(57)【要約】【課題】圧縮空気の有効利用を図り、エネルギーの無駄を抑制する。【解決手段】真空発生システム１は、コンプレッサ１０と、コンプレッサ１０から供給される圧縮空気により動作し、この動作に伴い圧縮空気を排出する空気圧シリンダ装置１２と、空気圧シリンダ装置１２から排出され流入ポート１７Ａを介して流入した圧縮空気を排出ポート１７Ｂから排出することにより真空ポート１７Ｃに真空を発生させるエジェクタ１７と、排出ポート１７Ｂから排出された圧縮空気を増圧する増圧器２４と、増圧器２４により増圧され流入ポート３６Ａを介して流入した圧縮空気を排出ポート３６Ｂから排出することにより真空ポート３６Ｃに真空を発生させるエジェクタ３６と、真空ポート１７Ｃにおいて発生した真空および真空ポート３６Ｃにおいて発生した真空により吸着力を生成する吸着パッド５３を備えている。【選択図】図１
2012012943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧源と、
前記空気圧源から供給される圧縮空気により動作し、この動作に伴い圧縮空気を排出する空気圧アクチュエータ装置と、
第１の流入ポート、第１の排出ポートおよび第１の真空ポートを有し、前記空気圧アクチュエータ装置から排出され前記第１の流入ポートを介して流入した圧縮空気を前記第１の排出ポートから排出することにより前記第１の真空ポートに真空を発生させる第１の真空発生器と、
前記第１の排出ポートから排出された圧縮空気を増圧する増圧器と、
第２の流入ポート、第２の排出ポートおよび第２の真空ポートを有し、前記増圧器により増圧され前記第２の流入ポートを介して流入した圧縮空気を前記第２の排出ポートから排出することにより前記第２の真空ポートに真空を発生させる第２の真空発生器と、
前記第１の真空ポートおよび前記第２の真空ポートに接続され、前記第１の真空ポートにおいて発生した真空および前記第２の真空ポートにおいて発生した真空により吸引力を生成する吸引力生成手段とを備えていることを特徴とする真空発生システム。
【請求項２】
前記第１の排出ポートと前記増圧器との間には第１のタンクが設けられ、前記第１のタンクは、前記第１の排出ポートから排出された圧縮空気を蓄積し、この蓄積された圧縮空気を前記増圧器に供給することを特徴とする請求項１に記載の真空発生システム。
【請求項３】
前記第１の排出ポートと前記増圧器との間には第１のタンクが設けられ、前記第１のタンクは、前記第１の排出ポートから排出された圧縮空気と前記第２の排出ポートから排出された圧縮空気の少なくともいずれか一方の圧縮空気を蓄積し、この蓄積された圧縮空気を前記増圧器に供給することを特徴とする請求項１に記載の真空発生システム。
【請求項４】
前記増圧器と前記第２の流入ポートとの間には第２のタンクが設けられ、前記第２のタンクは、前記増圧器により増圧された圧縮空気を蓄積し、この蓄積された圧縮空気を前記第２の流入ポートに供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の真空発生システム。
【請求項５】
前記第１の真空ポートおよび前記第２の真空ポートと前記吸引力生成手段との間には第３のタンクが設けられ、前記第３のタンクは、前記第１の真空ポートに発生した真空圧力と前記第２の真空ポートに発生した真空圧力の少なくともいずれか一方の真空圧力を蓄積することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の真空発生システム。
【請求項６】
第３の流入ポート、第３の排出ポートおよび第３の真空ポートを有し、前記第３の流入ポートが前記空気圧アクチュエータ装置を介さずに前記空気圧源に接続され、前記空気圧源から吐出され前記第３の流入ポートを介して流入した圧縮空気を前記第３の排出ポートから排出することにより前記第３の真空ポートに真空を発生させる第３の真空発生器を備え、
前記吸引力生成手段は、前記第１の真空ポート、前記第２の真空ポートおよび前記第３の真空ポートに接続され、前記第１の真空ポートにおいて発生した真空、前記第２の真空ポートにおいて発生した真空および前記第３の真空ポートにおいて発生した真空により吸引力を生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の請求項に記載の真空発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気を利用して真空を発生させる真空発生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、真空発生器は、流入ポート、ノズル、ディフューザ、排出ポートおよび真空ポートを備えている。このような構成を有する真空発生器は、空気圧源から吐出される圧縮空気を流入ポートに流入させ、流入ポートから流入した圧縮空気をノズルで絞ることにより流速を高め、流速の高められた圧縮空気を、ディフューザを通過させて排出ポートから排出し、この圧縮空気の高速流により真空ポートの圧力を低下させ、真空ポートに真空を発生させる。
【０００３】
真空発生器は、真空ポートに吸着パッドを接続し、真空ポートに真空を発生させることにより吸着パッドに吸着力を発生させ、ガラス、ウェハ、基板などの被加工物を把持し、搬送する装置などに適用される（例えば、特許文献１乃至３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４６８６７号公報
