JP2020097065A - 非接触吸引装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に吸引力を調整する。【解決手段】本開示の非接触吸引装置は、被吸引物に対して気体を噴き出すことにより発生する負圧によって、被吸引物を吸引しながら保持する。そして非接触吸引装置は、吸引部と、支持部と、複数の保持部と、調整部とを備える。吸引部は、気体を噴き出す複数の噴出口が形成された吸引面を有する。支持部は、吸引部の吸引面が形成されている側と対向する反対側に配置されて吸引部を支持する。複数の保持部は、吸引面の周囲に配置されて、吸引面に対して突出し、吸引部によって被吸引物が吸引されている場合に、先端部が被吸引物に接触するように構成される。調整部は、吸引面と支持部との間の距離を調整するように構成される。【選択図】図２

Description

本開示は、非接触で吸引しながら被吸引物を保持する非接触吸引装置に関する。

特許文献１には、ワークに対して気体を噴出することにより発生する負圧によって、ワークを吸引しながら保持して搬送する非接触搬送装置が記載されている。
非接触搬送装置を高速なワーク搬送に利用する場合には、ワークと非接触搬送装置との間に一定のギャップを設ける必要があるとともに、ワークの搬送中にワークが加速度方向へ動かないようにするための摩擦力を発生させるスタビライザを設ける必要がある。

特開２０１２−１３４４０２号公報

高速なワーク搬送に対応可能な強い吸引力を得るためには、気体の噴出流量を増加させる必要がある。しかし、ワークの中央部に大きな吸引力が発生することで、スタビライザとワークとの接触点が支点となってワークを折り曲げる力が発生し、ワークが破損してしまうことがある。これに対して、気体の噴出流量のみを変化させて吸引力を調整することにより、上記のようなワークの破損を回避することができる。しかし、高精度な流量制御装置および流量検出装置が必要となり、非接触吸引装置の製造コストが増加してしまうという問題があった。

本開示は、簡易に吸引力を調整することを目的とする。

本開示の一態様は、被吸引物に対して気体を噴き出すことにより発生する負圧によって、被吸引物を吸引しながら保持する非接触吸引装置であって、吸引部と、支持部と、複数の保持部と、調整部とを備える。吸引部は、気体を噴き出す複数の噴出口が形成された吸引面を有する。支持部は、吸引部の吸引面が形成されている側と対向する反対側に配置されて吸引部を支持する。複数の保持部は、吸引面の周囲に配置されて、吸引面に対して突出し、吸引部によって被吸引物が吸引されている場合に、先端部が被吸引物に接触するように構成される。調整部は、吸引面と支持部との間の距離を調整するように構成される。

このように構成された本開示の非接触吸引装置は、吸引面と支持部との間の距離を調整することにより、被吸引物が複数の保持部の先端部に接触している状態における被吸引物と吸引面との間の距離を調整し、被吸引物を吸引する吸引力を調整することができる。このため、本開示の非接触吸引装置は、高精度な流量制御装置および流量検出装置が不要となり、簡易に吸引力を調整することができる。

本開示の一態様では、複数の保持部の少なくとも一つには、先端部において、気体を吸い込むための吸込口が形成されているようにしてもよい。これにより、本開示の非接触吸引装置は、吸引部に加えて保持部によって被吸引物を吸引することが可能となるため、被吸引物を吸引しながら保持する能力を向上させることができる。

本開示の一態様では、調整部は、取付部と、ネジ穴とを備えるようにしてもよい。取付部は、吸引部において吸引面が形成されている側とは反対側から支持部に向かって延びて、ネジ山が形成される。ネジ穴は、支持部に形成され、取付部のネジ山に螺合するように構成される。

このように構成された本開示の非接触吸引装置は、取付部をネジ穴の内部に挿入して螺合させることにより、吸引部を支持部に対して固定することができる。そして、本開示の非接触吸引装置は、ネジ穴に対する取付部の挿入量を調整するという簡易な方法で、吸引面と支持部との間の距離を調整することができる。

