JP3991145B2

JP3991145B2 - 吸着装置

Info

Publication number: JP3991145B2
Application number: JP31094098A
Authority: JP
Inventors: 充治若杉
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: JP2000135691A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを吸着して搬送するための吸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ワークを搬送するために、シリンダに吸着用パットを設け、この吸着用パットによってワークを吸着して搬送する方法が用いられている。本出願人が案出した吸着装置の一例を、図６に示す。
【０００３】
この吸着装置１０は長尺なボデイ１２を備え、ボデイ１２にはその長手方向に沿って孔部１４が形成される。ボデイ１２の一端部にはエンドブロック１６が装着され、エンドブロック１６には孔部１４に挿入される凸部１８が形成される。エンドブロック１６には孔部１４と同軸的に連通する孔部２０が形成され、孔部２０は負圧ポート２１に連通する。負圧ポート２１には図示しない電磁弁等を介して真空吸引源（図示せず）が接続される。孔部１４にはエンドブロック１６の反対側に支持部材２２が挿入され、支持部材２２にはボールブシュ２４が設けられる。孔部１４の支持部材２２とエンドブロック１６との間はシリンダ室２６として形成される。
【０００４】
孔部１４、２０にはロッド部材３０が挿入され、ロッド部材３０の一端部には孔部２０に摺動自在に挿入された筒状部材３２が装着される。ロッド部材３０、筒状部材３２には同軸的に連通する吸引通路３４、３６が形成される。ロッド部材３０と筒状部材３２との間にはピストン３８が設けられ、ピストン３８がシリンダ室２６内で変位動作することによりロッド部材３０がボデイ１２の長手方向に沿って変位する。
【０００５】
ロッド部材３０の端部にはチャック４０を介して吸着用パット４２が設けられる。吸着用パット４２には吸着室４４が形成され、吸着室４４は吸引通路３４、３６を介して負圧ポート２１に連通する。
【０００６】
この吸着装置１０によってワーク５０を搬送する場合、先ず、図示しない電磁弁等を切り替えて負圧ポート２１に負圧流体を導入すると、吸着用パット４２の吸着室４４から空気が吸引される。次に、シリンダ室２６に圧縮空気を導入してピストン３８を下降させると、吸着用パット４２がワーク５０に当接する。このため、ワーク５０が吸着用パット４２に吸着される。次いで、ピストン３８を上昇させると、ワーク５０が吸着用パット４２に吸着された状態で上昇する。そして、必要に応じて吸着装置１０をロボット等により変位させてワーク５０を所定位置に搬送する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記吸着装置に関連してなされたものであり、ワークに対する吸引力をより一層向上させることが可能な吸着装置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、負圧流体が供給される負圧ポートと、正圧流体が供給される正圧ポートとを有するボデイと、
前記ボデイに設けられ、前記正圧ポートから供給される正圧流体の作用下にピストンを変位させるシリンダ機構と、
前記負圧ポートに連通する吸引通路が形成され、前記シリンダ機構の駆動作用下に前記ボデイの軸線方向に沿って変位自在に設けられたロッド部材と、
前記ロッド部材と一体的に変位自在に設けられ、前記吸引通路を流通する負圧流体の作用によってワークを吸着する吸着手段と、
を備え、前記ボデイには、前記負圧ポートと前記ロッド部材に形成された前記吸引通路とを連通接続するバイパス通路が設けられることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、負圧流体がロッド部材に形成された吸引通路とバイパス通路とによって吸着手段に供給されるため、負圧流体の通過する流路の断面積が大きくなることにより流体抵抗が小さくなり、負圧流体の流量を大きくすることができる。
【００１０】
