JP5041553B2 - 平坦な物体を把持し搬送するためのグリッパ - Google Patents

Description

本発明は搬送技術分野に属し、独立請求項の序文に係るグリッパに関する。グリッパは、平坦な物体、特に新聞、雑誌、もしくはパンフレット、またはそれらの少量の組などの印刷物を把持し、それらを保持しつつ搬送するのに適する。

平坦な物体、特に新聞、雑誌、またはパンフレットなどの印刷物を密な搬送流で搬送する事が既知であり、印刷物は連続して搬送され、かつ本質的に互いに平行に位置合わせされる。搬送方向は、印刷物の主面に対して（平行ではなく）垂直に、または傾斜して位置合わせされる。これによって、連続する印刷物同士の距離は、表面範囲よりも通常著しく小さい。グリッパ運搬装置は、たとえばこのような密な搬送流を搬送するのに利用される。これらは、搬送部材、たとえばジョイントリンクチェーン上に固着された複数のグリッパを含み、チェーンは経路内で回転駆動され、グリッパは、印刷物または印刷物の少量の組を把持し、それらを保持しつつ搬送するように設計される。

上記のグリッパは通常２つの締付け舌を有し、制御／カム手段が搬送路に沿って配置された状態で、互いに対して旋回して、開いた形状および閉じた形状となり得る。互いに位置合わせされ、かつ締付け舌の遠位端に配置されている締付けあごは、開いた形状では互いに離間されており、締付けることができず、閉じた形状では、これらの締付けあごは、互いに対して、またはそれらの間に配置された印刷物領域に対して押付けられる。印刷物を把持するには、開いたグリッパの締付けあごの間にこの領域が位置決めされて、グリッパが閉じられる。保持しつつ搬送するために、グリッパは閉じた形状に保持され、閉じた形状に有利にロックされ、再度開かれてまたは解除されて、印刷物を放す。

このようなグリッパの一例は、ドイツ特許番号第３１０２２４２号（または米国特許番号第４３８１０５６号）に記載されている。グリッパは、互いに位置合わせされた締付けあごを有する２つの締付け舌を含む。第１の締付けあごは、グリッパ本体に固定して配置され、第２の締付けあごは、軸の補助によってグリッパ本体に旋回可能に配置される。第２のグリッパ舌は、その基部端において、軸上に固着され、かつ軸に巻回される渦巻ばねを有する。渦巻ばねは、軸がグリッパ本体に対して回転するときに第２の締付け舌がこれとともに動く、つまり相応して旋回している間は緩んだままである。しかし、第２の締付け舌の締付けあごが第１の締付け舌の締付けあごに当接し、軸がさらに回転すると、渦巻ばねが張り、それによって２つの締付け舌の締付けあごの間に挟まれた印刷物に締付け力を伝達する。カムローラを有するカムレバーが第２の締付け舌の軸に係合し、グリッパを開閉させ、かつ第２の締付け舌をチャックする。静止したカムが搬送路に沿って設けられ、その上をカムローラが回転する。さらにグリッパは、第２の締付け舌または軸を第１の締付け舌に対して閉じられたチャック位置にロックする手段を含む。このため、各ケースにおいて、軸上および第１の締付け舌上に固定要素が配置される。予め定められた回転位置に軸が到達すると、固定要素が互いにロックされる。第１の締付け舌上のロック要素に接続され、かつ静止制御／カム要素によって駆動され得るつめによってロックが開放される。

本発明の目的は、上記の種類のグリッパ、特に簡単に上記したドイツ特許番号第３１０２２４２号に係るグリッパを、広範な平坦な物体を把持し搬送するのにこれらのグリッパが利用できる程度に改良することである。特に、本発明に係るグリッパは、より厚く、
特により重く、かつ非常に薄く軽量な平坦な物体を確実に把持し、それらを保持した状態で確実に搬送するのに適するだけでなく、平坦な物体、特に厚さが異なる領域を有する平坦な物体の組を確実に把持し、それらを保持した状態で確実に搬送するのにも適する。さらに、本発明に係るグリッパによれば、締付けた状態で、かつ締付け舌の締付けあごと把持されている物体との間、または把持されている物体の個々の部分間の力であって、擦るように、したがってスミアリング状態に印刷物に作用する力を、印刷されたインクがスミアリングに対して最終的な抵抗力をまだ有していない印刷物も取扱うことができる程度に回避し得る状態で上記の広範な平坦な物体を把持することも可能となる。

