JP2006142441A - 真空吸着具 - Google Patents

Abstract

【課題】 被搬送物を確実に吸着保持し得る真空吸着具を提供する。
【解決手段】 この真空吸着具は、貫通孔１３が設けられた中空の取付部材１２と、これに装着される弾性筒体１４とを有している。弾性筒体１４は取付部材１２に固定される基端部１５とこれに一体となった蛇腹部１６とを有し、真空供給源に貫通孔１３を介して連通する連通室１７が設けられている。弾性筒体１４に装着される吸着パッド２４は多孔質構造となっており、連通室１７に連通し被搬送物Ｗに開口する開口孔２８が設けられるとともに被搬送物Ｗに接触する吸着面２７が設けられている。吸着面２７に被搬送物Ｗを接触させた状態で開口孔２８を真空状態にすると、開口孔２８の真空と開口孔２８から気孔を介して真空状態となる吸着面２７の真空とにより吸着力が得られる。
【選択図】 図２

Description

本発明は被搬送物を吸着して搬送するための真空吸着具に関する。

例えば、セラミック基板、ガラス基板および液晶ディスプレイ等を有する電子機器を製造するラインには、これらを被搬送物としてある位置から他の位置まで搬送する工程がある。このような工程には搬送ロボット等の搬送装置が使用されており、搬送装置には被搬送物を吸着保持しながら搬送するための真空吸着具が装着されたタイプがあり、このタイプの吸着具はガラス基板などの板状の部材のみならず、小型の電子部品の吸着搬送にも使用されている。

従来の真空吸着具は合成ゴムなどの弾性材料からなる筒体を有しており、その筒体を被搬送物に接触させて真空吸着するようにしているが、合成ゴムはブルーム現象やブリード現象により、合成ゴム素材に含まれているプロセス油および可塑剤などの液状配合剤や、加硫促進剤、劣化防止剤および硫黄などの充填物が吸着時に被搬送物の表面に析出して付着することがある。

特許文献１には、高温雰囲気中で吸着具が使用される場合に、ゴムの劣化を防止するとともに被搬送物に帯電された静電気を真空吸着具によって吸着搬送時に放電するようにした真空吸着具が記載されている。
特開平１０−１５６７７８号公報

従来の真空吸着具はその先端に被搬送物を接触させ先端の開口孔を真空つまり負圧状態とすることにより被搬送物を吸着搬送するようにしているので、吸着力は開口孔の面積と真空圧力とにより依存することになる。比較的小型の電子部品を吸着搬送する場合には真空度を上げることなく被搬送物を保持することができるが、被搬送物がガラス基板などのように大型になると、開口面積を大きくし真空度を高めたり、１つの被搬送物を複数の真空吸着具により吸着保持するようにする必要がある。

一方、高い真空度で吸着保持する場合には、真空吸着具の先端が被搬送物の表面に強く押し付けられるので、真空吸着具の先端にその接触面積を大きくするためフランジ部を設けると、被搬送物の表面に加わる応力を低減することができるが、開口孔の部分のみで吸着力を発生させるために真空度を高めなければ、被搬送物を確実に吸着保持することができないという問題点がある。

本発明の目的は、被搬送物を確実に吸着保持し得る真空吸着具を提供することにある。

本発明の真空吸着具は、真空供給源に連通する貫通孔が設けられた中空の取付部材と、前記取付部材に固定される基端部、および前記貫通孔に連通する連通室が形成され前記基端部に一体の蛇腹部を有し、ゴムにより形成される弾性筒体と、前記弾性筒体の先端部に装着され、前記連通室に連通し被搬送物に開口する開口孔が設けられるとともに前記被搬送物に接触する吸着面が設けられ、多孔質構造の吸着パッドとを有することを特徴とする。

本発明の真空吸着具は、前記吸着パッドは筒部と当該筒部と一体になり前記吸着面が設けられたフランジ部とを有し、前記弾性筒体が収縮したときに前記基端部に当接して前記蛇腹部の密着を回避するストッパ面を前記筒部に設けることを特徴とする。

