JPH0324311A

JPH0324311A - 吸盤

Info

Publication number: JPH0324311A
Application number: JP15560589A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kobayashi; 俊夫小林; Yoshio Totani; 戸谷　義雄
Original assignee: HAMA RUBBER ENG KK; Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: HAMA RUBBER ENG KK; Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1989-06-20
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1991-02-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、吸着特性（耐通気性）および耐久性に優れた
吸盤に関する。

〔従来の技術〕

一般に高層ビル、船体等の壁面における清掃作業、塗装
作業、深傷作業など高所の作業は、人間が行う上で非常
に危険を伴う。

そこで、各種物品を壁面に固定又は壁面に沿って搬送す
るために吸盤が利用されている。

例えば、物品を固定するためのものとして吸盤を二重構
造としたもの（実開昭５６−１．１９０１４号）、複数
の吸盤を有するもの（実開昭５７−１３６０１７号つ、
吸盤内に接着剤を有するもの（実開昭５６−１１３７８
３号、実開昭５８−１４４１１８号）、吸盤の内面に軟
質可塑材料を固定させたもの（特開昭５　９−７　７１
１６号）等があり、また物品搬送のためのものとして種
々の構造の負圧式吸盤（特開昭５８５０３１０号、実開
昭５６−１６０７８９号）がある。

しかしながら、これらの吸盤は壁面が平滑である場合に
限られ、壁面が粗面の場合には１カ所に取り付くことは
できても歩行することができなかった．この点を改良し
た吸盤として軟質弾性材料からなることを特徴とするも
のがあるが（特開昭６１−１２７９１２号）、耐久性が
十分でない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、表面が平滑である場合はもちろん、粗である
面に対しても十分に吸着し得る特性を有するとともに、
耐久性に優れた吸盤を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達戒する本発明の吸盤は、ＳＲＩＳ　Ｏ１０
１スプリング硬さ５０以下、好まし《は５以上４０以下
の軟質弾性材料表面を、ＪＩＳ　Ｋ６３０１スプリング
式硬さＡが２０以上８０以下、好ましくは３０以上６０
以下のゴム弾性体膜で覆ってなることを特徴とする。

以下、この手段につき詳しく説明する。

（１１　　軟質弾性材料。

ＳＲＩＳ　（日本ゴム協会規格）　　０１０１スプリン
グ硬さ５０以下、好ましくは５以上４０以下のものであ
る（５〜４０）。

５０を超えると特に粗である面に対する吸着性能が低下
してしまうため、実用的価値が少なくなる。また、５未
満では引張強さが低下してしまうため、この場合も実用
的価値が少なくなる。

吸盤材料としては、硬さが低いほうが表面が平滑であろ
うと粗であろうと吸着特性に優れ、特に粗面に対する吸
着性能が高い。このために、軟質弾性材料としては、例
えば、ゴムスポンジ（フォームラバー）が使われる。ゴ
ムスポンジには気胞の状態が異なる独立気胞ゴムスポン
ジ、連続気胞ゴムスポンジあるいは両者が混在したスポ
ンジがあり、また原材料からみた場合ラテソクスから製
造するゴムスポンジと、練り生地から製造するゴムスポ
ンジがある。

軟質弾性材料であるゴムスポンジとしては、独立気胞ゴ
ムスポンジ、連続気胞ゴムスポンジあるいは両者が混在
したゴムスポンジのいずれでもよいが、吸盤が使用上繰
り返し圧縮を受けることを考えると、圧縮永久ひずみが
小さい連続気胞が多いゴムスポンジのほうが好ましい。

しかしながら、これらのゴムスポンジはいずれも引張強
さが２〜３ｋｇｆ／ｃｎｌと小さいため、実際の使用に
あたって外部からの荷重に耐えられず、早期に破壊に至
ることが多い。しかも、かかる欠点を改善するためにゴ
ムスポンジの引張強さを増大させ得る技術要素は現状な
く、ゴムスポンジだけを使った吸盤の用途拡大を阻んで
いる理由にもなっている。

このように、ゴムスポンジの引張強さはいずれも小さい
が、ラテソクスから製造ずるゴムスポンジよりも練り生
地から製造するゴムスポンジのほうがより大きい引張強
さが得られるので好ましい。

