JP6103618B1

JP6103618B1 - 真空吸着パッド

Info

Publication number: JP6103618B1
Application number: JP2016180192A
Authority: JP
Inventors: 容淳文岩; 明文岩
Original assignee: 容淳文岩
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2036-09-15
Also published as: JP2018043318A

Abstract

【課題】紙や布等で形成したカバーを用いる必要もなく、油脂が吸着対象に付着するのを確実に防止でき、従って、カバーの交換や保守管理の手間を省いてランニングコストの削減を実現でき、しかも容易かつ安価に製造できる真空吸着パッドを提供する。【解決手段】真空吸着パッドは、排気通路１３を備えるパッドベース１０と、パッドベース１０の一端に設けられる吸着リップ１１とを備える。吸着リップ１１は伏皿状に形成して、その内面側に排気通路１３に連通する吸着面１４を凹み形成する。吸着リップ１１の少なくとも吸着面１４を、不透油性のコート層１６で覆うようにする。これにより、吸着リップ１１から染み出した油脂をコート層１６で遮断して、吸着面１４の側へ移行するのを防止でき、従って、油脂が吸着対象に付着するのを確実に防止できる。【選択図】図１

Description

本発明は、真空吸着作用を利用して吸着対象を吸着保持する真空吸着パッドに関する。

従来の一般的な真空吸着パッドは、柔軟性を有するゴム材で形成されており、ゴム材には柔軟性を向上するための油脂が軟化剤として配合されている。このように油脂が配合された真空吸着パッドでは、時間の経過とともに配合された油脂が徐々にパッド表面に染み出しやすく、当該真空吸着パッドを使って吸着対象を吸着保持したときに、吸着対象の表面に油脂が付着して、吸着対象を汚染するおそれがある。このように真空吸着パッドから染み出した油脂が吸着対象に付着すると、その後に蒸着や塗装などの表面処理を行ったときに、油脂の付着部分がリング状等の模様として現出して不良品となりやすく、歩留まりの低下を招く。上記のような問題は、例えば、吸着対象に付着した油脂を除去することで解消できるが、その場合には除去工程が増える分だけ作業工程が増し、吸着対象の生産性が低下することが避けられない。

上記のような問題を解決するため、例えば特許文献１では、柔軟性を有する椀状のパッド本体と、非油性でかつ柔軟性を有するカバーとで真空吸着パッドを構成している。カバーはパッド本体の吸着作用面を覆うように装着されており、ニトリルゴムからなるパッド本体の中央部には貫通状の孔が形成されており、紙や布等からなるカバーの中央部分には、パッド本体の孔に対応して吸着孔が開口されている。この特許文献１の真空吸着パッドでは、吸着対象を吸着する際には両孔から空気を吸引することで、吸着作用面で真空吸着作用を発揮させて吸着対象を吸着保持することができる。

実開昭６３−１５４１３５号公報

特許文献１の真空吸着パッドによれば、吸着作用面をカバーで覆うことにより、カバーを介して吸着対象を吸着保持することができるので、吸着作用面に染み出した油脂が吸着対象に付着することを効果的に防止できる。また、表面処理工程において油脂に由来する模様が現出することを防止できる。しかし、カバーは紙や布等で形成されているため、時間の経過により油脂がカバーに徐々に吸収され、吸収された油脂がカバーの表面側にまで達すると、吸着対象に油脂が付着するおそれがある。尤も、上記の問題はカバーの表面側に油脂が達する前にカバーを交換することで防止できるが、カバーがどの程度油脂を吸収しているかを目視で判断することは困難であり、しかも、頻繁にカバーを新品に交換すると保守管理が煩わしく、ランニングコストが増加する。

本発明は、以上のような従来の真空吸着パッドの抱える問題を解決することを目的としてなされたものであり、紙や布等で形成したカバーを用いる必要もなく、油脂が吸着対象に付着するのを確実に防止でき、従って、カバーの交換や保守管理の手間を省いてランニングコストの削減を実現でき、しかも容易かつ安価に製造できる真空吸着パッドを提供することを目的とする。