この目的は、請求項に記載のグリッパによって達成される。

本発明に係るグリッパを既知のグリッパと区別する主な特徴の一つは、本発明に係るグリッパの締付け舌の少なくとも一方の遠位端が２本のアームを有する点にあり、アームは旋回軸におよそ平行に舌の両側に向かって外側に延在し、２つの締付けあごが可能な限り互いに離間されるように、各自由端において締付けあごを保持する。少なくとも１つの締付けあごのアームは、したがって締付け力の方向に弾性的に設計される。さらに、少なくとも一方の締付けあごの２本のアームを、他方の締付け舌に対向する側において２本のアームが合わせて若干凹形状となるように、他方の締付け舌に若干向きを合わせることが有利である。

アームの自由端に配置された締付けあごは、本質的に平坦な接触面を有利に有し、その位置合わせと場合によっては形状とを、締付けあごを互いに、またはそれらの間に締付けられている物体に押付ける締付け力によって、対向する締付けあごの接触面または締付けられている物体に適合させ得る。

互いに横方向に離間され、かつ弾性的に互いに接続されている２つの締付け領域に対して締付け効果を分割することによって、締付けられている印刷物をより安定して保持し得る（搬送方向を横切って作用し、グリッパまたは搬送部材によって受容されるトルクが低減する）だけでなく、２つの締付け領域において厚さが異なる物体を確実に把持することも可能である。

締付けあごの接触面は、本質的に旋回軸に対して径方向に位置合わせされた面内に有利に位置し、第２の締付け舌が、第１の締付け舌に対して旋回軸について旋回可能であるだけでなく、第１の締付け舌もグリッパ本体に対して旋回可能である。好ましい実施形態では、第１の締付け舌の締付けあごの接触面は、旋回軸に対して径方向に位置合わせされた面内に位置し、２つの締付け舌の締付けあごの接触面間の距離が取扱われる物体の平均厚さにおよそ相当するとき、第２の締付け舌の締付けあごの接触面が第１の締付け舌の締付けあごの接触面に平行に位置合わせされる状態で、第２の締付け舌の接触面はそのような径方向の面に対して小さい角度をなす。

本質的に旋回軸に対して径方向に位置合わせされた面内に締付けあごの接触面を配置することによって、把持されている印刷物が自由に懸垂している状態で搬送される（第１の締付け舌と、したがってロックされている第２の締付け舌とがグリッパ本体に対して自由に旋回可能である）とき、把持されている印刷物の重心を旋回軸の下方に配置することができ、したがって、少なくともそのような搬送によって、搬送方向に平行な面においてグリッパ本体または搬送部材にトルクが伝わらず、物体は湾曲しない。上記のように２つの締付け舌の接触面を互いに位置合わせすることによって、把持される印刷物を締付け舌の締付けあごの間に押付けた状態で締付け動作と交差する摺動動作を最小限に抑えることができる。

添付の図面を例として、本発明に係るグリッパの例示的な実施形態を詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に係るグリッパの好ましい実施形態の側面から見た図、つまり搬送方向を横切る方向に見た図である。図１において、２つの印刷物Ｐが締付けあご同士の間に締付けられ、自由に懸垂している状態で搬送されるグリッパの閉状態を実線で示し、開状態を点線で示す。図２も、印刷物Ｐが自由に懸垂した状態で搬送されるグリッパの閉状態を実線で示し、同様に開状態を点線で示すが、締付け舌は搬送要素またはグリッパ本体に対して旋回される。図３は、開状態のグリッパを示す。

