特開 2023-53791 圧力調整式空圧ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023053791

(43)【公開日】2023-04-13

(54)【発明の名称】圧力調整式空圧ユニット

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/00 20060101AFI20230406BHJP

   B25J 15/06 20060101ALI20230406BHJP

【ＦＩ】

G01L19/00 Z

B25J15/06 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021163044

(22)【出願日】2021-10-01

(71)【出願人】

【識別番号】305052584

【氏名又は名称】ファインテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】喜多見 義一

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 恵一

(72)【発明者】

【氏名】中川 考一

【テーマコード（参考）】

2F055

3C707

【Ｆターム（参考）】

2F055AA39

2F055BB08

2F055CC60

2F055DD20

2F055EE40

2F055FF49

2F055GG11

3C707LV22

(57)【要約】

【課題】従来の圧力センサ及び圧力調整ユニットそれぞれの機能を統合、一体化した圧力調整式空圧ユニットを提供する。
【解決手段】本発明は、吸着搬送装置１００の真空路１１２ａに対して取り付ける圧力調整式空圧ユニット１０に係る。圧力調整式空圧ユニット１０は、一端側が真空路１１２ａに接続可能な真空導入路１２と、真空導入路１２の真空度を検出するための圧力センサ２０と、真空導入路１２の他端側に連通すると共に、圧力調整式空圧ユニット１０の外気と連通する外気ポート３１と、外気ポート３１の外気に対する開度を調整可能な調整部材４０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸着搬送装置の真空路に対して取り付ける圧力調整式空圧ユニットであって、
一端側が前記真空路に接続可能な真空導入路と、
前記真空導入路の真空度を検出するための圧力センサと、
前記真空導入路の他端側に連通すると共に、前記圧力調整式空圧ユニットの外気と連通する外気ポートと、
前記外気ポートの外気に対する開度を調整可能な調整部材とを備えることを特徴とする圧力調整式空圧ユニット。

【請求項2】

センサホルダを更に備え、
前記真空導入路及び前記外気ポートは前記センサホルダに設けられ、
前記センサホルダは前記圧力センサを配置するためのセンサ配置部を含む請求項１に記載の圧力調整式空圧ユニット。

【請求項3】

前記調整部材はニードルねじである請求項１又は２に記載の圧力調整式空圧ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は圧力調整式空圧ユニットに関し、更に詳しくは、ワークの吸着搬送装置に連結して真空度の検出と調整を行うためのユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

ワークを吸着して搬送するための吸着搬送装置が一般的に知られている。吸着搬送装置は、真空源により発生させた真空を真空路を通じて吸着パッドに伝達し、吸着パッドにワークを吸着させ、このワークを所定の搬送先に搬送するものである。吸着搬送装置には真空路の真空度（真空圧）を検出するための圧力センサが取り付けられる。圧力センサは吸着パッドのワーク吸着時における真空路の真空度を検出し、真空度が所定の閾値内にあるか否かに基づき、ワークが吸着パッドに適正に吸着されているか否かを判定することができる。

【0003】

従来の吸着搬送装置には、真空路の真空度を調整するための圧力調整ユニットが取り付けられたものも知られている。例えばワークが紙やフィルムの場合、吸着パッドの吸引力が強すぎると、ワークに皺が生じるなどしてワークを損傷するおそれがある。このような場合に圧力調整ユニットにより真空路の真空度を微調整することにより、真空源の出力等を変えることなく、吸着パッドの吸引力を変更することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者は、圧力センサと圧力調整ユニットとが吸着搬送装置に対して別個独立に取り付けられていることに着目し、本発明に至った。本発明は、従来の圧力センサ及び圧力調整ユニットそれぞれの機能を統合、一体化した圧力調整式空圧ユニットを提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、本発明によれば、吸着搬送装置の真空路に対して取り付ける圧力調整式空圧ユニットであって、一端側が前記真空路に接続可能な真空導入路と、前記真空導入路の真空度を検出するための圧力センサと、前記真空導入路の他端側に連通すると共に、前記圧力調整式空圧ユニットの外気と連通する外気ポートと、前記外気ポートの外気に対する開度を調整可能な調整部材とを備えることを特徴とする圧力調整式空圧ユニットが提供される。