｛２｝　　ゴム弾性体膜。

．ＬｒＳ　Ｋ６３０１スプリング式硬さ八が２０以上８
０以下（２０〜８０）、好ましくは３０以上６０以下（
３０〜６０）のゴム弾性体の膜である。

２０未満では引張強さが低下してしまうため、本発明の
目的の一つである耐久性の低下が避けられず、実用的価
値が少なくなってしまう。

方、８０超では本発明のもう一つの目的である吸着特性
が特に粗である面に対して低下してしまうため、この場
合も実用的価値が少なくなってしまう。

本発明では、引張強さが小さいというゴムスポンジに内
在する本質的問題を捕完するため、ゴムスポンジの表面
をこのゴム弾性体膜で覆っている。

ゴム弾性体膜のポリマーとしては公知のＮＲ、ＩＲ，　
ＳＢＲ　，　ＢＲＸＣＲ，　ＮＢＲ　，　ＥＰＭ　、Ｅ
ｌ”ＤＭ、ＩＩＩＩ　，ＣＬＩＩＲ　　，　　ＢＲＩＩ
Ｒ　　．．　ＶＱＭ　　、　ＦＫＭ　　、　ＣｏＳ　Ｅ
ＣＯ　　，　　ＡＣＭ　　、ＡＥＭ　、ＣＭ、ＮＥＭ等
単味のポリマーあるいはこれらのボリマーのブレンド品
が適用できる。これらのボリマーあるいはこれらのポリ
マーのブレンド品の引張強さを５０〜２　５　０　ｋｇ
　ｆ　／ｃａに発現させることは、公知の技術によって
容易に実現することができる。このため、本発明では、
引張強さの極めて小さいゴムスポンジの表面を引張強さ
の大きいゴム弾性体膜で覆うことによって、引張強さの
大きいゴムスポンジ／ゴム弾性体膜の複合体、すなわち
吸盤を得ることができる。

以下に実施例を示す。

実施例 ■　表１は形状が異なる２種類のゴムスポンジの表面を
０．　３■ｌ厚のゴム弾性体膜で覆うことによって、大
きな引張強さの複合体が得られることを示したものであ
る。この場合、ゴム弾性体膜の厚さは０．３　ａｍに限
られず、０．　０　５　ｕ＋以上２１ｌ以下から寸法、
用途に応して適切な厚さを選択すればよい。当然のこと
ながら、ゴム弾性体膜の厚さが増大すれば吸盤全体の剛
性が高まり、吸着性能は低下する。逆に、ゴム弾性体膜
の厚さが極端に薄くなるとゴム弾性体膜のもつ高い引張
強さが生かされず、大きな引張強さをもつ複合体が得ら
れないため、その機能を長時間にわたって発揮できない
ことになる。

また、壁面が粗である場合、複合体が壁面と接触する部
分はゴム弾性体膜で覆われているよりも軟質弾性材料で
あったほうが吸着性能に関して有利であることが考えら
れるので、この点についても検討した。

（本頁以下余白）．表一」一試　　　料　　引張強さ（１１　　伸び（１）ｋｇ　ｆ
　／　ｃｌ＋　　　　％軟質弾性材料（２１　　　　４　　　　　１６０軟質弾
性材料（３］　　　　６　　　　　１８０ゴム弾性体膜
（４）　　　１８５　　　　　４８０ゴム弾性体膜（５
）　　　２５０　　　　　５００複合体（６１　　１０
７　　　２６０複合体１７）　　１０５　　　２５０複合体（８１　　１１０　　　２５０複合体（９）　　１６０　　　３７０注）＋１）　　ＪＩＳ　Ｋ６３０１　３．引張試験によるが
、軟質弾性材料はダンベル状２号形を、ゴム弾性体膜は
ダンベル状３号形を用い、複合体はそのままの形状で試
験を行った。

