JP5663557B2 - 交換可能なシール面を有するサクションカップ - Google Patents

Description

本発明は、真空によって駆動されるツール用のサクションカップであって、第１の端部または上端部が真空源と流体連通するように配置され、その反対側の端部が扱われる物体の表面にしっかりと接触するように配置されるサクションカップに関する。本発明はさらに、相互に互換性のある要素のセットを含むシステムであって、必要に応じて要素を組み合わせることができ、且つ様々な用途のサクションカップに取り付けられるように要素が配置されるシステム、および、前記要素のセットに含まれるエンドピース、ベローズ、およびシールリングに関する。

最初に、本明細書で使用される「真空」という用語は、周囲の大気圧未満の圧力として理解されるものであり、真空は、サクションカップと物体との間に、物体を固定し、持ち上げ、移動するのに必要な保持力を与えるのに有効であることを説明する。したがって、真空という用語は、完全に圧力なしの状態という意味よりも広い意味で理解されるものとする。

本発明によるサクションカップを用いてツールを駆動するための負圧は、モータ駆動式ポンプまたは圧縮空気駆動式エジェクタを使用して、それ自体公知の方法で供給することができる。負圧は一般に、例えば移動できるように配置され且つ物体の持ち上げおよび移動のために操作および制御されるリフト手段などのツールによって、または物体をある特定の位置に固定された状態にしておくように設計されたツールによって支持されるサクションカップに充填される。多くの用途において、例えばサクションカップを物体に特に優しく当てることが望ましいとき、または物体の表面が平らでなく、レベル差がある場合に、ツールとサクションカップとの間にフレキシブルベローズを配置することが有利である。

ベローズが装着されたこのタイプのサクションカップは、多くの場合、ベローズと一体に形成され且つ物体の表面と密封接触するシール面を有して作られる。このシール面は摩耗を受け、その特性、例えば、柔らかさ、曲げやすさ、物体に跡を付けない能力などの点で、対象物体に適合しなければならない。したがって、シール面の特性は、多くの場合、強度および安定性と組み合わせた弾性という望ましいベローズの特性とは異なる。ベローズおよびシール面の望ましい特徴は、例えばダブルキャストのプロセスを通して個々のサクションカップに組み入れることができるが、それは一方で、シール面が擦り切れたとき、または例えば製造における変化によって別のサクションカップと交換する必要があるとき、サクションカップ全体を処分しなければならないという結果になる。

本発明は、この問題を克服し、汎用性が向上し且つ様々な用途やニーズに適応する能力を有するサクションカップを提供することを目的とする。

この目的は、最初に説明したようなサクションカップであって、このサクションカップは、その下端部がシールリングに連結されるように配置され、シールリングは、外周部と内周部により画定される貫通開口部との間に配置されたシール面を有し、シールリングは、その内周部の領域にサクションカップと係合するリップを備え、サクションカップは、その下端部に円周方向に延びる溝を備え、シールリングの周辺領域は、フォームフィットの状態で、且つ係合領域において溝とリップとが半径方向に重なり合う関係で溝に挿入可能であるサクションカップにおいて満たされる。

このように、サクションカップ用の交換可能なシール面が得られ、周囲の大気とサクションカップの内部の真空との間の圧力差が、サクションカップの保持位置においてサクションカップとシールリングとの間の緊密且つ強固な連結を高めるために使用される。

構造的に有利な実施形態は、溝が、開口の内部にある溝の底部から実質的に半径方向に延びて外向きに開口する断面形状を有することを想定している。この好ましい実施形態では、シールリングの柔軟性と伸長性が、要素の組み立てを容易にするのに役立つ。

有利には、シールリングのリップの断面形状を溝の形状に適合させることによって固定連結を達成することができ、リップの形状は溝の底部領域に係合する膨張部を有する。このように、サクションカップのパーツを、フォームフィットの係合で、且つ好ましくは取り外し可能な連結でかみ合わせることができる。