【0006】

本発明において、圧力調整式空圧ユニットは吸着搬送装置に取り付けられる。これにより、圧力調整式空圧ユニットの真空導入路の一端側が吸着搬送装置の真空路に接続し、真空路の真空が真空導入路にも同様に導入される。真空導入路の真空度は圧力センサによって検出され、検出値がモニター等に表示される。圧力調整式空圧ユニットは、真空導入路の他端側と連通しかつ圧力調整式空圧ユニットの外気と連通する外気ポートを含む。外気ポートの外気に通じる微間隙の開度を調整部材により調整することにより、真空導入路の真空度を微調整することができる。これに従って真空導入路に通じる吸着搬送装置の真空路の真空度も変更される。

【0007】

本発明では、従来の圧力センサ及び圧力調整ユニットそれぞれの機能を統合、一体化したことにより、様々な利点が得られる。例えば、圧力センサ及び圧力調整ユニットの両機能をコンパクト化、軽量化でき、これにより搬送にかかる負荷を低減することができる。また、吸着搬送装置の真空路に接続するための配管部材や配管作業を削減でき、コスト的にも有利である。

【0008】

本発明の一実施形態において、圧力調整式空圧ユニットは、センサホルダを更に備え、前記真空導入路及び前記外気ポートは前記センサホルダに設けられ、前記センサホルダは前記圧力センサを配置するためのセンサ配置部を含む。また、本発明の一実施形態において、前記調整部材はニードルねじである。

【発明の効果】

【0009】

本発明では、圧力センサ及び圧力調整ユニットの両機能を統合してコンパクト化、軽量化でき、これにより搬送にかかる負荷を低減することができる。また、吸着搬送装置の真空路に接続するための配管部材や配管作業を削減でき、コスト的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明に係る圧力調整式空圧ユニットが取り付けられた吸着搬送装置の斜視図である。

【図2】図２は、吸着搬送装置における１機の吸着ユニットを概略的に示す側面図である。

【図3】図３は圧力調整式空圧ユニットの正面図である。

【図4】図４は圧力調整式空圧ユニットの上面図である。

【図5】図５は圧力調整式空圧ユニットの底面図である。

【図6】図６は圧力調整式空圧ユニットの左側面図である。

【図7】図７は図６のＡ－Ａ線断面図である。

【図8】図８はセンサホルダの斜視図である。

【図9】図９はニードルねじの側面図である。

【図10】図１０は、圧力調整式空圧ユニットの制御構成を概略的に示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び均等の範囲内で適宜変更することができる。

【0012】

図１は、本発明に係る圧力調整式空圧ユニット１０が取り付けられた吸着搬送装置１００の斜視図である。図１の吸着搬送装置１００は、一例として３機の吸着ユニット１１０と、各吸着ユニット１１０に接続された真空源としての計３機の真空発生器１２０と、各吸着ユニット１１０に取り付けられた計３機の圧力調整式空圧ユニット１０と、図示を省略した搬送機構とを備える。本実施形態において３機の吸着ユニット１１０を含む多連式の吸着搬送装置１００を例示するが、吸着ユニット１１０は１機又は２機でも４機以上であってもよい。本実施形態において真空発生器１２０は圧縮空気供給部１３０から給気管１３１を通じて供給される圧縮空気を絞り込んで真空を発生させるエジェクタであるが、真空源として真空ポンプを使用することもできる。この場合、全吸着ユニット１１０に対して共通の１機の真空ポンプを用いてもよく、各吸着ユニット１１０それぞれに真空ポンプを用いてもよい。

【0013】

図２は、吸着搬送装置１００における１機の吸着ユニット１１０を概略的に示す側面図である。吸着ユニット１１０は、ワークＷを吸着するための吸着パッド１１１と、対応する真空発生器１２０との間に延びる主管１１２とを備える。主管１１２は真空発生器１２０で発生した真空（負圧）を吸着パッド１１１に伝達する真空路１１２ａを内部に規定する。主管１１２は、真空発生器１２０から分岐部１１３まで水平に延び、分岐部１１３から吸着パッド１１１へと下方に延びる。また、分岐部１１３から圧力調整式空圧ユニット１０まで枝管１１４が水平に次いで上方にわずかに延びる。真空路１１２ａは主管１１２に連結する枝管１１４の内部にも拡張すると言える。

