(57)【要約】【課題】  バキュームパッド等の故障により外気の流入があった場合に、外部の制御手段を用いることなく、バキュームを自動的にオフできる吸着把持装置を提供する。【解決手段】  バキュームパッド１１、吸引装置、外シリンダ１２及び上，下のシリンダロッド１３ｃ，１４とを備えたシリンダ装置１３と、外シリンダ１２を昇降する昇降シリンダ２１と、ピストンシリンダ１３ａと外シリンダ１２内とを連通する連通孔と、一端側が上シリンダロッド１３ｃに連結された開閉ピストン１３ｂのピストン下室側に開口し、他端側が吸引装置の吸引部に連結されるバキュームエアー導入穴１３ｓと、昇降シリンダ２１のピストン下室と外シリンダ１２内とを連通する連通路２６と、搬送対象物に当接する検出体１５とを備え、バキュームパッド１１内に外気が流入した場合には、バキュームパッドエアー導入穴１３ｓの開口部を自動的に閉じるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送対象物を真空吸着するバキュームパッドと、上記バキュームパッド内を吸引する吸引装置と、上記バキュームパッド内と連通する開口部を有し上記バキュームパッドを支持する外シリンダと、この外シリンダ内に設けられたピストンシリンダ，開閉ピストン，上下のシリンダロッド、及び、ピストン上室に設けられ、上記ピストンを下方に付勢するバネ要素を備えたシリンダ装置と、シリンダ，ピストン，シリンダロッド及び、ピストン下室に設けられ、上記ピストンを上方に付勢するバネ要素を備えた昇降シリンダを備え、上記シリンダのピストン上室内の圧力を制御して上記外シリンダを昇降する昇降装置とを備えた吸着把持装置であって、上記ピストンシリンダと上記外シリンダとを連通する連通孔と、一端側が上記開閉ピストンのピストン下室側に開口し、他端側が上記吸引装置の吸引部に連結されるバキュームエア導入穴と、上記昇降シリンダのピストン下室と上記外シリンダ内とを連通する連通路とを備えるとともに、上記下シリンダの先端側に上記搬送対象物に当接する検知手段を備えたことを特徴とする吸着把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送対象物を真空吸着して把持する吸着把持装置に関するもので、特に、バキュームエアーを自動的に停止させる機能を有する吸着把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤなどの大型の搬送対象物を吸着して把持する場合には、上記搬送対象物の形状にパッドが柔軟に対応するよう、複数個のバキュームパッドを併用する場合が多い。このとき、全部のバキュームパッドを一系統のバキュームエアーにて稼動させた場合には、バキュームパッドのエアーのどれかが外れてその内部に外気が流入すると、他のバキュームパッドの真空度も下がってしまい、搬送対象物が落下してしまうといった問題点があった。そこで、その対策として、例えば、図４に示すように、複数のバキュームパッド５０を幾つかのグループＡ，Ｂ，Ｃに分け、それぞれのグループＡ，Ｂ，Ｃ毎に真空発生器５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを持たせたり、図５に示すように、各バキュームパッド５０ａ，５０ｂ，５０ｃ毎に真空発生器５１ａ，５１ｂ，５１ｃを持たせることにより、バキュームパットに故障等が発生した時にも、バキュームオフによるリスクを最小限に抑える方法が行なわれている。
更に進んだ方法としては、図６に示すように、各バキュームパッドパッド５０ａ，５０ｂ，５０ｃ毎に真空圧センサ５２ａ，５２ｂ，５２ｃを取付けるとともに、各パッドのバキュームラインを開閉するための電磁弁（ＳＯＬ）５３ａ，５３ｂ，５３ｃをそれぞれ設けて、パッドの故障等によるバキュームオフ時には、当該パッドの電磁弁を閉じて、バキューム圧自体をシャットするタイプもある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２６９１０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記バキュームパッドをグループ分けしそれぞれに真空発生器を持たせる方法では、搬送対象物の落下の可能性は少なくなるものの、グループ単位でバキューム不良が起こるため、落下対策としては十分とはいえなかった。
