JP2010005707A - 吸引治具 - Google Patents

Abstract

【課題】部品との間に位置ずれが生じ、吸引力が低下した場合でも部品を確実に保持することが可能な吸引治具を提供する。
【解決手段】吸引治具１は、下端に開口部２ａを有し、上端に開口部２ａに連通する吸気孔３が設けられた厚肉円筒形状の本体２と、図示しない吸引装置に一端が接続され、他端が吸気孔３に接続された吸気管４と、圧縮されて通気性を失う半独立気泡セルを有し、本体２の開口部２ａ側に取り付けられる円板状の多孔質部材５とを備えており、多孔質部材５の開口部５ｂは開口部２ａと連通して吸引孔５ａを形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種製造ラインにおいて部品の搬送時に使用される吸引治具に係り、特に、部品の位置ずれに起因する吸引力の低下を小さく抑えることが可能な吸引治具に関する。

製造現場等において部品を搬送する場合、部品を保持するために吸引治具が用いられることがある。この方法は、部品が小型で軽量である場合には、特に有効である。しかしながら、従来の吸引治具では、吸引孔に対して部品が正確に位置合わせされていないと、吸引力が低下し、部品を吸着できないという課題があった。そこで、このような課題に対処するべく、部品の位置ずれが生じた場合でも吸引力が低下し難い吸引治具について、近年、様々な研究や開発がなされている。そして、それに関して既に幾つかの発明や考案が開示されている。

例えば、特許文献１には、吸気孔の開口端の大きさや形状の影響を受けることなく、微小部品の吸着あるいは保持を容易かつ確実に行うことができる「吸着ノズル」に関する発明が開示されている。
特許文献１に開示された発明は、開口端を部品に当接させた状態で吸気孔内を負圧にして部品を吸着・保持するように構成された吸着ノズルにおいて、吸気孔の一部に多孔質材料を充填したことを特徴とするものである。
このような構造の「吸着ノズル」においては、多孔質材料の先端の全面で部品が吸着されるため、開口端よりも大きい部品だけでなく、開口端よりも小さい部品をも容易かつ確実に保持することができる。

特許文献２には、穴が開いているワークでも吸着できるようにした「ワーク吸着パッド」に関する発明が開示されている。
特許文献２に開示された発明は、空気吸引装置に連通するように本体内に空間部を形成するとともに、その空間部の開口を覆うようにスポンジとネオプレンゴムとからなる多孔性部材を本体の底面全体に設けた構造となっている。
このような構造の「ワーク吸着パッド」においては、ワークの上面のうち、多孔性部材と密着した穴の開いていない部分に対して上向きの吸引力が作用する。これにより、穴が開いたワークであっても吸着することが可能となる。

特許文献３には、部品搬送装置の部品搬送用ヘッドに用いる真空式ピックアップノズルに関する発明が開示されている。
特許文献３に開示された発明は、ピックアップノズルの開口部に、動作時に異なる大きさの部品を吸引し、かつ保持するための通気性を有するカバーを設けたことを特徴とする。
このような構造においては、カバーが吸引可能な部品の表面積を増加させるという作用を有する。この場合、広範囲の部品をピックアップすることができるため、部品の大きさに応じてピックアップノズルを交換するという作業が不要となる。
特開２００７−２８３４４５号公報 特開２００２−１２７０６７号公報 特表２００２−５０５６２４号公報

上述の従来技術である特許文献１に開示された発明では、吸着ノズルに対して部品の位置ずれが生じ、部品の吸着面によって開口端が完全に覆われない場合には、吸引力が低下するため、部品を確実に吸着することができないという課題があった。

また、特許文献２に開示された発明では、本体の底面に比べてワークが小さい場合、多孔性部材と密着した穴の開いていない部分に十分な吸引力が発生せず、ワークを吸着できないおそれがある。

特許文献３に開示された発明においては、ピックアップノズルの開口部をカバーで覆う構造となっているため、吸引力が低下するという課題があった。この場合、小さい部品が吸着できなくなるおそれがある。なお、本発明では、最大の部品が吸着できるレベルにピックアップノズルの吸引力を設定しているが、このような方法は必ずしも経済的とはいえない。

