KR20090129941A

KR20090129941A - 기체 공급 밸브 및 부품 반송 장치

Info

Publication number: KR20090129941A
Application number: KR1020090041556A
Authority: KR
Inventors: 준이치 하라; 유지 고도; 가즈키 모모세
Original assignee: 가부시기가이샤 다이신
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2009-12-17
Also published as: SG158028A1; JP2009299799A; CN101603611A; TW201009225A; JP4555366B2

Abstract

본 발명은 기체 공급 밸브의 소형화를 도모하는 동시에 기류 분출의 개시 및 정지의 지연을 억제하는 것에 그 목적이 있으며, 이를 위한 구성으로서의 기체 공급 밸브(10)는 기체를 도입하는 기체 도입로(11c)와, 이 기체 도입로의 도입 개구(11e)가 내부에 면하는 밸브 실린더(13)와, 이 밸브 실린더의 내부에 있어서 상기 도입 개구를 개폐 가능하게 구성하는 폐색부(閉塞部, 15a)를 구비한 밸브체(15)와, 상기 밸브 실린더의 내부에 면하는 도입 개구(12d)를 구비한 기체 도출로(12c, 11g)와, 상기 밸브체를 구동하여 상기 도입 개구의 개폐 동작을 행하는 압전 액튜에이터(19)를 구비하는 기체 공급 밸브에 있어서, 적어도 밸브의 개방시에 있어서 상기 도입 개구와 상기 도출 개구 사이의 내부 공간을 외부로 연통시키는 통기 경로(12e, 12f, 11j)가 상기 기체 도입로 및 상기 기체 도출로와는 별도로 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

기체 공급 밸브 및 부품 반송 장치{GAS SUPPLY VALVE AND PART CONVEYING APPARATUS}

본 발명은 기체 공급 밸브 및 부품 반송 장치에 관한 것이고, 특히 반송 부품의 선별을 행하기 위한 기체의 분출을 선택적으로 행하기 위해 기체의 공급 상태를 제어하는 경우에 가장 적합한 기체 공급 밸브의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 파트 피더(parts feeder) 등의 부품 반송 장치(부품 공급 장치)에서는, 다수의 부품을 고속, 또한 제어된 자세로 반송하는 것이 요구되지만, 이러한 부품 반송 장치에 있어서는 구조상의 불량부품이나 정규 자세가 아닌 부품을 부품 반송로상으로부터 배제하기 위해, 또는 정규 자세가 아닌 부품을 정규 자세로 변환하기 위해 부품 반송로 상의 부품에 선택적으로 기체를 분출하는 것이 행해지고 있다.

상기와 같은 부품 반송 장치에 있어서의 부품 선별부에 기체를 공급하는 경우에는, 기체의 공급·정지를 행하기 위해 고속으로 동작하는 기체 공급 밸브가 필 요해지기 때문에, 예를 들면, 밸브체를 압전 액튜에이터로 구동하도록 구성한 밸브 구조가 제안되어 있다(예를 들면, 이하의 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본국 특개 2003-10790호 공보

그러나 앞에서 설명한 압전 액튜에이터로 구동되는 기체 공급 밸브에 있어서는, 부품 반송로 상에 신속하게 기체를 공급하려고 하면, 밸브의 입구(9)로부터 밸브체의 개폐부분을 개재하여 밸브의 출구(10)로 고속으로 기류를 흐르게 할 필요가 있기 때문에, 압전 액튜에이터의 동작 스트로크나 밸브의 내부 공간을 크게 해서 유통 단면적을 확보하거나, 또는 기체의 공급측 압력을 높게 해서 밸브의 내부 공간을 통과하는 기류의 고속화를 도모할 필요가 있다. 그런데 압전 액튜에이터의 동작 스트로크나 밸브의 내부 공간의 단면적을 크게 하면 밸브 구조 자체가 대형화되고, 또 공급측 압력을 증대시키면 밸브의 내부 공간(밸브의 개방시에 있어서의 도입 개구와 도출 개구 사이의 공간)에 부압이 발생하여 압전 액튜에이터의 구동 부하가 커지기 때문에, 결국 기체 공급 밸브의 대형화와 소비전력의 증대를 초래하는 동시에, 밸브의 내부 공간의 잔류압력에 의해 부품 반송로상에 있어서의 기류 분출의 개시 및 정지에 지연이 일어나기 쉬워진다고 하는 문제점이 있다.

그래서 본 발명은 상기 문제점을 해결하는 것이며, 그 과제는 기체 공급 밸브의 소형화를 도모하는 동시에, 기류 분출의 개시 타이밍의 지연 현상을 완화 또는 억제하는 것에 있다.

이러한 실정을 감안하여 본 발명의 기체 공급 밸브는, 기체를 도입하는 기체 도입로와, 이 기체 도입로의 도입 개구가 내부에 면하는 밸브 실린더와, 이 밸브 실린더의 내부에 있어서 상기 도입 개구를 개폐 가능하게 구성하는 폐색부를 구비한 밸브체와, 상기 밸브 실린더의 내부에 면하는 도출 개구를 구비한 기체 도출로와, 상기 밸브체를 구동하여 상기 도입 개구의 개폐 동작을 행하는 압전 액튜에이터를 구비하는 기체 공급 밸브에 있어서, 밸브의 개방시에 있어서 상기 도입 개구와 상기 도출 개구 사이의 내부 공간을 외부로 연통시키는 통기 경로가 상기 기체 도입로와 상기 기체 도출로와는 별도로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 밸브의 개방시에 있어서 내부 공간이 통기 경로를 개재하여 외부와 연통하므로, 압전 액튜에이터의 동작 스트로크가 작아도, 또는 내부 공간을 통과하는 기류의 속도가 높아도, 밸브의 내부 공간에 있어서의 부압의 발생이 억제되어 압전 액튜에이터의 구동 부하를 저하할 수 있기 때문에, 기체 공급 밸브의 대형화나 소비 전력의 증대를 회피할 수 있는 동시에, 내부 공간에서의 통기 저항이 저하되기 때문에, 밸브의 개방시에 있어서 공급처에 있어서의 기체 공급의 개시 지연을 저하 또는 억제할 수 있다. 또 기체 공급 밸브를 이용하여 부품 반송 장치의 부품 선별부에 기류를 공급하는 경우에는, 밸브의 소형화에 의해 기류를 분출하는 부품 선별부의 근처에 배치하는 것이 가능해지기 때문에, 기류의 분출의 개시 및 정지의 지연을 저하 또는 억제할 수 있다.