この場合、前記ボデイには、前記負圧ポートに連通するロッド用孔部およびバイパス管体用孔部が形成され、前記ロッド用孔部には前記ロッド部材が変位可能に挿通し、前記バイパス管体用孔部には前記バイパス通路が形成されたバイパス管体が変位可能に挿通し、前記バイパス通路の一端側が前記バイパス管体用孔部に連通すると、ロッド部材およびバイパス管体がシリンダ機構の変位作用下に変位しても吸着手段に負圧流体を供給することができ、好適である。
【００１１】
また、前記ロッド部材が前記吸着手段をワークに向かって進退動作させるガイド手段として機能すると、ガイド手段を別途設ける必要がなく、吸着装置の構成を簡素にすることができ、一層好適である。
【００１２】
さらに、前記シリンダ機構がピストンロッドを有し、前記ピストンロッドがロッド部材と略平行に配設されると、ロッド部材の直径を大きくすることにより通路の断面積を十分に確保することができ、流体抵抗を一層小さくすることが可能となり、好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る吸着装置について、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。
【００１４】
図１および図２において、参照符号１００は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着装置を示す。この吸着装置１００は長尺なボデイ１０２を備え、ボデイ１０２の側部には吸着装置１００をロボット等に取り付けるための凸部１０４が形成される。また、ボデイ１０２の一端部にはその長手方向に延在し、ロボット等に取り付けるための突起部１０５が形成される。
【００１５】
ボデイ１０２の中央には、図３に示すように、その長手方向に沿ってロッド用孔部１０６が形成される。ボデイ１０２にはロッド用孔部１０６の端部に位置して負圧ポート１０８が形成され、負圧ポート１０８には電磁弁１０９を介して負圧流体供給源である真空吸引源１１１が接続される。ボデイ１０２の隅角部近傍にはロッド用孔部１０６と平行にバイパス管体用孔部１１０およびピストン用孔部１１２が形成される。
【００１６】
ロッド用孔部１０６にはロッド部材１１８がその長手方向に変位可能に挿入され、ロッド部材１１８はロッド用孔部１０６を構成する壁部の端部近傍に設けられたボールブシュ１２０によって支持される。このため、ロッド部材１１８はガイド手段として機能する。なお、ロッド部材１１８がボールブシュ１２０と当接する部位には焼入れ処理が施されている。
【００１７】
ロッド部材１１８の一端側外周にはパッキン１２６が設けられ、パッキン１２６はロッド用孔部１０６を構成する壁部に摺動自在に当接する。ロッド部材１１８の内部にはその長手方向に沿って吸引通路１２８が形成され、吸引通路１２８の前記ボデイ１０２から突出する側は拡径部１３０として形成される。吸引通路１２８はロッド用孔部１０６内に開口し、従って、吸引通路１２８はロッド用孔部１０６に連通する。
【００１８】
ロッド部材１１８の端部にはチャック１３２を介してゴムの如き材料により蛇腹状に形成された吸引手段である吸着用パット１３４が設けられ、吸着用パット１３４内に形成された吸着室１３６はロッド部材１１８の拡径部１３０に連通する。
【００１９】
ロッド部材１１８には変位部材１３８が固着され、変位部材１３８には突起部１０５に対する逃げ用凹部１３９が形成される（図１参照）。変位部材１３８にはロッド部材１１８と平行にバイパス管体１４０、ピストンロッド１４２の端部が固着され、バイパス管体１４０、ピストンロッド１４２はそれぞれボデイ１０２のバイパス管体用孔部１１０、ピストン用孔部１１２に変位可能に挿入される。
【００２０】
バイパス管体１４０の内部にはその長手方向に沿ってバイパス通路１４４が形成され、バイパス通路１４４の一端部は変位部材１３８に形成された通路１４６、ロッド部材１１８に形成された孔部１４８を介してロッド部材１１８の拡径部１３０に連通する。バイパス通路１４４の他端部はバイパス管体用孔部１１０内に開口し、従って、バイパス通路１４４はバイパス管体用孔部１１０に連通する。また、バイパス管体用孔部１１０はボデイ１０２に形成された通路１５０を介してロッド用孔部１０６に連通する。バイパス管体用孔部１１０の端部は蓋部材１５２によって閉蓋される。バイパス管体用孔部１１０を構成する変位部材１３８側の壁部にはブシュ１５４が設けられ、ブシュ１５４にはバイパス管体１４０が挿通する。ブシュ１５４にはバイパス管体用孔部１１０から負圧流体が漏洩することを防止するためのパッキン１５６が設けられる。
