真空ユニット及び真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法
【課題】真空ユニットの部品点数を削減して製造コストの低減及び組付作業性を向上させると共に小型化を図る。
【解決手段】本体部１２には、圧力流体に含有される塵埃等を除去するフィルタ５０と、真空発生機構として機能するエゼクタ１４から排出される圧力流体の排気音を低減するサイレンサ７４が設けられている。このフィルタ５０は、一組の円弧部５８ａ、５８ｂを有する断面略長円状に形成されると共に、材質の異なる繊維材が巻回された内層と外層とからなる２層構造で形成されている。
【解決手段】本体部１２には、圧力流体に含有される塵埃等を除去するフィルタ５０と、真空発生機構として機能するエゼクタ１４から排出される圧力流体の排気音を低減するサイレンサ７４が設けられている。このフィルタ５０は、一組の円弧部５８ａ、５８ｂを有する断面略長円状に形成されると共に、材質の異なる繊維材が巻回された内層と外層とからなる２層構造で形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着用パッド等の作業機器に負圧を供給する真空ユニット及び真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法に関し、一層詳細には、負圧の供給・遮断を切換可能な電磁弁部を有する真空ユニット及び真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、ワークの搬送手段、位置決め手段等として用いられる真空ユニットが知られている。この真空ユニットは、ユニット本体にパッド等の吸着手段を接続し、前記ユニット本体から供給される負圧作用下に前記吸着手段によってワークを吸着する。そして、前記吸着状態を保持しながらワークを変位させ、且つ、前記吸着状態を解除することにより所定位置にワークを離脱させて該ワークの搬送等を行っている。
【０００３】
本出願人は、ユニット本体、負圧を発生させる真空発生機構及び吸着手段の吸着状態を切り換える圧力スイッチがユニット化された真空ユニットを提案している。このような真空ユニットでは、ユニット本体に圧力流体が供給され、前記圧力流体を前記ユニット本体から真空発生機構へと導入することにより負圧を発生させて吸着手段へと供給している。この際、圧力流体を、ユニット本体の内部に設けられたフィルタを通過させることにより、前記圧力流体中に含まれる塵埃等を除去している。また、圧力流体が外部に排気される排気口には、排気する際の排気音を低減させるための消音器が設けられている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１４８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に、このような真空ユニットは、並列に複数個を配設して用いることが多いため、前記真空ユニットを並列に配置した際に幅寸法が増大してしまう。そのため、前記真空ユニット単体における幅寸法を抑制すると共に、前記真空ユニットを並列に配置した際の幅寸法を抑制したいという要請がある。
【０００６】
また、前記真空ユニットの構成部品を削減し、組付作業性の向上及び製造コストの低減を図りたいという要請がある。
【０００７】
本発明は、前記の要請を考慮してなされたものであり、部品点数を削減することにより製造コストの低減及び組付作業性の向上を図ると共に、小型化を図ることが可能な真空ユニット及び真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体供給ポート及び真空ポートを有し、前記圧力流体供給ポートから供給される圧力流体に含有された塵埃を除去するフィルタと、外部に前記圧力流体が排気される際の排気音を低減する消音部とを有する本体部と、
前記圧力流体の作用下に負圧を発生させる真空発生機構と、
前記真空ポートに供給される圧力流体の圧力を負圧状態と正圧状態とに切り換える供給用切換弁及び真空破壊用切換弁からなる電磁弁部と、
前記真空発生機構と前記真空ポートとの間に設けられ、前記負圧が所定値に到達した際に、前記真空破壊用切換弁をオフ状態からオン状態へと切り換える真空スイッチ部と、
を備え、
前記フィルタは、材質の異なる樹脂製材料からなる複数層を有し、前記フィルタの断面形状が一組の円弧部を有する長円状に形成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、圧力流体に含有される塵埃を除去するフィルタを、一組の円弧部を有する断面長円状に形成することにより、前記フィルタの断面形状に対応して該フィルタが内蔵される本体部の幅寸法を抑制し、該本体部を薄型化させることができる。従って、前記本体部を含む真空ユニット全体の幅寸法を低減してより一層の小型化を図ることができる。また、フィルタを、材質の異なる樹脂製材料からなる複数層で構成することにより、前記フィルタによる塵埃の除去をより一層確実に行うことができる。
【００１０】
さらに、消音部を本体部に対して一体的に設けることにより、別個に構成された消音部と本体部とを組み付けていた従来の真空ユニットと比較して、その部品点数を削減して製造コストの低減を図ることができると共に、真空ユニットの組付作業性を向上させることができる。
【００１１】
さらにまた、フィルタは、複数層のうち内層に形成された細孔を該内層の外側に形成された外層の細孔より小さく形成するとよい。これにより、圧力流体がフィルタの外層から内層側へと流通した際に、前記圧力流体に含有された塵埃が、細孔の大きな外層によって除去され、前記外層の細孔を通過した塵埃を該外層の細孔より小さな細孔を有する内層で確実に除去することができる。そのため、フィルタにおいて外層及び内層を介して塵埃を段階的に除去することができるため、前記フィルタの目詰まりを低減することができる。
【００１２】
またさらに、本発明は、圧力流体供給ポートから供給される圧力流体の作用下に真空発生機構で負圧を発生させ、前記負圧を真空ポートへと供給する真空ユニットにおいて、前記真空ユニットに装着され、前記圧力流体に含有された塵埃を除去する真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法であって、
第１の繊維材を断面真円状の金型の周面に沿って巻回し、第１層を形成する工程と、
前記第１の繊維材より直径の大きな第２の繊維材を、前記第１層の周面に沿って巻回し、前記第１層の外周面に第２層が積層された円筒体を形成する工程と、
前記第１及び第２層からなる円筒体から前記金型を離脱させ、前記円筒体の内部に一組の軸部を有する成形用治具を挿入する工程と、
前記軸部を互いに離間させる方向に変位させ、前記軸部を前記円筒体の内周側に形成された第１層の内周面にそれぞれ当接させてさらに変位させることにより、前記円筒体を断面長円状に変形させる工程と、
前記変形した円筒体を一組の軸部で保持した状態で所定時間及び温度で熱処理を行う工程と、
を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、断面真円状の金型に対して第１の繊維材、第２の繊維材の順で巻回することにより第１及び第２層が積層された円筒体を形成し、前記円筒体から前記金型を離脱させた後に、成形用治具における一組の軸部を前記円筒体の内部に挿入し、前記軸部を互いに離間させるように変位させて前記円筒体を断面長円状に成形している。
【００１４】
従って、断面長円状のフィルタを製造する際に、該フィルタの形状に対応した長円状の金型を準備する必要がなく、低コストで製造可能な真円状の金型及び成形用治具のみで前記フィルタを安価に製造することができる。また、第１の繊維材から第１層を形成し、前記第１の繊維材より直径の大きな第２の繊維層を前記第１層の外周面に沿って巻回して第２層を形成することにより、フィルタの外周となる第２層における細孔を大きくし、該フィルタの内周となる第１層における細孔を小さくすることができるため、大きさの異なる細孔によってフィルタの塵埃による目詰まり防止や耐久性の向上を図ることができると共に、前記塵埃を一層確実に除去することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１６】
すなわち、フィルタを、一組の円弧部を有する断面長円状とし、前記フィルタを本体部に装填することにより、前記フィルタの断面形状に対応して本体部の幅寸法を抑制することができるため、前記本体部を含む真空ユニット全体の小型化を図ることができる。