また、各パッド毎に真空発生器を持たせる方法では、バキュームシステムの構築にコストがかかるだけでなく、バキュームオフ時においては真空発生器でのエアー消費量が多くなることからエネルギーロスも大きいといった問題点があった。また、各バキュームパッド毎に真空圧センサと電磁弁とを取付ければ上記エネルギーロスを避けることはできるが、バキュームシステムのコストが更に高くなってしまう（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、バキュームパッド等の故障により外気の流入があった場合に、真空系統を遮断する電磁弁などの外部の制御手段を用いることなく、バキュームを自動的にオフすることのできる吸着把持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１に記載の発明は、搬送対象物を真空吸着するバキュームパッドと、上記バキュームパッド内を吸引する吸引装置と、上記バキュームパッド内と連通する開口部を有し上記バキュームパッドを支持する外シリンダと、この外シリンダ内に設けられたピストンシリンダ，開閉ピストン，上下のシリンダロッド、及び、ピストン上室に設けられ、上記ピストンを下方に付勢するバネ要素を備えたシリンダ装置と、シリンダ，ピストン，シリンダロッド、及び、ピストン下室に設けられ、上記ピストンを上方に付勢するバネ要素を備えた昇降シリンダを備え、上記シリンダのピストン上室内の圧力を制御して上記外シリンダを昇降する昇降装置とを備えた吸着把持装置であって、上記ピストンシリンダと上記外シリンダとを連通する連通孔と、一端側が上記開閉ピストンのピストン下室側に開口し、他端側が上記吸引装置の吸引部に連結されるバキュームエアー導入穴と、上記昇降シリンダのピストン下室と上記外シリンダ内とを連通する連通路とを備えるとともに、上記下シリンダの先端側に上記搬送対象物に当接する検知手段を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、バキュームパッドと吸引装置と、上記バキュームパッド内と連通する開口部を有し上記バキュームパッドを支持する外シリンダと、この外シリンダ内に設けられた上，下のシリンダロッドを備えたシリンダ装置と、上記外シリンダを昇降する昇降シリンダを備えるとともに、上記シリンダ装置のシリンダ内と上記外シリンダ内とを連通する連通孔と、一端側が上記上シリンダロッドに連結された開閉ピストンのピストン下室側に開口し、他端側が上記吸引装置の吸引部に連結されるバキュームエアー導入穴と、上記昇降シリンダのピストン下室と上記外シリンダ内とを連通する連通路と、上記下シリンダの先端側に設けられた上記搬送対象物に当接する検知手段とを備え、バキュームパッド等の故障により外気の流入があった場合には、上記昇降シリンダのピストンが上昇して、上記開閉ピストンを上昇させ、上記開閉ピストンに設けられたバキュームパッドエアー導入穴の開口部を自動的に閉じるように構成したので、外部からの制御や操作を必要とせず、また、電磁弁を用いることなく、吸着不良の吸着把持装置と吸引装置とを自動的に切り離すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係る吸着把持装置１の構成を示す図で、本発明の吸着把持装置１はバキュームパッドを備えたバキュームユニット１０とこのバキュームユニット１０を昇降するための昇降装置２０とを備えたものである。