본 발명의 하나의 형태에 있어서는, 상기 통기 경로는 밸브의 개폐 상태에 관계없이 상기 내부 공간을 외부에 연통시킨다. 이것에 의하면, 통기 경로가 밸브의 개폐상태에 관계없이 내부 공간을 외부에 연통시키는 것으로, 밸브의 폐쇄시에 있어서 내부 공간의 잔압(殘壓), 즉 잔류압력이 통기 경로를 개재하여 외부로 달아나기 때문에, 공급처에 있어서의 기체 공급의 정지의 지연을 저하 또는 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 있어서는, 상기 밸브 실린더 내에 있어서는, 상기 도입 개구를 향하여 상기 밸브 실린더의 주위 내면과의 사이에 간격을 가지는 상태로 상기 폐색부가 돌출하고, 상기 통기 경로는 상기 간격 내에 개구하고 있다. 이것에 의하면, 밸브체의 폐색부가 밸브 실린더의 주위 내면의 적어도 일부와의 사이에 간격을 가지고 도입 개구를 향해 돌출하며, 이 간격 내에 상기 통기 경로가 개구하는 것으로, 밸브의 개방시에 있어서 상기 간격이 내부 공간에 연통하므로, 도입 개구와 패색부 사이의 간극이 적어도 내부 공간의 용적이 실질적으로 확대되는 동시에 상기 간격을 개재하여 통기 경로로부터 외기가 도입되므로, 내부 공간에 발생하는 부압이 통기 경로에 의해 효과적으로 억제된다. 또 상기 간격 내에 통기 경로가 개구하는 것으로, 폐색부의 측으로부터 외기가 내부 공간으로 향해 도입되므로, 상기 부압에 기인하여 밸브체에 가해지는 흡인력의 경감효과를 높일 수 있다. 따라서, 압전 액튜에이터의 동작 스트로크가 작아도 구동 부하를 더욱 저하할 수 있고, 기체 공급 밸브의 대형화나 소비 전력의 증대를 용이하게 회피할 수 있다.

이 경우에, 상기 도입 개구를 선단에 구비한 기체 도입부가 상기 밸브 실린더의 주위 내면과의 사이에 간격을 가지는 상태로 상기 밸브를 향해 돌출하는 동시에, 상기 기체 도입부의 선단이 끝이 가는 모양으로 구성되는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 기체 도입부와 폐색부의 대향 면적을 작게 할 수 있는 것으로부터 내부 공간에 있어서의 부압의 발생이 억제되기 때문에, 압전 액튜에이터의 동작 스트로크가 작아도 구동 부하를 더욱 저하할 수 있다. 따라서, 기체 공급 밸브의 대형화나 소비전력의 증대를 더욱 용이하게 회피할 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 있어서는, 상기 도입 개구는 상기 도입 개구의 개구위치에 대하여 상기 폐색부의 이동 방향과 직교하는 방향으로 개구한다. 이것에 의하면, 도출 개구의 내부 공간에 대한 개구 위치가 도입 개구의 개구 위치에 대하여 폐색부의 이동 방향과 직교하는 방향으로 배치되므로, 밸브의 개방시에 있어서의 도입 개구에 대한 폐색부의 이동 스트로크가 작아도, 도입 개구로부터 도출 개구까지 폐색부 등에 차단되지 않고 직접 기체가 유통할 수 있게 되므로, 통기 저항이 저하되고, 기체의 공급 속도를 높일 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 있어서는, 상기 밸브 실린더를 수용하는 하우징을 더 구비하고, 상기 통기 경로는 상기 밸브 실린더에 형성되고, 내외를 연통시키는 내측 관통 구멍과, 상기 밸브 실린더의 외면 또는 상기 하우징의 내면에 형성되며, 상기 내측 관통 구멍에 연통하는 중간 오목 홈과, 상기 하우징에 형성되고, 내외를 연통시키는 동시에 상기 중간 오목 홈에 연통하는 외측 관통 구멍을 포함한다. 이것에 의하면, 통기 경로가 내측 관통 구멍, 중간 오목 홈 및 외측 관통 구멍을 포함하는 상태가 되는 것으로, 조립의 용이성이나 구조의 자유도를 높여도 통기 경로를 확실히 확보할 수 있다. 또 내측 관통 구멍과 외측 관통 구멍의 위치관계를 변경하는 것으로, 통기 경로의 통기 저항을 용이하게 조정하는 것이 가능해진다. 이 경우, 후술하는 실시 형태와 같이 밸브 실린더의 외면과, 하우징의 내면을 동시에 원통면으로 구성하고, 상기 중간 오목 홈을 축선 둘레에 연장된 형상의 오목 홈(예를 들면, 환상 홈)으로 하는 것으로, 밸브 실린더를 하우징 내에 있어서 임의의 각도로 수용하는 것이 가능해지기 때문에, 내측 관통 구멍을 구비한 밸브 실린더의 축선 둘레의 각도 자세를 외측 관통 구멍을 구비한 하우징 내에서 변경하는 것으로, 통기 경로의 길이를 변경하여 통기 저항을 조정하는 것이 더욱 용이해진다.

