JP3383739B2

JP3383739B2 - ワーク保持装置

Info

Publication number: JP3383739B2
Application number: JP14916296A
Authority: JP
Inventors: 俊和田苗
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 2003-03-04
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JPH10583A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板状のワークを搬
送するワーク保持装置に関し、特に、ハードディスクや
コンパクトディスク、プリント基板等、その一部に貫通
孔を有する板状のワークを搬送するワーク保持装置に適
用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードディスク等の孔のあいたワ
ークを搬送するため、ベルヌーイの定理を利用したワー
ク保持装置が種々提案されている。すなわち、高速流体
の噴出によって発生する吸引力を利用して、ワークを非
接触状態にて吸引懸垂して搬送する装置が広く用いられ
ている。

【０００３】図７〜図１２はこれらの例を示すものであ
る。まず、図７はその基本的なものであり、ワーク保持
装置５１に給気口５２を形成し、そこに圧縮空気Ｐを供
給してワーク保持装置５１の下面から噴出させる。これ
により、ワークＷが近接するとベルヌーイの定理に基づ
き発生した吸引力が作用し、ワークＷがワーク保持装置
５１によって吸引保持される。

【０００４】図８は、給気口５２の噴出部にイジェクタ
室５３を設けたものであり、特開昭６２−１０５８３１
号公報にこれに類似するものが開示されている。この場
合、イジェクタ室５３内にも吸引力が発生するため、そ
の吸引力は図７のものより向上する。また同号公報に
は、図９のように、ノズル状の空気噴出口５４を形成し
て、ワーク吸引性能を向上させた例も示されている。

【０００５】図１０は、特開昭６３−８１３５号公報に
チャック装置として開示されているものであり、給気口
５２の噴出部をテーパー状のノズルとすることにより噴
流方向を変えて吸引特性を向上させている。

【０００６】図１１は、特開平７−８８７９２号公報に
空気保持装置として開示されているものであり、邪魔板
５５によってワークＷの孔５６を覆うことにより、噴出
空気が孔５６から漏れないようにして孔のあいたワーク
を吸引保持している。

【０００７】そして、図１２は、特開昭６３−１６４６
号公報に空気保持装置として開示されているものであ
り、孔５６をボス５７によって塞ぎ、その上でボス５７
の両側に形成したノズル状の給気口５２から空気を噴出
させて孔のあいたワークを吸引保持している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７，
図８のようなワーク保持装置は、空気をワークの上面に
上方から直接噴出させて吸引する構成となっているた
め、吸引力が低下した場合、その噴出流によってワーク
を吹き飛ばし、ワークを損傷させてしまうという問題が
あった。例えば、空気の流量が減少したり、搬送装置の
運動によってワークに加速度が加わりワークが吸引領域
から離脱してしまった場合などでかかる事態が発生し、
その改善が望まれていた。

【０００９】また、ワークが通気性を有するものである
場合、前記のワーク保持装置では、噴出空気がワークを
突き抜けてしまうため吸引力が十分発生せず、通気性の
あるワークの搬送には適用できないという問題があっ
た。

【００１０】さらに、例えば、図９，１０，１２の場
合、図示したようなノズル形状を均一に形成することが
難しく、そのため噴出部位によって流速差が生じ、吸引
力にバラツキが生じてしまうという問題があった。ま
た、図１１の場合、邪魔板５５の形成が非常に困難であ
り、実用的ではないという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、強力かつ均一な吸引力を
発揮すると共に、吸引力低下時でもワークを吹き飛ばす
ことのないワーク保持装置を提供することにある。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１４】すなわち、本発明のワーク保持装置は、貫
通孔を有する板状のワークを保持、搬送するワーク保持
装置であって、ロボットアームなどの移動部材に設けら
れた搬送ヘッド端部に取り付けられ、その下面側に前記
ワークを吸着する搬送パッドと、前記搬送パッドの下面
中央に突出形成され、前記ワークの貫通孔に挿入され
て、搬送時における前記ワークの水平方向のずれ移動を
規制するガイド部と、圧縮気体供給装置に接続され、前
記搬送パッドを貫通して前記搬送パッドの下面に開口し
た圧縮気体送給用の給気路と、前記給気路の開口部と連
通して前記搬送パッドの下面と前記ガイド部との間に形
成され、前記給気路によって供給された圧縮気体を前記
搬送パッドの下面に沿った方向に噴出する気体噴出部と
を有し、前記給気路と前記気体噴出部との間に位置させ
て前記ガイド部に円周方向に沿って空気室を設け、該空
気室を介して前記気体噴出部から圧縮気体を噴出させて
前記気体噴出部からの気体噴出量を噴出部位によらず均
一化させたことを特徴とする。