本発明の真空吸着パッドは、排気通路１３を備えるパッドベース１０と、パッドベース１０の下端に設けられる吸着リップ１１とを備える。吸着リップ１１は伏皿状に形成されて、その内面側に排気通路１３に連通する吸着面１４が凹み形成されている。吸着リップ１１の最下端部である外端縁を含む吸着面１４の全体が、不透油性のコート層１６で覆われており、コート層１６の外側に、短繊維１８からなるクッション層１７が設けられている。クッション層１７は、繊維長さが０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下にあり、且つ直径が０．０５ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下の短繊維１８を静電植毛して形成されたものである。ここでいう「不透油性」とは、層表面の濡れ性にかかわらず、液状の油脂を遮断して通さない性質を意味する。

吸着リップ１１の外端縁のコーナー部において、コート層１６が吸着面１４側の内面から吸着リップ１１の上面側に回り込むように形成されるとともに、該コート層１６の外側に、短繊維１８からなるクッション層１７が設けられている。

本発明の真空吸着パッドにおいては、パッドベース１０の一端に設けた伏皿状の吸着リップ１１の内面側に吸着面１４を凹み形成し、少なくとも吸着面１４を不透油性のコート層１６で覆うようにした。このように、少なくとも吸着面１４を不透油性のコート層１６で覆うと、吸着リップ１１から染み出した油脂をコート層１６で遮断して、吸着面１４の側へ移行するのを確実に防止できる。これにより、従来のように紙や布等で形成したカバーを用いる必要もなく、油脂が吸着対象Ｒに付着するのを確実に防止でき、従って、カバーの交換や保守管理の手間を省いてランニングコストを削減できる。また、少なくとも吸着面１４を不透油性のコート層１６で覆うだけの簡単な構成であるので、油脂が吸着対象Ｒに付着するのを確実に防止できる真空吸着パッドを容易かつ安価に製造できる。

硬化した状態で柔軟性を発揮する液状の接着剤でコート層１６を形成すると、液状の接着剤を、吸着面１４にはけやスプレーガン等で容易に塗布したのち乾燥させるだけで、簡単にコート層１６を設けることができる。従って、コート層１６を備えた真空吸着パッドをさらに容易に、しかも安価に製造できる。なお、液状の接着剤をスプレーガンで塗布する場合には、薄く均一な層厚のコート層１６を容易に形成できる利点がある。

コート層１６の外側に、短繊維１８からなるクッション層１７を設けると、吸着対象Ｒを吸着保持する際に、短繊維１８が弾性変形して、吸着面１４を吸着対象Ｒに対して柔軟に接触させることができるので、吸着保持に伴う吸着対象Ｒの傷つきや、表面性状の変化を確実に防止できる。また、吸着対象Ｒよりも軟質の短繊維１８で構成したクッション層１７によれば、吸着対象Ｒを吸着保持する際に、吸着対象Ｒがクッション層１７で傷付けられるのをさらに確実に防止できる。

クッション層１７を静電植毛法で形成すると、層厚や密度のばらつきを抑えて、均質なクッション層１７を容易に形成できる。従って、クッション層１７が不均質になることによる真空吸着作用の低下を防止でき、吸着対象Ｒを確実に吸着保持できる。また、複雑な形状の真空吸着パッドであっても均質なクッション層１７を容易に形成できる。

短繊維１８の繊維長さを０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下に設定すると、クッション層１７のクッション機能を十分に発揮させながら、適正に吸着力を発揮できる真空吸着パッドとすることができる。これは、繊維長さが０．０５ｍｍ未満であると、短繊維１８の弾性変形によるクッション機能が十分に発揮されず、また、繊維長さが１．０ｍｍを超えると、短繊維１８どうしの隙間を介して吸い込まれる外部の空気の量が多くなり、真空吸着作用による吸着力が低下するからである。

