JPS62215116A - 多カツプ式負圧吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、垂直壁などの壁面に吸着支持され、その壁面
に沿って移動する壁面移動ロボットや、不定形物資を吸
着して搬送する負圧吸着搬送装置等に用いられる負圧吸
着装置に関するもので、特に、複数個の吸着カップを備
えた多カップ式負圧吸着装置に関するものである。

（従来の技術） 負圧吸着装置は、ゴム等の弾性材料によって気密に形成
された吸着カップを、壁面や搬送物等の吸着面に密着さ
せ、真空ポンプ等の負圧発生装置によりその吸着カップ
の内部を負圧化することによって、その吸着面に吸着さ
せるようにしたものである。壁面移動ロボット等の場合
には、そのような負圧吸着装置が複数個、スライド可能
に設けられ、その負圧吸着装置の一部を壁面に沿って前
方にスライドさせた後、残りの負圧吸着装置をロボット
本体とともに前方にスライドさせることにより、ロボッ
ト本体が前方に移動されるようになっている。

従来は、このような負圧吸着装置は、吸着カップを１個
のみ備えるものとされていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、そのように吸着カップを１個しか備えて
いない負圧吸着装置では、その吸着カップが位置する壁
面等の吸着面に大きな凹凸や溝等があった場合には、そ
の吸着カップと吸着面との間にすきまが生じ、吸着カッ
プ内に外気が流入するので、その負圧吸着装置による吸
着力を発揮させることができなくなってしまう。

このような問題に対処するためには、各負圧吸着装置に
それぞれ複数個の吸着カップを取り伺けるようにするこ
とが考えられる。その場合、それらの吸着カップは、単
一の真空ポンプ等に接続されるようにすることが望まれ
る。しかしながら、単にそのようにすると、吸着面の凹
凸あるいは溝等の部分に位置する開放された吸着カップ
から外気が吸い込まれるので、真空ポンプ等による負圧
発生作用が低下してしまう。そのために、吸着面に密着
している他の吸着カップ内の負圧度を十分に高めること
ができなくなり、その負圧吸着装置の吸着力が低下して
しまう。

このようなことから、従来は、単一の真空ポンプ等の負
圧発生装置を備えた負圧吸着装置では、吸着カップを複
数個としても、１個の場合と同様の問題があるものと考
えられていた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、負圧吸着装置が複数個の吸着カップを
有するものとして、その全吸着カップを単一の負圧発生
装置に接続するようにしながら、吸着面に対して開放さ
れている吸着カップからは空気が吸い込まれることのな
いようにすることにより、吸着面に密着している吸着カ
ップに十分な吸着力を発揮させ、凹凸や溝等のある吸着
面にも確実に吸着させることのできる負圧吸着装置が得
られるようにすることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、複数個の吸着
カップと単一の負圧発生装置とを連通させる各連通路に
、その連通路を導通あるいは閉塞させ得る弁等の制御装
置を設けるようにしている。その制御装置は、吸着面と
の間が密閉されている吸着カップに連通する連通路は導
通させるとともに、吸着面との間が開放されている吸着
カップに連通ずる連通路は閉塞するものとされている。

（作用） このように構成することにより、吸着面の溝等に面して
吸着力を発生し得ない状態にある吸着カップと負圧発生
装置との間は、その連通路が閉塞されるので、その吸着
カップから吸い込まれる空気によって負圧発生装置の吸
気作用が妨げられるようなことはなくなる。一方、吸着
面に密着した吸着カップの内部からは、負圧発生装置に
よって空気が吸い出されるので、その吸着カップは十分
な吸着力を発揮するようになる。したがって、負圧吸着
装置が接する吸着面に凹凸や溝等がある場合にも、いく
つかの吸着カップによって確実な吸着力が得られるよう
になる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図中、第１図は、本発明による負圧吸着装置の一実施例
を示す縦断面図である。

この図から明らかなように、この負圧吸着装置ｌは、複
数個の吸着カップ２１　　＋　２２　　＋　２３を備え
ている。それらの吸着カップ２１〜２３は、ゴム等の弾
性材料からなる円筒状のもので、その基端が中空箱状フ
レーム３の一つの面３ａに気密に取り付けられている。

こうして、各吸着カップ２１〜２３の内部には、その吸
着カップ２．〜２３とフレーム３の面３ａとによって囲
まれ、先端側が開いた空間’１　　＋　４２　　＋４３
が形成されている。そして、それら吸着カップ２１〜２
３の先端は、壁面等の吸着面５の平坦部分には全周を密
着させ得るようにされている。

