JP3548508B2 - 真空発生器用の真空破壊ユニット及び真空発生器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空発生器用の真空破壊ユニット及び真空発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
背景技術の真空発生器として、本件特許出願人によって開発され、特開平９−３１７６９８号及び特開平９−３１７６９８号によって開示された発明がある。その発明の構成について、図８〜１２に基づいて以下に説明する。
１０は本体であり、一端側に高圧流体源に連通される高圧ポート１２が設けられている。１４は第１シリンダ室であり、本体１０内に形成され、一端側１４ａで高圧流体源に連通されるように後述する第２シリンダ室４０を介して高圧ポート１２に連通されている。また、第１シリンダ室１４の他端側１４ｂは開放しており、その他端側１４ｂの開放部は消音部１６となっている。消音部１６には複数の消音用フィルタ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ・・・が配設されている。
【０００３】
１８は真空ポートであり、本体１０の他端側に設けられている。
２０は負圧ポート部であり、真空ポート１８に連通すべく、第１シリンダ室１４の側壁中途部に開口されて設けられている。
負圧ポート部２０と真空ポート１８との間は通路空間１９になっており、真空ポート１８側から第１シリンダ室１４側へ空気が通過するように、円筒状のフィルタ２１が配設されている。
【０００４】
２２はエジェクタ部であり、第１シリンダ室１４内で軸線方向へ摺動可能に設けられ、軸線方向に延びる流体の流路２４を有する。流路２４の第１シリンダ室１４の一端側に位置される部位が流路２４を絞るノズル部２６に形成されている。そのノズル部２６よりも流路２４の下流側となる第１シリンダ室１４の他端側に位置される部位が流路２４を拡大するデェフューザ部２８に形成されている。また、ノズル部２６とデェフューザ部２８の間に側方に開口する開口部３０が設けられいる。第１シリンダ室１４の他端側１４ｂに移動した際には開口部３０と負圧ポート部２０とを連通させると共に前記流路２４へ一端側から高圧流体が供給されることで開口部３０近傍に負圧を発生させる。なお、この負圧を発生する原理は、空気の粘性を利用するものであり、エジェクタ効果として周知の技術である。
【０００５】
また、このエジェクタ部２２は、一端側１４ａに移動した際には開口部３０と負圧ポート部２０との連通を遮断する。すなわち、図１２に示すように、第１シリンダ室１４の負圧ポート部２０よりも一端側の内周に形成された斜面１５に、デェフューザ部２８の外周に嵌められた’Ｏ’−リング３２が当接し、開口部３０と負圧ポート部２０との連通部を閉塞するのである。
２７はシールリングであり、ノズル部２６の外周に嵌められている。また、２９もシールリングであり、デェフューザ部２８の外周に嵌められている。これらのシールリング２７、２９によって、エジェクタ部２２が、第１シリンダ室１４内で気密状態で軸線方向へ摺動できる。第１シリンダ室１４の一端側１４ａに高圧空気が供給されるとシールリング２７が好適に気密しているため、エジェクタ部２２がその高圧空気の圧力によって好適に押圧されて他端側１４ｂ側へ移動されるのである。また、シールリング２９によって真空ポート１８側が負圧になった際に空気が進入しないように好適に気密している。
【０００６】
３４は第１スプリングであり、第１シリンダ室１４内に形成された内周フランジ部１４ｃと、デェフューザ部２８の外周に形成された外周フランジ部２８ａとの間に弾装されている。この第１スプリング３４によれば、第１シリンダ室１４の一端側に高圧流体が供給された際にはエジェクタ部２２が第１シリンダ室１４の他端側１４ｂに移動することを許容し、高圧流体が供給されない際にはエジェクタ部２２を第１シリンダ室１４の一端側１４ａに位置するように付勢する。
【０００７】
３６はメイン流路であり、第１シリンダ室１４と高圧流体源とを連通する。３８はメインバルブであり、メイン流路３６に配され、第１シリンダ室１４へ高圧流体の供給を選択的に行うよう、メイン流路３６を開閉する。
メインバルブ３８は、本体１０内に設けられた主流路シリンダ室である第２シリンダ室４０と、第２シリンダ室４０の側壁に開口して設けられ、高圧ポート１２を介して高圧流体源と第２シリンダ室４０とを連通する入力ポート部４２と、その第２シリンダ室４０の側壁に開口して設けられ、第２シリンダ室４０と第１シリンダ室１４とを連通する連通ポート部４４とを備える。また、メインバルブ３８には、第２シリンダ室４０内で軸線方向へ摺動可能に形成され、第２シリンダ室４０の一端側４０ａに移動した際には入力ポート部４２と連通ポート部４４とを連通させ、他端側に移動した際には入力ポート部４２と連通ポート部４４との連通を遮断するメイン弁体４６を備える。
メイン弁体４６は、スプール状に形成されて、中途部に小径部４６ａが形成されている。この小径部４６ａによって、第２シリンダ室４０の一端側４０ａに移動した際に入力ポート部４２と連通ポート部４４とを連通させる。
【０００８】
４８は第１制御流路であり、第２シリンダ室４０の他端側４０ｂに連通している。この第１制御流路４８は、後述する第１パイロット弁７０の出力通路７２に接続されている。第１パイロット弁７０から第１制御流路４８を介して第２シリンダ室４０の他端側４０ｂに高圧流体が供給された際には、メイン弁体４６が一端側４０ａに移動される。
