JP3531521B2 - 真空圧力調整装置 - Google Patents

真空圧力調整装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空圧力によって
作動する流体圧機器に対し、調整された所定の真空圧力
を供給することが可能な真空圧力調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば、真空圧力の作用下に
吸着用パッド等の吸着手段を用いてワークを吸着・搬送
することが行われている。前記吸着用パッドに対して真
空ポンプから真空圧力を供給する場合、真空ポンプと吸
着用パッドとの間には、真空ポンプからの真空圧力を所
定の値に調整して吸着用パッドに供給する、例えば、真
空レギュレータ等の真空圧力調整装置が設けられる。
【０００３】ここで、この種の従来技術に係る真空レギ
ュレータを図４に示す（特開平７−２９５６５５号公報
参照）。
【０００４】この真空レギュレータ１は、真空ポンプ等
の真空圧力供給源２に接続される真空ポート３と吸着用
パッド等の真空圧作動機器４に接続される調圧ポート５
とが形成されたハウジング６を備える。
【０００５】前記ハウジング６内の中央部には軸線方向
に沿って延在する孔部７が形成され、前記孔部７内には
弁軸８が摺動自在に設けられる。前記弁軸８には、第１
圧縮コイルばね９のばね力によって弁座１０に着座する
ように付勢された弁体１１が連結され、前記弁体１１に
は、ゴム等の弾性体からなり、前記弁座１０に当接する
シール部材１２が固着されている。この場合、前記弁体
１１は、第１圧縮コイルばね９のばね力によって、常
時、弁閉状態となるように付勢されており、弾性体から
なる前記シール部材１２が環状の突起部からなる弁座１
０に食い込んだ状態で着座している（図５参照）。
【０００６】前記ハウジング６内には、連通孔１３を介
して外部に連通する大気室１４と、バイパス孔１５を介
して調圧ポート５に連通する真空室１６とがダイヤフラ
ム１７によって区画形成されている。
【０００７】前記ダイヤフラム１７と一体的に変位する
連動ディスク１８には、前記弁軸８により開閉される連
通ポート１９が形成されている。また、ハウジング６の
内部には、弁体１１に対して弁座１０から離間する方向
に付勢するばね力を有する第２圧縮コイルばね２０が配
設され、前記第２圧縮コイルばね２０は、ハンドル２１
によりそのばね力が調整されるように設けられている。
【０００８】この場合、前記第２圧縮コイルばね２０に
よって調圧ポート５の真空圧力が設定され、前記真空圧
力が所定圧以下となったときには、大気が調圧ポート５
に供給されるように設けられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術に係る真空レギュレータ１では、弁体１１が弁
閉状態にある場合、第１圧縮コイルばね９のばね力によ
って該弁体１１のシール部材１２が弁座１０に食い込ん
だ状態にあるため、ハンドル２１を回動操作し所定の真
空圧力を微調整してもその応答感度が鈍いという不都合
がある。
【００１０】すなわち、ある所定の真空圧力を微調整さ
れた他の真空圧力に再設定する場合、弁体１１が弁座１
０から確実に離間して弁開状態とし、真空ポート３と調
圧ポート５とを連通させて前記調圧ポート５から導出さ
れる真空圧力を変化させることが必要である。前記弁体
１１が弁開状態となるためには、まず、弁座１０に対し
てシール部材１２が食い込んでいる分だけ弁体１１が僅
かに変位し、続いて、前記弁体１１のシール部材１２が
弁座１０から離間して所定のクリアランスが形成される
必要がある。
【００１１】従来技術に係る真空レギュレータ１では、
弁座１０に対してシール部材１２が食い込んでいる分だ
け弁体１１が僅かに変位しても真空圧力が変化しない、
いわゆる不感帯が生じるため、真空圧力が変化を開始す
るまでに時間がかかり、応答速度が遅くなるという不都
合がある。
【００１２】また、従来技術に係る真空レギュレータ１
では、ある所定の真空圧力を微調整して他の真空圧力に
再設定した場合、前記不感帯が生じるために、再設定さ
れた真空圧力の設定精度が劣るとともに、その設定作業
に多くの時間を要し煩雑であるという不都合がある。
【００１３】本発明は、前記の不都合を克服するために
なされたものであり、不感帯を減少させることにより応
答感度および設定精度を向上させ、しかも真空圧力の設
定作業を簡便に遂行することが可能な真空圧力調整装置
を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、真空圧力によって作動する流体圧機器
