JP2997862B2 - バキュウム吸着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバキュウム吸着装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】薄鋼板などを吸着保持して搬送するの
に、バキュウム吸着装置が使用される。このバキュウム
吸着装置２は、例えば図５のようにロボットアーム４の
先端に複数ユニット（図示例では２ユニットのみ示す）
取付けて使用される。これらバキュウム吸着装置２は、
吸着するワークの種類毎に専用品となっており、ワーク
の段換え時にバキュウム吸着装置２も一緒に取り替えら
れる。

【０００３】図６は図５のバキュウム吸着装置２の配管
構成を示す。図５及び図６において、６はエアー源、８
は電磁式ベンチュリバルブ、１０はベンチュリ、１１は
水平フレーム、１２は水平フレーム１１に支持された複
数のバキュウムパッド、１６はバキュウムパッド１２の
負圧を検知する圧力センサ、１８はバキュウムパッド１
２に正圧（真空破壊圧）を強制導入する電磁式真空破壊
バルブ、２１は真空破壊通路である。

【０００４】前記バキュウム吸着装置２では、エアー源
６からのエアがベンチュリ１０を通過する時、ベンチュ
リ１０の喉部で負圧が発生する。この負圧はバキュウム
パッド１２に導入され、薄鋼板などの板状ワーク２０を
吸着支持する。

【０００５】ワーク２０を放す時は、ベンチュリバルブ
８を閉塞して負圧の発生を停止すると共に、真空破壊バ
ルブ１８を開放してエアー源６からの正圧をバキュウム
パッド１２に強制導入し、バキュウムパッド１２の吸着
力を瞬時にゼロにする。

【０００６】前記のバキュウム吸着装置２は、ワーク２
０を吸着している間中、エアー源６からのエアーがベン
チュリ１０に流され続けるから、エネルギの無駄である
し、ベンチュリ１０からの排気音が騒音になる。また、
真空破壊バルブ１８が一般にバキュウムパッド１２から
遠く離間しているため、ワーク２０を放すため真空破壊
した後、新たなワーク２０を吸着するためベンチュリバ
ルブ８を開放しても、真空破壊通路２１内に残存してい
るエアを排気するのに時間がかかり、バキュウムパッド
１２の吸着力が速やかに立ち上がらず、ワーク搬送サイ
クル速度を増大させる上で障害になっていた。

【０００７】そこで図７に示すように、ベンチュリ１０
とバキュウムパッド１２との間にチェックバルブ１４を
配設すると共に、ベンチュリバルブ８、ベンチュリ１
０、チェックバルブ１４及び真空破壊バルブ１８などを
ユニット１９として一体化し、エアー消費量の低減と真
空破壊通路２１の短縮化を図った装置２ａが提案されて
いる。なお同図で８６はエア逃がしバルブ、８８は圧力
スイッチである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図７の改良型バキュウ
ム吸着装置２ａは、ユニット化しているため配管箇所が
少ない反面、ユニット１９毎に３つのバルブ８，１８，
８６を組み込んでいるので、バキュウムパッド１２の個
数を増やすと必然的にユニット１９の数、従ってバルブ
の総数が増大してしまい、これらバルブの制御回線の引
き回しが複雑になる。またユニット１９はバルブ組み込
み型で高価であるから、このユニット１９からバキュウ
ムパッド１２に至る構成をワーク２０の種類毎の専用品
として保有するにはコストが嵩む。

【０００９】更に、図６と図７の装置に共通した課題と
して、真空破壊バルブ１８のシール性の問題がある。即
ち、真空破壊バルブ１８はバキュウムパッド１２でワー
ク２０を吸着している間中常に真空圧をシールするた
め、特に真空を保持し続けるには精度の高い真空シール
性能が要求される。

【００１０】真空破壊バルブ１８に真空圧が作用するの
を防止するだけなら、真空破壊通路２１にチェックバル
ブを配設すればすむ。しかし、そうすれば真空破壊圧を
バキュウムパッド１２に送り込むことが不可能になって
しまう。

【００１１】本発明の目的は、ベンチュリバルブ、真空
破壊バルブ及びベンチュリを一体ユニット化せず、それ
でいて真空破壊後の再吸着までの時間は従来に劣らず短
時間であり、しかも真空破壊バルブにはワークの吸着保
持中でも真空圧が作用しないようにして同バルブの耐久
性を格段に向上できると共に、真空破壊圧は従来通りバ
キュウムパッドに導入可能なバキュウム吸着装置を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、ベンチ
ュリバルブと真空破壊バルブはそれぞれ独立とし、ベン
チュリとバキュウムパッドとの間にチェックバルブを配
設すると共に、バキュウムパッドと真空破壊バルブとの
間の真空破壊通路に、エアー源からの圧力により開放作
動する圧力感応開閉バルブを配設し、バキュウムパッド
側の負圧をこの圧力感応開閉バルブに閉鎖方向に作用さ
せたことにある。

