JP3126445U - グリッパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のワークを横一列で且つ同時に堅固に把持可能なグリッパ装置を提供する。
【解決手段】平行移動するフィンガー８，１１同士の接近離間動作をもって、ワークの一部である複数のゲート部Ｗ１を横一列で且つ同時に把持するグリッパ装置１である。一方のフィンガー８のフィンガーアーム９がヒンジピン２１周りのフローティング自由度を有しているとともに、そのフィンガーアーム９の両端に支持されている一対のグリッパ爪１０がヒンジピン１９周りのフローティング自由度を有している。他方のフィンガー１１側のワーク受容凹部１３と各グリッパ爪１１側のワーク受容凹部２０とでゲート部Ｗ１を挟持するようにして把持する。
【選択図】図３

Description

本考案は、部品あるいは製品等の各種のワークのハンドリングに用いられるグリッパ装置に関し、特にいわゆる小物部品を複数個同時に把持できるように考慮されたグリッパ装置に関するものである。

例えば自動車用ブレーキシステムのマスタシリンダに組み込まれることになるピストンカップの成形とその加工を目的とした特許文献１に記載の自動化設備では、ピストンカップの成形そのものがいわゆる多数個取り方式を前提としていることから、１成形サイクルで成形される製品と同数のチャックを備えていて、例えば図４に示すようにワークたる各製品Ｗの頂部に非製品領域として付帯しているゲート部（ダイレクトゲート部またはスプルーゲート部）Ｗ１をチャックＣで把持することで、エジェクタピンＥにて成形型Ｍから突き出された製品Ｗをピックアップして次工程に搬送するようにしている。

その一方、多数個取りする製品Ｗの個数が増加すると製品Ｗと同数のチャックＣを備えることがスペース的に困難となることから、上記のような製品Ｗ毎に独立しているチャックＣに代えて、複数の製品Ｗを同時に把持することが可能なグリッパ装置の採用が試みられている。
特開平１１−１７０３１２号公報

しかしながら、グリッパ装置にて把持しようとするゲート部Ｗ１は非製品領域であるために形状精度の向上が望めないばかりでなく、例えば型開き時の脱型力や熱収縮の影響で個々のゲート部Ｗ１に傾きや倒れが生じ、グリッパ装置側の把持面とゲート部Ｗ１との相対位置関係が一定しないことが多い。しかもゲート部Ｗ１は抜き勾配を持たせたテーパ状のものであることから、複数のゲート部Ｗ１を共通の把持面にて把持しようとしても、それぞれのゲート部Ｗ１を均等の把持力で把持することができず、いくつかのゲート部Ｗ１を把持し損なうことがあり、信頼性の面で必ずしも十分でない。

本考案はこのような課題に着目してなされたものであり、特に単一のグリッパ装置でありながら複数のワークを一列に且つ同時に、しかも確実に把持できるようにしたグリッパ装置を提供するものである。

請求項１に記載の考案は、対向配置した一対のフィンガーが互いに接近離間可能であって、それらのフィンガー同士の接近動作に基づく把持動作をもって複数のワークを一列で且つ同時に把持するようにしたグリッパ装置であることを前提としている。

その上で、一方のフィンガーのフィンガーアームが他方のフィンガーに対し非平行状態となり得るように上記フィンガーアームの長手方向中央位置に設定された軸を介して当該フィンガーアームがフィンガー本体に揺動可能に支持されている一方、上記フィンガーアームの両端部には、グリッパ爪が他方のフィンガーに対し非平行状態となり得るようにグリッパ爪の長手方向中央位置に設定された軸を介して当該グリッパ爪がそれぞれに揺動可能に支持されていて、フィンガー同士の把持動作に伴いフィンガーアームおよび各グリッパ爪の揺動自由度に基づきそれらのフィンガーアームおよび各グリッパ爪がそれぞれフローティング動作することで、他方のフィンガーの把持面と各グリッパ爪の把持面とで複数のワークを一列で且つ同時に把持するようになっていることを特徴とする。

