JP2019006554A - 動力式真空リフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業性に優れた真空リフト装置を提供する。【解決手段】真空発生源である真空ユニット２と、真空ユニット２に付設された真空タンク３と、複数の吸着パッド６と、真空ユニット２と複数の吸着パッド６のそれぞれとを繋ぐメイン配管７と、を備えて、真空リフト装置１を構成する。真空タンク３とメイン配管７とを、バイパス管路８で接続する。【選択図】図１

Description

本発明は、動力式真空リフト装置に係り、特に、真空ユニット及び真空タンクと吸着パッドとを繋ぐ配管の配管構造に関する。

従来、真空ポンプを駆動することにより発生する真空を利用して吸着パッドに搬送物を吸着し、吸着された搬送物をクレーンやホイスト等の搬送機器を用いて吊り上げる動力式真空リフト装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図３に、従来知られているこの種の真空リフト装置の配管構造を示す。本例の配管構造は、真空発生源である真空ユニット１０１と、真空ユニット１０１に付設された真空タンク１０２と、複数の吸着パッド１０３と、真空ユニット１０１と複数の吸着パッド１０３のそれぞれとを繋ぐメイン配管１０４と、を備えて構成されている。メイン配管１０４には、吸着パッド１０３毎に、吸着パッド１０３内の真空度が吸着圧力に達したことを検出して吸着完了信号を出力するバルブユニット１０５と、吸着完了信号を検出したときに、図示しない表示器に吸着完了表示を行う制御盤１０６と、が備えられている。

真空タンク１０２内の真空度、及び、真空ユニット１０１とバルブユニット１０５とを繋ぐメイン配管１０４内の真空度は、真空ユニット１０１により常時所定の範囲に保たれている。吸着パッド１０３が搬送物の表面に載置された状態でバルブユニット１０５が吸着側に切り換えられると、吸着パッド１０３内の大気圧、及び、バルブユニット１０５と吸着パッド１０３とを繋ぐ配管内の大気圧は、メイン配管１０４内に流入し、真空ユニット１０１側の真空度と吸着パッド１０３側の真空度とが平衡に達する。このときの圧力を「バランス圧力」という。

真空ユニット１０１は、動力式真空リフト装置１００のオペレータによる搬送物の吸着指示に応じて起動される。これにより、真空ユニット１０１から吸着パッド１０３に至る系内の真空度は、搬送物の吊り上げが可能な吸着圧力まで上昇し、吸着パッド１０３による搬送物の吊り上げ及び搬送が可能になる。

吸着パッド１０３内の真空度が吸着圧力に達すると、バルブユニット１０５から吸着完了信号が出力される。制御盤１０６は、バルブユニット１０５からの吸着完了信号を検出して図示しない表示器を駆動し、オペレータに吸着パッド１０３内の真空度が吸着圧力に達したことを報知する。オペレータは、表示器の表示内容を確認することにより、吸着パッド１０３内の真空度が吸着圧力に達したことを知ることができるので、図示しないクレーンやホイストの搬送機器を操作して、搬送物の搬送作業を行うことができる。

特開平５−２０１６８４号公報

動力式真空リフト装置１００は、その構造上、無動力式真空リフト装置又は電磁式真空リフト装置に比べて搬送物の吸着に長時間を要するので、作業性に劣る。このため、動力式真空リフト装置１００については、吸着パッド１０３による搬送物の吸着開始から吸着パッド１０３側の空気圧が吸着圧力に達するまでの時間（以下、これを「吸着時間」という。）を短縮することが求められる。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、作業性に優れた真空リフト装置を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、真空発生源である真空ユニットと、前記真空ユニットに付設された真空タンクと、複数の吸着パッドと、前記真空ユニットと前記複数の吸着パッドのそれぞれとを繋ぐメイン配管と、を備えた真空リフト装置において、前記真空タンクと前記メイン配管とを繋ぐバイパス管路を備えたことを特徴とする。

バイパス管路を備えない従来構造の動力式真空リフト装置は、搬送物の吸着開始時に、吸着パッド側の大気圧がメイン配管のみを通って真空ユニット側に流入する。このため、従来構造の動力式真空リフト装置は、搬送物の吸着開始時に、吸着パッド側からメイン配管内に流入する大気の流入量が真空ユニットの能力を上回って、メイン配管内の真空度が急激に下がり、系内の圧力がバランス圧力に到達するまでに長時間を要することになり、その結果として、吸着時間が長くなる。なお、以下の説明においては、系内の圧力がバランス圧力に到達するまでの時間を「バランス圧力到達時間」という。これに対して、真空タンクとメイン配管とを繋ぐバイパス管路を備えると、吸着パッド側からメイン配管内に流入する大気の一部が直接真空タンク内に導かれるので、メイン配管内の真空度の低下を抑制できる。よって、バランス圧力到達時間と短縮でき、その結果、吸着時間を短縮できて、動力式真空リフト装置の作業性を改善できる。

