JP2010023214A - 真空ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタを交換する際の作業効率を向上させることができる真空ユニットを提供すること。
【解決手段】ユニット本体を複数連結させる。そして、ユニット本体毎に設けられ、フィルタ１４が収容されているフィルタ室の開口部２０ｃが設けられているフィルタケース１５の側面全体を覆うフィルタカバー２７を備える。そして、フィルタカバー２７は、フィルタ室の開口部２０ｃを閉塞する全ての配管ポート部材２６と係合するように構成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ワークを吸着して搬送する真空ユニットに関するものである。

従来、ワークを搬送する手段、ワークを位置決めする手段として、真空ユニットが用いられている。真空ユニットは、ワークを吸着するパットなどの吸着手段を備え、当該吸着手段は、真空ユニット本体から供給される負圧流体によりワークを吸着するようになっている。そして、ワークを吸着した状態の吸着手段を移動させ、移動後に吸着状態を解除することにより、ワークを所定位置に搬送又は位置決めする。

そして、真空ユニットは、吸着する際、ワークごと周りの空気を吸い込むため、埃や塵なども吸い込んでしまう。このような埃や塵は、負圧を発生させるエアを切り替える電磁弁に悪影響を与える虞がある。また、ワークの吸着状態を解除する際には、真空ユニットからエアを送り出しているため、真空ユニット内の埃などが排出される虞もある。そこで、従来の真空ユニットには、埃や塵を取り除くフィルタが備えられている（例えば、特許文献１）。
特開２００６−３４２７６５号公報

フィルタに塵や埃などが溜まると、目詰まりして空気の流れが阻害される。このため、フィルタは、定期的に交換されるようになっている。そこで、特許文献１に記載されているように交換可能に構成されている。

ところで、ワークは複数同時に搬送されることが多いため、真空ユニットは、通常、ユニット本体が複数連結されて利用されている。複数連結されるため、各ユニット本体のピッチ寸法が短くなっており、例えば、１０ｍｍ程度の間隔で連結されていた（すなわち、ユニット本体が薄型化していた）。このようにピッチ寸法が短くなった場合、フィルタやフィルタを押さえる蓋部材の大きさなども小さくなっていた。従って、フィルタを交換する際、ユニット本体から取り外した蓋部材を落としてしまう、蓋部材が小さくて着脱しにくい等、手間がかかるという問題があった。また、複数のフィルタを同時に交換するため、小さい蓋部材をいくつも着脱させることに手間がかかっていた。

この発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、フィルタを交換する際の作業効率を向上させることができる真空ユニットを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、吸着手段に連結され、当該吸着手段から流体を吸入し、真空状態にすることによりワークを吸着させると共に、前記吸着手段に吸着されたワークが搬送された後、流体を前記吸着手段に対して排出することにより前記吸着手段からワークを離脱させるユニット本体が複数連結される真空ユニットにおいて、前記ユニット本体には、真空状態を作り出す負圧流体を供給する真空ポートと、真空状態を破壊する圧力流体を供給する供給ポートと、流体に含まれる塵埃を除去するフィルタを収容するフィルタケースと、真空ポートからの負圧流体の供給及び遮断を切り替えると共に、供給ポートからの圧力流体の供給及び遮断を切り替える切替手段と、を備え、前記各フィルタケースには、フィルタを交換するための開口部が形成されているとともに、当該開口部は、閉塞手段により閉塞されるように構成されており、前記フィルタケースの各開口部は、同方向に開口するように構成されており、複数の前記閉塞手段は、一体化されていることを要旨とする。

