JPH08197470A - 真空吸着カップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸穴の形成された平坦面での吸着が可能な真
空吸着カップを提供する。 【構成】 物品の空中移送を行なう装置のアタッチメン
ト７に装着される吸着手段であり、保持対象物１２への
当接によって形成される負圧室内の圧力を負圧にするこ
とにより保持対象物１２を吸着保持するものであって、
吸着端面に向けて拡開するカップ２と、そのカップ２内
に収まる弾性体３とを有し、カップ２と弾性体３とによ
って空気圧力を調節する負圧室を構成するための空間４
０を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物品を空中移送する移
送装置のアタッチメントに設けられた当該物品を吸着把
持する真空吸着カップに関し、特に穴の空いた物品の吸
着把持が可能な吸着カップに関する。

【０００２】

【従来の技術】工場等で対象物を所定位置から所定位置
へ移送させる際に、その対象物を持ち上げて移動させる
空中移送装置が使用されている。例えば、プレス部品の
製造工程においてプレスラインの自動化を図る際には、
所定の工程から次の工程へ送るのに空中移送装置が使用
される。この空中移送装置では、所定の移送が行なわれ
るに際して物品を持ち上げて移されるわけであるが、そ
の持ち上げる方法として対象物を空気の圧力差によって
吸着させて持ち上げるものがある。その際に使用される
のが真空吸着カップである。そこで、従来の真空吸着カ
ップを図を参照して説明する。

【０００３】図９は、従来の真空吸着カップを備えたロ
ボットアームの斜視図であり、図１０は、従来の真空吸
着カップの断面を示した図である。真空吸着カップ５１
は円錐台型を成し、その内部にはパネル５９との間で空
気の圧力を調節するための負圧空間５２が設けられてい
る。この真空吸着カップ５１は、図に示すように吸着端
面６０に向けて肉厚が薄くなるように形成されている。
また、真空吸着カップ５１の軸芯部にはカップホルダ５
３が嵌着されている。そのカップホルダ５３には、軸芯
部に通気孔６１が連通され、上端部で取付部５５の内面
に螺着されている。従って、真空吸着カップ５１は径の
小さい厚肉側を上方にして、ロボットアーム５７のアタ
ッチメント５４の取付部５５に固設される。ロボットア
ーム５７には移送の際バランスをとるために複数のアタ
ッチメント５４が設けられ、それぞれに真空吸着カップ
５１が装着されている。このとき、真空吸着カップ５１
の通気孔６１は、取付部５５及びアタッチメント５４に
形成された連通孔５６を介してエアチューブ５８に連通
されている。

【０００４】そして、このような構成の真空吸着カップ
５１は、次のように作用する。図９に示すように移送す
べきパネル５９が、アタッチメント５４の先端の真空吸
着カップ５１に吸着される。即ち、ロボットアーム５７
の駆動によってアタッチメント５４の先端に固着された
複数の真空吸着カップ５１が、それぞれパネル５９に対
する所定位置に当接される。真空吸着カップ５１がパネ
ル５９に当接されると、両者の間で負圧空間５２が密閉
される。そこで、不図示のエアポンプによって、エアチ
ューブ５８を介して真空吸着カップ５１内の負圧空間５
２の空気が吸い出される。すると、空気圧の低下によっ
て真空吸着カップ５１が吸着し、パネル５９が持ち上げ
られ移送される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の真空吸着カップ５１では次のような問題があった。即
ち、移送対象物が図１０に示した様に平なものであれば
よいが、例えば自動車ドアのインナーパネルの様に平面
部分が少ないものでは、吸着位置の決定が非常に困難な
ことである。これは、真空吸着カップ５１を利用して対
象物を持ち上げる際には、複数のもので行なうことによ
りバランスが重要となるためである。従って、そのよう
なものを持ち上げるには、わずかな面積で吸着しなけれ
ばならないため、必然的に真空吸着カップ５１が小さい
ものとなる。その反面、その吸着力は負圧空間５２の容
積に比例するため、複数の真空吸着カップ５１が必要と
なってしまう。そのため、ロボットアーム５７に必然的
にアタッチメント５４の数が増え、好ましくないものと
なる。また、ロボットアーム５７への負担が増えるた
め、構造の強化及び寿命が縮まる等、コストアップへの
原因にもなる。

