JPH0631671A - 真空吸着装置及び真空吸着装置用空気エジェクタ制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】物品吸着前は空気エジェクタが能力一杯に作動
し、物品吸着後はエジェクタの作動を自動的に停止す
る、省エネルギ型の真空吸着装置を提供する。 【構成】加圧空気源に通ずる一次口と流通抵抗器入口に
通ずる二次口との間に弁座を又弁閉方向にバネ付勢され
操作圧の導入により弁開するポペット弁体を備えた常閉
型第１開閉弁と、流通抵抗器出口に通ずる一次口と開放
口との間に弁座を又弁開方向にバネ付勢され吸着パッド
内の負圧で弁閉するダイアフラム弁体を備えた常開型第
２開閉弁と、第１開閉弁二次口に通ずる一次口とエジェ
クタ入口への連通口との間に弁座を又流通抵抗器出口圧
を大面積で弁閉方向に受けると同時に流通抵抗器入口圧
を小面積で弁開方向に受ける遊動ピストン型ポペット弁
体を備えた第３開閉弁とを一体に組み合わせた空気エジ
ェクタ制御弁を用い、空気エジェクタの負圧を逆止弁を
介して吸着パッドに導く真空吸着装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動組立工程や物品移送
工程などにおいて利用される真空吸着装置に関し、特に
加圧空気を用いるエジェクタによって真空を発生させ、
物品を吸着移動させるのに利用される真空吸着装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動組立工程などにおいて小型軽量の物
品を真空吸着して移動させるには、加圧空気を用いるエ
ジェクタを真空発生装置として使用することが多い。か
かるエジェクタは、例えば図３に示すような回路構成の
真空吸着装置に組み込まれるのが普通である。すなわち
同図において、１は通常３〜４ｋｇｆ／ｃｍ^２程度の加
圧空気源であり、操作用制御弁２と流通抵抗器２ａとで
発生した空気圧信号によって開閉弁３′を作動させ、エ
ジェクタ４で−４５０ｍｍＨｇ程度の負圧を発生させる
ようになっている。この負圧は、例えば配管の途中など
に設けたフィルタ５を介して吸着パッド５に導かれて物
品を吸着する力を発生するが、吸着パッド６は図示しな
い吊り上げ装置などによって物品と共に吊り上げて搬送
されるものである。

【０００３】かかる従来の真空吸着装置においては、物
品が吸着パッドに吸着した際に完全に密着すると空気の
漏れがなくなるにもかかわらず、常にエジェクタが作動
しているから過剰の負圧が発生し続けるようになってい
た。しかし物品が吸着パッドに完全に吸着した後では、
負圧は物品の重量を支えるだけの力を発生するだけで充
分であり、所定値を上回る負圧が発生するようなエジェ
クタの作動はエネルギの無駄であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、物品
の吸着前にはエジェクタが能力一杯に作動できるが、物
品の吸着後に吸着パッドでの負圧が所定値を上回ってい
る間はエジェクタの作動を自動的に停止することができ
る、省エネルギ型の真空吸着装置を提供しようとするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
空気エジェクタで発生した負圧を逆止弁を介して吸着パ
ッドに導いて物品を吸着する真空吸着装置において、加
圧空気源に連通する一次口と流通抵抗器入口に連通する
二次口との間に設けた弁座、及び弁閉方向にバネ付勢さ
れ操作圧の導入により弁開するポペット弁体を備えた常
閉型の第１開閉弁と、該流通抵抗器出口に連通する一次
口と開放口との間に設けた弁座、及び弁開方向にバネ付
勢され前記吸着パッド内の負圧の導入により弁閉するダ
イアフラム弁体を備えた常開型の第２開閉弁と、該第１
開閉弁二次口に連通する一次口と前記エジェクタ入口へ
の連通口との間に設けた弁座、及び該流通抵抗器出口圧
を大面積で弁閉方向に受けると同時に該流通抵抗器入口
圧を小面積で弁開方向に受ける遊動ピストン型のポペッ
ト弁体を備えた第３開閉弁とを、一体に組み合わせてな
る空気エジェクタ制御弁を備えたことを特徴とする真空
吸着装置によって達成することができる。

