JP4277188B2 - 吸盤具及びそれを備えた吸着固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、真空装置による吸引力によって物品を保持するものであり、特に、真空装置のより物品に吸着する吸盤具とそれを備えた吸着固定装置に関するものである。

自動車工場の生産現場においては、手順よく次から次へとそれぞれの担当者へ物品を受け渡し、物品を組み立てる作業が行われている。例えば、車両のドアを製造する現場において、作業員は、アウターパネル、インナーパネル、リインフォースなどを重ね合わせて製造されたドアに対して、ドアに開設されたサービスホール（作業穴）を介して、インナーパネルとアウターパネルとによって画成される閉断面の中にドアロック装置，ＥＣＵ，電気配線等を取り付けたり、インナーパネル表面にドアトリムを取り付ける作業を行っている。

このような取付作業は、取付先のドアが起立した状態で行うのが効率的である。そのため、ドアを起立状態にして保持する固定具を使用して取付作業を行うことが考えられる。例えば、この固定具としては、真空装置にパイプを介して連結された吸盤を、ドアに吸着させて、ドアを固定保持するものが考えられる。

また、従来、真空装置の吸引力を利用して、真空吸引パッドを物品に吸着させて、物品を搬送する装置も知られている（特許文献１）。この装置は、版置台上に位置決め堆積された刷板を吸着機構により一枚毎吸着保持して自動トンボ描画機のトンボ描画台上に位置決め給版し、かつトンボ描画後の刷板を再び吸着して版立台へ排出するものである。

実公昭６０−１１９０３９号公報

しかしながら、従来の特許文献１等に示す装置においては、検知手段を備え、検知手段により検知された物品のサイズに応じて、複数ある吸盤の内で有効なものを選定して該吸盤を真空引きすることで、物品を保持しているので、吸着機構を複数の系列備えると共に、各系列に対応した真空装置を備える必要があるので、装置の構造が複雑になり、製造コストも嵩むことになる。

本発明は、以上の点に鑑み、簡素な構造であって、操作も簡便な吸盤とそれを用いた吸着固定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の吸盤具は、物品を起立状態に保持する吸着固定装置において、真空装置の吸引によって上記物品に吸着するに際し、先端が閉塞し基端が開口した筒状のノズルと、両端が開口し先が大きく開いているラッパ状の先端を有し弾性及び可撓性を有する筒状の吸盤と、を備えていて、上記ノズルが、筒状の側面に中空の内部に通ずる開口を少なくとも一つ開設しており、上記吸盤が、内周面に該開口を閉塞する凸部を形成しており、上記開口に上記凸部が嵌入するように、上記吸盤が上記ノズルに被着していることを特徴としている。
本発明の吸盤具は、前記ノズルの外周に筋状の膨出部を形成している。

また、上記目的を達成するために、本発明の吸着固定装置は、真空装置と、該真空装置にバキュームホースを介して接続した骨組状のパイプと、該骨組状のパイプから突出した複数の吸盤取付用パイプと、各吸盤取付用パイプに取り付けた吸盤具と、を備えていて、該吸盤具が、先端が閉塞し基端が開口した筒状のノズルと、両端が開口し先が大きく開いているラッパ状の先端を有し弾性及び可撓性を有する筒状の吸盤と、を備えており、上記ノズルが、筒状の側面に中空の内部に通ずる開口を少なくとも一つ開設しており、上記吸盤が、内周面に該開口を閉塞する凸部を形成しており、上記開口に上記凸部が嵌入するように、上記吸盤が上記ノズルに被着している。
本発明の吸着固定装置は、前記ノズルの外周に筋状の膨出部を形成している。

本発明の吸着固定装置は、前記真空装置を収容する台を備えており、前記骨組状のパイプを上記台に設けた一対のブラケットに回転可能に枢支したことを特徴としている。
また、本発明の吸着固定装置は、前記骨組状のパイプの回転を規制するように、角度調節機構を前記ブラケットに設けたことを特徴としている。
さらに、本発明の吸着固定装置は、前記台に複数のキャスターを取り付けたことを特徴としている。
さらに、本発明の吸着固定装置は、前記骨組状のパイプに、車両のドアを載せるローラーを取り付けたことを特徴としている。

