JP2013072840A - Vacuum degree sensor and adsorption equipment using vacuum degree sensor - Google Patents
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Description
この発明は、真空度センサとこれを用いた吸着装置に関する。 The present invention relates to a vacuum degree sensor and an adsorption device using the same.
従来から、真空度を測定するための真空度センサには様々なものがあるが、比較的単純な構成のものとして、ダイヤフラムを利用した真空度センサが知られている。
この真空度センサは、真空検出空間の圧力を導く検査空間と大気との間にダイヤフラムを設けて、このダイヤフラムの変形によって真空度を検出するようにしたものである。具体的には、上記検査空間の圧力を導くための導入口を備えた圧力導入部材において、上記導入口と反対側の開口にダイヤフラムを取り付けたものである。
Conventionally, there are various types of vacuum degree sensors for measuring the degree of vacuum, but a vacuum degree sensor using a diaphragm is known as one having a relatively simple configuration.
In this vacuum sensor, a diaphragm is provided between the inspection space for guiding the pressure in the vacuum detection space and the atmosphere, and the degree of vacuum is detected by deformation of the diaphragm. Specifically, in the pressure introduction member having an introduction port for guiding the pressure in the inspection space, a diaphragm is attached to the opening opposite to the introduction port.
上記のような従来の真空度センサは、上記検査空間の圧力を導入する圧力導入部材と、ダイヤフラムと、ダイヤフラムの変異を検出するための変異検出機構の3部材が必須である。
また、圧力導入部材の開口を塞ぐ際には、ダイヤフラムと上記開口外周との間に隙間ができないように取り付ける細かい作業が必要である。このような作業は、特に、真空度センサが小さくなればなるほど難しいものとなる。
このような細かい作業が必要になるため、上記既存の真空度センサは、その製造コストが高く、高価なものになっていた。
なお、上記したダイヤフラムを用いたもの以外の真空度センサも、構造が複雑で高価なものばかりである。
The conventional vacuum degree sensor as described above requires three members: a pressure introduction member for introducing the pressure in the inspection space, a diaphragm, and a mutation detection mechanism for detecting a mutation of the diaphragm.
Further, when closing the opening of the pressure introducing member, it is necessary to perform a fine work for mounting so that there is no gap between the diaphragm and the outer periphery of the opening. Such work becomes particularly difficult as the vacuum sensor becomes smaller.
Since such fine work is required, the existing vacuum degree sensor is expensive and expensive.
Note that the vacuum degree sensors other than those using the above-described diaphragms are only complicated and expensive.
一方、真空度センサを必要とするものとして、真空ポンプを利用した高所作業用の吸着装置がある。
この吸着装置は、高層ビルの窓ガラスや壁面の清掃作業などのために、屋上から吊るしたロープで体やゴンドラを支持して作業する高所作業時に、壁面などに吸着して作業者やゴンドラの揺れを止め、作業箇所に一時的にとどまることができるようにするための装置である。
On the other hand, there is a suction device for working at a high place using a vacuum pump as a device that requires a vacuum degree sensor.
This suction device is used to clean the windows and walls of high-rise buildings and support the body and gondola with a rope suspended from the roof. It is a device for stopping the shaking of the machine so that it can stay at the work place temporarily.
上記吸着装置は、例えば、作業者が壁面に吸着パッドを押し付けた状態で、本体に搭載した小型の真空ポンプを駆動して上記吸着パッド内を吸引し、内部の真空度に依存した吸着力を得るものである。
このような吸着装置は、作業者を所定の作業箇所に留めることができる程度の吸着力を発揮するまでには、ある程度の真空度が必要である。
For example, in a state where the operator presses the suction pad against the wall surface, the suction device drives a small vacuum pump mounted on the main body to suck the inside of the suction pad, and the suction force depending on the degree of vacuum inside is obtained. To get.
Such a suction device requires a certain degree of vacuum before exhibiting a suction force that can keep an operator at a predetermined work location.