【特許文献２】特開２００４−３６０７３５号公報
【特許文献３】特開２００２−１７４２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、真空発生器の排出ポートから排出される圧縮空気は、通常、大気に放出される。しかし、この圧縮空気は、真空発生器を動作させるために用いられたものの、まだ多くのエネルギーを有している。したがって、この圧縮空気をただ大気に放出してしまうことはエネルギーの無駄となる。
【０００６】
また、真空発生器だけでなく、空気圧シリンダ装置などの空気圧アクチュエータ装置から排出される圧縮空気も、通常、大気に放出されるが、このような圧縮空気もまだ多くのエネルギーを有しているため、これをただ大気に放出することはエネルギーの無駄である。
【０００７】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、圧縮空気の有効利用を図ることができる真空発生システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の真空発生システムは、空気圧源と、前記空気圧源から供給される圧縮空気により動作し、この動作に伴い圧縮空気を排出する空気圧アクチュエータ装置と、第１の流入ポート、第１の排出ポートおよび第１の真空ポートを有し、前記空気圧アクチュエータ装置から排出され前記第１の流入ポートを介して流入した圧縮空気を前記第１の排出ポートから排出することにより前記第１の真空ポートに真空を発生させる第１の真空発生器と、前記第１の排出ポートから排出された圧縮空気を増圧する増圧器と、第２の流入ポート、第２の排出ポートおよび第２の真空ポートを有し、前記増圧器により増圧され前記第２の流入ポートを介して流入した圧縮空気を前記第２の排出ポートから排出することにより前記第２の真空ポートに真空を発生させる第２の真空発生器と、前記第１の真空ポートおよび前記第２の真空ポートに接続され、前記第１の真空ポートにおいて発生した真空および前記第２の真空ポートにおいて発生した真空により吸引力を生成する吸引力生成手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第２の真空発生システムは、上述した本発明の第１の真空発生システムにおいて、前記第１の排出ポートと前記増圧器との間には第１のタンクが設けられ、前記第１のタンクは、前記第１の排出ポートから排出された圧縮空気を蓄積し、この蓄積された圧縮空気を前記増圧器に供給することを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第３の真空発生システムは、上述した本発明の第１の真空発生システムにおいて、前記第１の排出ポートと前記増圧器との間には第１のタンクが設けられ、前記第１のタンクは、前記第１の排出ポートから排出された圧縮空気と前記第２の排出ポートから排出された圧縮空気の少なくともいずれか一方の圧縮空気を蓄積し、この蓄積された圧縮空気を前記増圧器に供給することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第４の真空発生システムは、上述した本発明の第１の真空発生システムにおいて、前記増圧器と前記第２の流入ポートとの間には第２のタンクが設けられ、前記第２のタンクは、前記増圧器により増圧された圧縮空気を蓄積し、この蓄積された圧縮空気を前記第２の流入ポートに供給することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第５の真空発生システムは、上述した本発明の第１の真空発生システムにおいて、前記第１の真空ポートおよび前記第２の真空ポートと前記吸引力生成手段との間には第３のタンクが設けられ、前記第３のタンクは、前記第１の真空ポートに発生した真空圧力と前記第２の真空ポートに発生した真空圧力の少なくともいずれか一方の真空圧力を蓄積することを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の第６の真空発生システムは、上述した本発明の第１の真空発生システムにおいて、第３の流入ポート、第３の排出ポートおよび第３の真空ポートを有し、前記第３の流入ポートが前記空気圧アクチュエータ装置を介さずに前記空気圧源に接続され、前記空気圧源から吐出され前記第３の流入ポートを介して流入した圧縮空気を前記第３の排出ポートから排出することにより前記第３の真空ポートに真空を発生させる第３の真空発生器を備え、前記吸引力生成手段は、前記第１の真空ポート、前記第２の真空ポートおよび前記第３の真空ポートに接続され、前記第１の真空ポートにおいて発生した真空、前記第２の真空ポートにおいて発生した真空および前記第３の真空ポートにおいて発生した真空により吸引力を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上述した本発明によれば、空気圧アクチュエータ装置を動作させるために用いた圧縮空気を利用して第１の真空発生器を動作させ、さらに、第１の真空発生器を動作させるために用いた圧縮空気を利用して第２の真空発生器を動作させ、第１の真空発生器および第２の真空発生器により生成された真空により吸引力生成手段に吸引力を発生させる。このように、圧縮空気の再利用および再々利用により圧縮空気の有効利用を図り、エネルギーの無駄を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の真空発生システムの実施形態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の真空発生システムの実施形態を示している。図１に示すように、本発明の実施形態である真空発生システム１は、第１の真空生成回路Ａ、第２の真空生成回路Ｂ、第３の真空生成回路Ｃおよび真空適用回路Ｄを備えている。
