(57)【要約】【課題】吸着パッドにより物品を吸着する際にかかる動作時間を遅らす原因となる構造上の制約を伴うことなく、対象の被吸着物品が存在しない場合に吸着パッドが物品の載置面等に直接吸着することにより生じるトラブルを未然に防止し得る物品の吸着装置を提供する。【解決手段】移動手段側の支持部材２に設置された筒状案内部材４に摺動可能に設けられ、一端側に吸着パッド５が設けられ他端側から吸引される吸引管７を付勢手段８により吸着パッド５が筒状案内部材４へ接近する方向に付勢する。さらに、吸引管７の筒状案内部材４内の周壁部に開孔部１０を形成し、吸着パッド５を介して吸引管７に対して作用する引張力が付勢手段８により定まる値より大きくなった場合に、前記開孔部１０が筒状案内部材４の外側へ引出されて外部へ開放され、吸着パッド５の吸引力が低下するように構成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を吸着保持して移動させる物品の移動手段に設置される、吸着パッドを備えた吸着装置において、前記移動手段側の適宜部分に設置された筒状案内部材と、該筒状案内部材の内側に摺動可能に設けられ、その一端側に吸着パッドが設けられ他端側から吸引される吸引管と、該吸引管を前記吸着パッドが筒状案内部材へ接近する方向に付勢する付勢手段を備え、前記吸引管の前記筒状案内部材の内側に位置する周壁部に内部と外部を連通させる開孔部を形成して、前記吸着パッドを介して前記吸引管に対して前記付勢手段により定まる値より大きな引張力が作用した場合に、前記開孔部が前記筒状案内部材の外側へ引出されて外部へ開放されることにより吸着パッドの吸引力が低下するように構成したことを特徴とする吸着パッドを備えた吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットハンド等の物品を吸着保持して移動させる物品の移動手段に設置される、吸着パッドを備えた吸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の吸着装置に関して、一端部に吸着パッド、他端部に吸引口を備えた吸引管を負圧に保持された吸引室に対して外側へ突出する方向に付勢した状態の下に挿入可能に構成し、その付勢力に抗して吸引管を吸引室に押込んだ場合に、吸引管の端部に設けた吸引口が吸引室内に連通して吸着パッドを介して物品を吸着保持するようにした吸着装置が開示されている（特許文献１）。この従来技術において、何らかの原因により、物品が吸着パッドに吸着保持されなかったり、吸着保持された物品が吸着パッドから離脱した場合には、前記付勢力によって吸引管が外側に突出し、その吸引管の端部に設けた吸引口と吸引室との連通が遮断されて吸引室内の負圧状態が維持される。したがって、同じ吸引室に設置された他の吸引管の吸着パッドによる物品の吸着保持状態に影響を及すことは回避される。すなわち、前記従来技術は、吸引室を共通にする、一部の吸着パッドによる物品の吸着ミスが、他の吸着パッドによる物品の吸着保持状態に与える影響を回避できるという機能を奏する。なお、当該吸着パッドに対応する被吸着物品が存在しない場合には、その被吸着物品がある程度の厚さを有し、吸着パッドの下方に形成される空隙により、当該吸着パッドが物品の載置面側に当接しない場合は、当該吸引管は吸引室に押込まれることはなく、当該吸着パッドに吸引力が生じることもない。しかしながら、被吸着物品の厚さが薄い場合には、吸着パッドの下方に形成される空隙も薄いため、吸着パッドが物品の載置面側に当接し、当該吸引管が吸引室に押込まれて、吸引管の端部に設けた吸引口と吸引室とが連通されることから、当該吸着パッドが物品の載置面側に吸着することになる。しかして、この吸着パッドが物品の載置面側に吸着した状態において、次の物品を持上げる工程に移行した場合には、吸着パッドを介して過大な引張力が作用してトラブル発生の原因になる場合があった。
【０００３】