に対し、調整された所定の真空圧力を供給する真空圧力
調整装置であって、真空圧力供給源に接続される真空ポ
ートと、真空圧作動機器に接続される調圧ポートと、大
気に連通する大気ポートとを有するハウジングと、前記
ハウジングの軸線方向に沿った一端部に回動自在に設け
られたハンドルを有し、前記ハンドルの回動作用下に所
定の真空圧力を設定する操作部と、前記ハウジングの内
部に軸線方向に沿って変位自在に設けられ、着座部に着
座することにより、前記真空ポートと前記調圧ポートと
の連通を遮断する弁体と、前記大気ポートから導入され
た大気を、着座部に着座する弁体と前記着座部との間を
経由して真空ポート側に向かって吸引することにより、
前記着座部に着座する前記弁体の食い込みを阻止する大
気吸引手段と、を備え、前記大気吸引手段は、大気ポー
トから導入された大気をダイヤフラムによって閉塞され
た真空室に導入するブリード通路と、前記真空室に導入
された大気を調圧ポートに導入するフィードバック通路
とを含み、弁体が着座部に着座した弁閉状態にある場
合、前記調圧ポートに導入された大気は、着座部と弁体
との間のクリアランスを介して真空ポート側に向かって
吸引されることを特徴とする。
【００１５】
【００１６】また、前記大気吸引手段には、吸引される
大気の流量を微小量に絞る絞り孔が形成された絞り部材
を設けると好適である。
【００１７】本発明によれば、弁体が着座部に着座した
弁閉状態にある場合、ブリード通路を介して大気ポート
から導入された大気をダイヤフラムによって閉塞された
真空室に導入し、続いて、フィードバック通路を介して
前記真空室に導入された大気を調圧ポートに導入し、さ
らに、前記調圧ポートに導入された大気は、着座部と弁
体との間のクリアランスを介して真空ポート側に向かっ
て吸引されることにより、前記着座部に着座部に着座す
る前記弁体の食い込みが阻止される。
【００１８】この結果、真空圧力が変化しない、いわゆ
る不感帯を減少させることにより、応答感度および設定
精度が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明に係る真空圧力調整装置に
ついて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しな
がら以下詳細に説明する。
【００２０】図１において、参照数字３０は、本発明の
実施の形態に係る真空レギュレータを示す。
【００２１】この真空レギュレータ３０は、基本的に
は、略直方体状を呈するボデイ部３２と、前記ボデイ部
３２の上部に一体的に連結されるボンネット３４と、前
記ボンネット３４の上部側に回動自在に設けられる操作
部３６とから構成される。なお、前記ボデイ部３２およ
びボンネット３４は、ハウジングとして機能するもので
ある。
【００２２】ボデイ部３２は、シール部材３８を介して
一体的に積層された第１ボデイ４０および第２ボデイ４
２を有し、前記第１ボデイ４０の相互に対向する両側面
には、真空圧力供給源４４に接続される真空ポート４６
と吸着用パッド等の真空圧作動機器４８に接続される調
圧ポート５０とが所定間隔離間して同軸状に形成されて
いる。前記真空ポート４６と調圧ポート５０との間に
は、該真空ポート４６と調圧ポート５０とを連通させる
連通路５２が形成される。
【００２３】なお、前記第１ボデイ４０には、底面部に
形成された孔部５４を閉塞する閉塞部材５６が螺入さ
れ、前記閉塞部材５６には後述する弁体５８の端部が摺
動するガイド孔６０が形成されている。
【００２４】前記ボデイ部３２の略中央部には、軸線方
向に沿って延在する孔部６２が形成され、前記孔部６２
に沿って弁体５８が変位自在に設けられる。前記弁体５
８の中間部には徐々に直径が拡径する傘部６４が形成さ
れ、前記傘部６４の傾斜面には、例えば、ゴム等の弾性
体からなるシール部材６６が固着されている。第１ボデ
イ４０の略中央部には、環状の凸部からなる着座部６８
が形成され、前記着座部６８に前記弁体５８のシール部
材６６が着座することにより連通路５２が遮断される。
【００２５】前記弁体５８には、傘部６４に近接してリ
ング体７１が嵌合され、前記リング体７１と閉塞部材５
６の環状凹部７３との間に第１ばね部材７４が係着され
る。該弁体５８は、前記第１ばね部材７４のばね力によ
って該弁体５８のシール部材６６が着座部６８に着座し
て、常時、弁閉状態となるように付勢されている。
【００２６】ボデイ部３２とボンネット３４との間に
は、前記弁体５８を着座部６８から離間する方向に向か
って付勢する第２ばね部材７５を介してダイヤフラム７
２が介装され、前記ダイヤフラム７２の膨出した周縁部
