JPH0259243A - 物品グリッパ - Google Patents

物品グリッパ

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JPH0259243A
JPH0259243A JP1101493A JP10149389A JPH0259243A JP H0259243 A JPH0259243 A JP H0259243A JP 1101493 A JP1101493 A JP 1101493A JP 10149389 A JP10149389 A JP 10149389A JP H0259243 A JPH0259243 A JP H0259243A
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JP
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gripper
article
jaw
tool
force
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JP1101493A
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Robert C Dreisig
ロバート・シー・ドレイシグ
David I Mcdonald
デービッド・アイ・マクドナルド
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Milacron Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、全体として、物品グリッパ、特に、工具格納
マガジンに使用される工具グリッパ、及び工作機械と共
に使用することの出来“る部品ローダのような物品グリ
ッパ機構に関する。
（従来の技術） 工具取扱い機械及び部品取扱い機械と共に、様々な型式
の物品グリッパが使用されている。工具グリッパの場合
、やっとこと同様の動作にて開閉し、希望の物品を掴む
一対のフィンガ又はジａ−を有する形態として構成され
ることが多い。殆どの場合、グリッパのフィンガは、空
気シリンダのような流体動力アクチュエータにより互い
に作動される。又、フィンガグリッパには、動力が遮断
されたとき、物品を掴持した状態を保持するための「フ
ェールセーフ」機構が設けられていることが多い。
（発明が解決しようとする課題） 従来技術によるグリッパ装置は構造が複雑でかつ価格が
高く、機能上の信頼性を確保するためには、比較的高度
の保守を必要とする。
本出願人は、物品グリッパを様々な空間的方向に適用す
ることに伴う固有の問題点を研究した結果、特に、工作
機械を必要とする現代の産業界において、かかる装置の
設計は価格の低廉化を図ることを目的とすべきであるこ
とを認識した。
本出願人は、例えば、物品グリッパから工具を取出す力
がその工具をグリッパに挿入する力と比べて著しく大き
いような方法にて配設されたばね要素を使用する物品グ
リッパを構成した。
かかる構成により、例えば、「デルリン」アセタール樹
脂といったエンジニアリング・プラスチックのような単
一の均質な材料から成る物品グリッパが提供される。
さらに、かかる構成により、プラスチック材料から機械
加工することが出来、又は、プラスチック射出成形法の
ようなグリッパ成形技術を用いて容易に再現可能なグリ
ッパが提供される。
従って、本発明の目的は部品の挿入力と比べて著しく大
きい部品取出力を提供する物品グリッパを提供すること
である。
本発明の別の目的はジョー装置と一体のばね装置にて構
成することの出来る物品グリ・ツバを提供することであ
る。
本発明のさらに別の目的は単一の均質な材料から成る物
品グリッパを提供することである。
本発明のさらに別の目的はプラスチック成形技術に従っ
て機械加工し又は成形することの出来る物品グツツバを
提供することである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、本体と、該本体をグリッパキャリアに取り付
ける手段とを有する物品グリッパとして具現化される。
該本体は、基準軸の周囲に対向状態に配設され、希望の
