(57)【要約】【課題】  流量センサとともに使用されて、負圧及び正圧の切り換えを行う電磁弁の小型化を図る。【解決手段】  パイロット弁１７ａ，１７ｂの制御によりスプール軸１９を駆動して、負圧あるいは正圧を供給する入力側連通路２３，２４を切換え、出力側連通路２５，２６，２７，３２，３４に流量センサ３５を備えた電磁バルブにおいて、スプール軸１９は、入力側連通路２３，２４を切換える第一の弁部と、出力側連通路２５，２６，２７，３２，３４と出力ポート８との間に介在されて、第一の弁部の切換え動作時に、常時開路状態を維持する第二の弁部とを備えた。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロット弁の制御によりスプール軸を駆動して、負圧あるいは正圧を供給する入力側連通路を切換え、出力側連通路に流量センサを備えた電磁弁において、
前記スプール軸は、
前記入力側連通路を切換える第一の弁部と、
前記出力側連通路と出力ポートとの間に介在されて、前記第一の弁部の切換え動作時に、常時開路状態を維持する第二の弁部と
を備えたことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記スプール軸を移動可能に支持する弁ブロックと、前記流量センサを備えた流量センサブロックに前記出力側連通路を形成し、前記流量センサブロックを前記弁ブロックに取着したことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】
前記出力側連通路に流量調整装置を介在させ、前記流量調整装置を備えた流量調整ブロックを前記弁ブロックに取着したことを特徴とする請求項２記載の電磁弁。
【請求項４】
前記出力ポートと前記出力側連通路との間にはインラインフィルタを介在させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁弁。
【請求項５】
前記スプール軸は、縮径部と該縮径部の両側に設けられるシール部材とで前記弁部を構成し、前記第二の弁部の縮径部を、前記出力側連通路に常時介在される幅としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークを真空吸着して搬送する吸着搬送装置に使用される電磁弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吸着搬送装置は、真空吸着パッドに半導体チップ等のワークを吸着して搬送するものであり、真空吸着パッドへの負圧の供給と正圧の供給が電磁弁で切り換えられる。そして、真空吸着パッドに負圧が供給されると、ワークが真空吸着パッドに吸着され、正圧が供給されると、ワークの吸着状態が解除される。
【０００３】
真空吸着パッドでワークを正常に吸着したか否かを検出するためには、電磁弁と真空吸着パッドとの間の負圧供給経路に配設される圧力スイッチで検出している。そして、負圧供給経路の圧力が所定値以下となれば、圧力スイッチがオン状態となり、その圧力スイッチの出力信号に基づいてワークが真空吸着パッドに正常に吸着されているものとして判定され、ワークの搬送動作が開始される。
【０００４】
ところが、このような吸着搬送装置では、小さなワークを吸着するために、吸着ノズルに開口される空気吸入孔が０．２〜０．３mm程度と小径であるため、圧力スイッチによる圧力検出位置において、大気圧から所定の負圧まで低下するために要する時間が長くなる。従って、ワークの搬送効率が低下するという問題点がある。
【０００５】
そこで、圧力スイッチに代えて、流量センサを使用した吸着搬送装置が提案されている。流量センサは、負圧供給経路及び正圧供給経路に介在され、その空気の流量に基づいてワークの吸着状態を検出し、あるいは空気の流れる方向に基づいて負圧供給状態であるか正圧供給状態であるかを検出可能である。
【０００６】
このような吸着搬送装置で負圧の供給と正圧の供給とを切り換える電磁弁の一例が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３１０３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記のような流量センサを使用した吸着搬送装置では、電磁弁と流量センサとを所定の配管で接続する必要があるとともに、その配管は負圧供給用と正圧供給用とを独立して設ける必要があるため、装置が大型化して設置スペースが増大するという問題点がある。