【００１７】
また、消音部と本体部とを別体で構成して組み付けていた従来の真空ユニットと比較し、消音部を本体部に対して一体的に構成することにより、部品点数の削減及び組付作業性を向上させることができる。それに伴って、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００１８】
さらに、前記真空ユニットに組み込まれる断面長円状のフィルタを製造する際に、該フィルタの形状に対応した長円状の金型を準備する必要がないため、前記フィルタを安価に製造することができると共に、第１の繊維材より直径の大きな第２の繊維層を前記第１層の外周面に沿って巻回して第２層を形成することにより、異なる大きさの細孔を有する第１及び第２層によってフィルタの目詰まり防止や耐久性の向上を図り、且つ、前記塵埃を一層確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る真空ユニット及び真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る真空ユニットを示す。
【００２１】
この真空ユニット１０は、図１〜図３に示されるように、樹脂製材料からなる本体部１２と、前記本体部１２の側部に連結され、真空発生機構として機能するエゼクタ１４と、前記エゼクタ１４の圧力状態を検出する真空スイッチ部１６と、前記本体部１２の上部に設けられ、供給用パイロット弁（供給用切換弁）１８と真空破壊用パイロット弁（真空破壊用切換弁）２０とを有する電磁弁部２２とを含む。
【００２２】
本体部１２の側面には、エゼクタ１４に圧力流体（例えば、圧縮エア）を供給する供給ポート（圧力流体供給用ポート）２４と、前記供給ポート２４から所定間隔離間し、前記エゼクタ１４で発生した負圧が供給される真空ポート２６が形成されている。なお、真空ポート２６には、チューブ等を介して図示しない吸着パッドが接続されている。
【００２３】
前記本体部１２の内部には、供給ポート２４とエゼクタ１４とを連通する供給通路２８が形成され、該供給通路２８の途中には、前記エゼクタ１４に対する圧力流体の供給・遮断を切り換える供給弁３０が第１装着孔３２を介して配設され、該第１装着孔３２と所定間隔離間した第２装着孔３４に前記真空ポート２６の真空状態からの解除を行う破壊弁３６が設けられている。
【００２４】
この供給弁３０は、第１装着孔３２の内部に軸線方向に沿って変位自在に保持され、前記第１装着孔３２の内周面に摺接するピストン部３８ａと、前記ピストン部３８ａに連結され、前記第１装着孔３２に設けられた弁座４０ａに対して着座・離間する弁部４２ａとを含む。前記ピストン部３８ａの端面と第１装着孔３２との間には、供給用パイロット弁１８を介してパイロット圧が供給されるシリンダ室４４ａが形成され、前記シリンダ室４４ａに供給されたパイロット圧による押圧作用下にピストン部３８ａを介して弁部４２ａが弁座４０ａから離間する（弁開状態）。
【００２５】
すなわち、供給弁３０を弁開状態とすることにより、前記第１装着孔３２を通じて供給ポート２４とエゼクタ１４とが連通し、反対に、前記供給弁３０を弁閉状態とすることにより、前記供給ポート２４とエゼクタ１４との連通が遮断される。
【００２６】
また、破壊弁３６は、第２装着孔３４の内部に軸線方向に沿って変位自在に保持され、第２装着孔３４の内周面に摺接するピストン部３８ｂと、前記ピストン部３８ｂに連結され、前記第２装着孔３４に設けられた弁座４０ｂに対して着座・離間する弁部４２ｂとを含む。前記ピストン部３８ｂの端面と第２装着孔３４との間には、真空破壊用パイロット弁２０を介してパイロット圧が供給されるシリンダ室４４ｂが形成され、前記シリンダ室４４ｂに供給されたパイロット圧による押圧作用下にピストン部３８ｂを介して弁部４２ｂが弁座４０ｂから離間する（弁開状態）。なお、この供給弁３０及び破壊弁３６は、前記供給弁３０がエゼクタ１４側となるように供給通路２８の途中に略並列に配置されている。
【００２７】
すなわち、破壊弁３６が弁開状態となることにより、供給通路２８から第２装着孔３４を通じてフィルタ５０と連通した破壊通路５４へと圧縮空気が流通し、前記破壊弁３６が弁閉状態となることにより、前記破壊通路５４を通じた第２装着孔３４とフィルタ５０との連通が遮断される。
【００２８】
本体部１２の上部には、該本体部１２の側面に開口したバルブ孔４６を介して供給ポート２４と略平行に流量調整バルブ４８が設けられ、前記流量調整バルブ４８が前記バルブ孔４６に対して軸線方向に変位自在に螺合されている。
【００２９】
このバルブ孔４６は、フィルタ５０が装着されるフィルタ孔５２（後述する）と第２装着孔３４とを接続する破壊通路５４の途中に形成され、前記フィルタ孔５２及び第２装着孔３４に連通している。そのため、前記流量調整バルブ４８を螺回して軸線方向に沿って変位させることにより、前記バルブ孔４６を介してフィルタ孔５２へと流通する圧力流体の流量を調整することが可能となる。
【００３０】
本体部１２の略中央部には、真空ポート２６とエゼクタ１４との間に前記本体部１２に吸入した空気に含有される塵埃、水分等を除去するためのフィルタ５０が装着されている。このフィルタ５０は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンからなる繊維材が巻回されて所定厚さを有した筒状に形成され、前記本体部１２のフィルタ孔５２に装着されている。
【００３１】
詳細には、図４に示されるように、フィルタ５０はその内周側と外周側とがそれぞれ異なる材質からなる２層構造となり、前記フィルタ５０の内層（第１層）５０ａと外層５０（第２層）ｂの厚さが略同等となるように形成されている。また、フィルタ５０における外層５０ｂの細孔は、内層５０ａの細孔より大きく形成されている。なお、フィルタ５０の細孔とは、該フィルタ５０においてその直径の異なる複数の繊維材が巻回された際に該繊維材同士の間に生じる隙間である。
【００３２】
このフィルタ５０の断面形状は、所定間隔離間した一組の平面部５６ａ、５６ｂと、前記平面部５６ａ、５６ｂの端部同士をそれぞれ接続する一組の円弧部５８ａ、５８ｂとからなる長円状に形成され、一組の円弧部５８ａ、５８ｂの離間距離Ｌ１が、例えば、平面部５６ａ、５６ｂの離間距離Ｌ２の約３倍となるように設定される（Ｌ１≒Ｌ２×３）。すなわち、フィルタ５０は、所定長だけ延在した平面部５６ａ、５６ｂの端部にそれぞれ円弧部５８ａ、５８ｂが形成された幅寸法（Ｌ２）の狭い長円状に形成されている。
【００３３】
そして、図２に示されるように、フィルタ５０の一端部が、本体部１２の側面に装着されて前記フィルタ孔５２を閉塞するフィルタカバー６０に係合され、前記フィルタカバー６０が、該フィルタカバー６０の挿通孔６２に挿通された締結ボルト６４を介して本体部１２に固定される。これにより、フィルタ５０が、フィルタカバー６０と本体部１２の内壁との間に挟持され、前記本体部１２の内部に確実に保持される。
【００３４】
また、図２及び図３に示されるように、締結ボルト６４には、その軸線方向に沿った略中央部に脱落防止リング６６が装着され、前記脱落防止リング６６が挿通孔６２の直径より大きく形成されているため、締結ボルト６４がフィルタカバー６０より脱落することが防止される。さらに、前記締結ボルト６４には、弾性材料からなるシールリング６８が挿通され、前記フィルタカバー６０を本体部１２に固定した際に、前記シールリング６８が挿通孔６２の内部に嵌合されるため、フィルタ孔５２内の流体が挿通孔６２を介して外部に漏出することが阻止される。
【００３５】
このフィルタ孔５２は、エゼクタ１４が連結される本体部１２の側部に形成された一組の凹部７０ａ、７０ｂとそれぞれ連通し、前記凹部７０ａ、７０ｂを介してエゼクタ１４の内部と連通している。
【００３６】
一方、本体部１２の下部には、エゼクタ１４と連通して該エゼクタ１４からの圧力流体が排気される排気ポート７２が形成され、前記排気ポート７２の内部には、前記エゼクタ１４から排気される圧力流体の排気音を低減するためのサイレンサ７４が設けられている。
【００３７】
エゼクタ１４は、一組の凹部７０ａ、７０ｂが形成された本体部１２の側面に連設され、前記エゼクタ１４の側部に設けられたカバー部材７６を介して前記本体部１２に対して一体的に連結されている。
【００３８】
このエゼクタ１４は、本体部１２に連結されるケーシング７８と、前記ケーシング７８の内部に画成され、供給通路２８と連通する供給室８０と、排気ポート７２と連通する排気室８２と、前記供給室８０と排気室８２との間に形成される第１及び第２ディフューザ室８４、８６と、前記供給室８０に配設されるノズル８８とを含む。なお、前記供給室８０、排気室８２、第１及び第２ディフューザ室８４、８６は、それぞれ別個に独立して形成されている。