バキュームユニット１０は、被吸着物である搬送対象物Ｍを真空吸着するための傘状のバキュームパッド１１とこのバキュームパッド１１をその開口部側とは反対側にて保持する中空状の外シリンダ１２と、上記中空状の外シリンダ１２内の上部側（バキュームユニット１０とは反対側）に取付けられた、ピストンシリンダ１３ａ，開閉ピストン１３ｂ，シリンダロッド１３ｃ及び上記シリンダロッド１３ｃの外周側に配置され、上記開閉ピストン１３ｂを下方に付勢するコイルバネ１３ｋとを備えたシリンダ装置１３と、上記開閉ピストン１３ｂのシリンダロッド１３ｃとは反対側に延長する支持ロッド１４と、この支持ロッド１４の先端側に取付けられた、搬送対象物Ｍの有無を検出する手段である検出体１５とを備えたもので、本例では、上記バキュームパッド１１の内側と外シリンダ１２内とを連通するために、上記バキュームパッド１１を、外シリンダ１２の下面（バキュームパッド１１側の面）側に設けられた開口部１２ｓの周縁部に固定するようにしている。
【０００８】
また、本例では、上記開閉ピストン１３ｂの断面をピストンシリンダ１３ａのピストン上室側（バキュームパッド１１側とは反対側）にいくに従って広がり、ピストンシリンダ１３ａの内壁に当接する略三角形状とするとともに、一方が上記開閉ピストン１３ｂの側面側でピストン下室側に開口し、他方がシリンダロッド１３ｃの上記開閉ピストン１３ｂとは反対側の端部に開口するバキュームエア導入穴１３ｓを形成し、後述するように、上記バキュームエア導入穴１３ｓのシリンダロッド１３ｃ側の開口部側を図示しない吸引装置に連結して、上記バキュームエア導入穴１３ｓからピストンシリンダ１３ａのピストン下室側及びこのピストン下室側に連通する外シリンダ１２内及び上記バキュームパッド１１と搬送対象物との間の空気を吸引して上記搬送対象物Ｍを吸引する。
更に、本例では、上記ピストンシリンダ１３ａの下方に、上記外シリンダ１２内に連通する第１の連通孔１３ｍを設けて、上記ピストンシリンダ１３ａ内と上記外シリンダ１２内とを連通させるとともに、上記外シリンダ１２の上部に第２の連通孔１３ｎを設けて、上記ピストンシリンダ１３ａのピストン上室側とシリンダ装置１３の外部とを連通させるようにしている。
なお、上記支持ロッド１４の長さは、開閉ピストン１３ｂがピストンシリンダ１３ａの最下部に位置した時の上記検出体１５の下端部と上記バキュームパッド１１の下端部との距離ｈが、上記開閉ピストン１３ｂの上端部と上記第１の連通孔１３ｍとの距離よりも長くなるように設定する。
【０００９】
一方、昇降装置２０は、シリンダ２１ａ，ピストン２１ｂ，シリンダロッド２１ｃ及び上記シリンダロッド２１ｃの外周側に配置され、上記ピストン２１ｂを上方（シリンダ２１ａの上室側）に付勢するコイルバネ２１ｋにより構成される昇降シリンダ２１を備え、シリンダロッド２１ｃの他端側に取付けられた取付金具２２及び上記外シリンダ１２の外周側に取付けられた連結部材２３を介して、上記バキュームユニット１０を昇降するものである。また、この昇降装置２０の上記シリンダ２１ａのピストン上室側には、ホース等によりバキュームラインを開閉するための電磁弁（ＳＯＬ）２４を介して、図示しない圧縮空気供給装置からの圧縮空気を上記シリンダ２１ａのピストン上室側に導入するための第１の開口部２１ｍが設けられており、上記シリンダ２１ａのピストン下室側には、エアチューブ２５により、上記外シリンダ１２に設けられた連通用開口部１２ｎに連通する第２の開口部２１ｎが設けられており、これにより、上記シリンダ２１ａのピストン下室側と上記外シリンダ１２内とを連通させる。
【００１０】
次に、本発明の吸着把持装置１の通常時における動作について説明する。
図２（ａ）は、本吸着把持装置１が搬送対象物Ｍを吸着する準備が完了したときの状態を示す図で、この状態では、バキュームユニット１０の開閉ピストン１３ｂはピストンシリンダ１３ａの最下部に位置しており、バキュームエアー導入穴１３ｓの開口部は外シリンダ１２の内壁により塞がっている状態となっている。したがって、ピストンシリンダ１３ａのピストン上室と外シリンダ１２内と昇降装置２０のシリンダ２１ａのピストン下室内はいずれも大気圧になっている。
