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特許7505204吸引式保持部材及びその製造方法、吸引式保持装置、並びに搬送システム
(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】
(24)【登録日】2024-06-17
(45)【発行日】2024-06-25
(54)【発明の名称】吸引式保持部材及びその製造方法、吸引式保持装置、並びに搬送システム
(51)【国際特許分類】
B25J 15/06 20060101AFI20240618BHJP
B29C 64/379 20170101ALI20240618BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20240618BHJP
B33Y 50/00 20150101ALI20240618BHJP
B33Y 70/00 20200101ALI20240618BHJP
B33Y 80/00 20150101ALI20240618BHJP
B29C 64/386 20170101ALI20240618BHJP
【ＦＩ】
B25J15/06 G
B29C64/379
B33Y10/00
B33Y50/00
B33Y70/00
B33Y80/00
B29C64/386
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020030196
(22)【出願日】2020-02-26
(65)【公開番号】P2021133448
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2022-12-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】武藤 敏之
(72)【発明者】
【氏名】坂木 泰三
(72)【発明者】
【氏名】武田 仁
(72)【発明者】
【氏名】岡本 洋一
(72)【発明者】
【氏名】安藤 博志
【審査官】渡邊 捷太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－３４６０９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１２７６６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０５－０７７９４１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１３－２１４５８９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １５／０６
Ｂ２９Ｃ ６４／３７９
Ｂ３３Ｙ １０／００
Ｂ３３Ｙ ５０／００
Ｂ３３Ｙ ７０／００
Ｂ３３Ｙ ８０／００
Ｂ２９Ｃ ６４／３８６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象物に当接して吸引保持するための吸引式保持部材であって、前記対象物の吸引時に、前記対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される挿入部と、
前記挿入部の外側に設けられ、前記対象物の吸引時に該対象物を支持するように当接する支持当接部と、
を有し、
前記挿入部が、その先端に向かって異なる複数の傾斜角で傾斜しており、前記挿入部の先端側の第１のテーパー面と、前記第１のテーパー面のテーパー角度よりも小さいテーパー角度を有する、前記挿入部の根元側の第２のテーパー面と、を有し、
前記対象物の吸引時に、前記第２のテーパー面が、前記凹部または前記開口部の外周に接して前記凹部または前記開口部を塞ぐと共に、前記支持当接部が前記対象物に当接して、前記対象物との間に気密空間が形成されることを特徴とする吸引式保持部材。
【請求項2】
露出する露出開口部と、前記露出開口部と連通しかつ前記露出開口部の最大径よりも大きな最大径を有する中空部とを有する、請求項１に記載の吸引式保持部材。
【請求項3】
前記中空部と、前記対象物との間に形成される気密空間とを連通する流路が設けられ、前記気密空間側の流路開口部が、前記挿入部の外側に配置されており、かつ両流路開口部位置が同軸上にない、請求項２に記載の吸引式保持部材。
【請求項4】
吸着パッドである、請求項１から３のいずれかに記載の吸引式保持部材。
【請求項5】
三次元プリンターにより造形される、請求項１から４のいずれかに記載の吸引式保持部材。
【請求項6】
ニトリルゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、及びエチレンプロピレンゴムから選択される少なくとも１種の弾性材料で形成される、請求項１から５のいずれかに記載の吸引式保持部材。
【請求項7】
対象物に当接して吸引保持するための吸引式保持部材の製造方法であって、前記吸引式保持部材は、前記対象物の吸引時に、前記対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される挿入部と、
前記挿入部の外側に設けられ、前記対象物の吸引時に該対象物を支持するように当接する支持当接部と、
を有し、
前記挿入部が、その先端に向かって異なる複数の傾斜角で傾斜しており、前記挿入部の先端側の第１のテーパー面と、前記第１のテーパー面のテーパー角度よりも小さいテーパー角度を有する、前記挿入部の根元側の第２のテーパー面と、を有する吸引式保持部材であり、
前記挿入部が挿入される前記対象物の前記凹部または前記貫通孔の形状、大きさ、構造、数、配置、及び前記凹部または前記貫通孔の周囲の状態、並びに前記対象物の重量、大きさ、形状、厚み、及び材質から選択される少なくとも１種の情報から吸引式保持部材の造形情報を決定する決定工程と、
決定した吸引式保持部材の造形情報に基づき三次元プリンターによって吸引式保持部材を造形する造形工程と、
を含むことを特徴とする吸引式保持部材の製造方法。
【請求項8】
請求項１から６のいずれかに記載の吸引式保持部材を少なくとも１つと、真空吸引源と、を備えることを特徴とする吸引式保持装置。
【請求項9】
前記対象物を吸引保持した状態で搬送する搬送システムであって、請求項８に記載の吸引式保持装置と、
前記吸引式保持装置の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、吸引式保持部材及び吸引式保持部材の製造方法、吸引式保持装置、並びに搬送システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、プリント基板等を自動搬送する際に、プリント基板の電子部品が実装された箇所を吸着パッドで直接吸引すれば保持可能であるが電子部品を破損または破壊の恐れがあり、吸引保持位置が限られてしまうという問題がある。
一方、プリント基板には、通常、複数のねじ穴（貫通孔）が存在するので、プリント基板の貫通孔を吸引保持に使用できれば汎用性の高い吸引保持方法となるが、一般的な吸着パッドでは、貫通孔のエアー封止が不十分であるため貫通孔からエアー漏れが発生し、プリント基板を十分に吸引保持できないという問題がある。
一方、プリント基板には、通常、複数のねじ穴（貫通孔）が存在するので、プリント基板の貫通孔を吸引保持に使用できれば汎用性の高い吸引保持方法となるが、一般的な吸着パッドでは、貫通孔のエアー封止が不十分であるため貫通孔からエアー漏れが発生し、プリント基板を十分に吸引保持できないという問題がある。
【0003】
そこで、上記のような貫通孔を有するプリント基板等を吸引保持して搬送するのに適した吸着パッドとして、例えば、真空漏れ防止のための密閉ゴムと、貫通孔を基準に位置決め可能なガイド兼固定ねじを有し、吸着部に位置する範囲に穴、バリ、凹凸、粗面があっても吸着可能とする搬送用吸着パッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、先行文献に開示されているような吸着パッドでは、プリント基板の貫通孔を封止するためには、貫通孔の外周の平坦面を押さえる必要があり、適用できる箇所に制限があった。
【0005】
本発明は、正確な位置決めとエアー漏れの発生を防止できる吸引式保持部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するための手段としての本発明の吸引式保持部材は、対象物に当接して吸引保持するための吸引式保持部材であって、前記対象物の吸引時に、前記対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される挿入部を有し、前記挿入部が、その先端に向かって傾斜している。
【発明の効果】
【0007】
本発明によると、正確な位置決めとエアー漏れの発生を防止できる吸引式保持部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図4B】図４Ａ～図４Ｄは、第１の実施形態に係る吸引式保持部材を用いた対象物の吸引保持動作の一例を説明する図であり、図４Ｂは吸引式保持部材が対象物に接触し、真空吸引が開始した状態を示す概略断面図である。
【図4C】図４Ａ～図４Ｄは、第１の実施形態に係る吸引式保持部材を用いた対象物の吸引保持動作の一例を説明する図であり、図４Ｃは吸引式保持部材と対象物との空間が真空状態となって吸着力が発生している状態を示す概略断面図である。