物品を収容する第１及び第２ジョーを備え、第１ジョー
は該基軸から偏倚し得るようになっている。本体は、又
、横方向へのばね定数が小さくかつ該横方向に変位可能
である一方、縦方向、即ち、リードばねに対して平行な
方向におけるばね定数が比較的大きい複数の平行なリー
ドばねを有するリードばね手段を収容している。これら
リードばねは、第１ジョーを本体に取り付ける作用をす
る。ジョー及び物品が軸心に沿って相対的に動かされる
とき、該物品の挿入及び取出しを行うための開口部が２
つのジョーの間に形成されている。第１ジョーは、次ぎ
のちのを備えている。
・（ａ）グリッパ内に挿入される物品に接触するための
第１カム手段； （ｂ）グリッパから取出される物品に接触するための第
２カム手段。
第１の動作線は、第１カム手段を通じて、リードばねに
対して横断する方向に画成され、このため、挿入力が基
準軸に沿って物品に加えられたときに第１の動作線は挿
入力の成分を受ける。第２の動作線は第２カム手段を通
じてリードばねに対して略平行な方向に画成され、取出
力が基準軸に沿って物品に加えられたときに第２の動作
線は取出力の成分を受ける。これら挿入力及び取出力の
成分は、各々、第１ジョーを基準軸から偏倚させ、又取
出力対挿入力の比は１以上となるようにする。
別の実施例において、ばねにより取り付けられたジョー
は、第２ジョーの位置と同様に位置決めし、２つのジョ
ーが基準軸から偏倚する、該基準軸に対して対称状のグ
リッパを提供し得るようにする。この第２の実施例にお
いて、第１の実施例と同様に、取出力対挿入力の比は１
以上となるようにする。
（実施例） 第１図には、本発明と共に使用する水平マシーンセンタ
として構成された機械１０が図示されている。該機械Ｉ
Ｏは、Ｘ軸に沿って摺動可能なコラム１２を担持する後
部ベース１１を備える一方、コラム１２はＹ方向に可動
の垂直サドル１３を担持している。このサドル１３は該
サドル１３上にてＺ方向に可動の主軸キャリヤ１４を担
持しており、このため、回転主軸１５には互いに垂直な
３つの運動座標を備えることになる。機械の構成要素を
推進させるための適当な駆動装置が図示されテイル。こ
の形態の機械１０はシンシナティ・ミラクロン・インコ
ーホレイテッド（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ　ＭｉＩａｃｒ
ｏｎ　ｌｎｃ、＋）のモデルＩＩＰＭｃ　（高性能マシ
ーンセンタ）として販売されている。Ｘ、Ｙ及び２方向
への好適な運動・の形態が図示されているが、別の型式
の水平型マシーンセンタの場合には、個々の構成要素の
運動方向は異なっていても、機械主軸に対して合計３つ
の同一運動が行われることになろう。機械１０は後部ベ
ース１１に対して固定状態に固着されかつ加工操作のた
めに、その上に加工物を保持するのに適した前部ベース
Ｉ６を有している。加工物及びその保持方法は本発明の
一部を構成するものではないため、説明の便宜上省略し
た。
後部ベース１１は工具キャリヤ１７を支持している。該
工具キャリヤ１７は基本的に、チェーンマトリノクス工
具格納機構であり、該格納機構内には一部を明示した工
具グリッパ１８がチェーン２０のピッチ線１９に沿って
位置決めされている。
工具キャリヤ１７はベース手段２１を介して後部ベース
１１に固定されている一方、工具キャリヤ１７は工具の
交換のため、チェーン２０を位置決めする駆動モータ２
２及び歯車箱２３がその上端に設けられている。３つの
典型的な工具グリッパ１８が図示されているが、これら
工具グリッパ１８の中心は中空状態であり、ここに機械
主軸１５により担持された工具２４を受け入れるように
なっている。グリッパ１８は主軸１５と一直線に垂直方
向に位置決めされ、このため、工具２４を工具グリッパ
１８内に挿入するためにはこのグリッパをＸ方向に動か
すだけでよい。
第２図を参照すると、典型的な工具２５が図示されてい
るが、実際のカッタ２６は各種の形態することが出来る
（底フライス、ドリル等）。該カッタ２６は一般的な工
具ホルダ２７に固定されている。図示された該工具ホル
ダ２７は「■−フランジ」工具ホルダとして知られた周
知の型式のものであり、円形フランジ２８には工具を交
換するときに掴持するための環状のＶ溝２９が形成され
