特許 5787316 吸着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5787316

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】吸着装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 9/00 20060101AFI20150910BHJP

   G01L 21/00 20060101ALI20150910BHJP

【ＦＩ】

   G01L9/00 D

   G01L21/00 Z

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-214127(P2011-214127)

(22)【出願日】2011年9月29日

(65)【公開番号】特開2013-72840(P2013-72840A)

(43)【公開日】2013年4月22日

【審査請求日】2014年4月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】308007228

【氏名又は名称】株式会社小川優機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100076163

【弁理士】

【氏名又は名称】嶋 宣之

(72)【発明者】

【氏名】小川 安一

(72)【発明者】

【氏名】小松 忠弘

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 友哉

【審査官】 公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−２０４１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−０９５１６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５６−０９０３４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０３−０００３１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−３１６２７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ９／００

Ｇ０１Ｌ ２１／００

Ｈ０１Ｈ ３５／３２

Ａ４７Ｌ １１／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の周囲に吸着パッドを備えた吸着装置において、
上記基板には、吸着パッド及び被吸着面で囲まれ吸着エリアのエアを排出する真空ポンプと、
この真空ポンプに電源を供給する電源回路と、
樹脂製のベローズスポイト及び上記ベローズスポイトの変形に追随する接点を有するスイッチからなる真空度センサと、
この真空度センサの上記スイッチのスイッチング動作に応じて切り替わる表示部とを備え、
上記ベローズスポイトは内部の圧力と外部の圧力とが等しい通常状態で所定の形状保持能力を有する一方、内部が真空になったときその真空度に応じて変形するとともに、真空状態から通常状態になったとき上記所定の形状に復帰する復帰能力を備えた蛇腹状の本体と筒状部とを備え、
上記スイッチは押圧か解放かによって接点を切り換えるレバーを備え、
上記ベローズスポイトの筒状部を上記吸着エリアに連通させるとともに、
上記通常状態のときに、上記ベローズスポイトの本体が上記レバーを押圧し、上記吸着エリア内の真空度が所定の真空度に達したとき、上記レバーが上記ベローズスポイトの変形に応じて解放され、上記表示部を切り替える構成にした吸着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、吸着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、真空度を測定するための真空度センサには様々なものがあるが、比較的単純な構成のものとして、ダイヤフラムを利用した真空度センサが知られている。
この真空度センサは、真空検出空間の圧力を導く検査空間と大気との間にダイヤフラムを設けて、このダイヤフラムの変形によって真空度を検出するようにしたものである。具体的には、上記検査空間の圧力を導くための導入口を備えた圧力導入部材において、上記導入口と反対側の開口にダイヤフラムを取り付けたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２４３２７６号公報

【特許文献2】実用新案登録第３１４３０９１号公報

【特許文献3】特開２００９−１０７４１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような従来の真空度センサは、上記検査空間の圧力を導入する圧力導入部材と、ダイヤフラムと、ダイヤフラムの変異を検出するための変異検出機構の３部材が必須である。
また、圧力導入部材の開口を塞ぐ際には、ダイヤフラムと上記開口外周との間に隙間ができないように取り付ける細かい作業が必要である。このような作業は、特に、真空度センサが小さくなればなるほど難しいものとなる。
このような細かい作業が必要になるため、上記既存の真空度センサは、その製造コストが高く、高価なものになっていた。
なお、上記したダイヤフラムを用いたもの以外の真空度センサも、構造が複雑で高価なものばかりである。

【0005】

一方、真空度センサを必要とするものとして、真空ポンプを利用した高所作業用の吸着装置がある。
この吸着装置は、高層ビルの窓ガラスや壁面の清掃作業などのために、屋上から吊るしたロープで体やゴンドラを支持して作業する高所作業時に、壁面などに吸着して作業者やゴンドラの揺れを止め、作業箇所に一時的にとどまることができるようにするための装置である。

【0006】

上記吸着装置は、例えば、作業者が壁面に吸着パッドを押し付けた状態で、本体に搭載した小型の真空ポンプを駆動して上記吸着パッド内を吸引し、内部の真空度に依存した吸着力を得るものである。
このような吸着装置は、作業者を所定の作業箇所に留めることができる程度の吸着力を発揮するまでには、ある程度の真空度が必要である。

【0007】

そこで、吸着装置に真空度センサを設けて、壁面に密着させた吸着パッド内の真空度を検出して、吸着装置の吸着力が必要な大きさに達したかどうかを確認できる吸着装置もある（特許文献２参照）。
しかし、上記したように、従来の真空度センサは構造が複雑で高価なものばかりで、このような真空度センサを用いたのでは、吸着装置の製造コストが高くなってしまうという問題があった。

