JPH11309686A - シリンダ付真空発生用ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】配管接続作業を不要とするとともに、占有面積
を減少させて空間の有効利用を図り、しかもシリンダ部
の応答速度を向上させることにある。 【解決手段】本体部１６と一体的に連結されたシリンダ
部２０を備え、前記シリンダ部２０は、ピストンロッド
９０の一端部に吸着用パッド７８が連結されるととも
に、前記本体部１６に連結された第１電磁弁４８の切換
作用下に、前記圧縮空気供給ポート３２から供給された
圧縮空気が該本体部１６に形成された第５通路５２また
は第６通路５６を介して第１シリンダ室５４ａまたは第
２シリンダ室５４ｂに供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、吸着用パ
ッド等の吸着手段に負圧を供給するとともに、シリンダ
が一体的に組み込まれたシリンダ付真空発生用ユニット
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、吸着用パッドに負圧を供給す
る手段として真空発生用ユニットが利用されている。こ
の種の真空発生用ユニットは、一般的に、負圧を発生さ
せるエゼクタと、チューブを介して吸着用パッド等の吸
着手段に連通接続される真空ポートと、前記エゼクタや
真空ポートに圧縮空気を送給し、あるいは遮断する弁機
構部と、複数の真空発生用ユニットに対して一括して圧
縮空気の供給および排気を行うマニホールドブロック等
から構成される。

【０００３】なお、前記吸着用パッドは、例えば、真空
発生用ユニットと別体で構成されたロボットのアーム等
にアダプタを介して連結され、前記アームが吸着用パッ
ドと一体的に、Ｘ軸、Ｙ軸並びにＺ軸の３軸方向に沿っ
て変位することにより、ワークを吸着し且つ搬送するこ
とができる。また、前記吸着用パッドに対する負圧の供
給は、該吸着用パッドに連結されたアダプタに接続され
るチューブを介して行われ、前記チューブは真空発生用
ユニットの真空ポートに接続されている。

【０００４】このような従来技術に係る真空発生用ユニ
ットの概略動作について説明する。

【０００５】弁機構部を介してエゼクタに圧縮空気を供
給し負圧を発生させる。前記エゼクタで発生した負圧
は、真空ポートに接続されたチューブを通じて吸着用パ
ッドに送給され、吸着用パッドに発生した負圧作用によ
ってワークが吸着される。このようにして吸着用パッド
に吸着保持されたワークは、ロボットのアームの変位作
用下に所定の位置まで搬送される。

【０００６】次に、吸着用パッドに吸着保持されたワー
クを離脱させる場合、圧縮空気を弁機構部から真空ポー
トに連通する通路を介して吸着用パッドに送給すること
により、前記吸着用パッドの負圧状態が解除される。こ
の結果、ワークが吸着用パッドから離間し所望の位置に
搬送される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術に係る真空発生用ユニットは、前記真空発生用
ユニット自体を単体で用いることがなく、その周辺機器
に配管接続し流体圧回路を構成して使用するのが通常で
ある。例えば、吸着用パッドをシリンダのピストンロッ
ドの一端部に連結するとともに前記シリンダをリニアア
クチュエータのスライドテーブルに搭載して使用する場
合、シリンダのポートに供給される圧縮空気を切り換え
制御する切換弁が別途必要になるとともに、圧縮空気供
給源と切換弁との間、並びに前記切換弁とシリンダとの
間をチューブによってそれぞれ配管接続しなければなら
ない。

【０００８】このように、従来技術に係る真空発生用ユ
ニットでは、それ自体を単体で用いることがなく他の周
辺機器と組み合わせて用いられるため、前記真空発生用
ユニットと他の周辺機器との配管接続作業が煩雑になる
とともに、該真空発生用ユニットを含む他の周辺機器に
よって占有面積が増大するという不具合がある。

【０００９】また、従来技術に係る真空発生用ユニット
を用いた場合、圧縮空気供給源と切換弁との間並びに前
記切換弁とシリンダとの間がチューブによって接続され
ているため、チューブ内を圧縮空気が流通する際の流路
抵抗が大きくなって前記シリンダを駆動させるときの応
答速度が遅くなるという不具合がある。

