JPH05146982A - 搬送用ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 大きさ，形，表面硬さ，或いは強度等種々の
異った条件をもった荷物たとえば段ボ−ル箱詰の荷物の
搬送に対し、これらを自在に搬送できるハンドを提供す
ることを目的とする。 【構成】 チャック本体１の周縁とその内側に内向きに
設けたエヤ導通用ポ−ト１８，１８′を有する２個の環
状エヤ配管１７と１７′を同心的に設けてチャック本体
内を中心室１′と外周室１″に仕切り、各エヤ配管１７
と１７′の外周縁に荷物と接する面に複数個のエヤ給・
排用小穴２′を設けた多数の中空フレキシブル細管２，
２′を配設した。又中心室１′と外周室１″をスロット
ルバルブ１９を介して接続し、中心室１′を空気源及び
真空圧源と切換弁１３を介し接続し、最初空気を吹出し
て被吸着面となじませたのち、次に真空を作用させて被
吸着面に吸着するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多様な形態（大きさ，
形，表面硬さ，及び強度等）の荷物を自在に搬送するた
めのハンドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のハンドは、例えば図８〜図１１に
示されるようなものがある。まず図８に示す真空パッド
利用方法がある。椀形のパッド１０１が中央の小穴１０
２を介して、外部真空源への配管１０４に結合されてい
る。吸着被搬送物体１０３を大気圧とパッド内真空圧力
差で吸着させる。その吸着力は大気圧と真空圧力差とパ
ッド１の吸着面積とにより設定される。この単純な原理
を実際に利用する条件として、パッド１０１の物体１０
３との接触面が平坦で且つ滑らかなことが必須条件であ
る。

【０００３】この条件が満足された場合以外、この吸着
原理を利用する搬送動作を実現させることは困難であ
る。一般に荷物の形態はこのような単純な要件を満すこ
との出来ないものが多数あり、したがって、搬送の際，
制約を受け被搬送物をこの吸着原理での多様な被搬送物
の搬送は困難である。

【０００４】図９はこの制約条件を少し改善したもので
ある。被搬送物は真空吸着箱１０７にソフトで、且つ弾
力性の強いシ−ル材１０６を内周辺に取付け、箱１０７
の上部のやゝ中央にポ−ト１０８を設け、且つ吊具１０
９に連絡した通路を介して外部真空源（図示せず）へ結
合する配管１０８を設けたものである。

【０００５】これは箱体１０７が荷物の荷重や大きさに
合せて如何様にも設計し得るので、比較的荷物の形態に
対する自由度があり、シ−ル材１０６として適切な材
料，形状を選べば、図８の方式のものより若干適用範囲
が拡大化される。

【０００６】更に対荷物への適用効果を高めた公知例と
して、図１０の如く可撓性シ−ト利用の方式がある(特
開昭61−18639号公報）。この方式の機能構成として
は、真空パッドに似た構成で、被搬送物１１４を可撓性
シ−ト状の薄材１１１をもって上部から包み込む様な接
触状態を作る。この方式では、広い面タッチを構成させ
ることができる。そして、うまく被搬送物１１４の上部
に覆いかぶさった状態が出せると真空源への配管１１２
を介して、被搬送物１１４上の空気を排外させ吊具１１
３をもってハンドリングする。

【０００７】しかしこの方式では面状の薄材１１１は被
搬送物１１４の固体を包む際、風呂敷の如くコ−ナ−部
に大きなシワが生じ、真空引きの作用に有害な流体通路
が創成されること、被搬送物１１４が隣同志接触し合う
状態でパレタイズされた積層状の集約体では、隣同志の
荷物にまたがった荷物へも被搬送作用が一部及ぼされる
等の欠点が生ずる。この方式はかかる欠点を有している
が、箱状荷物や丸いボ−ル等の単体のハンドリングに応
用可能である。

【０００８】さらに別の公知例として図１１の如く面状
吸着面の一部が真空吸着にとって不具合となるキズ等が
ある場合、そのキズ面に対応する部分の吸着パッド区域
を吸着作用より除外し、他の真空可能な部分のみを利用
して、吸着パッドの真空圧を構成させる多数パッド方式
のものもある(特開昭52−59478号公報）。