【００１７】
第１の真空生成回路Ａは、空気圧シリンダ装置１２を動作させるために用いた圧縮空気を再利用してエジェクタ１７を動作させ、これにより真空を生成する回路である。第１の真空生成回路Ａは、コンプレッサ１０、レギュレータ１１、空気圧シリンダ装置１２、エジェクタ１７およびチェック弁１８、１９を備えている。
【００１８】
第２の真空生成回路Ｂは、エジェクタ１７、エジェクタ３６およびエジェクタ４３を動作させるために用いた圧縮空気を再利用してエジェクタ３６を動作させ、これにより真空を生成する回路である。コンプレッサ１０から吐出した圧縮空気を、まず空気圧シリンダ装置１２を動作させために用い、次にエジェクタ１７を動作させるために用い、次にエジェクタ３６を動作させるために用いるのであるから、エジェクタ３６を動作させるための圧縮空気の利用は、圧縮空気の再々利用（３度目の利用）に当たる。また、第２の真空生成回路Ｂ内には、エジェクタ３６の排出ポート３６Ｂから排出された圧縮空気をエジェクタ３６の流入ポート３６Ａに供給する循環回路が生成されており、これにより、エジェクタ３６を動作させるための圧縮空気の一部として、同じ圧縮空気が何度も繰り返し利用される。第２の真空発生回路Ｂは、タンク２０、圧力スイッチ２１、切換弁２２、切換弁２３、増圧器２４、チェック弁２５、２６、２７、２８、タンク３０、圧力スイッチ３１、切換弁３５、エジェクタ３６およびチェック弁３７、３８を備えている。
【００１９】
第３の真空生成回路Ｃは、コンプレッサ１０から吐出された圧縮空気を直接的に利用してエジェクタ４３を動作させ、これにより真空を生成する回路である。第３の真空生成回路Ｃは、主に、第１の真空生成回路Ａにおける圧縮空気の再利用による真空生成、または第２の真空生成回路Ｂにおける圧縮空気の再々利用などによる真空生成によって、吸着パッド５３を動作させるために十分な真空圧力（負圧）を確保することができないときに、真空生成を行う回路であり、いわば補助的な真空生成を行う回路である。第３の真空生成回路Ｃは、レギュレータ４１、切換弁４２、エジェクタ４３およびチェック弁４４、４５を備えている。
【００２０】
真空適用回路Ｄは、第１の真空生成回路Ａにおけるエジェクタ１７、第２の真空生成回路Ｂにおけるエジェクタ３６および第３の真空生成回路Ｃにおけるエジェクタ４３によりそれぞれ生成された真空圧力により吸着力（吸引力）を生成し、これにより吸着パッド５３を動作させる回路である。真空適用回路Ｄは、タンク５０、圧力スイッチ５１、切換弁５２および吸着パッド５３を備えている。
【００２１】
では、第１の真空生成回路Ａ、第２の真空生成回路Ｂ、第３の真空生成回路Ｃおよび真空適用回路Ｄについてより具体的に説明する。
【００２２】
まず、第１の真空生成回路Ａについて説明する。コンプレッサ１０は、空気を圧縮することにより圧縮空気を生成し、この圧縮空気を吐出する。コンプレッサ１０は空気圧源の具体例である。
【００２３】
空気圧シリンダ装置１２は、レギュレータ１１を介してコンプレッサ１０に接続されている。コンプレッサ１０から吐出した圧縮空気はレギュレータ１１を介して空気圧シリンダ装置１２に供給される。レギュレータ１１はコンプレッサ１０から空気圧シリンダ装置１２に供給される圧縮空気の圧力を、空気圧シリンダ装置１２を動作させるのに適するように制限する。空気圧シリンダ装置１２は、コンプレッサ１０から供給された圧縮空気により動作し、この動作に伴い圧縮空気を排出する。具体的には、空気圧シリンダ装置１２は、複動形の空気圧シリンダ１３と、空気圧シリンダ１３のキャップ側給排ポートおよびヘッド側給排ポートに対する圧縮空気の給排を切り換えることにより空気圧シリンダ１３のロッドを進退させる切換弁１４と、空気圧シリンダ１３のロッドの進退速度を制御するスピードコントローラ１５、１５とを備えている。空気圧シリンダ１３のロッドの進退は、例えば他の加工装置（図示せず）などの動力として用いられる。
【００２４】
エジェクタ１７は、空気圧シリンダ装置１２から排出された圧縮空気が流入する流入ポート１７Ａ、流入ポート１７Ａに流入した圧縮空気を排出する排出ポート１７Ｂ、および流入ポート１７Ａから排出ポート１７Ｂに向けて流れる圧縮空気により真空を発生させる真空ポート１７Ｃを有している。エジェクタ１７の内部にはノズルおよびディフューザが形成されており、流入ポート１７Ａから流入した圧縮空気が、ノズルおよびディフューザを介して排出ポート１７Ｂから排出されることにより、真空ポート１７Ｃに真空が発生する。なお、エジェクタ１７は第１の真空発生器の具体例である。
