JPH0885086A - 真空把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な真空圧力制御機構を備えることなく、
空吸いに起因する真空圧力の低下を抑止することがで
き、また、ワークの形状に左右されることなく良好な吸
着性能を示す真空把持装置を提供すること。 【構成】 真空把持装置ＶＤ１は、シリンダ１１と、シ
リンダ１１の上端に連結された第１空気通路１２と、シ
リンダ１１の下端に連結された第２空気通路１３と、球
状閉塞部材としてのボール１４を備える本体１０と、本
体１０の下面に装着される吸着パッド２０を備えてい
る。また、第２連結部１６の近傍には、第１補助空気通
路１８が形成されている。この第１補助空気通路１８
は、吸着初期段階における吸着パッド２０の下側からシ
リンダ１１へかけての空気流路を容易に形成するための
通路であり、ボール１４が移動する状態を待つことなく
空気通路が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製造ライン、搬送ライ
ン等において、ワークを所定位置に供給する際にワーク
を把持する把持装置に関し、さらに詳細には、真空ポン
プ等により発生した吸引力によってワークを吸着把持す
る真空把持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、製造ライン等においては、ワ
ークを所定位置に搬送、供給するために搬送装置（フィ
ーダ）が用いられている。このフィーダは、ワークを把
持する把持装置と、把持したワークを把持装置とともに
所定位置まで移動させる移動装置とを備えている。

【０００３】把持装置としては、ワークを把持部材によ
って実際に把持作用を伴って把持するものが一般的であ
るが、この種の把持装置では、ワークを把持する把持力
のコントロールが困難である。すなわち、把持力が強い
場合には、ワークを傷つけてしまい、把持力が弱い場合
には、ワークを確実に把持することができないからであ
る。

【０００４】そこで、真空ポンプ等の吸引装置を用い、
ワークを吸着することによって把持する真空把持装置が
種々提案、実用化されている。ここで、一般的な真空把
持装置ＶＤ４について、図１３を参照して説明する。

【０００５】真空把持装置ＶＤ４は、ワークを吸着する
ための負圧を発生させる真空ポンプ５０、ワークと密着
してワークを吸着するバキュームパッド５１を備えてお
り、真空ポンプ５０とバキュームパッド５１とは、接続
パイプ５２によって連結されている。また、真空把持装
置ＶＤ４は、バキュームパッド５１に吸着されたワーク
を離脱させるためのコンプレッサ５４と、真空ポンプ５
０とコンプレッサ５４とを切り換えるための切換弁５５
を備えている。

【０００６】バキュームパッド５１には、ワークと直接
接触する部分にゴム製材料からなるスカートが装着され
ており、吸着有効面積の拡大を図るとともに、ワークに
対する密着性を向上させている。そして、スカートとワ
ークが接触した際には、スカート内部に小空間が形成さ
れるので、小空間内に存在する空気が効率よく吸引され
る。

【０００７】かかる構成を備える真空把持装置ＶＤ４で
は、通常、真空ポンプ５０は常時、稼働しており、把持
対象となるワークにバキュームパッド５１を当接させる
ことによってワークが吸着（把持）される。このとき、
ワークは上方から吸い上げられるようにして吸着されて
おり、ワークに作用する重力と真空ポンプ５０による吸
引力とは、同一作用線上にある。したがって、把持部材
によって把持力とワークに作用する重力とが直交する場
合と異なり、ワークと把持部材との間に発生する摩擦力
によってワークを損傷させることはない。また、把持力
によってワークを損傷させることもない。

【０００８】また、バキュームパッド５１に吸着された
ワークを離脱させる場合には、切換弁５５をコンプレッ
サ５４側に切り換え、バキュームパッド５１に向けて圧
縮空気を送り込むことによりワークは離脱される。

【０００９】ここで、真空把持装置においてワークを吸
着する能力は、非通気性ワークを吸着する際には、バキ
ュームパッドの吸着有効面積と、到達真空圧によって決
定され、真空ポンプの排気量には左右されない。一方、
通気性ワークを吸着する場合には、通気性ワークを通し
て空気がスカート内に流入するため、真空ポンプの排気
量によってワークを吸着する能力が決定される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
真空把持装置ＶＤ４では、真空把持装置ＶＤ４が分岐管
５２を介して複数のバキュームパッド５１を備えている
場合、ワークの形状によっては、空吸いをしてしまうバ
キュームパッド５１が存在し、真空圧力が低下してしま
うという問題があった。すなわち、各バキュームパッド
５１は、１つの真空ポンプ５０と接続されているので、
いくつかのバキュームパッド５１が空吸いをすると、全
体の真空圧力が低下してしまうのである。

【００１１】このように真空圧力が低下すると、ワーク
を吸着している他のバキュームパッド５１が確実にワー
クを吸着することができず、ワークが不安定な状態で把
持されたり、搬送途中で落下してしまうおそれがあっ
た。

【００１２】かかる問題点を解決するため、複数のバキ
ュームパッド５１を備えている真空把持装置ＶＤ４に
は、バキュームパッド５１が空吸いをしているか否かを
検出する空吸いセンサ、吸着（空気の吸入）を行うバキ
ュームパッド５１のオン、オフを切り換える切り換え弁
等を含む制御装置５３が各バキュームパッド５１に対応
して備えられている。そして、あるバキュームパッド５
１が空吸いをしていると制御装置５３内の空吸いセンサ
によって検出された場合には、そのバキュームパッドに
対応する切り替え弁を閉塞することで真空圧力の低下を
防いでいた。

【００１３】しかしながら、このような真空把持装置Ｖ
Ｄ４では、各バキュームパッド５１にそれぞれ制御装置
５３を備えなければならず、装置全体が大型化するとと
もに、制御機構が複雑になるといった問題があった。し
たがって、ワークの搬送効率も悪くなり、しいては製品
製造効率の悪化を招くという問題があった。

【００１４】また、従来の真空把持装置ＶＤ４は、バキ
ュームパッド５１のスカートよりも表面積の大きなワー
クに対しては比較的良好な吸着性能を示すものの、スカ
ートよりも表面積の小さなワークに対しては、バキュー
ムパッド５１を複数備えている真空把持装置ＶＤ４であ
っても吸着することができなかった。

