(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を導入する空気供給口と、該圧縮空気の流れを切り替える切替手段と、該切替手段により発生する真空状態が導かれる真空吸引口と、該真空状態にするために圧縮空気が排出される空気排出口と、該空気排出口の前段に設けられると共に、該圧縮空気が排出される際の排気音を低減させる静音手段と、を備える真空発生機構と、
前記静音手段を通過した後の圧縮空気の流路に脱着可能に配置される濾過部材と、
該濾過部材と別体とされ該濾過部材を圧縮して前記空気排出口に密着させる脱着可能な濾過部材保持手段と、
を有することを特徴とする真空発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を回路基板の特定位置に搭載するための部品実装装置（マウンタ）に取り付ける外部から供給される圧縮空気で動作する真空発生機構を構成要素とする真空発生装置に用いるのに好適な、真空発生機構の外部からの異物の混入を長期間防止することが可能な真空発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮空気を空気供給口から導入して、その圧縮空気の流れを切り替えることで、真空吸引口に真空状態を発生させるエジェクタ方式の真空発生機構（単に、エジェクタ、又は真空発生機構という）が知られ（特許文献１）、部品実装装置において電子部品を吸着するために複数使用されてきた。
【０００３】
このようなエジェクタは、圧縮空気を排出する際に、その排気音を低減させるために、空気排出口の前段に、焼結体からなる消音器（サイレンサ）を有する。そして、メンテナンスと真空性能の観点から、フィルタ機能よりも消音機能を重視した、圧縮空気の排気の流路方向で消音器に遊隙があるエジェクタ（以降、前者という）と、フィルタ機能を重視した遊隙のないエジェクタ（以降、後者という）とが存在する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５７１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前者のエジェクタにおいては、真空吸引口に真空状態を発生させる時（真空発生時という）には、排気される圧縮空気により消音器が遊隙の範囲（例えば、約１ｍｍ）で空気排出口の外側へ押されて、その配置された流路中で摩擦移動する。そして、真空吸引口の真空状態を解除する時（真空破壊時という）には、空気排出口において吸気動作が生じて、消音器が遊隙の範囲で空気排出口から内側へ押し戻されて、その配置された流路中で摩擦移動する。すなわち、長年使用していると、消音器が遊隙の範囲で幾度となく摺動が行われるため、摩擦によって消音器の外形が磨り減り又は変形し、遊隙の空間が大きくなってしまう。また、真空破壊時間を短くする為に初めから隙間があいているものもある。このような状態でエジェクタの使用を続けると、エジェクタは、その真空破壊時の吸気行動により、大きくなった遊隙の空間からエジェクタの外部の大気中に漂っている埃や金属の粉末をエジェクタ内に吸い込んでしまう。そして、エジェクタ内の圧縮空気の切り替えを行う電磁弁やポペット弁等に入り込み、動作不良を発生させてしまうというおそれがあった。この解決には、消音器の交換をすることとなるが、メンテナンス対象のエジェクタが大量にあるときには、その作業コストや作業にかける時間は莫大なものとなってしまう。
【０００６】
一方、後者のエジェクタにおいては、消音器の摩擦による変形は低減できるものの、その真空破壊時の吸気行動においては、エジェクタの外部の大気中に漂っている埃や金属の粉末をエジェクタ内に吸い込んでしまうことには変りがない。このため、消音器の目詰まりが早期に発生しやすく、エジェクタのメンテナンスサイクルが短くなってしまうという問題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、エジェクタを長期間用いても、エジェクタの外部の大気中に漂っている埃や金属の粉末などの異物の、エジェクタ内部への吸入を防止でき、且つ、エジェクタのメンテナンスサイクルを長くできる真空発生装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に係る発明は、圧縮空気を導入する空気供給口と、該圧縮空気の流れを切り替える切替手段と、該切替手段により発生する