(57)【要約】【課題】従来は正圧と負圧を利用する場合、加圧ポンプと負圧ポンプを使用しなければならず、設備費が高価となった。【解決手段】ポンプの吸気側、排気側で発生する圧力をチャンバーに蓄えることで一台のポンプから正圧と負圧を取り出すことで安価な設備費で正圧、負圧の利用を可能として、部品吸着器へ供給する圧力を正圧、負圧に切り換えることで吸着離脱を行う装置を安価に構築する。またアクチュエーターの加圧側、排気側に正圧、負圧を接続して切換弁で正圧、負圧の接続を切り換えることで押し出し作動、引き作動の作動力を大きくする装置を安価に構築する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正圧空気又は負圧空気を発生させるポンプの排出口および吸入口とを正圧配管系と負圧配管系に繋ぐそれぞれの配管の途中に、その配管を大気に開放、閉止状態に切り換える制御弁を接続する分岐管路と、その分岐管路の配管系側に配管内の圧力を維持する圧力維持用のチャンバーをそれぞれ設け、前記分岐管路と前記チャンバーの間にチャンバーに蓄積された正圧、若しくは負圧がポンプ側へ漏れるのを阻止する逆止弁を設けると共に、前記チャンバー内の圧力に応じて前記制御弁を制御する出力信号を出力する圧力スイッチがそれぞれ接続されていることを特徴とするポンプ圧力制御装置。
【請求項２】
正圧空気又は負圧空気を発生させるポンプの排出口および吸入口とを正圧配管系と負圧配管系に繋ぐそれぞれの配管の途中に、その配管を大気に開放、閉止状態に切り換える制御弁を接続する分岐管路と、その分岐管路の配管系側に配管内の圧力を維持する圧力維持用のチャンバーをそれぞれ設け、前記分岐管路と前記チャンバーの間にチャンバーに蓄積された正圧、若しくは負圧がポンプ側へ漏れるのを阻止する逆止弁を設けると共に、前記チャンバー内の圧力に応じて前記制御弁を制御する出力信号を出力する圧力スイッチがそれぞれ接続されているチャンバーに接続された負圧配管系と正圧配管系に空気圧を駆動源とする部品吸着器を負圧配管系と正圧配管系を切り換える切換弁を介してして接続し、負圧で部品を吸着させ、正圧で部品を離脱させるようにしたポンプ圧力制御装置。
【請求項３】
正圧空気又は負圧空気を発生させるポンプの排出口および吸入口とを正圧配管系と負圧配管系に繋ぐそれぞれの配管の途中に、その配管を大気に開放、閉止状態に切り換える制御弁を接続する分岐管路と、その分岐管路の配管系側に配管内の圧力を維持する圧力維持用のチャンバーをそれぞれ設け、前記分岐管路と前記チャンバーの間にチャンバーに蓄積された正圧、若しくは負圧がポンプ側へ漏れるのを阻止する逆止弁を設けると共に、前記チャンバー内の圧力に応じて前記制御弁を制御する出力信号を出力する圧力スイッチがそれぞれ接続されているチャンバーに接続された負圧配管系と正圧配管系に空気圧を駆動源とするアクチュエーターを負圧配管系と正圧配管系を切り換える切換弁を介して接続し、押し出し動作時はアクチュエーターの加圧側に正圧配管系を接続し空気を送り、同時にアクチュエーターの排気側に負圧配管系を接続し排気側の空気を強制的に排気させ、引き動作時はアクチュエーターの加圧側に負圧配管系を接続し加圧側を強制排気しアクチュエーターの排気側に正圧配管系を接続し空気を送るように切換弁を切り換え、前記アクチュエーターを動作させるようにしたポンプ圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力供給源の供給圧力制御装置に関わり、正圧空気と負圧空気を同時または別々に用いるような装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば部品搬送装置の吸着器として真空装置を利用するにあたって部品を負圧で吸着し搬送する場合、その動作は、真空ポンプを用いて負圧で吸着し搬送したのち、負圧を大気に開放することにより部品を吸着器から離脱するという動作を繰り返す。ここで部品を吸着器から離脱するとき、吸着器内の真空圧を大気に開放して部品を離脱させるのでは離脱時間が大きくなってしまう。また、例えば真空ポンプの代わりにエゼクタを利用した場合、エゼクタは圧縮機の正圧空気を利用して負圧を発生させるので、負圧で部品を吸着して搬送し、離脱時にはエゼクタ内部の回路を切り換えて圧縮機の正空気を出力させ、高速で部品を離脱させることができる。しかし、エゼクタを利用した場合一つのエゼクタに対して一つの吸着器を用いるのが一般的であり複数の吸着器を同時に用いる場合には不向きである。