本発明の真空吸着具は、前記吸着パッドの外周面に封孔処理層を形成することを特徴とする。

本発明の真空吸着具は、前記ストッパ面に封孔処理層を形成することを特徴とする。

本発明によれば、被搬送物に開口する開口孔が設けられるとともに被搬送物に接触する吸着面が設けられた吸着パッドは、多孔質構造となっているので、被搬送物は開口孔における真空と開口孔に気孔を介して連通する吸着面における真空によって吸着パッドに吸着されることになる。これにより、吸着面を含めた広い面積により被搬送物が吸着されることになるので、真空度を過度に高めることなく、確実に被搬送物を吸着保持して搬送することができる。

本発明によれば、被搬送物を吸着保持する際には、連通室内の真空により弾性筒体の蛇腹部は収縮することになるが、収縮量はストッパ面により規制されるので、蛇腹部は過度に折り曲げられることなく、蛇腹部の密着が防止される。しかも、蛇腹部が過度に折り曲げられることがないので、蛇腹部は繰り返して弾性変形してもスプリング効果を失うことなく、蛇腹部が変形したままになることが防止され、長期間に渡って被搬送物の離脱を容易に行うことができる。さらに、ストッパ面が弾性筒体の基端部に当接するので、吸着パッドの軸心と取付部材の軸心とがずれることなく、被搬送物を吸着する過程や搬送中に吸着パッドがずれて被搬送物の表面に傷をつけることがないという効果が得られる。

本発明によれば、多孔質構造の吸着パッドの外周面は封孔処理されて封孔処理層が形成されているので、吸着面に確実に真空が案内されて被搬送物を確実に吸着保持することができる。

本発明によれば、ストッパ面に封孔処理層を施すことにより、ストッパ面と弾性筒体の基端部との接触に起因して接触部からの発塵を防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である真空吸着具の外観を示す斜視図であり、図２は図１の断面図である。

この真空吸着具は、一端部に大径の頭部１１が設けられた金属製の取付部材１２を有し、この取付部材１２には一端から他端に連なって貫通孔１３が形成されており、貫通孔１３は真空ポンプ等を備えた図示しない真空供給源に連通される。取付部材１２は二点鎖線で示す被搬送物Ｗを移動するための搬送ロボット等の搬送装置に取り付けられることになる。

取付部材１２には導電性のゴムからなる弾性筒体１４が装着されるようになっており、この弾性筒体１４は取付部材１２の外側に嵌合して固定される円筒形状の基端部１５と、これに一体なった蛇腹部１６とを有し、蛇腹部１６内は貫通孔１３に連通する連通室１７となっている。蛇腹部１６は基端部側から先端に向けて徐々に外径が大きくなったテーパ部１６ａとこのテーパ部１６ａから先端に向けて徐々に外径が小さくなったテーパ部１６ｂとを有し、蛇腹部１６は両方のテーパ部１６ａ，１６ｂがこれらの境界を中心として弾性変形することによって軸方向に伸縮自在となっている。

基端部１５には取付部材１２の頭部１１が入り込む凹部１８が形成され、凹部１８の深さは頭部１１の厚みよりも大きい値に設定されており、取付部材１２の外周には雄ねじ１９が形成されている。弾性筒体１４は、凹部１８内に頭部１１を入り込ませた状態のもとでワッシャ２１を取付部材１２の外側に組み付け、ナット２２を雄ねじ１９にねじ結合することにより取付部材１２に装着される。

