JP6718581B2 - 吸着保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸着パッドでワークを保持する吸着保持装置に関する。

吸着保持装置は、吸着パッドを介して吸気を行うことで生じた吸引力によりワークを前記吸着パッドで保持するものとして周知である。多くの場合、吸着保持装置は搬送機構に付設される。すなわち、特許文献１に記載されるように、吸着パッドの吸引口を下方に向けてワークを保持するとともに浮上させ、この状態で、前記搬送機構の作用下に該ワークの搬送を行う。

その一方で、特許文献２に記載される吸着保持装置も知られている。図４を参照して概略説明すると、この吸着保持装置では、山部１と谷部２が連なった蛇腹部３を有する吸着パッド４の吸引口５が上方に向けて配置されている。この場合、吸着保持装置は、図示しないワークに対して何らかの加工（例えば、切削加工等）を施す際の位置決め固定装置として用いられる。すなわち、ワークは、吸引口が上方へと指向して配置された複数個の吸着パッド４の吸引力によって位置決め固定され、加工されるに至る。

図４に示される吸着保持装置において、吸着パッド４の底壁部６には貫通孔７が形成されるとともに、該貫通孔７に、流通路８が形成された給排用アダプタ９が嵌合される。ワークを吸着するときには、給排用アダプタ９から吸気、換言すれば、吸着パッド４の内部を負圧にする排気が行われる。また、ワークを解放するときには、給排用アダプタ９から真空破壊用の気体（例えば、圧縮エア）が吸着パッド４の内部に供給される。真空破壊用の気体は、図４中の矢印に沿って進行し、吸引口５から排出される。これによってワークは吸着パッド４から離脱し、その後、次なる工程へと搬送される。

特開２０１６−６８１６４号公報 特開２００９−１１９５４６号公報

ワークに対して切削加工を行う場合、図４に示すように、吸引口５は上方に指向して大きく開放された状態で保持される場合がある。このような配置状態では、工場内に浮遊する粉塵等が吸着パッド４の内部に入り易い。特に吸着パッド４が蛇腹部３を有するときには、底壁部６の上端面や山部１の内壁に切粉等の切削屑Ｄが付着する懸念がある。この結果、次回の吸気を行う際、切削屑Ｄが流通路８に進入すると、該流通路８内の圧損が上昇して吸引力が低下することがある。このような不具合を回避するには、ワークを解放する毎に吸着パッド４内を拭き取ればよい。しかしながら、拭き取りの最中にはワークを保持することができないので切削加工を行うこともできない。すなわち、加工効率が低減する。また、拭き取り作業を行う分、煩雑である。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、吸着パッド内に付着した切削屑等の異物を除去することが容易であり、従って、拭き取り等の煩雑な作業を行う必要がなく、しかも、ワークを解放した後に次なるワークを保持するまでの時間を短縮して生産効率を向上させることが可能な吸着保持装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、吸着パッドを介して吸気することで、前記吸着パッド内を負圧に保持してワークを吸着する吸着保持装置であって、
前記吸着パッド内にバッフル部材を設け、前記吸着パッド内の基部側から供給される気体を前記バッフル部材により該吸着パッドの内壁に沿うように偏向させて導出し、前記吸着パッドの内壁に付着した異物を該吸着パッドの外部へと排出することを特徴とする。

このように、本発明においては、気体が、吸着パッドの側部内壁に指向して進行する。従って、吸着パッドの内壁等に切削屑等の異物が存在するときには、該異物が気体に吹き飛ばされて移動し、吸着パッドの吸引口から吸着パッド外に排出される。また、正圧の気体によって吸引口の近傍にいわゆるエアカーテンが形成されるので、ワークが吸着パッドから離脱した後に該吸着パッド内に異物が侵入することが防止される。

