JPH08503680A

JPH08503680A - 物品取扱いシステム

Info

Publication number: JPH08503680A
Application number: JP6504478A
Authority: JP
Inventors: スコウ、リン・アール; ムーア、アーサー・アール; ダンバー、ウィリアム・エム
Original assignee: ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1996-04-23
Also published as: CA2137921A1; IL106252A0; AU4654593A; IL106252A; DE69306581D1; WO1994002396A1; EP0650456B1; EP0650456A1; DE69306581T2

Abstract

(57)【要約】物品（８）を取り扱い、物品（８）に対して機能する装置（10）である。装置（10）は、動作表面（14）および流体オリフィス（18）を有する部材（12）を備えている。流体オリフィス（18）は、部材（12）を貫通して、動作表面（14）上の出口（22）まで延びている。部材（12）は、積層された複数の層（38）から作られたウエブである。オリフィス（18）から動作表面（14）へと供給された流体は、動作表面（14）の近傍に置かれた物品（８）に作用する。

Description

【発明の詳細な説明】物品取扱いシステム技術分野本発明は、物品を取り扱い、物品に対して機能するシステムに関する。さらに詳しくは、本発明は、流体を使用して、物品を保持し、移動させ、検知し、物品に対して機能するシステム、および論理・制御要素のために流体を使用するシステムに関する。発明の背景商業的に入手可能な多くの装置は、気体および液状流体を使用して、物体の検査や検知、材料の搬送や保持、または論理機能の達成を図っている。それらの例としては、空気による次元計測器（dimensional air gauge）、さえぎることが可能なジェットを利用するセンサ、空気コンベヤ、機械加工用の真空チャック、ベンチュリ吸引カップの組合せ体、および流体を使用するb論理モジュール等がある。これらの装置の多くは剛性を有するプラスチックや金属で組み立てられており、ファスナーを使用したり、溶接や接着を使用したり、または他の強固な固定方法によって、製品や機器類に取り付けられることが多い。空気によるエアクッションを利用してその上に物品を浮かべる空気テーブルや空気コンベヤ等の装置がよく知られている。しかしながら、物品はエアクッションまたは空気ベアリング上に浮かぶので、物品を保持し、搬送し、回転させ、検知し、または物品に対して機能する場合には他の外的な装置または力が必要となる。方向性を有する空気のジェットを使用して物品を搬送する空気テーブルもまた知られている。前述のような水平面とは異なる面上の物品に作用して、物品を支持し、物品に対して機能し得るシステムが必要である。さらに、そのような装置を、製品または機器類に迅速かつ効率的に取り付けることが可能なように、層状に構成する必要がある。発明の概要本発明は、物品を取り扱い、物品に対して機能する装置である。本発明の装置は、動作表面と少なくとも１つのオリフィスとを有する部材を備えている。オリフィスは、入口から延びて、部材内を通り、そして動作表面上に少なくとも１つの出口を有している。流体は、入口から部材内に入り、オリフィスを通って、出口から出ていく。部材は、積層する複数の層から作られたウエブであってもよい。少なくとも１つの層が１または２以上のオリフィスを有する。オリフィスから出ていく流体が物品と動作表面との間に大気圧よりも低い圧力を形成し、この結果、物品が動作表面上に保持されることとなるように、オリフィスが向けられている。流体源がオリフィスの入口に接続されている。オリフィスを通過する流体が動作表面上の物品に対して機能する。この機能は、単に物品を動作表面上の所定位置に保持するものであってよい。これに代えて、物品を動作表面に沿って搬送する機能、または物品を動作表面上で回転させる機能であってもよい。これらは、オリフィスの出口の方向および形状を選択的に変更することにより達成される。本発明の装置は、他の実施例においては、流体を利用する論理要素、または検査トランスデューサとして機能する。また、物品の存在を検知するのに使用することもできる。さらに本発明の装置は、既存表面をシステムの一部へ取り込むのに使用することもできる。これにより、既存表面の厚さ増加を最小限にして、物品を取り扱い、物品に対して機能することができる。図面の簡単な説明図１Ａは、物品を保持または搬送すべく構成された、本発明の物品に対して機能する装置の他の実施例を示す断面図である。図１Ｂは、図１Ａの装置の上面図である。