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、前記フィルタケースの底部には、前記フィルタを開口部方向へ押し出す弾性力を加える弾性部材が設けられていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記閉塞手段は、前記フィルタケースの各開口部に取り付けられ、前記吸着手段と連結するための配管ポート部材と、前記フィルタケースの開口部が設けられた面全体を覆うフィルタカバーを備えており、前記フィルタカバーには、開口部に応じて切り欠き部が形成されている一方、前記配管ポート部材には、前記フィルタカバーの各切り欠き部と係合する係合部が形成されており、前記配管ポート部材は、当該切り欠き部と係合部を係合させることにより、前記フィルタカバーと共に前記フィルタケースに対して着脱可能に構成されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記フィルタケースは、収容しているフィルタの様子を目視できるように透明素材により形成されていることを要旨とする。

本発明によれば、フィルタを交換する際の作業効率を向上させることができる。

以下、本発明にかかわる真空ユニット１０を具体化した一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように真空ユニット１０は、複数（本実施形態では８つ）のユニット本体１１が連結されて構成されている。各ユニット本体１１は、切替手段としての電磁弁１２と、通過する流体の流量を検出する流量センサ１３と、フィルタ１４が収容されるフィルタケース１５を備え、板状のベース部材１６に固定されている。

本実施形態において、ベース部材１６は、複数のユニット本体１１に亘って一体化されている。すなわち、長方形の板状のベース部材１６に、各ユニット本体１１の電磁弁１２、各ユニット本体１１の流量センサ１３、フィルタケース１５がそれぞれネジにより取り付けられるようになっている。このベース部材１６には、図示しない真空ポンプがチューブを介して接続された真空ポート１７が接続されている。そして、真空ポート１７は、図３に示すように、ベース部材１６内部に形成された流体通路１６ａを介して各電磁弁１２に連結されている。この真空ポート１７は、所定圧の負圧流体を各電磁弁１２へ供給するようになっている。

また、ベース部材１６には、図示しない圧力流体を供給する供給ポート１８が接続されている。そして、供給ポート１８は、図３に示すように、ベース部材１６内部に形成され、前記真空ポート１７が接続されている流体通路１６ａとは別の流体通路１６ｂを介して各電磁弁１２に連結されている。そして、供給ポート１８は、流体通路１６ｂを介して各電磁弁１２に対して真空状態破壊用の圧力流体（圧縮エア）を供給するようになっている。

電磁弁１２は、真空ポート１７からの負圧流体の供給及び遮断を切り替えることができるように構成されている。また、同様に、電磁弁１２は、供給ポート１８からの圧力流体の供給及び遮断を切り替えることができるように構成されている。電磁弁１２から供給される流体は、ベース部材１６に形成された流体通路１６ｃ（前記真空ポート１７及び供給ポート１８に接続される流体通路１６ａ，１６ｂとは別の流体通路）を通過して、流量センサ１３に供給されるようになっている。

前記流量センサ１３は、電磁弁１２から供給される流体（負圧流体及び圧力流体）の流量を計測することができるように構成されている。流体の流量を計測することにより、真空状態であるか、負圧流体が供給されているか、及び圧力流体が供給されているかを判断することができる。電磁弁１２から供給され、計測された流体は、ベース部材１６に形成された流体通路１６ｄを介して、フィルタケース１５に供給される。

フィルタケース１５は、図１に示すように、ベース部材１６の短手方向端部に固定されている。フィルタケース１５は、複数のユニット本体１１に亘って一体化されている。その一方で、供給される流体は、ユニット本体１１個別のフィルタ室２０にそれぞれ供給されるようになっている。なお、前記フィルタ室２０は、その横断面が円形に形成されている。また、フィルタケース１５は、透明素材（透明樹脂材料）により形成されており、フィルタ室２０の中身が目視できるように構成されている。

各フィルタ室２０の底部２０ａには、図４に示すように、流量センサ１３から供給される流体が流体通路１６ｄを介して供給される通過孔２０ｂが形成されている。この通過孔２０ｂを介してフィルタ室２０内に流体が供給されるようになっている。

