(57)【要約】【課題】  被吸着物の吸着、解放の動作応答が高速化され小型、軽量な吸着ノズル装置を提供することである。【解決手段】  外部に流体供給口及び吸入口を形成するケース体、該ケース体の内部に該流体供給口及び該吸入口を導通する流体経路の流体の流動を弁体及び弁座の接触・解放により断続的に開閉する流体経路切換体、該流体経路切換体が励磁コイルの内部に固定体及び可動体を直線的に配置した電磁ソレノイド型であり該励磁コイルへの通電により稼動する該可動体の該固定体と反対側の先端に該弁体を形成してなり、並びに、ケース体内部に流体経路及び流体経路切換体を一体形成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に流体供給口及び吸入口を形成するケース体、該ケース体の内部に該流体供給口及び該吸入口を導通する流体経路の流体の流動を弁体及び弁座の接触・解放により断続的に開閉する流体経路切換体、該流体経路切換体が励磁コイルの内部に固定体及び可動体を直線的に配置した電磁ソレノイド型であり該励磁コイルへの通電により稼動する該可動体の該固定体と反対側の先端に該弁体を形成してなり、並びに、ケース体内部に流体経路及び流体経路切換体を一体形成したことを特徴とする吸着ノズル装置。
【請求項２】
真空用流体経路及び電磁ソレノイド型である真空切換用の流体経路切換体、並びに、破壊用流体経路及び電磁ソレノイド型である破壊切換用の流体経路切換体がケース体の内部に各々形成、配置されたことを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズル装置。
【請求項３】
流体経路切換体の固定体及び可動体の芯部に流体経路を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の吸着ノズル装置。
【請求項４】
電磁または空圧によるシリンダをケース体と一体化したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸着ノズル装置。
【請求項５】
吸着パッドを吸入口に取り付けて成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の吸着ノズル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被吸着物の吸着搬送に用いられる吸着ノズル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術は、吸着搬送装置のヘッド部に吸着ノズルを取り付け、該吸着ノズルの吸着孔が該吸着ノズルに接続される配管チューブにより切換装置、真空源、切換装置と真空源が一体化されたエジェクタ式真空発生装置、等へと導通されていて、吸着ノズルへの物品の吸着、解放の切換が遠隔の場所にある切換装置により成されている。
【０００３】
吸着搬送装置のヘッド部は、超高速で稼働するために重量を軽くすることが求められ、物品・被吸着物の吸着、解放の動作・応答に高速化が求められている。これらの吸着、解放の動作の開始時、停止時に配管チューブの経路長の内容積に相当する量の空気が排出されて吸着ノズルに物品が吸着され、同量以上の空気が配管チューブに供給されて後に吸着ノズルから物品が解放される動作モデルであり、吸着ノズルと真空源の間の配管チューブの経路長が動作・応答の高速化を妨げている。即ち、吸着、解放の動作時には配管チューブ内の容積分の空気を排出するのに長い時間を要する、配管チューブ内の真空状態を解除するために空気を供給するのに長い時間を要する。以下の文献には、吸着パッドを取り付けるアダプタユニットをマニホールドユニットに係着させ該マニホールドユニットに真空供給弁部及び電磁弁を配設した吸着用パッド付真空供給ユニットが記載されている。
