力機能付き緩衝装置１。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば電子部品などの移送対象物を搬送して装着する場合に、移送対象物にはあまり力をかけずに吸着保持する一方、装着した後に強い力で押圧する出力機能付き緩衝装置に関する。

微細で脆弱な電子部品などの移送には、従来から、吸着パッドが取り付けられた緩衝装置を用いて吸着保持手段を構成し、これを上下動アクチュエータ等の装置に取り付け、その吸着パッドに電子部品などの移送対象物を吸着させて移送させる方法が知られている。このときに用いられる緩衝装置には、例えば本出願人が提案した特開２００２−１７２５７８号公報に記載された発明、すなわち磁気バネを利用した緩衝装置を挙げることができる。図６及び図７は、当該公報に記載された緩衝装置を示した断面図であり、図６は通常の状態を示し、図７は緩衝時の状態を示している。

緩衝装置１００は、円筒形状のボディ１１０の内周面に円筒形状の永久磁石１２１が設けられ、その永久磁石１２１は、両端に配置されたスベリ軸受１２３，１２４によって位置決めされている。そして、そのボディ１１０内には、スベリ軸受１２３，１２４に支えられて摺動可能な可動軸１１１が挿入されている。可動軸１１１は、その中心を貫通して形成された吸込流路１３１を備えるものであり、その外周面側には、円筒形状の永久磁石１２２がはめ込まれている。更に、可動軸１１１は、ガイドチューブ１２５が被せられ、このガイドチューブ１２５がスベリ軸受１２３，１２４を摺動して軸方向に移動するよう構成されている。

ボディ１１０に固定された永久磁石１２１と可動軸１１１に固定された永久磁石１２２は、軸方向の寸法が同一で、常に異なる磁極同士が吸引し合うことにより磁気バネ１２０を構成している。この緩衝装置１００では、図１に示すように永久磁石１２１，１２２が軸方向にズレ、可動軸１１１に取り付けたストッパ１１２がスベリ軸受１２３に当たって、常に可動軸１１１が突き出す方向（図面下方）に吸引力が作用するようになっている。
ボディ１１０には、可動軸１１１が突き出した反対側にポートブロック１１３が嵌合し、ネジ止めして固定されている。そのポートブロック１１３には真空ポート１３２が穿設され、更にその真空ポート１３２には接続パイプ１３３が固定され、ボディ１１０内に突き出している。そして、接続パイプ１３３は、可動軸１１１に形成された吸込流路１３１の拡張部分１３４に入り込んでいる。

緩衝装置１００は、通常、図１に示すように永久磁石１２１，１２２の間に働く吸引力によって可動軸１１１が下方に突き出している。そして、緩衝装置１００が下降して可動軸１１１先端の吸着パッド２００が移送対象物に押し当てられると、反力によって可動軸１１１が上昇することになる。このとき、可動軸１１１には磁気バネ１２０によって引き戻そうとするバネ力が作用しているため、上下動アクチュエータの作動力が吸収され、吸着パッド２００が押し当てられた移送対象物に対する衝撃が緩和される。特に、磁気バネ１２０はコイルスプリングなどとは異なり、可動軸１１１のストロークに関係なくほぼ一定のバネ力を得ることができる。すなわち、上下動アクチュエータによる作動に関係なく、移送対象物には吸着パッド２００が一定の力で押し当てられることになる。

そして、このように吸着パッド２００が移送対象物に押し当てられるとき、ポートブロック１１３の真空ポート１３２に接続された不図示の真空ポンプが作動して真空引きが行われる。すなわち、真空引きが行われると、吸着パッド２００の吸着面２０１と移送対象物との間の空気が引かれて吸込流路１３１に入り、拡張部１３４に入った接続パイプ１３３から真空ポート１３２を通って流れる。そのため、吸着パッド２００が押し当てられた移送対象物は吸着面２０１に吸着し、緩衝装置１００の移動によって搬送される。
特開２００２−１７２５７８号公報（第５−８頁、図１−２）