グリッパは、（点線２で示す）搬送要素上に組立てられたグリッパ本体１を含む。第１の締付け舌４が、旋回軸３について旋回可能にグリッパ本体１に装着される。第２の締付け舌５が、第１の締付け舌４の同じ旋回軸３について旋回可能に装着される。旋回軸３は搬送方向Ｆに垂直に位置合わせされており、第１の締付け舌４は後方の締付け舌である。両方の締付け舌は各々、それらの遠位端において、旋回移動または搬送方向に対して横切るように互いに離間された一対の締付けあご１０および１１を有し、各対１０および１１のうち、一方の締付けあごのみが図１〜図３において視認可能である。締付けあごについて、図４〜図９を参照してより詳細に説明する。

グリッパ本体１に対する第１の締付け舌４の旋回位置は、一方では図示しない対応する静止カム上で回転するカムローラ１２によって決定され、他方ではエキスパンダばね（図示せず）によって決定される。エキスパンダばねは、第１および第２の締付け舌の間に配置され、両者を可能な限り互いに離れた位置に保持する。２つの締付け舌４および５の最も外側の位置は、グリッパ本体１上の適切な当接部材（第２の締付け舌については、当接部材１３）によって規定される。エキスパンダばねおよび当接部材によって規定される２つのグリッパ舌の最も外側の位置を、図１において点線で示す。

第１の締付け舌４を基準とする第２の締付け舌５の旋回位置は、カムレバー２０によって決定される。これは軸２１上に係合し、さらなるカムローラ２２を保持し、当該軸は第１の締付け舌４に回転可能に装着され、第２の締付け舌５は軸上にロックされる。このさらなるカムローラ２２は、静止状態に配置されたカム（図示せず）上でも回転する。カムがさらなるカムローラ２２を押下げると軸２１が時計方向に回転し、したがって第２の締付け舌５が第１の締付け舌４の方に移動する。第２の締付け舌５は渦巻ばね２３によって軸２１上にロックされているので、締付けあご１１が第１の締付け舌４の締付けあご１０、または２つの締付けあごの間に締付けられた物体に当接しているために第２の締付け舌５がそれ以上旋回しない場合でも、渦巻ばね２３の張力によって軸はさらに回転し得る。渦巻ばね２３は、このようなさらなる回転によって引張られ、締付け力が増大する。締付けあごは、第１の締付け舌４に対して軸２１の予め定められた回転位置において互いにロックされる。

ロック機能については、ロックレバー２６およびカムレバー２７を有するロックつめ２５が、たとえば第１の締付け舌４上に回転可能に配置され、軸２１上にロックされたカムレバー２０は、ロックレバー２６と協働するロック要素２８を有する。つめ２５のロックレバー２６は、静止して配置され、かつロックつめ２５のカムレバー２６上で動作するカム要素（図示せず）によって、付勢された調整ばね２９の力に対抗して、ロック位置（図１および図２の実線）から遊休位置（図３）の状態となる。ここでばね２３の張力は減少し、エキスパンダばねはグリッパを開放する。カムつめ２５およびロック要素２８によって規定される第１の締付け舌４を基準とする回転位置に軸２１が到達すると、ロックレバー２６およびロック要素２８がロック位置にぱちんと嵌まり、上記のロックつめ２５のカムレバー２７を起動することによってのみ再度開放され得る。

図１に実線で示したグリッパの状態では、２つの締付け舌が互いにロックされている。第１の締付け舌４が回転する旋回位置を決定するカムローラ１２が回転する静止カムが無く、したがってこの旋回位置は重力によって決定される。既に上述したように、グリッパは、２つのグリッパ舌４および５の締付けあご１０および１１がそれらの間に物体Ｐを締付けた状態に維持するように設計され、旋回軸３に対して径方向に位置合わせされ、したがって物体Ｐの重心は、旋回軸の下方に垂直に存在する。これは、物体が重力によって湾曲せず、締付け舌４および５、グリッパ本体１、ならびに最終的に搬送要素に引継がれるようなトルクが生じないということを意味する。

図１に点線で示したグリッパの状態は開状態であり、２つの締付け舌４および５の位置は、グリッパ本体１上のエキスパンダばねと当接部材１３とによって決定される。

図２に実線で示したグリッパの状態は閉じられロックされた状態であり、グリッパ本体１を基準とする第１の締付け舌４の旋回位置は、たとえば重力によって決定される。カムローラ１２を適切に制御することによって、またはグリッパ本体１もしくは搬送部材の位置を重力に対して適切に変化させることによって、第１の締付け舌４をそれにロックされた第２の締付け舌５とともに、他の旋回位置たとえば図２の点線で示す２つの旋回位置に移動させ得る。グリッパ本体の位置を変化させる場合は、旋回軸と把持されている物体の重力中心との相対位置は変化しない。