図１Ｃは、図１の装置の端部断面図である。図２は、図１の装置の他の実施例の端部断面図である。図３は、水平の１次元方向の搬送経路を示す概略図である。図４は、垂直下方に向かう搬送経路を示す概略図である。図５は、垂直上方に向かう搬送経路を示す概略図である。図６は、上下が逆の状態における水平の１次元方向の搬送経路を示す概略図である。図７Ａおよび７Ｂは、物品を２方向に搬送すべく構成された、本発明の物品を取り扱い、物品に対して機能する装置の他の実施例を示す断面図である。図８は、図１の装置に組み入れられる搬送トラックを示す斜視図である。図９、10および11は、図１および２の装置に組み入れられるテープワインダーの断面図である。図12は、物品を回転させるべく構成された、本発明の物品に対して機能する装置の一実施例を示す断面図である。図13は、図12の装置の上面図である。図14は、湾曲した２次元方向の移動経路を示す概略図である。図15は、螺旋状の３次元方向の移動経路を示す概略図である。図16は、物品を保持すべく構成された、本発明の物品に対して機能する装置の断面図である。図17は、図16の装置に組み入れられる吸着カップの斜視図である。図18は、図16の装置に組み入れられるプロセスクランプの斜視図である。図19Ａ〜19Ｇは、図16の実施例の装置を構成するために使用される層の上面図である。図20は、空気を利用して物品を交換すべく構成された、本発明の装置の他の実施例を示す断面図である。図21は、論理・制御機能を提供する装置に組み入れられる、流体を利用する論理要素の概略図である。図22および23は、検査トランスデューサとして機能すべく構成された、本発明の装置の他の実施例を示す断面図である。図24および25は、物品貼付け器として機能すべく構成された、本発明の物品を取り扱い、物品に対して機能する装置の他の実施例を示す断面図である。図26Ａ、26Ｂ、27Ａ、27Ｂおよび28は、物品近接センサとして機能すべく構成された、本発明の装置の他の実施例を示す断面図である。図29Ａは、図26の装置に組み入れられる物品センサの斜視図である。図29Ｂは、図26の装置に組み入れられる物品センサの斜視図である。好ましい実施例の詳細な説明システム10は、物品８を取り扱い、物品８に対して機能する。そして、既存表面に容易に吸着される。システム10は多種の動作流体により作動するが、図示された実施例のものは空気を使用している。図１および２に示されているように、システム10は部材12を備えており、部材12は動作表面1４およびその裏側の底部表面16を有している。図示されているように、部材12は可撓性を有している。少なくとも１つのオリフィス18が、少なくとも１つの入口34から、部材12内を貫通して、動作表面14上の出口22まで延びている。空気、水、フルオロカーボン、他の気体等の流体や混合気体が、入口34から部材12内に入り、オリフィス18を通過して、出口22から出ていく。例えば図16に示され後に説明するように、ある実施例においては、オリフィス18は出口22を越えて延びており、吸引を行う。出口22は導管組立体24の出口である。出口22は、オリフィス18を介して入口34 と連通しており、流体を通過させることができる。流体は、各出口22を通って、所定の角度および方向をもって部材12から出ていく。この所定の角度および方向は、システム10に要求される機能に関連して選択される。出口22から出た流体は、動作表面14と物品８との間を流れる。各出口22からの流体の流れ方向は、物品８の移動経路に対して異ならせることが可能である。導管組立体24は供給マニホルド26を備えている。供給マニホルド26は、図１および２に示されているように部材12の一部として形成されてもよく、または部材 12の底部表面16に取り付けられてもよい。図１Ｃにおいては、供給マニホルド26 は流路を備えており、この流路は、頂壁28、底壁30および側壁32によって規定される。入口34は、流体を供給マニホルド26内へと導びいて、この流体をオリフィス18および出口22から分配する。流体源36が入口34に接続されている。流体源36 は、空気を加圧下で導管組立体24に供給するコンプレッサであってもよい。加圧された空気は、ジェットのように出口22から流出して物品８にぶつかる。図２に示された他の実施例においては、供給マニホルド26は使用されていない。その代わりに、部材12は圧力容器またはプレナムチャンバ37に直接取り付けられており、入口34は部材12内のオリフィス18および出口22と連通している。オリフィス18を通過した流体は、動作表面14上の物品８を取り扱い、物品８に対して機能する。システムの特性を変えることにより、機能を変更することができる。流体圧および物品の特性に関連して、出口22のパターン、方向、角度、形状、および長さ、並びに層38の厚さを選択することにより、機能が決定される。