【００３９】
ノズル８８は、ケーシング７８の上部に嵌合され、その内部には軸線方向に沿って貫通した第１通路９０が形成されている。そして、前記第１通路９０が、供給室８０を通じて本体部１２の供給通路２８と連通している。前記第１通路９０は、第１ディフューザ室８４側となる端部側の直径が徐々に拡径したテーパ状に形成される。
【００４０】
また、ノズル８８の下部側には、本体部１２の側部に形成された凹部７０ａ、７０ｂに対応した位置にそれぞれ第１及び第２ディフューザ室８４、８６が形成されている。そして、前記第１ディフューザ室８４と第２ディフューザ室８６との間には第２通路９２が形成され、前記第２ディフューザ室８６と排気室８２との間には第３通路９４が鉛直方向に沿って形成されている。
【００４１】
前記第２通路９２は、第１通路９０と対向する位置に形成され、前記第２通路９２におけるノズル８８側の端部は、該ノズル８８側に向かって徐々に拡径するようにテーパ状に形成されている。これにより、ノズル８８の第１通路９０から勢いよく噴出する流体を第２通路９２で好適に捕捉することができる。
【００４２】
さらに、第２ディフューザ室８６に導入された圧力流体は、第３通路９４を介して排気室８２へと流通した後に、排気ポート７２へと流通する。
【００４３】
一方、ケーシング７８の下部にはプラグ９６が嵌合され、前記ケーシング７８の内部の気密が保持される。
【００４４】
真空スイッチ部１６は、エゼクタ１４の側部を閉塞するカバー部材７６に連結され、該カバー部材７６を通じてエゼクタ１４の内部と連通する連通路９８と、前記連通路９８に設けられ、前記エゼクタ１４内の圧力を検出する圧力センサ１００と、該圧力センサ１００、電磁弁部２２と電気的に接続される制御部（図示せず）を含む。この圧力センサ１００は、連通路９８を通じてエゼクタ１４の内部圧力を検出し、その圧力値を出力信号として前記制御部へと出力している。そして、前記圧力値に基づいて制御部から供給用パイロット弁１８及び真空破壊用パイロット弁２０に対して制御信号が出力される。
【００４５】
電磁弁部２２は、本体部１２の上部にプレート１０２を介して連結され、供給用パイロット弁１８と真空破壊用パイロット弁２０とが隣接して設けられている。この供給用パイロット弁１８及び真空破壊用パイロット弁２０は、それぞれリード線１０４を介して真空スイッチ部１６における制御部（図示しない）に接続され、前記制御部からの制御信号に基づいてソレノイドが励磁され、図示しない弁体の開閉動作が行われる。
【００４６】
供給用パイロット弁１８には、図示しない圧力流体供給源からパイロット圧が供給され、前記弁体を開閉することにより前記パイロット圧をパイロット通路（図示せず）を通じて第１装着孔３２へと供給する。
【００４７】
そして、第１装着孔３２のシリンダ室４４ａに供給されたパイロット圧によって、該第１装着孔３２に設けられた供給弁３０の弁部４２ａが軸線方向に沿って変位し、前記弁部４２ａが弁座４０ａに対して着座・離間することにより弁開・弁閉状態が切り換えられる。
【００４８】
真空破壊用パイロット弁２０には、供給用パイロット弁１８と同様に、圧力流体供給源（図示せず）からパイロット圧が供給され、図示しない弁体を開閉することにより前記パイロット圧をパイロット通路（図示せず）を通じて第２装着孔３４へと供給する。
【００４９】
そして、第２装着孔３４のシリンダ室４４ｂに供給されたパイロット圧によって、該第２装着孔３４に設けられた破壊弁３６の弁部４２ｂが軸線方向に沿って変位し、前記弁部４２ｂが弁座４０ｂに対して着座・離間することにより弁開・弁閉状態が切り換えられる。
【００５０】
本発明の実施の形態に係る真空ユニット１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に前記真空ユニット１０に内蔵されるフィルタ５０の製造方法について図５を参照しながら詳細に説明する。
【００５１】
先ず、断面が真円となる円柱状の金型１０６に対してフィルタ５０を構成する繊維材（例えば、熱接着複合繊維）を所定厚さとなるように巻回する。なお、前記フィルタ５０は、複数の繊維材から細孔の大きさが異なる２層で構成されているため、最初に、第１の繊維材を金型１０６の外周面に対して所定厚さだけ巻回し、その後に、巻回された第１の繊維材より直径が大きな第２の繊維材を前記第１の繊維材を覆うように所定厚さだけ巻回する。すなわち、第１の繊維材の繊維径は、第２繊維材の繊維径より小さなものが適用される。
【００５２】
そして、金型１０６の外周面に沿って略一定厚さからなる２層の第１及び第２の繊維材が巻回された円筒体１０８が形成される（図５中、第１工程参照）。換言すれば、第１の繊維材が金型１０６側に形成された内層となり、第２の繊維材が外周側に形成された外層となる。
【００５３】
この際、外層５０ｂを構成する第２の繊維材の繊維径が、内層５０ａを構成する第１の繊維材の繊維径より大きいため、前記内層５０ａに対して前記外層５０ｂにおける繊維材間の隙間（細孔）が大きくなる。換言すれば、外層５０ｂの細孔が、内層５０ａの細孔に対して大きく形成される。
【００５４】
次に、前記円筒体１０８から前記金型１０６を抜き、前記円筒体１０８の内部に成形用治具１１０を挿入する。この成形用治具１１０は、一対の軸部１１２ａ、１１２ｂを有し、前記軸部１１２ａ、１１２ｂが互いに接近・離間自在に設けられると共に、前記軸部１１２ａ、１１２ｂの直径は、金型１０６の直径より小さく形成されている。
【００５５】
この一対の軸部１１２ａ、１１２ｂを互いに離間する方向へと変位させ、前記軸部１１２ａ、１１２ｂをそれぞれ円筒体１０８の内周面に当接させる（図５中、第２工程参照）。そして、軸部１１２ａ、１１２ｂをさらに互いに離間する方向へと変位させることにより、前記軸部１１２ａ、１１２ｂによる引張力によって前記円筒体１０８が前記軸部１１２ａ、１１２ｂとの当接部位を基点として略水平方向に伸張するように変形する。
【００５６】
その結果、円筒体１０８は、軸部１１２ａ、１１２ｂによって略平行な平面部５６ａ、５６ｂと、前記平面部５６ａ、５６ｂの端部に軸部１１２ａ、１１２ｂの半径と略同一半径で形成された一組の円弧部５８ａ、５８ｂを有する長円状となる（図５中、第３工程参照）。この際、軸部１１２ａ、１１２ｂが離間する際の変位速度は、互いに略同等となるように制御されている。
【００５７】
最後に、変形した円筒体１０８の内部に一組の軸部１１２ａ、１１２ｂを挿入し、その断面形状を長円状に保持した状態で、前記円筒体１０８に対して所定温度（例えば、１５０℃）及び所定時間（例えば、１５分）で熱処理（焼成処理）を施す。そして、前記円筒体１０８が長円状に変形した状態で成形され、前記円筒体１０８より軸部１１２ａ、１１２ｂを抜くことにより、変形した円筒体１０８からフィルタ５０が製造される（図５中、第４工程参照）。
【００５８】
このように、繊維材が巻回された円筒体１０８に対して成形用治具１１０を介して変形させ、熱処理を行うことにより長円状のフィルタ５０を製造することができる。その結果、前記フィルタ５０を円筒状に製造した場合と比較して薄型化を図ることができる。
【００５９】
また、従来、このような長円状のフィルタ５０を製造する場合には、前記フィルタ５０の形状に対応した長円状の金型を製造し、前記金型の周面に沿って繊維材を巻回する製造方法が採用されている。しかしながら、フィルタ５０の形状に応じた金型がそれぞれ必要となるため前記金型に要するコストが増大してしまうという問題があった。それに対して、上述した本実施の形態に係るフィルタ５０では、安価で製造可能な真円状の金型１０６で予め繊維材を巻回して円筒体１０８を製造した後に、成形用治具１１０によって円筒体１０８を長円状に変形させているため、従来のフィルタ５０と比較して安価に製造することができる。
【００６０】
さらに、フィルタ５０を、細孔の大きさの異なる２層構造とすることにより、従来の単一層から形成されていたフィルタと比較して、前記フィルタ５０における細孔の大きさを複数設定することができる。すなわち、従来のフィルタでは、細孔を単一の大きさでしか設定することができなかったため、塵埃等による目詰まりを防止するために前記細孔を所定値以下に設定することが困難であった。これに対して、本実施の形態に係るフィルタ５０は、繊維径の異なる２つの繊維材から内層５０ａ及び外層５０ｂを有する２層構造とし、従来のフィルタにおける細孔と比較して外層５０ｂの細孔を大きく、内層５０ａの細孔を小さく設定することが可能となる。そのため、フィルタ５０における外層５０ｂの空隙率を、従来のフィルタに対して増大させ、塵埃等の目詰まりを防止することにより前記フィルタ５０の耐久性を向上させることができると共に、内層５０ａの空隙率を減少させることにより塵埃等を一層確実に除去することが可能となる。なお、この空隙率とは、フィルタ５０の表面積に対する細孔の割合を示す。
