JP2010030782A - 空圧作動式領域真空グリッパー - Google Patents

Abstract

【課題】大面積の物体をより効率よく吸引するための領域真空グリッパーを提供する。
【解決手段】ワーク上に配置される穴２０の開いた吸込み壁１８を有する吸込み室１６と、連結部および排気口４０を有するエジェクターノズル２８であって、連結部を介して吸込み室１６に連結される、エジェクターノズル２８と、を備える。エジェクターノズル２８の排気口４０が外部４２または排気ダクト内に開口しており、エジェクターノズル２８の吸気口３８が吸込み室１６内に開口しており、それによって、吸込み室１６から流入する連結部における気流の方向をエジェクターノズル２８における主送気の方向と一致する領域真空グリッパー。
【選択図】図２

Description

本発明は、薄く柔軟なワークなどを把持し、必要に応じて分離する空圧作動式領域真空グリッパーに関する。

この種の装置は、例えば、独国実用新案第２０２００６０１６８３３Ｕ１号明細書（特許文献１）などに記載されている。この公知の装置は、圧縮空気ダクトを介して圧縮空気を吹き込むための穴あき板を備えるベルヌーイ真空グリッパーであり、圧縮空気は、大表面を通ってグリッパーからワークの方向に放出される。この種の真空グリッパーには、グリッパーと共に物体を吸引することができるという利点があるが、物体は重過ぎてはならない。

独国実用新案第２０２００６０１６８３３Ｕ１号明細書

本発明の目的は、大面積の物体をより効率よく、つまりより確実に、より位置を限定して、より安全に、あるいはエネルギー効率よく吸引するための領域真空グリッパーを提供することである。

本発明によれば、この目的は、ワーク上に配置される穴のあいた吸込み壁を有する吸込み室を備える、前述の種類の領域真空グリッパーを用いて達成される。さらに、吸込み室にはエジェクターノズルが連結されており、エジェクターノズルの排気口は外部または排気ダクトに、エジェクターノズルの吸気口は吸込み室内に開口している。

本発明による領域真空グリッパーでは、圧縮空気を用いてエジェクターノズルを操作することにより吸込み圧力を発生させる。よってこのエジェクターノズルは、排気口、吸気口、ならびに圧縮空気入口を有する。空気がワークの方向に吹き出される特許文献１による装置とは対照的に、ワークが接するところで空気が吸い込まれ、それによってワークがしっかりと保持されるように、吸込み室が吸気口に連結されている。このようにして、ウェーハ、フォイル、紙といった、薄くかつ柔軟な物体が慎重に把持され、分離される。ワークは実際上領域真空グリッパーに向かって跳び上がり、吸込み作用の結果として分離される。

好ましくは、エジェクターノズルの吸込み室への連結部における吸気流の主送気の方向は、エジェクターノズル内の推進気流の主送気の方向と一致する。エジェクターノズル内の吸気流は方向が逸れないため、高速のパルスを受ける。これは、エジェクターノズルの吸込み室への連結部における推進気流が、エジェクターノズルの主ダクトに導入され、そこで吸気流と合流することから生じるものである。

本発明の別の実施形態では、吸込み室が排気用開口部を有する。本発明によれば、この排気用開口部は吸込み壁の反対側に設けられている。排気用開口部は穴として形成されてもよく、吸込み壁は、例えば穴あき鋼板などによって形成されている。

本発明による吸込み室の排気用開口部は、エジェクターノズルの吸気口に連結されている。特に、両開口部は位置合わせされており、相互に同軸位置にある。

エジェクターノズルの吸気口は好ましくは、エジェクターノズルのスリーブ状部分の開口部によって形成されている。スリーブ状部分の前面は、吸込み室の表面から間隔を置いて配置されている。よって、エジェクターノズルのスリーブ状部分の開口部と吸込み室の間に環状ダクトが生じる。環状ダクトは、エジェクターノズルのスリーブ状部分、ならびに吸込み室の排気用開口部で終わる。

すでに述べたように、本発明によるエジェクターノズルのスリーブ状部分は環状ダクトに取り囲まれており、環状ダクトには圧縮空気入口も開口しており、環状ダクトは吸込み室の方向に開口している。圧縮空気は環状ダクト内のスリーブ状部分の周りを流れ、スリーブ状部分の前面と吸込み室の間からスリーブ状部分に流入し、その排気口を介して放出される。よって、吸込み室から空気を吸い込むための吸込み圧力が発生する。