特に、図１Ｂに示される流体の出口22からの流出角度ａを変えることにより、機能を変更することができる。空気流の搬送方向成分116は、圧力差と物品８の搬送との両方に影響を与える。これに対して、搬送方向成分116に垂直な空気流の横断方向成分112は、圧力差のみに影響を与える。横断方向成分112および搬送方向成分116の和により、空気流の方向114が与えられる。流体が横断方向成分112 がゼロの状態で流出する場合、横断方向成分112がゼロでない場合に比べて、システム10はより少ない圧力差の下で物品８を搬送する。流体がいくらかの横断方向成分112を有する状態で流出する場合、システム10はより大きい圧力差の下で物品８を搬送する。流体が搬送方向成分116を有しない状態で流出すれば、システム10は物品８を保持し、搬送することはない。オリフィス18から出口22を通ってジェットのように流出する空気流は、部材12 の動作表面14と物品８の底部表面との間に制御可能な隙間を形成する。この隙間は、重力も含めて力をバランスさせ、その平衡を維持することにより形成される。ベルヌーイの定理によれば、空気の流速が増加すると、その圧力は、その周囲のより低い速度で流れる流体の圧力よりも低くなる。速度差に起因して圧力差が生じる。高速流体と低速流体との間に置かれた物体は、高速流体の方に向かって平衡状態に達するまで押しやられる。固定された動作表面と移動する物体との間で流体が均一に流れる場合、物体には動作表面に向かう均一な力が作用する。物体の重量に対する面積の比率が十分に大きく、この結果、空気のジェットからの力が重力および他の力よりも大きく、物体の表面積と、この物体と動作表面との間に作用する圧力との積が物体の重量よりも大きい場合には、物体は動作表面には接触しない。流体の流れが均一で物品８の重量に対する面積の比率が十分に大きい限り、物品には動作表面に向かう均一な圧力が作用する。重量に対する面積の割合の最小値は、30×10^-3cm²／gmであることが好ましい。しかし、大気中での適用においては、その比率は10^-3cm²／gmであってもよい。したがって、システム10は、部材12と物品８とが垂直状態にあるとき（図４および図５の状態）でも、物品８が部材12の動作表面14の上方（図３の状態）または下方（図６の状態）にあって部材12と物品８とが水平状態にあるときでも、または、360°どのような方向にあるときでも、機能する。システム10は方向とは無関係に機能する。部材12はウエブであることが好ましい。少なくとも１つの層38が１または２以上のオリフィスを有している。代表的な実施例においては、３つの層38が使用されている。第１の層からは流体が導入される。第２の層は流体の方向を決める。第３の層からは流体が出ていく。層38は例えば約0.01mm程度の薄さであることが可能で、可撓性を有するあらゆる材料から作ることができる。層38は、ボンディングや溶接により、または接着剤を使用して、接合または積層することができる。また、層38は接着することなく単に圧接することもできる。層38は、最下層に接着剤を塗布して、予め積層しておくことができる。また、部材12は、同様に接着テープにより、取付け表面に取り付けることができる。取付け表面は、部材12 の底部のポートと連通するポートを有している。物品の保管および解放を容易にするためにシリコン処理されたペーパ等の剥離層が使用されてもよい。層38は、プラスチック、金属、セラミックス、または複合材料で作られてもよい。動作表面14が静電荷状態となるのを防止するために、動作表面14を金属または導電性プラスチックで形成してもよい。さらに、搬送流体をイオン化して、静電荷状態にある物体の移送を容易にしてもよい。各層38の開口部40は、パンチ形成、ドリル形成、スタンプ形成等の知られているあらゆる方法で形成することができる。開口部40は、層表面に対して、垂直にまたは鋭角をもって形成されていてもよい。さらに、複数の層38が積層される場合には、オリフィス18は真っ直ぐまたは一直線状である必要はなく、所望のあらゆる形態をとることができる。面積が0.0036cm²よりも小さい出口が形成されている。空気が、4.25×10^-2m³／分（1.5cfm）および140グレーン／cm²（2.0psi）の割合でこれらの出口に供給され、760cm／秒の速度で物品が移送された。図に示されているように、出口は、角度を有しており、直線状ではなく、段階状に形成された流体通路である。出口領域はあらゆる形状とすることができる。その形状は、長方形、円形、楕円形、正多角形、または非正多角形であってもよい。また、式で示されるものである必要はなく、普通にドリルであけた円形断面を有する孔であってもよい。動作表面に対して鋭角をもってドリル形成した場合には、動作表面に楕円形断面の出口が形成される。この楕円形の幅に対する長さの比は、ドリル形成時の角度αによって決まり、式：1／w＝１／sinαで示される。