JP3678950B2 - 真空発生用ユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、吸着用パッド等の吸着手段に対して負圧を供給することが可能な真空発生用ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、吸着用パッドに負圧を供給する手段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、一般的に、負圧を発生させるエゼクタと、チューブを介して吸着用パッド等の吸着手段に連通接続される真空ポートと、前記エゼクタや真空ポートに圧縮空気を送給し、あるいは遮断する圧力流体供給用電磁弁および真空破壊用電磁弁が設けられた弁機構部と、前記真空ポートに発生する負圧を検出する真空スイッチ部等から構成される。
【0003】
このような従来技術に係る真空発生用ユニットの概略動作について説明する。
【0004】
弁機構部を介してエゼクタに圧縮空気を供給し負圧を発生させる。前記エゼクタで発生した負圧は、真空ポートに接続されたチューブを通じて吸着用パッドに送給され、吸着用パッドに発生した負圧作用によってワークが吸着される。このようにして吸着用パッドに吸着保持されたワークは、ロボットのアームの変位作用下に所定の位置まで搬送される。
【0005】
次に、吸着用パッドに保持されたワークを離脱させる場合、圧縮空気を弁機構部から真空ポートに連通する通路を介して吸着用パッドに送給することにより、前記吸着用パッドの負圧状態が解除される。この結果、ワークが吸着用パッドから離間し所望の位置に搬送される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来から、本体部の長手方向と略直交する幅方向の寸法を減縮することにより、できるだけ小型・軽量化したいという要請がある。例えば、複数の真空発生ユニットを連設してマニホールド化した場合、本体部の幅方向の寸法を減縮することにより、極めて小型・軽量な電磁弁マニホールドが得られ、設置された空間の有効利用を図ることができるからである。
【0007】
本発明は、前記要請に鑑みてなされたものであり、本体部の長手方向と略直交する幅方向の寸法を減縮して小型・軽量化を図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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体供給源に接続される圧力流体供給ポート(36)、吸着手段に接続される真空ポート(62)および前記圧力流体供給ポート(36)から供給された圧力流体を外部に排気する排気ポート(38)が設けられた本体部(20)と、
前記圧力流体供給ポート(36)から供給された圧力流体の作用下に負圧を発生させるエゼクタ部(32)と、
前記本体部(20)に搭載される電磁弁部(26)および検出部(34)と、
を備え、
前記本体部(20)には、圧力流体供給用電磁弁(22)、真空破壊用電磁弁(24)、流量調整ねじ(114)、フィルタ(94)および真空圧力スイッチ(96)が順次直列に配設され、
前記圧力流体供給ポート(36)に連通し前記本体部(20)の軸線方向に沿って延在する通路(48)、前記真空ポート(62)に連通し前記本体部(20)の軸線方向に沿って延在する通路(64)、電磁弁用排気ポート(38)に連通し前記本体部(20)の軸線方向に沿って延在する通路(116)が、それぞれ、前記本体部(20)の軸線方向に沿った縦断面において略平行に配設され、
前記本体部(20)には、前記圧力流体供給用電磁弁(22)から供給されるパイロット圧の作用下にオフ状態からオン状態に切り換わる第1オン/オフ弁(42)と、前記真空破壊用電磁弁(24)から供給されるパイロット圧の作用下にオフ状態からオン状態に切り換わる第2オン/オフ弁(46)とが設けられ、
前記圧力流体供給ポート(36)に連通する前記通路(48)から分岐して前記圧力流体供給用電磁弁(22)に連通する通路(50)および前記真空破壊用電磁弁(24)に連通する通路(52)が形成され、さらに、前記通路(48)から分岐して前記第1オン/オフ弁(42)に連通する通路(54)および前記第2オン/オフ弁(46)に連通する通路(56)が形成され、前記通路(50、52、54、56)は、それぞれ、前記本体部(20)の軸線方向に沿った縦断面において、前記圧力流体供給ポート(36)に連通する通路(48)と直交する方向に延在して設けられることを特徴とする。
【0010】
また、前記真空圧力スイッチは、第1ケーシングと第2ケーシングとを有し、前記第1ケーシングに形成された複数の突起部を第2ケーシングに形成された複数の係止用孔部にそれぞれ挿入して第1ケーシングと第2ケーシングとを組み付けるとよい。