【図4D】図４Ａ～図４Ｄは、第１の実施形態に係る吸引式保持部材を用いた対象物の吸引保持動作の一例を説明する図であり、図４Ｄは対象物を目的位置まで搬送した後、エアー吸引を止めて対象物が自重によって脱落する状態を示す概略断面図である。
【図7B】図７Ａ～図７Ｄは、第２の実施形態に係る吸引式保持部材を用いた対象物の吸引保持動作の一例を説明する図であり、図７Ｂは吸引式保持部材が対象物に接触し、真空吸引が開始した状態を示す概略断面図である。
【図7C】図７Ａ～図７Ｄは、第２の実施形態に係る吸引式保持部材を用いた対象物の吸引保持動作の一例を説明する図であり、図７Ｃは吸引式保持部材と対象物との空間が真空状態となって吸着力が発生している状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
（吸引式保持部材）
本発明の吸引式保持部材は、対象物に当接して吸引保持するための吸引式保持部材であって、前記対象物の吸引時に、前記対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される挿入部を有し、前記挿入部が、その先端に向かって傾斜しており、支持当接部、露出開口部、中空部、及び流路を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の部を有する。
前記吸引式保持部材は、「吸着パッド」、「真空パッド」と称することもある。
本発明の吸引式保持部材は、対象物に当接して吸引保持するための吸引式保持部材であって、前記対象物の吸引時に、前記対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される挿入部を有し、前記挿入部が、その先端に向かって傾斜しており、支持当接部、露出開口部、中空部、及び流路を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の部を有する。
前記吸引式保持部材は、「吸着パッド」、「真空パッド」と称することもある。
【0010】
従来技術の吸着パッドでは、対象物としてのプリント基板の貫通孔を封止するには、対象物の貫通孔の外周の平坦面を押さえる必要があり、貫通孔の外周よりも少し大きい余分な面積が必要となる。これに対して、本発明の吸引式保持部材は、対象物の吸引時に挿入部が対象物の凹部または貫通孔の開口部のエッジに食い込むことによりエアー漏れを防止できるので、従来技術のような余分な面積を必要とせず、対象物に対する吸着力は内圧と面積によって決まるので、支持当接部の大きさを最小にすることができる。
【0011】
したがって、本発明の吸引式保持部材は、対象物に当接して吸引保持するための吸引式保持部材であって、前記対象物の吸引時に、前記対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される挿入部を有し、前記挿入部が、その先端に向かって傾斜していることによって、正確な位置決めとエアー漏れ封止を両立できる。
【0012】
本発明の吸引式保持部材は、対象物を吸引保持できればその形状、大きさ、材質、構造等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
吸引式保持部材の材質としては、弾性材料が好適であり、前記弾性材料としては、例えば、ニトリルゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
吸引式保持部材のショアＤ硬度は、吸引式保持部材の大きさ、形状、ゴムの材質によって変わるが、例えば、図１のような形状であればショアＤ硬度が３２以上４０以下のシリコーンゴムを選定することができる。吸引式保持部材が硬すぎると弾性がないため柔軟性がなく、対象物を吸着して保持する力が低下してしまうことがある。一方、吸引式保持部材が柔らかすぎるとエアーの流通を遮断する押さえ力が減少してしまうことがある。
ショアＤ硬度は、例えば、ショアＤ硬度計を用いて測定することができる。
吸引式保持部材の形状、大きさ及び構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
吸引式保持部材の材質としては、弾性材料が好適であり、前記弾性材料としては、例えば、ニトリルゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
吸引式保持部材のショアＤ硬度は、吸引式保持部材の大きさ、形状、ゴムの材質によって変わるが、例えば、図１のような形状であればショアＤ硬度が３２以上４０以下のシリコーンゴムを選定することができる。吸引式保持部材が硬すぎると弾性がないため柔軟性がなく、対象物を吸着して保持する力が低下してしまうことがある。一方、吸引式保持部材が柔らかすぎるとエアーの流通を遮断する押さえ力が減少してしまうことがある。
ショアＤ硬度は、例えば、ショアＤ硬度計を用いて測定することができる。
吸引式保持部材の形状、大きさ及び構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0013】
＜対象物＞
対象物としては、吸引式保持部材によって吸引保持することができるものであれば形状、大きさ、構造、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、工業用部品、自動車部品等のコイル、スペーサー、ワッシャ、プーリー、レンズ、プリント基板、ガラス基板、園芸用のポットなどが挙げられる。
対象物としては、吸引式保持部材によって吸引保持することができるものであれば形状、大きさ、構造、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、工業用部品、自動車部品等のコイル、スペーサー、ワッシャ、プーリー、レンズ、プリント基板、ガラス基板、園芸用のポットなどが挙げられる。
【0014】
対象物は、吸引式保持部材の挿入部が挿入される凹部または貫通孔を有する。これらの中でも、対象物に対する吸着力の点から、貫通孔であることが好ましい。凹部または貫通孔の開口部に挿入部を挿入することによって、正確な位置決めとエアー漏れ防止を実現できる。
【0015】
貫通孔の形状、大きさ、数、構造、配置などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
貫通孔の形状としては、例えば、円形、楕円形、長方形、正方形、三角形、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等の多角形、ランダムな不定形などが挙げられる。
貫通孔の大きさについては、特に制限はなく、吸引式保持部材の挿入部の大きさに応じて適宜選択することができる。
凹部の大きさ、数、構造、配置などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
貫通孔の形状としては、例えば、円形、楕円形、長方形、正方形、三角形、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等の多角形、ランダムな不定形などが挙げられる。
貫通孔の大きさについては、特に制限はなく、吸引式保持部材の挿入部の大きさに応じて適宜選択することができる。
凹部の大きさ、数、構造、配置などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0016】
＜挿入部＞
挿入部は、対象物の吸引時に、対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される。挿入部を対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入すると流体流通不能となり、挿入部と凹部または貫通孔の開口部とが隙間なく当接する。
挿入部の形状、大きさ、構造、及び材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
挿入部の形状としては、凹部または貫通孔の形状及び大きさに応じて適宜選定することができ、形状としては、例えば、突起状、凸状の略円錐台、凸状の略角錐台などが挙げられる。
挿入部は吸引式保持部材と一体に形成され、吸引式保持部材と同じ材質であることが好ましい。
挿入部は、対象物の吸引時に、対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される。挿入部を対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入すると流体流通不能となり、挿入部と凹部または貫通孔の開口部とが隙間なく当接する。
挿入部の形状、大きさ、構造、及び材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
挿入部の形状としては、凹部または貫通孔の形状及び大きさに応じて適宜選定することができ、形状としては、例えば、突起状、凸状の略円錐台、凸状の略角錐台などが挙げられる。
挿入部は吸引式保持部材と一体に形成され、吸引式保持部材と同じ材質であることが好ましい。
【0017】
