KR102421948B1 - 진공 흡인 암, 콜릿 홀더 및 노즐 콜릿 - Google Patents

Abstract

콜릿 삽입구멍(35)으로부터 위쪽으로 연속하는 진공 흡인구멍(31)을 가진 제1의 통모양을 이루고 제1의 통모양의 외주로부터 진공 흡인구멍(31)까지 관통하는 안내구멍이 마련된 콜릿 샤프트(11)와, 콜릿 샤프트(11)에 접하는 슬라이딩 내주면 및 이 슬라이딩 내주면으로부터 넓어지는 테이퍼모양의 압압 내주면을 가지는 통모양의 구 누름부(17)와, 안내구멍 내에 배치되고 압압 내주면으로부터 대칭 방향으로 압압되는 압압구(21a, 21b)와, 상부 형상이 콜릿 삽입구멍(35)의 내경 형상에 정합한 제2의 통모양을 이루고 제2의 통모양의 외주면에 링모양의 보존유지 홈(41)이 마련된 노즐 콜릿(23)을 구비한다. 노즐 콜릿(23)이 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입되었을 때에, 보존유지 홈(41)에 끼워맞춘 압압구(21a, 21b)를 보존유지 홈(41)을 향해 서로 대칭 방향으로 압압한다.

Description

진공 흡인 암, 콜릿 홀더 및 노즐 콜릿

본 발명은, 전자 부품 등의 미세 부재를 다루는 정밀 가공 장치에 이용되는 진공 흡인 암 및 이 진공 흡인 암을 구성하는 콜릿 홀더에 관한 것으로서, 특히 콜릿 홀더의 선단에 삽입되는 노즐 콜릿을 고속으로 자동 교환하는 시스템에 호적한 콜릿 홀더 및 노즐 콜릿에 관한 것이다.

노즐 헤드를 가지는 종래의 진공 흡인형 정밀 가공 장치로서, 노즐 헤드측에 마련된 링모양의 탄성체의 압압(押壓)이 노즐 헤드의 구멍에 매설된 핀 롤러에 전해지고, 그 핀 롤러가 장치 본체의 파이프 측면에 마련된 보존유지(保持) 홈에 고정된다는 구조가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조.). 장치 본체의 파이프측에 마련된 탄성체의 압압이 파이프의 구멍에 설치된 구체(球體)에 전해지고, 그 구체가 노즐 헤드의 측면에 마련된 오목부에 끼워넣어진다고 하는 구조도 제안되어 있다(특허문헌 2 참조.). 특허문헌 1 및 2에 기재된 발명은, 한쪽 부재에 마련된 탄성체의 압압을 받은 부품이 다른쪽 부재의 홈에 끼워넣어 고정되는 점에서 공통되어 있고, 노즐 헤드의 착탈은, 탄성체의 압압력보다 큰 힘을 가함으로써, 어느것이나 원터치로 가능하다.

또, 특허문헌 1 및 2에 기재된 발명에 있어서는, 노즐 헤드를 장치 본체에 고정할 때의 수평 방향의 위치 어긋남이 있는 경우, 사람이 위치 어긋남의 정도를 눈으로 보아(육안으로) 확인하고, 수동으로 올바른 위치로 조정하지 않으면 안되므로, 노즐 헤드의 고정밀도 고속 자동 교환 시스템에의 사용에는 적합하지 않다. 혹은, 카메라나 센서로 위치 어긋남을 인식해서 자동 조정하는 장치를 별도로 준비하지 않으면 안된다. 수동의 경우는 수고나 시간이 걸리고, 카메라나 센서의 경우는 장치 도입을 위한 비용이 들어 버린다고 하는 문제가 생긴다.

샤프트 회전에 수반하여, 노즐의 장착 위치가 어긋나지 않도록 비대칭 구조에 의해서, 노즐의 회전을 방지하는 노즐 회전 방지 기구도 제공되어 있다(특허문헌 3 참조.). 특허문헌 3에 기재된 발명에 있어서는, 두 개의 경구(硬球)가, 노즐의 홈부의 둘레방향을 따라 서로의 간격이 불균등하게 되도록 비대칭으로 마련되고, 두 개의 경구가 노즐의 홈부의 홈에 끼워맞춰지는 것에 의해, 노즐의 회전이 방지된다. 특허문헌 3의 도 1b에 기재된 바와 같은 두 개의 경구가 비대칭으로 배치된 구조에서는, 정적인 상태에서는 노즐의 회전을 방지할 수 있다.

그렇지만, 특허문헌 3에 기재된 발명에서는, 비대칭으로 배치된 두 개의 경구로부터의 힘이 한방향으로밖에 인가되지 않으므로, 노즐 교환과 같은 동적인 동작에 있어서는, 노즐의 고속 상하 운동시에 세로요동(縱振)이 발생하고, 노즐 교환시의 노즐의 위치가 안정되지 않는다. 따라서, 특허문헌 3에 기재된 발명에서는, 세로요동이 노즐의 고속 흡탈착시에 악영향을 미치고, 고정밀도 고속 자동 교환 시스템에 사용되는 고속 상하 운동에서의 노즐의 흡탈착의 정밀도를 높게 유지할 수가 없다. 또, 특허문헌 3에 기재된 비대칭인 두 개의 경구의 배치에서는, 노즐의 마모에 치우침이 생기므로, 고정밀도 고속 자동 교환 시스템에 사용되는 바와 같은 고속 상하 운동의 경우에는 노즐의 수명이 짧아져, 부적당하다.

일본특허공보 특허 제3087540호 일본특허공보 특허 제3064368호 일본공개특허공보 특개2003－243892호

본 발명은 상기의 문제에 주목(착안)해서 이루어진 것으로서, 노즐 콜릿의 고정밀도 고속 자동 교환 시스템에 사용가능하고, 고속 상하 운동에서도 세로요동하지 않고 노즐 콜릿의 흡탈착의 정밀도를 높게 유지할 수 있는 진공 흡인 암, 이 진공 흡인 암을 구성하는 보존유지력이 높은 고정밀도의 콜릿 홀더, 이 콜릿 홀더의 선단에 삽입되는 노즐 콜릿을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1의 양태(態樣)는, (a) 하단의 콜릿 삽입구멍으로부터 위쪽으로 연속하는 진공 흡인구멍을 중심축측에 가진 제1의 통모양(筒狀)을 이루고, 이 제1의 통모양의 외주로부터 진공 흡인구멍까지 관통하는, 중심축을 지나는 거울상(鏡像) 면에 관해서 거울상 관계로, 거울상 면에 수직으로 중심축을 지나는 중심선 상에서 서로 대향하는 제1 및 제2 안내구멍이 마련된 콜릿 샤프트와, (b) 콜릿 샤프트의 외주면에 접하는 슬라이딩(摺動) 내주면 및 이 슬라이딩 내주면으로부터 아래쪽 또한 중심축으로부터 원심 방향으로 넓어지는 테이퍼모양의 압압 내주면, 이 압압 내주면으로부터 아래쪽으로 연속하는 보호 내주면을 가지고, 중심축 방향으로 슬라이딩가능한 통모양의 구 누름부(球押部)와, (c) 제1 및 제2 안내구멍 내에 각각 배치되고, 압압 내주면으로부터 대칭 방향으로 압압되는 것이 가능한 제1 및 제2 압압구(押壓球)와, (d) 하단부에 마련된 노즐 팁 삽입구멍으로부터 중심축 방향의 위쪽으로 연속하는 관통구멍을 내부에 가지고, 상부의 외경 형상이 콜릿 삽입구멍의 내경 형상에 정합한 제2의 통모양을 이루고, 이 제2의 통모양의 외주면에 링모양의 보존유지 홈이 마련된 노즐 콜릿을 구비하는 진공 흡인 암인 것을 요지로 한다. 제1의 양태에 관계된 진공 흡인 암에 있어서, 노즐 콜릿의 상부가 콜릿 삽입구멍에 삽입되었을 때에, 보존유지 홈에 끼워맞춘 제1 및 제2 압압구를 보존유지 홈을 향해 서로 대칭 방향으로 압압한다.