【００１５】かかる場合、専用のバキュームパッドを用
いることにより、ワークの吸着が一応可能となるもの
の、そのためには、ワークとバキュームパッドの位置関
係を正確に制御しなければならず、また、ワークに応じ
てバキュームパッドを交換しなければならず、非常に煩
雑であった。

【００１６】本発明は、前記従来の問題点を解消するた
めになされたものであり、複雑な真空圧力制御機構を備
えることなく、空吸いに起因する真空圧力の低下を抑止
することができる真空把持装置を提供することを目的と
する。また、ワークの形状に左右されることなく良好な
吸着性能を示す真空把持装置を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
第１の発明に係る真空把持装置は、シリンダと、そのシ
リンダが有する径よりも小さな径を有し、前記シリンダ
の一端と第１連結部を介して連結されている第１空気通
路と、前記シリンダ内部において遊動可能に備えられ、
前記第１空気通路を閉塞する球状閉塞部材と、前記シリ
ンダが有する径よりも小さな径を有し、前記シリンダの
他端と連結され、前記球状閉塞部材にて閉塞可能な第２
空気通路と、前記シリンダの他端と前記第２空気通路と
の第２連結部に形成され、前記球状閉塞部材にて閉塞不
能な第１補助空気通路とを構成として備えている。

【００１８】ここで、前記第１連結部には、前記第１空
気通路と前記球状閉塞部材とを密着させるための球状閉
塞部材密着部が形成されていることが好ましい。また、
前記第１連結部の近傍には、前記シリンダと前記第１空
気通路とを連通する第２補助空気通路が形成されている
ことが望ましい。さらに、前記第２空気通路には、ワー
クの吸着を容易ならしめる吸着部材が装着されているこ
とが好ましい。

【００１９】次に、第２の発明に係る真空把持装置は、
シリンダ室と、そのシリンダ室が有する径よりも小さな
径を有するとともに、前記シリンダ室の一端と第３連結
部を介して連結されている第３空気通路と、前記シリン
ダ室内部において遊動可能に備えられ、前記第３空気通
路を閉塞する球状閉塞部材と、前記シリンダ室が有する
径よりも小さな径を有し、前記シリンダ室の他端と連結
され、前記球状閉塞部材にて閉塞可能な第４空気通路
と、前記シリンダ室の他端と前記第４空気通路との第４
連結部に形成され、前記球状閉塞部材にて閉塞不能な第
３補助空気通路とを備えてなる吸着ユニットが同一面内
に複数配設され、その複数の吸着ユニットの各第３空気
通路は、チャンバと連結されている構成を備えている。

【００２０】ここで、前記第３連結部には、前記第３空
気通路と前記球状閉塞部材とを密着させるための球状閉
塞部材密着部が形成されていることが望ましい。また、
前記第４空気通路の外側部には、ワークの吸着を容易な
らしめる吸着部材が装着されていることが好ましい。

【００２１】

【作用】上記構成を備えた第１の発明に係る真空把持装
置では、真空ポンプ等の吸引装置によって第１空気通路
から吸引が開始されると、大気に開放されている第２空
気通路外部側から、シリンダ内部に向けて空気が流入
し、第１空気通路へと抜けていく。なお、球状閉塞部材
は、吸引開始当初、シリンダ他端と第２空気通路とが連
結されている第２連結部に係止されている。

【００２２】第２空気通路の大気側に、ワークが当接さ
れている場合には、ワークと第２連結部との間に存在す
る空気は、第２連結部に形成されている第１補助空気通
路から第１空気通路へと抜けていく。ここで、ワークと
第２連結部との間に存在する空気量は有限であることか
ら、時間の経過とともに球状閉塞部材の第１空気通路側
と第２空気通路側との空気圧格差が解消されていく。

【００２３】すなわち、第１空気通路から吸引される空
気量に対応する空気量を、第２空気通路側から供給（吸
引）することが不可能となり、第２空気通路から第１空
気通路にかけて形成されていた空気流路が遮断されるこ
とにより、第１空気通路からワーク表面にかけての圧力
が同一の真空圧力となるのである。

【００２４】この結果、球状閉塞部材の第１空気通路側
と第２空気通路側との圧力が同一となり、球状閉塞部材
が第１空気通路に向かって移動し、閉塞することはな
く、ワークは負圧によって真空把持装置に吸着され、把
持された状態となる。ここで、第２空気通路の大気側に
吸着部材が装着されている場合には、ワークを吸着する
吸着有効面積が増加し、吸着能力が向上するので、より
確実にワークが吸着される。

【００２５】そして、吸着したワークを離脱させる場合
には、第１空気通路から第２空気通路に向けて圧縮空気
を送り込むことによって、ワークが真空把持装置から離
脱する。

【００２６】一方、第２空気通路の大気側にワークが当
接されていない場合には、第２空気通路から流入してき
た空気は、先ず、第１補助空気通路から第１空気通路へ
と抜けていく。しかしながら、ワークが当接されている
場合と異なり流入空気量に制限がないので、時間の経過
とともに球状閉塞部材の第１空気通路側と第２空気通路
側との空気圧格差が増大はするが解消されることはな
い。

【００２７】すなわち、第１空気通路から吸引された空
気量に対応する空気量が第２空気通路から絶え間なく供
給されるので、第２空気通路から第１空気通路にかけて
形成されている空気流路が遮断されることはない。した
がって、第１補助空気通路だけでは、第２空気通路の大
気側から流入してくる空気量に対応しきれなくなり、次
第に、第２空気通路から直接シリンダ内へ向かって空気
が流入を開始する。

【００２８】この結果、球状閉塞部材は、第２空気通路
から直接シリンダ内へ流入する空気流、及び、球状閉塞
部材とシリンダ壁との隙間に発生する空気流によって第
１空気通路へ向かって移動を開始する。そして、最終的
に球状閉塞部材は、第１連結部に密接し、第２空気通路
から第１空気通路にかけての空気の流れが遮断される。
こうして、第２空気通路から第１空気通路にかけての空
気の流れが遮断されることにより、ワークが存在しない
真空把持装置が空吸いすることが確実に、かつ、容易に
抑止される。

