JP4279968B2 - 吸着パッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空発生源に連結され、負圧によってワークを吸着・把持する吸着パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工場等でワーク（被吸着物）を搬送するために、真空発生源に連結された吸着パットが用いられている。しかし、この吸着パッドで、例えば、車両用鋼板等の表面に薄い油膜が形成されているワークを搬送する場合、吸着したワークが油分によって滑るなど、吸着状態は不安定であり、また最悪は、落下してしまう危険性もあった。
【０００３】
これに対し、特開平９−１１１７２号では、油膜や水滴等が付着したワークの滑りや落下を改善する提案がされている。
【０００４】
この特開平９−１１１７２号では、図５に示すように、吸着パッド１００は、略円筒状の基部１０２と、その基部１０２から略円錐状に延びるスカート部１０４とをゴム等の弾性材料によって一体的に形成したカップ本体１０６で構成され、基部１０２には、孔１０８がスカート部１０４の略中央に開口するように設けられている。
【０００５】
そして、このスカート部１０４の吸着面１０４Ａに、滑り防止作用を果たす周方向の溝１１０及びこの溝１１０と交差する径方向の溝１１２が複数形成されている。これら溝１１０、１１２は、例えば、幅０．１〜０．３ｍｍ程度の細い切り込み形状とされている。
【０００６】
この吸着パッド１００をロボットアーム等の荷役装置に連結する際は、基部１０２をロボットアームのアーム先端部分（図示省略）に取付けるとともに、吸引ポンプ等の真空発生源に接続されたパイプやチューブ等（図示省略）を孔１０８に接続することで行われ、これによって、吸着パッド１００は、スカート部１０４の吸着面１０４Ａ側に高い吸引力が発生できるようになる。
【０００７】
このように構成された吸着パッド１００は、ロボットアームの駆動によって移動され、スカート部１０４の外周縁をワークに当接させるとともに吸引ポンプの作動によってスカート部１０４内部を減圧空間とし、スカート部１０４が被吸着面の形状に適応して変形することによりワークを吸着面１０４Ａに吸着する。
【０００８】
そしてこのとき、減圧によって弾性変形したスカート部１０４の吸着面１０４Ａがワークに対して押しつけられるように当接すると、周方向および径方向の切り込み（溝１１０、１１２）が、例えば０．５ｍｍ程度に広がる。これにより、ワークに対して密着したスカート部１０４において、溝１１０、１１２が減圧作用面積として作用し、減圧作用面積が広く保たれることで吸着力が向上することになる。
【０００９】
また、ワークの被吸着面に油膜や水滴等が付着している場合であっても、吸着面１０４Ａとワーク表面との間に介在している油膜や水滴は、周方向の溝１１０を形成する切り込みによって擦り取られ、さらに周方向の溝１１０に交差する径方向の溝１１２によってカップ本体１０６の中心に集められて排除されることになり、これによって、スカート部１０４のワークに対する密着度が増加すると共に滑りに対する抗力が向上する。
【００１０】
さらに、この溝１１０、１１２が、減圧作用によってその断面積を縮小するように変形しようとするエッジ効果により、滑りに対する摩擦力が向上し、ワークの滑りによる位置ずれや落下が防止されるわけである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の吸着パッド１００は、溝１１０、１１２が細い切り込み形状であるため、ワーク吸着によってスカート部１０４が弾性変形（溝幅が拡大）すると、その応力は溝底部（切り込み端部）付近に集中する。このため、ワークの吸着・離脱によるスカート部１０４の繰り返し変形（溝幅の拡大・縮小）により、溝底部付近から亀裂等が入りやすくなり、耐久性が低下するといった新たな問題が生じてくる。
【００１２】
また、溝の断面積が小さいために、油膜等の厚さ（付着量）によっては、油膜等をワークの被吸着面から排除しきれない恐れがある。ここで、溝の数を増やことによりその排出性を改善することも考えられるが、上述した耐久性との兼ね合いがあるため、単純には解決できない。
【００１３】
さらに、油膜等に含まれている微小なゴミや異物等がその切り込み部分に堆積しやすくなることもあるため、切り込み部分での油の排出性が悪化することも懸念される。
【００１４】
また、溝１１０、１１２を形成するためには、吸着パッド１００の成形後に、吸着面１０４Ａに切り込み加工を施す必要があるため、製造コストが上がってしまう問題もある。
【００１５】
本発明は上記事実を考慮して、表面に油膜や水滴等が付着したワークを確実に吸着できるとともに、耐久性にも優れ、さらに製造コストアップを押さえた吸着パッドを提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、真空発生源に接続される基部と、前記基部と一体的に設けられたスカート部と、前記基部に設けられ、前記真空発生源と前記スカート部の内周面側とを連通させるための通路部と、を備えた吸着パッドであって、前記スカート部の前記内周面に、その内周面の周方向に形成された断面略半円形状の第一の凹部と、前記第一の凹部に繋がって径方向に形成された断面略半円形状の第二の凹部と、を設け、前記第一の凹部及び前記第二の凹部は、幅寸法が０．５ｍｍ以上とされ、かつ、深さ寸法が０．３ｍｍ以上とされていることを特徴としている。