挿入部は、その先端に向かって傾斜しており、挿入部の中心線に漸次近づくように傾斜したテーパー面を有することが好ましい。挿入部が先端に向かって傾斜していることによって、対象物の凹部または貫通孔への位置決めとエアーリーク防止を同時に実現できる。また、挿入部の先端に向かって前記挿入部の中心線に漸次近づくように傾斜したテーパー面を有することによって、凹部または貫通孔が少し大きい場合は深めに挿入部を挿入することができ、凹部または貫通孔が少し小さい場合には浅めに挿入部を挿入することにより、凹部または貫通孔の開口部の径のばらつきに対する吸引式保持部材の位置決め、及び対象物を吸着する際のロバスト性が向上する。
また、本発明の吸引式保持部材は、対象物の吸引時に挿入部が対象物の凹部または貫通孔の開口部のエッジに食い込むことによりエアー漏れを防止できるので、従来技術のような対象物の貫通孔の外周の平坦面を押さえるための余分な面積を必要とせず、支持当接部の大きさを最小にすることができる。
また、本発明の吸引式保持部材は、対象物の吸引時に挿入部が対象物の凹部または貫通孔の開口部のエッジに食い込むことによりエアー漏れを防止できるので、従来技術のような対象物の貫通孔の外周の平坦面を押さえるための余分な面積を必要とせず、支持当接部の大きさを最小にすることができる。
【0018】
挿入部が異なる複数の傾斜角で傾斜していることが好ましい。対象物の凹部または貫通孔のテーパー角度に対して、挿入部の先端が挿入し易いように挿入部のテーパー角度を変える（凹部または貫通孔の開口部の壁面に対して大きな角度にする）ことによって、凹部または貫通孔と吸引式保持部材との中心軸の位置ずれを補正することができる。
挿入部は、該挿入部の先端側の第１のテーパー面と、挿入部の根元側の第２のテーパー面とを有することが好ましい（以下、「２段テーパー」と称することもある。）。
第１のテーパー面は、挿入部を凹部または貫通孔に挿入時に凹部または貫通孔と相似形である挿入部が挿入をガイドする。例えば、対象物が厚さ１．４ｍｍの基板の場合、第１のテーパー面のテーパー角度は１０°以上３０°以下が好ましく、１５°以上２５°以下がより好ましい。第１のテーパー面のテーパー角度が１０°以上３０°以下であれば、問題なく吸引式保持部材の挿入部を凹部または貫通孔に挿入することができる。
挿入部は、該挿入部の先端側の第１のテーパー面と、挿入部の根元側の第２のテーパー面とを有することが好ましい（以下、「２段テーパー」と称することもある。）。
第１のテーパー面は、挿入部を凹部または貫通孔に挿入時に凹部または貫通孔と相似形である挿入部が挿入をガイドする。例えば、対象物が厚さ１．４ｍｍの基板の場合、第１のテーパー面のテーパー角度は１０°以上３０°以下が好ましく、１５°以上２５°以下がより好ましい。第１のテーパー面のテーパー角度が１０°以上３０°以下であれば、問題なく吸引式保持部材の挿入部を凹部または貫通孔に挿入することができる。
【0019】
第２のテーパー面は、凹部または貫通孔の開口部の外周壁に直接接触して凹部または貫通孔からのエアー漏れを防止する。例えば、対象物が厚さ１．４ｍｍの基板の場合、第２のテーパー面のテーパー角度は３°以上１０°以下が好ましく、４°以上６°以下がより好ましい。
第２のテーパー面のテーパー角度が３°以上１０°以下であると、貫通孔の封止力が適正であり、かつ挿入部を離脱する際の抵抗が小さくなり、良好である。
第２のテーパー面のテーパー角度が３°以上１０°以下であると、貫通孔の封止力が適正であり、かつ挿入部を離脱する際の抵抗が小さくなり、良好である。
【0020】
＜支持当接部＞
支持当接部は、吸引式保持部材における挿入部の外側に設けられ、対象物の吸引時に対象物を支持するように当接する。「支持当接部」は「スカート部」と称することもある。
支持当接部の形状、大きさ、構造、及び材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
支持当接部は吸引式保持部材と一体に形成され、吸引式保持部材と同じ材質であることが好ましい。
挿入部と支持当接部とが一体に形成されていることが好ましい。挿入部と支持当接部とが一体に形成されていることによって、連結箇所や密着ゴムからのエアー漏れの問題が発生せず、吸着力の安定性が高くなり、更に一体化による低コスト、及びメンテナンスフリー（消耗品扱い）を実現できる。
支持当接部は、吸引式保持部材における挿入部の外側に設けられ、対象物の吸引時に対象物を支持するように当接する。「支持当接部」は「スカート部」と称することもある。
支持当接部の形状、大きさ、構造、及び材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
支持当接部は吸引式保持部材と一体に形成され、吸引式保持部材と同じ材質であることが好ましい。
挿入部と支持当接部とが一体に形成されていることが好ましい。挿入部と支持当接部とが一体に形成されていることによって、連結箇所や密着ゴムからのエアー漏れの問題が発生せず、吸着力の安定性が高くなり、更に一体化による低コスト、及びメンテナンスフリー（消耗品扱い）を実現できる。
【0021】
挿入部が対象物の凹部または貫通孔に挿入されると、支持当接部が対象物表面に当接して、前記対象物との間に気密空間が形成される。気密空間が形成されると吸着力が向上し、対象物を吸引保持した状態で、搬送することができる。
気密空間は、真空吸引源を作動させてエアーを吸引することによって、真空空間となり、対象物に対する十分な吸着力が生じる。
気密空間は、真空吸引源を作動させてエアーを吸引することによって、真空空間となり、対象物に対する十分な吸着力が生じる。
【0022】
＜中空部、露出開口部＞
吸引式保持部材は、支持当接部とは異なる方向に設けられ、露出する露出開口部と、前記露出開口部と連通しかつ前記露出開口部の最大径よりも大きな最大径を有する中空部とを有することが好ましい。
露出開口部及び中空部を有することによって、真空吸引源の継手と接続し、真空吸引源の作動により、対象物の吸引保持を実現することができる。
露出開口部の最大径をＸ（ｍｍ）としたとき、前記中空部の最大径Ｙが１．３Ｘ（ｍｍ）以上であることが好ましい。
上記のような関係を満たす露出開口部（小径）と中空部（大径）からなる構造を有する成形物は、中空部を型から抜くことが困難（ただし、弾性材料を用いると変形させることで型から抜くことができる）であり、型では成形することが困難であるが、このような複雑な形状であっても三次元プリンターを用いることによって容易に造形することができる。
吸引式保持部材は、支持当接部とは異なる方向に設けられ、露出する露出開口部と、前記露出開口部と連通しかつ前記露出開口部の最大径よりも大きな最大径を有する中空部とを有することが好ましい。
露出開口部及び中空部を有することによって、真空吸引源の継手と接続し、真空吸引源の作動により、対象物の吸引保持を実現することができる。
露出開口部の最大径をＸ（ｍｍ）としたとき、前記中空部の最大径Ｙが１．３Ｘ（ｍｍ）以上であることが好ましい。
上記のような関係を満たす露出開口部（小径）と中空部（大径）からなる構造を有する成形物は、中空部を型から抜くことが困難（ただし、弾性材料を用いると変形させることで型から抜くことができる）であり、型では成形することが困難であるが、このような複雑な形状であっても三次元プリンターを用いることによって容易に造形することができる。
【0023】
＜流路＞
吸引式保持部材は、中空部と、対象物との間に形成される気密空間とを連通する流路を有することが好ましい。
気密空間側の流路開口部は、支持当接部の付け根と挿入部の付け根の間に１箇所以上に設けられる。気密空間側の流路開口部は２箇所以上に設け、挿入部に対して周囲に点対称に配置することが好ましい。これにより、特に初期の吸引が均等に行われる。
継手側の流路開口部（接続部）は、継手の穴径と一致することが好ましい。これにより、継手と吸引式保持部材との密着面積が大きいため、高い気密性が確保される。
継手側の流路開口部の真下には、挿入部の付け根があり、このように流路の両方の開口部は同軸上に配置できない。また、継手側の流路開口部の最外径は挿入部の最外径よりも小さく形成される。
このような場合、流路はアンダーカット部として形成され、流路を型で成形することは極めて困難であるが、三次元プリンターを用いることによって容易に造形することができる。
吸引式保持部材は、中空部と、対象物との間に形成される気密空間とを連通する流路を有することが好ましい。
気密空間側の流路開口部は、支持当接部の付け根と挿入部の付け根の間に１箇所以上に設けられる。気密空間側の流路開口部は２箇所以上に設け、挿入部に対して周囲に点対称に配置することが好ましい。これにより、特に初期の吸引が均等に行われる。
継手側の流路開口部（接続部）は、継手の穴径と一致することが好ましい。これにより、継手と吸引式保持部材との密着面積が大きいため、高い気密性が確保される。
継手側の流路開口部の真下には、挿入部の付け根があり、このように流路の両方の開口部は同軸上に配置できない。また、継手側の流路開口部の最外径は挿入部の最外径よりも小さく形成される。
このような場合、流路はアンダーカット部として形成され、流路を型で成形することは極めて困難であるが、三次元プリンターを用いることによって容易に造形することができる。
【0024】
＜その他の部＞
その他の部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
その他の部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0025】
（吸引式保持部材の製造方法）
本発明の吸引式保持部材の製造方法は、対象物を吸引して保持する吸引式保持部材の製造方法であって、決定工程と、造形工程と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