【００２９】このとき、第１連結部に球状閉塞部材密着
部が形成されている場合には、球状閉塞部材は、第１連
結部により確実に密着され、空吸いが阻止される。そし
て、ワークの離脱に際して、空吸いの真空把持装置にお
いても第１空気通路から第２空気通路へ向けて圧縮空気
が送り込まれ、密着状態が解かれる。すなわち、球状閉
塞部材が第１連結部（球状閉塞部材密着部）に密着した
状態では、空気流路が遮断されているので、次回、ワー
クが当接されてもすぐにワークを吸着することはできな
いからである。

【００３０】また、第１連結部の近傍に第２補助空気通
路が形成されている場合には、球状閉塞部材が第１連結
部（球状閉塞部材密着部）に密着した状態にあっても、
僅かに空吸いが起きており、次回、ワークが当接された
際における吸着応答性が向上される。すなわち、第２補
助空気通路を備えることにより、空気通路が完全に遮断
されることはないので、ワークをすぐに吸着することが
できるのである。なお、空気通路が完全に遮断されてい
ないので、多少空吸いが発生するものの、真空ポンプ能
力を考慮して第２補助空気通路径を決定することによ
り、空吸いに起因する吸着能力の低下は防止される。

【００３１】次に、請求項５の発明に係る真空把持装置
では、真空ポンプ等の吸引装置によってチャンバ内の空
気が吸引開始されると、チャンバに連結されている複数
の吸着ユニットによってワークの吸着が開始される。

【００３２】すなわち、チャンバ内の空気が吸引される
と、大気に開放されている第４空気通路の外部側から、
シリンダ室内部に向けて空気が流入し、シリンダ室に流
入した空気は、第３空気通路からチャンバへと抜けてい
く。なお、球状閉塞部材は、吸引開始当初、シリンダ他
端と第４空気通路とが連結されている第４連結部に係止
されている。

【００３３】ここで、請求項５の発明に係る真空把持装
置では、吸着ユニットが同一面内に複数配設されること
により一つの真空把持装置として構成されているので、
ワークが当接された場合、ワークが存在する位置に対応
する各ユニットと、ワークが存在しない位置に対応する
各ユニットとでは、その作用が異なる。

【００３４】すなわち、ワークが存在する位置に対応す
る各吸着ユニットでは、ワークと第４空気通路との間に
形成されている空間内の空気が吸引され、空間内の空気
が全て吸引されると、チャンバから空間にかけての圧力
が同一の真空圧力となり、ワークは真空把持装置に吸着
される。このとき、球状閉塞部材は第４連結部に係止さ
れたままであり、第３連結部に向けて移動していない。

【００３５】一方、ワークが存在しない位置に対応する
各吸着ユニットでは、第４空気通路からチャンバに向か
って流れる空気量に制限がないことから、球状閉塞部材
のチャンバ側と、第４空気通路側との間に圧力差が生
じ、球状閉塞部材は第３連結部に向かって移動する。そ
して、第３連結部に密接し、第４空気通路からチャンバ
に向かって形成されている空気流路を遮断し、空吸いを
抑止する。

【００３６】したがって、各吸着ユニットが１つのチャ
ンバと連結されている場合であっても、ワーク不存在位
置に対応する吸着ユニットからの空吸いにより、チャン
バ内の真空圧力度が低下することが抑止され、ワーク存
在位置に対応する吸着ユニットによるワークの吸着性能
が維持される。

【００３７】そして、吸着されたワークを離脱させる際
には、チャンバからシリンダ室内に圧縮空気を送り込
み、ワークの大気側の圧力よりも、ワークの真空把持装
置側の圧力を高くすることで、ワークを離脱させる。

【００３８】なお、請求項５の発明に係る真空把持装置
の詳細な作用、及び、第３連結部に球状閉塞部材密着部
が形成された場合の作用については、請求項１の発明に
係る真空把持装置における各作用と同一であるからその
説明を省略する。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を真空把持装置に具体化したい
くつかの実施例について図面を参照して説明する。

【００４０】先ず、第１実施例に係る真空把持装置ＶＤ
１の構成について図１〜図３を参照して説明する。真空
把持装置ＶＤ１は、シリンダ１１と、シリンダ１１の上
端に連結された第１空気通路１２と、シリンダ１１の下
端に連結された第２空気通路１３と、球状閉塞部材とし
てのボール１４を備える本体１０と、本体１０の下面に
装着される吸着パッド２０を備えている。

【００４１】シリンダ１０は、本体１０の中央部に配置
されており、その上端面には、第１空気通路１２が連結
される第１連結部１５が形成されており、その下端面に
は、第２空気通路１３が連結される第２連結部１６が形
成されている。

【００４２】第１空気通路１２は、シリンダ１１の径よ
りも小さな径を有する通路であり、シリンダ１１と同一
軸心上に位置するとともに、その下端部は、第１連結部
１５を介してシリンダ１１と連結されている。また、そ
の上端部には、真空把持装置ＶＤ１と真空ポンプ（図示
しない）を接続する接続パイプＪＰが接続されている。
そして、吸着に際しては、シリンダ１１内の空気が第１
空気通路１２を通って真空ポンプに向かって流出し、離
脱に際しては、コンプレッサからの圧縮空気が第１空気
通路１２を通ってシリンダ１１内に向かって流入する。

【００４３】また、第１連結部１５には、ボール１４が
第１連結部１５に密接した際における密着性を向上させ
るために、ボール１４の径に合わせたテーパ状のボール
密着部１７が形成されている。

