JP2761261B2

JP2761261B2 - 移動具

Info

Publication number: JP2761261B2
Application number: JP1261212A
Authority: JP
Inventors: ストールクルト
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: DE8813521U1; SE8903532D0; SE8903532L; SE511790C2; JPH02158596A

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的［産業上の利用分野］本発明は、物体を移動するための道具に関し、詳しく
は工作物等の物体を把持、移動、操作するための道具に
関する。

［従来の技術］従来の移動具は保持部材の役割をする吸引カップを一
個具備している。吸引カップは、可塑性を有する材料か
ら形成されることが望ましい皿状または円錐形状の吸引
盤を有している。吸引カップで囲まれた吸引スペースは
真空パイプを通して吸引具につながっている。吸引具は
真空ポンプ等が考えられる。使用の際には、吸引カップ
の吸引盤が操作される物体の上に載るように置かれ、続
いて、物体により密閉された吸引スペースを真空状態に
することにより確実に吸引が行われる。こうして物体は
保持され吸引カップとともに自由に動かされる。移動具
の形態により、物体は例えば特定の位置に置かれたり別
の位置に動かされたり、上下左右に移動が可能である。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、このような従来の移動具は次のような
問題点を有している。

従来の移動具は一般に、取り扱う個々の物体の大き
さ、重量、形状を考慮に入れて、各々に合った形態に作
られている。比較的広い面積の平らな物体の場合、保持
に必要な力を発揮する十分に大きな吸引カップが必要で
ある。このような吸引カップはより小さな物体や狭い表
面を持つ物体の移動には使用できない。なぜなら吸引カ
ップの作用面における開口部は物体の表面によって適切
に覆われないため吸引スペースが密閉されず、したがっ
て十分な真空効果が得られないからである。

この結果、異なった種類の物体を移動する場合は複数
の移動具を同時に操作する必要が生じるので、吸引カッ
プや吸引盤を頻繁に取り替える面倒な作業を要し、時間
と費用がかさむ。更に、この取り替えの際に吸引具であ
る真空ポンプを止めなければならないので、再びスイッ
チを入れた時充分な真空状態を取り戻すまでに幾らか時
間がかかる。また吸引スペースが密閉されていない場合
には無駄な吸引が行われエネルギーの浪費になるという
不都合な点もある。

本発明は上記問題点を解決するためなされ、部材の取
り替えを必要とせずに様々な形状と大きさの物体を移動
できる移動具を提供することを目的としている。

本発明の他の目的はエネルギーを浪費することなく物
体を移動する道具を提供することにある。

発明の構成［問題点を解決するための手段］かかる目的を達成するために考案された本発明の移動
具は、物体を移動する移動具において、複数の吸引カッ
プであって、各々が可撓性材料からなる吸引ディスクを
有し、該吸引ディスクが吸引カップの作用側に開いてい
る吸引スペースを規定する、そのような吸引カップと、
前記吸引ディスクの各々が実質的に共通の面に配置され
るように、前記複数の吸引カップを支持する吸引カップ
支持体と、吸引管と各吸引管に挿入された逆止弁とを介
して吸引スペースに接続される吸引具と、吸引スペース
が少なくとも部分的に解放されている状態よりも物体に
よって密閉されたとき排出度が大きくなるように、それ
ぞれの吸引スペースからの排出度を制御するために各吸
引カップに配置されたセンサ手段とを備え、前記センサ
手段が、前記吸引ディスクに対して軸方向に予め定める
間隔をあけて配置され、吸引ディスクとの間に環状の隙
間が設けられるように配設された剛性材料から形成され
たセンサディスクと、前記逆止弁を介して吸引スペース
とは反対側に位置する前記吸引管の一部分と前記環状隙
間とを接続する第１のセンサ管と、前記吸引管の一部分
と前記吸引スペースとを接続する第２のセンサ管とを備
え、前記第１及び第２のセンサ管の断面が前記吸引管の
断面よりも小さいことを特徴とする移動具を要旨として
いる。