１００は第２制御流路であり、第２シリンダ室４０の一端側に連通し、メイン弁体４６を他端側へ移動させるべく、高圧流体を第２シリンダ室４０の一端側４０ａに導入可能に設けられている。この第２制御流路１００は、後述する第２パイロット弁７４の出力通路に接続されている。
【０００９】
５０は破壊バルブであり、真空ポート１８と高圧流体源とを連通する真空破壊用流路５２に配され、真空ポート１８へ高圧流体の供給を選択的に行うよう、真空破壊用流路５２を開閉する。この破壊バルブ５０が開き、真空ポート１８へ高圧流体が供給されれば、真空ポート１８の真空が破壊する。本実施例では、本体内に段付形状に形成された破壊流路シリンダ室である第３シリンダ室５４と、その第３シリンダ室５４内で軸線方向に摺動可能に段付形状に形成された摺動弁体５６とを備える。摺動弁体５６は、第３シリンダ室の一端側に移動した際（図１２に示す状態）には真空破壊用流路５２を連通させ、他端側に移動した際には（図８に示す状態）真空破壊用流路５２を遮断する。また、５８は真空破壊空気制御用の流路であり、第３シリンダ室５４の大径部の内上底面（第３シリンダ室５４の他端側）に開通すると共に、後述する第２パイロット弁７４の出力通路に接続されている。従って、第２パイロット弁７４から、高圧流体が第３シリンダ室５４の他端側へ導入されると、摺動弁体５６が一端側へ移動される。なお、第２パイロット弁７４の構造は第１パイロット弁７０の構造と同一に設けられている。
【００１０】
６０は第３スプリングであり、摺動弁体５６を常時は真空破壊用流路５２を閉塞するように図８の図面上において上方に付勢し、高圧流体が第２パイロット弁７４から真空破壊空気制御用の流路５８を介して第３シリンダ室５４の大径部の上部側（第３シリンダ室５４の他端側）に供給された際には、真空破壊用流路５２を開口するよう、摺動弁体５６が下方に移動することを許容する。すなわち、第３スプリング６０は摺動弁体５６の下面と第３シリンダ室５４の底面との間に弾装され付勢部材として作用する。なお、５６ａは’Ｏ’−リングであり、摺動弁体５６の先端部に嵌められており、これによって気密がなされて確実に真空破壊用流路５２を閉塞できる。
破壊バルブ５０が開口すると、高圧の破壊空気は真空破壊用流路５２を構成する高圧ポート１２、入力ポート部４２、第２シリンダ室４０、ニードル挿入孔部６４、破壊バルブ５０および細管６２内を通過して真空ポート１８に流入して真空を破壊する。細管６２は内容積が小さいため、流入空気は素早く真空ポート１８に導入でき、真空破壊を好適に行うことができる。なお、第２シリンダ室４０とニードル挿入孔部６４とは、貫通孔６８によって連通されている。
【００１１】
また、真空破壊空気制御用の流路５８は、前記第２シリンダ室４０の一端側４０ａに連通する第２制御流路１００（図１１（ａ）参照）と連通している。従って、第２パイロット弁７４を介して、第３シリンダ室５４の他端側と第２シリンダ室４０の一端側に高圧流体を同時に導入することができる。
【００１２】
６６はニードルであり、ニードル挿入孔部６４に挿入されており、先端が大径孔から小径孔に臨むように配設されている。このニードル６６を軸線方向にねじ込み式で移動させることが可能に設けられており、真空破壊用流路５２の開口面積を微調整することができる。これによってニードル弁が構成され、真空ポート１８に供給される真空破壊空気の流量を調整でき、真空破壊の速度を好適に調整することができる。
なお、各摺動部に嵌められた’Ｏ’−リング、および本体１０を構成する部材間の気密をするために設けられたガスケット類は、図に明らかであり、説明を省略する。
【００１３】
次に第１パイロットバルブ７０および第２パイロットバルブ７４の構造と取付状態について図９および図１０に基づいて説明する。第１パイロットバルブ７０および第２パイロットバルブ７４は同一構造のものを利用できるので、一方のみ（第１パイロットバルブ７０）の構成について詳述する。
７６は入力通路である。この入力通路７６は図８の実施例の本体１０に形成された連絡通路６９に連通している。連絡通路６９は前述した真空破壊用流路５２と入力通路７６を連通するように開口している。
【００１４】
７８はソレノイドであり、入力通路７６の中途部に臨むように設けられ、その入力通路７６を開閉する開閉弁８０を作動させる駆動源として設けられている。８２はプランジャであり、８４はコイルである。コイル８４に電通されるとプランジャ８２がソレノイド７８内に引き込むように作動する。プランジャ８２の先端には、開閉弁８０が固定部材８６によって固定されている。プランジャ８２の先端に固定された開閉弁８０は、常時はソレノイド７８の外郭部と固定部材８６の間に弾装されたスプリング８８の付勢力によって、入力通路７６を閉塞するように付勢されている。具体的には入力通路７６の中途部に設けられた開口７６ａを開閉弁８０で蓋をしている。
【００１５】
９０は排気路であり、排気弁９２が開口することによって出力通路７２と連通可能に設けられていると共に大気に開放している。排気弁９２は、開閉弁８０に対向する位置に、排気路の開口９０ａを開閉可能に配されている。また、排気弁９２の取付枠材９４によって保持されており、その取付枠材９４と一体に排気路の開口９０ａに接離して、その排気路の開口９０ａを開閉する。取付枠体９４には、開閉弁８０に当接するまで延設された間隔保持部９４ａが設けられている。また、排気弁９２は、本体に外側へ突出することを阻止された押しボタン部材９５との間に弾装されたスプリング９６の付勢力によって、常時は排気路の開口９０ａを塞ぐ方向へ付勢されている。なお、スプリング９６の付勢力は、スプリング８８の付勢力よりも小さく設定されている。また、押しボタン部材９５は、スプリング９７の付勢力に抗して内側へ移動可能に設けられている。この押しボタン部材９５を内側へ押し込むことで、手動によって、排気弁９２を移動させて排気路の開口９０ａを塞ぐと共に、開閉弁８０を移動させて入力通路７６の開口７６ａを開き、出力通路７２から高圧空気を出力することができる。