また本発明は、前記課題を解決するため、前記メイン配管は、前記複数の吸着パッドのそれぞれに対応して、前記吸着パッド内の真空度が搬送物を吊り上げ可能な吸着圧力に達したことを検出して吸着完了信号を出力するバルブユニットを備えていることを特徴とする。

本構成によると、バルブユニットから出力される吸着完了信号を利用して、動力式真空リフト装置のオペレータに搬送物の吊り上げが可能になったことを報知できる。よって、動力式真空リフト装置のオペレータは、経験に基づいてクレーンやホイスト等の搬送機器の操作を行う場合に比べて、動力式真空リフト装置の作業性を改善できる。

本発明は、真空タンクとメイン配管とを繋ぐバイパス管路を備えたので、搬送物に対する吸着パッドの吸着時間を短縮できて、動力式真空リフト装置の作業性を向上することができる。

実施形態に係る動力式真空リフト装置の配管構造を示す回路図である。 実施形態に係る動力式真空リフト装置の効果を、従来構造の動力式真空リフト装置と比較して示す表図である。 従来例に係る動力式真空リフト装置の配管構造を示す回路図である。

以下、実施形態に係る動力式真空リフト装置を図に基づいて説明する。なお、以下に記載する本発明の実施形態は、本発明を具体化する際の一例を示すものであって、本発明の範囲を実施形態の記載の範囲に限定するものではない。従って、本発明は、実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。

図１に示すように、実施形態に係る動力式真空リフト装置１は、真空発生源である真空ユニット２と、真空ユニット２に付設された真空タンク３と、真空ユニット２の切換制御を行う第１の制御盤４及び第２の制御盤５と、複数の吸着パッド６と、真空ユニット２と複数の吸着パッド６のそれぞれとを繋ぐメイン配管７と、真空タンク３とメイン配管７とを繋ぐバイパス管路８と、を備えて構成されている。

メイン配管７には、吸着パッド６毎に、吸着パッド６内の真空度が吸着圧力に達したことを検出して吸着完了信号を出力するバルブユニット９と、バルブユニット９から出力される吸着完了信号を検出して図示しない表示器の駆動制御を行う第３の制御盤１１と、真空釈放時に使用する第１の電磁弁１２と、が備えられている。なお、表示器としては、表示灯、ブザー、液晶表示装置等から選択される１つ又は複数を用いることができる。

真空ユニット２は、真空ポンプ２１と、真空ポンプ２１の駆動源であるモータ２２と、を有する。真空ポンプ２１の吸気側には、メイン配管７の一端が接続されている。また、真空ポンプ２１の排気側は、第１のサイレンサ２３を介して大気に開放されている。メイン配管７には、真空ポンプ２１側から、第１のエアフィルタ２４、第１の逆止弁２５、第２の逆止弁２６、停電に同調して切換操作される第２の電磁弁１３、第２のエアフィルタ２７が、この順に設けられている。第１の逆止弁２５は、真空ポンプ２１側から真空タンク３側への空気の逆流を防止する。また、第２の逆止弁２６は、真空ポンプ２１側からメイン配管７側への空気の逆流を防止する。

加えて、真空ユニット２は、真空タンク３とメイン配管７とを繋ぐサブ配管２９を有している。サブ配管２９には、真空タンク３とメイン配管７との連通を断続する第３の電磁弁３０が備えられる。また、真空ユニット２は、メイン配管７とサブ配管２８とを繋ぐ合流管路３１を有している。合流管路３１には、メイン配管７の空気圧を真空タンク３内の真空に合流させる第３の逆止弁３２が設定される。さらに、真空ユニット２には、サブ配管２９内の圧力値を検出する第１の真空ゲージ３３と、メイン配管７内の圧力値を検出する第２の真空ゲージ３４と、が備えられている。