７７は、第２ボデイ４２に形成された環状凹部とボンネ
ット３４の壁面との間で挟持される。前記ダイヤフラム
７２の上部側には、ボンネット３４によって閉塞され、
フィードバック通路７６によって調圧ポート５０に連通
する真空室７８が設けられ、該ダイヤフラム７２の下部
側には、通路８０を介して大気と連通する大気室８２が
設けられる。従って、第２ボデイ４２およびボンネット
３４によって閉塞された内部空間は、ダイヤフラム７２
を間にして上部側の真空室７８と下部側の大気室８２と
に区画形成されている。なお、前記大気室８２には、ダ
イヤフラム７２を上方に向かって押圧する第３ばね部材
８４が配設されている。
【００２７】この場合、前記真空室７８は、ボデイ部３
２に設けられたブリード通路８６を介して大気ポート８
８に連通するように設けられているとともに、フィード
バック通路７６を介して調圧ポート５０と連通するよう
に設けられている。前記ブリード通路８６には、図２に
示されるように、微小な直径からなるブリード孔（絞り
孔）９０が形成された絞り部材９２が設けられ、前記ブ
リード孔９０によって真空室７８に流入する大気の吸い
込み量が絞られる。なお、参照符号９４ａ、９４ｂは、
ブリード通路８６およびフィードバック通路７６にそれ
ぞれ介装されたシールリングを示し、参照符号９５は、
ブリード通路８６およびフィードバック通路７６を気密
に保持するボール状の栓部材を示す。
【００２８】前記ダイヤフラム７２には、上面側と下面
側との間で該ダイヤフラム７２の中央部を挟持する一組
のディスク部材９６、９８が設けられ、下面側のディス
ク部材９８には真空室７８と大気室８２とを連通させる
貫通孔によって連通ポート１００が形成されている。前
記連通ポート１００は、弁体５８の一端部がディスク部
材９８の着座部１０２に着座することにより閉塞され、
前記弁体５８の一端部が着座部１０２から離間すること
により開成するように設けられている。
【００２９】なお、参照符号１０４は、弁体５８の外周
部を囲繞することにより大気室８２を気密に保持するシ
ール部材を示し、参照符号１０６は、前記シール部材１
０４を係止するリング体を示す。
【００３０】操作部３６は、ボンネット３４の上部に回
動自在に設けられた真空圧力設定用のハンドル１０８
と、断面角形状の一端部１１０が前記ハンドル１０８の
断面角形状の孔部内に嵌合され、外周面にねじ部１１２
が刻設された軸部材１１４と、ハンドル１０８の回動作
用下に前記ねじ部１１２に螺回して軸部材１１４の軸線
方向に沿って変位するばね受け部材１１６とを有する。
【００３１】本発明の実施の形態に係る真空レギュレー
タ３０は、基本的には以上のように構成されるものであ
り、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３２】まず、図１に示されるように、チューブ等
を介して真空ポート４６に真空圧力供給源４４を接続
し、一方、調圧ポート５０に、例えば、吸着用パッド等
の真空圧作動機器４８を接続しておく。
【００３３】このような準備作業を終了した後、ハンド
ル１０８を所定方向に回動させ、軸部材１１４を螺回す
るばね受け部材１１６の変位作用下に第２ばね部材７５
のばね力によってダイヤフラム７２が下方側に押圧さ
れ、前記ダイヤフラム７２および弁体５８が一体的に下
方側に変位し、前記弁体５８が着座部６８から離間する
ことにより連通路５２が開成され、真空ポート４６と調
圧ポート５０とが連通する。
【００３４】この結果、ダイヤフラム７２の調圧作用下
に調圧された真空圧力が調圧ポート５０に接続された真
空圧作動機器４８に安定して供給される。
【００３５】なお、前記調圧ポート５０から真空圧作動
機器４８に供給される真空圧力は、フィードバック通路
７６を介して真空室７８に導入されるため、前記真空室
７８の真空圧力は調圧ポート５０と略同圧に設定され
る。この場合、真空室７８内に導入された真空圧力の作
用下に、ダイヤフラム７２および一組のディスク部材９
６、９８には一体的に上方に向かって引き戻す力が付与
され、このダイヤフラム７２および一組のディスク部材
９６、９８を上方に向かって引き戻す力と第２ばね部材
７５のばね力とが平衡することにより、弁体５８が着座
部６８に着座して弁閉状態となり、予め設定された所望
の真空圧力が調圧ポート５０を介して真空圧作動機器４
８に供給される。
【００３６】ところで、ワークの吸着・搬送が終了して
吸着用パッドからワークが離脱したときのように、真空
圧作動機器４８に大気の吸い込みによる圧力変化が生じ
た場合、調圧ポート５０側の真空圧力が低下し、同時に
真空室７８の真空圧力も低下する。従って、ダイヤフラ