本発明によれば、吸着固定装置を簡素に構成することができると共に、各種の車両のドアを簡単に支持できるのでドアの部品取付作業に効果的である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る吸着固定装置１の斜視図であり、この吸着固定装置１は、作業現場の床に載置する台２と、この台２に対して第一バキュームホース３を介して接続しており、各種部品の取付先であるドアＷを支持する支持部４と、を備えている。

台２は箱形に形成され、内部に真空ポンプ５を収容していると共に、本体側面に真空ポンプ５の起動スイッチ６を取り付けており、さらに、起動スイッチ６に接続された電源ケーブル７が本体２の外に延出している。
さらに、真空ポンプ５から延出している第二バキュームホース８が、台上面に設けた開閉バルブ９を介して、第一バキュームホース３に接続されている。

また、台２は、台２の上面から垂直に起立した一対のブラケット１０を台２の長尺方向に並設しており、このブラケット１０に支持部４が取り付けられるようになっている。なお、各ブラケット１０には支持部４が回転可能に枢支されており、所望の角度に支持部４を傾けた状態でその姿勢を維持するように支持部４の回転を規制する角度調節機構としてのネジ１１がブラケット１０の上端に設けられている。なお、作業現場での移動を容易にするために、本体２の下面の四隅にキャスターが取り付けられていると便利である。

次に、支持部４は、車両のドアＷを支持するものであり、第一フレーム１２と、溶接などの固定手段によって第一フレーム１２に固着している第二フレーム１３と、この第二フレーム１３に取り付けた複数の吸盤具１４と、を備えている。尚、図に示す例では、支持部４には、１５個の吸盤具１４が設けられている。

第一フレーム１２は、パイプ等の鋼材を門形に折り曲げて形成されたものであり、一対のブラケット１０，１０に回転可能に枢支されている。なお、図１に示すように、第一フレーム１２の高さは、例えばドアＷの高さに対応しており、図に示す例ではブラケット１０の高さの２倍〜２．５倍程度に設定されており、高さの中間或いはその近傍の位置にてブラケット１０に枢支されている。また、第一フレーム１２の両方の下端は物品取付面側に突出するように折り曲げられており、その各先端にドアＷを載せるローラー１５が取り付けられている。

第二フレーム１３は、複数の同形のパイプを溶接等により接合して組み立てられたものであり、図に示す例では、横パイプ１３ａを上下に間隔をおいて３段、それらの両端に縦パイプ１３ｂを配置して、骨組状に形成されている。
さらに、第二フレーム１３の物品取付面側には、上下左右に所定の間隔をおいて、複数の吸盤取付用のパイプ（以下、取付パイプと称す）１３ｃが前方に突出している。また、第二フレーム１３の背面側には、第一バキュームホース３を連結するためのパイプ（以下、連結パイプと称す）１３ｄが突出している。
ここで、第二フレーム１３を構成する横パイプ１３ａ，縦パイプ１３ｂ，取付パイプ１３ｃ及び連結パイプ１３ｄは、何れも連通しているが、取付パイプ１３ｃの先端と連結パイプ１３ｄの先端との間の何れの箇所も気密的に構成されている。すなわち、第二フレーム１３内の気体は、取付パイプ１３ｃ及び連結パイプ１３ｄの先端部の開口のみから外部に出ることができるようになっている。

次に、取付パイプ１３ｃに取り付けられる吸盤具１４について説明する。図２は本発明の実施形態に係る吸盤具１４を示す斜視図であり、図３は本発明の実施形態に係る吸盤具１４の分解斜視図であり、図３は図４の吸盤具１４の一部が破断した状態を示す分解斜視図である。

