TW201936345A - 真空抽吸臂及筒夾 - Google Patents

Abstract

真空抽吸臂係具備中空筒狀的臂主軸(11)、環狀的第1O型環(21)及第2O型環(23)、以及中空筒狀的筒夾(31)，臂主軸(11)是在內周面具有互相平行地設置之第1內周面溝槽(15)及第2內周面溝槽(17)，第1O型環(21)及第2O型環(23)是分別嵌合於第1內周面溝槽(15)及第2內周面溝槽(17)，且配置成讓一部分從內周面朝向臂主軸(11)之中心軸侵入，筒夾(31)是在外周面具有互相平行地設置之環狀的第1外周面溝槽及第2外周面溝槽。當筒夾(31)之上部的插入部插入臂主軸(11)的下部時，第1O型環(21)及第2O型環(23)是分別藉由第1外周面溝槽及第2外周面溝槽所保持。

Description

真空抽吸臂及筒夾

本發明是關於真空抽吸臂及設置於真空抽吸臂的前端之筒夾，該真空抽吸臂係將電子零件等的微細構件真空抽吸而進行操作之精密加工裝置的構成構件。

用於組裝電子零件之構裝機等的精密加工裝置，在該精密加工裝置的前端係具備用於將被操作對象物真空抽吸之真空攝子等的真空夾頭機構(真空抽吸臂)，其可實行以下的操作，亦即藉由使真空抽吸臂的內部之空洞部分成為負壓而將被操作對象物真空抽吸，藉由成為正壓而將被操作對象物脫附，並裝設於任意的部位。設置在真空抽吸臂的前端之吸嘴頭(筒夾)，其前端形狀是以符合被操作對象物的方式被精密地設計，且是隨著反覆使用而產生摩耗、破損之消耗品。此外，按照要處理之被操作對象物的種類，筒夾或筒夾之前端的吸嘴尖端必須適宜地更換。因此，在真空抽吸臂及筒夾之至少一方，一般是具有：將筒夾暫時固定於真空抽吸臂之適宜更換用的機構。

因此，已被提出的構造，是在構成真空抽吸臂之臂部的前端所設置之筒夾插入孔的下部，讓筒夾34的上部插入，該筒夾的上部，是藉由從筒夾安裝部的側部旋入之固定螺絲鎖固(參照專利文獻1)。亦即，在專利文獻1所記載的筒夾係包含：要插入筒夾插入孔之上部、即插入部、比該插入部更大徑的大徑部、及從該大徑部往下方延伸之前端變細的吸嘴尖端。在筒夾形成有真空貫通孔，該真空貫通孔是貫穿上下且作為與筒夾插入孔連通之吸附穴。

在要插入筒夾插入孔之插入部設置狹縫而賦予彈性之筒夾也被提出，該狹縫是以中心軸方向為深度方向。該狹縫，是從插入部的上端朝向下方呈U字型切入，而使插入部的形狀成為分叉之彈簧狀的構造。筒夾之插入部的直徑設計成比筒夾插入孔的直徑稍大，當筒夾的插入部插入筒夾插入孔時，使由狹縫劃分的部分稍微往狹縫側且中心軸側靠近，藉此使直徑縮小，因此筒夾變成可插入筒夾插入孔。在插入後，讓由狹縫劃分的部分欲回復原來的形狀之彈性所致的反彈力會往外側作用，而使筒夾密合固定於筒夾插入孔。其優點在於，筒夾的插拔，藉由施加一定的力能以單觸(one touch)方式進行。

然而，在該習知技術，貫穿形成為微小形狀之筒夾的中心軸方向之貫通孔、及形成為更微小形狀之插入部的狹縫雙方都必須高精度地進行加工。設置於插入部之狹縫，因為其一部分是與關聯到被操作對象物的吸脫附功能之貫通孔連續，按照狹縫的寬度或狹縫之中心軸方向的長度，可能會對被操作對象物的吸附功能帶來影響。此外，甚至在對於精密加工裝置主體之固定力的方面也會產生問題。因此，對於貫通孔和狹縫的加工要求精緻的精密加工技術，而發生作為更換零件之筒夾本身變得高價之問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2000-114282號公報

[發明所欲解決之問題]

本發明是著眼於上述問題而開發完成的，目的是為了提供一種真空抽吸臂，其可將前端的筒夾以單觸方式插拔，且不致發生O型環的壓縮裂痕而能強化筒夾的保持力，並提供該真空抽吸臂的構成構件之筒夾。

[解決問題之技術手段]