【００１６】
従って、ソレノイド７８が作動されていない際には図９に示すように、スプリング８８の付勢力がスプリング９６の付勢力に打ち勝って開口７６ａを閉塞すると共に、排気路の開口９０ａは間隔保持部９４ａによって排気弁９２が支持されることによって開口した状態にある。
そして、ソレノイド７８が作動された際には、スプリング８８の付勢力にプランジャ８２の作動力が打ち勝って開閉弁８０が移動して開口７６ａを開口すると共に、排気路の開口９０ａは、スプリング９６の付勢力によって移動した排気弁９２によって閉塞された状態になり、出力通路７２から高圧空気を出力することができる。
以上の構成からなる電磁弁であるパイロットバルブが、図１０に示すように第１パイロットバルブ７０、および第２パイロットバルブ７４として図８に示す真空発生装置に固定されている。
【００１７】
以上の構成からなる真空発生器の動作について、図８、図１０〜図１２に基づいて以下に説明する。なお、図１１の（ａ）は回路図であり、（ｂ）はそのタイムチャートである。タイムチャートは第１パイロットバルブ７０、および第２パイロットバルブ７４の動作と、真空発生、および破壊エア発生の関係を示している。また、図１２は真空破壊の作動状態を示している。
先ず、真空を発生している状態を図８に基づいて説明する。第１パイロットバルブ７０が作動（ＯＮ）することによって、第１制御流路４８から第２シリンダ室４０の他端側４０ｂに高圧空気が供給され、メイン弁体４６が第２シリンダ室４０の一端側４０ａに移動される。これにより、高圧流体が第１シリンダ室１４の一端側１４ａに内に流入し、エジェクタ部２２が第２シリンダ室１４の他端側１４ｂに移動することにより、開口部３０が負圧ポート部２０と連通する。そして、エジェクタ部２２の流路２４を空気が通過することによって、開口部３０付近に真空が発生し、開口部３０に連通する負圧ポート部２０等を介して真空ポート１８に真空が発生する。このとき、破壊バルブ５０は閉塞状態になっている。
【００１８】
次に、上記の状態から第１パイロットバルブ７０をＯＦＦすると、メイン弁体４６は第２シリンダ室４０の一端側４０ａに移動された状態で維持される。すなわち、動作を示すタイムチャート（図１１（ｂ））のように、第１パイロットバルブ７０をパルス的に作動させることで、メイン弁体４６が第２シリンダ室４０の一端側４０ａに移動した状態を保持するので、真空発生状態が維持される。第１パイロットバルブ７０の作動を非常に短時間にすることができるので、その消費電力を低減できる。
【００１９】
次に、真空を破壊する状態を図１２に基づいて説明する。
先ず、第１パイロットバルブ７０がＯＦＦの状態で、第２パイロットバルブ７４がＯＮの状態とする。高圧空気が真空破壊空気制御用の流路５８を介して第３シリンダ室５４に供給され、摺動弁体５６が移動して破壊バルブ５０が開く。同時に第２シリンダ室４０の一端側４０ａに高圧流体が供給され、メイン弁体４６が第２シリンダ室４０の他端側４０ｂに移動するため、メインバルブ３８が閉じられ、エジェクタ部２２による真空発生も停止できる。これは、第２制御流路１００が真空破壊空気制御用の流路５８と連通されており、第２パイロットバルブ７４を介して高圧流体を同時に導入可能に設けられているためである。これにより、第２パイロットバルブ７４の作動により、エジェクタ部２２の真空発生を停止することと、破壊バルブ５０の開放による真空破壊を同時に行うことができ、真空の破壊作用をシャープに得ることができる。
【００２０】
このとき、エジェクタ部２２は、第１スプリング３４の付勢力によって第１シリンダ室１４の一端側１４ａに移動され、開口部３０と負圧ポート部２０とが連通しないようにその通路を閉塞するため、真空破壊空気は第１シリンダ室１４側へ洩れることがない。従って、真空破壊が効率良く好適になされる。
すなわち、高圧空気の第１シリンダ室１４への供給が断たれ、エジェクタ部２２によって真空が発生しなくなると共に、エジェクタ部２２が第１スプリング３４の付勢力によって第１シリンダ室１４の一端側１４ａに移動され、斜面１５に’Ｏ’−リング３２が当接して開口部３０と負圧ポート部２０とが連通しないようにその通路を閉塞する。このように、本実施例のエジェクタ部２２は、図１１（ａ）の回路図にも明らかなように、真空発生機能２２ａと切換弁２２ｂとの二つの機能を備えるのである。
このように、エジェクタ部２２は、真空を発生する真空発生源となると共に、第１シリンダ室１４内で移動できることで一種の逆止弁の作用をするため、特別な切換弁機構を別に設けることなく、好適な作動が可能な真空発生器となっている。
【００２１】
以上に説明した従来の真空発生器の真空破壊にかかる弁機構では、前述したように流量調整用のニードル弁が内臓されており、真空破壊エア（空気）の流量調整ができる。
なお、真空破壊とは、真空部（真空発生機構部から配管、アクチュエータなどを含むワークまでの容積空間）を圧縮空気などによって大気圧以上に強制的に加圧することである。この真空部の容積の大きさは真空破壊時間に大きく影響を与えるため、真空部の容積を無くすことができれば、理想的な真空破壊が可能となるのであるが、実用上は機器のレイアウト、メンテナンス性等の理由から、ある程度の真空部容積が発生するのは避けようがない。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在、半導体産業をはじめとするあらゆる分野において機器の小型化、及び軽量化が必要とされている。これに伴い、部品（ワーク）自体の微小化、或いは、高密度実装が進む中でワークを高い位置精度で設置する高精度化などが要求されている。また、ワークを実装する場合には、生産性を向上できるように、ワークを素早く設置する高速性が要求される。