【０００３】
また、一般に部品搬送装置用に用いられている小型および中型の真空ポンプは圧力制御機構を持たず、部品搬送中、つまり工場において生産ラインが稼動している間は常に動作しつづけて一定の真空圧力を発生している。この時、生産ライン内の真空圧力は部品吸着に必要な真空圧力よりも余分に真空圧力を発生しつづけエネルギーを無駄にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
正圧空気と負圧空気の両方を利用しようとした場合、一般的には圧縮機と真空ポンプの両方を用意しなければならない。
【０００５】
また、真空ポンプを利用した部品吸着器において、部品を搬送したのち負圧を大気に開放することにより吸着器から離すのでは、圧力の開放に時間がかかってしまうので、短時間に多くの製品を搬送する事が出来ない。さらに、吸着に必要とする負圧は電磁弁の開閉時間により調整されるために、ポンプは常に動作し続け一定の負圧を発生させているので、必要以上の圧力を発生させていることになる。よって省エネルギに装置を稼動させるためには必要以上にポンプを動作させないようにしなければならない。
【０００６】
本発明の目的は、１つのポンプを用いて正圧空気および負圧空気を発生させ、負圧で吸着を行い、正圧で離脱させることで離脱時間の短縮ができるようなポンプ圧力制御装置を提供することにある。また、ポンプおよびチャンバー間の管路系への圧力スイッチの取付けによって２つのチャンバー内のそれぞれの圧力を検出し、ポンプおよびチャンバー間に取付けた制御弁とポンプを制御することにより２つのチャンバー内の圧力を目標圧力域に保つことにある。
【０００７】
【課題が解決するための手段】
請求項１記載の発明では、正圧空気又は負圧空気を発生させるポンプの排出口および吸入口とを正圧配管系と負圧配管系に繋ぐそれぞれの配管の途中に、その配管を大気に開放または閉止状態に切り換える制御弁を接続する分岐管路と、その分岐管路の配管系側に配管内の圧力を維持する圧力維持用のチャンバーをそれぞれ設け、前記分岐管路と前記チャンバーの間にチャンバーに蓄積された正圧、若しくは負圧がポンプ側へ漏れるのを阻止する逆止弁を設けると共に、前記チャンバー内の圧力に応じて前記制御弁を制御する出力信号を出力する圧力スイッチがそれぞれ接続されていることを特徴とするポンプ圧力制御装置であって、正圧側および負圧側のチャンバー内の圧力が足りない場合には、正圧側制御弁および負圧側制御弁ともに閉じた状態で、ポンプを動作させ、正圧および負圧を同時に発生させる。次に負圧だけ設定圧に足りない場合には、正圧側の制御弁を大気に開放し排気の負荷を小さくした状態でポンプを動作させ負圧を発生させる。反対に正圧だけ設定圧に足りない場合には負圧側の制御弁を大気に開放することによりポンプの吸気の負荷を軽くし正圧を発生させる。このとき、制御弁により大気に開放した側のチャンバーは逆止弁により圧力が低下しないような構造になっている。また、正圧側および負圧側ともに設定圧力に達している場合にはポンプを停止することにより、ポンプ自体の動作時間を節約することができる一台のポンプで正圧、負圧を発生させるポンプ圧力制御装置となる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、正圧空気又は負圧空気を発生させるポンプの排出口および吸入口とを正圧配管系と負圧配管系に繋ぐそれぞれの配管の途中に、その配管を大気に開放、閉止状態に切り換える制御弁を接続する分岐管路と、その分岐管路の配管系側に配管内の圧力を維持する圧力維持用のチャンバーをそれぞれ設け、前記分岐管路と前記チャンバーの間にチャンバーに蓄積された正圧、若しくは負圧がポンプ側へ漏れるのを阻止する逆止弁を設けると共に、前記チャンバー内の圧力に応じて前記制御弁を制御する出力信号を出力する圧力スイッチがそれぞれ接続されているチャンバーに接続された負圧配管系と正圧配管系に空気圧を駆動源とする部品吸着器を負圧配管系と正圧配管系を切り換える切換弁を介してして接続し、負圧で部品を吸着させ、正圧で部品を離脱させるようにしたポンプ圧力制御装置であるから、一台のポンプを使用して部品吸着器の部品の吸着、離脱を高速にすることが出来る。
