JP6187839B2 - パッド分離型吸着カップ - Google Patents

Description

本発明は、真空搬送システムで物品の把持のために使用される吸着カップに係り、特に、パッド分離型吸着カップ構造に関する。

真空搬送システムとは、圧縮空気で真空ポンプを作動させ、物品の表面に接触した吸着カップの内部空気を排出させながら、このときに得られる負圧を用いて物品を把持し、所定の位置に移送させるシステムをいう。ここで、前記吸着カップは、別途提供されるパイプ型部材の端部に結合され、この部材を介して真空ポンプに接続される。前記吸着カップは、リング状の連結具、および該連結具の下部に結合されるスカート型パッドから構成される。

前記パッドは、通常、ゴムやウレタンなどの軟質材料で形成され、伝統的には、接着剤またはインサート成形による方式で連結具に一体に接合および固定される。この種の吸着カップが現在も有用に使用されるのは事実であるが、
この吸着カップには、ある程度使用してみると、連結具とパッド間の接合部分に隙間が生じて外部の空気が流入するという致命的な問題や、
単にパッドが損傷する場合でも吸着カップ全体を廃棄しなければならないという問題などがある。

従来は、いわゆる加圧リングを用いてこれらの問題を解決しようとした。すなわち、金属連結具の外面または内面にパッドの上端を結合させた状態で、柔軟パッド側の表面に加圧リングを締まり嵌めしてパッドを強く押し付けることにより、連結具とパッドが完全密着するようにするのである。特許文献１、特許文献２、特許文献３などに開示された真空カップがその例に属するといえる。このような構造の吸着カップが真空漏れの防止に有用であるのは事実である。

しかし、この真空カップには、加圧リングの組立の際にパッドが損傷するおそれが大きいという問題や、組立の後には加圧リングおよびパッドの分離が事実上不可能であるか難しいという問題などがある。

一方、パッド分離可能に構成された吸着カップが提案されたことがあるが、特許文献４に開示された吸着カップがその例である。図１を参照して簡略に説明すると、特許文献４に開示された吸着カップ１は、環状溝３およびこれに対応する突起５の構造を介して相互分離可能に組み立てられる連結具２とパッド４；および前記連結具２とパッド４との間に選択的に組み立てられるベローズ（ｂｅｌｌｏｗｓ）６から構成されている。

前述した従来のものに比べると、開示された吸着カップの場合、柔軟パッドの「分離」が比較的簡単に行われるのは当たり前である。しかし、特許文献４には、逆に、パッド４の「組立」がかなり不便になるという問題や、要素２、４間の結合状態が弱いため、組立部分で真空漏れが発生するという問題などがある。

実際に物品を把持して搬送するときは、パッド２に上下方向の反り現象が発生するが、この場合、パッド２の組立部分では隙間またはギャップが生じ、よって、その部分で真空漏れが発生するのである。しかも、連結具２とパッド４が柔軟材料であるため、物品の側面荷重によりパッド４が任意に分離されることもある。

韓国特許第９３２７７５号 韓国特許第１０６８９５４号 韓国特許第１１９５１７６号 米国特許出願公開２０１２／００２５０５３号

本発明は、かかる従来の技術の問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、連結具ボディとパッドが分離可能に結合される構造において：
分解、組立の便宜性および構造の安定性を提供し、
パッド組立部分で発生するおそれのある真空漏れ問題を解決する、新規構造の真空吸着カップを提供することにある。

本発明のパッド分離型吸着カップは、中空状のボディと、前記ボディの下部に配置されるスカート（ｓｋｉｒｔ）型パッドと、吸着カップの内部に設けられ、前記ボディと前記パッドとを結合させるリング（ｒｉｎｇ）状のクランプ１３とを含んでなる。