真空タンク３は、停電時に吸着パッド６内の真空度をある程度の時間、吸着圧力以下に維持可能な容量を少なくとも有する。真空タンク３の容量は、バランス圧力到達時間の短縮化を図るためには大容量であるほど有利であり、どの程度の容量を有する真空タンク３を備えるかは、設置スペース及び設置コスト等を考慮して決定される。なお、図１の例においては、２個を１組とする２組の真空タンク３が並列に接続されているが、真空タンク３の個数及び接続方式については、これに制限されるものではない。

第１の制御盤４は、第１の圧力センサ４１と、第３の真空ゲージ４２と、から構成されており、サブ配管２９内の真空度が第１の設定値（図１の例では、−８０ｋＰａ）になったときに真空ポンプ２１を起動し、サブ配管２９内の真空度が第２の設定値（図１の例では、−８７ｋＰａ）になったときに真空ポンプ２１を停止する。

第２の制御盤５は、第２の圧力センサ４３と、第４の真空ゲージ４４と、から構成されており、メイン配管７内の真空度が第１の設定値（図１の例では、−７３ｋＰａ）になったときに真空タンク３の開放信号を第３の電磁弁３０に出力し、メイン配管７内の真空度が第２の設定値（図１の例では、−８０ｋＰａ）になったときに真空タンク３の閉鎖信号を第３の電磁弁３０に出力する。

吸着パッド６は、搬送物の形状に応じた適宜の形状を有するものが用いられる。即ち、搬送物がガラス板等の平板状の物体である場合には、吸着面が平面状に形成されたものが用いられる。また、搬送物が鋼管等の円筒状の物体である場合には、吸着面が孤面状に形成されたものが用いられる。吸着パッド６には、バルブユニット９、三方弁４５及びスイベルジョイント４６を介してメイン配管７の一端が接続される。なお、吸着パッド６は、クレーン又はホイスト等の図示しない搬送機器に吊り下げられており、吸着した搬送物を搬送機器により吊り上げて所定の搬送位置まで搬送する。

バイパス管路８には、真空タンク３からメイン配管７への真空の流出を防止するための第３の逆止弁４７が備えられる。なお、図１の例においては、２系列のバイパス管路８が設けられているが、バイパス管路８の系列数は、これに制限されるものではない。

バルブユニット９は、メイン配管７を断続する第４の電磁弁５１と、第４の電磁弁５１に付設された第２のサイレンサ５２と、第３の圧力センサ５３と、第５の真空ゲージ５４と、第４のエアフィルタ５５と、から構成されている。第４の電磁弁５１は、オペレータからの切換指示に応じて、吸着側又は釈放側に切り換えられる。第４の電磁弁５１が吸着側に切り換えられた場合には、吸着パッド６がメイン配管７と連通し、吸着パッド６による搬送物の吸着が可能になる。これに対して、第４の電磁弁５１が釈放側に切り換えられた場合には、吸着パッド６の真空が第２のサイレンサ５２から大気に開放され、吸着パッド６からの搬送物の釈放が可能になる。

第３の圧力センサ５３は、メイン配管７内の真空度が第１の設定値（図１の例では、−７３ｋＰａ）になったときに吸着完了信号をパイロット配管１０に出力し、メイン配管７内の真空度が第２の設定値（図１の例では、−６７ｋＰａ）になったときに吸着完了信号の出力を停止する。

第３の制御盤１１は、第４の圧力センサ６１と、第６の真空ゲージ６２と、から構成されている。第４の圧力センサ６１は、吸着パッド６内の真空度を監視しており、吸着パッド６内の真空度が吸着完了信号に相当する値（図１の例では、−２０ｋＰａ〜−７５ｋＰａ）になったときには、図示しない表示器に吸着完了表示信号を出力する。表示器は、第３の制御盤１１からの吸着完了表示信号を受けて、所定の表示動作を実行する。

第１の電磁弁１２は、釈放完了時に釈放側に切り換えられ、メイン配管７内の圧力を大気に開放する。

第２の電磁弁１３は、停電に同調して自動的に切り換えられ、メイン配管７内の圧力を、停電時におけるメイン配管７内の圧力のまま維持する。これにより、吸着パッド６に搬送物が吸着されている状態で停電が発生した場合にも、吸着パッド６内の真空度が吸着完了状態のまま維持されて、吸着パッド６からの搬送物の落下が防止される。

