JP2005163619A

JP2005163619A - 真空発生用ユニット

Info

Publication number: JP2005163619A
Application number: JP2003403175A
Authority: JP
Inventors: Shigekazu Nagai; 茂和永井; Kichiji Ito; 吉治伊藤; Yasusuke Shirai; 庸介白井
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-06-23
Also published as: DE102004057882A1; KR20050053339A; US20050118032A1; CN1624337A

Abstract

【課題】装置全体の外径寸法を縮減して小型・軽量化を図ると共に、製造コストを低減することにある。
【解決手段】本体部２０は、樹脂製材料からなる第１〜第３ブロック体１２、１４、１６によって構成され、前記第３ブロック体１６の内部にノズル孔２８とディフューザ孔３０とを一体的に形成し、前記ノズル孔２８とディフューザ孔３０との間に吸引通路６４を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、吸着用パッド等の吸着手段に対して負圧を供給することが可能な真空発生用ユニットに関する。

従来から、吸着用パッドに負圧を供給する手段として真空供給装置が利用されている。この種の真空供給装置は、一般的に、負圧を発生させるエゼクタと、チューブを介して吸着用パッド等の吸着手段に連通接続される真空ポートと、前記エゼクタや真空ポートに圧縮空気を送給し、あるいは遮断する圧力流体供給用電磁弁及び真空破壊用電磁弁が設けられた弁機構部と、前記真空ポートに発生する負圧を検出する真空スイッチ等から構成される（例えば、特許文献１参照）。

この場合、前記エゼクタは、それぞれ別体で形成されるノズルとディフューザとからなり、ボデイの孔部内に同軸状にそれぞれ組み付けられる。

このような従来技術に係る真空供給装置の概略動作について説明する。

弁機構部を介してエゼクタに圧縮空気を供給し負圧を発生させる。前記エゼクタで発生した負圧は、真空ポートに接続されたチューブを通じて吸着用パッドに送給され、吸着用パッドに発生した負圧作用によってワークが吸着される。このようにして吸着用パッドに吸着保持されたワークは、ロボットのアームの変位作用下に所定の位置まで搬送される。

次に、吸着用パッドに保持されたワークを離脱させる場合、圧縮空気（正圧）を弁機構部から真空ポートに連通する通路を介して吸着用パッドに送給することにより、前記吸着用パッドの負圧状態が解除される。この結果、ワークが吸着用パッドから離間し所望の位置に搬送される。

実開昭６１−９５９９号公報

ところで、従来から、外径寸法を縮減することによりできるだけ小型・軽量化を図ると共に、組み付け工数を削減して製造コストを低減したいという要請がある。例えば、複数の真空供給装置を連設してマニホールド化した場合、装置全体の外径寸法を縮減することにより、極めて小型・軽量な電磁弁マニホールドが得られ、設置された空間の有効利用を図ることができるからである。

本発明は、前記要請に鑑みてなされたものであり、装置全体の外径寸法を縮減して小型・軽量化を図ると共に、製造コストを低減することが可能な真空発生用ユニットを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体供給源に接続される圧力流体供給ポート、吸着手段に接続される真空ポート及び前記圧力流体供給ポートから供給された圧力流体を外部に排出する排出ポートが設けられた本体部と、
前記圧力流体供給ポートから供給された圧力流体の作用下に負圧を発生させるエゼクタ部と、
を備え、
前記エゼクタ部は、本体部の内部に一体的に形成されたノズル孔とディフューザ孔とからなることを特徴とする。

この場合、前記本体部を樹脂製材料からなる複数のブロック体によって構成し、前記ブロック体の内部にノズル孔とディフューザ孔とが一体的に形成されるとよい。また、前記真空ポートから導出される負圧を検出する圧力センサが設けられ、前記圧力センサは、管継手を介して本体部に対して着脱且つ交換自在に装着されるとよい。

本発明によれば、本体部の内部にノズル孔とディフューザ孔とを一体的に形成することにより、例えば、従来技術においてボデイの孔部内に別個の部材によって構成されたノズル及びディフューザが不要となり、装置全体の小型・軽量化を図ることができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、本体部の内部にノズル孔とディフューザ孔とを一体的に形成することにより、装置全体の外径寸法を縮減して小型・軽量化を図ると共に、部品点数の削減及び組み付け工数の削減によって製造コストを低減することができる。

本発明に係る真空発生用ユニットについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１及び図２において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る真空発生用ユニットを示す。