【特許文献１】特開平５−６９３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸着搬送装置のヘッド部に取り付けられる吸着ノズルと該吸着ノズルの吸着、解放を駆動させる切換装置が離れた位置に配置されているために物品・被吸着物の吸着、解放の動作・応答が遅いという問題がある。物品・被吸着物の吸着、解放の動作、応答の高速化のために小型、軽量であり吸着、解放の切換を行う切換装置を吸着ノズルに組み込んだ問題を解決した吸着ノズル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
外部に流体供給口及び吸入口を形成するケース体、該ケース体の内部に該流体供給口及び該吸入口を導通する流体経路の流体の流動を弁体及び弁座の接触・解放により断続的に開閉する流体経路切換体、該流体経路切換体が励磁コイルの内部に固定体及び可動体を直線的に配置した電磁ソレノイド型であり該励磁コイルへの通電により稼動する該可動体の該固定体と反対側の先端に該弁体を形成してなり、並びに、ケース体内部に流体経路及び流体経路切換体を一体形成した吸着ノズル装置であり、吸着、解放の流体経路を切り換える電磁ソレノイド式の流体経路切換体が吸着ノズル装置に組み込まれていて物品・被吸着物の吸着及び／または解放の動作、応答が高速化され、小型、軽量の吸着ノズル装置を提供することができる。
【０００６】
更に、真空用流体経路及び電磁ソレノイド型である真空切換用の流体経路切換体、並びに、破壊用流体経路及び電磁ソレノイド型である破壊切換用の流体経路切換体がケース体の内部に各々形成された吸着ノズル装置であり、流体経路切換体の固定体及び可動体の芯部に流体経路を形成した吸着ノズル装置であり、電磁または空圧によるシリンダをケース体と一体化した吸着ノズル装置であり、及び／または、吸着パッドを吸入口に取り付けて成る吸着ノズル装置であり、吸着、解放の流体経路を切り換える電磁ソレノイド式の流体経路切換体が吸着ノズル装置に組み込まれていて吸着及び／または解放の動作、応答が高速応答であり一層小型、軽量の吸着ノズル装置を提供することができる。
【０００７】
以下に本発明に係る吸着ノズル装置に関して詳細を説明する。本発明に係る吸着ノズル装置は、以下の説明、図、等に限定されるものでなく、特に図においてサイズ、形状、縮尺、配置、等を限定するものでない。
【０００８】
外部に流体供給口及び吸入口を形成するケース体、該ケース体の内部に該流体供給口及び該吸入口を導通する流体経路の流体の流動を弁体及び弁座の接触・解放により断続的に開閉する流体経路切換体、該流体経路切換体が励磁コイルの内部に固定体及び可動体を直線的に配置した電磁ソレノイド型であり該励磁コイルへの通電により稼動する該可動体の該固定体と反対側の先端に該弁体を形成してなり並びにケース体内部に流体経路及び流体経路切換体を一体形成し、真空用流体経路及び電磁ソレノイド型である真空切換用の流体経路切換体並びに破壊用流体経路及び電磁ソレノイド型である破壊切換用の流体経路切換体がケース体の内部に各々形成され、流体経路切換体の固定体及び可動体の芯部に流体経路を形成し、電磁または空圧によるシリンダをケース体と一体化し及び／または、吸着パッドを吸入口に取り付けて成る吸着ノズル装置である。
【０００９】
ケース体３２は、ケース側体３及び蓋ケース４より成り流体経路切換体、流体経路、弁体、弁座、等を内部に包含し、該蓋ケース４には流体給供給口（真空圧供給口５，破壊圧供給口１５）が形成されて流体経路と一致する位置にケース側体３と固着され、内部に弁体（真空用弁体１３、破壊用弁体２３）と接触する弁座（真空用弁座２６．２８、破壊用弁座２７．２９）が形成され、外部に吸入口３１を有する吸入ノズル３０が形成されて吸着ノズル装置の外形部を成している。該ケース体３２の形状、サイズ、等を特に限定するものではないが、材料が非磁性である金属、セラミック、樹脂、等であり可動体（真空用可動体１０、破壊用可動体２０）との摺動に耐えうるものが好ましい。
【００１０】
流体経路切換体は、ケース体３２内で流体経路（真空用流体経路１１，破壊用流体経路２１）を電気信号により（弁体及び弁座の接触・解放させて）断続的に開閉するものであり、固定体、磁性体枠、励磁コイル、コイルボビン、スプリング、可動体、流体用のシールド体、可動体の先に取り付けられた弁体、等より成る。該流体経路切換体は、一般の電磁弁のソレノイド部と類似していて、固定体及び可動体の間にスプリング及び／または緩衝材を配置し、その周りにコイルボビンに巻かれた励磁コイルを配置し、更にその周りに磁束のための磁性体枠を配置し、該励磁コイルへの通電・非通電により該可動体を摺動させる。