以上により、吸着パッドの内部に進入した異物が容易に除去される。従って、ワークを解放した後の吸着パッドの内部を拭き取る等、煩雑な清掃作業を行う必要がない。このため、ワークを解放した後に直ちに、次なるワークを吸着保持することが可能である。その結果、ワークの解放から次なるワークの保持までの時間が短縮され、生産効率が向上する。

なお、前記バッフル部材は前記吸着パッドの前記基部に設けられたアダプタに係着され、前記アダプタに設けられた流通孔から供給される気体の噴出方向を偏向して前記吸着パッドの内壁に沿うように導出する邪魔板部を有するものであることが好ましい。

さらに、前記アダプタは前記バッフル部材を係着する保持孔を有するとともに、前記保持孔に同芯的に複数の前記流通孔を設け、前記バッフル部材を構成する前記邪魔板部の周縁底面と前記アダプタの前記流通孔が臨む上面との間でクリアランスが設けられるようにするとよい。

このようにして、気体を、吸着パッドの側部内壁に指向するように偏向させて噴出する。これによって、吸着パッド内壁等に付着する異物を容易に除去できる。

吸着パッドは、蛇腹部を有するものであってもよい。蛇腹部は、内部に異物が滞留し易い形状であるが、上記のように気体を吹き出させることで異物を容易に除去することができる。

さらに、吸着パッドが、その吸引口が上方を向いて開口している場合、吸着パッド内に異物が進入し易い。しかしながら、上記したように気体で異物を吹き飛ばす構成を採用することで、該吸着パッド内から異物を容易に除去することができる。

吸着パッドから吸引された気体が流通する吸引通路を、前記気体の供給通路と別個に設けるようにしてもよい。これにより速やかな吸気（真空引き）が可能となるので、ワークを吸着パッドに効率よく吸着保持することができるようになる。すなわち、加工効率が向上する。

なお、異物を除去する気体として、真空破壊用の気体を用いてもよい。この場合、吸着パッドの側部内壁に指向して真空破壊用の気体を複数方向に導出するという構成により、該吸着パッド内から真空破壊用の気体を利用して異物を除去することができる。また、ワークの吸着パッドからの離脱と略同時に吸引口の近傍にエアカーテンが形成されるので、ワークが離脱してから吸着パッド内に異物が侵入することを防止し得るようになるまでの時間を極めて短くすることができる。

本発明によれば、吸着されていたワークを離脱させる際に、又は、ワークの離脱後に、吸着パッド内に供給される気体を、吸着パッドの側部内壁に指向して進行させるようにしている。このため、吸着パッド内に異物が存在するときには、該異物が気体とともに吹き出され、吸引口から外部に排出される。すなわち、吸着パッドの内部に滞留している異物を容易に除去することができる。

従って、吸着パッド内の異物を除去するための特別の清掃作業を行う必要がない。この分、作業が簡素となるとともに、ワークの解放から次なるワークの保持までの時間が短縮され、生産効率が向上する効果が得られる。

本発明の実施の形態に係る吸着保持装置を構成する吸着パッドの全体概略斜視断面図である。 アダプタ及びバッフル部材を吸着パッドから取り外した状態を示す分解斜視断面図である。 吸着パッド、アダプタ及びバッフル部材の要部拡大縦断面図である。 従来技術に係る吸着保持装置を構成する吸着パッドの概略縦断面図である。

以下、本発明に係る吸着保持装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る吸着保持装置を構成する吸着パッド１０の全体概略斜視断面図である。この場合、吸着パッド１０は、厚肉の基部１２に対して蛇腹部１４が連なった形状の筒体からなる。前記基部１２には、吸着パッド１０の軸方向に沿って延在する挿入孔１６が貫通形成される。挿入孔１６には段部２０（図２参照）が形成されており、このため、該挿入孔１６は、内径が大きな大孔２２と、内径が小さな小孔２４とからなる。