본 발명의 제2의 양태는, (a) 하단의 콜릿 삽입구멍으로부터 위쪽으로 연속하는 진공 흡인구멍을 중심축측에 가진 제1의 통모양을 이루고, 이 제1의 통모양의 외주로부터 진공 흡인구멍까지 관통하는, 중심축을 지나는 거울상 면에 관해서 거울상 관계로, 거울상 면에 수직으로 중심축을 지나는 중심선 상에서 서로 대향하는 제1 및 제2 안내구멍이 마련된 콜릿 샤프트와, (b) 콜릿 샤프트의 외주면에 접하는 슬라이딩 내주면 및 이 슬라이딩 내주면으로부터 아래쪽 또한 중심축으로부터 원심 방향으로 넓어지는 테이퍼모양의 압압 내주면, 이 압압 내주면으로부터 아래쪽으로 연속하는 보호 내주면을 가지고, 중심축 방향으로 슬라이딩가능한 통모양의 구 누름부와, (c) 제1 및 제2 안내구멍 내에 각각 배치되고, 압압 내주면으로부터 대칭 방향으로 압압되는 것이 가능한 제1 및 제2 압압구를 구비하는 콜릿 홀더인 것을 요지로 한다. 제2의 양태에 관계된 콜릿 홀더에 있어서, 하단부에 마련된 노즐 팁 삽입구멍으로부터 중심축 방향의 위쪽으로 연속하는 관통구멍을 내부에 가지고, 상부의 외경 형상이 콜릿 삽입구멍의 내경 형상에 정합한 제2의 통모양을 이루고, 이 제2의 통모양의 외주면에 링모양의 보존유지 홈이 마련된 노즐 콜릿의 상부가 콜릿 삽입구멍에 삽입되었을 때에, 보존유지 홈에 끼워맞춘 제1 및 제2 압압구를 보존유지 홈을 향해 서로 대칭 방향으로 압압한다.

본 발명의 제3의 양태는, 하단부에 마련된 노즐 팁 삽입구멍으로부터 중심축 방향의 위쪽으로 연속하는 관통구멍을 내부에 가지고, 상부의 외경 형상이 콜릿 홀더의 하단의 콜릿 삽입구멍의 내경 형상에 정합한 제2의 통모양을 이루고, 이 제2의 통모양의 외주면에 링모양의 보존유지 홈이 마련된 노즐 콜릿에 관한 것이다. 제3의 양태에 관계된 노즐 콜릿에 있어서, 콜릿 홀더가, 콜릿 삽입구멍으로부터 위쪽으로 연속하는 진공 흡인구멍을 중심축측에 가진 제1의 통모양을 이루고 이 제1의 통모양의 외주로부터 진공 흡인구멍까지 관통하는, 중심축을 지나는 거울상 면에 관해서 거울상 관계로, 거울상 면에 수직으로 중심축을 지나는 중심선 상에서 서로 대향하는 제1 및 제2 안내구멍이 마련된 콜릿 샤프트와, 콜릿 샤프트의 외주면에 접하는 슬라이딩 내주면 및 이 슬라이딩 내주면으로부터 아래쪽 또한 중심축으로부터 원심 방향으로 넓어지는 테이퍼모양의 압압 내주면, 이 압압 내주면으로부터 아래쪽으로 연속하는 보호 내주면을 가지고 중심축 방향으로 슬라이딩가능한 통모양의 구 누름부와, 제1 및 제2 안내구멍 내에 각각 배치되고, 압압 내주면으로부터 대칭 방향으로 압압되는 것이 가능한 제1 및 제2 압압구를 구비한다. 그리고, 제3의 양태에 관계된 노즐 콜릿에 있어서, 노즐 콜릿의 상부가 콜릿 삽입구멍에 삽입되었을 때에, 보존유지 홈에 끼워맞춘 제1 및 제2 압압구를 보존유지 홈을 향해 서로 대칭 방향으로 압압한다.

본 발명에 의하면, 노즐 콜릿의 고정밀도 고속 자동 교환 시스템에 사용가능하고, 고속 상하 운동에서도 세로요동하지 않고 노즐 콜릿의 흡탈착의 정밀도를 높게 유지할 수 있는 진공 흡인 암, 이 진공 흡인 암을 구성하는 보존유지력이 높은 고정밀도의 콜릿 홀더, 이 콜릿 홀더의 선단에 삽입되는 노즐 콜릿을 제공할 수가 있다.

도 1a는 본 발명의 실시형태에 관계된 진공 흡인 암의 정면도이고, 도 1b는 도 1a의 A－A방향에서 본 단면도이고, 도 1c는 도 1b의 A부분의 확대도이다.
도 2a는 본 발명의 실시형태에 관계된 진공 흡인 암에 노즐 팁을 삽입한 경우의 정면도이고, 도 2b는 도 2a의 A－A방향에서 본 단면도이다.
도 3a는 도 2b의 노즐 팁의 단면 사시도이고, 도 3b는 노즐 팁을 아래쪽에서 본 사시도이다.
도 4는 도 2b의 상태로부터, 노즐 콜릿 및 노즐 팁이 본 발명의 실시형태에 관계된 진공 흡인 암의 콜릿 홀더로부터 빼내어 제거(拔去)된 단면도이다.
도 5a는 도 1a의 상태로부터 구 누름부가 위쪽으로 슬라이딩한 경우의 정면도이고, 도 5b는 도 5a의 A－A방향에서 본 단면도이고, 도 5c는 도 5b의 A부분의 확대도이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c는 어느것이나 도 1b의 A부분의 확대도에 상당하는 도면이고, 도 6a는 노즐 콜릿을 빼내어 제거하기 전의 도면이고, 도 6b는 노즐 콜릿을 빼내어 제거하는 도중의 천이도이고, 도 6c는 노즐 콜릿을 빼내어 제거한 후의 도면이다.
도 7a는 도 1a의 B－B방향에서 본 확대 단면도이고, 도 7b는 압압구가 4개인 경우의 도 7a에 상당하는 도면이다.
도 8a는 본 발명의 실시형태에 관계된 진공 흡인 암이 구비된 정밀 가공 장치 전체의 정면도이고, 도 8b는 도 8a의 상태로부터 노즐 콜릿 및 노즐 팁이 빼내어 제거된 상태의 단면도이다.
도 9는 도 8a의 사시도이다.
도 10은 도 7에 대응하는, 비교예에 관계된 진공 흡인 암의 확대 단면도이고, 도 10a는 압압구가 3개인 경우, 도 10b는 압압구가 1개인 경우의 도면이다.

이하에 있어서, 도면을 참조해서, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호를 부가하고 있다. 다만, 도면은 모식적인 것이고, 두께와 평면 치수의 관계, 각 부재의 크기의 비율 등은 현실의 것과는 다른 것에 유의해야만 한다. 따라서, 구체적인 두께, 치수, 크기 등은 이하의 설명으로부터 이해할 수 있는 기술적 사상의 취지를 참작해서 보다 다양하게 판단해야할 것이다. 또, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.