具体的に、前記吸着カップは、垂直に貫通した通路を有し、下端部から内側に形成された環状突出部と、前記突出部から下端に向かって拡張される形態の第１傾斜部とを備えるボディ；
前記通路に連通する内部空間を有するスカート型部材であって、前記第１傾斜部に対面接触する上側の第２傾斜部と、前記第２傾斜部から延長されて物品の表面に接触する下側のシール部とを備えるパッド；および
前記突出部に着脱可能に設けられるリング部材であって、凹んだ「Ｃ」字形の外面が
前記突出部と第２傾斜部を包みながら上下方向に対向圧着することにより、前記ボディと前記パッドとを結合させるクランプ；を含んでなる。

実施例において、前記ボディは、リング部材であるもの、前記リング部材から下側に延長されたベローズ３２を含むもの、前記リング部材の下側に結合された少なくとも一つの
ベローズを含むものの中から選択できる。このとき、前記リング部材とベローズとの結合、またはベローズ同士の結合のために、好ましくは前記クランプが適用される。

前記クランプは、その外面が、前記突出部と第２傾斜部が構成する表面に密着接触するように設計される。好ましくは、前記クランプは、ボディおよびパッドに比べて、或いは少なくともパッドに比べて硬質の材料で形成される。

本発明の吸着カップは、上側のボディと下側のパッドとが内部のクランプによって結合される。ここで、前記クランプは着脱が容易であり、パッドはクランプが除去されるときに自重による自由落下によってボディから自然に分離できる。したがって、ボディとパッドが分離可能な吸着カップ構造において、従来技術に比べて、分解・組立の便宜性および吸着カップの安定性を向上させることができるという効果がある。

一方、本発明の吸着カップは、別個の「Ｃ」字形のクランプがボディの突出部およびパッドの第２傾斜部を包みながら上下方向に対向圧着することにより、ボディとパッドとを結合させる。よって、ボディとパッド間の接触部分および結合部分における真空漏れのおそれがなくなるという効果がある。

従来技術に係る吸着カップの断面図である。 本発明の実施例１に係る吸着カップの断面図である。 図２の分解図である。 図２に適用できるクランプの活用を示す図である。 図２に適用できるクランプの活用を示す図である。 図２に適用できるクランプの活用を示す図である。 本発明の実施例２に係る吸着カップの断面図である。 図７の分解図である。 図８のＡ−Ａ線に沿った平面図である。 本発明の実施例３に係る吸着カップの断面図である。 本発明の実施例４に係る吸着カップの断面図である。

上述した或いは上述していない本発明のパッド分離型吸着カップ（以下、「吸着カップ」という。）の特徴および効果は、以下に各添付図面を参照して説明する本発明の実施例１〜４の記載からさらに明らかになるだろう。各実施例において、機能的に同一の部分については同一の符号を使用する。

図２及び図３を参照すると、本実施例に係る吸着カップが符号１０で表示されている。前記吸着カップ１０は、中空状のボディ１１と、前記ボディ１１の下部に配置されるスカート型パッド１２と、吸着カップ１０の内部に設けられ、前記ボディ１１とパッド１２とを結合させるリング状のクランプ１３とを含んでなる。

具体的には、前記ボディ１１は、中央に垂直に穿設された通路１４を有するリング部材であって、下端部から内側に向かって形成された環状の突出部１５と、前記突出部１５から下端に向かって拡張される形態の第１傾斜部１６とを有する。図面において、前記ボディ１１は、第１傾斜部１６に弾性を持たせるために、突出部１５に対応する外周面の位置に形成された円形溝１７を含む。但し、この構成が本発明で必ずしも必要なものではない。

前記パッド１２は、ボディ１１の下部に配置され、前記通路１４に連通する内部空間Ｓを持つスカート型パッドであって、前記第１傾斜部１６に対面して接触する上側の第２傾斜部１８と、前記第２傾斜部１８から延長されて物品の表面に接触する下側のシール部１９とを一体に含む。図面において、前記上側の第２傾斜部１８と前記下側のシール部１９は中間段部２０によって区分されるが、単に前記第１傾斜部１６に対する接触または非接触で区分されてもよい。