このため、ワークを搬送する際など、ワークを吸着するために用いる真空発生器についても、ワークの微小、軽量化に対応できる性能が要求される。
【００２３】
しかしながら、従来の真空発生器では、真空破壊空気の流量調整のみによって真空破壊時間の調整をしていたため、真空部の容積が大きく、且つワークが微小、軽量である場合には、瞬時の真空破壊とワークの高精度な設置を両立させることは困難であるという課題があった。
すなわち、ワークが微小、軽量である場合、真空破壊空気の流量を大きくして真空破壊時間の短縮を図るとワークが真空破壊空気によって吹き飛ばされ、高精度の設置が困難となる。逆に、ワークの高精度の設置を重視し、真空破壊エアの流量を絞ると破壊時間が長くなり、ワークの実装等の生産効率が低下してしまう。
【００２４】
そこで、本発明の目的は、上記のような２つの相反する課題を両方とも解決し、吸着したワークにかかる真空破壊時間の短縮を図ると共に、ワークが真空破壊空気によって吹き飛ばされることなく、ワークにかかる高精度の設置ができる真空発生器を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するに次の構成を備える。
すなわち、本発明は、ワークを真空吸着する吸着部が連通するように、配管が接続される真空ポートと、該真空ポート内を、真空にできるように真空発生源に接続されると共に、真空が破壊できるように高圧空気源に接続される配管接続ポートと、該配管接続ポートと前記真空ポートとの間に設けられた真空破壊空気の空気流量調整弁と、真空破壊空気の圧力が所定以上の高圧になった際、該真空破壊空気を逃がす空気圧調整用リリーフ弁とを具備することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、真空吸着を行うために減圧される空間の一部となる真空吸着側空間と、該真空吸着側空間に接続され、該真空吸着側空間内を真空にする真空発生源と、前記真空吸着側空間内に高圧空気を供給して真空を破壊するように、高圧空気源に接続される高圧ポートと、該高圧ポートと前記真空吸着側空間との間に設けられた真空破壊空気の空気流量調整弁と、真空破壊空気の圧力が所定以上の高圧になった際、該真空破壊空気を逃がす空気圧調整用リリーフ弁とを具備することを特徴とする真空発生器にもある。
【００２７】
また、前記配管接続ポートと前記空気流量調整弁との間に設けられた接続空間と、該接続空間に臨んで設けられた前記空気圧調整用リリーフ弁とを具備することで、応答性を向上できる。
また、前記真空発生源が、エジェクタ効果を利用して真空を発生するものであることで、高圧空気を用いて真空を発生することができる。従って、高圧空気源となるコンプレッサ装置を備えれば、真空を発生させるための高圧空気の供給と、真空破壊用高圧空気（真空破壊空気）の供給の両方を行うことができ、別置の駆動源を備える真空発生装置（バキュームポンプ）を要しない。
【００２８】
前記空気圧調整用リリーフ弁には、ポペット弁が用いられていることで、簡単な構成で応答性を向上できる。
また、前記ポペット弁を押さえる調圧スプリングの付勢力を変更することにより、真空破壊空気圧のリリーフ圧を任意に調整することで、種々の仕様に好適に対応できる。
また、前記調圧スプリングによる付勢力は、ネジによる調整によってなされることで、簡単な構成で真空破壊空気圧のリリーフ圧を好適に微調整することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる好適な実施例を添付図面と共に詳細に説明する。
図１は本発明にかかる真空発生器用の真空破壊ユニットの一実施例を説明する説明図であって、図１（ａ）は真空破壊ユニット１２０を示す側面図（外観図）であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す真空破壊ユニット１２０の回路図である。また、図２は図１に示す真空破壊ユニット１２０の内部構造を示す断面図である。また、図３は、他の真空破壊ユニット１２０の内部構造を示す断面図である。
【００３０】
１８Ｘは真空ポートであり、その内側空間が真空吸着側空間９Ｘとなっており、ワークを真空吸着する吸着部１ａが連通するように、真空ポート側の配管１が接続される。本実施例ではテーパ螺子式の管継手１８ａによって構成されている。
【００３１】
３３は配管接続ポートであり、真空ポート１８Ｘ内を真空にするように真空発生源に接続されると共に、真空ポート１８Ｘ内に高圧空気を供給して真空を破壊するように高圧空気源に接続される。図１では一例として、この配管接続ポート３３に、背景技術で説明した真空発生器１１０が、配管１１１を介して接続された状態を示している。すなわち、配管１１１を介して、真空発生器１１０の真空ポート１８と配管接続ポート３３とが接続されており、真空発生器１１０は、真空ポート１８Ｘ内を真空にする真空発生源になると共に、真空ポート１８Ｘ内に真空破壊空気を供給する高圧空気源になり、真空発生器１１０と配管接続ポート３３とを接続する一つの管路（配管１１１）によって連通されている。
なお、配管接続ポート３３として、本実施例ではワンタッチ式の管継手３３ａによって構成されているが、他の種々の管継手を利用できるのは勿論である。
【００３２】