【０００９】この原理は、図９に示した方式に類似のも
のを複数体合させたものである。図１１の場合には４ケ
のゴムシ−ル箱が構成された吸着箱１１５があり、その
箱のやゝ中央上部に真空源１１６がある。そして、配管
１１７を介して適当に外部へ連結されている。この吸着
箱１１７は物理的にハンドリングするため、ハンドとそ
のハンドの移動用ア−ムに連結する金具１１８が設けら
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】叙上の従来技術の問題
点に鑑み、大きさ，形，表面硬さ，或いは強度等種々の
異った条件をもった荷物の搬送に対し、これらを自在に
搬送できるハンドを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】チャック本体１の周縁に
内向きに設けたエヤ導通用ポ−ト１８を有する環状のエ
ヤ配管１７を有し、該エヤ配管１７の外周縁に、荷物と
接する面に複数個のエヤ給・排用小穴２′を設けた多数
の中空フレキシブル細管２を配設し、チャック本体１内
を空圧源１５及び真空圧源１４と切換制御弁１３を介し
接続した。

【００１２】又チャック本体１の周縁とその内側に内向
きに設けたエヤ導通用ポ−ト１８，１８′を有する２個
の環状エヤ配管17と17′を同心的に設けてチャック本体
内を中心室１′と外周室１″に仕切り、前記各エヤ配管
17と17′の外周縁に荷物と接する面に複数個のエヤ給・
排用小穴２′を設けて多数の中空フレキシブル細管２，
２′を配設し、かつ中心室１′と外周室１″をスロット
ルバルブ１９を介して接続し、前記中心室１′を空気源
及び真空圧源と切換弁１３を介し接続した。

【００１３】又吸着チャックＡを複数個ヘッド４のまわ
りに支持ア−ム３を介して枢着し、複数の面が交った被
搬送物を吸着できるようにした。

【００１４】さらに２つの吸着ユニットを支持台６を介
して、移動ベ−ス８上に互に接離可能に支持し、被搬送
物の大きさの変化に容易に対処できるようにした。

【００１５】

【実施例】図１以下を参照して説明する。図１の例では
吸着部は各３個づつの吸着チャックＡが１ユニットとな
り、計２つのユニットで構成されている。各吸着チャッ
クＡはその吸着チャック本体部１が支持ア−ム３の一端
に枢着保持されている。その他端はヘッド４に支持され
回動自在に取付けられている。回動自在度はある程度の
範囲に限定される。ヘッド４はフォ−クア−ム５に支持
され、揺動モ−タ１１で揺動操作が出来る。各フォ−ク
ア−ム５の頂部は回転自在にセットされている。更にそ
の回転部７は支持台６に保持され、且つ支持台６は移動
ベ−ス８上を横に滑動可能である。

【００１６】滑動機構は駆動モ−タ１０，１０′による
独立駆動方式とし、スクリュ−９，９′で各々所望位置
に支持台６を動かすことが可能である。エヤ配管１２は
各吸着チャック１に連結され、制御弁１３を介し圧縮空
気源１５及び真空圧源１４へ結合されている。又吸着チ
ャック１の外周と内周には吸着搬送する荷物と密着し、
シ−ル効果を高めるため、多数のシ−ル細管２を配置し
ている。

【００１７】図２で吸着チャックＡの構成をより詳細に
説明する。吸着チャックＡは吸着チャック本体１に太い
環状のエヤ配管１７，１７′を同心的に外と内に有し、
各エヤ配管１７，１７′には内向き、即ち吸着チャック
の中心に向うエヤ導通用のポ−ト１８，１８′が多数設
けられ、吸着チャックＡの内部に構成される室即ち中心
室１′と外周室１″に内圧を導入可能にしている。この
リング状のエヤ配管１７，１７′には外側に向けて極め
て隙間を少なくして配設した多数の細管２が取付けられ
ている。又内側のエヤ配管１７′の取付壁面にはオリフ
ィス効果を有するスロットルバルブ１９を配し、これに
より中心・外周両室１′，１″に差圧が発生する構成と
なっている。

【００１８】吸着チャックＡは内と外の環状エヤ配管１
７，１７′によって中心室１′と外周室１″に仕切られ
ている。中心室１′とその室の外周室１″には、エヤ配
管１２から制御弁１３を介して吸着作用に必要な内圧を
構成出来る様になっている。内圧はエヤ給・排気ポ−ト
２０に通ずる位置に圧力センサ２１を設け、その通路か
ら得られる圧力を測定し圧力信号を発信出来るようにな
っている。