また、前記フィルタ室２０の底部２０ａには、図４及び図５に示すように、抜け止めピン２１によりフィルタ室２０の上下方向（図４の上下方向）に沿って移動可能に固定されている円盤状の支持部２２が取り付けられている。詳しくは、支持部２２の中心には貫通孔２２ａが形成されており、抜け止めピン２１は、この貫通孔２２ａを貫通してフィルタ室２０の底部２０ａに固定されている。そして、抜け止めピン２１の頭部には、貫通孔２２ａの径よりも大きい径を有する円盤状の抜け止め部２１ａが形成されており、前記支持部２２は、当該抜け止め部２１ａと係合することにより、フィルタ室２０の底部２０ａからはずれることが防止される。

また、支持部２２の外径は、フィルタ室２０の内径とほぼ一致している。これにより、支持部２２とフィルタ室２０の間から流体が通過することを防止している。その一方で、貫通孔２２ａの径は、抜け止めピン２１の径（抜け止め部２１ａ以外の部分の径）と比較して大きく形成されている。このため、フィルタ室２０の底部２０ａに供給された流体は、貫通孔２２ａと抜け止めピン２１の間を通過することができるようになっている。また、支持部２２は、弾性部材としてのバネ２５を介してフィルタ室２０の底部２０ａに設置されている。そして、支持部２２は、このバネ２５により上方向に弾性力を受けている。

そして、各フィルタ室２０は、上下端部が開口している円筒形状のフィルタ１４（フィルタエレメント）をそれぞれ収容している。各フィルタ室２０に設置された支持部２２は、当該フィルタ１４を支持するようになっている。前記フィルタ１４は、繊維によって編み目状に形成されており、内部から外部へ、又は外部から内部へ流体を濾過しつつ、通過させるように構成されている。すなわち、フィルタ１４を流体が通過することにより、流体に含まれる塵埃などの汚れが取り除かれるようになっている。なお、前記支持部２２には、径がフィルタ１４の内径とほぼ一致する突出部２２ｂが形成されており、前記フィルタ１４は、支持部２２の突出部２２ｂに嵌め込まれるようになっている。これにより、フィルタ１４は、支持部２２の突出部２２ｂと係合して、支持部２２に対して径方向にずれることがないようになっている。

また、フィルタ室２０の上部（底部２０ａの反対側）には、開口部２０ｃが設けられており、当該開口部２０ｃを介してフィルタ１４が交換可能に構成されている。なお、真空ユニット１０に設けられたフィルタ室２０の開口部２０ｃは、全て同方向を向くように形成されている。

このフィルタ室２０の開口部２０ｃは、配管ポート部材２６が取り付けられるようになっている。前記配管ポート部材２６は、図４及び図５に示すように、有底円筒形状に形成されており、配管ポート部材２６の底部は、フィルタ１４の上側端部（支持部２２により支持される側とは反対側端部）により閉塞されている。この配管ポート部材２６の底部には、支持部２２と同様に、突出部２６ｂが形成されている。この突出部２６ｂは、フィルタ１４の端部を閉塞したときに、フィルタ１４の内部に突出して、フィルタ１４の内周と係合している。これにより、フィルタ１４が、配管ポート部材２６に対して径方向にずれないようになっている。

また、配管ポート部材２６は、フィルタ室２０の開口部２０ｃを閉塞するように構成されている。なお、フィルタ室２０と、配管ポート部材２６の間にＯリング２４を介在させてより完全に閉塞するように構成されている。そして、Ｏリング２４の位置よりも下方（フィルタ側）であって、配管ポート部材２６の側面には、配管ポート部材２６の内部と連通する連通口２６ｃが形成されている。この連通口２６ｃを介して、フィルタ室２０に供給される流体が配管ポート部材２６の内部に通過するようになっている。

そして、フィルタケース１５には、フィルタ室２０の開口部２０ｃが形成されている平面全体を覆うフィルタカバー２７が備えられている。前記フィルタカバー２７は、フィルタケース１５の開口部が形成されている面全体をカバーするように長板状に形成されている。このフィルタカバー２７には、各開口部２０ｃに対応するように切り欠き部２７ａが形成されている。この切り欠き部２７ａから、各開口部２０ｃに取り付けられた配管ポート部材２６が突出するようになっている。