ている。工具ホルダ２７はテーバ付きの軸部分３０を膏
し、該軸部分３０は工具主軸１５の協働するテーバ付き
のソケッ１−３１内に嵌入される。該工具ホルダ２７の
その最後端には一般的な保持ノブ３２が設けられており
、このため、内部の保持手段３３は工具ホルダ２７を引
き寄せて主軸１５と緊密に係合させることが出来る。上
部ジ：１−３４及び下部ジヲー３５は工具をそのフラン
ジ２８の周囲で保持している。内部保持手段３３は周知
の各種の機構の１つとすることが出来るものであり、本
発明の一部を構成しないが、当業者には、希望するとき
には主軸１５のこの内部保持手段３３を選択的に使用し
て工具の締め付は及び解放を行うことが出来ることが理
解されよう。かかる工具保持手段の例は、本発明の譲受
人であるシンシナティ・ミラクロン・インコーボレイテ
ソドに譲渡されたケー・エフ・ボーン（Ｋ、　Ｆ、　Ｂ
ｏｎｅ）の米国特許第４゜８０５、３４９号に開示され
ている。
本発明によるグリッパの寸法比率を当業者に示すために
、２つの一般的なフランジ付き工具ホルダを例として考
えることが出来る。即ち、寸法「Ｄ」が約９．３７４ｃ
ａ＋　（３，６５６インチ）及びｒＬＪが１１．１８４
ｃｍ　（４，３６２インチ）であるＮｏ、　５０チーバ
エ具ホルダ、及び寸法ｒＤＪが約５．８４６ｃａ＋　（
２，２８０インチ）及びｒＬＪが７．８１７ｃｔａ　（
３，０４９インチ）であるＮｏ、４０チーバエ具ホルダ
である。
さらに、例えば「上部」とか「下部」等といった高さ位
置の基準に関係する表現が使用されているが、かかる表
現は単に、説明のためにのみ記載したものであり、特定
の基準を限定することを意図するものではない。本発明
と共に、各種の工具ホルダ２７を利用することが出来る
。例えば、■型フランジ以外の外表面を有する工具ホル
ダ、及びテーバ付きの軸部分３０ではなく、真直ぐな軸
を有する工具ホルダを利用することが出来る。第１図に
は、機械１０と共に使用して、自動作業を可能にする自
動制御装置３６、例えば、コンピュータ数値制御装置（
ＣＮＣ）が図示されている。かかる制御装置は、本発明
の譲受人であるシンシナティ・ミラクロン・インコーボ
レイテソドから購入可能であり、−膜内１．：ＡｃＲＡ
ＭＡＴｌｃ　８５０　ＣＮＣとして知られている。
第１図に図示された機械ＩＯは、多くの市販のマンニン
グ・センタに見られる別の工具交換用アームを備えてい
ない。その理由は、この機械１０は工具グリッパ１８と
協働する主軸１５の整合的な動きを利用することにより
、工具の交換作業を行うからである。しかし、当業者に
は、開示した基本的考えに従い、場合によっては本発明
と共に特別の工具交換スライド又は工具交換アームを使
用し得ることが理解されよう。
第１ａ図には、複数の工具グリッパ１８が後部ベース１
１上に担持された双方向型の回転ディスク７３７に取付
けられた、低密度の別の工具格納機構２５が図示されて
いる。
工具交換順序 第３ａ乃至第３ｅ図には、第１図の機械上にて工具を交
換する場合の順序が次のように図示されている。
第３ａ図には、機械１０のＸ軸が動く方向である、矢印
で示した半径方向に主軸１５が動く段階（ステップｌ）
が図示されている。このとき、工具２５ａは空のグリッ
パ１８ａ内に挿入され、上部及び下部グリッパがフラン
ジに対して協動的にかみ合う（第２図参照）。
第３ｂ図には、内部保持手段が工具保持ノブを解放した
後、主軸Ｉ５が矢印の方向に後退する段階（ステップ２
）が図示されている。このステップ２は機械１０上にお
いてＺ軸方回に動く段階である。
第３ｃ図には、工具キャリヤチェーン２０が矢印の方向
に動くことにより、隣接する次の下部グリッパ１８ｂ及
びその工具２５ｂが勤いてマシーン主軸１５と整合する
状態（ステップ３）が図示されている。
第３ｄ図には、主軸１５が矢印の方向に動いて前進し、
後続の工具２５ｂに係合する状態（ステップ４）が図示
されている。このステップ４の動作が完了したとき、内
部保持手段が作動され工具保持ノブをクランプ化めする
。第３ｅ図には、工具２５ｂが工具グリッパ＋８ｂから
取外された状態（ステップ５）が図示されている。これ
で機械１０は機械加工が開始可能な状態となる。
工具グリッパ 第４図は工具交換位置における、典型的な工具グリッパ
３８の第１図とは幾分穴なる状態の正面図である。この
