JP6764011B2 - 吸引把持装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提項に記載されている吸引把持装置、特に面状吸引グリッパに関する。

吸引把持装置は、グリッパハウジングの作業面の吸引個所に相並んで配置された複数の吸引体を装備しており、これらの吸引体が、把持されるべき工作物を吸着するためにそれぞれ構成されている。このような吸引把持装置では、各々の吸引器に吸込弁が付属している。請求項１の前提部分の構成要件を有する吸引把持装置は、特許文献１に記載されている。

特に、吸引個所が覆われていないときに自動的に閉じ、そのようにして、弁の吸引側から負圧供給側への望ましくない漏れを防止する吸込弁が好適である。そのような弁は、たとえば特許文献２から公知である。この弁は、弁の制御室を区切る柔軟な壁状の区域に配置された弁体を有している。制御室は負圧供給側と接続されている。壁状の区域の他方の側では、弁の吸引側の圧力が印加される。しかしながら壁状の区域によって、制御室が吸込側に対して流動に関して遮蔽される。制御室が圧縮されると柔軟な区域が変形して、弁体が閉止位置へと動くようになっている。吸込側が覆われていない状態のときに吸込が行われると、吸込側ではさほどの負圧が生じない。その帰結として制御室は、制御室と吸込側との間の静圧差に基づいて圧縮され、したがって弁体が閉止位置へと移される。したがってこの弁は、吸込側が覆われていない状態では自動的に閉止される。このような弁は複雑な構造を有しており、制御されるべき吸引装置の流動工学的な特性に合わせて適合化されなくてはならず、それは特に、自動的な閉止の反応感度を調整するためである。したがって、このような弁を吸引把持装置へ組み込むことは設計上の挑戦と結びついている。

別の種類の吸引把持装置が特許文献３、特許文献４、特許文献５、または特許文献６に記載されている。しかし、これらは吸引個所に付属する吸引体を有していない。その代わりにこれらの吸引把持装置は、把持されるべき工作物に密着されるべき平坦な吸引プレートを有している。

ドイツ特許出願公表第６９００８８７４Ｔ２号明細書 ドイツ特許第１９８１４２６２Ｃ２号明細書 米国特許出願公開第８０７０１５６Ｂ２号明細書 米国特許出願公開第５３７４０２１Ａ号明細書 ＦＲ２５６１２２１Ａ１号明細書 国際公開第８３／０４３８４Ａ１号パンフレット

本発明の課題は、吸引器のための吸込弁が組み込まれた吸引把持装置を提供することにあり、吸込弁は製造時に個々の吸引器に合わせて適合化することができ、信頼度が高く低コストな製造と組立が可能となる。

この課題は、グリッパハウジングの作業面の吸引個所に配置された複数の吸引体を有する請求項１に記載の吸引把持装置によって解決される。ここで、それぞれの吸引個所に、グリッパハウジングに組み込まれた吸込弁が付属している。各々の吸込弁は、負圧供給装置への接続のための吸出接続部を備える負圧供給側と、付属の吸引体の吸引室と接続された吸着側とを有している（そのために、たとえば本来の弁の吸着側は、吸引室と連通する吸着開口部を有することができる）。各々の吸込弁は、開放位置と閉止位置との間で可動の弁体を有しており、閉止位置では吸込側と負圧供給側との間の流体接続が遮られ、開放位置では吸込側から吸込弁を通して負圧供給側への吸込が可能となる。弁体は、グリッパハウジングの中で制御室を区切る柔軟な制御隔膜に配置されている。したがって弁体は、制御室の中で生じている負圧に依存して、柔軟な制御隔膜を変形させながら、開放位置から閉止位置へと可動である。複数または全部の吸込弁の制御隔膜は、隔膜布の制御区域によって形成されている。