또, 이하에 나타내는 본 발명의 실시형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치를 예시하는 것으로서, 본 발명의 기술적 사상은, 구성부품의 재질, 형상, 구조, 배치 등을 하기의 것으로 특정하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상은, 본 발명의 실시형태에 기재된 내용에 한정되지 않고, 특허청구범위에 기재된 청구항이 규정하는 기술적 범위 내에 있어서, 각종 변경을 가할 수가 있다.

(진공 흡인 암의 구조)

본 발명의 실시형태에 관계된 진공 흡인 암은, 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같은, 피조작 대상물로서의 전자 부품 등의 조립 실장용의 진공 흡인형 정밀 가공 장치의 일부를 구성한다. 실시형태에 관계된 진공 흡인 암은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 통모양의 콜릿 샤프트(11)와, 콜릿 샤프트(11)에 고정된 스프링 누름부(13)와, 스프링 누름부(13)에 상단부를 접하고, 콜릿 샤프트(11)의 통축 방향으로 신축가능한 스프링(15)과, 콜릿 샤프트(11)에 접하고, 스프링(15)을 신축시키면서 콜릿 샤프트(11)의 통축 방향으로 슬라이딩가능한 통모양의 구 누름부(17)와, 콜릿 샤프트(11)의 안내구멍 내에 배치된 제1 압압구(21a)와 제2 압압구(21b)를 구비해서 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)를 구성하고 있다. 도 1b 및 도 7a의 단면도 등에 도시하는 바와 같이, 실시형태에 관계된 진공 흡인 암에 있어서는, 제1 압압구(21a)와 제2 압압구(21b)가, 콜릿 샤프트(11)의 통축을 지나는 거울상 면에 관해서 거울상 관계로 되도록, 콜릿 샤프트(11)의 통축을 지나는 선상에서 서로 대향해서 배치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 콜릿 샤프트(11)의 통축(중심축)을 지나는 면에 관해서 거울상 관계를 달성하기 위해서는, 압압구의 개수는 짝수개가 바람직하다. 도 7a에 도시하는 배치에서는, 제1 압압구(21a)와 제2 압압구(21b)는 콜릿 샤프트(11)의 통축을 지나는 거울상 면에 수직인 중심선 상에 늘어서 있다.

또, 도 4에 도시하는 바와 같이, 실시형태에 관계된 진공 흡인 암의 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)의 콜릿 샤프트(11)의 하단부측의 내부에는, 상부가 콜릿 샤프트(11)의 하단부에 끼우고 빼내는 것(揷拔)이 가능한 노즐 콜릿(23)과, 노즐 콜릿(23)의 외주면에 고정된 회전멈춤(回止) 핀(25)과, 노즐 콜릿(23)의 하단측으로부터 삽입된 노즐 팁(51)을 구비하는 노즐 헤드 유닛(23, 25, 51)이 삽입된다.

즉, 도 2 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 실시형태에 관계된 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)의 하단부에는, 노즐 헤드 유닛(23, 25, 51)의 원뿔모양(圓錐狀)의 상부가 삽입가능하다. 도 1, 도 2, 도 4 등에 도시하는 양태(방향)에서는, 실시형태에 관계된 진공 흡인 암의 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)는, 연직 방향을 긴쪽(longitudinal) 방향으로 하도록 콜릿 샤프트(11)를 구비한다. 콜릿 샤프트(11)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 외주면을 정의하는 제1의 통모양을 이루고, 긴쪽 방향의 하단의 콜릿 삽입구멍(35) 및 콜릿 삽입구멍(35)으로부터 제1의 통모양의 통축 방향(제1 방향)의 위쪽으로 연속하는 진공 흡인구멍(31)을 가진다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 진공 흡인구멍(31)의 상단은 진공 배관용 이음기구(繼手)(어댑터)(71)에 접속된다. 노즐 헤드 유닛(23, 25, 51)이 콜릿 샤프트(11)의 하단부에 삽입된 상태에 있어서, 도 8 및 도 9에 도시한 진공 배관용 이음기구(어댑터)(71)를 통해 진공 펌프로 공기가 흡인됨으로써, 콜릿 샤프트(11) 및 노즐 콜릿(23), 노즐 팁(51)의 내측의 공동부(空洞部)가 부압으로 되고, 노즐 팁(51)의 선단 부분에서 피조작 대상물이 진공 흡인(감압 흡인)되는 진공 흡인 척이 구성된다. 피조작 대상물이 진공 흡인된 상태에서, 콜릿 샤프트(11) 및 노즐 콜릿(23), 노즐 팁(51)의 내측의 공동부를 정압으로 하면, 진공 흡인되고 있던 피조작 대상물은 노즐 팁(51)의 선단 부분으로부터 탈착(脫着)한다.

도 1c, 도 5c 및 도 6a 등의 확대도에 도시하는 바와 같이, 콜릿 샤프트(11)의 하단부의 바깥가장자리부(外緣部)에는 절결모양의 회전멈춤 홈(45)이 마련되고, 회전멈춤 홈(45)의 위쪽에 있어서, 콜릿 샤프트(11)의 제1 외주면으로부터 구심(求心) 방향으로 관통하는 안내구멍(제1 안내구멍)(43a)이 마련되어 있다. 「제1 외주면」이란, 콜릿 샤프트(11)의 제1의 통모양의 외측의 측면 전체를 가리킨다. 콜릿 삽입구멍(35) 및 진공 흡인구멍(31)은 긴쪽 방향이 되는 제1 방향을 따라 연속하고, 콜릿 샤프트(11)의 거의 전체를 제1 방향을 따라 관통한다. 도 1b에 있어서는, 콜릿 삽입구멍(35)의 직경은 진공 흡인구멍(31)의 직경보다 크지만, 노즐 콜릿(23)의 상부를 끼우고 빼낼 수 있는 것이면, 콜릿 삽입구멍(35)의 직경은 진공 흡인구멍(31)의 직경보다 작아도 상관없다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 노즐 콜릿(23)의 상부는 단차부를 가지지만 단차의 모서리부(角部)를 이은 포락면으로서는 대체로 원뿔 형상으로 되는 외경면(外徑面)을 가진다. 도 1b에 도시하는 콜릿 삽입구멍(35)과 진공 흡인구멍(31)의 경계부에는, 공기 누출 방지를 위해, 또는, 노즐 콜릿(23) 삽입시의 충격을 완충하기 위해서, O링 등의 탄성체를 마련해도 좋고, 마련하지 않아도 좋다.

또, 도 1a 및 도 1b에 도시하는 바와 같이, 실시형태에 관계된 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)는, 콜릿 샤프트(11)의 제1 외주면에 고정된 스프링 누름부(13)를 구비한다. 스프링 누름부(13)의 콜릿 샤프트(11)에의 고정 방법에 대해서는, 용접, 납땜 등의 금속 접합, 열박음(燒嵌), 압착 등의 가압 변형을 이용한 접합, 압입, 나사 등에 의한 기계적인 접합이라도 좋고, 접착제 등에 의한 화학적 접합이라도 좋다. 스프링 누름부(13)는 스프링(15)의 상단부에 접하고, 스프링(15)의 압압에 의해서는 움직이지 않는 부재이므로, 스프링(15)의 압압에 견디는 고정 방법이라면 어느것이라도 좋다. 도 1b에서는 스프링 누름부(13)는 콜릿 샤프트(11)와는 별도의 부재이지만, 스프링 누름부(13)는 콜릿 샤프트(11)와 일체로 된 구조라도 상관없다. 또 도 1b에서는, 단면 형상이 L자형으로 되도록, 스프링 누름부(13)는 하부측에 원통모양으로 돌출한 시스부(sheath part)를 가진 단차 형상이다. 스프링 누름부(13)의 시스부가 스프링(15)과 콜릿 샤프트(11) 사이에 원통모양으로 끼이는 것에 의해, 스프링(15)이 직접 콜릿 샤프트(11)에 접촉하는 것을 방지하고 있다. 스프링(15)의 콜릿 샤프트(11)에의 접지 면적을 줄임으로써, 마찰을 줄이고, 부재의 열화(劣化)를 방지하는 등의 효과가 있기 때문에, 스프링 누름부(13)의 시스부는 바람직한 구조이다. 그러나 스프링(15)은, 스프링 누름부(13)와 구 누름부(17) 사이에 있어서, 제1 방향으로 슬라이딩가능한 구 누름부(17)를 슬라이딩시키는 역할을 할 수 있으면 좋으므로, 스프링 누름부(13)의 하부측으로 돌출한 시스부는 있어도 없어도 좋다.