［作用］本発明の移動具には、共通の平面に配置された吸引デ
ィスクを有する吸引カップが複数取り付けられている。
大きな物体を移動する場合、大きな吸引カップを使用す
る代わりに小さい吸引カップを多数使用してもほぼ同じ
吸引効果が達成できる。また部材を入れ換えたり改造す
る必要なく小さな物体を移動することも可能である。更
に吸引ディスクに共通の作用面よりもはるかに小さい面
しか吸引ディスクに接しない物体に使用することもでき
る。小さな物体の場合には作用面において一つ以上の吸
引ディスクが覆われて吸引作用が行われ、覆われていな
い吸引ディスク及び吸引カップでは一時的に作用が行わ
れない。すなわち、例えば大気中で吸引ディスクの少な
くとも一部が、移動しようとする物体と接していない場
合は、作動している吸引具により第１センサ管及び第２
センサ管を通して環状間隙及び吸引スペースから空気が
吸引され、逆止弁は閉鎖される。一方、吸引ディスクが
移動しようとする物体と完全に接触している場合には、
吸引ディスクの周縁部が、センサディスクの周縁部に押
しつけられて密閉されるため、環状間隙は、外部から空
気が侵入しないように閉鎖される。また、これに伴い、
吸引具により吸引管内部が真空状態になるように第１セ
ンサ管及び第２センサ管も遮断される。この結果、逆止
弁が開き、先端の開放部が開放され、吸引スペース内が
吸引管内部と同程度になるまで真空排気され、この真空
状態により、物体が吸引カップに確実に保持される。従
って本移動具は種々の物体に適用され、吸引カップの作
用を見てもこれは明らかである。吸引カップは開口部の
作用面が覆われているもののみが実質的に吸引を行うよ
うに形成されているので、小さな物体を移動する場合に
吸引作用を行っていない、即ち開口部が全く覆われてい
ないまたは一部しか覆われていない吸引カップに浪費さ
れるエネルギーはごく僅かである。これにより閉鎖され
ていない吸引スペースのために圧力が不必要に増加する
ことがなくなる。本発明の物体移動具は吸引カップ支持
体に対して無秩序に並んでいる物体を把持するのにも適
している。一般に本移動具の形態は単純であり、しかも
広範囲の応用が可能である。

［実施例］第１図に示す移動具は、台部または床面に置かれるス
タンド30を有し、腕部32が鉛直軸31の周囲を回転するよ
うにスタンド30に取り付けられている。腕部32の先端に
はピストン・シリンダ・ユニット34が位置し、ケース33
の部分で腕部32と接している。ピストン・シリンダ・ユ
ニット34は、ケース33内をスライドする破線で示された
ピストン35と、ピストン35に取り付けられ垂直方向下側
にケース33の外へ伸びるピストン棒36から成る。２本の
圧力流体パイプ37はシリンダケース33内部に接続し、シ
リンダケース33内部のシリンダスペースに流体を注入す
ることにより加圧して、両方向矢印38に示される垂直方
向にピストン棒36を移動させる。

本発明の重要な特徴である吸引カップ支持体39はピス
トン棒36の突出した下端に配置されている。本実施例に
おいて吸引カップ支持体39は長方形の輪郭を持つ薄板状
であり、支持板40の形態をとっている。支持板40の平面
はピストン棒36の移動方向38と直角である。吸引カップ
支持体39には相互に近接して配置された吸引カップ45が
複数取り付けられている。

吸引カップ支持体39が薄板状の本実施例では、吸引カ
ップ45はその平面46に配置されていることが望ましい。

吸引カップ45の詳細な形態はあまり重要ではなく、以
下説明される吸引カップ45の作用のほうが重要である。
吸引カップ45は例えば可塑性を有する材料から成る吸引
ディスクとしての吸引盤47または皿状のものでなければ
ならない。各々の吸引盤47と作用面49の内側には吸引ス
ペース48が形成される。第５図では一例として円錐形の
吸引盤47が示されている。

吸引カップ支持体39上に配置された吸引カップ45の全
ての吸引盤47は、吸引カップ支持体39の同じ側に、第
１、２図に示される実施例ではピストン・シリンダ・ユ
ニット34と反対側に当たる支持板40の下面44の側に位置
する。全ての吸引盤47は吸引盤に共通の平面50上にほぼ
配置され、実施例においては支持体平面46と平行になっ
ている。全ての作用面49と、この作用面49を含み吸引盤
47の内側に形成される開口部51とは同一方向を向き、図
においては下側を向いている。

本発明の移動具は物体、詳しくは工作物52を移動する
のに使用される。「移動」とはここでは工作物を保持、
移動、把持、配置することなどを意味する。本発明の道
具によれば、機械的な把持手段、即ち固定フックなどの
部品によらずに、物体を保持してその状態を維持する吸
引カップ45という手段により物体の移動が可能となる。