【０００６】更にまた、かかる真空吸着装置に用いるに
好適な空気エジェクタ制御弁は、操作圧導入口を有する
第１開閉弁蓋を構成するブロックＡと、加圧空気源に連
通する第１開閉弁一次口と第１開閉弁弁座とを有すると
共に弁閉方向にバネ付勢され導入操作圧により弁開する
ポペット弁体を収容する第１開閉弁本体を形成したブロ
ックＢと、流通抵抗器入口に連通する第１開閉弁二次口
とこれに続く第３開閉弁弁座とを形成したブロックＣ
と、第１開閉弁二次口と流通抵抗器入口との連通路を形
成すると共に流通抵抗器出口圧を大面積で弁閉方向に受
けると同時に該流通抵抗器入口圧を小面積で弁開方向に
受ける遊動ピストン型のポペット弁体を収容する第３開
閉弁本体を形成したブロックＤと、流通抵抗器出口に連
通する第２開閉弁一次口通路と第２開閉弁弁座と第２開
閉弁開放口とを形成したブロックＥと、負圧導入口を有
すると共に弁開方向にバネ付勢され負圧により弁閉する
第２開閉弁ダイアフラム弁体を収容する第２開閉弁本体
と流通抵抗器本体とを形成したブロックＦと、大気圧連
通孔を有する第２開閉弁蓋を構成するブロックＧとを順
に積層して一体化してなるものである。

【０００７】

【作用】本発明の真空吸着装置は、第２開閉弁に導入す
る吸着パッド内の負圧が設定値より小さいときは第２開
閉弁が流通抵抗器出口を開放しており、第３開閉弁は流
通抵抗器出口圧が低いために弁開状態を保ち、第１開閉
弁から供給された加圧空気は第３開閉弁を通過してエジ
ェクタに供給されて負圧を発生し、物品を吸着するよう
に働く。そして吸着パッド内の負圧が設定値に達すると
第２開閉弁が流通抵抗器出口を閉じ、流通抵抗器出口圧
が高くなって第３開閉弁が閉じる結果、エジェクタに加
圧空気が供給されなくなり、負圧はそれ以上大きくなら
ない。

【０００８】

【実施例】本発明の真空吸着装置の例の回路構成を図１
に示す。なお、図においては従来の装置で用いられてい
る各部品と同一の機能を有する部品は同一の記号を付し
て示してある。ここで３は一次口が加圧空気源１に、ま
た二次口が流通抵抗器７と第３開閉弁８とに通ずる常閉
型の第１開閉弁であって、弁閉方向にバネ付勢され操作
圧の導入により弁開するポペット弁体を備えており、操
作用制御弁２とその二次側に設けた流通抵抗器２ａとに
よって発生した空気圧信号を操作圧として受けて弁開
し、そして加圧空気をエジェクタ４に向けて送るという
機能は従来の装置の開閉弁と全く同様である。また第１
開閉弁３の二次口に続く第３開閉弁８はエジェクタ４へ
供給する加圧空気量を制御する機能を持つものであり、
同じく第１開閉弁３の二次口に続く流通抵抗器７は後述
の第２開閉弁９を経て外界に通ずる第３開閉弁制御回路
の一部を構成している。

【０００９】この第２開閉弁９は流通抵抗器７の出口圧
を外界に開放するように機能する常開型の開閉弁であ
り、弁開方向にバネ付勢されていて吸着パッド６内の負
圧の導入により弁閉するダイアフラム弁体を備えたもの
である。従って、吸着パッド６内の真空が高くなると弁
閉して流通抵抗器７の出口圧が高まるように作用する。
一方第３開閉弁８は、流通抵抗器７の出口圧を大面積で
弁閉方向に受けると同時に流通抵抗器７の入口圧、即ち
一次側空気圧を小面積で弁開方向に受ける遊動ピストン
型のポペット弁体を備えたものであり、流通抵抗器７の
出口圧が高まると一次側空気圧に逆らって弁閉するよう
に作用する。

