JP3112928B2 - 真空発生用ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、吸着用パッド等の作業機器に負圧を供給す
る真空発生用ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、吸着用パッドや真空パックの動力源として
真空発生用ユニットが利用されている。この種の真空発
生用ユニットは、吸着用パッド等の作業機器に連通して
負圧を供給するための真空ポートと、パイロット弁や真
空ポートに圧力流体を送給しあるいは遮断する弁機構部
と、前記作業機器から吸入される空気の汚れを除去する
フィルタ部とを備える。

【０００３】 以上のように構成された従来技術に係る真空発生用ユ
ニットの動作について説明する。

【０００４】 吸着用パッド等の作業機器を用いて、ワークを吸着搬
送する場合、先ず、ワークを吸着するために吸着用パッ
ドから空気を吸引すべく、圧力流体を弁機構部を介して
エゼクタに送給し、負圧を生じさせ、あるいは、真空ポ
ンプを介して負圧を供給する。エゼクタを用いる際に
は、吸着用パッドから吸引される空気は、真空ポートか
ら真空発生用ユニットに吸入され、フィルタ部で吸入空
気の塵埃、油等の汚れが除去され、前記真空発生用ユニ
ット内部の通路を通り、外部に排出される。その際、検
出部において負圧を検出して、吸着用パッドの吸着搬送
を制御するための信号を発する。

【０００５】 吸着用パッドに対する負圧状態を解除する場合、圧力
流体が弁機構部から直接吸着用パッドに送り込まれ、所
謂、真空破壊作用が営まれて負圧状態が解除される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の従来の技術では、以下に述べる
ような問題がある。

【０００７】 通常、吸着用パッドによりワークを吸着搬送する場
合、弁機構部からエゼクタに供給される圧力流体も、パ
イロット弁に供給される圧力流体、吸着用パッドに供給
される圧力流体はいずれも圧縮空気である。この場合、
圧縮空気は、１つの圧縮空気供給源から弁機構部に供給
される。このために、機構上、該弁機構部内部の通路
は、上記３個所の供給先と圧縮空気供給源とを連通して
いる。このように構成すれば、１つの圧縮空気供給源と
これに連通する１つのポートで満足でき且つ構成もさほ
どに複雑とらならないからである。

【０００８】 しかしながら、例えば、ワークとしてICが実装された
プリント基板を吸着搬送する場合、ワークを離脱させる
べく負圧状態を解除するため圧縮空気が吸着用パッドに
送給されると、圧縮空気に含まれる塵埃等がICに形成さ
れている配線部分に付着し、結果的に品質の優れたICを
得ることが困難となる。このような不都合を回避すべ
く、負圧解除の時には、汚染されていない窒素を吸着用
パッドに送給することがある。そして、斯様に窒素を送
給するために、弁機構部内部の通路において、吸着用パ
ッドに連通している通路は、圧縮空気を供給する通路か
ら独立していなければならない。

【０００９】 このように、ワークの種類によって使用される圧力流
体の種類も異なるため、弁機構部の製造コストの上昇、
あるいは作業現場で弁機構部自体を交換する煩雑さを考
慮すると、必ずしも多様なユーザーの要望に完全に応え
ることが可能な弁機構部を備えた真空発生用ユニットは
現在まで提供されるに至っていない。

【００１０】 本発明は、この種の問題を解決するものであり、ワー
クの種類や使用条件に合わせて弁機構部内部の流路を変
更することが可能な真空発生用ユニットを提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本発明は、真空ポート
に吸着用パッド等の作業機器を連通して物品の保持ある
いは搬送等を行うための真空発生用ユニットにおいて、 圧力流体供給ポート、真空破壊ポートおよびパイロッ
ト圧供給ポートにそれぞれ連通する複数の通路を有し、
圧力流体を制御する方向制御弁および該方向制御弁を付
勢・滅勢する電磁弁が設けられた弁機構部と、 前記弁機構部に装着され、該弁機構部内の複数の通路
を選択的に流路変更する複数のプレートと、 を備え、前記複数のプレートは、前記圧力流体供給ポー
トと前記真空破壊ポートと前記パイロット圧供給ポート
とをそれぞれ連通させる連通路が設けられた第１プレー
トと、前記圧力流体供給ポートと前記パイロット圧供給
ポートとを連通させる連通路が設けられた第２プレート
と、前記真空破壊ポートと前記パイロット圧供給ポート
とを連通させる連通路が設けられた第３プレートとを含
み、 前記第１プレートが弁機構部に装着された際、電磁弁
によって付勢される方向制御弁を介して、圧力流体供給
ポートから導入された圧力流体を真空ポート側に供給す
ることにより作業機器の負圧が解除され、 前記第２プレートが弁機構部に装着された際、電磁弁
によって付勢される方向制御弁を介して、圧力流体供給
ポートと非連通状態にある真空破壊ポートから導入され
た圧力流体を真空ポート側に供給することにより作業機
器の負圧が解除され、 前記第３プレートが弁機構部に装着された際、真空破
壊ポートから導入された圧力流体は、真空ポート側に供
給されて作業機器の負圧が解除されるとともに、方向制
御弁を付勢するパイロット圧として供給されることを特
徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】