스프링(15)에는, 중심축이 진공 흡인구멍(31)의 중심축과 일치하는 코일 스프링이나 고리(輪) 스프링, 측면 부분을 스프링 누름부(13)에 접하는 코일 스프링의 집합체 등, 스프링로서의 기능을 가지는 것이라면 어느것이라도 이용할 수가 있다. 스프링(15)의 상단부는 스프링 누름부(13)에 접해 있지만, 스프링(15)의 스프링로서의 기능이 없어지지 않는 것이라면, 상단부에서 스프링 누름부(13)에 고정되어 있어도 상관없다.

또, 도 1에 도시하는 바와 같이, 실시형태에 관계된 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)는, 스프링(15)의 하단부에 접한 통모양의 구 누름부(17)를 콜릿 샤프트(11)의 제1 외주면측에 구비한다. 구 누름부(17)는, 내주면으로서, 스프링 누름부(13)와 제1 안내구멍(43a) 사이의 제1 외주면에 접하는 슬라이딩 내주면 및 슬라이딩 내주면으로부터 아래쪽 또한 진공 흡인구멍(31)의 중심축으로부터 원심 방향으로 연속하는 테이퍼모양의 압압 내주면(19), 압압 내주면(19)으로부터 아래쪽으로 연속하는 보호 내주면을 가진다. 슬라이딩 내주면은 제1 외주면에 접해 있지만, 고정은 되어 있지 않고, 회전도 슬라이딩도 가능하다. 압압 내주면(19)은, 슬라이딩 내주면의 아래쪽으로 퍼지지 않는 형상으로 연속하는 원뿔면모양의 내주면이다. 보호 내주면은, 압압 내주면(19)에 연속하고, 모선의 방향이 제1 방향과 평행한 원통면으로서 마련되어 있다. 보호 내주면으로 둘러싸인 원기둥 공간의 직경은, 슬라이딩 내주면으로 둘러싸인 원기둥 공간의 직경보다 크다.

또 구 누름부(17)는, 슬라이딩 내주면을 공통면으로 해서, 긴쪽 방향의 상부의 단면 형상이 거의 L자형으로 되도록 중앙의 두께(肉厚)가 두꺼운 플랜지부(鍔部)로부터의 단차부를 외주면측에 가지는 원통 형상이다. 구 누름부(17)는, 중앙의 플랜지부로부터 긴쪽 방향의 윗방향으로 연장하는 원통형의 시스부를 가지고, 이 시스부의 외주면이 스프링의 하단부의 내주측과 접한다. 이 시스부는, 스프링 누름부(13)의 경우와 마찬가지로, 스프링(15)이 직접 콜릿 샤프트(11)에 접촉하는 것을 방지하고 있다. 스프링(15)의 콜릿 샤프트(11)에의 접지 면적을 줄임으로써, 마찰을 줄이고, 부재의 열화를 방지하는 등의 효과가 있기 때문에 바람직한 구조이다. 그러나 스프링(15)은, 스프링 누름부(13)와 구 누름부(17) 사이에 있어서, 제1 방향으로 슬라이딩가능한 구 누름부(17)를 슬라이딩시키는 역할을 할 수 있으면 좋으므로, 이 시스부는 있어도 없어도 좋다. 스프링 누름부(13)의 경우와 마찬가지로, 스프링(15)의 스프링로서의 기능이 없어지지 않는 것이라면, 스프링(15)의 하단부는 구 누름부(17)에 고정되어 있어도 상관없다. 도 1b에 있어서는, 스프링 누름부(13)와 구 누름부(17) 사이에는 틈(間隙)(33)이 존재하고, 틈(33)은 구 누름부(17)의 위쪽으로의 슬라이딩가능 영역으로 되어 있다. 또 틈(33)은, 스프링(15)의 접지 면적을 줄이고, 스프링(15)의 신축시의 마찰을 줄이는 효과도 가진다. 구 누름부(17)는 스프링(15)의 신축과 함께, 콜릿 샤프트(11)의 제1 외주면 상을 제1 방향으로 슬라이딩가능하다.

또, 도 1b 및 도 1c에 도시하는 바와 같이, 실시형태에 관계된 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)는, 제1 안내구멍(43a) 내에 배치되고, 압압 내주면(19)을 거쳐 스프링(15)에 의한 압압을 받아서, 제1 방향과 대략 수직 방향으로 이동하는 것이 가능한 압압구(제1 압압구)(21a)를 구비한다. 제1 압압구(21a)는 제1 안내구멍(43a)에 직접 고정은 되어 있지 않다. 도 1b의 제2 압압구(21b)에 대해서도 제1 압압구(21a)와 마찬가지이고, 제2 압압구(21b)는 제1 압압구(21a)와 콜릿 샤프트(11)의 통축(중심축)을 지나는 면에 관해서 거울상 관계로 되도록 배치되어 있다. 제2 압압구(21b)는 콜릿 샤프트(11)에 마련된 제2 안내구멍 내에 배치되고, 압압 내주면(19)을 거쳐 스프링(15)에 의한 압압을 받아서, 제1 방향과 대략 수직 방향으로 이동할 수가 있다.

또, 도 1b, 도 2b, 도 4에 도시하는 바와 같이, 실시형태에 관계된 진공 흡인 암은, 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)의 콜릿 삽입구멍(35)에 끼우고 빼내는 것이 가능한 노즐 콜릿(23)을 구비한다. 노즐 콜릿(23)의 상부로 되는 선단 부분은, 대체로 윗바닥(上底)이 작은 원뿔모양이고, 콜릿 삽입구멍(35)의 내경 형상에 정합한 외경 치수를 가지고 있다. 노즐 콜릿(23)의 선단 부분은, 노즐 콜릿(23)의 상부가 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입되었을 때에, 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)를 거쳐, 스프링(15)에 의한 대칭 방향의 압압을 콜릿 샤프트(11)의 통축(중심축) 방향에 받는다.

도 1b에 도시하는 바와 같이, 노즐 콜릿(23)의 하부는, 그의 하단부에 노즐 팁 삽입구멍(39)을 마련한 콜릿 형상(원통형의 클램프 형상)을 이루고 있다. 노즐 팁 삽입구멍(39)으로부터 제1 방향의 위쪽으로 연속하는 관통구멍(37)이 마련되고, 선단 부분을 원뿔대모양(圓錐台狀)으로 하도록, 제2 외주면에 의해서 정의된 제2의 통모양을 이루고 있다. 노즐 팁 삽입구멍(39)은 노즐 팁을 삽입해서 클램프할 수 있으면 크기나 형상은 불문한다. 노즐 팁은, 피조작 대상물에 따라 형상이 다르기 때문에, 노즐 팁 삽입구멍(39)은 노즐 팁의 형상에 맞출 필요가 있다.