こうした従来の緩衝装置１００は、前述するように吸着パッド２００によって移送対象物を吸着保持する場合、反力によって押し返される可動軸１１１には磁気バネ１２０のバネ力が作用し、上下動アクチュエータなどの作動力が直接伝わらずに衝撃が緩和されるとともに、バネ力による弱い押圧力で吸着パッド２００が押し当てられる。しかしながら、こうした緩衝装置１００では、磁気バネ１２０のバネ力が設定されると、それを使用中に変更することができないため、例えば、工程によっては移送対象物を弱い押圧力で吸着し、リフトに位置決めをした後に強い力で加圧させるような場合には対応することができない。そのため、これまでは移送対象物を強く押し当てる後工程を設ける必要があり、コストの増大をまねいている。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、強い押圧力を出力することができる出力機能付き緩衝装置を提供することを目的とする。

本発明の出力機能付き緩衝装置は、先端を突き出してボディ内に可動軸が挿入され、その可動軸に対するボディ内への押し込み力に反発するバネ部材を備えるものであって、可動軸は、ボディ内に挿入された後端部にピストン部材を備え、ボディ内には、そのピストン部材を加圧するためのエアを供給するシリンダ部が形成されたものであることを特徴とする。
また、本発明の出力機能付き緩衝装置は、前記バネ部材が、ボディと可動軸とに取り付けられた永久磁石からなる磁気バネであることが望ましい。
また、本発明の出力機能付き緩衝装置は、前記磁気バネを構成する永久磁石が、いずれも円筒形状であって、異なる磁極の着磁帯が円周方向に交互に着磁されたものであることが望ましい。

また、本発明の出力機能付き緩衝装置は、前記ボディには、磁気バネを構成する固定側永久磁石を軸方向に挟んで静圧軸受が設けられ、前記可動軸がその静圧軸受によってフローティング状態で保持されるようにしたものであることが望ましい。
また、本発明の出力機能付き緩衝装置は、前記可動軸には、その先端に装着された吸着パッドの吸着面と連通する一端が開口した縦孔と、その縦孔に貫通した横孔とが形成され、前記ボディには、軸方向の２箇所に配置された前記静圧軸受けの間に真空ポートが形成され、その真空ポートがボディ側に形成された横孔を介して前記可動軸の横孔と連通するものであることが望ましい。
また、本発明の出力機能付き緩衝装置は、前記可動軸の横孔が、その可動軸に設けられた円筒形の永久磁石に穿設され、前記ボディ側に形成された横孔が、そのボディ側に設けられた円筒形の永久磁石に穿設された横孔であることが望ましい。

そこで、本発明の緩衝装置は、例えば可動軸の先端に吸着パッドを装着し、電子部品などの移送対象物に軸方向から押し当てれば、その押し当て反力を受けた可動軸の移動を制限するようにバネ部材のバネ力が作用する。従って、移送対象物に対しては、吸着パッドが押し当てられる際の衝撃が緩和される。その一方で、バネ部材は緩衝用であるためバネ力、すなわち押圧力が弱い。強い力で対象物を押圧する必要がある場合には、シリンダ部にエアを供給してそのエア圧によって可動軸を押し出す方向に加圧する。
また、真空ポートに接続した真空ポンプによって真空引きが行われると、可動軸の縦孔を通って吸着パッドからのエアが吸引され、更に可動軸を径方向を貫いた横孔を通って真空ポートから吸い出されることにより、吸着パッドが押し当てられた対象物が吸着保持される。
更に、本発明では、移送対象物を保持した可動軸に回転方向の力が作用しても、磁気バネを構成する永久磁石同士の回転方向の吸引力により回転を防止し、また回転ズレが起きてもその吸引力によって移送対象物は元の向きに戻される。

よって、本発明の出力機能付き緩衝装置によれば、可動軸がボディ内に挿入された後端部にピストン部材を備え、ボディ内にはそのピストン部材を加圧するためのエアを供給するシリンダ部が形成されているので、弱いバネ力による押圧力で対象物への衝撃を緩和させる一方、シリンダ部に供給したエアのエア圧によって可動軸を押し出す、強い押圧力の出力が可能となった。
また、バネ部材に磁気バネを使用することにより、可動軸のストロークに関係なく一定のバネ力を得ることができる。そして、また、磁気バネを構成する永久磁石を円筒形状であって、異なる磁極の着磁帯が円周方向に交互に着磁したものとすることにより、可動軸の回転方向のズレを防止することができる。
また、静圧軸受によって可動軸を非接触状態で支持することにより、摺動抵抗などを受けてバネ力が変動してしまうことがなくなる。