【0011】
本発明によれば、圧力流体供給ポート(36)に連通し本体部(20)の軸線方向に沿って延在する通路(48)、真空ポート(62)に連通し前記本体部(20)の軸線方向に沿って延在する通路(64)、電磁弁用排気ポート(38)に連通し前記本体部(20)の軸線方向に沿って延在する通路(116)を、それぞれ、前記本体部(20)の軸線方向に沿った縦断面において略平行に配設するとともに、前記通路(48)から分岐して圧力流体供給用電磁弁(22)に連通する通路(50)および真空破壊用電磁弁(24)に連通する通路(52)、前記通路(48)から分岐して前記第1オン/オフ弁(42)に連通する通路(54)および前記第2オン/オフ弁(46)に連通する通路(56)を、それぞれ、前記本体部(20)の軸線方向に沿った縦断面において、前記圧力流体供給ポート(36)に連通する通路(48)と直交する方向に延在するように配置し、さらに、本体部(20)に対して圧力流体供給用電磁弁(22)、真空破壊用電磁弁(24)、流量調整ねじ(114)、フィルタ(94)および真空圧力スイッチ(96)を順次直列に配設することにより、本体部(20)の長手方向と略直交する幅方向の寸法を抑制することができる。
【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】
図1において、参照数字10は、本発明の実施の形態に係る真空発生用ユニットを示す。
【0014】
この真空発生用ユニット10は、長手方向に沿って直列に連結された第1ブロック体12、第2ブロック体14、第3ブロック体16および第4ブロック体18からなる本体部20と、前記本体部20の上面部に配設された圧力流体供給用電磁弁22および真空破壊用電磁弁24からなる電磁弁部26と、前記本体部20の内部に配設され、ノズル28およびディフューザ30を有するエゼクタ部32と、前記第4ブロック体18に装着されワークの吸着状態を確認する検出部34とから構成される。前記ノズル28は、第2ブロック体14と一体化して形成してもよい。なお、前記圧力流体供給用電磁弁22および真空破壊用電磁弁24は、それぞれ同一構成要素からなり、ノーマルクローズタイプに設定されている。また、前記圧力流体供給用電磁弁22および真空破壊用電磁弁24はノーマルクローズタイプに限定されるものではなく、図示しないノーマルオープンタイプの電磁弁、自己保持型電磁弁あるいはタイマー付電磁弁等を用いてもよい。
【0015】
前記第1乃至第4ブロック体12、14、16、18は、それぞれ略同一の幅寸法を有し、扁平な薄肉状に形成されている(図2および図3参照)。第1ブロック体12の一側面には、エゼクタ部32に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給ポート(圧力流体供給ポート)36が形成され、前記圧縮空気供給ポート36に近接する上部側には、電磁弁用排気ポート38が形成されている。また、第1ブロック体12の室40内には、パイロット圧の供給作用下にオフ状態からオン状態に切り換わる第1オン/オフ弁42が配設され、第2ブロック体14の室44内には、パイロット圧の供給作用下にオフ状態からオン状態に切り換わる第2オン/オフ弁46が配設される。
【0016】
圧縮空気供給ポート36は、第1ブロック体12および第2ブロック体14の略中央部に沿って所定長だけ延在する第1通路48に連通し、前記第1通路48から分岐して圧力流体供給用電磁弁22に連通する第2通路50および真空破壊用電磁弁24に連通する第3通路52が形成されている。また、前記第1通路48から分岐して第1オン/オフ弁42に連通する第4通路54および第2オン/オフ弁46に連通する第5通路56が形成され、前記第4通路54および第5通路56を介して第1オン/オフ弁42および第2オン/オフ弁46にそれぞれ圧縮空気が供給される。
【0017】
さらに、圧力流体供給用電磁弁22と第1オン/オフ弁42との間には、前記圧力流体供給用電磁弁22を付勢してオン状態とすることにより前記第1オン/オフ弁42にパイロット圧を供給する第1パイロット通路58が形成され、真空破壊用電磁弁24と第2オン/オフ弁46との間には、前記真空破壊用電磁弁24を付勢してオン状態とすることにより前記第2オン/オフ弁46にパイロット圧を供給する第2パイロット通路60が形成されている。
【0018】
エゼクタ部32を構成するノズル28とディフューザ30との間には、真空ポート62に連通し、第1通路48と略平行に延在する第6通路64が形成され、前記エゼクタ部32において発生する負圧は、チューブ等を介して接続された図示しない吸着用パッド等の吸着手段に供給される。ディフューザ30は、第3ブロック体16に形成された排気ポート66に連通し、エゼクタ部32に供給された圧縮空気はこの排気ポート(排出ポート)66に連通するサイレンサ68(図7参照)を通じて外部に排気される。