３３Ｘは接続空間であり、配管接続ポート３３に続いて設けられ、真空吸着を行うために減圧される空間の一部となる。
３は空気流量調整弁であり、図２に示すように、接続空間３３Ｘと真空ポート１８Ｘとの間に設けられており、真空破壊空気の流量を調整する。本実施例では、空気流量調整弁の一例として背景技術の構成と同様にニードル弁４が用いられており、詳細の説明を省略する。これにより、簡単な構成で真空破壊空気の流量を任意に微調整できる。
また、接続空間３３Ｘの位置は、配管接続ポート３３と空気流量調整弁３との間に設けられているということができる。
【００３３】
また、５は空気圧調整用リリーフ弁であり、接続空間３３Ｘに臨んで、配管接続ポート３３に直接連通するように設けられており、真空破壊空気の空気圧を制御する。真空破壊空気が急激に多く流れ込んで、その真空破壊空気による圧力が一定値以上に上昇した場合は、その圧力を空気圧調整用リリーフ弁５で好適に逃がすことができる。なお、本実施例では、後述するようにポペット弁６が用いられている。これにより、簡単な構成で真空破壊空気の圧力が必要以上に大きくならないように好適に調整できる。
従って、この空気圧調整用リリーフ弁５の作用によれば、空気流量調整弁３によって真空破壊空気の流量を必要以上に少量に絞ることを回避でき、真空破壊にかかる応答性を低下させない。このため、真空発生器をワークの実装に利用する際などにおいて、その生産性を向上できる。
【００３４】
１３はチェックパッキンであり、真空ポート１８Ｘ内（真空吸着側空間９Ｘ）を真空にする場合には、通路１３ａを開くように小径に変形して吸引空気の流れを良好にする。すなわち、チェックパッキン１３の作用によって、通路１３ａが空気流量調整弁３のバイパスとなり、真空吸着側空間９Ｘ及びそれに接続される吸着部１ａ側の空間から、真空発生源(本実施例では真空発生器１１０)によって空気を直接的に吸引し、真空作用を迅速に発生させることができる。従って、真空吸着の作業を効率良く行うことができ、ワークのピックアップ作業を含む工程の生産性を向上できる。
【００３５】
また、このチェックパッキン１３は、真空吸着側空間９Ｘに高圧空気源から真空破壊空気を供給する場合には、通路１３ａを閉じて、真空破壊空気が必ず空気流量調整弁３を通るようにする。これによって、空気流量調整弁３（ニードル弁）を介し、確実に真空破壊空気の流量制御を行うことができる。
なお、このチェックパッキン１３には、めくれ防止部１３ｂが設けられている。このめくれ防止部１３ｂは、傘状のチェックパッキン１３の外側面に突起した状態に、複数が設けられている。別言すれば、円周方向に所定の間隔をおいて配され、放射線方向に突出して形成されている。このめくれ防止部１３ｂによれば、異常作動を好適に防止できる。
また、本実施例では、ニードル弁４とポペット弁６とが対向する位置に配されており、その二つの弁の間に接続空間３３Ｘが設けられた形状になっている。
【００３６】
以上の構成による真空破壊ユニット１２０における作用を、空気の流れと共に説明する。図２に点線の矢印で示した空気の流れは、ワークを吸着する際に吸着部１ａを真空にすべく、空気が真空発生源によって吸引される状態を示している。
また、図２に実線の矢印で示した空気の流れは、真空破壊空気が吸着部１ａ(図１参照)へ供給される経路を示しており、配管接続ポート３３、接続空間３３Ｘ、空気流量調整弁３(ニードル弁)、及び真空吸着側空間９Ｘ（真空ポート１８Ｘ）を通過して吸着部１ａ(図１参照)へ供給される。
この真空破壊の際、真空破壊空気の圧力が所定以上になった場合は、ポペット弁６が調圧スプリング７の付勢力に抗して移動される。そして、図２に１点鎖線の矢印で示したように空気が流れて大気に開放される。これにより、吸着部１ａに吸着したワークを吹き飛ばすことなく、好適に離脱することができる。
なお、ポペット弁６には外周にリング状のシール部材６ａが嵌められており、そのシール部材６ａを介して開閉がなされる。また、ポペット弁６には連通孔６ｂが穿設されており、ポペット弁６が開くとき、開口度が急激に大きくなって、短時間で圧を逃がすことができる形状になっている。
【００３７】
この真空破壊ユニット１２０によれば、シンプルで小型に形成されるため、配管の先端である吸着部１ａ（図１参照）の近傍に配設することが可能となる。
このため、空気流量調整弁３（ニードル弁４）から吸着部１ａまでの距離を短くできる。すなわち、真空吸着側配管１を短くでき、空気流量調整弁３によって流量が制限された真空破壊空気が供給される空間（真空吸着側空間９Ｘ及び真空吸着側配管１内を含む空間）（図１参照）の容積を縮小できる。
このように、真空破壊の際に、真空破壊空気が満たされるべき空気流量調整弁３以降の空間の容積をより小さくできることで、真空破壊が可能となる適度な圧力になるまでの時間を短くすることができる。従って、真空発生器の真空破壊にかかる応答性を向上でき、短時間でワークを吸着部１ａから離脱することが可能となる。これにより、ワークの実装工程における吸着搬送などで、著しく生産性を向上できる。
なお、背景技術の真空発生器１１０にもニードル弁が内臓されているが、本実施例の真空破壊ユニット１２０を用いる場合は、その真空発生器１１０のニードル弁によって絞り作用がなされないように開放しておけばよい。
【００３８】
また、図３に示した真空破壊ユニットの他の実施例によれば、図２に示した実施例と真空ポート１８Ｘの形態が相違している。すなわち、本実施例によれば、真空ポート１８Ｘが、ワンタッチ式の管継手１８ｂによって構成され、図２の実施例と比較して１８０度反対の位置に設けられている。また、装着用のブラケット９９が設けられている。このように、特に管継手の部分は種々の形態に選択的に設けることが可能であり、使用される装着条件に好適に対応できる。