真空状態が導かれる真空吸引口と、該真空状態にするために圧縮空気が排出される空気排出口と、該空気排出口の前段に設けられると共に、該圧縮空気が排出される際の排気音を低減させる静音手段と、を備える真空発生機構（エジェクタ式の真空発生機構）と、前記静音手段を通過した後の圧縮空気の流路に脱着可能に配置される濾過部材と、該濾過部材と別体とされ該濾過部材を圧縮して前記空気排出口に密着させる脱着可能な濾過部材保持手段と、を有することにより前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、静音手段を通過した後の圧縮空気の流路に配置される濾過部材と、前記濾過部材を前記空気排出口に密着させる濾過部材保持手段とにより、エジェクタ（エジェクタ式の真空発生機構）の外部の大気中に漂っている埃や金属の粉末などの異物が、真空破壊時に静音手段に直接吸入されることなく、必ず濾過部材を通過することとなるので、濾過部材は前記異物を捕捉することができる。このため、真空発生装置でエジェクタを長期間用いても、エジェクタの外部の大気中に漂っている埃や金属の粉末などの異物をエジェクタへ吸入することを防止できる。
【００１０】
又、濾過部材は静音手段の後段に配置されているので、静音手段を分解することなく、濾過部材を交換することができ、静音手段を頻繁に交換する必要がないので、メンテナンスサイクルを長くすることができる。更に、濾過部材は、容易に取り外して洗浄を行うことができるので、濾過部材の再利用を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
本発明の実施形態について図１から図６を用いて説明する。図１は本発明の実施形態である真空発生装置の上ケースを外した状態の分解斜視図、図２は真空発生装置の濾過部材周辺の分解斜視図、図３は真空発生装置の概略構成図、図４は真空発生装置のエア回路図、図５は真空発生装置のエジェクタ周辺に係る分解斜視図、図６は真空発生装置の濾過部材近傍の断面概略図、である。
【００１３】
最初に、図１及び図２を用いて、全体の構成について説明する。
【００１４】
真空発生装置１００は、例えば、エジェクタ１１０と、エジェクタ１１０の外部に配置された濾過部材１３４と、濾過部材１３４を保持する押圧部材１４２と、下ケース１４６と、上ケース１４８とを有する。エジェクタ１１０は、固定板１４０を介して下ケース１４６にボルト１１０ａで取り付けられている。下ケース１４６には、濾過部材１３４を、下ケース１４６の外部から取付け取外し可能とする濾過部材取付孔１４６ａが設けられている。上ケース１４８は、エジェクタ１１０の上面をカバーするために取り付けられている。
【００１５】
次に各構成要素について詳細に説明する。
【００１６】
前記エジェクタ１１０は、例えば、図１に示す如く、４つの独立したエジェクタ式の真空発生機構を集合した４連のものである。エジェクタ１１０は、図３に示す如く、マニホールド１１１と、マニホールド１１１上に設けられた電磁弁１１４、１１６と、真空センサ１２８とを備える。
【００１７】
前記マニホールド１１１は、例えば、その内部に、図４に示す、ポペット弁１１８、１２０、制御弁１２２、静音手段としての消音器１２４、及び、内部フィルタ１３０を設けている（図６参照）。マニホールド１１１の外部には、その背面（図３の紙面右側）に圧縮空気を導入するための空気供給口１１２とマニホールド１１０内部で発生する真空状態を外部に導く真空吸引口１３２を、その前面（図３の紙面左側）に真空状態を作り出すために圧縮空気が排出される空気排出口１２６を、それぞれ有する。
【００１８】
前記電磁弁１１４は、例えば、真空発生を制御する電磁弁で、電磁弁１１６は、例えば、真空破壊を制御する電磁弁である。それぞれ、マニホールド１１１内に設けられたポペット弁１１８、１２０を制御して、流路を切り替える手段として機能する。すなわち、電磁弁１１４、１１６とポペット弁１１８、１２０とが、導入された圧縮空気の流れを切り替える切り替え手段である。電磁弁１１４が開くと、ポペット弁１１８が開き、圧縮空気がポペット弁１１８を通過する。電磁弁１１６が開くと、ポペット弁１２０が開き、圧縮空気がポペット弁１２０を通過する。
【００１９】
前記制御弁１２２は、例えば、圧縮空気の通過の際に真空状態を発生させるための弁であり、圧縮空気の流れ、その流路形状、及び、消音器１２４の形状から最適な形状とすることができる。
【００２０】
