JP3924609B2 - 真空切換弁装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップ等の部材の真空吸着に使用される真空切換弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造分野において、半導体チップ等の部材の組立，搬送等にマウンターやハンドラー等の装置が多用されている。
このようなマウンターやハンドラー等の装置では、製品である半導体チップ等を、所定の加工機械や測定機械の所定位置に搬送して正確に位置決めしており、その製品を保持する方法として真空吸着が多用されている。
【０００３】
図３１は、このような真空吸着に使用される真空切換弁装置を示すもので、この真空切換弁装置は、真空吸着用切換弁１と真空破壊用切換弁３とを有している。
真空吸着用切換弁１は、２ポート２位置電磁切換弁からなり真空ポートＶが図示しない真空源に接続されている。
真空破壊用切換弁３は、２ポート２位置電磁切換弁からなり加圧ポートＰが図示しない加圧源に接続されている。
【０００４】
このような真空切換弁装置では、例えば、ハンドラーにおいて、真空吸着用切換弁１のソレノイド５（以下真空用ソレノイドという）をオンすることにより、出力ポートＡに接続される図示しない真空吸着手段への製品の吸着が行われる。
そして、製品を所定位置まで搬送して、製品の離脱を行う場合には、真空用ソレノイド５がオフにされ、真空破壊用切換弁３のソレノイド７（以下真空破壊用ソレノイドという）がオンにされる。
【０００５】
これにより、真空破壊用切換弁３の加圧ポートＰから圧力空気が供給され、出力ポートＡに接続される真空吸着手段からの製品の離脱が確実に行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような真空切換弁装置では、真空破壊用ソレノイド７のオン時に、真空破壊用切換弁３の加圧ポートＰからの圧力空気が、出力ポートＡから真空吸着手段に急激に供給されるため、製品吸着部の内圧が急激に上昇してオーバーシュートが生じ、真空吸着手段に吸着された製品をスムーズに離脱することが困難になるという問題があった。
【０００７】
すなわち、真空吸着手段に吸着された製品が、製品吸着部から急激に離脱されるため、製品の載置位置等が所定の位置からずれ、次の作業に支障を来すおそれがあった。
そして、この位置ずれは、その周りの製品にまで影響を与え、さらなる製品の位置ずれを発生させるおそれがあった。
【０００８】
また、真空吸着力、すなわち、真空圧力にもバラツキがあり、一度設定した破壊エアー流量でも、大気圧までの到達時間やオーバーシュートの量も変化するため、真空吸着手段に吸着された製品を常にスムーズに離脱することが非常に困難であった。
図３２は、図３１に示した真空切換弁装置の一般的な使用方法における圧力変化特性を示すもので、真空用ソレノイド５への電気信号がオフされた後、ｔ１時間経過後に、真空破壊用ソレノイド７への電気信号がオンされる。また、真空破壊用ソレノイド７に与えられた電気信号はｔ２時間後にオフされる。
【０００９】
そして、この間の圧力変化は、次のようになる。
真空用ソレノイド５への電気信号のオフ後、Ｔ１の応答遅れ時間をもって真空用ソレノイド５がオフの状態となり、真空圧力の供給がなくなる。これにより、保持されていた真空圧は徐々に下がり始める。
さらに、真空用ソレノイド５への電気信号のオフのｔ１時間後に、真空破壊用ソレノイド７への電気信号がオンされる。オン後は、Ｔ２の応答遅れ時間をもって真空破壊用ソレノイド７がオンの状態となり、真空破壊圧としての正圧力が供給される。これにより、出力ポートＡの圧力が急激に上昇する。
【００１０】
真空破壊用ソレノイド７への電気信号は、出力ポートＡの圧力が大気の圧力に近くなるまでのｔ２の時間オン状態にあり、その後オフとされる。真空破壊用ソレノイド７への電気信号がオフとなった後、Ｔ３の応答遅れ時間をもって真空破壊用ソレノイド７がオフ状態となり、真空破壊圧の供給がなくなり出力ポートＡは大気圧に収束する。
【００１１】
しかしながら、このような従来の真空切換弁装置では、次のような問題があった。
例えば、真空圧力をＶに設定したとすると、真空圧力の使用量によっては、設定した真空圧力がＶまで落ちたり、逆にＶまで高くなったりすることにより、真空破壊圧が流入する時のスタート時点での圧力が、Ｖ’となったり、Ｖ’となったり変動することになる。
【００１２】
そして、真空破壊用ソレノイド７のオン時間は一定であるため、真空破壊がＶ’からスタートすることになった場合には、大気圧に近い分、大気圧を超えてオーバーシュートし、吸着していたワークを吹き飛ばしたり、さらには周りのワークさえも吹き飛ばしてしまうことになる。
そして、逆に、真空破壊がＶ’からスタートすることになった場合には、大気圧になる前に、真空破壊の工程が済んでしまい、ワークを放し切れずにそのまま次の工程に移ることになる。
【００１３】
なお、ワークの吹き飛ばしに対しては、ｔ２の時間を短くし、早めに真空破壊圧の供給を断ち、出力ポートＡの圧力上昇を押さえれば良いが、この場合には、ワークを放さない現象が増大することになる。
逆に、ワークを放さないことに対しては、ｔ２の時間を長くし、遅めに真空破壊圧の供給を断つことにより、ワークを放さない現象が抑制される。しかしながら、この場合には、ワークを吹き飛ばしてしまう現象が増大することになる。
【００１４】
このような問題を解決するため、従来、図３３に示すように、真空破壊用切換弁３の出口側に流量調整用の絞り弁９を設けた真空切換弁装置が知られている。
この真空切換弁装置の一般的な使用方法における圧力変化は、図３１に示した真空切換弁装置と略同様である。
しかしながら、この真空切換弁装置では、一連の圧力変化の中で、真空破壊用切換弁３の出口側に設けられた流量調整用の絞り弁９を調整することにより、図３４に示すように、圧力上昇が絞り弁９を利用しない時に比較して緩やかになり、大気圧に収束する時点でのワークを吹き飛ばしてしまうようなオーバーシュート現象が軽減されることになる。