以上のように、前記従来技術は、一部の吸着パッドによる物品の吸着ミスが他の吸着パッドの物品に対する吸着保持状態に与える影響を回避できる点で優れているが、通常の吸着パッドにより物品を吸着する際には、吸引管を付勢力に抗して吸引室に押込んで、それらの吸引管の吸引口と吸引室とを連通しなければならないという構造上の制約を伴うため、通常の吸着保持動作に時間がかかり、高速運転には向かないという技術的問題があった。また、物品の種類によっては、吸引管を付勢力に抗して吸引室に押込む際に物品に対して作用する反力が問題になることもあった。さらに、対象の被吸着物品の厚さが薄い場合には、前述のように物品の不存在の場合に当該吸着パッドが物品の載置面側に直接吸着して、物品の持上げ工程に移行する際に過大な引張力が作用してトラブルの原因になるといった技術的問題は払拭されていない。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５４２１５９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑みて開発したものであり、前記従来技術のように物品を吸着する際にかかる動作時間を遅らす原因となる構造上の制約を伴うことなく、対象の被吸着物品が存在しない場合に吸着パッドが物品の載置面等に直接吸着することにより生じるトラブルも未然に防止し得る物品の吸着装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記課題を解決するため、物品を吸着保持して移動させる物品の移動手段に設置される、吸着パッドを備えた吸着装置において、前記移動手段側の適宜部分に設置された筒状案内部材と、該筒状案内部材の内側に摺動可能に設けられ、その一端側に吸着パッドが設けられ他端側から吸引される吸引管と、該吸引管を前記吸着パッドが筒状案内部材へ接近する方向に付勢する付勢手段を備えるとともに、前記吸引管の前記筒状案内部材の内側に位置する周壁部に内部と外部を連通させる開孔部を形成し、前記吸着パッドを介して前記吸引管に対して前記付勢手段により定まる値より大きな引張力が作用した場合に、前記開孔部が前記筒状案内部材の外側へ引出されて外部へ開放されることにより吸着パッドの吸引力が低下するように構成するという技術手段を使用した。なお、ここで付勢手段により定まる値とは、当該付勢手段の下において、その付勢力に抗して前記開孔部を前記筒状案内部材の外側へ引出すために必要とされる、当該付勢手段の特性によって定まる所定の引張力の値を意味する。因みに、その当該付勢手段の特性は、被吸着物品に対する持上げ力がどの程度の大きさに達した場合に吸着パッドによる吸着状態を解除するように構成するかに応じて、スプリングのバネ定数等を介して設定することになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、ロボットハンド等の物品を吸着保持して移動させる物品の移動手段に設置される、吸着パッドを備えた吸着装置であれば、広く適用が可能である。例えば、本発明に係る吸着装置が設置される移動手段としては、物品を吸着パッドに吸着保持した状態で移動し得るものであれば、一つの軸線に沿って移動するものでも、縦横の二つの軸線に沿って平面的に移動するものでも、ロボットハンドなどのように３次元的に移動するものでもよい。また、物品としても、その平面形状や厚さ、重さの軽重などに関わらず広く適用が可能である。吸引管を付勢する付勢手段に関しては、少なくとも吸着パッドを対象の被吸着物品に接触させて吸引しながら持上げる際に、吸引管を吸着パッドが筒状案内部材へ接近する方向に付勢し得るものであれば、適宜の形態が可能である。また、吸引管と吸引手段側との接続形態に関しても、それぞれの吸引管に対して個別に吸引ホース等を介して吸引手段側に接続する形態のものでもよいし、複数の吸引管をまとめて一つの吸引室に接続する形態のものでもよい。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１及び図２は本発明の第１実施例を例示したもので、図１は吸着パッドにより物品を吸着した通常の動作状態を示した縦断面図であり、図２は被吸着物品が存在せず、吸着パッドが物品の載置面側に吸着した場合の動作状態を示した縦断面図である。図中、１は本発明に係る吸着装置であり、移動手段側の支持部材２に設置され、その移動手段の動作によって物品３を吸着保持しながら目的位置に移動するように構成している。吸着装置１は、前記移動手段側の支持部材２に対して筒状案内部材４を介して摺動可能に設けられ、一端側に吸着パッド５を設け、他端側に吸引ホース６を接続した吸引管７と、その吸引管７を吸着パッド５が筒状案内部材４へ接近する方向に付勢するスプリング等からなる付勢手段８を備える。そして、物品３を吸引保持した通常状態において、吸引管７の筒状案内部材４の内側に位置する周壁部、例えば図１に示したように摺動部材９相互間に位置する周壁部や、摺動部材９の内面と密接する摺動部分の周壁部に、該周壁部の内部と外部を連通させる開孔部１０を形成しており、本発明はこの点で特徴を有している。
【０００９】