この隔膜布は、グリッパハウジングの中で複数または全部の吸引個所にわたって延びている。

隔膜布の制御区域には、さまざまな吸込弁のための弁体が配置されている。隔膜布は複数の吸引個所にわたって延びており、制御隔膜はそれぞれの吸込弁について準備されているので、これを構造の主要部分の機能のために快適な仕方で組み付けて、グリッパハウジングへ組み込むことができる。制御弁の反応挙動は特に制御隔膜の特性によって、特にその初期応力と柔軟性によって、影響を受ける。したがって共通の隔膜布の使用は、希望される特性をもつ複数の吸込弁を必要に応じて提供し、吸引把持装置において、特に多数の同一の吸込弁を提供することを可能にする。

組立を簡素化するために、グリッパハウジングは多部分で構成されていてよく、特に、ハウジング上側部分ならびに作業面を有するハウジング下側部分を含むことができる。そして隔膜布は、ハウジング上側部分とハウジング下側部分の間に配置されていてよく、特に、組立のときにハウジング上側部分とハウジング下側部分の間に挟み込むことができる。

グリッパハウジングには、特に各々の吸引個所について、作業面から離れるように弁長手方向に沿って延びる弁収容室が構成されている。このとき隔膜布は弁収容室に張り渡される。弁収容室を貫通している隔膜布の区域が制御区域を形成し、そのようにして、それぞれの弁のための制御隔膜を形成する。隔膜布は作業面と平行に延びているのが好ましい。隔膜布は、制御区域を周回する縁部に沿って、弁収容室に取り付けられるのが好ましい。弁収容室は、作業面から間隔をおいているハウジング区域の、たとえば前述したハウジング上側部分の、円筒状の切欠きであるのが好ましい。弁体は、それぞれ弁収容室の中へと延びるように構成されるのが好ましい。隔膜布がハウジング上側部分とハウジング下側部分の間に挟み込まれているとき、制御隔膜により区切られる吸込弁の制御室は、それぞれハウジング上側部分に延びている。

弁の切換特性を調整するために、隔膜布は特に、弁体が開放位置のときに閉止位置へ動かないように初期応力をかけられるように張力をもって弁収容室に取り付けられる。それにより、弁体はそれぞれの制御区域で、特に周回する縁部から間隔をおいて、特に中央に配置される。

異なる吸込弁の弁体は、隔膜布のそれぞれの制御区域に一体的に構成されていてよく、このことは、吸込弁のこの主要な構成要素の容易な製造を可能にする。

隔膜布は、異なる吸込弁の反応感度と閉止時間をそれぞれ別様に構成するために、少なくとも２つの異なる吸引個所で異なる厚みおよび／または異なる柔軟性を有することができる。たとえば吸引把持装置の吸引器の縁部側の吸込弁は、中央部の吸引器のための吸込弁とは別様に調整されていてよい。

異なる吸引個所にある吸引体は、それぞれ付属の弁体と一直線上に並ぶように作業面に配置されるのが好ましい。このとき吸引体は、それぞれ制御をする吸込弁の付属の制御区域および／または付属の弁体と運動結合されて（たとえば機械的に結合されて）いてよく、それにより、弁体が開放位置から閉止位置へ動くと、それぞれの吸引体が押し出された吸込位置から引き戻された受動位置へと移動する。付属の吸込弁が閉止位置に切り換わると、それぞれの吸引体は受動位置へと引き戻される。それにより、把持されるべき工作物の縁部のところで、これに完全に封止をするように当接していない吸引器が、その弾性に基づき、把持された工作物を他の吸引器の吸引作用に抗して吸引把持装置の作業面から離すように押圧するのを防止することができる。

吸込弁は、吸着側が覆われていない自由吸引のときに自動的に閉じて、望ましくない漏れを回避するような種類の弁であるのが好ましい。このことは、上述した種類の吸込弁において、さまざまな仕方により具体化することができる。