この真空発生用ユニット１０は、樹脂製材料によって形成され、長手方向に沿って連結された第１ブロック体１２、第２ブロック体１４、及び第３ブロック体１６からなる本体部２０と、前記本体部２０の上面部に配設された圧力流体供給用電磁弁２２及び真空破壊用電磁弁２４からなる電磁弁部２６と、前記第３ブロック体１６の内部に一体的に形成されたノズル孔２８及びディフューザ孔３０からなるエゼクタ部３２と、後述する真空ポートから導出される負圧を検出する検出部３４とから構成される。

なお、前記圧力流体供給用電磁弁２２及び真空破壊用電磁弁２４は、それぞれ同一構成要素からなり、ノーマルクローズタイプに設定されている。また、前記圧力流体供給用電磁弁２２及び真空破壊用電磁弁２４はノーマルクローズタイプに限定されるものではなく、図示しないノーマルオープンタイプの電磁弁、自己保持型電磁弁あるいはタイマ付電磁弁等を用いてもよい。

前記第１〜第３ブロック体１２、１４、１６は、それぞれ略同一の幅寸法を有し、薄肉状に形成されている（図１参照）。第１ブロック体１２には、エゼクタ部３２に対して圧縮空気（正圧）を供給するための圧縮空気供給ポート（圧力流体供給ポート）３６が形成される。

また、第２ブロック体１４の室４０内には、パイロット圧の供給作用下にオフ状態からオン状態に切り換わる第１オン／オフ弁４２が配設され、第３ブロック体１６の室内には、パイロット圧の供給作用下にオフ状態からオン状態に切り換わる図示しない第２オン／オフ弁が配設される。

圧縮空気供給ポート３６は、略Ｌ字状に屈曲する第１通路４８を介して、第１オン／オフ弁４２が配設された第１ブロック体１２の室４０内に連通するように設けられる。前記第１通路４８から分岐する図示しない第２通路は、圧力流体供給用電磁弁２２に連通するように形成され、前記第１通路４８から分岐する図示しない第３通路は、真空破壊用電磁弁２４に連通するように形成されている。また、前記第１通路４８から分岐して第２オン／オフ弁（図示せず）に連通する図示しない第４通路が形成される。

さらに、圧力流体供給用電磁弁２２と第１オン／オフ弁４２との間には、図２に示されるように、前記圧力流体供給用電磁弁２２を付勢してオン状態とすることにより前記第１オン／オフ弁４２にパイロット圧を供給する第１パイロット通路５８が形成され、真空破壊用電磁弁２４と図示しない第２オン／オフ弁との間には、前記真空破壊用電磁弁２４を付勢してオン状態とすることにより前記第２オン／オフ弁（図示せず）にパイロット圧を供給する第２パイロット通路６０が形成されている。

エゼクタ部３２は、例えば、樹脂一体成形によって形成された第３ブロック体１６に設けられ、図３に示されるように、前記第３ブロック体１６の内部に一体的に形成されたノズル孔２８とディフューザ孔３０とを有する。前記ノズル孔２８とディフューザ孔３０は、同軸状にそれぞれ配置され、該ノズル孔２８は小径なオリフィスからなり、一方、ディフューザ孔３０は、ノズル孔２８よりも直径が大なる孔部によって所定長だけ軸線方向に沿って延在するように形成される。

エゼクタ部３２を構成するノズル孔２８とディフューザ孔３０との間には、真空ポート６２に連通し、略Ｌ字状に屈曲する吸引通路６４が形成され、前記エゼクタ部３２において発生する負圧は、チューブ等を介して管継手６５に接続された図示しない吸着用パッド等の吸着手段に供給される。

ディフューザ孔３０の終端は、第３ブロック体１６に形成された排気ポート（排出ポート）６６に連通し、エゼクタ部３２に供給された圧縮空気はこの排気ポート６６に連通するサイレンサ６８を通じて外部に排気される。

真空破壊用電磁弁２４がオン状態となることにより図示しない第２オン／オフ弁にパイロット圧が供給される。パイロット圧が供給されて図示しない第２オン／オフ弁がオン状態となり、真空ポート６２に連通する吸引通路６４に圧縮空気（正圧）が供給されることにより負圧状態が解除される。

第１オン／オフ弁４２及び図示しない第２オン／オフ弁は、それぞれ同一構成要素からなり、略水平方向に所定距離だけ変位自在に設けられた弁体７２と、前記弁体７２を囲繞するように円筒状に形成され、前記室４０内に固定されたリテーナ７４とを有する（図２参照）。

前記弁体７２の一端側の外周面には、前記リテーナ７４の着座部７６に着座して室４０を閉塞する第１リング体７８が装着され、前記弁体７２の他端側の外周面には、リテーナ７４の内壁面に沿って摺動する第２リング体８０が装着されている。前記第１及び第２リング体７８、８０は、天然ゴムまたは合成ゴム等の弾性材料によって形成されている。