【０００６】ところで、考えるにインナーパネルのよう
な表面形状が複雑なものは、それ自体を他の部材に取り
付けるための軸穴を複数個有している。また、その軸穴
は取り付けに際して当該箇所においてネジによって軸着
されるが、その箇所が凹凸を有していたり、湾曲してい
たのでは適切なネジ止めができないため平坦面であるの
が通常である。更に、そのような軸穴の形成される箇所
はインナーパネルの取り付けを考慮して、バランスのよ
い位置に設けられているものである。従って、このよう
な軸穴の形成された平坦面を利用できるのが好ましい
が、上記従来の真空吸着カップ５１の構成及びその作用
からは、軸穴の形成された箇所を利用し吸着を行なうこ
とが不可能であるのは一目瞭然である。

【０００７】そこで、本発明は、軸穴等の形成された平
坦面での吸着が可能な真空吸着カップの提供を目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】また、本発明の真空吸着
カップは、物品の空中移送を行なう装置のアタッチメン
トに装着される吸着手段であり、保持対象物への当接に
よって形成される負圧室内の圧力を負圧にすることによ
り保持対象物を吸着保持する真空吸着カップであって、
吸着端面に向けて拡開するカップと、そのカップ内に係
設する弾性体とを有し、カップと弾性体との間の空間に
よって空気圧力を調節する負圧室を構成するための空間
を形成するものである。また、本発明の真空吸着カップ
は、前記弾性体が、前記カップと相似形の吸着端面に向
けて拡開するカップ、じゃばらによって形成されたカッ
プ、又は円筒形のカップであることが望ましい。

【０００９】

【作用】本発明の真空吸着カップは、空中移送装置のア
タッチメントに設けられ、その駆動によって所定箇所に
配置され、そこで、保持対象物に真空吸着カップが当接
した後、カップと保持対象物との間に設けられる負圧室
を構成するための空間内の圧力を負圧にさせて保持対象
物を吸着保持するが、カップ内に係設された弾性体によ
ってこの負圧室はカップと保持対象物との間の空間のう
ち、弾性体の占める空間を除いた空間で構成されるた
め、その保持対象物の吸着面に穴が開いていても、カッ
プ内に係設された弾性体がその穴を塞いで、カップとそ
の弾性体そして保持対象物とによって構成される負圧室
の圧力を負圧して吸着することを可能とする。また、本
発明の真空吸着カップでは、保持対象物に当接した際の
負圧室をその保持対象物とカップそして、カップ内に係
設された相似形のカップ、じゃばらによって形成された
カップ、または円筒形のカップとによって構成するた
め、その保持対象物の吸着面に穴が開いていても、カッ
プ内に係設された前記各カップがその穴を塞ぐため、負
圧室の圧力を負圧して吸着することを可能とする。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の真空吸着カップにかかる第１
実施例について図面を参照して説明する。図１、図２
は、本実施例の真空吸着カップを示した断面図であり、
図１は非吸着時を示し、図２は吸着時を示している。そ
して、図３は、本実施例の真空吸着カップを構成する第
１カップを示した断面図であり、図４は、その第２カッ
プを示した断面図である。更に図５は、第１カップと第
２カップを一体にしてアタッチメントに締め付けるため
の締付ボルトを示す断面図である。本実施例の真空吸着
カップ１は、第１カップ２と、その第１カップ２内に設
けられた第２カップ３とが同軸上に配置されている。そ
して、第１カップ２及び第２カップ３は、締付ボルト６
によってそれぞれの軸芯に形成された挿通孔４，５が貫
通されて一体に固定されている。更に、締付ボルト６の
第１カップ２を突き出た部分で、アタッチメント７の取
付部８の装着穴８ａに固設されている。