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、部品との間に位置ずれが生じ、吸引力が低下した場合でも部品を確実に保持することが可能な吸引治具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である吸引治具は、下端に形成される開口部と上端に前記開口部に連通して形成され外部に設けられる吸引装置に接続される吸気孔とを備える厚肉筒状の本体と、この本体の下面に圧縮が進むにつれて通気性が低下する半独立気泡セルによって構成された板状の多孔質部材とを備え、この多孔質部材の下面に設けられた開口部から本体の開口部に連通する吸引孔が形成されることを特徴とするものである。
上記構成の吸引治具においては、部品の位置ずれによって多孔質部材の開口部に隙間が生じている場合でも、吸引動作時に多孔質部材の一部が部品側に吸い寄せられて変形し、開口部の隙間を塞ぐという作用を有する。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の吸引治具において、半独立気泡セルは、完全に圧縮されると通気性が全く失われるように構成されることを特徴とするものである。
上記構成の吸引治具においては、多孔質部材が完全に圧縮されると通気性が全く失われ、部品に対する吸引力が回復するという作用を有する。

本発明の請求項１に記載の吸引治具においては、部品の位置ずれに起因して吸引力が一旦低下した場合でも、再び高めることができる。この場合、多孔質部材の圧縮が進み、通気性は低下する。従って、部品に対する吸引力をさらに高めることができる。

本発明の請求項２に記載の吸引治具においては、部品の位置ずれに起因して低下した吸引力を回復させて、部品を確実に吸着することができる。

以下に、本発明の最良の実施の形態に係る吸引治具の実施例について図１乃至図５を用いて説明する。

本実施例の吸引治具の構造について図１及び図２を用いて説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る吸引治具の実施例の外観斜視図及び縦断面図である。また、図２（ａ）及び（ｂ）は本実施例の吸引治具に用いられる多孔質部材の構造を模式的に示した断面図である。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施例の吸引治具１は、下端に開口部２ａが設けられ、上端に開口部２ａに連通する吸気孔３が形成された厚肉円筒形状の本体２と、本体２の下面に取り付けられた円板状の多孔質部材５とを備えるものである。吸気孔３には吸気管４の一端が接続されており、吸気管４の他端には図示しない吸引装置が接続されている。すなわち、本体２の内部の空気は、吸引装置を作動させることにより吸気管４を通って外部に排出可能となっている。
多孔質部材５は固体状のゴム材料に発泡剤を加えて混練した後、凝固剤により加硫成形される、いわゆるスポンジゴムである。一般に、スポンジゴムは、気泡セルが互いに独立した「独立気泡型」と、気泡セルが互いに繋がった「連続気泡型」と、その中間の状態の「半独立型」の３種類に分けられる。本実施例では、特に、半独立型気泡セルによって構成されるエチレンプロピレンジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）を多孔質部材５として用いている。また、多孔質部材５は中央に開口部５ｂが設けられた厚さ約１０ｍｍの円板であって、開口部５ｂは本体２の開口部２ａと連通して吸引孔５ａを形成している。通常、吸引治具１は吸引孔５ａを下側に向けた状態で、例えば、上面に複数の部品６が載置されたテーブル７等の上方などに水平方向及び上下方向に対して移動自在に設置される。そして、テーブル７上に載置された部品６を吸着するため、吸引治具１は図示しない駆動手段によって駆動されて所望の箇所まで移動する。なお、本体２の開口部２ａ及び多孔質部材５の開口部５ｂは、ともに直径６ｍｍの円形状であるが、開口部２ａ，５ｂの大きさや形状は、これに限定されるものではなく適宜変更可能である。ただし、開口部５ｂよりも開口部２ａの方が大きい場合には、吸引治具１を作動させた際に、多孔質部材５の本体２に接する側の吸引孔５ａの端縁付近が開口部２ａ内に吸い込まれてしまい、開口部２ａが狭くなる結果、吸引力が低下するおそれがある。これに対し、開口部５ｂよりも開口部２ａの方が小さい場合には、図４（ｂ）を用いて後述する作用が発揮されない可能性がある。従って、開口部２ａ，５ｂはほぼ等しい大きさにすることが望ましい。また、多孔質部材５の形状や厚さも本実施例に示した場合に限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、多孔質部材５は矩形状あるいはそれ以外の形状であっても良い。

多孔質部材５は、図２（ａ）に示すように連続気泡セル８によって構成されている。連続気泡セル８は、非圧縮時には気泡セルが互いに繋がっているため、通気性を示す。一方、図２（ｂ）に示すように、下面を固定した状態で上面に力Ｆを加えて多孔質部材５を圧縮すると、連続気泡セル８は徐々に押し潰され、それに伴って通気性が次第に低下する。そして、多孔質部材５を完全に圧縮すると、連続気泡セル８が全て押し潰されるため、多孔質部材５は通気性を失う。このように、本実施例の吸引治具１に用いる多孔質部材５は非圧縮時には通気性を示し、圧縮されるにつれて徐々に通気性が低下し、完全に圧縮された状態では通気性を失う構造となっている。