【0008】

この発明の目的は、コストの上昇を抑えながら、吸着力の確認ができる吸着装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

第１の発明は、基板の周囲に吸着パッドを備えた吸着装置において、上記基板には、吸着パッド及び被吸着面で囲まれ吸着エリアのエアを排出する真空ポンプと、この真空ポンプに電源を供給する電源回路と、樹脂製のベローズスポイト及び上記ベローズスポイトの変形に追随する接点を有するスイッチからなる真空度センサと、この真空度センサの上記スイッチのスイッチング動作に応じて切り替わる表示部とを備えた。
そして、上記ベローズスポイトは内部の圧力と外部の圧力とが等しい通常状態で所定の形状保持能力を有する一方、内部が真空になったときその真空度に応じて変形するとともに、真空状態から通常状態になったとき上記所定の形状に復帰する復帰能力を備えた蛇腹状の本体と筒状部とを備え、上記スイッチは押圧か解放かによって接点を切り換えるレバーを備え、上記ベローズスポイトの筒状部を上記吸着エリアに連通させるとともに、上記通常状態のときに、上記ベローズスポイトの本体が上記レバーを押圧し、上記吸着エリア内の真空度が所定の真空度に達したとき、上記レバーが上記ベローズスポイトの変形に応じて解放され、上記表示部を切り替える構成にしたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

第１の発明では、ベローズスポイトとスイッチという安価な部品のみで真空度センサを構成しているため、これを用いた吸着装置は、低コストであり、小型化、軽量化も可能である。
そして、ベローズスポイトの変形に追随する接点を有するスイッチからの信号を取り出すことによって、吸着エリア内の真空度を検出することができるため、上記スイッチが、オンオフするタイミングを、目的の真空度に合わせれば、吸着エリア内が目的の真空度に達したか否かを表示部に表示させることができる。
このような真空度センサは小型化も容易なので、吸着装置の重量を、ほとんど増加させることがない。

【0013】

また、表示部によって、吸着エリア内が所定の真空度に達したことを、一目で確認することができる。
そのため、吸着装置の使用現場において、必要な吸着力に達したことを確認しながら安全に作業をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１はこの発明の実施形態の吸着装置の外観正面図である。

【図2】図２は実施形態の基板の平面図である。

【図3】図３は実施形態の真空度センサの説明図であり、（ａ）は通常状態であり、（ｂ）は真空状態である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１〜図３を用いてこの発明の真空度センサを用いた、この発明の吸着装置の一実施形態を説明する。
この実施形態の吸着装置は、金属製または樹脂製の円盤状の基板１の外周に沿ってシリコン樹脂製の吸着パッド２で囲まれる吸着エリアＥを構成している。
上記吸着パッド２は、スカート状にした先端部２ａと、先端部２ａに連続し、基端側に設けた円盤状の平坦部２ｂとを備え、この平坦部２ｂを基板１の吸着エリアＥ側となる内側面１ａに接触させている。さらに、上記平坦部２ｂと先端部２ａとの間には、吸着エリアＥ内にドーナツ状の支持凸部２ｃを突出させている。そして、この支持凸部２ｃと上記平坦面２ｂとの間には、例えば塩化ビニルや金属など、上記吸着パッド２より剛性の高い材質で形成した円盤状の押さえ板３を設けている。

【0016】

この押さえ板３と上記基板１との間に上記パッド２の平坦部２ｂを挟みこんで、ビス４によって三者を一体化している。
また、上記基板１には、押さえ板３及び平坦部２ｂを貫通し、吸着エリアＥに連通する真空引き孔５を形成し、この真空引き孔５にはチューブ６を挿入している。このチューブ６は、上記基板１であって上記内側面１ａと反対側の外側面１ｂ上において、後で説明する真空ポンプＰに接続した継手１４に連結している。

【0017】

また、上記基板１の外側面１ｂ上には筒部材７を固定し、この筒部材７における上記基板１とは反対側の端部を円盤状のカバー８で閉鎖している。
このカバー８上には、真空ポンプＰを動作させる電源スイッチ９と、真空破壊スイッチ１０ａと、この発明の表示部でありＬＥＤからなる表示ランプ１１と、この吸着装置を使用する作業者が手でつかむ取っ手１２とを設けている。

【0018】

上記筒部材７内である上記基板１の外側面１ｂ上には、図２に示すように、真空ポンプＰと、これを駆動する電動モーターｍと、真空度センサＳと、真空破壊弁１０とを設けている。
上記真空度センサＳは、その詳細は後で説明するが、樹脂製のベローズスポイト１９とこのベローズスポイト１９の変形に追随するセンサ用スイッチ２０とで構成される。
そして、上記真空ポンプＰ及び電動モーターｍと、上記ベローズスポイト１９は、それぞれ帯状の固定部材２３、２４によって基板１に固定されている。