更に、本発明の出力機能付き緩衝装置によれば、これを真空引きによる吸着保持手段として構成する場合、吸着パッドを装着した可動軸の縦孔に横孔を貫通し、真空ポートを２つの静圧軸受け間に形成してボディ側に形成された横孔を介して可動軸の横孔と連通するようにしたので、横孔からエアを抜き取る真空引きを行うことで、真空圧が軸方向に作用することがなくなり、磁気バネのバネ力を変動させることがなくなった。そのため、予め設定された磁気バネのバネ力で移送対象物を押圧することができる。

次に、本発明に係る出力機能付き緩衝装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、第１実施形態の出力機能付き緩衝装置を示した図であり、図（ａ）は軸方向の断面図で、図（ｂ）は一端面図である。
出力機能付き緩衝装置１は、図１（ｂ）に示すような端面形状のボディ１０内に、一端が突き出るようにして可動軸１１が挿入されている。ボディ１０には、こうした可動軸１１を挿入することができる挿入穴が形成され、そこに筒状のホルダ１２が嵌挿されている。そして、そのホルダ１２には、可動軸１１の移動を支持する静圧軸受１５，１６と、磁気バネ２０を構成する永久磁石２１とが内周面側に嵌め込まれている。

可動軸１１は円筒形のパイプによって形成され、一部に磁気バネ２０を構成する永久磁石２２を備え、外側には外周パイプ１３が被せられている。磁気バネ２０を構成する永久磁石２１，２２は、径の大きさが異なり、長さの等しい円筒体であって、共に図４に示すように円周方向に４分割され、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁されたストライプ状の着磁帯が形成されている。従って、この磁気バネ２０は、永久磁石２１，２２のＮ極とＳ極との着磁帯同士がそれぞれ吸引し合い、そのため図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、異極の着磁帯同士が向かい合った状態で、長さの等しい永久磁石２１，２２が軸方向に重なり合って位置決めされている。

そして、本実施形態の出力機能付き緩衝装置１では、この磁気バネ２０を挟んだ位置に静圧軸受１５，１６が配置され、可動軸１１の軸方向への移動を非接触状態で支持するように構成されている。静圧軸受１５，１６は、円筒形状の気体透過性材によって形成され、その内径は、これを貫通した可動軸１１の外径よりもほんの僅かだけ大きく設計されている。すなわち、静圧軸受１５，１６と可動軸１１とのクリアランスは数μｍ程度であり、本実施形態では５〜１５μｍが好適であった。また、永久磁石２１は静圧軸受１５，１６よりも大きな内径の円筒であるため、この永久磁石２１と可動軸１１とが接することはない。

静圧軸受１５，１６には、気体透過量制御黒鉛材が使用され、例えばグラファイトからなる多孔質体製のスリーブであり、その外周面と内壁面とが微細な連続気孔によって連通している。そして、この静圧軸受１５，１６が嵌装されたホルダ１２の内周面には環状溝２５，２６が形成され、ボディ１０を貫通して形成した加圧ポート２７，２８がその環状溝２５，２６に接続されている。従って、加圧ポート２７，２８から供給された圧縮エアがこの環状溝２５，２６全周に行き渡り、静圧軸受１５，１６の内周面側から均等にエアが噴き出すようになっている。

