(57)【要約】【課題】被吸着物が柔軟性を有し、かつ大型で重量がある場合でも、十分な吸着力を発揮できる低コストな真空吸着装置を提案する。【解決手段】吸引装置に連通し、一面に吸着口が形成された吸着面を有する中空の吸着パッドを備えた真空吸着装置において、前記吸着パッドの前記吸着面の周囲に該吸着面を囲むように設けられた囲い堰と、前記吸着面の中心域に設けられ、前記吸着口を遮蔽すると共に、前記吸着面の上流側で前記囲い堰に対向するように配置された遮蔽体と、を備え、前記吸着面に多数の吸着口が分散して形成されると共に、前記囲い堰の側面と前記遮蔽体の側面とが対向配置され、前記囲い堰と前記遮蔽体との間に環状の出口開口を有する吸引空間が形成される。【選択図】図１
2016215285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引装置に連通し、一面に吸着口が形成された吸着面を有する中空の吸着パッドを備えた真空吸着装置において、
前記吸着パッドの前記吸着面の周囲に該吸着面を囲むように設けられた囲い堰と、
前記吸着面の中心域に設けられ、前記吸着口を遮蔽すると共に、前記吸着面の上流側で前記囲い堰に対向するように配置された遮蔽体と、を備え、
前記吸着面に多数の吸着口が分散して形成されると共に、
前記囲い堰の側面と前記遮蔽体の側面とが対向配置され、前記囲い堰と前記遮蔽体との間に環状の出口開口を有する吸引空間が形成されることを特徴とする真空吸着装置。
【請求項２】
前記吸着パッドに空気を供給するための空気供給源と、
前記吸着パッドを前記吸引装置又は前記空気供給源に切り替え可能に連通させるための切替え弁と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着装置。
【請求項３】
前記吸着パッドの前記吸着面がパンチング板で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空吸着装置。
【請求項４】
前記囲い堰が角形横断面を有する中空の金属管で構成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の真空吸着装置。
【請求項５】
前記遮蔽体が角形横断面を有する中空の金属管で構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の真空吸着装置。
【請求項６】
前記吸着パッドの前記吸着面に形成された前記吸着口の開口率が３０％以上乃至５０％以下であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の真空吸着装置。
【請求項７】
前記吸引空間の出口開口は、
前記囲い堰によって形成される外側縁及び前記遮蔽体によって形成される内側縁が、前記吸着面の中心点に対して対称となる長方形を有し、
前記被吸着物は、柔軟な物質が柔軟なピロー形状の袋に充填された柔軟物であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の真空吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、柔軟性を有する物品の吸着に好適な真空吸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物品をコンベアなどで自動搬送するシステムでは、ロボットアームの先端に装着された吸着パッドで物品を吸着する真空吸着装置がよく用いられる。吸着パッドとして、柔らかいシリコンゴムを被吸着物に当て、吸着パッドに連通した真空ポンプやエジェクタ等の吸引装置により吸着パッドの内部を減圧して被吸着物を吸着するものや、吸着面をパンチング板で構成したものがある。
あるいは、真空吸着式ではなく、駆動源として電動式や加圧空気を用いた機械式ハンドで被搬送物を掴み取る方式のものがある。
【０００３】
