JP5279014B2 - 空気圧式アンギュラグリッパ - Google Patents

Description

本発明は、概して、機械加工中の物品の把持および／または自動式取り扱いのために使用される空気圧式グリッパ分野に関する。本発明は特に、空気圧式アンギュラグリッパに関し、さらに詳細には、この種のタイプのグリッパ内のジョーの制御手段に関する。

空気圧式グリッパの形態の自動センタリング装置は既によく知られており、物体または物品の機械加工および／または取り扱いおよび／または自動組み立ての分野において使用されている。このようなグリッパは、基本的に、チャンバを形成するグリッパ本体と、このチャンバ内に位置決めされておりかつ加圧流体の作用下で交互に運動するピストンと、この本体に枢着されるとともに各回転軸上で反対の方向に移動可能になっている一対のグリッパジョーと、を備える。いわゆるアンギュラグリッパにおいて、制御ピストンは、延伸手段によってグリッパジョーに接続されており、それによって、ピストンの直線運動がジョーの開閉角運動に呼応するようになっている。

公知の一形態において、空気圧式アンギュラグリッパにおいて、制御ピストンは、ジョーを通過する方向に延在しているステムを有し、各ジョーは、支持軸ピン上を往復運動するとともに、関節結合プレート（articulation plate）によって形成される延伸手段によってピストンステムに接続されている。

しかしながら、この実現形態には、組み立てと、ジョーが開放位置から閉止位置に移動する際のジョーの回転運動の制御に関する精度とに関するいくつかの欠陥がある。

別の形態によると、延伸手段は、基本的にＴ字形をした接続手段によって制御ピストンに軸方向に固定されている。各ジョーは、各回転軸から離間した位置に案内溝穴を有している。接続部材の相対する部分には、２つのローラまたは引張スピンドルが保持されている。これらローラまたは引張スピンドルは、ジョーの溝穴に嵌合または摺入し、それによって、ピストンの直線運動に呼応するジョーの反対方向の角運動を惹起する。

しかしながら、両方の場合において、ジョーは、グリッパ本体の内部に位置決めされており、それぞれのジョーは、制御シリンダのステムに対して直交する面の本体内に横断して設けられているてこの支点または往復支持台上に組み立てられている。このような配置は、グリッパ本体内でジョーのケーシングと、ジョーのピンまたは往復支持台の横断ケーシングの両方とを設ける必要があるということを意味する。その結果、少なくともグリッパの実施（execution）および組み立てを行うことが非常に困難かつ高価になる。

本発明の一目的は、既知の技術の欠点および欠陥を回避し、より簡単かつ経済的に製造することができる空気圧式アンギュラグリッパであって、ジョーがグリッパ本体の２つの相対する側の外部において位置決めおよび引っ張られるようになっており、また、これらジョーのてこの支点または往復支持台が本体内に格納されるとともに革新的な方法で制御ピンのステムに接続されている、空気圧式アンギュラグリッパ、を提供することである。

本発明の他の目的は、制御ピンおよびジョーの間の最適な接続システムを有する空気圧式アンギュラグリッパを提供することである。この接続システムによって、ジョーが閉止位置に近づいているときにジョーの引張力が増加される。

本発明のさらなる目的は、唯一のサイズにしか適合させられないが、しかし、基本的に寸法を拡大する必要なく把持力を二倍に増加させることができるようになっている空気圧式アンギュラグリッパを提供することである。

上記課題および言及されていない他の課題は、本発明によると、請求項１に係る空気圧式アンギュラグリッパおよびそれによって明らかになる利点によって達成される。

本発明のさらなる詳細は、例示的であり限定的ではない付属の図面を参照して行う以下の説明から明らかになる。

図面において、空気圧式アンギュラグリッパは、概ね、符号１０が付されており、基本的に、空気圧式グリッパ本体１１と、空気圧式制御ピストン１２と、２つのてこの支点および往復支持台１３と、２つのグリッパジョー１４と、を備える。

グリッパ本体１１は、焼結によって形成されたワンピースであり得る。内部において、グリッパ本体は、封止部１７の介在下に底部プレート１６によって閉止されるチャンバ１５を形成している。そして、グリッパ本体の頭部には、中間穴１９によってチャンバと連通している２つの横断円筒ケーシング１８を有する。２つの円筒ケーシング１８は互いに平行であり、中間穴１９に対して対称な位置にあり、この穴の軸に対して直行する面に存在している。グリッパ本体１１の頭部は、面取りされた相対する部分１１’を有する。これら部分の曲率中心は円筒ケーシングの軸上にある。