このように、出口20は動作表面14を貫通して延びており、流体を動作表面上に有効な角度で分配する。この有効な角度は、幅に対する長さの比が2.9よりも小さい出口に対して20°よりも小さい。出口の幅に対する長さの比は、ドリル角を用いた前記式で表されるものに限られるものではなく、前記式により示される比よりもはるかに小さい比を達成することも可能である。例えば、有効な角度が 15゜よりも小さく、幅に対する長さの比が3.8よりも小さくてもよい。また、有効な角度が10°よりも小さく、幅に対する長さの比が5.7よりも小さくてもよい。また、有効な角度が５°よりも小さく、幅に対する長さの比が11.4よりも小さくてもよい。図７Ａおよび７Ｂに示される変更例においては、可動ワイパ積層層42によりオリフィス18を開いたり閉じたりして、ジェットがオリフィスを通過するのを許容したり禁止したりすることができる。ワイパ積層層42は、オリフィス18を通過する流れの方向を変えることもできる。ワイパ積層層42が図７Ａに示される位置から図７Ｂに示される位置へと移動すると、流体入口が変更されて流体のジェットの方向が変わる。システム10には多数の用途がある。図１、２および８〜12に示されているように、物品８に接触することなく物品８を移動させたり保持したりする機能も有している。物品は接触することなく簡単に搬送される。重量に対する面積の比が大きい物品８は、動作表面１４近傍に保持された状態で搬送される。システム10は、図８に示されているようなディスクを搬送することができる。同様に、システム10はディスク等の物品８を接触することなしにピックアップしたり、別のシステム10が接触することなしに物品を受け取ることが可能な他の場所に当該物品移動させるのに使用することもできる。このような搬送は、システム10のように流体の流れを利用して達成することもできるし、従来のようにシステム10自体の物理的な移動を利用して達成することもできる。システム10は、テープ巻取り装置またはカッセト等の製品からテープをスレッドしたり巻き取ったりすることにより、柔軟で重量に対する面積の比が大きいテープ等のウエブを搬送する。ジェットのような空気の流れが出口22を出て物品８を支持する。この流れは、その流出方向に物品８を移動させるのに十分な力を有している。物品８は、動作表面14の向きに関係なく、部材12近傍において保持される。図14および15に示されているように、搬送経路は２次元的または３次元的である。動作表面14に対する角度は物品８を回転させるものであり、図12に示されているような鋭角ｂが好ましい。物品８の搬送に使用される場合、この角度および流れの動作表面に垂直な成分を最小にして、流れの搬送方向成分が最大にされる。システム10は、図９〜11に示されているように、テープワインダー78およびテープスレッダー80とともに使用されてきた。出口が小さいので、テープ79は湾曲部においても部材12と接触しない。例えば図９に示されているように、部材12は、プロジェクタのフィルム経路を経て供給リールから部材12へと供給された映画フィルム81のフィルム掛けを行う（スレッドする）のに使用されてきた。スレッディングが終わると出口22からの空気の流れが停止して、フィルム81の投影を行うことが可能になる。システム10をデータテープ、ビデオテープ、オーディオ磁気光学テープ79に対して使用する場合にも同様の原理が適用される。部材12は、図10に示されているように、テープ79の新しいリールをワインダー78にスレッドするのに使用されてきた。部材12を使用すれば、リーダーのないテープ79をリールに巻き取ることができる。さらに図11に示されているように、このシステムは、リールが１つであるカートリッジ84に対して、部材12を用いて、テープ79を搬送してカートリッジのリールを駆動リールに接続するのに使用されてきた。いくつかの部材12が同時に使用されて、幅の広いテープやウエブが搬送される。隣接する部材12間の隙間は、搬送流体の抜け口として作用する。他の実施例においては、搬送システムは３つの層を使用する積層構造として形成される。（すべての寸法はほぼ正確である。）第１の層52は、厚さ0.4mmでビニル材料から作られている。第２の層への接着のために片側の面に接着剤が塗布されている。第２の層56は、厚さ0.4mmでやはりビニル材料から作られている。第１および第３の層への接着のために両側の面に接着剤が塗布されている。第３の層60は、厚さ0.1mmでステンレス鋼から作られている。第３の層60上に形成された動作表面16の幅は25mmである。この搬送システムは、オリフィス19の配列を２つ有しており、動作表面16には出口20の配列が２つ形成されている。出口20は長方形であって、幅1.0mmで長さ5.0mmである。出口20は、動作表面のセンターラインに対して30°の角度をもって形成されている。