【００１５】
そして、真空圧力をＶに設定した時に、真空圧力がＶあるいはＶに変化しても同様の効果を得ることができる。
しかしながら、この真空切換弁装置では、圧力上昇が緩やかになる分、圧力上昇に時間がかかり、マウンター等のように、半導体チップを基板に多数搭載するような装置では、タクトタイムに与える影響が非常に大きくなり、装置の性能を左右する大きな負の要因となる。
【００１６】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、真空破壊を迅速かつスムーズに行うことができる真空切換弁装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の真空切換弁装置は、真空吸着用の真空吸着用切換弁と、真空破壊用の真空破壊用切換弁と、前記真空吸着用切換弁の動作に連動して動作する大気開放用切換弁とを単体からなる直方体状の弁本体に一体に組み込んでなり、前記弁本体の底面には、真空源へ接続され内部通路を介して前記弁本体の一側端面に開口する真空ポート、圧力源へ接続され内部通路を介して前記弁本体の他側端面へ開口する加圧ポート、真空吸着部へ接続され内部通路を介して前記弁本体の両側端面へ開口する出力ポートが開口され、前記真空吸着用切換弁は、前記弁本体の前記一側端面に装着され、前記弁本体の前記一側端面に開口する前記真空ポートと前記出力ポートを開閉するための２ポート電磁切換弁を有し、前記真空破壊用切換弁は、前記弁本体の前記他側端面に装着され、前記弁本体の前記他側端面へ開口する前記加圧ポートと前記出力ポートを開閉する２ポート電磁切換弁を有し、前記大気開放用切換弁は、前記真空吸着用切換弁を構成するソレノイドのプランジャー側に設けた真空側弁室と、前記真空吸着用切換弁を構成するソレノイドのプランジャーの軸線と平行に、前記真空側弁室に開口して形成されている大気側弁室と、前記大気側弁室の先端に、通路を介して開口されている大気開放ポートと、前記大気側弁室に固定されている筒状の弁座部材と、後端面が、前記真空吸着用切換弁を構成するソレノイドのプランジャーの先端面に当接され、前記弁座部材との間に間隙が形成される凹部を外周に形成し、前記弁座部材に移動可能に挿入されている大気開放用プランジャーと、前記大気開放用プランジャーの大気開放ポート側に配置されている球体弁と、前記弁座部材の先端に形成され、前記球体弁を封止する弁座と、前記大気側弁室の大気開放ポート側に形成され、前記球体弁を封止する弁座と、前記真空側弁室と前記真空ポートとを連通する通路と、前記真空側弁室と前記真空ポートとを連通する通路の前記真空側弁室側に形成され、前記真空吸着用切換弁を構成するソレノイドのプランジャーの先端面を当接する弁座とを有し、前記真空吸着用切換弁を構成するソレノイドのプランジャーに連動して前記真空ポートを前記大気開放ポートへ連通すると共に、前記真空破壊用切換弁から流入する圧力空気によって前記大気開放ポートを閉鎖することを特徴とする。
【００１８】
請求項２の真空切換弁装置は、請求項１記載の真空切換弁装置において、前記弁本体の前記出力ポートから前記真空破壊用切換弁に続く通路途中に絞り弁を設け、前記絞り弁の絞り量の調整を行う操作部を前記弁本体の外部に配置してなることを特徴とする。
【００１９】
請求項３の真空切換弁装置は、請求項２記載の真空切換弁装置において、前記絞り弁は、前記弁本体の絞り弁室内に内蔵され、前記絞り弁室内に前記絞り弁と同心状にリリーフ弁を配置してなることを特徴とする。
【００２０】
請求項４の真空切換弁装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の真空切換弁装置において、前記弁本体の底面に、サブベースまたはマニホールドベースを取り付け、前記サブベースまたは前記マニホールドベースを介して、前記真空ポートを前記真空源に、前記加圧ポートを圧力源に、前記出力ポートを真空吸着部に接続してなることを特徴とする。
【００２１】
請求項５の真空切換弁装置は、請求項４記載の真空切換弁装置において、前記サブベースまたはマニホールドベースに形成され前記真空ポートと前記真空源とを接続する内部通路に、タンク用空間を形成してなることを特徴とする。
【００２２】
（作用）
請求項１の真空切換弁装置では、大気開放用切換弁が、真空吸着用切換弁を構成するソレノイドのプランジャーに連動して動作され、真空吸着用切換弁がオフの時に大気側への通路が開放され、オンの時に大気側への通路が閉止される。
そして、真空吸着用切換弁、真空破壊用切換弁および大気開放用切換弁が本体部に一体的に組み込まれる。
【００２３】
請求項２の真空切換弁装置では、真空破壊用切換弁の出口側に絞り弁が設けられ、真空破壊時に、絞り弁により絞られた加圧空気が出力ポートに供給される。
【００２４】
請求項３の真空切換弁装置では、絞り弁にリリーフ弁が付加され、真空破壊時には、先ず、絞り弁とリリーフ弁を通過した加圧空気が出力ポートに供給され、次に、絞り弁を通過した加圧空気のみが出力ポートに供給される。
【００２５】
請求項４の真空切換弁装置では、真空切換弁装置の本体部が、サブベースまたはマニホールドベースに取り付けられる。
請求項５の真空切換弁装置では、サブベースまたはマニホールドベースに、真空吸着用切換弁の真空ポートに連通するタンク部が形成され、タンク部により真空度の低下が防止される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１ないし図４は、本発明の真空切換弁装置の第１の実施形態を示しており、図５は、この第１の実施形態の真空切換弁装置の基本構成を示す回路図である。
【００２７】
先ず、この実施形態の真空切換弁装置の基本構成を、図５に示す回路図に基づいて説明する。
この実施形態の真空切換弁装置は、真空吸着用の真空吸着用切換弁１１と真空破壊用の真空破壊用切換弁１３とを有している。