為了達成上述目的，本發明的第1態樣，是以一種真空抽吸臂為要旨，該真空抽吸臂係具備(a)臂主軸、(b)第1及第2O型環(O-ring)、及(c)筒夾，
(a)臂主軸，是形成為包圍真空抽吸孔之第1筒狀，在第1筒狀的內周面將第1及第2內周面溝槽互相平行且分離地設置，
(b)第1及第2O型環，是將各自的一部分嵌合於第1及第2內周面溝槽，並讓各自之剩餘的一部分從內周面朝向真空抽吸孔的中心軸突出，
(c)筒夾，是形成為凹凸形狀的第2筒狀，第2筒狀是在前端設有保持用凸部，保持用凸部是藉由具有比內周面的直徑更小徑的外徑之保持面來定義外周面，並具有連續於保持用凸部且比保持用凸部更小徑的寬幅溝槽，在寬幅溝槽的底部具有互相平行地設置之第1及第2外周面溝槽。
在第1態樣的真空抽吸臂，當筒夾的上部插入臂主軸之下部時，第1及第2O型環是分別藉由第1及第2外周面溝槽所保持。

本發明的第2態樣是關於插入臂主體之筒夾，臂主體形成為包圍真空抽吸孔的第1筒狀，且在第1筒狀的內周面將第1及第2內周面溝槽互相平行且分離地設置，筒夾是形成為凹凸形狀的第2筒狀，第2筒狀是在前端設有保持用凸部，保持用凸部是藉由具有比內周面的直徑更小徑的外徑之保持面來定義外周面，並具有連續於保持用凸部且比保持用凸部更小徑的寬幅溝槽。
第2態樣的筒夾，是以在寬幅溝槽的底部具備互相平行地設置之第1及第2外周面溝槽為要旨。與第1態樣之真空抽吸臂同樣的，在第1及第2內周面溝槽，將第1及第2O型環各自的一部分嵌合，並讓各自之剩餘的一部分從內周面朝向真空抽吸孔的中心軸突出，在此狀態下，當在臂主軸的下部將筒夾的上部插入時，第1及第2O型環分別藉由第1及第2外周面溝槽所保持。

[發明之效果]

依據本發明的態樣，可提供一種真空抽吸臂，其可將前端的筒夾以單觸方式插拔，且不致發生O型環的壓縮裂痕而能強化筒夾的保持力，並提供該真空抽吸臂的構成構件之筒夾。

以下，參照圖式，說明本發明的實施形態。在以下圖式的記載中，是對同一或類似的部分標註同一或類似的符號。但應注意，圖式是示意的，厚度和平面尺寸的關係、各構件之大小比率等是與現實不同。因此，具體的厚度、尺寸、大小等，應參酌根據以下說明所能理解的技術思想之趣旨來做更多樣性的判斷。此外，當然縱使在圖式相互間也會包含彼此的尺寸關係、比率不同的部分。

此外，以下所示之本發明的實施形態，是用於將本發明的技術思想具體化的裝置之例示，本發明的技術思想，其構成零件的材質、形狀、構造、配置等並不限定於如下所述者。本發明的技術思想，並不限定於在本發明的實施形態所記載的內容，在申請專利範圍所記載之請求項所界定之技術範圍內可實施各種變更。

( 實施形態 )
如圖1(a)及(b)所示般，本發明的實施形態之真空抽吸臂係具備：形成為第1筒狀之臂主軸11及筒夾13，筒夾31是將其上部的插入部插入貫穿臂主軸11的筒軸方向之真空抽吸孔13的下部。如圖1(c)所示般，在臂主軸11之內壁的下部，將環狀的第1內周面溝槽(外徑側環狀溝槽)15及第2內周面溝槽(外徑側環狀溝槽)17以圓筒狀溝槽的形式互相平行地刻設。在第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17分別配置彈性體所構成之第1O型環(O-ring)21及第2O型環23。在圖1(c)，第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17雖是例示為方形溝槽，但亦可利用具有第1O型環21及第2O型環23的脫落防止效果之鳩尾溝槽來構成第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17。又雖在圖1(c)中省略圖示，在第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17的角部施加R倒角加工(彎曲面加工)當然也可以。

如圖1(c)所示般，筒夾31形成為具有貫穿中心軸方向的貫通孔33之中空筒狀。如圖1(c)所示般，在筒夾31，以包圍上部之插入部之外周面的方式設置寬幅溝槽35。關於寬幅溝槽35的寬度，在筒夾31之插入部插入臂主軸11的狀態下，只要在寬幅溝槽35內可納入第1O型環21及第2O型環23的程度即可。在比寬幅溝槽35更下部之插入部的外周面設有制動件37。制動件37是環狀的保持用凸部，且構成比筒夾31的插入部更大徑的大徑部。作為大徑部之制動件37，當筒夾31之插入部朝向臂主軸11進行插入時，是藉由設置於臂主軸11的下端之開口部的內緣部分之制動件接納部19緩衝並保持。制動件37具有：決定插入時之筒夾31之插入部的插入深度之功能。在圖1(c)中，制動件37及制動件接納部19雖是呈連續之同樣的環狀，但為了進一步具備決定旋轉位置的功能，也能在筒夾31及臂主軸11之圓周上的一部分斷續地設置。

