(57)【要約】【課題】  種々の剛性を備えるワークに対してその変形を抑制しつつ吸着可能な吸着装置を提供する。【解決手段】  負圧によってワークＷを吸着する吸着パッド２を備える吸着装置１であり、前記吸着パッド２で囲まれる負圧室４に、吸着される薄板のワークＷに当接し、ワークＷの負圧室４側への変形に追従して弾性変形されるワーク変形防止手段５としての弾性部材２０を配置した。【選択図】    図１
2006224199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負圧によってワークを吸着する吸着パッドを備える吸着装置であって、
前記吸着パッドで囲まれる負圧室に、吸着される薄板のワークに当接し、ワークの負圧室側への変形に追従して弾性変形されるワーク変形防止手段を配置したことを特徴とする吸着装置。
【請求項２】
前記ワーク変形防止手段は、吸着パッドの底部若しくは吸着パッドを支持するホルダに配置された弾性部材により構成したことを特徴とする請求項１に記載の吸着装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、環状をなし且つワーク当接方向に起立された環状リップで形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸着装置。
【請求項４】
前記環状リップは、根元部を厚肉とし、先端にいくに連れて薄肉としていることを特徴とする請求項３に記載の吸着装置。
【請求項５】
前記ワーク変形防止手段は、ワークに対して進退可能に配置したワーク当接部材を弾性部材によりワーク当接側に付勢して構成したことを特徴とする請求項１に記載の吸着装置。
【請求項６】
負圧によってワークを吸着する吸着パッドを備える吸着装置であって、
前記吸着パッドで囲まれる負圧室に、吸着される薄板のワークに当接する当接部材を、ワークの負圧室側への変形に対向して押圧するワーク変形防止手段を配置したことを特徴とする吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを吸着パッドで吸着した状態で保持したり搬送したりする吸着装置に関し、特に、大型薄肉部材からなるワークに好適な吸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から吸着されていない部分の変形量を少なくして、被搬送物に損傷を与えることなく吸着する吸着装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、吸着パッドの凹部内の上底部には真空吸引用のパイプが挿通されており、４個の凸部がパイプの周囲に９０°間隔で設けられている。吸着パッドでアパーチャグリルのマスクを吸着すると、マスクが凹部内へ吸引されて変形しても、この変形部が凸部に当接して、それ以上の変形が防止される。このため、マスクのうちで凹部内の部分の変形量が少なく、吸着パッドの周囲のマスクにはしわが発生しない。
【特許文献１】特開平６−１４３１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、高さが一定の凸部をワークに当接させてワークの変形を抑制するものであるため、ワークの剛性に対して、凸部の高さが低い場合には凸部にワークが当接せず、ワークの変形を防止できず、また凸部の高さが高い場合には凸部によるワークの変形が発生する虞があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、種々の剛性を備えるワークに対してその変形を抑制しつつ吸着可能な吸着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】
【０００６】
本発明は、負圧によってワークを吸着する吸着パッドを備える吸着装置であり、前記吸着パッドで囲まれる負圧室に、吸着される薄板のワークに当接し、ワークの負圧室側への変形に追従して弾性変形されるワーク変形防止手段を配置した。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、吸着パッドで囲まれる負圧室に、吸着される薄板のワークに当接し、ワークの負圧室側への変形に追従して弾性変形されるワーク変形防止手段を配置したため、吸着される薄板のワークの変形量に応じてワークへの押し返し力が変化することにより、ワークの剛性が変化してもワークの永久歪みの発生を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の吸着装置を各実施形態に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１〜図３は、本発明を適用した吸着装置の第１実施形態を夫々示し、図１は第１実施例の吸着装置の断面図、図２は図１に示す吸着装置の作動状態を示す断面図、図３は第２実施例の吸着装置の断面図である。