本発明の吸引式保持部材の製造方法は、対象物を吸引して保持する吸引式保持部材の製造方法であって、決定工程と、造形工程と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
【0026】
＜決定工程＞
決定工程は、挿入部が挿入される対象物の凹部または貫通孔の形状、大きさ、構造、数、配置、及び凹部または貫通孔の周囲の状態、並びに前記対象物の重量、大きさ、形状、厚み、及び材質から選択される少なくとも１種の情報から吸引式保持部材の造形情報を決定する工程である。
凹部または貫通孔の情報としては、形状、大きさ（直径、深さ）、構造、数、配置、貫通孔の周囲への電子部品の実装の有無などが挙げられる。
決定工程は、挿入部が挿入される対象物の凹部または貫通孔の形状、大きさ、構造、数、配置、及び凹部または貫通孔の周囲の状態、並びに前記対象物の重量、大きさ、形状、厚み、及び材質から選択される少なくとも１種の情報から吸引式保持部材の造形情報を決定する工程である。
凹部または貫通孔の情報としては、形状、大きさ（直径、深さ）、構造、数、配置、貫通孔の周囲への電子部品の実装の有無などが挙げられる。
【0027】
＜造形工程＞
造形工程は、決定した吸引式保持部材の造形情報に基づき三次元プリンターによって吸引式保持部材を造形する工程である。
三次元プリンターを用いることによって、数が少なくても比較的安価に、短時間で製作可能である。また、三次元プリンターによると、単に一体的にして部品点数を減らせるだけでなく、型における抜く方向を考慮する必要がないので、吸引式保持部材の内部のエアー流路の形状の自由度が高まる。このため、例えば、支持当接部、挿入部、及び中空部を連結する構造部分を肉厚にしたり、真空吸引源と連結する継手を篏合する中空部の面積を大きくすることができ、吸引式保持部材をより耐久性の高い構造にすることができる。
造形工程は、決定した吸引式保持部材の造形情報に基づき三次元プリンターによって吸引式保持部材を造形する工程である。
三次元プリンターを用いることによって、数が少なくても比較的安価に、短時間で製作可能である。また、三次元プリンターによると、単に一体的にして部品点数を減らせるだけでなく、型における抜く方向を考慮する必要がないので、吸引式保持部材の内部のエアー流路の形状の自由度が高まる。このため、例えば、支持当接部、挿入部、及び中空部を連結する構造部分を肉厚にしたり、真空吸引源と連結する継手を篏合する中空部の面積を大きくすることができ、吸引式保持部材をより耐久性の高い構造にすることができる。
【0028】
三次元プリンターとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱溶融積層方式（ＦＤＭ）、マテリアルジェット方式、バインダージェット方式、粉末積層法、光造形方式等の様々なものを選択可能であるが、吸引する面ができるだけ平滑になる方式、及び造形材料として弾性材料を用いることができる方式であることが好ましい。
造形材料としては、弾性材料を含み、重合性モノマーや重合性オリゴマーを含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。これらの中でも、造形材料ジェット用プリンター等に用いられる造形材料吐出ヘッドで吐出できる粘度や表面張力等の液物性を有する材料が好ましい。
前記弾性材料としては、例えば、ニトリルゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
造形材料としては、弾性材料を含み、重合性モノマーや重合性オリゴマーを含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。これらの中でも、造形材料ジェット用プリンター等に用いられる造形材料吐出ヘッドで吐出できる粘度や表面張力等の液物性を有する材料が好ましい。
前記弾性材料としては、例えば、ニトリルゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0029】
三次元プリンターによると、挿入部の形状を、対象物の凹部または貫通孔の形状に合わせて造形できるので、凹部または貫通孔の開口部が楕円等の円形以外の場合にも対応できる。また、複雑な構造でも一体的に造形することができるため、エアー漏れの要因となる連結箇所をなくし、吸着力の安定を高めることができる。
更に、造形材料を造形途中で切替えることができる三次元プリンターを用いれば、各部ごとに造形材料を変更することができる。
更に、造形材料を造形途中で切替えることができる三次元プリンターを用いれば、各部ごとに造形材料を変更することができる。
【0030】
なお、同機能を有する吸引式保持部材を大量かつ安価に製造する場合には、三次元プリンターではなく、型を用いる方法を採用しても構わない。
【0031】
三次元プリンターとしては、インクジェット方式の三次元プリンター、または光造形方式の三次元プリンターが好ましい。
インクジェット方式の三次元プリンターは、インクジェット（マテリアルジェット）方式、あるいはディスペンサー方式にてインクを吐出し、ＵＶ光により硬化する方式が用いられる。これらの方式の場合、造形材料を複数用いることができるため、吸引式保持部材全体を同一組成ではなく、各部に応じて組成に分布を設けることが可能になる。
インクジェット方式の三次元プリンターは、インクジェット（マテリアルジェット）方式、あるいはディスペンサー方式にてインクを吐出し、ＵＶ光により硬化する方式が用いられる。これらの方式の場合、造形材料を複数用いることができるため、吸引式保持部材全体を同一組成ではなく、各部に応じて組成に分布を設けることが可能になる。
【0032】
例えば、図１５に示すようなインクジェット方式の三次元プリンター１０は、インクジェットヘッドを配列したヘッドユニットを用いて、造形体用液体材料噴射ヘッドユニット１１から吸引式保持部材形成用液体材料を、支持体用液体材料噴射ヘッドユニット１２、１２から支持体形成用液体材料を噴射し、隣接した紫外線照射機１３、１３で吸引式保持部材形成用液体材料及び支持体形成用液体材料を硬化しながら積層する。
液体材料噴射ヘッドユニット１１、１２及び紫外線照射機１３と、造形体１７及び支持体１８とのギャップを一定に保つため、積層回数に合わせて、ステージ１５を下げながら積層する。
前記三次元プリンター１０では、紫外線照射機１３、１３は矢印Ａ、Ｂいずれの方向に移動する際も使用し、その紫外線照射に伴って発生する熱により、積層された支持体形成用液体材料表面が平滑化され、結果として吸引式保持部材の寸法安定性が向上できる。
造形終了後、図１６に示すように吸引式保持部材１７と支持体１８を水平方向に引っ張り剥離したところ、支持体１８は一体として剥離され、吸引式保持部材１７を容易に取り出すことができる。
液体材料噴射ヘッドユニット１１、１２及び紫外線照射機１３と、造形体１７及び支持体１８とのギャップを一定に保つため、積層回数に合わせて、ステージ１５を下げながら積層する。
前記三次元プリンター１０では、紫外線照射機１３、１３は矢印Ａ、Ｂいずれの方向に移動する際も使用し、その紫外線照射に伴って発生する熱により、積層された支持体形成用液体材料表面が平滑化され、結果として吸引式保持部材の寸法安定性が向上できる。
造形終了後、図１６に示すように吸引式保持部材１７と支持体１８を水平方向に引っ張り剥離したところ、支持体１８は一体として剥離され、吸引式保持部材１７を容易に取り出すことができる。
【0033】
また、図１７に示すように、光造形方式の三次元プリンターでは、吸引式保持部材形成用液体材料を液槽２４に溜め、液槽の表面２７にレーザー光源２１により出射された紫外線レーザー光２３をレーザースキャナー２２から照射して、造形ステージ２６上に硬化物２８を作製する。造形ステージ２６はピストン２５の作動により降下し、これを順次繰り返すことにより、吸引式保持部材が得られる。
【0034】
＜その他の工程＞
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、サポート材除去工程、制御工程、洗浄工程などが挙げられる。
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、サポート材除去工程、制御工程、洗浄工程などが挙げられる。
【0035】
（吸引式保持装置）
本発明の吸引式保持装置は、本発明の吸引式保持部材を少なくとも１つと、真空吸引源と、を備えており、更に必要に応じてその他の部材を備える。
真空吸引源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真空ポンプなどが挙げられる。
前記吸引式保持装置は、本発明の吸引式保持部材を複数有することによって、面積や重量が大きい対象物であっても吸引保持し、目的場所にまで搬送することができる。
吸引式保持部材は固定部材に固定され、吸引式保持部材の継手と真空ポンプとを配管で連結する。配管の途中にはＯＮ／ＯＦＦバルブを備え、圧力調節器などを介してもよい。また、ＯＮ／ＯＦＦバルブはリーク弁を備え、内圧を開放することが好ましい。
本発明の吸引式保持装置は、本発明の吸引式保持部材を少なくとも１つと、真空吸引源と、を備えており、更に必要に応じてその他の部材を備える。
真空吸引源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真空ポンプなどが挙げられる。