노즐 콜릿(23)의 「제2 외주면」은 제2의 통모양의 외측의 측면 전체를 가리키고, 도 1b 및 도 4 등에 도시하는 바와 같이, 요철을 복수 가지지만, 포락면으로서는 대체로 원뿔모양의 면이다. 노즐 콜릿(23)에는, 제2 외주면에 링모양의 보존유지 홈(41)이 마련되고, 노즐 콜릿(23)의 상부가 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입되었을 때에, 제1 압압구(21a)의 이동 및 제1 압압구(21a)의 보존유지 홈(41)에의 끼워맞춤(嵌合)을 거쳐, 스프링(15)에 의한 압압을 보존유지 홈(41)에서 받는다. 제1 압압구(21a)와 콜릿 샤프트(11)의 통축(중심축)을 지나는 면에 관해서 거울상 관계로 되도록 배치된 제2 압압구(21b)에 관해서도, 제2 압압구(21b)의 이동 및 제2 압압구(21b)의 보존유지 홈(41)에의 끼워맞춤을 거쳐, 스프링(15)에 의한 압압을 보존유지 홈(41)에서, 제1 압압구(21a)와 거울상 관계로 되는 대칭 방향에 받는다. 보존유지 홈(41)은 제2 외주면의 상부를 둘러싸는 링모양의 홈이고, 노즐 콜릿(23)을 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입했을 때에 콜릿 삽입구멍(35)에 들어가는 위치이면 좋다. 또, 보존유지 홈(41)의 형상은, 도 1b 및 도 1c의 단면도에 있어서는 V자형이지만, V자형의 단면 형상에 한정되는 것은 아니다. 제1 방향을 따라 긴쪽 방향으로 자른 보존유지 홈(41)의 단면 형상은, 노즐 콜릿(23)을 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입했을 때에, 스프링(15)의 압압에 의해 압압 내주면(19)을 거쳐 제1의 통모양의 구심 방향으로 눌린 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)를 끼워맞출 수 있으면, U자형이라도 역ㄷ자형(コ字型) 등이라도 어느것이라도 좋다.

또, 도 1b, 도 1c 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 실시형태에 관계된 노즐 콜릿(23)의 제2 외주면에 회전멈춤 핀(25)이 고정되어 있다. 회전멈춤 핀(25)은, 노즐 콜릿(23)의 상부가 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입되었을 때에, 진공 흡인 암의 회전멈춤 홈(45)에 끼워맞춘다. 회전멈춤 핀(25)은 제2 외주면으로부터 노즐 콜릿(23)의 관통구멍(37)의 중심축으로부터 원심 방향으로 쑥 내밀도록 고정되어 있는 핀이다. 노즐 콜릿(23)이 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입될 때에, 절결모양의 회전멈춤 홈(45)에 끼워맞춤으로써, 관통구멍(37)의 중심축에 관한 노즐 팁의 회전 방향의 위치(회전각)와 삽입 심도를 결정하는 기능을 가진다. 같은 기능을 가지는 것이라면, 회전멈춤 핀(25)은 노즐 콜릿(23)과 일체로 된 구조라도 좋다. 도 1b 및 도 1c에 있어서는, 회전멈춤 홈(45)은 제1 안내구멍(43a)의 아래쪽에 위치해 있지만, 관통구멍(37)의 중심축에 관한 노즐 콜릿(23)의 회전 방향의 위치와 삽입 심도를 결정하는 기능을 갖게 할 수 있는 것이라면, 회전멈춤 홈(45)의 위치는 임의이다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 실시형태에 관계된 진공 흡인 암에 사용하는 노즐 콜릿(23)에 삽입되는 노즐 팁(51)은, 흡착창(49)을 가지는 하단부의 형상이, 한 변의 길이가 예를 들면 0.1㎜ 정도 이하, 혹은 0.05㎜ 정도 이하 등의 미세한 직사각형(矩形)이다. 이 직시각형 부분의 각 변의 방향이 0.1㎜ 정도 이하, 혹은 0.05㎜ 정도 이하 등의 미소 치수를 가지는 피조작 대상물의 진공 흡인에는 중요하다. 도 4에 도시하는 상태에 있어서 노즐 콜릿(23)에 대한 노즐 팁(51)의 회전 방향의 위치를 적절히 조정할 수 있으면, 노즐 콜릿(23)이 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입된 도 2에 도시하는 상태로 되었을 때에, 노즐 팁(51)의 선단인 직사각형 부분의 방향을 관통구멍(37)의 중심축에 관한 올바른 위치(각도)에 배치할 수가 있다.

(원터치 동작)

도 1 및 도 5를 이용해서, 노즐 콜릿(23)이 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)의 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입된 상태에 있어서의, 스프링(15)을 이용한 원터치의 압압 작용을 상세하게 설명한다.

도 1a 및 도 1b에 있어서는, 신축가능한 스프링(15)에 의한 대칭 방향의 압압은, 제1 방향으로 슬라이딩가능한 구 누름부(17)를 아래쪽으로 슬라이딩시키는 방향에 인가되고 있다. 도 1c에 있어서, 구 누름부(17)에 가해진 압압은, 압압 내주면(19)에 접해 있는 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)에 전해지고 있다. 제1 압압구(21a)는 제1 안내구멍(43a)에 고정되지 않고 배치되어 있으므로, 제1 방향과 직교하는 방향(구심 방향)으로 압압을 전하게 된다. 도시를 생략하고 있지만 제2 압압구(21b)도, 콜릿 샤프트(11)의 통축(중심축)을 지나는 면에 관해서 제1 안내구멍(43a)과 거울상 관계로 되도록 배치된 제2 안내구멍에 고정되지 않고 배치되어 있고, 제1 방향과 직교하는 방향(구심 방향)에서, 제1 압압구(21a)와 거울상 관계로 되는 방향으로 압압을 전하게 된다. 도 1c와 같이 노즐 콜릿(23)이 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입되어 있는 상태에 있어서는, 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)에 대칭으로 전해진 압압은, 노즐 콜릿(23)의 보존유지 홈(41)에 가해진다. 스프링(15)의 아래쪽으로의 압압이, 압압 내주면(19)이 개재하는 것에 의해, 수평 방향에 가까운 방향(제1의 통모양의 중심으로 향하는 구심 방향)으로의 대칭적인 압압으로 변환되고, 노즐 콜릿(23)이 콜릿 샤프트(11)에 일시적으로 보존유지(고정)되게 된다.

상기의 거울상 관계를 이루는 대칭적인 압압에 의한 노즐 콜릿(23)의 콜릿 샤프트(11)에의 고정을 실현하려면, 제1 안내구멍(43a)의 형상은, 제1 외주면으로부터 제1의 통모양의 중심으로 향하는 구심 방향에 걸쳐서 좁아진 형상이 바람직하다. 제1 안내구멍(43a)의 하면이 수평이고, 상면에서 테이퍼진(tapered) 형상이라도 좋다. 제1 안내구멍(43a)의 상면 및 하면이 모두 수평이고, 도 7과 같이 위쪽으로부터의 단면도에서 보았을 때에 제1 안내구멍(43a)의 양측면에 테이퍼진 형상이라도 좋다. 어느것으로 해도, 도 1c에 도시하는 바와 같이, 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)가, 압압 내주면(19)으로부터 가해진 대칭적인 압압을 보존유지 홈(41)에 전할 수 있는 형상이라면 좋다. 제1 안내구멍(43a) 및 압압 내주면(19)은, 도 1c의 단면도에 있어서는 직선모양이지만, 단면도에서 보았을 때에 곡선을 이루는 형상이더라도 좋다. 도시를 생략하고 있지만, 제1 압압구(21a)와 거울상 관계를 이루는 제2 압압구(21b)에 관해서도, 제2 안내구멍 및 압압 내주면(19)은, 단면도에서 보았을 때에 곡선을 이루는 형상이더라도 좋지만, 제1 안내구멍(43a)과는 거울상 관계를 이루는 바와 같은 대칭성이 요구된다.

