JPS63288689A - ワークピースの吸着ホルダ - 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】 本発明はワークピースを取扱う吸着ホルダに関する。詳
しくは、吸着ホルダはワークピースと吸着ホルダ間に吸
着室を画定するため、ワークピースと係合するため置か
れた可撓性材料の吸着板、真空ラインと接続するコネク
タとを有している。

このコネクタはワークピースと係合する側と反対側の吸
着板の中央部から延び出しており、その中に吸着室の中
に開口する管をもっており、吸着室と真空ライン間の連
通を可能としている。

このような吸着ホルダは材料を取り扱うため様々な応用
、例えば、ワークピースが装荷あるいは非装荷されると
きに使用される。そして、ワークピースのｆｆ１ｆｆｉ
に応じて多数の吸着ホルダが使用される。それらはワー
クピース上に分布し、共通の真空ポンプに接続される。

滑らかで凹凸のない表面をもつワークピースに応じてワ
ークピースと吸着ホルダとの有効な係合がなされる。も
しそのような係合がなされない場合、又は吸着ホルダの
全周囲がワークピースと係合しない場合は、外気が吸着
ホルダに入り、逃げ（リーク）の程度に応じて、吸着ホ
ルダは減少した吸着力をワークピースに加えるか、又は
全く吸着力をワークピースに加えることができない。特
に、ワークピースが所定の圧力より吸着力が小さい力で
吸着ホルダが吸着されると、吸着ホルダに負荷が加わら
なくなる、例えば、吸着ホルダが動いてしまうという深
刻な事態がおこる。もし、多数の吸着ホルダの内の唯一
つに逃げが発生していないことが判明すると、その吸着
ホルダと真空ラインを介して接続する他の全ての吸着ホ
ルダに影響を与える。

従って、本発明の目的は、全部かゼロかくオール・オア
・ナッシング）の吸着効果を与える特定の吸着ホルダ、
即ち全吸着力でワークピースを保持するか、必るいはワ
ークピースを全く保持しないかのいずれかである吸着ホ
ルダを提供することにある。

ざらに本発明の他の目的は、グループで配列した吸着ホ
ルダの１つが空気を引き込むとき、他の近くの他の吸着
ホルダと干渉を起さない吸着ホルダを提供することにあ
る。

このような本発明の目的を達成するための本発明の構成
は、ワークピース上に載置され、下方に向って開口し、
吸着室を区画する、弾性材からなる吸着板を有し、該吸
着板の中心部にコネクタが立設され、該コネクタは前記
吸着室に達する吸着管を有し、該吸着管を介して吸着室
が真空ラインと連通ずるワークピースの吸着ホルダであ
って、前記吸着板の上には、前記吸着板と同軸にセンサ
板が隙間をおいて配置され、そのため前記吸着板と前記
センサ板との間に半径方向外方に開放された環状隙間が
形成され、これにより前記吸着板は前記ワークピース上
に載置の際前記センサ板上で変形し、少なくともその外
周域でセンサ板に当接し、前記吸着室と反対方向に開き
、倫侃磯噌≠鴫位置とは関係なく第１のセンサ管と第２
のセンサ管を通って、前記チェック弁に対して前記吸着
室と反対側の前記吸着管の部分が前記環状隙間と前記吸
着室とに連通し、ここで前記第１のセンサ管と第２のセ
ンサ管は、前記チェック弁を前記吸着室との間に延出す
る前記吸着管のオリフィス部の断面積より小ざく構成さ
れるため、前記吸着室及び／又は前記環状隙間が外気に
対し気密でない時は前記チェック弁は閉じていて外気が
前記各センサ管を通って吸入され、一方、前気吸着室及
び前記環状隙間が外気に対して気密の時は、前記チェッ
ク弁が開いてワークピースに吸着ホルダを吸着させるこ
とを特徴とする吸着ホルダ。

ワークピース上に吸着ボルダが置かれていない時は、２
つのセンサ管を通って外気が通過し吸着管に入るため、
チェック弁における圧力関係により、チェック弁が閉じ
るようにされる。又、このようなことは、吸着ホルダが
ワークピース上に置かれ吸着板がセンサ板の全周囲にわ
たり接触していない時にも応用される。外気は吸着室に
引き込まれることになる。

一方、吸着板の周囲がワークピースと完全に密閉的に接
触し吸着板がワークピースと密閉的に接触すると共に、
使方センサ板とも接触する。吸着板の下のワークピース
に穴等がない場合は、チェック弁は同きワークピースは
全吸着力で吸着ホルダに引きつけられる。吸着室と吸着
管とが真空と同程度となると、ｔニック弁は再び閉じる
。