前記吸引式保持装置は、本発明の吸引式保持部材を複数有することによって、面積や重量が大きい対象物であっても吸引保持し、目的場所にまで搬送することができる。
吸引式保持部材は固定部材に固定され、吸引式保持部材の継手と真空ポンプとを配管で連結する。配管の途中にはＯＮ／ＯＦＦバルブを備え、圧力調節器などを介してもよい。また、ＯＮ／ＯＦＦバルブはリーク弁を備え、内圧を開放することが好ましい。
【0036】
（搬送システム）
本発明の搬送システムは、対象物を吸引して保持した状態で搬送する搬送システムであって、
上記対象物保持装置と、吸引式保持部材を少なくとも１つ以上先端に備える搬送手段と、対象物保持装置と搬送手段の動作を制御する制御手段とを有し、更に必要に応じてその他の装置を有する。
搬送手段としては、例えば、多軸ロボット、上下方向及び水平方向の直動軸を組み合わせたものなどが挙げられる。
本発明の搬送システムは、対象物を吸引して保持した状態で搬送する搬送システムであって、
上記対象物保持装置と、吸引式保持部材を少なくとも１つ以上先端に備える搬送手段と、対象物保持装置と搬送手段の動作を制御する制御手段とを有し、更に必要に応じてその他の装置を有する。
搬送手段としては、例えば、多軸ロボット、上下方向及び水平方向の直動軸を組み合わせたものなどが挙げられる。
【0037】
＜制御手段＞
制御手段には、搬送に必要な動作プログラムが記憶されており、動作プログラムにしたがって、搬送手段の位置決め動作や、図４Ａ～図４Ｄに示した対象物保持装置の吸引動作（吸引のＯＮ／ＯＦＦ）が実行される。また、搬送システムは真空センサを備えており、確実に対象物が吸引保持されたことを判定して搬送動作を行うことができる。
制御手段には、搬送に必要な動作プログラムが記憶されており、動作プログラムにしたがって、搬送手段の位置決め動作や、図４Ａ～図４Ｄに示した対象物保持装置の吸引動作（吸引のＯＮ／ＯＦＦ）が実行される。また、搬送システムは真空センサを備えており、確実に対象物が吸引保持されたことを判定して搬送動作を行うことができる。
【0038】
＜その他の装置＞
その他の装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
その他の装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【0039】
ここで、本発明の吸引式保持部材及び吸引式保持装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、各図面において、同一構成部材には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
なお、各図面において、同一構成部材には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
【0040】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略斜視図、図２は、図１のＡ－Ａ線での第１の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図、図３は、図１のＢ－Ｂ線での第１の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図である。
図１は、第１の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略斜視図、図２は、図１のＡ－Ａ線での第１の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図、図３は、図１のＢ－Ｂ線での第１の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図である。
【0041】
【0042】
吸引式保持部材１１０は対象物を吸引して保持する部材であり、露出開口部６、真空吸引源と連結する継手（図示を省略する）と接続される中空部４、継手側の流路開口部（接続部）７、流路５を有する。
【0043】
吸引式保持部材１１０は弾性材料からなり、該弾性材料としては、シリコーンゴムが用いられる。
吸引式保持部材１１０のショアＤ硬度は３５前後が好ましい。吸引式保持部材１１０が硬すぎると弾性がないため柔軟性がなく、対象物の吸引保持力が低下してしまうことがある。一方、吸引式保持部材１１０が柔らかすぎるとエアーの流通を遮断する押さえ力が減少してしまうことがある。
吸引式保持部材１１０のショアＤ硬度は３５前後が好ましい。吸引式保持部材１１０が硬すぎると弾性がないため柔軟性がなく、対象物の吸引保持力が低下してしまうことがある。一方、吸引式保持部材１１０が柔らかすぎるとエアーの流通を遮断する押さえ力が減少してしまうことがある。
【0044】
吸引式保持部材１１０は、外部に露出する露出開口部６と、露出開口部６と連通しかつ露出開口部６の最大径よりも大きな最大径を有する中空部４とを有する。
露出開口部６及び中空部４を有することによって、真空吸引源と連結する継手と接続し、真空吸引源の作動により、対象物の吸引保持を実現することができる。
図２に示すように、露出開口部の最大径をＸ（ｍｍ）としたとき、例えば、穴径φ４ｍｍ～１０ｍｍに適用する場合、図２に示すように、露出開口部の最大径をＸ（ｍｍ）としたとき、設計値として１．３Ｘ～２．０Ｘｍｍを例示することができる。
このような露出開口部６（小径）と中空部４（大径）からなる構造を有する成形物は、中空部を型から抜くことが困難（弾性材料から形成される場合には変形させて型から抜くことができる）であり、型では成形することが困難であるが、このような複雑な形状であっても三次元プリンターを用いると容易に造形することができる。
露出開口部６及び中空部４を有することによって、真空吸引源と連結する継手と接続し、真空吸引源の作動により、対象物の吸引保持を実現することができる。
図２に示すように、露出開口部の最大径をＸ（ｍｍ）としたとき、例えば、穴径φ４ｍｍ～１０ｍｍに適用する場合、図２に示すように、露出開口部の最大径をＸ（ｍｍ）としたとき、設計値として１．３Ｘ～２．０Ｘｍｍを例示することができる。
このような露出開口部６（小径）と中空部４（大径）からなる構造を有する成形物は、中空部を型から抜くことが困難（弾性材料から形成される場合には変形させて型から抜くことができる）であり、型では成形することが困難であるが、このような複雑な形状であっても三次元プリンターを用いると容易に造形することができる。
【0045】
中空部４と、対象物との間に形成される気密空間とを連通する流路５が設けられる。
図４Ａに示すように、気密空間側の流路開口部８は、支持当接部２の付け根と挿入部１の付け根の間に１箇所以上に設けられる。２箇所以上に設け、挿入部１に対して周囲に点対称に配置することが好ましい。特に初期の吸引が均等に行われる。
図２に示すように、継手側の流路開口部７（接続部）は、継手の穴径と一致することが好ましい。継手と吸引式保持部材１１０との密着面積が大きいため、高い気密性が確保される。
継手側の流路開口部７（接続部）の真下には、挿入部１の付け根があり、このように流路の両方の開口部は同軸上に配置できない。また、継手側の流路開口部７の最外径Ｚは挿入部１の最外径ＬＨよりも小さく形成される。
このような場合、流路はアンダーカット部として形成され、流路を型で成形することは極めて困難であるが、三次元プリンターを用いることによって容易に造形することができる。
図４Ａに示すように、気密空間側の流路開口部８は、支持当接部２の付け根と挿入部１の付け根の間に１箇所以上に設けられる。２箇所以上に設け、挿入部１に対して周囲に点対称に配置することが好ましい。特に初期の吸引が均等に行われる。
図２に示すように、継手側の流路開口部７（接続部）は、継手の穴径と一致することが好ましい。継手と吸引式保持部材１１０との密着面積が大きいため、高い気密性が確保される。
継手側の流路開口部７（接続部）の真下には、挿入部１の付け根があり、このように流路の両方の開口部は同軸上に配置できない。また、継手側の流路開口部７の最外径Ｚは挿入部１の最外径ＬＨよりも小さく形成される。
このような場合、流路はアンダーカット部として形成され、流路を型で成形することは極めて困難であるが、三次元プリンターを用いることによって容易に造形することができる。
【0046】
挿入部１は、対象物の吸引時に、対象物の貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される。
挿入部１は、吸引式保持部材１１０と一体に形成され、吸引式保持部材１１０と同じシリコーンゴムが用いられている。
挿入部１は、吸引式保持部材１１０と一体に形成され、吸引式保持部材１１０と同じシリコーンゴムが用いられている。
【0047】
挿入部１は、その先端に向かって傾斜しており、挿入部の中心線に漸次近づくように傾斜したテーパー面を有することが好ましい。挿入部によって封止する箇所がテーパー形状になっているので、貫通孔への位置決めとエアーリーク防止が同時に実現できる。また、挿入部がテーパー面を有することによって、貫通孔が少し大きい場合は深めに挿入することができ、貫通孔が少し小さい場合には浅めに挿入することで、貫通孔の径のばらつきに対する吸引式保持部材の位置決め、及び対象物の吸着のロバスト性が向上する。
【0048】