【００１１】次に、真空吸着カップ１を構成する各構成
部品について説明する。先ず、第１カップ２は、真空吸
着カップ１の外観形状を構成するものであり、円錐台型
形状を成している。そして、この第１カップ２は、小径
軸芯部から開口部外側に広がったスカート１１は、先端
の吸着端面１４に向けて除々に薄くなるように形成され
ている。また、小径部側には、金属によって形成された
所定径の円筒形状のカップホルダ１３が嵌合され、挿通
孔４が形成されている。この第１カップ２は、プレス機
で使用される工業用油などによって吸着端面１４が形状
変化することを考慮して耐油性ゴムが使用される。な
お、第１カップ２は、上記従来のものと同型である。

【００１２】次に、第２カップ３は、第１カップ２と同
様に耐油性ゴムによって形成された円錐台型をなすスカ
ート２１を有し、その小径部側には金属による円筒形状
のカップホルダ２２が突き出るように嵌合され、挿通孔
５が形成されている。このカップホルダ２２は、第１カ
ップ２のカップホルダ１３の内径及び外径とも同一の寸
法によって形成されている。また、このカップホルダ２
２には、側面のほぼ中央の位置を貫く通気孔２３が２箇
所形成されている。ところで、第２カップ３は、図１に
示すように第１カップ２の内側から、カップホルダ２２
がカップホルダ１３と同軸上に位置するよう嵌着され
る。このとき、カップホルダ２２に形成された通気孔２
３は、第１カップ２のスカート１１と第２カップ３のス
カート２１との間の空間に位置するようになる。このス
カート１１とスカート２１との間の空間によって、パネ
ル１２に当接したときに形成される負圧室４０ａをなす
負圧空間４０が構成される。

【００１３】次に、締付ボルト６は、その軸芯部に吸気
穴３１が下端付近にまで形成され、その下端部分には向
かい合う位置に通気孔３２が２箇所形成されている。ま
た、締付ボルト６の下端には、フランジ３３が設けられ
止め部が形成され、一方、上端部には所定量だけネジ３
４が切られている。締付ボルト６は、第１カップ２内に
第２カップ３が同軸上に重ね合わされた後、第２カップ
３の内側から挿通孔５及び挿通孔４を貫通して、フラン
ジ３３がカップホルダ２２下端に当接するまで挿入され
る。このとき、締付ボルト６は、その端部に形成された
ネジ３４部分が、第１カップ２のカップホルダ１３から
突き出るように形成されている。そして、その突き出た
ネジ３４が、図１に示すように取付部８の装着部８ａに
螺着される。

【００１４】このとき、第２カップ３及び締付ボルト６
に形成された通気孔２３と通気孔３２とが連通するよう
構成され、スカート１１とスカート２１とに挟まれた負
圧空間４０と締付ボルト６の吸気穴３１とが連通され
る。従って、不図示のエアチューブに連通されたアタッ
チメント７の通気孔９は、取付部８の装着穴８ａに開口
する吸気穴３１から通気孔３２及び通気孔２３に連通さ
れることとなる。また、負圧空間４０は、真空吸着カッ
プ１が図２に示すようにプレート１２に当接した場合、
スカート１１、スカート２１、そしてプレート１２とに
よって、負圧空間４０が密閉され負圧室４０ａが構成さ
れる。