【００４４】第２空気通路１３は、シリンダ１１径より
も小さな径を有する通路であり、シリンダ１１と同一軸
心上に位置するとともに、その上端部は、第２連結部１
６を介してシリンダ１１と連結されている。また、その
下端部（開口部）には、フィルター２３を介して吸着パ
ッド２０が装着されている。そして、吸着に際しては、
吸着パッド２０の下側（真空把持装置ＶＤ１外部）の空
気が第２空気通路１３を通ってシリンダ１１内に向かっ
て流入し、離脱に際しては、コンプレッサ、シリンダ１
１からの圧縮空気が第２空気通路１３を通って吸着パッ
ド２０の下側に向かって流出する。

【００４５】ここで、第２連結部１６の近傍には、第１
補助空気通路１８が形成されている。この第１補助空気
通路１８は、吸着初期段階における吸着パッド２０の下
側からシリンダ１１へかけての空気流路を容易に形成す
るための通路であり、ボール１４が移動する状態を待つ
ことなく空気通路が形成される。

【００４６】この第１補助空気通路１８を図２を参照し
てさらに説明する。図２には、図１中の真空把持装置Ｖ
Ｄ１をＸ−Ｘ線で切断した断面が示されており、合計３
つの第１補助空気通路１８が形成されている。第２空気
通路１３は、ボール１４下側部分によって閉塞されてい
るものの、第１補助空気通路１８は、ボール１４下側部
分によって閉塞されていないことが分かる。したがっ
て、第２空気通路１３がボール１４によって閉塞されて
いる状態にあっても、真空把持装置ＶＤ１の外部からシ
リンダ１１内に空気が容易に流入することとなる。

【００４７】なお、この第１補助空気通路１８は、第２
空気通路１３とボール１４との当接範囲外に形成されて
いれば機能を発揮し得るので、図３に示すように、長楕
円状の変形孔１９を１つ形成するようにしても良い。

【００４８】ボール１４はシリンダ１１内に内包されて
おり、シリンダ１１径よりも所定長さだけ小さな径を有
するように形成されている。そして、吸着開始前は、第
２連結部１６に係止された状態で静止しており、吸着開
始後は、ワークＷの存在有無によって異なる挙動を示
す。また、ボール１４の径は、ボール１４の材質、及び
シリンダ１１の径によって決定され、径が大きすぎる場
合には、ボール１４の迅速な移動が阻害され、径が小さ
すぎる場合には、ボール１４が過敏に反応してしまう。

【００４９】吸着パッド２０は、ワークＷの被吸着面形
状に合致するよう軟質材料から形成されており、第２空
気通路１３と接続される接続通路２２と、有効吸着面積
を確保するために下側に向けてスカート状に開く吸着部
２１を備えている。ここに、軟質材料としては、例え
ば、発砲ウレタン等の軟質ゴムが好適である。

【００５０】フィルター２３は吸着パッド２０の上側面
と本体１０下側面との間に介在されており、外気を吸入
するに際して、ダスト等がシリンダ１１内部に混入し、
ボール１４の移動を阻害したり、ボール１４とボール密
着部１７との密着性を阻害することを防いでいる。

【００５１】以上の構成を備える真空把持装置ＶＤ１
は、ワークＷの形状、大きさに対応して１つ、あるい
は、複数の真空把持装置ＶＤ１を１セットとして用いら
れる。すなわち、ワークＷが吸着パッド２０より多少大
きい程度であれば、真空把持装置ＶＤ１１つでワークＷ
の搬送が実現されるが、ワークＷが大きな表面積を有す
る場合には、複数の真空把持装置ＶＤ１によらなけれ
ば、搬送することができないからである。

【００５２】続いて、第１実施例に係る真空把持装置Ｖ
Ｄ１の作用について図４及び図５を参照して説明する。
なお、説明の便宜上、吸着すべきワークＷが存在する場
合の作用と、吸着すべきワークＷが存在しない場合の作
用と区別して説明する。

【００５３】真空ポンプを起動すると、接続パイプＪＰ
を介して第１空気通路１２からシリンダ１１内の空気が
吸引されはじめる。すると、大気に開放されている吸着
パッド２０の吸着部２１外部から、接続通路２２を介し
てシリンダ１１内部に向けて空気が流入し、流入した空
気が第１空気通路１２へと抜ける空気流路が形成され
る。

【００５４】ここに、本体１０下端面と吸着パッド２０
上端面との間には、フィルター２３が介在されているの
で、シリンダ１１内に混入する空気中のダスト等の量が
抑制される。すなわち、シリンダ１１内にダスト等が混
入し、ボール１４とボール密着部１７との間に介在する
場合には、両者の密着性が悪化し、空吸い時における吸
着能力が低下してしまう。また、ボール１４とシリンダ
１１との隙間にダストが介在する場合には、ボール１４
の応答性が悪化し、最悪の場合には、ボール１４がシリ
ンダ１１途中において係止されてしまう。

【００５５】したがって、フィルター２３を介在させる
必要が生じるのである。なお、ボール１４は、吸引開始
当初、シリンダ１１他端と第２空気通路１３とが連結さ
れている第２連結部１６に係止されているものとする。

【００５６】先ず、図４を参照して、吸着すべきワーク
Ｗが存在している場合における真空把持装置ＶＤ１の作
用について説明する。ワークＷの被吸着面に吸着パッド
２０の吸着部２１が当接されると、ワークＷの被吸着面
と吸着パッド２０の吸着部２１との間に小空間が形成さ
れる。そして、この小空間内の空気は、第２連結部１６
近傍に形成されている第１補助空気通路１８からシリン
ダ１１内へ流入し、第１空気通路１２を通って、真空ポ
ンプに到達する。したがって、ボール１４が上方へ移動
し、第２空気通路１３を開放する必要がないので、吸着
開始当初から比較的大きな吸着力が得られる。

【００５７】かかる場合、真空ポンプによって吸引され
る空気は、そのほとんどがワークＷと吸着パッド２０の
吸着部２１とによって形成されている小空間内に存在す
る空気であり、その存在量は有限である。したがって、
吸着開始当初、ボール１４の第１空気通路１２側と第２
空気通路１３側との間に存在した空気圧格差は、吸着時
間の経過とともに解消されていく。