圖5顯示，形成為比真空抽吸孔13的內周面之直徑更小徑之第2筒狀的參考例之筒夾31。在參考例之筒夾31之上部的插入部之外周面，將環狀的第1內徑側環狀溝槽(第1外周面溝槽)OG₁₂ 及第2內徑側環狀溝槽(第2外周面溝槽)OG₁₁ 互相平行地設置。圖2係顯示，與圖5所示之筒夾31的第1外周面溝槽OG₁₂ 對應的部分之放大圖。一般而言，在桿密封件(rod seal)的情況，是在臂主軸11的內壁僅將第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17以圓筒溝槽的形式設置，在活塞密封件(piston seal)的情況，是在筒夾31的外周面，僅將第1外周面溝槽OG₁₂ 及第2外周面溝槽OG₁₁ 以圓筒溝槽的形式設置。然而，在實施形態的真空抽吸臂，其特徵在於，以與臂主軸11之第1內周面溝槽15相對向的方式，在筒夾31之外周面以圓筒溝槽的形式設置第1外周面溝槽OG₁₂ ，且以與臂主軸11之第2內周面溝槽17相對向的方式，在筒夾31之外周面以圓筒溝槽的形式設置第2外周面溝槽OG₁₁ 。

在圖1(c)中，在第1內周面溝槽15嵌合第1O型環21，在第2內周面溝槽17嵌合第2O型環23。第1O型環21及第2O型環23分別為實心環(solid torus)之輪胎體，是將圖1(c)所示的圓形剖面旋轉而成的形狀。第1O型環21的一部分是從第1內周面溝槽15突出，而構成從臂主軸11之內周面的位置朝向真空抽吸孔13的中心軸彎曲之保持用凸部。同樣的，第2O型環23的一部分是從第2內周面溝槽17突出，而構成從臂主軸11之內周面的位置朝向真空抽吸孔13的中心軸彎曲之保持用凸部。在圖1(c)的剖面圖中，第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17的形狀雖是ㄈ字型，但只要能將第1O型環21及第2O型環23分別嵌合，採用U字型、V字型等的其他形狀也無妨。由臂主軸11及第1O型環21、第2O型環23來構成筒夾保持部(11,21,23)。

在圖2中，d₀ 表示，位於第1外周面溝槽OG₁₂ 及第2外周面溝槽OG₁₁ 的最底面之筒夾31的最小直徑；d₁ 表示，在寬幅溝槽35中，位於未形成第1外周面溝槽OG₁₂ 的面之筒夾31的直徑。在圖2中，導引部外徑d₃ 表示，位於未形成寬幅溝槽35之保持面S₂ 之筒夾31的直徑。保持面S₂ 是被保持傾斜面S₃ 和插入傾斜面S₁ 包圍。保持傾斜面S₃ 是構成第1外周面溝槽OG₁₂ 之V溝槽的斜面且連續於保持面S₂ ；插入傾斜面S₁ 是與保持傾斜面S₃ 相對向且連續於保持面S₂ 。

對於固定在臂主軸11的第1內周面溝槽15之第1O型環21及固定在第2內周面溝槽17之第2O型環23，為了減少將筒夾31插入時之插入壓力，由插入傾斜面S₁ 和貫通孔33的內壁面S₄ 所成的插入角θ_i 較佳為設定在22~33°的範圍，更佳為24.5~25.5°的範圍。插入角θ_i 是一倒角，在將筒夾31插入臂主軸11時，該倒角相當於將筒夾31的前端插入第1O型環21及第2O型環23之導引角。

在實施形態的真空抽吸臂，第1O型環21及第2O型環23的目的，不僅是為了確保真空密封等的密封性，還包括：獲得在臂主軸11保持筒夾31的保持力而謀求插拔耐久性及插拔容易性，因此相對於筒夾31尚未插入的狀態之第1O型環21及第2O型環23之內徑，將筒夾31之第1外周面溝槽OG₁₂ 及第2外周面溝槽OG₁₁ 的最小直徑d₀ 增大，並將第1O型環21的壓縮率ε₁ 及第2O型環23的壓縮率ε₂ 分別選定為17~19%。