本発明に係る真空発生用ユニットについて好適な実施
の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

【００１３】 第１図および第２図において、参照符号10は、第１の
実施の形態に係る真空発生用ユニットを示す。

【００１４】 真空発生用ユニット10は、基本的に電磁弁部12、弁機
構部14、ファンクションプレート16a、エゼクタ18、フ
ィルタ部20、検出部22、真空ポート部24から構成され
る。

【００１５】 矩形体からなる弁機構部14の上部には、電磁弁部12が
螺子によって装着され、前記弁機構部14の一側面部には
ファンクションプレート16aが当接されている。前記弁
機構部14の他側面部には、第１図および第２図におい
て、下部より空気供給ポート26、パイロット弁供給ポー
ト28、真空破壊ポート30、パイロット弁排気ポート32が
画成されている。前記パイロット弁供給ポート28と真空
破壊ポート30の近傍には螺孔が形成され、この螺孔に実
質的に流量調節弁を構成する弁体34を螺合する。前記弁
機構部14の内部には、軸方向が図面と直交する方向に延
在する２ポート２位置型の空気供給弁36、真空破壊弁38
を配設し、前記空気供給弁36、真空破壊弁38、ポート26
乃至32、電磁弁部12およびファンクションプレート16a
を結ぶ通路がそれぞれ画成されている。

【００１６】 電磁弁部12は、前記弁機構部14を構成する空気供給弁
36、および真空破壊弁38のオン／オフ動作を行う５ポー
ト２位置弁からなる第１電磁弁40、第２電磁弁42、第３
電磁弁44を有する（第２図参照）。

【００１７】 板状のファンクションプレート16aは、一側面を弁機
構部14に当接し、他側面をエゼクタ18に当接している。
第３図ａ乃至ｃに前記ファンクションプレート16aの正
面図（弁機構部14側）、縦断面図および背面図（エゼク
タ18側）を示す。ここでは、第３図ａ乃至ｃを参照して
ファンクションプレート16aについて説明する。

【００１８】 前記ファンクションプレート16aは、第３図ｂに示す
ように、その両面をパッキン46a、46bによって７つに区
分された空間を有し、その中の６つの区分にはそれぞれ
孔部が設けられている。すなわち、第３図ａに示すよう
に、第１室48、第２室50、第３室52、第４室54、第５室
56、第６室58から構成されている。パッキン46a、46b
は、それぞれの室相互間で流体の通流を遮断し、且つフ
ァンクションプレートと他の部材との間隙から流体が漏
洩するのを阻止する。本実施の形態においては、第３室
52、第４室54および第５室56は、それぞれの室を隔絶す
べきパッキン46aが一部欠落しており第３室乃至第５室5
2、54、56は相互に連通状態にある（第３図ａ参照）。

【００１９】 前記ファンクションプレート16aの一方の側面部に
は、前記エゼクタ18が当接する。前記エゼクタ18は矩形
体からなり、その内部に所定の口径のノズル部60とこの
ノズル部60に連接されるディフューザ部62を有し、前記
ディフューザ部62は真空発生部64に連通している。ま
た、ディフューザ部62からサイレンサ65を介して上部の
排気口に連通している。