【００５８】すなわち、第１空気通路１２から吸引され
る空気量に対応する空気量を、吸着パッド２０外部（大
気側）から供給（吸引）することが不可能となり、第１
空気通路１２からワークＷと吸着パッド２０の吸着部２
１とによって形成されている小空間にかけての圧力が同
一となるのである。

【００５９】この結果、第２空気通路１３から第１空気
通路１２にかけて形成されていた空気流路は消滅し、ボ
ール１４の第１空気通路１２側と第２空気通路１３側と
の圧力が同一となるので、ボール１４が第１連結部１５
のボール密着部１７に向かって移動することはなく、第
１空気通路１２が閉塞されることはない。したがって、
第１空気通路１２からは引き続いてシリンダ１１内の空
気が吸いだされ、ワークＷは負圧（真空圧力）によって
真空把持装置ＶＤ１に吸着され、把持された状態とな
る。

【００６０】このとき、吸着パッド２０の吸着部２１に
よってワークＷを吸着する吸着有効面積が増大されてい
るので、吸着パッド２０を装着せず、第２空気通路１３
の径によって吸着を実行する場合と比較して吸着能力が
向上し、より確実にワークＷが吸着される。

【００６１】こうして、吸着により把持されたワークＷ
は、所定の位置まで移動された後、離脱され、搬送が終
了する。ここに、ワークＷを離脱させる場合には、コン
プレッサによって得られた圧縮空気を第１空気通路１２
からシリンダ１１内に送り込むことによってワークＷの
離脱を実現する。すなわち、第２空気通路１３側（吸着
部２１側）においてワークＷにかかる圧力を、大気側に
おいてワークＷにかかる圧力よりも高くすることで、ワ
ークＷを真空把持装置ＶＤ１から離脱させるのである。

【００６２】次に、図５を参照して、吸着すべきワーク
Ｗが存在しない場合における真空把持装置ＶＤ１の作用
について説明する。吸着パッド２０にワークＷが当接さ
れていない場合においても、吸着パッド２０外部から流
入してきた空気は、吸着開始当初、第１補助空気通路１
８からシリンダ１１を経て、第１空気通路１２へと抜け
ていく。しかしながら、ワークＷが当接されている場合
と異なり、吸着パッド２０から流入する空気量に制限が
ないので、吸着時間が経過してもボール１４のの第１空
気通路１２側と第２空気通路１３側との空気圧格差が解
消されることはない。

【００６３】すなわち、第１空気通路１２から吸引され
た空気量に対応する空気量が吸着部２１の外部から絶え
間なく供給されるので、第２空気通路１３から第１空気
通路１２にかけて形成されている空気流路が遮断される
ことはない。ここで、第１補助空気通路１８の径は、第
１空気通路１２の径と比較して小さいので、第１補助空
気通路１８だけでは、次第に第１空気通路１２から吸い
だされる空気量を処理しきれなくなり、第２空気通路１
３から直接シリンダ１１内へ向かって空気が流入を開始
する。

【００６４】この結果、ボール１４は、第２空気通路１
３から直接シリンダ１１内へ流入する空気の流れによっ
て第２連結部１６から浮上し始め、さらに、ボール１４
とシリンダ１１壁との隙間に発生する空気の流れによっ
て第１空気通路１２へ向かって移動を開始する。そし
て、最終的にボール１４は、第１連結部１５のボール密
着部１７に密着し、第１空気通路１２が閉塞される。

【００６５】したがって、吸着部２１の外部から第１空
気通路１２にかけて形成されていた空気流路が遮断さ
れ、吸着パッド２０外部の空気が第１空気通路１２から
真空ポンプに向かって流れることはなく、ワークＷが存
在しない真空把持装置ＶＤ１による空吸いが確実に、か
つ、容易に抑止される。

【００６６】そして、複数の真空把持装置ＶＤ１を１セ
ットとして用いている場合には、ワークＷを吸着してい
る他の真空把持装置ＶＤ１においてワークＷを離脱する
際に、空吸いの真空把持装置ＶＤ１に対してもコンプレ
ッサによって第１空気通路１２からワークＷの被吸着面
に向けて圧縮空気が送り込まれる。

【００６７】この結果、ボール１４とボール密着部１７
との密着状態が解かれ、ボール１４は第２連結部１６に
戻る。このような操作を行うのは、ボール１４は、ボー
ル密着部１７に密着した状態にあり、真空ポンプによる
吸引を停止しただけでは密着状態が解除されないことが
あるからである。このように、ボール１４とボール密着
部１７とが密着した状態では、第１空気通路１２が閉塞
されたままであり、吸着パッド２０の吸着部２１から第
１空気通路１２にかけての空気流路が遮断されている。

【００６８】したがって、次回、ワークＷが当接されて
も、真空ポンプによって吸着パッド２０の吸着部２１と
ワークＷの被吸着面とによって形成された小空間内の空
気を吸引することができず、ワークＷを吸着することは
できない。そこで、ボール１４を第２連結部１６に戻し
ておく必要があるのである。

【００６９】次に、第２実施例に係る真空把持装置ＶＤ
２の構成について図６及び図７を参照して説明する。な
お、以下の実施例において、第１実施例に係る真空把持
装置ＶＤ１の構成と同一、または、同一の機能を有する
構成については、第１実施例において用いた符号を付し
てその説明を省略し、異なる構成を中心に説明を行う。

【００７０】第２実施例に係る真空把持装置ＶＤ２は、
第１連結部１５の近傍に第２補助空気通路３０を備えて
いる点において第１実施例に係る真空把持装置ＶＤ２と
異なっている。

【００７１】第２補助空気通路３０は、ボール密着部１
７の外側におけるシリンダ１１上端面から、第１空気通
路１２の下側近傍側面にかけて形成されている。そし
て、図７のＹ−Ｙ線による切断断面図に示すとおり、ボ
ール１４がボール密着部１７に密着した状態において
も、シリンダ１１内部から第１空気通路１２にかけての
空気流路が確保されている。

【００７２】したがって、空吸いの真空把持装置ＶＤ２
において、ボール１４がボール密着部１７に密着した状
態であっても、ワークＷを吸着することが可能となる。
続いて、第２実施例に係る真空把持装置ＶＤ２の作用に
ついて図８及び図９を参照して説明する。