好ましい実施形態において、溝は、溝の開口と底部との間に延びる対向する上壁および下壁によって制限される。下壁にはヒール部が形成され、ヒール部が溝内に延び、且つ取り付け位置においてシールリングの表面に形成された対応する凹部と係合する場合、追加のロック手段を提供することができる。

発明の好ましい発展の結果において、サクションカップは、シールリング、ベローズ、およびエンドピースの形の、相互に連結可能な、好ましくは着脱自在に連結可能な要素のセットからの少なくとも２つの要素を備える。要素は、それらと一体的に形成された補完的な形状の連結手段を備え、連結手段は、好ましくは回転対称な形状を有し、且つ連結した要素間のフォームフィットの係合のために配置され、それにより、すべての要素の連結手段が共通のインターフェイスを備えるので、必要に応じて要素を組み合わせることができる。

このインターフェイスは、一方で円周方向に延びる溝の形で第１要素の内側に形成され、他方で溝に挿入可能な円周方向に延びるリップの形で第２要素の外側に形成された、均一形状の接触面で構成され、接触面の主な延びは、要素の縦軸に関して半径方向である。

前記溝は、要素の外側で開口し、開口の半径方向内側に位置する溝底部まで延び、溝底部は、好ましくは開口に対して拡大された断面を有し、この断面は、溝に挿入可能なリップの先端にある対応する形状の膨張部に適合する。

溝の拡大された底部およびリップの膨張部はいずれも、好ましくは、要素の中心を通る軸平面において半円形の断面を有する。溝の半円形状は、シールリングの部分的にトロイド状の内周部と協働し、それによって、後者を強制的に、溝での正確な位置決めのために完全に挿入するのに効果的である。

溝の開口と底部との間で、溝は、軸方向に離間し且つ相互に対向する上壁と下壁との間に画定され、好ましくは、少なくとも下壁はヒール部を有し、ヒール部は溝内に延び、且つ取り付け位置において、溝に挿入可能であるリップの下側に形成された対応する凹部に係合する。

主に前述の要素間における互換性の結果、様々な用途に適したサクションカップの形成のために要素の組み立てを可能にするシステムが提供される。したがって、このように、サクションカップは、エンドピースとシールリングとを備えて、または、サクションカップは、エンドピースと、ベローズと、シールリングとを備えて、同様に、サクションカップは、エンドピースと、２つ以上のベローズと、シールリングとを備えて形成され得る。

したがって、本発明は、サクションカップ用のエンドピースを含み、このエンドピースは、真空源への連結のために配置され、円周方向に延び且つエンドピースの外側に一体的に形成された連結手段を備え、この連結手段は、ベローズ又はシールリングに配置された対応する形状の連結手段とのフォームフィットの係合をもたらすように配置される。

したがって、本発明はまた、サクションカップ用のベローズを含み、このベローズは、ベローズの上端部の内周部に一体的に形成された円周方向に延びる連結手段と、ベローズの下端部の外側に一体的に形成された円周方向に延びる連結手段とを備え、前記連結手段の各々は、エンドピースまたはシールリングまたは別のベローズに配置された対応する形状の連結手段とのフォームフィットの係合をもたらすように配置される。

同様に、本発明は、サクションカップ用のシールリングを含み、このシールリングは、シールリングの内周部に一体的に形成された円周方向に延びる連結手段を含み、この連結手段は、エンドピースまたはベローズに配置された対応する形状の連結手段とのフォームフィットの係合をもたらすように配置される。

サクションカップの実施形態を概略的に示した添付の図面を参照し、以下に本発明をより詳細に説明する。

基本的な第１の実施形態における、本発明によるサクションカップの中心を通る縦断面図である。 対応する断面において、組み立てられていない状態のサクションカップのパーツを示す。 本発明の代替的な実施形態を組み立てられた状態で、同様にサクションカップとその個々の要素の中心を通る縦断面図で示す。 本発明の代替的な実施形態を組み立てられていない状態で、同様にサクションカップとその個々の要素の中心を通る縦断面図で示す。 本発明によるサクションカップの別の代替的な実施形態を通る対応する断面図を示す。 本発明によるサクションカップの別の代替的な実施形態を通る対応する断面図を示す。