【0019】
第2オン/オフ弁46には第6通路64に連通し且つ略平行に延在する第7通路70が接続され、前記第2オン/オフ弁46がオン状態となることにより第7通路70を介して圧縮空気が供給される。従って、真空ポート62に連通する第6通路64に圧縮空気(正圧)が供給されることにより負圧状態が解除される。
【0020】
第1オン/オフ弁42および第2オン/オフ弁46は、それぞれ同一構成要素からなり、図4に示されるように、略水平方向に所定距離だけ変位自在に設けられた弁体72と、前記弁体72を囲繞するように円筒状に形成され、前記室40内に固定されたリテーナ74とを有する。前記弁体72の一端側の外周面には、前記リテーナ74の着座部76に着座して室40を閉塞する第1リング体78が装着され、前記弁体72の他端側の外周面には、リテーナ74の内壁面に沿って摺動する第2リング体80が装着されている。前記第1および第2リング体78、80は、天然ゴムまたは合成ゴム等の弾性材料によって形成されている。
【0021】
また、前記弁体72には、該弁体72の略中央部から第1リング体78まで延在する段付環状溝82が形成され、さらに、リテーナ74の段部84に当接することにより弁体72の右方向への変位量を規制するストッパ部86が形成されている。前記リテーナ74には、段付環状溝82に連通する孔部88が形成されている。なお、参照数字90は、パッキンを示し、参照数字92は、Oリングを示している。
【0022】
前記第4通路54を介して供給される圧縮空気の作用下に、弁体72が図4に示されるように左方向に変位し、第1リング体78がリテーナ74の着座部76に着座することにより室40が閉塞され、第1オン/オフ弁42がオフ状態となる。一方、圧力流体供給用電磁弁22の付勢作用下に第1パイロット通路58を介して供給されるパイロット圧によって弁体72が図5に示されるように右方向に変位し、第1リング体78が着座部76から離間することにより第1オン/オフ弁42がオン状態となる。この場合、第4通路54を介して供給された圧縮空気は、図5中、矢印で示すように、段付環状溝82並びに第1リング体78と着座部76との間の空間を経由してエゼクタ部32に導出される。
【0023】
従って、第1オン/オフ弁42がオフ状態にある場合、エゼクタ部32に対する圧縮空気の供給が停止され、前記第1オン/オフ弁42がオン状態となることにより、圧縮空気がエゼクタ部32に供給される。
【0024】
検出部34は、負圧作用下に真空ポート62から吸引された空気中に含まれる塵埃等を除去するためのサクションフィルタ94と、内部に図示しない半導体圧力センサが配設され、予め設定された閾値に到達したときに検出信号を導出する真空圧力スイッチ96とを含む。前記サクションフィルタ94および真空圧力スイッチ96は、それぞれ第4ブロック体18と気密に連結される。
【0025】
前記真空圧力スイッチ96は、第6通路64に連通する通路98を介して吸着用パッドに供給される負圧を導入し、前記導入された圧力流体の負圧を図示しない半導体圧力センサによって検出することにより、ワークの吸着状態を確認する機能を営む。なお、前記通路98中に、図示しない半導体圧力センサを保護するためのフィルタ(図示せず)を設けるとよい。また、真空圧力スイッチの操作手段としては、トリマータイプあるいはアップボタン、ダウンボタンを含むプッシュタイプのいずれであってもよい。
【0026】
また、真空圧力スイッチ96は、図6に示されるように、係止手段100を介して一体的に連結される第1ケーシング102および第2ケーシング104と、前記第1ケーシング102および第2ケーシング104によって形成された内部空間に配設される回路基板106と、カバープレート108とを有する。前記係止手段100は、第1ケーシング102の開口部近傍の側壁面に形成された複数の突起部110と、第2ケーシング104の側壁面に形成され、前記突起部110が挿入される係止用孔部112とから構成される。
【0027】
なお、図1において、参照数字114は、第2オン/オフ弁46がオン状態となることにより、第7通路70を流通する真空破壊用の圧力流体の流量を調整する流量調整ねじを示し、参照数字116は、圧力流体供給用電磁弁22および真空破壊用電磁弁24と電磁弁用排気ポート38とをそれぞれ連通させる第8通路を示し、この第8通路116は第1通路48と略平行となるように配置されている。
【0028】
本発明の実施の形態に係る真空発生用ユニット10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について図7に示す回路構成図に基づいて説明する。なお、初期状態においては、圧力流体供給用電磁弁22および真空破壊用電磁弁24は、それぞれ、オフ状態にあるものとする。