【００１９】図３に更にシ−ル効果を高めるための細部
構造を示す。荷物表面の凹凸を確実にシ−ルし吸着圧力
を保持するための構成として、まず多数のシ−ル用の細
管２には下面にエヤ給排気ポ−ト２′を設け、該ポ−ト
２′を介し圧縮空気源１５よりのエヤ−及び真空圧源１
４へエヤを導く。又細管２の付け根には薄膜２２が取付
けられ、常時細管２の上面に接触している。又太いエヤ
配管１７には中心室１′或いは外周室１″の空気圧を常
時導入出来る様エヤポ−ト１８を設けている。このエヤ
配管１７の下部には弾性体よりなるシ−ル兼クッション
材２３が設けられ、これにより吸着作用時のシ−ル及び
吸着クッション効果をもたせている。

【００２０】図４にこれらの主要制御系統図を示す。各
吸着チャック１を中心に右側にエヤ系、左側に信号処理
系を示す。まずエヤ系についてエヤ配管２５を介して、
制御弁２６に結合させてエキサイトした状態では、電磁
弁１３の圧力源側の配管系２４の圧力を吸着チャック１
の内側へ供給する様にし、スプリングリタ−ン時には吸
着チャック１の内圧を大気へ解放させ、エヤ配管２４は
ブロックする。圧縮空気源１５，真空圧源１４の両空気
源を６ケの吸着チャック１・・・側へ供給・制御するに
は、制御弁２５を設けている。中立状態では両空気源１
４，１５はブロック。エキサイテングＳ₁ に通電時に
は、エヤ配管１２に真空圧源１４を通過させ、圧縮空気
源１５はブロックする。エキサイテングＳ₂ に通電時で
はその逆とする。これらのスイッチングはスイッチ１
３′で制御する。この制御は自動又は手動で行えるもの
とする。

【００２１】本発明の作用について図５でまず説明す
る。本発明の要点の一つは、細管２を利用した吸着作用
に必要なシ−ル効果を具備させた点にある。今荷物に吸
着チャックＡを接近させる場合、固定形シ−ル材２３を
荷物に接着させる。この操作時には制御弁１３のソレノ
イドに通電させ、空気圧源１５の圧力を配管２４を介し
供給し、且つ制御弁１３もエキサイトする。したがって
吸着チャックＡ内での中心室１′に圧力空気が供給さ
れ、エヤ配管１７，１７′を介し細管２の内部にも圧力
空気が流入し、細管２を荷物との接着面より浮上させ
る。したがって、この状態で細管２は管内圧力のため荷
物と接触した状態で外側に延び、いわゆるホバ−クラフ
トのスカ−トの如き流体状況を呈する。

【００２２】次に制御弁１３を切り替えＳ₁ をエキサイ
トする。今度は真空圧源１４にエヤ配管１２は連結さ
れ、空気圧は大気より低くなる。その結果吸着パッド１
内の中心室及び外周室１′，１″の内圧は低下し、中心
室１′の内圧は外周室１″の内圧よりストロットルバル
ブ１９の作用もありまず低くなる。そのため最初は中心
室１′のシ−ル効果として固定形シ−ル材２３と細管２
のシ−ル効果が始まる。細管２のシ−ル効果は図５にあ
る如く図５のａ図よりｂ図の様に荷物の凹凸面を含む荷
物表面にはりつくと共に、細管２同志のスキマをもその
変形によりシ−ルされて全体として極めて良好なシ−ル
効果を発生する。更に外周室のシ−ル効果は時間的に遅
れて同様なシ−ル効果を生ずる。

【００２３】したがって、まず吸着チャックの中心域側
の圧力シ−ルが完成し、続いてその外周域のシ−ル効果
が発生すると共に、これら両域で若干の圧力差でシ−ル
効果を創生する。

【００２４】このようにシ−ルすることで吸着作用が確
実になると共に、荷物表面での真空圧作用による吸着力
に対応する表面応力の分布化にも寄与する。この効果は
シ−ル効果を高めるのは勿論であるが、例えば水分を含
んだ段ボ−ル箱の表面材が強度的に低下しても中心部と
外周部の２段の圧力分布の拡大化によりソフトにタッチ
するので、強度の弱った段ボ−ル箱のハンドリングに効
果的である。