たとえば弁体は、閉止位置が成立しているとき、制御室をそれぞれの吸込弁の負圧供給側と接続する吸出通路を閉止するとともに、開放位置では、吸出通路を解放する封止区域を有することができる。この弁体は特に、開放位置が成立しているときに吸引側を制御室と流体接続する、スロットル個所を備えた吸引側通路を有している。したがって開放位置のとき、それぞれの制御室では負圧供給部から提供される負圧が印加されて、制御室を圧縮するように作用する。吸引側通路を通じて、吸着側から吸込まれた空気が制御室へ流れ込むが、この流動はスロットル個所によって制限される。吸着側が覆われていないとき、この場合には比較的多くなる流動がスロットル個所を介して圧力差を生じさせ、これに伴って、吸着側に対する制御室内の負圧を生じさせる。この圧力差が事前設定された値または事前設定可能な値に達すると、このことは、それぞれの制御隔膜を変形させながらの制御室の圧縮を生じさせ、それに伴って弁ピストンの閉止位置への運動を生じさせる。そして付属の封止座に当接する封止区域が、吸出通路を閉止する。負圧供給側で生じている負圧に基づき、封止区域は閉止位置のままに保たれ、弁は閉じたままに保たれる。

弁体が、吸着側と制御室を流体接続するためのスロットル個所を備える吸引側通路を有しており、さらに、閉止位置のとき付属の封止座に当接する封止区域を有していることによっても、自動的に閉止する吸込弁を具体化することができ、このとき封止区域と封止座は、閉止位置のときに吸着側を起点とする流体接続がすでに吸引側通路によって封止をするように閉じられるように配置される。このとき制御室は、特に常時（解放位置のときにも閉止位置のときにも）負圧供給側と接続される。封止座と封止区域は、制御室の外部に配置されているのが好ましい。それによって制御室の容積を小さく抑えることができ、このことは、弁の短い反応時間につながる。開放位置のとき、吸着側で吸込まれる空気が吸引側通路を通って制御室へ流れ込む。吸着側が覆われていないとき、大きな流動がスロットル個所の流動抵抗を介して圧力差を生じさせ、それに伴って、吸着側に対する制御室内での負圧を生じさせ、それによって制御隔膜の変形のもとで、弁ピストンが制御室の容積を減らすために閉止位置へと案内される。この閉止位置のときに封止区域は付属の封止座に当接し、そこで吸引固定される。

次に、図面を参照しながら、本発明のその他の具体的事項や好ましい実施形態について説明する。

図面は次のものを示している。

本発明による面状吸引グリッパの一部を示す断面図である。 本発明による面状吸引グリッパの別の実施形態を示す断面図である。

以下の説明ならびに図面では、同一または互いに対応する構成要件については、それぞれ同一の符号が使われている。

図１は、面状吸引グリッパ１０の一部分を断面図として示している。この面状吸引グリッパは、ハウジング上側部分１４とハウジング下側部分１６とを有するように多部分で構成されたグリッパハウジング１２を有している。ハウジング下側部分１６は、たとえば面状に延びる工作物を取り扱うために工作物のほうを向く、（たとえば平坦な）作業面１８を有している。作業面１８には、把持されるべき工作物に当接することができるように作業面１８から突き出る複数の吸引体２０が配置されている。各々の吸引体２０は、吸着方向に開き、工作物を吸着するために封止をするように工作物に当接する吸引室２２を区切っている。

グリッパハウジング１２には、本例で具体的にはハウジング上側部分１４には、図示しない負圧供給装置に接続された負圧供給通路２４が構成されており、この負圧供給装置によって、空気またはその他の流体を負圧供給通路２４から排気することができる。

吸引体２０は、面状吸引グリッパ１０のそれぞれの吸引個所２６ａから２６ｅを定義する。各々の吸引個所２６ａから２６ｅには、グリッパハウジング１２に組み込まれた吸込弁３０が付属しており、図１の一例としての図面では、複数の吸込弁３０の構造は同一である。各々の吸込弁３０は、負圧供給通路２４と接続された吸出接続部を備える負圧供給側３２を有している。各々の吸込弁３０は、他方の側において、それぞれの吸引個所２６ａから２６ｅの吸引室２２と接続され、吸引室２２に向かって開いた吸着開口部を備える吸着側３４を有している。