工作物52を保持するために、吸引カップ支持体39は少
なくとも一つの吸引盤47の外側に位置する開口部51が工
作物52と接するような位置になければならない。実施例
では複数の吸引盤47が同時にこの位置にくるようになっ
ている。こうして密閉された吸引スペース48内は、真空
パイプ53を通して吸引具54により真空排気されて大気以
下の気圧になる。この結果、工作物52は各々の吸引盤47
に吸引されて吸引カップ45の移動に伴って動かされる。

吸引カップ支持体39を保持し移動する方法は第１、２
図に関連して述べられた実施例に限定されないことに注
意すべきである。実際吸引カップ支持体39は他の方法で
保持、移動され得る。この点において第１図は単に好適
な実施例を示すものであり、吸引カップ支持体39は両方
向矢印38で示されるように上下に移動し、鉛直軸31の周
囲を回転することも可能である。

使用されている全ての吸引カップ45に共通の特徴は、
開口部51において物体または工作物52が密着すると、開
口部51が全く覆われていないかまたは一部しか覆われて
いない場合よりも吸引スペース48内が低気圧となること
である。即ち工作物52が開口部51に接して効果的な吸引
が行われるのは、吸引スペース48が密閉された吸引カッ
プ45のみである。吸引盤47の開口部51が全く覆われてい
ないか一部しか覆われてない場合、または吸引盤47が工
作物52と接触していない場合には、吸引率は極度に低下
する。一時的に必要ない吸引カップ45は自動的に操作さ
れず、共通の吸引具54により全ての吸引カップ45が吸引
される構造をもつが、不必要な吸引カップ45が操作され
ないことにより無駄な圧力の増加が避けられるので、結
果的にエネルギーの節約になる。

支持体平面46上に配置された複数の吸引カップ45の操
作により本発明の移動具はさまざまな使用法が可能とな
る。第２図は作用面49の側から見た複数の吸引具45の好
適な配置を示す。全ての吸引盤47は吸引カップ支持体39
の両面のうちの一つである下面44に均等に配置されてい
る。特に複数の吸引盤47は相互に間隔をおいて直線上に
一列に伸び、各々の列55も間隔を持って互いに平行に並
んでいる。吸引盤47は格子の交点に位置していると考え
るとよい。

第２図に見られる様な配置では吸引盤47は破線で囲ま
れる想像作用面56を形成している。移動される工作物52
はその大きさにかかわらずこの想像作用面56に一部が含
まれていれば移動され得る。吸引カップ45のうち吸引盤
47が完全に覆われているもののみが実際には作用し、第
１図に見られるように工作物52より右または左にある吸
引カップ45′は、工作物52の主要な部分に全く覆われて
いないかまたは一部しか覆われていないので作用しな
い。

この結果、本発明の移動具は部材の交換や改造を必要
とせずまたエネルギーを無駄にすることなくさまざまな
大きさと形の工作物を移動するのに使用される。従っ
て、多数の吸引カップ45により種々の形状の工作物52が
吸引され、工作物52と接触していない吸引カップ45から
は真空排気されず自動的に作用が行われない万能保持シ
ステムと呼べる。更に表面が平らでテーブル状の工作物
のみならず孔を有する工作物も吸引され把持されるとい
う利点がある。またプラスチックや鋳造された部品も容
易に吸引され、個々の物体が無秩序に置かれていても本
移動具は保持が可能である。

想像作用面56が第２図に示されるような長方形以外の
形状も取り得ることは明らかである。正方形または円形
でもよい。第４図では吸引カップ支持体239は幅の狭い
支持棒258となっており、吸引盤247が一列になるよう吸
引カップ245が配置されている。

本実施例の既述された吸引カップ支持体39は正常な操
作では湾曲しない堅固な材料で構成されているが、利用
目的によっては柔軟性を有する材料も支持体39に使用で
きる。第３図では吸引カップ支持体139は可塑性を有
し、把持される工作物162の表面が平坦でない場合は変
形する。従って工作物162の表面に凹凸があっても吸引
カップ145の大部分が効果的に作用する。第３図におい
て、109はセンサ、136はピストン棒、153は真空パイプ
である。