【0019】

さらに、基板１の外側面１ｂ上には、三方に接続口を有するＴ型の継手１３，１４を設けている。
そして、上記Ｔ型の継手１３は、上記真空ポンプＰの吸引口２１との間をチューブ１５で、上記真空度センサＳのベローズスポイト１９との間をチューブ１６で、もう一方のＴ型の継手１４との間をチューブ１７で接続している。なお、図中の符号２２は、真空ポンプＰの排気口である。

【0020】

また、上記継手１４は、上記継手１３と反対側の接続口にチューブ１８の一端を接続し、このチューブ１８の他端を真空破壊弁１０に接続するとともに、もう一つの接続口には、基板１を貫通する真空引き孔５に挿入したチューブ６（図１参照）を接続している。
これにより、上記すべてのチューブ１５，１６、１７，１８、６内、上記吸着パッド２で囲まれた上記吸着エリアＥ内、及びベローズスポイト１９内が連通することになる。

【0021】

さらに、上記電動モーターｍには図示しない電源回路を接続し、上記カバー８上に露出している電源スイッチ９により、電源回路と電動モーターｍとの接続をオンオフする構成にしている（図１参照）。この電源スイッチ９は、手の指で操作することによってオンオフするものである。
なお、図２において、上記電動モーターｍに電源を供給するための電気配線及び電源回路は省略しているが、この実施形態では上記電源回路を乾電池で構成する。そして、乾電池を収容する乾電池ケースを上記カバー８に設け、この乾電池ケースの上面をカバー８面に開口させて電池交換が容易にできるようにしている。但し、上記乾電池ケースの開口には開閉自在な蓋部材を取り付けてもよい。

【0022】

また、上記真空破壊弁１０は、スイッチ１０ａを押すことによって、内部を大気に開放し、これに接続しているチューブ１８を介して上記吸着エリアＥ内に大気圧を導くためのものである。真空によって壁面などに吸着した吸着パッド２は、真空ポンプＰを停止させただけでは、しばらく吸着力を保持しているので簡単に取り外すことができない。この真空破壊弁１０のスイッチ１０ａを押せば、吸着エリアＥ内を短時間で大気圧にでき、吸着パッド２を速やか取り外すことができる。

【0023】

さらに、上記外側面１ｂ上には、一対の支柱２５を固定し、この支柱２５には、上記カバー８を挟んで取っ手１２を取り付けるようにしている。
さらにまた、基板１の外側面１ｂ上には、図示しない棒状のスペーサを複数起立固定させ、上記筒部材７、及び上記支柱２５とともに上記カバー８を支持するようにしている。
なお、図中部号２６はブザーであり、符号２７は基板１にねじ止めたビスである。
上記ブザー２６を、電源回路を構成する乾電池の電圧を確認するための図示しない回路に接続し、乾電池の電圧が所定の電圧以下になったとき、警報音を発するように構成している。

【0024】

次に、上記真空度センサＳについて図３を用いて説明する。
上記したように、この真空度センサＳはベローズスポイト１９とセンサ用スイッチ２０とからなるが、上記ベローズスポイト１９は、内部が真空になったとき、その真空度に応じて変形する。この実施形態のベローズスポイト１９は、蛇腹状になった本体１９ａとこれに連続する筒状部１９ｂとを備えている。
また、センサ用スイッチ２０は、レバー２０ａを押圧するか解放するかによって内部接点が切り替わる構成にしたスイッチである。そして、ベローズスポイト１９の内外圧力が等しい図３（ａ）に示す通常状態において上記レバー２０ａが押された状態を保持し、ベローズスポイト１９内の真空度が高くなって本体１９ａが収縮する図３（ｂ）に示す真空状態でレバー２０ａが解放されるようにしている。

【0025】

このように、レバー２０ａの位置、すなわち上記ベローズスポイト１９の変形に応じて切り換わる内部接点を有するセンサ用スイッチ２０を電源回路に接続すれば、接点の状態を電気信号として取り出すことができる。
その結果、上記ベローズスポイト１９の変形度が検出でき、結果としてベローズスポイト１９内の真空度を検出できる。厳密には、この真空度センサＳは、ベローズスポイト１９内の真空度の連続な値を検出するものではなく、内部が所定の真空度に達したことを検出するものである。従って、検出したい真空度に相当するベローズスポイト１９の変形度に合わせて、上記センサ用スイッチ２０の接点が切り替わるように、上記レバー２０ａの位置を設定している。