この場合、請求項２に記載のように、上記他方のフィンガーの把持面と各グリッパ爪の把持面には、ワークを受容するＶ溝状のワーク受容凹部が形成されていることがワークの把持を確実化ならしめる上でより望ましい。

したがって、少なくとも請求項１に記載の考案では、一対のフィンガー同士の把持動作に際に、一方のフィンガーを形成しているフィンガーアームがフィンガー本体に対しフローティング動作する一方で、そのフィンガーアームに支持されている一対のグリッパ爪もまたそのフィンガーアームに対して個別にフローティング動作することになるので、それらのフィンガーアームやグリッパ爪の平衡化作用のために、少なくとも一方のフィンガーを形成している一対のグリッパ爪が把持すべき複数のワークに及ぼす把持力が均等化される。そのために、一方のフィンガーと他方のフィンガーとで挟み込むようにして複数のワークを一列で且つ同時に、確実に把持することが可能となる。

請求項１に記載の考案によれば、単一のグリッパ装置でありながらも複数のワークを一列で且つ同時に、しかも確実に把持することが可能であり、ワーク把持の信頼性が高くなるとともに、ワークの搬送効率を高めることが可能となる。

図１〜３は本考案に係るグリッパ装置のより具体的な実施の形態を示す図であり、特に図１はその正面図を、図２は図１の右側面図を、図３は図１の下面図をそれぞれ示している。そして、このグリッパ装置１は、図４に示したように所定のゴム材料にて射出成形されたワーク（成形品）たるピストンカップＷをそれに非製品領域として付帯するゲート部Ｗ１を把持部として例えば４個同時に把持する場合の例を示している。

図１〜３に示すように、グリッパ装置１は、対向配置された一対のスライダ２ａ，２ｂとそれらのスライダ２ａ，２ｂを互いに接近離間動作させるエアシリンダ等の直動型アクチュエータ３とを備えたいわゆる二指把持タイプの基本ユニット４を母体として形成してある。なお、この基本ユニット４は機械要素として一般に市販されているものであって、例えば直動型アクチュエータ３に内蔵されているピストンの変位（図１，２での上下方向変位）をカム機構等を介してスライダ２ａ，２ｂ同士に平行移動に基づく接近離間動作に変換し、それによってリニアガイド５に案内支持されている一対のスライダ２ａ，２ｂの平行移動をもってそれぞれに把持または解放動作させる公知の構造のものである。また、上記基本ユニット４は、所定の搬送経路に沿って往復移動することになるキャリア６にボルト７にて固定支持されている。

図２，３に示すように、基本ユニット４における一方のスライダ２ａには長尺なフィンガーアーム９と一対のグリッパ爪１０等を備えてなる一方のフィンガー８を、他方のスライダ２ｂには同じく長尺な他方のフィンガー１１をそれぞれ互いにほぼ平行となるように装着してある。そして、後述するように、一方のフィンガー８のグリッパ爪１０と他方のフィンガー１１との接近動作に基づく把持動作をもって、図４に示したワークＷのゲート部Ｗ１を把持部として例えば４個のワークＷを横一列で且つ同時に把持するようになっている。

他方のスライダ２ｂに装着されたその他方のフィンガー１１は図２に示すように断面略Ｌ字状をなす長尺バーのものであって、その長手方向中央部を複数のボルト１２にて他方のスライダ２ｂに着脱可能に固定してあるとともに、その他方のフィンガー１１の先端の長尺な把持面１１ａには等ピッチにて合計４個のＶ溝状のワーク受容凹部１３を形成してある。

一方のスライダ２ａにはバックプレート１４をボルト１５にて固定してあるとともに、そのバックプレート１４には一方のスライダ２ａを挟み込むようにしてフィンガー本体たる段状部１６ａ付きのホルダブロック１６を複数のボルト１７にて固定してある。そして、ホルダブロック１６の下側にはその段状部１６ａにて受容するように長尺バー状のフィンガーアーム９を配置し、そのフィンガーアーム９の長手方向中央部においてホルダブロック１６側から軸たるヒンジピン２１を螺合させることにより、他方のフィンガー１１に対してフィンガーアーム９が非平行な関係になり得るように、ホルダブロック１６に対してフィンガーアーム９を所定の範囲内で揺動可能に、つまりヒンジピン２１を回転中心としてフィンガーアーム９をフローティング可能に連結してある。ここで、図２，３から明らかなように、ホルダブロック１６の段状部１６ａと長尺バー状のフィンガーアーム９との間には微小隙間αを予め設定してあり、その微小隙間αの範囲内でホルダブロック１６に対しフィンガーアーム９が揺動可能となっている。