（２）市販のゴムスポンジを使用。ラテックス製品，　
ＳＲＩＳ　０１０１スプリング硬さ３０。

（３）天然ゴム系ゴムスポンジ。練り生地製品。

ＳＲＩＳ　０１０１スプリング硬さｌ５。

（４）　　クロロプレン系ゴム。ＪＩＳ　Ｋ６３０１ス
プリング式硬さＡ４２。

（５）天然ゴム形。ＪＩＳＫ６３０】　スプリング式硬
さＡ４Ｑ。

（６）〜（９）複合体（軟質弾性材料／ゴム弾性体膜の
組み合わせ）。

吸着性能を、第１図に示される吸着性測定用試験機を用
いて負圧を測定することにより評価した。試験結果を表
２に示す。

第１図において、試料５は吸着装置面４に取り付けられ
、模擬壁面６上に置かれる。試料５内の空気７は真空ポ
ンプ１によって導管３を通して吸引され、負圧計２によ
って負圧が測定される。この場合、模擬壁面６の状態を
変更することによって粗面である壁面に対しても吸着性
能を試験することができる。

表１に見られるように、軟質弾性材料をゴム弾性体膜で
覆った複合体の引張強さが大幅に増大するとともに、複
合体の引張強さがゴム弾性体の引張強さに依存している
ことが分かる。

■　つぎに、吸盤本来の機能である複合体の軟質弾性材
料００軟質弾性材料０９軟質弾性材料Ｑｆ９ゴム弾性体膜０１複合体（７）複合体（８）７６０７６０７６０７６０７６０７６０７６０７６０７２００７６０７６０７５０５８０３０００６８０６６０複合体０ω　７６０　　６８０　　５００注）００）軟質弾性材＄４　（３１　／ゴム弾性体膜（４）
。断面形状１０１ｍ　Ｘ　ｌ２ｍｍ　，ゴム弾性体膜の
覆い方は４方向、全面。

００　表面平滑な硬質塩化ビニル板。

αわ　ピソチ５ｍ曽、深さ２ｎのスリット状を形戒する
が、コーナ一部は直角ではなく半径２鵬鵬の丸みをもた
せた鉄板。

０刃　ビソチ２闘、深さＱ．２ｍｍのスリ・ノト状を形
威し、コーナ一部は直角の鉄板。

（１４１　　ＳＲＩＳ　０１０１スプリング硬さ１５　
断面形状１　０ａｍＸ　１　２ｍｍ，０９　　ＳＲＩＳ　０１０１スプリング硬さ５０　断面
形状１０關×１２關。

０ω　ＳＲＩＳ　０１０１スプリング硬さ７０　断面形
状　１０ｍｍＸ１２ｍｍ　。

叩　ＪＩＳＫ６３０ｌスプリング式硬さＡ３５、断面形
状１　０ｗｍＸ　ｌ　’ｌｍｍ。

表２に見られるように、壁面が平滑である場合はいずれ
の試料も負圧７　６　０　ｖｓＨｇを記録するが、壁面
が粗になってくると試料の違いによって負圧に差が現わ
れてくる。軟質弾性材料００は模擬壁面αつで負圧が著
しく低下し、ゴム弾性体膜αＤにいたっては模擬壁面０
３で０を示している。

硬さが高くなってくると粗面への吸盤の吸着が困難とな
るからである。

また、複合体０ωに見られるように、軟質弾性材料の表
面をゴム弾性体膜で覆うことによっても負圧の低下が起
こるが、複合体（７）、（８）に見られるように模擬壁
面接触面のゴム弾性体膜を除去することによって、かな
りの改善を図ることができる。この場合、第２図よりも
第３図のように接地面を凸形状とすることによって、よ
り粗面に対する適応性を高めることもできる。

第２図および第３図は、それぞれ、軟質弾性材料１１の
表面をゴム弾性体膜１０で被覆してなる吸盤１２の断面
を示す。第２図では、軟質弾性材料ｌ１の接地面とゴム
弾性体膜１０の接地面とが面一となっている。第３図で
は、軟質弾性材料１１の接地面が凸形状となってゴム弾
性体膜１０の接地面の位置よりも下方向に突出している
。

また、ゴム弾性体膜の硬さについても軟質弾性材料で述
べたことと同じ理由で低いほうが高い負圧を発現する複
合体が得られるが、必要な引張強さを保持するためには
技術的に硬さの下限が存在する。

■　つぎに、軟質弾性材料の表面をゴム弾性体膜で覆う
ことによって、吸盤特性を維持しつつ耐久性が著しく向
上することを第４図の複合耐久試験装置を用いて試験し
た結果を表３に示す。