さらに、環状ダクトは周囲環境から閉鎖されている。これは、空気がもっぱら吸込み室を介して吸い込まれることを意味する。

外側周囲面領域のスリーブ状部分の前面は、好ましくは、内側周囲面領域よりも小さい遷移半径を有するように成形されており、内側周囲面領域ではスリーブ状部分の前面はより大きい遷移半径を有する。よって圧縮空気は、スリーブ状部分に流入すると、排気口の方向に流れるように方向付けられる。

好ましい例示的実施形態では、吸込み室の表面とエジェクターノズルのスリーブ状部分の前面の間の環状間隙が、内側に放射状に広がっている。この広がりには速度を下げる効果があり、圧縮空気の流れを排気口の方向に向けるのに好都合である。

好ましい一実施形態では、エジェクターノズルのスリーブ状部分の自由断面が排気口の方向に円錐状に広がっている。加えて、圧縮空気の流れの速度も低減され、それによって、エジェクターノズルのスリーブ状部分の自由端の領域における吸込み作用が増大する。

一般には、エジェクターノズルを用いると、そのコア空気が押し流されることによって有用な気流が発生し、その結果、吸込み室内に吸気流が発生するということができる。

さらなる展開として、吸込み室内に吸込み壁の荷重を監視する真空センサが特に配置される。わずかな真空は吸込み壁の荷重の欠如または不足を指し示し、大きな真空は、吸込み壁の荷重が最適であることを示す。

代替として、またはこれに加えて、吸込み室には光センサが設けられていてもよい。吸込み室の荷重は、この光センサによって同様に監視されてもよく、光センサは、ワーク位置を決定するため、すなわちワークを位置決めするのに使用されてもよい。

本発明の別の利点、特徴および詳細については、各従属請求項、ならびに以下の説明から明らかになるはずであり、以下ではこれらを、図面の特に好ましい例示的実施形態を参照して詳細に説明する。図面および説明においてに示す特性、ならびに特許請求の範囲で言及されている特徴は、それぞれ、それ自体として、またはそれらの組み合わせとして本発明にとって不可欠なものとすることができる。

領域真空グリッパーの好ましい一実施形態を示す縦断面図である。 図１の詳細ＩＩを示す拡大図である。 図２の詳細ＩＩＩを示す拡大図である。

図１に、ワーク１２を把持し、持ち上げるための、全体として１０で指示される領域真空グリッパーの縦断面を概略的に示す。これら数枚のワーク１２は、最上部のワークがその都度持ち上げられるように、積み重なってスタック１４を形成していてもよい。領域真空グリッパー１０は、その底面が吸込み壁１８を形成しており、ワーク１２上に配置され得る吸込み室１６を備える。ロボットアームなどの、領域真空グリッパー１０を配置し、持ち上げる装置は図示していない。

吸込み壁１８は穴２０（図２）を有し、例えば、穴あき板２２、特に穴あき鋼板などとして構成されている。吸込み室１６は、吸込み壁１８の反対側２４、すなわち上面に排気用開口部２６を有し、排気用開口部２６はエジェクターノズル２８に同軸状に連結されている。エジェクターノズル２８は、例えば、ねじ３０などによって吸込み室１６に連結されている。

図２に、エジェクターノズル２８の吸込み室１６への連結部が表された、図１の詳細ＩＩの拡大図を示す。エジェクターノズル２８は圧縮空気入口３２を備えており、圧縮空気入口３２は、エジェクターノズル２８内に設けられた環状ダクト３４に突き当たる。この環状ダクト３４はスリーブ状部分３６を取り囲んでおり、スリーブ状部分３６は、吸込み室１６の排気用開口部２６と同軸状に配置されている。スリーブ状部分３６の自由端５４は吸気口３８を定義し、その反対端は、外部４２に開いた、すなわち周囲環境に開いた排気口４０で形成されている。スリーブ状部分３６の空き断面は、吸気口３８から排気口４０までの間で広がっている。