第1O型環21及第2O型環23的壓縮率ε₁ ,ε₂ ，雖還取決於第1O型環21及第2O型環23的硬度(hardness)，但如果硬度(橡膠硬度計之硬度)是70~90度的話，則設定為15~25%。又第1O型環21的壓縮率ε₁ ，是將第1O型環21之壓縮量δ₁ 除以第1O型環21的線徑(粗細度)D₁ 而得的數值：
。
同樣的，第2O型環23的壓縮率ε₂ ，是將第2O型環23之壓縮量δ₂ 除以第2O型環23的線徑D₂ 而得之數值：
。
如圖9所示般，在氟系橡膠系O型環的情況，若將壓縮率ε₁ ,ε₂ 設定為30%以上，筒夾31朝向臂主軸11的插入變困難。

在氟系橡膠系O型環的情況，如果單純基於確保密封性的目的，宜為8%在右的壓縮量。本發明人等經過嘗試錯誤(try and error)的結果了解到，如圖9所示般，若O型環的壓縮率超過30%，在臂主軸11將筒夾31插入時的組裝性變差。又進一步進行各種實驗的結果了解到，依圖1所示的構造若壓縮率超過41%，如圖9所示般O型環的壓縮裂痕會發生而造成O型環破損。因此，本發明人等，根據圖9所示的認知，為了儘量減少O型環的壓縮永久變形而確保在臂主軸11將筒夾31插入時的組裝性，將依圖1所示的構造之第1O型環21的壓縮率ε₁ 及第2O型環23的壓縮率ε₂ 分別選定為17~19%。

在一般之桿密封件、活塞密封件的設計，插入角θ_i 宜選定為15~30°的範圍。在實施形態的真空抽吸臂，對於固定在臂主軸15之第1O型環21及第2O型環23，為了使筒夾31的插入變容易，使筒夾31之前端的最小徑比第1外周面溝槽OG₁₂ 等的最小直徑d₀ 更小。如上述般，因為將O型環的壓縮率ε₁ =ε₂ 選定為17~19%，在實施形態的真空抽吸臂，藉由將插入角θ_i 選定為24.5~25.5°的範圍，可使作為倒角面之插入傾斜面S₁ 發揮良好的鞋拔(導引面)的作用。

實施形態的真空抽吸臂，基於獲得在臂主軸11將筒夾31插入時之插拔耐久性和插拔容易性的目的，將筒夾31之保持面S₂ 的長度、即保持長度L_h1 ，選定為第1O型環21的線徑D₁ 及第2O型環23的線徑D₂ 各自之1/3~1/4。例如，如果第1O型環21的線徑D₁ 為1mm，保持長度L_h1 可選定為0.225mm。若保持長度L_h1 比O型環的線徑D₁ ,D₂ 之1/3更大，對於臂主軸11將筒夾31插入、拔出之插拔動作變困難，O型環的插拔耐久性變差。另一方面，若保持長度L_h1 比O型環之線徑D₁ ,D₂ 的1/4更小，在臂主軸11將筒夾31插入時所期望的保持力變得無法實現。

為了達成O型環的插拔耐久性、對於臂主軸11之筒夾31的插拔容易性，且為了實現在臂主軸11將筒夾31插入時所期望的保持力，圖2所示之由保持傾斜面S₃ 和貫通孔33的內壁面S₄ 所成的保持角θ_h 宜選定在42~48°的範圍，更佳為44~46°的範圍。若保持角θ_h 比42°小，在臂主軸11將筒夾31插入時所期望的保持力變得無法達成。另一方面，若保持角θ_h 比48°大，對於臂主軸11將筒夾31插入拔出之插拔容易性變困難，O型環的插拔耐久性變差。

在圖1(a)及(b)所示般之實施形態的真空抽吸臂，在筒夾31的下部側係具備：前端的外徑形狀呈圓錐狀之中空的吸嘴尖端。在吸嘴尖端的內部，從前端朝向上方以連續於真空抽吸孔13的方式設置貫穿筒夾31之貫通孔33。臂主軸11之下部，是發揮作為「筒夾插入孔」的功能。當筒夾31之上部的插入部插入臂主軸11之下部時，第1O型環21及第2O型環23是分別藉由第1外周面溝槽OG₁₂ 及第2外周面溝槽OG₁₁ 保持，而達成所期望的保持力。

如圖1(a)及(b)所示般，在臂主軸11的上端，固定著連續於真空抽吸孔13之真空配管用接頭(adapter)51。在臂主軸11將筒夾31之上部的插入部插入的狀態下，通過接頭51用真空泵將空氣抽吸，藉此使真空抽吸孔13及貫通孔33成為負壓，而在筒夾31的前端部分將電子零件吸附。在電子零件被吸附的狀態下，使真空抽吸孔13及貫通孔33成為正壓，藉此使被吸附住的電子零件從筒夾31的前端部分脫附。