【００１０】更に、上記のような本発明の真空吸着装置
における第１開閉弁３と第２開閉弁９と第３開閉弁８と
流通抵抗器７とを一体に組み合わせて、図２に示すよう
な構造の空気エジェクタ制御弁が構成されている。即ち
図において、Ａは第１開閉弁３の蓋３ａを構成するブロ
ックであり、操作圧導入口３ｂが設けてある。またＢは
第１開閉弁本体３ｃを形成したブロックであり、加圧空
気源１に連通する第１開閉弁一次口３ｄと第１開閉弁弁
座３ｅとを有すると共に、その内部に弁閉方向にバネ３
ｆで付勢されていて操作圧導入口３ｂから導入された操
作圧により弁開するポペット弁体３ｇを収容している。
更にＣは、第１開閉弁二次口３ｈとこれに続く第３開閉
弁弁座８ａとを形成して第１開閉弁３と第３開閉弁８と
の接続部材を構成するブロックＣであり、第１開閉弁二
次口３ｈからは流通抵抗器７の入口に通ずる連通路７ａ
の一部が設けられている。

【００１１】Ｄは、第１開閉弁二次口３ｈと流通抵抗器
７の入口との連通路７ａを形成すると共に第３開閉弁本
体８ｂを形成したブロックであり、第３開閉弁本体８ｂ
の内部には流通抵抗器７の出口圧を大面積で弁閉方向に
受けると同時に該流通抵抗器７の入口圧を小面積で弁開
方向に受ける遊動ピストン型のポペット弁体８ｃを収容
していて、エジェクタ４に通ずる二次口８ｄと第３開閉
弁弁座８ａとの間を開閉することができるようになって
いる。またＥは、流通抵抗器７の出口に連通する第２開
閉弁一次口通路９ａと第２開閉弁弁座９ｂと第２開閉弁
開放口９ｃとを形成して第３開閉弁８と第２開閉弁９と
の接続部材を構成するブロックであり、第２開閉弁一次
口通路９ａは第３開閉弁８内のポペット弁体８ｃの大面
積側圧力室８ｅにも通じている。

【００１２】Ｆは第２開閉弁本体９ｄとニードル型の流
通抵抗器７の本体とを形成したブロックであり、第２開
閉弁本体９内にはバネ９ｅで弁開方向に付勢されている
第２開閉弁ダイアフラム弁体９ｆが収容されていて、ダ
イアフラム弁体９ｆは負圧導入口９ｇから導入された負
圧により弁閉することができるようになっている。Ｇは
第２開閉弁蓋９ｈを構成するブロックであり、大気圧連
通孔９ｉが形成されていると共にダイアフラム弁体９ｆ
の作動点調整バネ９ｊのバネ受け９ｋが設けられてい
る。

【００１３】このように構成された本発明の真空吸着装
置を加圧空気源１に接続して操作用制御弁２を開くと、
これから発生した操作圧によって第１開閉弁３が開き、
加圧空気は第３開閉弁８の一次側に加わると共にその一
部が流通抵抗器７と開いている第２開閉弁９とを通じて
流出する。この時流通抵抗器７出口圧力は殆ど大気圧に
近いから第３開閉弁８はその一次側圧力によって弁開
し、加圧空気はエジェクタ４へ供給されて負圧が発生す
る。この負圧は逆止弁１０及びこれと並列に設けた漏洩
通路１１、並びにフィルタ５を介して吸着パッド６に導
かれ、物品を吸着するように働く。

【００１４】そして物品が吸着パッド６に完全に吸着す
ると、空気の漏入が無くなるので吸着パッド６内の負圧
は次第に大きくなるから、第２開閉弁９のダイアフラム
弁体９ｆはバネ９ｅに抗して弁閉するに至って流通抵抗
器７の出口が塞がれる結果、流通抵抗器７出口圧力が上
昇して第３開閉弁８のポペット弁体８ｃは弁閉方向に移
動し、加圧空気のエジェクタ４への供給が絞られて、そ
れ以上のエジェクタ４の作動は停止する。また吸着パッ
ド６への空気の漏入によって負圧が小さくなると第２開
閉弁９のダイアフラム弁体９ｆが弁開方向に移動し、流
通抵抗器７出口圧力が低下して第３開閉弁８が開き、再
びエジェクタ４が作動開始する。この際の第２開閉弁９
の作動点の調節は、作動点調整バネ９ｊのバネ受け９ｋ
の位置を調整することにより容易に行うことができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明の真空吸着装置は、それに使用さ
れる空気エジェクタ制御弁がコンパクトに構成されてい
て装置への組み込みの自由度が高く、また作動負圧値の
設定が容易であって吸着パッド内の負圧を設定値以上に
ならないように自動的にエジェクタが制御されるもので
あり、無駄なエネルギー消費がないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空吸着装置の例の回路構成図であ
る。