ところで、本実施形態の出力機能付き緩衝装置１は、電子部品などの微細で脆弱な移送対象物を搬送するための吸着保持手段として構成されている。そのため、ボディ１０から突き出た可動軸１１の先端には吸着パッド８が取り付けられ、その吸着面の空気を真空引きするための流路が形成されている。その流路は、可動軸１１に吸着パッド８側に開口して後端側を塞いだ縦孔３１が形成され、永久磁石２２部分にはその縦孔３１に貫通した横孔３２が形成されている。ただし、この横孔３２は、永久磁石２２だけでなく、磁気バネ２０を構成するもう一方の永久磁石２１の他、外周パイプ１３およびホルダ１２を径方向に貫通して形成されたものである。そして、この一連の横孔３２は、可動軸１１の縦孔３１とボディ３０の側面に形成された真空ポート２９とを連通している。

次に、本実施形態の出力機能付き緩衝装置１には、ボディ１０内に可動軸１１を突き出し方向に押し出すためのシリンダ部が構成されている。すなわち、ボディ１０内には加圧室４０が形成され、ボディ１０に形成された操作ポート４１が接続されている。その加圧室４０は、可動軸１１が挿入された挿入穴の底部に設けられ、可動軸１１後端にピストン部材４２が設けられている。従って、加圧室４０内に供給される圧縮エアによって、可動軸１１が突き出し方向に加圧されるように構成されている。出力機能付き緩衝装置１には、この操作ポート４１にエアポンプが接続され、その他の真空ポート２９には真空ポンプが接続され、加圧ポート２７，２８にはエアポンプが接続される。

続いて、こうした構成からなる出力機能付き緩衝装置１の作用について説明する。特に、電子部品などの移送対象物を吸着保持した移送であって、その取り出し及び移送先の設置では、衝撃を緩和させるように移送対象物を弱い力で押圧する一方、移送先に配置した後に移送対象物を押し付ける押し付け工程を実行する場合について説明する。
先ず、出力機能付き緩衝装置１は、突き出た可動軸１１の先端に吸着パッド８が取り付けられ、ボディ１０が上下動アクチュエータなどの操作ロボットに取り付けられる。そして、可動軸１１の軸線が吸着保持面の直交線上に合わせられ、そのまま下降して吸着パッド８が移送対象物に押し当てられる。

通常、出力機能付き緩衝装置１は、磁気バネ２０の永久磁石２１，２２が図５（ａ）に示すように重り合い、その状態で可動軸１１が図１に示するようにボディ１０から突き出している。そして、吸着パッド８が取り付けられた図面左側を下にして下降し、移送対象物にその吸着パッド８が押し当てられる。このとき、真空ポート２９に接続された真空ポンプによって真空引きが行われ、吸着パッド８の吸着面８ａと移送対象物との間の空気が吸引される。吸引された吸着面８ａ部分の空気は、可動軸１１の縦孔３１を流れ、更に横孔３２を通って真空ポート２９から吸い出される。そのため、移送対象物に当接した吸着パッド８の吸着面８ａ部分には真空状態がつくられ、その吸着パッド８による移送対象物の吸着保持が可能になる。

吸着パッド８が移送対象物に押し当てられるとき、可動軸１１は移送対象物からの押し当て反力によってボディ１０に対して上昇（図面右側に移動）する。そして、磁気バネ２０は、永久磁石２１，２２同士が図５（ｂ）に示すように軸方向にズレると、そのズレを戻そうとする磁力による吸引力が逆方向にバネ力として作用する。従って、吸着パッド８を移送対象物に押し当てようとする上下動アクチュエータの作動力は、移送対象物に直接伝わることなく磁気バネ２０のバネ力によって吸収され、そのバネ力によって吸着パッド８が移送対象物に押し当てられる。

出力機能付き緩衝装置１には、ボディ１０の加圧ポート２７，２８から圧縮エアが供給され、その圧縮エアが静圧軸受１５，１６の周りに形成された環状溝２５，２６へと送り込まれている。環状溝２５，２６内に送り込まれた圧縮エアは、更に静圧軸受１５，１６の外周面側から内部の通気孔を通り抜け、可動軸１１が貫通して通っている内周面から噴き出す。このとき、多孔質体の静圧軸受１５，１６内では圧縮エアが勢いよく流れることはないので、加圧ポート２７，２８から供給された圧縮エアは環状溝２５，２６全体に行き渡り、静圧軸受１５，１６の内周面側からも均等にエアが噴き出す。そのため、静圧軸受１５，１６から噴き出されたエアのエア圧によって可動軸１１は非接触状態で支持され、可動軸１１と静圧軸受１５，１６の間にはまさにエアによる軸受けがつくられる。