フレーム３の内部の中空室６と各吸着カップ２１〜２３
の内部空間４１〜４３とは、それぞれ連通路７１．７．
．７３によって個々に連通ずるようにされている。そし
て、フレーム３の面３ａには、これらの連通路７１〜７
３をそれぞれ開閉し得る弁８１　＋８２．８３が取り付
けられている。この弁８１〜８３は、基端がフレーム３
の面３ａに固着された弾性板からなるもので、通常時に
はその先端がフレーム３の面３ａかられずかに離れ、そ
の間のすきまを通して各吸着カップ２１〜２３の内部空
間４１〜４３と連通路７１〜７３とがそれぞれ連通ずる
状態で保持されるように付勢されている。

フレーム３の内部の中空室６は、連結管９によって真空
ポンプ１０に接続され、その中空室６を通して吸着カッ
プ２１〜２３内の空気を吸引することができるようにさ
れている。したがって、この実施例では、これら中空室
６及び真空ポンプ１０によって、単一の負圧発生装置が
構成されている。

このように構成された負圧吸着装置ｌを吸着面５に吸着
させるときには、フレーム３によって吸着カップ２．〜
２３の先端を吸着面５に押し付け、真空ポンプ１０を作
動させる。すると各吸着カップ２１〜２３の内部空間４
１〜４３内の空気が、弁８１〜８３とフレーム３の面３
ａとの間のすきまから連通路７１〜７３を通してフレー
ム３の中空室６内へと吸引される。

このとき、第１図に示されているように、吸着カップ２
１及び２３が面する吸着面５は平坦面であり、吸着カッ
プ２２が面する吸着面５の部分には溝１１があるとする
。その場合には、吸着カップ２１＋２３と吸着面５との
間は密閉されているので、その吸着カップ２．．２３か
ら吸引される空気は、その吸着カップ２１＋２３の内部
空間４．．４３内の空気のみとなる。すなわち、その空
気量は少ないので、弁８１　　＋　８３とフレーム３の
面３ａとの間のすきまを流れる空気の流速は小さい。し
たがって、弁８１．８３は作動せず、連通路７１＋７３
は導通状態のまま保持される。その結果、吸着カップ２
１＋２３内は負圧となり、大きな吸着力が発生する。

一方、吸着カップ２２の内部空間４２は、吸着面５の溝
１１を介して外部に開放されているので、フレーム３の
中空室６が負圧となると、外部の空気が溝ｌｌを通して
吸着カップ２２の内部空間４２へと流入し、その大量の
空気が弁８２とフレーム３の面３ａとの間のすきまを通
して流れることになる。したがって、そのすきまを流れ
る空気の流速が大きくなり、弁８２がフレーム３の面３
ａに密着する。その結果、連通路７２が閉塞される。そ
して、一旦弁８２がフレーム３に密着すると、その弁８
２は、連通路７２内の負圧と吸着カップ２２の内部空間
４２内の大気圧との差圧によって、その状態で保持され
る。こうして、開放された吸着カップ２２からの空気の
流入が防止され、フレーム３の中空室６内が確実に負圧
に保たれる。

第２図は、本発明による負圧吸着装置の他の実施例を示
す要部の縦断面図である。

この実施例では、フレーム３の面３ａに、弁８１〜８３
が閉じたときその弁８１〜８３の先端が当接し、その弁
８１〜８３とフレーム３の面３ａとの間に小さなすきま
を形成する突起１２が設けられている。

このような突起１２を設けることにより、例えば吸着カ
ップ２２が開放されているとき、その吸着カップ２２に
連通ずる連通路７２は、完全には閉塞されず、部分的に
閉塞された状態となる。したがって、負圧吸着装置１が
吸着面５に沿ってスライドされ、その吸着カップ２２が
溝１１から離れて密閉されたとき、その吸着Ｏ カップ２２の内部空間４２内の空気が連通路７りを通し
て吸引されるようになる。その結果、その内部空間４２
が負圧となり、弁８２が自己の弾力によって開く。こう
して、連通路７２が導通し、他の密閉された吸着カップ
２．．２３　と同様な状態に自動的に復帰する。

一方、密閉されていた吸着カップ、例えば２３が、負圧
吸着装置１のスライドに伴って溝１１に面する位置にま
で達すると、その吸着カップ２３の内部空間４３には外
気が流れ込む。その結果、弁８３とフレーム３の面３ａ
との間のすきまを通して流れる空気の流速が大きくなり
、その弁８３が閉じて、連通路７３が部分的に閉塞され
る。そして、その空気の流れによって、弁８３はその状
態で保持される。

このような負圧吸着装置１においても、弁８１〜８３が
閉じたときには、その弁８１〜８３とフレーム３の面３
ａとの間のすきまが極めて小さくなるので、そのすきま
からフレーム３の中空室６内に流入する空気量は比較的
少ない。したがって、中空室６内の負圧度は十分に高く
保たれる。ただし、真空ポンプ１０は常時作動させてお
く必要がある。