【００２５】
エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂとタンク２０との間にはチェック弁１８が接続されている。チェック弁１８は、排出ポート１７Ｂからタンク２０に向けて圧縮空気が流れるのを許可し、タンク２０、エジェクタ３６の排出ポート３６Ｂおよびエジェクタ４３の排出ポート４３Ｂからエジェクタ１７の排出ポート１７Ｂに向けて圧縮空気が流れるのをそれぞれ阻止する。また、エジェクタ１７の真空ポート１７Ｃとタンク５０との間にはチェック弁１９が設けられている。チェック弁１９は、タンク５０から真空ポート１７Ｃに向けて圧縮空気が流れるのを許可し、真空ポート１７Ｃからタンク５０に向けて圧縮空気が流れるのを阻止する。
【００２６】
次に、第２の真空生成回路Ｂについて説明する。タンク２０は、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂから排出された圧縮空気、エジェクタ３６の排出ポート３６Ｂから排出された圧縮空気、およびエジェクタ４３の排出ポート４３Ｂから排出された圧縮空気を蓄積する。タンク２０には、タンク２０内の圧力を検出し、通常時はオフであるが、タンク２０内の圧力がその上限圧力を越えたときにオンになる圧力スイッチ２１が設けられている。また、タンク２０には、タンク２０内の過剰圧力を逃がすための切換弁２２が設けられている。切換弁２２は、タンク２０内の圧力がその上限圧力を超え、圧力スイッチ２１がオンになったときに、タンク２０内の圧力が上限圧力以下となるまでタンク２０内の圧縮空気を外部に放出する。タンク２０に蓄積された圧縮空気は増圧器２４に供給される。
【００２７】
増圧器２４は、タンク２０から供給された圧縮空気を増圧する。切換弁２３は周期的に切り換えられることにより増圧器２４内のピストンを往復動させ、増圧動作を実行させる。チェック弁２５、２６は、圧縮空気がタンク２０から増圧器２４に向けて流れるのを許し、圧縮空気が増圧器２４からタンク２０に向けて流れるのを阻止する。チェック弁２７、２８は、圧縮空気が増圧器２４からタンク３０に向けて流れるのを許し、圧縮空気がタンク３０から増圧器２４に向けて流れるのを阻止する。
【００２８】
タンク３０は、増圧器２４により増圧された圧縮空気を蓄積する。タンク３０にも、タンク２０と同様に、タンク３０内の圧力がその上限圧力を超えたときにオンになる圧力スイッチ３１と、タンク３０内の圧力がその上限圧力を超えて圧力スイッチがオンになったときに、タンク３０内の圧力が上限圧力以下となるまでタンク３０内の圧縮空気を外部に放出する切換弁（図示せず）が設けられている。タンク３０内に蓄積された圧縮空気は切換弁３５を介してエジェクタ３６の流入ポート３６Ａに供給される。切換弁３５は、タンク３０とエジェクタ３６の流入ポート３６Ａとの間に接続され、タンク３０とエジェクタ３６の流入ポート３６Ａとの間の接続・遮断を切り換える。
【００２９】
タンク２０内の基準圧力は例えば０．０２Ｍｐａである。タンク３０内の基準圧力は例えば０．２Ｍｐａである。タンク３０内の基準圧力はタンク２０内の基準圧力よりも大きい。タンク２０内の基準圧力とは、第２の真空生成回路Ｂを安定に稼働させるためにタンク２０内に確保すべき圧力である。タンク３０内の基準圧力とは、エジェクタ３６を適切に動作させるためにタンク３０内に確保すべき圧力である。
【００３０】
圧力スイッチ３１は、タンク３０内の圧力を検出し、タンク３０内の圧力が基準圧力に達するまではオフであるが、タンク３０内の圧力が基準圧力に達したときにオンになる。
【００３１】
エジェクタ３６は、増圧器２４により増圧された圧縮空気が流入する流入ポート３６Ａ、流入ポート３６Ａに流入した圧縮空気を排出する排出ポート３６Ｂ、および流入ポート３６Ａから排出ポート３６Ｂに向けて流れる圧縮空気により真空を発生させる真空ポート３６Ｃを有している。エジェクタ３６内にはノズルおよびディフューザが形成されており、流入ポート３６Ａから流入した圧縮空気が、これらノズルおよびディフューザを介して排出ポート３６Ｂから排出されることにより、真空ポート３６Ｃに真空が発生する。なお、エジェクタ３６は第２の真空発生器の具体例である。
【００３２】
排出ポート３６Ｂとタンク２０との間にはチェック弁３７が接続されている。チェック弁３７は、排出ポート３６Ｂからタンク２０に向けて圧縮空気が流れるのを許可し、タンク２０、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂおよびエジェクタ４３の排出ポート４３Ｂからエジェクタ３６の排出ポート３６Ｂに向けて圧縮空気が流れるのをそれぞれ阻止する。また、真空ポート３６Ｃとタンク５０との間にはチェック弁３８が設けられている。チェック弁３８は、タンク５０から真空ポート３６Ｃに向けて圧縮空気が流れるのを許可し、真空ポート３６Ｃからタンク５０に向けて圧縮空気が流れるのを阻止する。
【００３３】