【０００８】
この発明の目的は、流量センサとともに使用されて、負圧及び正圧の切り換えを行う電磁弁の小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１では、パイロット弁の制御によりスプール軸を駆動して、負圧あるいは正圧を供給する入力側連通路を切換え、出力側連通路に流量センサを備えた電磁弁において、前記スプール軸は、前記入力側連通路を切換える第一の弁部と、前記出力側連通路と出力ポートとの間に介在されて、前記第一の弁部の切換え動作時に、常時開路状態を維持する第二の弁部とを備えた。
【００１０】
請求項２では、前記スプール軸を移動可能に支持する弁ブロックと、前記流量センサを備えた流量センサブロックに前記出力側連通路を形成し、前記流量センサブロックを前記弁ブロックに取着した。
【００１１】
請求項３では、前記出力側連通路に流量調整装置を介在させ、前記流量調整装置を備えた流量調整ブロックを前記弁ブロックに取着した。
請求項４では、前記出力ポートと前記出力側連通路との間にはインラインフィルタを介在させた。
【００１２】
請求項５では、前記スプール軸は、縮径部と該縮径部の両側に設けられるシール部材とで前記弁部を構成し、前記第二の弁部の縮径部を、前記出力側連通路に常時介在される幅とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、流量センサとともに使用されて、負圧及び正圧の切り換えを行う電磁弁の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。図１〜図３に示す電磁弁は、吸着搬送装置に使用されるブロックマニホールド型の電磁弁を示し、５個の電磁弁ブロック１と、入力ポートブロック２と、それらを取付レール３上で挟着保持する固定ブロック４とから構成される。前記電磁弁ブロック１は、例えば５連装としたが、１０連装までの範囲で任意数を連装可能である。
【００１５】
前記入力ポートブロック２の前面には、真空源に接続される負圧供給ポート５と、正圧供給源に接続される正圧供給ポート６と、パイロット圧が供給されるパイロット圧供給ポート７とが設けられる。
【００１６】
前記電磁弁ブロック１には、それぞれ出力ポート８が設けられ、前記負圧供給ポート５に供給される負圧あるいは前記正圧供給ポート６に供給される正圧のいずれかを出力する。
【００１７】
前記各電磁弁ブロック１は同一構成であり、その具体的構成を図４〜図７に従って説明する。
図５に示すように、前記取付レール３上に支持される主ブロック９の側面には、前記負圧供給ポート５に連通する第一の連通孔１０と、前記正圧供給ポート６に連通する第二の連通孔１１と、前記パイロット圧供給ポート７に連通する第三の連通孔１２の一端が開口されている。
【００１８】
また、主ブロック９内には第四の連通孔１３が形成され、その第四の連通孔１３の一端は主ブロック９の前面に開口され，その開口部にインラインフィルタ１４の基端が取着される。そして、インラインフィルタ１４の先端に前記出力ポート８が形成される。
【００１９】
前記第一〜第四の連通孔１０〜１３の他端は、主ブロック９の上面に開口され、さらに接続ブロック１５を介して弁ブロック１６に連通される。
前記弁ブロック１６の前後両端部には、パイロット弁１７ａ，１７ｂがそれぞれ設けられる。前記パイロット弁１７ａ，１７ｂはそれぞれソレノイドが備えられ、制御部（図示しない）から出力される制御信号に基づいて、いずれか一方のソレノイドが励磁される状態、あるいはいずれのソレノイドも励磁されない状態が選択される。
【００２０】
また、前記弁ブロック１６には前記第三の連通孔１２に連通するパイロット圧供給路２０が形成され、そのパイロット圧供給路２０を介して前記パイロット弁１７ａ，１７ｂにパイロット圧が供給される。
【００２１】
前記弁ブロック１６内には、弁孔１８が前後方向に形成され、その弁孔１８内にはスプール軸１９が移動可能に支持されている。
前記スプール軸１９の両端部はそれぞれピストン室２１ａ，２１ｂ内に収容されている。そして、前記パイロット弁１７ａが励磁されると、ピストン室２１ａにパイロット圧が供給されて、スプール軸１９が後方（図５において左方）に移動する。また、前記パイロット弁１７ｂが励磁されると、ピストン室２１ｂにパイロット圧が供給されて、スプール軸１９が前方（図５において右方）に移動する。