【００７３】図８には、吸着すべきワークＷが存在する
場合における真空把持装置ＶＤ２の作用状態が示されて
いる。吸着すべきワークＷが存在する場合には、ワーク
Ｗの被吸着面と吸着パッド２０の吸着部２１によって形
成された小空間内の空気が吸引される全空気量となるた
め、第２補助空気通路３０が形成されていても、形成さ
れていなくても吸着作用に差は生じない。すなわち、ワ
ークＷの被吸着面から第１空気通路１２にかけての圧力
は、吸引を開始して間もなく真空圧力に達し、ボール１
４の第１空気通路１２側と吸着パッド２０側との間に圧
力格差が生じない。したがって、ボール１４がボール密
着部１７に向かって移動し、ボール密着部１７と密着す
ることはなく、シリンダ１１内の空気は第２補助空気通
路３０よりも径の大きな第１空気通路１２を直接通って
真空ポンプに吸引される。

【００７４】図９には、吸着すべきワークＷが存在しな
い場合における真空把持装置ＶＤ２の作用状態が示され
ている。ワークＷが存在しない場合には、シリンダ１１
内に吸い込まれる空気量は無限であるから、第１実施例
における作用の説明で述べたように、ボール１４の第１
空気通路１２側と吸着パッド２０側との間に圧力格差が
生じ、この圧力格差は時間が経過しても解消されない。
したがって、ボール１４がボール密着部１７に向かって
移動するとともに、ボール密着部１７と密着し、第１空
気通路１２が閉塞される。この結果、吸着パッド２０か
ら第１空気通路１２にかけての空気流路が遮断され、ワ
ークＷを吸着することができない。

【００７５】ところが、第２実施例に係る真空把持装置
ＶＤ２では、第１連結部１５の近傍に第２補助空気通路
３０が形成されている。したがって、ボール１４がボー
ル密着部１７に密着した状態にあっても、吸着パッド２
０から第１空気通路１２にかけての空気流路が確保され
ており、次回、ワークＷが当接された際における吸着応
答性が向上される。

【００７６】すなわち、第２補助空気通路３０が形成さ
れていない真空把持装置では、圧縮空気を送り込むこと
によりボール密着部１７に密着しているボール１４を離
脱させて空気流路を再形成しているが、第２実施例に係
る真空把持装置ＶＤ２では、ボール１４を離脱させる作
業を行うことなく、空気流路が常に確保されている。し
たがって、シリンダ１１内空気の吸引、シリンダ１１内
への圧縮空気の送り込みを切り換える必要がなく、常
に、ワークＷが吸着されていない真空把持装置に対して
は、真空ポンプによって吸引を行っていればよいのであ
る。

【００７７】なお、空気流路が完全に遮断されていない
ので、多少空吸いが発生するものの、その量は、第１空
気通路１２が開放されている場合と比較すれば僅かであ
り、真空ポンプ能力を考慮して第２補助空気通路３０の
径を決定することにより、空吸いに起因する吸着能力の
低下は防止される。

【００７８】次に、第３実施例に係る真空把持装置ＶＤ
３の構成について図１０〜図１２を参照して説明する。
真空把持装置ＶＤ３は、本体４０内部に形成された複数
の吸着ユニットＶＵと、各吸着ユニットＶＵを上方で連
結するチャンバ４１と、本体４０の下面に配設されたフ
ィルター４２と、フィルター４２の下面に配設される吸
着パッド４３ａ、４３ｂを備えている。

【００７９】吸着ユニットＶＵは、シリンダ室４４と、
第３連結部３３を介してシリンダ室４４の上端と連結さ
れている第３空気通路４５と、第４連結部３４を介して
シリンダ室４４の下端と連結されている第４空気通路４
６を備えている。また、吸着ユニットＶＵは、第４連結
部３４に形成された第３補助空気通路３２と、シリンダ
室４４内部において遊動可能に備えられるとともに、第
３空気通路４５を閉塞するボール１４を備えている。

【００８０】チャンバ４１は、各吸着ユニットＶＵの第
３空気通路４５と連結されており、また、真空ポンプ及
びコンプレッサ（図示しない）と接続されている。そし
て、このチャンバ４１により各吸着ユニットＶＵにおけ
るシリンダ室４４内の空気の吸出、シリンダ室４４への
空気の圧送が電磁弁（図示しない）の切替えによって交
互に行われる。

【００８１】フィルター４２は、ワークＷの吸着に際し
て、大気中のダスト等がシリンダ室４４内に混入するこ
とを防止するためのものであり、ボール１４がシリンダ
室４４内を移動する構成を備える本真空把持装置ＶＤ３
では、必要不可欠な構成要素である。

【００８２】吸着パッド４３ａ、ｂは、第１、第２実施
例における吸着パッド２０と異なり、吸着有効面積を拡
大させるためのスカート状の吸着部２１が形成されてお
らず、軟質ゴム製材料からなる平板形状の吸着パッドで
ある。また、吸着パッド４３には、各吸着ユニットＶＵ
において第４空気通路４６が形成されている位置に合わ
せて吸着孔４７ａ、４７ｂが形成されており、その孔径
は吸着対象となるワークＷによって決定される。

【００８３】例えば、図１１に示すように、コップ等の
縁を有するワークＷ１に対しては、ワークＷ１の縁幅Ｗ
１１よりも小さな吸着孔４７ａを有する吸着パッド４３
ａを用い、図１２に示すように、表面積の大きなワーク
Ｗに対しては、第４空気通路４６よりも大きな吸着孔４
７ｂを有する吸着パッド４３ｂを用いる。

【００８４】続いて、第３実施例に係る真空把持装置Ｖ
Ｄ３の作用について図１１に基づき説明する。真空ポン
プ（図示しない）が起動され吸引が開始されると、チャ
ンバ４１内の空気が矢印方向へ流れ始め、各吸着ユニッ
トＶＵのシリンダ室４４内の空気がチャンバ４１内に流
入する。そして、第４空気通路４６からは、外気がシリ
ンダ室４４内に吸引される。