【００１５】本発明のワーク保持装置は、前記ガイド部
に前記ワークの上面と係合するストッパを形成し、前記
搬送パッドの下面に前記ワークの上面が接触することを
防止したことを特徴とする。

【００１６】本発明のワーク保持装置は、前記搬送パッ
ドの下面に前記ワークの上面に当接するストッパ部材を
設け、前記搬送パッドの下面に前記ワークの上面が接触
することを防止したことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１８】（実施の形態１）図１，２は、本発明の実
施の形態１であるワーク保持装置１を示す図である。こ
のワーク保持装置１は、ハードディスクやコンパクトデ
ィスク等、その一部に貫通孔を有する板状の部材をワー
クとして、それを非接触状態で搬送するために使用され
る。

【００１９】当該ワーク保持装置１は、図２に示すよう
に、ロボットアームＡの搬送ヘッド１０に取り付けられ
ており、移動部材としてのロボットアームＡにより中央
に孔のあいたハードディスクのようなワークＷを所望の
位置に吸着搬送するものである。そして、図１に示すよ
うに、ワークＷを吸着保持するための搬送パッド２の下
面中央に、ワークＷの貫通孔Ｈに挿入されるガイド部３
が突出形成されており、このガイド部３を貫通孔Ｈに挿
入した状態でワークＷを吸着保持するようになってい
る。

【００２０】また、搬送パッド２の内部には、搬送パッ
ド２を上下方向に貫通すると共に、搬送パッド２の下面
２ａにおいて開口した管状の給気路４が複数本形成され
ている。この給気路４は、図示しない圧縮気体供給装置
に接続されており、これを介してワーク保持装置１に圧
縮空気が供給され、その開口部５から噴出する。

【００２１】ガイド部３は、図１に示すように、その中
心部が搬送パッド２の下面２ａの中央に固着されたワー
クガイド用の円柱状部材である。そして、これをワーク
Ｗの貫通孔Ｈに挿入することにより、その外周面によっ
てワークＷの水平方向のずれ移動が規制される。また、
ガイド部３の上部には肩部３ａが形成されており、この
肩部３ａの上面と搬送パッド２の下面２ａによって、給
気路４の開口部５の近傍には間隙Ｇが形成されている。
そして、この間隙Ｇの端部、すなわち、ガイド部３の肩
部外周縁３ｂと搬送パッド２の下面２ａとの間にはノズ
ル状の気体噴出部６が形成されており、ここから搬送パ
ッド２の下面２ａに沿って圧縮空気が噴出される。

【００２２】このように構成されたワーク保持装置１に
おいては、次のようにしてワークＷを吸引保持する。す
なわち、ワーク保持装置１に給気路４を介して圧縮空気
が供給されると、この圧縮空気は、開口部５、間隙Ｇを
通り、気体噴出部６から搬送パッド２の下面２ａに沿っ
て径方向外方に向かって高速で噴出される。このため、
ベルヌーイの定理から導かれるように、この噴出流によ
って搬送パッド２の下面２ａには吸引力が発生し、ワー
クＷが搬送パッド２に向けて吸い寄せられる。