【００１７】
請求項１に記載の吸着パッドでは、スカート部の内周面に、周方向に形成した第一の凹部、及び、径方向に形成した第二の凹部の幅寸法を０．５ｍｍ以上とし、深さ寸法を０．３ｍｍ以上としたことで凹部の断面積が広く確保される。このため、ワーク表面に付着する油膜や水滴等の量が多い場合でも、内周面がワーク等に密着した際、油膜等は凹部内に十分入り込める。
【００１８】
したがって、ワーク被吸着面の油膜等が凹部によってより多く排除され、ワークを確実に吸着することができる。
【００１９】
また、ワークの吸着・離脱による内周面部分の繰り返し変形においては、凹部の幅寸法が０．５ｍｍ以上とられているため、凹部の底面部分に掛かる応力が緩和される。よって、亀裂等が入りにくくなり、耐久性が向上する。
【００２０】
さらに、凹部を形成する際にも、凹部の幅寸法が広くされていることで型による成形加工が可能となり、吸着パッドの成形時に同時加工できる。よって、凹部を設けることにより、製造コストが上がることはない。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吸着パッドにおいて、前記径方向に形成された第二の凹部が、前記通路部に繋がっていることを特徴としている。
【００２２】
この請求項２に記載の吸着パッドでは、第二の凹部を通路部に繋げたことにより、第一の凹部、及び、第一の凹部に繋がる第二の凹部に入り込んだ油は、通路部側に流出可能となる。したがって、第一及び第二の凹部による油の排出性が更によくなる。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の吸着パッドにおいて、前記スカート部の前記内周面のうち、少なくとも前記第一の凹部及び前記第二の凹部が形成された領域以外は、表面粗さが２５μｍ以上とされていることを特徴としている。
【００２４】
この請求項３に記載の吸着パッドでは、スカート部の内周面のうち、少なくとも第一及び第二の凹部が形成された領域以外の表面粗さを２５μｍ以上としたことにより、内周面におけるワークとの密着部分での摩擦抵抗が増加する。このため、ワークの滑りに対する制動作用が向上し、ワークをより確実に吸着することができる。
【００２５】
また、内周面の表面粗さを所定の値以上に加工することも、成形によって容易にできるため、ここでも、製造コストが上がることはない。
請求項４に記載の発明は、前記スカート部の前記内周面のうち、前記第一の凹部及び前記第二の凹部が形成された領域以外はローレット状に凹凸が形成されていることを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
［第１の実施形態］
図１、図２には、本発明の第１の実施形態に係る吸着パッドが示されている。図に示すように、吸着パッド１０は、ロボットアーム等への取付部となる略円筒状の基部１２と、その基部１２から略円錐状に延びるスカート部１４とを有している。また、この吸着パッド１０は、ゴム等の弾性材料で成形されたものである。
【００２８】
基部１２には、基部１２に接続される真空発生源と吸着パッド内とを連通させるための通路１６が形成されている。この通路１６は、基部１２の取付面１２Ａ側からスカート部１４の吸着面１４Ａ側に向かって段状に広がっている。
【００２９】
スカート部１４は、図２（Ｂ）に示すように、厚さが基部１２側から外周端部１４Ｂ側に向かって薄くなるよう形成されている。
【００３０】
また、スカート部１４の吸着面１４Ａには、周方向に沿って断面が略矩形状の凹部２０が形成されており、さらに、９０度間隔で配置された断面矩形状の４個の凹部２２が径方向沿って形成されている。これら４個の凹部２２は、一端が凹部２０と繋がっており、他端が通路１６に繋がれている。
【００３１】
なお、本実施形態では、吸着パッド１０の直径Ｄが１０５ｍｍであり、凹部２０の幅Ｗ１が約３ｍｍ、凹部２２の幅Ｗ２が約４ｍｍである。また、凹部２０、２２のそれぞれの深さＨ１、Ｈ２は、ともに約１ｍｍとなっている。さらに、これら凹部２０、２２は、吸着パッド１０の成形時に、型によって同時に成形されたものである。
【００３２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３３】
本実施形態の吸着パッド１０は、スカート部１４の吸着面１４Ａに、周方向に形成した凹部２０、及び、径方向に形成した凹部２２の幅寸法を０．５ｍｍ以上とし、深さ寸法を０．３ｍｍ以上としたので、各凹部の断面積が広く確保される。このため、ワーク表面に付着する油膜や水滴等の量が多い場合でも、吸着面１４Ａがワーク等に密着した際、ワーク被吸着面の油膜等が凹部２０、２２によってより多く排除され、ワークを確実に吸着することができる。
【００３４】
また、ワークの吸着・離脱による吸着面１４Ａ部分の繰り返し変形においても、凹部２０、２２の底面部分に掛かる応力が緩和されて、耐久性が向上する。
【００３５】
さらに、凹部２０、２２を吸着パッド１０の成形時に同時に加工することにより、製造コストが上がることもない。
【００３６】
なお、凹部２０、２２の数、及び、幅と深さ寸法は、本実施形態に限定するものではなく、吸着パッドの大きさ等に合わせ、適宜変更できる。
【００３７】
また、凹部の断面形状も本形態のような矩形に限らず、略半円形状などとすることが可能であり、これによって、凹部に掛かる応力をさらに緩和させることもできる。