도 5는, 도 1에 있어서의 구 누름부(17)를 위쪽으로 슬라이딩시키고, 구 누름부(17)의 시스부가 스프링 누름부(13)의 시스부에 접한 상태, 즉 도 1에 있어서의 틈(33)이 없어진 상태를 도시한다. 도 5의 상태에 있어서는, 압압 내주면(19)은 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)에 접하지 않기 때문에, 스프링(15)의 압압은 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)에는 전해지지 않는다. 도 5c에 도시하는 바와 같이 제1 안내구멍(43a)의 하면이 테이퍼모양으로 되어 있으면, 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)는 제1의 통모양의 중심으로부터 원심 방향으로 이동한다. 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)는, 비록 제1 외주면으로부터 크게 비어져 나와 이동해도, 보호 내주면으로 눌리는 것에 의해, 실시형태에 관계된 진공 흡인 암으로부터는 풀어지지(빠지지) 않는 구조로 되어 있다. 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)가 이동함으로써, 보존유지 홈(41)과의 끼워맞춤으로부터 풀어지고, 노즐 콜릿(23)은 압압을 받지 않고, 노즐 콜릿(23)이 콜릿 샤프트(11)에의 고정으로부터 풀어진다. 제1 안내구멍(43a)의 하면이 테이퍼모양으로 되어 있지 않아도, 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)는 보존유지 홈(41)을 압압하지 않고, 노즐 콜릿(23)이 콜릿 샤프트(11)에의 고정으로부터 풀어지게 된다.

도 6을 이용해서, 노즐 콜릿(23)을 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)로부터 빼내어 제거(拔去)하는 모습에 대해서 자세하게 설명한다. 도 6a는 노즐 콜릿(23)을 빼내어 제거하기 전의 잠금(lock) 상태의 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)를 도시하고, 도 1c와 마찬가지로, 스프링(15)의 아래쪽의 압압을 받은 구 누름부(17)가, 압압 내주면(19)을 거쳐 제1 압압구(21a)에 압압을 전하고, 제1 압압구(21a)가 보존유지 홈(41)에 끼워맞춰짐으로써 노즐 콜릿(23)이 고정되어 있는 상태이다. 도시를 생략하고 있지만, 제1 압압구(21a)와 거울상 관계를 이루는 제2 압압구(21b)에 관해서도, 구 누름부(17)가, 압압 내주면(19)을 거쳐 제2 압압구(21)에 거울상 관계의 압압을 전하고, 제2 압압구(21)가 보존유지 홈(41)에 끼워맞춰짐으로써 노즐 콜릿(23)이 고정된다. 도 6a의 상태로부터, 스프링(15)의 압압력보다 큰 힘을 가해서 노즐 콜릿(23)을 아래쪽으로 이동시키려고 하면, 도 6a에 있어서의 보존유지 홈(41)을 구성하는 V자 면중 상측의 면에서, 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21)를 제1의 통모양의 중심으로부터 원심 방향으로 거울상 관계를 이루며 되돌려보내는(되물리치는) 분력이 발생한다.

다음에, 원심 방향으로 되돌려보내는 분력이 인가된 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21)는, 구 누름부(17)를 위쪽으로 슬라이딩시키고, 접해 있는 스프링(15)을 위쪽으로 거울상 관계로 되돌려보낸다. 이 결과, 노즐 콜릿(23)은 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)에 대해 아래쪽으로 이동가능해지고, 제2 외주면의 상부가 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21)를 대칭으로 되돌려보내는 분력을 수반하면서, 도 6b의 천이 상태로 되고, 잠금 상태가 해제된다. 잠금 상태로부터 해제된 잠금해제(unlock) 상태로 되면, 도 6b의 상태로부터, 노즐 콜릿(23)은 용이하게 아래쪽으로 이동가능해지므로, 노즐 콜릿(23)이 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)의 콜릿 샤프트(11)로부터 완전히 빼내어 제거되어, 최종적으로 도 6c의 상태로 된다. 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21)는 노즐 콜릿(23)의 제2 외주면으로부터의 분력으로부터 해방되지만, 스프링(15)으로부터의 압압 내주면(19)을 거친 압압을 받아서 제1의 통모양의 중심으로 향하는 구심 방향으로 이동한다. 구심 방향으로의 이동시에, 콜릿 삽입구멍(35)에 제1 압압구(21a)가 떨어지지 않고, 제1 안내구멍(43a)의 내부 또는 콜릿 샤프트(11)의 내주면의 제1 안내구멍(43a)의 바깥가장자리부에서 제1 압압구(21a)의 이동이 멈추도록, 제1 안내구멍(43a)의 크기 및 형상을 설정하지 않으면 안된다. 도시를 생략하고 있지만, 제1 압압구(21a)와 거울상 관계를 이루는 제2 압압구(21b)에 관해서도, 콜릿 삽입구멍(35)에 제2 압압구(21b)가 떨어지지 않고, 제2 안내구멍의 내부 또는 콜릿 샤프트(11)의 내주면의 제2 안내구멍의 바깥가장자리부에서 제2 압압구(21b)의 이동이 멈추도록, 제2 안내구멍의 크기 등을 설정하지 않으면 안된다.

도 6을 이용해서 노즐 콜릿(23)을 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)로부터 빼내어 제거하는 것에 대해서 설명했지만, 스프링(15)의 압압보다 큰 힘으로 구 누름부(17)를 위쪽으로 슬라이딩시키는 것에 의해 잠금해제 상태로 되고, 노즐 콜릿(23)을 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)의 아래쪽으로 이동시키는 동작을 원터치로 완료할 수 있는 것을 알 수 있다. 노즐 콜릿(23)의 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)에의 삽입에 대해서는, 빼내어 제거하는 것과는 반대(逆) 구조에 의해 원터치로 행할 수가 있다.

도 1에 있어서는, 노즐 콜릿(23)을 고정하기 위한 압압구로서, 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)의 2개의 압압구를 거울상 관계로 대항(對抗)시켰다. 도 7a의 단면도에 도시하는 바와 같이, 제1 압압구(21a) 및 제2 압압구(21b)는 제1의 통모양의 중심축을 지나는 거울상 면에 관해서 거울상 관계로, 거울상 면에 수직으로 중심축을 지나는 중심선 상에서 서로 대향하는 배치이다. 도 7b에, 제1 압압구(21a), 제2 압압구(21b), 제3 압압구(21c) 및 제4 압압구(21d)의 4개의 압압구의 배치를 도시하지만, 실시형태에 관계된 진공 흡인 암의 압압구은 짝수개이면, 제1의 통모양의 중심축을 지나는 거울상 면에 관해서 거울상 관계로, 거울상 면에 수직으로 중심축을 지나는 중심선 상에서 서로 대향하는 배치를 실현할 수 있다. 도 7b에 도시하는 배치에서는, 제1 압압구(21a)와 제3 압압구(21c)가 콜릿 샤프트(11)의 통축을 지나는 제1의 거울상 면에 수직인 제1 중심선 상에 늘어서고, 제2 압압구(21b)와 제4 압압구(21d)가 콜릿 샤프트(11)의 통축을 지나는 제2의 거울상 면에 수직인 제2 중심선 상에 늘어서 있다. 제1 압압구(21a), 제2 압압구(21b), 제3 압압구(21c) 및 제4 압압구(21d)의 명칭은 편의상이고, 도 7b의 제3 압압구(21c)를 「제2 압압구」라고 부르고, 제2 압압구(21b)를 「제4 압압구」라고 불러도 상관없다. 어쨌든, 압압구는 짝수개이면 좋고, 도 7a 및 도 7b는 1예이므로, 압압구를 6개 이상 마련할 수도 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시하는 바와 같은 거울상 관계를 기초로 하는 대칭 배치의 구조를 채용하는 것에 의해, 대칭으로 배치된 짝수개의 압압구로부터의 힘이 균등하게 노즐 콜릿(23)에 인가되므로, 노즐 콜릿(23)이 고속으로 상하 운동할 때에도, 세로요동의 발생을 억제하고, 고정된 노즐 콜릿(23)의 위치를 안정시킬 수 있고, 고정밀도 또한 고속의 노즐 콜릿(23)의 자동 교환이 가능하게 된다.