【００６１】
次に、このように製造されたフィルタ５０が内蔵された真空ユニット１０の動作並びに作用効果について説明する。
【００６２】
図示しないワークを搬送する場合に、真空スイッチ部１６に内蔵された制御部（図示せず）を通じて制御信号が供給用パイロット弁１８へと出力され、該供給用パイロット弁１８からパイロット圧が第１装着孔３２へと供給される。そして、前記パイロット圧による押圧作用下にピストン部３８ａが押し下げられて供給弁３０の弁部４２ａが弁座４０ａより離間する。その結果、供給弁３０がオン状態（弁開状態）となる。この際、破壊弁３６は弁閉状態であるため、前記圧力流体が破壊通路５４へと流通することがない。
【００６３】
これにより、本体部１２の供給通路２８を通じて供給ポート２４からエゼクタ１４へと圧力流体が供給され、該圧力流体が第１〜第３通路９０、９２、９４を順番に流通することにより負圧が発生する。この負圧流体が、エゼクタ１４から凹部７０ａ、７０ｂ及びフィルタ孔５２を介して真空ポート２６へと供給され、該真空ポート２６に接続された吸着パッド（図示せず）へと供給される。
【００６４】
この際、負圧流体がフィルタ孔５２の内部を流通し、フィルタ５０を通過することにより前記負圧流体に含有される塵埃、水分等が除去される。詳細には、負圧流体は、フィルタ５０の外部から内部側へと流通するため、先ず、外層５０ｂを通過する際に大きな塵埃等が該外層５０ｂによって除去され、残存した塵埃等が前記外層５０ｂより細孔の小さな内層５０ａを通過する際に除去される。これにより、前記フィルタ５０において段階的に塵埃等を除去することができるため、前記フィルタ５０における目詰まりを低減することができる。
【００６５】
そして、吸着パッドが、供給された負圧流体の負圧作用下にワーク（図示せず）を吸着し、エゼクタ１４によって発生する負圧が上昇することにより、前記負圧の上昇がエゼクタ１４と連通した圧力センサ１００によって検出され、予め設定された設定圧力を超えた際に出力信号を制御部に対して出力する。その結果、制御部においてワークが吸着パッドによって確実に吸着されていることが確認される。
【００６６】
次に、吸着パッドによってワークを吸着した状態を維持し、図示しないロボット等を介して前記ワークを移動させた後に負圧流体の供給を解除してワークを所定位置に離脱させる場合について説明する。
【００６７】
図示しない制御部から供給用パイロット弁１８に対して停止信号が出力され、前記供給用パイロット弁１８の作動を停止させる。これにより、供給用パイロット弁１８に連動して供給弁３０が作動してオフ状態（弁閉状態）となる。その結果、供給ポート２４からエゼクタ１４へと供給されていた圧力流体の供給が停止し、それに伴って、エゼクタ１４から真空ポート２６を通じた吸着パッド（図示せず）へ負圧流体の供給が停止する。
【００６８】
一方、前記制御部から真空破壊用パイロット弁２０へと制御信号を出力し、前記真空破壊用パイロット弁２０を作動させることによりパイロット圧が破壊弁３６へと供給され、前記パイロット圧によってピストン部３８ｂが押し下げられる。これにより、弁部４２ｂが弁座４０ｂより離間して前記破壊弁３６がオン状態（弁開状態）となる。その結果、供給ポート２４から供給された圧力流体が、第２装着孔３４を介して破壊通路５４へと流通する。なお、供給弁３０は弁閉状態であるため、前記圧力流体のエゼクタ１４への流通は遮断されている。
【００６９】
そして、圧力流体は、破壊通路５４からフィルタ孔５２へと流通し、真空ポート２６を介して吸着パッド（図示せず）に供給される。その結果、前記吸着パッドによるワークの吸着状態が解除される。この際、負圧流体が真空ポート２６へと供給される場合と同様に、圧力流体に含有される塵埃等がフィルタ５０によって好適に除去される。また、破壊通路５４を流通する圧力流体の流量は、流量調整バルブ４８によって任意に調整することが可能である。
【００７０】
そして、ワークが吸着パッドから離脱することにより、エゼクタ１４の内部が負圧状態から大気圧状態となるため、前記エゼクタ１４内の圧力を圧力センサ１００によって検知することにより、前記吸着パッドからワークが離脱したことが確認される。
【００７１】
以上のように、本実施の形態では、繊維材からなる長円状のフィルタ５０を採用することにより、それに伴って、前記フィルタ５０を内蔵する本体部１２の幅寸法Ｗ（図１参照）を抑制して薄型化することができる。そのため、真空ユニット１０の幅寸法を低減してより一層の小型化を図ることができる。
【００７２】
また、圧力流体が排気される際に生じる排気音を低減させるサイレンサ７４を、本体部１２の下部に一体的に配設することができるため、従来の真空ユニットにおいて、サイレンサを保持した別部材を前記本体部１２に対して組み付けていた場合と比較して、その部品点数を削減することができると共に、組付作業性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空ユニットの外観斜視図である。
【図２】図１の真空ユニットの縦断面図である。
【図３】図１の真空ユニットからフィルタを脱着した状態を示す一部分解斜視図である。
【図４】図３のフィルタ単体の縦断面図である。
【図５】図４のフィルタを製造する際の製造工程を示す概略工程図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…真空ユニット １２…本体部
１４…エゼクタ １６…真空スイッチ部
１８…供給用パイロット弁 ２０…真空破壊用パイロット弁
２２…電磁弁部 ２４…供給ポート
２６…真空ポート ２８…供給通路
３０…供給弁 ３６…破壊弁
４８…流量調整バルブ ５０…フィルタ
７２…排気ポート ７４…サイレンサ
７８…ケーシング ８０…供給室
８２…排気室 ８４…第１ディフューザ室
８６…第２ディフューザ室 ８８…ノズル
９８…連通路 １００…圧力センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着用パッド等の作業機器に負圧を供給する真空ユニット及び真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法に関し、一層詳細には、負圧の供給・遮断を切換可能な電磁弁部を有する真空ユニット及び真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、ワークの搬送手段、位置決め手段等として用いられる真空ユニットが知られている。この真空ユニットは、ユニット本体にパッド等の吸着手段を接続し、前記ユニット本体から供給される負圧作用下に前記吸着手段によってワークを吸着する。そして、前記吸着状態を保持しながらワークを変位させ、且つ、前記吸着状態を解除することにより所定位置にワークを離脱させて該ワークの搬送等を行っている。
【０００３】
本出願人は、ユニット本体、負圧を発生させる真空発生機構及び吸着手段の吸着状態を切り換える圧力スイッチがユニット化された真空ユニットを提案している。このような真空ユニットでは、ユニット本体に圧力流体が供給され、前記圧力流体を前記ユニット本体から真空発生機構へと導入することにより負圧を発生させて吸着手段へと供給している。この際、圧力流体を、ユニット本体の内部に設けられたフィルタを通過させることにより、前記圧力流体中に含まれる塵埃等を除去している。また、圧力流体が外部に排気される排気口には、排気する際の排気音を低減させるための消音器が設けられている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１４８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に、このような真空ユニットは、並列に複数個を配設して用いることが多いため、前記真空ユニットを並列に配置した際に幅寸法が増大してしまう。そのため、前記真空ユニット単体における幅寸法を抑制すると共に、前記真空ユニットを並列に配置した際の幅寸法を抑制したいという要請がある。
【０００６】
また、前記真空ユニットの構成部品を削減し、組付作業性の向上及び製造コストの低減を図りたいという要請がある。