真空吸着用切換弁１１は、２ポート２位置電磁切換弁からなり真空ポートＶが図示しない真空源に接続されている。
【００２８】
真空破壊用切換弁１３は、２ポート２位置電磁切換弁からなり加圧ポートＰが図示しない加圧源に接続されている。
そして、真空吸着用切換弁１１に隣接して大気開放用切換弁１７が設けられている。
この大気開放用切換弁１７は、２ポート電磁切換弁からなり、真空吸着用切換弁１１の真空用ソレノイド１９が共用されている。
【００２９】
大気開放用切換弁１７は、チェック弁１５とチェック弁１５’とを有している。
この大気開放用切換弁１７は、共用される真空吸着用切換弁１１の真空用ソレノイド１９がオンで、かつ、真空破壊用切換弁１３の真空破壊用ソレノイド２１がオフの時に、チェック弁１５により大気開放ポートＲから真空側への通路を閉鎖する。
【００３０】
また、真空用ソレノイド１９がオフで、かつ、真空破壊用ソレノイド２１がオンの時に、チェック弁１５’により大気開放ポートＲ側への通路を閉鎖する。
次に、この第１の実施形態の真空切換弁装置の具体的構成を、図１ないし図４を用いて詳細に説明する。
この第１の実施形態の真空切換弁装置は、直方体状の弁本体２３を有している。
【００３１】
弁本体２３の一側側面には、真空吸着用切換弁１１の真空用ソレノイド１９が配置され、他側側面には、真空破壊用切換弁１３の真空破壊用ソレノイド２１が配置されている。
弁本体２３の底面の中央には、図２に示すように、出力ポートＡが開口されている。
【００３２】
また、弁本体２３の底面の真空用ソレノイド１９側には、真空吸着用切換弁１１の真空ポートＶが開口されている。
さらに、弁本体２３の底面の真空破壊用ソレノイド２１側には、真空破壊用切換弁１３
の加圧ポートＰが開口されている。
そして、弁本体２３の上面の真空用ソレノイド１９側には、図３に示すように、大気開放用切換弁１７の大気開放ポートＲが開口されている。
【００３３】
また、弁本体２３の上面には、弁本体２３を上下方向に貫通する取付穴２３ａ，２３ｂが形成されている。
弁本体２３の真空用ソレノイド１９側には、図２に示すように、真空側弁室２５が形成されている。
この真空側弁室２５は、通路２３ｃを介して真空ポートＶに開口されている。
【００３４】
また、この真空側弁室２５は、図１に示すように、通路２３ｄを介して出力ポートＡに開口されている。
真空側弁室２５には、図２に示すように、真空用ソレノイド１９のプランジャー２７の先端が位置されている。
プランジャー２７は、コイルスプリング２９により、弁本体２３側に付勢されている。
【００３５】
弁本体２３の真空側弁室２５の上部には、手動切換弁３１が配置されている。
弁本体２３の真空破壊用ソレノイド２１側には、加圧側弁室３３が形成されている。
この加圧側弁室３３は、通路２３ｅを介して加圧ポートＰに開口されている。
また、この加圧側弁室３３は、図１に示すように、通路２３ｆを介して出力ポートＡに開口されている。
【００３６】
加圧側弁室３３には、図２に示すように、真空破壊用ソレノイド２１のプランジャー３５の先端が位置されている。
プランジャー３５は、コイルスプリング３７により、弁本体２３側に付勢されている。
弁本体２３の加圧側弁室３３の上部には、手動切換弁３９が配置されている。
【００３７】
そして、この実施形態では、図１に示すように、弁本体２３の真空用ソレノイド１９側に大気開放用切換弁１７が配置されている。
この大気開放用切換弁１７は、真空用ソレノイド１９のプランジャー２７と機械的に連動するように構成されている。
すなわち、図１のＤ部を拡大して示す図６に示すように、真空用ソレノイド１９のプランジャー２７の軸線と平行に、大気側弁室４１が真空側弁室２５に開口して形成されている。
【００３８】
この大気側弁室４１の先端は、通路２３ｈを介して大気開放ポートＲに開口されている。
大気側弁室４１には、筒状の弁座部材４３が固定されている。
弁座部材４３には、大気開放用プランジャー４５が移動可能に挿入されている。
この大気開放用プランジャー４５の後端面４５ａは、真空用ソレノイド１９のプランジャー２７の先端面２７ａに当接されている。
【００３９】
大気開放用プランジャー４５の外周には、図７に示すように、凹部４５ｂが形成され、弁座部材４３と大気開放用プランジャー４５との間に間隙４７が形成されている。
大気開放用プランジャー４５の大気開放ポートＲ側には、ゴム等の弾性体からなる球体弁４９が配置されている。
【００４０】
この球体弁４９は、弁座部材４３の先端に形成される弁座４３ａ、および、大気側弁室４１の大気開放ポートＲ側に形成される弁座４１ａを封止可能とされている。
以下、上述した真空切換弁装置の動作を説明する。
上述した真空切換弁装置では、真空用ソレノイド１９および真空破壊用ソレノイド２１がオフの時には、図６に示したように、真空用ソレノイド１９側の真空側弁室２５が、大気開放ポートＲに連通される。
【００４１】
すなわち、この状態では、真空用ソレノイド１９のプランジャー２７が、コイルスプリング２９により真空側弁室２５の弁座２５ａに押圧され、プランジャー２７の先端面２７ａにより、大気開放用プランジャー４５の後端面４５ａが、球体弁４９側に押圧される。
この押圧により、弁座部材４３の弁座４３ａと球体弁４９との間に間隙５１が形成され、真空側弁室２５内が、弁座部材４３と大気開放用プランジャー４５との間隙４７、および、弁座部材４３の弁座４３ａと球体弁４９との間の間隙５１を介して大気開放ポートＲに連通される。
【００４２】
この状態で、吸着信号が真空用ソレノイド１９に印加されると、図８に示すように、真空用ソレノイド１９のプランジャー２７が、コイルスプリング２９の付勢力に抗して図の左側に電磁力により吸引される。
これにより、プランジャー２７の先端面２７ａと真空側弁室２５の弁座２５ａとの間に間隙Ｇが形成され、真空側弁室２５が真空ポートＶに連通される。
【００４３】
この連通により、真空側弁室２５が真空になると、球体弁４９が弁座部材４３の弁座４３ａに吸着され、球体弁４９により、大気開放ポートＲへの連通が遮断される。