以下、実施形態に係る動力式真空リフト装置１の動作について説明する。

吸着パッド６に搬送物が吸着されておらず、クレーン等の搬送機器により吸着パッド６が吊り上げられている状態においても、真空タンク３内の真空度は、所定の範囲（図１の例では、−８０ｋＰａ〜−８７ｋＰａ）に維持されている。また、この状態においては、第１の電磁弁１２及び第４の電磁弁５１が釈放側に切り換えられ、第２の電磁弁１３が導通側に切り換えられている。

この状態から、オペレータが図示しない吸着開始スイッチを操作して、動力式真空リフト装置１に搬送物の吸着開始を指示すると、第１の電磁弁１２及び第４の電磁弁５１が吸着側に切り換えられると共に、クレーン等の搬送機器が駆動されて吸着パッド６が下降を開始する。真空ポンプ２１は、吸着パッド６が搬送物に表面に載置される以前又は以後の所定のタイミングで起動され、吸着パッド６内の空気の真空引きを開始する。

第４の電磁弁５１が吸着側に切り換えられることにより、第４の電磁弁５１の設定部よりも吸着パッド６側のメイン配管７内の大気圧及び吸着パッド６内の大気圧は、第４の電磁弁５１を通って、第４の電磁弁５１の設定部よりも真空ポンプ２１側のメイン配管７内に流入する。これにより、第４の電磁弁５１の設定部よりも真空ポンプ２１側のメイン配管７内の真空度は、吸着開始が指示される以前よりも低下する。

メイン配管７内に流入した大気圧は、その一部が、第２のエアフィルタ２７、第２の逆止弁２６、第１の逆止弁２５及び第１のエアフィルタ２４を通って真空ポンプ２１により真空引きされ、第１のサイレンサ２３より外部に排出される。また、メイン配管７内に流入した大気圧の一部は、バイパス管路８を通って真空タンク３内に流入する。従って、真空タンク３内の真空度は、メイン配管７内の空気が流入する以前よりも低下する。

メイン配管７内の真空度が第２の制御盤５に設定された第１の設定値（−７３ｋＰａ）を超えると、第２の圧力センサ４３の出力信号によって第３の電磁弁３０が開位置に切り換えられる。これにより、メイン配管７内の真空圧とサブ配管２９内の真空圧とが合流管路３１を介して合流し、バランス圧力となる。上記のように、実施形態に係る動力式真空リフト装置１は、真空タンク３とメイン配管７とをバイパス管路８で接続したので、バイパス管路８を備えない場合に比べて、吸着開始時におけるメイン配管７内の真空圧の低下を抑制できる。よって、実施形態に係る動力式真空リフト装置１は、バイパス管路８を備えない従来の動力式真空リフト装置に比べて、バランス圧力到達時間を短縮できる。

メイン配管７内の真空度がバランス圧力に達した後も、真空ポンプ２１は駆動を継続する。そして、メイン配管７内の真空度が、第２の制御盤５に設定された第２の設定値（−８０ｋＰａ）に達した段階で、第３の電磁弁３０が閉位置に切り換えられると共に、真空ポンプ２１が停止される。これにより、メイン配管７内の真空度が吸着圧力に達する。

メイン配管７内の真空度が吸着圧力に達すると、第３の圧力センサ５３から吸着完了信号が出力される。第４の圧力センサ６１は、第３の圧力センサ５３からの吸着完了信号を検出し、図示しない表示器に吸着完了表示信号を送信する。オペレータは、表示器の表示内容を確認することにより、吸着パッド６内の真空度が、搬送物を吊り上げ可能な値になったことを知ることができるので、クレーン等の搬送機器を駆動して、搬送物を所定の搬送位置まで搬送することができる。

搬送物を所定の搬送位置まで搬送した後、オペレータは、図示しない釈放開始スイッチを操作して、動力式真空リフト装置１に搬送物の釈放開始を指示する。オペレータにより搬送物の釈放開始が指示されると、第４の電磁弁５１が釈放側に切り換えられ、第２のサイレンサ５２より吸着パッド６内に大気が導入される。これにより、吸着パッド６からの搬送物の取り外しが可能になる。また、これと同時に、第１の電磁弁１２が釈放側に切り換えられ、メイン配管７内が大気圧となる。

吸着パッド６に搬送物が吸着されている状態で停電が発生すると、第２の電磁弁１３が停電に同調して自動的に遮断側に切り換えられ、メイン配管７内の圧力が吸着完了信号に対応する値のまま維持される。従って、吸着パッド６に搬送物が吸着されている状態で停電が発生しても、吸着パッド６から搬送物が落下することはなく、停電時における動力式真空リフト装置１の安全性が確保される。