【００１０】本発明は、前記の不具合を考慮してなされ
たものであり、配管接続作業を不要とするとともに、占
有面積を減少させて空間の有効利用を図り、しかもシリ
ンダ部の応答速度を向上させることが可能なシリンダ付
真空発生用ユニット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】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、圧力流体供給源に接続される圧力流体
供給ポート、吸着手段に接続される真空ポートおよび前
記圧力流体供給ポートから供給された圧力流体を外部に
排出する排出ポートが設けられた本体部と、前記圧力流
体供給ポートから供給された圧力流体の作用下に負圧を
発生させるエゼクタ部と、前記本体部と一体的に連結さ
れたシリンダ部と、を備え、前記シリンダ部は、ピスト
ンロッドの一端部に吸着手段が連結されるとともに、前
記本体部に連結された電磁弁の切換作用下に、前記圧力
流体供給ポートから供給された圧力流体が該本体部に形
成された通路を介して第１シリンダ室または第２シリン
ダ室に供給されることを特徴とする。

【００１２】本発明によれば、本体部にシリンダ部を一
体的に組み込むことにより、圧力流体供給源とシリンダ
部との配管接続作業が不要となり流路抵抗を減少させる
ことができる。また、前記シリンダ部を駆動させるため
の電磁弁も本体部に一体的に組み込まれるため、占有面
積を減少させて小型化することができる。

【００１３】さらに、シリンダ部を本体部に一体的に組
み込み、シリンダ部に圧力流体を供給する通路の流路抵
抗を減少させることにより応答速度を向上させることが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係るシリンダ付真空発生
用ユニットについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図
面を参照しながら以下詳細に説明する。

【００１５】図１において、参照数字１０は、本発明の
実施の形態に係るシリンダ付真空発生用ユニットを示
す。

【００１６】このシリンダ付真空発生用ユニット１０
は、第１ブロック体１２および第２ブロック体１４から
なる本体部１６と、前記本体部１６の上面部および前記
上面部に直交する一側面部に配設された複数の電磁弁か
らなる電磁弁部１８と、前記本体部１６の下部側に一体
的に連結されたシリンダ部２０と、前記本体部１６の内
部に配設され、ノズル２２およびディフューザ２４を有
するエゼクタ部２６と（図２参照）、前記第１ブロック
体１２の凹部に装着されワークの吸着状態を確認する検
出部２８とから構成される。

【００１７】本体部１６の上面部には、図２に示される
ように、チューブ（図示せず）を介して圧縮空気供給源
（圧力流体供給源）３０に接続されるとともに、前記エ
ゼクタ部２６およびシリンダ部２０に圧縮空気を供給す
るための圧縮空気供給ポート（圧力流体供給ポート）３
２が形成されている。また、前記上面部に直交する一側
面部にはサイレンサ３４が配設され、エゼクタ部２６を
通過した圧縮空気は、実質的に排出ポートとして機能す
る通路３６を介してサイレンサ３４から外部に排気され
る。

【００１８】前記圧縮空気供給ポート３２は、下方側に
向かって所定長だけ延在する第１通路３８に連通し、前
記第１通路３８の途中から分岐して第２通路４０および
第３通路４２が形成されている。前記第２通路４０の途
中には、通路内を流通する圧縮空気の流量を制御する第
１可変絞り４４が配設され、該第２通路４０は屈曲する
第４通路４６を経由してシリンダ駆動用の３ポート弁か
らなる第１電磁弁４８に接続されている。この場合、シ
リンダ駆動用の第１電磁弁４８を３ポート弁で構成する
ことによりポート数を減少させ、余分な通路を設ける必
要がないために本体部１６を小型化することができる。

【００１９】また、第３通路４２の途中には、通路内を
流通する圧縮空気の流量を制御する第２可変絞り５０が
配設され、前記第３通路４２は、第５通路５２を経由し
てシリンダ部２０の第１シリンダ室５４ａに連通してい
る。なお、前記第１電磁弁４８には、シリンダ部２０の
第２シリンダ室５４ｂに連通する第６通路５６が接続さ
れている。

【００２０】さらに、第２通路４０の途中から分岐して
上方に延在する第７通路５８が形成され、前記第７通路
５８は本体部１６の上面部に搭載されたオン／オフ弁駆
動用の第２電磁弁６０に接続される。前記第２電磁弁６
０の出力側には後述する室６２に連通する第８通路６４
が接続され、前記第８通路６４を介してオン／オフ弁６
６にパイロット圧が供給されることにより該オン／オフ
弁６６がオン状態となる。

【００２１】本体部１６の内部には前記第１通路３８に
連通する室６２が形成され、前記室６２内には略水平方
向に所定長だけ変位自在な弁体６８を有するオン／オフ
弁６６が配設される。