真空吸着式では、被吸着物が、例えば、クリーム、マヨネーズ、チーズ等の柔軟性を有する物が柔軟な袋に充填されたものであるとき、吸着パッドの吸着面に被吸着物の変形に対する追従性が要求される。吸着面に追従性がないと、吸着口と被吸着物間の密着性が悪くなり、十分な吸着力が発生しない。特に、被吸着物が大きく重量がある場合、吸着できない場合がある。
また、機械式ハンド方式では、柔軟性を有する物を把持することは難しく、実用に至っていない。
【０００４】
特許文献１には、紛体等を充填した袋等を吸着するための真空吸着装置が開示され、この真空吸着装置は、吸着パッドの吸着面をパンチング板（多孔板）で構成している。
特許文献２にも、吸着パッドの吸着面がパンチング板で構成された真空吸着装置が開示されている。この吸着パッドは、蒲焼きのような柔らかい物品を吸着する際に身割れが生じないように、背部に当たる部位の吸着口を遮蔽するための身割れ防止用パッドを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−０９１３８６号公報
【特許文献２】特開平１１−２２５６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された真空吸着装置の吸着パッドは、被吸着物が重い場合、大きな吸着力を得るために、大きな動力を必要とし、そのために高コスト化するおそれがある。また、被吸着物が柔軟性を有する場合、吸着口と被吸着物との間に隙間が生じやすく、吸着力が低減して被吸着物が落下する懸念がある。
特許文献２に開示された真空吸着装置の吸着パッドは、被吸着物が柔軟性があり、かつ大型で重量がある場合、十分な吸着力を発揮できず、被吸着物が落下するおそれがある。
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態は、上記課題に鑑み、被吸着物が柔軟性を有し、かつ大型で重量がある場合でも、十分な吸着力を発揮できる低コストな真空吸着装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る真空吸着装置は、
吸引装置に連通し、一面に吸着口が形成された吸着面を有する中空の吸着パッドを備えた真空吸着装置において、
前記吸着パッドの前記吸着面の周囲に該吸着面を囲むように設けられた囲い堰と、
前記吸着面の中心域に設けられ、前記吸着口を遮蔽すると共に、前記吸着面の上流側で前記囲い堰に対向するように配置された遮蔽体と、を備え、
前記吸着面に多数の吸着口が分散して形成されると共に、
前記囲い堰の側面と前記遮蔽体の側面とが対向配置され、前記囲い堰と前記遮蔽体との間に環状の出口開口を有する吸引空間が形成される。
【０００９】
上記構成（１）によれば、吸着面の上流側で環状の出口開口を有する吸引空間が形成されるため、吸着パッドの内部空間が減圧されると、柔軟性を有する被吸着物は上記吸引空間に引き込まれる。これによって、被吸着物が上記吸引空間の出口開口に密着し、外側からの空気の侵入を抑制するため、被吸着物に対する十分な吸着力を保持できる。
また、上記遮蔽体で吸着面の中心域を遮蔽するため、吸着面の単位面積当たりの吸着力を増大できる。これによって、被吸着物が大型でかつ重量が大きくても十分な吸着力を保持できる。
【００１０】
被吸着物が柔軟性を有する場合、吸着面からの被吸着物の一部の離脱が吸着部位全体に波及して被吸着物が離脱するおそれがある。
これに対し、上記吸着パッドでは、吸着面の上流側で環状の出口開口を有する上記吸引空間を形成するため、被吸着物が大型のものであっても、吸着面に対向する被吸着物の表面全体に均一に吸着力を発生できる。従って、被吸着物が柔軟性を有するものであっても、十分な吸着力を保持でき、被吸着物の離脱を防止できる。
【００１１】
（２）幾つかの実施形態では、前記構成（１）において、
前記吸着パッドに空気を供給するための空気供給源と、
前記吸着パッドを前記吸引装置又は前記空気供給源に切り替え可能に連通させるための切替え弁と、を備える。
上記構成（２）によれば、吸着パッドの吸着動作と離脱動作とを迅速に切り替え可能となる。これによって、真空吸着装置を被吸着物の搬送システムなどに設けた場合、真空吸着装置による被吸着物のハンドリングが容易になる。
【００１２】