また、配管ポート部材２６は、図４に示すように、フィルタ室２０から突出した部分において周方向全体に係合部２８（くびれ）が形成されている。配管ポート部材２６は、当該係合部２８に沿って、フィルタカバー２７の切り欠き部２７ａに嵌め込まれるように構成されている。このように嵌め込むことにより、係合部２８と、フィルタカバー２７の切り欠き部２７ａが上下方向に移動しないように係合するようになっている。そして、フィルタカバー２７は、フィルタケース１５から取り外す際、係合部２８が係合している配管ポート部材２６も共に、取り外されるようになっている。また、切り欠き部２７ａに配管ポート部材２６を嵌め込んだ状態で、フィルタカバー２７をフィルタケース１５に取り付けることができるようになっている。

これにより、フィルタカバー２７は、配管ポート部材２６と一体となって、全てのフィルタ室２０の開口部２０ｃを閉塞するようになっている。従って、本実施形態のフィルタカバー２７及び配管ポート部材２６は、フィルタ室２０の開口部２０ｃを閉塞する閉塞手段となっている。

このフィルタカバー２７の長手方向両端部には、フィルタケース１５の長手方向両端部に形成されたネジ孔２９に対応させて貫通孔２７ｂが形成されている。当該貫通孔２７ｂを介してネジ（ローレットネジ）３０が、ネジ孔２９に取り付けられることによりフィルタカバー２７がフィルタケース１５に固定されるようになっている。

そして、配管ポート部材２６の端部には、チューブ３１が連結されている。このチューブ３１は、吸着手段３２に連結されており、ユニット本体１１からの流体が吸着手段３２に対して供給されるようになっている。

次に、このように構成された真空ユニット１０の作用について説明する。
まず、吸着手段３２を搬送するワークに近づける。次に、真空ポート１７からの負圧流体がユニット本体１１に供給されるように電磁弁１２を切り替える。真空ポート１７から負圧流体が供給されることにより、吸着手段３２は、ワーク周りの空気と共に、ワークを吸い込む。吸い込まれた空気がフィルタケース１５を通過する際、フィルタ１４により塵埃が取り除かれる。フィルタケース１５を通過した空気は、流量センサ１３に送られ、流量センサ１３によりその流量が計測される。また、計測後の空気は、真空ポート１７に吸い込まれる。

吸着手段３２がワークを吸着すると、流量センサ１３は、真空状態となり、通過流量が制限されてワークが吸着されたことを確認して報知する。作業者は、吸着手段３２毎ワークを搬送させる。搬送後、真空ポート１７からの負圧流体の供給を遮断し、供給ポート１８からの圧力流体がユニット本体１１に供給されるように電磁弁１２を切り替える。供給ポート１８に切り替えられると、供給ポート１８からの圧力流体が、電磁弁１２、流量センサ１３を介して、フィルタケース１５に供給される。フィルタケース１５に供給された圧力流体は、フィルタ１４を通過する際、塵埃が取り除かれる。そして、フィルタ１４を通過して、塵埃が取り除かれた後、配管ポート部材２６及びチューブ３１を通過し、吸着手段３２から排出される。これにより、真空状態が確実に解除され、吸着手段３２からワークが離脱される。これにより、ワークを搬送することができる。