前記クランプ１３は、断面が凹んだ略「Ｃ」字形の外面を有するリング状の部材であって、前記第１傾斜部１６と第２傾斜部１８とが対面接触した状態で吸着カップ１０の内部に設けられ、前記突出部１５と第２傾斜部１８を包みながら上下方向に対向圧着することにより、前記ボディ１１とパッド１２とを結合させるように構成される。このクランプ１３は吸着カップ１０内で必要に応じて容易に着脱できる。クランプが除去される場合、前記パッド１２はその自重によってボディ１１との対面接触関係が解除されながら自然に分離できるのでる。

好ましくは、前記クランプ１３はボディ１１およびパッド１２に比べて、或いは少なくともパッド１２に比べて硬質の材料で形成される。この特徴は、ゴム、シリコン、ウレタンなどの軟質の材料で比較的薄く成形されるパッド１２をクランプ１３内で安全に結合されるようにし、上下側要素１１、１２の結合時に互いに対面して接触している第１傾斜部１６と第２傾斜部１８との間に強い圧着力を提供することにより、その接触および結合部分で真空漏れが発生しないようにすることに非常に効果的である。付随的にはクランプ１３自体の着脱をより容易にする。

前述した結合力および真空漏れに対する他の対策として、前記クランプ１３は、その外面が、前記突出部１５と第２傾斜部１８が構成する表面に完全に密着接触するように設計される。図示の如く、前記表面は、突出部１５の表面と第２傾斜部１８の上端部にラウンド状に形成されたボール部２１を含む。このとき、前記クランプ１３の外面は、突出部１５に対応する凹溝２３、およびボール部２２に対応するリセス（ｒｅｃｅｓｓ）２４を有する。

一方、前記ボール部２１の後方ヒール（ｈｅｅｌ）２２は、前記突出部１５の下側または第２傾斜部１８に形成された凹部２５に接触するようにするのが良い。この構成は、パッド１２から伝達される負荷を前記ボディ１１とクランプ１３に分散させることにより、パッド１２が強固に結合されているようにすることにその意味がある。

前記図面において、前記クランプ１３は、単純なリング部材であって、パッド１２の内部空間Ｓの空気が何の抵抗もなく通路１４を介して排気できる形態である。ところが、把持すべき物品の特性に応じて必要な構成がクランプ１３の下側の開口部に付加できる。図４〜図６は前記クランプ１３にそれぞれ適用できるメッシュフィルター２６、打孔網２７、支持突起２８を示すが、それぞれは順次、吸着痕防止用、紙パック吸着用、ビニール吸着用に好適に使用できる。

図７及び図８を参照すると、本実施例に係る吸着カップが符号３０で表示されている。
前記吸着カップ３０は、中空状のボディ３１と、前記ボディ３１の下部に配置されるスカート型パッド１２と、吸着カップ３０の内部に設けられ、前記ボディ３１とパッド１２とを結合させるリング状のクランプ１３とを含んでなる。

ここで、前記ボディ３１は、実施例１に記載のリング部材と、前記リング部材から下側に延長されたベローズ３２とを含むものである。すなわち、前記ボディ３１は、上側のリング部材と、その下側に延長されたベローズ３２とが一体に成形されたものである。その他に、前記ボディ３１を構成する下端部の突出部１５、第１傾斜部１６、パッド１２およびクランプ１３の具体的な形態、構造、機能などは、単にベローズ３２の下端部を用いて設計されるだけであり、実施例１と技術的に同様なので、ここではこれらに関連した説明を省略する。

公知の如く、ベローズ３２は、中空の蛇腹伸縮管をいうもので、パッド１２が物品の表面に接触するときの衝撃を緩和する機能を果たす。但し、吸着カップ３０の内部に生成される負圧によってベローズ３２が歪んだりねじれたりする場合があるが、このとき、クランプ１３と突出部１５との間に隙間やギャップが発生するおそれがある。これを防止するために、本実施例では、ボディ３１の突出部１５に対応する外周面の位置に形成された円形溝１７ａに多数の補強肉盛３３を形成する。