従って、本実施形態の出力機能付き緩衝装置１では、磁気バネ２０によって移送対象物への衝撃を緩和させているが、特に静圧軸受１５，１６を用いることによって抵抗を生じさせない非接触支持を行っているため、磁気バネ２０のバネ力を変動させることなく一定のバネ力で安定した押圧を可能としている。
また、可動軸１１を通して真空引きを行う場合、可動軸１１を径方向に貫通して形成した横孔３２からエアを抜き取るようにしたので、真空圧の引き込み力が可動軸１１に作用することがなくなり、この点でも磁気バネ２０のバネ力を変動させることがなくなった。そのため、設定されたほぼ一定のバネ力で移送対象物を押圧することが可能になった。

また、磁気バネ２０を構成する永久磁石２１，２２を円周方向に４分割し、交互に異極の着磁帯を着磁するようにしたので、可動軸１１の回転による移送対象物の回転方向のズレるのを防止することができる。特に、静圧軸受１５，１６を用いることによって軸受け部分に摺動抵抗が生じないため、可動軸１１の回転復帰精度が向上し、回転方向のズレを正確な位置に戻すことができ、微少電子部品の組立や実装などが確実に行える。

ところで、静圧軸受１５，１６を用いて可動軸１１を非接触状態で支持する構成とした場合、永久磁石２１，２２に形成された横孔３２が、静圧軸受１５，１６側につながって気密な状態になっていない。しかも、横孔３２側ではエアを吸い込む一方で、静圧軸受１５，１６側ではエアを噴き出している。しかし、静圧軸受１５，１６と可動軸３１とのクリアランスは非常に狭いので（数μｍ程度）、静圧軸受１５，１６側から横孔３２側へ多くのエアが流れることはない。従って、静圧軸受１５，１６から噴き出されるエアのエア圧によって可動軸３１が支持され、それが軸受けとして機能する一方、吸着パッド８から横孔３５を介して吸引するエアの吸い込み量を低下させることもない。

更に、本実施形態では、移送先に配置した後に移送対象物を押し付ける押し付け工程を実行することが可能である。すなわち、移送対象物である電子部品を実装するときなど、磁気バネ２０のバネ力以上の力で押圧したい場合がある。そうした場合、出力機能付き緩衝装置１では、操作ポート４１から加圧室４０に圧縮エアを供給し、加圧室４０内のピストン部材４２を介して可動軸１１を加圧する。これにより可動軸１１は、ボディ１０から突き出した方向にエア圧が作用し、その先端の吸着パッド８に保持された電子部品などが取り付け位置において強い力で押し付けられる。

よって、本実施家形態の出力機能付き緩衝装置１は、以上のようにして移送対象物を吸着保持するような場合に、上下動アクチュエータの作動力を移送対象物に直接伝えることがないように緩衝機能を果たしている。その結果、磁気バネ２０の弱いバネ力で対象物を押圧することになるが、その一方でシリンダ部を設けることで強い力で対象物を押圧することも可能になった。

次に、本発明に係る出力機能付き緩衝装置の第２実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。ここで図２は、その第２実施形態の出力機能付き緩衝装置を示した断面図である。
出力機能付き緩衝装置２は、ボディ５０の貫通孔にホルダ５１が装填され、そこに先端が突き出るように可動軸５２が挿入されている。そして、そのホルダ５１の内周面には、真空シールを兼用するスベリ軸受５３と、磁気バネ２０を構成する永久磁石２１とが嵌め込まれている。従って本実施形態では、可動軸５２がスベリ軸受５３を摺動しながら軸方向に移動する構成になっている。可動軸５２には、径の小さくなった段差部分に磁気バネ２０を構成するもう一方の永久磁石２２がはめ込まれている。なお、永久磁石２１，２２は、図４及び図５に示した前記第１実施形態のものと同様に、Ｎ極とＳ極の着磁帯を交互に着磁した円筒形状をしたものである。