【０００９】
請求項３記載の発明では、正圧空気又は負圧空気を発生させるポンプの排出口および吸入口とを正圧配管系と負圧配管系に繋ぐそれぞれの配管の途中に、その配管を大気に開放、閉止状態に切り換える制御弁を接続する分岐管路と、その分岐管路の配管系側に配管内の圧力を維持する圧力維持用のチャンバーをそれぞれ設け、前記分岐管路と前記チャンバーの間にチャンバーに蓄積された正圧、若しくは負圧がポンプ側へ漏れるのを阻止する逆止弁を設けると共に、前記チャンバー内の圧力に応じて前記制御弁を制御する出力信号を出力する圧力スイッチがそれぞれ接続されているチャンバーに接続された負圧配管系と正圧配管系に空気圧を駆動源とするアクチュエーターを負圧配管系と正圧配管系を切り換える切換弁を介して接続し、押し出し作動時はアクチュエーターの加圧側に正圧配管系を接続し空気を送り、同時にアクチュエーターの排気側に負圧配管系を接続し排気側の空気を強制的に排気させ、引き動作時はアクチュエーターの加圧側に負圧配管系を接続し加圧側を強制排気しアクチュエーターの排気側に正圧配管系を接続し空気を送るように切換弁を切り換え、前記アクチュエーターを動作させるようにしたポンプ圧力制御装置であるからアクチュエーターの加圧側と排気側の圧力差が大きくなるので正圧配管系の圧力を低圧にしても必要圧力差を得ることが出来ると共に高速で動作させることが出来る。
【００１０】
【実施例】
以下実施例に基づき本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すものである。図１において、ポンプ１の排出口１０と正圧用チャンバー１２とを配管２により、配管２を分岐して、その分岐管路を開閉する電磁弁４を接続すると共に前記分岐管路と正圧用チャンバー１２の間にポンプ１から正圧用チャンバー１２側への流れを許容し、正圧用チャンバー１２からポンプ１側への流れを阻止する逆止弁６を介して接続される。同様に、前記ポンプ１の吸込口１１と負圧用チャンバー１３とを配管３により、配管３を分岐して、その分岐管路を開閉する電磁弁５を接続すると共に前記分岐管路と負圧用チャンバー１３の間にポンプ１から負圧用チャンバー１３側への流れを阻止し、負圧用チャンバー１３からポンプ１側への流れを許容する逆止弁７を介して接続される。そしてそれぞれのチャンバー１２，１３内の圧力を検知する圧力スイッチ８，９をチャンバー若しくはチャンバー近傍の配管に取付ける。さらに、前記正圧用チャンバー１２は正圧配管系１４に接続され、前記負圧用チャンバー１３は負圧配管系１５に接続される。そして正圧配管系１４、負圧配管系１５に空圧で駆動する装置を適宜接続することで正圧、負圧の空圧を使用することが出来る。
【００１１】
次に前述の配管系に空気圧を駆動源とする吸着器を接続する場合について説明する。正圧配管系１４と負圧配管系１５を分岐して正圧、負圧を切り換える電磁弁１６の空圧接続口にそれぞれ接続し、出力口に吸着器１７を接続する。図示しない吸着器１７の制御装置により電磁弁１６を吸着器１７に正圧、負圧、両方がＯＦＦになるように切り換え制御する。
【００１２】
図２は図１に示した破線１８内の構造の他の例である。図１では電磁弁４、５と逆止弁６、７とでポンプ１の吸気口および排気口を大気圧に開放するが、図２では電磁弁に逆止弁が組込まれた電磁弁２１、２２を用いて配管を簡略化した例であり、ポンプ１に組付けてポンプユニットとしても良い。基本的な動作は同じである。
【００１３】
次に動作について説明する。図３はチャンバー内圧力と、圧力スイッチと、ポンプとおよび電磁弁の時間変化を示す。ここでは吸着器１７が一つの場合を例にとる。図３において横軸は時間を、縦軸は（ａ）が圧力を、（ｂ）が前記圧力スイッチ８（ＳＷｐ）および前記圧力スイッチ９（ＳＷｎ）のＯＮ，ＯＦＦを、（ｃ）がポンプ１のＯＮ、ＯＦＦを、（ｄ）が前記電磁弁４および前記電磁弁５の開、閉を示している。
【００１４】
先ず、時間ｔ０からｔ１までは前記正圧側圧力および前記負圧側圧力ともに下限設定圧力以下なので前記圧力スイッチ８、９ともにＯＮとなるので、前期電磁弁４および前記電磁弁５は閉となり、ポンプ１はＯＮとなる。
【００１５】