【００２５】図６でシ−ル用細管２の効果をより詳細に
説明する。シ−ル効果を得るための吸着チャック１の外
周面及びその中心室１′の周辺面でのシ−ルにより中心
室１′及び外周室１″の真空効果を得ることができる。
そして対荷物表面との間で生ずる吸着力分布は図６の
α，βの如き曲線で示され、ゆるやかな応力分布状態に
させることができる。例えば図１のγで示す様な一様な
分布では荷物持上げ時に表皮はがれが誘起され、特に段
ボ−ル材が水分を含んでいる時はその表皮はがれの問題
が生ずるが、図６の如きゆるやかな分布状態により、こ
の問題を緩和することができる。

【００２６】図７は本発明の応用例を示すもので、(ａ)
は荷物のコ−ナ角部を吸着することが出来る事例、(ｂ)
は表面、(ｃ)は四角い箱の稜線をはさんだ表面と側面を
同時に吸着搬送すると共に引き起し回転させ得る操作
を、又(ｄ)は大きな球体を、(ｅ)は中心室１′を使用し
て小さい球体を搬送している状態を示す。

【００２７】なお以上の説明では、吸着チャックＡは中
心室１′と外周室１″との２室構造のものについて説明
したが、吸着チャック本体１内を１室のみにしたもので
も吸着効果の点で２室型に比べ劣るが、用途によっては
差しつかえない。

【００２８】

【効果】吸着チャック本体１の周縁と内側あるいは周縁
のみに環状のエヤ配管を有し、エヤ配管に多数の細管を
配設した。そして吸着本体内の空圧源と真空圧源に切換
接続可能にしたので、最初空圧で細管を被吸着面によく
なじませ、次に真空圧で吸着するようにしたので、表面
に凹凸のある段ボ−ル箱までも具合よく吸着することが
可能となった。

【００２９】又内外２室型とし、両室をスロットルバル
ブで流通させることによって、内と外の圧に段差でき、
さらにより良く被吸着面となじみ、良好な吸着性を確保
することができる。

【００３０】以上のような吸着チャックを複数個ユユッ
ト化することによって、段ボ−ル箱等の２面或いは３面
の合する角部でも立体的かつ平等に吸着でき、その搬送
を安全かつ効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る搬送用ハンドの斜視図。

【図２】吸着チャックの断面図。

【図３】細管部の説明図で、図３(ａ)は断面図、図３
(ｂ)は図３のｂ矢視図、図３(ｃ）は同じく図３のｃ矢
視図。

【図４】本発明搬送ハンドの制御系統図。

【図５】細管の空気吹出時と、真空作用時の説明図。

【図６】吸着チャックの中央部と周辺部の圧力分布図。

【図７】本発明吸着チャックの応用例。

【図８】公知の搬送用ハンドの第１例。

【図９】同じく第２例。

【図１０】同じく第３例。

【図１１】同じく第４例。

【符号の説明】

Ａ 吸着チャック １ チャック本体 ２ 細管 ３ 支持ア−ム ４ ヘッド ５ フォ−クア−ム ６ 支持台 ７ 回転部 ８ 移動ベ−ス ９ スクリュ− 10,10′ 駆動モ−タ １１ 揺動モ−タ １２ エヤ配管 １３ 制御弁 １４ 真空圧源 １５ 圧縮空気源 17,17′ （円形の）エヤ配管 18,18′ エヤポ−ト １９ スロットルバルブ ２０ エヤ給・排気ポ−ト ２１ 圧力センサ− ２２ 薄膜 ２３ シ−ル兼クッション材 ２４ エヤ配管 ２５ エヤ配管 ２６ 制御弁