図３は、２つの締付け舌４および５の締付けあご１０および１１の接触面同士の好ましい位置合わせを示す。第１の締付け舌４の締付けあご１０の接触面は、旋回軸３に対して径方向に位置合わせされる垂直面Ｅ内に位置決めされる。第２の締付け舌５は開状態で示され、点線で示される位置では、締付けあご１１の休息面が第１の締付け舌４の締付けあご１０の接触面に平行に位置合わせされる。このことから、締付けあご１１の接触面の位置合わせは、対応する径方向面Ｅ′と角度αをなすことが明らかである。この角度は、距離Ｄにある第１および第２の締付け舌の間の旋回角度に相当し、取扱われる物体の平均厚さに相当する。

本発明に係るグリッパは非常にコンパクトな構造を有し、既知のグリッパと等しい構造高さであるとすると、グリッパあごの深さが著しく大きくなることが図１〜図３から明らかである。これは、把持されている物体の締付け領域を、その端縁から既知のグリッパよりも深く把持し得るということである。グリッパあごの深さがより大きいことにより、把持されている物体の締付け領域がさらにその端縁から離間されて位置し、したがって重心により近くなる（荷重力に対してレバーアームがより小さくなる）。これによって、図１に示すように、互い違いに上下に配置された印刷物の組を確実に把持し、かつ保持した状態でそれらを搬送することも可能になる。とりわけ、搬送方向に至るロックつめ２５のカムレバー２７は技術水準と異なっており、コンパクトな構造に寄与する。

図１〜図３に示した本発明に係るグリッパの好ましい実施形態においては、旋回軸と、グリッパあごの最も内側の点との間の距離Ｈは、グリッパのグリッパあご深さが旋回軸と締付けあごとの間の距離の約７５％をなすように、最小限に抑えられる。

図４は、本発明に係るグリッパの第１の締付け舌４の遠位端の例示的な実施形態を、搬送方向に平行な視角で示す。両側の遠位端は、旋回軸３に対しておよそ平行に舌から突出するアーム３０を有し、アームにおいて、締付けあご１０が可能な限り外側に離れた場所に位置するように配置される。締付けあごはたとえば環状であり、アーム３０にその自由端から嵌められる。第１の締付けあごはたとえばプラスチックからなり、アームはそうではない、または若干弾性を有するように設計されるにすぎない。

図５は、本発明に係るグリッパの第２の締付け舌５の遠位端の例示的な実施形態を示す。この締付け舌も、締付けあご１１を外側の位置に保持する横方向アーム３０を有する。締付けあご１１は、たとえば、アーム３０の開口部３２にぱちんと嵌められる、または挿入される。第２の締付け舌５のアーム３０は、たとえば、実際の締付け舌５を構成する渦巻ばね（図１〜図３の２３）の一部２３′上に嵌められる遠位付属品３１の一部である。これによってアーム３０が押付け力に対して平行に、つまり図５の紙面に対して垂直に弾性を有するように、付属品を設計することが好ましい。締付けあごが付属品の中央領域を越えて第１の締付け舌の方向に突出するように、紙面に対して垂直に付属品を折り曲げることが有利である。付属品３１は、たとえばプラスチックからなり、ばね２３はばね鋼である。

たとえば新聞または雑誌の形態および重量を有する物体を搬送するのに適切な搬送装置については、１つの締付け舌の２つの締付けあごを少なくとも１０ｃｍ離して配置することが有利である。

一方の締付けあごだけに上記のアームと２つの締付けあごとを設けることも可能であり、他方の締付け舌は相応して幅広く、相応して１つの幅広い締付けあごを有する。

図６〜図９は、本発明に係るグリッパの締付け舌４および５の締付けあご１０および１１の種々の実施形態を示す側面図である。図６〜図９の全図において、第２の締付け舌の締付けあご１１の形状は、アーム３０上にたとえば一体形成された空洞４０を有する。中空形状は、第１の締付け舌４の締付けあご１０に対向し、したがって締付けあご１１の接触面を構成する弾性的に変形可能なカバーを有する。