次に、第３の真空生成回路Ｃについて説明する。コンプレッサ１０は、レギュレータ１１を介して空気圧シリンダ装置１２に接続されているだけでなく、レギュレータ４１および切換弁４２を介してエジェクタ４３の流入ポート４３Ａにも接続されている。切換弁４２はコンプレッサ１０とエジェクタ４３の流入ポート４３Ａとの接続・遮断を切り換える。切換弁４２によりコンプレッサ１０とエジェクタ４３の流入ポート４３Ａとが接続されたときには、コンプレッサ１０から吐出された圧縮空気が、レギュレータ４１および切換弁４２を介してエジェクタ４３の流入ポート４３Ａに供給される。レギュレータ４１はコンプレッサ１０から流入ポート４３Ａに供給される圧縮空気の圧力を、エジェクタ４３を動作させるのに適するように制限する。
【００３４】
エジェクタ４３は、コンプレッサ１０から供給された圧縮空気が流入する流入ポート４３Ａ、流入ポート４３Ａに流入した圧縮空気を排出する排出ポート４３Ｂ、および流入ポート４３Ａから排出ポート４３Ｂに向けて流れる圧縮空気により真空を発生させる真空ポート４３Ｃを有している。エジェクタ４３にはノズルおよびディフューザが形成されており、流入ポート４３Ａから流入した圧縮空気が、これらノズルおよびディフューザを介して排出ポート４３Ｂから排出されることにより、真空ポート４３Ｃに真空が発生する。なお、エジェクタ４３は第３の真空発生器の具体例である。
【００３５】
排出ポート４３Ｂとタンク２０との間にはチェック弁４４が接続されている。チェック弁４４は、排出ポート４３Ｂからタンク２０に向けて圧縮空気が流れるのを許可し、タンク２０、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂおよびエジェクタ３６の排出ポート３６Ｂからエジェクタ４３の排出ポート４３Ｂに向けて圧縮空気が流れるのをそれぞれ阻止する。また、真空ポート４３Ｃとタンク５０との間にはチェック弁４５が設けられている。チェック弁４５は、タンク５０から真空ポート４３Ｃに向けて圧縮空気が流れるのを許可し、真空ポート４３Ｃからタンク５０に向けて圧縮空気が流れるのを阻止する。
【００３６】
次に、真空適用回路Ｄについて説明する。タンク５０は、エジェクタ１７の真空ポート１７Ｃ、エジェクタ３６の真空ポート３６Ｃおよびエジェクタ４３の真空ポート４３Ｃと、吸着パッド５３との間に設けられている。タンク５０は、エジェクタ１７の真空ポート１７Ｃに発生した真空圧力、エジェクタ３６の真空ポート３６Ｃに発生した真空圧力、およびエジェクタ４３の真空ポート４３Ｃに発生した真空圧力を蓄積する。
【００３７】
圧力スイッチ５１は、タンク５０内の真空圧力を検出し、タンク５０内の真空圧力が所定の基準真空圧力に達するまではオフであるが、タンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力に達するとオンになる。
【００３８】
切換弁５２は、タンク５０と吸着パッド５３との間に設けられ、タンク５０と吸着パッド５３との間の接続・遮断を切り換える。また、切換弁５２は、タンク５０と吸着パッド５３との間を遮断すると同時に、吸着パッド５３を大気と接続し、これにより真空破壊を行う。
【００３９】
吸着パッド５３は、タンク５０に切換弁５２を介して接続されている。切換弁５２が切り換えられ、タンク５０と吸着パッド５３が接続されたとき、吸着パッド５３は、タンク５０に蓄積された真空圧力により吸着力（吸引力）を生成し、この吸着力を利用して被加工物を把持する。なお、吸着パッド５３は吸引力生成手段の具体例である。
【００４０】
このように構成された真空発生システム１は次のように動作する。切換弁３５によりタンク３０とエジェクタ３６の流入ポート３６Ａとの間を遮断し、切換弁４２によりコンプレッサ１０とエジェクタ４３の流入ポート４３Ａとの間を遮断し、かつ切換弁５２によりタンク５０と吸着パッド５３との間を遮断した状態で、コンプレッサ１０を駆動する。これにより、コンプレッサ１０から吐出した圧縮空気がレギュレータ１１を介して空気圧シリンダ装置１２に供給される。空気圧シリンダ装置１２は、切換弁１４を周期的に切り換え、空気圧シリンダ１３のロッドを進退させる。このような空気圧シリンダ装置１２の動作により、空気圧シリンダ装置１２から圧縮空気が排出される。空気圧シリンダ装置１２から排出された圧縮空気はエジェクタ１７の流入ポート１７Ａに供給される。圧縮空気が流入ポート１７Ａから流入し、エジェクタ１７内に形成されたノズルおよびディフューザを介して排出ポート１７Ｂから排出されることにより、真空ポート１７Ｃに真空が発生する。真空ポート１７Ｃに発生した真空の真空圧力はタンク５０に蓄積される。
【００４１】
エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂから排出された圧縮空気はタンク２０に供給され、タンク２０内に蓄積される。タンク２０内の圧力が前記基準圧力に達した後、タンク２０内に蓄積された圧縮空気を、切換弁２３を介して増圧器２４に供給する。そして、切換弁２３を周期的に切り換え、増圧器２４を動作させ、タンク２０からチェック弁２５、２６を介して増圧器２４に供給された圧縮空気を増圧する。増圧器２４により増圧された圧縮空気はチェック弁２７、２８を介してタンク３０に供給され、タンク３０内に蓄積される。増圧器２４により増圧された圧縮空気の供給によりタンク３０内の圧力が前記基準圧力に達したとき、圧力スイッチ３１がオンになる。
【００４２】