図２〜図４に示すように、本発明の実施形態に係る吸盤具１４は、ノズル２０と吸盤２１とにより構成される。
ノズル２０は、取付パイプ１３ｃに嵌入するものであり、先端が閉塞し基端が開口した金属製の筒体である。このノズル２０には、円筒軸まわり９０度毎に中空内部に通ずる開口２０ａがノズル先端寄りのノズル側面に開設されている。また、ノズル２０の基端寄りには、一対の筋状の膨出部２０ｂ，２０ｃがノズル２０の外周を一回りするように、基端から所定長離れた位置にノズル２０と一体に形成されている。そして、この膨出部２０ｂによって、ノズル２０が、取付パイプ１３ｃに嵌入して入り込む距離が規制される。すなわち、膨出部２０ｂが取付パイプ１３ｃの先端に当接するまで、ノズル２０は、取付パイプ１３ｃの中に入ることができるようになっている。

一方、吸盤２１は、ノズル２０に被着するものであり、ゴム，シリコン等の弾性及び可撓性を有する材料により作られている。そして、図に示すように、吸盤２１は、両端を開口した筒本体２１ａと、この筒本体２１ａの先端側に筒本体２１ａと一体に形成された、先が大きく開いているラッパ状の吸着部２１ｂと、により構成されている。
ここで、吸盤２１の内部、すなわち、筒本体２１ａの内周面には、ノズル２０の開口２０ａに対応した位置に各開口２０ａに嵌入する凸部２１ａ１が筒本体２１ａと一体に形成されていて、吸盤２１がノズル２０まわりに被着している状態でノズル２０の開口２０ａを閉塞するようになっている。なお、吸盤２１に対してノズル２０は、前記したノズル２０の膨出部２０ｃに吸盤２１の筒本体２１ａの基端が当接するまで挿入することができるようになっている。ここで、ノズル２０の開口２０ａがノズル先端寄りに配置されていることから、吸盤２１の凸部２１ａ１も筒本体２１ａの先端の開口寄りに配置されることになる。

このように構成される本発明の実施形態に係る吸着固定装置１の操作方法について説明する。
図５（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施形態に係る吸着固定装置１の操作方法を説明するための図であり、使用に際して先ず作業員は開閉バルブ９を開いて、起動スイッチ６をオンにする。すると、真空ポンプ５が起動して、バキュームホース３，８や第二フレーム１３（横パイプ１３ａ，縦パイプ１３ｂ，取付パイプ１３ｃ及び連結パイプ１３ｄ）を経て、真空ポンプ５から各吸盤具１４のノズル２０までが真空状態と化す。

ここで、図６（Ａ）はドアＷに吸着する前の吸盤２１の状態を示しており、この図６（Ａ）に示すように、吸盤具１４にドアＷが押しつけられていないときには、吸盤具１４のノズル２０内の気体は、真空ポンプ５の働きによって吸引されて、開口２０ａから外部の気体がノズル内に入り込もうとするが、ノズル２０のまわりに被着した吸盤２１の凸部２１ａ１が該開口２０ａを閉塞しているため、外気がこの状態では入り込むことができず、ノズル２０内が真空状態と化す。
そして、図５（Ａ）に示すように、作業員は、使用とする吸盤具１４の位置を確認しながら、ドアＷの下端を吸着固定装置１のローラー１５の上に載せる。

次に、作業員は、ドアＷを吸盤具１４に押しつける。
ここで、図６（Ｂ）はドアＷに吸着したときの吸盤の状態を示しており、図５（Ｂ）に示すように、作業員が、吸盤具１４にドアＷを押しつけると、図６（Ｂ）に示すように、吸着部２１ｂが、つぶれて図６（Ａ）の通常の状態の開口面積よりも大きくなるように拡開し、これに連動して、筒本体２１ａの先端、すなわち筒本体２１ａと吸着部２１ｂとの連結部位も外方向に直径を大きくするように広がる。これにより、ノズル２０の開口２０ａに嵌入していた凸部２１ａ１が該開口２０ａから外れることになり、吸着部２１ｂとドアＷの表面とで画成される空間（以下、吸着空間と称す）とノズル２０内とが連通する。そして、このとき真空ポンプ５が働いているので、吸着空間内の気体も真空ポンプによって吸着固定装置１外部へ排出されて、吸着空間内も真空状態と化す。これによって、吸盤具１４をドアＷに吸着することができる。なお、このような吸着作用は、ドアＷに当接する各吸盤具１４において生ずる。