図２に、実施形態に係る動力式真空リフト装置１の効果を、バイパス管路８を備えない従来構成の動力式真空リフト装置と比較して示す。図２において、「従来回路」は従来構成の動力式真空リフト装置の測定値を示しており、「本案回路」は、実施形態に係る動力式真空リフト装置１の測定値を示している。なお、バランス圧力到達時間及び吸着時間の測定は、バランス圧力を−５０ｋＰａに設定し、回路中に備えられた第１〜第６の真空ゲージ３３、３４、４２、４４、５４、６２の指示値の挙動を動画に撮影して観察することにより行った。

図２に示すように、従来回路はバランス圧力到達時間が６．０秒であったのに対して、本案回路はバランス圧力到達時間が２．５秒であった。また、吸着時間については、従来回路では８．６秒であったのに対し、本案回路は５．８秒であった。このことから、真空タンク３とメイン配管７とを繋ぐバイパス管路８を備えた本案回路は、バイパス管路を備えない従来回路に比べ、吸着時間の短縮に関して有意な効果のあることが分かった。

また、実施形態に係る動力式真空リフト装置１は、複数の吸着パッド６のそれぞれに対応して、吸着パッド６内の真空度が搬送物を吊り上げ可能な吸着圧力に達したことを検出して吸着完了信号を出力するバルブユニット９を備える、という構成を有している。
本構成によると、バルブユニット９から出力される吸着完了信号を利用して、動力式真空リフト装置１のオペレータに搬送物の吊り上げが可能になったことを報知できるので、オペレータが経験に基づいてクレーンやホイスト等の搬送機器の操作を行う場合に比べて、動力式真空リフト装置１の作業性を改善できる。

なお、本発明の範囲は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で発明特定事項を追加、削除及び変更したものも含む。
例えば、上記の実施形態においては、バルブユニット９から吸着完了信号のみを出力する構成としたが、吸着完了信号及び釈放完了信号の双方をバルブユニット９から出力する構成とすることもできる。このようにすると、例えば表示器として、赤色灯と青色灯とを有する集合ランプを備え、吸着完了表示信号に応じて青色灯を点灯又は点滅させ、釈放完了表示信号に応じて赤色灯を点灯又は点滅させる、という表示動作を行わせることができるので、動力式真空リフト装置１の作業性をより一層効果的に改善できる。

また、上記の実施形態においては、回路中に第１〜第６の真空ゲージ３３、３４、４２、４４、５４、６２を備えたが、これらの全部又は一部については省略しても良い。
真空ゲージを省略すると、回路構成の簡略化と、動力式真空リフト装置１の低コスト化と、を図ることができる。

１…動力式真空リフト装置、２…真空ユニット、３…真空タンク、４…第１の制御盤、５…第２の制御盤、６…吸着パッド、７…メイン配管、８…バイパス管路、９…バルブユニット、１１…第３の制御盤、１２…第１の電磁弁、１３…第２の電磁弁、２１…真空ポンプ、２２…モータ、２３…第１のサイレンサ、２４…第１のエアフィルタ、２５…第１の逆止弁、２６…第２の逆止弁、２７…第２のエアフィルタ、２９…サブ配管、３０…第３の電磁弁、３１…合流管路、３２…第３の逆止弁、３３…第１の真空ゲージ、３４…第２の真空ゲージ、４１…第１の圧力センサ、４２…第３の真空ゲージ、４３…第２の圧力センサ、４４…第４の真空ゲージ、４５…三方弁、４６…スイベルジョイント、４７…第３の逆止弁、５１…第４の電磁弁、５２…第２のサイレンサ、５３…第３の圧力センサ、５４…第５の真空ゲージ、５５…第４のエアフィルタ、６１…第４の圧力センサ、６２…第６の真空ゲージ

Claims (2)

1. 真空発生源である真空ユニットと、前記真空ユニットに付設された真空タンクと、複数の吸着パッドと、前記真空ユニットと前記複数の吸着パッドのそれぞれとを繋ぐメイン配管と、を備えた真空リフト装置において、
   前記真空タンクと前記メイン配管とを繋ぐバイパス管路を備えたことを特徴とする真空リフト装置。
2. 前記メイン配管は、前記複数の吸着パッドのそれぞれに対応して、前記吸着パッド内の真空度が搬送物を吊り上げ可能な吸着圧力に達したことを検出して吸着完了信号を出力するバルブユニットを備えていることを特徴とする請求項１に記載の真空リフト装置。

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