前記消音器１２４は、例えば、空気排出口１２６の前段に設けられると共に、圧縮空気が排出される際の排気音を低減させる静音機能と、異物の濾過をするフィルタ機能を有するものである。すなわち、静音機能を向上させればフィルタ機能が低下する、若しくはフィルタ機能を向上させれば静音機能が低下するといったトレードオフの関係を有する。本実施形態では、濾過部材１３４を消音器１２４の後段に用いるのでフィルタ機能を低下させることができる。このため、その静音機能を向上させて、消音器１２４は、通常より多孔質焼結体で目の粗いものを使用することができる。つまり、消音器１２４においての圧縮空気の圧力損失を低減することができ、真空度の高い真空状態を容易に発生させることができる。図１に示す如く、ボルト１３６ａによってマニホールド１１１に取り付けられたブラケット１３６を取り外すことで、消音器１２４の交換や洗浄が可能である。
【００２１】
本実施形態では、空気排出口１２６がブラケット１３６に設けられている。ブラケット１３６は、図１に示す如く、消音器１２４と同様に４つのエジェクタ式の真空発生機構に対して個々に設けられている。  
【００２２】
前記真空センサ１２８は、例えば、マニホールド１１１において発生した真空状態を測定するセンサである。
【００２３】
前記内部フィルタ１３０は、真空吸引口から吸入される異物の遮断等を行う。
【００２４】
前記濾過部材１３４は、図４に示す如く、静音手段である消音器１２４を通過した後の圧縮空気の流路に配置される。濾過部材１３４は、例えば、弾性に富んだ樹脂製であり、クッション性に優れている。濾過部材１３４の圧縮率は、例えば、数％から数十％までとすることができる。濾過部材１３４は、図５に示す如く、押圧部材１４２を係止するボルト１４４が挿抜される部分に切り欠き部１３４ａを有する。濾過部材１３４は、例えば、材質として多孔性ポリウレタンを用いることができ、厚みｄとして約１０ｍｍのものを使用することができる。目の粗さとして、数十μｍ以下であるが、好ましくは５μｍ程度である。そして、濾過部材１３４は、孔のセル膜が除去されたオープンセル構造であるために圧縮されても、通過する圧縮空気の圧力損失を少なくすることができる。又、濾過部材１３４は耐水性に優れている。そのため容易に水又は中性洗剤で洗うことができる。
【００２５】
前記固定板１４０は、図５に示す如く、係合部１４０ａとエジェクタ取付部１４０ｂとを有している。係合部１４０ａは、エジェクタ取付部１４０ｂに対し直角に曲げられている。係合部１４０ａは、押圧部材１４２をボルト１４４で取り付けるために設けたものである。エジェクタ取付部１４０ｂは、ボルト１１０ａにより、エジェクタ１１０と共に下ケース１４６に共締めされるために設けられている。
【００２６】
前記押圧部材１４２は、濾過部材１３４を空気排出口１２６に密着させるための部材（濾過部材保持手段）であり、係止部１４２ａと濾過部材保持部１４２ｂと濾過部材圧縮部１４２ｃとを備えている。係止部１４２ａは、濾過部材保持部１４２ｂに対して垂直に曲げられた先端部分であり、図５、６に示す如く、Ｌ字型を有している。係止部１４２ａのＬ型の先端は、図６に示す如く、下ケース１４６に設けられた濾過部材取付孔１４６ａの内側に挿入される。
【００２７】
濾過部材保持部１４２ｂは、多数の孔を有している。その孔はエジェクタ１１０に設けられた空気排出口１２６から排出される圧縮空気の圧力損失を最小限に抑えるために、少なくとも空気排出口１２６の軸上に開口を有するものである。そして、濾過部材保持部１４２ｂは、ボルト１４４が遊嵌される孔を有する。この孔を介して、押圧部材１４２がボルト１４４により、固定板１４０の係合部１４０ａに取り付けられる。
【００２８】
濾過部材圧縮部１４２ｃは、濾過部材保持部１４２ｂから垂直に曲げられた先端部分であり、押圧部材１４２において係止部１４２ａの対称位置の端部である。濾過部材圧縮部１４２ｃの長さは、濾過部材１３４の厚みｄよりも短いＤである。そのため、ボルト１４４で、固定板１４０に押圧部材１４２を距離Ｄで取り付けると、濾過部材１３４が圧縮される。すると、ブラケット１３６に設けた空気排出口１２６に濾過部材１３４が密着させられる。同時に、濾過部材１３４の復元力により、下ケース１４６の濾過部材取付孔１４６ａの内側に挿入された押圧部材１４２の係止部１４２ａの先端が、圧接されて止着されることとなる。即ち、濾過部材１３４は押圧部材１４２の取り付けにより、空気排出口１２６に外部から密着させられることとなる。なお、ボルト１４４は、例えば六角ボルト２本を用いることができる。