基本的に、図示された実施形態によるサクションカップは、シール面を有するベローズ１を備え、シール面は、別個で且つベローズから取り外し可能なシールリング２に配置される。ベローズ１は、第１の端部すなわち上端部がエンドピースで形成され、エンドピースは真空源と流体連通するように配置され、その目的でエンドピースは連結部３を有し、連結部３は、真空が供給されるツール（図示せず）へのサクションカップの直接的または間接的な取り付けを可能にするために、それ自体当業者に公知の形であり得る。その第２の反対側の端部すなわち下端部４において、ベローズ１は、シールリング２を受けるように配置される。

シールリング２は（図２も参照）、シール面５を有するリングとして具現化され、シール面５は、外周部６と、シールリングを貫通する開口部８を画定する半径方向の内周部７との間に配置される。シールリングは、有利には、その厚さが外周部に向かって減少する壁９を備え、ベローズに適合した、楕円形のまたは回転対称の基本形状を有する。

ベローズおよびシールリングの材料は、互いに独立して選択されることができ、一般的に、耐久性、弾性、および柔軟性に関して適切な特性を有する天然ゴム、合成ゴム、ポリマー、ポリマーブレンドを含む。サクションカップのパーツは、当業者に知られている任意のダイキャスト法で製造することができる。

シールリング２は、その内周領域７にリップ１０が形成され、リップ１０はベローズ１の下端部に形成された溝１１に挿入可能であり、溝１１はベローズの周りで円周方向に延びる。溝１１は外向きに開き、溝１１の開口１２と底部１３との間に延びる実質的に半径方向の断面形状を有する。本明細書で使用される実質的に半径方向は、ベローズの縦方向および中心軸Ｃに関して、溝の半径方向の寸法がその軸方向の寸法よりも大きいことを意味する。好ましい実施形態において、溝は拡大された溝底部１３を有し、溝底部１３はシールリングリップ１０の先端に配置された対応する形状の膨張部１４を受ける。好ましい実施形態は、溝の底部領域の一部が、サクションカップの中心を通る縦断面で見たときに部分的に円い形を有し、溝のこの部分が、少なくとも半円よりも大きい円の一部を含み、シールリングの内周部７が、円の本質的な部分、少なくとも半円よりも大きいその一部を含むことを想定している。溝は、溝の開口１２とその底部１３との間で軸方向に分離されて延びる上壁１５と下壁１６によって制限される。少なくとも下壁１６には、好ましくはヒール部１７が形成され、ヒール部１７は、シールリングの下側に配置された対応する形状の凹部１８との係合のために溝１１内に延びる。また、本明細書に図示していないとしても、上壁には突起を形成することができ、突起は、シールリングの上側にある対応する形状の凹部との係合のために溝１１内に延びる。

ベローズ１およびシールリング２は、一般的に回転対称の基本形状を有し、上記の連結手段１０および１１は、好ましくはベローズおよびシールリングの共通の縦軸の周りに連続的に延びる。代わりに、本発明の解決策は、サクションカップを形成する要素の他の基本形状、例えば楕円形や多角形などで実現することができ、連結手段は、或いは要素の円周方向に部分的に断続した延びを有してもよいし、例えば他の断面形状の全長を有してもよいが、本質的に吸引カップを形成する対応する要素の周囲に完全に延びるべきである。

これらの手段により、ベローズおよびシールリングは、フォームフィットの係合で、且つ図１に半径方向の長さｒで示す係合領域において半径方向に重なリ合う関係で連結されるように配置される。動作時の周囲の圧力が連結領域にシールリングのベローズとの係合を確実にするクランプ力を加えるので、連結を確保するための追加の取り付け手段は必要ない。