挿入部１は異なる複数の傾斜角で傾斜していることが好ましい。対象物の貫通孔のテーパー角度に対して、挿入部の先端が挿入し易いように挿入部のテーパー角度を変える（貫通孔の壁面に対して大きな角度にする）ことによって、貫通孔と吸引式保持部材との中心軸の位置ずれを補正することができる。
挿入部１は、その先端側の第１のテーパー面と挿入部の根元側の第２のテーパー面を有すること（２段テーパー）が好ましい。
第１のテーパー面は、挿入部を貫通孔に挿入時に貫通孔と相似形である挿入部が挿入をガイドする。対象物が厚さ１．４ｍｍの基板の場合、第１のテーパー面のテーパー角度は２０°前後であることが好ましい。第１のテーパー面のテーパー角度が２０°前後であれば、問題なく挿入部を貫通孔に挿入することができる。
挿入部１は、その先端側の第１のテーパー面と挿入部の根元側の第２のテーパー面を有すること（２段テーパー）が好ましい。
第１のテーパー面は、挿入部を貫通孔に挿入時に貫通孔と相似形である挿入部が挿入をガイドする。対象物が厚さ１．４ｍｍの基板の場合、第１のテーパー面のテーパー角度は２０°前後であることが好ましい。第１のテーパー面のテーパー角度が２０°前後であれば、問題なく挿入部を貫通孔に挿入することができる。
【0049】
第２のテーパー面は、貫通孔の外周に直接接触し貫通孔からのエアー漏れを防止する。対象物が厚さ１．４ｍｍの基板の場合、第２のテーパー面のテーパー角度は５°前後が好ましい。第２のテーパー面のテーパー角度が大きすぎると封止力が減少してしまうことがあり、一方、第２のテーパー面のテーパー角度が小さすぎると、吸引式保持部材の挿入部を貫通孔に挿入時と離脱時の抵抗が大きくなってしまうことがある。
【0050】
挿入部１の形状を、対象物の貫通孔の形状に合わせて造形できるので、貫通孔が長径孔等の円形孔以外にも対応できる。また、対象物の貫通孔の面積分しか吸着力が低下しないので、最大限の吸着力を発揮できる。したがって、目標の吸着力に対して支持当接部の大きさ（円形の場合は外径）を最小とすることができる。
【0051】
図２中挿入部１の根元径ＬＨは、対象物の貫通孔の径と相似形であり、対象物が厚さ１．４ｍｍ、穴径がφ４ｍｍの場合、挿入部１の根元径ＬＨは、対象物の貫通孔の径＋０．５ｍｍ～０．６ｍｍであることが好ましい。なお、ショアＤ硬度によって、最適値は調節する必要がある。
【0052】
支持当接部２は、吸引式保持部材１１０における挿入部１の外側に設けられ、対象物の吸引時に前記対象物に対して当接する。
支持当接部２の形状、大きさ、構造、及び材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
支持当接部２は吸引式保持部材１１０と一体に形成され、吸引式保持部材１１０と同じシリコーンゴムが用いられている。
吸引式保持部材１１０と挿入部１と支持当接部２とは一体に形成されていることが好ましい。吸引式保持部材１１０と挿入部１と支持当接部２とが一体に形成されていることによって、連結箇所や密着ゴムからのエアー漏れの問題が発生せず、吸着力の安定性が高くなり、更に一体化による低コスト、及びメンテナンスフリー（消耗品扱い）を実現できる。
支持当接部２の形状、大きさ、構造、及び材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
支持当接部２は吸引式保持部材１１０と一体に形成され、吸引式保持部材１１０と同じシリコーンゴムが用いられている。
吸引式保持部材１１０と挿入部１と支持当接部２とは一体に形成されていることが好ましい。吸引式保持部材１１０と挿入部１と支持当接部２とが一体に形成されていることによって、連結箇所や密着ゴムからのエアー漏れの問題が発生せず、吸着力の安定性が高くなり、更に一体化による低コスト、及びメンテナンスフリー（消耗品扱い）を実現できる。
【0053】
挿入部が対象物の貫通孔に挿入されると、前記支持当接部が前記対象物表面に当接して、前記対象物との間に気密空間が形成されることが好ましい。気密空間が形成されると対象物に対する吸着力が向上し、対象物を吸引保持した状態で、目的位置まで搬送することができる。
前記気密空間は、真空吸引源を作動させてエアーを吸引することによって、真空空間となり、対象物に対する吸着力が生じる。
前記気密空間は、真空吸引源を作動させてエアーを吸引することによって、真空空間となり、対象物に対する吸着力が生じる。
【0054】
図２中ＤＳで示される支持当接部の厚さは、材質の特性にもよるが、支持当接部の厚さが薄いとエアー吸引によって支持当接部が内部に引き込まれるおそれがあり、支持当接部の厚さが厚いと支持当接部の弾力がなくなるので、適度が厚みを有することが好ましい。
図２中ＬＳで示される支持当接部２の外径は、一つの吸引式保持部材に要求される必要な吸着力の点から、支持当接部の大きさは、貫通孔の輪郭と支持当接部の内径とで形成される吸着面積が十分確保される必要がある。
図２中ＬＳで示される支持当接部２の外径は、一つの吸引式保持部材に要求される必要な吸着力の点から、支持当接部の大きさは、貫通孔の輪郭と支持当接部の内径とで形成される吸着面積が十分確保される必要がある。
【0055】
ここで、図４Ａ～図４Ｄは、第１の実施形態の吸引式保持部材及び吸引式保持装置を用いた対象物の吸引保持動作の一例を示す概略図である。
図４Ａは、第１の実施形態の吸引式保持部材及び吸引式保持装置の非吸引時の状態を示し、吸引式保持部材１１０が真空吸引源と連結する継手５０と接合した状態でエアー吸引が開始されたときのエアーの流れを示す。図４Ａ中８は気密空間側の流路開口部である。
図４Ｂは、吸引式保持部材１１０が対象物表面に接触した瞬間で吸引式保持部材１１０と対象物である基板４０の隙間からのエアーの流通が止まり、図４Ｂ中Ｐの位置で封止が始まり、真空吸引源の作動により真空吸引が開始した状態を示す。
図４Ｃは、吸引式保持部材１１０が対象物に接触した後、真空吸引源の作動による真空吸引により、図４Ｃ中Ｑの位置で吸引式保持部材１１０の挿入部１が基板４０の貫通孔３２の周壁面に食い込み、エアーの流通が封止される。挿入部１が基板４０の貫通孔３２に挿入されると、支持当接部２が基板４０に当接して、対象物との間に形成される空間Ｖが真空空間となり、対象物に対して吸着力が発生している状態を示す。
図４Ｄは、吸引式保持部材１１０が基板４０を吸引し保持したまま目的の位置まで搬送した後、エアー吸引を止めると、基板４０が自重で落下した状態を示す。
図４Ａは、第１の実施形態の吸引式保持部材及び吸引式保持装置の非吸引時の状態を示し、吸引式保持部材１１０が真空吸引源と連結する継手５０と接合した状態でエアー吸引が開始されたときのエアーの流れを示す。図４Ａ中８は気密空間側の流路開口部である。
図４Ｂは、吸引式保持部材１１０が対象物表面に接触した瞬間で吸引式保持部材１１０と対象物である基板４０の隙間からのエアーの流通が止まり、図４Ｂ中Ｐの位置で封止が始まり、真空吸引源の作動により真空吸引が開始した状態を示す。
図４Ｃは、吸引式保持部材１１０が対象物に接触した後、真空吸引源の作動による真空吸引により、図４Ｃ中Ｑの位置で吸引式保持部材１１０の挿入部１が基板４０の貫通孔３２の周壁面に食い込み、エアーの流通が封止される。挿入部１が基板４０の貫通孔３２に挿入されると、支持当接部２が基板４０に当接して、対象物との間に形成される空間Ｖが真空空間となり、対象物に対して吸着力が発生している状態を示す。
図４Ｄは、吸引式保持部材１１０が基板４０を吸引し保持したまま目的の位置まで搬送した後、エアー吸引を止めると、基板４０が自重で落下した状態を示す。
【0056】
＜第２の実施形態＞
図１は、第２の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略斜視図、図５は、図１のＡ－Ａ線での第２の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図、図６は、図１のＢ－Ｂ線での第２の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図である。
なお、第２の実施形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
図１は、第２の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略斜視図、図５は、図１のＡ－Ａ線での第２の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図、図６は、図１のＢ－Ｂ線での第２の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図である。
なお、第２の実施形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【0057】
図５及び図６に示す第２の実施形態に係る吸引式保持部材１２０において、図２及び図３に示す第１の実施形態の吸引式保持部材１１０との違いは、挿入部１の形状及び大きさを変更した点である。即ち、第２の実施形態の吸引式保持部材１２０では、挿入部１が１段のテーパー面を有している。また、対象物である基板は凹部４１を有している。なお、第２の実施形態の吸引式保持部材１１０において挿入部１が２段のテーパー面を有するようにしても構わない。
【0058】
次に、図７Ａ～図７Ｄにおいて、第２の実施形態に係る吸引式保持部材１２０を用いた対象物の保持動作について説明する。