一方、タンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力に達したとき、圧力スイッチ５１がオンになる。この後、切換弁５２を切り換え、タンク５０と吸着パッド５３との間を接続する。これにより、吸着パッド５３において吸着力が発生し、被加工物の吸着・把持が可能になる。なお、一旦吸着した被加工物を吸着パッド５３から分離させるときには、切換弁５２を切り換え、タンク５０と吸着パッド５３との間を遮断すると同時に、吸着パッド５３を大気と接続し、真空破壊を行う。
【００４３】
さて、吸着パッド５３による被加工物の吸着・把持を繰り返していると、タンク５０の真空圧力が低下する（ゼロに近づく方向に変化する）。タンク５０の真空圧力が前記基準真空圧力を下回ったとき、圧力スイッチ５１がオフになる。圧力スイッチ５１がオフとなった時点において圧力スイッチ３１がオンである場合には、切換弁３５を切り換え、タンク３０とエジェクタ３６の流入ポート３６Ａとの間を接続する。これにより、タンク３０内に蓄積された圧縮空気がエジェクタ３６の流入ポート３６Ａに供給される。圧縮空気が流入ポート３６Ａから流入し、エジェクタ３６内に形成されたノズルおよびディフューザを介して排出ポート３６Ｂから排出されることにより、真空ポート３６Ｃに真空が発生する。真空ポート３６Ｃに発生した真空の真空圧力はタンク５０に蓄積される。この間、空気圧シリンダ装置１２は動作を継続しており、空気圧シリンダ装置１２から排出された圧縮空気によりエジェクタ１７も動作を継続している。したがって、エジェクタ１７の真空ポート１７Ｃに発生した真空と、エジェクタ３６の真空ポート３６Ｃに発生した真空との双方がタンク５０内に蓄積される。これにより、タンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力に戻る。このように、タンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力を下回ると、エジェクタ１７に加えてエジェクタ３６が動作し、２つのエジェクタ１７、３６により真空を生成するので、タンク５０内の真空圧力が短時間で前記基準真空圧力に戻る。これにより、タンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力を一旦下回っても、吸着パッド５３において被加工物の吸着・把持に必要な吸着力が得られなくなる前にタンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力に戻る。したがって、タンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力を一旦下回ったとしても、吸着パッド５３による被加工物の吸着・把持作業を中断する必要はなく、すなわち、吸着パッド５３による被加工物の吸着・把持作業を安全に継続することができる。
【００４４】
また、エジェクタ３６が動作している間、エジェクタ３６の排出ポート３６Ｂから排出された圧縮空気はタンク２０に供給され、タンク２０内に蓄積される。
【００４５】
一方、タンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力を下回ったとき、圧力スイッチ５１がオフになり、この時点において圧力スイッチ３１がオンでない場合には、切換弁４２を切り換え、コンプレッサ１０とエジェクタ４３の流入ポート４３Ａとの間を接続する。このとき、切換弁３５は切り換えず、タンク３０とエジェクタ３６の流入ポート３６Ａとの間を遮断した状態を維持する。切換弁４２の切換により、コンプレッサ１０とエジェクタ４３の流入ポート４３Ａとの間が接続されると、コンプレッサ１０から吐出した圧縮空気がエジェクタ４３の流入ポート４３Ａに流入し、エジェクタ４３内に形成されたノズルおよびディフューザを介して排出ポート４３Ｂから排出され、これにより、真空ポート４３Ｃに真空が発生する。真空ポート４３Ｃに発生した真空の真空圧力はタンク５０に蓄積される。この間、空気圧シリンダ装置１２は動作を継続しており、空気圧シリンダ装置１２から排出された圧縮空気によりエジェクタ１７も動作を継続している。したがって、エジェクタ１７の真空ポート１７Ｃに発生した真空と、エジェクタ４３の真空ポート４３Ｃに発生した真空との双方がタンク５０内に蓄積される。これにより、タンク５０内の真空圧力が短時間で前記基準真空圧力に戻る。タンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力を一旦下回っても、吸着パッド５３において被加工物の吸着・把持に必要な吸着力が得られなくなる前にタンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力に戻るため、タンク５０内の真空圧力が前記基準真空圧力を一旦下回ったとしても、吸着パッド５３による被加工物の吸着・把持作業を中断する必要はない。
【００４６】
また、エジェクタ４３が動作している間、エジェクタ４３の排出ポート４３Ｂから排出された圧縮空気はタンク２０に供給され、タンク２０内に蓄積される。
【００４７】
以上説明した通り、真空発生システム１では、空気圧シリンダ装置１２を動作させるために用いた圧縮空気を再利用して真空を生成する。これにより、圧縮空気の有効利用を図ることができる。
【００４８】