圖1(c)所示之設置於臂主軸11之第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17之溝槽深度，如圖4所示般分別為t₁₂ 及t₁₁ ，溝槽的寬度分別為W₁₂ 及W₁₁ 。如圖1(c)所示般，在第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17分別嵌合第1O型環21及第2O型環23。為了讓第1O型環21適切地發揮功能，第1內周面溝槽15之溝槽深度t₁₂ 及寬度W₁₂ 之尺寸設計成，可確保將第1O型環21的壓縮率ε₁ =17~19%及插入壓力納入考慮後之第1O型環21的壓縮量δ₁ ，並確保對於壓縮量δ₁ 之適當的離隙量。同樣的，為了讓第2O型環23適切地發揮功能，第2內周面溝槽17的溝槽深度t₁₁ 及寬度W₁₁ 之尺寸設計成，可確保將第2O型環23的壓縮率ε₂ =17~19%及插入壓力納入考慮後之第2O型環23的壓縮量δ₂ ，並確保對於壓縮量δ₂ 之適當的離隙量。進一步選定，在與第1內周面溝槽15相對向之筒夾31之外周面的第1外周面溝槽OG₁₂ 、在與第2內周面溝槽17相對向之第2外周面溝槽OG₁₁ 兩溝槽的底部所測定之筒夾31的最小直徑d₀ 。設置於臂主軸11之第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17之溝槽底部的深度，是以第1O型環21及第2O型環23之外徑擴張率成為0~3%的方式進行選定。

如以上般，在實施形態的真空抽吸臂，是將溝槽的深度t₁₂ ,t₁₁ 及寬度W₁₂ ,W₁₁ 調整成，當對於臂主軸11進行筒夾31的插入時不致阻礙筒夾31之插入動作，且不會從第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17讓第1O型環21及第2O型環23脫落。

關於第1O型環21及第2O型環23的寬度W₁₂ ,W₁₁ ，如果第1O型環21及第2O型環23的橡膠硬度計之硬度為70~90度左右，則以第1O型環21及第2O型環23的填充率n₁ ,n₂ 成為70~80%的方式進行設定。又第1O型環21的壓縮率n₁ ，可使用第1O型環21的壓縮量δ₁ 、線徑D₁ 而用下式表示：
。
同樣的，第2O型環23的壓縮率n₂ ，可使用第2O型環23的壓縮量δ₂ 、線徑D₂ 而用下式表示：
。

在圖1(c)中，筒夾31之最小直徑d₀ ，是以第1O型環21及第2O型環23之內徑擴張率成為1~5%的方式進行選定，該最小直徑d₀ 的數值，是將第1O型環21及第2O型環23之固定時的壓縮量δ₁ ,δ₂ 納入考慮後的內徑，或對將第1O型環21及第2O型環23之固定時的壓縮量δ₁ ,δ₂ 納入考慮後的內徑附加一定的游隙徑δ而成的數值。

在圖3及圖5所示之參考例的真空抽吸臂，d₁ 代表，位於寬幅溝槽35中之未形成第1外周面溝槽OG₁₂ 及第2外周面溝槽OG₁₁ 的面之筒夾31的直徑，將導引部外徑設定成d₃ =d₁ 。當將導引部外徑d₃ 設定成，與寬幅溝槽35之未形成第1外周面溝槽OG₁₂ 及第2外周面溝槽OG₁₁ 的面之直徑相等的情況，雖插入變容易，但在主軸11將筒夾31插入時所期望的保持力變得無法實現，因此並不理想。

因此較佳是構成為，像圖1(c)所示之實施形態的真空抽吸臂那樣，將導引部外徑設定成d₃ ＞d₁ ，作為從中心軸朝離心方向之保持用凸部的上表面是設置保持面S₂ ，藉此將在臂主軸11插入筒夾31的插入部之狀態下的固定力強化。第1外周面溝槽OG₁₂ 及第2外周面溝槽OG₁₁ 在筒軸方向上的位置，只要是在對於臂主軸將筒夾31之插入部插入時，臂主軸上之第1及第2O型環各自被保持固定的位置即可。藉由將寬幅溝槽35及第1外周面溝槽OG₁₂ 、第2外周面溝槽OG₁₁ 刻設在筒夾31之插入部的外周面，可將沿著筒軸方向之第1O型環21及第2O型環23之相對位置精度良好地定位。在圖5中，第1外周面溝槽OG₁₂ 及第2外周面溝槽OG₁₁ 之剖面較佳為，保持角θ_h 在42~48°的範圍之V字型。第1外周面溝槽OG₁₂ 及第2外周面溝槽OG₁₁ 的剖面形狀，像圖7及圖10所示的比較例那樣，當形成為由保持傾斜面S_3p 和貫通孔33的內壁面S₄ 所成之保持角θ_hp 為90°之U字型或ㄈ字型的情況，筒夾31對於臂主軸11之插拔容易性變差，O型環之插拔耐久性變差，因此並不理想。在圖10所示之比較例的筒夾31之通常設計，是將O型環的壓縮率ε₁ ,ε₂ 設定成比17~19%小。因此，在比較例的筒夾31，O型環的內徑能比圖2所示的情況更大，一般是將由筒夾31的插入傾斜面S_1p 和貫通孔33的內壁面S₄ 所成之插入角θ_ip 設定成15°左右，而比圖2所示之插入角θ_i 小。