【図２】本発明の真空吸着装置に用いられる空気エジェ
クタ制御弁の構成図である。

【図３】従来の真空吸着装置の回路構成図である。

【符号の説明】

１ 加圧空気源 ２ 操作用制御弁 ２ａ 流通抵抗器 ３ 第１開閉弁 ３′ 開閉弁 ３ａ 蓋 ３ｂ 操作圧導入口 ３ｃ 第１開閉弁本体 ３ｄ 第１開閉弁一次口 ３ｅ 第１開閉弁弁座 ３ｆ バネ ３ｇ ポペット弁体 ３ｈ 第１開閉弁二次口 ４ エジェクタ ５ フィルタ ６ 吸着パッド ７ 流通抵抗器 ７ａ 連通路 ８ 第３開閉弁 ８ａ 第３開閉弁弁座 ８ｂ 第３開閉弁本体 ８ｃ ポペット弁体 ８ｄ 二次口 ８ｅ 大面積側圧力室 ９ 第２開閉弁 ９ａ 第２開閉弁一次口通路 ９ｂ 第２開閉弁弁座 ９ｃ 第２開閉弁開放口 ９ｄ 第２開閉弁本体 ９ｅ バネ ９ｆ 第２開閉弁ダイアフラム弁体 ９ｇ 負圧導入口 ９ｈ 蓋 ９ｉ 大気圧連通孔 ９ｊ 作動点調整バネ ９ｋ バネ受け Ａ〜Ｇ ブロック

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気エジェクタで発生した負圧を逆止弁
   を介して吸着パッドに導いて物品を吸着する真空吸着装
   置において、加圧空気源に連通する一次口と流通抵抗器
   入口に連通する二次口との間に設けた弁座、及び弁閉方
   向にバネ付勢され操作圧の導入により弁開するポペット
   弁体を備えた常閉型の第１開閉弁と、該流通抵抗器出口
   に連通する一次口と開放口との間に設けた弁座、及び弁
   開方向にバネ付勢され前記吸着パッド内の負圧の導入に
   より弁閉するダイアフラム弁体を備えた常開型の第２開
   閉弁と、該第１開閉弁二次口に連通する一次口と前記エ
   ジェクタ入口への連通口との間に設けた弁座、及び該流
   通抵抗器出口圧を大面積で弁閉方向に受けると同時に該
   流通抵抗器入口圧を小面積で弁開方向に受ける遊動ピス
   トン型のポペット弁体を備えた第３開閉弁とを、一体に
   組み合わせてなる空気エジェクタ制御弁を備えたことを
   特徴とする真空吸着装置。
2. 【請求項２】 操作圧導入口を有する第１開閉弁蓋を構
   成するブロックＡと、加圧空気源に連通する第１開閉弁
   一次口と第１開閉弁弁座とを有すると共に弁閉方向にバ
   ネ付勢され導入操作圧により弁開するポペット弁体を収
   容する第１開閉弁本体を形成したブロックＢと、流通抵
   抗器入口に連通する第１開閉弁二次口とこれに続く第３
   開閉弁弁座とを形成したブロックＣと、第１開閉弁二次
   口と流通抵抗器入口との連通路を形成すると共に流通抵
   抗器出口圧を大面積で弁閉方向に受けると同時に該流通
   抵抗器入口圧を小面積で弁開方向に受ける遊動ピストン
   型のポペット弁体を収容する第３開閉弁本体を形成した
   ブロックＤと、流通抵抗器出口に連通する第２開閉弁一
   次口通路と第２開閉弁弁座と第２開閉弁開放口とを形成
   したブロックＥと、負圧導入口を有すると共に弁開方向
   にバネ付勢され負圧により弁閉する第２開閉弁ダイアフ
   ラム弁体を収容する第２開閉弁本体と流通抵抗器本体と
   を形成したブロックＦと、大気圧連通孔を有する第２開
   閉弁蓋を構成するブロックＧとを順に積層して一体化し
   たことを特徴とする真空吸着装置用空気エジェクタ制御
   弁。