【０００７】
本発明は、前記の要請を考慮してなされたものであり、部品点数を削減することにより製造コストの低減及び組付作業性の向上を図ると共に、小型化を図ることが可能な真空ユニット及び真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体供給ポート及び真空ポートを有し、前記圧力流体供給ポートから供給される圧力流体に含有された塵埃を除去するフィルタと、外部に前記圧力流体が排気される際の排気音を低減する消音部とを有する本体部と、
前記圧力流体の作用下に負圧を発生させる真空発生機構と、
前記真空ポートに供給される圧力流体の圧力を負圧状態と正圧状態とに切り換える供給用切換弁及び真空破壊用切換弁からなる電磁弁部と、
前記真空発生機構と前記真空ポートとの間に設けられ、前記負圧が所定値に到達した際に、前記真空破壊用切換弁をオフ状態からオン状態へと切り換える真空スイッチ部と、
を備え、
前記フィルタは、材質の異なる樹脂製材料からなる複数層を有し、前記フィルタの断面形状が一組の円弧部を有する長円状に形成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、圧力流体に含有される塵埃を除去するフィルタを、一組の円弧部を有する断面長円状に形成することにより、前記フィルタの断面形状に対応して該フィルタが内蔵される本体部の幅寸法を抑制し、該本体部を薄型化させることができる。従って、前記本体部を含む真空ユニット全体の幅寸法を低減してより一層の小型化を図ることができる。また、フィルタを、材質の異なる樹脂製材料からなる複数層で構成することにより、前記フィルタによる塵埃の除去をより一層確実に行うことができる。
【００１０】
さらに、消音部を本体部に対して一体的に設けることにより、別個に構成された消音部と本体部とを組み付けていた従来の真空ユニットと比較して、その部品点数を削減して製造コストの低減を図ることができると共に、真空ユニットの組付作業性を向上させることができる。
【００１１】
さらにまた、フィルタは、複数層のうち内層に形成された細孔を該内層の外側に形成された外層の細孔より小さく形成するとよい。これにより、圧力流体がフィルタの外層から内層側へと流通した際に、前記圧力流体に含有された塵埃が、細孔の大きな外層によって除去され、前記外層の細孔を通過した塵埃を該外層の細孔より小さな細孔を有する内層で確実に除去することができる。そのため、フィルタにおいて外層及び内層を介して塵埃を段階的に除去することができるため、前記フィルタの目詰まりを低減することができる。
【００１２】
またさらに、本発明は、圧力流体供給ポートから供給される圧力流体の作用下に真空発生機構で負圧を発生させ、前記負圧を真空ポートへと供給する真空ユニットにおいて、前記真空ユニットに装着され、前記圧力流体に含有された塵埃を除去する真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法であって、
第１の繊維材を断面真円状の金型の周面に沿って巻回し、第１層を形成する工程と、
前記第１の繊維材より直径の大きな第２の繊維材を、前記第１層の周面に沿って巻回し、前記第１層の外周面に第２層が積層された円筒体を形成する工程と、
前記第１及び第２層からなる円筒体から前記金型を離脱させ、前記円筒体の内部に一組の軸部を有する成形用治具を挿入する工程と、
前記軸部を互いに離間させる方向に変位させ、前記軸部を前記円筒体の内周側に形成された第１層の内周面にそれぞれ当接させてさらに変位させることにより、前記円筒体を断面長円状に変形させる工程と、
前記変形した円筒体を一組の軸部で保持した状態で所定時間及び温度で熱処理を行う工程と、
を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、断面真円状の金型に対して第１の繊維材、第２の繊維材の順で巻回することにより第１及び第２層が積層された円筒体を形成し、前記円筒体から前記金型を離脱させた後に、成形用治具における一組の軸部を前記円筒体の内部に挿入し、前記軸部を互いに離間させるように変位させて前記円筒体を断面長円状に成形している。
【００１４】
従って、断面長円状のフィルタを製造する際に、該フィルタの形状に対応した長円状の金型を準備する必要がなく、低コストで製造可能な真円状の金型及び成形用治具のみで前記フィルタを安価に製造することができる。また、第１の繊維材から第１層を形成し、前記第１の繊維材より直径の大きな第２の繊維層を前記第１層の外周面に沿って巻回して第２層を形成することにより、フィルタの外周となる第２層における細孔を大きくし、該フィルタの内周となる第１層における細孔を小さくすることができるため、大きさの異なる細孔によってフィルタの塵埃による目詰まり防止や耐久性の向上を図ることができると共に、前記塵埃を一層確実に除去することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１６】
すなわち、フィルタを、一組の円弧部を有する断面長円状とし、前記フィルタを本体部に装填することにより、前記フィルタの断面形状に対応して本体部の幅寸法を抑制することができるため、前記本体部を含む真空ユニット全体の小型化を図ることができる。
【００１７】
また、消音部と本体部とを別体で構成して組み付けていた従来の真空ユニットと比較し、消音部を本体部に対して一体的に構成することにより、部品点数の削減及び組付作業性を向上させることができる。それに伴って、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００１８】
さらに、前記真空ユニットに組み込まれる断面長円状のフィルタを製造する際に、該フィルタの形状に対応した長円状の金型を準備する必要がないため、前記フィルタを安価に製造することができると共に、第１の繊維材より直径の大きな第２の繊維層を前記第１層の外周面に沿って巻回して第２層を形成することにより、異なる大きさの細孔を有する第１及び第２層によってフィルタの目詰まり防止や耐久性の向上を図り、且つ、前記塵埃を一層確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る真空ユニット及び真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る真空ユニットを示す。
【００２１】
この真空ユニット１０は、図１〜図３に示されるように、樹脂製材料からなる本体部１２と、前記本体部１２の側部に連結され、真空発生機構として機能するエゼクタ１４と、前記エゼクタ１４の圧力状態を検出する真空スイッチ部１６と、前記本体部１２の上部に設けられ、供給用パイロット弁（供給用切換弁）１８と真空破壊用パイロット弁（真空破壊用切換弁）２０とを有する電磁弁部２２とを含む。
【００２２】
本体部１２の側面には、エゼクタ１４に圧力流体（例えば、圧縮エア）を供給する供給ポート（圧力流体供給用ポート）２４と、前記供給ポート２４から所定間隔離間し、前記エゼクタ１４で発生した負圧が供給される真空ポート２６が形成されている。なお、真空ポート２６には、チューブ等を介して図示しない吸着パッドが接続されている。
【００２３】
前記本体部１２の内部には、供給ポート２４とエゼクタ１４とを連通する供給通路２８が形成され、該供給通路２８の途中には、前記エゼクタ１４に対する圧力流体の供給・遮断を切り換える供給弁３０が第１装着孔３２を介して配設され、該第１装着孔３２と所定間隔離間した第２装着孔３４に前記真空ポート２６の真空状態からの解除を行う破壊弁３６が設けられている。
【００２４】
この供給弁３０は、第１装着孔３２の内部に軸線方向に沿って変位自在に保持され、前記第１装着孔３２の内周面に摺接するピストン部３８ａと、前記ピストン部３８ａに連結され、前記第１装着孔３２に設けられた弁座４０ａに対して着座・離間する弁部４２ａとを含む。前記ピストン部３８ａの端面と第１装着孔３２との間には、供給用パイロット弁１８を介してパイロット圧が供給されるシリンダ室４４ａが形成され、前記シリンダ室４４ａに供給されたパイロット圧による押圧作用下にピストン部３８ａを介して弁部４２ａが弁座４０ａから離間する（弁開状態）。
【００２５】
すなわち、供給弁３０を弁開状態とすることにより、前記第１装着孔３２を通じて供給ポート２４とエゼクタ１４とが連通し、反対に、前記供給弁３０を弁閉状態とすることにより、前記供給ポート２４とエゼクタ１４との連通が遮断される。
【００２６】