第５図は本発明で使用される吸引カップ45の実施例で
ある。既に述べたように一時的に作用しない機能を持つ
ものであれば、吸引カップ45は他の形状でもよい。

第５図の吸引カップ45の下側には可塑性を有する吸引
盤47が取り付けられている。皿状の吸引盤47の端は密着
部で、図示されていない工作物と接触する。吸引盤47の
中央部から上方に伸びる接続部材５は、内部に吸引管６
を有する、接続部材５中に設けられた連結部７には、一
部図示されている吸引カップ支持体39の孔に嵌合するよ
うな雄ねじ山が形成されている。孔63は吸引カップ支持
体39内を貫通しており、吸引カップ45の反対側は吸引具
である真空ポンプ54に接続している複数の真空パイプ53
の１本とつながっている。吸引管６は接続部材５中を伸
び吸引スペース48に出口を有するので、吸引具である真
空ポンプ54から吸引スペース48までひとつながりになっ
ている。

吸引盤47の上側の少し離れたところにはセンサ手段を
構成するセンサディスクとしての皿状のセンサ９が取り
付けられている。センサ９は吸引盤47と同心で周縁部３
まで吸引盤47を覆っている。取付部分である中央の開口
部を除くと皿状のセンサ９は吸引盤47に似ている。セン
サ９の少なくとも下側即ち吸引盤47の側は吸引盤47に対
応する円錐形状である。皿状の構造を持つセンサ９と吸
引盤47との間にはちょうど周縁部３に沿って伸びる環状
の間隙10がある。この間隙10は、吸引盤47の上面と皿状
センサ９の下面の間を周縁部３から接続部材５まで放射
状に伸びている。

吸引カップ45が工作物52上に置かれると、まず吸引盤
47の周縁部３が工作物52に接触する。吸引カップ45の重
みで吸引盤47は水平になるよう広がり円錐形の先端部分
の角度が大きくなる。こうして少なくとも吸引盤47の周
縁部３は皿状センサ９の下面と接触し、その結果環状の
間隙10は外部より遮断される。

吸引管６には、平常は閉じられているが吸引スペース
48からの空気の流入により開く逆止弁13が取り付けられ
ている。この弁13はばねの付いたボール状の逆止弁が最
適である。逆止弁13の状態がどのようであっても即ち閉
じられていても、環状間隙10はセンサ手段を構成する第
１センサ管11を通して、逆止弁13をはさんで吸引スペー
ス48とは反対の側にある吸引管６の内部14とつながって
いる。また吸引スペース48はセンサ手段を構成する第２
センサ管12によっても吸引管内部14とつながっている。
２つのセンサ管11、12は吸引管６の開放部８よりも小さ
い断面を有する。開放部８は逆止部13と吸引スペース48
との間にあって逆止弁13により開閉される。

第５図に示すように吸引盤47が工作物52と接していな
い場合は、常に作動している真空ポンプ54によりセンサ
管11、12を通して環状間隙10と吸引スペース48から空気
が吸引されて、逆止弁13は閉鎖される。センサ管11、12
の断面は小さいので外気を吸引する割合は少ない。吸引
管内部14の逆止弁13より上の部分が真空になっても逆止
弁13が開かないように、逆止弁13を閉じる力はセンサ管
11、12の直径に応じたものとなっている。このようにし
て開放部８は閉じられたままとなる。

吸引盤47が部分的にしか工作物52に接していない場合
にもこのような作用が行われる。なぜならば吸引スペー
ス48と環状間隙10とは一部開放状態にあるからである。

周縁部３が工作物52と完全に接触するような位置に吸
引カップ45がある場合は、吸引盤47の周縁部３は皿状セ
ンサ９の周縁部に押し付けられ密着されるので環状間隙
10は外部から空気が侵入しないよう閉鎖される。真空ポ
ンプ54により吸引管内部14が真空状態となるよう二つの
センサ管11、12も遮断される。この結果逆止弁13が開き
先端の開放部８は開放される。その後吸引スペース48内
が吸引管内部14と同程度になるまで真空排気される。こ
の真空状態により工作物52は吸引カップ45に確実に保持
される。逆止弁13の両側が同じように真空である場合
は、逆止弁13は再度閉じられ、吸引スペース48内の真空
状態は第２センサ管12により維持される。