このようにセンサ板とｖｊ、ｓして第１のセンサ管は吸
着板の周囲とワークピースとが完全に密着しているか否
かを検出する。第２のセンサ管は吸着室が外部から密閉
されたか否かを検出する。

吸着ホルダがワークピースを素早く保持覆−るという固
有の機能を果すと上記２つの状態は完全に実行される。

さらに第２のセンサ管はワークピースから吸着ホルダが
取り外される時、吸着室へ空気が出入りできるような機
能をもっている。この場合、吸着板とセンサ板との間の
環状空間も同時にその機能を果す。

これらの第１のセンサ管と第２のセンサ管はセンサの機
能を果すのみであるから、両センサ管はその断面積は非
常に小さく、吸着ホルダが適度にワークピース上に載せ
られていないと、吸＠管を通り過ぎる外気が実際には他
の吸着ホルダの作用に何の影響を与えない。

常閉のチェック弁の偏向作用（バイアシング。

アクション）は、上述の弁機能を満足するに十分な大き
ざに選択される。

吸着ホルダがワークピースと完全に密閉的に係合した以
後にチェック弁は開くので、このような状態が達成され
たときには、ワークピースのみ作用される。ワークピー
ス上の吸着作用は仝吸着力でもって起こる。そして多数
の吸着ホルダが配列する場合は、上記のような吸着ホル
ダのみがワークピースと適度な接触をもつので、実際に
は外気がシステム内に入ってくる途はなく、吸着力が減
殺されることもない。従って本発明のセンサ配列により
上記目的が達成される。

以下に図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

図において、吸着ホルダ１は可撓性の吸着板２を下部に
含む。吸着ホルダ１がワークピース（被加工物）または
他の物品（図示せず）上にあるとき、吸着板２は吸着の
ためこれらと接触する。この吸着板２は略傘状であって
円環をもち、その外周部３はワークピースと係合するた
め外方へ延び出しており吸着板の軸と垂直である。外周
部３の下面は遮蔽のための表面として設計されている。

装置の使用中にワークピースにより閉じられ、あるいは
下方に向って開放される吸着室４を吸着板２が区画して
いる。

コネクタ５は吸着板２の中央部から上方に延び出してお
り、その中には吸着管６が設けられる。

真空ポンプのような真空源へ導く真空ライン（図示せず
）は、コネクタ５と接続可能である。このような目的の
ため本実施例のコネクタ５には、外部が螺刻され軸方向
に上方に向って延び出すコネクタ枠部７が設けられてい
る。吸着管６はコネクタ５を通って延び出し、又、吸着
室４と通じる吸着板２に隣接するオリフィス８を有する
。このように吸着室４は吸着管６を介して真空ラインと
接続可能である。

センサ板９は吸着板２の上表面と近接して配置され、両
者の間には隙間が設けられている。このセンサ板９は吸
着板２と同心円的に設けられ、吸着板をその外周部３ま
で覆っているので、中央の開口から離れたところでは、
吸着板２と同様にセンサ板９には穴があけられていない
ことになる。

吸着板２に対面するセンサ板９の下面は、吸着板２に対
応する略傘状の形状である。吸着板２とセンサ板９の間
には、周辺に向って延び出す環状隙間１０が設けられて
いる。この隙間１０は半径外部方向に自由に開口してお
り、吸着板２の上面とセンサ板９の下面との間へ半径内
部方向に向ってコネクタ５まで拡がっている。もし吸着
ホルダがワークピース上に置かれた場合、吸着板２の外
周部３はワークピースと最初に係合することとなる。

吸着ホルダの重量により吸着板２が曲がるので、円錐（
コーン）の角度は増加する。そのため吸着板２の少なく
とも外周部３はセンサ板９の下側と係合し、その結果、
環状隙間１０は、その外部で遮断され、密閉状態となる
。

吸着管６内部には常閉のチェック弁１３（好ましくは、
ばねが装荷されたボール弁の形状がよい）がオリフィス
８の上端面に設けられている。このチェック弁１３は吸
着室４へ向かう流れを遮断し、そして、吸着室４から出
る流れを許す。このようなことは弁の設置状態とは無関
係である。即ち、たとえ弁によりオリフィス８が密閉さ
れた状態であっても、環状隙間１０は第１のセンサ管１
１を介して、及び、吸着室４は第２のセンサ管１２を介
して、吸着管６の部分１４と連通する。この部分１４は
、チェック弁１３に対向する。この点に関し２つのセン
サ管１１及び１２は吸着管６のチェック弁１３と吸着室
４とを連通するオリフィス部８より小断面積の形状にさ
れ、ざらに、オリフィス８は弁の状態に対応して開閉す
る。