蛇腹部１６の先端には径方向外方に突出するフランジ部２３が蛇腹部１６に一体となって設けられており、弾性筒体１４の先端部には吸着パッド２４が装着されている。この吸着パッド２４は弾性筒体１４の先端部内に嵌合される筒部２５と、この筒部２５から径方向外方に突出するフランジ部２６とを有し、フランジ部２６の先端面が被搬送物Ｗの表面に接触する吸着面２７となっており、連通室１７を介して貫通孔１３に連通し被搬送物Ｗに開口する開口孔２８が設けられている。筒部２５の後端面はストッパ面２９となっており、吸着面２７に被搬送物Ｗを密着させた状態のもとで、真空供給源から貫通孔１３，連通室１７を介して開口孔２８を真空にして弾性筒体１４が収縮したときに、蛇腹部１６のテーパ部１６ａ，１６ｂが密着する前にストッパ面２９が基端部１５の当接面１５ａに接触して蛇腹部１６の密着が回避される。これにより、過度に蛇腹部１６が収縮することを防止できる。取付部材１２の頭部１１は凹部１８内に入り込んでおり、当接面１５ａよりは吸着パッド２４に向けて突出しておらず、ストッパ面２９が当接面１５ａに接触するときにはストッパ面２９は頭部１１には接触することはない。ストッパ面２９の外径をｄ2とし、当接面１５ａの内径をｄ1とすると、外径ｄ2は内径ｄ1よりも大きく設定されており、これらの径の差の部分のストッパ面２９が基端部１５の当接面１５ａに接触するようになっている。

吸着パッド２４は、金属粉末、樹脂粉末、あるいはセラミックス粉末のいずれか又はこれらの混合粉末を焼結して形成されており多孔質構造となっている。吸着パッド２４を多孔質構造として所定の気孔率に設定することにより吸着パッド２４には通気性を持たせることができる。吸着パッド２４は焼結材料により形成することなく、発泡樹脂を用いても同様に通気性を有する多孔質構造とすることができる。吸着パッド２４を焼結金属により形成すると、導電性を持たせることができ、樹脂やセラミックスの粉末を用いて焼結する場合でも金属粉末を含有させることにより導電性を持たせることができる。発泡樹脂や樹脂粉末を用いて吸着パッド２４を形成する場合にも導電性樹脂を用いることにより吸着パッド２４に導電性を持たせることができる。

吸着パッド２４の後端部には、弾性筒体１４のテーパ部１６ｂ内周面に係合する大径の係合部３０が設けられており、弾性筒体１４の先端部の内径を広げるようにして吸着パッド２４の筒部２５を弾性筒体１４の先端部に挿入することにより吸着パッド２４は弾性筒体１４に装着される。吸着パッド２４のフランジ部２６の外周面と、フランジ部２６の背面と、筒部２５の外周面とには封孔処理が施されており、それぞれの面の気孔は封孔処理層３１により封止されている。さらに、ストッパ面２９にも封孔処理層３１が施されている。

このように、多孔質構造の吸着パッド２４のフランジ部２６と筒部２５の外周面には封孔処理が施されて封孔処理層３１が形成されているので、吸着面２７に確実に真空が案内されて被搬送物Ｗを確実に吸着保持することができる。また、ストッパ面２９に封孔処理層３１を形成することにより、ストッパ面２９と弾性筒体１４の基端部１５との接触に起因して接触部からの発塵を防止できる。

上述した真空吸着具は、支持台などの第１の位置から加工ステージなどの第２の位置との間を移動する搬送装置に取り付けられて被搬送物Ｗを吸着して第１の位置から第２の位置までの間を吸着保持する。吸着する際には真空供給源からの真空を開口孔２８に供給した状態のもとで、吸着パッド２４を被搬送物Ｗに押し付けると吸着面２７が被搬送物Ｗの表面に接触し、開口孔２８内の真空によって被搬送物Ｗの表面が吸着面２７に押し付けられるとともに、多孔質の吸着面２７は気孔を介して開口孔２８内に連通しているので、吸着面２７全体が吸着力を発揮して被搬送物Ｗの表面に密着する。このように、被搬送物Ｗに対しては開口孔２８の部分と吸着面２７全体が吸着力を発揮して真空吸着具が被搬送物Ｗに密着するので、真空度を高めなくとも、搬送過程において被搬送物Ｗが真空吸着具から落下するおそれがなく、確実に被搬送物Ｗを所定の位置まで搬送することができる。吸着搬送時には連通室１７内の真空によって蛇腹部１６は収縮するが、最大収縮量はストッパ面２９が基端部１５に当接することにより規制されて蛇腹部１６の密着が防止される。

