JP2001315082A - 吸着パッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークに損傷を与えることなく大きな吸着力
で吸着でき、吸着状態でのワークの径方向へのずれを制
限できる吸着パッドを得る。 【解決手段】 吸着パッド１０は、基部１２と蛇腹部１
４及びスカート部１６を有する。基部１２からは、スカ
ート部１６に向かう方向に略円筒状の内側円筒部１８が
延出されている。ワーク１００を吸着した状態では、内
側円筒部１８の外周面１８Ａとスカート部１６の内周面
１６Ｂとが対向するため、スカート部１６及びワーク１
００の径方向への移動が制限される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空発生源に接続
され、負圧によってワーク（被吸着物）を吸着し、保持
する吸着パッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場等でワーク（被吸着物）を搬
送するために、真空発生源に接続された吸着パットが用
いられている。図７には、従来の吸着パッドの一例が断
面図にて示されている。

【０００３】この吸着パッド１１０では、真空吸引ポン
プ等の真空発生源に、パイプやチューブなどを介して接
続される基部１１２と、この基部１１２に一体的に設け
られた蛇腹部１１４、及び蛇腹部１１４からさらに一体
的に設けられた略円錐状のスカート部１１６を有してい
る。この吸着パッド１１０によってワークを吸着する場
合には、スカート部１１６の外縁部１１６Ｔをワーク１
００に密着させた状態で真空発生源を作動させ、基部１
１２から真空発生源によって吸着パッド１１０内の空気
を吸引する。これにより、吸着パッド１１０内が減圧さ
れ、スカート部１１６の密着面側に高い吸引力が発生で
きるようになる。特に、図７に示す吸着パッド１１０で
は蛇腹部１１４が設けられているため、吸引時に蛇腹部
１１４が軸方向に縮むことで、ワークに損傷を与えるこ
となく、大きな吸着力が得られる。

【０００４】しかし、蛇腹部１１４は軸方向に変形する
だけでなく、径方向にも変形してしまうため、ワークを
吸着した状態で、スカート部１１６とワークとが一体で
基部１１２に対して径方向に移動する。従って、吸着状
態でワークの保持位置にずれが生じたり、ワークに作用
した力によってワークが不用意に移動したりして作業性
が低下することがあった。

【０００５】このようなワークの位置ずれを防止するた
めには、例えば蛇腹部１１４の肉厚を厚くして、径方向
に変形しないようにすることが考えられる。しかし、蛇
腹部１１４の肉厚を厚くすると、軸方向にも変形し難く
なるため、より大きな吸引力で吸引する必要が生じる。
また、吸着パッド１１０としても重量増になり、製造コ
ストが高くなったり、作業性が低下したりする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事実を
考慮し、ワークに損傷を与えることなく大きな吸着力で
吸着でき、吸着状態でのワークの径方向へのずれを制限
できる吸着パッドを得ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、略筒状に形成され真空発生源に接続される基部と、
前記基部と一体的に設けられられ基部の軸方向に伸縮可
能な蛇腹部と、前記蛇腹部と一体的に設けられたスカー
ト部と、前記基部に設けられ、前記蛇腹部が縮んだ状態
で前記スカート部と径方向に対向する対向部と、を有す
ることを特徴とする。

【０００８】この吸着パッドでは、スカート部をワーク
に密着させた状態で、基部から真空発生源によって吸着
パッド内を吸引すると、スカート部内が減圧されるの
で、ワークを吸着することができる。このとき、蛇腹部
が基部の軸方向に縮むことで、ワークに損傷を与えるこ
となく、大きな吸着力で吸着できる。

【０００９】基部には対向部が設けられており、吸着状
態、すなわち蛇腹部が縮んだ状態で、この対向部がスカ
ート部と径方向に対向する。このため、基部に対してス
カート部が径方向にずれると、スカート部が対向部に接
触して、ずれが一定範囲に制限される。このため、スカ
ート部に密着して吸着されたワークの径方向へのずれも
一定範囲に制限される。

【００１０】ワークの径方向へのずれを制限するために
蛇腹部の肉厚を厚くする必要がないので、吸着パッドの
重量増を招かず、製造コストが上昇したり作業性が低下
したりすることもない。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記対向部が、前記蛇腹部よりも径
方向内側に設けられた内側対向部とされていることを特
徴とする。

【００１２】このように、対向部を蛇腹部よりも径方向
内側に設けると、吸着パッドの外形に変化がないので、
吸着パッドが設けられた装置（荷役装置等）の構造を変
更することなく、本発明の吸着パッドを使用できる。