【００１３】

【作用】バキュウムパッドでワークを吸着支持した後は
ベンチュリバルブを閉じる。バキュウムパッドの真空圧
はチェックバルブにより保持されるので、ベンチュリバ
ルブを閉じてもワークはバキュウムパッドに吸着支持さ
れたままである。

【００１４】次に真空破壊バルブを開放すると、エアー
源からの正圧が圧力感応開閉バルブに作用し、同バルブ
を開放させる。この結果、前記正圧がバキュウムパッド
に導入され、その吸着力が瞬時にゼロになり、バキュウ
ムパッドに吸着支持されていたワークがバキュウムパッ
ドから離れる。

【００１５】ダイヤフラム式圧力感応開閉バルブは真空
破壊バルブよりもバキュウムパッド側に位置しており、
真空破壊後に真空破壊バルブを閉鎖し、ベンチュリバル
ブを開放して新たなワークの吸着支持をする時、ダイヤ
フラム式圧力感応開閉バルブは既に閉塞しており、か
つ、バキュウムパッド側の負圧がダイヤフラム式圧力感
応開閉バルブに閉鎖方向に作用し、同バルブと真空破壊
バルブとの間の真空破壊通路内に閉じこめられているエ
アは、ベンチュリ側に吸い出されない。従ってバキュウ
ムパッドの吸着力が速やかに立ち上がる。なおワークの
吸着支持中、真空圧は圧力感応開閉バルブで遮断されて
真空破壊バルブには全く影響を及ぼさない。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図に基づき説明す
る。図１は図５と同様の図を示し、同一部分には同一符
号を付してある。このバキュウム吸着装置２ｂが図５と
異なる点は、図２のように吸着保持ユニット２２内に従
来のチェックバルブ１４と、新規な圧力感応開閉バルブ
２４とを収納し、かつ真空破壊バルブ１８ａを常態で圧
力感応開閉バルブ２４に大気圧を導入する構成としたこ
とである。

【００１７】詳しくは図２に示すように、圧力感応開閉
バルブ２４は２位置切換式２ポート弁であって、所定圧
以上の圧力が真空破壊通路２１に作用すると、自動的に
弁が開放側に切換わって両側のポートが連通するように
構成されている。

【００１８】吸着保持ユニット２２の具体例を図３及び
図４に示す。同図で２６は一体形のハウジング、２８は
蓋板であって、蓋板２８は複数本のボルト３０によって
ハウジング２６上面に固定されている。蓋板２８に形成
された２つの孔３２，３４のうち、一方の孔３２が通路
３６によってベンチュリ１０の喉部（負圧部）と接続さ
れ、他方の孔３４が真空破壊通路２１によって真空破壊
バルブ１８ａと接続されている。ハウジング２６の下面
に形成された孔４０は、通路４２によってバキュウムパ
ッド１２に接続されている。またハウジング２６の側面
に形成された孔４４は、通路４６によって圧力センサ１
６に接続されている。

【００１９】ハウジング２６内には、孔３２と孔４０と
を上下方向に連通する縦孔４８内にチェックバルブ１４
が配設されている。この縦孔４８の中間部は孔４４を介
して圧力センサ１６にも連通している。チェックバルブ
１４は、上端閉塞下端開放形の中空円筒形をした弁体５
０と、この弁体５０の上端部周囲に一体嵌合され弁座５
４に着座したゴム製リング部材５２と、弁体５０を下方
に付勢するばね５６とで構成されている。なお弁体５０
の周壁には、弁体５０の内外を連通する連通孔５８が形
成されている。

【００２０】前記縦孔４８の側方には、ゴム製のダイヤ
フラム６２が配設されている。このダイヤフラム６２
は、下側の受板６４との間に配設された圧縮ばね６６に
よって常時上方に付勢されている。ダイヤフラム６２の
上面周囲は、通路６３，孔３４及び真空破壊通路２１を
介して真空破壊バルブ１８ａと連通されている。またダ
イヤフラム６２の中央肉厚部の周囲は常時は弁座６８に
着座し、中央肉厚部上面は通路７０を介してチェックバ
ルブ１４の弁体５０周壁部の内外と連通している。

【００２１】次にバキュウム吸着装置２ｂの作動につき
説明する。装置２ｂの休止状態では、図２のように、ベ
ンチュリバルブ８と圧力感応開閉バルブ２４が閉塞し、
真空破壊バルブ１８ａがエアー源６側を閉塞し、かつ圧
力感応開閉バルブ２４側を大気に開放している。

【００２２】バキュウムパッド１２でワーク２０を吸着
支持するため図示しない制御回路によってベンチュリバ
ルブ８が開放されると、ベンチュリ１０にエアが流され
て喉部に負圧が生じる。この負圧によってチェックバル
ブ１４の弁体５０が図３でばね５６に抗して上昇し、リ
ング部材５２と弁座５４との間に隙間が形成される。こ
の隙間を通して負圧がバキュウムパッド１２に導入さ
れ、ワーク２０を吸着支持する。このとき、ダイヤフラ
ム６２の中央肉厚部上面には負圧が作用し、ダイヤフラ
ム６２は圧縮ばね６６の力で上方へ押し上げられている
ので、ダイヤフラム６２の弁座６８は閉塞される。