そこで、吸着装置に真空度センサを設けて、壁面に密着させた吸着パッド内の真空度を検出して、吸着装置の吸着力が必要な大きさに達したかどうかを確認できる吸着装置もある(特許文献2参照)。
しかし、上記したように、従来の真空度センサは構造が複雑で高価なものばかりで、このような真空度センサを用いたのでは、吸着装置の製造コストが高くなってしまうという問題があった。
Therefore, there is also a suction device that is equipped with a vacuum degree sensor in the suction device and can detect whether the suction force of the suction device has reached a required magnitude by detecting the degree of vacuum in the suction pad that is in close contact with the wall surface. (See Patent Document 2).
However, as described above, the conventional vacuum degree sensor has only a complicated and expensive structure, and the use of such a vacuum degree sensor has a problem that the manufacturing cost of the adsorption device becomes high. .
この発明の目的は、構造が単純で安価な真空度センサと、コストの上昇を抑えながら、吸着力の確認ができる吸着装置とを提供することである。 An object of the present invention is to provide a vacuum degree sensor having a simple structure and an inexpensive structure, and an adsorption device capable of confirming an adsorption force while suppressing an increase in cost.
第1の発明の真空度センサは、内部と外部との圧力が等しい通常状態で所定の形状を保つ形状保持能力を有する一方、内部が真空になったときその真空度に応じて変形するとともに、真空状態から通常状態になったとき上記所定の形状に復帰する復帰能力を備えたエア収容体と、このエア収容体に設け、真空検出空間に連通させる連通口と、上記連通口に連通させた真空検出空間の真空度に応じて上記エア収容体が変形したとき、その変形に追随する接点を有するスイッチとを備えたことを特徴とする。 While the vacuum degree sensor of the first invention has a shape holding ability to maintain a predetermined shape in a normal state where the pressures inside and outside are equal, the inside is deformed according to the degree of vacuum when the inside becomes vacuum, An air container having a return ability to return to the predetermined shape when the vacuum state is changed to a normal state, a communication port provided in the air container and communicating with the vacuum detection space, and communicating with the communication port When the air container is deformed in accordance with the degree of vacuum in the vacuum detection space, a switch having a contact that follows the deformation is provided.
第2の発明は、上記エア収容体が樹脂の射出成型体であることを特徴とする。
なお、上記射出成型体とは射出成型によって形成した物体のことである。
The second invention is characterized in that the air containing body is an injection molded body of resin.
The injection molded body is an object formed by injection molding.
第3の発明の吸着装置は、基板の周囲に吸着パッドを備えた吸着装置を前提とし、上記基板には、吸着パッド及び被吸着面で囲まれ吸着エリアのエアを排出する真空ポンプと、この真空ポンプに電源を供給する電源回路と、上記第1あるいは第2の発明の真空度センサと、この真空度センサの上記スイッチのスイッチング動作に応じて切り替わる表示部とを備え、上記吸着エリアを上記真空度センサの真空検出空間とし、この真空検出空間内の真空度が所定の真空度に達したとき、上記スイッチが上記エア収容体の変形に応じて動作し、上記表示部を切り替える構成にしたことを特徴とする。 The suction device of the third invention is based on the premise of a suction device having a suction pad around the substrate. The substrate is surrounded by the suction pad and the suction surface, and a vacuum pump for discharging the air in the suction area. A power supply circuit for supplying power to the vacuum pump; a vacuum degree sensor according to the first or second invention; and a display unit that switches according to a switching operation of the switch of the vacuum degree sensor. The vacuum detection space of the vacuum degree sensor is used, and when the degree of vacuum in the vacuum detection space reaches a predetermined degree of vacuum, the switch operates according to the deformation of the air container and switches the display unit. It is characterized by that.