本開示の一態様では、調整部は、スペーサと、固定部とを備えるようにしてもよい。スペーサは、吸引部と支持部との間に配置される。固定部は、吸引部と支持部との間にスペーサが配置された状態で、吸引部を支持部に対して固定するように構成される。

このように構成された本開示の非接触吸引装置は、吸引面と支持部との間の距離に対応した厚さのスペーサを選択して吸引部と支持部との間に配置するという簡易な方法で、吸引面と支持部との間の距離を調整することができる。

本開示の一態様では、吸引面の面積は、吸引部によって吸引されている被吸引物において吸引面が配置されている側を向いている面の面積の８０％以上であるようにしてもよい。これにより、本開示の非接触吸引装置は、吸引面と被吸引物との間の気流により負圧が発生する領域が広くなり、吸引面と被吸引物との間で発生する吸引力を大きくすることができる。

第１実施形態の非接触吸引装置の斜視図である。 吸引部と装置本体の一部分との概略構成を示す断面図である。 非接触吸引装置がワークを吸引している状態を示す正面図である。 第２実施形態の非接触吸引装置の斜視図である。 第２実施形態の非接触吸引装置の概略構成を示す断面図である。

（第１実施形態）
以下に本開示の第１実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の非接触吸引装置１は、図１に示すように、装置本体２と、吸引部３と、４個のスタビライザ４とを備える。

装置本体２は、金属材料（例えば、プラチナを含有するアルミニウム合金）で直方体状に形成されており、内部に、非接触吸引装置１の構成要素を収納する。
吸引部３は、装置本体２の直方体を形成する六面のうちの一面に取り付けられる。以下、吸引部３が取り付けられている面を、取付面２ａという。

吸引部３は、図２に示すように、吸引ヘッド１１と取付部１２とを備える。吸引ヘッド１１は、図１に示すように、金属材料（例えば、プラチナを含有するアルミニウム合金）で円板状に形成されている。吸引ヘッド１１は、吸引ヘッド１１の円板を形成する両面のうちの一方の面が取付面２ａと対向するように、且つ、取付面２ａの中央に位置するようにして、装置本体２に取り付けられる。以下、図２に示すように、吸引ヘッド１１の円板を形成する両面のうち、取付面２ａと対向する一方の面をヘッド取付面３ａといい、取付面２ａと対向していない他方の面を吸引面３ｂという。

図１に示すように、吸引ヘッド１１の吸引面３ｂには、吸引面３ｂに対して平行な断面が円形状となる凹部２１が形成されている。また、図１および図２に示すように、吸引面３ｂに対して垂直な方向に沿った凹部２１の断面形状は、吸引面３ｂから遠ざかるにつれて、凹部２１の直径が小さくなるテーパ形状となっている。

凹部２１の底面２１ａには、底面２１ａから突出するように、ノズル先端部２２が形成されている。ノズル先端部２２は、円錐台状に形成されている。すなわち、ノズル先端部２２は、吸引面３ｂに対して平行な断面が円形状である。さらに、吸引面３ｂに対して垂直な方向に沿ったノズル先端部２２の断面形状は、底面２１ａから遠ざかるにつれて、ノズル先端部２２の直径が小さくなるテーパ形状となっている。

凹部２１の側面２１ｂには、空気が噴き出される複数の噴出口２３が形成されている。
図２に示すように、取付部１２は、取付面２ａから突出するように形成された円柱状の部材である。取付部１２を形成する円柱の側面には、装置本体２に固定するための雄ネジ１２ａが形成されている。装置本体２の取付面２ａには、取付部１２が挿入されるネジ穴３１が形成されている。

このため、取付面２ａのネジ穴３１に取付部１２を挿入して、取付部１２の雄ネジ１２ａをネジ穴３１の内周壁に形成された雌ネジ３１ａに螺合することで、吸引ヘッド１１が装置本体２の取付面２ａから突出するようにして吸引部３が装置本体２に取り付けられる。

吸引部３の内部には、円柱状に形成された取付部１２における底面１２ｂから複数の噴出口２３へ空気を流通させるための流路２４が形成されている。底面１２ｂは、取付部１２を形成する円柱の二つの底面のうち、吸引ヘッド１１に連結されていない側の底面である。