본 발명에 있어서는, 압전 액튜에이터의 동작 만에 의해 폐색부의 개폐를 행하게 해도 되지만, 예를 들면, 폐색부가 도입 개구를 폐색하는 방향에 밸브체를 가압하는 가압 수단을 더 구비하는 경우가 있다. 이 경우에는, 가압 수단의 가압 작용을 적어도 일부에 이용하여 밸브가 폐쇄되므로, 공급측 압력이 높아도 압전 액튜에이터에 대한 부하를 저하할 수 있다. 또 폐색부가 도입 개구를 개방하는 방향에 밸브체를 가압하는 가압수단을 더 구비하는 경우도 있다. 이 경우에는, 가압 수단의 가압 작용을 적어도 일부에 이용하여 밸브가 개방되므로, 밸브를 신속하게 개방할 수 있고, 공급처에서의 기체 공급의 개시의 지연을 더욱 저하할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 폐색부가 상기 도입 개구로부터 이간하는 방향의 상기 밸브체의 이동 한계를 설정하는 밸브체 규제 수단을 가지는 것이 바람직하다. 이 밸브체 규제 수단을 설치하는 것으로, 밸브체의 개방 동작시의 이동 한계가 설치되기 때문에, 가압 수단의 가압 작용이나 공급측 압력 등에 의해 밸브체가 과도하게 동작하여 압전 액튜에이터가 파손되는 현상을 방지하게 된다.

다음에, 본 발명의 부품 반송 장치는, 상기중 어느 하나에 기재된 기체 공급 밸브와, 이 기체 공급 밸브를 개재하여 공급된 기체를 선택적으로 부품에 분출하여 선별을 행하는 부품 선별부와, 이 부품 선별부를 통과하는 부품 반송로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 기체 공급 밸브의 대형화나 소비 전력의 증대를 회피할 수 있는 동시에, 내부 공간에 있어서의 통기 저항이 저하되기 때문에, 부품 선별부에 있어서의 기체 공급의 개시의 지연을 저하할 수 있다. 특히, 통기 경로가 밸브의 개폐 상태에 관계없이 내부 공간을 외부에 연통시키는 경우에는, 밸브의 폐쇄시에 있어서 내부 공간의 잔류압력이 통기 경로를 개재하여 외부로 달아나기 때문에, 부품 선별부에 있어서의 기체 공급의 정지의 지연을 저하 또는 억제할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도시 예와 함께 설명한다. 도 1은 본 발명에 관한 기체 공급 밸브의 제1 실시형태의 내부 구조를 도시하는 개략 종단면도, 도 2는 제1 실시형태의 도 1과는 직교하는 단면도를 도시하는 개략 종단면도(도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면 사시도), 도 3은 제1 실시형태의 개략 횡단면도(도 1의Ⅲ-Ⅲ선 단면 사시도)이다.

기체 공급 밸브(10)는, 금속, 합성수지 등에 의해 구성된 하우징(11)을 가지고, 이 하우징(11)에는, 원주상의 오목 구멍(11a)을 내부에 구비한 메인 구조부(11A)와, 이 메인 구조부(11A)로부터 측방향으로 직선 형상으로 연장하는 대들보 형상으로 구성되고, 선단부에 후술하는 압전 액튜에이터를 고정하는 고정 부 위(11b)를 구비한 연장부(11B)가 설치된다. 메인 구조부(11A)의 저부(底部)에는 상기 오목 구멍(11a)에 연통하는 기체 도입로(11c)가 형성된다. 이 기체 도입로(11c)는, 오목 구멍(11a)의 저면으로부터 도면에 예시하는 상측으로 돌출하는 기체 도입부(11d)의 내부를 통과하고, 기체 도입부(11d)의 선단(도시의 상단)에 개구하는 도입 개구(11e)를 구비하고 있다. 기체 도입부(11d)의 선단은 끝이 가는 모양(테이퍼 형상)으로 형성된다. 기체 도입부(11d)는 도시 예에서는 원주상(선단은 원추 또는 원추대 형상)으로 되지만, 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 각주(角柱) 형상 등 임의의 형상으로 할 수 있다.

오목 구멍(11a) 내에는 도시(圖示)의 수직 방향으로 관통하는 축 구멍(12a)을 가지는 원통형의 밸브 실린더(12)가 수용되고, 이 밸브 실린더(12)는 그 상부 환상 홈에 수용된 오링(O Ring) 등의 시일(seal)재(13)에 의해 메인 구조부(11A)와의 사이가 기밀하게 구성된다. 또한, 밸브 실린더(12)의 외면에는 오목부(또는 오목 홈, 12b)가 설치되고, 메인 구조부(11A)의 측부에 관통 형성되는 측 나사구멍(11f)에 나사 삽입되는 멈춤 나사(14)에 의해 주요 메인 구조부(11A)에 대해 보호 유지 고정된다. 밸브 실린더(12)의 축 구멍(12a)의 하단은 상기 기체 도입부(11d)를 여유를 갖고 받아들이고, 이것에 의해 기체 도입부(11d)와 축 구멍(12a)의 주위 내면과의 사이에는 전체 둘레에 걸친 간격이 설치된다.

또 밸브 실린더(12)에는 축 구멍(12a)에 연통하고, 내외에 관통하는 가로 구멍(12c)이 설치되고, 이 가로 구멍(12c)은 메인 구조부(11A)에 설치된 기체 도출 구멍(11g)과 연통하며, 이것들에 의해 기체 도출로가 구성된다. 이 기체 도출로의 도출 개구(12d)는 밸브 실린더(12)의 상기 가로 구멍(12c)의 내부 개구로 구성된다.