【００１０】
図１において、吸着装置１は、吸着パッド２と、吸着パッド２を保持するホルダ３と、ホルダ３の負圧室４側に配置したワーク変形防止部材５と、ホルダ３を図示しないロボットハンドや搬送ハンドに取り付けるロッド６と、で構成している。
【００１１】
前記吸着パッド２は、ホルダ３に嵌合する硬質の合成ゴムからなる取付基部１０と、取付基部１０から円盤状に拡がりワークＷに吸着する軟質の合成ゴムからなる吸着部１１とからなる。前記取付基部１０は、内周側に周溝１２を備え、ホルダ３の外周に突出させて設けた鍔部１３に周溝１２を嵌合させることにより軸方向の移動を規制され、外周に嵌め合わせた取付リング１４を締付けることでホルダ３に固定される。前記吸着部１１は取付基部１０に対して傾斜して設けられ、全体として円錐形状に配置され、ワークＷに吸着部１１の先端が接触する場合に、吸着パッド２とホルダ３とワークＷとで負圧室４を構成する。
【００１２】
前記負圧室４は、ホルダ３に設けた流路１５を介してロッド６に設けたニップル１６に連通され、ニップル１６に接続される図示しない負圧ホースを介して、負圧源に接続され且つ正圧源に切換え接続される。前記流路１５は負圧室４に連通する手前で、複数の流路を分岐させた分岐通路１７を備え、分岐通路１７は負圧室４の中央から外側にずれた部分に開口されている。複数の分岐通路１７は、図示しないが、ホルダ３の負圧室４側の中央部分の流路１５Ａを拡径させて大きい孔を形成し、拡径した孔の表面に対して隙間を持って栓体を挿入し、栓体と拡径孔との隙間で形成してもよい。この場合には栓体の表面には隙間分だけの高さを備えるリブを軸方向に形成することで、栓体をホルダの拡径孔に確実に固定することができる。
【００１３】
前記栓体若しくはホルダ３により形成した負圧室４の流路１５Ａの開口部の周縁には、軟質で柔軟な材料、例えば、軟質ゴム、若しくは、発泡ウレタン、スポンジ等から形成したワーク変形防止部材５を接着等により固定して備える。ワーク変形防止部材５は、リング状の環状リップ２０を備える全体としてカップ状に形成され、リップ２０は根元側は肉厚に形成し、先端側に移るに連れて肉厚を減少させて形成している。ワークＷが吸着パッド２により吸着され、負圧室４の真空がワークＷの重量を吸着保持するに必要な値まで高められた際に、ワークＷが薄板である場合には、吸着パッド２への当接範囲内で負圧室４側へ吸着変形される。
【００１４】
前記ワーク変形防止部材５は、前記吸着時のワークＷの変形によりワークＷに接触し、ワークＷが弾性限度を超えて変形されることを抑制するよう機能する。そして、このリング状の環状リップ２０は荷重−弾性変形特性を非線形としている。このため、ワーク変形防止部材５は、ワークＷが吸着変形されてワークＷ表面と接触する際に、接触初期には軽く接触し、ワークＷの変形に連れてその反発力を非線形に増加させつつ変形する。即ち、ワーク変形防止部材５は、外部からの変形荷重に対して自らの変形させつつその非線形に増加する反発力によりワークＷの変形量を抑制するよう機能する。
【００１５】
図２は、前記吸着装置１の負圧室４に負圧源より負圧を導入してワークＷを吸着した状態を示す。導入される負圧は、ワークＷ吸着の初期には、吸着パッド２内に流路１５Ａと分岐流路１７とを介して導入され、吸着パッド２とワークＷとの間の負圧室４の空気が抜かれる。図２中の鎖線で示すように、ワーク変形防止部材５とワークＷとが接触した段階からは、ワーク変形防止部材５とワークＷとで形成する空間内は流路１５Ａを介して負圧が導入され、ワーク変形防止部材５と吸着パッド２との間の空間は分岐流路１７を介して負圧が導入される。
【００１６】