【００８５】このとき、ワーク存在位置に対応する吸着
ユニットＶＵでは、第１実施例で説明したように、吸入
された外気は第３補助空気通路３２を通ってシリンダ室
４４に流入し、第３空気通路４５を通ってチャンバ４１
へと抜けていく。したがって、ボール１４の上下におい
て圧力格差は発生せず、ボール１４がボール密着部１７
に向かって移動し、ボール密着部１７に密着し、第３空
気通路４５を閉塞することはない。この結果、ワークＷ
１内の空間ＷＳに存在する空気が真空ポンプによって吸
引され、ワークＷ１が吸着パッド４３ａに吸着把持され
る。

【００８６】一方、ワーク不存在位置に対応する吸着ユ
ニットＶＵでは、第３補助空気通路３２を通る空気量が
無制限であることから、ボール１４の上下において圧力
格差が生じ、ボール１４がボール密着部１７に密着す
る。したがって、第３空気通路４５は閉塞され、空吸い
が防止される。

【００８７】なお、図１２に示す真空把持装置ＶＤ３に
おいては、吸着パッド４３ｂの吸着孔４７ｂの径が大き
く、ワークＷ２が空間を有していない点について異なる
に留まり、ワークＷ２に対する吸着作用については図１
１に示す真空把持装置ＶＤ３と同一であるからその説明
を省略する。

【００８８】以上、いくつかの実施例に基づき詳細に説
明した通り、上記各実施例にかかる真空把持装置ＶＤ
１、ＶＤ２、ＶＤ３は、ワークＷ、Ｗ１、Ｗ２の存在、
不存在にともなう吸入空気量の差異によって第１、第３
空気通路１２、４５の開放、または、閉塞が行われる構
成を備えている。

【００８９】したがって、外部の制御処理装置によって
空気通路の開放、または、閉塞を行う従来の真空把持装
置と異なり、各種センサ、電磁弁等を備える必要がない
ので、装置の簡素化を図ることができる。また、複雑、
煩雑な制御ロジックが要求されないので、ワークＷの搬
送作業等の効率を向上させることができる。また、第１
実施例に係る真空把持装置ＶＤ１は、第２連結部１６の
近傍に第２空気通路１３とシリンダ１１とを連通する第
１補助空気通路１８を備えている。

【００９０】したがって、吸引開始当初、吸入された外
気は第１補助空気通路１８を通ってシリンダ１１へ流
れ、第１空気通路１２へ抜けていく空気流路が形成され
るので、ワークＷの吸着レスポンスが向上するという利
点を有する。すなわち、第１補助空気通路１８が形成さ
れていない場合には、吸入する空気量（流体圧力）がボ
ール１４を浮上させる値に達するまで、吸着パッド２０
から第１空気通路１２にかけての空気流路は形成されな
いので、吸引開始からワークＷの吸着開始までタイムラ
グが発生してしまう。しかしながら、第１補助空気通路
１８を備えることにより、吸入空気量が少ない時期から
吸着パッド２０から第１空気通路１２にかけての空気流
路が形成されるので、かかるタイムラグが解消されるの
である。

【００９１】さらに、第２実施例に係る真空把持装置Ｖ
Ｄ２は、第１連結部１５近傍に、シリンダ１１と第１空
気通路１２とを連通する第２補助空気通路３０を備えて
いる。

【００９２】したがって、ボール１４がボール密着部１
７に密着し、第１空気通路１２とシリンダ１１間の空気
流路を遮断している場合であっても、次回、ワークＷが
当接された際に、速やかに吸着を開始することができ
る。すなわち、第１空気通路１２とシリンダ１１間の空
気流路を遮断することによって、ワークＷを吸着してい
ない真空把持装置における空吸いを抑止しており、かか
る状態においては、ワークＷの吸着は不可能である。

【００９３】ところが、第２補助空気通路３０を形成す
ることによって、第１空気通路１２がボール１４によっ
て閉塞されている際にも、僅かながらシリンダ１１内の
空気が第１空気通路１２へ流れている。この結果、一度
ボール１４を第２連結部１６に戻す作業を行うことな
く、直ちに次のワークＷを吸着する作業を実行すること
ができる。したがって、ワークＷの搬送作業等を効率的
に実施することができる。

【００９４】またさらに、第３実施例に係る真空把持装
置ＶＤ３は、複数の吸着ユニットＶＵが同一面内に配設
され、複数の吸着ユニットＶＵによってワークＷを吸着
する構成を備えている。したがって、ワークＷの種類、
形状等を問うことなく、ワークＷの吸着を行うことがで
きる。

【００９５】例えば、第１、第２実施例に係る真空把持
装置では、吸着有効面積を拡大するために吸着部２１を
有する吸着パッド２０を備えていたので、コップ等の縁
を有するワークＷ１を吸引することができなかった。す
なわち、吸着部２１が大きな開口面積を有しているの
で、コップの縁等に当接されても外気が流入してしま
い、有効な吸着力が得られないのである。

【００９６】しかしながら、第３実施例に係る真空把持
装置ＶＤ３では、開口面積の大きな吸着部２１によって
吸着有効面積を拡大しなくとも、コップの開口面積が吸
着有効面積であるから、複数の吸着ユニットＶＵを密に
備えることによって吸着時間を短縮することができる。
また、吸着孔４７ａ、４７ｂの開口面積をコップ等の縁
部分面積よりも小さな面積とすることで機密性を確保し
ている。かかる場合、コップ等の縁を有するワークＷ１
を吸着することができる。また、ワークＷが重く、大き
な被吸着面を有する場合には、吸着孔を大きくすること
によって有効な吸着力を得ることができる。

【００９７】以上、実施例に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施例になんら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形改良が
可能であることは容易に推察されるものである。

【００９８】例えば、本実施例では、第１、第３補助空
気通路１８、３２の形状として、図２、図３、図１１、
または、図１２に示す形状のものを用いたが、ボール１
４が第２連結部１６に係止されている状態において、第
２、第４空気通路１３、４６とシリンダ１１、シリンダ
室４４を連通することができればどのような形状でもよ
い。