各々の吸込弁は、弁長手方向に沿って作業面１８から離れるように延びる弁収容室３５を含んでおり、その中で、それぞれ１つの弁体３６が弁長手方向に沿って移動可能である。弁体３６は閉止位置と（図１に示す）開放位置との間でスライド可能である。閉止位置のとき、弁体は、それぞれの吸込弁３０の吸着側３４と負圧供給側３２との間の流体接続を閉止する。開放位置のときにはこの流体接続が解放され、その結果、吸着側３４からそれぞれの吸込弁３０を通して空気を負圧供給側３２へと吸い出すことができる。

開放位置と閉止位置の間での弁体３６の運動は、制御室３８における圧力によって制御される。制御室３８は、グリッパハウジング１２の中で各々の吸込弁３０について、それぞれの弁収容室３５に張り渡された制御隔膜４０により区切られている。

ここでは弁体３６は、図１に示す開放位置から閉止位置へと弁体３６が動いたとき、制御隔膜４０が変形し（厳密に言うと負圧供給側３２の方向へ膨らみ）、それによって制御室３８の容積が減少するように制御隔膜４０に配置されている。このように弁ピストン３６が閉止位置へと動くのは、制御室３８の中で、制御隔膜４０の他方の側で生じている圧力に対する負圧が印加されているときである。

吸引個所２６ａから２６ｅにある吸込弁３０の制御隔膜４０は、吸引個所２６ａから２６ｅを介して延びる隔膜布４２がグリッパハウジング１２に配置されることによって形成される。制御隔膜４０はそれぞれ隔膜布４２の制御区域によって形成される。隔膜布４２は、特にハウジング上側部分１４とハウジング下側部分１６との間に挟み込まれ、それにより作業面１８に対して実質的に平行に、それぞれ吸込弁３０の弁収容室３５を通って延びるようになっている。ここでは隔膜布４２はそれぞれの制御区域４４によって、ハウジング上側部分１４でそれぞれの吸込弁３０の制御室３８をそれぞれ区切っている。このとき隔膜布４２は、それぞれ周回する縁部４６に沿って弁収容室３５に取り付けられるのが好ましい。

したがって、隔膜布４２の張力によって、そして特に周回する縁部４６の間でのそれぞれの制御区域４４の張力によって、開放位置から閉止位置へ弁体３６を動かすための初期応力を設定することができる。

図１に示す吸込弁３０は、吸引個所２６ａから２６ｅが覆われずに自由吸引がなされるときに、閉止位置へと切り換わるように構成されている。図１では、各々の吸込弁３０の制御室３８は、吸出通路４８を介して負圧供給側３２と接続され、且つそれに伴って負圧供給通路２４と接続されている。弁体３６はそれぞれ封止区域５０を有している。封止区域は制御室３８に配置されており、閉止位置が成立しているとき、封止区域５０が吸出通路４８を覆い、負圧供給側３２からそれぞれの制御室３８への流体接続が成立しなくなるように構成されている。

さらに弁体３６は、スロットル個所５４を備えた吸引側通路５２を有している。吸引側通路５２は、一方では制御室３８に連通するとともに、他方ではスロットル個所を介して吸着側５４に連通する。その意味で吸引側通路５２は、制御室３８から制御隔膜４０を通して吸着側３４への接続を成立させる。スロットル個所５４の故に、吸着側３４から制御室３８への流動が制限される。吸引側通路５２を通る流動に対して、スロットル個所５４によって流動抵抗が提供される。吸込弁３０のいずれか１つの吸引個所２６ａから２６ｅが覆われていないとき（自由吸引）、スロットル個所５４を介しての比較的大きい流動により、吸出通路４８を通して吸い出される制御室３８の中で吸着側３４に対する負圧が発生する。その帰結として弁体３６が、制御隔膜４０によって印加される初期応力に抗して閉止位置に動かされる。封止区域５０が吸出通路４８に封止をするように当接し、そこで吸引固定される。