図７Ａは、第２の実施形態の吸引式保持部材及び吸引式保持装置の非吸引時の状態を示し、吸引式保持部材１２０が真空吸引源と連結する継手５０と接合した状態でエアー吸引が開始されたときのエアーの流れを示す。図７Ａ中８は気密空間側の流路開口部である。
図７Ｂは、吸引式保持部材１２０が対象物表面に接触した瞬間で吸引式保持部材１１０と対象物である基板４０の隙間からのエアーの流通が止まり、図７Ｂ中Ｐの位置で封止が始まり、真空吸引源の作動により真空吸引が開始した状態を示す。
図７Ｃは、吸引式保持部材１２０が対象物に接触した後、真空吸引源の作動による真空吸引により、図７Ｃ中Ｑの位置で吸引式保持部材１２０の挿入部１が基板４０の凹部４１の周壁面に食い込み、エアーの流通が封止される。挿入部１が基板の凹部４１に挿入されると、支持当接部２が基板４０に当接して、基板との間に形成される空間Ｖが真空空間となり、基板に対して吸着力が発生している状態を示す。
図７Ｄは、吸引式保持部材１２０が基板４０を吸引し保持したまま目的の位置まで搬送した後、エアー吸引を止めると、基板４０が自重で落下した状態を示す。
図７Ａは、第２の実施形態の吸引式保持部材及び吸引式保持装置の非吸引時の状態を示し、吸引式保持部材１２０が真空吸引源と連結する継手５０と接合した状態でエアー吸引が開始されたときのエアーの流れを示す。図７Ａ中８は気密空間側の流路開口部である。
図７Ｂは、吸引式保持部材１２０が対象物表面に接触した瞬間で吸引式保持部材１１０と対象物である基板４０の隙間からのエアーの流通が止まり、図７Ｂ中Ｐの位置で封止が始まり、真空吸引源の作動により真空吸引が開始した状態を示す。
図７Ｃは、吸引式保持部材１２０が対象物に接触した後、真空吸引源の作動による真空吸引により、図７Ｃ中Ｑの位置で吸引式保持部材１２０の挿入部１が基板４０の凹部４１の周壁面に食い込み、エアーの流通が封止される。挿入部１が基板の凹部４１に挿入されると、支持当接部２が基板４０に当接して、基板との間に形成される空間Ｖが真空空間となり、基板に対して吸着力が発生している状態を示す。
図７Ｄは、吸引式保持部材１２０が基板４０を吸引し保持したまま目的の位置まで搬送した後、エアー吸引を止めると、基板４０が自重で落下した状態を示す。
【0059】
＜第３の実施形態＞
図８は、第３の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略図である。なお、第３の実施形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
図８に示す第３の実施形態に係る吸引式保持部材１３０において、図２及び図３に示す第１の実施形態の吸引式保持部材１１０との違いは、対象物である基板４０の貫通孔３２が楕円形状であり、吸引式保持部材１３０の挿入部１の形状を貫通孔３２の楕円形状に合わせて変更した点である。図８中３２ａは吸着力が発生する部位を示す。
第３の実施形態によると、挿入部１を対象物の貫通孔３２の形状に応じて相似形状に形成することができ、貫通孔３２の外周をそのまま封止することができるので、支持当接部の大きさの最小化による実装面積の有効活用が図れる。
第３の実施形態においては、三次元プリンターを用いて造形するために、様々な異形の貫通孔の形状であっても短時間で安価に造形することができる。
図８は、第３の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略図である。なお、第３の実施形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
図８に示す第３の実施形態に係る吸引式保持部材１３０において、図２及び図３に示す第１の実施形態の吸引式保持部材１１０との違いは、対象物である基板４０の貫通孔３２が楕円形状であり、吸引式保持部材１３０の挿入部１の形状を貫通孔３２の楕円形状に合わせて変更した点である。図８中３２ａは吸着力が発生する部位を示す。
第３の実施形態によると、挿入部１を対象物の貫通孔３２の形状に応じて相似形状に形成することができ、貫通孔３２の外周をそのまま封止することができるので、支持当接部の大きさの最小化による実装面積の有効活用が図れる。
第３の実施形態においては、三次元プリンターを用いて造形するために、様々な異形の貫通孔の形状であっても短時間で安価に造形することができる。
【0060】
＜第４の実施形態＞
図１は、第４の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略斜視図、図９は、図１のＡ－Ａ線での第４の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図、図１０は、図１のＢ－Ｂ線での第４の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図である。
なお、第４の実施形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
図１は、第４の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略斜視図、図９は、図１のＡ－Ａ線での第４の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図、図１０は、図１のＢ－Ｂ線での第４の実施形態に係る吸引式保持部材の一例を示す概略断面図である。
なお、第４の実施形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【0061】
図９及び図１０に示す第４の実施形態に係る吸引式保持部材１４０において、図２及び図３に示す第１の実施形態の吸引式保持部材１１０との違いは、継手側の流路開口部７（接続部）の最大径Ｚを挿入部１の最外径ＬＨよりも大きく形成し、吸引式保持部材を弾性材料で成形した場合には中空部４及び流路５を型から抜くことができるので、型によって成形することができ点である。
この第４の実施形態によれば、型を用いて、吸引式保持部材１４０を安価に大量生産が可能である。
なお、第４の実施形態の型成形した吸引式保持部材は、三次元プリンターで造形した造形物のような微粉状の表面異物が存在しないという利点がある。
この第４の実施形態によれば、型を用いて、吸引式保持部材１４０を安価に大量生産が可能である。
なお、第４の実施形態の型成形した吸引式保持部材は、三次元プリンターで造形した造形物のような微粉状の表面異物が存在しないという利点がある。
【実施例】
【0062】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【0063】
（実施例１）
造形材料としてＡＲ－Ｇ１Ｌ（低硬度シリコーンゴム、ショアＤ硬度３５、株式会社キーエンス製）を用い、インクジェット方式の三次元プリンター（株式会社キーエンス製、アジリスタ３２００）を用いて、図１～図３に示すような吸引式保持部材１１０を造形した。
次に、得られた吸引式保持部材１１０を用いて、以下のようにして、吸着力、耐久性、及び位置ズレを評価した。
造形材料としてＡＲ－Ｇ１Ｌ（低硬度シリコーンゴム、ショアＤ硬度３５、株式会社キーエンス製）を用い、インクジェット方式の三次元プリンター（株式会社キーエンス製、アジリスタ３２００）を用いて、図１～図３に示すような吸引式保持部材１１０を造形した。
次に、得られた吸引式保持部材１１０を用いて、以下のようにして、吸着力、耐久性、及び位置ズレを評価した。
【0064】
＜吸着力の測定＞
図１１及び図１２は、吸引式保持部材１１０の吸着力を単独で繰り返し測定することができる吸着力測定装置及び該吸着力測定装置を用いた吸着力測定方法を示す。
貫通孔３２を設けた基板３１を一対の基台３０、３０間に固定し、継手３４を介して連結されているテンションテスター（ＳＩＭＰＯ社製、デジタルフォースゲージ）３５の作動によって吸引式保持部材１１０が上下動する。
テンションテスター３５の先端に新しい吸引式保持部材１１０を装着後、その真下の固定された基板３１の貫通孔３２に挿入部を挿入し、真空吸引ポンプを作動させて吸引を開始した後、そのまま強制的に吸引式保持部材１１０を基板３１から引き離した時の吸着力をテンションテスター３５により繰り返し測定した。
表１に示すように、５,０００回以上の吸着と強制リリースの繰り返しを行っても、吸着力が目標値である４００ｇｆ以上を達成できることが確認できた。
図１１及び図１２は、吸引式保持部材１１０の吸着力を単独で繰り返し測定することができる吸着力測定装置及び該吸着力測定装置を用いた吸着力測定方法を示す。
貫通孔３２を設けた基板３１を一対の基台３０、３０間に固定し、継手３４を介して連結されているテンションテスター（ＳＩＭＰＯ社製、デジタルフォースゲージ）３５の作動によって吸引式保持部材１１０が上下動する。
テンションテスター３５の先端に新しい吸引式保持部材１１０を装着後、その真下の固定された基板３１の貫通孔３２に挿入部を挿入し、真空吸引ポンプを作動させて吸引を開始した後、そのまま強制的に吸引式保持部材１１０を基板３１から引き離した時の吸着力をテンションテスター３５により繰り返し測定した。
表１に示すように、５,０００回以上の吸着と強制リリースの繰り返しを行っても、吸着力が目標値である４００ｇｆ以上を達成できることが確認できた。
【0065】
＜耐久性の評価＞
図１３及び図１４は、貫通孔３２を有する対象物であるプリント基板４０を実際に吸引保持とリリースを繰り返し行う耐久性評価装置及び該耐久性評価装置を用いた耐久性評価方法を示す図である。