また、破壊弁３６は、第２装着孔３４の内部に軸線方向に沿って変位自在に保持され、第２装着孔３４の内周面に摺接するピストン部３８ｂと、前記ピストン部３８ｂに連結され、前記第２装着孔３４に設けられた弁座４０ｂに対して着座・離間する弁部４２ｂとを含む。前記ピストン部３８ｂの端面と第２装着孔３４との間には、真空破壊用パイロット弁２０を介してパイロット圧が供給されるシリンダ室４４ｂが形成され、前記シリンダ室４４ｂに供給されたパイロット圧による押圧作用下にピストン部３８ｂを介して弁部４２ｂが弁座４０ｂから離間する（弁開状態）。なお、この供給弁３０及び破壊弁３６は、前記供給弁３０がエゼクタ１４側となるように供給通路２８の途中に略並列に配置されている。
【００２７】
すなわち、破壊弁３６が弁開状態となることにより、供給通路２８から第２装着孔３４を通じてフィルタ５０と連通した破壊通路５４へと圧縮空気が流通し、前記破壊弁３６が弁閉状態となることにより、前記破壊通路５４を通じた第２装着孔３４とフィルタ５０との連通が遮断される。
【００２８】
本体部１２の上部には、該本体部１２の側面に開口したバルブ孔４６を介して供給ポート２４と略平行に流量調整バルブ４８が設けられ、前記流量調整バルブ４８が前記バルブ孔４６に対して軸線方向に変位自在に螺合されている。
【００２９】
このバルブ孔４６は、フィルタ５０が装着されるフィルタ孔５２（後述する）と第２装着孔３４とを接続する破壊通路５４の途中に形成され、前記フィルタ孔５２及び第２装着孔３４に連通している。そのため、前記流量調整バルブ４８を螺回して軸線方向に沿って変位させることにより、前記バルブ孔４６を介してフィルタ孔５２へと流通する圧力流体の流量を調整することが可能となる。
【００３０】
本体部１２の略中央部には、真空ポート２６とエゼクタ１４との間に前記本体部１２に吸入した空気に含有される塵埃、水分等を除去するためのフィルタ５０が装着されている。このフィルタ５０は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンからなる繊維材が巻回されて所定厚さを有した筒状に形成され、前記本体部１２のフィルタ孔５２に装着されている。
【００３１】
詳細には、図４に示されるように、フィルタ５０はその内周側と外周側とがそれぞれ異なる材質からなる２層構造となり、前記フィルタ５０の内層（第１層）５０ａと外層５０（第２層）ｂの厚さが略同等となるように形成されている。また、フィルタ５０における外層５０ｂの細孔は、内層５０ａの細孔より大きく形成されている。なお、フィルタ５０の細孔とは、該フィルタ５０においてその直径の異なる複数の繊維材が巻回された際に該繊維材同士の間に生じる隙間である。
【００３２】
このフィルタ５０の断面形状は、所定間隔離間した一組の平面部５６ａ、５６ｂと、前記平面部５６ａ、５６ｂの端部同士をそれぞれ接続する一組の円弧部５８ａ、５８ｂとからなる長円状に形成され、一組の円弧部５８ａ、５８ｂの離間距離Ｌ１が、例えば、平面部５６ａ、５６ｂの離間距離Ｌ２の約３倍となるように設定される（Ｌ１≒Ｌ２×３）。すなわち、フィルタ５０は、所定長だけ延在した平面部５６ａ、５６ｂの端部にそれぞれ円弧部５８ａ、５８ｂが形成された幅寸法（Ｌ２）の狭い長円状に形成されている。
【００３３】
そして、図２に示されるように、フィルタ５０の一端部が、本体部１２の側面に装着されて前記フィルタ孔５２を閉塞するフィルタカバー６０に係合され、前記フィルタカバー６０が、該フィルタカバー６０の挿通孔６２に挿通された締結ボルト６４を介して本体部１２に固定される。これにより、フィルタ５０が、フィルタカバー６０と本体部１２の内壁との間に挟持され、前記本体部１２の内部に確実に保持される。
【００３４】
また、図２及び図３に示されるように、締結ボルト６４には、その軸線方向に沿った略中央部に脱落防止リング６６が装着され、前記脱落防止リング６６が挿通孔６２の直径より大きく形成されているため、締結ボルト６４がフィルタカバー６０より脱落することが防止される。さらに、前記締結ボルト６４には、弾性材料からなるシールリング６８が挿通され、前記フィルタカバー６０を本体部１２に固定した際に、前記シールリング６８が挿通孔６２の内部に嵌合されるため、フィルタ孔５２内の流体が挿通孔６２を介して外部に漏出することが阻止される。
【００３５】
このフィルタ孔５２は、エゼクタ１４が連結される本体部１２の側部に形成された一組の凹部７０ａ、７０ｂとそれぞれ連通し、前記凹部７０ａ、７０ｂを介してエゼクタ１４の内部と連通している。
【００３６】
一方、本体部１２の下部には、エゼクタ１４と連通して該エゼクタ１４からの圧力流体が排気される排気ポート７２が形成され、前記排気ポート７２の内部には、前記エゼクタ１４から排気される圧力流体の排気音を低減するためのサイレンサ７４が設けられている。
【００３７】
エゼクタ１４は、一組の凹部７０ａ、７０ｂが形成された本体部１２の側面に連設され、前記エゼクタ１４の側部に設けられたカバー部材７６を介して前記本体部１２に対して一体的に連結されている。
【００３８】
このエゼクタ１４は、本体部１２に連結されるケーシング７８と、前記ケーシング７８の内部に画成され、供給通路２８と連通する供給室８０と、排気ポート７２と連通する排気室８２と、前記供給室８０と排気室８２との間に形成される第１及び第２ディフューザ室８４、８６と、前記供給室８０に配設されるノズル８８とを含む。なお、前記供給室８０、排気室８２、第１及び第２ディフューザ室８４、８６は、それぞれ別個に独立して形成されている。
【００３９】
ノズル８８は、ケーシング７８の上部に嵌合され、その内部には軸線方向に沿って貫通した第１通路９０が形成されている。そして、前記第１通路９０が、供給室８０を通じて本体部１２の供給通路２８と連通している。前記第１通路９０は、第１ディフューザ室８４側となる端部側の直径が徐々に拡径したテーパ状に形成される。
【００４０】
また、ノズル８８の下部側には、本体部１２の側部に形成された凹部７０ａ、７０ｂに対応した位置にそれぞれ第１及び第２ディフューザ室８４、８６が形成されている。そして、前記第１ディフューザ室８４と第２ディフューザ室８６との間には第２通路９２が形成され、前記第２ディフューザ室８６と排気室８２との間には第３通路９４が鉛直方向に沿って形成されている。
【００４１】
前記第２通路９２は、第１通路９０と対向する位置に形成され、前記第２通路９２におけるノズル８８側の端部は、該ノズル８８側に向かって徐々に拡径するようにテーパ状に形成されている。これにより、ノズル８８の第１通路９０から勢いよく噴出する流体を第２通路９２で好適に捕捉することができる。
【００４２】
さらに、第２ディフューザ室８６に導入された圧力流体は、第３通路９４を介して排気室８２へと流通した後に、排気ポート７２へと流通する。
【００４３】
一方、ケーシング７８の下部にはプラグ９６が嵌合され、前記ケーシング７８の内部の気密が保持される。
【００４４】
真空スイッチ部１６は、エゼクタ１４の側部を閉塞するカバー部材７６に連結され、該カバー部材７６を通じてエゼクタ１４の内部と連通する連通路９８と、前記連通路９８に設けられ、前記エゼクタ１４内の圧力を検出する圧力センサ１００と、該圧力センサ１００、電磁弁部２２と電気的に接続される制御部（図示せず）を含む。この圧力センサ１００は、連通路９８を通じてエゼクタ１４の内部圧力を検出し、その圧力値を出力信号として前記制御部へと出力している。そして、前記圧力値に基づいて制御部から供給用パイロット弁１８及び真空破壊用パイロット弁２０に対して制御信号が出力される。
【００４５】
電磁弁部２２は、本体部１２の上部にプレート１０２を介して連結され、供給用パイロット弁１８と真空破壊用パイロット弁２０とが隣接して設けられている。この供給用パイロット弁１８及び真空破壊用パイロット弁２０は、それぞれリード線１０４を介して真空スイッチ部１６における制御部（図示しない）に接続され、前記制御部からの制御信号に基づいてソレノイドが励磁され、図示しない弁体の開閉動作が行われる。
【００４６】
供給用パイロット弁１８には、図示しない圧力流体供給源からパイロット圧が供給され、前記弁体を開閉することにより前記パイロット圧をパイロット通路（図示せず）を通じて第１装着孔３２へと供給する。
【００４７】
そして、第１装着孔３２のシリンダ室４４ａに供給されたパイロット圧によって、該第１装着孔３２に設けられた供給弁３０の弁部４２ａが軸線方向に沿って変位し、前記弁部４２ａが弁座４０ａに対して着座・離間することにより弁開・弁閉状態が切り換えられる。
【００４８】
