JPH074140Y2 - 真空吸着ハンド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ロボットのアームに装着されて、物品をハン
ドリングする真空吸着ハンドに関する。

［従来技術］ マテアリングハンドリングとして、ロボット、マニプレ
ータ或いはフォークリフト、更には、クレーンなど種々
の装置が実用されているが、これら装置にはマテリアル
すなわち物品を保持又は把握するハンドが設けられ、こ
れらのハンドを大別すると、無指ハンド、有指ハンドと
呼ばれているものに分れる。有指ハンドとは特に物品を
把握するもの、すなわち吊下げ、つまみ、挟み、握り等
がある。また無指ハンドとは特に物品を保持するもの、
すなわち吸着、受け等に分けられ、さらに吸着には真空
式と磁気式によるものがある。

ところで、有指式のものは物品の側部から爪を物品の底
の方へ差し込んで挟み、そして持ち上げ或いは移動させ
る方式が多く、物品を隣接して積み重ねる場合、物品を
隙間なく積み重ねることができないという問題がある。
これに対して、吸着式のものは物品の側部にはアームな
どの部品が存在しないので、密に積み重ねることができ
る。

したがって、物品を隣接して積み重ねる場合或いは密接
して積み重ねられた物品を取り出す場合は吸着式ハンド
が利用されている。更に磁気によって吸着不可能なもの
には吸着式でも特に真空式のものが利用される。

真空式の吸着ハンドは、一般に真空源に連なった真空室
から構成されている。したがって物品は真空室に吸着さ
れ所定の処理すなわち積み荷、積み降ろし、或いは移動
ができる。ところで、物品がプラスチックフィルム等で
包装されている包装体であるときは、従来の吸着ハンド
では問題がある。すなわち真空室の真空度を保持するた
めに、真空室には空気吸引口が開口しているが、この開
口にフィルムが密着して開口を閉塞し、真空度が維持で
きなくなるという問題がある。この解決策として、真空
室をパンチングメタルや金網で覆うことが考えられてき
た。しかしながらこのようなパンチングメタルを使用す
る技術は、開口の直接的な閉塞が防止される反面、メタ
ルの孔は、やはりプラスチックフィルムで閉塞される。
そうすると、包装体を吸着する吸着力は、メタルの孔の
総面積によって決定され、孔以外の面は吸着力には無関
係となり、死スペースとなってしまう。このような死ス
ペースが存在すると、所望の吸着力を得るためには、大
きな吸着面を必要とし、ハンド自体が大型化するという
問題がある。

実開昭54-71068号公報には吸着カバーの内側に金網を設
け、その外側に吸着面フィルタを設け、前記金網により
前記フィルタの吸着による変形を防止したものが開示さ
れている。しかしながら、かかる公知技術では被吸着物
の表面に凹凸があったり、若干彎曲しているような場合
に若干の漏洩が生じ、充分な吸着力が得られない。ま
た、搬送対象物（被吸着物）が乱雑に配置されている場
合には、適正位置にて吸着すること、すなわち被吸着物
の位置決め、が困難であった。そして、被吸着物と吸着
ハンドとの相対位置を決定する際に、複雑且つ精密な位
置決め機構及び位置決め工程を必要としていた。

その他の従来技術としては、特開昭60-49113号公報は周
縁部に突起を形成した吸着ハンドを示しており、特公昭
42-13332号公報は曲面を吸着するための真空カップを示
している。しかし、これ等の従来技術においても被吸着
物の位置決めが困難であり、被吸着物と吸着ハンドとの
相対位置を決定する際に、複雑且つ精密な位置決め機構
及び位置決め工程を必要とする点では、実開昭54-71068
号公報の技術と同様である。これに加えて、プラスチッ
クフィルムのようなフィルムで包装された物品に対し
て、所定の面積で大きな吸着力が得ることが出来ないと
いう問題がある。

さらに、実願昭50-19207号（実開昭51-101474号公報）
のマイクロフィルムには、函体の開放端面に多数の小孔
を貫設した底板を固着し、その底板の下面に軟質通気性
板状体を貼着した技術が示されている。また、特開昭60
-85890号公報には、多孔板が取り付けられた凹状下部の
外周部分の縁部に吸着パッドを設けた技術が示されてい
る。しかし、実願昭50-19207号（実開昭51-101474号公
報）のマイクロフィルムの技術では、ロボットのアーム
が高速移動して搬送対象物に当接した場合に衝撃を与え
てしまい、搬送対象物が損傷する恐れがある。一方、特
開昭60-85890号公報の技術では、スプリングの作用によ
り衝撃を緩和することが可能であるが、スプリングの剛
性では、ロボットアームが高速移動する際に、慣性によ
り下部プレートとロボットアームとの水平方向位置が変
位する可能性がある。そして、下部プレートとロボット
アームとの水平方向位置が変位すると、搬送対象物の正
確な保持、移動が困難になってしまう。