도 10에, 비교예에 관계된 진공 흡인 암의 확대 단면도를 도 7과 대비하여 도시하지만, 압압구가 홀수개인 경우는, 제1의 통모양의 중심축을 지나는 거울상 면에 관해서 거울상 관계로 할 수가 없다. 특히, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 압압구가 제1 압압구(21a) 하나인 경우는, 스프링(15)의 압압이 제1 압압구(21a)에 의해 노즐 콜릿(23)의 보존유지 홈(41)에 전해질 수 있지만, 힘이 한방향으로부터밖에 가해지지 않으므로, 고정된 노즐 콜릿(23)의 위치가 안정되지 않고 세로요동 등이 발생하여, 피조작 대상물의 흡탈착에 영향을 미친다. 또, 비대칭의 배치이므로, 부재의 마모에 치우침이 생기거나 할 가능성이 높아지고, 고정밀도 고속 자동 교환 시스템에 사용되는 고속의 상하 운동에 적합할 수 없다. 도 10a에 도시하는 바와 같이, 제1 압압구(21a), 제2 압압구(21b) 및 제3 압압구(21c)로서, 압압구가 3개인 경우도, 고속 상하 운동에 수반하여 델타 함수적인 충격력이 인가된 경우, 힘이 거울상 관계에 있는 대항 압압구에 의해서 되돌아오지 않으므로, 고정된 노즐 콜릿(23)의 위치가 안정되지 않고 피조작 대상물의 흡탈착에 영향을 미치거나, 부재의 마모에 치우침이 생기거나 할 가능성이 높아진다. 도 7a 및 도 7b와 같이, 압압구를 짝수개로 함으로써 대항 압압구를 배치하는 것에 의해, 고속 상하 운동에 수반하여 델타 함수적인 충격력이 인가된 경우이더라도, 고정된 노즐 콜릿(23)의 위치를 안정시킬 수가 있다. 따라서, 압압구를 짝수개로 해서 거울상 관계를 실현하는 것에 의해, 피조작 대상물의 흡탈착에 악영향을 미치거나, 부재의 마모에 치우침이 생기거나 할 가능성을 저감할 수 있고, 노즐 콜릿(23)의 고정밀도 고속 자동 교환 시스템에 사용할 수가 있다.

실시형태에 관계된 진공 흡인 암을 구성하는 부재의 소재는 주로 금속을 상정하고 있고, 예를 들면 노즐 콜릿(23)에는 스플라인 샤프트(spline shaft)를 이용할 수 있다. 그러나, 진공 흡인 암을 구성하는 부재는, 정밀 가공 장치의 일부로서 사용할 만한(사용할 수 있는) 강도와 가공성이 있으면, 그 밖의 소재이더라도 상관없다. 예를 들면 유리 섬유나 탄소 섬유 등을 더한 섬유강화 플라스틱(FRP)이나, 내부에 금속 소재를 가지고, 둘레에 플라스틱을 사출 성형한 복합 소재 등이라도 상관없다.

도 1에 도시하는 실시형태에 관계된 진공 흡인 암의 콜릿 홀더(11, 13, 15, 17, 21a, 21b)에 의하면, 스프링(15)에 의한 아래쪽으로의 대칭적인 압압의 분력을 노즐 콜릿(23)을 고정하기 위한 압압으로 되는 대칭 방향의 힘으로서 이용하고 있기 때문에, 고무 등의 탄성체를 사용해서 압압한 경우보다, 잠금 상태에 있어서의 고정력이 감쇠하지 않는다. 또, 피조작 대상물의 흡탈착 동작중의 고속 상하 운동에 있어서도, 항상 스프링(15)에 의한 아래쪽으로의 거울상 관계를 이루는 압압의 분력을 받고 있기 때문에, 노즐 콜릿(23)의 세로요동(縱振)이나 가로요동(橫振), 회전 방향의 요동을 일으키기 어렵고, 노즐 콜릿(23)에 삽입된 노즐 팁에 의한 피조작 대상물의 흡탈착의 정밀도를 높게 유지할 수가 있다.

또, 노즐 헤드 유닛(23, 25, 51)으로부터 노즐 팁(51)을 자유롭게 분리가능한 기구로 한 것에 의해, 주요 교환 부재를 노즐 팁(51)으로만 할 수 있어, 보다 저렴한 정밀 가공 장치로 할 수가 있다. 또, 노즐 팁(51)의 사양 변경도 용이하게 된다. 특히, 노즐 콜릿(23)에 회전멈춤 핀(25)이 진공 흡인 암의 회전멈춤 홈(45)에 끼워맞춰지는 구조로 되어 있으므로, 노즐 팁(51) 선단의 미세한 직사각형의 위치나 방향을 정확하게 결정하는 것이 용이하고, 고정밀도 고속 자동 교환 시스템을 구비한 진공 흡인형 정밀 가공 장치 등에의 적용도 용이하게 된다.

도 4의 상태로부터, 노즐 콜릿(23)을 콜릿 삽입구멍(35)에 삽입하면 도 2의 상태로 된다. 삽입시에 서로 수평 방향의 위치 어긋남이 있는 경우, 위치 어긋남의 폭이 노즐 콜릿(23)의 선단 부분의 원뿔면(27)의 가로폭 이내에 들어가는 것이라면, 콜릿 샤프트(11)의 하단부에 원뿔면(27)이 접촉한 후, 콜릿 샤프트(11)의 하단부가 원뿔면(27)을 미끄러지면서, 콜릿 샤프트(11) 또는 노즐 콜릿(23)이 수평 이동하고, 적절한 수평 위치에서 노즐 콜릿(23)이 콜릿 삽입구멍(35)에 들어가는 것이 가능해진다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관계된 노즐 콜릿(23)에 의하면, 노즐 콜릿(23)의 선단 형상을 원뿔면(27)을 가지는 형상으로 하는 것만으로, 진공 흡인 암측의 콜릿 삽입구멍(35)에의 삽입시에 위치 어긋남을 해소할 수가 있다. 사람의 눈으로 보는 것(目視)에 의한 위치 어긋남 조정의 필요가 없고, 다른 장치를 준비하는 일이 없는, 보다 저렴하고 간이한 방법으로 위치 어긋남을 해소할 수가 있다.

본 발명은 상기의 실시형태에 의해서 기재했지만, 이 명시된 일부를 이루는 논술 및 도면은 본 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안된다. 이 개시로부터 당업자에게는 여러가지 대체 실시형태, 실시예 및 운용 기술이 명확해질 것이다.