次に、フィルタ１４を交換する際の方法について説明する。
まず、フィルタカバー２７の両端を止めているローレットネジ３０を回してローレットネジ３０をフィルタケース１５から外す。次に、フィルタカバー２７をフィルタケース１５から取り外す。その際、フィルタカバー２７と係合している配管ポート部材２６も共に開口部２０ｃから外される。フィルタカバー２７をフィルタ室２０の開口部２０ｃから取り除くと、バネ２５により弾性力が加えられる支持部２２が、開口部２０ｃ方向へ抜け止めピン２１の抜け止め部２１ａと係合するまで移動する。支持部２２が開口部２０ｃ方向へ移動すると、それに伴いフィルタ１４も開口部２０ｃ方向へ移動する。これにより、フィルタ室２０の開口部２０ｃからフィルタ１４の端部が突出するようになる。このため、作業者は、フィルタケース１５の中からフィルタ１４を取りやすくなる。フィルタ１４を交換した後、配管ポート部材２６を各開口部２０ｃに取り付けるようにあわせて、フィルタカバー２７により、フィルタ室２０の開口部２０ｃを閉塞する。これにより、フィルタ１４の端部は、フィルタカバー２７（及び配管ポート部材２６）により押圧され、フィルタ室２０内に収容される。その後、ローレットネジ３０にてフィルタカバー２７をフィルタケース１５に固定する。これにより、フィルタ１４の交換が終了する。

以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１）フィルタケース１５には、フィルタ室２０の開口部２０ｃを閉塞する全ての配管ポート部材２６と係合するフィルタカバー２７が備えられている。このため、フィルタ室２０の開口部２０ｃを開口させる際に、１枚のフィルタカバー２７を取り外せば良い。従って、ユニット本体１１が薄く形成され、開口部２０ｃが小さくなっても、大きいフィルタカバー２７を取り外せば良いため、開口させやすく、フィルタカバー２７を紛失しにくい。また、開口部２０ｃ毎に開口させる必要がないため、手間を省くことができる。

（２）フィルタケース１５の底部には、フィルタ１４を開口部方向へ押し出すバネ２５が設けられている。このため、フィルタカバー２７が取り外された際、フィルタ１４は、バネ２５の弾性力により支持部２２ごと開口部方向へ移動させられ、その端部が、開口部から突出するようになっている。従って、フィルタ１４を交換する際、フィルタ１４を摘みやすくなっており、交換しやすい。

（３）フィルタケース１５の開口部２０ｃに取り付けられる配管ポート部材２６には、フィルタカバー２７と係合する係合部２８が形成されている。そして、フィルタカバー２７をフィルタケース１５から取り外す際、フィルタケース１５の切り欠き部２７ａと係合させて、フィルタカバー２７と共に、フィルタケース１５から取り外すようになっている。また、配管ポート部材２６を、係合部２８に沿ってフィルタケース１５の切り欠き部２７ａに嵌め込むことにより、フィルタカバー２７と共に配管ポート部材２６をフィルタ室２０の開口部２０ｃに取り付けることができるように構成されている。これにより、フィルタ１４を交換する際、配管ポート部材２６がばらばらになって紛失することを防止することができる。このため、フィルタ１４の交換効率や、手間を少なくすることができる。

（４）フィルタケース１５は、収容しているフィルタ１４の様子を目視できるように透明素材により形成されている。このため、フィルタケース１５からフィルタ１４を出さなくても、フィルタ１４の交換時期を目視により確認することができる。

尚、上記実施形態は、次のような別の実施形態（別例）にて具体化できる。
○上記実施形態では、流体の流れを検出して、真空状態であるか否かを検出するために流量センサ１３を備えたが、流体の圧力を検出する圧力センサを備えても良い。

○上記実施形態では、フィルタケース１５を透明素材にて形成したが、透明素材でなくても良い。
○上記実施形態において、ユニット本体１１の数は、８つであったが、任意に変更しても良い。

○上記実施形態では、フィルタカバー２７に切り欠き部２７ａを設け、切り欠き部２７ａに配管ポート部材２６を嵌め込むことにより、開口部２０ｃに配管ポート部材２６を取り付けつつ、開口部２０ｃを閉塞するように構成されていた。この別例として、配管ポート部材を別の箇所に設置して、フィルタカバー２７のみで開口部２０ｃを閉塞するようにしても良い。例えば、図６に示すように、全ての開口部２０ｃをフィルタカバー５０で閉塞する。そして、フィルタ１４により濾過された流体を再びベース部材１６を通過させて、ベース部材１６の端部から供給するようにしてもよい。