【００２３】この場合、ワークＷと搬送パッド２の下面
２ａとの間には噴出流による空気層が存在するためワー
クＷが下面２ａに接触することが妨げられる。また、ワ
ークとの間隔が小さくなると噴出流の流路が狭まりその
抵抗によって流速が小さくなって吸引力が低下するた
め、これによってもワークＷとヘッドとの接触が回避さ
れる。その一方で、吸引力が低下して間隔が広がると噴
出流の流速が大きくなって吸引力が増しワークＷが再び
引きつけられる。そして、かかる微小な動きの結果、ワ
ークＷはその重量と吸引力のバランスのとれた位置にて
保持される。このように当該ワーク保持装置１にあって
は、ワークＷは、噴出流の存在と吸引力の増減による位
置調整により搬送パッド２とは非接触状態で吸引保持さ
れることになる。

【００２４】また、ワーク保持装置１では、噴出流は当
初から下面２ａに沿って噴出されるため、ワークＷに上
方から直接噴出流を当てる従来のワーク保持装置とは異
なり、吸引力が低下してもワークＷを吹き飛ばしてしま
うことはない。また、圧縮空気をワークＷに向かって噴
出しないので、ワークＷが、例えば不織布のような多少
の通気性を有するものであっても吸引保持することが可
能である。

【００２５】このように、本願発明によるワーク保持装
置１では、ワークＷの貫通孔Ｈを積極的に活用してワー
クＷをガイドすると共に、ガイド部３を利用して搬送パ
ッド２の下面２ａに沿った方向に圧縮空気を噴出させる
ノズル状の気体噴出部６を形成することにより、ワーク
吹き飛ばしの問題を解決すると共に、通気性材料のワー
クをも吸引保持できるようにしている。また、ワーク保
持装置１の構成部品は旋盤等による軸加工品が主であ
り、ノズル形状が容易であるため、従来の装置に比して
非常に少ない加工工数で精度良く製造することが可能で
ある。

【００２６】なお、このような利点のあるワーク保持装
置１ではあるが、気体噴出部６における噴出流の流速
は、開口部５におけるそれより若干落ちる。また、ワー
ク保持装置１では、開口部５の付近に噴出流が集中し、
噴出部位によって吸引力に強弱が生じるという現象も見
られた。そこで、本願発明者はこのワーク保持装置１を
さらに改良して次のような実施の形態を得た。

【００２７】（実施の形態２）図３は、本発明の実施の
形態１を改良して得られた実施の形態２であるワーク保
持装置１１を示す図である。なお、以下の実施の形態に
おいては、実施の形態１のワーク保持装置１と共通する
ものについては同一の符号を付し、その詳細は省略す
る。

【００２８】ワーク保持装置１１は、実施の形態１のワ
ーク保持装置１とほぼ同様の構成を有するが、ワーク保
持装置１と異なり、ガイド部３の肩部３ａにリング状の
凹溝３ｃが設けられている。そして、これにより気体噴
出部６の前にガイド部３の周方向に沿って空気室７が形
成されている。従って、当該ワーク保持装置１１におい
ては、開口部５から供給された圧縮空気は、凹溝３ｃを
流れつつ気体噴出部６から搬送パッド２の下面２ａに沿
って噴出されることになる。このため、このワーク保持
装置１１においては、空気室７の存在により搬送パッド
２の全周から圧縮空気が均一に噴出するため、その吸引
力もまた搬送パッド２の全周において均一なものとな
る。

【００２９】また、この空気室７により、気体噴出部６
の部分が最も流路が狭い部分となり、そこにおける噴出
流の流速が最大となる。このため、実施の形態１に比し
て、気体噴出部６からの噴出流速が大きくなり、その分
吸引力も向上している。すなわち、実施の形態１に比し
て、供給される圧縮空気のエネルギをより効率的に活用
している。

【００３０】なお、当該ワーク保持装置１１では、凹溝
３ｃの外周側は底面側から徐々に拡径したテーパー形状
となっており、気体噴出部６において気流が最も絞られ
るように構成されている。

【００３１】一方、空気室７を搬送パッド２側に設ける
こともできる。その例を示したものが図４のワーク保持
装置１２である。この場合、空気室７は、給気路４の端
部にリング状の凹溝２ｂを設けることにより形成され
る。そして、給気路４から供給された圧縮空気は、凹溝
２ｂを流れつつ開口部５を通って気体噴出部６から噴出
される。従って、このワーク保持装置１２においても、
搬送パッド２の全周から圧縮空気が均一に噴出し、吸引
力の均一化が図られている。