出口20の最も外側の部分（前記センターラインからみて）は、動作表面の側縁部から3.5mmの位置にあり、センターラインの反対側にある対応する出口からは14.0mmの位置にあり、センターラインの同じ側にある隣接する出口の最も外側の部分からは12.0mmの位置にある。出口は、角度を有しており、直線状ではなく、段階状に形成された流体通路である。この通路により、流体は動作表面に対して１゜の角度をもって出口から出ていく。図２を参照すると、この角度は、第３の層60に形成された出口20の左下コーナーおよび右上コーナーに接する斜線と動作表面16との間に形成される角度として規定される。（第３の層60の厚さは0.1mmで、出口の長さは5mmである。）長さが27cmで出口を４５個有しているループ状に形成された搬送システム27が、可撓性を有するテープを搬送するのに使用された。このテープは、長さ25.4cm 、幅2.54cm、厚さ25.4ミクロン、重さ0.22グラムであった。第１の層に形成された入口への空気流の流入割合は、0.0006kg／秒〜0.0010kg／秒であった（空気の速度は、27m／秒〜235m／秒であり、そのときの搬送方向成分は23m／秒〜204m／秒であった）。これにより、出口における空気速度はほぼ300m／秒であり、物品がほぼ1650cm／秒で搬送された。ディスクがダイ切断された後でプレス機から取り出す際に、部材12を使用して、ダイ切断されたディスクの高速での非接触搬送を行うことが可能になる。その上、空気搬送システムでは、表面の不要物を除去することができる。ディスクは動作表面14近傍において支持されるので、ある部材12のコンベヤから他の部材12 へとディスクを搬送して、コンテナまたは物品の回収を変更することができる。前方への推進力を有する出口と逆方向への推進力を有する出口とを両方使用すれば、パンチされたディスクの湾曲を圧力差によって減じることができる。１つの搬送形態として、物品８を動作表面14上で回転させるものがある。それは図12および13に示されている。形状係数（form factor）が従来のものである、または従来のものとは異なる磁気的または光学的なディスク等の物品が使用された。クレジットカードの形状をした媒体が回転させられた。また、クレジットカードの形状をしたジャケット内の円形の媒体を回転させることもできた。さらにシステム10は、研磨フィルムとともに用いて、かるい研磨またはつや出しを行うヘッドを提供する空気ドライブとして使用されてきた。図16〜18には、接触により保持・下降を行う他の実施例が示されている。システム10’が、方向に関係なく物品８を動作表面14上に接触・保持するのに使用された。この実施例においては接触後に負圧が形成され、流体が出口22から動作表面14上に流れることはない。初期においては流体はオリフィス18を通過して流れ、通気口21として機能する他の通路を通って出ていく。オリフィス18と通気口21 との組み合わせにより、流体源36に接続された完全な通路が形成される。この結果、吸引により物品８を動作表面14に保持することができる。システム10’は、図17に示されているように、ペーパやコンポーネントを取り扱い、一部においては供給に使用される吸着カップ70であってもよい。この吸着カップは接着層72を使用して支持ブロック74に接着されている。また、システム10’は、図18に示されているように、プロセス操作の部品を保持するプロセスクランプ76として使用されてきた。部材12は、プロセス保持固定部（process holding fixture）の壁部上に並んでいる。さらに、フライス削り、研磨、彫刻において、システム10’を使用する真空チャックを使用して、非磁性材料を保持することもできる。図19Ａ〜19Ｇは、図16、17、18を参照して説明したように負圧を利用して接触・保持すべく構成された部材12の各層38を示している。この実施例においては、部分的な負圧を発生するためにベンチュリ層が使用されている。図19Ａに示された第１の層44は入口層であり、入口34として機能する開口部46を有している。図 19Ｂに示された第２の層48はベンチュリ層であり、部分的な負圧を発生する開口部50を有している。空気は136で示される位置からベンチュリ層に入り、ノズル部138および隙間140を通過し、ベント142および144から排出される。ノズル部13 8から出ていく流れは、隙間140内の圧力を減じる。この減じられた圧力は、他の層52、56、60、64を介して動作表面層68へと伝達される。図19Ｃに示されている第３の層52および図19Ｄに示されている第４の層56は、それぞれ、細長い開口部54および58を有している。これらの開口部は、流れ方向に空気を運ぶような方向とされている。図19Ｅに示されている第５の層60は、空気を出口22の方に向ける細長い開口部62を有している。