【0014】

図３～図６は圧力調整式空圧ユニット１０の正面図、上面図、底面図及び左側面図である。図７は図６のＡ－Ａ線断面図である。以下、圧力調整式空圧ユニット１０についての左右及び上下は図３及び図７の紙面に基づくものとし、圧力調整式空圧ユニット１０についての前後は図４の紙面の下上に対応するものとする。圧力調整式空圧ユニット１０は、金属製又は樹脂製のセンサホルダ１１と、センサホルダ１１に設けられた左右に延びる真空導入路１２と、真空導入路１２の真空度（空気圧）を検出するための圧力センサ２０と、真空導入路１２の真空度を調整するための圧力調整部３０とを備える。圧力調整部３０は、真空導入路１２に連通しかつセンサホルダ１１外の外気に通じる外気ポート３１と、外気ポート３１の外気に対する開度を調整可能な調整部材としてのニードルねじ４０とを含む。

【0015】

図８はセンサホルダ１１の斜視図である。図８のセンサホルダ１１は圧力センサ２０及びニードルねじ４０が取り去られた状態である。センサホルダ１１は左右に長い直方体形状である。真空導入路１２はセンサホルダ１１の上下中間部でかつ前後中間部に設けられる。真空導入路１２は径が拡大する左端部１２ａを有する。左端部１２ａは枝管１１４（図２等参照）と気密に連結可能である。センサホルダ１１には、圧力センサ２０を配置するためのセンサ配置部１３が設けられる。センサ配置部１３はセンサホルダ１１の上面１１ａから下方に凹状となる。センサホルダ１１は、真空導入路１２、センサ配置部１３、及び外気ポート３１を有する後述する縦孔部３３を除き実質的に中実である。

【0016】

図７を参照して、圧力センサ２０は、センサ素子２１と、素子基板２２と、素子基板２２から延びるリード線２３とを備える。圧力センサ２０は、センサホルダ１１のセンサ配置部１３に配置された後、センサホルダ１１に対して蓋１４を閉じることにより固定される。蓋１４上のリード線２３の周囲には保護キャップ１５が蓋１４に対して更に固定される。蓋１４及び保護キャップ１５はリード線２３を通すための開口を有する。センサ素子２１は、真空導入路１２の圧力によって変形するダイヤフラムを含む。圧力センサ２０は、センサ素子２１のダイヤフラムが変形して発生するピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換してリード線２３を通じてコントローラ１４０（図１０参照）へと出力する。

【0017】

図７を参照して、圧力調整部３０は、真空導入路１２の右端に連通する上下方向に延びる縦孔部３３を含む。縦孔部３３は真空導入路１２に対して直交し、真空導入路１２と共にＴ字形をなす。縦孔部３３の下端部はセンサホルダ１１の底面１１ｂに開口する外気ポート３１を規定する。本明細書において縦孔部３３における真空導入路１２から下方部分を外気ポート３１と呼ぶ。縦孔部３３はセンサホルダ１１の上面１１ａにも開放し、ここからニードルねじ４０を受け入れることができる。

【0018】

図９はニードルねじの側面図である。ニードルねじ４０は、下端部のテーパ部４１と、テーパ部４１の上方にあるねじ部４２と、上端部のグリップ部４３と、ねじ部４２とグリップ部との間を連結する連結部４４とを備える。テーパ部４１は外径が下方へとわずかに小さくなる。テーパ部４１は外気ポート３１に導入され、外気ポート３１の外気に対する開度を調整する。ねじ部４２はテーパ部４１の上端（最大）外径よりも大きい実質的に均一な外径を有する。ねじ部４２は縦孔部３３の対応するねじ部３３ａ（図７参照）と係合し、一方に回転することによりテーパ部４１を下方に進め、他方に回転することによりテーパ部４１を上方に退ける。グリップ部４３はオペレータが把持してニードルねじ４０を一方又は他方に手動で回転させるための部位である。連結部４４は、ねじ部４２の外径よりも大きい均一な外径を有する。連結部４４の下端部には環状の溝が設けられ、この溝にパッキン４５が嵌め込まれている。パッキン４５は常に縦孔部３３の周面に接して、縦孔部３３における外気ポート３１とは反対側の上方から外気に通じる微間隙を気密にシールする。