図９を参照すると、前記補強肉盛３３は、一方向または放射状に形成されず、中心線Ｂ−Ｂを基準として出来る限り左側または右側を向かうように形成されるが、これは補強肉盛３３を含むベローズ３２の成形工程でかなり有利に作用する。一方、この補強肉盛３３の構成は、図示の有無を問わず、本発明の他の実施例においても有効に適用できるだろう。

図１０を参照すると、本実施例に係る吸着カップが符号４０で表示されている。前記吸着カップ４０は、中空状のボディ４１と、前記ボディ４１の下部に配置されるスカート型パッド１２と、吸着カップ４０の内部に設けられ、前記ボディ４１とパッド１２とを結合させるリング状のクランプ１３とを含んでなる。

ここで、前記ボディ４１は、実施例１に記載のリング部材と、その下側に結合されたベローズ４２とを含むものである。好ましくは、前記ボディ４１のリング部材とベローズ４２との結合部材として前記クランプ１３が適用される。このために、ボディ４１のリング部材は実施例１のボディ１１と同様の構成を有し、前記ベローズ４２はパッド１２の第２傾斜部１８と同一形態の上端部の構成を有する。

具体的に、前記ベローズ４２は、ボディ１１の傾斜部１６に対面する上側の第３傾斜部４３を含み、前記第３傾斜部４３の上端部にラウンド状に形成されたボール部２１をさらに含む。前記クランプ１３は、第１傾斜部１６と第３傾斜部４３とが対面接触した状態で吸着カップ４０の内部に設けられ、前記突出部１５と第３傾斜部４３を同時に包みながら圧着することにより、前記ボディ１１とベローズ４２とを結合させる。前記結合力および真空漏れに対する他の対策として、前記クランプ１３は、その外面が、前記突出部１５と第２接触部４３が構成する表面に完全に密着接触するように設計される。

前記ボディ１１とベローズ４２とを結合させるクランプ１３は、吸着カップ１０内で必要に応じて容易に着脱できる。クランプが除去される場合、前記ベローズ４２は、その自重によってボディ１１との対面接触関係が解除されながら自然に分離できるのである。

その他に、前記ボディ４１を構成する下端部の突出部１５、第１傾斜部１６、パッド１２、クランプ１３の具体的な形態、構造、機能などは、単にベローズ４２の下端部を用いて設計されるだけであり、実施例１と技術的に同様のものなので、ここではこれらに関連した説明を省略する。

図１１を参照すると、本実施例に係る吸着カップが符号５０で表示されている。前記吸着カップ５０は、中空状のボディ５１と、前記ボディ５１の下部に配置されるスカート型パッド１２と、吸着カップ５０の内部に設けられ、前記ボディ５１とパッド１２とを結合させるリング状のクランプ１３とを含んでなる。

ここで、前記ボディ５１は、実施例１に記載のリング部材１１と、その下側に続いて結合された２つ以上の前記ベローズ４２とを含む。ここで、前記ベローズ４２は構造的に実施例３と同様のものである。したがって、ベローズ４２間の結合にも前記クランプ１３が有効に適用できるのである。

その他に、前記ボディ５１を構成する下端部の突出部１５、第１傾斜部１６、パッド１２およびクランプ１３の具体的な形態、構造、機能などは、単に末端ベローズ４２の下端部を用いて設計されるだけであり、実施例１と技術的に同様のものなので、ここではこれらに関連した説明を省略する。

１０、３０、４０、５０ 吸着カップ
１１、３１、４１、５１ ボディ
２ パッド
１３ 締結具
１４ 通路
１５ 突出部
１６ 第１傾斜部
１７、１７ａ 溝
１８ 第２傾斜部
１９ シール部
２０ 段部
２１ ボール部
２２ ヒール部
２３ 凹溝
２４ リセス
２５ 凹部
２６ メッシュフィルター
２７ 打孔網
２８ 支持突起
３２、４２ ベローズ
４３ 第３傾斜部
Ｓ 内部空間