コート層１６の外面に、柔軟なシート体２２からなるクッション層１７を設けると、吸着対象Ｒを吸着保持する際に、シート体２２が弾性変形して、吸着面１４を吸着対象Ｒに対して柔軟に接触させることができるので、吸着保持に伴う吸着対象Ｒの傷つきや、表面性状の変化を確実に防止できる。また、吸着対象Ｒよりも軟質の素材で形成されたシート体２２で構成したクッション層１７によれば、吸着対象Ｒを吸着保持する際に、吸着対象Ｒがクッション層１７で傷付けられるのをさらに確実に防止できる。

本発明の実施例１に係る真空吸着パッドの要部の拡大断面図である。本発明の実施例１に係る真空吸着パッドの使用状態を示す正面図である。本発明の実施例１に係る真空吸着パッドの斜視図である。本発明の実施例１に係る真空吸着パッドの縦断正面図である。本発明の実施例２に係る真空吸着パッドの縦断正面図である。本発明の参考例に係る真空吸着パッドの縦断正面図である。

（実施例１）図１から図４に、本発明に係る真空吸着パッドの実施例１を示す。真空吸着パッドは、射出成型後の成型品を金型から取出すロボットアーム１の先端に固定された吸着ヘッド２に装着される。図２に示すように、吸着ヘッド２の下面には上側が小径で下側が大径の段付き筒軸状の装着軸３が設けられており、真空吸着パッドは装着軸３に差込まれた状態で装着される。吸着ヘッド２および装着軸３には、両者２・３を上下に貫通するように排気孔４が形成されている。排気孔４の上端にはソケット５を介して柔軟な排気ホース６の一端が接続されており、排気ホース６の他端は図示しない真空源に接続されている。

真空吸着パッドはシリコーンゴムからなり、図３および図４に示すように、パッドベース１０と、パッドベース１０の下端（一端）に一体で設けられる吸着リップ１１とを備えている。パッドベース１０は円柱状に形成されており、パッドベース１０の中心軸に沿って、装着軸３用の連結孔１２と、連結孔１２よりも大径の排気通路１３とが上下に貫通するように形成されている。吸着リップ１１は下広がりの丸皿状（伏皿状）に形成されており、その内面側に排気通路１３に連通する吸着面１４が凹み形成されている。

図２に示すように真空吸着パッドは、連結孔１２に装着軸３を差込んで両者３・１２を嵌合させることにより吸着ヘッド２に装着できる。吸着リップ１１を吸着対象Ｒに押し付けた状態で吸着面１４と吸着対象Ｒとの間の空気を、排気ホース６、排気孔４、および排気通路１３を介して真空源で排気することにより、吸着リップ１１を吸着対象Ｒに密着させて吸着対象Ｒを吸着保持できる。

真空吸着パッドの形成素材であるシリコーンゴムには、柔軟性を向上するためにシリコーンオイル（油脂）が軟化剤として配合されており、この配合されたシリコーンオイルは時間の経過とともに徐々に真空吸着パッドの表面に染み出してくる。そこで本実施例では、染み出したシリコーンオイルが吸着保持時に吸着対象Ｒに付着するのを防止するため、少なくとも吸着面１４に不透油性のコート層１６を設けている。詳しくは、図４に示すようにコート層１６は、吸着面１４の全体と、吸着リップ１１の外端縁を回り込んだ上面と、排気通路１３の下端内面とに連続して設けられている。コート層１６は、硬化したのちも柔軟性を有する液状の接着剤で形成される。