이 도출 개구(12d)는 도입 개구(11e)의 개구 위치에 대해 폐색부(15a)의 이동 방향(밸브 실린더(12)의 축선 방향)과 직교하는 방향으로 개구한다. 도시 예의 경우, 도입 개구(11e)의 상기 이동 방향으로 본 개구 위치와, 도출 개구(12d)의 상기 이동 방향으로 본 외주연 위치가 일치하고 있지만(도 1의 점선 참조, 도 3도 동일), 상기 이동 방향으로 본 도입 개구(11e)의 위치가 이동 방향으로 본 도출 개구(12d)의 개구 범위 내에 있으면 된다. 이것에 의하면, 도출 개구의 내부 공간에 대한 개구 위치가 도입 개구의 개구 위치에 대해 폐색부의 이동 방향과 직교하는 방향으로 배치되므로, 밸브의 개방시에 있어서의 도입 개구에 대한 폐색부의 이동 스트로크가 작아도, 도입 개구로부터 도출 개구까지 폐색부 등에 차단되지 않고 직접 기체가 유통할 수 있게 되므로, 통기 저항이 저하되고, 기체의 공급 개시 타이밍을 빠르게 할 수 있다.

축 구멍(12a) 내에는 밸브체(15)가 삽입되고, 이 밸브체(15)는 축 구멍(12a) 내에 있어서 밸브 실린더(12)와의 사이에서 기밀성을 확보한 상태로 활주 가능하게 배치된다. 밸브체(15)의 내단부에는 도시 예에서는 밸브체(15)의 본체에 연질 수지 재료 등으로 이루어지는 시트재(15x)가 고정되어 있다. 이 내단부(內端部)는, 상기 도입 개구(113)에 접촉하는 것으로 밸브를 폐쇄 상태로 하는 폐색부(15a)를 구성한다. 밸브(15)는 밸브 실린더(12)의 축 구멍(12a)과 밀접하고, 기밀성을 확보한 상태에서 활주 가능하게 배치되어 있지만, 그 내단의 폐색부(15a)는 축경(縮徑)하여 축 구멍(12a)과의 사이에 간격을 가지는 상태로 도입 개구(11e)를 향해 돌출하도록 구성된다. 도시 예의 경우, 폐색부(15a)는 전체 둘레에 걸쳐서 밸브 실린더(12)의 축 구멍(12a)의 주위 내면과의 사이에 간격을 가지고 있다.

위에서 설명하는 밸브 구조에 있어서, 도입 개구(11e)와 도출 개구(12d)의 사이에 형성되는 내부 공간은, 기체 도입부(11d)와 밸브 실린더(12)의 축 구멍(12a)의 주위 내면과의 간격과, 밸브체(15)의 폐색부(15a)와 밸브 실린더(12)의 축 구멍(12a)의 주위 내면과의 간격이 상호 연통하여 구성된다. 이 내부 공간의 용적은 밸브의 개폐에 의해 증감하지만, 이 공간 자체는 밸브의 개폐와는 무관하게 항상 존재한다.

밸브 실린더(12)에는, 축 구멍(12a)을 외측에 연통시키는 내측 관통 구멍(12e)이 형성되고, 그 외주에는 내측 관통 구멍(12e)이 개구하는 중간 오목 홈(12f)이 형성되어 있다. 이 중간 오목 홈(12f)은 도시 예에서는 외주면을 축선 둘레에 일주하는 환상 오목 홈으로 이루어져 있다. 또 메인 구조부(11A)에는 오목 구멍(11a)의 내외를 연통시키는 외측 관통 구멍(11j, 도 2 참조)이 형성되고, 이 외측 관통 구멍(11j)은 상기 중간 오목 홈(12f)에 연통한다. 이것에 의해, 상기 내부 공간은 상기 내측 관통 구멍(12e), 중간 오목 홈(12f) 및 외측 관통 구멍(11j)으로 이루어지는 통기 경로를 개재하여 외부에 연통하고 있다. 또한, 이 통기 경로를 구성할 때에는, 밸브 실린더(12)에 형성된 중간 오목 홈(12f) 대신에, 내측 관통 구멍(12e)에 연통하는 다른 중간 오목 홈을 오목 구멍(11a)의 내면상에 형성해도 된다.

여기서, 내측 관통 구멍(12)은, 상기 폐색부(15a)와 밸브 실린더(12)의 주위 내면과의 사이에 설치된 간격 내에 개구하고 있다. 따라서, 이 간격에 개구한 상기 통기 경로를 개재하여 상기 내부 공간이 외부와 연통하고 있게 된다.

밸브(15)는 밸브 실린더(12) 내로부터 도시의 상측으로 연장하고, 그 중간 부위에서 외측으로 튀어나와서 이루어지는 지지부(16)가 설치되어 있다. 이 지지부(16)는 특별히 한정되지 않지만, 도시 예에서는 멈춤 바퀴 등의 별도 부재를 부착하는 것으로 형성된다. 또 메인 구조부(11A)의 상부에는 측방향으로부터 오목 구멍(11a) 내에 튀어나온 돌출부(17, 도시 예에서는 별개의 돌출부재)가 설치되고, 상기 지지부(16)와 돌출부(17)의 사이에 코일 스프링 등의 탄성 부재(18)가 배치된다. 이 탄성 부재(18)는 밸브체(15)를 밸브가 폐쇄하는 방향(도시의 하측, 즉, 상기 폐색부(15a)가 도입 개구(11e)를 폐쇄하는 방향)에 가압하는 가압 수단이다. 밸브체(15)의 외단부(15b)는 돌출부(17)에 설치된 개구부(17a)를 통과하여 상측으로 돌출한다. 외단부(15b)에는 측방향으로부터 연출(延出)한 압전 액튜에이터(19)의 구동부(19a)가 결합하고 있다.