第４図において、吸盤２４はエアシリンダ２１によって
模擬壁面２５に圧着された後、真空ポンプ２６によって
吸引される。その後エアシリンダ２２によって“ずれ”
を与え、この状態でエアシリンダ２３によって“ひねり
”を与える。つぎに、エアシリンダ２３によって“ひね
り”を戻した後、エアシリンダ２２によって“ずれ”を
戻し、吸弓を解除した後エアシリンダ２１によって模擬
壁面２５から離れ、初期の状態に復帰する。以上を１サ
イクルとして試験を繰り返す。２７は制御盤である。

この場合、模擬壁面２５の材料として金属、硬質プラス
チック等のヤング率が吸盤２４に比較して著しく高いも
のを使用した場合、模擬壁面２５と吸盤２４この間にヤ
ング率が中間の材料、例えばＪＩＳ　Ｋ６３０１スプリ
ング式硬さＡ３０以上８０以下の０．　５　ｍｍ〜１０
１ｍ厚ゴムシ一トを介在させることは、吸盤の耐久性向
上の面から有利である。

（本頁以下余白）表３に見られるように、軟質弾性材料＋３１．　（４１
はいずれも屈曲回数４２００回以下で破壊部分が増大し
て模擬壁面２５に対し吸着性能が失われてしまう。これ
に対して、複合体＋７１，　（８）は、いずれも２００
００回後においても破壊部分が見られず、模擬壁面ａ１
に対してもなお吸着性能を保持している．また、壁面が粗面の場合には、吸盤の永久ひずみが小さ
いほうが吸着性能に対して有利であるが、この点におい
ても軟質弾性材料（３１，　ｆ４１が屈曲回数２０００
回以下で３０％〜６０％であるのに対し、複合体（７）
、（８）の場合は屈曲回数２４０００回後においてもな
おｌＯ％にとどまっている．この理由として、ゴム弾性
体膜の永久ひずみが小さく、軟質弾性材料を拘束してい
るためと考えられる．このように、軟質弾性材料の表面
をゴム弾性体膜で覆うことによって引張強さの増大のみ
でなく、永久ひずみの改良にも顕著な効果を及ぼしてい
ることが分かる。

〔発明の効果〕

以上の説明のように、本発明によればＳＲｒＳ　Ｏ１０
１スプリング硬さ５０以下、好ましくは５以上４０以下
の軟質弾性材料表面を、ＪＴＳスプリング式硬さＡが２
０以上８０以下、好ましくは３０以上６０以下のゴム弾
性体膜で覆う構戒をとることによって、表面が粗である
面に対しても有効に吸着性能を発揮でき、かつ繰り返し
圧縮に対して顕著な耐久性の増大が可能となる。

したがって、例えば、本発明の吸盤を足として壁面を歩
行移動する壁面歩行機械を使って高層ビル、船体等の壁
面における清掃作業、塗装作業、深傷作業等を有利に行
うことができる。また、本発明の吸盤を手として紙袋で
梱包してある粉状原料、木片等その表面が必ずしも平滑
な平面ではない物品を移動させる作業を行うことができ
る等、吸盤として各種の機械に応用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸着性測定用試験機の説明図、第２図および第
３図はそれぞれ吸盤の断面を示す説明図、第４図は複合
耐久試験装置の概略を示す説明図である。１・・・真空ポンプ、２・・・負圧計、３・・・導管、
４・・・吸着装置面、５・・・試料、６・・・模擬壁面
、１０・・・ゴム弾性体膜、ｌ１・・・軟質弾性材料、
１２・・・吸盤、２ｌ・・・エアシリンダ、２２・・・
エアシリンダ、２３・・・エアシリンダ、２４・・・吸
盤、２５・・・模擬壁面、２６・・・真空ポンプ、２７
・・・制御盤。

Claims

【特許請求の範囲】

ＳＲＩＳ０１０１スプリング硬さ５０以下の軟質弾性材
料表面を、ＪＩＳＫ６３０１スプリング式硬さＡが２０
以上８０以下のゴム弾性体膜で覆った構成をもつ吸盤。