上記のように、硬化した状態で柔軟性を発揮する液状の接着剤でコート層１６を形成すると、液状の接着剤を、吸着面１４にはけやスプレーガン等で容易に塗布したのち、乾燥させるだけで簡単にコート層１６を設けることができる。従って、コート層１６を備えた真空吸着パッドを容易かつ安価に製造できる。また、コート層１６を設けた真空吸着パッドによれば、配合されたシリコーンオイルが染み出し難くなるので、長期にわたって吸着リップ１１の柔軟性を維持することができ、真空吸着パッドの耐久性が向上する利点もある。本実施例においては、セメダイン株式会社製のセメダインスーパーＸ（登録商標）でコート層１６を形成した。なお、コート層１６を形成する接着剤としては、上記に挙げた接着剤に限らず、真空吸着パッドの形成素材が接着可能で、硬化した状態で柔軟性、および不透油性を発揮する接着剤を用いればよい。

さらに本実施例の真空吸着パッドにおいては、図１に示すようにコート層１６の外側に、短繊維１８からなるクッション層１７が、コート層１６を覆うように設けられている。クッション層１７を形成する短繊維１８は、吸着対象Ｒよりも軟質の素材で形成することが好ましい。本実施例では、ナイロンの短繊維１８を用い、これを静電植毛してクッション層１７を形成した。具体的には、まず、スプレーガンを用いて液状の接着剤をコート層１６の形成部位に吹き付ける。この状態の真空吸着パッドに静電植毛装置を用いてナイロンの短繊維１８を静電植毛したのち、接着剤を硬化させることにより、吸着リップ１１にコート層１６とクッション層１７を形成した。なお、液状の接着剤をスプレーガンで塗布することにより、薄く均一な層厚のコート層１６を容易に形成できる。

上記のように、コート層１６の外側に、短繊維１８からなるクッション層１７を設けると、吸着対象Ｒを吸着保持する際に、短繊維１８が弾性変形して、吸着面１４を吸着対象Ｒに対して柔軟に接触させることができるので、吸着保持に伴う吸着対象Ｒの傷つきや、表面性状の変化を確実に防止できる。また、吸着対象Ｒよりも軟質の短繊維１８で構成したクッション層１７によれば、吸着対象Ｒを吸着保持する際に、吸着対象Ｒがクッション層１７で傷付けられるのをさらに確実に防止できる。本実施例のようにクッション層１７を静電植毛法で形成すると、層厚や密度のばらつきを抑えて、均質なクッション層１７を容易に形成できる。従って、クッション層１７が不均質になることによる真空吸着作用の低下を防止でき、吸着対象Ｒを確実に吸着保持できる。また、複雑な形状の真空吸着パッドであっても均質なクッション層１７を容易かつ安価に形成できる。

短繊維１８からなるクッション層１７を設けると、吸着対象Ｒを吸着保持した時に、外部の空気が短繊維１８どうしの隙間を介して吸い込まれてしまう。しかし、吸着対象Ｒの吸着保持時には、短繊維１８が弾性変形することによりクッション層１７が厚み方向に圧縮され、短繊維１８どうしの隙間が小さくなるため、外部から吸い込まれる空気の量は僅かであり、真空吸着作用による吸着力はほとんど低下しない。

クッション層１７を形成する短繊維１８の繊維長さは０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。これは、繊維長さが０．０５ｍｍ未満であると、短繊維１８の弾性変形によるクッション機能が十分に発揮されず、また、繊維長さが１．０ｍｍを超えると、短繊維１８どうしの隙間を介して吸い込まれる外部の空気の量が多くなり、真空吸着作用による吸着力が低下するからである。さらに、短繊維１８の繊維長さは、０．１ｍｍ以上、０．８ｍｍに設定することが好ましく、本実施例では、繊維長さを０．３ｍｍに設定している。このように、短繊維１８の繊維長さを０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下に設定すると、クッション層１７のクッション機能を十分に発揮させながら、適正に吸着力を発揮できる真空吸着パッドとすることができる。