さらに、図２の矢印４４および４６は、圧縮空気がどのようにして圧縮空気入口３２を介して環状ダクト３４に流入し、スリーブ状部分３６の自由端５４を回り込んで、吸気口３８に流入するかを示している。これが可能になるのは、図３に示すように、スリーブ状部分３６の自由端５４には吸込み室１６の上面５０との間に隙間４８があるため、スリーブ状部分３６と吸込み室１６の上面５０の間の圧縮空気がスリーブ状部分３６の吸込みダクト５２に流入し得るからである。スリーブ状部分３６の自由端５４は、外側周囲面領域５６においては小さい半径５８を有し、内側周囲面領域６０においては大きい半径６２を有する。隙間４８、特に自由端５４と吸込み室１６の上面５０の間の環状間隙は、吸込みダクト５２の方向に広がっている。

矢印４４で示すように、圧縮空気が圧縮空気入口を介して環状ダクト３４に入った場合、この圧縮空気は、スリーブ状部分３６の周囲に均等に行き渡り、隙間４８によって形成された環状間隙を回り込み、環状の、またはスリーブ状の有用な気流として吸込みダクト５２に流入して、その流れが排気口４０に向けて誘導される。その結果、矢印６４で示すように、空気がこの環状の流れの中心において吸込み室１６から押し流される。この空気は穴２０を介して吸込み室１６に流入し、それによってワーク１２が吸込み壁１８の方へ吸引される。

本発明によれば、吸込み室１６内には、吸込み室１６の内側の吸込み圧力を捕捉する真空センサ６６が設けられている。よって、吸込み壁１８の荷重の度合いが求められる。また、吸込み室１６の内側には、矢印７０で示すような、穴２０の荷重を監視する光センサ６８も配置されている。このやり方で荷重が同様にチェックされてもよいが、このやり方で、位置、すなわち領域真空グリッパー１０におけるワーク１２の位置を決定することも可能である。

本発明の領域真空グリッパー１０によれば、簡単で、安全なやり方でワーク１２を把持し、持ち上げることができる。

Claims (8)

1. 薄く柔軟なワーク（１２）を把持し、必要に応じて分離する空圧作動式領域真空グリッパー（１０）であって、
   前記ワーク（１２）上に配置される穴（２０）の開いた吸込み壁（１８）を有する吸込み室（１６）と、
   連結部および排気口（４０）を有するエジェクターノズル（２８）であって、前記連結部を介して吸込み室（１６）に連結される、前記エジェクターノズル（２８）と、
   を備え、
   前記エジェクターノズル（２８）の前記排気口（４０）が外部（４２）または排気ダクト内に開口しており、前記エジェクターノズル（２８）の吸気口（３８）が前記吸込み室（１６）内に開口しており、それによって、前記吸込み室（１６）から流入する前記連結部における気流の方向を前記エジェクターノズル（２８）における主送気の方向と一致する領域真空グリッパー。
2. 前記吸込み室（１６）から流入する前記気流が、前記エジェクターノズル（２８）の前記連結部の後で方向を変えられないことを特徴とする請求項１に記載の領域真空グリッパー。
3. 前記エジェクターノズル（２８）内の空間に流入するときに、または前記エジェクターノズル（２８）内の前記主送気流を画定する空間に流入するときに、推進空気は、湾曲または傾斜した表面をたどることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の領域真空グリッパー。
4. 前記推進空気が、環状間隙を介して、前記エジェクターノズル（２８）、または前記エジェクターノズル（２８）内の前記主送気流を画定する前記空間に流入することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の領域真空グリッパー。
5. 前記表面が軸の周りを回転する半径によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の領域真空グリッパー。
6. 前記吸込み室（１６）の排気用開口部（２６）は前記エジェクターノズル（２８）の前記吸気口（３８）に連結されており、前記排気用開口部（２６）が前記吸気口（３８）と同軸状に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の領域真空グリッパー。
7. 前記吸込み壁（１８）の荷重を監視する、流量センサや真空センサ（６６）、および／または前記荷重を監視し、かつ／もしくは前記ワーク（１２）の位置を決定する光センサ（６８）などのセンサが、前記吸込み室（１６）内に、または吸込み空間に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の領域真空グリッパー。
8. 前記吸込み壁（１８）が穴あき板（２２）によって形成されており、かつ／または交換可能なやり方で吸込み室（１６）に固定されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の領域真空グリッパー。

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