このように吸盤具１４がドアＷに吸着した状態において、作業員は、図５（Ｃ）に示すように、ドアＷに各種部品の取付作業を行う。
なお、ドアＷが４ドア車のフロントドアのように短尺の場合には、図７（Ａ）に示すように、吸着固定装置１に配設された１５個の吸盤具１４を全て使用するのではなく、一部の吸盤具１４（図の例では９個）を使用して、ドアＷを吸着固定装置１に固定して部品取付作業を行えばよい。なお、この場合、使用しない吸盤具１４は、図６（Ａ）に示すように、内部が真空状態になるが、その吸着部２１ｂにはドアＷが当接しないので、ノズル２０の開口２０ａが開放されることはない。

一方、ドアＷが２ドア車のフロントドアのように長尺である場合は、図７（Ｂ）に示すように、吸着固定装置１に配設された全ての吸盤具１４を使用して、ドアＷを吸着固定装置１に固定して部品取付作業を行う。
また、ドアＷが４ドア車のリヤドアのような短尺である場合は、作業員は、図７（Ｃ）に示すように、図７（Ａ）と同様にして、吸着固定装置１の一部の吸盤具１４を使用してドアＷを吸着固定装置１に固定し、部品取付作業を行うことができる。
なお、図７（Ａ）〜（Ｃ）においては、車両の左側のドアが吸着固定装置１に固定した状態を示したが、左側のドアＷの固定と同様にして、車両の右側のドアも吸着固定装置１によって支持することができるのは勿論である。

そして、取付作業が終了して、吸着固定装置１からドアＷを取り外す際には、作業員は開閉バルブ９を閉じて、開閉バルブ９から吸盤具１４までの真空状態を解除する。これにより、ドアＷに対する吸盤具１４の吸着力が低下する。よって、作業員は、容易にドアＷを吸着固定装置１から取り外して起動スイッチ７をオフにすることができる（図５（Ｄ）参照）。

このように、本発明の実施形態に係る吸着固定装置１によれば、各吸盤具１４の開閉の調節作業が不要である。従来技術で例示した特許文献１等に示す技術においては、センサーなどを設けて、センサーの検出結果に基づいた制御等が必要であったが、本発明においては、開閉バルブ９を開くだけの設定で吸盤具１４に対する調節作業が終了するので、構成を簡素にすることができる。
そして、本発明においては、複数配設した吸盤具１４の内で使用する吸盤具１４に対応してドアＷを吸着固定装置１に押しつければ、ドアＷに当接した吸盤具１４のみに吸着作用が生じて、ドアＷを吸着固定装置１に支持することできるので、取扱操作が非常に簡便である。
また、吸着固定装置１には、複数の吸盤具１４がマトリックス状に上下左右に所定の間隔を空けて配設されているので、ドアＷのサイズや形状に依存することなく、各種の車両のドアＷを支持することができる。

以上説明したが、本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲において、様々な形態で実施することができる。例えば、以上の説明では、２ドア車や４ドア車のドアＷを支持する場合を説明したが、その他の車高の高いワンボックスカー等のスライドドアなども支持することができる。なお、その場合には、第二フレーム１３（横パイプ１３ａ，縦パイプ１３ｂ，取付パイプ１３ｃ及び連結パイプ１３ｄ）を例示した形態よりも大きく構成するのが望ましい。例えば、第二フレーム１３の横パイプ１３ａを上下に四段或いはそれ以上配設してもよい。また、上記例示した第二フレーム１３においては、左右の両端に縦パイプ１３ｂを配設した構成を示したが、横パイプ１３ａの両端間にも１以上の縦パイプ１３ｂを配設してもよいのは勿論である。また、上記説明では、吸盤の先端がラッパ状に形成されており、それが図に示すように円錐状を呈する場合を例示したが、ラッパ状の形態としては、円錐に限らず、三角錐，四角錐の他、多角錐等であってもよい。