第1の発明の真空度センサは、エア収容体とスイッチという安価な部品のみで構成しているため、低コストであり、小型化、軽量化も可能である。
そして、エア収容体の変形に追随する接点を有するスイッチからの信号を取り出すことによって、真空検出空間の真空度を検出することができるため、上記スイッチが、オンオフするタイミングを、目的の真空度に合わせれば、真空検出空間内が目的の真空度に達したか否かを検出することができる。
このような真空度センサは小型化も容易なので、例えば、吸着装置に適用した場合にも、吸着装置の重量を、ほとんど増加させることがない。
第2の発明によれば、エア収容体を安価に製造でき、真空度センサをより安価なものにできる。
Since the vacuum degree sensor of the first invention is composed of only inexpensive parts such as an air container and a switch, it is low in cost and can be reduced in size and weight.
Since the degree of vacuum in the vacuum detection space can be detected by taking out a signal from a switch having a contact that follows the deformation of the air container, the switch is turned on and off at the target degree of vacuum. Together, it is possible to detect whether or not the inside of the vacuum detection space has reached the target degree of vacuum.
Since such a vacuum degree sensor can be easily reduced in size, for example, when applied to an adsorption device, the weight of the adsorption device is hardly increased.
According to the second invention, the air container can be manufactured at low cost, and the vacuum degree sensor can be made cheaper.
第3の発明によれば、コストを抑えながら、吸着エリア内が所定の真空度に達したことを、一目で確認可能な吸着装置を提供できる。
そのため、吸着装置の使用現場において、必要な吸着力に達したことを確認しながら安全に作業をすることができる。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide an adsorption device that can confirm at a glance that the inside of the adsorption area has reached a predetermined degree of vacuum while suppressing costs.
Therefore, it is possible to work safely while confirming that the necessary suction force has been reached at the site where the suction device is used.
図1〜図3を用いてこの発明の真空度センサを用いた、この発明の吸着装置の一実施形態を説明する。
この実施形態の吸着装置は、金属製または樹脂製の円盤状の基板1の外周に沿ってシリコン樹脂製の吸着パッド2で囲まれる吸着エリアEを構成している。
上記吸着パッド2は、スカート状にした先端部2aと、先端部2aに連続し、基端側に設けた円盤状の平坦部2bとを備え、この平坦部2bを基板1の吸着エリアE側となる内側面1aに接触させている。さらに、上記平坦部2bと先端部2aとの間には、吸着エリアE内にドーナツ状の支持凸部2cを突出させている。そして、この支持凸部2cと上記平坦面2bとの間には、例えば塩化ビニルや金属など、上記吸着パッド2より剛性の高い材質で形成した円盤状の押さえ板3を設けている。
An embodiment of the adsorption apparatus of the present invention using the vacuum degree sensor of the present invention will be described with reference to FIGS.
The suction device of this embodiment forms a suction area E surrounded by a silicon
The
この押さえ板3と上記基板1との間に上記パッド2の平坦部2bを挟みこんで、ビス4によって三者を一体化している。
また、上記基板1には、押さえ板3及び平坦部2bを貫通し、吸着エリアEに連通する真空引き孔5を形成し、この真空引き孔5にはチューブ6を挿入している。このチューブ6は、上記基板1であって上記内側面1aと反対側の外側面1b上において、後で説明する真空ポンプPに接続した継手14に連結している。
The flat part 2 b of the
Further, the
また、上記基板1の外側面1b上には筒部材7を固定し、この筒部材7における上記基板1とは反対側の端部を円盤状のカバー8で閉鎖している。
このカバー8上には、真空ポンプPを動作させる電源スイッチ9と、真空破壊スイッチ10aと、この発明の表示部でありLEDからなる表示ランプ11と、この吸着装置を使用する作業者が手でつかむ取っ手12とを設けている。
A
On the cover 8, a
上記筒部材7内である上記基板1の外側面1b上には、図2に示すように、真空ポンプPと、これを駆動する電動モーターmと、真空度センサSと、真空破壊弁10とを設けている。