第１オン／オフ弁４２がオフ状態にある場合、エゼクタ部３２に対する圧縮空気の供給が停止され、前記第１オン／オフ弁４２がオン状態となることにより、圧縮空気がエゼクタ部３２に供給される。

検出部３４は、前記吸引通路６４に連通する図示しない連通路を介して吸着用パッドに供給される負圧を導入してその圧力を検出する圧力センサ８２を有する。前記圧力センサ８２は、図４に示されるように、第３ブロック体１６にねじ部を介して連結された管継手８４に対して着脱自在に装着され、該圧力センサ８２から出力される検出信号はリード線８６を介して、例えば、図示しない外部コントローラ等に導出される。

この場合、管継手８４を介して圧力センサ８２が着脱自在に装着されることにより、図示しない真空スイッチを装着したときと比較して装置全体の小型・軽量化を図ることができる。また、作業者は、真空ポート６２から導出される負圧の負圧レンジに対応した圧力センサ８２を任意に選択することができると共に、簡便に他の圧力センサ８２と交換することができる。

なお、図２示されるように、圧力流体供給用電磁弁２２と真空破壊用電磁弁２４との間には、真空破壊用の圧力流体の流量を調整する流量調整ねじ８８が設けられる。前記流量調整ねじ８８の摘み部８８ａを把持して所定方向に回動させることにより、円筒体９０との螺回作用下に通路に臨むテーパ部８８ｂを変位させて通路を流通する圧力流体の流量を調整することができる。

本発明の実施の形態に係る真空発生用ユニット１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、初期状態においては、圧力流体供給用電磁弁２２及び真空破壊用電磁弁２４は、それぞれ、オフ状態にあるものとする。

図示しない圧縮空気供給源から供給された圧縮空気は、圧縮空気供給ポート３６を介して第１通路４８に導入される。第１通路４８に導入された圧縮空気は、前記第１通路４８に連通する第１オン／オフ弁４２の室４０内に供給され、前記圧縮空気の作用下に弁体７２が図２中の左方に変位して、前記第１オン／オフ弁４２がオフ状態となっている。

このような状態において、図示しないコントローラから出力されたオン信号によって圧力流体供給用電磁弁２２をオン状態とする。なお、このとき真空破壊用電磁弁２４は、オフ状態のままである。

前記圧力流体供給用電磁弁２２がオン状態となることにより、第１パイロット通路５８を介して第１オン／オフ弁４２にパイロット圧が供給され、前記パイロット圧の押圧作用下に弁体７２が図２中の右方に変位して第１オン／オフ弁４２がオン状態となる。前記第１オン／オフ弁４２がオン状態となることにより第１通路４８に導入された圧縮空気は第１オン／オフ弁４２を通過してエゼクタ部３２に供給される。

エゼクタ部３２では、ノズル孔２８からディフューザ孔３０に向かって圧縮空気を噴出することにより負圧が発生し、この負圧は、吸引通路６４及び真空ポート６２に接続されたチューブを介して図示しない吸着用パッドに供給される。

従って、図示しないロボットのアームを操作することによって吸着用パッドがワークに接触し、負圧作用下に吸着用パッドがワークを吸着すると負圧がさらに上昇し、この負圧は検出部３４の圧力センサ８２によって検出される。前記圧力センサ８２によって検出された検出信号は、図示しないコントローラに送られ、前記コントローラは、前記圧力センサ８２からの検出信号を受け取ることにより、吸着用パッドによってワークが確実に吸着されたことを確認する。

次に、ワークが所定距離だけ移動した後、前記吸着用パッドの負圧を解除してワークを所定位置に離脱させる場合について説明する。

図示しないコントローラは、圧力流体供給用電磁弁２２にオフ信号を導出する。この結果、圧力流体供給用電磁弁２２がオフ状態となることにより第１オン／オフ弁４２がオフ状態となり、エゼクタ部３２に対する圧縮空気の供給が停止し、真空ポート６２から吸着用パッドに対する負圧の供給が停止する。

一方、図示しないコントローラは、真空破壊用電磁弁２４にオン信号を導出し、前記真空破壊用電磁弁２４をオン状態にする。前記真空破壊用電磁弁２４がオン状態となることにより、第２パイロット通路６０を介して図示しない第２オン／オフ弁にパイロット圧が供給され、前記パイロット圧の押圧作用下に弁体７２が変位して第２オン／オフ弁がオン状態となる。前記第２オン／オフ弁がオン状態となることにより、第１通路４８に導入された圧縮空気は、第２オン／オフ弁を通過して真空ポート６２に供給される。この結果、圧縮空気供給ポート３６から供給された圧縮空気は、真空ポート６２を経由して吸着用パッドに圧縮空気が供給され、該吸着用パッドのワークに対する吸着状態が解除される。