ム７２に付与される上方に向かって引き戻す力が減少
し、第２ばね部材７５のばね力との平衡状態がくずれ、
前記引き戻す力に対して第２ばね部材７５のばね力が打
ち勝った状態となる。
【００３７】このため、ダイヤフラム７２および一組の
ディスク部材９６、９８は、前記第２ばね部材７５のば
ね力の作用下に下方側に向かって変位し、前記ダイヤフ
ラム７２と一体的に弁体５８も下方側に向かって変位す
ることにより、該弁体５８が着座部６８から離間して弁
開状態となる。この結果、連通路５２を介して真空ポー
ト４６と調圧ポート５０とが連通し、調圧ポート５０側
の真空圧力が増大する。なお、大気の吸い込みが止まる
まで前記弁体５８は弁開状態を維持し、大気の吸い込み
が停止することにより弁体５８が弁閉状態となる。
【００３８】次に、例えば、調圧ポート５０から真空圧
作動機器４８に導出される真空圧力を低下させる（真空
圧力を大気圧側に変更する）ように調整する場合、ハン
ドル１０８を所定方向に回動させると、前記ハンドル１
０８の回動作用下に第２ばね部材７５のばね力が減少
し、ダイヤフラム７２に付与される上方に向かって引き
戻す力が前記第２ばね部材７５のばね力に打ち勝った状
態となる。従って、ダイヤフラム７２および一組のディ
スク部材９６、９８が上方に向かって変位することによ
り連通ポート１００が開成され、前記連通ポート１００
を介して大気室８２から真空室７８に向かって大気が流
入する。この結果、真空室７８内に大気が吸い込まれる
ことにより真空室７８の真空圧力が低下し、同時に、フ
ィードバック通路７６を介して真空室７８の真空圧力が
供給される調圧ポート５０の真空圧力も低下する。この
ように、ハンドル１０８の回動作用下に変化した第２ば
ね部材７５の新たなばね力とダイヤフラム７２に付与さ
れる上方に向かって引き戻す力とが再度平衡する時点で
連通ポート１００が閉塞し、再設定された真空圧力が調
圧ポート５０を介して真空圧作動機器４８に導出され
る。
【００３９】ところで、弁体５８が閉弁状態にある場
合、図３の矢印に示されるように、大気ポート８８から
吸い込まれた大気は、ブリード通路８６に設けられた絞
り部材９２のブリード孔９０によってその流通量が微小
量に絞られた後、ブリード通路８６に連通する真空室７
８に導入され、さらに、フィードバック通路７６を介し
て調圧ポート５０に供給される。この微小量の大気は、
さらに、着座部６８に着座する弁体５８を通過して真空
ポート４６側に吸引される。
【００４０】このように、弁体５８が閉弁状態にある場
合であっても、常時、微少量のエアーが着座部６８に着
座する弁体５８を通過して真空ポート４６側に吸引され
ることにより、弁体５８のシール部材６６と着座部６８
との間に微小なクリアランスが形成され、この微小なク
リアランスによって弁体５８のシール部材６６が着座部
６８に食い込むことが阻止される。
【００４１】換言すると、真空レギュレータ３０では、
第２ばね部材７５のばね力と真空室７８内の真空圧力の
作用下にダイヤフラム７２を上方に向かって引き戻す力
とが平衡することにより、真空圧力を設定圧に保持する
機能を有する。このため、大気ポート８８を通じて常時
吸い込まれているエアーは、その逃げとして弁体５８の
シール部材６６の着座部６８との間を通過することによ
り、前記シール部材６６と着座部６８との間に微小のク
リアランスが形成され、前記シール部材６６が着座部６
８に食い込むことが阻止される。
【００４２】従って、本実施の形態では、着座部６８に
対して弁体５８のシール部材６６が食い込んでいる分だ
け該弁体５８を僅かに変位させる必要がなく、従来技術
のように真空圧力が変化しない、いわゆる不感帯を減少
させ、弁閉状態を弁開状態に瞬時に切り換えることがで
きることにより、応答速度を向上させることができる。
【００４３】この結果、本実施の形態では、従来技術に
係る真空レギュレータ１と比較して応答感度を高めるこ
とができる。
【００４４】また、本実施の形態では、ある所定の真空
圧力を微調整して他の真空圧力に再設定した場合、前記
不感帯を減少させることにより、再設定された真空圧力
の設定精度が向上し、しかも、その設定作業を簡便に遂
行することができる。
【００４５】
【発明の効果】本発明に係る真空圧力調整装置によれ
ば、以下の効果が得られる。
【００４６】すなわち、大気吸引手段によって大気ポー
トから導入された微小量の大気が、着座部と弁体との間
を通過して真空ポート側に向かって、常時、吸引されて
いることにより、着座部に対して弁体が食い込んでいる
分だけ該弁体を僅かに変位させる必要がなく、真空圧力
が変化しない、いわゆる不感帯を減少させ、弁閉状態を