【００２２】このオン／オフ弁６６は、図４Ａ並びに図
４Ｂに示されるように、前記弁体６８を囲繞するように
円筒状に形成され、前記室６２内に固定されたリテーナ
６９を有する。前記弁体６８の一端側の外周面には、前
記リテーナ６９の着座部７１に着座して室６２を閉塞す
る第１リング体７３が装着され、該弁体６８の他端側の
外周面には、リテーナ６９の内壁面に沿って摺動する第
２リング体７５が装着されている。前記第１および第２
リング体７３、７５は、天然ゴムまたは合成ゴム等の弾
性材料によって形成されている。

【００２３】また、前記弁体６８には、該弁体６８の略
中央部から第１リング体７３まで延在する段付環状溝７
７が形成され、さらに、リテーナ６９の段部に当接する
ことにより弁体６８の左方向への変位量を規制するスト
ッパ部７９が形成されている。前記リテーナ６９には、
段付環状溝７７に連通する孔部８１が形成されている。
なお、参照数字８３はパッキンを示し、参照数字８５
は、Ｏリングを示している。

【００２４】前記第１通路３８を介して供給される圧縮
空気の作用下に、弁体６８が図４Ａに示されるように右
方向に変位し、第１リング体７３がリテーナ６９の着座
部７１に着座することにより室６２が閉塞され、オン／
オフ弁６６がオフ状態となる。一方、第２電磁弁６０の
付勢作用下に第８通路６４を介して供給されるパイロッ
ト圧によって、弁体６８が図４Ｂに示されるように左方
向に変位し、第１リング体７３が着座部７１から離間す
ることによりオン／オフ弁６６がオン状態となる。この
場合、第１通路３８を介して供給された圧縮空気は、矢
印Ａで示すように、段付環状溝７７並びに第１リング体
７３と着座部７１との間の空間を経由してエゼクタ部２
６に導出される。

【００２５】従って、オン／オフ弁６６がオフ状態にあ
る場合、エゼクタ部２６に対する圧縮空気の供給が停止
され、前記オン／オフ弁６６がオン状態となることによ
り、第１通路３８を介して圧縮空気がエゼクタ部２６に
供給される。

【００２６】エゼクタ部２６を構成するノズル２２とデ
ィフューザ２４との間には、真空ポート７０に連通する
第９通路７２が接続され、エゼクタ部２６において発生
する負圧は、前記真空ポート７０に連結された管継手７
４および前記管継手７４に接続されたチューブ７６を介
して後述する吸着用パッド（吸着手段）７８に導入され
る。

【００２７】また、第１通路３８は、途中から分岐する
図示しない通路を介して真空破壊用の第３電磁弁８０に
接続され、前記第３電磁弁８０の出力側には第９通路７
２に連通する第１０通路８２が形成されている。前記第
１０通路８２の途中には、通路を流通する圧縮空気の流
量を制御する第３可変絞り８４が配設されている。

【００２８】シリンダ部２０は、本体部１６と一体的に
連結されるシリンダボデイ８６と、前記シリンダボデイ
８６の内部に形成された第１および第２シリンダ室５４
ａ、５４ｂに収装され前記第１および第２シリンダ室５
４ａ、５４ｂに沿って摺動するピストン８８と、一端部
が前記ピストン８８に係着され他端部が吸着用パッド７
８に連結されたピストンロッド９０とを含む。

【００２９】一般的に、ピストンの直径とピストンロッ
ドとの直径の比は、約２：１に設定されているのが通常
であるが、本実施の形態では、ピストン８８を矢印Ｘ方
向により一層高速で変位させるためにピストン８８の直
径とピストンロッド９０との直径の比を約３：２に設定
している。

【００３０】また、シリンダボデイ８６の一端部には、
ピストンロッド９０を摺動自在に支持する軸受ブロック
９２が連結され、前記軸受ブロック９２のねじ部９４に
はリング部材９６が嵌合される。この場合、図示しない
ナット部材を前記ねじ部９４に螺合させることにより、
例えば、ハンドラ等の吸着搬送装置のＺ軸にシリンダ付
真空発生用ユニット１０を連結させることが可能であ
る。

【００３１】検出部２８は半導体圧力センサ９８を有
し、前記半導体圧力センサ９８によって吸着用パッド７
８に供給される負圧を検出することにより、ワークの吸
着状態を確認することができる。

【００３２】本発明の実施の形態に係るシリンダ付真空
発生用ユニット１０は、基本的には以上のように構成さ
れるものであり、次にその動作並びに作用効果について
図３に示す回路構成図に基づいて説明する。