【0026】

なお、このベローズスポイト１９の本体１９ａから突出した筒状部１９ｂは、吸着エリアＥに連通する連通口を構成している。
この真空度センサＳは、上記したようにセンサ用スイッチ２０とベローズスポイト１９とからなり、その構成は単純で、従来のダイヤフラム取り付け作業のような細かい作業が必要ない。そのため、この真空度センサＳは低コストで製造できる。しかも、ベローズスポイト１９は、射出成型によって形成できるため、さらに、その製造コストを低く抑えることができる。

【0027】

そして、この実施形態の吸着装置では、上記真空度センサＳのベローズスポイト１９の筒状部１９ｂにチューブ１６を接続し、このチューブ１６を介してベローズスポイト１９の内部を、上記真空ポンプＰ、吸着エリアＥ、及び真空破壊弁１０に接続している。
また、上記センサ用スイッチ２０の入力端子を上記電源回路と接続するとともに出力端子を表示ランプ１１に接続している。そして、この実施形態では、センサ用スイッチ２０の内部接点は、図３（ａ）に示す通常状態で、図示しない電源回路と上記表示ランプ１１との連通を遮断し、図３（ｂ）に示すレバー２０ａが解放された真空状態で、図示しない電源回路と上記表示ランプ１１とを電気的に接続するようにしている。

【0028】

この実施形態の吸着装置の作用を以下に説明する。
作業者が、この吸着装置の取っ手１２を持って吸着パッド２を被吸着面である壁面などに押し付けながら電源スイッチ９をオンにすると、電動モーターｍが真空ポンプＰを駆動する。真空ポンプＰが駆動されると、上記チューブ１５，１６，１７，及びチューブ６を介して上記吸着パッド２で囲まれた吸着エリアＥ内が吸引され、吸着エリアＥ内の真空度が上がる。この時、上記真空度センサＳのベローズスポイト１９は、チューブ１６、１７及びチューブ６を介して上記吸着エリアＥと連通しているため、内部の真空度は上記吸着エリアＥとほぼ等しくなる。

【0029】

そして、上記吸着エリアＥ内の真空度が上がって吸着パッド２の吸着力が強くなると、ベローズスポイト１９内の真空度も上がり、本体１９ａが収縮する。ベローズスポイト１９の本体１９ａが収縮して、図３（ｂ）に示すようにレバー２０ａが解放されると、センサ用スイッチ２０の内部接点が切り替わり、上記表示ランプ１１に電源が供給されて表示ランプ１１が点灯する。この表示ランプ１１の点灯によって、作業者は、吸着エリアＥ内の真空度が所定の真空度に達したことを知ることができる。すなわち、作業者は、吸着装置の吸着力が十分な強さに達したことを知り、安全に作業をすることができる。
言い換えれば、作業者は、表示ランプ１１が点灯するまでは、吸着力が不十分であると判断し、待機することができる。

【0030】

このように、この実施形態の吸着装置なら、吸着力を確認することができるので、例えば高所作業の安全性を確保できる。
そして、この吸着装置に設けた上記真空度センサＳは、上記したように特に低コストで製造可能なベローズスポイト１９とセンサ用スイッチ２０だけで構成されるもので、これを備えることによる吸着装置の製造コストの上昇はほとんどない。

【0031】

なお、上記真空度センサＳは、上記実施形態のハンディタイプの吸着装置だけでなく、例えばクローラ機構を備え、複数の吸着パッドを有する吸着装置に用いることもできる。その場合には、吸着パッドごとに真空度センサを設けることが好ましいが、この発明の真空度センサＳならば、設置数が多くなってもそれほどコストが上がることはない。
また、この実施形態の真空度センサは、上記した高所作業用の吸着装置以外にも、所定の真空度を検出するために利用できることは当然である。
但し、上記真空度センサＳは、単純でしかも軽量化が可能な構成であるため、それを設けることによって装置全体の重量がほとんど増加することがない。したがって、上記実施形態のようなハンディタイプの吸着装置に特に適している。

【0032】

なお、吸着パッド２の材質としては、上記実施形態で用いたシリコン樹脂に限らず、高分子ゲルや発泡樹脂など、適度な弾性及び柔軟性を有する材質が使用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0033】

この発明の真空度センサは、コストアップせずに、吸着装置の安全性を高めることができる。

【符号の説明】

【0034】

Ｅ 吸着エリア
１ 基板
２ 吸着パッド
９ 電源スイッチ
１１ 表示ランプ
１９ ベローズスポイト
１９ａ 本体
１９ｂ 筒状部
２０ センサ用スイッチ
Ｓ 真空度センサ
ｍ 電動モーター
Ｐ 真空ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】