ボディ５０の後端（図面右側）には、カバー部材５５がネジ止によって一体に取り付けられ、その内部には、可動軸５２の後端に固定されたピストン部材５６を加圧するシリンダ部が構成されている。そのシリンダ部は、ピストン部材５６が可動軸５２の後端にネジ止めされ、カバー部材５５内に形成された加圧室５７を気密にするため、可動軸５２とホルダ５１との間にベローフラム５８が取り付けられている。そして、カバー部材５５には横孔６１が形成され、そこにはエアポンプに接続するための操作ポート６２が設けられている。

出力機能付き緩衝装置２は、前記第１実施形態と同様に、電子部品などの微細で脆弱な移送対象物を搬送するための吸着保持手段として構成されている。そのため、ボディ５０から突き出た可動軸５２の先端には吸着パッド８が取り付けられ、その吸着面の空気を真空引きするための流路が形成されている。流路は先ず、可動軸５２に吸着パッド８側に開口した縦孔６３が形成され、その縦孔６３と真空ポート６５とを連通する横孔６４が形成されている。横孔６４は、永久磁石２１，２２部分を径方向に通すように、その永久磁石２１，２２、可動軸５２、ホルダ５１およびボディ５０に対して径方向に穿設された孔を連通させたものである。

そこで、以上のような構成からなる本実施形態のの出力機能付き緩衝装置２によれば、電子部品などの移送対象物を吸着保持した移送を行うことができ、その取り出し及び移送先の設置では、衝撃を緩和させるように移送対象物を弱い力で押圧する一方、移送先に配置した後に移送対象物を押し付ける押し付けが可能である。

先ず、出力機能付き緩衝装置２は、突き出た可動軸５２の先端に吸着パッド８が取り付けられ、ボディ５０が上下動アクチュエータなどの操作ロボットに取り付けられる。このとき可動軸５２の軸線が吸着保持面の直交線上に合わせられ、そのままの状態で下降して吸着パッド８が移送対象物に押し当てられる。
一方、真空ポート６５に接続された真空ポンプによって真空引きも行われ、吸引された空気は可動軸５２の縦孔６３を流れ、更に横孔６４を通って真空ポート６５から吸い出される。そのため、移送対象物に当接した吸着パッド８の吸着面部分には真空状態がつくられ、移送対象物の吸着保持が可能になる。

出力機能付き緩衝装置２では、磁気バネ２０の永久磁石２１，２２が図２に示すようにズレているため、可動軸５２が突き出し方向に吸引力が働き、ピストン部材５６がストッパとなって位置決めされている。そこで、吸着パッド８が移送対象物に押し当てられると、可動軸５２は移送対象物からの押し当て反力によってボディ５０に対して上昇（図面右側に移動）する。そして、磁気バネ２０は、永久磁石２１，２２同士が軸方向に更にズレると、そのズレを戻そうとする吸引力がバネ力として作用する。従って、吸着パッド８を移送対象物に押し当てようとする上下動アクチュエータの作動力は、移送対象物に直接伝わることなく磁気バネ２０のバネ力によって吸収され、そのバネ力によって吸着パッド８が移送対象物に押し当てられる。

更に、本実施形態では、移送先に配置した後に移送対象物を押し付ける押し付け工程を実行することが可能である。すなわち、移送対象物である電子部品を実装するときなど、磁気バネ２０のバネ力以上の力で押圧したい場合がある。そうした場合、出力機能付き緩衝装置２では、操作ポート６２から加圧室５７に圧縮エアを供給し、加圧室５７内のピストン部材５６を介して可動軸５２を加圧する。これにより可動軸５２には突き出し方向にエア圧が作用し、その先端の吸着パッド８に保持された電子部品などが取り付け位置において強い力で押し付けられる。

よって、本実施家形態の出力機能付き緩衝装置２は、以上のようにして移送対象物を吸着保持するような場合に、上下動アクチュエータの作動力を移送対象物に直接伝えることがないように緩衝機能を果たしている。その結果、磁気バネ２０の弱いバネ力で対象物を押圧することになるが、その一方でシリンダ部を設けることで強い力で対象物を押圧することも可能になった。