そして、真空側弁室２５が、図１に示したように、通路２３ｄを介して出力ポートＡに連通されているため、出力ポートＡの空気が真空状態となり、この状態でワークの搬送等が行われる。
【００４４】
この状態で、真空用ソレノイド１９がオフになると、図６に示したように、真空用ソレノイド１９のプランジャー２７が、コイルスプリング２９により真空側弁室２５の弁座２５ａに押圧され、プランジャー２７の先端面２７ａにより、大気開放用プランジャー４５の後端面４５ａが、球体弁４９側に押圧される。
この押圧により、弁座部材４３の弁座４３ａと球体弁４９との間に間隙５１が形成され、真空側弁室２５内が、弁座部材４３と大気開放用プランジャー４５との間隙４７、および、弁座部材４３の弁座４３ａと球体弁４９との間の間隙５１を介して大気開放ポートＲに連通される。
【００４５】
そして、この連通により、真空側弁室２５内の真空が破壊され、真空側弁室２５および出力ポートＡ内の圧力が大気圧に向かって変化する。
所定時間後に、真空破壊用ソレノイド２１がオンになると、図１および図２に示した真空破壊用ソレノイド２１のプランジャー３５が、コイルスプリング３７の付勢力に抗して図の右側に電磁力により吸引される。
【００４６】
これにより、プランジャー３５の先端面と加圧側弁室３３の弁座３３ａとの間に間隙が形成され、加圧側弁室３３が、通路２３ｆを介して出力ポートＡに連通され、出力ポートＡ内が急激に大気圧に近づく。
また、出力ポートＡが、通路２３ｄを介して真空用ソレノイド１９側の真空側弁室２５に連通されているため、真空側弁室２５に加圧空気が供給される。
【００４７】
この供給により、真空側弁室２５が加圧されると、図９に示すように、球体弁４９が大気側弁室４１の弁座４１ａに押圧され、球体弁４９により、大気開放ポートＲへの連通が遮断される。
図１０は、上述した真空切換弁装置の圧力変化特性を示している。
この真空切換弁装置では、真空用ソレノイド１９への電気信号のオフ後、Ｔ１の応答遅
れ時間をもって真空用ソレノイド１９がオフの状態となり、真空圧力の供給がなくなる。この時、機械的に連動している大気開放用切換弁１７が同時にオン状態となり、大気開放ポートＲより大気が導入され、出力ポートＡ内の圧力は上昇することになる。
【００４８】
導入される圧力は、大気圧であるため、初期的には、急激な圧力上昇を伴うが、大気圧に近づくにつれ、その圧力上昇は緩やかになり、出力ポートＡ内圧力が大気圧となるには、真空用ソレノイド１９への電気信号のオフ後、ｔ３の時間がかかることになる。
しかしながら、この間に、真空用ソレノイド１９オフ後ｔ１後、真空破壊用ソレノイド２１に電気信号が与えられると、さらに、真空破壊用の正圧力が供給され、出力ポートＡ内圧力は一気に大気圧に収束することになる。
【００４９】
真空用ソレノイド１９のオフ後に、真空破壊用ソレノイド２１に電気信号を与え強制的に真空破壊用の正圧を加えることは、従来の技術と変わらない。
しかしながら、真空用ソレノイド１９のオフ後に、大気圧を導入することで真空破壊圧を加える時点での出力ポートＡ内圧力は、一般的な使用方法より、より大気圧に近いところで供給されることになり、真空破壊用ソレノイド２１に通電している時間、すなわち、真空破壊用ソレノイド２１をオンしている時間は、より短時間ですむことになる。
【００５０】
そして、このことは、大気圧近くでのオーバーシュートの軽減にも繋がることになる。
上述した真空切換弁装置では、真空吸着用切換弁１１に大気開放用切換弁１７を連動させたので、真空破壊用切換弁１３から圧力空気が流入する前に、自動的に真空側が大気側と連動して、大気圧に近づいてから真空破壊用切換弁１３から大気圧より高圧の圧力空気が流入するので、オーバーシュート量を小さく押さえることが可能になり、真空破壊を迅速かつスムーズに行うことができる。
【００５１】
また、真空吸着用切換弁１１に大気開放用切換弁１７を連動させたので、真空破壊用切換弁１３による真空破壊が開始する時の真空圧が上がり、かつ、真空圧のバラツキが小さくなり、安定した製品の搬送と離脱を行うことができる。
さらに、真空吸着用切換弁１１、真空破壊用切換弁１３および大気開放用切換弁１７を一体的に組み込んだので、真空切換弁装置をコンパクトに構成し小型化することが可能になり、また、真空切換弁装置を安価に提供することができる。
【００５２】
また、上述した真空切換弁装置では、真空吸着用切換弁１１と大気開放用切換弁１７とを機械的に連動したので、信頼性を向上することができる。
そして、上述した真空切換弁装置では、真空吸着用切換弁１１、真空破壊用切換弁１３および大気開放用切換弁１７を構成する流体通路を、単体の弁本体２３に形成したので、部品点数を削減し、コンパクトで小型な真空切換弁装置を得ることができる。
【００５３】
さらに、上述した真空切換弁装置では、大気開放用切換弁１７をチェック弁１５により構成し、真空吸着用切換弁１１がオンの時に真空側への通路を閉鎖し、真空破壊用切換弁１３がオンの時に大気側への通路を閉鎖するようにしたので、大気開放用切換弁１７を、簡易で信頼性の高いものにすることができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
図１１および図１２は、本発明の真空切換弁装置の第２の実施形態を示しており、図１３は、この第２の実施形態の真空切換弁装置の基本構成を示す回路図である。
なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５５】
この実施形態の真空切換弁装置では、図１３に示すように、真空破壊用切換弁１３の出
力ポートＡ側に、絞り弁５３が設けられている。
この絞り弁５３は、図１１および図１２に示すように、弁本体２３の真空破壊用ソレノイド２１側に形成されている。
すなわち、弁本体２３の上面には、絞り弁室５５が形成されている。
【００５６】
この絞り弁室５５には、先端先細り形状の絞り弁５７が収容されている。