図示するように本実施例はワークピースに応用する前の
状態であって、真空ポンプを駆動して吸着ホルダと連通
ずるという真空操作が行なわれると、外に向って開口す
る環状隙間１０及び下方に向って開口する吸着室４から
２つのセンザ管１１若しくは１２を通って外部の空気が
吸入される。

そしてチェック弁が閉じる。２つのセンサ管１１及び１
２は極めて小さい断面積であるから、外部空気は小さい
速度でセンサ管を通って引き込まれる。弁部材１５（弁
ボール）を閉位置に押すばね１６の力は、センサ管１１
及び１２の管径に適合するように形成され、又はこれら
の管径に逆比例するよう調整されているので、吸着管６
内でチェック弁１５にある程度の真空が作用していても
チェック弁は開かない。吸着管６中でチェック弁に作用
する真空の程度は約−０，１〜−０，２バールと小ざい
ものである。しかし、異なったサイズの吸着ホルダを設
計することにより他の真空レベルを達成することは勿論
可能である。オリフィス８により形成される主吸着開口
はこのように十分に閉じられる。弁のばねの一端は、吸
着管６内の段部あるいは肩部を押圧している。

もし吸着ホルダ１がワークピースに応用される場合、吸
着板２の全外周がワークピースと係合していなければな
らないので、上述したように、吸着板２がセンサ板９に
向って押圧され環状隙間１０は外部と遮断される。この
ような状態となった時のみ、外部の空気が第１のセンサ
管１１を通って吸着管６に入らない。ざらに、もし吸着
板２がワークピースと密閉的係合を行ない、そして、吸
着板２に覆われるワークピースの表面が外部と連通ずる
部分を有しない場合には、吸着室４は外部と遮断される
。従って、第２のセンサ管を介してチェック弁を通って
外部空気が引き込まれることは不可能となる。真空ポン
プの性能に対応して、チェック弁１３から上流の吸着管
部ではある程度の真空となる。ここでは外部の空気は入
ってこないので、ばね１６の力に対抗して弁座１７から
弁部材１５が離れるので、オリフィス８即ら、主吸着開
口が開く。そして吸着室４が吸着管６と同真空度となる
まで吸着室４がら空気が排出される。

この真空の程度により、ワークピースは吸着ホルダに対
して、強力に引きつけられる。もし弁部材１５の両側の
真空程度が同一であれば、ばねの作用により再び弁部材
１５が弁座１７に着座することが可能となる。吸着室４
に表われる真空の程度は、第２のセンサ管１２を介して
維持される。もし何らかの理由により吸着室４中の真空
の程度が減少してきたならば、吸着管と同程度の真空状
態となるまで再び弁部材１５は弁座１７から離れる。

もし吸着板２がワークピースと完全に接触していない、
あるいは吸着板２の下面が持ち上って気体が逃げる場合
、外部空気は、上述したようにそれぞれ第１又は第２の
センサ管からそれぞれ引き込まれるので、チェック弁１
３の開口に必要な真空度はチェック弁１３の上方では得
られない。このように吸着ホルダはワークピースと有効
に係合することが確保され、又、上述の逃げ（リーク）
がおこることなしにワークピース表面と吸着ホルダとが
全周囲にわたり係合すると、吸着ホルダは全吸着力でも
ってワークピースを保持する。

再びワークピースから吸着ホルダを取り外すため、吸着
管６は外気に開放される。例えば吸着管６の弁を切り換
えることにより第２のセンサ管１２を介して吸着室４に
空気が満たされる。こうして吸着ホルダはワークピース
から離れる。ざらに、これと同時に第１のセンサ管１１
を介して環状ギャップ１０に空気が満たされる。従って
、その自身の固有の弾性により、吸着板２はセンサ板９
から離れて図示する位置に戻る。

吸着板２の少なくとも外周部３がａｍ　＜メンブレン）
のように薄い材料であり、また、少なくともゴムのよう
な弾性プラスチックである場合は、吸着板２はセンサ板
９とぴったり当接する。

吸着ホルダがワークピースにきつく吸付けられてもセン
サ板９は吸着板２より堅い材質であるため、吸着板２の
支持部材としての役割を果フことができる。このため吸
着管６の吸着室４側に開口１８を通り越してセンサ板９
が下方に突出する。

センサ板９の支持機能により常に吸着管開口１８がワー
クピース表面から隙間を保って存在するので吸着板２に
より覆われているワークピースの全表面はワークピース
の吸着作用にとり望ましい。