図19Ｆに示されている第６の層６４は、出口22として機能する開口部66を有している。空気は出口22を通ってオリフィス18から出ていく。オリフィス18は、開口部50、54、58、62から構成されている。図19Ｇに示されている第７の層68は、多孔性で不織の動作表面層であり、部材12をカバーして不要物から保護する。この不織ウエブは、部分的な負圧を、動作表面14の反対側にまで伝達する。このようにして、製造プロセスにおいて、損傷を受け易い高度に研磨された部品の外表面をダメージを与えることなく保持することができる。前述の独立した複数の積層体が組み合わされて、１つの配列とされた。部分的な負圧の試験的値は、約4.8×10⁴パスカルを越えた。他の実施例においては、負圧源が層52、56、60、64に接続されて同様の保持作用が得られた。システム10の他の機能においては、オリフィス18は、図20に示された流体スイッチ86または図21に示された論理要素88として機能する。メンブレンスイッチは、例えばＰＥＴ等の電気的なメンブレンスイッチに使用されるのと同様の材料から作ることができる。このスイッチは、空気弁を操作するのに使用したり、論理・制御機能を提供するのに使用することができる。さらにシステム10は、図22および23に示されているように、検査ドランスデューサ90として使用されてきた。図22においては、部材12は空気による次元計測のために使用されている。物品から出口までの距離が、出口の直径の１／３よりも小さい場合、当該出口において測定される圧力はその距離に比例する。この距離 dが減少するにつれて、出口からの流れも減少し、その結果、mで示される位置での圧力が増加する。図23においては、部材12は、表面仕上げの程度を計測するのに使用されている。テストが行なわれた材料の表面粗さは、フローリストリクターとして機能する。マイクロ仕上げが粗い場合には乱流が発生し、空気の流れが減じられ、出口において測定される圧力が増加する。表面が仕上がっている場合には層流が促進され、その結果、出口における圧力が下がる。測定された出口における圧力は、テストされているサンプルの実際の表面仕上げの程度を示す指標となる。さらに、システム10は、適切な工具に取り付けられた場合には、テープアプリケータ92として使用して、複雑な形状の製品へのテープの貼付けを容易にすることができる。このことは、製品91に装飾テープ貼り付ける場合として図24に示されている。一定長さのテープがロールから切断され、貼付けパッド93に取り付けられた部材12により所定位置に運ばれ、下方への移動により製品へと貼り付けられる。貼付け位置においては、部材12およびパッド93は下方に押圧されて、テープを製品91に対して押し付ける。貼付けはテープの縁部から始まり、テープ表面を横断して、空気の侵入を防止し得るべく貼付けが終了するまで続けられる。テープの貼付けが終了すると、空気の供給が停止し、部材12が上方へ移動する。部材12は、搬送が行なわれているテープに対して物理的に接触せず、そして貼付けが行なわれるので、図25に示されているように、接着面72を部材12側に向けた状態で接着テープを搬送することができる。また、この機能は、図26〜29に示されているように、物品８の存在を検知するのにも使用されてきた。図26は、背圧を利用する物品センサ94を示している。空気が出口22から出ていく場合、出口22近傍の制御境界面において測定される圧力は低い。出口22近傍に置かれた物体が空気流れの障害となる場合、境界面における圧力が増加して、図26Ｂに示されているように、物体の存在を合図する。図27 は、さえぎることが可能な空気流の原理を示している。出口22から出た流体がシステム間の物品８に接触して当該物品８を検知することができるような方向に各部材12のオリフィス18を向けた状態で、２つのシステム10が間隔をおいて配置されている。送り側システム98と受取り側システム96との間に物品８が存在する場合、受取り側システム96の圧力が低下する。図28においては、さえぎることが可能な空気流を利用するシステムの範囲がクロスファイヤ技術によって拡大されている。第１の送り側システム102と受取り側システム96との間の流れに向けて、第２の送り側システム100が空気を噴射する。そして、第２の送り側システム100 の出口22から第１の送り側システム102および受取り側システム96の側部までの間隔を検出する。第２の送り側システム100からの流れは、通常は、第１の送り側システムからの空気流を拡散させる。物品８が存在する場合、第２の送り側システム100からの流れはさえぎられ、受取り側システム96における圧力は増加する。図29Ａは図26のセンサ94の斜視図であり、図29Ｂは図27のセンサ95の斜視図である。センサ本体は既存表面に取り付けることができる。