吸引治具１と部品６の間に位置ずれが生じていない場合に本体２の開口部２ａ付近に発生する空気の流れについて図３を用いて説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）は本実施例の吸引治具の縦断面図である。なお、矢印Ｂ〜Ｄは部品６を吸引する際に開口部２ａ付近に発生する空気の流れを示しており、矢印Ａは吸気管４の内部における空気の流れを示している。また、図１に示した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
図３（ａ）に示すように、吸引孔５ａが部品６に密着してない状態で、吸引装置（図示せず）を作動させると、本体２の内部の空気は矢印Ａで示すように吸気管４を通って外部に排出され、矢印Ｂで示すように吸引孔５ａを通った空気は開口部２ａへと流れ込む。また、この場合、多孔質部材５は圧縮されておらず、通気性を示すため、矢印Ｃで示すように多孔質部材５の内部を通って開口部２ａに向かう空気の流れも生じる。
一方、図３（ｂ）に示すように、多孔質部材５が完全に圧縮されるように吸引治具１を部品６に押し付けた状態で、吸引装置（図示せず）を作動させると、本体２の内部の空気は矢印Ａで示すように吸気管４を通って外部に排出される。このとき、多孔質部材５は圧縮されて通気性を失っているため、矢印Ｄで示すような多孔質部材５の内部を通って開口部２ａに向かう空気の流れは発生せず、また、吸引孔５ａが部品６によって完全に塞がれていることから、本体２の内部は外部に対して負圧となる。これにより、吸引力が発生し、部品６は吸引孔５ａに吸着される。

次に、吸引治具１と部品６との間に位置ずれが生じている場合に本体２の開口部２ａ付近に発生する空気の流れについて図４を用いて説明する。
図４（ａ）及び（ｂ）は本実施例の吸引治具の縦断面図である。なお、図３に示した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
吸引治具１と部品６との間に位置ずれが生じている状態で吸引孔５ａを部品６に押し付けるとともに、吸引装置（図示せず）を作動させると、本体２の内部の空気は矢印Ａで示すように吸気管４を通って外部に排出され、矢印Ｂで示すように部品６の脇を通った空気は吸引孔５ａから直接、開口部２ａに流れ込む。また、部品６と接触していない部分の多孔質部材５は圧縮が不十分となるため、通気性を示す。従って、矢印Ｃで示すように多孔質部材５の内部を通って開口部２ａへと向かう空気の流れも発生する。そして、これらの空気の流れによって部品６に対する吸引力は低下する。
さらに、これらの空気の流れにより、吸引孔５ａの内壁面は図４（ｂ）に示すように部品６の方に吸い寄せられるように変形し、吸引孔５ａの隙間が多孔質部材５によって塞がれる。すなわち、図４（ａ）に示した矢印Ｂで示す空気の流れが遮断されるため、部品６に対する吸引力は高まる。これにより、多孔質部材５の圧縮が進行し、それに伴って、通気性が低下する。そして、最終的に多孔質部材５が完全に圧縮された状態では、矢印Ｄで示すような多孔質部材５の内部を通って開口部２ａに向かう空気の流れは発生せず、また、吸引孔５ａが部品６によって完全に塞がれていることから、本体２の内部は外部に対して負圧となる。これにより、一時的に低下した前述の吸引力は回復する。従って、部品６を確実に吸着することが可能となる。

さらに、従来技術に係る吸引治具において部品６との間に位置ずれが生じている場合に本体２の開口部２ａ付近に発生する空気の流れについて図５を用いて説明する。
図５（ａ）及び（ｂ）は従来技術の吸引治具の縦断面図である。なお、図３に示した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
図５（ａ）に示すように、従来技術に係る吸引治具５０は押し潰されても通気性を失わない連続気泡セルによって構成される多孔質部材５２を備えている。すなわち、吸引治具５０は多孔質部材５２が完全に圧縮された場合でも通気性を示すことを特徴とする。
このような構造の吸引治具５０において、部品６との間に位置ずれが生じている状態で部品６に吸引孔５２ａを押し付けるとともに、吸引装置（図示せず）を作動させると、本体２の内部の空気は矢印Ａで示すように吸気管４を通って外部に排出され、矢印Ｂで示すように吸引孔５２ａの隙間から開口部２ａに向かう空気の流れが発生する。一方、多孔質部材５２は圧縮されているか否かに関わらず、通気性を示すため、多孔質部材５２の内部を通って開口部２ａへと向かう空気の流れが発生する。従って、部品６に対する吸引力が低下する。
さらに、これらの空気の流れにより、吸引孔５２ａの内壁面は図５（ａ）に示すように部品６の方に吸い寄せられるように変形し、吸引孔５２ａの隙間は多孔質部材５２によって塞がれる。しかしながら、矢印Ｄで示すように多孔質部材５２の内部を通って開口部２ａへと向かう空気の流れは依然として存在するため、低下した前述の吸着力が回復することはない。