吸引されている工作物52を外すには、吸引管６に空気
が満たされるように吸引管６または真空パイプ53に配置
された弁を操作する。

第５図の吸引カップ45では二つの操作状態を切り換え
るためのセンサ９の使用が重要である。しかし第１図に
示すようにセンサ９が吸引カップ支持体39の上にまたは
第３図に示すように支持体139の中に配置された吸引カ
ップ145の使用も可能である。センサ109が吸引カップ支
持体139内に配置されると支持体はコンパクトな板状の
支持板となり安価に製作できる。センサ９が接触により
反応する構造を必要としないのは明らかであり、接触に
よらず作動するセンサが可能な場合もある。必要ならば
作動状態を切り換えるスイッチ等をセンサとともにまた
はセンサの代わりに取り付けることもできる。

第１図に見られる本発明の実施例に関して、吸引具54
は移動具の腕部32に設置されていることは指摘されるべ
きである。吸引カップ支持体39とともに吸引具54が移動
されない構造であれば、個々の部材を設計するのに吸引
具54の重量を考慮に入れずに済む。吸引カップ支持体39
自体が相当の重量を有するなら吸引具54が吸引カップ支
持体39に直接搭載されることも当然可能である。

発明の効果以上詳説したように、本発明の移動具では移動される
物体上に置かれる吸引盤を含む複数の吸引カップが、移
動具本体の腕部に取り付けられたピストン・シリンダ・
ユニットのピストン棒先端の吸引カップ支持体の同じ面
に均等に配置され、吸引盤内の吸引スペースを吸引具に
より真空状態にすることにより物体の保持、移動、把
持、配置等を行う。本発明の移動具によれば大きさ、形
状、表面状態にかかわらず、種々の物体を部材の交換な
しに移動でき、物体により密閉されない吸引カップでは
作用が行われないのでエネルギーの節約にもなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明移動具の第１実施例を示す概略図、第
２図は第１図に示される実施例の吸引カップ支持体39の
底面図、第３図は移動具の第２実施例の一部側面図、第
４図は移動具の第３実施例の吸引カップ支持体の底面
図、第５図は本発明の移動具に使用される吸引カップの
断面図、である。６……吸引管９……センサ 13……逆止弁 34……ピストン・シリンダ・ユニット 39……吸引カップ支持体 45……吸引カップ 47……吸引盤 48……吸引スペース 53……真空パイプ 54……吸引具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B66C 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】物体を移動する移動具において、複数の吸引カップであって、各々が可撓性材料からなる
吸引ディスクを有し、該吸引ディスクが吸引カップの作
用側に開いている吸引スペースを規定する、そのような
吸引カップと、前記吸引ディスクの各々が実質的に共通の面に配置され
るように、前記複数の吸引カップを支持する吸引カップ
支持体と、吸引管と各吸引管に挿入された逆止弁とを介して吸引ス
ペースに接続される吸引具と、吸引スペースが少なくとも部分的に開放されている状態
よりも物体によって密閉されたとき排出度が大きくなる
ように、それぞれの吸引スペースからの排出度を制御す
るために各吸引カップに配置されたセンサ手段と、を備え、前記センサ手段が、前記吸引ディスクに対して軸方向に予め定める間隔をあ
けて配置され、吸引ディスクとの間に環状の隙間が設け
られるように配設された剛性材料から形成されたセンサ
ディスクと、前記逆止弁を介して吸引スペースとは反対側に位置する
前記吸引管の一部分と前記環状隙間とを接続する第１の
センサ管と、前記吸引管の一部分と前記吸引スペースとを接続する第
２のセンサ管と、を備え、前記第１及び第２のセンサ管の断面が前記吸引管の断面
よりも小さいことを特徴とする移動具。
【請求項２】作用側から見た場合に吸引ディスクが互い
に間隔を有して一列に並び、各々の列も互いに間隔を持
つように複数の吸引カップが平行して配置されている請
求項１記載の移動具。
【請求項３】前記吸引カップ支持体が一つの面に複数の
吸引カップを有する支持板または支持棒の形状をとる請
求項１記載の移動具。
【請求項４】前記吸引カップ支持体を上下に移動させる
手段を有する請求項１記載の移動具。
【請求項５】センサが吸引ディスクとは反対側の吸引カ
ップ支持体の面に配置され、各々の吸引カップ内の吸引
スペースの真空排気に係わる請求項１記載の移動具。
【請求項６】吸引カップ支持体が可塑性を有する弾性支
持体である請求項１記載の移動具。
【請求項７】各々の吸引カップに接続され、フレームに
搭載される一つの吸引具を有する請求項１記載の移動
具。