図３ａ〜３ａを参照すると、本発明のさらに発展した実施形態は、様々な実施形態のサクションカップを形成するために必要に応じて組み合わせるように設計された、相互に互換性のある要素のセットを備える。要素のセットは、少なくとも１つのベローズ１と、シールリング２と、真空源との流体連通を確立するように設計された別個のエンドピース１９とを含む。各要素が一体的に且つ互いに補完的に形成された連結手段１０、１１を備え、連結手段１０、１１が好ましくは上記のような形状であることで、互換性が提供される。連結手段がすべての要素に共通である１つの特異なインターフェイスを備えるので、要素を任意に組み合わせることができる。このインターフェイスは、連結領域において接触する面、すなわち、リップ１０の外側および溝１１の内側によって形成される。連結位置において、接触面はフォームフィットの係合を提供し、このために、それらは互いの鏡像であるように同じ形状である。接触面の主方向は、対象要素の縦軸に対して半径方向である。溝底部１３とリップの膨張部１４の領域において、インターフェイスは、要素の中心を通る軸平面に見られるように、好ましくは、丸みのある部分的に円形の断面を有する。

図１〜３に示した、エンドピースと、ベローズと、シールリングとを備える組み合わせの代替的な実施形態において、シールリングは、代わりに、図４ａ〜４ｂに示すように直接的に、または必要に応じて、図３ａ〜３ｂに示される２つ以上の相互接続されたベローズを介して、エンドピースに連結され得る。

上記の実施形態は、好ましく且つ上記目的を満たすサクションカップを提供し、サクションカップは、交換可能なシールリングにより長寿命を提供し、且つベローズおよびシール面のそれぞれに所望の特性を有するサクションカップを形成するように自由に組み合わせることができる。サクションカップおよび連結手段の構成要素は、構成要素間に着脱可能な連結を提供するように設計されるが、それにもかかわらず構成要素は、例えば接着により恒久的に接続することができることを理解すべきである。また、例示した実施形態の詳細は、提示した解決策の原理から逸脱することなく変更することができることを理解すべきである。

Claims (5)

1. 真空駆動ツール用のサクションカップであって、
   前記サクションカップは、真空源と流体連通するように構成された第１端部（３）と、前記サクションカップによって扱われる物体の表面に隙間なく接触するように構成された第２端部（４）とを有し、
   前記サクションカップは、シールリング（２）と、ベローズ（１）と、エンドピース（１９）とを含み、
   前記シールリング（２）は、前記シールリングの内周部に一体的に形成された円周方向に延びるリップ（１０）を有し、
   前記ベローズ（１）は、前記ベローズの一端の内周部に一体的に形成された円周方向に延びるリップ（１０）と、前記ベローズの他端の外側に一体的に形成された円周方向に延びる溝（１１）とを有し、
   前記エンドピース（１９）は、前記エンドピースの外側に一体的に形成された円周方向に延びる溝（１１）を有し、
   前記シールリング（２）及び前記ベローズ（１）のリップ（１０）は、前記ベローズ（１）又は前記エンドピース（１９）の溝（１１）とフォームフィットの係合をもたらすように前記ベローズ（１）及び前記エンドピース（１９）の溝（１１）と補完的な形状を有するサクションカップ。
2. 前記溝（１１）は拡大された底部領域（１３）を有し、前記リップ（１０）は対応する形状の膨張部を有する、請求項１に記載のサクションカップ。
3. 前記溝（１１）の前記底部領域（１３）は半円形の断面を有し、前記リップ（１０）は少なくとも部分的にトロイド状である、請求項２に記載のサクションカップ。
4. 少なくとも前記溝（１１）の前記下壁（１６）はヒール部（１７）を有し、前記ヒール部（１７）は、前記溝内に延び、且つ連結位置において前記リップ（１０）の下側に形成された対応する凹部（１８）と係合する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のサクションカップ。
5. 前記シールリング（２）は、前記外周部に向かって厚さが減少する壁（９）を有する円形または楕円形のリングである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のサクションカップ。

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