【0029】
図示しない圧縮空気供給源から供給された圧縮空気は、圧縮空気供給ポート36を介して第1通路48に導入される。第1通路48に導入された圧縮空気は、前記第1通路48に連通する第1オン/オフ弁42の室40内に供給され、前記圧縮空気の作用下に、弁体72が図4に示されるように左方向に変位して、前記第1オン/オフ弁42がオフ状態になっている。
【0030】
このような状態において、図示しないコントローラから出力されたオン信号によって圧力流体供給用電磁弁22をオン状態とする。なお、このとき真空破壊用電磁弁24は、オフ状態のままである。前記圧力流体供給用電磁弁22がオン状態となることにより、第1パイロット通路58を介して第1オン/オフ弁42にパイロット圧が供給され、前記パイロット圧の押圧作用下に弁体72が右方向に変位して第1オン/オフ弁42がオン状態となる。前記第1オン/オフ弁42がオン状態となることにより第1通路48に導入された圧縮空気は第1オン/オフ弁42を通過してエゼクタ部32に供給される。
【0031】
エゼクタ部32では、ノズル28のノズル孔からディフューザ30に向かって圧縮空気が噴出することにより負圧が発生し、この負圧は、第6通路64および真空ポート62に接続されたチューブを介して図示しない吸着用パッドに供給される。
【0032】
従って、図示しないロボットのアームを操作することによって吸着用パッドがワークに接触し、負圧作用下に吸着用パッドがワークを吸着すると負圧がさらに上昇し、この負圧は真空圧力スイッチ96の図示しない半導体圧力センサによって検出される。前記半導体圧力センサによって検出された吸着確認信号は、図示しないコントローラに送られ、前記コントローラは、吸着確認信号を受け取ることにより、吸着用パッドによってワークが確実に吸着されたことを確認する。
【0033】
次に、ワークが所定距離だけ移動した後、前記吸着用パッドの負圧を解除してワークを所定位置に離脱させる場合について説明する。
【0034】
図示しないコントローラは、圧力流体供給用電磁弁22にオフ信号を導出する。この結果、圧力流体供給用電磁弁22がオフ状態となることにより第1オン/オフ弁42がオフ状態となり、エゼクタ部32に対する圧縮空気の供給が停止し、真空ポート62から吸着用パッドに対する負圧の供給が停止する。
【0035】
一方、図示しないコントローラは、真空破壊用電磁弁24にオン信号を導出し、前記真空破壊用電磁弁24をオン状態にする。前記真空破壊用電磁弁24がオン状態となることにより、第2パイロット通路60を介して第2オン/オフ弁46にパイロット圧が供給され、前記パイロット圧の押圧作用下に弁体72が右方向に変位して第2オン/オフ弁46がオン状態となる。前記第2オン/オフ弁46がオン状態となることにより、第1通路48に導入された圧縮空気は、第2オン/オフ弁46を通過し、第7通路70および第6通路64を経由して真空ポート62に供給される。この結果、圧縮空気供給ポート36から供給された圧縮空気は、真空ポート62を経由して吸着用パッドに圧縮空気が供給され、該吸着用パッドのワークに対する吸着状態が解除される。
【0036】
ワークが吸着用パッドから離脱することにより負圧状態から大気圧状態となり、前記大気圧を図示しない半導体圧力センサによって検出し、半導体圧力センサは、図示しないコントローラにワーク離脱信号を送る。コントローラは、前記ワーク離脱信号を受け取ることにより、吸着用パッドからワークが離脱したことを確認する。このようにして吸着用パッドからワークを確実に離脱させることができる。
【0037】
本実施の形態では、圧縮空気供給ポート36に連通する第1通路48と、真空ポート62に連通する第6通路64と、電磁弁用排気ポート38に連通する第8通路116とを、それぞれ略平行に配置し、また、本体部20の下部側に第1オン/オフ弁42を、上部側に第2オン/オフ弁46を、それぞれ第1通路48と略平行となるように配置している。さらに、本実施の形態では、本体部20の上部に、圧力流体供給用電磁弁22、真空破壊用電磁弁24、流量調整ねじ114、サクションフィルタ94および真空圧力スイッチ96をそれぞれ順次直列に搭載している。
【0038】
本実施の形態では、このように配置することにより、本体部20の軸線方向と略直交する幅方向の寸法を抑制して、小型・軽量化を図ることができる。従って、真空発生用ユニット10が設置されるスペースの有効利用を図ることができる。
【0039】
また、本実施の形態では、真空圧力スイッチ96の第1ケーシング102と第2ケーシング104とを、複数の突起部110と係止用孔部112とからなる係止手段によって一体的に連結することにより、組み付け作業を簡便に行うことができるという利点がある。