【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明において、前記内側対向部に、この内側対向部
の径方向内側と径方向外側とを連通する連通部が形成さ
れていることを特徴とする。

【００１４】従って、吸着過程において対向部の先端が
ワークに密着した場合でも、連通部を通して対向部の外
側を吸引でき、ワークとスカート部との間を確実に減圧
できる。また、吸着を解除する場合でも、連通部を通し
てワークとスカート部との間に空気を送り込むことで、
確実に吸着解除できる。

【００１５】請求項４に記載の発明では、請求項１〜請
求項３のいずれかに記載の発明において、前記対向部
が、前記蛇腹部よりも径方向外側に設けられた外側対向
部とされていることを特徴とする。

【００１６】このように対向部を外側円筒部とした場合
であっても、基部に対してスカート部が径方向にずれる
と、スカート部が外側円筒部に接触して、ずれが一定範
囲に制限されため、ワークの径方向へのずれも一定範囲
に制限することができる。

【００１７】請求項５に記載の発明では、請求項１〜請
求項４のいずれかに記載の発明において、前記蛇腹部の
自然状態で、前記対向部と前記スカート部との径方向の
距離が０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下とされていることを特
徴とする。

【００１８】このように、対向部とスカート部との径方
向の距離を１ｍｍ以下とすることで、対向部に対するス
カート部のずれの量も一定範囲に制限されるので、スカ
ート部に密着して吸着されたワークの径方向へのずれも
一定範囲に制限される。

【００１９】また、この距離を０．５ｍｍ以上とするこ
とで、蛇腹部が縮んで対向部とスカート部とが接近する
（対向した状態に近づく）過程で、これらが不用意に接
触することが防止される。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１〜図３には、本発明の第１実
施形態の吸着パッド１０が自然状態（ワークを吸着して
いない状態）で示されている。また、図３には、吸着パ
ッド１０がワーク１００を吸着した状態で示されてい
る。

【００２１】吸着パッド１０は、略円筒状に形成された
基部１２と、基部１２に一体的に形成された蛇腹部１
４、及び蛇腹部１４に一体的に形成さえたスカート部１
６を有している。基部１２、蛇腹部１４、スカート部１
６及び後述する内側円筒部１８は、ウレタン系のエラス
トマーやゴム等の弾性材料によって成形されている。
な、各図面において、基部１２の軸方向に沿った中心を
中心線Ｊで示している。

【００２２】図３及び図４に示すように、基部１２の内
側には、取付部材２０が装着される。取付部材２０の一
端側には雄ねじ２２が形成されており、この雄ねじ２２
が基部１２から突出している。雄ねじ２２には、ロボッ
トアーム等の荷役装置（図示省略）が取りつけられる。
また、取付部材２０には軸方向に沿って吸引孔２４が形
成されており、この吸引孔２４を介して、真空ポンプ等
の真空発生源により吸着パッド１０内が吸引される。

【００２３】取付部材２０の他端は、雄ねじ２２よりも
大径の円板状に形成された円板部２６とされている。円
板部２６は、基部１２の他端側の内面に形成された大径
部１２Ｂに内側から接触して、基部１２を補強すると共
に、後述する内側円筒部１８の径方向内側への変形を制
限している。

【００２４】蛇腹部１４は、基部１２軸方向他端から、
基部１２と一体的に形成されている。図４に示すよう
に、吸着パッド１０内を減圧すると、蛇腹部１４が軸方
向に縮む。これにより、ワーク１００を吸着して保持す
るときに、ワーク１００に損傷を与えることなく、大き
な吸着力で吸着できるようになっている。

【００２５】スカート部１６は、蛇腹部１４から略円錐
形状に広がるように形成されている。スカート部１６の
内面は密着面２８とされており、スカート部１６の外縁
部１６Ｔをワーク１００に接触させて吸着パッド１０内
を吸引すると、密着面２８がワーク１００に密着する。

【００２６】図２に詳細に示すように、密着面２８に
は、周方向に沿って断面が略矩形状の凹部３０が形成さ
れており、さらに、一定の間隔（中心角）で配置された
断面矩形状の複数個の凹部３２が径方向沿って形成され
ている。このような凹部３０、３２を形成したことで、
ワーク１００の表面に油膜や水滴等が付着している場合
でも、密着面２８がワーク１００に密着した際、ワーク
１００の表面の油膜等が凹部３０、３２に入り込むた
め、ワークを確実に吸着することができる。なお、凹部
３０、３２は、それぞれ幅を０．５ｍｍ以上、深さを
０．３ｍｍ以上とすると、凹部３０、３２の断面積が広
く確保されるため、ワーク１００の表面に付着した油膜
や水滴等付をより確実に排除でき、好ましい。