【００１１】
流体経路切換体の数を限定するものでないが真空用、破壊用の２種類が共存していることが好ましい。例えば、図１のような真空用固定体６、真空用可動体１０及び真空用弁体１３の軸芯部に真空用流体経路１１を設けて真空圧供給口５と導通させる真空用流体経路切換体、並びに、同様な構造の破壊用流体経路切換体を例示できる。また、図３のような真空用固定体６、真空用可動体１０及び真空用弁体１３の軸芯部に真空用流体経路１１を設けて真空圧供給口５と導通させる真空用流体経路切換体、並びに、破壊用流体経路２１を破壊用可動体２０の芯部に設けることなくケース側体３に設けて破壊圧供給口１５と導通させる破壊用流体経路切換体を例示できる。また、真空用・破壊用の両方の流体経路を可動体・固定体の芯部以外のケース側体３に設けた流体経路切換体を例示できる。
【００１２】
可動体が励磁コイルへの通電・非通電により摺動し、該可動体の先に固着された弁体がケース側体３に形成された弁座と接触・非接触して流体経路を開閉することにより流体経路（真空用流体経路１１、破壊用流体経路２１）及び混合流体経路２５、吸入口３１を導通・非導通（開閉）させることができて該吸入口３１に真空圧又は破壊圧を供給することができる。該吸入口３１を内部に形成する吸入ノズル３０に吸着パッド２を取り付けて被吸着物の吸着・解放ができる。
【００１３】
流体経路切換体による流体経路の通常状態が導通、非導通を限定するものでない。これらは、スプリングまたは励磁コイルへの電気極性により決定することができる。好ましくは、スプリング力により可動体が通常（非通電時）押し出されて弁体及び弁座を接触させて流体経路を閉鎖し通電により可動体が固定体に引きつけられて弁体及び弁座を非接触させて流体経路を導通させる（通常閉鎖）ことであり、更に好ましくは、真空用及び破壊用を共に通常閉鎖にすることであり電源切り、停電時、通電でコントロール外時、に吸入口３１に作用しなくて自己安全型である。
【００１４】
ケース体３２の蓋ケース４側または吸入ノズル３０側に電磁または空圧によるシリンダーを一体的に構成することが好ましい。例えば、図２の如くケース体３２の吸入ノズル３０側で中心軸が該吸入ノズル３０と一致する位置に電磁式のシリンダ装置６７を構成する。前記の固定体及び可動体の軸部に流体経路を有する流体経路切換体と略同様の構成であってもよい。好ましくは、永久磁石６１をシリンダ固定体６６側に挿入配置することであり該永久磁石６１の磁力、シリンダ用励磁コイル６８への通電・非通電及びシリンダ用スプリング６９によりシリンダ用可動体６０をシリンダ用固定体６６に吸着・解放する。更に好ましくは、永久磁石６１をシリンダ固定体６６側に挿入配置することであり、シリンダ用励磁コイル６８への非通電時に該永久磁石６１の磁力がシリンダ用スプリング６９の反発力に勝りシリンダ用固定体６６にシリンダ用可動体６０を吸着し、通電時にシリンダ用励磁コイルの反発力及びシリンダ用スプリングの反発力の和が永久磁石の磁力に勝りシリンダ用可動体６０をシリンダ用固定体６６から解放する構成である。
【００１５】
このような吸着ノズル装置は、真空、圧縮圧の流体経路切換体をケース体内部で吸入ノズルの極近くに構成しまたは真空、圧縮圧の両方の流体経路切換体をケース体内部で吸入ノズルの極近くに構成するために物品・被吸着物の吸着、解放の動作、応答を高速化し、小型、軽量である。
【実施例】
【００１６】
本発明に係る吸着ノズル装置の実施例を説明する。
【００１７】
（実施例１）  図１参照