吸着されるワークＷは、図示するように薄板、例えば、自動車のボデーサイドアウタやルーフパネル等の比較的大型で重量のあるワークＷの場合には、吸着面は平面若しくは若干曲面に形成されており、図示するようにワーク吸着面が平面状であっても、ワークＷの自重を保持するために負圧室４に導入する負圧値を必要な吸着力を発揮するまで上昇させる必要がある。その場合に、負圧室４の負圧値の上昇に連れてワークＷは吸着パット２への接触するリングで囲まれる部分が負圧室４側に引き込まれる。この引き込みが所定限度（ワークＷの弾性限度）を超えて大きくなる場合には、吸着パッド２に当接したワークＷに負圧室４側へ極僅かに膨れる永久歪みが生ずる。
【００１７】
しかしながら、本実施形態の吸着装置１においては、負圧室４の中央部分で、ワークＷに接触してワークＷの負圧室４側への変形を抑制するワーク変形防止部材５を備えるため、ワークＷの負圧室４側への変形を所定限度内に抑制することができ、ワーク変形が所定限度を超えることによる永久歪みの発生を抑制することができる。
【００１８】
この動作は、剛性が高いワークＷにおいては、ワークＷの変形量が比較的小さいために、ワーク変形によるワーク変形防止部材５への接触は、そのリング状リップ２０の先端部近傍でなされる。また剛性の低いワークＷにおいては、ワークＷの変形量が比較的大きいために、ワーク変形によるワーク変形防止部材５への接触は、そのリング状リップ２０を大きく変形させてなされる。いずれの場合においても、ワーク変形防止部材５は変形による押付け荷重に応じて自ら徐々に弾性変形するよう構成しているため、その弾性変形に基づく反発力が弾性変形に連れて大きくなり、ワークＷの変形量を効果的に抑制する。このため、ワークＷを局部的に傷付けることもない。
【００１９】
また、吸着荷重を上昇させるに連れ、ワークＷの変形は増加されようとするが、ワーク変形防止部材５のワーク変形防止の反発力も増加するため、ワークＷが所定変形量を超えて変形することを効果的に抑制Ｄし、ワークＷの重量を保持するに足る吸着力を充分に確保することができる。
【００２０】
図３は本実施形態の吸着装置の第２実施例を示すものであり、ワーク変形防止部材５は、前記栓体若しくはホルダ３に形成した穴２２に基部を挿入して配置した軟質で柔軟な材料、例えば、軟質ゴム、若しくは、発泡ウレタン、スポンジ等から形成したプラグ２３により形成している。
【００２１】
この吸着装置１におけるワーク変形防止部材５のプラグ２３においても、それ自身の弾性により、吸着時のワークＷの変形によりワークＷに接触し、ワークＷが弾性限度を超えて変形されることを抑制するよう機能する。この場合には、ワーク変形防止部材５は、ワークＷが吸着変形されてワーク表面と接触する際に、接触初期には軽く接触し、ワークＷの変形に連れてその反発力を線形に増加させつつ大きく変形されるよう形成している。即ち、ワーク変形防止部材５は、外部からの変形荷重に対して自らの変形させつつその反発力を線形に増加させることによりワークＷの変形量を抑制するよう機能する。従って、第１実施例と同様に作動させることができる。
【００２２】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２３】
（ア）負圧によってワークＷを吸着する吸着パッド２を備える吸着装置１であって、前記吸着パッド２で囲まれる負圧室４に、吸着される薄板のワークＷに当接し、ワークＷの負圧室４側への変形に追従して弾性変形されるワーク変形防止手段５としての弾性部材２０、２３を配置したため、吸着される薄板のワークＷの変形量に応じてワークＷへの押し返し力が変化することにより、ワークＷの剛性が変化してもワークＷの永久歪みの発生を防ぐことができる。このため、ワーク重量を保持するに足る吸着力を充分に確保することができる。
【００２４】
（イ）弾性部材として、環状をなし且つワーク当接方向に起立された環状リップ２０で形成すると、環状リップ２０で囲まれる空間内にも負圧を導入することができ、吸着装置１の吸着能力を増加させることができる。
【００２５】
（ウ）環状リップ２０は、根元部を厚肉とし、先端にいくに連れて薄肉としているため、その荷重−弾性変形特性を非線形にすることができ、ワークＷの剛性の変化により変化する変形量に追従変形させることができ、ワークＷの永久変形を抑制することができる。
【００２６】
（第２実施形態）
図４は第２実施形態の吸着装置の断面図を示す。本実施形態においては、ワーク変形防止部材を弾性部材によりワーク当接側に突出付勢するようにしたものである。なお、第１実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００２７】