次に、本発明に係る出力機能付き緩衝装置の第３実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。ここで図３は、その第３実施形態の出力機能付き緩衝装置を示した断面図である。
出力機能付き緩衝装置３は、ボディ７０の貫通孔にホルダ７１が装填され、そこに先端が突き出るように可動軸７２が挿入されている。そして、そのホルダ７１の内周面には、真空シールを兼用するスベリ軸受７３と、磁気バネ２０を構成する永久磁石２１とが嵌め込まれている。従って本実施形態では、可動軸７２がスベリ軸受７３を摺動しながら軸方向に移動する構成になっている。可動軸７２は、軸パイプによって構成され、その内周面には磁気バネ２０を構成するもう一方の永久磁石２２がはめ込まれている。なお、永久磁石２１，２２は、図４及び図５に示した前記第１実施形態のものと同様に、Ｎ極とＳ極の着磁帯を交互に着磁した円筒形状をしたものである。

ボディ７０の後端（図面右側）には、カバー部材７５がネジ止によって一体に取り付けられ、その内部には、可動軸７２の後端には固定されたピストン部材７６を加圧するシリンダ部が構成されている。本実施形態の可動軸７２では、スベリ軸受７３を摺接する軸パイプにピストン部材７６が嵌合して形成されている。そして、カバー部材７５内に形成された加圧室７７を気密にするため、ホルダ７１の後端にはメタルシール７８がはめ込まれ、それに可動軸７２が摺接している。カバー部材７５には横孔８１が形成され、そこにはエアポンプに接続するための操作ポート８２が設けられている。

出力機能付き緩衝装置３は、前記第１実施形態と同様に、電子部品などの微細で脆弱な移送対象物を搬送するための吸着保持手段として構成されている。そのため、ボディ７０から突き出た可動軸７２の先端には吸着パッド８が取り付けられ、その吸着面の空気を真空引きするための流路が形成されている。流路は先ず、可動軸７２内の縦孔８３と、その縦孔８３から真空ポート８５までを連通する横孔８４が形成されている。横孔８４は、永久磁石２１，２２部分を径方向に通すように、その永久磁石２１，２２、可動軸７２、ホルダ７１およびボディ７０に対して径方向に穿設孔を連通させたものである。

そこで、以上のような構成からなる本実施形態のの出力機能付き緩衝装置３によれば、電子部品などの移送対象物を吸着保持した移送を行うことができ、その取り出し及び移送先の設置では、衝撃を緩和させるように移送対象物を弱い力で押圧する一方、移送先に配置した後に移送対象物を押し付ける押し付けが可能である。

先ず、出力機能付き緩衝装置３は、突き出た可動軸７２の先端に吸着パッド８が取り付けられ、ボディ７０が上下動アクチュエータなどの操作ロボットに取り付けられる。このとき可動軸７２の軸線が吸着保持面の直交線上に合わせられ、そのままの状態で下降して吸着パッド８が移送対象物に押し当てられる。
一方、真空ポート８５に接続された真空ポンプによって真空引きが行われ、吸引された空気は可動軸７２の縦孔８３を流れ、更に横孔８４を通って真空ポート８５から吸い出される。そのため、移送対象物に当接した吸着パッド８の吸着面部分には真空状態がつくられ、移送対象物の吸着保持が可能になる。

出力機能付き緩衝装置３では、磁気バネ２０の永久磁石２１，２２が図３に示すようにズレているため、可動軸７２が突き出し方向に吸引力が働き、ピストン部材７６がストッパとなって位置決めされている。そこで、吸着パッド８が移送対象物に押し当てられると、可動軸７２は移送対象物からの押し当て反力によってボディ７０に対して上昇（図面右側に移動）する。そして、磁気バネ２０は、永久磁石２１，２２同士が軸方向に更にズレると、そのズレを戻そうとする吸引力がバネ力として作用する。従って、吸着パッド８を移送対象物に押し当てようとする上下動アクチュエータの作動力は、移送対象物に直接伝わることなく磁気バネ２０のバネ力によって吸収され、そのバネ力によって吸着パッド８が移送対象物に押し当てられる。