（３）幾つかの実施形態では、前記構成（１）又は（２）において、
前記吸着パッドの前記吸着面がパンチング板で構成される。
上記構成（３）によれば、吸着面をパンチング板で構成することで、多数の吸着口が分散して形成される吸着面を低コストで製作できる。また、パンチング板を用いることで、吸着パッドを軽量化できる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（３）の何れかにおいて、
前記囲い堰が角形横断面を有する中空の金属管で構成される。
上記構成（４）によれば、上記囲い堰の製造工程を簡易かつ低コスト化できると共に、囲い堰に高強度を付与できる。こうして、囲い堰の強度を高めることで、吸着パッド内に形成される減圧域への外部空気の侵入を効果的に抑制できる。さらに、上記吸引空間の形成が低コストで可能になる。
【００１４】
（５）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（４）の何れかにおいて、
前記遮蔽体が角形横断面を有する中空の金属管で構成される。
上記構成（５）によれば、上記遮蔽体の製造工程を簡易かつ低コスト化できると共に、囲い壁に高強度を付与できる。また、囲い壁及び遮蔽体を同一長さの辺を有する金属管を用いることで、囲い堰及び遮蔽体の高さを容易に合わせることができ、これによって、被吸着物のさらなる安定吸着が可能になる。
【００１５】
（６）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（５）の何れかにおいて、
前記吸着面に形成された前記吸着口の開口率が３０％以上乃至５０％以下である。
上記構成（６）によれば、吸着面の吸着力を適度に増加できる。そのため、十分な吸着力を保持でき、被吸着物の離脱を抑制できると共に、吸着力の過大化を抑制でき、被吸着物が柔軟性を有する場合、被吸着物の破損を抑制できる。
【００１６】
（７）幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（６）の何れかにおいて、
前記吸引空間の出口開口は、
前記囲い壁によって形成される外側縁及び前記遮蔽体によって形成される内側縁が、前記吸着面の中心点に対して対称となる長方形を有し、
前記被吸着物は、柔軟な物質が柔軟なピロー形状の袋に充填された柔軟物である。
上記構成（７）によれば、吸引空間の出口開口が上記形状を有することで、上記ピロー形状の柔軟物の表面に均一に吸着力を付加できる。そのため、柔軟物を安定して吸着状態を保持できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、被吸着物が柔軟性を有し、さらに大型で重量がある場合でも、十分な吸着力を安定して発揮できる低コストな真空吸着装置を実現できる。従って、この真空吸着装置が被吸着物の搬送システムなどに適用される場合、被吸着物のハンドリングが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係る真空吸着装置の吸着パッドを示す正面視断面図である。
【図２】上記吸着パッドの平面図である。
【図３】上記吸着パッドの底面図である。
【図４】上記真空吸着装置の空気給排部を示す系統図であり、（Ａ）は吸引時を示し、（Ｂ）は空気供給時を示す。
【図５】上記真空吸着装置の作動を示す説明図であり、（Ａ）は被吸着物の吸着時を示し、（Ｂ）は被吸着物の離脱時を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２０】
図１〜図３は、本発明の少なくとも一実施形態に係る真空吸着装置１０の吸着パッド１２（中空密閉体）を示している。図１〜図３に示すように、吸着パッド１２は内部空間Ｉｓを有し、内部空間Ｉｓは吸引装置２４（図４参照）に連通し、一面に多数の吸着口１４ａが分散して形成された吸着面１４を有する。
吸着面１４の周囲に吸着面１４を囲むように囲い堰１６が設けられる。囲い堰１６は例えば長方形又は正方形等の横断面を有する。