上述の実施例において、センサ板９はプラスチック材料
であってもよいので、ワークピースは相対的動きがいく
らか可能であるように保持される。

しかし、センサ板９は吸着板２より゛厚い壁でできてい
るため、吸着板２より丈夫で支持機能を十分に満足させ
ることができる。密閉用の周囲リブ１９は吸＠仮２の外
周端に隣接した上部側に型取り（モールド）される。即
ち、周囲リブ１９は外周部３においてセンサ板９と密接
する。他の例として、適当な密閉用リブをセンサ板９の
下面に設けても同様である。

吸着板２は中央開口部でコネクタ５から分離でき、この
中央間口部の端部２０はコネクタ５の終端部に固定され
る。同様にセンサ板９は中央開口部をもつ要素により形
成されコネクタ５から分離する。その開口部はコネクタ
５の周囲と接続する。

従って軸方向の長さがセンサ板９より艮い中央接続部２
１がセンサ板９から延び出しその中央接続部２１は軸鞘
（スリーブ管）でコネクタ５の周囲に嵌装される。

このように吸着板２とセンサ板９は、両者間に隙間を置
きつつコネクタ５に固定される。吸着板２とセンサ板９
の間のコネクタ５の部分では、第１のセンサ管１１は半
径方向に延び出す方が好ましい。

吸着管６のオリフィス８を含む端部２２がコネクタ５に
設けられ、この端部材２２はコネクタ５の下端に位置し
、そこに取り付けられる。この端部材２２の上部側には
、チェック弁である弁部材１５用の弁座１７が、オリフ
ィス８の上端部周囲に設けられる。第２のセンサ管１２
が端部材２２の中に延び出しており、このセンサ管１２
はチェック弁１５を迂回するバイパスを形成する。本実
施例の変形としては、第２のセンサ管を弁座表面１７に
形成される少なくとも１つの溝としてもよく、また、端
部材２２の壁を軸方向に貫通してもよい。一方、本実施
例においては、端部材２２中に半径方向に穴あけされて
いる。

上記に関連して、本発明は上記１つの第１のセンサ管１
１及び１つの第２のセンサ管に限定されるものではなく
、明らかにそれぞれ２以上の管を設けることが可能であ
る。

第２のセンサ管１２はチェック弁１３の下に設けられて
いるので、弁部材１５とそれを囲む吸着管の壁部との間
に通路２３が形成される。本実施例の場合、壁部は分離
したコネクタ５により構成される。この通路２３により
、空気は第２のセンサ管１２から弁部材１５を通って吸
着管６の部分１４に流れ込む。このような流れが逆方向
になるのは吸着ホルダがワークピースから分離するとき
である。このようなことを可能にするための簡単な方法
はこの点において弁部材１５が吸着管６より直径が小さ
くなることである。

弁座１７をもつ端部材２２の直径は弁部材１５を収容す
る吸着管部２４より直径が小ざい。この吸着管部２４は
室状に拡張されこの吸着部２４内に、下方から端部材２
２が挿入される。従って環状空間２５がこの狭い端部材
２２を囲むように形成される。第２のセンサ管１２は吸
着管のオリフィス８からこの環状空間２５に開口する。

第２のセンサ管１２は半径方向に向ってこの狭い端部材
２２を通過する。第１のセンサ管１１は環状空間２５に
開口していれば望ましい。

端部材２２の下端は半径方向に突出したフランジ２６を
もつ。吸着板の中央部２０はコネクタ５の下端面とのこ
の半径方向のフランジ２６の間に挟まれているため、し
っかりと固定される。