絞り弁５７は、操作部５９により支持され、操作部５９の手動操作により絞り量を設定可能とされている。
絞り弁室５５の底面には、絞り穴５７ａが開口されている。
この絞り穴５７ａは、加圧側弁室３３の弁座３３ａに開口する通路２３ｉに接続されている。
【００５７】
また、絞り弁室５５は、通路２３ｊを介して出力ポートＡに接続されている。
この実施形態の真空切換弁装置では、真空破壊用ソレノイド２１がオンになると、真空破壊用ソレノイド２１のプランジャー３５が、コイルスプリング３７の付勢力に抗して図の右側に電磁力により吸引される。
これにより、プランジャー３５の先端面と加圧側弁室３３の弁座３３ａとの間に間隙が形成され、加圧側弁室３３が、通路２３ｉを介して絞り弁室５５に連通される。
【００５８】
そして、図１１のＥ部の詳細を示す図１４に示すように、通路２３ｉ，５７ａからの加圧空気が、絞り弁５７により絞られた後、通路２３ｊを介して出力ポートＡに供給される。
【００５９】
図１５は、この実施形態の真空切換弁装置の圧力変化特性を示している。
この真空切換弁装置では、真空破壊用ソレノイド２１がオンするまでの一連の変化は、第１の実施形態と略同じである。
真空破壊用ソレノイド２１に電気信号が与えられ、Ｔ２の遅れ時間をもって、真空破壊圧が出力ポートＡ内に流入することになる。
【００６０】
この時流入する真空破壊圧は、流量調整用の絞り弁５７により流入流量が調整されており、より理想的な圧力上昇特性を示すことになる。
この実施形態の真空切換弁装置では、真空破壊用切換弁１３の出口側に絞り弁５３を設け、真空破壊時に、絞り弁５３により絞られた加圧空気を出力ポートＡに供給するようにしたので、オーバーシュートをより確実に低減することができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
図１６は、本発明の真空切換弁装置の第３の実施形態の要部を示しており、図１７は、この第３の実施形態の真空切換弁装置の基本構成を示す回路図である。
なお、この実施形態において第１および第２の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６２】
この実施形態の真空切換弁装置では、図１７に示すように、真空破壊用切換弁１３の出力ポートＡ側に、絞り弁５３が設けられ、この絞り弁機構５３にリリーフ弁６１が付加されている。
図１６に示すように、絞り弁５３は、第２の実施形態の絞り弁５３と同様に構成されている。
【００６３】
絞り弁室５５の底部には、コイルスプリング６３とリリーフシート６５とからなるリリーフ弁６１が配置されている。
コイルスプリング６３は、絞り弁５３の取付部６７とリリーフシート６５との間に配置
され、リリーフシート６５が、絞り弁室５５の底面に付勢されている。
【００６４】
リリーフシート６５の中心には、絞り弁５７の先端が挿通される貫通穴６５ａが形成されている。
そして、絞り弁室５５の底面には、リリーフシート６５の底面に開口する複数の通路５５ｂが形成されている。
この通路５５ｂは、加圧側弁室３３の弁座３３ａに開口する通路２３ｉに接続されている。
【００６５】
そして、絞り弁室５５は、通路２３ｊを介して出力ポートＡに接続されている。
この実施形態の真空切換弁装置では、図１８に示すように、通路５５ｂからの加圧空気が、リリーフシート６５をコイルスプリング６３の付勢力に抗して押し上げ、加圧空気が、リリーフシート６５の底面と絞り弁室５５の底面との間隙、および、絞り弁５７とリリーフシート６５の貫通穴６５ａとの間隙を通り、通路２３ｊを介して出力ポートＡに供給される。
【００６６】
この供給により、出力ポートＡが急激に大気圧に近づき、絞り弁室５５内との差圧が小さくなり、図１６に示したように、リリーフシート６５がコイルスプリング６３の付勢力により通路５５ｂを遮断し、絞り弁５７とリリーフシート６５の貫通穴６５ａとの間隙を通り、絞り弁５７により絞られた加圧空気のみが出力ポートＡに供給される。
【００６７】
図１９は、この実施形態の真空切換弁装置の圧力変化特性を示している。
この真空切換弁装置では、真空破壊圧が供給されるとリリーフシート６５が作動し、出力ポートＡに流れる真空破壊圧は、リリーフシート６５の開口部分を通過するＱ２と、絞り弁５７を通過するＱ１の合計流量が流れる。閉となる圧力が設定されているリリーフシート６５は、その圧力となったところで閉じ、これ以降は、絞り弁５７を通過するＱ１のみとなる。
【００６８】
Ｑ１は、適宜調整されており、これによる圧力上昇は、緩やかなものとなる。
すなわち、大気導入後に、Ｑ１＋Ｑ２の大流量の真空破壊圧が、リリーフシート６５の閉設定圧まで流入し、その後、絞り弁５３のＱ１だけの流量となり、緩やかに大気圧まで圧力上昇することになる。
この実施形態の真空切換弁装置では、第２の実施形態の絞り弁５３にリリーフ弁６１を付加し、真空破壊時には、先ず、絞り弁５３とリリーフ弁６１を通過した加圧空気を出力ポートＡに供給し、次に、絞り弁５３を通過した加圧空気のみを出力ポートＡに供給するようにしたので、オーバーシュートをより確実に低減することができる。
【００６９】
（第４の実施形態）
図２０および図２１は、本発明の真空切換弁装置の第４の実施形態を示しており、図２２は、この第４の実施形態の真空切換弁装置の基本構成を示す回路図である。
なお、この実施形態において第１ないし第３の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７０】
この実施形態の真空切換弁装置では、図２２に示すように、真空破壊用切換弁１３の出力ポートＡ側に、リリーフ付き絞り弁６９が設けられている。
このリリーフ付き絞り弁６９は、第３の実施形態における、絞り弁５３にリリーフ弁６１を付加したものと同様に構成されている。
そして、この実施形態では、第３の実施形態から大気開放用切換弁１７が除去されている。
【００７１】