［考案の目的］ 本考案は上記した従来技術の問題点に鑑みて提案された
もので、プラスチックフィルムのようなフィルムで包装
されて表面に若干の凹凸を有したり、彎曲している物品
に対しても所定の面積で大きな吸着力が得られる真空吸
着ハンドの提供を目的としている。

［考案の構成］ 本考案の真空吸着ハンドは、ロボットのアームに連結さ
れて物品を吸着・保持する真空吸着ハンドにおいて、フ
ランジ（31）を介してロボットのアームに連結される支
持枠（20）を備えており、該支持枠（20）は、水平方向
に延びた第１の水平枠（21）と、第１の水平枠（21）の
両側端を支持している側板（22、22）と、第１の水平枠
（21）と間隔をおいて水平方向に延び且つその両端が締
結手段（23、23）で側板（22、22）に結合されている第
２の水平枠（24）とから構成されており、第２の水平枠
（24）には２個のブッシュ（25、25）が所定の間隔をお
いて取付けられており、このブッシュ（25、25）にはボ
ルト（26）が摺動自在に挿通されており、該ボルト（2
6）の先端は枠体（１）に固定されたブラケット（28）
に螺合しており、枠体（１）には取り扱うべき物品と対
向する様に配置された凹部（２）が設けられており、前
記ブラケット（28）には前記ボルト（26）と共にコイル
スプリング（29）が装着されており、該コイルスプリン
グ（29）は前記支持枠（20）と枠体（１）とを無衝撃的
に結合するために前記ブッシュ（25）のフランジ部（3
0）とブラケット（28）の端部との間に装着されてお
り、枠体（１）に設けられている前記凹部（２）の外周
部分の縁部には吸着パッド（３）が設けられ、真空室を
形成するために前記凹部（２）を覆う様な態様で多孔板
（６）が凹部（２）周縁部の段部（５）に収容されてお
り、該多孔板（６）を貫通して多数の貫通孔（７・・
・）が形成されており、前記多孔板（６）の下側表面に
はスポンジ状部材（８）が配置されており、前記枠体
（１）と凹部（２）と多孔板（６）とスポンジ状部材
（８）とにより構成された真空室を真空源に連通させる
連通手段（９、10）とを含み、前記スポンジ状部材
（８）はその内部を連続した状態で貫通している連続気
泡を内在しており、前記吸着パッド（３）はその内周面
側にテーパ（４）が形成された縁部が形成されて断面形
状が五角形となっている。

本考案の実施に際して、多孔板体にはパンチングメタル
を適用するのが望ましい。強度が比較的大きく安価であ
るからである。勿論多孔板体として金網も適用できる
し、板体に複数個のスリットを形成したものも適用でき
る。スポンジ体（スポンジ状部材）は、多孔板体に着脱
自在或いは交換可能に設けるのが望ましい。スポンジ体
は損傷が激しいので交換可能に構成しておくと好都合で
ある。

［作用］ 本考案は上記のように構成されているので、枠体を荷役
機械のアーム例えばロボットのアームに装着し、そして
連続気泡を有するような通気性のあるスポンジ体（以下
単にスポンジ体という）を物品の表面に接触させて、真
空源によって真空室を真空にする。すると物品はスポン
ジ体を介して枠体に吸着される。したがって所望のハン
ドリングができる。

本考案によると、以上のように物品のハンドリングがで
きるが、本考案は吸着式であるため、物品を密に隣接し
て積み重ね或いは積み降ろしができることは勿論であ
る。

ところで本考案によると、複数個の孔を有する多孔板体
が適用されているが、その外表面にスポンジ体が設けら
れているので、例えばフィルム包装体を吸着する場合で
も、フィルムが多孔板体の孔を閉塞するようなことはな
い。したがって吸着に有効な面積は凹部全面すなわち真
空室のほぼ全面となり、吸着力は大きなものとなる。し
かも物品に接する部分がスポンジ体であるため、物品を
損傷するようなことがない。特に包装体を取り扱う場合
は、プラスチックフィルムを傷めることもない。更に
は、スポンジ体はフィルタの役目を果すので、塵埃が真
空源或いは真空室の開口を閉塞することも未然に防止で
きる。特にエゼェクタ式真空ポンプを用いて真空を形成
する場合、塵埃が流入するとオリフィス孔が詰まり、故
障の原因となるが、スポンジ体を用いることによりかか
る不都合が防止できる。また例えばフィルムにピンホー
ルがある場合は吸着力が弱くなるので、吸着ハンドが包
装体を保持する機能が充分であるか否かを調べるための
包装用フィルムのピンホールの有無のチェック機能も有
している。