搬送対象物Ｍを吸着する際には、はじめに、図示しないバキュームユニット１０の下降指令により電磁弁２４を開き、昇降シリンダ２１のシリンダ２１ａに設けられた第１の開口部２１ｍからピストン上室に高圧の空気を導入する。この高圧空気の導入により、昇降シリンダ２１のピストン２１ｂが下方に押されるので、取付金具２２及び連結部材２３を介して昇降シリンダ２１のシリンダロッド２１ｃに連結されているバキュームユニット１０を下降させて搬送対象物Ｍに近づけることができる。
【００１１】
バキュームユニット１０が下降すると、まず、検出体１５が搬送対象物Ｍに当接するので、上記検出体１５が搬送対象物Ｍを検知した時に、上記吸引装置を稼動させる。
検出体１５が搬送対象物Ｍに当接しても、昇降シリンダ２１のピストン２１ｂは下降し続けるので、検出体１５の当接後には、図２（ｂ）に示すように、シリンダ装置１３の開閉ピストン１３ｂは、支持ロッド１４を介して、搬送対象物Ｍからの反力により押し上げられる。このとき、上記シリンダ装置１３のシリンダ上室に配置されているコイルバネ１３ｋは、上記ピストン１３ｃの上昇に伴って圧縮される。そして、上記開閉ピストン１３ｂが上昇して、上記開閉ピストン１３ｂに設けられたバキュームエア導入穴１３ｓの開口部とピストンシリンダ１３ａの第１の連通孔１３ｍとが連通すると、上記ピストンシリンダ１３ａのピストン下室側と上記外シリンダ１２内部とが連通するので、バキュームパッド１１と搬送対象物Ｍとの空間の空気も吸引されて、上記空間の真空度が上がる。したがって、バキュームパッド１１を搬送対象物Ｍに密着させることができる。
このとき、エアチューブ２５により上記外シリンダ１２の内部と連通している昇降シリンダ２１のピストン下室内も真空度が上がるので、この時点でバキュームユニット１０の下降指令をＯＦＦして上記電磁弁２４を閉鎖して高圧空気の供給を停止しても、ピストン２１ｂは自動的に下降した状態で保持されるので、搬送対象物Ｍの吸着を継続することができる。なお、上記電磁弁２４の閉鎖は、外シリンダ１２内に内圧センサを設置して、この内力センサの出力に基づいて行ってもよいし、昇降シリンダ２１のピストン２１ｂの下降速度の変化を検出して行ってもよい。
【００１２】
ところで、図３（ａ）に示すように、種々の原因でバキュームパッド１１内に外部からの空気が入り込み搬送対象物Ｍを吸着・把持できない状態になった場合には、外シリンダ１２の内部も真空度が下がってしまうので、エアチューブ２５により上記外シリンダ１２内部と連通している昇降シリンダ２１のピストン下室内の真空度も下がる。その結果、上記昇降シリンダ２１のピストン上室内の圧縮されたコイルバネ２１ｋの戻り力により、昇降シリンダ２１のピストン２１ｂが上昇し、バキュームユニット１０が引き上げられる。
バキュームユニット１０が引き上げられると、上記シリンダ装置１３のピストン上室の圧縮されたコイルバネ１３ｋの戻り力により、上記開閉ピストン１３ｂは下降する。そして、図３（ｂ）に示すように、上記開閉ピストン１３ｂに設けられたバキュームエア導入穴１３ｓの開口部が上記第１の連通孔１３ｍよりも下側まで戻されると、上記開口部はピストンシリンダ１３ａの内壁によって閉鎖されるので、バキュームエアーの漏れが停止する。換言すれば、吸引装置による当該吸着把持装置１の吸引は停止される。
したがって、本発明の吸着把持装置１を用いれば、外部からの制御や操作を必要とせず、また、電磁弁を用いることなく、吸着不良の吸着把持装置と吸引装置とを自動的に切り離すことができる。また、吸着不良が起こった場合には、当該吸着把持装置は吸引装置から切り離されるので、他の吸着把持装置の吸着作業に影響を与えることがない。
【００１３】