압전 액튜에이터(19)는, 금속 등으로 이루어지는 탄성판(19A)과, 이 탄성판(19A)의 표리면에 접합 된 압전체층(19B, 19C)을 포함하고, 압전체층(19B, 19C)은 도시하지 않은 표리의 전극에 전압을 인가하는 것으로 탄성판(19A)과 함께 도시의 상하 방향으로 휨을 일으키도록 구성된다. 도시 예에서는 압전 액튜에이터(19)는 바이모르프(Bimorph)형의 판(板) 형상 구조를 가지지만, 압전체층(19B)와 (19C) 중 어느 한쪽만을 가지는 유니모르프(Unimorph)형의 판 형상 구조 를 사용할 수도 있으며, 또한, 압전체층과 전극층을 교대로 적층시킨 적층형의 구조를 사용할 수도 있다.

압전 액튜에이터(19)의 기단부(19b)는, 연장부(11B)의 고정 부위(11b)에 부착된 고정 부재(21) 상에 고정된다. 도시 예에서는 고정 부재(21)는 볼트(22)에 의해 고정 부위(11b)에 고정된다. 고정 부재(21)는, 고정 부위(11b)에 대한 부착부분으로부터 고정 부위(11b)의 표면에 형성된 오목부(11h) 상에 튀어나오는 형태로 고정되고, 이 오목 홈(11h)에 튀어나온 부분에 있어서 부착 부재(23)와의 사이에서 상기 기단부(19b)를 협지하고 있다. 고정 부재(21)와 부착 부재(23)는 볼트(24)에 의해 기단부(19b)를 협지하고 눌러서, 고정한다. 고정 부위(11b)에는 상기 오목 홈(11h)에 연통하는 관통 나사 구멍(11i)을 가지고, 이 관통 나사 구멍(1i)에 멈춤 나사(25)가 나사 삽입되고, 멈춤 나사(25)의 선단이 상기 고정 부재(21)를 하측으로부터(오목부(11b) 내로 돌출하여) 접촉 지지하고 있다. 그리고 멈춤 나사(25)의 위치를 조정하는 것으로, 상기 오목 홈(11h) 상에 있어서 고정 부재(21)의 상하 위치가 조정 가능하게 되어 있고, 따라서, 압전 액튜에이터(19)의 상하 방향의 부착 위치(정확하게는 상하 방향의 부착 위치 및 부착 각도)를 조정할 수 있도록 구성된다.

압전 액튜에이터(19)는, 기단부(19b)가 고정 부위(11b)에 고정된 상태로 선단의 구동부(19a)가 밸브체(15)에 접속되고, 구동부(19a)와 기단부(19b)의 사이가 휨 변형하는 것으로 밸브체(156)를 그 축선 방향으로 구동할 수 있도록 구성된다.

이상과 같이 구성된 본 실시의 형태에 있어서는, 압전 액튜에이터(19)가 동 작하지 않는 상태(연통되어 있지 않은 상태)에서는, 밸브체(15)가 탄성 부재(18)의 탄성력으로 하측으로 이동하고, 폐색부(15a)가 도입 개구(11e)를 폐쇄하기 때문에, 밸브가 폐쇄 상태가 된다. 한편, 압전 액튜에이터(19)가 동작하여(연통되어) 상측으로 휘는 것으로, 밸브체(15)가 탄성 부재(18)의 탄성력에 저항하여 상측으로 이동하고, 밸브는 개방상태가 된다. 따라서, 상기 기체 도입로(11c)에 압축 공기 등의 가압된 기체를 공급하는 것으로, 밸브가 개방 상태가 되면 기체 도출 구멍(11g, 즉, 기체 도출로)으로부터 가압 된 기체를 방출할 수 있다.

그런데 밸브체(15)가 상측으로 이동해서 밸브가 개방상태가 되어 있는 경우, 도입 개구(11e)로부터 유입한 기체가 내부 공간을 통과하여 도출 개구(12d)로부터 나가게 되지만, 내부 공간에 있어서의 기류의 속도가 높아지면 부압이 발생하므로, 밸브체(15)가 하측에 흡인되고, 압전 액튜에이터(19)에 부하가 걸릴 가능성이 있다. 그러나 본 실시의 형태에서는 밸브의 개방 상태에 있어서 상기 통기 경로를 개재하여 내부 공간이 외부와 연통하고 있으므로, 내부 공간에 발생하는 부압이 통기 경로를 통해 유입하는 외기에 의해 완화되고, 압전 액튜에이터(19)에 걸리는 부하를 경감할 수 있다. 따라서, 밸브에서 방출되는 기체의 양을 증가시키기 위해 공급측 압력을 높인 경우라도, 상기 부압에 의한 공급 불량, 또는 압전 액튜에이터(19)의 파손 등을 방지할 수 있다.

또 상기의 부압이 완화되는 것으로 압전 액튜에이터의 부하가 경감되므로 압전 액튜에이터의 대형화를 회피할 수 있고, 또 밸브에서 방출되는 기체의 양을 증가 시키기 위해 내부 공간에 있어서의 기체의 유통 단면을 크게 하는 것으로 밸브 구조가 대형화하는 것도 회피할 수 있으므로, 기체 공급 밸브의 소형화를 도모할 수 있으며, 그 결과, 기체의 공급처에 의해 가까운 위치에 밸브를 배치하는 것이 가능해지므로, 기체 공급의 개시 및 정지 타이밍의 지연을 저하할 수 있다.

본 실시의 형태에서는, 특히, 탄성 부재(18)의 탄성력으로 밸브체(15)의 폐색부(15a)를 도입 개구(11E)에 접촉시켜서 밸브를 폐쇄 상태로 하고 있으므로, 공급측 압력을 높게 해도 압전 액튜에이터(19)에 부하가 가해지지 않고, 압전 액튜에이터(19)의 손상을 방지할 수 있으며, 압전 액튜에이터(19)의 대형화도 회피할 수 있다.