弁開状態に瞬時に切り換えることが可能となり、応答速
度を向上させることができる。この結果、従来技術に係
る真空レギュレータと比較して応答感度を高めることが
ことができる。
【００４７】また、ある所定の真空圧力を微調整して他
の真空圧力に再設定した場合、前記不感帯を減少させる
ことにより、再設定された真空圧力の設定精度が向上
し、しかも、その設定作業を簡便に遂行することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空レギュレータの
軸線方向に沿った縦断面図である。
【図２】図１の真空レギュレータに設けられたブリード
通路の拡大縦断面図である。
【図３】ブリード通路およびフィードバック通路等を介
して微小量のエアーが真空ポート側に吸い込まれる状態
を示す動作説明図である。
【図４】従来技術に係る真空レギュレータの軸線方向に
沿った縦断面図である。
【図５】図４の弁体が弁座に着座している状態を示す部
分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
３０…真空レギュレータ ３２…ボデイ部 ３４…ボンネット ３６…操作部 ３８、６６、９４ａ、９４ｂ、１０４…シール部材 ４０、４２…ボデイ ４４…真空圧力供給
源 ４６…真空ポート ４８…真空圧作動機
器 ５０…調圧ポート ５２…連通路 ５８…弁体 ６４…傘部 ６８、１０２…着座部 ７２…ダイヤフラム ７４、７５、８４…ばね部材 ７６…フィードバッ
ク通路 ７８…真空室 ８２…大気室 ８６…ブリード通路 ８８…大気ポート ９０…ブリード孔 ９２…絞り部材 １００…連通ポート １０８…ハンドル １１４…軸部材 １１６…ばね受け部
材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪熊 直樹 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社 筑波技術セン ター内 (56)参考文献 特開 平10−27025（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−295655（ＪＰ，Ａ) 実公 平６−20166（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭56−12650（ＪＰ，Ｙ１) 実用新案登録2588794（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許3766933（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 16/00 - 16/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】真空圧力によって作動する流体圧機器に対
    し、調整された所定の真空圧力を供給する真空圧力調整
    装置であって、 真空圧力供給源に接続される真空ポートと、真空圧作動
    機器に接続される調圧ポートと、大気に連通する大気ポ
    ートとを有するハウジングと、 前記ハウジングの軸線方向に沿った一端部に回動自在に
    設けられたハンドルを有し、前記ハンドルの回動作用下
    に所定の真空圧力を設定する操作部と、 前記ハウジングの内部に軸線方向に沿って変位自在に設
    けられ、着座部に着座することにより、前記真空ポート
    と前記調圧ポートとの連通を遮断する弁体と、 前記大気ポートから導入された大気を、着座部に着座す
    る弁体と前記着座部との間を経由して真空ポート側に向
    かって吸引することにより、前記着座部に着座する前記
    弁体の食い込みを阻止する大気吸引手段と、 を備え、 前記大気吸引手段は、大気ポートから導入された大気を
    ダイヤフラムによって閉塞された真空室に導入するブリ
    ード通路と、前記真空室に導入された大気を調圧ポート
    に導入するフィードバック通路とを含み、 弁体が着座部に着座した弁閉状態にある場合、前記調圧
    ポートに導入された大気は、着座部と弁体との間のクリ
    アランスを介して真空ポート側に向かって吸引され るこ
    とを特徴とする真空圧力調整装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、 前記大気吸引手段は、吸引される大気の流量を微小量に
    絞る絞り孔が形成された絞り部材を有することを特徴と
    する真空圧力調整装置。
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