工具グリッパ３８は、周知のエンジニアリング・熱可塑
性樹脂である「デルリン」１５０アセタール樹脂プレー
トから機械加工されたものである。この工具グリッパ３
８は均一な幅寸法をイｆし、場合よっては、伸長ブロッ
ク３９が取り付けられる。該伸長ブｏ　ツク３９はグリ
ッパ３８の本体４０にキー止めされると共に、反対側か
ら挿入されたキャップねじ４１により保持される。この
伸長ブロック３９について、以下、第５図を参照しなが
ら説明する。第４図に図示された工具グリッパの形状は
「非対称状」である。即ち、上部グリッパ４２及び下部
グリ・ツバ４３が同一でなく、工具グリッパ３８の本体
４０上に同一状態にて支持されてはいない。下部ジョー
４３には、工具ホルダ２７の■型フランジ２８の直径方
向断面と同一形状にした四半円形の切欠き部４４が設け
られている（第５図参照）。下部ジ！ｌ−４３の外端４
５は同様に、該四半円形の切欠き部４４に対して接線状
態に伸長し、協動する断面を有している。下部ジョー４
３は比較的剛性があり均一な幅を有する本体４０と一体
であり、これにより工具が垂直方向にて機械主軸１５と
整合された状態で支持され、連続的に工具を交換出来る
ようになっている。
第５図を参照すると、工具グリッパ３８は均一な幅寸法
を有しているため、上部ジＥｌ−４２及び下部ジョー４
３は同一面にある。軽量な工具、又は下部ジョー４３の
回りで特に釣り合いをとった工具を使用する場合、伸長
ブロック３９を使用せずにグリッパ本体４０だけを使用
することが必要である。かかる場合、プレート状の本体
４０は一本のチェーンのビン接続部に単にピン止めされ
、反転動作（即ち、工具グリッパをその通常の姿勢から
立ち上らせる動き）に伴う問題点を沼来しない。重く下
方に作用する荷重が各種の工具及び工具ホルダに加わる
場合、グリッパ本体４０の後部に形成された同様の穴（
図示せず）と−直線状になる１対のピン接続穴４６をそ
の最後端に有する伸長ブロック３つを利用することが望
ましい場合がある。この場合、並列チェーン４７を利用
しく第１４図参照）、グリッパ３８及びブロック３９を
双方のチェーン４７に対してビン化めする。場合によっ
ては、第２６図に示す方法にて強化プレート４８を工具
グリッパ３８に積層し、ジョー４２．４３が面外にて変
形しないようにすることが望ましいこともある。
グリッパ３８の上部ジョー４２は円弧状のグリ。
バ面４９を有し、該グリッパ而４９は下部ジョーの切欠
き部４４と同様に、工具ホルダの■字形断面に合う形状
をしており、工具フランジ２８の最大寸法ｒＤＪは中央
の把持位置に存在する。尚、概ね上記中央の把持位置か
ら各ジョーの曲率半径が開始する。中心の右側及び左側
の角度に対する一定の包み角度（ここでは約３００）が
設定されており、工具が把持位置に中心法めされたなら
ば、誤まって工具が半径方向に動くのを防止する。
上部ジ＝ｘ−４２は第７図に図示するように互いに平行
でありかつ均一な幅寸法を有する一体のリードばね５０
によってグリッパ３８の本体４０に取り付けられている
。第１部材を第２部材上に支持する場合、横方向のばね
荷重、即ち、リードばねの面に直角の荷重により、第１
部材はその姿勢（長さが等しいり一ドばねの場合）を維
持する横方向に動かされる。かかる場合、長さの等しい
リードばねは専しい応力を受ける。図示されたり一ドば
ね５０は長さに僅かに差があるため、特別設計のスペー
ス内に嵌まり、又、上部ジ１−４２はリードばね５０が
横方向にゆがむときに横方向に曲がる。完全に横方向の
荷重を受けるとき、全てのリードばね５０に作用する曲
げ応力はその寿命を延ばすために、略一定に保たれるよ
うにすることが望ましい。
横方向にゆがんだリードばねの応力は、次の応力計算式
により計算することが出来る。
Ｅｙｄ Ｓ＝　− １、′ ここで、Ｓは定数とし、６０００　ｐｓｉとする。（４
，０５２ｘ　ｌｏ’ｎｔ　　　　） ｃｍ” ｄ＝リードばねの肉厚ｃ＋ｓ（インチ）Ｌ−リードばね
の長さｃｐｓ　（インチ）ｙ＝リードばねの偏倚Ｃ１１
（インチ）ｅ−弾性率、３３４．０００　ｐｓｉ　（２
，２５６ｘｌＯ’ｎｔＣＩｍ” Ｌ″ ｄ＝　− ３Ｅｙ　　を用いると、 一定の応力モデルから次式に示すリードばねの肉厚ｄが
計算される。
リードばねＮｏ、　　Ｌ、　　ａｍ（インチ）　　ｄ、