図５（ｂ）に示すように、従来技術に係る吸引治具５１は独立気泡セルによって構成される多孔質部材５３を備えている。すなわち、吸引治具５１は非圧縮時においても多孔質部材５３が通気性を有しないことを特徴とする。
図５（ｂ）に示すように、吸引治具５１において、部品６との間に位置ずれが生じている状態で吸引孔５３ａを押し付けるとともに、吸引装置（図示せず）を作動させると、本体２の内部の空気は矢印Ａで示すように吸気管４を通って外部に排出され、矢印Ｂで示すように吸引孔５３ａの隙間から開口部２ａに向かう空気の流れが発生する。これにより、部品６に対する吸引力が低下する。なお、上述のとおり、多孔質部材５３は通気性を有しないため、多孔質部材５３の内部を通って開口部２ａへと向かう空気の流れは発生しない。この場合、吸引孔５３ａの内壁面が部品６との隙間を塞ぐように変形するという現象は起こり得ない。従って、低下した前述の吸着力が回復されることはない。

以上説明したように、本実施例の吸引治具１においては、部品６の位置ずれによって吸引孔５ａに隙間が生じている場合でも、吸引動作時に多孔質部材５の一部が部品６の方に吸い寄せられるように変形し、吸引孔５ａの隙間を塞ぐという作用を有する。これにより、部品６に対する吸引力が高まる。また、多孔質部材５の圧縮が進むと通気性が低下するため、上記吸引力はさらに高まる。そして、多孔質部材５が完全に圧縮されると通気性が全く失われるため、部品６に対する吸引力はほぼ低下する前の状態に戻る。
このように、本実施例の吸引治具１においては、部品６の位置ずれに起因して吸引力が低下した場合でも、元の状態にほぼ回復させて、部品６を確実に吸着することが可能である。

なお、本発明の吸引治具は、上記実施例に示す場合に限定されるものではない。例えば、吸引治具は角筒状であっても良い。また、多孔質部材としては、ＥＰＤＭ以外に限らず、クロロプレンゴムやスチレンブタジエン共重合体ゴムを用いることができる。なお、吸引孔と部品との隙間が小さい場合や吸引力が実際よりも強めに設定されている場合には、最終的に多孔質部材が多少通気性を有していても部品を十分に吸着できる可能性がある。従って、このような場合には、多孔質部材が完全に圧縮された状態で通気性を全く失うような構造とする必要はない。

本発明の請求項１及び請求項２に記載された発明は、各種の加工ラインや搬送ラインにおいてワークの固定や保持に用いられる吸着装置に対して適用可能である。

（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る吸引治具の実施例の外観斜視図及び縦断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本実施例の吸引治具に用いられる多孔質部材の構造を模式的に示した断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本実施例の吸引治具の縦断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本実施例の吸引治具の縦断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は従来技術の吸引治具の縦断面図である。

符号の説明

１…吸引治具 ２…本体 ２ａ…開口部 ３…吸気孔 ４…吸気管 ５…多孔質部材 ５ａ…吸引孔 ５ｂ…開口部 ６…部品 ７…テーブル ８…連続気泡セル ５０，５１…吸引治具 ５２，５３…多孔質部材 ５２ａ，５３ａ…吸引孔 Ａ〜Ｄ…矢印 Ｆ…力

Claims (2)

1. 下端に形成される開口部と上端に前記開口部に連通して形成され外部に設けられる吸引装置に接続される吸気孔とを備える厚肉筒状の本体と、この本体の下面に圧縮が進むにつれて通気性が低下する半独立気泡セルによって構成された板状の多孔質部材とを備え、この多孔質部材の下面に設けられた開口部から前記本体の開口部に連通する吸引孔が形成されることを特徴とする吸引治具。
2. 前記半独立気泡セルは、完全に圧縮されると通気性が全く失われるように構成されることを特徴とする請求項１記載の吸引治具。