図６〜図９に示す第１の締付け舌４の締付けあご１０．１〜１０．４は、別個に三次元でも示す。

図６の締付けあご１０．１は、自由アーム端からアーム３０に嵌められ得る。このため、弾性が制限された筒状の保持部５０を有する。中央にボールカロット５２を有する内側板５１が、筒状の保持部に配置されている。対応する箇所におけるアーム３０は、ボールカロット５２に対応する凹部５３を有し、その深さはボールカロット５２の高さよりも若干小さい。締付けあご１０．１がアーム３０に嵌められると、ボールカロット５２は、板５１がボールジョイントによってアーム３０上に装着されるように、凹部５３に位置決めされる。内側板５１は、対向する締付けあごの接触面に対して、またはこれによって把持されている物体に対して、あらゆる方向に適合し得る。

締付けあご１０．１の筒状保持具５０の窪み５６と協働してあご１０．１をアームに固定する構成５５が、図６においてアーム３０の、把持されている物体とは反対側にさらに示される。

図７に示す締付けあご１０．２は、側面からアーム３０に同様に嵌めることができ、このため弾性が制限された筒状の保持部５０を有する。側方に開いた、たとえば複数のチャンバを有する中空形状６０がこの保持部５０上に配置され、有利に傾斜した支持体６１上にクッション状の接触面を形成する。

図８に示す締付けあご１０．３は本質的に、全側面が閉じ、流体で充填され、かつたとえばアーム３０上に接合される平坦なクッション６２からなる。

図９に示す締付けあご１０．４は、弾性的に変形可能な平坦なブロック６３（たとえば
粘弾性の変形可能材料）からなり、ブロック６３は、たとえば接合によって同様にアーム３０上にロックされる。

図６〜図９に示した締付けあごは、本発明に係るグリッパに適した締付けあごの例示的な実施形態であり、締付け舌に作用する締付け力によって、対向するあごに、または締付けられている物体に適合し得る。これらの締付けあごのさらなる実施形態は、図示した締付けあごの他の組合せまたは特徴に帰因する。特に、第１の締付け舌４の締付けあご１０として示した締付けあごは、第２の締付け舌５の締付けあご１１として使用してもよく、逆もまた同様である。

締付けあごの接触面をインクをはじくように処理すると有利であることが分かっている。これは印刷物のスミアリングに対するさらなる対策である。個々の処理は他の出願から知られている（たとえば搬送ベルト）。

図１〜図３に示したグリッパは、同様に本発明に係るグリッパの好ましい実施形態である。これらのグリッパのさらなる実施形態は、たとえば以下の特徴によって、図示したグリッパとは異なる。

・第１の締付け舌４は、グリッパ本体１に対して旋回可能ではない。
・第２の締付け舌５は、渦巻ばね無しに軸上にロックされた弾性部材であり、２つの締付けあごを互いにロックする。

・両方の締付けあごは弾性要素である。
・２つの締付け舌の間のエキスパンダばねがない。

・両方または第２の締付け舌のみのアーム３０が弾性を有するように設計される。
・２つの締付け舌の一方のみが、それぞれ締付けあごを有する横方向アーム３０を有し、他方の締付け舌は１つの締付けあごを有する。

・少なくとも１つの締付け舌の締付けあごは、適合可能ではない。
・閉じた形状において、２つの締付け舌をロックするための手段がない。

本発明に係るグリッパの好ましい実施形態の種々の状態の側面図である。 本発明に係るグリッパの好ましい実施形態の種々の状態の側面図である。 本発明に係るグリッパの好ましい実施形態の種々の状態の側面図である。 図１〜図３に係るグリッパの２つの締付け舌の遠位端を搬送方向に見た図である。 図１〜図３に係るグリッパの２つの締付け舌の遠位端を搬送方向に見た図である。 本発明に係るグリッパの締付けあごの種々の実施形態の図である。 本発明に係るグリッパの締付けあごの種々の実施形態の図である。 本発明に係るグリッパの締付けあごの種々の実施形態の図である。 本発明に係るグリッパの締付けあごの種々の実施形態の図である。