○上記実施形態では、支持部２２とフィルタ室２０の底部２０ａとの間に、バネ２５を設置したが、設置しなくても良い。
○上記実施形態では、支持部２２をフィルタ室２０の底部２０ａに固定するために、抜け止めピン２１を設けたが、なくてもよい。

○上記実施形態の配管ポート部材２６は、フィルタ１４の上方向（フィルタカバー２７の平面に対して垂直方向）に向かって開口するように構成されていたが、配管ポート部材２６の開口部の方向を任意に変更しても良い。例えば、図７（ａ）に示すように、配管ポート部材２６の開口部５５の方向を、横方向（フィルタカバー２７の平面に対して水平方向）に向かって開口するように構成してもよく、図７（ｂ）に示すように、配管ポート部材２６の開口部５６の方向を、フィルタカバー２７の平面に対して斜め４５度上方に向かって開口するように構成してもよい。

○上記実施形態において、ユニット本体１１内に、供給ポート１８からの圧縮流体の供給流量を制限するオリフィス又は流量制限弁を有する構成にしてもよい。

真空ユニットを示す斜視図。 フィルタカバーを取り外したときの真空ユニットを示す斜視図。 ユニット本体を示す回路図。 フィルタケースを示す断面図。 フィルタケース及びフィルタを示す分解斜視図。 フィルタケースの別例を示す斜視図。 （ａ）及び（ｂ）は、配管ポート部材の別例を示す斜視図。

符号の説明

１０…真空ユニット、１１…ユニット本体、１２…電磁弁、１３…流量センサ、１４…フィルタ、１５…フィルタケース、１６…ベース部材、１７…真空ポート、１８…供給ポート、２０…フィルタ室、２１…抜け止めピン、２２…支持部、２６…配管ポート部材、２７…フィルタカバー、３２…吸着手段。

Claims (4)

1. 吸着手段に連結され、当該吸着手段から流体を吸入し、真空状態にすることによりワークを吸着させると共に、前記吸着手段に吸着されたワークが搬送された後、流体を前記吸着手段に対して排出することにより前記吸着手段からワークを離脱させるユニット本体が複数連結される真空ユニットにおいて、
   前記ユニット本体には、
   真空状態を作り出す負圧流体を供給する真空ポートと、
   真空状態を破壊する圧力流体を供給する供給ポートと、
   流体に含まれる塵埃を除去するフィルタを収容するフィルタケースと、
   真空ポートからの負圧流体の供給及び遮断を切り替えると共に、供給ポートからの圧力流体の供給及び遮断を切り替える切替手段と、を備え、
   前記各フィルタケースには、フィルタを交換するための開口部が形成されているとともに、当該開口部は、閉塞手段により閉塞されるように構成されており、
   前記フィルタケースの各開口部は、同方向に開口するように構成されており、複数の前記閉塞手段は、一体化されていることを特徴とする真空ユニット。
2. 前記フィルタケースの底部には、前記フィルタを開口部方向へ押し出す弾性力を加える弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の真空ユニット。
3. 前記閉塞手段は、前記フィルタケースの各開口部に取り付けられ、前記吸着手段と連結するための配管ポート部材と、前記フィルタケースの開口部が設けられた面全体を覆うフィルタカバーを備えており、
   前記フィルタカバーには、開口部に応じて切り欠き部が形成されている一方、前記配管ポート部材には、前記フィルタカバーの各切り欠き部と係合する係合部が形成されており、
   前記配管ポート部材は、当該切り欠き部と係合部を係合させることにより、前記フィルタカバーと共に前記フィルタケースに対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空ユニット。
4. 前記フィルタケースは、収容しているフィルタの様子を目視できるように透明素材により形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の真空ユニット。

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