また、上記フィンガーアーム９の長手方向両端部には他方のフィンガー１１側に向けてサポートブロック１８を一体に張り出し形成してある。このサポートブロック１８の下面には極小段差の段状面１８ａを形成してあり、それぞれのサポートブロック１８の下側にはその段状面１８ａにて受容するようにプレート状のグリッパ爪１０を個別に配置し、その各グリッパ爪１０の長手方向中央部においてサポートブロック１８側から軸たるヒンジピン１９を螺合させることにより、他方のフィンガー１１に対して各グリッパ爪１０が非平行な関係になり得るように、そのサポートブロック１８に対して各グリッパ爪１０を所定の範囲内で揺動可能に、つまりヒンジピン１９を回転中心として各グリッパ爪１０をフローティング可能に連結してある。ここで、図２，３から明らかなように、サポートブロック１８の段状面１８ａと各グリッパ爪１０との間には微小隙間βを予め設定してあり（ただし、α＜β）、その微小隙間βの範囲内でサポートブロック１８に対し各グリッパ爪１０が揺動可能となっている。

そして、各グリッパ爪１０の把持面１０ａには、他方のフィンガー１１側のワーク受容凹部１３と正対するように同じく略Ｖ溝状のワーク受容凹部２０を所定の等ピッチにて二つずつ形成してある。なお、図２から明らかなように、他方のフィンガー１１側のワーク受容凹部１３および各グリッパ爪１０側のワーク受容凹部２０共にテーパ状のものとして形成されているとともに、グリッパ爪１０側のワーク受容凹部２０よりも他方のフィンガー１１側のワーク受容凹部１３の方がそのＶ溝状の大きさが小さく設定されている。

したがって、このように構成されたグリッパ装置１によれば、図１〜３のほか図４に示すように、把持すべきワークＷが横一列に並んでいる状態でその上方から解放状態にあるグリッパ装置１をいわゆるアプローチ動作させて、他方のフィンガー１１と一方のフィンガー８における各グリッパ爪１０との対向間隙内に各ワークＷに付帯しているゲート部Ｗ１を位置させる。この状態では、先に述べたように、一方のフィンガー８の一部を形成しているフィンガーアーム９はヒンジピン２１を回転中心としてαなるフローティング自由度を有しているとともに、そのフィンガーアーム９に支持されている左右一対のグリッパ爪１０はヒンジピン１９を回転中心としてβなるフローティング自由度を有している。その上、αなる隙間およびβなる隙間が設定されている位置は、図２のようなグリッパ装置１の下面視においてほぼ一致していることになる。

図１〜３の状態から基本ユニット４の直動型アクチュエータ３を作動させて、双方のスライダ２ａ，２ｂ同士を平行状態のままで接近動作させる。このスライダ２ａ，２ｂ同士の接近動作は、各スライダ２ａ，２ｂに装着されている一方のフィンガー８と他方のフィンガー１１との把持動作にほかならず、それらのフィンガー８，１１同士の把持動作をもって横一列に並んでいるワークＷのゲート部Ｗ１を一斉に把持することになる。

より詳しくは、各ワークＷに付帯しているゲート部Ｗ１はいわゆる抜き勾配を有したテーパ状のものであるとともに、最終的に非製品領域として切除されてしまうものであることからその形状精度が必ずしも十分ではなく、しかも脱型時の影響等にて微妙に倒れや傾きが生じていることから、共通の把持面１０ａ，１１ａにて複数のゲート部Ｗ１を把持しようとすると、各ゲート部Ｗ１ごとに把持面１０ａ，１１ａの高さ位置に相当する部位の把持径が微妙に異なることになることは先に述べたとおりである。