このため、非接触吸引装置１は、流路２４が空気供給装置に接続されることにより、複数の噴出口２３から空気を噴き出すことができる。
図１に示すように、４個のスタビライザ４はそれぞれ、取付面２ａを形成する矩形の四隅において取付面２ａから突出するように形成された部材である。４個のスタビライザ４は、取付面２ａから突出する長さが互いに等しくなるように形成されている。さらに、４個のスタビライザ４は、取付面２ａから突出する長さが、取付面２ａと吸引面３ｂとの間の距離よりも長くなるように形成されている。

図３に示すように、非接触吸引装置１は、吸引ヘッド１１から空気を噴き出すことで吸引ヘッド１１とワークＷＫとの間に発生する空気流によって生じるベルヌーイ効果またはサイクロン効果を利用して、吸引ヘッド１１とワークＷＫとが接触していない状態でワークＷＫを吸引する。

また非接触吸引装置１は、ワークＷＫを吸引することにより、４個のスタビライザ４をワークＷＫに接触させる。これにより、非接触吸引装置１は、ワークＷＫの面が吸引ヘッド１１の吸引面３ｂに対して平行な状態を維持し、さらに、ワークＷＫと吸引ヘッド１１の吸引面３ｂとを接触させることなくワークＷＫを保持することができる。

このように構成された非接触吸引装置１は、ワークＷＫに対して気体を噴き出すことにより発生する負圧によって、ワークＷＫを吸引しながら保持する。そして非接触吸引装置１は、吸引部３と、装置本体２と、４個のスタビライザ４と、取付部１２およびネジ穴３１とを備える。

吸引部３は、気体を噴き出す複数の噴出口２３が形成された吸引面３ｂを有する。装置本体２は、吸引部３の吸引面３ｂが形成されている側と対向する反対側に配置されて吸引部３を支持する。４個のスタビライザ４は、吸引面３ｂの周囲に配置されて、吸引面３ｂに対して突出し、吸引部３によってワークＷＫが吸引されている場合に、先端部がワークＷＫに接触するように構成される。取付部１２およびネジ穴３１は、吸引面３ｂと装置本体２との間の距離を調整するように構成される。

このように非接触吸引装置１は、吸引面３ｂと装置本体２との間の距離を調整することにより、ワークＷＫが４個のスタビライザ４の先端部に接触している状態におけるワークＷＫと吸引面３ｂとの間の距離を調整し、ワークＷＫと吸引面３ｂとの間の距離を大きくすることで、吸引力を小さくし、ワークＷＫと吸引面３ｂとの間の距離を小さくすることで、吸引力を大きくするといった、ワークＷＫを吸引する吸引力を調整することができる。このため、非接触吸引装置１は、高精度な流量制御装置および流量検出装置が不要となり、簡易に吸引力を調整することができる。

また取付部１２は、吸引部３において吸引面３ｂが形成されている側とは反対側から装置本体２に向かって延びて、ネジ山が形成される。ネジ穴３１は、装置本体２に形成され、取付部１２のネジ山に螺合するように構成される。

このように非接触吸引装置１は、取付部１２をネジ穴３１の内部に挿入して螺合させることにより、吸引部３を装置本体２に対して固定することができる。そして非接触吸引装置１は、ネジ穴３１に対する取付部１２の挿入量を調整するという簡易な方法で、吸引面３ｂと装置本体２との間の距離を調整することができる。

以上説明した実施形態において、ワークＷＫは被吸引物に相当し、装置本体２は支持部に相当し、スタビライザ４は保持部に相当し、取付部１２およびネジ穴３１は調整部に相当する。

（第２実施形態）
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の非接触吸引装置５１は、図４および図５に示すように、装置本体５２と、吸引部５３と、４個のスタビライザ５４と、２個のスペーサ５５と、２個の固定ネジ５６とを備える。