このように、本最良の形態によれば、搬送対象物Ｍを吸着するバキュームパッド１１内と連通する開口部１２ｓを有し上記バキュームパッド１１を支持する外シリンダ１２内に、ピストンシリンダ１３ａ、開閉ピストン１３ｂ、シリンダロッド１３ｃ、及び、ピストン上室に設けられ、上記開閉ピストン１３ｂを下方に付勢するコイルバネ１３ｋを備え、かつ、上記ピストンシリンダ１３ａと上記外シリンダ１２とを連通する第１の連通孔１３ｍを有するシリンダ装置１３を取付けるとともに、上記開閉ピストン１３ｂにピストン下室に開口するバキュームエア導入穴１３ｓを設け、更に、上記開閉ピストン１３ｂの下部に、先端が搬送対象物Ｍに当接する検出体を支持する支持ロッド１４を取付けて成るバキュームユニット１０を、シリンダ２１ａ、ピストン２１ｂ、シリンダロッド２１ｃ、及び、ピストン下室に設けられ、上記ピストン２１ｂを上方に付勢するコイルバネ２１ｋを備えた昇降シリンダ２１を備えた昇降装置２０により昇降させるようにするとともに、上記昇降シリンダ２１のピストン下室と上記外シリンダ内とをエアチューブ２５連通させ、バキュームパッド１１等の故障により外気の流入があった場合には、上記昇降装置２０のピストン下室に上記外気が流入して上記ピストン２１ｂが上昇するようにしたので、上記ピストン２１ｂの上昇に伴い、上記シリンダ装置１３の開閉ピストン１３ｂも上昇して、上記開閉ピストン１３ｂに設けられたバキュームパッドエアー導入穴１３ｓの開口部、すなわち、バキュームエアーの通路が閉じられるので、吸着把持装置１に吸着不良が起きた場合でも、当該装置と吸引装置とを自動的に切り離すことができる。したがって、真空圧センサや電磁弁等を用いることなく、バキュームオフ時におけるエネルギーロスをなくすことができる。
【００１４】
なお、上記最良の形態では、検出体１５が搬送対象物Ｍを検知した時に、上記吸引装置を稼動させるようにしたが、昇降装置２０の立ち上げ時に吸引装置を稼動させてもよい。
また、上記例では、上記開閉ピストン１３ｂの断面を略三角形状としたが、バキュームエア導入穴１３ｓがピストンシリンダ１３ａの下室側に開口するようにすれば、一般の円盤型のピストンを用いてもよい。但し、ピストンは上下にシリンダロッド１３ｃと支持ロッド１４が取付けられているので、バキュームエア導入穴１３ｓを形成するには、本例のような形態の方が加工上は好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
このように、本発明によれば、バキュームパッド内に外気が流入した場合に、外部からの制御や操作走査を必要とせず、吸着不良の吸着把持装置と吸引装置とを自動的に切り離すことができるので、バキュームオフによるリスクを最小限に抑えることのできるバキュームシステムを確実にかつ安価に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の最良の形態に係る吸着把持装置の構成を示す図である。
【図２】本発明による吸着把持装置の通常動作を説明するための図である。
【図３】吸着把持装置の吸着不良時の動作を説明するための図である。
【図４】従来のバキュームシステムを示す模式図である。
【図５】従来のバキュームシステムの他の例を示す模式図である。
【図６】従来のバキュームシステムの他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  吸着把持装置、１０  バキュームユニット、１１  バキュームパッド、
１２  外シリンダ、１２ｎ  連通用開口部、１２ｓ  開口部、１３  シリンダ装置、
１３ａ  ピストンシリンダ、１３ｂ  開閉ピストン、１３ｃ  シリンダロッド、
１３ｋ  コイルバネ、１３ｍ  第１の連通孔、１３ｎ  第２の連通孔、
１３ｓ  バキュームエア導入穴、１４  支持ロッド、１５  検出体、
２０  昇降装置、２１  昇降シリンダ、２１ａ  シリンダ、２１ｂ  ピストン、
２１ｃ  シリンダロッド、２１ｋ  コイルバネ、２１ｍ  第１の開口部、
２１ｎ  第２の開口部、２２  取付金具、２３  連結部材、２４  電磁弁、
２５  エアチューブ、Ｍ  搬送対象物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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