【0019】

圧力調整式空圧ユニット１０は、真空導入路１２の左端部１２ａを吸着搬送装置１００の枝管１１４に気密に接続することにより、吸着搬送装置１００に連結されると共に、真空導入路１２が吸着ユニット１１０の真空路１１２ａと連通する。なお、圧力調整式空圧ユニット１０は枝管１１４を介することなく、吸着ユニット１１０の主管１１２におけるどの箇所にも直接連結することができる。吸着搬送装置１００を使用する場合、まず真空発生器１２０を作動させて真空を発生させる。この真空が真空路１１２ａを通じて吸着パッド１１１に伝達され、吸着パッド１１１がワークＷを吸着する。真空発生器１２０が発生させた真空は、枝管１１４を介して圧力調整式空圧ユニット１０の真空導入路１２にも同様に伝達される。

【0020】

図１０は、圧力調整式空圧ユニット１０の制御構成を概略的に示すブロック図である。吸着パッド１１１がワークＷを吸着した時の真空導入路１２（及び真空路１１２ａ）の真空度は圧力センサ２０により検出され、この検出値はリード線２３を介してコントローラ１４０に入力される。コントローラ１４０は検出された真空度をモニター１５０に出力する。コントローラ１４０はまた、検出された真空度が所定の閾値内にない場合にアラームを発することができる。圧力センサ２０の検出値が所定の閾値内の場合、コントローラ１４０はワークＷが吸着パッド１１１に適正に吸着されたものとしてモニター１５０に所定のＯＫ表示を行う。次いで、搬送機構により吸着ユニット１１０が所定の搬送先まで搬送された後、真空路１１２ａの真空を解除してワークＷを解放する。

【0021】

ワークＷが紙やフィルムの場合、吸着パッド１１１の吸着力が強すぎると、ワークＷに皺が生じるなどしてワークを損傷するおそれがある。このような場合、オペレータが圧力調整式空圧ユニット１０におけるニードルねじ４０のグリップ部４３を把持し、ニードルねじ４０を他方に回転させることにより、テーパ部４１を上方に変位させる。これにより外気ポート３１の外気に通じる微間隙が広がり、真空導入路１２及び真空路１１２ａの真空度を下げることができる。このような真空度の変化を圧力センサ２０がリアルタイムに検出し、コントローラ１４０がモニター１５０に表示するため、真空度の微調整を容易に行うことができる。なお、外気ポート３１の外気に通じる微間隙は非常に小さいため、真空を保ったまま真空度を調整することができる。また、吸着パッド１１１の吸着力が弱い場合は、オペレータがニードルねじ４０を一方に回転させてテーパ部４１を下方に変位させることにより、外気ポート３１の開度を狭めるようにする。ニードルねじ４０は、外気ポート３１が完全に開放して真空が破壊される状態と、外気ポート３１が完全に閉じる状態との間でテーパ部４１を変位させることができる。ニードルねじ４０は、圧力センサ２０の検出値に基づいてコントローラ１４０（図１０参照）がモータ等の回転駆動源を駆動することにより、自動的に所定角度だけ正逆回転してもよい。

【符号の説明】

【0022】

１０ 圧力調整式空圧ユニット
１１ センサホルダ
１２ 真空導入路
２０ 圧力センサ
３０ 圧力調整部
３１ 外気ポート
４０ ニードルねじ
１００ 吸着搬送装置
１１０ 吸着ユニット
１１１ 吸着パッド
１１２ 主管
１１２ａ 真空路
１１４ 枝管
１２０ 真空発生器
１４０ コントローラ
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】