【００２０】 前記エゼクタ18の他側面部には、検出部22および真空
ポート部24が装着されている。前記検出部22は箱型形状
を呈し、その内部に真空スイッチ66が設けられている。
この真空スイッチ66は好ましくは半導体圧力センサで構
成され、真空発生部64で発生する負圧を後述する真空ポ
ート68に連通する通路70を介して検出し、吸着用パッド
等の作業機器を制御するための信号を発する。また、検
出部22の内部にある基板、例えば、フレキシブル基板に
は、マイクロコンピュータ、もしくはワンチップマイコ
ンを用い、電子式圧力センサの出力信号を得て、圧力設
定、調整、警報、オン／オフ、ヒステリシス、モード切
換、真空発生用ユニットの内部状態モニターの故障予知
機能等を備え、真空発生用ユニット全体の作動状況を含
めて制御することが可能である。さらに、ファジイ理論
を用いて吸着状態の予測制御も可能である。また、上記
機能に関して図示しない液晶（LCD）、発光ダイオード
（LED）等のデジタル表示装置を有する。

【００２１】 真空ポート部24は、矩形体形状で、エゼクタ18側の一
側面部から可撓性部材で形成されたチェック弁72、フィ
ルタ部20へ連通する通路74と他側面部に設けられた真空
ポート68とを有し、さらに、前記真空ポート68から検出
部22へ指向する通路70と前記真空ポート68から真空破壊
弁38へ連通する通路71を有する。また、検出部22と真空
ポート部24の境界面には、フィルタ75を備える。

【００２２】 フィルタ部20は、検出部22に隣接するとともにこの検
出部22と真空ポート部24に対して固定される。フィルタ
部20は透明な蓋部材76によってフィルタ本体78を閉塞し
ている。フィルタ部20の内部には、フィルタ本体78が配
設されるとともに、このフィルタ部20は先端部に螺子溝
を形成したスタッド80を有する摘み82で真空ポート部24
に固着されている。従って、前記摘み82を螺回すること
により前記フィルタ本体78を交換することが可能であ
る。

【００２３】 次に、上記のように構成される真空発生用ユニット10
の動作を説明する。

【００２４】 本実施の形態では、圧縮空気の供給を弁機構部14の空
気供給ポート26からのみ行うので、パイロット弁供給ポ
ート28および真空破壊ポート30は螺子によって閉塞され
ている（第４図参照）。このような状態で、吸着用パッ
ドによりワークを吸着搬送する場合、最初に図示しない
コンプレッサ等の圧縮空気供給源が付勢され、圧縮空気
は弁機構部14の空気供給ポート26に供給され、ファンク
ションプレート16aに達する（第４図参照）。ファンク
ションプレート16aは、パッキン46aが一部欠落している
ため、第３室52から第５室56まで前記圧縮空気が到達可
能である（第３図ａ参照）。すなわち、圧縮空気はファ
ンクションプレート16aの第３室52から第４室54で達
し、第１電磁弁40が付勢されれば、前記圧縮空気は空気
供給弁36を開成する。そのため、圧縮空気供給源とエゼ
クタ18が連通して前記エゼクタ18に圧縮空気が供給され
る（第４図参照）。こうしてエゼクタ18のノズル部60か
らディフューザ部62に圧縮空気が流れることによって空
気発生部64で負圧が発生し、真空ポート68に連結されて
いる吸着用パッドの空気を吸引する。すなわち、前記負
圧によってチェック弁72が第１図に破線で示すように開
成し、真空ポート68側の空気は、塵埃を除去するフィル
タ部20、通路74、真空発生部64を介して、ディフューザ
部62に吸引される。

【００２５】 その際、真空ポート68から検出部22に連通している通
路70により、検出部22の真空スイッチ66は真空ポート68
における負圧を検出し、作業機器を制御するための信号
を発生する。

【００２６】 一方、真空ポート68より吸引された空気、およびノズ
ル部60より噴出された圧縮空気は、前記ディフューザ部
62からエゼクタ18の上部のサイレンサ65を介し外部へ排
出される。

【００２７】 なお、吸着用パッドにかかる負圧を解除する場合、第
２電磁弁42が付勢され、空気供給弁36を閉塞する。そこ
で、圧縮空気は、空気供給ポート26から弁機構部14に流
入し、ファンクションプレート16aの第３室52から第４
室54へ達し、第３電磁弁44が付勢されることにより、真
空破壊弁38を開成する（第４図参照）。そのため、圧縮
空気は通路71を介して真空ポート68に至り、吸着用パッ
ドの負圧を解除する。

【００２８】 このようにファンクションプレート16aを真空発生用
ユニット10に挿入することにより、弁機構部14の内部構
造を変えることなく流体回路を変更可能である。このた
め、同一の圧力流体を用いる場合は供給側のポートを単
一のもので済ませることができる利点がある。