Claims (10)

1. 垂直に貫通した通路１４を有し、下端部から内側へ形成された環状突出部１５と、前記突出部１５から下端に向かって拡張される形態の第１傾斜部１６とを備える中空状のボディ１１、３１、４１または５１；
   前記通路１４に連通する内部空間Ｓを有するスカート型部材であって、前記第１傾斜部１６に対面接触する上側の第２傾斜部１８と、前記第２傾斜部から延長されて物品の表面に接触する下側のシール部１９とを備えるパッド１２；および
   前記突出部１５に着脱可能に設けられるリング部材であって、凹んだ「Ｃ」字形の外面が前記突出部１５と前記第２傾斜部１８を包みながら上下方向に対向圧着することにより、前記ボディ１１、３１、４１または５１とパッド１２とを結合させるクランプ１３；を含むことを特徴とする、パッド分離型吸着カップ。
2. 前記ボディ１１、３１、４１または５１は、
   リング部材であるもの、
   前記リング部材から下側に延長されたベローズ３２を含むもの、或いは
   前記リング部材の下側に結合された少なくとも一つのベローズ４２を含むものであることを特徴とする、請求項１に記載のパッド分離型吸着カップ。
3. 前記リング部材の下側にベローズ４２が結合される場合、
   前記リング部材は、垂直に貫通した通路１４を有し、下端部から内側へ形成された環状突出部１５と、前記突出部から下端に向かって拡張される形態の第１傾斜部１６とを備える中空状のボディ４１または５１であり；
   前記ベローズ４２は、上端部に前記第１傾斜部に対面して接触する第３傾斜部４３を有し；
   前記クランプ１３は、外面が突出部１５と第３傾斜部４３を包みながら上下方向に対向圧着することにより、ボディ４１または５１とベローズ４２とを結合させることを特徴とする、請求項２に記載のパッド分離型吸着カップ。
4. 前記ベローズ４２の下側に同一のベローズ４２が連続結合される場合、
   前記クランプ１３は、外面が前記突出部１５と第３傾斜部４３を包みながら上下方向に対向圧着することにより、２つのベローズ４２を結合させることを特徴とする、請求項３に記載のパッド分離型吸着カップ。
5. 前記クランプ１３は、ボディ１１、３１、４１または５１およびパッド１２に比べて、或いは少なくともパッド１２に比べて硬質の材料で形成されることを特徴とする、請求項１に記載のパッド分離型吸着カップ。
6. 前記クランプ１３は、
   単純なリング部材であるか、或いは
   前記リング部材の下側開口部にメッシュフィルター２６、打孔網２７または支持突起２８がさらに備えられたことを特徴とする、請求項１に記載のパッド分離型吸着カップ。
7. 前記クランプ１３は、その外面が、前記突出部１５と第２傾斜部１８または第３傾斜部４３が構成する表面に密着接触するように設計されたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパッド分離型吸着カップ。
8. 前記突出部１５と第２傾斜部１８または第３傾斜部４３が構成する前記表面は前記第２傾斜部１８または第３傾斜部４３の上端部にラウンド状に形成されたボール部２１を含み、前記外面はボール部２１に対応するリセス２４を含むことを特徴とする、請求項７に記載のパッド分離型吸着カップ。
9. 前記ボール部２１の外側に形成されたヒール２２は、前記突出部１５の下側または第１傾斜部１６に形成された凹部２５に接触するようにすることを特徴とする、請求項８に記載のパッド分離型吸着カップ。
10. 前記ボディ１１、３１、４１または５１は、突出部１５に対応する外周面の位置に形成された円形溝１７、１７ａに形成された多数の補強肉盛３３を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパッド分離型吸着カップ。

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