또, 상기의 실시형태에서 설명한 개별의 기술적 사상의 일부를 적당히, 서로 조합하는 것도 가능하다. 이와 같이, 본 발명은 여기에서는 기재하고 있지 않는 여러가지 실시형태 등을 포함하는 것은 물론이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 상기의 설명으로부터 타당하다고 해석할 수 있는, 특허청구범위에 관계된 발명 특정 사항에 의해서만 정해지는 것이다.

11…콜릿 샤프트
13…스프링 누름부
15…스프링
17…구 누름부
19…압압 내주면
21a…제1 압압구
21b…제2 압압구
21c…제3 압압구
21d…제4 압압구
23…노즐 콜릿
25…회전멈춤 핀
27…원뿔면
31…진공 흡인구멍
33…틈
35…콜릿 삽입구멍
37…관통구멍
39…노즐 팁 삽입구멍
41…보존유지 홈
43a…제1 안내구멍
43b…제2 안내구멍
43c…제3 안내구멍
43d…제4 안내구멍
45…회전멈춤 홈
47…노즐 내측 공간
49…흡착창
51…노즐 팁
71…진공 배관용 이음기구(어댑터)

Claims (6)

1. 하단의 콜릿 삽입구멍으로부터 상부측으로 연속하는 진공 흡인구멍을 중심축측에 가진 제1의 통모양(筒狀)을 이루고, 그 제1의 통모양의 외주로부터 상기 진공 흡인구멍까지 관통하는, 상기 중심축을 지나는 거울상(鏡像) 면에 관해서 거울상 관계로, 상기 거울상 면에 수직으로 상기 중심축을 지나는 중심선 상에서 서로 대향하는 제1 및 제2 안내구멍이 마련된 콜릿 샤프트와,
   상기 중심축에 따른 단면에 있어서, 상기 중심축에 따른 방향의 중앙이 외주측으로 돌출하여 상부측보다 두께가 두꺼운 플랜지부를 갖고, 상기 플랜지부보다 상부측이 상기 플랜지부보다 두께가 얇은 시스부가 됨으로써, 상기 단면의 형상의 상기 상부측이 L 자형 단차 형상이며, 상기 L자형 단차 형상의 내주측에 위치하고 상기 콜릿 샤프트의 외주면에 접하는 슬라이딩(摺動) 내주면 및 그 슬라이딩 내주면으로부터 하부측의 상기 시스부로부터 떨어진 위치에 있어서 상기 중심축으로부터 원심 방향으로 넓어지는 테이퍼모양의 압압(押壓) 내주면, 그 압압 내주면으로부터 하부측으로 연속하는 보호 내주면을 가지고, 상기 중심축 방향으로 슬라이딩가능한 통모양의 구 누름부(球押部)와,
   상기 제1 및 제2 안내구멍 내에 각각 배치되고, 상기 압압 내주면으로부터 대칭 방향으로 압압되는 것이 가능한 제1 및 제2 압압구(押壓球)와,
   하단부에 마련된 노즐 팁 삽입구멍으로부터 상기 중심축 방향의 상부측으로 연속하는 관통구멍을 내부에 가지고, 상부의 외경 형상이 상기 콜릿 삽입구멍의 내경 형상에 정합한 제2의 통모양을 이루고, 그 제2의 통모양의 외주면에 링모양의 보존유지(保持) 홈이 마련된 노즐 콜릿과,
   상기 중심축에 따른 단면 형상이 L자형 단차 형상이 되도록, 하부측에 상기 플랜지부보다 두께가 얇은 원통모양의 시스부를 갖고, 상기 콜릿 샤프트의 상기 외주면의 일부에 고정된 스프링 누름부와,
   상기 스프링 누름부의 상기 시스부의 외주에 상단부의 내주를 접하고 상기 구 누름부의 상기 시스부의 외주에 하단부의 내주를 접하여 상기 중심축 방향으로 신축 가능한 스프링
   을 구비하고, 상기 노즐 콜릿의 상기 상부가 상기 콜릿 삽입구멍에 삽입되었을 때에, 상기 보존유지 홈에 끼워맞춘 상기 제1 및 제2 압압구를 상기 보존유지 홈을 향해 서로 대칭 방향으로 압압하는 것을 특징으로 하는 진공 흡인 암.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2의 통모양의 외주면 또한 상기 보존유지 홈의 아래쪽에 고정된 회전멈춤(回止) 핀을 더 구비하고,
   상기 상부가 상기 콜릿 삽입구멍에 삽입되었을 때에, 상기 콜릿 샤프트의 상기 하단부의 바깥가장자리부 또한 상기 제1 안내구멍의 아래쪽에 절결모양으로 마련된 회전멈춤 홈에 상기 회전멈춤 핀이 끼워맞춰지는 것을 특징으로 하는 진공 흡인 암.
3. 삭제
4. 하단의 콜릿 삽입구멍으로부터 위쪽으로 연속하는 진공 흡인구멍을 중심축측에 가진 제1의 통모양을 이루고, 그 제1의 통모양의 외주로부터 상기 진공 흡인구멍까지 관통하는, 상기 중심축을 지나는 거울상 면에 관해서 거울상 관계로, 상기 거울상 면에 수직으로 상기 중심축을 지나는 중심선 상에서 서로 대향하는 제1 및 제2 안내구멍이 마련된 콜릿 샤프트와,
   상기 중심축에 따른 단면에 있어서, 상기 중심축에 따른 방향의 중앙이 외주측으로 돌출하여 상부측보다 두께가 두꺼운 플랜지부를 갖고, 상기 플랜지부보다 상부측이 상기 플랜지부보다 두께가 얇은 시스부로 됨으로써, 상기 단면의 형상의 상기 상부측이 L자형 단차 형상이며, 상기 L자형 단차 형상의 내주측에 위치하고 상기 콜릿 샤프트의 외주면에 접하는 슬라이딩 내주면 및 그 슬라이딩 내주면으로부터 하부측의 상기 시스부로부터 떨어진 위치에 있어서 상기 중심축으로부터 원심 방향으로 넓어지는 테이퍼모양의 압압 내주면, 그 압압 내주면으로부터 하부측으로 연속하는 보호 내주면을 가지고, 상기 중심축 방향으로 슬라이딩가능한 통모양의 구 누름부와,
   상기 제1 및 제2 안내구멍 내에 각각 배치되고, 상기 압압 내주면으로부터 대칭 방향으로 압압되는 것이 가능한 제1 및 제2 압압구와,
   상기 중심축에 따른 단면 형상이 L자형 단차 형상이 되도록, 하부측에 상기 플랜지부보다 두께가 얇은 원통모양의 시스부를 가진 단차 형상이며, 상기 콜릿 샤프트의 상기 외주면의 일부에 고정된 스프링 누름부와, 상기 스프링 누름부의 상기 시스부의 외주에 상단부의 내주를 접하고 상기 구 누름부의 상기 시스부의 외주에 하단부의 내주를 접하여, 상기 중심축 방향으로 신축 가능한 스프링
   을 구비하고, 하단부에 마련된 노즐 팁 삽입구멍으로부터 상기 중심축 방향의 상부측으로 연속하는 관통구멍을 내부에 가지고, 상부의 외경 형상이 상기 콜릿 삽입구멍의 내경 형상에 정합한 제2의 통모양을 이루고, 그 제2의 통모양의 외주면에 링모양의 보존유지 홈이 마련된 노즐 콜릿의 상기 상부가 상기 콜릿 삽입구멍에 삽입되었을 때에, 상기 보존유지 홈에 끼워맞춘 상기 제1 및 제2 압압구를 상기 보존유지 홈을 향해 서로 대칭 방향으로 압압하는 것을 특징으로 하는 콜릿 홀더.
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