また、蛇腹部１４は、大径な山部２６と小径な谷部３０が連なることで形成される。そして、２番目の山部２６は、その頂部が吸着パッド１０の延在方向に対して直交する方向に切断されたような形状をなす。これにより、円形の吸引口３２が形成されている。本実施の形態の吸着パッド１０では、吸引口３２は上方を向いて開口するように取り付けられるのが好ましい。

基部１２に形成された前記挿入孔１６には、保持部材であるアダプタ３４が挿入される。このアダプタ３４は、バッフル部材３６を保持する。

一層詳細には、吸着パッド１０からアダプタ３４及びバッフル部材３６を取り外した状態である図２に示すように、アダプタ３４は、下部が薄肉部４０からなり、上部が厚肉部４２からなる全体として円筒形状である。薄肉部４０の下端にはフランジ部４４が形成され、このフランジ部４４が、基部１２に設けられた大孔２２に嵌合されるとともに、フランジ部４４以外の部位が小孔２４に嵌合される。フランジ部４４が段部２０に着座することにより、アダプタ３４が位置決め固定される。

厚肉部４２には、保持孔４６が形成されている。該保持孔４６の内壁には、雌ネジ４８が刻設されている。さらに、この保持孔４６を囲繞する位置に、複数個の流通孔５０（流通路）が、アダプタ３４の軸心方向に延在して形成される。各流通孔５０は、薄肉部４０の中空内室と連通するとともに、厚肉部４２の上端面で開口する。厚肉部４２の上端面は、吸着パッド１０の内部に臨む。従って、流通孔５０の上端開口は、吸着パッド１０の内部に臨む。なお、流通孔５０の中心同士を結ぶ仮想円と、保持孔４６とは同心円の関係にある。

一方のバッフル部材３６は、小径且つ比較的長尺な係合軸部５２（係合部）と、該係合軸部５２に比して大径であり且つ略円盤形状をなす邪魔板部５４とを有する。係合軸部５２の側壁には雄ネジ５６が刻設され、該雄ネジ５６は、保持孔４６の内壁に形成された前記雌ネジ４８に螺合される。一方、邪魔板部５４の直径は、図１及び図３に示すように、邪魔板部５４が流通孔５０を覆う位置まで延在するように大きな面積で形成されている。

図３から諒解されるように、邪魔板部５４の中央部下端面は、アダプタ３４の上端面に周回して接しており、一方、外周下端面は、周縁に向かうにつれて流通孔５０から離間する方向に傾斜している。このため、邪魔板部５４の下端面と、アダプタ３４に設けられた複数個の流通孔５０の開口を結ぶ仮想円との間に、邪魔板部５４の周縁に沿って周回する断面テーパ状のクリアランス５８が形成される。

吸着保持装置は、図示しないが、上記した吸着パッド１０、アダプタ３４及びバッフル部材３６の他、吸気を行う真空ポンプや、真空破壊用の気体（圧縮空気等）を供給する気体供給源を有する。真空ポンプの吸気流路、及び気体供給源からの供給流路は双方とも、アダプタ３４を構成する薄肉部４０の中空内部等を介して吸着パッド１０の内部に連通する。前記吸気流路と供給流路は、三方弁によって切り換えられる。

本実施の形態に係る吸着保持装置は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

この吸着保持装置は、例えば、切削加工装置に付設され、マトリックス状に配設保持された複数個の吸着パッド１０を介して、搬送されてくる図示しないワークを位置決め保持する。この場合、各々の吸着パッド１０は、吸引口３２が上方を指向して配置されている。そこで、前記真空ポンプを付勢するとともに、複数個の吸着パッド１０に跨るようにワークを載置する。

真空ポンプが付勢されることに伴い、吸着パッド１０の周囲の大気が吸引口３２から吸引される。すなわち、薄肉部４０の中空内部、流通孔５０、前記クリアランス５８を経て大気が吸引される。吸引口３２にワークが密着すると、これに伴って吸着パッド１０の内部が負圧となるので、ワークが吸着パッド１０に吸着保持される。換言すれば、ワークが位置決め固定される。この状態で、ワークに対し、切削加工装置により、切削加工等の所定の加工が施される。