次に、時間ｔ１からｔ２までは前記正圧用チャンバー７内の圧力は上限設定圧力に達しているので前記圧力スイッチ８はＯＦＦとなるが、前記負圧用チャンバー１３内の圧力は上限設定圧力に達していないので前記圧力スイッチ９はＯＮのままである。よって、ポンプ１はＯＮのままで、前記電磁弁４が開になり、電磁弁５は閉のままである。従ってポンプ１の排出側の負荷が減り、効率よく負圧を発生することができる。
【００１６】
次に、時間ｔ２からｔ３までは前記負圧用チャンバー１３内の圧力が上限設定圧力に達し正圧側および負圧側の圧力は設定圧力範囲内となるので前記圧力スイッチ８，９共にＯＦＦとなり、ポンプ１はＯＦＦとなる。よってこの間はポンプ１の動作時間を節約できる。またこのときは、前記電磁弁４、５は開、閉どちらの状態にしても良い。また、時間ｔ３からｔ４までは時間ｔ１からｔ２のときとは反対に正圧側の圧力が設定圧力に達していないので前記圧力スイッチ８のみがＯＮとなり、前記ポンプ１もＯＮとなり、前記電磁弁５が開となる。よって前記吸込側の負荷が減るので、効率よく正圧を発生することができる。
【００１７】
図１に示す実施例の如く前述のように圧力が制御された正圧配管系１４、負圧配管系１５に接続した吸着器１７の作動は図示しない制御装置により電磁弁１６を制御して、部品吸着時は吸着器１７を負圧配管系１５側に接続して部品を負圧により吸着し、部品離脱時は正圧配管系１４側に接続して正圧により部品を高速で離脱し、移動時および部品非吸着時はどちらもＯＦＦ状態として圧力の保持を図るようになる。吸着器１７はポンプ性能とチャンバー容量によって、いくつでも並列に繋げることができ、電磁弁１６の制御により、干渉されることなく自由に動作させることができる。
【００１８】
図４にアクチュエーター２４を接続した場合を示す。図示しない制御装置により切換弁２３を制御して、アクチュエーター２４の押し出し動作時はアクチュエーター２４の加圧側に正圧配管系１４側、排出側に負圧配管系１５側を接続して、加圧側を加圧し排出側を強制排気して加圧側と排気側の圧力差を大きくし大きな動作力を発生させる。又逆に引き動作の際には前記切換弁２３により加圧側を負圧配管系１５側、排出側を正圧配管系１４側に接続して、加圧側を強制排気し排出側を加圧し押し出し動作時と同様に加圧側と排出側の圧力差を大きくし大きな作動力を発生させる。
【００１９】
さらに、正圧空気、負圧空気を個別に使用しても良く、正圧空気を用いてアクチュエーターを動作させ、負圧空気を用いて部品の真空吸着を同時に行うこともできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、ポンプで発生した正圧、負圧をチャンバーに蓄えることで、一台のポンプから正圧、負圧を取り出すことを可能とし、また、ポンプにかかる負荷を調節することができるので、ポンプ自身の動作時間を節約することができると共に設定圧力を効率よく発生させることができる。請求項２記載の発明によれば、一つのポンプで正圧、負圧が利用可能なので吸着器の部品の負圧吸着と正圧力による離脱を行なう装置が安価に構築することができる。さらに請求項３の発明によれば、アクチュエーターにおいて正圧、負圧を利用することで加圧側と排出側の圧力差を大きくし大きな作動力を発生させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるポンプ圧力制御装置の全体的な構成を示す配管管路図である。
【図２】本発明の一実施例におけるポンプ圧力制御装置の全体的な構成を示す配管管路図である。
【図３】本発明の一実施例におけるチャンバー内の圧力と、圧力スイッチおよび電磁弁の作動の一例を示した説明図である。
【図４】本発明のアクチュエーターを取付けた一実施例における部分配管路図である。
【符号の説明】
１――ポンプ                  ２、３――配管
４、５――電磁弁              ６、７――逆止弁
８、９――圧力スイッチ        １２――正圧チャンバー
１３――負圧チャンバー        １６――電磁弁
１７――吸着ノズル            １４――正圧配管系
１５――負圧配管系            ２１、２２――電磁弁
２３――切換弁                ２４――アクチュエーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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