また、吸着面１４の中心域に、吸着口１４ａを遮蔽すると共に、吸着面１４の上流側で囲い堰１６に対向するように遮蔽体１８が設けられる。遮蔽体１８も例えば長方形又は正方形の横断面を有し、これらの側面は対向配置され、囲い堰１６と遮蔽体１８との間に、環状の出口開口ｓｏを有する吸引空間ｓが形成される。吸引空間ｓは出口開口ｓｏと吸着面１４との間に形成される。
【００２１】
例示的な実施形態では、図４に示すように、吸着パッド１２に空気を供給するための空気供給源２６と、吸着パッド１２を吸引装置２４又は空気供給源２６に切り替え可能に連通させるための切替え弁２８と、を備える。
吸着パッド１２は、例えば真空ブロアやエジェクタであり、空気供給源２６は、例えば空気タンクのようなものである。
図４（Ａ）に示すように、切替え弁２８を介して吸着パッド１２と吸引装置２４とを連通させ、吸引装置２４を稼働させることで、吸着パッド１２の内部空間Ｉｓを減圧し、被吸着物ｆを吸着面１４に吸着させることができる。
また、図４（Ｂ）に示すように、吸着パッド１２と空気供給源２６とを連通させることで、内部空間Ｉｓを加圧し、被吸着物ｆを吸着パッド１２から離脱させる。
【００２２】
例示的な実施形態では、吸着面１４は多数の吸着口１４ａが分散形成されたパンチング板で構成される。
例示的な実施形態では、囲い堰１６は角形横断面を有する中空の金属管で構成される。図示した実施形態では、上記金属管は長方形の横断面を有し、囲い堰１６は４個の軸方向に直線形状の金属管で構成されている。
例示的な実施形態では、遮蔽体１８は角形横断面を有する中空の金属管で構成される。図示した実施形態では、遮蔽体１８は両端が遮蔽され、正方形の横断面を有し、直線形状の１個の金属管で構成されている。
図示した実施形態では、囲い堰１６及び遮蔽体１８で形成される吸引空間ｓの両側面は、吸着面１４に対してほぼ垂直方向に向く平坦な面を形成している。
【００２３】
例示的な実施形態では、吸着パッド１２の吸着面１４に形成された吸着孔１４ａの開口率が３０％以上乃至５０％以下である。
例示的な実施形態では、吸引空間ｓの出口開口ｓｏは、囲い堰１６によって形成される外側縁及び遮蔽体１８によって形成される内側縁が、中心点に対して対称となる長方形を有する。また被吸着物ｆは、柔軟な物質が柔軟なピロー形状の袋に充填された柔軟物である。
【００２４】
図示した実施形態では、吸着パッド１２は金属製の背板３０を有し、背板３０は囲い堰１６の一面に点溶接などで固着される。背板３０に連通管２２が接続され、吸着パッド１２の内部空間Ｉｓは連通管２２を介して吸引装置２４又は空気供給源２６に連通する。連通管２２に切替え弁２８が設けられ、連通管２２は切替え弁２８によって吸引装置２４又は空気供給源２６に連通する。
内部空間Ｉｓの四隅にＬ型補強材３２が設けられ、吸着面１４はＬ型補強材３２を介して背板３０に支持される。
図２中の一点鎖線３４は背板３０に接続されるロボットアーム（不図示）の接続位置を示している。吸着パッド１２はロボットアームの先端に接続され、多軸制御されるロボットアームによって移動する。
【００２５】
かかる構成において、図５（Ａ）に示すように、吸着パッド１２で被吸着物ｆを吸着する場合、切替え弁２８を作動させ、吸着パッド１２の内部空間Ｉｓと吸引装置２４とを連通させる。内部空間Ｉｓは吸引装置２４によって減圧され、被吸着物ｆを吸着パッド１２に吸着させる。
図５（Ｂ）に示すように、吸着パッド１２から被吸着物ｆを離脱させる場合、切替え弁２８を作動させ、吸着パッド１２の内部空間Ｉｓと空気供給源２６とを連通させる。内部空間Ｉｓは空気供給源２６から供給される空気で加圧され、吸着パッド１２から被吸着物ｆを離脱させる。
【００２６】
少なくとも一実施形態によれば、環状の出口開口ｓｏを有する吸引空間ｓが形成されるため、被吸着物ｆが柔軟性を有する場合、被吸着物ｆが吸引空間ｓに引き込まれる。これによって、被吸着物ｆが吸引空間ｓの出口開口ｓｏに密着し、内部空間Ｉｓへの外側空気の侵入を抑制するため、被吸着物ｆに対する十分な吸着力を保持でき、被吸着物ｆの離脱を抑制できる。