【００２２】
また、前記パイロット弁１７ａ，１７ｂがいずれも励磁されないとき、スプール軸１９の一端部に設けられたコイルスプリング２２の付勢力により、スプール軸１９が中立位置に保持されるようになっている。
【００２３】
前記弁ブロック１６内には前記弁孔１８と前記第一、第二及び第四の連通孔１０，１１，１３とをそれぞれ連通する連通路２３，２４，２５と、前記弁孔１８に連通し、弁ブロック１６の上面に開口する連通路２６，２７が形成される。
【００２４】
前記弁孔１８及びスプール軸１９は、前記連通路２３〜２７を開閉する弁を構成する。すなわち、スプール軸１９には軸方向に縮径部が複数形成され、各縮径部の両側には弁孔１８の内周面に密接するシール部材２８が取着されている。
【００２５】
そして、各縮径部と各連通路２３〜２７との位置関係により、各連通路２３〜２７が開閉される。すなわち、スプール軸１９が中立状態にあるときは、図５に示すように、連通路２３，２４と、連通路２７とは遮断された状態となる。連通路２５，２６は連通されている。
【００２６】
パイロット弁１７ｂの作動により、スプール軸１９が移動して図６に示す状態となると、連通路２５，２６は連通された状態に維持される。また、連通路２３，２７が連通された状態となり、連通路２４は遮断される。
【００２７】
パイロット弁１７ａの作動により、スプール軸１９が移動して図７に示す状態となると、連通路２５，２６は連通された状態に維持される。また、連通路２４，２７が連通された状態となり、連通路２３は遮断される。
【００２８】
このような動作により、スプール軸１９は連通路２７と、連通路２３，２４のいずれか一方と連通させる第一の弁部と、連通路２５，２６を常時連通させる第二の弁部とを備える。そして、第二の弁部は、スプール軸１９の移動に関わらず対応する縮径部が連通路２５，２６に間に介在されるように、その縮径部の幅が設定されている。
【００２９】
前記弁ブロック１６の上方には、接続ブロック２９を介して、流量調整ブロック３０及び流量センサブロック３１が取着される。前記接続ブロック２９及び流量調整ブロック３０には、前記連通路２６に連通する連通路３２が形成され、流量調整ブロック３０内において、連通路３２には流量調整装置３３が介在されている。
【００３０】
また、前記接続ブロック２９及び流量センサブロック３１には、前記連通路２７に連通する連通路３４が形成され、流量センサブロック３１内において、連通路３４には流量センサ３５が介在されている。また、連通路３４は、前記流量調整ブロック３０の連通路３２に連通されている。
【００３１】
従って、連通路２６，２７は流量センサ３５及び流量調整装置３３を介して連通されている。
前記流量調整装置３３は、ニードルのねじ込み量を調整することにより、連通路３２の空気流量を調整する公知の構成である。また、流量調整装置３３には連通路３２から同３４に向かって空気がながれるとき、すなわち出力ポート８に負圧が供給されるときに限り流路を最大とするＹパッキン３６が設けられている。
【００３２】
前記流量センサ３５は、空気流量とその流れ方向とに基づいて出力電圧が変化する公知の構成であり、図８に示すように、流量が０であるとき、３Ｖの出力電圧を制御部に出力する。また、図６に示すように、連通路２６から同２７に向かって空気が流れるとき、その流量に応じて出力電圧が低下し、図７に示すように、連通路２７から同２６に向かって空気が流れるとき、その流量に応じて出力電圧が上昇するように構成される。
【００３３】
このように構成された各電磁弁ブロック１は、制御部により各パイロット弁１７ａ，１７ｂが制御される。
次に、上記のように構成された電磁弁の動作を説明する。
【００３４】
負圧供給ポート５に所定の負圧が供給され、正圧供給ポート６に所定の正圧が供給され、パイロット圧供給ポート７に所定のパイロット圧が供給されている状態で、パイロット弁１７ａ，１７ｂの制御が行われる。
【００３５】
図５に示すように、パイロット弁１７ａ，１７ｂが作動せず、スプール軸１９が中立状態に位置すると、連通路２３，２４と同２７との連通が遮断される。従って、この状態では、出力ポート８には負圧及び正圧のいずれも供給されない。
【００３６】
パイロット弁１７ｂが作動すると、ピストン室２１ｂにパイロット圧が供給されて、図６に示すように、スプール軸１９が前方へ移動する。すると、連通路２３，２７が連通されるとともに、連通路２５，２６の連通状態が維持される。
【００３７】