また、クッション層１７を形成する短繊維１８の繊維の直径は、０．０５ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下に設定することが好ましい。これは、繊維の直径が０．０５ｍｍ未満であると、吸着対象Ｒの吸着保持時に短繊維１８が切れやすく、クッション層１７の耐久性が低下し、早期に真空吸着パッドを交換する必要があるからである。また、繊維の直径が０．８ｍｍを超えると、コート層１６の外側に短繊維１８を密に接着固定することが困難となり、短繊維１８どうしの隙間を介して吸い込まれる空気の量が多くなることによる真空吸着作用の低下を招くからである。さらに、短繊維１８の繊維の直径は、０．１ｍｍ以上、０．６ｍｍ以下に設定することが好ましく、本実施例では、繊維の直径を０．３ｍｍに設定している。

クッション層１７を形成する短繊維１８の素材は、吸着対象Ｒの硬度、吸着保持時の吸着対象Ｒの温度などから、硬度、耐熱温度を考慮して適宜最適な素材を選定すればよい。なお、クッション層１７を形成する短繊維１８としてはナイロンに限らず、例えばポリエステル、ポリプロピレン、アクリル、ウレタン、ＰＥＴ等の合成繊維、あるいは綿、絹、ウール等の天然繊維、または炭素繊維で形成することができる。

真空吸着パッドを形成するシリコーンゴム、コート層１６を形成する接着剤、およびクッション層１７を形成するナイロンの短繊維１８を、それぞれ異なる色に着色して構成することができる。このように、各部材を異なる色、例えば真空吸着パッドを乳白色、コート層１６を赤色、クッション層１７を青色とした場合には、赤色のコート層１６が見えてきた場合には、クッション層１７が摩耗していることを目視で判断できる。また、乳白色の吸着面１４が見えた場合には、クッション層１７ごとコート層１６が剥離していることを目視で判断できる。従って、真空吸着パッドの交換時期を視認により的確に判断することができる。

図５に、本発明に係る真空吸着パッドの実施例２を示す。そこでは、パッドベース１０を、吸着ヘッド２の装着軸３に嵌合装着される上ベース２０と、吸着リップ１１が一体で形成される下ベース２１とに分割して構成した点が、先の実施例１と異なる。下ベース２１はシリコーンゴムからなり、上ベース２０はシリコーンゴムより硬度の大きいニトリルゴムからなる。上ベース２０と下ベース２１とは、接着剤を介して接着固定されている。このように、パッドベース１０は、異なる素材を一体化して形成してもよい。上ベース２０と下ベース２１とを異なる素材で形成すると、装着軸３に嵌合装着される上ベース２０を硬度の大きい素材で形成して、安定した状態で真空吸着パッドを装着できるようにしながら、吸着リップ１１が形成される下ベース２１をより柔軟な素材で形成して、吸着力の向上を図ることができる。他は実施例１と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。以下の実施例においても同じとする。

図６に、真空吸着パッドの参考例を示す。そこでは、パッドベース１０と吸着リップ１１を別体で構成し、両者１０・１１を接着剤を介して接着固定した。パッドベース１０はポリプロピレンを素材とする射出成型品からなり、吸着リップ１１はニトリルゴムからなる。このように、真空吸着パッドは、少なくとも吸着リップ１１が柔軟性を有していればよい。クッション層１７は不織布を円リング状に切り抜いたシート体２２からなり、吸着面１４にコート層１６となる液状の接着剤を塗布したのち不織布を貼り付けて接着固定される。クッション層１７となるシート体２２は吸着対象Ｒよりも柔軟な素材が好ましく、本参考例では、ポリエステル製の不織布を用いた。図示していないが、本参考例の装着軸３はねじ軸状に形成されており、排気通路１３に装着軸３を差込んだのち、排気通路１３の下側からナット体で締め付けることにより、吸着ヘッド２に真空吸着パッドが装着される。なお、シート体２２は不織布以外に、織布あるいは柔軟なシート状の発泡樹脂等で形成することができ、形成素材もポリエステルに限られない。

