JPH0474151B2 - - Google Patents

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つており、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
クピースの重量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の逃げが発生してい
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。

従つて、本発明の目的は、全部かゼロか（オー
ル・オア・ナツシング）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、あ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。

さ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こさない吸着ホ
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
向つて開口し、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つて、
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エツク
弁が前記吸着管内に保持され、該チエツク弁の位
置とは関係なく第１のセンサ管と第２のセンサ管
を通つて、前記チエツ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、前記チエツク弁を前記吸着室
との間に延出する前記吸着管のオリフイス部の断
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
は前記チエツク弁は閉じていて外気が前記各セン
サ管を通つて吸入され、一方、前記吸着室及び前
記環状隙間が外気に対して気密の時は、前記チエ
ツ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ホルダが置かれていない
時は、２つのセンサ管を通つて外気が通過し吸着
管に入るため、チエツク弁における圧力関係によ
り、チエツ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、他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、チエ
ツク弁は開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、チエツク弁は再び閉じる。

このようにセンサ板と協働して第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すると
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つている。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、吸着管を通
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。

常閉のチエツク弁の偏向作用（バイアシング．
アクシヨン）は、上述の弁機能を満足するに十分
な大きさに選択される。

吸着ホルダがワークピースと完全に密閉的に係
合した以後にチエツク弁は開くので、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全吸着力
でもつて起こる。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
がシステム内に入つてくる途はなく、吸着力が減
殺されることもない。従つ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は略傘状であつて円環をもち、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
るいは下方に向つ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つて延び出すコネ
クタ栓部７が設けられている。吸着管６はコネク
タ５を通つて延び出し、又、吸着室４と通じる吸
着板２に隣接するオリフイス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まで覆つているので、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、周辺に向つて延び出す環状隙
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つて
コネクタ５まで拡がつている。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内部には常閉のチエツク弁１３（好ま
しくは、ばねが装荷されたボール弁の形状がよ
い）がオリフイス８の上端面に設けられている。
このチエツク弁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イス８が密閉された
状態であつても、環状隙間１０は第１のセンサ管
１１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、チエツク弁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のチエツク弁１３と吸着室４とを連通するオリ
フイス部８より小断面積の形状にされ、さらに、
オリフイス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
する前の状態であつて、真空ポンプを駆動して吸
着ホルダと連通するという真空操作が行なわれる
と、外に向つて開口する環状隙間１０及び下方に
向つて開口する吸着室４から２つのセンサ管１１
若しくは１２を通つて外部の空気が吸入される。
そしてチエツク弁が閉じる。２つのセンサ管１１
及び１２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つて引き込まれ
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
するように調整されているので、吸着管６内でチ
エツク弁１５にある程度の真空が作用していても
チエツク弁は開かない。吸着管６中でチエツク弁
に作用する真空の程度は約−0.1〜−0.2バールと
小さいものである。しかし、異なつたサイズの吸
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。オリフイス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に向つて押圧され環状隙間１
０は外部と遮断される。このような状態となつた
時のみ、外部の空気が第１のセンサ管１１を通つ
て吸着管６に入らない。さらに、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
通す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。従つて、第２のセンサ管を介して
チエツク弁を通つ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、
チエツク弁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つてこな
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、オリフイス８即ち、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か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の下面が持ち上つて気
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、チエツク弁１３の開口に必要な真
空度はチエツク弁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
全吸着力でもつ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１
２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。さら
に、これと同時に第１のセンサ管１１を介して環
状ギヤツプ１０に空気が満たされる。従つて、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が薄膜（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ツクである場合は、
吸着板２はセンサ板９とぴつたり当接する。

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すこと
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つて存在するの
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
ツク材料であつてもよいので、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は吸着板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、この中央開口部の端部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。従つて軸方向の長さがセンサ板９より長い中
央接続部２１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のオリフイス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、チエツク弁である弁部材
１５用の弁座１７が、オリフイス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はチエ
ツク弁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１１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はチエツク弁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を通つて吸着管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より直径が小さい。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２２が挿入される。従つて環
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
イス８からこの環状空間２５に開口する。第２の
センサ管１２は半径方向に向つてこの狭い端部材
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
の下端面とこの半径方向のフランジ２６の間に挟
まれているため、しつかりと固定される。

【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……
コネクタ栓部、８……オリフイス、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、下方に向つて開
   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つて、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エツク弁が
   前記吸着管内に保持され、該チエツク弁の位置と
   は関係なく第１のセンサ管と第２のセンサ管を通
   つて、前記チエツ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、前記チエツ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イス部の断面積
   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
   チエツク弁は閉じていて外気が前記各センサ管を
   通つて吸入され、一方、前記吸着室及び前記環状
   隙間が外気に対して気密の時は、前記チエツク弁
   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
   イスを通つて前記ワークピースに向つて延出する
   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、中央開口を有し、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
   管のオリフイス部を有する端部材を含み、該端部
   材がその上側にチエツ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エツク弁のある前
   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
   チエツク弁は、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。