さらに本考案によると、吸着パッドが凹部の周縁部に設
けられているので、吸着パッドで囲まれた空間内が密閉
されて吸着作用を有するようになり、吸着力が向上す
る。そして物品の表面の若干の凹凸は吸着パッドの変形
で吸収でき、また表面が彎曲していて部分的にしかスポ
ンジ体と係合しない物品でも、吸着パッドにより充分に
広い面積で吸着できるので、吸着効果が大となる。

これに加えて本考案では、前記吸着パッドはその内周面
側にテーパのついた縁部が形成されて断面形状が五角形
となっているので、被吸着物が乱雑に配置されていて
も、その周縁部が前記テーパのついた縁部によって案内
されて、吸着ハンドにおける適正な位置に位置決めされ
る。従って、被吸着物と吸着ハンドとの相対位置を決定
する際に、複雑且つ精密な位置決め機構及び位置決め工
程は必要ではなくなる。

また本考案によれば、コイルスプリングが前記ブッシュ
のフランジ部とブラケットの端部との間に装着されてい
るので、前記支持枠と枠体とは無衝撃的に結合される。
そのため、ロボットのアームが高速で移動して、吸着さ
れる対象物に接触しても、接触或いは当接の際の上下方
向の衝撃は、前記コイルスプリングの作用により吸収さ
れる。一方、前記支持枠と枠体とを接続しているのはコ
イルスプリングのみならずボルトも含まれる。そして、
このボルトにより、前記支持枠と枠体との水平方向の相
対位置関係は常時一定に保たれるのである。その結果、
本考案によればロボットのアームを高速移動して、搬送
効率を向上することが可能になる。

さらに、支持枠、第１及び第２の水平枠、側枠、枠体等
が上述の様な関係で構成されているため、支持枠内に複
数、例えば４個の枠体を設け、４個の真空室が単一の支
持枠に設けられる様に構成することが可能である。換言
すれば、本考案によれば、搬送対象物の種類、形状、重
量等の要因に対応して、真空室の個数を自在に調整する
ことが可能であり、搬送対象物に応じた効率的な搬送が
可能になるのである。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面によって説明する。

第１図及び第２図を参照すると、真空室（枠体１と凹部
２と多孔板６とスポンジ状部材８とにより構成された空
間：以下同じ）を有する枠体１は支持枠20により支持さ
れている。枠体１はその平面形状は略矩形を呈し、その
下面すなわち物品に対向する下面に凹部２が形成され、
真空室の１部をなしている。凹部２の周縁部には、吸着
パッド３が埋設されている。吸着パッド３の内側はテー
パ４が形成され、物品のシール表面の気密性を高めて物
品に枠体が広い面積で整合するようになっている。

凹部の周縁部には段部５が形成され、この段部５に多孔
板体６が設けられている。かくして凹部２と多孔板体と
で真空室が形成されている。多孔板体６は複数個の孔
７、７・・・を有し、図示の実施例ではパンチングメタ
ルが適用されている。そして、この多孔板体の外表面に
スポンジ体８が設けられている。スポンジ体８はその外
周縁を両面接着テープなどの適当な手段により、多孔板
体６に取付けられている。他の手段により着脱自在に取
付けることができることは勿論である。枠体１の略中央
部には、ネジ穴９が形成され、この穴に真空源に接続さ
れるコネクタ10がネジ止めされている。

枠体１は図示されない荷役機械、例えばロボットのアー
ムに接続されるが、そのための支持枠20は水平方向に延
びた水平枠21と、この水平枠の両側端を支持している側
板22、22と、水平枠21と間隔をおいて水平方向に延び、
その両端が例えばボルト23、23で側板22、22に結合され
ている第２の水平枠24とから構成されている。そして第
２の水平枠24には、２個のブッシュ25が所定の間隔をお
いて取付けられており、このブッシュにはボルト26が摺
動自在に挿通され、その先端は枠体１にボルト27止めさ
れたブラケット28にネジ込まれている。なおボルト26を
ネジ込む前にコイルスプリング29が装着される。コイル
スプリング29は、ブッシュ25のフランジ部30とブラケッ
ト28の端部との間に装着されて、支持枠20と枠体１とを
無衝撃的に結合している。また水平枠21の略中央部には
フランジ31が固着され、支持枠20はこのフランジを介し
て図示されないアームに取付けられるようになってい
る。