装置本体５２は、金属材料（例えば、プラチナを含有するアルミニウム合金）で直方体状に形成されており、内部に、非接触吸引装置５１の構成要素を収納する。
吸引部５３は、装置本体５２の直方体を形成する六面のうちの一面に、２個のスペーサ５５を介して取り付けられる。以下、装置本体５２において、吸引部５３が取り付けられている面を、取付面５２ａという。また、装置本体５２において、取付面５２ａに対向する面を底面５２ｂという。

吸引部５３は、図４に示すように、金属材料（例えば、プラチナを含有するアルミニウム合金）で板状に形成されている。吸引部５３は、吸引部５３の両面のうちの一方の面が取付面５２ａと対向するように装置本体５２に取り付けられる。以下、吸引部５３の両面のうち、取付面５２ａと対向する一方の面を取付面５３ａといい、取付面５２ａと対向していない他方の面を吸引面５３ｂという。

取付面５３ａおよび吸引面５３ｂは、取付面５２ａと同一の矩形に対して矩形の四隅を円弧状に切り欠いた形状を有する。吸引面５３ｂの面積は、非接触吸引装置５１が吸引するワークの面積の８０％以上となるように設定されている。

そして、取付面５３ａおよび吸引面５３ｂはそれぞれ、取付面５３ａおよび吸引面５３ｂの矩形を形成する四辺が、取付面５２ａの矩形を形成する四辺と対向するように配置される。したがって、取付面５３ａの全体が取付面５２ａに対向する。このため、取付面５２ａのうち、取付面５２ａを形成する矩形の四隅の領域が、取付面５３ａに覆われずに露出する。

吸引部５３の吸引面５３ｂには、吸引面５３ｂに対して平行な断面が円形状となる凹部７１が形成されている。また、図４および図５に示すように、吸引面５３ｂに対して垂直な方向に沿った凹部７１の断面形状は、吸引面５３ｂから遠ざかるにつれて、凹部７１の直径が小さくなるテーパ形状となっている。

凹部７１の底面７１ａには、底面７１ａから突出するように、ノズル先端部７２が形成されている。ノズル先端部７２は、円錐台状に形成されている。すなわち、ノズル先端部７２は、吸引面５３ｂに対して平行な断面が円形状である。さらに、吸引面５３ｂに対して垂直な方向に沿ったノズル先端部７２の断面形状は、底面７１ａから遠ざかるにつれて、ノズル先端部７２の直径が小さくなるテーパ形状となっている。

凹部７１の側面７１ｂには、空気が噴き出される複数の噴出口７３が形成されている。
吸引部５３には、図５に示すように、固定ネジ５６を挿入するために吸引部５３の取付面５２ａと吸引面５３ｂとの間で貫通する２個の貫通孔７４が形成されている。

図４に示すように、４個のスタビライザ５４はそれぞれ、取付面５２ａを形成する矩形の四隅において取付面５２ａから突出するように形成された部材である。４個のスタビライザ５４は、取付面５２ａから突出する長さが互いに等しくなるように形成されている。さらに、４個のスタビライザ５４は、その端部５４ａと取付面５２ａとの間の距離が、取付面５２ａと吸引面５３ｂとの間の距離より長くなるように形成されている。端部５４ａは、スタビライザ５４の両端のうち、装置本体５２に連結されていない側の端部である。

４個のスタビライザ５４の端部５４ａには、空気を吸い込むための吸込口８１が形成されている。
図５に示すように、２個のスペーサ５５は、板状に形成された部材であり、装置本体５２と吸引部５３との間に配置される。２個のスペーサ５５には、固定ネジ５６を挿入するためにスペーサ５５を貫通する貫通孔８６が形成されている。

２個の固定ネジ５６は、吸引部５３を装置本体５２に固定するためのネジである。なお、装置本体５２の取付面５２ａには、貫通孔７４と対向する位置に、固定ネジ５６が挿入される２個のネジ穴６１が形成されている。

２個の固定ネジ５６は、貫通孔７４と貫通孔８６とネジ穴６１とが直線上に配置された状態で、吸引面５３ｂ側から貫通孔７４に挿入される。これにより、固定ネジ５６の雄ネジが、ネジ穴６１の内周壁に形成された雌ネジに螺合し、吸引部３がスペーサ５５を介して装置本体２に固定される。