【００１５】以上のような構成の真空吸着カップ１によ
れば次のように作用にする。先ず、従来例のように、ア
タッチメント７の先端に固設した真空吸着カップ１が、
付図示のロボットアームによって移送するプレート１２
の所定位置に当接される。すると、上記したようにスカ
ート１１、スカート２１、そしてプレート１２とによっ
て、負圧室４０ａが構成される。そこで、不図示の真空
ポンプによって負圧室４０ａ内の空気が吸引される。即
ち、負圧室４０ａ内の空気は、第２カップ３の通気孔２
３、締付ボルト６の通気孔３２及び吸気穴３１を通っ
て、更にアタッチメント７の連通孔を介して吸引され
る。そこで、負圧室４０ａ内の圧力が負圧になるため、
第１カップ２のスカート１１と第２カップ３のスカート
２１とが、プレート１２に押しつけられるように変形し
て、真空吸着カップ１がプレート１２に密着する。そし
て、ロボットアームの駆動によりプレート１２が持ち上
げられて移送される。一方、空気を逆に負圧室４０ａに
流入すれば、空気圧が高まり吸着がとかれプレート１２
が放される。

【００１６】ところで、真空吸着カップの吸着力は、そ
のカップ内の容積によって決定する。即ち、本実施例の
真空吸着カップ１では、スカート１１とスカート２１と
によって構成される負圧室４０ａの容積の大きさによっ
て吸着力が決定する。そこで、容積に基づく吸着力を従
来から使用されている真空吸着カップと比較してみる。
図６は、真空吸着カップの容積を比較した表を示した図
である。従来例のものには一般に市販されている２つの
異なる大きさの規格品であって、一方は吸着端面の径が
第１カップ２と等しく、他方は第２カップ３と等しいも
のを使用した。これを見ると、本実施例の真空吸着カッ
プ１は、第１カップと同径の従来例Ａの１／２の容積
で、第２カップと同径の従来例Ｂの２倍であった。これ
より、真空吸着カップ１の吸引力が、従来例Ａの１／２
であり、従来例Ｂの２倍であることがわかる。

【００１７】従って、以上説明した本実施例の真空吸着
カップ１によれば、従来インナーパネルのように取り付
け面が少なく、ネジ穴部を挟むようにして上記従来例Ｂ
のように小型の真空吸着カップを２つ配設させていたも
のを１つにすることができた。これは、真空吸着カップ
を取り付けるためのアタッチメントを１つ減らすことに
よって、ロボットアーム全体の軽量化を図ることが可能
となったとともに、設備費の低減をも可能とした。ま
た、従来２箇所の当接面が必要であったものを１箇所と
し、またその中心に穴が開いていてもよいため、対象と
なる取り付け面の自由度が増した。これにより、インナ
ーパネルのように多数の穴の形成される部品でもアタッ
チメントの設計が容易になった。更に、穴の追加といっ
た製品形状の変更に対しても容易に対応できるようにな
った。

【００１８】次に、本発明の第２実施例にかかる真空吸
着カップについて説明する。図７は、第２実施例の真空
吸着カップ４１を示した断面図である。本実施例の真空
吸着カップ４１は、上記第１実施例のものとほぼ同様の
形状を成すものであり、異なる構成、即ち特徴となる構
成は、内側に配設される第２カップをジャバラ４２によ
って形成したことである。従って、本実施例では、スカ
ート１１とジャバラ４２とによって負圧空間４３が形成
される。そして、プレートの吸着は、上記第１実施例と
同様にプレートに当接した際、負圧空間４３によって構
成される負圧室内の空気の吸引による空気圧の低下によ
って行なわれる。尚、圧力低下によってスカート１１が
変形し、真空吸着カップ４１全体がプレートに押しつけ
られるように変形をするため、ジャバラ４２はそれに伴
って縮められる。