上記真空度センサSは、その詳細は後で説明するが、樹脂製のエア収容体19とこのエア収容体19の変形に追随するセンサ用スイッチ20とで構成される。
そして、上記真空ポンプP及び電動モーターmと、上記エア収容体19は、それぞれ帯状の固定部材23、24によって基板1に固定されている。
On the
Although the details of the vacuum degree sensor S will be described later, the vacuum degree sensor S includes a
The vacuum pump P, the electric motor m, and the
さらに、基板1の外側面1b上には、三方に接続口を有するT型の継手13,14を設けている。
そして、上記T型の継手13は、上記真空ポンプPの吸引口21との間をチューブ15で、上記真空度センサSのエア収容体19との間をチューブ16で、もう一方のT型の継手14との間をチューブ17で接続している。なお、図中の符号22は、真空ポンプPの排気口である。
Further, T-
The T-
また、上記継手14は、上記継手13と反対側の接続口にチューブ18の一端を接続し、このチューブ18の他端を真空破壊弁10に接続するとともに、もう一つの接続口には、基板1を貫通する真空引き孔5に挿入したチューブ6(図1参照)を接続している。
これにより、上記すべてのチューブ15,16、17,18、6内、上記吸着パッド2で囲まれた上記吸着エリアE内、及びエア収容体19内が連通することになる。
The
As a result, the inside of all the
さらに、上記電動モーターmには図示しない電源回路を接続し、上記カバー8上に露出している電源スイッチ9により、電源回路と電動モーターmとの接続をオンオフする構成にしている(図1参照)。この電源スイッチ9は、手の指で操作することによってオンオフするものである。
なお、図2において、上記電動モーターmに電源を供給するための電気配線及び電源回路は省略しているが、この実施形態では上記電源回路を乾電池で構成する。そして、乾電池を収容する乾電池ケースを上記カバー8に設け、この乾電池ケースの上面をカバー8面に開口させて電池交換が容易にできるようにしている。但し、上記乾電池ケースの開口には開閉自在な蓋部材を取り付けてもよい。
Further, a power circuit (not shown) is connected to the electric motor m, and the connection between the power circuit and the electric motor m is turned on and off by a
In FIG. 2, the electric wiring and the power supply circuit for supplying power to the electric motor m are omitted, but in this embodiment, the power supply circuit is constituted by a dry cell. Then, a dry battery case that accommodates the dry battery is provided in the cover 8, and the upper surface of the dry battery case is opened on the cover 8 so that the battery can be easily replaced. However, an openable / closable lid member may be attached to the opening of the dry battery case.
また、上記真空破壊弁10は、スイッチ10aを押すことによって、内部を大気に開放し、これに接続しているチューブ18を介して上記吸着エリアE内に大気圧を導くためのものである。真空によって壁面などに吸着した吸着パッド2は、真空ポンプPを停止させただけでは、しばらく吸着力を保持しているので簡単に取り外すことができない。この真空破壊弁10のスイッチ10aを押せば、吸着エリアE内を短時間で大気圧にでき、吸着パッド2を速やか取り外すことができる。
The
さらに、上記外側面1b上には、一対の支柱25を固定し、この支柱25には、上記カバー8を挟んで取っ手12を取り付けるようにしている。
さらにまた、基板1の外側面1b上には、図示しない棒状のスペーサを複数起立固定させ、上記筒部材7、及び上記支柱25とともに上記カバー8を支持するようにしている。
なお、図中部号26はブザーであり、符号27は基板1にねじ止めたビスである。
上記ブザー26を、電源回路を構成する乾電池の電圧を確認するための図示しない回路に接続し、乾電池の電圧が所定の電圧以下になったとき、警報音を発するように構成している。
Further, a pair of support posts 25 is fixed on the
Furthermore, a plurality of rod-shaped spacers (not shown) are fixed upright on the
In the figure,
The
次に、上記真空度センサSについて図3を用いて説明する。
上記したように、この真空度センサSはエア収容体19とセンサ用スイッチ20とからなるが、上記エア収容体19は、内部が真空になったとき、その真空度に応じて変形する樹脂製の容器である。この実施形態のエア収容体19は、蛇腹状になった本体19aとこれに連続する筒状部19bとを備えたベローズスポイトである。
また、センサ用スイッチ20は、レバー20aを押圧するか解放するかによって内部接点が切り替わる構成にしたスイッチである。そして、エア収容体19の内外圧力が等しい図3(a)に示す通常状態において上記レバー20aが押された状態を保持し、エア収容体19内の真空度が高くなって本体19aが収縮する図3(b)に示す真空状態でレバー20aが解放されるようにしている。
Next, the vacuum degree sensor S will be described with reference to FIG.