また、真空発生システム１では、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂから排出された圧縮空気を増圧器２４により増圧し、この増圧した圧縮空気によりエジェクタ３６を動作させて真空を発生させる。すなわち、空気圧シリンダ装置１２を動作させるために利用され、さらにエジェクタ１７を動作させるために再利用された圧縮空気をさらに利用し、すなわち圧縮空気を再々利用して真空を生成する。これにより、圧縮空気のさらなる有効利用を図ることができる。
【００４９】
また、真空発生システム１では、エジェクタ３６の排出ポート３６Ｂから排出された圧縮空気を増圧器２４により再び増圧し、この増圧した圧縮空気によりエジェクタ３６を動作させる。すなわち、エジェクタ３６を動作させるための圧縮空気の一部として、同じ圧縮空気を繰り返し何度も利用する。これにより、圧縮空気の有効利用をさらに推進することができる。
【００５０】
また、真空発生システム１では、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂと増圧器２４との間にタンク２０を設け、排出ポート１７Ｂから排出された圧縮空気をタンク２０内に蓄積する。これにより、増圧器２４による増圧動作に必要な圧縮空気を確実に確保することができる。
【００５１】
また、真空発生システム１では、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂから排出された圧縮空気をタンク２０内に一旦蓄積してから増圧器２４に供給する。これにより、増圧器２４に供給すべき圧縮空気から脈動を除去することができる。すなわち、空気圧シリンダ装置１２から排出される圧縮空気は、空気圧シリンダ１３のロッドの進退動作に起因する脈動を有する。このため、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂから排出される圧縮空気も脈動している。この圧縮空気をタンク２０内に一旦蓄積することにより、この圧縮空気から脈動を除去することができる。したがって、脈動のない圧縮空気を増圧器２４に供給することができ、増圧器２４の動作を安定させることができる。
【００５２】
また、真空発生システム１では、増圧器２４とエジェクタ３６の流入ポート３６Ａとの間にタンク３０を設け、増圧器２４により増圧した圧縮空気を蓄積する。これにより、エジェクタ３６を動作させるのに必要な圧縮空気を確実に確保することができる。
【００５３】
また、真空発生システム１では、エジェクタ１７、３６、４３と吸着パッド５３との間にタンク５０を設け、エジェクタ１７、３６、４３の真空ポート１７Ｃ、３６Ｃ、４３Ｃに発生した真空の真空圧力をタンク５０内に蓄積する。これにより、吸着パッド５３における吸着力を確実に生成し、かつ維持することができる。
【００５４】
また、真空発生システム１では、エジェクタ１７の真空ポート１７Ｃに発生する真空圧力をタンク５０内に一旦蓄積するため、吸着パッド５３における吸着力の生成に用いる真空圧力を安定させることができる。すなわち、空気圧シリンダ装置１２からエジェクタ１７の流入ポート１７Ｂに流入する圧縮空気は、空気圧シリンダ１３のロッドの進退動作に起因する脈動を有するため、この脈動の影響を受けて、真空ポート１７Ｃに発生する真空が不安定になる場合がある。しかし、真空ポート１７Ｃに発生する真空圧力をタンク５０内に一旦蓄積することにより、吸着パッド５３に与える真空圧力を安定させることができる。これにより、吸着パッド５３における吸着力を安定させることができる。
【００５５】
また、真空発生システム１では、コンプレッサ１０から空気圧シリンダ装置１２を介さずに直接的に供給される圧縮空気を用いてエジェクタ４３を動作させ、真空を生成することができる。これにより、吸着パッド５３による被加工物の吸着・把持の稼働と、空気圧シリンダ装置１２の稼働とを独立させることができる。例えば、空気圧シリンダ装置１２が動作を停止し、これによりエジェクタ１７が動作を停止している場合でも、コンプレッサ１０から吐出する圧縮空気をエジェクタ４３の流入ポート４３Ａに供給し、エジェクタ４３を動作させるようにすれば、吸着パッド５３における吸着力を生成するのに必要な真空圧力を得ることができる。すなわち、空気圧シリンダ装置１２が停止している間でも、吸着パッド５３による被加工物の吸着・把持を行うことができる。
【００５６】
また、真空発生システム１では、エジェクタ４３が動作しているとき、エジェクタ４３の排出ポート４３Ｂから排出された圧縮空気をタンク２０に蓄積し、この圧縮空気を増圧器２４により増圧してエジェクタ３６を動作させるのに用いることができる。これにより、圧縮空気の有効利用を推進することができる。
【００５７】