電磁ソレノイド型の切換体の固定体６、１６、可動体１０、２０として鉄材料を外形がφ８ｍｍ、内径がφ２ｍｍ（流体経路１１、２１用の穴）、スプリング９、１９用のザグリφ４ｍｍ、該可動体の外周部にＯ−リングによるシールド体１２、２２用の溝を形成加工した。円柱形のナイロン樹脂製のコイルボビン１４、２４に絶縁導線を巻いて励磁コイル８、１８とし、該励磁コイルを取り巻くように分割した鉄材料の磁性体枠７、１７を配置した。固定体及び可動体の間にウレタンゴム製のクッション材及びスプリングを配置し該可動体１０、２０の先端部に流体経路の穴と導通する穴を有するゴム製の弁体１３、２３を固着してコイルボビンに挿入し励磁コイルへの通電により可動体１０、２０が摺動する電磁ソレノイドとした。尚、電磁ソレノイドの構成は、一般的な電磁弁と類似しているので詳細な説明を省略する。
【００１８】
ケース側体３として真鍮材料で中心対称に真空用及び破壊用の前記の固定体、可動体、励磁コイル、磁性体枠、及び蓋ケース４が挿入できる穴を形成し、該可動体１０、２０がシールド体１２、２２と共に流体の漏れを防ぎながら摺動する穴を形成し、混合流体経路２５用の穴を形成し、該混合流体経路２５の一部分であり弁体１３、２３が稼動接触する部分に該弁体の内径よりも十分に広い面に平らな弁座２６、２７を形成し、ケース側体３に蓋ケース４の取り付けと反対側のケース側体３に吸入ノズル３０，該吸入ノズル３０内に該混合流体経路２５と導通する吸入口３１の穴を形成した。
【００１９】
前記電磁ソレノイドをケース側体３の真空用、破壊用の各々に配置挿入し蓋ケース４で封着固定した。固定体６、１６、磁性体枠７、１７、コイルボビン１４、２４、励磁コイル８、１８、がケース側体３と固着固定され、スプリング９、１９により押された可動体１０、２０が弁体１３、２３を弁座２６、２７に押しつけて流体経路１１、２１と混合流体路２５を分離（遮断）して流体の流れを阻止しする。
【００２０】
電磁ソレノイドに通電（図１の左側の真空用に）すると真空用スプリング９以上の磁石力により真空用固定体６側に真空用可動体１０を摺動して引き寄せて真空用弁体１３及び真空用弁座２６の隙間を作り真空用流体経路１１と混合流体経路２５の流体の流れを解放して真空圧供給口５に供給されている真空圧を真空用流体経路１１、混合流体経路２５、吸入口３１に導くことができる。導かれた真空圧により吸入ノズル３０に取り付けられた吸着パッド２に被吸着物を吸着することができる。
【００２１】
真空用への通電を止めて（真空経路が阻止・遮断される。）、破壊用の電磁ソレノイドに通電することにより破壊圧供給口１５に供給されている流体の圧縮圧を破壊用流体経路２１、混合流体経路２５、吸入口に導くことができる。導かれた圧縮圧により吸着パッド２に吸着されている被吸着物が吸着開放される。
【００２２】
電源ＯＦＦ時、停電時、コントロール外時、等において真空用電磁ソレノイド、破壊用ソレノイドに通電されていない状態で各々の可動体が各々のスプリングによる復元力で押されて各々の弁体が各々の弁座に押しつけられて流体経路が閉鎖されている。また、真空吸着時に停電になったとしても真空用電磁ソレノイドが真空用流体経路を閉鎖ししばらくの間吸着パッド内を真空に保ち被吸着物の吸着状態を保持する。
【００２３】
このように製作された吸着ノズル装置は、流体経路の切換が吸入口の極近傍で行われるために吸着、解放の応答速度が速く、小型になり、電磁ソレノイドの稼動選択により自己安全型である。
【００２４】
（実施例２）  図２、図４参照
実施例１と略同様にケース体３２を製作し、吸入ノズル３０側にシリンダ装置６７を形成したものである。該シリンダ装置６７は、シリンダ用ケース体６３の内部に永久磁石６１、シリンダ用固定体６６、シリンダ用可動体６０、シリンダ用励磁コイル６８、シリンダ用コイルボビン、シリンダ用スプリング６９、シリンダ用シールド体６２、シリンダ用磁性体枠、固定体と可動体の間のクッション材、等を配置し組み込んでなる。
【００２５】
シリンダ用励磁コイル６８に非通電時は、永久磁石６１により磁化されたシリンダ用固定体６６にシリンダ用可動体６０が引き寄せられて該シリンダ用可動体６０が吸入ノズル３０側に引き寄せられている。シリンダ用励磁コイル６８に通電した時は、該シリンダ用励磁コイル６８に発生する磁力によりシリンダ用可動体６０に永久磁石６１に対する反発力が発生しシリンダ用スプリング６９の力と相乗して該シリンダ用可動体６０がシリンダ用固定体６６から遠ざけられる。通電・非通電によりシリンダ用ケース体６３とシリンダ用シールド体６２によりシールドされてシリンダ用可動体６０が摺動してピストン運動を行わせることができる。