또 본 실시의 형태에서는, 밸브의 개폐 상태에 관계없이 상기 통기 경로는 항상 내부 공간을 외부로 연통시키도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 상기와 같이 밸브가 개방 상태에 있을 때에 내부 공간의 부압을 완화할 수 있고, 게다가 기체 공급의 개시를 신속화할 수 있을 뿐만 아니라, 밸브의 폐쇄시에 내부 공간 및 도출 개구(12d) 측의 압력을 통기 경로를 개재하여 외부로 달아날 수 없기 때문에, 기체 공급의 정지도 더욱 신속하게 행할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 통기 경로가 밸브체(15)의 폐색부(15a)와 밸브 실린더(12)의 주위 내면과의 사이의 간격에 개구하고 있음으로써, 밸브의 개폐상태에 관계없이 항상 통기 경로를 개재하여 밸브 내부가 외부와 연통한다. 또 밸브의 개방시에 있어서 도입 개구(11e)와 도출 개구(12d)와의 사이에 형성되는 내부 공간에 부압이 발생한 경우, 이 내부 공간에는 폐색부(15a)의 측(주위)으로부터 외기가 공급되므로, 이 부압에 기인하는 밸브체(15)의 흡인력을 효과적으로 경감할 수 있 다고 하는 이점이 있다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 탄성 부재(18)가 밸브체(15)를 밸브가 폐쇄 상태가 되는 방향에 가압하는 것으로, 압전 액튜에이터(19)가 동작하지 않을 때에는 폐쇄 상태가 되도록, 즉, 상폐형(normally close) 밸브가 되도록 구성되어 있다. 이것은, 통상 사용 상태에서는 초기 상태가 폐쇄 상태가 되는 것이 바람직하기 때문인 동시에, 위에서 설명한 것과 같이 공급측 압력을 탄성 부재(18)의 탄성력으로 누르는 것으로 압전 액튜에이터(19)에서의 부하를 경감할 수 있기 때문이기도 하다. 또 상폐형(normally close)으로 하는 것으로, 밸브가 폐쇄 상태가 될 때에 탄성 부재(18)의 탄성력으로 신속하게 밸브를 동작시킬 수 있기 때문에, 기체 공급의 정지의 응답성을 매우 높게 할 수 있다고 하는 이점도 있다. 단, 여러 가지 불리한 점을 감수하는 것이라면, 압전 액튜에이터(19)의 초기 위치(비통전시의 위치)를 탄성 부재(18)의 탄성력에 저항하여 밸브가 개방 상태가 되도록 설정하고, 통전시에 밸브가 폐쇄 상태가 되도록 구성하는 것으로, 상개형(normally open)의 밸브가 되도록 하는 것도 불가능하지 않다.

또한, 본 실시의 형태에서는 특별히 의도하고 있지 않지만, 메인 구조부(11A)와 밸브 실린더(12)와의 축선 둘레의 각도를 바꿀 수 있도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 내측 관통 구멍(12e)의 외측 개구와, 외측 관통 구멍(11j)의 내측 개구와의 사이의 오목 홈(12f)을 따라서 형성되는 거리가 변화하여 통기 경로의 경로 길이가 변화하므로, 통기 저항을 용이하게 조정할 수 있다. 여기서 오목부(12b)를 오목 홈 형상으로 하는 것 등에 의해, 멈춤 나사(14)로 밸브 실린더(12)를 임의의 각도 위치로 고정할 수 있다.

다음에, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 관한 제 2 실시 형태의 기체 공급 밸브(10')에 대해 설명한다. 도 4는 제 2 실시형태의 내부 구조를 도시하는 개략 종단면도, 도 5는 제 2 실시형태의 도 4와는 직교하는 단면을 도시하는 개략 종단면도(도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면 사시도)이다. 또한, 제 2 실시형태의 개략 횡단면도는 도 3과는 거의 공통이다. 또 제 2 실시 형태에 있어서 제 1 실시 형태와 공통 부분에는 동일 부호를 부여하고, 그것들의 설명은 생략한다.

이 제 2 실시 형태의 기체 공급 밸브(10')에서는, 제 1 실시 형태의 탄성 부재(18) 대신에, 밸브체(15')를 밸브의 개방 상태가 되는 방향으로 가압하는 가압 수단인 탄성 부재(18')를 설치하고 있다. 이 탄성 부재(18')는, 메인 구조부(11A)의 오목 구멍(11a)의 저부(底部)와 밸브체(15')의 폐색부(15a')와의 사이에 배치되고, 밸브체(15')를 도시의 상측을 향해 밀어올리도록 작용한다. 따라서, 이 제 2 실시 형태는, 압전 액튜에이터(19)가 동작하지 않는 경우에 탄성 부재(18')의 탄성력으로 밸브체(15')가 밀어 올려져서 밸브는 개방 상태가 되기 때문에, 상폐형(normally open)의 밸브가 된다. 이 실시 형태에서는, 압전 액튜에이터(19)의 동작에 의해 탄성 부재(18')의 탄성력에 저항하여 밸브가 폐쇄 상태가 되지만, 밸브가 개방 상태가 될 때에는 탄성 부재(18')의 탄성력에 의해 신속하게 기체의 공급이 개시되므로, 기체 공급의 개시시의 응답 속도를 매우 높게 할 수 있다고 하는 이점이 있다.