作動に際し、アームを駆動して支持枠20を取扱う物品の
上方へ位置させ、そして下降させる。すると、まず枠体
１に設けられた吸着パッド３が物品の上面に接触し、吸
着空間Ｓを作る。真空源に例えばバルブなどを操作して
連結すると真空室２は減圧されて物品の包装フィルムは
スポンジ体８を介して吸着される。かくしてアームを駆
動して物品を所定の位置へ移動させる等の処理をする。
真空室２を大気に開放すると真空が破壊され、物品は開
放される。

なお、上記実施例は１個の吸着ハンドの例であったが、
上記のような吸着ハンドを複数個併設して実施すること
もできる。そして、その例が第３図に平面図として示さ
れている。すなわち図示の実施例では１個のフランジ31
によって４個の支持枠20、それ故４個の枠体１が取付け
られている。多孔板体、スポンジ体等の構成は皆同じで
ある。

［考案の効果］ 以上詳述したように本考案によると、真空室を形成する
多孔板体の外表面には、スポンジ体が設けられているの
で、取扱われる物品がプラスチックフィルムで包装され
た包装体であっても、フィルムが多孔板の孔を閉塞する
ようなことがない。したがって、吸着力として作用する
面積は真空室の面積とほぼ等しくなり、吸着力は大き
い。それ故、コンパクトに吸着ハンドを構成できる。し
かも、物品に接触する部分はスポンジ体であるため。物
品を傷めるようなこともない。更にはスポンジ体は真空
源に対してフィルタとしても作用するので、目詰まりな
どの問題も生じないという効果も得られる。

これに加えて、本考案によれば、搬送対象物には衝撃を
与える事なく、ロボットのアームを高速移動して搬送効
率を向上することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示し、その一部を断面で示
す側面図、第２図は第１図においてIIで示す部分の詳細
断面図、第３図は本考案の他の実施例を示す平面図であ
る。 １……枠体、２……凹部（真空室）、６……多孔板体、
８……スポンジ体、10……コネクタ（真空源に連なる）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−85890（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−101474（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−132379（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭45−4424（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボットのアームに連結されて物品を吸着
   ・保持する真空吸着ハンドにおいて、フランジ（31）を
   介してロボットのアームに連結される支持枠（20）を備
   えており、該支持枠（20）は、水平方向に延びた第１の
   水平枠（21）と、第１の水平枠（21）の両側端を支持し
   ている側板（22、22）と、第１の水平枠（21）と間隔を
   おいて水平方向に延び且つその両端が締結手段（23、2
   3）で側板（22、22）に結合されている第２の水平枠（2
   4）とから構成されており、第２の水平枠（24）には２
   個のブッシュ（25、25）が所定の間隔をおいて取付けら
   れており、このブッシュ（25、25）にはボルト（26）が
   摺動自在に挿通されており、該ボルト（26）の先端は枠
   体（１）に固定されたブラケット（28）に螺合してお
   り、枠体（１）には取り扱うべき物品と対向する様に配
   置された凹部（２）が設けられており、前記ブラケット
   （28）には前記ボルト（26）と共にコイルスプリング
   （29）が装着されており、該コイルスプリング（29）は
   前記支持枠（20）と枠体（１）とを無衝撃的に結合する
   ために前記ブッシュ（25）のフランジ部（30）とブラケ
   ット（28）の端部との間に装着されており、枠体（１）
   に設けられている前記凹部（２）の外周部分の縁部には
   吸着パッド（３）が設けられ、真空室を形成するために
   前記凹部（２）を覆う様な態様で多孔板（６）が凹部
   （２）周縁部の段部（５）に収容されており、該多孔板
   （６）を貫通して多数の貫通孔（７・・・）が形成され
   ており、前記多孔板（６）の下側表面にはスポンジ状部
   材（８）が配置されており、前記枠体（１）と凹部
   （２）と多孔板（６）とスポンジ状部材（８）とにより
   構成された真空室を真空源に連通させる連通手段（９、
   10）とを含み、前記スポンジ状部材（８）はその内部を
   連続した状態で貫通している連続気泡を内在しており、
   前記吸着パッド（３）はその内周面側にテーパ（４）が
   形成された縁部が形成されて断面形状が五角形となって
   いることを特徴とする真空吸着ハンド。