【００２９】
次に、本実施形態の動作について、図４の本実施形態のエア回路図を用いて説明する。
【００３０】
最初に、真空吸引口１３２に真空を発生させる場合について説明する。空気供給口１１２より導入された圧縮空気は、電磁弁１１６を閉じた状態で電磁弁１１４が開くと、ポペット弁１１８が開く。そして空気供給口１１２より導入された圧縮空気は、ポペット弁１１８を通過し、制御弁１２２と消音器１２４と濾過部材１３４を通過して真空発生装置１００の外部へ排出される。このとき、真空吸引口１３２から制御弁１２２に至る流路においては、制御弁１２２の作用により真空が発生する。その真空状態は真空吸引口１３２に導かれる。真空吸引孔口１３２より異物が吸引された場合には内部フィルタ１３０により除去される。このときの真空状態は、真空センサ１２８で計測することができる。
【００３１】
従って、真空吸引口１３２に吸着パッドを配管し、前記真空状態とすることにより吸着パッドにワークを吸着させてワークの搬送、あるいはワークの固定をすることができる。
【００３２】
次に、真空吸引口１３２の真空破壊時について説明する。これは、真空状態で吸着したワークを開放する時に行われる。電磁弁１１４を閉じて、空気供給口１１２より導入される圧縮空気を遮断する。このとき制御弁１２２から真空吸引口１３２、さらにはワークまでの流路は真空状態であるから、制御弁１２２、消音器１２４、濾過部材１３４の流路においては吸引力が生じ、真空発生装置１００の外部から空気が吸引される。これにより、真空状態は解除されて大気圧となるから、ワークは吸着パッドから開放される。なお、真空発生装置１００の最外部には濾過部材１３４が設けられているため、真空発生装置１００の外部の大気中に埃や金属の粉末等が漂っていても真空発生装置１００内の消音器１２４に、異物が付着することはない。
【００３３】
即ち、図６で示す如く、消音器１２４を通過した後の圧縮空気の流路に配置される濾過部材１３４と、濾過部材１３４を空気排出口１２６に密着させる押圧部材１４２を有するために、エジェクタ１１０の外部の大気中に漂っている埃や金属の粉末等の異物が、真空破壊時に消音器１２４に直接吸入されることはなく、必ず濾過部材１３４を通過することとなるので、濾過部材１３４は異物を捕捉することができる。又、濾過部材１３４は消音器１２４の後段に配置されているので、消音器１２４を分解することなく、濾過部材１３４を容易に交換することができ、消音器１２４の交換や洗浄をするメンテナンスサイクルを長くすることができる。
【００３４】
このようにして、真空発生装置１００においては、本実施形態で用いたエジェクタ１１０を長期間使用しても、エジェクタ１１０の外部の大気中に漂っている埃や金属の粉末等の異物をエジェクタ１１０へ吸入することを防止できる。そして、消音器１２４の交換を頻繁に行う必要もなくなり、メンテナンスサイクルを長くすることができる。更に濾過部材１３４は取り外し洗浄を行うことができるので、濾過部材１３４の再利用を容易に行うことができる。
【００３５】
更に、濾過部材１３４は、切り欠き部１３４ａを設けているため、濾過部材１３４のボルト１４４による巻き込みがなく、ボルト１４４での押圧部材１４２の取り付け取り外しが容易である。又、押圧部材１４２の係止部１４２ａの先端が下ケース１４６の濾過部材取付孔１４６ａの内側に止着されて、２本のボルト１４４のみで濾過部材１３４は空気排出口１２６に密着させられているため、濾過部材１３４の取り付け取り外しは、極めて容易に行うことができる。すなわち、メンテナンス作業性に優れている。
【００３６】
又、押圧部材１４２は、少なくとも空気排出口１２６の軸上に開口を有することや、消音器１２４の目を通常よりも粗くすることができることや、濾過部材１３４がオープンセル構造を有していることで、圧縮しても圧力損失の上昇を防止できることなどにより、消音器１２４での圧力損失を最小とすると共に、エジェクタ１１０に設けられた空気排出口１２６から排出される圧縮空気の圧力損失を最小限に抑えることができ、エジェクタ１１０で発生する真空は高効率として、且つ、高い真空状態とすることができる。
【００３７】