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【手続補正書】

【提出日】平成４年９月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】 従来のハンドは、例えば図９〜図１２
に示されるようなものがある。まず図９に示す真空パッ
ド利用方法がある。椀形のパッド１０１が中央の小穴１
０２を介して、外部真空源への配管１０４に結合されて
いる。吸着被搬送物体１０３を大気圧とパッド内真空圧
力差で吸着させる。その吸着力は大気圧と真空圧力差と
パッド１の吸着面積とにより設定される。この単純な原
理を実際に利用する条件として、パッド１０１の物体１
０３との接触面が平坦で且つ滑らかなことが必須条件で
ある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】 図１０はこの制約条件を少し改善したも
のである。被搬送物は真空吸着箱１０７にソフトで、且
つ弾力性の強いシール材１０６を内周辺に取付け、箱１
０７の上部のやゝ中央にポート１０８を設け、且つ吊具
１０９に連絡した通路を介して外部真空源（図示せず）
へ結合する配管１０８を設けたものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】 これは箱体１０７が荷物の荷重や大きさ
に合せて如何様にも設計し得るので、比較的荷物の形態
に対する自由度があり、シール材１０６として適切な材
料，形状を選べば、図９の方式のものより若干適用範囲
が拡大化される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】 更に対荷物への適用効果を高めた公知例
として、図１１の如く可撓性シート利用の方式がある
（特開昭６１−１８６３９号公報）。この方式の機能構
成としては、真空パッドに似た構成で、被搬送物１１４
を可撓性シート状の薄材１１１をもって上部から包み込
む様な接触状態を作る。この方式では、広い面タッチを
構成させることができる。そして、うまく被搬送物１１
４の上部に覆いかぶさった状態が出せると真空源への配
管１１２を介して、被搬送物１１４上の空気を排外させ
吊具１１３をもってハンドリングする。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】 さらに別の公知例として図１２の如く面
状吸着面の一部が真空吸着にとって不具合となるキズ等
がある場合、そのキズ面に対応する部分の吸着パッド区
域を吸着作用より除外し、他の真空可能な部分のみを利
用して、吸着パッドの真空圧を構成させる多数パッド方
式のものもある（特開昭５２−５９４７８号公報）。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】 この原理は、図１０に示した方式に類似
のものを複数体合させたものである。図１２の場合には
４ケのゴムシール箱が構成された吸着箱１１５があり、
その箱のやゝ中央上部に真空源１１６がある。そして、
配管１１７を介して適当に外部へ連結されている。この
吸着箱１１７は物理的にハンドリングするため、ハンド
とそのハンドの移動用アームに連結する金具１１８が設
けられている。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】 図７及び図８は本発明の応用例を示すも
ので、図７（ａ）は荷物のコーナ角部を吸着することが
出来る事例、図７（ｂ）は表面、図７（ｃ）は四角い箱
の稜線をはさんだ表面と側面を同時に吸着搬送すると共
に引き起し回転させ得る操作を、又図８（ａ）は大きな
球体を、図８（ｂ）は中心室１′を使用して小さい球体
を搬送している状態を示す。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る搬送用ハンドの斜視図。

【図２】吸着チャックの断面図。

【図３】細管部の説明図で、図３（ａ）は断面図、図３
（ｂ）は図３のｂ矢視図、図３（ｃ）は同じく図３のｃ
矢視図。

【図４】本発明搬送ハンドの制御系統図。

【図５】細管の空気吹出時と、真空作用時の説明図。

【図６】吸着チャックの中央部と周辺部の圧力分布図。

【図７】本発明吸着チャックの応用例。

【図８】同じく本発明の吸着チャックの応用例。

【図９】公知の搬送用ハンドの第１例。

【図１０】同じく第２例。

【図１１】同じく第３例。

【図１２】同じく第４例。

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図６】

【図９】

【図７】

【図８】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６５Ｈ 3/08 ３５０ Ａ 9148−3Ｆ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャック本体(１)の周縁に内向きに設け
   たエヤ導通用ポ−ト(18)を有する環状のエヤ配管(17)を
   有し、該エヤ配管(17)の外周縁に、荷物と接する面に複
   数個のエヤ給・排用小穴(２′)を設けた多数の中空フレ
   キシブル細管(２)を配設し、チャック本体(１)内を空圧
   源(15)及び真空圧源(14)と切換制御弁(13)を介し接続し
   たことを特徴とする吸着チャック。
2. 【請求項２】 チャック本体(１)の周縁とその内側に内
   向きに設けたエヤ導通用ポ−ト(18，18′)を有する２個
   の環状エヤ配管(17と17′)を同心的に設けてチャック本
   体内を中心室(１′）と外周室(１″)に仕切り、前記各
   エヤ配管(17と17′）の外周縁に荷物と接する面に複数
   個のエヤ給・排用小穴(２′)を設けて多数の中空フレキ
   シブル細管(2,2′)を配設し、かつ中心室(１′)と外周
   室(１″)をスロットルバルブ(19)を介して接続し、前記
   中心室(１′)を空気源及び真空圧源と切換弁(13)を介し
   接続したことを特徴とする吸着チャック。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の吸着チャック(Ａ)を複
   数個ヘッド(４)のまわりに支持ア−ム(３)を介して枢着
   した吸着ユニットを備えた搬送用ハンド。
4. 【請求項４】 請求項３記載の吸着ユニットの２ユニッ
   トを支持台(６)を介して、移動ベ−ス(８)上に互に接離
   可能に支持したことを特徴とする搬送用ハンド。