【００２７】スカート部１６の密着面２８のうち、凹部
３０と凹部３２とに囲まれた領域には微小な凹凸がラン
ダムに形成されており、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定す
る算術平均粗さ（Ｒａ）で２５〜１００μｍ程度の凹凸
面３４とされている。このような表面粗さの凹凸面３４
を設けたことで、密着面２８とワーク１００との密着部
分での摩擦抵抗が増加し、滑りに対する制動作用が向上
するため、ワーク１００を吸着した状態で、ワーク１０
０がスカート部１６に対して滑って移動することを防止
できる。

【００２８】基部１２の他端からは、スカート部１６に
向かう方向に、略円筒状の内側円筒部１８が一体的に延
出されている。図３に示すように、吸着パッド１０の自
然状態では、内側円筒部１８の外周面１８Ａと、スカー
ト部１６の内周面１６Ｂとの径方向（中心線Ｊと直交す
る方向）の距離Ｄ１が０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる
ように、内側円筒部１８の外径が決められている。

【００２９】また、内側円筒部１８の長さＬ１は、図４
に示すように吸着状態で内側円筒部１８の先端１８Ｔが
ワーク１００に接触するが、内側円筒部１８自体がワー
ク１００に押されて変形することがない（若しくは変形
がごくわずかに留まる）ように、所定の長さとされてい
る。そして、吸着状態では、内側円筒部１８の外周面
と、スカート部１６の内周面とが対向するようになって
いる。

【００３０】内側円筒部１８の内周面１８Ｂには、取付
部材２０の円板部２６が接触しており、内側円筒部１８
の径方向内側への変形を制限している。

【００３１】内側円筒部１８の先端には、周方向に所定
間隔をあけて、１つ又は複数（本実施形態では４つ）の
凹部３６が形成されている。凹部３６は、内側円筒部１
８の先端がワーク１００に密着した状態でも、内側円筒
部１８の径方向内側と径方向外側とを連通して、空気が
流動できるようにしている。

【００３２】次に、本実施形態の吸着パッド１０の作用
を説明する。

【００３３】吸着パッド１０を使用してワーク１００を
吸着し保持するときには、まず、図３に示すように、ス
カート部１６の外縁部１６Ｔをワーク１００に密着さ
せ、基部１２から真空発生源によって吸着パッド１０内
を吸引する。

【００３４】吸引によって吸着パッド１０内が減圧され
るため蛇腹部１４が軸方向に縮み、密着面２８及び内側
円筒部１８とワーク１００とが徐々に接近する。

【００３５】吸引途中で内側円筒部１８の先端１８Ｔが
ワーク１００に密着するが、内側円筒部１８には凹部３
６が形成されており、内側円筒部１８の径方向内側と径
方向外側とを空気が流動できるようになっているので、
さらに吸着パッド１０内を吸引するとスカート部１６の
密着面２８とワーク１００の表面との間の空間が減圧さ
れる。そして、密着面２８がワーク１００の表面に密着
し、ワーク１００が吸引、保持される。また、蛇腹部１
４が縮むことで、ワーク１００に損傷を与えることなく
大きな吸着力を発揮して、ワーク１００を吸着できる。

【００３６】このとき、内側円筒部１８の外周面１８Ａ
とスカート部１６の内周面１６Ｂとは、所定の間隙をあ
けて対向する。このため、ワーク１００が基部１２に対
して径方向に移動しようとしても、わずかに移動したと
ころで内側円筒部１８の外周面１８Ａとスカート部１６
の内周面１６Ｂとが接触し、スカート部１６の移動が一
定範囲内に制限される。これにより、ワーク１００の基
部１２に対する径方向のずれも一定範囲に制限される。
特に、内側円筒部１８の内周面１８Ｂに取付部材２０の
円板部２６が接触して内側円筒部１８の径方向内側への
変形を制限しているので、内側円筒部１８は径方向内側
へ不用意に変形しない。従って、スカート部１６及びワ
ーク１００の径方向へのずれは確実に制限される。

【００３７】しかも、このようにワーク１００の径方向
へのずれを一定範囲に制限するために、蛇腹部１４の肉
厚を厚くする必要がないので、真空発生源等の吸引力を
高める必要がない。また、吸着パッド１０として重量増
を招かないので、製造コストが高くなったり、吸着作業
の作業性が低下したりすることもない。

【００３８】加えて、本実施形態の吸着パッド１０で
は、内側円筒部１８（対向部）が蛇腹部１４よりも径方
向内側に設けられており、吸着パッド１０の外形には変
化がない。このため、吸着パッド１０が設けられた荷役
装置等の構造を変更することなく、本実施形態の吸着パ
ッド１０を使用できる。