【００９９】また、第２補助空気通路３０の形状とし
て、図７に示す形状のものを用いたが、ボール１４がボ
ール密着部１７に密着している際に、シリンダ１１と第
１空気通路１２とを空気が連通できる形状であればかか
る形状に限られない。

【０１００】さらに、上記各実施例における吸着パッド
２０、４３ａ、４３ｂの形状は、図示したものに限られ
ず、吸着対象となるワークＷの形状に対応させれば良い
ことである。

【０１０１】なお、特許請求の範囲には記載していない
が、上記実施例から把握される技術的思想について、以
下にその効果とともに記述する。 （１）請求項１乃至請求項４のうちいずれかの請求項に
記載された真空把持装置において、前記吸着部材は、吸
着有効面積を拡大することによってワークの吸着を容易
ならしめることを特徴とする真空把持装置。

【０１０２】吸着力は、吸着有効面積と到達真空圧によ
って決定されるのであるが、到達真空圧を向上させるの
は困難である。一方、かかる構成を備える場合には、同
一の到達真空圧において容易に吸着力を向上させること
ができる。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明した通り本発明に係る真空把持
装置は、複雑な真空圧力制御機構を備えることなく、空
吸いに起因する真空圧力の低下を抑止することができ
る。

【０１０４】また、請求項５に記載の構成を備える場合
には、ワークの形状に左右されることなく良好な吸着性
能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例に係る真空把持装置の構成を説明
するため側面を断面で示す側面図である。

【図２】 第１実施例に係る真空把持装置を図１中のＸ
−Ｘ線で切断した平面断面図である。

【図３】 異なる形状の第１補助空気通路を有する真空
把持装置における図１中のＸ−Ｘ線で切断した平面断面
図である。

【図４】 第１実施例に係る真空把持装置において、吸
着パッドにワークが当接している場合における作用状態
を示す説明図である。

【図５】 第１実施例に係る真空把持装置において、吸
着パッドにワークが当接していない場合における作用状
態を示す説明図である。

【図６】 第２実施例に係る真空把持装置の構成を説明
するため側面を断面で示す側面図である。

【図７】 第２実施例に係る真空把持装置を図２中のＹ
−Ｙ線で切断した平面断面図である。

【図８】 第２実施例に係る真空把持装置において、吸
着パッドにワークが当接している場合における作用状態
を示す説明図である。

【図９】 第２実施例に係る真空把持装置において、吸
着パッドにワークが当接していない場合における作用状
態を示す説明図である。

【図１０】第３実施例に係る真空把持装置の全体外観構
成を説明するための全体斜視図である。

【図１１】第３実施例に係る真空把持装置の構成を説明
するため側面を断面で示す第１の側面図である。

【図１２】第３実施例に係る真空把持装置の構成を説明
するため側面を断面で示す第２の側面図である。

【図１３】従来例にかかる真空把持装置の全体構成を示
す説明図である。

【符号の説明】

１０…本体、１１…シリンダ、１２…第１空気通路、１
３…第２空気通路、１４…ボール、１５…第１連結部、
１６…第２連結部、１７…ボール密着部、１８…第１補
助空気通路、２０…吸着パッド、２３…フィルター、３
０…第２補助空気通路、３２…第３補助空気通路、３３
…第３連結部、３４…第４連結部、４０…本体、４１…
チャンバ、ＶＵ…吸着ユニット、Ｗ、Ｗ１、Ｗ２…ワー
ク、ＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３…真空把持装置、ＶＤ４…
従来例に係る真空把持装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、 そのシリンダが有する径よりも小さな径を有し、前記シ
   リンダの一端と第１連結部を介して連結されている第１
   空気通路と、 前記シリンダ内部において遊動可能に備えられ、前記第
   １空気通路を閉塞する球状閉塞部材と、 前記シリンダが有する径よりも小さな径を有し、前記シ
   リンダの他端と連結され、前記球状閉塞部材にて閉塞可
   能な第２空気通路と、 前記シリンダの他端と前記第２空気通路との第２連結部
   に形成され、前記球状閉塞部材にて閉塞不能な第１補助
   空気通路とを備えたことを特徴とする真空把持装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された真空把持装置にお
   いて、 前記第１連結部には、前記第１空気通路と前記球状閉塞
   部材とを密着させるための球状閉塞部材密着部が形成さ
   れていることを特徴とする真空把持装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載された真
   空把持装置において、 前記第１連結部の近傍には、前記シリンダと前記第１空
   気通路とを連通する第２補助空気通路が形成されている
   ことを特徴とする真空把持装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のうちいずれかの
   請求項に記載された真空把持装置において、 前記第２空気通路の外部側には、ワークの吸着を容易な
   らしめる吸着部材が装着されていることを特徴とする真
   空把持装置。
5. 【請求項５】 シリンダ室と、そのシリンダ室が有する
   径よりも小さな径を有するとともに、前記シリンダ室の
   一端と第３連結部を介して連結されている第３空気通路
   と、前記シリンダ室内部において遊動可能に備えられ、
   前記第３空気通路を閉塞する球状閉塞部材と、前記シリ
   ンダ室が有する径よりも小さな径を有し、前記シリンダ
   室の他端と連結され、前記球状閉塞部材にて閉塞可能な
   第４空気通路と、前記シリンダ室の他端と前記第４空気
   通路との第４連結部に形成され、前記球状閉塞部材にて
   閉塞不能な第３補助空気通路とを備えてなる吸着ユニッ
   トが同一面内に複数配設され、 その複数の吸着ユニットの各第３空気通路は、チャンバ
   と連結されていることを特徴とする真空把持装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載された真空把持装置にお
   いて、 前記第３連結部には、前記第３空気通路と前記球状閉塞
   部材とを密着させるための球状閉塞部材密着部が形成さ
   れていることを特徴とする真空把持装置。
7. 【請求項７】 請求項５または請求項６に記載された真
   空把持装置において、 前記各第４空気通路の外部側には、ワークの吸着を容易
   ならしめる吸着部材が装着されていることを特徴とする
   真空把持装置。