第３図は、本発明による負圧吸着装置の更に異なる実施
例を示す縦断面図である。

この実施例では、吸着カップ２．〜２３は、ベローズ１
３．．１３２．１３３のような伸縮自在の筒状体を介し
てフレーム３の面３ａに気密に取り付けられている。ま
た、フレーム３の周辺部には、その面３ａから突出する
スカート部１４が設けられている。

このように構成することにより、吸着面５が湾曲してい
るような場合にも、各吸着カップ２１〜２３をその吸着
面５に密着させることができるようになる。このとき、
ベローズ１３゜〜１３３はその内部の負圧によって収縮
するので、フレーム３は、そのスカート部１４が吸着面
５に接した状態で支持される。そして、例えば吸着カッ
プ２２と吸着面５との間にすきまが生じるような場合に
は、第１図あるいは第２図の実施例と同様に、その吸着
カップ２２に連通ずる連通路７２が弁８２によって閉塞
される。

また、第４図に示されているように、その負圧吸着装置
１が段差１５のある吸着面５に面し、中央の吸着カップ
２２がその段差１５に当接する状態にあるときには、両
側の吸着カップ２ｔ＋２３が吸着面５の平坦部分に密着
し、その内部の負圧によってベローズ１３．．１３３が
収縮する。それによって、フレーム３は、そのスカート
部１４が吸着面５に沿う安定状態で支持される。そして
、開放された吸着カップ２２に連通ずる連通路７２は、
弁８２によって閉塞される。

このように、この実施例によれば、吸着面５の形状に対
する適応特性が著しく良好となり、しかも、空気の漏れ
の少ない、安定した負圧吸着装置とすることができる。

なお、上記実施例においては、連通路７１〜７３を導通
あるいは閉塞させる制御装置として、その連通路７１〜
７３を流れる空気の流速、すなわち空気量に応じて開閉
する弁８１〜８３を用いるようにしているが、そのよう
な弁８１〜８３の代わりに、各吸着カップ２１〜２３内
の負圧度を検出して、吸着カップ２１〜２３が開放され
てその負圧度が低いときには対応する連通路７１〜７３
を閉塞し、吸着カップが密閉され負圧度が高いときには
対応する連通路７１〜７３を導通させる圧力感応型の制
御弁等を用いるようにすることもできる。そのような場
合にも、連通路７１〜７３は部分的に閉塞されるものと
することができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、一つ
の負圧吸着装置に複数個の吸着カップを設け、各吸着カ
ップを単一の負圧発生装置に個々に連通させる連通路を
、対応する吸着カップが密閉されているときには導通さ
せるとともに、開放されているときには閉塞させるよう
にしているので、吸着力を発生し得る吸着カップのみが
作動して、他の吸着カップからは空気の吸入が防止され
るようになる。したがって、吸着面に凹凸や溝等がある
ときにも、少なくとも一部の吸着カップによって十分な
吸着力が発揮され、その吸着面に確実に吸着されるよう
になる。

そして、その連通路を導通・閉塞させる制御装置は、簡
単な逆止弁等によって構成することができるので、その
負圧吸着装置は著しく単純な構造のものとすることがで
き、信頼性の高いものとすることができるとともに、小
型軽量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による多方−２プ式負圧吸着装置の一
実施例を示す縦断面図、 第２図は、本発明による多カップ式負圧吸着装置の他の
実施例を示す要部の縦断面図、第３図は、本発明による
多カップ式負圧吸着装置の更に異なる実施例を示す縦断
面図、第４図は、第３図の負圧吸着装置が段差のある吸
着面に吸着している状態を示す側面図である。 １・・・負圧吸着装置 ２１．２２．２３・・・吸着カップ ５・・・吸着面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一の負圧発生装置と、 吸着面に密着させ得る複数個の吸着カップ と、 その吸着カップを前記負圧発生装置に個々に連通させる
   複数の連通路と、 その連通路の各々に設けられ、対応する吸着カップと前
   記吸着面との間が密閉されているときにはその連通路を
   導通させるとともに、その間が開放されているときには
   その連通路を閉塞する制御装置と、 を備えている、多カップ式負圧吸着装置。
2. （２）前記制御装置が、 対応する連通路を流れる空気量に応じて開閉される弁に
   よって構成されている、 特許請求の範囲第１項記載の負圧吸着装置。
3. （３）前記制御装置が、 対応する吸着カップと前記吸着面との間が開放されてい
   るとき、その吸着カップに連通する前記連通路を部分的
   に閉塞するものとされている、 特許請求の範囲第１項又は第２項記載の負圧吸着装置。