【００２１】
ピストン用孔部１１２に挿入されたピストンロッド１４２の端部には、シリンダ機構１６０を構成するピストン１６２が固着される。ピストン１６２には磁石１６４が設けられ、磁石１６４の磁気作用をボデイ１０２の外部に装着された図示しない磁気センサによって検知することによりピストン１６２の位置が検出される。ピストン１６２には磁石１６４を挟持するようにパッキン１６６ａ、１６６ｂが設けられ、ピストン用孔部１１２はパッキン１６６ａ、１６６ｂによって一方のシリンダ室１６８ａと他方のシリンダ室１６８ｂとに隔離される。図４に示すように、一方のシリンダ室１６８ａはボデイ１０２の端部に設けられた正圧ポート１７０に連通し、他方のシリンダ室１６８ｂは、ボデイ１０２に形成された通路１７２、１７４を介してボデイ１０２の端部に設けられた正圧ポート１７６に連通する。正圧ポート１７０、１７６は図示しない電磁弁を介して圧縮空気供給源（図示せず）に接続される。
【００２２】
ピストン用孔部１１２を構成する変位部材１３８側の壁部にはブシュ１８０が設けられ、ブシュ１８０にはピストンロッド１４２が挿通する。ブシュ１８０にはパッキン１８２が設けられ、パッキン１８２はピストン用孔部１１２から流体が漏洩することを防止する機能を有する。
【００２３】
本発明の第１の実施の形態に係る吸着装置１００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作ならびに作用効果について説明する。
【００２４】
先ず、真空吸引源１１１を駆動し、負圧ポート１０８に負圧流体を導入すると、この負圧流体はロッド用孔部１０６からロッド部材１１８の吸引通路１２８を介して拡径部１３０に供給される（図３参照）。また、負圧流体はロッド用孔部１０６から通路１５０を介してバイパス管体用孔部１１０に供給され、さらに、バイパス通路１４４、通路１４６を介して拡径部１３０に供給される。そして、拡径部１３０から吸着用パット１３４の吸着室１３６に負圧流体が供給され、吸着室１３６内の空気が吸引される。
【００２５】
次に、図示しない電磁弁を切り替えて圧縮空気供給源（図示せず）から正圧ポート１７０に正圧流体である圧縮空気が供給されると、一方のシリンダ室１６８ａに圧縮空気が導入され、ピストン１６２がピストンロッド１４２、変位部材１３８とともに下降する。このため、吸着用パット１３４がワーク１９０に当接する。このとき、ロッド部材１１８、バイパス管体１４０も下降するが、吸引通路１２８、バイパス通路１４４はそれぞれロッド用孔部１０６、バイパス管体用孔部１１０に開口しているため、ロッド用孔部１０６、バイパス管体用孔部１１０と吸引通路１２８、バイパス通路１４４との連通が途切れることがなく、負圧ポート１０８に導入された負圧流体は吸着室１３６に供給され続ける。
【００２６】
このように、負圧流体はロッド部材１１８の吸引通路１２８とバイパス管体１４０のバイパス通路１４４とによって吸着室１３６にそれぞれ供給されるため、吸着用パット１３４を介して吸引される流体の通路の断面積が大きく、流体抵抗も少ない。従って、吸着用パット１３４の吸引力を向上させることができる。
【００２７】
例えば、ワーク１９０の表面に凹凸が形成されている場合、吸着用パット１３４の吸着部とワーク１９０の表面との間に隙間が形成され、この隙間から吸着室１３６に空気が侵入してしまい、発生する負圧が減少する。しかしながら、前述のように、バイパス通路１４４によって吸着用パット１３４の吸引力が増加しているため、ワーク１９０を確実に吸着することができる。
【００２８】
ワーク１９０が吸着用パット１３４に吸着された後、図示しない電磁弁を切り替えて正圧ポート１７６から他方のシリンダ室１６８ｂに圧縮空気を導入する（図４参照）。このため、ピストン１６２が上昇し、吸着用パット１３４もワーク１９０とともに上昇する。
【００２９】