しかして、図１に示したように、物品３の載置面、例えばコンベヤベルト等の載置部材１１の上面に物品３が存在する通常の場合には、移動手段を介して吸着パッド５が前記物品３に接するように支持部材２を下降した上、吸引管７を通じて吸引を開始し、吸着パッド５により物品３を吸着する。しかる後、移動手段を作動して支持部材２を上昇して吸着パッド５により吸着保持された物品３を持上げ、所定の目的位置に移動することになる。この物品３の持上げ時には、吸引管７は前記付勢手段８の付勢力によって吸着パッド５が筒状案内部材４へ接近する方向に付勢されているので、吸引管７の下方の吸着パッド５との接続部材１２に付設された係止部材１３が筒状案内部材４の下端部に当接したまま上昇し、さらに目的位置への移動が行われる。なお、図中、１４は筒状案内部材４を移動手段側の支持部材２に締付け固定するためのナット、１５は筒状案内部材４の外周部に形成された雄ねじ、１６は付勢手段８の係止部、１７は吸引ホース６の接続部材である。
【００１０】
次に、図２に示したように、載置部材１１の載置面上に物品３が存在しない場合について説明する。この場合には、前述の場合と同様に、移動手段を介して支持部材２を下降した上、吸引管７を通じて吸引が開始されると、図示のように吸着パッド５は載置部材１１自体の上面に直接吸着することになる。しかる後、移動手段を作動して支持部材２の上昇を開始すると、前記付勢手段８の付勢力に応じて吸引管７に載置部材１１を持上げる方向の引張力が作用することになる。そして、前記支持部材２の上昇に従って付勢手段８の変形量が増えて付勢力が増大するにつれて引張力も徐々に大きくなり、その引張力が前記付勢手段８により定まる値より大きくなると、図示のように、前記開孔部１０が筒状案内部材４の外側へ引出されて外部へ開放されることになる。その結果、大気が吸引管７内に流入するので、吸着パッド５は吸引力の低下により載置部材１１から離脱する。したがって、吸引管７に対する過大の引張力の付加が回避され、トラブルを未然に防止することができる。
【００１１】
図３〜図５は本発明の第２実施例を例示したもので、図３は物品を吸着する前の標準状態、図４は吸着パッドにより物品を吸着した通常の動作状態を示した縦断面図であり、図５は被吸着物品が存在せず、吸着パッドが物品の載置面側に吸着した場合の動作状態を示した縦断面図である。本実施に係る吸着装置１８は、前記第１実施例と共通する部分も多いことから、基本的に同様の構成部分には同じ符号を付して説明を援用する。本実施例における吸着装置１８の場合には、前記第１実施例の場合と同様に、移動手段側の支持部材２に設置された筒状案内部材４を介して摺動可能に設けられ、一端側に吸着パッド５を設け、他端側に吸引ホース６を接続した吸引管１９に関しては、前記第１実施例の吸引管７の場合に比べて長く設定され、その吸引管１９を吸着パッド５が筒状案内部材４へ接近する方向に付勢するスプリング等からなる第１付勢手段２０に加えて、吸引管１９を逆に吸着パッド５が筒状案内部材４から遠ざかる方向に付勢するスプリング等からなる第２付勢手段２１を備えた点で特徴を有する。そして、第１付勢手段２０は、前記付勢手段８と同様に、載置部材１１の上面に物品３が存在しないで吸着パッド５が載置部材１１の上面に直接吸着した状態で持上げた際に作用する過大の引張力を回避するために使用される。他方、第２付勢手段２１の方は、物品３の吸着時におけるバッファ手段として使用される。
【００１２】
しかして、本実施例に係る吸着装置１８の物品３を吸着する前の標準状態においては、図３に示したように、吸引管１９は、第１付勢手段２０と第２付勢手段２１によって、支持部材２に設置された筒状案内部材４に対して所定の状態に保持される。なお、この標準状態においては、吸引管１９に形成された開孔部２２は、本実施例では筒状案内部材４の下方の摺動部材９の内面と密接する部分に位置する。そして、図４に示したように、物品３を吸着保持する場合には、移動手段を介して吸着パッド５が前記物品３に接するように支持部材２を下降した上、吸引管１９を通じて吸引を開始し、吸着パッド５により物品３を吸着することになる。この場合、本実施例においては、第２付勢手段２１がバッファ手段として機能することから、吸着パッド５を物品３に対して押付けた際には、第２付勢手段２１が圧縮して物品３に対する押圧状態を定常化し、物品３に対する無理な押圧力の付加が回避される。なお、この物品３に対する吸着時に、吸引管１９に形成された開孔部２２が図示のように筒状案内部材４の内側に位置するように構成されることはいうまでもない。また、本実施例では、この物品３に対する吸着時に、第１付勢手段２０の上端部が係止部１６から離間して付勢力を生じないように構成したが、他の形態も可能である。そして、吸着パッド５が物品３を吸着した後、移動手段を作動して支持部材２を上昇し、物品３を持上げて所定の目的位置に移動することになるが、その際には、先ず第２付勢手段２１が拡開して図１の標準状態に復帰し、しかる後、第１付勢手段２０を圧縮して反力をとりながら物品３を持上げて所定の目的位置に移動することになる。