【００３９】吸着状態を解除する場合には、真空発生源
から空気を送りこむ等により、吸着パッド１０内を大気
圧に開放する。この場合にも、内側円筒部１８に形成さ
れた凹部３０により、スカート部１６とワーク１００と
の間に確実に空気が流入するので、容易に吸着状態を解
除できる。

【００４０】なお、ワーク１００及びスカート部１６の
基部１２に対する径方向のずれを確実に防止するために
は、本実施形態のように、内側円筒部１８の外周面１８
Ａと、スカート部１６の内周面１６Ｂとの径方向の距離
Ｄ１が１ｍｍ以下とされていることが好ましい。すなわ
ち、この距離が１ｍｍ以下の場合には、内側円筒部１８
の外周面１８Ａとスカート部１６の内周面１６Ｂとが対
向した状態（図４に示す吸引状態）においても、これら
の間隙が一定範囲に制限される（一般的には、吸引によ
ってスカート部１６が径方向内側に移動するため、自然
状態よりも吸引状態の方がこの間隔は狭くなる）。この
ため、ワーク１００及びスカート部１６の径方向へのず
れをより確実に防止できる。

【００４１】また、この距離Ｄ１が０．５ｍｍ以上とさ
れていると、吸引過程において内側円筒部１８がワーク
１００に徐々に近づくときに基部１２がスカート部１６
に対して径方向にわずかにずれていても、内側円筒部１
８がスカート部１６に不用意に接触することが防止され
る。

【００４２】本発明の連通部としては、内側円筒部１８
の先端１８Ｔがワーク１００に密着した状態で、内側円
筒部１８の径方向内側と径方向外側とを連通していれば
よく、例えば、内側円筒部１８を厚み方向に貫通する単
なる貫通孔であってもよい。

【００４３】図５には、本発明の第２実施形態の吸着パ
ッド６０が示されている。以下、第１実施形態と同一の
構成要素、部材等については同一符号を付して説明を省
略する。

【００４４】第２実施形態の吸着パッド６０では、第１
実施形態の内側円筒部１８は設けられておらず、これに
代えて、基部１２の外周面１２Ａから、円板状のフラン
ジ部６２が一体的に延出され、さらにフランジ部６２の
外周からスカート部１６に向かって外側円筒部６４が一
体的に形成されている。

【００４５】図６から分かるように、外側円筒部６４の
内径は、吸着パッド１０がワーク１００を吸着して保持
した状態で、外側円筒部６４の内周面６４Ｂとスカート
部１６の外周面１６Ａとの径方向の距離Ｄ２が０．５ｍ
ｍ以上１ｍｍ以下となるように、所定の形状とされてい
る。

【００４６】また、外側円筒部６４の長さは、図６に示
すように吸着状態で外側円筒部６４の先端６４Ｔがワー
ク１００に接触するが、外側円筒部６４自体がワーク１
００に押されて変形することがない（若しくは変形がご
くわずかに留まる）ように、所定の長さとされている。
そして、吸着状態では、外側円筒部６４の外周面６４Ａ
と、スカート部１６の外周面１６Ｂとが対向するように
なっている。

【００４７】上記以外は、第１実施形態の吸着パッド１
０と同一構成とされている。

【００４８】このような構成とされた第２実施形態の吸
着パッド６０においても、ワーク１００を吸着し保持す
るときには第１実施形態の吸着パッド１０と同様、スカ
ート部１６の外縁部１６Ｔをワーク１００に密着させ、
基部１２から真空発生源によって吸着パッド６０内を吸
引する。蛇腹部１４が軸方向に縮み、密着面２８及び外
側円筒部６４とワーク１００とが徐々に接近する。さら
に吸着パッド１０内を吸引すると、密着面２８がワーク
１００の表面に密着し、ワーク１００が吸引、保持され
る。また、蛇腹部１４が縮むことで、ワーク１００に損
傷を与えることなく大きな吸着力を発揮して、ワーク１
００を吸着できる。

【００４９】また、外側円筒部６４の先端６４Ｔがワー
ク１００に密着し、外側円筒部６４の内周面６４Ｂとス
カート部１６の外周面１６Ａとが所定の間隔をあけて対
向するので、スカート部１６の径方向への移動が一体範
囲に制限され、ワーク１００の基部１２に対する径方向
のずれも一定範囲に制限される。第１実施形態の吸着パ
ッド１０と同様、ワーク１００の径方向へのずれを一定
範囲に制限するために、蛇腹部１４の肉厚を厚くする必
要がないので、真空発生源等の吸引力を高める必要がな
い。また、吸着パッド１０として重量増を招かないの
で、製造コストが高くなったり、吸着作業の作業性が低
下したりすることもない。