As described above, the vacuum sensor S includes the
The
このように、レバー20aの位置、すなわち上記エア収容体19の変形に応じて切り換わる内部接点を有するセンサ用スイッチ20を電源回路に接続すれば、接点の状態を電気信号として取り出すことができる。
その結果、上記エア収容体19の変形度が検出でき、結果としてエア収容体19内の真空度を検出できる。厳密には、この真空度センサSは、エア収容体19内の真空度の連続な値を検出するものではなく、内部が所定の真空度に達したことを検出するものである。従って、検出したい真空度に相当するエア収容体の変形度に合わせて、上記センサ用スイッチ20の接点が切り替わるように、上記レバー20aの位置を設定している。
As described above, when the
As a result, the degree of deformation of the
なお、このエア収容体19の本体19aから突出した筒状部19bは、真空検出空間に連通するこの発明の連通口を構成している。
この真空度センサSは、上記したようにセンサ用スイッチ20とエア収容体19とからなり、その構成は単純で、従来のダイヤフラム取り付け作業のような細かい作業が必要ない。そのため、この真空度センサSは低コストで製造できる。しかも、エア収容体19は、射出成型によって形成できるため、さらに、その製造コストを低く抑えることができる。
In addition, the
The vacuum degree sensor S is composed of the
そして、この実施形態の吸着装置では、上記真空度センサSのエア収容体19の筒状部19bにチューブ16を接続し、このチューブ16を介してエア収容体19の内部を、上記真空ポンプP、吸着エリアE、及び真空破壊弁10に接続している。
また、上記センサ用スイッチ20の入力端子を上記電源回路と接続するとともに出力端子を表示ランプ11に接続している。そして、この実施形態では、センサ用スイッチ20の内部接点は、図3(a)に示す通常状態で、図示しない電源回路と上記表示ランプ11との連通を遮断し、図3(b)に示すレバー20aが解放された真空状態で、図示しない電源回路と上記表示ランプ11とを電気的に接続するようにしている。
And in the adsorption | suction apparatus of this embodiment, the
Further, the input terminal of the
この実施形態の吸着装置の作用を以下に説明する。
作業者が、この吸着装置の取っ手12を持って吸着パッド2を被吸着面である壁面などに押し付けながら電源スイッチ9をオンにすると、電動モーターmが真空ポンプPを駆動する。真空ポンプPが駆動されると、上記チューブ15,16,17,及びチューブ6を介して上記吸着パッド2で囲まれた吸着エリアE内が吸引され、吸着エリアE内の真空度が上がる。この時、上記真空度センサSのエア収容体19は、チューブ16、17及びチューブ6を介して上記吸着エリアEと連通しているため、内部の真空度は上記吸着エリアEとほぼ等しくなる。なお、この実施形態では、上記吸着エリアEがこの発明の真空検出空間である。
The operation of the adsorption device of this embodiment will be described below.