また、真空発生システム１では、エジェクタ１７、３６、４３の３つの手段により真空を生成することができる。通常は、エジェクタ１７により真空を生成する。エジェクタ１７による真空生成だけではタンク５０内に前記基準真空圧力を確保することができない場合には、タンク３０内の圧力が前記基準圧力に達している限り、タンク３０内に蓄積された圧縮空気を利用してエジェクタ３６により真空を生成する。エジェクタ１７による真空生成だけではタンク５０内に前記基準真空圧力を確保することができず、しかもタンク３０内の圧力が前記基準圧力に達していないときには、エジェクタ４３により真空を生成する。すなわち、真空発生システム１では、空気圧シリンダ装置１２を動作させるために用いた圧縮空気を再利用したエジェクタ１７による真空生成を優先して実行し、エジェクタ１７による真空生成だけでは不十分な場合に、空気圧シリンダ装置１２およびエジェクタ１７、３６を動作させるために用いた圧縮空気を再利用したエジェクタ３６による真空生成を実行する。そして、エジェクタ１７による真空生成だけでは不十分な場合であって、かつエジェクタ３６による真空生成を行うことができない場合に限り、コンプレッサ１０から吐出した圧縮空気を直接的に利用したエジェクタ４３による真空生成（他のアクチュエータによりまだ一度も利用されたことがない圧縮空気を利用した真空生成）を実行する。このように、真空発生システム１によれば、吸着パッド５３の吸着・把持動作を安定に維持することができる範囲で、圧縮空気の再利用を徹底的に行うことができ、圧縮空気の大気への放出によるエネルギーの無駄を効果的に抑制することができる。
【００５８】
なお、上述した真空発生システム１では、１つの空気圧シリンダ装置１２を設けたが、複数の空気圧シリンダ装置を設けてもよい。また、空気圧シリンダ装置に加えてまたは代えて他の空気圧アクチュエータ装置を設けてもよい。
【００５９】
また、上述した真空発生システム１では、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂと増圧器２４との間にタンク２０を設け、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂ、エジェクタ３６の排出ポート３６Ｂおよびエジェクタ４３の排出ポート４３Ｂから排出された圧縮空気をタンク２０に一旦蓄積してから増圧器２４に供給する場合を例にあげた。このような構成によれば、上述したように、圧縮空気の確保の確実性、圧縮空気からの脈動の除去および圧縮空気の有効利用といった効果が得られ、望ましいのであるが、本発明はこの構成に限らない。エジェクタ３６の排出ポート３６Ｂから排出された圧縮空気およびエジェクタ４３の排出ポート４３Ｂから排出された圧縮空気の一方または双方を大気に放出し、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂから排出された圧縮空気をタンク２０に蓄積してもよい。あるいは、エジェクタ１７の排出ポート１７Ｂから排出された圧縮空気、エジェクタ３６の排出ポート３６Ｂから排出された圧縮空気およびエジェクタ４３の排出ポート４３Ｂから排出された圧縮空気のいずれかまたはすべてを、タンク２０を介さずに増圧器２４に直接的に供給してもよい。
【００６０】
また、上述した真空発生システム１では、増圧器２４とエジェクタ３６の流入ポート３６Ａとの間にタンク３０を設け、増圧器２４により増圧された圧縮空気をタンク３０に一旦蓄積してからエジェクタ３６の流入ポート３６Ａに供給する場合を例にあげた。このような構成によれば、上述したように、圧縮空気の確保の確実性および圧縮空気からの脈動の除去といった効果が得られ、望ましいのであるが、本発明はこれに限らない。増圧器２４により増圧された圧縮空気を、タンク３０を介さずにエジェクタ３６の流入ポート３６Ａに直接的に供給してもよい。
【００６１】
また、上述した真空発生システム１では、エジェクタ１７の真空ポート１７Ｃ、エジェクタ３６の真空ポート３６Ｃおよびエジェクタ４３の真空ポート４３Ｃをタンク５０に接続する場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。例えば、エジェクタ１７の真空ポート１７Ｃをタンク５０に接続し、エジェクタ３６の真空ポート３６Ｃおよびエジェクタ４３の真空ポート４３Ｃを、タンク５０を介さずに吸着パッド５３に直接的に接続してもよい。
【００６２】
また、上述した真空発生システム１では吸引力生成手段として吸着パッド５３を用いる場合を例にあげたが、本発明はこれに限らず、真空によって排気、排液や気体・液体の収集を行うための吸引力を生成する他のアクチュエータを用いてもよい。
【００６３】
また、上述した真空発生システム１では、通常はエジェクタ１７のみを動作させ、エジェクタ１７による真空生成だけでは不十分な場合にエジェクタ３６を動作させ、エジェクタ１７による真空生成だけでは不十分な場合であって、かつエジェクタ３６を動作させることができない場合には、エジェクタ４３を動作させることとしたが、本発明はこれに限らない。エジェクタ１７、３６、４３を動作させる条件は適宜決めることができる。
【００６４】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う真空発生システムもまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１  真空発生システム
１０  コンプレッサ（空気圧源）
１２  空気圧シリンダ装置（空気圧アクチュエータ装置）
１７  エジェクタ（第１の真空発生器）
２０  タンク（第１のタンク）
２４  増圧器
３０  タンク（第２のタンク）
３６  エジェクタ（第２の真空発生器）
４３  エジェクタ（第３の真空発生器）
５０  タンク（第３のタンク）
５３  吸着パッド（吸引力生成手段）
【図１】
2012012943.tif 000003