또 이 제 2 실시 형태에서는, 밸브체(15')의 외단부(15b')의 단면(도시의 상 면)에 압전 액튜에이터(19)의 구동부(19a)를 접촉시키고 있다. 본 실시 형태에서는 위에서 설명한 것과 같이 탄성 부재(18')에 의해 밸브체(15')가 밸브가 개방 상태가 되는 방향으로 가압되어 있으므로, 압전 액튜에이터(19)의 구동부(19a)가 밸브체(15')에 의해 도시의 상측으로 항상 응력을 받는 상태로 하는 것으로, 구동부(19a)를 밸브체(15')에 고정할 필요가 없기 때문이다. 단, 구동부(19a)를 접착 등에 의해 밸브체(15')에 고정해도 된다. 이와 같이 구동부(19a)를 간단하게 밸브(15')에 대해 접촉하는 것만으로 하는 것으로 압전 액튜에이터(19)에 밸브체(15)로부터 그 축선 방향 이외의 다른 방향의 응력을 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 밸브체 규제 수단인 규제부(도시 예에서는 규제 부재, 16')가 밸브체(15')의 외주에 튀어나와 있다. 이 규제부(16')는, 밸브체(15')가 필요 이상으로 도시의 상측으로 돌출하고, 압전 액튜에이터(19)에 손상을 주는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 각 실시 형태에서는, 밸브체(15)를 그 이동 방향(밸브의 개폐 방향)으로 가압하는 탄성 부재(스프링)를 설치하고 있지만, 이 탄성 부재를 설치하지 않고 구성하는 것도 가능하다. 예를 들면, 제 1 실시 형태에 있어서, 탄성 부재(18)를 생략하고, 그 대신에 밸브의 폐쇄시에는 압전 액튜에이터(19)의 동작부(19a)가 하측에 밸브를 압압하도록 구성해도 된다. 이 경우, 예를 들면, 압전 액튜에이터(19)를 비구동상태에 있어서 동작부(19a)가 밸브체(15)를 하측으로 압압하여 밸브가 폐쇄되도록 구성할 수 있고, 또 압전 액튜에이터(19)에 통전하여 그 구동력으로 동작부(19a)가 밸브체(15)를 압압하도록 구성할 수도 있다. 어느 경우라도, 상기 밸브체(15)에 대한 압압 상태를 해제하는 것으로 밸브체(15)는 기체의 공급압에 의해 이동하고, 밸브가 개방 상태가 된다. 이때, 압전 액튜에이터(19)의 구동력으로 동작부(19a)를 개방 밸브 방향으로 변형시켜서 밸브를 개방하는 것으로, 보다 고속의 기체 공급이 가능해지고, 기체의 공급 개시 타이밍을 빠르게 할 수 있다.

다음에, 상기 각 실시 형태를 부품 반송 장치의 부품 선별부에 이용하는 예에 대하여 설명한다. 도 6은, 상기 각 실시 형태의 기체 공급 밸브(10, 10')를 포함하는 부품 반송 장치(1)의 개략 부분 설명도이다. 이 부품 반송 장치(1)에 있어서는, 가진 기구(加振機構)(2) 상에 고정된 진동체(3)에 부품 반송로(4a)를 구비한 반송체(4)가 고정된다. 가진 기구(2)로서는, 전자 솔레이드를 이용한 전자 진동기나 압전 액튜에이터를 이용한 압전 진동기 등, 반송 방향(도 6의 지면과 직교하는 방향)에 소정 주파수(전자 부품 등의 작은 반송물을 반송하는 경우에는, 통상 50~300Hz 정도)의 왕복 진동을 발생하는 것이라면, 특별히 한정되지 않는다.

부품 선별부(4X)에는, 부품 반송로(4a) 상의 부품(P)의 유무, 양부(良否), 자세 등을 판별하기 위한 센서(광검출기 등, 4c)가 설치되고, 이 센서(4c)의 검출 신호에 기초하여 판별을 행하는 판별부(4d)가 설치되어 있다. 판별부(4d)는, 부품 선별부(4X)에 있어서 부품 반송로(4a)상의 부품(P)에 기류를 분출하는지의 여부, 분출 타이밍의 시비 등을 판별하여 상기의 기체 공급 밸브(10, 10')를 제어한다. 구체적으로는, 이 제어의 내용으로서는, 위에서 설명한 압전 액튜에이터(19)에 구 동 신호를 보낼 지의 여부, 또는 어떠한 구동 신호를 보낼지를 결정하는 것이 된다. 이 기류의 분출은, 부품(P)을 부품 반송로(4a)상으로부터 배제하는, 부품 반송로(4a)상의 부품(P)을 반전시켜서 자세를 바꾸는, 또는 부품 반송로(4a) 상의 부품(P)을 다른 반송로 상으로 이동시키는 등의 목적으로 행할 수 있다.

부품 반송 장치(1)에는, 콤프레셔(5) 등으로부터 급기관(6)을 개재하여 압축 공기가 공급되고, 이것은 유량 조정기(7)를 개재하여 상기의 기체 공급 밸브(10, 10')의 기체 도입부에 공급된다. 그리고 기체 공급 밸브(10, 10')의 기체 도출부는 급기관(8)을 개재하여 상기 반송체(4)에 설치된 급기 경로(4b)에 접속된다. 급기 경로(4b)는 상기 부품 반송로(4a)가 통과하는 부품 선별부(4X)에 있어서 부품 반송로(4a)의 반송면의 일부에 개구하고 있다. 그리고 기체 공급 밸브(10, 10')를 개방상태로 하는 것으로, 부품 반송로(4a)상을 반송되어 온 부품(P)에 기류를 분출할 수 있다.

부품 반송로(4a)상에서는, 부품 반송을 고속으로 행할 경우, 다수의 부품(P)가 나란히 반송되어 오므로, 부품 선별부(4X)에서는 상기의 기류 분출의 개시 및 정지를 고속으로, 게다가, 높은 응답 속도로 행할 필요가 있다. 예를 들면, 기류 분출의 개시가 지연되면 특정 부품(P)에 기류를 분출할 수 없게 되고, 기류 분출의 정지가 지연되면 특정 부품(P) 이외의 다른 부품(P)에도 기류를 분출해버리게 되며, 부품의 선별 정밀도가 악화되어 부품 공급에 치명적인 장해를 주는 것 외에 반송 효율도 저하되어 버린다.