この状態では、負圧供給ポート５と出力ポート８とが連通する状態となり、出力ポート８に負圧が供給され、出力ポート８に接続される真空吸着パッドでワークの吸着が行われる。このとき、流量センサ３５には連通路３２から同３４に向かって空気が流れ、ワークの吸着が完了すると、流量がほぼ０となる。従って、流量センサ３５の出力電圧は、一旦３Ｖから低下した後、再度３Ｖ付近まで上昇するので、制御部では流量センサ３５の出力電圧に基づいて吸着動作が正常に行われたか否かを判別する。
【００３８】
次いで、パイロット弁１７ａが作動すると、ピストン室２１ａにパイロット圧が供給されて、図７に示すように、スプール軸１９が後方へ移動する。すると、連通路２４，２７が連通されるとともに、連通路２５，２６の連通状態が維持される。
【００３９】
この状態では、正圧供給ポート６と出力ポート８とが連通する状態となり、出力ポート８に正圧が供給され、出力ポート８に接続される真空吸着パッドからワークが離脱される。このとき、流量センサ３５には連通路３４から同３２に向かって空気が流れ、ワークの離脱に基づいて、流量が増大する。従って、流量センサ３５の出力電圧は、３Ｖから上昇するので、制御部では流量センサ３５の出力電圧に基づいてワークの離脱動作が正常に行われたか否かを判別する。
【００４０】
上記のように構成された電磁弁では、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）パイロット弁１７ａ，１７ｂの制御により、共通の出力ポート８に負圧あるいは正圧を供給することができる。そして、流量センサ３５により負圧供給時及び正圧供給時の流量を検出することができるので、その検出信号に基づいて真空吸着パッドでのワークの吸着動作及び離脱動作が正常に行われているか否かを速やかに検出することができる。
（２）スプール軸１９は、出力ポート８への負圧供給時及び正圧供給時のいずれの場合にも連通路２５，２６を連通させる構成とした。従って、接続ブロック２９、流量調整ブロック３０及び流量センサブロック３１では、負圧供給時及び正圧供給時に共通の連通路３２，３４で負圧あるいは正圧の供給を行うことができる。
（３）上記（２）の作用効果により、接続ブロック２９、流量調整ブロック３０及び流量センサブロック３１を弁ブロック１６に一体に設けた電磁弁の小型化を図ることができる。
（４）流量センサ３５の出力信号に基づいて、負圧供給時及び正圧供給時の空気流量を検出することにより、インラインフィルタ１４の目詰まりを検出することができる。従って、インラインフィルタ１４の交換時期を容易に判定することができる。
（５）任意数の電磁弁ブロック１を取付レール３上に取着することができるので、マニホルド化が容易である。
【００４１】
上記各実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・各電磁弁ブロック１のパイロット弁１７ａ，１７ｂに制御信号を供給する配線は、制御部からの個別配線及びこの電磁弁の一側に設けたシーケンサからの配線のいずれでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一実施の形態の電磁弁を示す正面図である。
【図２】一実施の形態の電磁弁を示す側面図である。
【図３】一実施の形態の電磁弁を示す平面図である。
【図４】一実施の形態の電磁弁の回路図である。
【図５】一実施の形態の電磁弁の動作（停止時）を示す断面図である。
【図６】一実施の形態の電磁弁の動作（負圧時）を示す断面図である。
【図７】一実施の形態の電磁弁の動作（正圧時）を示す断面図である。
【図８】流量センサの出力特性図である。
【符号の説明】
【００４３】
８        出力ポート
１７ａ，１７ｂ        パイロット弁
１９        スプール軸
２３，２４        入力側連通路
２５，２６，２７，３２，３４        出力側連通路
３５        流量センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005249153.tif 000006
【図５】
2005249153.tif 000007
【図６】
2005249153.tif 000008
【図７】
2005249153.tif 000009
【図８】
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