センサ本体内の供給マニホルドが空気流を提供し、物体が検知ポート近傍に存在する場合、圧力の上昇を示す信号が通路を通して制御システムへと送られる。システム10は、物品８を取り扱い、物品８に対して機能すべく、既存表面に粘着して当該表面をシステムの一部に取り込むのに使用されてきた。システム10の一部に取り込まれた表面は、取り込まれていない表面に比べて僅かに厚い。このように、経済的かつ迅速に表面を取り込むことができる。取り込まれるべき既存表面が流体を供給するマニホルドである場合、図２に示されているように、オリフィス18と連通する孔をマニホルドの表面に形成することができる。物品８を取り扱い、物品８に対して機能する方法は、物品８を動作表面14上に置く工程、オリフィス18を通して流体を流す工程、および物品８を取り扱い、物品８に対して機能する工程を含んでいる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９４年５月２６日【補正内容】請求の範囲１．動作表面（14）、反対側の表面（16）、および少なくとも１つのオリフィス（18）を有する部材（12）を備えており、オリフィス（18）は、少なくとも１つの入口（34）から、部材（12）内を通って、動作表面上の少なくとも１つの出口（22）まで延びており、この結果、流体が入口（34）から部材（12）内に入り、オリフィス（18）を通過することができる、物品（８）を取り扱い物品（８）に対して機能する装置であって、オリフィス（18）を通過する流体が、動作表面（14）近傍に置かれた物品（８）が動作表面（14）に接触することを防止しつつ、物品（８）を取り扱い物品（８）に対して機能し、部材（12）は、積層され主要面に沿って互いに当接された複数の層（38）から構成されるウエブであり、動作表面（14）は、積層された複数の層（38）の外側の１層の外側の主要面から構成されており、各層（38）には、各層（38）の主要面をつなぐ貫通孔が少なくとも１つ形成されており、すべて主要面に存在する開口部を各層（38）が有している、装置。２．前記オリフィス（18）が不均一で非直線状であって、角度のある非直線状で段階状の流体通路を構成する、請求項１記載の装置。３．前記部材（12）が可撓性を有しており、前記複数の層（38）が積層体を形成している、請求項１記載の装置。４．前記ウエブの入口（34）に接続された流体源（36）、および流体源（36）からウエブを通って流れる流体を制御して物品（８）の移動を制御する手段をさらに有する、請求項３記載の装置。５．前記オリフィス（18）は流体が前記出口（22）を通ってオリフィス（18）から出ていくように向けられており、オリフィス（18）および出口（22）は物品（８）を動作表面（14）に沿って搬送するように構成されている、請求項１記載の装置。６．前記オリフィス（18）は流体が前記出口（22）を通ってオリフィス（18）から出ていくように向けられており、オリフィス（18）および出口（22）は物品（８）を動作表面（14）近傍で回転させるように構成されている、請求項１記載の装置。７．流体が前記出口（22）から出ていき、出口（22）から出ていく流体が、動作表面（14）近傍に置かれた物品（８）が動作表面（14）に接触することを防止しつつ、物品（８）を方向とは無関係に保持することとなるようにオリフィス（18）および出口（22）が向けられている、請求項１記載の装置。８．前記オリフィス（18）は、流体が出口（22）を通ってオリフィス（18）から出ていくように向けられており、さらにオリフィス（18）は、物品（８）を動作表面（14）に沿って搬送するように方向および形状が定められている、請求項７記載の装置。９．前記オリフィス（18）から出ていく流体が、動作表面（14）近傍に置かれた物品（８）と動作表面（14）との間に圧力差を形成して、方向とは無関係に物品（８）を動作表面（14）近傍に保持することとなるようにオリフィス（18）が向けられている、請求項１記載の装置。 10．前記部材（12）が動作表面（14）と反対側の表面（16）とをつなぐ側部を少なくとも１つ有している、先行するいずれかの請求項に記載された装置の、既存表面をシステム（10）の一部に取り込んで物品（８）を取り扱い物品（８）に対して機能するための使用。 11．前記オリフィス（18）から出ていく流体が、動作表面（14）近傍に置かれた物品（８）と動作表面（14）との間に圧力差を形成して、方向とは無関係に物品（８）を動作表面（14）近傍に保持することとなるようにオリフィス（18）が向けられている、請求項10記載の使用。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号０８／０７８，３８０ (32)優先日 1993年６月22日 (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ (72)発明者ムーア、アーサー・アールアメリカ合衆国55133―3427ミネソタ州セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス33427（番地の表示なし) (72)発明者ダンバー、ウィリアム・エムアメリカ合衆国55133―3427ミネソタ州セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス33427（番地の表示なし)