【００２３】圧力センサ１６はバキュウムパッド１２の
真空圧が所定値以上であるか否かを検知し、所定値以上
であれば図示しない制御回路によりベンチュリバルブ８
を閉塞する。ベンチュリバルブ８を閉塞しても、チェッ
クバルブ１４によってバキュウムパッド１２の真空圧が
維持されるので、ワーク２０はバキュウムパッド１２で
吸着支持されたままである。またワーク２０を長時間吸
着支持する場合は、バキュウムパッド１２等からの空気
漏れでバキュウムパッド１２の真空圧が徐々に低下する
が、真空圧が所定値以下になるとベンチュリバルブ８が
開放されてバキュウムパッド１２に負圧が補給される。

【００２４】次に、ワーク２０をバキュウムパッド１２
から放す時は、ベンチュリバルブ８を閉塞すると共に真
空破壊バルブ１８ａを開放する。これにより、バキュウ
ムパッド１２に対する真空圧の供給が停止されると共
に、真空破壊バルブ１８ａを通してエアー源６からの正
圧が圧力感応開閉バルブ２４に作用し、同バルブ２４の
ダイヤフラム６２を圧縮ばね６６に抗して押し下げて開
放させ、正圧が通路７０、連通孔５８、縦孔４８及び通
路４２を通ってバキュウムパッド１２に強制導入され
る。このためバキュウムパッド１２内の負圧は速やかに
解消され、吸着力が瞬時にゼロに低下し、ワーク２０が
バキュウムパッド１２から離れる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は前記の如く、ベンチュリバルブ
と真空破壊バルブは別体で構成し、ベンチュリとバキュ
ウムパッドとの間にチェックバルブを配設し、かつ、真
空破壊バルブとバキュウムパッドとの間に圧力感応開閉
バルブを配設したので、ベンチュリバルブと真空破壊バ
ルブは各１個でエアの供給系を構成可能で、従って各バ
ルブを大流量タイプとしてもコスト及び重量面での影響
は軽微であり、また１つのベンチュリバルブに多数のベ
ンチュリ及びバキュウムパッドを接続することができる
ので、吸着装置全体としてのコストを低減できる。加え
て真空破壊後にバキュウムパッドに負圧をかける際、圧
力感応開閉バルブの上流側のエアはベンチュリ側に吸い
出されないので、バキュウムパッドの吸着力の立ち上が
りを早くでき、これによりワークの吸着搬送のサイクル
タイムを短縮でき、また真空破壊バルブには負圧が作用
しないのでその耐久性を向上できるし、チェックバルブ
によるバキュウムパッドの真空保持機能により、エアー
源の消費量を低減できるので省エネ効果及び騒音低減効
果も発揮する。さらに、真空破壊バルブをバキュウムパ
ッドから遠く離間させて配置しても、バキュウムパッド
の吸着力の立ち上がりに何ら問題が生じないから、バル
ブ配置の自由度が向上する。またチェックバルブと圧力
感応開閉バルブを吸着保持ユニットとして一体化する
と、配管箇所が少なくなり組立ての手間を節約できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバキュウム吸着装置の概略図。

【図２】同バキュウム吸着装置の配管図。

【図３】吸着保持ユニットの断面図。

【図４】吸着保持ユニットの平面図。

【図５】従来のバキュウム吸着装置の概略図。

【図６】同バキュウム吸着装置の配管図。

【図７】各バルブ及びベンチュリなどをユニット化した
従来のバキュウム吸着装置の配管図。 １８ａ 真空破壊バルブ ２０ ワーク ２１ 真空破壊通路 ２２ 吸着保持ユニット ２４ 圧力感応開閉バルブ ２６ ハウジング ６２ ダイヤフラム

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−4185（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66C 1/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアー源にベンチュリバルブを介して接
   続されたベンチュリと、 前記ベンチュリの負圧部にチェックバルブを介して接続
   されたバキュウムパッドと、 前記エアー源と前記バキュウムパッドとを、真空破壊バ
   ルブを介して連通する真空破壊通路と、 前記バキュウムパッドに接続され、バキュウムパッドの
   真空圧が所定値よりも上か下かを検知し、所定値以下の
   ときだけ前記ベンチュリバルブを開放作動させる圧力セ
   ンサとを具備したバキュウム吸着装置において、 前記バキュウムパッドと真空破壊バルブとの間の真空破
   壊通路に、前記真空破壊バルブを開放したときの前記エ
   アー源からの圧力により開放作動するダイヤフラム式圧
   力感応開閉バルブを配設すると共に、前記バキュウムパ
   ッド側の負圧を前記圧力感応開閉バルブに閉鎖方向に作
   用させたことを特徴とするバキュウム吸着装置。