【００３２】なお、図４では、ガイド部３の肩部外周縁
３ｂを実施の形態１のワーク保持装置１と同様に形成し
たが、肩部外周縁３ｂの近傍を高くしたり、肩部３ａを
肩部外周縁３ｂに向かって徐々に高くするなどして、気
体噴出部６を狭く絞るようにしても良い。

【００３３】また、図３，４のワーク保持装置１１，１
２では、空気室７をリング状の凹溝３ｃ，２ｂによって
構成しているが、空気室７は必ずしも全周に亘って設け
る必要はなく、給気路４に対応して、それぞれガイド部
３や搬送パッド２の周方向に沿って複数個設けても良
い。

【００３４】（実施の形態３）次に、本発明のさらなる
実施の形態として、ワークＷと搬送パッド２との接触防
止を図ったものを示す。図５は、その一例としての実施
の形態３であるワーク保持装置１３を示す図である。

【００３５】当該ワーク保持装置１３は、図３に示した
ワーク保持装置１１とほぼ同様の構成を有するが、ワー
ク保持装置１１と異なり、ガイド部３に、その肩部３ａ
を径方向に張り出させた形で、鍔部３ｄ（ストッパ）が
ガイド部３の全周に亘って突出形成されている。ここ
で、この鍔部３ｄは、図５に示したように、ガイド部３
をワークＷの貫通孔Ｈに挿入すると、その下面がワーク
Ｗの上面Ｕに当接して両者が係合するようになってい
る。この場合、鍔部３ｄは、ワークＷの貫通孔Ｈ近傍に
設定された接触許容領域に当接するため、両者の当接に
よってワークＷに悪影響を与えることはない。従って、
ワークＷが傾いた状態で吸引されたり、搬送中の障害に
よりワークが不安定になった場合であっても、ワークＷ
がこれ以上搬送パッド２に近づくことはなく、両者の接
触によるワークＷの損傷を防止することができる。

【００３６】なお、ワーク保持装置１３では、鍔部３ｄ
をガイド部３の全周に亘って突出形成したものを示した
が、鍔部３ｄを断続的に若しくは複数個点在させて設け
ることも可能である。

【００３７】一方、ワークＷと搬送パッド２との接触防
止にピン等のストッパ部材を用いることも可能である。
その例を示したものが図６のワーク保持装置１４であ
る。このワーク保持装置１４では、搬送パッド２の下面
２ａ側にストッパ部材として４本のピン８が等分に設け
られている。この場合、ガイド部３をワークＷの貫通孔
Ｈに挿入してワークＷを吸引すると、ピン８の先端がワ
ークＷの上面Ｕに設定された接触許容領域に当接するよ
うになっている。従って、ワークＷの状態にかかわら
ず、ワーク吸引時におけるワークＷと搬送パッド２との
接触を防止することができる。なお、ピン８は、複数
本、好ましくは３本以上であればその本数は任意である
が、噴出流の妨げとならないように必要以上に多くしな
いことが望ましい。

【００３８】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３９】たとえば、前述の実施の形態では、ワーク
Ｗとしてハードディスクのような丸孔を有するディスク
を想定してガイド部３を円柱状に形成しているが、ガイ
ド部３の貫通孔Ｈの形状はこれには限られず、例えば角
柱状等、ワークＷやそれに設けられた貫通孔Ｈの形状に
よって適宜変更可能である。

【００４０】また、図６では、ストッパ部材としてピン
を用いる例を挙げたが、ストッパ部材はこれには限られ
ず、例えば、噴出流に悪影響を及ぼさない程度において
平板状のものや角柱状のものを用いることも可能であ
る。

【００４１】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野であるハードディスク等の
円盤状のワークの搬送に適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、たとえば、回路基
板等の平板状のワークにも適用できる。

【００４２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４３】（１）ワークの貫通孔に挿入されてワーク
の水平方向のずれ移動を規制するガイド部を利用してノ
ズル状の気体噴出部を形成し、そこから搬送パッドの下
面に沿った方向に気体を噴射するようにしたので、吸引
力が低下した場合であってもワークを吹き飛ばさないと
いう効果がある。