【００３９】
図４は本発明にかかる真空発生器の一実施例を示す説明図であり、図４（ａ）は平面図であり、図４（ｂ）は正面図である。また、図５は、図４の実施例の流体（空気圧）回路図である。また、図６は図４の実施例の内部構造を詳細に説明する断面図であり、図７は図４の実施例の内部構造を詳細に説明するように図６の断面図とは別の部分で図４の実施例を切断した断面図である。
【００４０】
９は真空吸着側空間であり、真空吸着を行うために減圧される真空ポート１８の空間である。
２は真空発生機構部であり、真空吸着側空間９に接続され、真空吸着側空間９内を真空（減圧）にする真空発生源の一実施例である。本実施例の真空発生機構部２は、背景技術と同様のエジェクタ部２２（図６及び７参照）が内臓されており、エジェクタ効果を利用して真空を発生するものである。従って、高圧空気を用いて真空を発生することができるから、高圧空気源１１となるコンプレッサ装置を備えれば、特別な真空を発生させるための装置（バキュームポンプ）を要せず、装置が複雑化することを回避できる。
【００４１】
１１は高圧空気源であり、真空吸着側空間９に高圧ポート１２を介して接続され、真空吸着側空間９内に高圧空気（圧縮空気）である真空破壊空気を供給して真空を破壊する。
なお、この高圧空気源１１が、エジェクタ効果を利用した前記真空発生機構部２のエジェクタ部２２に高圧空気を供給する高圧空気源１１としても用いられる。すなわち、高圧ポート１２は、真空発生機構部２と真空破壊用の弁にかかる構成との両方に連通している。
この高圧空気源１１としては、通常の工場設備として一般的に使用されているコンプレッサ装置を用いることができる。
【００４２】
３は空気流量調整弁であり、高圧空気源と真空吸着側空間９との間に設けられており、真空破壊空気の流量を制御する。本実施例では、空気流量調整弁の一例として背景技術及び前述した実施例の構成と同様にニードル弁４が用いられており、詳細の説明を省略する。これにより、簡単な構成で真空破壊空気の流量を任意に微調整できる。
【００４３】
５は空気圧調整用リリーフ弁であり、空気流量調整弁３と真空吸着側空間９との間に設けられており、真空破壊空気の空気圧を制御する。真空破壊空気が急激に多く流れ込んで、その真空破壊空気による圧力が一定値以上に上昇した場合は、その圧力を空気圧調整用リリーフ弁５で好適に逃がすことができる。なお、本実施例では、後述するようにポペット弁６が用いられている。これにより、簡単な構成で真空破壊空気の圧力が必要以上に大きくならないように好適に調整できる。
従って、この空気圧調整用リリーフ弁５の作用によれば、空気流量調整弁３によって真空破壊空気の流量を必要以上に少量に絞ることを要せず、応答性を低下させないため、生産性を向上できる。
なお、７７は真空吸着側空間９の圧力を測定して表示するセンサ表示部である。
【００４４】
次に、図５、６及び７に基づいて、本実施例の真空発生と真空破壊のメカニズムを以下に詳細に説明する。
なお、本実施例の真空発生機構部２等、多くの構成は、前述した図８〜１２の技術（背景技術）にかかる構成と基本的に同一に設けられている。そこで、背景技術と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
先ず、図５及び６に基づいて真空発生のメカニズムについて説明する。
図６に点線の矢印で示した空気の流れは、エジェクタ部２２によって真空（減圧状態）を発生させるため、高圧空気源１１から供給された高圧空気によるものである。また、図６に１点鎖線の矢印で示した空気の流れは、真空吸着側空間９の空気が、エジェクタ部２２によって吸引されることで発生する。
【００４５】
図６に示すように、高圧ポート１２は高圧空気源１１に接続されており、その高圧空気源から圧縮空気が導入される。
すると、背景技術のメインバルブ３８に相当する開閉手段（切換弁）としての真空発生用スプール弁３９が、真空発生用パイロット弁７１によって開いている状態のとき、圧縮空気はその真空発生用スプール弁３９を通過してエジェクタ部２２に導入される。その導入された空気がノズル部２６からデェフュ−ザ部２８を通過して外部へ排出されることで真空が発生する。
なお、図６においては、真空発生用スプール弁３９の中心線より右側に、背景技術のメイン弁体６８に相当する真空用スプール３９ａが図面上で上方へ移動して真空発生用スプール弁３９が開いた状態を示しており、真空発生用スプール弁３９の中心線より左側に、真空用スプール３９ａが図面上で下方へ移動して真空発生用スプール弁３９が閉じた状態を示してある。
【００４６】
このように真空発生機構部２において真空が発生すると、真空吸着側空間９の空気が吸引される。すなわち、ワークを吸着する吸着部１ａに真空吸着側配管１を介して接続される真空ポート１８（真空吸着側空間９）から、フィルタ２１、連通路部２５、及び開口部３０を通過して真空発生機構部２へ吸引されてデェフュ−ザ部２８を通過して外部へ排出される。
これにより、吸盤状等に形成され、内部が真空ポート１８へ連通されている吸着部１ａにおいて、ワークを吸着することができる。
なお、図６においては、エジェクタ部２２の中心線より右側に、エジェクタ部２２が図面上で上方へ移動して開口部３０が真空吸着側空間９に連通し、真空が発生している状態を示しており、エジェクタ部２２の中心線より左側に、エジェクタ部２２が図面上で下方へ移動して開口部３０と真空吸着側空間９との通路が閉じて真空の発生が停止した状態を示してある。デェフュ−ザ部２８側に配された第１スプリング３４によってエジェクタ部２２が通路を閉じるように付勢された状態にある。