ワークが吸着用パッドから離脱することにより負圧状態から大気圧状態となり、前記大気圧を圧力センサ８２によって検出し、前記圧力センサ８２は、図示しないコントローラにワークが離脱したことを示す検出信号を送る。コントローラは、前記検出信号を受け取ることにより、吸着用パッドからワークが離脱したことを確認する。このようにして吸着用パッドからワークを確実に離脱させることができる。

本実施の形態では、本体部２０を構成する第３ブロック体１６の内部にノズル孔２８とディフューザ孔３０とを一体的に形成することにより、装置全体の小型・軽量化を図ることができる。従って、真空発生用ユニット１０が設置されるスペースの有効利用を図ることができる。

なお、本実施の形態に係る真空発生用ユニット１０を複数個連設してマニホールド化してもよいことは勿論である。

次に、図５に示される変形例に係るエゼクタ１００と、図６に示される比較例に係るエゼクタ２００とを対比して説明する。

前記変形例に係るエゼクタ１００では、樹脂製材料からなる単一のブロック体１０２の内部にノズル孔１０４とディフューザ孔１０６とが同軸状に一体的に形成されている。前記ノズル孔１０４とディフューザ孔１０６との間には、吸引ポート１０８が形成されている。前記ブロック体１０２の一方には、ノズル孔１０４に向かって圧力流体を供給する供給ポート１１０が形成され、反対側のブロック体１０２の他方には、ディフューザ孔１０６から導出される圧力流体を排出する排気ポート１１２が形成される。

前記比較例に係るエゼクタ２００では、内部にディフューザ孔２０２が形成されたブロック体２０３と、前記ブロック体２０３の開口部２０４内にＯリング２０６を介して気密に装着され、ノズル孔２０８が形成されたノズル部２１０とからなる２つの部材によって構成される。前記ノズル部２１０には、供給ポート２１２とノズル孔２０８とが一体的に形成され、ねじ部２１４を介してブロック体２０３の開口部２０４内に連結される。

なお、前記ブロック体２０３には、開口部２０４に連通する吸引ポート２１６と、ディフューザ孔２０２に連通する排気ポート２１８とがそれぞれ形成される。

従って、変形例に係るエゼクタ１００では、比較例に係るエゼクタ２００と比較してノズル部２１０及びＯリング２０６が不要となり、単一のブロック体１０２のみによって構成することができることから部品点数が削減されると共に、ブロック体２０３に対するノズル部２１０の組み付け作業が不要となる。この結果、変形例に係るエゼクタ１００では、部品点数の削減及び組み付け工数の削減によって製造コストを低減することができる。

本発明の実施の形態に係る真空発生用ユニットの斜視図である。図１に示す真空発生用ユニットの軸線方向に沿った一部縦断面図である。図２に示すエゼクタ部の部分拡大縦断面図である。管継手に対して圧力センサが着脱自在に装着される状態を示す一部切り欠き側面図である。変形例に係るエゼクタの縦断面図である。比較例に係るエゼクタの縦断面図である。

符号の説明

１０…真空発生用ユニット１２、１４、１６…ブロック体
２０…本体部２２…圧力流体供給用電磁弁
２４…真空破壊用電磁弁２８…ノズル孔
３０…ディフューザ孔３２…エゼクタ部
３６…圧縮空気供給ポート４０…室
４２…オン／オフ弁５８、６０…パイロット通路
６２…真空ポート６４…吸引通路

Claims

圧力流体供給源に接続される圧力流体供給ポート、吸着手段に接続される真空ポート及び前記圧力流体供給ポートから供給された圧力流体を外部に排出する排出ポートが設けられた本体部と、
前記圧力流体供給ポートから供給された圧力流体の作用下に負圧を発生させるエゼクタ部と、
を備え、
前記エゼクタ部は、本体部の内部に一体的に形成されたノズル孔とディフューザ孔とからなることを特徴とする真空発生用ユニット。
請求項１記載の真空発生用ユニットにおいて、
前記本体部は、樹脂製材料からなる複数のブロック体からなり、前記ブロック体の内部にノズル孔とディフューザ孔とが一体的に形成されることを特徴とする真空発生用ユニット。
請求項１記載の真空発生用ユニットにおいて、
前記真空ポートから導出される負圧を検出する圧力センサが設けられ、前記圧力センサは、管継手を介して本体部に対して着脱且つ交換自在に装着されることを特徴とする真空発生用ユニット。