( 筒夾之插入動作 )
使用圖1(c)、圖2及圖4等來說明對於臂主軸11之筒夾31的插入部之插入動作。當對於臂主軸11將筒夾31的插入部插入時，首先在嵌合於臂主軸11之第2內周面溝槽17的第2O型環23，讓筒夾31之前端的插入傾斜面S₁ 接觸，接著，讓連續於插入傾斜面S₁ 之保持用凸部上表面、即保持面S₂ 接觸。具有導引部外徑d₃ 之保持用凸部上表面、即保持面S₂ ，持續受到來自第2O型環23之朝向臂主軸11的中心軸之按壓，同時使筒夾31之插入部的插入進展，當筒夾31之保持面S₂ 脫離與第2O型環23的接觸時，第2O型環23變成與筒夾31之寬幅溝槽35接觸。

接下來，當筒夾31之保持用凸部上表面、即保持面S₂ 與嵌合於第1內周面溝槽15之第1O型環21接觸時，和與第2O型環23接觸的情況同樣的，保持面S₂ 受到來自第1O型環21之朝向臂主軸11的中心軸之按壓。隨著插入動作進展，當第1O型環21和具有導引部外徑d₃ 的保持面S₂ 之接觸被解除時，第1O型環21變成與寬幅溝槽35之保持傾斜面S₃ 接觸。設置在筒夾31之制動件37，在藉由設置於臂主軸11之制動件接納部19保持的位置，使進一步的插入變得無法進展。在該位置，第1O型環21是藉由第1外周面溝槽OG₁₂ 保持，第1外周面溝槽OG₁₂ 受到來自第1O型環21之朝向臂主軸11的中心軸之按壓。這時，第2O型環23是藉由第2外周面溝槽OG₁₁ 保持，第2外周面溝槽OG₁₁ 受到來自第2O型環23之朝向臂主軸11的中心軸之按壓。

使第1O型環21的壓縮率ε₁ 和第2O型環23的壓縮率ε₂ 不同，對於圖4所示之第1內周面溝槽15的溝槽深度t₁₂ ，將第2內周面溝槽17的溝槽深度t₁₁ 設定成：
，
藉此，可將筒夾31的插入部對於臂主軸11之插入壓力減小。或者，對於圖4所示之第2內周面溝槽17的溝槽寬度W₁₁ ，將第1內周面溝槽15之溝槽寬度W₁₂ 設定成：
，
藉此可將筒夾31之插入部對於臂主軸11之插入壓力減小。

此外，藉由將第1O型環21之填充率n₁ 設定成比第2O型環23的填充率n₂ 更大，也能將筒夾31的插入部對於臂主軸11的插入壓力減小。亦即，也能以成為下式：

的方式，來調整式(3)、(4)所記載之第1O型環21的壓縮量δ₁ 及線徑D₁ 、以及第2O型環23的壓縮量δ₂ 及線徑D₂ 等。總之，筒夾31的插入部對於臂主軸11之插入動作，可如以上所說明般以單觸方式進行。關於將筒夾31從臂主軸11拔出的動作，能用與插入動作相反的機制而以單觸方式進行。

如上述般，因為將筒夾31之上部的直徑設定成d₃ ＞d₁ ，並具有從中心軸朝向離心方向之保持長度L_h1 的保持用凸部，且保持長度L_h1 選定為O型環的線徑D₁ ,D₂ 之1/3~1/4，當將筒夾31的插入部插入臂主軸11時之插入壓力會成為適於插入的大小。而且，如圖1(c)所示般，設置於筒夾31的插入部之具有導引部外徑d₃ 的保持用凸部上表面、即保持面S₂ ，其作用是作為用於實現與第2O型環23接觸以後之平順的插入動作之導件。而且，由保持面S₂ 和連續於保持面S₂ 之保持傾斜面S₃ 來定義段差形狀之直徑d₁ 的寬幅溝槽35，可實現保持長度L_h1 之保持面S₂ 與第2O型環23接觸以後之平順的插入動作。如果不設置直徑d₁ 的寬幅溝槽35，在筒夾31之插入動作中，在第1外周面溝槽OG₁₂ 與第2O型環23接觸之後，具有導引部外徑d₃ 之外周面變成持續與第2O型環23接觸，相較於直徑為d₁ 的情況，從第2O型環23受到更大的按壓，而使插入動作無法平順地進展。寬幅溝槽35基於同樣的理由，為了實現筒夾31之平順的拔出動作是重要的。