【図面の簡単な説明】

図は本実施例の吸着ホルダの長手方向断面図を示す。 １・・・吸着ホルダ　　　２・・・下部吸着板４・・・
吸着室　　　　　５・・・コネクタ６・・・吸着管　　
　　　７・・・コネクタ枠部８・・・オリフィス　　　
９・・・センサ板１０・・・環状隙間　　　１１・・・
第１のセンサ管１２・・・第２のセンサ管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ワークピース上に載置され、下方に向って開口し、
   吸着室を区画する、弾性材からなる吸着板を有し、該吸
   着板の中心部にコネクタが立設され、該コネクタは前記
   吸着室に達する吸着管を有し、該吸着管を介して吸着室
   が真空ラインと連通するワークピースの吸着ホルダであ
   って、前記吸着板の上には、前記吸着板と同軸にセンサ
   板が隙間をおいて配置され、そのため前記吸着板と前記
   センサ板との間に半径方向外方に開放された環状隙間が
   形成され、これにより前記吸着板は前記ワークピース上
   に載置の際前記センサ板上で変形し、少なくともその外
   周域でセンサ板に当接し、前記吸着室と反対方向に開き
   、前記 吸着室の方向に閉じ、該閉じる方向に付勢されたチェッ
   ク弁が前記吸着管内に保持され、該チェック弁の位置と
   は関係なく第１のセンサ管と第２のセンサ管を通って、
   前記チェック弁に対して前記吸着室と反対側の前記吸着
   管の部分が前記環状隙間と前記吸着室とに連通し、ここ
   で前記第１のセンサ管と第２のセンサ管は、前記チェッ
   ク弁を前記吸着室との間に延出する前記吸着管のオリフ
   ィス部の断面積より小さく構成されるため、前記吸着室
   及び／又は前記環状隙間が外気に対し気密でない時は前
   記チェック弁は閉じていて外気が前記各センサ管を通っ
   て吸入され、一方、前気吸着室及び前記環状隙間が外気
   に対して気密の時は、前記チェック弁が開いてワークピ
   ースに吸着ホルダを吸着させることを特徴とする吸着ホ
   ルダ。 ２　第１項記載の吸着ホルダにおいて、前記吸着板の少
   なくとも外周部が薄壁形状とされゴム状弾性又は塑性を
   有することを特徴とする吸着ホルダ。 ３　第１項記載の吸着ホルダにおいて、前記センサ板が
   前記吸着板より堅い材料であり、前記吸着ホルダが吸着
   により前記ワークピースと係合する時、前記吸着板を支
   持することを特徴とする吸着ホルダ。 ４　第３項記載の吸着ホルダにおいて、吸着ホルダの吸
   着室側において前記センサ板は前記オリフィスを通って
   前記ワークピースに向って延出することを特徴とする吸
   着ホルダ。 ５　第３項記載の吸着ホルダにおいて、前記センサ板が
   弾性又は塑性材料からなり、かつ、吸着板より厚壁とさ
   れたことを特徴とする吸着ホルダ。 ６　第１項記載の吸着ホルダにおいて、前記吸着板の外
   端部に隣接して、センサ板の下側に外周密閉リブが形成
   されたことを特徴とする吸着ホルダ。 ７　第１項記載の吸着ホルダにおいて、前記吸着板は前
   記コネクタと分離した部品の形状であり、中央開口を有
   し、該中央開口の境界は前記コネクタの周辺上に固定さ
   れることを特徴とする吸着ホルダ。 ８　第１項に記載の吸着ホルダにおいて、前記センサ板
   は前記コネクタと分離した部品の形状であり、中央間口
   を有し、該中央開口の境界は前記コネクタの周辺部に置
   かれることを特徴とする吸着ホルダ。 ９　第１項に記載の吸着ホルダにおいて、前記吸着板と
   前記センサ板との間に置かれた前記コネクタの部分中に
   前記第１のセンサ管が延出することを特徴とする吸着ホ
   ルダ。 １０　第１項に記載の吸着ホルダにおいて、前記コネク
   タが、該コネクタ残部上に置かれ前記吸着管のオリフィ
   ス部を有する端部材を含み、該端部材がその上側にチェ
   ック弁である弁部材のための弁座を有するとともにその
   中に延出する前記第２のセンサ管を有し、そのため弁部
   材と前記吸着管の壁部の間に通路が形成されることを特
   徴とする吸着ホルダ。 １１　第１０項に記載の吸着ホルダにおいて、前記端部
   材の弁座をもつ部分はチェック弁のある前記吸着管の前
   記部分より径が小さいため、環状空間がこの狭い端部の
   周囲に形成され、前記第２のセンサ管が前記環状空間へ
   と開口することを特徴とする吸着ホルダ。 １２　第１１項に記載の吸着ホルダにおいて、前記第２
   のセンサ管は前記端部材の狭い前記部分の中で半径方向
   孔として形成されることを特徴とする吸着ホルダ。 １３　第１０項に記載の吸着ホルダにおいて、前記吸着
   板は、前記コネクタの残部の端面と前記端部材上の半径
   フランジとの間に固定されることを特徴とする吸着ホル
   ダ。 １４　第１項に記載の吸着ホルダにおいて、前記チェッ
   ク弁は、ばねが装架されたボール弁であることを特徴と
   する吸着ホルダ。 １５　第１項に記載の吸着ホルダにおいて、前記吸着板
   の外周部に隣接して吸着板の上側に密閉リブが形成され
   ることを特徴とする吸着ホルダ。 １６　第１１項に記載の吸着ホルダにおいて、前記第１
   のセンサ管が前記環状空間に開口することを特徴とする
   吸着ホルダ。