制御ピストン１２は、チャンバ１５内に格納されており、加圧流体、通常は空気の作用による交互運動の影響を受ける。この流体は、このチャンバ１５に適宜供給されるとともにこのチャンバから排出される。ピストン１２は、二重作用または単一作用式であり得るが、後者の場合、戻りばね作用による運動という点で好都合である。

いずれにせよ、ピストン１２は、中間溝穴１９内に延在するステム２０を備えるとともに、横断円筒ケーシング１８間に突出する端部を有する。この端部には、ヘッドコネクタ２１が固定されている。

このヘッドコネクタは、ステム２０に対して基本的に直角になっており、２つのアーム２２を有する。これらアームは、ステムの相対する部分からケーシング１８に向かって延在している。アームにはそれぞれ、横断穴２３が設けられている。

てこの支点または往復支持台１３は、グリッパ本体１１の２つの横断円筒ケーシング１８内に組み立てられており、それぞれ自己支持形態で支持され、かつ、自身の軸上で方向転換する。グリッパジョー１４は、基本的に上下逆のＵ字形の構成をしており、上記本体１１の頭部を跨ぐように設けられており、引張手段２４によって各てこの支点または往復支持台に固定されている。

各てこの支点または往復支持台１３は、ワンピースであり得る。しかしながら、好適には、かつ、図面に示したように、てこの支点または往復支持台は、相対する２つの円筒部材２５から成る。これらはそれぞれ、長手方向の貫通穴２６と、摺入溝穴２７とを有する。この摺入溝穴は、前方凹部２８と面一であるが、非径方向の向きになっており、径方向面に対して所定の傾斜を有している。各てこの支点または往復支持台１３の２つの円筒部材２５は、グリッパ本体１１の相対する側から各円筒ケーシング１８内に挿入させて直接向きあうかたちで嵌合させることができ、それによって、各貫通穴２６および対応の摺入溝穴２７が一致するとともに溝穴の正面凹部２８が一緒に径方向ギャップを形成する。この径方向ギャップ内には、ピストン１２のステム２０に固定されているヘッドコネクタ２１のアーム２２が位置決めされる。各グリッパジョー１４は、図面においては、２つの側方アーム２９から形成されているが、単一部材から形成することができる。これら２つの側方アームは、対応するてこの支点または往復支持台１３と同じ面においてグリッパ本体の相対する側に位置決めされるとともに、ねじ３０によって、グリッパ本体の頭部の上を延在する横断ピース３１に固定されている。各ジョーの横断ピースは、取り扱い中の物体または物品を把持するためのジョーを固定することができる手段（図示せず）を備えている。

上記に関して、グリッパジョー１４を組み立てる前に、てこの支点または軸１３、すなわち、このてこの支点または軸のそれぞれを形成する２つの円筒部材２５が、グリッパ本体の着座１８内に格納されており、かつ、引張ピン３２によってステム２０のヘッドコネクタ２１のアーム２２に固定されている。この引張ピンは、上記アームおよび上記部材の溝穴２３内に挿入され、これら部材をそれぞれ対応の溝穴２７に沿って摺動させることができる。

続いて、グリッパジョー１４を組み立て、グリッパジョーそれぞれの２つのアーム２９を、引張手段２４によって各てこの支点または往復支持台１３の相対する端部に接続する。図示の例では、これらの引張手段は、各アームまたは往復支持台の貫通穴２６内に挿入されるとともに自身の端部において位置決め穴２９’に嵌合する結合スピンドル３３から成る。この位置決め穴は、ジョーのてこの支点の内部面に設けられている。

各てこの支点または往復支持台１３に対する各ジョー１４のアームの拘束は、ボルト３５によって確保されてもよいこと、および、各アームおよび関連するてこの支点または往復支持台の間に封止部３４を設け、それによってケーシング１８を閉止するとともに塵埃または他の物質から封止することができることに留意されたい。

以上、空気圧式グリッパがどのように機能するかが明らかになった。ヘッドコネクタ２１および溝穴２７を介して、グリッパ本体のチャンバ１５でのピストン１２の交互運動は、てこの支点または往復支持台１３の反対方向の回転と、それに続くジョー１４の反対方向の回転とを惹起させ、それによって図７および図８に示すようにジョーを閉止および開放させる。ヘッドコネクタ２１とてこの支点または往復支持台１３との間の嵌合、さらにより詳細には溝穴２７の予め設定された傾斜は、ジョーに与えられる力がジョーが自身の閉止位置に近づいたときに増加することによってグリッパの部分に対して最適な把持を与えるようになっている、ということに留意されたい。