真空破壊用パイロット弁２０には、供給用パイロット弁１８と同様に、圧力流体供給源（図示せず）からパイロット圧が供給され、図示しない弁体を開閉することにより前記パイロット圧をパイロット通路（図示せず）を通じて第２装着孔３４へと供給する。
【００４９】
そして、第２装着孔３４のシリンダ室４４ｂに供給されたパイロット圧によって、該第２装着孔３４に設けられた破壊弁３６の弁部４２ｂが軸線方向に沿って変位し、前記弁部４２ｂが弁座４０ｂに対して着座・離間することにより弁開・弁閉状態が切り換えられる。
【００５０】
本発明の実施の形態に係る真空ユニット１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に前記真空ユニット１０に内蔵されるフィルタ５０の製造方法について図５を参照しながら詳細に説明する。
【００５１】
先ず、断面が真円となる円柱状の金型１０６に対してフィルタ５０を構成する繊維材（例えば、熱接着複合繊維）を所定厚さとなるように巻回する。なお、前記フィルタ５０は、複数の繊維材から細孔の大きさが異なる２層で構成されているため、最初に、第１の繊維材を金型１０６の外周面に対して所定厚さだけ巻回し、その後に、巻回された第１の繊維材より直径が大きな第２の繊維材を前記第１の繊維材を覆うように所定厚さだけ巻回する。すなわち、第１の繊維材の繊維径は、第２繊維材の繊維径より小さなものが適用される。
【００５２】
そして、金型１０６の外周面に沿って略一定厚さからなる２層の第１及び第２の繊維材が巻回された円筒体１０８が形成される（図５中、第１工程参照）。換言すれば、第１の繊維材が金型１０６側に形成された内層となり、第２の繊維材が外周側に形成された外層となる。
【００５３】
この際、外層５０ｂを構成する第２の繊維材の繊維径が、内層５０ａを構成する第１の繊維材の繊維径より大きいため、前記内層５０ａに対して前記外層５０ｂにおける繊維材間の隙間（細孔）が大きくなる。換言すれば、外層５０ｂの細孔が、内層５０ａの細孔に対して大きく形成される。
【００５４】
次に、前記円筒体１０８から前記金型１０６を抜き、前記円筒体１０８の内部に成形用治具１１０を挿入する。この成形用治具１１０は、一対の軸部１１２ａ、１１２ｂを有し、前記軸部１１２ａ、１１２ｂが互いに接近・離間自在に設けられると共に、前記軸部１１２ａ、１１２ｂの直径は、金型１０６の直径より小さく形成されている。
【００５５】
この一対の軸部１１２ａ、１１２ｂを互いに離間する方向へと変位させ、前記軸部１１２ａ、１１２ｂをそれぞれ円筒体１０８の内周面に当接させる（図５中、第２工程参照）。そして、軸部１１２ａ、１１２ｂをさらに互いに離間する方向へと変位させることにより、前記軸部１１２ａ、１１２ｂによる引張力によって前記円筒体１０８が前記軸部１１２ａ、１１２ｂとの当接部位を基点として略水平方向に伸張するように変形する。
【００５６】
その結果、円筒体１０８は、軸部１１２ａ、１１２ｂによって略平行な平面部５６ａ、５６ｂと、前記平面部５６ａ、５６ｂの端部に軸部１１２ａ、１１２ｂの半径と略同一半径で形成された一組の円弧部５８ａ、５８ｂを有する長円状となる（図５中、第３工程参照）。この際、軸部１１２ａ、１１２ｂが離間する際の変位速度は、互いに略同等となるように制御されている。
【００５７】
最後に、変形した円筒体１０８の内部に一組の軸部１１２ａ、１１２ｂを挿入し、その断面形状を長円状に保持した状態で、前記円筒体１０８に対して所定温度（例えば、１５０℃）及び所定時間（例えば、１５分）で熱処理（焼成処理）を施す。そして、前記円筒体１０８が長円状に変形した状態で成形され、前記円筒体１０８より軸部１１２ａ、１１２ｂを抜くことにより、変形した円筒体１０８からフィルタ５０が製造される（図５中、第４工程参照）。
【００５８】
このように、繊維材が巻回された円筒体１０８に対して成形用治具１１０を介して変形させ、熱処理を行うことにより長円状のフィルタ５０を製造することができる。その結果、前記フィルタ５０を円筒状に製造した場合と比較して薄型化を図ることができる。
【００５９】
また、従来、このような長円状のフィルタ５０を製造する場合には、前記フィルタ５０の形状に対応した長円状の金型を製造し、前記金型の周面に沿って繊維材を巻回する製造方法が採用されている。しかしながら、フィルタ５０の形状に応じた金型がそれぞれ必要となるため前記金型に要するコストが増大してしまうという問題があった。それに対して、上述した本実施の形態に係るフィルタ５０では、安価で製造可能な真円状の金型１０６で予め繊維材を巻回して円筒体１０８を製造した後に、成形用治具１１０によって円筒体１０８を長円状に変形させているため、従来のフィルタ５０と比較して安価に製造することができる。
【００６０】
さらに、フィルタ５０を、細孔の大きさの異なる２層構造とすることにより、従来の単一層から形成されていたフィルタと比較して、前記フィルタ５０における細孔の大きさを複数設定することができる。すなわち、従来のフィルタでは、細孔を単一の大きさでしか設定することができなかったため、塵埃等による目詰まりを防止するために前記細孔を所定値以下に設定することが困難であった。これに対して、本実施の形態に係るフィルタ５０は、繊維径の異なる２つの繊維材から内層５０ａ及び外層５０ｂを有する２層構造とし、従来のフィルタにおける細孔と比較して外層５０ｂの細孔を大きく、内層５０ａの細孔を小さく設定することが可能となる。そのため、フィルタ５０における外層５０ｂの空隙率を、従来のフィルタに対して増大させ、塵埃等の目詰まりを防止することにより前記フィルタ５０の耐久性を向上させることができると共に、内層５０ａの空隙率を減少させることにより塵埃等を一層確実に除去することが可能となる。なお、この空隙率とは、フィルタ５０の表面積に対する細孔の割合を示す。
【００６１】
次に、このように製造されたフィルタ５０が内蔵された真空ユニット１０の動作並びに作用効果について説明する。
【００６２】
図示しないワークを搬送する場合に、真空スイッチ部１６に内蔵された制御部（図示せず）を通じて制御信号が供給用パイロット弁１８へと出力され、該供給用パイロット弁１８からパイロット圧が第１装着孔３２へと供給される。そして、前記パイロット圧による押圧作用下にピストン部３８ａが押し下げられて供給弁３０の弁部４２ａが弁座４０ａより離間する。その結果、供給弁３０がオン状態（弁開状態）となる。この際、破壊弁３６は弁閉状態であるため、前記圧力流体が破壊通路５４へと流通することがない。
【００６３】
これにより、本体部１２の供給通路２８を通じて供給ポート２４からエゼクタ１４へと圧力流体が供給され、該圧力流体が第１〜第３通路９０、９２、９４を順番に流通することにより負圧が発生する。この負圧流体が、エゼクタ１４から凹部７０ａ、７０ｂ及びフィルタ孔５２を介して真空ポート２６へと供給され、該真空ポート２６に接続された吸着パッド（図示せず）へと供給される。
【００６４】
この際、負圧流体がフィルタ孔５２の内部を流通し、フィルタ５０を通過することにより前記負圧流体に含有される塵埃、水分等が除去される。詳細には、負圧流体は、フィルタ５０の外部から内部側へと流通するため、先ず、外層５０ｂを通過する際に大きな塵埃等が該外層５０ｂによって除去され、残存した塵埃等が前記外層５０ｂより細孔の小さな内層５０ａを通過する際に除去される。これにより、前記フィルタ５０において段階的に塵埃等を除去することができるため、前記フィルタ５０における目詰まりを低減することができる。
【００６５】
そして、吸着パッドが、供給された負圧流体の負圧作用下にワーク（図示せず）を吸着し、エゼクタ１４によって発生する負圧が上昇することにより、前記負圧の上昇がエゼクタ１４と連通した圧力センサ１００によって検出され、予め設定された設定圧力を超えた際に出力信号を制御部に対して出力する。その結果、制御部においてワークが吸着パッドによって確実に吸着されていることが確認される。
【００６６】
次に、吸着パッドによってワークを吸着した状態を維持し、図示しないロボット等を介して前記ワークを移動させた後に負圧流体の供給を解除してワークを所定位置に離脱させる場合について説明する。
【００６７】
図示しない制御部から供給用パイロット弁１８に対して停止信号が出力され、前記供給用パイロット弁１８の作動を停止させる。これにより、供給用パイロット弁１８に連動して供給弁３０が作動してオフ状態（弁閉状態）となる。その結果、供給ポート２４からエゼクタ１４へと供給されていた圧力流体の供給が停止し、それに伴って、エゼクタ１４から真空ポート２６を通じた吸着パッド（図示せず）へ負圧流体の供給が停止する。
【００６８】