【００４７】
次に、図５、６及び７に基づいて真空破壊のメカニズムについて説明する。
背景技術の第２パイロットバルブ７４に相当する真空破壊用パイロット弁７５が作動すると、図５の回路図から明らかなように真空破壊用スプール弁５１が開き、真空吸着側空間９に連通する真空破壊用流路５３に圧縮空気（高圧空気）が送りこまれる。すなわち、真空破壊用パイロット弁７５が作動することで、図７において真空破壊用スプール弁５１の中心線より右側に示してあるように、シリンダ室５１ｂの一方である上部に高圧空気が導入され、破壊用スプール５１ａが下方へ移動し、高圧ポート１２と真空破壊用流路５３とが連通して真空吸着側空間９へ高圧空気が導入されるようになる。なお、シリンダ室５１ｂの他方である下部は常に高圧ポート１２を介して高圧空気源１１に連通され、常に高圧空気が印加されている状態になっているが、破壊用スプール５１ａ形状が上部の受圧面積に比較して下部の受圧面積が小さくなるように設定されている。このため、シリンダ室５１ｂの上部に、その下部と同一の高圧空気源の高圧空気が導入された場合には、前記受圧面積の差によって、破壊用スプール５１ａが下方へ移動されることになる。なお、この構成に代えて、破壊用スプール５１ａの下部（下面）とこれに対抗するシリンダ室５１ｂの内面との間にスプリングを入れて、破壊用スプール５１ａが作動するようにしてもよい。
【００４８】
また、このとき、図５に示すように真空発生用スプール弁３９には、そのシリンダ室３９ｂへ真空破壊用パイロット弁７５から高圧空気が供給されるように空気圧回路が構成されている。すなわち、図６おいて真空発生用スプール弁３９の中心線より左側に示してあるように、シリンダ室３９ｂの一方である上方に高圧空気が導入され、真空用スプール３９ａが下方へ移動し、真空発生用スプール弁３９が閉じる。この真空発生用スプール弁３９が閉じることにより、前述したようにエジェクタ部２２に圧縮空気が供給されず、真空発生が停止する。
【００４９】
そして、真空破壊空気は、流量調整用のニードル弁４により流量が調整され、フィルタ２１を通って真空吸着側空間９へ送り込まれる。
ワークは、真空吸着側空間９が大気圧以上になった時点でアクチュエータ（吸着パッド等の吸着部１ａ）から離脱するわけであるが、ワーク離脱までの時間内で、空気圧調整用リリーフ弁５は設定圧力を超えたときに作動し、必要以上の加圧を防止する。本実施例では、図６において空気圧調整用リリーフ弁５の中心線より右側に示してあるように、ポペット弁６が作動（図面において上方へ移動）し、空気圧調整用リリーフ弁５が開き、空気圧が大気に開放される。
【００５０】
この際の空気の流れについて、図７及び図６に基づいて説明する。図に実線の矢印で示した空気の流れは、高圧空気が真空吸着側空間９を満たすための流れと、その真空吸着側空間９が所定の圧力以上になった際に空気圧調整用リリーフ弁５から排出される流れとを示している。
先ず、図７に示すように、真空破壊用スプール弁５１が開くことによって、高圧空気が、高圧ポート１２から、真空破壊用スプール弁５１、真空破壊用流路５３、及びニードル弁４を通り、次に、下流側の真空破壊用流路５３から、真空破壊空気用のフィルタ５５を通過してフィルタ２１が配されたフィルタユニット容器内２１ａを通って真空ポート１８へと供給される。
【００５１】
そして、空気圧調整用リリーフ弁５は設定圧力を超えたときに開き、高圧空気は、図６に示すように、再度真空破壊空気用のフィルタ５５を通過して連通路５７から空気圧調整用リリーフ弁５内に入り、騒音防止用のフィルタを通過して大気へ開放される。
これにより、ワーク離脱後、空気圧調整用リリーフ弁５により調整された真空破壊空気は、ワークを吹き飛ばすほどの圧力ではなくなっているため、真空破壊空気によりワークの設置位置のズレ等が防止される。
【００５２】
また、本実施例の空気圧調整用リリーフ弁５には、調圧スプリング７が介在してその付勢力に抗して移動することで開くポペット弁６が用いられている。これにより、簡単な構成で応答性を向上できる。なお、ポペット弁６には外周にリング状のシール部材６ａが嵌められており、そのシール部材６ａを介して開閉がなされる。また、ポペット弁６には連通孔６ｂが穿設されており、ポペット弁６が開くとき、開口度が急激に大きくなって、短時間で圧を逃がすことができる形状になっている。
また、本実施例の空気圧調整用リリーフ弁５では、ポペット弁６を押さえる調圧スプリング７の付勢力を変更することで、リリーフ圧を任意に調整することができ、種々の仕様に好適に対応できるように設けられている。
【００５３】
具体的に実施例では、調圧スプリング７による付勢力が、ネジ８による調整によってなされるように構成されており、簡単な構成で好適に微調整することができる。例えば、図６において空気圧調整用リリーフ弁５の中心線より左側に示してあるように、ネジ８をより奥までねじ込むことで、調圧スプリング７がより圧縮されてリリーフ圧を高めることことができる。
リリーフ圧の設定基準は、ワークが微小、軽量である場合でもワークが吹き飛ぶ圧力よりも小さい圧力で、空気圧調整用リリーフ弁５が作動するようにしておけばよい。これにより、破壊流量を強く絞ることなく、瞬時の真空破壊が可能となる。
【００５４】
また、以上の実施例では、図６及び７で示したように、パイロットバルブとして電磁弁を用いているが、開閉弁機能を有すればこれに限られることがないのは勿論である。