非接触吸引装置５１は、装置本体５２の底面５２ｂから複数の噴出口７３へ空気を流通させるための流路６２を備える。このため、非接触吸引装置１は、流路６２が空気供給装置に接続されることにより、複数の噴出口２３から空気を噴き出すことができる。

また非接触吸引装置５１は、スタビライザ５４の吸込口８１から装置本体５２の底面５２ｂへ空気を流通させるための流路６３を備える。このため、非接触吸引装置１は、流路６３が空気吸引装置に接続されることにより、吸込口８１から空気を吸引することができる。

非接触吸引装置５１は、吸引部５３から空気を噴き出すことで吸引部５３とワークとの間に発生する空気流によって生じるベルヌーイ効果またはサイクロン効果を利用して、吸引部５３とワークとが接触していない状態でワークを吸引する。

また非接触吸引装置５１は、ワークを吸引することにより、４個のスタビライザ５４をワークに接触させる。これにより、非接触吸引装置５１は、ワークの面が吸引部５３の吸引面５３ｂに対して平行な状態を維持して、ワークを保持することができる。

また非接触吸引装置５１は、スタビライザ５４の吸込口８１から空気を吸引することにより、スタビライザ５４とワークとが接触している状態でスタビライザ５４によってワークを吸引する。これにより、非接触吸引装置５１は、ワークを吸引する吸引力を更に大きくすることができる。

このように構成された非接触吸引装置５１は、ワークに対して気体を噴き出すことにより発生する負圧によって、ワークを吸引しながら保持する。そして非接触吸引装置５１は、吸引部５３と、装置本体５２と、４個のスタビライザ５４と、２個のスペーサ５５および２個の固定ネジ５６とを備える。

吸引部５３は、気体を噴き出す複数の噴出口７３が形成された吸引面５３ｂを有する。装置本体５２は、吸引部５３の吸引面５３ｂが形成されている側と対向する反対側に配置されて吸引部５３を支持する。４個のスタビライザ５４は、吸引面５３ｂの周囲に配置されて、吸引面５３ｂに対して突出し、吸引部５３によってワークが吸引されている場合に、先端部がワークに接触するように構成される。２個のスペーサ５５および２個の固定ネジ５６は、吸引面５３ｂと装置本体５２との間の距離を調整するように構成される。

このように非接触吸引装置１は、吸引面５３ｂと装置本体５２との間の距離を調整することにより、ワークが４個のスタビライザ５４の先端部に接触している状態におけるワークと吸引面５３ｂとの間の距離を調整し、上述の通り、ワークを吸引する吸引力を調整することができる。このため、非接触吸引装置５１は、高精度な流量制御装置および流量検出装置が不要となり、簡易に吸引力を調整することができる。
さらに、本形態の吸引部５３は吸引面５３ｂの面積を大きくとることができ、吸引面５３ｂとワークとの間の空気の流れを安定化することができる。これにより、安定した吸引力を得ることができる。

またスペーサ５５は、吸引部５３と装置本体５２との間に配置される。固定ネジ５６は、吸引部５３と装置本体５２との間にスペーサ５５が配置された状態で、吸引部５３を装置本体５２に対して固定するように構成される。

このように非接触吸引装置５１は、吸引面５３ｂと装置本体５２との間の距離に対応した厚さのスペーサ５５を選択して吸引部５３と装置本体５２との間に配置するという簡易な方法で、吸引部５３と装置本体５２との間の距離を調整することができる。

４個のスタビライザ５４には、端部５４ａにおいて、気体を吸い込むための吸込口８１が形成されている。これにより、非接触吸引装置５１は、吸引部５３に加えてスタビライザ５４によってワークを吸引することが可能となるため、ワークを吸引しながら保持する能力を向上させることができる。