更に、本実施形態では、移送先に配置した後に移送対象物を押し付ける押し付け工程を実行することが可能である。すなわち、移送対象物である電子部品を実装するときなど、磁気バネ２０のバネ力以上の力で押圧したい場合がある。そうした場合、出力機能付き緩衝装置３では、操作ポート８２から加圧室７７に圧縮エアを供給し、加圧室７７内のピストン部材７６を介して可動軸７２を加圧する。これにより可動軸７２には突き出し方向にエア圧が作用し、その先端の吸着パッド８に保持された電子部品などが取り付け位置において強い力で押し付けられる。

よって、本実施家形態の出力機能付き緩衝装置３は、以上のようにして移送対象物を吸着保持するような場合に、上下動アクチュエータの作動力を移送対象物に直接伝えることがないように緩衝機能を果たしている。その結果、磁気バネ２０の弱いバネ力で対象物を押圧することになるが、その一方でシリンダ部を設けることで強い力で対象物を押圧することも可能になった。

以上、本発明の出力機能付き緩衝装置についてその一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、バネ部材として磁気バネ２０を採用したが、これ以外にコイルバネを用いるようにしてもよい。

本発明に係る出力機能付き緩衝装置の第１実施形態を示した図である。 本発明に係る出力機能付き緩衝装置の第２実施形態を示した図である。 本発明に係る出力機能付き緩衝装置の第３実施形態を示した図である。 磁気バネを構成する円筒形状の永久磁石を示した円周方向の断面図である。 磁気バネを構成する円筒形状の永久磁石を示した軸方向の断面図である。 従来の緩衝装置を示した通常状態の断面図である。 従来の緩衝装置を示した緩衝時の状態の断面図である。

符号の説明

１ 緩衝装置
８ 吸着パッド
１０ ボディ
１１ 可動軸
１２ ホルダ
１５，１６ 静圧軸受
２０ 磁気バネ
２１，２２ 永久磁石
２７，２８ 加圧ポート
２９ 真空ポート
４０ 加圧室
４１ 操作ポート
４２ ピストン部材

Claims (6)

1. 先端を突き出してボディ内に可動軸が挿入され、その可動軸に対するボディ内への押し込み力に反発するバネ部材を備えるものであって、可動軸は、ボディ内に挿入された後端部にピストン部材を備え、ボディ内には、そのピストン部材を加圧するためのエアを供給するシリンダ部が形成されたものであることを特徴とする出力機能付き緩衝装置。
2. 請求項１に記載する出力機能付き緩衝装置において、
   前記バネ部材は、ボディと可動軸とに取り付けられた永久磁石からなる磁気バネであることを特徴とする出力機能付き緩衝装置。
3. 請求項２に記載する出力機能付き緩衝装置において、
   前記磁気バネを構成する永久磁石は、いずれも円筒形状であって、異なる磁極の着磁帯が円周方向に交互に着磁されたものであることを特徴とする出力機能付き緩衝装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載する出力機能付き緩衝装置において、
   前記ボディには、磁気バネを構成する固定側永久磁石を軸方向に挟んで静圧軸受が設けられ、前記可動軸がその静圧軸受によってフローティング状態で保持されるようにしたものであることを特徴とする出力機能付き緩衝装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載する出力機能付き緩衝装置において、
   前記可動軸には、その先端に装着された吸着パッドの吸着面と連通する一端が開口した縦孔と、その縦孔に貫通した横孔とが形成され、
   前記ボディには、軸方向の２箇所に配置された前記静圧軸受けの間に真空ポートが形成され、その真空ポートがボディ側に形成された横孔を介して前記可動軸の横孔と連通するものであることを特徴とする出力機能付き緩衝装置。
6. 請求項５に記載する出力機能付き緩衝装置において、
   前記可動軸の横孔は、その可動軸に設けられた円筒形の永久磁石に穿設され、前記ボディ側に形成された横孔は、そのボディ側に設けられた円筒形の永久磁石に穿設された横孔であることを特徴とする出力機能付き緩衝装置。

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