上述した空気圧式アンギュラグリッパは、簡単かつ経済的に実施できるとともにジョーの閉止力を増加することができるというほかに、焼結部材を使用して形成することができるという利点を有する。その利点によって、同じ容量を有し、きわめて簡素化されかつ公知の他のグリッパに比べて最小の寸法を有し、引張スピンドル３２とてこの支点または往復支持台１３の摺入溝穴２７との間の回転摩擦という利点を有し、様々な用途条件に適合する大きな利用柔軟性を有する。さらに上記利点によって、単一のサイズで提供されるが把持容量を簡単に増加させることができる、その場合、グリッパジョーのアームが、てこの支点または往復支持台の軸方向制御をさらなる部材を挿入させることなく、てこの支点または往復支持台の円筒ケーシングの相対する端部を閉止するようになっている。

実際、図１ないし図８に示すグリッパに対して記載した部分については同じ符号が割り当てられている図９、図１０および図１１に示すように、グリッパ本体１１に対しては、グリッパ本体とベースプレート１６との間に、対応のステム４３を有する第２のピストン４２のために、チャンバ４１を形成する追加のモジュール４０を設けることができる。このステムは、グリッパ本体１１内のチャンバ内に存在するピストン１２のステム２０と共働するように接続されている。

２つのピストンを備えるチャンバには、適宜、加圧流体が供給され、それによって、高さのみが制限されているグリッパの全サイズの増加を最小に抑えつつグリッパの閉止力を２倍にする。

本明細書に記載する空気圧式グリッパの部材の分解斜視図である。 ジョーが閉止位置にある組み立てられたグリッパの斜視図である。 図２のグリッパの正面図である。 図２のグリッパの一方の側から見た側面図である。 図２のグリッパの他方の側から見た側面図である。 図２のグリッパの上面図である。 ジョーが閉止位置にあるグリッパを、図４の矢印Ａ−Ａで切って示した拡大横断面図である。 ジョーが開放位置にあるグリッパの同様の断面図である。 閉止力を増加させるための追加のモジュールを備える空気圧式アンギュラグリッパの斜視図である。 図７のジョーと同様にジョーが閉止位置にある、図９のグリッパの横断面図である。 図８のジョーと同様にジョーが開放位置にある、図９のグリッパの横断面図である。

Claims (8)