上記のように、コート層１６の外面に、柔軟なシート体２２からなるクッション層１７を設けると、吸着対象Ｒを吸着保持する際に、シート体２２が弾性変形して、吸着面１４を吸着対象Ｒに対して柔軟に接触させることができるので、吸着保持に伴う吸着対象Ｒの傷つきや、表面性状の変化を確実に防止できる。また、吸着対象Ｒよりも軟質の素材で形成されたシート体２２で構成したクッション層１７によれば、吸着対象Ｒを吸着保持する際に、吸着対象Ｒがクッション層１７で傷付けられるのをさらに確実に防止できる。なお、本参考例のようにコート層１６が接着剤で形成される場合には、所定の形状に切断したシート体２２を、接着剤の硬化前に貼り付けることで、コート層１６の外面にクッション層１７を設けることができるので、容易かつ安価にクッション層１７を設けた真空吸着パッドを製造できる。

以上のように、上記各実施例の真空吸着パッドにおいては、吸着リップ１１の内面側に凹み形成した吸着面１４を、不透油性のコート層１６で覆うようにしたので、吸着リップ１１から染み出したシリコーンオイルをコート層１６で遮断して、吸着面１４の側へ移行するのを確実に防止できる。これにより、従来のように紙や布等で形成したカバーを用いる必要もなく、シリコーンオイルが吸着対象Ｒに付着するのを確実に防止でき、従って、カバーの交換や保守管理の手間を省いてランニングコストの削減を実現できる。また、吸着面１４を不透油性のコート層１６で覆うだけの簡単な構成であるので、シリコーンオイルが吸着対象Ｒに付着するのを確実に防止できる真空吸着パッドを容易かつ安価に製造できる。

上記の各実施例以外に、コート層１６は熱可塑性の軟質プラスチックや紫外線硬化型の軟質プラスチックで形成することができる。前者の場合には、溶融状態の軟質プラスチックに吸着リップ１１を浸漬後硬化させてコート層１６を形成し、後者の場合には、硬化前の軟質プラスチックを吸着面１４に塗布したのち紫外線照射により硬化させてコート層１６を形成する。こののち、コート層１６の表面に接着剤を塗布し静電植毛装置を用いて短繊維１８を静電植毛してクッション層１７を形成する。パッドベース１０の形状は上記実施例に示した円柱状に限らず、円錐台状、太鼓状等に形成することができ、また、吸着ヘッド２への装着形態に応じて湾曲状や屈曲状に形成することもできる。吸着リップ１１は、楕円皿状、四角皿状、多角皿状等に形成することができる。真空吸着パッドの吸着ヘッド２への装着は、上記の各実施例のような嵌合による装着に限られず、例えば環状の固定バンド等を用いた結束による装着であってもよい。コート層１６およびクッション層１７は、真空吸着パッドの表面全体に設けることができる。

１０パッドベース
１１吸着リップ
１３排気通路
１４吸着面
１６コート層
１７クッション層
Ｒ吸着対象

Claims

排気通路（１３）を備えるパッドベース（１０）と、パッドベース（１０）の下端に設けられる吸着リップ（１１）とを備える真空吸着パッドであって、
吸着リップ（１１）は伏皿状に形成されて、その内面側に排気通路（１３）に連通する吸着面（１４）が凹み形成されており、
吸着リップ（１１）の最下端部である外端縁を含む吸着面（１４）の全体が、不透油性のコート層（１６）で覆われており、
コート層（１６）の外側に、短繊維（１８）からなるクッション層（１７）が設けられており、
クッション層（１７）が、繊維長さが０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下にあり、且つ直径が０．０５ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下の短繊維（１８）を静電植毛して形成してなるものであることを特徴とする真空吸着パッド。
吸着リップ（１１）の外端縁のコーナー部において、コート層（１６）が吸着面（１４）側の内面から吸着リップ（１１）の上面側に回り込むように形成されるとともに、該コート層（１６）の外側に、短繊維（１８）からなるクッション層（１７）が設けられている、請求項１記載の真空吸着パッド。