この実施形態の真空切換弁装置では、真空破壊用ソレノイド２１がオンになると、真空破壊用ソレノイド２１のプランジャー３５が、コイルスプリング３７の付勢力に抗して図の右側に電磁力により吸引される。
これにより、プランジャー３５の先端面と加圧側弁室３３の弁座３３ａとの間に間隙が形成され、加圧側弁室３３が、通路２３ｉを介して絞り弁室５５に連通される。
【００７２】
そして、図１８に示したように、通路２３ｉからの加圧空気が、リリーフシート６５をコイルスプリング６３の付勢力に抗して押し上げ、加圧空気が、リリーフシート６５の底面と絞り弁室５５の底面との間隙、および、絞り弁５７とリリーフシート６５の貫通穴６５ａとの間隙を通り、通路２３ｊを介して出力ポートＡに供給される。
【００７３】
この供給により、出力ポートＡが急激に大気圧に近づき、絞り弁室５５内との差圧が小さくなり、図１６に示したように、リリーフシート６５がコイルスプリング６３の付勢力により通路５５ｂを遮断し、絞り弁５７とリリーフシート６５の貫通穴６５ａとの間隙を通り、絞り弁５７により絞られた加圧空気のみが出力ポートＡに供給される。
【００７４】
図２３は、この実施形態の真空切換弁装置の圧力変化特性を示している。
この実施形態では、真空用ソレノイド１９への電気信号のオフ後、Ｔ１の応答遅れ時間をもって真空用ソレノイド１９がオフの状態となり、真空圧力の供給がなくなる。これにより、保持されていた真空圧は徐々に下がり始める。
さらに、真空用ソレノイド１９への電気信号のオフのｔ１時間後に、真空破壊用ソレノイド２１への電気信号がオンされる。オン後は、Ｔ２の応答遅れ時間をもって真空破壊用ソレノイド２１がオンの状態となり、真空破壊圧としての正圧力が供給される。これにより、出力ポートＡ内の圧力が急激に上昇する。
【００７５】
真空破壊用ソレノイド２１への電気信号は、出力ポートＡ内圧力が大気の圧力に近くなるまでのｔ２の時間オン状態にあり、その後オフとされる。真空破壊用ソレノイド２１への電気信号がオフとなった後、Ｔ３の応答遅れ時間をもって真空破壊用ソレノイド２１がオフ状態となり、真空破壊圧の供給がなくなり出力ポートＡ内は大気圧に収束する。この過程は、リリーフ付き絞り弁６９を設けない場合と同様である。
【００７６】
しかしながら、リリーフ付き絞り弁６９を設けた場合は、真空破壊圧が供給されるとリリーフシート６５が作動し、出力ポートＡに流れる真空破壊圧は、リリーフシート６５の開口部分を通過するＱ２と、絞り弁５７を通過するＱ１の合計流量が流れる。閉となる圧力が設定されているリリーフシート６５は、その圧力となったところで閉じ、これ以降は、絞り弁５７を通過するＱ１のみとなる。
【００７７】
Ｑ１は、適宜調整されており、これによる圧力上昇は、緩やかなものとなる。
従って、前述した一般的な使用方法における「ワーク吹き飛ばし」、「ワークを放さない」という問題点、さらには、単に絞りを設けた場合の「タクトタイムが延びてしまう」という問題点を解決することができる。
この実施形態の真空切換弁装置では、真空破壊時には、先ず、絞り弁５３とリリーフ弁６１を通過した加圧空気を出力ポートＡに供給し、次に、絞り弁５３を通過した加圧空気のみを出力ポートＡに供給するようにしたので、オーバーシュートを確実に低減することができる。
【００７８】
また、真空吸着用切換弁１１、真空破壊用切換弁１３およびリリーフ付き絞り弁６９を一体的に組み込んだので、真空切換弁装置をコンパクトに構成し小型化することが可能になり、また、真空切換弁装置を安価に提供することができる。
（第５の実施形態）
図２４および図２５は、本発明の真空切換弁装置の第５の実施形態を示している。
【００７９】
この実施形態では、第３の実施形態の真空切換弁装置の弁本体２３に、サブベース７１が装着されている。
なお、この実施形態において第１ないし第３の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態の真空切換弁装置では、図２４および図２５に示すように、弁本体２３の下面に、直方体状のサブベース７１が装着されている。
【００８０】
このサブベース７１は、図２４に示すように、弁本体２３の取付穴２３ａ，２３ｂに挿入されるビス７３により、弁本体２３に連結されている。
サブベース７１の上面には、貫通穴からなる取付穴７５が形成されている。
図２６は、サブベース７１を図２５のＸ−Ｘ線に沿って切断した断面図であり、サブベース７１の一側には、弁本体２３の出力ポートＡに連通する出力ポート部７１ａが形成されている。
【００８１】
また、サブベース７１の他側には、弁本体２３の真空ポートＶに連通する真空ポート部７１ｂ、および、加圧ポートＰに連通する加圧ポート部７１ｃが形成されている。
そして、サブベース７１の真空ポート部７１ｂと弁本体２３の真空ポートＶとを接続する通路７１ｄには、通路７１ｄより大きな空隙を有するタンク部７１ｅが形成されている。
【００８２】
この実施形態では、タンク部７１ｅは、直方体状に形成されている。
この実施形態の真空切換弁装置では、サブベース７１に、真空吸着用切換弁１１の真空ポートＶに連通するタンク部７１ｅを形成したので、真空度の低下を有効に防止することができる。
すなわち、例えば、真空吸着時に、真空度が低下しても、タンク部７１ｅにより、真空度の低下を抑制し、真空保持性能を維持することができる。
【００８３】
（第６の実施形態）
図２７ないし図２９は、本発明の真空切換弁装置の第６の実施形態を示している。
この実施形態では、第３の実施形態の真空切換弁装置７７が、マニホールドベース７９に複数装着されている。
なお、この実施形態において第１ないし第３の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８４】
この実施形態の真空切換弁装置では、図２７に示すように、マニホールドベース７９の上面に、複数の真空切換弁装置７７が、所定間隔を置いて平行に装着されている。
真空切換弁装置７７は、弁本体２３の取付穴２３ａ，２３ｂに挿入されるビス７３により、マニホールドベース７９に連結されている。