又、濾過部材圧縮部１４２ｃの長さＤは、濾過部材１３４の厚みｄよりも短い。そのため、ボルト１４４で、固定板１４０に押圧部材１４２を距離Ｄで取り付けると、濾過部材１３４が圧縮されるので、ブラケット１３６に設けた空気排出口１２６に濾過部材１３４を容易に密着させることができる。また、その距離Ｄは濾過保持部材圧縮部１４２ｃの長さであり、濾過部材１３４を交換しても安定して再現できるため、濾過部材１３４による圧力損失を一定に保つことができ、エジェクタ１１０での発生する真空度を安定して発生させることができる。
【００３８】
本実施形態においては、濾過部材１３４をエジェクタ１１０のブラケット１３６の外側に設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、消音器１２４とブラケット１３６との間に濾過部材１３４を配置させて、ブラケット１３６自身を濾過部材保持手段としても構わない。その場合には、真空発生装置１００をより小型にすることが可能である。但し、本実施形態においては濾過部材１３４をエジェクタ１１０のブラケット１３６の外側に設けることによって、１つである押圧部材１４２を外すことにより４つのエジェクタ式の真空発生機構に設けられたそれぞれの空気排出口１２６の外側の濾過部材１３４を一度に取り替えることができるため、よりメンテナンス作業性に優れたものとなる。
【００３９】
又、本実施形態においては、押圧部材１４２は図１、５に示す如く４つ或いは５つの孔を有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば押圧部材１４２の全面が開口となる金属メッシュで構成してもよい。
【００４０】
又、固定板１４０は必ずしも必要な訳ではない。エジェクタ１１０に押圧部材１４２を取り付けることができる孔等を有していればそれを利用することができるのは明らかである。又、濾過部材１３４をブラケット１３６の内側に配置させれば、押圧部材１４２を必要としないのは明らかである。
【００４１】
又、本実施形態においてエジェクタ式の真空発生機構は４つからなるものをエジェクタ１１０として用いたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、エジェクタ式の真空発生機構が１つ以上で、本発明を適用できるのは明らかである。
【００４２】
又、本実施形態において、消音器１２４は、その消音機能を優先しフィルタ機能を低減させたものであるが、これに限られるものではない。例えばフィルタ機能を強化したフィルタ付の消音器１２４であっても本発明はその効果を有する。本発明の濾過部材１３４をエジェクタ１１０の外部に密着させることによって、エジェクタ１１０内部に設けられた消音器１２４のフィルタ部に吸着される異物は少なくなり、エジェクタ１１０を分解する手間を低減することができ、メンテナンスサイクルを長くすることができるからである。
【００４３】
又、本実施形態においては濾過部材１３４は、ポリウレタン製のものとしたがこれに限られるものではない。弾力性のある多孔性樹脂で、望ましくは、水や中性洗剤で洗浄が可能であるかぎり、目の細かさや厚みを適時設計して使用することができる。又、その厚みｄを約１０ｍｍとしたがこれに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態である真空発生装置の上ケースを外した状態の分解斜視図
【図２】同じく真空発生装置の濾過部材周辺の分解斜視図
【図３】同じく真空発生装置の概略構成図
【図４】同じく真空発生装置のエア回路図
【図５】同じく真空発生装置のエジェクタ周辺に係る分解斜視図
【図６】同じく真空発生装置の濾過部材近傍の断面概略図
【符号の説明】
【００４５】
１００…真空発生装置
１１０…エジェクタ（エジェクタ式真空発生機構）
１１０ａ、１３６ａ、１４４…ボルト
１１１…マニホールド
１１２…空気供給口
１１４、１１６…電磁弁
１２４…消音器
１２６…空気排出口
１３２…真空吸引口
１３４…濾過部材
１３４ａ…切り欠き部
１３６…ブラケット
１４０…固定板
１４０ａ…係合部
１４０ｂ…エジェクタ取付部
１４２…押圧部材
１４２ａ…係止部
１４２ｂ…濾過部材保持部
１４２ｃ…濾過部材圧縮部
１４６…下ケース
１４６ａ…濾過部材取付孔
１４８…上ケース
【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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【図６】
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