加工が終了した後、真空ポンプを滅勢する。これにより吸気作用が停止するに至るが、吸着パッド１０の内部が負圧に維持されるため、ワークは吸着パッド１０に保持されたままとなる。そこで、ワークを解放するべく、前記三方弁を切り換えるとともに、気体供給源から真空破壊用の正圧である気体を吸着パッド１０の内部に供給する。正圧の気体は、供給流路から薄肉部４０の中空内部を経て流通孔５０に導入され、さらに、該流通孔５０の開口から、バッフル部材３６の邪魔板部５４に向かって導出される。

邪魔板部５４が存在しない場合、流通孔５０から導出された正圧の気体は、吸引口３２に指向してそのまま上方へと吹き出る（図４参照）。この結果、基部１２の上面や山部２６、谷部３０の内周壁に付着した異物、すなわち、粉塵や切粉はそのまま滞留する。これに対し、本実施の形態では、邪魔板部５４が流通孔５０の開口を覆っている（特に図３参照）。このため、気体が吸引口３２に指向して上方へと吹き出されることなく、該気体の進行方向が約９０°折曲された方向に偏向される。すなわち、気体は、邪魔板部５４の周縁に向かい、前記クリアランス５８を経由して吸着パッド１０の内部に勢いよく導出される。このように、邪魔板部５４は、気体の進行方向を変化させる整流部として機能する。この結果、吸着パッド１０の内圧が徐々に大気圧に近づく。

流通孔５０の各々で上記した正圧気体の偏向がなされることにより、気体は、図１に示すように、前記クリアランス５８から、基部１２の上端面に沿って放射状に導出され、蛇腹部１４の内壁（すなわち、側部内壁）に指向して進行する。吸着パッド１０の内圧が大気圧以上となると、ワークが吸着パッド１０から解放される。この間、気体は、基部１２と蛇腹部１４との接続箇所、山部２６、谷部３０の各内壁に沿って噴流となって上昇するとともに、吸引口３２を閉塞していたワークが吸着パッド１０から離脱した後は、該吸引口３２を介して外部に排出される。

以上のような動作中、吸着パッド１０の基部１２の上面（底壁）、山部２６、谷部３０の内面に、加工中に生じた切粉や粉塵が付着していたにせよ、正圧の気体からなる噴流で吸着パッド１０の外部へと放出されることになる。すなわち、切削加工等を行った場合、基部１２の上面（底壁）や、山部２６、谷部３０の内壁に切粉等の切削屑が滞留する懸念がある。しかしながら、本実施の形態では、真空破壊用の気体が、上記したように基部１２の上端面に沿って放射状に進行した後、蛇腹部１４の内壁に沿って上昇し、吸引口３２から排出される。このため、基部１２の上端面や蛇腹部１４の内壁に切削屑が存在している場合、該切削屑は、正圧気体の流れとともに移動し、該気体とともに吸引口３２を介して吸着パッド１０の外部に排出される。なお、切削屑以外の粉塵等の異物についても同様の作用が営まれる。

このように、本実施の形態によれば、ワークを解放するための真空破壊用の気体を供給することによって、吸着パッド１０の内部に進入した切削屑等の異物を容易に除去することができる。例えば、吸着パッド１０が吸引動作中、浮遊する粉塵がクリアランス５８や流通孔５０の一部を閉塞する場合が想定される。このような事態に陥っても、正圧の気体を流通孔５０から吸着パッド１０内に噴出させれば、これら粉塵を容易に除去できる。

ここで、吸着パッド１０からワークが解放された後には吸引口３２が開放される。この際、吸引口３２の近傍に、正圧気体によっていわゆるエアカーテンが形成される。このエアカーテンは、吸引口３２から吸着パッド１０内に異物が侵入することを遮る。従って、ワークが解放された後に吸引口３２から吸着パッド１０内に異物が侵入することが防止される。