( 比較例 )
使用圖6及圖7來說明本發明的實施形態之比較例的真空抽吸臂。圖6中，臂主軸11之第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17的深度分別為t₂₂ 及t₂₁ ，是比圖4中的臂主軸11淺。

當使用具有相同標稱直徑之第1及第2O型環的情況，比起圖4的情況，是相當於真空抽吸孔13之直徑變大的構造。在圖6所示的構造，比起圖1(c)所示的構造，第1O型環21及第2O型環23的內徑側是朝向真空抽吸孔13之中心軸方向更顯著的突出。

在圖7所示之比較例的真空抽吸臂之筒夾31的構造，具有保持角θ_hp 成為90°之U字型的溝槽，而且，不具有：圖1(c)所例示之實施形態的真空抽吸臂之筒夾31那樣的寬幅溝槽35。圖7之d₀ 表示，位於第1內徑側環狀溝槽OG₂₂ 及第2內徑側環狀溝槽OG₂₁ 的最底面之筒夾31的最小直徑，是對應於將第1O型環21及第2O型環23之固定時的壓縮量δ₁ ,δ₂ 納入考慮後的內徑之數值，因此是與圖2所示的最小直徑d₀ 相同。圖7之插入部外徑d₂ 表示，筒夾31的插入部之未形成第1內徑側環狀溝槽OG₂₂ 及第2內徑側環狀溝槽OG₂₁ 之外周面的直徑，是比圖2中之寬幅溝槽徑(插入部外徑)d₁ 更大，但比筒夾31之上部的直徑d₃ 小，
。

第1內徑側環狀溝槽OG₂₂ 及第2內徑側環狀溝槽OG₂₁ 之溝槽深度t可由下式：

求出，t_inner 的值，是將設置於臂主軸11側之第1內周面溝槽15或第2內周面溝槽17的深度t₂₂ ,t₂₁ 、第1O型環21或第2O型環23之固定時的壓縮量δ₁ ,δ₂ 納入考慮來決定。具有插入部外徑d₂ 之插入部的外周面，在筒夾31的插入部之插入時，是與第1O型環21及第2O型環23接觸的面積最大的部分。在圖7中，圖2中之具有導引部外徑d₃ 的保持用凸部並不存在。當使用與圖2所示者相同之第1O型環21及第2O型環23的情況，在圖7中的插入部外徑d₂ ，是比圖2中之與第1O型環21及第2O型環23接觸的面積最大之外周面的插入部外徑d₁ 更大，會發生第1O型環21及第2O型環23更容易從第1內周面溝槽15及第2內周面溝槽17脫落的問題。此外，因為相當於圖2中之具有導引部外徑d₃ 的保持用凸部的部分並不存在，縱使能將筒夾31插入，也會發生容易脫落的問題。

關於圖1(b)及(c)中之第1O型環21及第2O型環23的材料，部分或全體使用氟樹脂作為原料之氟系橡膠，基於其JIS規格(JISK6253)所規定之A型橡膠硬度計的壓痕硬度(硬度)為70~90度而具有適度的硬度、加工性高、表面摩擦係數小的觀點，是特別適用。用於O型環之其他材料，雖然也能採用例如天然橡膠，或聚丁二烯系、腈系、氯丁二烯系等的合成橡膠，但當使用氟系橡膠以外的材料之第1O型環21及第2O型環23的情況，插入角θ_i 、保持角θ_h 及保持長度L_h1 等的設定範圍變窄。此外，當使用氟系橡膠以外的材料的情況，一般而言，會有將筒夾31插入臂主軸11的狀態下之固定力無法充分獲得的傾向，因此並不理想。如果是不拘將筒夾31插入臂主軸11的狀態下之固定力降低的情況，只要具有可耐使用及加工的強度、橡膠彈性，第1O型環21及第2O型環23的材料不論是哪個皆可。

圖1(a)及(b)、(c)中之臂主軸11及筒夾31的材料雖主要是金屬，但只要具有可耐使用及加工之強度，例如亦可為：加入玻璃纖維、碳纖維等而成之纖維強化塑膠(FRP)，在內部具有金屬材料且在周圍將塑膠射出成形而成的複合材料等。

當在臂主軸11使用O型環來保持筒夾31的情況，在保持力的提高和筒夾31的插拔容易性之間存在二律背反的關係。此外，在將筒夾31保持於臂主軸11之保持力和O型環的插拔耐久性之間存在二律背反的關係。如圖1、圖2及圖4所示般，實施形態的真空抽吸臂，能以較低的插入壓力來實現筒夾31的插拔，因此筒夾31能以單觸方式對於臂主軸11進行插拔，而且，將筒夾31保持於臂主軸11之保持力可提高到所期望的值。而且，屬於真空抽吸臂的構成構件、即作為更換構件之筒夾31，僅將外周面加工即可，完全不會對貫通孔13造成影響，O型環的插拔耐久性也變高。藉此，筒夾31的加工，藉由使用車床等而變容易，因此可實現便宜且耐久性高的真空抽吸臂。