図３０は、マニホールドベース７９を示す上面図であり、マニホールドベース７９の一側には、弁本体２３の出力ポートＡに連通する出力ポート部７９ａが所定間隔を置いて形成されている。
【００８５】
また、マニホールドベース７９の他側には、弁本体２３の真空ポートＶに連通する真空ポート部７９ｂが所定間隔を置いて形成されている。
さらに、マニホールドベース７９の他側の両端には、弁本体２３の加圧ポートＰに連通する加圧ポート部７９ｃが形成されている。
そして、マニホールドベース７９の真空ポート部７９ｂと弁本体２３の真空ポートＶを接続する通路７９ｄには、通路７９ｄより大きな空隙を有するタンク部７９ｅが形成され
ている。
【００８６】
この実施形態では、タンク部７９ｅは、円柱状に形成されている。
この実施形態の真空切換弁装置では、マニホールドベース７９に、真空吸着用切換弁１１の真空ポートＶに連通するタンク部７９ｅを形成したので、真空度の低下を有効に防止することができる。
すなわち、例えば、真空吸着時に、真空度が低下しても、タンク部７９ｅにより、真空度の低下を抑制し、真空保持性能を維持することができる。
【００８７】
なお、上述した実施形態では、真空吸着用切換弁１１と大気開放用切換弁１７とを機械的に連動した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、真空吸着用切換弁１１と大気開放用切換弁１７とを電気的に連動しても良い。
また、上述した実施形態において、大気開放用切換弁１７の大気開放通路に、フィルタ手段を設けることにより、大気側からの塵埃の流入を確実に阻止することができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の真空切換弁装置では、真空吸着用切換弁に大気開放用切換弁を連動させたので、真空破壊用切換弁から圧力空気が流入する前に、自動的に真空側が大気側と連動して、大気圧に近づいてから真空破壊用切換弁から大気圧より高圧の圧力空気が流入するので、オーバーシュート量を小さく押さえることが可能になり、真空破壊を迅速かつスムーズに行うことができる。
【００８９】
また、真空吸着用切換弁に大気開放用切換弁を連動させたので、真空破壊用切換弁による真空破壊が開始する時の真空圧が上がり、かつ、真空圧のバラツキが小さくなり、安定した製品の搬送と離脱を行うことができる。
さらに、真空吸着用切換弁、真空破壊用切換弁および大気開放用切換弁を一体的に組み込んだので、真空切換弁装置をコンパクトに構成し小型化することが可能になり、また、真空切換弁装置を安価に提供することができる。
【００９０】
請求項２の真空切換弁装置では、真空破壊用切換弁の出口側に絞り弁を設け、真空破壊時に、絞り弁により絞られた加圧空気を出力ポートに供給するようにしたので、オーバーシュートをより確実に低減することができる。
請求項３の真空切換弁装置では、絞り弁にリリーフ弁を付加し、真空破壊時には、先ず、絞り弁とリリーフ弁を通過した加圧空気を出力ポートに供給し、次に、絞り弁を通過した加圧空気のみを出力ポートに供給するようにしたので、オーバーシュートをより確実に低減することができる。
【００９１】
請求項４の真空切換弁装置では、真空切換弁装置をサブベースまたはマニホールドベー
スに容易，確実に取り付けることができる。
請求項５の真空切換弁装置では、サブベースまたはマニホールドベースに、真空吸着用切換弁の真空ポートに連通するタンク部を形成したので、真空度の低下を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の真空切換弁装置の第１の実施形態を示す図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図２】 本発明の真空切換弁装置の第１の実施形態を示す図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】 本発明の真空切換弁装置の第１の実施形態を示す上面図である。
【図４】 本発明の真空切換弁装置の第１の実施形態を示す側面図である。
【図５】 本発明の真空切換弁装置の第１の実施形態の回路を示す説明図である。
【図６】 本発明の真空切換弁装置の第１の実施形態の大気開放用切換弁を拡大して示す説明図である。
【図７】 図６の大気開放用切換弁の大気開放用プランジャーを示す説明図である。
【図８】 図６の大気開放用切換弁の真空用ソレノイドがオンで真空破壊用ソレノイドがオフの状態を示す説明図である。
【図９】 図６の大気開放用切換弁の真空用ソレノイドがオフで真空破壊用ソレノイドがオンの状態を示す説明図である。
【図１０】 本発明の真空切換弁装置の第１の実施形態の圧力変化特性を示す説明図である。
【図１１】 本発明の真空切換弁装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【図１２】 本発明の真空切換弁装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【図１３】 本発明の真空切換弁装置の第２の実施形態の回路を示す説明図である。
【図１４】 本発明の真空切換弁装置の第２の実施形態の絞り弁を拡大して示す説明図である。
【図１５】 本発明の真空切換弁装置の第２の実施形態の圧力変化特性を示す説明図である。
【図１６】 本発明の真空切換弁装置の第３の実施形態の要部を示す断面図である。
【図１７】 本発明の真空切換弁装置の第３の実施形態の回路を示す説明図である。
【図１８】 図１６においてリリーフシートが開いた状態を示す説明図である。
【図１９】 本発明の真空切換弁装置の第３の実施形態の圧力変化特性を示す説明図である。
【図２０】 本発明の真空切換弁装置の第４の実施形態を示す断面図である。
【図２１】 本発明の真空切換弁装置の第４の実施形態を示す断面図である。
【図２２】 本発明の真空切換弁装置の第４の実施形態の回路を示す説明図である。