エアカーテンは、ワークが吸着パッド１０から離脱すると略同時に、吸引口３２の近傍に形成される。このため、ワークが離脱してから吸着パッド１０内に異物が侵入することを防止し得るようになるまでの時間を極めて短くすることができる。

このため、ワークを解放した後の吸着パッド１０の内部を拭き取る等、煩雑な清掃作業を行う必要がない。従って、ワークを解放した後に直ちに、次回の加工を行うためにワークを保持することが可能である。換言すれば、ワークを解放した後に次なるワークを保持するまでの時間を短縮することが可能となり、生産効率も向上する。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、吸着パッド１０は蛇腹部１４を有するものではなく、いわゆるベルカップ形状であってもよい。

また、この実施の形態では、吸着パッド１０を、吸引口３２が上方に向かって開口する姿勢としているが、下方に向かって開口する姿勢とするようにしてもよい。この場合、例えば、吸着保持装置を搬送機構に付設することにより、吸着パッド１０に保持された状態のワークを搬送することが可能となる。

さらに、気体を噴出するための部材はバッフル部材３６に特に限定されるものではなく、気体を、吸着パッド１０の側部内壁に指向して進行するように導出し得るものであればよい。例えば、特定の方向に指向するだけでなく全体として円周に沿って開口する多数個のノズルであってもよい。

さらにまた、上記の実施の形態では、流通孔５０を介して吸着パッド１０内の吸気、及び気体の供給を行うようにしているが、吸着パッド１０内の吸気を行うための吸気用流通路と、正圧の気体の供給を行うための供給用流通路とを個別に設けるようにしてもよい。上記の実施の形態では、気体が流通孔５０からクリアランス５８に移行する際に絞られることになるが、この構成では、吸気用流通路を、絞りを設けることなく形成することができる。従って、速やかな吸気（真空引き）が可能となる。しかも、吸気口に、異物を吸入することを防止するためのフィルタを設けることが可能となる。

いずれの場合においても、吸着パッド１０内に、真空破壊用の気体以外の気体を供給するようにしてもよいことは勿論である。

３、１４…蛇腹部 ４、１０…吸着パッド
５、３２…吸引口 １６…挿入孔
３４…アダプタ ３６…バッフル部材
４６…保持孔 ５０…流通孔
５２…係合軸部 ５４…邪魔板部
５８…クリアランス

Claims (5)

1. 吸着パッドを介して吸気することで、前記吸着パッド内を負圧に保持してワークを吸着する吸着保持装置であって、
   前記吸着パッド内にバッフル部材を設け、前記吸着パッド内の基部側から供給される気体を前記バッフル部材により該吸着パッドの内壁に沿うように偏向させて導出し、前記吸着パッドの内壁に付着した異物を該吸着パッドの外部へと排出することを特徴とする吸着保持装置。
2. 請求項１記載の吸着保持装置において、前記バッフル部材は前記吸着パッドの前記基部に設けられたアダプタに係着され、前記アダプタに設けられた流通孔から供給される気体の噴出方向を偏向して前記吸着パッドの内壁に沿うように導出する邪魔板部を有することを特徴とする吸着保持装置。
3. 請求項２記載の吸着保持装置において、前記アダプタは前記バッフル部材を係着する保持孔を有するとともに、前記保持孔に同芯的に複数の前記流通孔を設け、前記バッフル部材を構成する前記邪魔板部の周縁底面と前記アダプタの前記流通孔が臨む上面との間でクリアランスが設けられることを特徴とする吸着保持装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸着保持装置において、前記吸着パッドの吸引口が上方を向いて開口して保持されることを特徴とする吸着保持装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸着保持装置において、前記吸着パッドから吸引された気体が流通する吸引通路が、前記気体の供給通路と別個に設けられていることを特徴とする吸着保持装置。

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