( 其他實施形態 )
本發明雖是利用上述實施形態來描述，但應理解到，構成此揭示的一部分之論述及圖式並非用於限定本發明。根據此揭示，所屬技術領域具有通常知識者應明白會有各種的替代實施形態、實施例及運用技術。

此外，將在上述實施形態所說明之個別的技術思想的一部分適宜地互相組合亦可。如此般，本發明當然包含未在此記載之各種實施形態等。因此，本發明的技術範圍可根據上述說明妥當地解釋，而僅由申請專利範圍之發明特定事項所界定。

11‧‧‧臂主軸

13‧‧‧真空抽吸孔

15‧‧‧第1內周面溝槽

17‧‧‧第2內周面溝槽

19‧‧‧制動件接納部

21‧‧‧第1O型環(O-ring)

23‧‧‧第2O型環(O-ring)

31‧‧‧筒夾

33‧‧‧貫通孔

35‧‧‧寬幅溝槽

37‧‧‧制動件

51‧‧‧真空配管用接頭(adapter)

OG₁₁‧‧‧第2外周面溝槽

OG₁₂‧‧‧第1外周面溝槽

OG₂₁‧‧‧第2內徑側環狀溝槽

OG₂₂‧‧‧第1內徑側環狀溝槽

圖1(a)係本發明的實施形態之真空抽吸臂的前視圖，圖1(b)係從圖1(a)的A-A方向觀察時之剖面圖，圖1(c)係圖1(b)的B部分之放大圖。

圖2係將圖1(c)所示的筒夾之一部分放大顯示的剖面圖。

圖3是對應於圖2，係將本發明的參考例之真空抽吸臂的筒夾之一部分放大顯示之剖面圖。

圖4係將圖1(c)的臂主軸11擷取後之放大剖面圖。

圖5係將對應於圖3的參考例之真空抽吸臂之筒夾的一部分更廣範圍地顯示之剖面圖。

圖6係將比較例之臂主軸的下部放大之剖面圖。

圖7係將比較例之吸嘴尖端的上部放大之剖面圖。

圖8係圖1(a)的鳥瞰圖。

圖9係O型環的壓縮率變化的情況之問題及效果之說明圖。

圖10係將比較例的真空抽吸臂之筒夾的一部分放大顯示之剖面圖。

Claims (2)

1. 一種真空抽吸臂，其特徵在於，係具備臂主軸、第1及第2O型環、以及筒夾， 前述臂主軸，是形成為包圍真空抽吸孔之第1筒狀，在前述第1筒狀的內周面將第1及第2內周面溝槽互相平行且分離地設置， 前述第1及第2O型環，是將各自的一部分嵌合於前述第1及第2內周面溝槽，並讓各自之剩餘的一部分從前述內周面朝向前述真空抽吸孔的中心軸突出， 前述筒夾，是形成為凹凸形狀的第2筒狀，前述第2筒狀是在前端設有保持用凸部，前述保持用凸部是藉由具有比前述內周面的直徑更小徑的外徑之保持面來定義外周面，並具有連續於前述保持用凸部且比前述保持用凸部更小徑的寬幅溝槽，在前述寬幅溝槽的底部具有互相平行地設置之第1及第2外周面溝槽， 當前述上部插入前述臂主軸之下部時，前述第1及第2O型環是分別藉由前述第1及第2外周面溝槽所保持。
2. 一種筒夾，是插入臂主體之筒夾，前述臂主體形成為包圍真空抽吸孔的第1筒狀，且在前述第1筒狀的內周面將第1及第2內周面溝槽互相平行且分離地設置，前述筒夾是形成為凹凸形狀的第2筒狀，前述第2筒狀是在前端設有保持用凸部，前述保持用凸部是藉由具有比內周面的直徑更小徑的外徑之保持面來定義外周面，並具有連續於前述保持用凸部且比前述保持用凸部更小徑的寬幅溝槽，其特徵在於， 在前述寬幅溝槽的底部具備互相平行地設置之第1及第2外周面溝槽， 在前述第1及第2內周面溝槽，將第1及第2O型環各自的一部分嵌合，並讓前述第1及第2O型環各自之剩餘的一部分從前述內周面朝向前述真空抽吸孔的中心軸突出，在此狀態下，當在前述臂主軸的下部將前述上部插入時，前述第1及第2O型環分別藉由前述第1及第2外周面溝槽所保持。