【0040】
なお、本実施の形態に係る真空発生用ユニット10を複数個連設してマニホールド化してもよいことは勿論である。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0042】
すなわち、本体部の軸線方向と略直交する幅方向の寸法を抑制して、小型・軽量化を図ることができる。従って、真空発生用ユニットが設置されるスペースの有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る真空発生用ユニットの軸線方向に沿った概略縦断面図である。
【図2】図1の矢印A方向からみた矢視図である。
【図3】図1の矢印B方向からみた矢視図である。
【図4】図1の真空発生用ユニットを構成する第1オン/オフ弁の拡大縦断面図である。
【図5】図4の第1オン/オフ弁の弁体が右方向に変位してオン状態となったときの動作説明図である。
【図6】真空圧力スイッチを構成する第1ケーシングと第2ケーシングとの係止手段を示す分解斜視図である。
【図7】図1に示す真空発生用ユニットの回路構成図である。
【符号の説明】
10…真空発生用ユニット 12、14、16、18…ブロック体
20…本体部 22…圧力流体供給用電磁弁
24…真空破壊用電磁弁 28…ノズル
30…ディフューザ 32…エゼクタ部
36…圧縮空気供給ポート 38…電磁弁用排気ポート
40、44…室 42、46…オン/オフ弁
48、50、52、54、56、64、70、98、116…通路
58、60…パイロット通路 62…真空ポート
72…弁体 94…サクションフィルタ
96…真空圧力スイッチ 102、104…ケーシング
110…突起部 112…係止用孔部
Claims (3)
- 圧力流体供給源に接続される圧力流体供給ポート(36)、吸着手段に接続される真空ポート(62)および前記圧力流体供給ポート(36)から供給された圧力流体を外部に排気する排気ポート(38)が設けられた本体部(20)と、
前記圧力流体供給ポート(36)から供給された圧力流体の作用下に負圧を発生させるエゼクタ部(32)と、
前記本体部(20)に搭載される電磁弁部(26)および検出部(34)と、
を備え、
前記本体部(20)には、圧力流体供給用電磁弁(22)、真空破壊用電磁弁(24)、流量調整ねじ(114)、フィルタ(94)および真空圧力スイッチ(96)が順次直列に配設され、
前記圧力流体供給ポート(36)に連通し前記本体部(20)の軸線方向に沿って延在する通路(48)、前記真空ポート(62)に連通し前記本体部(20)の軸線方向に沿って延在する通路(64)、電磁弁用排気ポート(38)に連通し前記本体部(20)の軸線方向に沿って延在する通路(116)が、それぞれ、前記本体部(20)の軸線方向に沿った縦断面において略平行に配設され、
前記本体部(20)には、前記圧力流体供給用電磁弁(22)から供給されるパイロット圧の作用下にオフ状態からオン状態に切り換わる第1オン/オフ弁(42)と、前記真空破壊用電磁弁(24)から供給されるパイロット圧の作用下にオフ状態からオン状態に切り換わる第2オン/オフ弁(46)とが設けられ、
前記圧力流体供給ポート(36)に連通する前記通路(48)から分岐して前記圧力流体供給用電磁弁(22)に連通する通路(50)および前記真空破壊用電磁弁(24)に連通する通路(52)が形成され、さらに、前記通路(48)から分岐して前記第1オン/オフ弁(42)に連通する通路(54)および前記第2オン/オフ弁(46)に連通する通路(56)が形成され、前記通路(50、52、54、56)は、それぞれ、前記本体部(20)の軸線方向に沿った縦断面において、前記圧力流体供給ポート(36)に連通する通路(48)と直交する方向に延在して設けられることを特徴とする真空発生用ユニット。 - 請求項1記載の真空発生用ユニットにおいて、
前記第1オン/オフ弁(42)および第2オン/オフ弁(46)は、前記圧力流体供給ポート(36)に連通し前記本体部(20)の軸線方向に沿って延在する通路(48)に対して略平行に配設されることを特徴とする真空発生用ユニット。 - 請求項1記載の真空発生用ユニットにおいて、
前記真空圧力スイッチ(96)は、第1ケーシング(102)と第2ケーシング(104)とを有し、前記第1ケーシング(102)に形成された複数の突起部(110)を第2ケーシング(104)に形成された複数の係止用孔部(112)にそれぞれ挿入することにより第1ケーシング(102)と第2ケーシング(104)とが組み付けられることを特徴とする真空発生用ユニット。
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