【００１９】次に、本発明の第３実施例にかかる真空吸
着カップについて説明する。図８は、第３実施例の真空
吸着カップ４５のを示した断面図である（吸着時を示し
ている）。本実施例の真空吸着カップ４５も、上記第１
実施例のものとほぼ同様の形状を成すものであり、異な
る構成、即ち特徴となる構成は、内側に配設される第２
カップを比較的硬度の低いウレタンからなる円筒４６に
よって形成したことである。従って、本実施例では、ス
カート１１と円筒４６とによって負圧空間４７が形成さ
れる。そして、プレートの吸着は、上記第１実施例と同
様にプレートに当接した際、負圧空間４７によって構成
される負圧室内の空気の吸引による空気圧の低下によっ
て行なわれる。尚、圧力低下によってスカート１１が変
形し、真空吸着カップ４５全体がプレートに押しつけら
れるような変形をするため、円筒４６はそれに伴って圧
縮させられる。

【００２０】このような第２、第３実施例の構成による
ものでは、上記第１実施例のものと同様、真空吸着カッ
プの総数の減少によるロボットアーム全体の軽量化を図
れるとともに、設備側費の低減、更に、取り付け面の自
由度が増し、設計変更に対しても容易に対応できるとい
った効果に加え、負圧空間４３，４７の容積を比較的大
きくとることができ、強い吸引力を得ることができる。

【００２１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が
可能である。例えば、上記実施例では、負圧空間４０
（４３，４７）から締付ボルト６の吸気穴３１へ吸引さ
れる空気の通気孔２３を第２カップ３を貫通させて形成
したが、第１カップ２と第２カップ３との当接部に通気
溝を設けるようにしてもよい。また、第２、第３実施例
に第２カップの変形例を示したが、プレートの穴を塞
ぎ、吸着時の形状変形によっても負圧室の気密性を保持
できるものであれば、例えば穴の形状に対応した弾性体
による球面体等、更に別の構成のものであってもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明の真空吸着カップは、カップ内に
弾性体を設け、そのカップと弾性体との間に負圧空間を
有するものとしたので、軸穴の形成された平坦面でもそ
の軸穴を弾性体が塞ぎ、そこでの吸着が可能な真空吸着
カップの提供が可能となった。また、これによってロボ
ットアームにおけるアタッチメントの数が減少するた
め、ロボットアームへの負担が軽減され、寿命が伸びる
等によりコストダウンも実現された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる真空吸着カップを
示した非吸着時の断面図である。

【図２】本発明の第１実施例にかかる真空吸着カップを
示した吸着時の断面図である。

【図３】第１実施例の真空吸着カップを構成する第１カ
ップを示した断面図である。

【図４】第１実施例の真空吸着カップを構成する第２カ
ップを示した断面図であある。

【図５】第１実施例の真空吸着カップを構成する締付ボ
ルトを示す断面図である。

【図６】真空吸着カップの容積を比較した表を示した図
である。

【図７】第２実施例の真空吸着カップ４１のを示した断
面図である。

【図８】第３実施例の真空吸着カップ４１のを示した断
面図である。

【図９】従来の真空吸着カップを備えたロボットアーム
を示した斜視図である。

【図１０】従来の真空吸着カップを示した断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 真空吸着カップ ２ 第１カップ ３ 第２カップ ４，５ 挿通孔 ６ 締付ボルト ７ アタッチメント １１，２１ スカート １３，２２ カップホルダ １４，２４ 吸着端面 ２３，３２ 通気孔 ４０ 負圧部 ４０ａ 負圧室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物品の空中移送を行なう装置のアタッチ
   メントに装着される吸着手段であって、保持対象物への
   当接によって形成される負圧室内の圧力を負圧にするこ
   とにより保持対象物を吸着保持する真空吸着カップにお
   いて、 吸着端面に向けて拡開するカップと、そのカップ内に係
   設する弾性体とを有し、 カップと弾性体との間の空間によって空気圧力を調節す
   る負圧室を構成するための空間を形成することを特徴と
   する真空吸着カップ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の真空吸着カップにおい
   て、 前記弾性体が、前記カップと相似形の吸着端面に向けて
   拡開するカップ、じゃばらによって形成されたカップ、
   又は円筒形のカップであることを特徴とする真空吸着カ
   ップ。