【００３８】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態では、上記第１の実施形態で説明した構成とほぼ同一であるため、同一構成部品については同一符合を付し、その説明は省略する。
【００３９】
図３、図４には、本発明の第２の実施形態に係る吸着パッドが示されている。本実施形態の吸着パッド３０は、図に示すように、スカート部１４の吸着面１４Ｃが梨地仕上げ（シボ加工）を施されたようになっており、吸着面１４Ｃ表面に微小な凹凸がランダムに形成されている。
【００４０】
この微小な凹凸部分は、吸着面１４Ｃのうち、凹部２０と凹部２２とに囲まれた領域に設けられており、その表面粗さは５０〜１００μｍ程度となっている。なお、ここでの表面粗さは、いわゆる算術平均粗さ（Ｒａ）による計測値である。また、この微小な凹凸も、吸着パッド３０の成形時に、型によって同時加工している。
【００４１】
したがって、本実施形態では、吸着面１４Ｃに表面粗さが２５μｍ以上となる領域を設けたことで、吸着面１４Ｃとワークとの密着部分での摩擦抵抗が増加し、滑りに対する制動作用が向上する。よって、ワークをより確実に吸着することができる。また、表面粗さが所定値以上となる領域が、型による成形で加工できたため、やはり、製造コストのアップが押さえられる。
【００４２】
なお、本実施形態では、吸着面１４Ａに設けた微小な凹凸を不規則なパターンのものとしたが、例えば、ローレットのような一定のパターンを有する凹凸形状であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の吸着パッドは、スカート部の内周面に、周方向に形成したの第一の凹部、及び、径方向に形成した第二の凹部の幅寸法を０．５ｍｍ以上とし、深さ寸法を０．３ｍｍ以上としたことで、ワーク表面に付着する油膜や水滴等の量が多い場合でも、ワークを確実に吸着することができる。また、ワークの吸着・離脱による内周面部分の繰り返し変形を受けても、凹部の底面部分に掛かる応力が緩和されるため、亀裂等が入りにくく、耐久性が向上する。さらに、凹部が吸着パッドの成形時に同時加工できるため、製造コストが上がることもない。
【００４４】
また、請求項２に記載の吸着パッドは、第二の凹部を通路部に繋げたことにより、第一の凹部、及び、第一の凹部に繋がる第二の凹部に入り込んだ油は、通路部側に流出可能となって、油の排出性が更によくなる。
【００４５】
さらに、請求項３に記載の吸着パッドは、スカート部の内周面のうち、少なくとも第一及び第二の凹部が形成された領域以外の表面粗さを２５μｍ以上としたことにより、内周面におけるワークとの密着部分での摩擦抵抗が増加し、滑りに対する制動作用が向上して、ワークをより確実に吸着することができる。
【００４６】
また、その表面粗さを所定の値以上に加工することも、成形によって容易にできるため、製造費のコストアップが押さえられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る吸着パッドのスカート部側から見た斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る吸着パッドを示し、（Ａ）は底面図であり、（Ｂ）は（Ａ）図における２Ｂ−２Ｂ線断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る吸着パッドのスカート部側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る吸着パッドを示し、（Ａ）は底面図であり、（Ｂ）は（Ａ）図における４Ｂ−４Ｂ線断面図である。
【図５】従来の吸着パッドを示し、（Ａ）は底面図であり、（Ｂ）は（Ａ）図における部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 吸着パッド
１２ 基部
１４ スカート部
１４Ａ 吸着面（内周面）
１４Ｃ 吸着面（内周面）
１６ 通路（通路部）
２０ 凹部（第一の凹部）
２２ 凹部（第二の凹部）
３０ 吸着パッド

Claims (4)

1. 真空発生源に接続される基部と、前記基部と一体的に設けられたスカート部と、前記基部に設けられ、前記真空発生源と前記スカート部の内周面側とを連通させるための通路部と、を備えた吸着パッドであって、
   前記スカート部の前記内周面に、その内周面の周方向に形成された断面略半円形状の第一の凹部と、前記第一の凹部に繋がって径方向に形成された断面略半円形状の第二の凹部と、を設け、
   前記第一の凹部及び前記第二の凹部は、幅寸法が０．５ｍｍ以上とされ、かつ、深さ寸法が０．３ｍｍ以上とされていることを特徴とする吸着パッド。
2. 前記径方向に形成された第二の凹部が、前記通路部に繋がっていることを特徴とする請求項１に記載の吸着パッド。
3. 前記スカート部の前記内周面のうち、少なくとも前記第一の凹部及び前記第二の凹部が形成された領域以外は、表面粗さが２５μｍ以上とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸着パッド。
4. 前記スカート部の前記内周面のうち、前記第一の凹部及び前記第二の凹部が形成された領域以外はローレット状に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着パッド。
   

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