また、遮蔽体１８で吸着面１４の中心域を遮蔽するため、吸着面１４の単位面積当たりの吸着力を増大でき、これによって、被吸着物ｆが大型でかつ重量が大きくても十分な吸着力を保持できる。
【００２７】
被吸着物ｆが柔軟性を有する場合、被吸着物ｆの一部の離脱が吸着部位全体に波及して被吸着物ｆが離脱するおそれがある。
これに対し、吸着パッド１２では、吸着面１４の上流側で環状の吸引空間ｓを形成するため、被吸着物ｆが大型のものであっても、吸着面１４に対向する被吸着物ｆの表面全体に均一に吸着力を発生できる。従って、被吸着物ｆが柔軟性を有するものであっても、被吸着物ｆの一部の離脱を抑制でき、吸着状態を安定保持できる。
【００２８】
また、吸着パッド１２に切替え弁２８を介して吸引装置２４及び空気供給源２６を接続することで、吸着パッド１２の吸着動作と離脱動作とを迅速に切り替えできる。これによって、真空吸着装置１０を被吸着物ｆの搬送システムなどに設けた場合、真空吸着装置１０による被吸着物ｆのハンドリングが容易になる。
また、吸着面１４をパンチング板で構成したことで、多数の吸着口が分散して形成された吸着面を低コストで製作できると共に、パンチング板を用いることで、吸着パッド１２を軽量化できる。
【００２９】
また、囲い堰１６及び遮蔽体１８を角形横断面を有する中空の金属管で構成するため、囲い堰１６及び遮蔽体１８の製造を簡易かつ低コスト化できると共に、これらに高強度を付与できる。
こうして、囲い堰１６の強度を高めることで、吸着パッド１２の内部に形成される減圧域への外部空気の侵入を効果的に抑制できる。また、吸引空間ｓの形成が低コストで可能になる。
また、囲い堰１６及び遮蔽体１８を同一長さの辺を有する金属管を用いることで、囲い堰１６及び遮蔽体１８の高さを容易に合わせることができ、これによって、被吸着物ｆのさらなる安定吸着が可能になる。
さらには、高強度を有しかつ長方形の横断面を有する囲い堰１６で吸着パッド１２の本体を構成することで、吸着パッド全体の強度を向上できる。
【００３０】
また、囲い堰１６より内側の吸着口１４ａの開口率を３０％以上乃至５０％以下とすれば、吸着面１４の単位面積当たりの吸着力を適度に増加できる。これによって、被吸着物ｆの離脱を抑制できると共に、被吸着物ｆが柔軟性を有する場合、吸着力の過大化による被吸着物ｆの破損を抑制できる。
なお、吸引空間ｓの下流側には吸着面１４があり、吸着面１４によって被吸着物ｆの過度の進入が抑止される。
本発明者等の実験の結果、上記開口率の範囲で、十分な吸着力を得、かつ吸着力の過大化を抑制できることがわかった。
【００３１】
さらに、囲い堰１６によって形成される吸引空間ｓの外側縁及び遮蔽体１８によって形成される吸引空間ｓの内側縁が、吸着面１４の中心点に対して対称となる長方形を有する場合で、かつ被吸着物ｆが、例えば、クリーム、マヨネーズ、チーズ等の柔軟な物質が柔軟なピロー形状の袋に充填された柔軟性の物である場合、これら柔軟物の表面に均一に吸着力を付加できる。そのため、これら柔軟物を安定して吸着状態に保持できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、被吸着物が柔軟性を有し、かつ大型で重量がある場合でも、十分な吸着力を発揮できる低コストな真空吸着装置を実現できる。
【符号の説明】
【００３３】
１０        真空吸着装置
１２        吸着パッド
１４        吸着面
１４ａ      吸着口
１６        囲い堰
１８        遮蔽体
２２        連通管
２４        吸引装置
２６        空気供給源
２８        切替え弁
３０        背板
３２        Ｌ型補強材
Ｉｓ        内部空間
ｆ          被吸着物
ｓ          吸引空間
ｓｏ        出口開口
【図１】
2016215285.tif 000003
【図２】
2016215285.tif 000004
【図３】
2016215285.tif 000005
【図４】
2016215285.tif 000006
【図５】
2016215285.tif 000007