そして、吸着装置１００が取り付けられたロボット等の変位作用下にワーク１９０が搬送されると、電磁弁１０９が切り替えられて負圧ポート１０８に対する負圧流体の供給が停止され、代わって大気圧が負圧ポート１０８に導入される。従って、吸引通路１２８、バイパス通路１４４を通って大気圧が吸着室１３６に供給され、ワーク１９０が吸着用パット１３４から離間する。
【００３０】
以上のようにして、ワーク１９０が搬送される。
【００３１】
第１の実施の形態では、負圧ポート１０８に導入された負圧流体はロッド部材１１８の吸引通路１２８とバイパス管体１４０のバイパス通路１４４との両者によって吸着室１３６にそれぞれ供給されるため、吸着用パット１３４の吸着力が増加し、例えば、ワーク１９０の表面に凹凸がある場合でも、このワーク１９０を確実に吸着することができる。従って、搬送中におけるワーク１９０の落下を阻止することができる。
【００３２】
また、シリンダ機構１６０はロッド部材１１８と別体で設けられているため、ロッド部材１１８にシリンダ機構のピストンを設ける場合のように、ピストンに付与される圧縮空気の圧力を確保するためにロッド部材１１８の直径を小さくする必要がない。このため、ロッド部材１１８がピストンロッドを兼ねる場合と比較してロッド部材１１８の直径を大きくすることができ、吸引通路１２８の断面積も大きくなる。従って、流体抵抗を減少させることができ、吸着用パット１３４の吸着力が一層増加する。この場合、ロッド部材１１８のボールブシュ１２０が当接する部位に焼入れ処理を施すために、この当接部位の肉厚を厚くする必要があることから、吸引通路１２８の断面積が小さくなってしまうが、ロッド部材１１８の直径が大きいため、吸引通路１２８の断面積を十分に確保することができる。
【００３３】
さらに、吸着用パット１３４が装着されるチャック１３２にチューブ等により真空吸引源を接続する場合と比較して、チャック１３２の構成が簡易になり、吸着装置１００が小型化されるとともに、変位するチャック１３２にチューブ等を配管する必要がないため、吸着装置１００の配管作業が容易となる。
【００３４】
さらにまた、ロッド部材１１８がガイド手段として機能するため、ガイド手段を別途設ける必要がなく、吸着装置１００の構成が一層簡素となる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る吸着装置２００について、図５を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
この吸着装置２００のロッド部材２０２は変位部材１３８の内部に終端する。変位部材１３８には室２０４が形成され、ロッド部材２０２の吸引通路２０６は室２０４に連通する。また、バイパス管体１４０のバイパス通路１４４も室２０４に連通する。このため、室２０４は吸引通路２０６とバイパス通路１４４とを連通させる通路として機能する。変位部材１３８には筒状部材２１０の一端部が固着され、筒状部材２１０の孔部２１２は室２０４に連通する。筒状部材２１０の他端部にはチャック１３２を介して吸着用パット１３４が設けられ、孔部２１２は吸着用パット１３４の吸着室１３６に連通する。
【００３７】
以上のように構成される吸着装置２００によってワーク１９０を吸着する場合、第１の実施の形態の吸着装置１００と同様に、負圧ポート１０８に負圧流体を導入すると、負圧流体はロッド部材２０２の吸引通路２０６とバイパス管体１４０のバイパス通路１４４とから室２０４に供給され、さらに、筒状部材２１０の孔部２１２を介して吸着室１３６に供給される。このため、ワーク１９０が吸着用パット１３４に吸着される。
【００３８】
この第２の実施の形態では、筒状部材２１０の直径をロッド部材２０２の直径よりも大きくすることができ、孔部２１２の断面積も大きくなる。従って、吸引通路２０６とバイパス通路１４４との２つの経路に流れる負圧流体の流量を孔部２１２によって十分に確保することができ、流体抵抗が一層小さくなり、吸着用パット１３４の吸着力がさらに一層大きくなる。
【００３９】
なお、第１、第２の実施の形態に係る吸着装置１００、２００では、単一のバイパス通路１４４を設けているが、これに限定されるものではなく、複数のバイパス通路を設けてもよいことは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明に係る吸着装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００４１】