Claims (16)

1. 平坦な物体、特に新聞、雑誌、もしくはパンフレット、またはこれらの少量の組などの印刷物を把持し、かつ搬送するためのグリッパであって、前記グリッパは、
   グリッパ本体と、
   その遠位端において締付けあごを含む第１の締付け舌と、
   その遠位端において締付けあごを含み、旋回軸について第１の締付け舌に対して旋回可能である第２の締付け舌と、
   締付け力を生成するための手段とを備え、
   第１の締付け舌および第２の締付け舌を互いに対して旋回させることによってグリッパは開いた形状および閉じた形状になり、２つの締付け舌の締付けあごは閉じた形状では互いにまたは締付けられている物体に当接し、締付け力によって互いに押付けられ、２つの締付け舌が少なくとも閉じた形状においてグリッパ本体に対して自由に旋回可能であるように、第１の締付け舌がグリッパ本体に対して旋回可能であり、さらに、
   ２つの締付け舌の少なくとも一方においてその遠位端に配置され、締付け力に平行な方向に弾性を有する、横方向に延在する２本のアームと、
   締付けられている物体が互いに離間された２つの締付け領域において締付けられるように、アームの各々上に設けられた接触面を有する締付けあごとを備える、グリッパ。
2. 両方の締付け舌はそれらの遠位端において、各々が締付けあごを有する横方向に配置された弾性アームを含む、請求項１に記載のグリッパ。
3. 締付けあごの接触面は、締付け力によって、向い合う締付けあごに、または締付けられている物体に適合し得る、請求項１または２に記載のグリッパ。
4. 締付けあごの接触面は、ボールジョイントによってアーム上に装着される、請求項３に記載のグリッパ。
5. 締付けあごの接触面は、弾性的に変形可能な中空形状によって、弾性的に変形可能な材料によって、または流体によって、アーム上に装着される、請求項３に記載のグリッパ。
6. 締付けあごの接触面は、インクをはじくように作用するように処理されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のグリッパ。
7. 少なくとも１つの締付け舌の締付けあごの接触面は、旋回軸に対して径方向に位置合わせされた面内に位置する、請求項１から６のいずれか１項に記載のグリッパ。
8. 平均厚さを有する物体が締付けあごの間に締付けられると、２つの締付け舌の締付けあごの接触面が互いに平行に位置合わせされるように、第１の締付け舌の締付けあごの接触面は旋回軸に対して径方向に位置合わせされた面内に位置し、第２の締付け舌の締付けあごの接触面は旋回軸に対して径方向に位置合わせされた面とある角度をなす、請求項７に記載のグリッパ。
9. 締付けあごは筒状の保持具を有し、側面からアーム上に装着される、請求項１から８のいずれか１項に記載のグリッパ。
10. 閉じた形状において締付け舌をロックするように設計されるロック手段をさらに備える、請求項１から９のいずれか１項に記載のグリッパ。
11. 第２の締付け舌は、第１の締付け舌に回転可能に装着されている軸上に渦巻ばねによって固着され、渦巻ばね（２３）は軸に巻回される、請求項１から１０のいずれか１項に記載のグリッパ。
12. ロック手段は、第１の締付け舌上および第２の締付け舌の軸上に係合する、請求項１０に記載のグリッパ。
13. エキスパンダばねが設けられ、それによって２つの締付け舌が開いた形状に保持される、請求項１から１２のいずれか１項に記載のグリッパ。
14. グリッパあごの深さは、締付けあごと旋回軸との間の距離の約７５％をなす、請求項１から１３のいずれか１項に記載のグリッパ。
15. 第２の締付け舌は渦巻ばねの一部によって形成され、アームは、遠位領域において渦巻ばね上に装着された付属品の一部である、請求項１１に記載のグリッパ。
16. 付属品はプラスチック材料からなり、渦巻ばねはばね鋼からなることを特徴とする、請求項１５に記載のグリッパ。

Images