【００３３】圧縮空気供給源３０から供給された圧縮空
気は、圧縮空気供給ポート３２を介して第１通路３８に
導入される。前記第１通路３８に導入された圧縮空気
は、第１通路３８から分岐する第３通路４２を介して第
２可変絞り５０によって所定の流量に絞られた後、シリ
ンダ部２０の第１シリンダ室５４ａ内に供給される。従
って、シリンダ部２０の第１シリンダ室５４ａには、常
時、圧縮空気が供給されている。また、圧縮空気供給ポ
ート３２から導入された圧縮空気は第１通路３８に連通
するオン／オフ弁６６の室６２内に供給され、前記圧縮
空気の作用下に、弁体６８が図４Ａに示されるように右
方向に変位して、オン／オフ弁６６がオフ状態になって
いる。

【００３４】このような状態において、図示しないコン
トローラから出力されたオン信号によってシリンダ駆動
用の第１電磁弁４８をオン状態とする。前記第１電磁弁
４８がオン状態となることにより、相互に連通する第２
通路４０、第４通路４６および第６通路５６を介して第
２シリンダ室５４ｂに圧縮空気が供給される。

【００３５】この場合、一方の第１シリンダ室５４ａお
よび他方の第２シリンダ室５４ｂにそれぞれ圧縮空気が
供給されるため、第１および第２シリンダ室５４ａ、５
４ｂの圧力はそれぞれ略同圧に保持された状態にある。
このため、ピストン８８は、第１シリンダ室５４ａ側の
受圧面積と第２シリンダ室５４ｂ側の受圧面積との差に
よって移動する。

【００３６】本実施の形態では、ピストン８８の直径と
ピストンロッド９０の直径の比が約３：２に設定され、
第２シリンダ室５４ｂ側の受圧面積に対して第１シリン
ダ室５４ａ側の受圧面積を大きく設定することにより、
前記ピストン８８が高速で矢印Ｘ方向に変位する。この
結果、前記ピストン８８に係着されたピストンロッド９
０が吸着用パッド７８と一体的に矢印Ｘ方向に高速で変
位する。

【００３７】一方、図示しないコントローラは、オン／
オフ弁駆動用の第２電磁弁６０にオン信号を入力し、前
記第２電磁弁６０をオン状態とする。前記第２電磁弁６
０がオン状態となることにより、相互に連通する第７通
路５８および第８通路６４を介してパイロット圧が室６
２内に供給され、図４Ｂに示されるようにオン／オフ弁
６６がオン状態となる。これにより、第１通路３８から
導入された圧縮空気はオン／オフ弁６６を通過してエゼ
クタ部２６に供給される。

【００３８】エゼクタ部２６では、ノズル２２のノズル
孔からディフューザ２４に向かって圧縮空気が噴出する
ことにより負圧が発生し、この負圧は、第９通路７２お
よび真空ポート７０に接続されたチューブ７６を介して
吸着用パッド７８に供給される。

【００３９】従って、シリンダ部２０のピストンロッド
９０と一体的に吸着用パッド７８がワークに接触し、負
圧作用下に吸着用パッド７８がワークを吸着すると発生
する負圧がさらに上昇し、その負圧が半導体圧力センサ
９８によって検出される。前記半導体圧力センサ９８に
よって検出された吸着確認信号は、図示しないコントロ
ーラに送られ、前記コントローラは、吸着確認信号を受
け取ることにより、吸着用パッド７８によってワークが
確実に吸着されたことを確認する。

【００４０】次に、吸着用パッド７８によってワークが
吸着保持された状態において、図示しないコントローラ
から第１電磁弁４８にオフ信号を導出し、前記第１電磁
弁４８をオフ状態にする。この結果、第１電磁弁４８が
オフ状態となることにより、シリンダ部２０の第２シリ
ンダ室５４ｂは、大気に連通した開放状態となり、シリ
ンダ部２０の第１シリンダ室５４ａに供給される圧縮空
気の作用下に、ピストン８８が矢印Ｙ方向に変位する。
そして、ピストン８８に係着されたピストンロッド９０
と一体的にワークを吸着保持する吸着用パッド７８が、
矢印Ｙ方向に変位する。