Claims

【特許請求の範囲】１．動作表面14、反対側の表面16、および少なくとも１つのオリフィス18を有する部材12を備えており、オリフィス18は、少なくとも１つの入口34から、部材12内を通って、動作表面上の少なくとも１つの出口22まで延びており、この結果、流体が入口34から部材 12内に入り、オリフィス18を通過することができる、物品８を取り扱い物品８に対して機能する装置10であって、オリフィス18を通過する流体が、動作表面14近傍に置かれた物品８が動作表面 14に接触することを防止しつつ、物品８を取り扱い物品８に対して機能し、部材12は、積層され主要面に沿って互いに当接された複数の層38から構成されるウエブであり、動作表面14は、積層された複数の層38の外側の１層の外側の主要面から構成されている、装置10。２．前記オリフィス18が不均一で非直線状であって、角度のある非直線状で段階状の流体通路を構成する、請求項１記載の装置10。３．前記部材12が可撓性を有しており、前記複数の層38が積層体を形成している、請求項１記載の装置10。４．前記ウエブの入口34に接続された流体源36、および流体源36からウエブを通って流れる流体を制御して物品８の移動を制御する手段をさらに有する、請求項３記載の装置10。５．前記オリフィス18は流体が前記出口22を通ってオリフィス18から出ていくように向けられており、オリフィス18および出口22は物品８を動作表面14に沿って搬送するように構成されている、請求項１記載の装置10。６．前記オリフィス18は流体が前記出口22を通ってオリフィス18から出ていくように向けられており、オリフィス18および出口22は物品８を動作表面14近傍で回転させるように構成されている、請求項１記載の装置10。７．流体が前記出口22から出ていき、出口22から出ていく流体が、動作表面14近傍に置かれた物品８が動作表面14に接触することを防止しつつ、物品８を方向とは無関係に保持することとなるようにオリフィス18および出口22が向けられている、請求項１記載の装置10。８．前記オリフィス18は、流体が出口22を通ってオリフィス18から出ていくように向けられており、さらにオリフィス18は、物品８を動作表面14に沿って搬送するように方向および形状が定められている、請求項７記載の装置10。９．動作表面14、反対側の表面16、動作表面1４と反対側の表面16とを接続する少なくとも１つの側部、および少なくとも１つのオリフィス18を有する部材12を備えており、オリフィス18は、少なくとも１つの入口34から、部材12内を通って、動作表面上の少なくとも１つの出口22まで延びており、この結果、流体が入口34から部材 12内に入り、オリフィス18を通過して、出口22から出ていくことができる、既存表面をシステムの一部に取り込んで物品８を取り扱い物品８に対して機能する装置10であって、部材12は、積層された複数の層38から構成されるウエブであり、オリフィス18を通過する流体が、動作表面14上に置かれた物品８が動作表面14 と接触することを防止しつつ、物品８を取り扱い物品８に対して機能する、装置 10。 10．前記オリフィス18から出ていく流体が、動作表面14近傍に置かれた物品８と動作表面14との間に圧力差を形成して、方向とは無関係に物品８を動作表面14近傍に保持することとなるようにオリフィス18が向けられている、請求項１または９記載の装置10。 11．動作表面1４と、内部を通って動作表面14上の出口22まで延びているオリフィス18を少なくとも１つと、を有する部材12上に、物品８を配置する工程、およびオリフィス18に流体を通して、動作表面14上に置かれた物品８が動作表面14と接触することを防止しつつ物品８を取り扱い物品８に対して機能する工程、を含む、物品８を取り扱い物品８に対して機能する、方法。 12．流体が前記出口22を通ってオリフィス18から出ていくように、オリフィス18 を向ける工程、および前記物品８が動作表面14に沿って搬送されるように、オリフィス18の方向および形状を定める工程をさらに有している、請求項11記載の方法。 13．流体が前記出口22を通ってオリフィス18から出ていくように、オリフィス18 を向ける工程、および前記物品８が動作表面14近傍で回転させられるように、オリフィス18の方向および形状を定める工程をさらに有している、請求項12記載の方法。