しかし、それぞれの吸引個所２６ａから２６ｅが、図１には示さない工作物によって覆われているとき、それぞれの吸引体２０の吸引室２２が排気され、スロットル個所５４を介してさほどの流動が生じることがなく、したがって制御室３８で十分な負圧も生じない。すると弁体３６は、図１に示す開放位置で保たれる。

面状吸引グリッパ１０を組み付けるために、隔膜布４２のそれぞれの制御区域４４に弁体３６を取り付けることができる。たとえば弁体を隔膜布４２に刺し通し、これと接着することができる。弁体と隔膜布の一体的な構成も可能である。そして隔膜布４２と弁体３６からなるユニットを、たとえばハウジング上側部分１４へ挿入することができ、それにより、弁体３６がその封止区域５０によって弁収容室３５に係合するようにする。そして、その上にハウジング下側部分１６を装着することができ、それにより、隔膜布４２がハウジング上側部分１４とハウジング下側部分１６の間で挟み込まれるようにする。

図２に示す面状吸引グリッパ６０は、基本的に、吸込弁３０の構成によって面状吸引グリッパ１０と相違している。それ以外の点については、上述した説明を援用する。

隔膜布４２は、面状吸引グリッパ６０においてはグリッパハウジング１２のハウジング上側部分１４とハウジング下側部分１６の間に挟み込まれている。吸込弁３０の制御隔膜４０をそれぞれ構成する隔膜布４２の制御区域４４には、それぞれ１つの弁体３６が、（図２に示す）開放位置と閉止位置との間でスライド可能なように配置されている。面状吸引グリッパ６０においても、隔膜布４２はそれぞれ制御区域４４によって、ハウジング上側部分１４でそれぞれの制御室３８を区切っている。面状吸引グリッパ６０では制御室３８は、弁体３６の位置に関わりなく、負圧供給側３２と流体接続されている。

面状吸引グリッパ６０では、封止区域５０はそれぞれの制御室３８の外部で、弁長手方向に沿って制御隔膜４０から離れるように延びる弁体３６の案内区域に配置されている。図示した例では、封止区域５０は弁体を環状鍔のように取り囲む区域として、柔軟な封止材料から構成されている。弁体３６を収容しているハウジング下側部分の内部空間は、封止区域５０のための封止座６２を形成する半径方向の突起を有している。封止区域５０と封止座６２は、弁ピストン３６の閉止位置が成立しているときに封止区域５０が封止座６２に当接し、それによって吸着側３４から吸引側通路５２への流体接続が遮断されるように配置されている。その意味で、ここでは流体接続の遮断はすでに制御室３８の外部で、制御室３８と反対を向いているほうの制御隔膜４０の側で行われる。それによって制御室３８を、面状吸引グリッパ１０の場合よりも比較的小さい容積で製作することができ、それにより、実施形態に応じて吸込弁３０の短い反応時間を実現することができる。

弁体３６がそれぞれ制御区域４４に配置された隔膜布４２を備える実施形態は、面状吸引グリッパ６０においても、信頼度が高く簡単な組立を可能にする。たとえば図１に関して説明したように、隔膜布４２をハウジング上側部分１４とハウジング下側部分１６の間に挟み込むことができる。

Claims (9)