【００２９】 次に、第２の実施の形態について説明する。この場
合、第１実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符
号を付し、その詳細な説明を省略し、以下同様である。
本実施の形態では、ファンクションプレート16bの構造
が第１の実施の形態のそれと異なる。

【００３０】 そこで、本実施の形態ではワークを汚染したくない
時、すなわち負圧を解除するのに乾燥空気、あるいは窒
素を用いる場合に利用する。その際、パイロット弁とエ
ゼクタ18には圧縮空気を送給する。ここで、圧縮空気の
供給は、弁機構部14の空気供給ポート26のみを用いて行
い、パイロット弁供給ポート28は螺子で閉塞される。

【００３１】 ファンクションプレート16bはパッキン84aの一部が欠
落し、第３室52と第４室54が連通している（第５図ａ参
照）。そのため、弁機構部14の空気供給ポート26に流入
した圧縮空気は、ファンクションプレート16ｂの第３室
52から第４室54へ流れ、第１電磁弁40が付勢されること
により、前記圧縮空気が空気供給弁36を開成する。その
ため、圧縮空気供給源とエゼクタ18が連通して負圧が発
生し、吸着用パッドの空気を吸引する。

【００３２】 一方、吸着用パッドにかかる負圧を解除する場合、真
空破壊ポート30に乾燥空気供給源あるいは窒素供給源が
連結されている。そこで、第２電磁弁42が付勢され空気
供給弁36を閉塞する。圧縮空気は、空気供給ポート26か
ら弁機構部14に流入し、ファンクションプレート16bの
第３室52から第４室54へ達し、第３電磁弁44が付勢され
ることにより、真空破壊弁38を開成する（第６図参
照）。そのため、乾燥空気あるいは窒素は真空破壊ポー
ト30から弁機構部14に流入し、通路71を介して真空ポー
ト68と直接連通し、吸着用パッドの負圧を解除する。

【００３３】 本実施の形態も第１の実施の形態と同様に、異なるフ
ァンクションプレート16bを挿入するだけで流路を切り
換えることができる。

【００３４】 さらに、第３の実施の形態について説明する。本実施
の形態は、ファンクションプレート16cとエゼクタ18の
代わりに真空ポンプを利用しているところが第１の実施
の形態と異なる（第７図参照）。

【００３５】 本実施の形態は真空ポンプを使用した場合、すなわち
真空ポンプが弁機構部14の空気供給ポート26に接続され
る場合に利用する。その際、吸着用パッドの負圧解除と
パイロット弁には圧縮空気を用いる。ここで、圧縮空気
の供給は、弁機構部14の真空破壊ポート30のみを用いて
行い、パイロット弁供給ポート28は螺子で閉塞される。

【００３６】 ファンクションプレート16cはパッキン86aの一部が欠
落し、第４室54と第５室56が連通している（第８図参
照）。そのため、弁機構部14の真空破壊ポート30に流入
した圧縮空気は、ファンクションプレート16cの第５室5
6から第４室54へ流れ、第１電磁弁40が付勢されること
により、前記圧縮空気が空気供給弁36を開成する。その
ため、真空ポンプと真空ポート68が連通して前記真空ポ
ート68から真空ポンプに空気が吸引される（第９図参
照）。こうして吸着用パッドの空気を吸引する。

【００３７】 一方、吸着用パッドにかかる負圧を解除する場合、第
２電磁弁42が付勢され空気供給弁36を閉塞する。圧縮空
気は、真空破壊ポート30から弁機構部14に流入し、ファ
ンクションプレートの第５室56から第４室54へ達し、第
３電磁弁44が付勢されることにより、真空破壊弁38を開
成する（第９図参照）。そのため、圧縮空気の供給源は
真空破壊ポート30から弁機構部14に流入し、通路71を介
して真空ポート68と直接連通し、吸着用パッドの負圧を
解除する。

【００３８】 本実施の形態も第１の実施の形態並びに第２の実施の
形態と同様の効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】

以上のように、本発明に係る真空発生用ユニットで
は、次のような効果乃至利点を有する。

【００４０】 すなわち、利用目的に合わせてファンクションプレー
トを真空発生用ユニットに挿入し、あるいは交換する
と、弁機構部自体を交換することなく、最も効率的な流
体回路を設定できる。現場で弁機構部を交換する煩雑さ
も回避でき、しかも、ファンクションプレート自体のコ
ストも弁機構部を多品種揃えなければならない従来技術
に比しコストが低減できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１図は本発明に係る真空発生用ユニットの第１実施の
形態の縦断面図、