このような状態で上記のように一対のフィンガー８，１１にて把持動作を行うと、他方のフィンガー１１が該当するスライダ２ｂに対し固定されているのに対して、もう一方のフィンガー８のフィンガーアーム９がヒンジピン２１を回転中心としたフローティング自由度を、そのフィンガーアーム９に支持されている左右一対のグリッパ爪１０がヒンジピン１９を回転中心としたフローティング自由度をそれぞれ有していることから、各ワークＷに付帯しているゲート部Ｗ１にフィンガー１１と各グリッパ爪１０による把持力が加わるようになると、一対のグリッパ爪１０がヒンジピン１９を回転中心としてイコライジング動作もしくはフローティング動作をする一方、それらの各グリッパ爪１０のイコライジング動作もしくはフローティング動作に追従して、フィンガーアーム９もまたヒンジピン２１を回転中心としてイコライジング動作もしくはフローティング動作することになる。

そして、各ワークＷに付帯しているゲート部Ｗ１は、最終的にはフィンガー１１側のＶ溝状のワーク受容凹部１３と各グリッパ爪１０側のＶ溝状のワーク受容凹部２０とで均等な把持力をもって挟持されるようにして、自律的にセンタリングされながら一斉に且つ堅固に把持されることになる。

すなわち、先に述べたように、各ワークＷに付帯しているゲート部Ｗ１ごとに把持面１０ａ，１１ａの高さ位置に相当する部位の把持径が微妙に異なっていたとしても、それらの誤差はフィンガーアーム９のフローティング自由度あるいは各グリッパ爪１０のフローティング自由度によって吸収されてしまい、結果として各ワークＷはそれに付帯しているゲート部Ｗ１を把持部として堅固に把持され、従来のように一部のワークＷを把持し損なうことがなく、信頼性が高いものとなる。

本考案に係るグリッパ装置の実施の形態を示す正面図。 図１の右側面図。 図１の下面図。 ワークの一例として射出成形直後にゲート部が付帯しているピストンカップの形状を示す断面説明図。

符号の説明

１…グリッパ装置
２ａ，２Ｂ…スライダ
３…直動型アクチュエータ
４…基本ユニット
８…一方のフィンガー
９…フィンガーアーム
１０…グリッパ爪
１０ａ…把持面
１１…他方のフィンガー
１１ａ…把持面
１３…ワーク受容凹部
１６…ホルダブロック（フィンガー本体）
１９…ヒンジピン（軸）
２０…ワーク受容凹部
２１…ヒンジピン（軸）
Ｗ…ワーク（成形品たるピストンカップ）
Ｗ１…ゲート部（非製品領域）

Claims (2)

1. 対向配置した一対のフィンガーが互いに接近離間可能であって、それらのフィンガー同士の接近動作に基づく把持動作をもって複数のワークを一列で且つ同時に把持するようにしたグリッパ装置であって、
   一方のフィンガーのフィンガーアームが他方のフィンガーに対し非平行状態となり得るように上記フィンガーアームの長手方向中央位置に設定された軸を介して当該フィンガーアームがフィンガー本体に揺動可能に支持されている一方、
   上記フィンガーアームの両端部には、グリッパ爪が他方のフィンガーに対し非平行状態となり得るようにグリッパ爪の長手方向中央位置に設定された軸を介して当該グリッパ爪がそれぞれに揺動可能に支持されていて、
   フィンガー同士の把持動作に伴いフィンガーアームおよび各グリッパ爪の揺動自由度に基づきそれらのフィンガーアームおよび各グリッパ爪がそれぞれフローティング動作することで、他方のフィンガーの把持面と各グリッパ爪の把持面とで複数のワークを一列で且つ同時に把持するようになっていることを特徴とするグリッパ装置。
2. 上記他方のフィンガーの把持面と各グリッパ爪の把持面には、ワークを受容するＶ溝状のワーク受容凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のグリッパ装置。

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