第２実施形態の吸着装置においては、ワーク変形防止部材５は、ホルダ３に形成した穴２５に出没可能に配置した軟質で柔軟な材料、例えば、軟質ゴム、若しくは、発泡ウレタン、スポンジ等から形成したプラグ２６により形成している。前記プラグ２６は、前記穴２５の底部に着座した弾性部材２７、例えば、コイルばねにより突出した位置にあるよう付勢されており、先端側からの押込み荷重が作用した際には、押込み荷重に応じて弾性部材２７に抗して後退されるよう構成している。その他の構成は、第１実施形態と同様に構成している。なお、プラグ２６のワークＷに当接する先端部は、幅広に形成することにより、ワークＷへの接触時に接触荷重を低減することを狙っている。
【００２８】
以上の構成の第２実施形態の吸着装置１においては、ワーク変形防止部材５のプラグ２６は、コイルばね等の弾性部材２７により突出付勢して配置しているため、ワーク変形に対応してその反発力を線形若しくは非線形に上昇させることができ、ワークＷの剛性に合わせてワーク変形を抑制することができる。また、ワークＷの剛性に合わせた荷重−弾性変形特性をもつ弾性部材を選定することができ、ワーク変形抑え力を適切に確保することができる。
【００２９】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。
【００３０】
（エ）ワーク変形防止手段５として、ワークＷに対して進退可能に配置したワーク当接部材としてのプラグ２６を弾性部材２７によりワーク当接側に付勢して構成することにより、ワークＷの剛性に合わせた荷重−弾性変形特性をもつ弾性部材２７を選定することができ、ワーク変形抑え力を適切に確保することができる。
【００３１】
（第３実施形態）
図５は、本発明を適用した吸着装置の第３実施形態の断面図を示す。本実施形態においては、ワーク変形防止部材を圧縮空気により突出付勢するようにしたものである。なお、第１、２実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００３２】
第３実施形態の吸着装置１においては、ワーク変形防止部材５は、ホルダ３に形成した穴２５に出没可能に配置した軟質で柔軟な材料、例えば、軟質ゴム、若しくは、発泡ウレタン、スポンジ等から形成したプラグ２６により形成している。前記プラグ２６が挿入されている穴２５はプラグ２６により密閉された空間２８に構成しており、外部の図示しない正圧源より圧縮空気がホース２９等を介して導入可能となっている。
【００３３】
本実施形態の吸着装置１においては、ワーク変形防止部材５のプラグ２６は、圧縮空気により突出付勢されるものであるため、導入する圧縮空気によりプラグ２６が前進して積極的にワークＷに当接して、ワークＷの真空室４側への変形を積極的に抑制する。導入する圧縮空気の圧力は、真空室４に導入される負圧値に比例して増圧されるよう調整することにより、ワーク剛性の高低を問わず、どのような剛性のワークＷであっても、その変形を効果的に抑制することができる。
【００３４】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。
【００３５】
（オ）吸着パッド２で囲まれる負圧室４に、吸着される薄板のワークＷに当接する当接部材としてのプラグ２６を、ワークＷの負圧室４側への変形に対向して押圧するワーク変形防止手段５を配置したため、導入する圧縮空気によりプラグ２６が前進して積極的にワークＷに当接して、ワークＷの真空室４側への変形を積極的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態の第１実施例を示す吸着装置の断面図。
【図２】同じく図１に示す吸着装置の作動状態を示す断面図。
【図３】第１実施形態の第２実施例を示す吸着装置の断面図。
【図４】本発明の第２実施形態の吸着装置の断面図。
【図５】本発明の第３実施形態の吸着装置の断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１  吸着装置
２  吸着パッド
３  ホルダ
４  負圧室
５  ワーク変形防止手段、ワーク変形防止部材
６  ロッド
【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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