【図２】 第２図は本発明に係る真空発生用ユニットの第１実施の
形態の斜視図、

【図３】 第３図ａは本発明に係る真空発生用ユニットの第１実施
の形態のファンクションプレートの弁機構部側の正面
図、 第３図ｂは本発明に係る真空発生用ユニットの第１実施
の形態のファンクションプレートの第３図ａにおけるＡ
−Ａ線断面図、 第３図ｃは本発明に係る真空発生用ユニットの第１実施
の形態のファンクションプレートのエゼクタ側の背面
図、

【図４】 第４図は本発明に係る真空発生用ユニットの第１実施の
形態の流体回路説明図、

【図５】 第５図ａは本発明に係る真空発生用ユニットの第２実施
の形態のファンクションプレートの弁機構部側の正面
図、 第５図ｂは本発明に係る真空発生用ユニットの第２実施
の形態のファンクションプレートの第５図ａにおけるＢ
−Ｂ線断面図、 第５図ｃは本発明に係る真空発生用ユニットの第２実施
の形態のファンクションプレートの真空ポート部側の背
面図、

【図６】 第６図は本発明に係る真空発生用ユニットの第２実施の
形態の流体回路説明図、

【図７】 第７図は本発明に係る真空発生用ユニットの第３実施の
形態の縦断面図、

【図８】 第８図ａは本発明に係る真空発生用ユニットの第３実施
の形態のファンクションプレートの弁機構部側の正面
図、 第８図ｂは本発明に係る真空発生用ユニットの第３実施
の形態のファンクションプレートの第８図ａにおけるＣ
−Ｃ線断面図、 第８図ｃは本発明に係る真空発生用ユニットの第３実施
の形態のファンクションプレートのエゼクタ側の背面
図、

【図９】 第９図は本発明に係る真空発生用ユニットの第３実施の
形態の流体回路説明図である。

【符号の説明】

10……真空発生用ユニット、12……電磁弁部 14……弁機構部、16ａ〜16c……ファンクションプレー
ト 18……エゼクタ、20……フィルタ部 22……検出部、24……真空ポート部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−285844（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−24477（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−40280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−147379（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−118202（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−38304（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−49481（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 15/06 F04F 5/20 F04F 5/44 F15B 11/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空ポートに吸着用パッド等の作業機器を
   連通させて物品の保持あるいは搬送等を行うための真空
   発生用ユニットにおいて、 圧力流体供給ポート、真空破壊ポートおよびパイロット
   圧供給ポートにそれぞれ連通する複数の通路を有し、圧
   力流体を制御する方向制御弁および該方向制御弁を付勢
   ・滅勢する電磁弁が設けられた弁機構部と、 前記弁機構部に装着され、該弁機構部内の複数の通路を
   選択的に流路変更する複数のプレートと、 を備え、前記複数のプレートは、前記圧力流体供給ポー
   トと前記真空破壊ポートと前記パイロット圧供給ポート
   をそれぞれ連通させる連通路が設けられた第１プレート
   と、前記圧力流体供給ポートと前記パイロット圧供給ポ
   ートとを連通させる連通路が設けられた第２プレート
   と、前記真空破壊ポートと前記パイロット圧供給ポート
   とを連通させる連通路が設けられた第３プレートとを含
   み、 前記第１プレートが弁機構部に装着された際、電磁弁に
   よって付勢される方向制御弁を介して、圧力流体供給ポ
   ートから導入された圧力流体を真空ポート側に供給する
   ことにより作業機器の負圧が解除され、 前記第２プレートが弁機構部に装着された際、電磁弁に
   よって付勢される方向制御弁を介して、圧力流体供給ポ
   ートと非連通状態にある真空破壊ポートから導入された
   圧力流体を真空ポート側に供給することにより作業機器
   の負圧が解除され、 前記第３プレートが弁機構部に装着された際、真空破壊
   ポートから導入された圧力流体は、真空ポート側に供給
   されて作業機器の負圧が解除されるとともに、方向制御
   弁を付勢するパイロット圧として供給されることを特徴
   とする真空発生用ユニット。
2. 【請求項２】請求項１記載の真空発生用ユニットにおい
   て、ブロック体は圧力流体を制御する方向制御弁を有す
   る弁機構部を含み、 前記プレートを交換することによって弁機構部内部の流
   体回路を変更することを特徴とする真空発生用ユニッ
   ト。