【図２３】 本発明の真空切換弁装置の第４の実施形態の圧力変化特性を示す説明図である。
【図２４】 本発明の真空切換弁装置の第３の実施形態をサブベースに取り付けた状態を示す上面図である。
【図２５】 本発明の真空切換弁装置の第３の実施形態をサブベースに取り付けた状態を示す側面図である。
【図２６】 図２５のサブベースのＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図２７】 本発明の真空切換弁装置の第３の実施形態をマニホールドベースに取り付けた状態を示す上面図である。
【図２８】 図２７の側面図である。
【図２９】 図２７の側面図である。
【図３０】 図２７のマニホールドベースを示す上面図である。
【図３１】 従来の真空切換弁装置を示す説明図である。
【図３２】 図３１の真空切換弁装置の圧力変化特性を示す説明図である。
【図３３】 従来の真空切換弁装置の他の例を示す説明図である。
【図３４】 図３３の真空切換弁装置の圧力変化特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ 真空吸着用切換弁
１３ 真空破壊用切換弁
１５ チェック弁
１７ 大気開放用切換弁
２３ 弁本体
５３ 絞り弁
６１ リリーフ弁
６９ リリーフ付き絞り弁
７１ サブベース
７９ マニホールドベース
７１ｅ，７９ｅ タンク部

Claims (5)

1. 真空吸着用の真空吸着用切換弁（１１）と、真空破壊用の真空破壊用切換弁（１３）と、前記真空吸着用切換弁（１１）の動作に連動して動作する大気開放用切換弁（１７）とを単体からなる直方体状の弁本体（２３）に一体に組み込んでなり、
   前記弁本体（２３）の底面には、真空源へ接続され内部通路を介して前記弁本体（２３）の一側端面に開口する真空ポート（Ｖ）、圧力源へ接続され内部通路を介して前記弁本体（２３）の他側端面へ開口する加圧ポート（Ｐ）、真空吸着部へ接続され内部通路を介して前記弁本体（２３）の両側端面へ開口する出力ポート（Ａ）が開口され、
   前記真空吸着用切換弁（１１）は、前記弁本体（２３）の前記一側端面に装着され、前記弁本体（２３）の前記一側端面に開口する前記真空ポート（Ｖ）と前記出力ポート（Ａ）を開閉するための２ポート電磁切換弁を有し、
   前記真空破壊用切換弁（１３）は、前記弁本体（２３）の前記他側端面に装着され、前記弁本体（２３）の前記他側端面へ開口する前記加圧ポート（Ｐ）と前記出力ポート（Ａ）を開閉する２ポート電磁切換弁を有し、
   前記大気開放用切換弁（１７）は、
   前記真空吸着用切換弁（１１）を構成するソレノイド（１９）のプランジャー（２７）側に設けた真空側弁室（２５）と、
   前記真空吸着用切換弁（１１）を構成するソレノイド（１９）のプランジャー（２７）の軸線と平行に、前記真空側弁室（２５）に開口して形成されている大気側弁室（４１）と、
   前記大気側弁室（４１）の先端に、通路（２３ｈ）を介して開口されている大気開放ポート（Ｒ）と、
   前記大気側弁室（４１）に固定されている筒状の弁座部材（４３）と、
   後端面（４５ａ）が、前記真空吸着用切換弁（１１）を構成するソレノイド（１９）のプランジャー（２７）の先端面（２７ａ）に当接され、前記弁座部材（４３）との間に間隙（４７）が形成される凹部（４５ｂ）を外周に形成し、前記弁座部材（４３）に移動可能に挿入されている大気開放用プランジャー（４５）と、
   前記大気開放用プランジャー（４５）の大気開放ポート（Ｒ）側に配置されている球体弁（４９）と、
   前記弁座部材（４３）の先端に形成され、前記球体弁（４９）を封止する弁座（４３ａ）と、
   前記大気側弁室（４１）の大気開放ポート（Ｒ）側に形成され、前記球体弁（４９）を封止する弁座（４１ａ）と、
   前記大気側弁室（４１）の軸線と平行に、前記真空側弁室（２５）に開口して形成される真空側通路と、
   前記真空側弁室（２５）と前記真空ポート（Ｖ）とを連通する通路の前記真空側弁室（２５）側に形成され、前記真空吸着用切換弁（１１）を構成するソレノイド（１９）のプランジャー（２７）の先端面（２７ａ）を当接する弁座（２５ａ）と
   を有し、
   前記真空吸着用切換弁（１１）を構成するソレノイド（１９）のプランジャー（２７）に連動して前記真空ポート（Ｖ）を前記大気開放ポート（Ｒ）へ連通すると共に、前記真空破壊用切換弁（１３）から流入する圧力空気によって前記大気開放ポート（Ｒ）を閉鎖する
   ことを特徴とする真空切換弁装置。
2. 請求項１記載の真空切換弁装置において、
   前記弁本体（２３）の前記出力ポート（Ａ）から前記真空破壊用切換弁（１３）に続く通路途中に絞り弁（５３）を設け、前記絞り弁（５３）の絞り量の調整を行う操作部（５９）を前記弁本体（２３）の外部に配置してなることを特徴とする真空切換弁装置。
3. 請求項２記載の真空切換弁装置において、
   前記絞り弁（５３）は、前記弁本体（２３）の絞り弁室（５５）内に内蔵され、前記絞り弁室（５５）内に前記絞り弁（５３）と同心状にリリーフ弁（６１）を配置してなることを特徴とする真空切換弁装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の真空切換弁装置において、
   前記弁本体（２３）の底面に、サブベース（７１）またはマニホールドベース（７９）を取り付け、前記サブベース（７１）または前記マニホールドベース（７９）を介して、前記真空ポート（Ｖ）を前記真空源に、前記加圧ポート（Ｐ）を圧力源に、前記出力ポート（Ａ）を真空吸着部に接続してなることを特徴とする真空切換弁装置。
5. 請求項４記載の真空切換弁装置において、
   前記サブベース（７１）またはマニホールドベース（７９）に形成され前記真空ポート（Ｖ）と前記真空源とを接続する内部通路に、タンク用空間（７１ｅ、７９ｅ）を形成してなることを特徴とする真空切換弁装置。

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