一方、前記制御部から真空破壊用パイロット弁２０へと制御信号を出力し、前記真空破壊用パイロット弁２０を作動させることによりパイロット圧が破壊弁３６へと供給され、前記パイロット圧によってピストン部３８ｂが押し下げられる。これにより、弁部４２ｂが弁座４０ｂより離間して前記破壊弁３６がオン状態（弁開状態）となる。その結果、供給ポート２４から供給された圧力流体が、第２装着孔３４を介して破壊通路５４へと流通する。なお、供給弁３０は弁閉状態であるため、前記圧力流体のエゼクタ１４への流通は遮断されている。
【００６９】
そして、圧力流体は、破壊通路５４からフィルタ孔５２へと流通し、真空ポート２６を介して吸着パッド（図示せず）に供給される。その結果、前記吸着パッドによるワークの吸着状態が解除される。この際、負圧流体が真空ポート２６へと供給される場合と同様に、圧力流体に含有される塵埃等がフィルタ５０によって好適に除去される。また、破壊通路５４を流通する圧力流体の流量は、流量調整バルブ４８によって任意に調整することが可能である。
【００７０】
そして、ワークが吸着パッドから離脱することにより、エゼクタ１４の内部が負圧状態から大気圧状態となるため、前記エゼクタ１４内の圧力を圧力センサ１００によって検知することにより、前記吸着パッドからワークが離脱したことが確認される。
【００７１】
以上のように、本実施の形態では、繊維材からなる長円状のフィルタ５０を採用することにより、それに伴って、前記フィルタ５０を内蔵する本体部１２の幅寸法Ｗ（図１参照）を抑制して薄型化することができる。そのため、真空ユニット１０の幅寸法を低減してより一層の小型化を図ることができる。
【００７２】
また、圧力流体が排気される際に生じる排気音を低減させるサイレンサ７４を、本体部１２の下部に一体的に配設することができるため、従来の真空ユニットにおいて、サイレンサを保持した別部材を前記本体部１２に対して組み付けていた場合と比較して、その部品点数を削減することができると共に、組付作業性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空ユニットの外観斜視図である。
【図２】図１の真空ユニットの縦断面図である。
【図３】図１の真空ユニットからフィルタを脱着した状態を示す一部分解斜視図である。
【図４】図３のフィルタ単体の縦断面図である。
【図５】図４のフィルタを製造する際の製造工程を示す概略工程図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…真空ユニット １２…本体部
１４…エゼクタ １６…真空スイッチ部
１８…供給用パイロット弁 ２０…真空破壊用パイロット弁
２２…電磁弁部 ２４…供給ポート
２６…真空ポート ２８…供給通路
３０…供給弁 ３６…破壊弁
４８…流量調整バルブ ５０…フィルタ
７２…排気ポート ７４…サイレンサ
７８…ケーシング ８０…供給室
８２…排気室 ８４…第１ディフューザ室
８６…第２ディフューザ室 ８８…ノズル
９８…連通路 １００…圧力センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力流体供給ポート及び真空ポートを有し、前記圧力流体供給ポートから供給される圧力流体に含有された塵埃を除去するフィルタと、外部に前記圧力流体が排気される際の排気音を低減する消音部とを有する本体部と、
前記圧力流体の作用下に負圧を発生させる真空発生機構と、
前記真空ポートに供給される圧力流体の圧力を負圧状態と正圧状態とに切り換える供給用切換弁及び真空破壊用切換弁からなる電磁弁部と、
前記真空発生機構と前記真空ポートとの間に設けられ、前記負圧が所定値に到達した際に、前記真空破壊用切換弁をオフ状態からオン状態へと切り換える真空スイッチ部と、
を備え、
前記フィルタは、材質の異なる樹脂製材料からなる複数層を有し、前記フィルタの断面形状が一組の円弧部を有する長円状に形成されることを特徴とする真空ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の真空ユニットにおいて、
前記フィルタは、前記複数層のうち内層に形成された細孔が該内層の外側に形成された外層の細孔より小さく形成されることを特徴とする真空ユニット。
【請求項３】
圧力流体供給ポートから供給される圧力流体の作用下に真空発生機構で負圧を発生させ、前記負圧を真空ポートへと供給する真空ユニットにおいて、前記真空ユニットに装着され、前記圧力流体に含有された塵埃を除去する真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法であって、
第１の繊維材を断面真円状の金型の周面に沿って巻回し、第１層を形成する工程と、
前記第１の繊維材より直径の大きな第２の繊維材を、前記第１層の周面に沿って巻回し、前記第１層の外周面に第２層が積層された円筒体を形成する工程と、
前記第１及び第２層からなる円筒体から前記金型を離脱させ、前記円筒体の内部に一組の軸部を有する成形用治具を挿入する工程と、
前記軸部を互いに離間させる方向に変位させ、前記軸部を前記円筒体の内周側に形成された第１層の内周面にそれぞれ当接させてさらに変位させることにより、前記円筒体を断面長円状に変形させる工程と、
前記変形した円筒体を一組の軸部で保持した状態で所定時間及び温度で熱処理を行う工程と、
を有することを特徴とする真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法。
【請求項１】
圧力流体供給ポート及び真空ポートを有し、前記圧力流体供給ポートから供給される圧力流体に含有された塵埃を除去するフィルタと、外部に前記圧力流体が排気される際の排気音を低減する消音部とを有する本体部と、
前記圧力流体の作用下に負圧を発生させる真空発生機構と、
前記真空ポートに供給される圧力流体の圧力を負圧状態と正圧状態とに切り換える供給用切換弁及び真空破壊用切換弁からなる電磁弁部と、
前記真空発生機構と前記真空ポートとの間に設けられ、前記負圧が所定値に到達した際に、前記真空破壊用切換弁をオフ状態からオン状態へと切り換える真空スイッチ部と、
を備え、
前記フィルタは、材質の異なる樹脂製材料からなる複数層を有し、前記フィルタの断面形状が一組の円弧部を有する長円状に形成されることを特徴とする真空ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の真空ユニットにおいて、
前記フィルタは、前記複数層のうち内層に形成された細孔が該内層の外側に形成された外層の細孔より小さく形成されることを特徴とする真空ユニット。
【請求項３】
圧力流体供給ポートから供給される圧力流体の作用下に真空発生機構で負圧を発生させ、前記負圧を真空ポートへと供給する真空ユニットにおいて、前記真空ユニットに装着され、前記圧力流体に含有された塵埃を除去する真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法であって、
第１の繊維材を断面真円状の金型の周面に沿って巻回し、第１層を形成する工程と、
前記第１の繊維材より直径の大きな第２の繊維材を、前記第１層の周面に沿って巻回し、前記第１層の外周面に第２層が積層された円筒体を形成する工程と、
前記第１及び第２層からなる円筒体から前記金型を離脱させ、前記円筒体の内部に一組の軸部を有する成形用治具を挿入する工程と、
前記軸部を互いに離間させる方向に変位させ、前記軸部を前記円筒体の内周側に形成された第１層の内周面にそれぞれ当接させてさらに変位させることにより、前記円筒体を断面長円状に変形させる工程と、
前記変形した円筒体を一組の軸部で保持した状態で所定時間及び温度で熱処理を行う工程と、
を有することを特徴とする真空ユニットに用いられるフィルタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−３４２７６５（Ｐ２００６−３４２７６５Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７０９８２（Ｐ２００５−１７０９８２）
【出願日】平成１７年６月１０日（２００５．６．１０）
【出願人】（０００１０２５１１）ＳＭＣ株式会社 (344)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１０日（２００５．６．１０）
【出願人】（０００１０２５１１）ＳＭＣ株式会社 (344)
【Ｆターム（参考）】
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