本発明によれば、各種の車両のドア等の平板面を有する方形状の物品を簡単に支持することができるので、ドア等の物品に部品を取り付けるのに便利である。

本発明の実施の形態に係る吸着固定装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る吸盤具を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る吸盤具の分解斜視図である。 図４の吸盤具の一部を破断した状態を示す分解斜視図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施形態に係る吸着固定装置の操作方法を説明するための図である。 （Ａ）はドアに吸着する前の吸盤の状態を示す図であり、（Ｂ）はドアに吸着したときの吸盤の状態を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ本発明の実施形態に係る吸着固定装置がドアを支持している状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 吸着固定装置
２ 台
３ 第一バキュームホース
４ 支持部
５ 真空ポンプ
６ 起動スイッチ
７ 電源ケーブル
８ 第二バキュームホース
９ 開閉バルブ
１０ ブラケット
１１ ネジ（角度調節機構）
１２ 第一フレーム
１３ 第二フレーム
１３ａ 横パイプ
１３ｂ 縦パイプ
１３ｃ 取付パイプ
１３ｄ 連結パイプ
１４ 吸盤具
１５ ローラー
２０ ノズル
２０ａ 開口
２０ｂ，２０ｃ 膨出部
２１ 吸盤
２１ａ 筒本体
２１ａ１ 凸部
２１ｂ 吸着部
Ｗ ドア

Claims (8)

1. 物品を起立状態に保持する吸着固定装置において、真空装置の吸引によって上記物品に吸着する吸盤具であって、
   先端が閉塞し基端が開口した筒状のノズルと、両端が開口し、先が大きく開いているラッパ状の先端を有し、弾性及び可撓性を有する筒状の吸盤と、を備えていて、
   上記ノズルが、筒状の側面に中空の内部に通ずる開口を少なくとも一つ開設しており、 上記吸盤が、内周面に該開口を閉塞する凸部を形成しており、
   上記開口に上記凸部が嵌入するように、上記吸盤を上記ノズルに被着したことを特徴とする、吸着固定装置に利用される吸盤具。
2. 前記ノズルの外周に筋状の膨出部を形成したことを特徴とする、請求項１に記載の吸盤具。
3. 真空装置と、該真空装置にバキュームホースを介して接続した骨組状のパイプと、該骨組状のパイプから突出した複数の吸盤取付用パイプと、各吸盤取付用パイプに取り付けた吸盤具と、を備えていて、
   上記吸盤具が、先端が閉塞し基端が開口した筒状のノズルと、両端が開口し、先が大きく開いているラッパ状の先端を有し、弾性及び可撓性を有する筒状の吸盤と、を備えており、
   上記ノズルが、筒状の側面に中空の内部に通ずる開口を少なくとも一つ開設しており、 上記吸盤が、内周面に該開口を閉塞する凸部を形成しており、
   上記開口に上記凸部が嵌入するように、上記吸盤が上記ノズルに被着していることを特徴とする、吸着固定装置。
4. 前記ノズルの外周に筋状の膨出部を形成していることを特徴とする、請求項３に記載の吸着固定装置。
5. 前記真空装置を収容する台を備えており、前記骨組状のパイプを上記台に設けた一対のブラケットに回転可能に枢支したことを特徴とする、請求項３又は４に記載の吸着固定装置。
6. 前記骨組状のパイプの回転を規制するように、角度調節機構を前記ブラケットに設けたことを特徴とする、請求項５に記載の吸着固定装置。
7. 前記台に複数のキャスターを取り付けたことを特徴とする、請求項５又は６に記載の吸着固定装置。
8. 前記骨組状のパイプに、車両のドアを載せるローラーを取り付けたことを特徴とする、請求項３〜７の何れかに記載の吸着固定装置。

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