1. 吸引把持装置（１０，６０）であって、
   グリッパハウジング（１２）の作業面（１８）の吸引個所（２６ａ−２６ｅ）に相並んで配置され、把持されるべき工作物に当接するための吸引室（２２）を１つずつ有する複数の吸引体（２０）と、
   各々の前記吸引個所（２６ａ−２６ｅ）について夫々設けられた吸込弁（３０）と、を有しており、前記吸込弁（３０）は、負圧供給装置に接続するための負圧供給側（３２）と、付属の吸引体（２０）の吸引室（２２）と接続された吸着側（３４）とを各々有しており、
   各々の前記吸引個所（２６ａ−２６ｅ）の前記吸込弁（３０）は開放位置と閉止位置の間で可動の弁体（３６）を有している、そのような吸引把持装置において、
   前記弁体（３６）は制御室（３８）を区切る柔軟な制御隔膜（４０）に配置されており、それにより前記制御室（３８）で生じている負圧に依存して前記制御隔膜（４０）の変形のもとで前記弁体（３６）が開放位置から閉止位置へと可動であるようになっており、
   前記グリッパハウジング（１２）には複数のまたは全部の前記吸引個所（２６ａ−２６ｅ）にわたって延びる隔膜布（４２）が配置されており、それにより複数のまたは全部の前記吸込弁（３０）の前記制御隔膜（４０）が前記隔膜布（４２）の制御区域（４４）により形成されるようになっているとともに、
   各々の前記吸引個所（２６ａ−２６ｅ）について前記グリッパハウジング（１２）の中で前記作業面（１８）から弁長手方向に沿って離れるように伸びる弁収容室（３５）が構成されており、前記隔膜布（４２）は、それぞれの制御区域（４４）によって前記弁収容室（３５）に、特に前記作業面（１８）と平行に延びるように張り渡されるとともに、前記制御区域（４４）を周回する縁部（４６）に沿って前記弁収容室（３５）に取り付けられており、
   前記隔膜布（４２）は、前記弁体（３６）が開放位置にあるとき閉止位置へ動かないように初期応力をかけられるように、張力をもって前記縁部（４６）に取り付けられている
   ことを特徴とする吸引把持装置（１０、６０）。
2. 前記グリッパハウジング（１２）は、ハウジング上側部分（１４）と、前記作業面（１８）を有するハウジング下側部分（１６）とを含んでおり、前記隔膜布（４２）は前記ハウジング上側部分（１４）と前記ハウジング下側部分（１６）の間に配置されており、特に挟み込まれていることを特徴とする、請求項１に記載の吸引把持装置（１０，６０）。
3. 前記弁体（３６）は周回する前記縁部（４６）から間隔をおいて、特に中央部で、前記制御区域（４４）に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の吸引把持装置（１０，６０）。
4. 吸込弁（３０）の前記弁体（３６）はそれぞれ前記隔膜布（４２）と一体的に構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の吸引把持装置（１０、６０）。
5. 前記隔膜布（４２）は少なくとも２つの異なる吸引個所（２６ａ−２６ｅ）のところで相違する厚みおよび／または相違する柔軟性を有していることを特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の吸引把持装置（１０、６０）。
6. 各々の前記吸引個所（２６ａ−２６ｅ）にそれぞれの前記吸引体が、それぞれの前記弁収容室（３５）に収容されているそれぞれの前記弁体（３６）と一直線上に並ぶように、前記弁体（３６）と向かい合う前記制御隔膜（４０）の側に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の吸引把持装置（１０、６０）。
7. それぞれ付属の吸引個所（２６ａ−２６ｅ）の吸引体（２０）は、弁体（３６）が開放位置から閉止位置へ動いたときにそれぞれの前記吸引体（２０）が押し出された吸引位置から引き込まれた受動位置へと動くように、隔膜布（４２）の制御区域（４４）と結合されていることを特徴とする、請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の吸引把持装置（１０、６０）。
8. 弁体（３６）は、制御室（３８）を負圧供給側（３２）と接続する吸出通路（４８）を閉止位置のときに閉止するとともに開放位置のときに前記吸出通路（４８）を解放する封止区域（５０）を有しており、前記弁体（３６）は前記制御室（３８）と吸着側（３４）との流体接続のためにスロットル個所（５４）を備える吸引側通路（５２）を有していることを特徴とする、請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の吸引把持装置（１０、６０）。
9. 制御室（３８）は負圧供給側（３２）と流体接続されており、弁体（３６）は、前記制御室（３８）の吸着側（３４）との流体接続のためにスロットル個所（５４）を備える吸引側通路（５２）と、閉止位置のときに封止座（６２）に当接する封止区域（５０）とを有しており、前記封止区域（５０）と前記封止座（６２）は閉止位置のときに吸着側（３４）から吸引側通路（５２）を通る流体接続を封止するように閉止するように配置されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の吸引把持装置（１０、６０）。