상기 각 실시 형태의 기류 공급 밸브(10, 10')에서는, 기체 공급 밸브(10, 10') 자체의 구조로서, 밸브의 개방 상태에 있어서 내부 공간이 통기 경로를 통해서 외부와 연통하고 있는 것으로, 내부 공간의 부압의 발생을 완화할 수 있고, 기체 공급의 효율화를 도모할 수 있으며, 밸브 구조의 소형화를 도모하는 동시에 기류 분출의 개시를 신속하게 행할 수 있다. 따라서, 밸브 구조의 소형화에 의해 부품 선별부(4X)에 가까운 장소에 설치하는 것이 가능해지는 동시에 밸브 기능의 향상을 도모할 수 있는 것으로, 부품 반송로(4a)상에 있어서의 기류 분출의 개시 및 정지의 지연을 저하할 수 있고, 부품(P)의 선별에 대한 높은 응답성을 확보할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 전압 액튜에이터를 이용하는 것으로 종래의 전자 밸브 등에 대해 10분의 1 이하(수msec 또는 그 이하)의 고속 응답이 가능해지는 동시에, 통기 경로를 가지는 밸브 구조에 기초하여 기체의 공급 개시 및 공급 정지의 지연을 저하할 수 있기 때문에, 기체의 공급 전환시에 있어서 현저하게 높은 실질적인 응답성을 실현할 수 있고, 부품 반송 장치의 부품 선별부에 기체를 공급하는 기체 공급 밸브로서 매우 적합하다.

또한, 본 발명의 기체 공급 밸브 및 부품 반송 장치는, 위에서 설명한 도시 예에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러가지 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 상기의 압전 액튜에이터(19)는 판 형상 구조를 가지고 그 연장 방향으로 휨 변형하여 선단의 구동부(19a)에 의해 밸브체(15)를 축선 방향으로 구동하도록 구성되지만, 압전 액튜에이터로서는, 상기와 같은 구조에 한정하지 않고, 불록 형상의 압전체를 두께 방 향으로 변형시켜서 밸브체(15)를 축선 방향으로 압압하는 구조로 해도 되는 등, 각종 구조를 채용할 수 있다.

도 1은, 기체 공급 밸브의 제1 실시 형태의 개략 종단면도.

도 2는, 제 1 실시 형태에 있어서의 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 개략 단면 사시도.

도 3은, 제 1 실시 형태에 있어서의 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 개략 단면 사시도.

도 4는, 기체 공급 밸브의 제 2 실시 형태의 개략 종단면도.

도 5는, 제 2 실시 형태에 있어서의 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따른 개략 단면 사시도.

도 6은, 부품 반송 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 개략 구성 설명도.

※부호의 설명※

1…부품 반송 장치 2…가진 기구(加振機構)

3…진동체 4…반송체

4a…부품 반송로 4b…급기 경로

4c…센서 4d…판별부

4X…부품 선별부

5…콤프레셔 6, 8…급기관

7…유량 조정기 10, 10'…기체 공급 밸브

11…하우징 11A…메인 구조부

11B…연장부 11a…오목 구멍

11b…고정 부위 11c…기체 도입로

11d…기체 도입부 11e…도입 개구

11j…외측 관통 구멍

12…밸브 실린더 12a…축 구멍

12d…도출 개구 12e…내측 관통 구멍

12f…중간 오목 홈

15…밸브체 15a…폐색부(閉塞部)

18…탄성 부재 19…압전 액튜에이터

19a…구동부 19b…기단부

19A…탄성판 19B, 19C…압전체층

21…고정 부재 23…부착 부재

P…부품

Claims

기체를 도입하는 기체 도입로와, 상기 기체 도입로의 도입 개구가 내부에 면하는 밸브 실린더와, 상기 밸브 실린더의 내부에 있어서 상기 도입 개구를 개폐 가능하게 구성하는 폐색부를 구비한 밸브체와, 상기 밸브 실린더의 내부에 면하는 도출 개구를 구비한 기체 도출로와, 상기 밸브체를 구동하여 상기 도입 개구의 개폐 동작을 행하는 압전 액튜에이터를 구비하는 기체 공급 밸브에 있어서,

밸브의 개방시에 있어서 상기 도입 개구와 상기 도출 개구 사이의 내부 공간을 외부로 연통시키는 통기 경로가 상기 기체 도입로 및 상기 기체 도출로와는 별도로 설치되는 것을 특징으로 하는 기체 공급 밸브.
제 1항에 있어서,

상기 밸브 실린더 내에 있어서는, 상기 도입 개구를 향하여 상기 밸브 실린더의 주위 내면과의 사이에 간격을 가지는 상태로 상기 폐색부가 돌출하고, 상기 통기 경로는 상기 간격 내에 개구하고 있는 것을 특징으로 하는 기체 공급 밸브.
제 2항에 있어서,

상기 도입 개구를 선단에 구비한 기체 도입부가 상기 실린더의 주위 내면과 의 사이에 간격을 가지는 상태로 상기 밸브체를 향하여 돌출하는 동시에, 상기 기체 도입부의 선단이 끝이 가는 모양으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기체 공급 밸브.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도출 개구는, 상기 도입 개구의 개구 위치에 대하여 상기 폐색부의 이동 방향과 직교하는 방향으로 개구하는 것을 특징으로 하는 기체 공급 밸브.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 폐색부가 상기 도입 개구로부터 이간하는 방향의 상기 밸브체의 이동 한계를 설정하는 밸브체 규제수단을 가지는 것을 특징으로 하는 기체 공급 밸브.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 기체 공급 밸브와, 상기 기체 공급 벨브를 개재하여 공급된 기체를 선택적으로 부품에 분출하여 선별을 행하는 부품 선별부와, 상기 부품 선별부를 통과하는 부품 반송로를 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 반송 장치.