本発明によれば、負圧流体はロッド部材の吸引通路とバイパス通路との両者によって吸着手段に供給されるため、負圧流体の流量が増加する。従って、例えば、ワークの表面に凹凸がある場合でも、ワークを確実に吸着することができる。
【００４２】
また、シリンダ機構はロッド部材と別体で設けられているため、ロッド部材がピストンロッドを兼ねる場合と比較してロッド部材の直径を大きくすることができ、吸引通路の断面積も大きくなる。このため、流体抵抗を減少させることができ、負圧流体の流量を増加させることができる。
【００４３】
さらに、ロッド部材の吸引通路とバイパス管体のバイパス通路とを変位部材の室に連通させ、該室から筒状部材を介して吸着手段に連通させることにより、筒状部材の直径をロッド部材の直径よりも大きくすることができ、筒状部材の孔部の断面積も大きくなる。従って、流体抵抗がさらに減少し、負圧流体の流量を一層増加させることができる。
【００４４】
さらにまた、吸着手段に直接接続されるチューブ等を介して負圧流体を供給する場合と比較して、構成が簡易になり、吸着装置が小型化されるとともに、変位する吸着手段にチューブ等を配管する必要がないため、吸着装置の配管作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る吸着装置を示す斜視図である。
【図２】図１の吸着装置を示す底面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る吸着装置を示す一部拡大断面図である。
【図６】従来技術に係る吸着装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１００、２００…吸着装置１０２…ボデイ
１０６…ロッド用孔部１０８、１７６…ポート
１１０…バイパス管体用孔部１１１…真空吸引源
１１２…ピストン用孔部１１８、２０２…ロッド部材
１２８、２０６…吸引通路１３４…吸着用パット
１３６…吸着室１３８…変位部材
１４０…バイパス管体１４２…ピストンロッド
１４４…バイパス通路１６０…シリンダ機構
１９０…ワーク２０４…室
２１０…筒状部材

Claims

負圧流体が供給される負圧ポートと、正圧流体が供給される正圧ポートとを有するボデイと、
前記ボデイに設けられ、前記正圧ポートから供給される正圧流体の作用下にピストンを変位させるシリンダ機構と、
前記負圧ポートに連通する吸引通路が形成され、前記シリンダ機構の駆動作用下に前記ボデイの軸線方向に沿って変位自在に設けられたロッド部材と、
前記ロッド部材と一体的に変位自在に設けられ、前記吸引通路を流通する負圧流体の作用によってワークを吸着する吸着手段と、
を備え、前記ボデイには、前記負圧ポートと前記ロッド部材に形成された前記吸引通路とを連通接続するバイパス通路が設けられることを特徴とする吸着装置。
請求項１記載の吸着装置において、
前記ボデイには、前記負圧ポートに連通するロッド用孔部およびバイパス管体用孔部が形成され、前記ロッド用孔部には前記ロッド部材が変位可能に挿通し、前記バイパス管体用孔部には前記バイパス通路が形成されたバイパス管体が変位可能に挿通し、前記バイパス通路の一端側は前記バイパス管体用孔部に連通することを特徴とする吸着装置。
請求項１または２記載の吸着装置において、
前記ロッド部材は前記吸着手段をワークに向かって進退動作させるガイド手段として機能することを特徴とする吸着装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の吸着装置において、
前記シリンダ機構はピストンロッドを有し、前記ピストンロッドはロッド部材と略平行に配設されることを特徴とする吸着装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の吸着装置において、
前記ピストンロッドの端部には変位部材が固着され、前記変位部材には前記ロッド部材および前記バイパス管体が設けられ、前記ロッド部材の吸引通路と前記バイパス用管体のバイパス通路とは前記変位部材に形成された室によって互いに連通することを特徴とする吸着装置。
請求項５記載の吸着装置において、
前記変位部材には、該変位部材に形成された前記室に連通する筒状部材を介して前記吸着手段が設けられることを特徴とする吸着装置。