【００１３】
次に、図５に示したように、載置部材１１の上面に物品３が存在しない場合について説明する。この場合には、前述の場合と同様に、移動手段を介して支持部材２を下降した上、吸引管１９を通じて吸引が開始されると、図示のように吸着パッド５は載置部材１１の上面を直接吸着することになる。しかる後、移動手段を作動して支持部材２を上昇させると、図示のように、第２付勢手段２１は拡開して標準状態に復帰するとともに、第１付勢手段２０の上端部が係止部１６に当接する。しかる後、更に移動手段を介して支持部材２を上昇させると、第２付勢手段２１の上端部は筒状案内部材４の下端部から離間し、付勢力が解除されるとともに、今度は第１付勢手段２０の圧縮が開始され、吸引管１９を吸着パッド５が筒状案内部材４へ接近する方向に付勢することになる。この状態で、更に支持部材２を上昇させると、第１付勢手段２０の変形量が増えて付勢力が増大するにつれて吸引管１９に作用する前記載置部材１１を持上げる方向の引張力も徐々に大きくなり、そしてその引張力が前記第１付勢手段２０により定まる値より大きくなると、図示のように前記開孔部２２が筒状案内部材４の外側へ引出されて外部へ開放されることになる。その結果、前記第１実施例と同様に、大気が吸引管１９内に流入し、吸着パッド５は吸引力の低下により載置部材１１から離脱する。したがって、吸引管１９に対する過大の引張力の付加が回避され、トラブルを未然に防止することができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、端部に吸着パッドを備えた吸引管を筒状案内部材に摺動可能に設け、その吸引管を吸着パッドが筒状案内部材へ接近する方向に付勢するとともに、該吸引管の周壁部に内部と外部を連通させる開孔部を形成するという簡単な構成により、前記従来技術のように物品を吸着する際にかかる動作時間を遅らす構造上の制約を伴うことなく、しかも対象の被吸着物品が存在しない場合に吸着パッドが物品の載置面等に直接吸着した場合には、その吸着パッドを介して前記吸引管に対して作用する引張力が前記付勢手段により定まる値より大きくなると、前記開孔部が筒状案内部材の外側へ引出されて外部へ開放され、吸着パッドの吸引力を低下させるという機能を奏する。したがって、物品を吸着する際の動作時間を遅らすことなく、吸着パッドが物品の載置面等に直接吸着した状態で持上げ工程に移行した際に、吸引管やその他の構成部分に過大な負荷が作用してトラブルを引き起すといった従来の技術的問題は的確に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を例示したもので、吸着パッドにより物品を吸着した通常の動作状態を示した縦断面図である。
【図２】同実施例において被吸着物品が存在せず、吸着パッドが物品の載置面側に吸着した場合の動作状態を示した縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施例を例示したもので、吸着パッドにより物品を吸着する前の標準状態を示した縦断面図である。
【図４】同実施例において吸着パッドにより物品を吸着した通常の動作状態を示した縦断面図である。
【図５】同実施例において被吸着物品が存在せず、吸着パッドが物品の載置面側に吸着した場合の動作状態を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１…吸着装置、２…移動手段側の支持部材、３…物品、４…筒状案内部材、５…吸着パッド、６…吸引ホース、７…吸引管、８…付勢手段、９…摺動部材、１０…開孔部、１１…載置部材、１２…接続部材、１３…係止部材、１４…ナット、１５…雄ねじ、１６…係止部、１７…接続部材、１８…吸着装置、１９…吸引管、２０…第１付勢手段、２１…第２付勢手段、２２…開孔部
【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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