When the operator holds the suction device handle 12 and presses the
そして、上記吸着エリアE内の真空度が上がって吸着パッド2の吸着力が強くなると、エア収容体19内の真空度も上がり、本体19aが収縮する。エア収容体19の本体19aが収縮して、図3(b)に示すようにレバー20aが解放されると、センサ用スイッチ20の内部接点が切り替わり、上記表示ランプ11に電源が供給されて表示ランプ11が点灯する。この表示ランプ11の点灯によって、作業者は、吸着エリアE内の真空度が所定の真空度に達したことを知ることができる。すなわち、作業者は、吸着装置の吸着力が十分な強さに達したことを知り、安全に作業をすることができる。
言い換えれば、作業者は、表示ランプ11が点灯するまでは、吸着力が不十分であると判断し、待機することができる。
When the degree of vacuum in the suction area E increases and the suction force of the
In other words, until the
このように、この実施形態の吸着装置なら、吸着力を確認することができるので、例えば高所作業の安全性を確保できる。
そして、この吸着装置に設けた上記真空度センサSは、上記したように特に低コストで製造可能なエア収容体19とセンサ用スイッチ20だけで構成されるもので、これを備えることによる吸着装置の製造コストの上昇はほとんどない。
In this way, with the suction device of this embodiment, the suction force can be confirmed, so that, for example, the safety of work at high places can be ensured.
The vacuum degree sensor S provided in the suction device is composed of only the
なお、上記真空度センサSは、上記実施形態のハンディタイプの吸着装置だけでなく、例えばクローラ機構を備え、複数の吸着パッドを有する吸着装置に用いることもできる。その場合には、吸着パッドごとに真空度センサを設けることが好ましいが、この発明の真空度センサSならば、設置数が多くなってもそれほどコストが上がることはない。
また、この発明の真空度センサは、上記した高所作業用の吸着装置以外にも、所定の真空度を検出するために利用できることは当然である。
但し、上記真空度センサSは、単純でしかも軽量化が可能な構成であるため、それを設けることによって装置全体の重量がほとんど増加することがないので、上記実施形態のようなハンディタイプの吸着装置に特に適している。
The vacuum degree sensor S can be used not only in the handy type suction device of the above embodiment but also in a suction device including a crawler mechanism and having a plurality of suction pads. In that case, it is preferable to provide a vacuum degree sensor for each suction pad. However, with the vacuum degree sensor S of the present invention, the cost does not increase as much as the number of installations increases.
Of course, the vacuum degree sensor of the present invention can be used to detect a predetermined degree of vacuum in addition to the above-described suction device for working at high places.
However, the vacuum degree sensor S is simple and can be reduced in weight, so that the weight of the entire apparatus is hardly increased by providing it. Especially suitable for equipment.
なお、上記実施形態では、エア収容体としてベローズスポイトを用いたが、エア収容体は、内部と外部との圧力が等しい通常状態で所定の形状を保つ形状保持能力を有する一方、内部が真空になったときその真空度に応じて変形するとともに、真空状態から通常状態になったとき上記所定の形状に復帰する復帰能力を備えた部材であれば、どのような形状のものでもよい。言い換えれば、上記エア収容体は、押圧力を作用させれば変形するが、押圧力を解放すれば元の形状に復帰する容器状の部材であればよく、例えば樹脂製の液体ボトルなどが使用できる。
また、吸着パッド2の材質としては、上記実施形態で用いたシリコン樹脂に限らず、高分子ゲルや発泡樹脂など、適度な弾性及び柔軟性を有する材質が使用可能である。
In the above embodiment, the bellows dropper is used as the air container. However, the air container has a shape holding ability to maintain a predetermined shape in a normal state where the pressure inside and outside is equal, while the inside is in a vacuum. As long as the member is deformed according to the degree of vacuum when it becomes a member and has a returning ability to return to the predetermined shape when the vacuum state changes to the normal state, the member may have any shape. In other words, the air container is deformed when a pressing force is applied, but may be a container-like member that returns to its original shape when the pressing force is released. For example, a resin liquid bottle is used. it can.
Further, the material of the
この発明の真空度センサは、コストアップせずに、吸着装置の安全性を高めることができる。 The vacuum degree sensor of this invention can raise the safety | security of an adsorption | suction apparatus, without raising a cost.
E (真空検出空間である)吸着エリア
1 基板
2 吸着パッド
9 電源スイッチ
11 表示ランプ
19 エア収容体
19a 本体
19b (連通口である)筒状部
20 センサ用スイッチ
S 真空度センサ
m 電動モーター
P 真空ポンプ
E (vacuum detection space)
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