1. 空気圧式アンギュラグリッパであって、
   加圧流体が供給されるチャンバ（１５）を形成するグリッパ本体と、
   前記チャンバ内に格納されるとともに前記加圧流体の作用下で前記チャンバ内を移動する制御ピストン（１２）であって、ヘッドコネクタ（２１）を備えるステム（２０）が設けられている、制御ピストンと、
   ２つのグリッパジョー（１４）であって、前記グリッパ本体に関連付けられるとともに各てこの支点または往復支持台（１３）上において、自身の開放位置および閉止位置の間で反対方向に同時に回転するようになっている、２つのグリッパジョーと、
   前記ヘッドコネクタ（２１）を前記てこの支点または往復支持台（１３）に接続し、それによって、前記ピストンの交互運動に呼応して前記開放位置および閉止位置の間で前記グリッパジョーを回転させる手段と、
   を備える、空気圧式アンギュラグリッパにおいて、
   前記グリッパジョー（１４）は、基本的に上下逆のＵ字形状に形成された状態で、前記グリッパ本体の頭部を跨ぐように位置決めされており、
   前記てこの支点または往復支持台（１３）は、回転可能かつ自己支持状態で、貫通かつ平行かつ円筒のケーシング（１８）内に組み立てられており、前記ケーシングは、前記制御ピストンのステムに対して直交する面において前記グリッパ本体を横断するように設けられており、
   てこの支点または往復支持台は、摺動手段（２７、３３）によって前記ヘッドコネクタ（２１）に直接接続されており、かつ、てこの支点または往復支持台のそれぞれが、緊締接続および引張手段によって対応の前記グリッパジョー（１４）に直接接続されていることを特徴とする、空気圧式アンギュラグリッパ。
2. 請求項１に記載の空気圧式アンギュラグリッパにおいて、
   前記グリッパジョー（１４）はそれぞれ、２つの側方アーム（２９）を備え、該側方アームは、前記グリッパ本体の相対する面において対応のてこの支点または往復支持台（１３）と面一になるように位置決めされており、かつ、前記グリッパ本体（１１）の頭部の上方に延在する横梁（３１）に接続されており、各グリッパジョーは、シングルピースで構成されているか、または、グリッパジョーを固定するための手段が設けられている横梁を備える数個の部材から成っていることを特徴とする、空気圧式アンギュラグリッパ。
3. 請求項１または２に記載の空気圧式アンギュラグリッパにおいて、
   各てこの支点または往復支持台（１３）は、径方向凹部と、いくつかの長手方向貫通穴（２６）と、摺入溝穴（２７）とを備えており、
   前記制御ピストンの前記ステムの前記ヘッドコネクタ（２１）は、２つの相対するアームを備えており、該アームは、前記てこの支点または往復支持台の径方向凹部に面するとともにその凹部に挿入され、
   前記ヘッドコネクタの前記アームはそれぞれ、引張ピン（３２）によって各てこの支点または往復支持台（１３）に接続されており、かつ、前記てこの支点または支持台の溝穴（２７）内に摺入し、
   各てこの支点または往復支持台（１３）は、引張スピンドル（３３）によって対応のグリッパジョー（１４）の側方アーム（２９）に接続されており、前記引張スピンドルは、前記てこの支点または支持台の長手方向穴（２６）内に延出していることを特徴とする、空気圧式アンギュラグリッパ。
4. 請求項３に記載の空気圧式アンギュラグリッパにおいて、
   各てこの支点または往復支持台（１３）は、ワンピースであり、その摺入溝穴（２７）は、該てこの支点または往復支持台の径方向面とは別の面で傾斜していることを特徴とする、空気圧式アンギュラグリッパ。
5. 請求項３に記載の空気圧式アンギュラグリッパにおいて、
   前記てこの支点または往復支持台（１３）はそれぞれ、一対の相対する円筒部材（２５）を有しており、該部材はそれぞれ、長手方向貫通穴（２６）および摺入溝穴（２７）を有しており、該摺入溝穴は、該部材内の正面凹部（２８）と面一であり、かつ、径方向面に対して傾斜して位置決めされており、
   前記２つの円筒部材（２５）は、前記グリッパ本体（１１）の相対する側から対応の円筒ケーシング（１８）内に挿入可能かつ直接向き合うかたちで配置可能であり、それにより、各長手方向穴（２６）および対応の溝穴（２７）が一致するとともに、前記正面凹部（２８）が一緒に径方向キャビティを形成し、該キャビティ内に前記ヘッドコネクタのアーム（２２）が前記ピストン（１２）の前記ステム（２０）に固定されている固定点（２２）を有するようになることを特徴とする、空気圧式アンギュラグリッパ。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の空気圧式アンギュラグリッパにおいて、
   前記グリッパジョー（１４）の前記側方アーム（２９）は、内部に位置決め穴（２９’）を備え、それにより、対応の前記てこの支点または往復支持台（１３）を貫通する引張スピンドル（３３）の端部を収容するようになっており、かつ、少なくとも１つの固定ボルト（３５）によって前記てこの支点または往復支持台に接続されるようになっていることを特徴とする、空気圧式アンギュラグリッパ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の空気圧式アンギュラグリッパにおいて、
   前記グリッパジョー（１４）の前記側方アーム（２９）は、前記円筒ケーシング（１８）の相対する端部を閉止し、それによって、該円筒ケーシングの相対する端部を封止部（３４）の介在下に塵埃および他の物質が入り込まないように収容していることを特徴とする、空気圧式アンギュラグリッパ。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の空気圧式アンギュラグリッパにおいて、
   前記グリッパ本体（１１）内の前記制御ピストン（１２）の前記チャンバ（１５）は、封止部の介在下に端部プレート（１６）によって閉止され、
   前記グリッパ本体と前記端部プレートとの間に、ステム（４３）を備える第２の制御ピストン（４２）用のチャンバ（４１）を形成する追加のモジュール（４０）を設けることができ、前記ステムは、前記グリッパ本体（１１）内のチャンバ内に存在するピストン（１２）のステム（２０）と共働するように接続され、それにより、グリッパの容量を増加させるようになっていることを特徴とする、空気圧式アンギュラグリッパ。

Images