このように、蛇腹部１６の弾性変形による収縮量はストッパ面２９と基端部１５の当接面１５ａとの接触により規制されるので、蛇腹部１６は過度に折り曲げられることがなくなり、蛇腹部１６は繰り返して弾性変形してもスプリング効果が失われることなく、蛇腹部１６が変形したままになることを防止でき、長期間に渡って被搬送物Ｗの離脱を容易に行うことができる。さらに、ストッパ面２９が弾性筒体１４の当接面１５ａに当接して蛇腹部１６は過度に折り曲げられることがないので、吸着パッド２４の軸心と取付部材１２の軸心とがずれることなく、しかも、被搬送物Ｗを吸着する過程や搬送中に吸着パッドがずれて被搬送物Ｗの表面に傷をつけることがないという効果が得られる。

搬送終了後の被搬送物Ｗは、真空供給源から開口孔２８に対する真空供給を停止して開口孔２８内に外気を導入すると、自重で所定の位置に落下する。このときに、開口孔２８内に圧縮空気を供給して積極的に真空状態を解除し、被搬送物Ｗを迅速に落下させるようにしても良い。

弾性筒体１４および吸着パッド２４を導電性とすることにより、被搬送物Ｗには搬送過程で静電気が発生することなく、搬送前に静電気が帯電していた場合には真空吸着具を介して静電気は放電される。吸着パッド２４はゴム製ではなく、金属粉末などから形成されており、その材料にはプロセス油、加硫促進剤および劣化防止剤などが含有されていないので、吸着面２７が被搬送物Ｗの表面に密着してもこれらの析出物が被搬送物Ｗの表面に付着することがなく、吸着面２７の吸着跡が被搬送物Ｗの表面に付着することを防止できる。

吸着パッド２４の気孔が目詰まりしたときには、吸着パッド２４を弾性筒体１４から取り外して洗浄したり、新品の吸着パッド２４に交換することにより、吸着パッド２４の通気性を維持することができる。なお、被搬送物Ｗの吸着搬送は１つの真空吸着具によって行うようにしても良く、被搬送物Ｗのサイズによっては複数の真空吸着具を用いるようにしても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、被搬送物Ｗのサイズによってはフランジ部２３を有することなく、筒部２５のみの吸着パッド２４を用いることも可能であり、その場合には筒部２５の外周面とストッパ面には封孔処理層３１が形成されることになる。

本発明の一実施の形態である真空吸着具の外観を示す斜視図である。 図１の断面図である。

符号の説明

１１ 頭部
１２ 取付部材
１３ 貫通孔
１４ 弾性筒体
１５ 基端部
１６ 蛇腹部
１７ 連通室
１８ 凹部
１９ 雄ねじ
２３ フランジ部
２４ 吸着パッド
２５ 筒部
２６ フランジ部
２７ 吸着面
２８ 開口孔
２９ ストッパ面
３０ 係合部
３１ 封孔処理層

Claims (4)

1. 真空供給源に連通する貫通孔が設けられた中空の取付部材と、
   前記取付部材に固定される基端部、および前記貫通孔に連通する連通室が形成され前記基端部に一体の蛇腹部を有し、ゴムにより形成される弾性筒体と、
   前記弾性筒体の先端部に装着され、前記連通室に連通し被搬送物に開口する開口孔が設けられるとともに前記被搬送物に接触する吸着面が設けられ、多孔質構造の吸着パッドとを有することを特徴とする真空吸着具。
2. 請求項１記載の真空吸着具において、前記吸着パッドは筒部と当該筒部と一体になり前記吸着面が設けられたフランジ部とを有し、前記弾性筒体の蛇腹部が収縮したときに前記基端部に当接して前記蛇腹部の密着を回避するストッパ面を前記筒部に設けることを特徴とする真空吸着具。
3. 請求項１または２記載の真空吸着具において、前記吸着パッドの外周面に封孔処理層を形成することを特徴とする真空吸着具。
4. 請求項２または３記載の真空吸着具において、前記ストッパ面に封孔処理層を形成することを特徴とする真空吸着具。

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