対象物であるプリント基板４０の対角線上の隅２箇所の貫通孔３２を、新しい吸引式保持部材１１０を用いてエアー吸引、吸着、持ち上げ、左右振れ、基準位置停止、下降、エアー停止、及びリリースの反復動作を繰り返す。それぞれの吸引式保持部材１１０には継手３４を介して吸引のための配管３７が接続されている。
表１に示すように、５０万回以上で使用できる状態で実験が終了した。目標値である３０万回以上を達成できることがわかった。
図１３及び図１４は、貫通孔３２を有する対象物であるプリント基板４０を実際に吸引保持とリリースを繰り返し行う耐久性評価装置及び該耐久性評価装置を用いた耐久性評価方法を示す図である。
対象物であるプリント基板４０の対角線上の隅２箇所の貫通孔３２を、新しい吸引式保持部材１１０を用いてエアー吸引、吸着、持ち上げ、左右振れ、基準位置停止、下降、エアー停止、及びリリースの反復動作を繰り返す。それぞれの吸引式保持部材１１０には継手３４を介して吸引のための配管３７が接続されている。
表１に示すように、５０万回以上で使用できる状態で実験が終了した。目標値である３０万回以上を達成できることがわかった。
【0066】
＜位置ズレ限界値の測定＞
図１１中の水平方向移動手段３８を作動させて、挿入部中心をＸ及びＹのいずれか一方向へ±０．０５ｍｍずつ移動させ、保持ができる範囲を記録した。結果を表１に示した。測定結果は、挿入部中心から±１．０５ｍｍの位置ズレ（全幅では２．１ｍｍ）まで保持できた。
表１に示すように、図１から図３に示す吸引式保持部材１１０によると、挿入部を２段テーパー形状としたことにより、位置ズレ幅が最大２．１ｍｍでも吸引保持し、搬送可能であり、目標値である位置ズレ限界値が±０．３ｍｍ以上を達成できることがわかった。
図１１中の水平方向移動手段３８を作動させて、挿入部中心をＸ及びＹのいずれか一方向へ±０．０５ｍｍずつ移動させ、保持ができる範囲を記録した。結果を表１に示した。測定結果は、挿入部中心から±１．０５ｍｍの位置ズレ（全幅では２．１ｍｍ）まで保持できた。
表１に示すように、図１から図３に示す吸引式保持部材１１０によると、挿入部を２段テーパー形状としたことにより、位置ズレ幅が最大２．１ｍｍでも吸引保持し、搬送可能であり、目標値である位置ズレ限界値が±０．３ｍｍ以上を達成できることがわかった。
【0067】
【表1】
【0068】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 対象物に当接して吸引保持するための吸引式保持部材であって、
前記対象物の吸引時に、前記対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される挿入部を有し、
前記挿入部が、その先端に向かって傾斜していることを特徴とする吸引式保持部材である。
＜２＞ 前記挿入部が異なる複数の傾斜角で傾斜している、前記＜１＞に記載の吸引式保持部材である。
＜３＞ 露出する露出開口部と、前記露出開口部と連通しかつ前記露出開口部の最大径よりも大きな最大径を有する中空部とを有する、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の吸引式保持部材である。
＜４＞ 前記中空部と、前記対象物との間に形成される気密空間とを連通する流路が設けられ、
気密空間側の流路開口部が、挿入部の外側に配置されており、かつ両流路開口部位置が同軸上にない、前記＜３＞に記載の吸引式保持部材である。
＜５＞ 吸着パッドである、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の吸引式保持部材である。
＜６＞ 三次元プリンターにより造形される、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の吸引式保持部材である。
＜７＞ ニトリルゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、及びエチレンプロピレンゴムから選択される少なくとも１種の弾性材料で形成される、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の吸引式保持部材である。
＜８＞ 対象物に当接して吸引保持するための吸引式保持部材の製造方法であって、
挿入部が挿入される前記対象物の凹部または貫通孔の形状、大きさ、構造、数、配置、及び前記凹部または貫通孔の周囲の状態、並びに前記対象物の重量、大きさ、形状、厚み、及び材質から選択される少なくとも１種の情報から吸引式保持部材の造形情報を決定する決定工程と、
決定した吸引式保持部材の造形情報に基づき三次元プリンターによって吸引式保持部材を造形する造形工程と、
を含むことを特徴とする吸引式保持部材の製造方法である。
＜９＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の吸引式保持部材を少なくとも１つと、真空吸引源と、を備えることを特徴とする吸引式保持装置である。
＜１０＞ 対象物を吸引保持した状態で搬送する搬送システムであって、
前記＜９＞に記載の吸引式保持装置と、
前記吸引式保持装置の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする搬送システムである。
＜１＞ 対象物に当接して吸引保持するための吸引式保持部材であって、
前記対象物の吸引時に、前記対象物の凹部または貫通孔の開口部を塞ぐように挿入される挿入部を有し、
前記挿入部が、その先端に向かって傾斜していることを特徴とする吸引式保持部材である。
＜２＞ 前記挿入部が異なる複数の傾斜角で傾斜している、前記＜１＞に記載の吸引式保持部材である。
＜３＞ 露出する露出開口部と、前記露出開口部と連通しかつ前記露出開口部の最大径よりも大きな最大径を有する中空部とを有する、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の吸引式保持部材である。
＜４＞ 前記中空部と、前記対象物との間に形成される気密空間とを連通する流路が設けられ、
気密空間側の流路開口部が、挿入部の外側に配置されており、かつ両流路開口部位置が同軸上にない、前記＜３＞に記載の吸引式保持部材である。
＜５＞ 吸着パッドである、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の吸引式保持部材である。
＜６＞ 三次元プリンターにより造形される、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の吸引式保持部材である。
＜７＞ ニトリルゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、及びエチレンプロピレンゴムから選択される少なくとも１種の弾性材料で形成される、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の吸引式保持部材である。
＜８＞ 対象物に当接して吸引保持するための吸引式保持部材の製造方法であって、
挿入部が挿入される前記対象物の凹部または貫通孔の形状、大きさ、構造、数、配置、及び前記凹部または貫通孔の周囲の状態、並びに前記対象物の重量、大きさ、形状、厚み、及び材質から選択される少なくとも１種の情報から吸引式保持部材の造形情報を決定する決定工程と、
決定した吸引式保持部材の造形情報に基づき三次元プリンターによって吸引式保持部材を造形する造形工程と、
を含むことを特徴とする吸引式保持部材の製造方法である。
＜９＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の吸引式保持部材を少なくとも１つと、真空吸引源と、を備えることを特徴とする吸引式保持装置である。
＜１０＞ 対象物を吸引保持した状態で搬送する搬送システムであって、
前記＜９＞に記載の吸引式保持装置と、
前記吸引式保持装置の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする搬送システムである。
【0069】
前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の吸引式保持部材、前記＜８＞に記載の吸引式保持部材の製造方法、前記＜９＞に記載の吸引式保持装置、及び前記＜１０＞に記載の搬送システムによると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【0070】
１ 挿入部
２ 支持当接部
４ 中空部
５ 流路
６ 露出開口部
７ 継手側の流路開口部（接続部）
８ 気密空間側の流路開口部
３２ 貫通孔
４０ 対象物（基板）
４１ 凹部
５０ 継手
１１０ 吸引式保持部材
１２０ 吸引式保持部材
１３０ 吸引式保持部材
１４０ 吸引式保持部材
２ 支持当接部
４ 中空部
５ 流路
６ 露出開口部
７ 継手側の流路開口部（接続部）
８ 気密空間側の流路開口部
３２ 貫通孔
４０ 対象物（基板）
４１ 凹部
５０ 継手
１１０ 吸引式保持部材
１２０ 吸引式保持部材
１３０ 吸引式保持部材
１４０ 吸引式保持部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【0071】
【文献】特開２０００－１９０２６８号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】