【００５０】吸着状態を解除する場合にも、第１実施形
態の吸着パッド１０と同様、真空発生源から空気を送り
こむ等により、吸着パッド１０内を大気圧に開放し、容
易に吸着状態を解除できる。

【００５１】なお、上記説明では、本発明の対向部の例
として、円筒状に形成された内側円筒部１８及び外側円
筒部６４を挙げたが、要するに蛇腹部１４が縮んだ状態
（ワーク１００にスカート部１６の密着面２８が密着し
た状態）で、スカート部１６と径方向に対向するように
なっていれば、吸着状態でのスカート部１６及びワーク
１００の径方向への移動（ずれ）を一定範囲に制限でき
る。従って、本発明の対向部としては、このような条件
を満たしていればよく、例えば基部１２から延出された
複数本の棒状部材や壁状部材であってもよい。特に本発
明の各実施形態のように対向部を円筒状に形成すると、
スカート部１６の全周にわたって対向部が配置されてい
ることになるので、より効果的にスカート部１６及びワ
ーク１００のずれを制限することができる。

【００５２】また、吸着パッドの用途等によっては、ス
カート部１６として角錐状のものも使用されることがあ
る。この場合には、本発明の対向部としてもスカート部
１６に形状に対応した形状（例えば角筒状）とすればよ
い。

【００５３】吸着パッドの全体的形状も、上記したもの
に限定されない。例えば、蛇腹部１４が基部１２の軸方
向一端側（図３における上端側）から延出された形状
（従って、基部１２が蛇腹部１４に埋め込まれたように
なっている）とされていたり、基部１２の外周面１２Ａ
が蛇腹部１４の外周面から連続するように基部１２が円
錐状に形成されていもよい。また、蛇腹部１４として
も、上記した１段のものだけでなく、さらに多くの段を
有するものであってもよい。

【００５４】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、ワークに
損傷を与えることなく大きな吸着力で吸着できると共
に、吸着状態でのワークの径方向へのずれを制限でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の吸着パッドを自然状態
で示す斜視図である。

【図２】本発明の第１実施形態の吸着パッドを自然状態
で示す底面図である。

【図３】本発明の第１実施形態の吸着パッドを自然状態
で示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】本発明の第１実施形態の吸着パッドを吸着状態
で示す断面図である。

【図５】本発明の第２実施形態の吸着パッドを自然状態
で示す断面図である。

【図６】本発明の第２実施形態の吸着パッドを吸着状態
で示す断面図である。

【図７】従来の吸着パッドを自然状態で示す断面図であ
る。

【図８】従来の吸着パッドを吸着状態で示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 吸着パッド １２ 基部 １４ 蛇腹部 １６ スカート部 １８ 内側円筒部（対向部） ３６ 凹部（連通部） ６０ 吸着パッド ６４ 外側円筒部（対向部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 穂満 正博 東京都大田区矢口３丁目33番９号 株式会 社妙徳内 (72)発明者 中森 俊雄 東京都大田区下丸子２丁目６番18号 株式 会社妙徳内 Ｆターム(参考） 3C007 DS01 FS01 FT06 FT16 FU01 GU03 3F061 AA01 CA01 CB02 CB12 CC01 DC03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略筒状に形成され真空発生源に接続され
   る基部と、 前記基部と一体的に設けられられ基部の軸方向に伸縮可
   能な蛇腹部と、 前記蛇腹部と一体的に設けられたスカート部と、 前記基部に設けられ、前記蛇腹部が縮んだ状態で前記ス
   カート部と径方向に対向する対向部と、 を有することを特徴とする吸着パッド。
2. 【請求項２】 前記対向部が、前記蛇腹部よりも径方向
   内側に設けられた内側対向部とされていることを特徴と
   する請求項１に記載の吸着パッド。
3. 【請求項３】 前記内側対向部に、この内側対向部の径
   方向内側と径方向外側とを連通する連通部が形成されて
   いることを特徴とする請求項２に記載の吸着パッド。
4. 【請求項４】 前記対向部が、前記蛇腹部よりも径方向
   外側に設けられた外側対向部とされていることを特徴と
   する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の吸着パッ
   ド。
5. 【請求項５】 前記蛇腹部の自然状態で、前記対向部と
   前記スカート部との径方向の距離が０．５ｍｍ以上１ｍ
   ｍ以下とされていることを特徴とする請求項１〜請求項
   ３のいずれかに記載の吸着パッド。