【００２６】
シリンダ用可動体６０の先端部のシリンダ用吸入口６４に吸着パッド２を取り付けて実施例１と略同様に真空用、破壊用の流体経路の切換を行うと共にシリンダを動作させることができる。真空吸着状態では、図２の真空吸入経路６５（破線で示す）を導通させて吸着パッド内部の流体を真空圧供給口５へ排除する。
【００２７】
このように製作された吸着ノズル装置は、真空吸着、真空破壊、シリンダを一体化した装置であり、被吸着物の吸着、解放の速度が速く、小型であり、多機能なものである。
【００２８】
（実施例３）  図３参照
実施例１と略同様な構成であるが、流体経路、弁体、弁座、混合流体経路、等が異なる例である。図中左の電磁ソレノイドは、流体経路１１が可動体１０の内部で左右に枝分かれし、該可動体１０の先端部にお椀型の弁体１３を設けて弁座２８とで励磁コイル８への通電・非通電により該流体経路１１及び吸入口３１との開閉切換を行う。また、図中右の電磁ソレノイドは、該電磁ソレノイド部分以外でケース側体３に設けられた流体経路２１及び吸入口３１との開閉切換を励磁コイル１８への通電、非通電で行う（弁体２３及び弁座２９の解放、接触）。直接的に吸入ノズル３０に吸着パッドを取り付けることができる。
【００２９】
このように製作された吸着ノズル装置は、被吸着物の真空吸着、解放（真空破壊）を高速に行うことができ小型である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る吸着ノズル装置は、真空、圧縮圧の流体経路切換体をケース体内部で吸入ノズルの極近くに構成され、または、真空、圧縮圧の両方の流体経路切換体をケース体内部で吸入ノズルの極近くに構成するために吸着開放経路が短くなり物品・被吸着物の吸着、解放の動作、応答を高速化し、小型、軽量である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る吸着ノズル装置の一実施態様を示す図である。
【図２】本発明に係る吸着ノズル装置の図１にシリンダ装置を付けた一実施態様を示す図である。
【図３】本発明に係る吸着ノズル装置の一実施態様を示す図である。
【図４】本発明に係る吸着ノズル装置の図２をシリンダ側からの一実施態様を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  吸着ノズル装置
２  吸着パッド
３  ケース側体
４  蓋ケース
５、１５  流体供給口（真空圧供給口、破壊圧供給口）
６、１６  固定体（真空用固定体、破壊用固定体）
７、１７  磁性体枠（真空用磁性体枠、破壊用磁性体枠）
８、１８  励磁コイル（真空用励磁コイル、破壊用励磁コイル）
９、１９  スプリング（真空用スプリング、破壊用スプリング）
１０、２０  可動体（真空用可動体、破壊用可動体）
１１、２１  流体経路（真空用流体経路、破壊用流体経路）
１２、２２  シールド体（真空用シールド体、破壊用シールド体）
１３、２３  弁体（真空用弁体、破壊用弁体）
１４、２４  コイルボビン（真空用コイルボビン破壊用コイルボビン）
２５  混合流体経路
２６、２８，２７，２９  弁座（真空用弁座、破壊用弁座）
３０  吸入ノズル
３１  吸入口
３２  ケース体
６０  シリンダ用可動体
６１  永久磁石
６２  シリンダ用シールド体
６３  シリンダ用ケース体
６４  シリンダ用吸入口
６５  真空吸入経路
６６  シリンダ用固定体
６７  シリンダ装置
６８  シリンダ用励磁コイル
６９  シリンダ用スプリング
【図１】
2006272476.tif 000003
【図２】
2006272476.tif 000004
【図３】
2006272476.tif 000005
【図４】
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