【００４１】このようにしてワークが所定距離だけ移動
した後、前記吸着用パッド７８の負圧を解除してワーク
を所定位置に離脱させる場合について説明する。

【００４２】図示しないコントローラは、オン／オフ弁
駆動用の第２電磁弁６０にオフ信号を導出する。この結
果、第２電磁弁６０がオフ状態となることによりオン／
オフ弁６６がオフ状態となり、エゼクタ部２６に対する
圧縮空気の供給が停止し、真空ポート７０から吸着用パ
ッド７８に対する負圧の供給が停止する。

【００４３】一方、図示しないコントローラは、真空破
壊用の第３電磁弁８０にオン信号を導出し、前記第３電
磁弁８０をオン状態にする。この結果、圧縮空気供給ポ
ート３２から供給された圧縮空気は、相互に連通する第
７通路５８、第１０通路８２および真空ポート７０を経
由して吸着用パッド７８に圧縮空気が供給され、該吸着
用パッド７８のワークに対する吸着状態が解除される。

【００４４】ワークが吸着用パッド７８から離脱するこ
とにより負圧状態から大気圧状態となり、前記大気圧を
半導体圧力センサ９８によって検出し、半導体圧力セン
サ９８は、図示しないコントローラにワーク離脱信号を
送る。コントローラは、前記ワーク離脱信号を受け取る
ことにより、吸着用パッド７８からワークが離脱したこ
とを確認する。このようにして、吸着用パッド７８から
ワークを確実に離脱させることができる。

【００４５】本実施の形態では、本体部１６内にシリン
ダ部２０を一体的に組み込むことにより、圧縮空気供給
源３０とシリンダ部２０との配管接続作業を不要にする
とともに、占有面積を減少させて小型化することができ
る。

【００４６】また、本実施の形態では、本体部１６内に
シリンダ部２０が一体的に組み込まれるため、チューブ
等の配管通路による流路抵抗が減少し、シリンダ部２０
を駆動させる際の応答速度を向上させることができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００４８】すなわち、本体部にシリンダ部を一体的に
組み込むことにより、圧力流体供給源とシリンダ部との
配管接続作業が不要となり流路抵抗を減少させることが
できる。

【００４９】また、前記シリンダ部を駆動させるための
電磁弁が本体部に一体的に組み込まれるため、占有面積
を減少させて小型化することができる。

【００５０】さらに、シリンダ部を本体部に一体的に組
み込み、シリンダ部に圧力流体を供給する通路の流路抵
抗を減少させることにより応答速度を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るシリンダ付真空発生
用ユニットの斜視図である。

【図２】図１に示すシリンダ付真空発生用ユニットの縦
断面図である。

【図３】図１に示すシリンダ付真空発生用ユニットの回
路構成図である。

【図４】図４Ａは、オン／オフ弁のオフ状態を示す拡大
断面図であり、図４Ｂは、オン／オフ弁のオン状態を示
す拡大断面図である。

【符号の説明】

１０…シリンダ付真空発生用ユニット １２、１４…
ブロック体 １６…本体部 １８…電磁弁
部 ２０…シリンダ部 ２６…エゼク
タ部 ２８…検出部 ３０…圧縮空
気供給源 ３２…圧縮空気供給ポート ３４…サイレ
ンサ ３６、３８、４０、４２、４６、５２、５６、５８、６
４、７２、８２…通路 ４４、５０、８４…可変絞り ４８、６０、
８０…電磁弁 ５４ａ、５４ｂ…シリンダ室 ６６…オン／
オフ弁 ７０…真空ポート ７８…吸着用
パッド ８６…シリンダボデイ ８８…ピスト
ン ９０…ピストンロッド ９２…軸受ブ
ロック

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力流体供給源に接続される圧力流体供給
   ポート、吸着手段に接続される真空ポートおよび前記圧
   力流体供給ポートから供給された圧力流体を外部に排出
   する排出ポートが設けられた本体部と、 前記圧力流体供給ポートから供給された圧力流体の作用
   下に負圧を発生させるエゼクタ部と、 前記本体部と一体的に連結されたシリンダ部と、 を備え、前記シリンダ部は、ピストンロッドの一端部に
   吸着手段が連結されるとともに、前記本体部に連結され
   た電磁弁の切換作用下に、前記圧力流体供給ポートから
   供給された圧力流体が該本体部に形成された通路を介し
   て第１シリンダ室または第２シリンダ室に供給されるこ
   とを特徴とするシリンダ付真空発生用ユニット。
2. 【請求項２】請求項１記載のシリンダ付真空発生用ユニ
   ットにおいて、電磁弁は、３ポート電磁弁からなること
   を特徴とするシリンダ付真空発生用ユニット。