また、吸引面５３ｂの面積は、吸引部５３によって吸引されているワークにおいて吸引面５３ｂが配置されている側を向いている面の面積の８０％以上である。これにより、非接触吸引装置５１は、吸引面５３ｂとワークとの間の気流により負圧が発生する領域が広くなり、吸引面５３ｂとワークとの間で発生する吸引力を大きくすることができる。

以上説明した実施形態において、装置本体５２は支持部に相当し、スタビライザ５４は保持部に相当し、スペーサ５５および固定ネジ５６は調整部に相当し、固定ネジ５６は固定部に相当する。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
例えば、スタビライザ４，５４における両端の内、装置本体２，５２側とは反対側の一端に、摩擦係数の大きい部材（例えば、シリコーンゴム製の部材）を配置するようにしてもよい。このような部材を配置すれば、吸引面３ｂ，５３ｂとワークとの位置がずれることを防止することができ、吸引力を安定化させることができる。また、非接触吸引装置１，５１によりワークを吸引して搬送する場合、ワークが非接触吸引装置１，５１から外れることも防止できる。

さらに、スタビライザ４，５４は必ずしも装置本体２，５２における取付面２ａ，５２ａ上に形成されている必要はなく、吸引面３ｂ，５３ｂの周囲に配置されるように、装置本体２，５２の取付面２ａ，５２ａ以外の箇所に固定されていてもよい。
上述の第２実施形態で示した、スタビライザ５４において、端部５４ａに気体を吸い込むための吸込口８１を形成していたが、吸込口８１は必ずしも形成されていなくともよい。また、このような吸込口８１を第１実施形態で示したスタビライザ４に形成することとしてもよい。

さらに、上述の第２実施形態では、吸引部５３における、取付面５３ａおよび吸引面５３ｂは、装置本体５２における取付面５２ａと同一の矩形に対して矩形の四隅を円弧状に切り欠いた形状を有することを示したが、吸引部５３における、取付面５３ａおよび吸引面５３ｂは、装置本体５２における取付面５２ａの形状と異なっていてもよく、取付面５２ａの大きさよりも大きく形成されていてもよい。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

１…非接触吸引装置、２…装置本体、３…吸引部、３ｂ…吸引面、４…スタビライザ、１２…取付部、２３…噴出口、３１…ネジ穴、５１…非接触吸引装置、５２…装置本体、５３…吸引部、５３ｂ…吸引面、５４…スタビライザ、５５…スペーサ、５６…固定ネジ、７３…噴出口

Claims (5)

1. 被吸引物に対して気体を噴き出すことにより発生する負圧によって、前記被吸引物を吸引しながら保持する非接触吸引装置であって、
   気体を噴き出す複数の噴出口が形成された吸引面を有する吸引部と、
   前記吸引部の前記吸引面が形成されている側と対向する反対側に配置されて前記吸引部を支持する支持部と、
   前記吸引面の周囲に配置されて、前記吸引面に対して突出し、前記吸引部によって前記被吸引物が吸引されている場合に、先端部が前記被吸引物に接触するように構成された複数の保持部と、
   前記吸引面と前記支持部との間の距離を調整するように構成された調整部と
   を備える非接触吸引装置。
2. 請求項１に記載の非接触吸引装置であって、
   前記複数の保持部の少なくとも一つには、前記先端部において、気体を吸い込むための吸込口が形成されている非接触吸引装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の非接触吸引装置であって、
   前記調整部は、
   前記吸引部において前記吸引面が形成されている側とは反対側から前記支持部に向かって延びて、ネジ山が形成された取付部と、
   前記支持部に形成され、前記取付部の前記ネジ山に螺合するように構成されたネジ穴と
   を備える非接触吸引装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の非接触吸引装置であって、
   前記調整部は、
   前記吸引部と前記支持部との間に配置されるスペーサと、
   前記吸引部と前記支持部との間に前記スペーサが配置された状態で、前記吸引部を前記支持部に対して固定するように構成された固定部と
   を備える非接触吸引装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の非接触吸引装置であって、
   前記吸引面の面積は、前記吸引部によって吸引されている前記被吸引物において前記吸引面が配置されている側を向いている面の面積の８０％以上である非接触吸引装置。

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