また、以上の実施例では、図６及び７で示したように、スプール弁を介してパイロットバルブによって真空発生及び真空破壊を制御しているが、電磁弁で直接的に制御することも可能である。但し、電磁弁で流路を直接的に開放する場合、構造が簡単になる反面、流路を大きく開くためには大型の電磁弁を要したり、消費電力が大きくなるというデメリットがある。
以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【００５５】
【発明の効果】
本願発明にかかる真空発生器用の真空破壊ユニット及び真空発生器によれば、真空破壊空気の空気圧調整用リリーフ弁を加えた点に特徴がある。
これによれば、本発明は、真空破壊空気の空気圧調整用リリーフ弁を設けることにより、真空破壊の際、ワークが微小、軽量である場合でも、真空破壊空気の流量を強く絞ることなく、必要以上の加圧を防止できるため、瞬時の真空破壊とワークの高精度な設置を両立させることが可能となるという著効を奏する。
また、本発明にかかる真空発生器用の真空破壊ユニットによれば、真空破壊空気の空気流量調整弁を、ワークを吸着する吸着部のより近傍に配置することが可能になるため、真空発生器の真空破壊にかかる応答性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる真空破壊ユニットの一実施例を説明する説明図である。
【図２】図１の実施例の内部構造を説明する断面図である。
【図３】本発明にかかる真空破壊ユニットの他の実施例を説明する断面図である。
【図４】本発明にかかる真空発生器の一実施例を説明する説明図である。
【図５】図４の実施例の流体（空気圧）回路図である。
【図６】図４の実施例の内部構造を説明する断面図である。
【図７】図４の実施例の内部構造を説明するように、図６の断面図とは別の部分で図４の実施例を切断した断面図である。
【図８】背景技術にかかる真空発生器の一例を示す断面図である。
【図９】背景技術の真空発生器に利用されるパイロットバルブの一例を説明する断面図である。
【図１０】背景技術にかかる真空発生器の全体構成の一例を示す正面図である。
【図１１】図１０の真空発生器全体の回路図およびタイムチャートである。
【図１２】図８の真空発生装置にかかる真空破壊の作動状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 真空吸着側配管
１ａ 吸着部
２ 真空発生機構部
３ 空気流量調整弁
４ ニードル弁
５ 空気圧調整用リリーフ弁
６ ポペット弁
７ 調圧スプリング
８ ネジ
９ 真空吸着側空間
９Ｘ 真空吸着側空間
１０ 本体
１１ 高圧空気源
１２ 高圧ポート
１３ チェックパッキン
１４ 第１シリンダ室
１６ 消音部
１８ 真空ポート
２０ 負圧ポート部
２２ エジェクタ部
２４ 流路
２６ ノズル部
２８ デェフューザ部
３０ 開口部
３２ ’Ｏ’−リング
３３ 配管接続ポート
３３Ｘ 接続空間
３４ 第１スプリング
３９ 真空発生用スプール弁
３９ａ 真空用スプール
５１ 真空破壊用スプール弁
５１ａ 破壊用スプール
５３ 真空破壊用流路
７１ 真空発生用パイロット弁
７４ 真空破壊用パイロット弁
１１０ 真空発生器
１２０ 真空破壊ユニット

Claims (10)

1. ワークを真空吸着する吸着部が連通するように、配管が接続される真空ポートと、
   該真空ポート内を、真空にできるように真空発生源に接続されると共に、真空が破壊できるように高圧空気源に接続される配管接続ポートと、
   該配管接続ポートと前記真空ポートとの間に設けられた真空破壊空気の空気流量調整弁と、
   真空破壊空気の圧力が所定以上の高圧になった際、該真空破壊空気を逃がす空気圧調整用リリーフ弁とを具備することを特徴とする真空発生器用の真空破壊ユニット。
2. 前記配管接続ポートと前記空気流量調整弁との間に設けられた接続空間と、
   該接続空間に臨んで設けられた前記空気圧調整用リリーフ弁とを具備することを特徴とする請求項１記載の真空発生器用の真空破壊ユニット。
3. 前記空気圧調整用リリーフ弁には、ポペット弁が用いられていることを特徴とする請求項１又は２記載の真空発生器用の真空破壊ユニット。
4. 前記ポペット弁を押さえる調圧スプリングの付勢力を変更することにより、リリーフ圧を任意に調整することを特徴とする請求項３記載の真空発生器用の真空破壊ユニット。
5. 前記調圧スプリングによる付勢力は、ネジによる調整によってなされることを特徴とする請求項４記載の真空発生器用の真空破壊ユニット。
6. 真空吸着を行うために減圧される空間の一部となる真空吸着側空間と、
   該真空吸着側空間に接続され、該真空吸着側空間内を真空にする真空発生源と、
   前記真空吸着側空間内に高圧空気を供給して真空を破壊するように、高圧空気源に接続される高圧ポートと、
   該高圧ポートと前記真空吸着側空間との間に設けられた真空破壊空気の空気流量調整弁と、
   真空破壊空気の圧力が所定以上の高圧になった際、該真空破壊空気を逃がす空気圧調整用リリーフ弁とを具備することを特徴とする真空発生器。
7. 前記真空発生源が、エジェクタ効果を利用して真空を発生するものであることを特徴とする請求項６記載の真空発生器。
8. 前記空気圧調整用リリーフ弁には、ポペット弁が用いられていることを特徴とする請求項６又は７記載の真空発生器。
9. 前記ポペット弁を押さえる調圧スプリングの付勢力を変更することにより、リリーフ圧を任意に調整することを特徴とする請求項８記載の真空発生器。
10. 前記調圧スプリングによる付勢力は、ネジによる調整によってなされることを特徴とする請求項９記載の真空発生器。

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