【００４４】（２）旋盤等による軸加工品であること、
また、平面でのノズル形状としたことによって装置を構
成したため、その加工、組立が容易であるという効果が
ある。従って、製造コスト低減や製品精度の向上を図る
ことが可能となる。

【００４５】（３）ガイド部や搬送パッドに凹溝を形成
して、気体噴出部前段に空気室を形成したことにより、
均一なノズル形状の気体噴出部を容易に形成することが
できる。従って、噴出流を噴出部位によらず均一化し、
吸引力もまた均一化させることが可能となる。

【００４６】（４）圧縮空気をワークに向かって噴出し
ないので、真空吸引方式の装置や、従来のように直接ワ
ークに向かって空気を噴出する方式の装置では搬送でき
ないような通気性のあるワークでも吸引保持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１であるワーク保持装置の
搬送パッドの下面近傍を示す断面図である。

【図２】図１のワーク保持装置をロボットアームに取り
付けた状態を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態２であるワーク保持装置の
搬送パッドの下面近傍を示す断面図である。

【図４】図３のワーク保持装置の変形例を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の実施の形態３であるワーク保持装置の
搬送パッドの下面近傍を示す断面図である。

【図６】図５のワーク保持装置の変形例を示す断面図で
ある。

【図７】従来のワーク保持装置の構成を示す断面図であ
る。

【図８】従来のワーク保持装置の構成を示す断面図であ
る。

【図９】従来のワーク保持装置の構成を示す断面図であ
る。

【図１０】従来のワーク保持装置の構成を示す断面図で
ある。

【図１１】従来のワーク保持装置の構成を示す断面図で
ある。

【図１２】従来のワーク保持装置の構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ワーク保持装置２搬送パッド２ａ下面２ｂ凹溝３ガイド部３ａ肩部３ｂ肩部外周縁３ｃ凹溝３ｄ鍔部（ストッパ）４給気路５開口部６気体噴出部７空気室８ピン（ストッパ部材）１０搬送ヘッド１１ワーク保持装置１２ワーク保持装置１３ワーク保持装置１４ワーク保持装置５１ワーク保持装置５２給気口５３イジェクタ室５４空気噴出口５５邪魔板５６孔５７ボスＰ圧縮空気ＷワークＡロボットアームＨ貫通孔Ｇ間隙Ｕ上面

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】貫通孔を有する板状のワークを保持、搬
送するワーク保持装置であって、ロボットアームなどの移動部材に設けられた搬送ヘッド
端部に取り付けられ、その下面側に前記ワークを吸着す
る搬送パッドと、前記搬送パッドの下面中央に突出形成され、前記ワーク
の貫通孔に挿入されて、搬送時における前記ワークの水
平方向のずれ移動を規制するガイド部と、圧縮気体供給装置に接続され、前記搬送パッドを貫通し
て前記搬送パッドの下面に開口した圧縮気体送給用の給
気路と、前記給気路の開口部と連通して前記搬送パッドの下面と
前記ガイド部との間に形成され、前記給気路によって供
給された圧縮気体を前記搬送パッドの下面に沿った方向
に噴出する気体噴出部とを有し、前記給気路と前記気体噴出部との間に位置させて前記ガ
イド部に円周方向に沿って空気室を設け、該空気室を介
して前記気体噴出部から圧縮気体を噴出させて前記気体
噴出部からの気体噴出量を噴出部位によらず均一化させ
たことを特徴とするワーク保持装置。
【請求項２】請求項１記載のワーク保持装置におい
て、前記ガイド部に前記ワークの上面と係合するストッ
パを形成し、前記搬送パッドの下面に前記ワークの上面
が接触することを防止したことを特徴とするワーク保持
装置。
【請求項３】請求項１記載のワーク保持装置におい
て、前記搬送パッドの下面に前記ワークの上面に当接す
るストッパ部材を設け、前記搬送パッドの下面に前記ワ
ークの上面が接触することを防止したことを特徴とする
ワーク保持装置。