　ａｍ（インチ）１　　　　８．６３５（３，４０）　
　　０．３５０（０，１３８）２　　　　８．３８１（
３，３）　　　　０．３３０（０，＋３０）３　　　　
８．１２７（３，２）　　　　０．３ＩＯ（０，２２）
４　　　　７．８７３（３，１）　　　　０．２９２（
０，１１５）５　　　　７．６１９（３，０）　　　　
０８２７２（ｆｌ、　＋０７）６　　　　７．３６５（
２，９）　　　　０．２５７（０，１０１）７　　　　
７．１１１（２，８）　　　　０．２３９（０，０９４
）８　　　　６．９３３（２，７３）　　　０．２２９
（０，０９０）９　　　　６．８５７（２，７０）　　
　０．２２１（０，０８７）８０≦） しは本実施例における配置状態から計算することが出来
る。それは、対応する各チェーンリンクが工具グリッパ
を担持すると考えるとき、グリッパの最大高さの寸法は
制限されるからである。隣接する対応リンクが開放した
。ままである場合、工具グリッパはより大きい寸法のも
のとすることが出来ることは勿論である。
第９図、第１０図及び第１１図を参照すると、１ｊ略化
したグリッパ５１は３つのリードばねを備えるのみであ
るから、本発明は容易に理解されよう。第９図には、上
部及び下部ジａ　　５３．５４間に把持された典型的な
円筒状の工具ホルダ５２が図示されており、これらジｖ
−５３，５４は、工具ホルダ５２を十分に保持し得る限
り各種の切欠き部を備えることが出来る。工具ホルダ５
２は丸型の断面である必要はなく、各種の断面形状のホ
ルダを把持することが出来る。例えば、３及び４個の丸
い突起部付きの多角形の断面とすることも出来る。第９
図において、上記ジー１−５３には、挿入される工具ホ
ルダ５２と接触する第１カム手段ないし入口カム面５５
（場合によってはより単純な傾斜面）が形成され、これ
によりジａ　　５３と工具ホルダ５２との間に接続線５
６が形成され、鎖線に沿って向かう工具挿入力の成分子
Ｔ［ＦｃＪによって、グリッパ５１と工具ホルダ５２と
が、工具ホルダの中心を通る水平な半径線又は基ｑ線「
Ｒ＾」に沿って加えられる工具挿入力ｒＴＩＦＪの影響
下で互いに相対的に動くようになっている。この工具挿
入力の成分子ＴＩＦｃＪはリードばねに対して主として
、横断する方向に作用し、これらリードばねを横方向に
移動させ得るように配設されている。
第１０図を参照すると、工具の挿入力ｒＴＩＦＪが幅広
の矢印にて示されている。図中、上部ジコー５３はリー
ドばね５７の基部に設定された基準点ｒＢＪに対して左
上方向に移動され易い。
上部ジーＪ−５３の把持切り欠き部５８には、工具ホル
ダ５２をグリッパ５１から取出すときに該工具ホルダ５
２の外面と協働する第２カム手段又は出口カム面５９が
設けられている。これにより、少なくともホルダ５２が
工具グリッパ５１から最初に出るときに、工具取出力の
成分子　ＴＲＦＣＪに対する動作線６０が形成される。
リードばね５７は工具取出力の成分子　ＴＲＦり及び角
度α（約３０°）における動作線６０に対して平行に配
設されているため、リードばね５７は横方向、即ち、ば
ね定数が比較的弱い方向に移動せず、むしろ、リードば
ねに対して略縦方向に力が加えられ、それ自体、直接的
な引張り力及び反転モーメントの形態にて現れ、最左側
のリードばね上に圧縮力を作用させる。第４図を参照す
ると、最左側のばねには、多少肉厚の厚い中央部分又は
バッド５０ａが設けられており、圧縮荷重の下、リード
ばね５０が屈曲するのを防止することで互いに補強し合
う。第９図には、工具取出力ｒ　ＴＲＦＪにより上部ジ
ョーは基準点「＾」を中心として屈折する、即ち、ジョ
ー５３は剛性な片持ちビームとして挙動する状態が図示
されている。第１１図には、工具取出力「ＴＲＦＪが幅
広の矢印の方向に加えられ、ジ：１−５３が距離δ、だ
け上方に偏倚する状態が図示されている。
上述のように、第４図を参照すると、第１図の工具キャ
リヤ１７に使用されるグリッパ３８の好適な実施例（第
９図−第１１図も参照）は、非対称状の形状を備え、下
部ジョー４３は本体４０を備えて比較的剛性であり、取
り上げ位置にて工具経路と整合されている（即ち、！ｓ
Ｉ＄軸ｒ　ＲＡＪに対して平行である）。その後、グリ
ッパ３８が工具取り上げ位置に対向するチェーン回路の
反対側に移動すると、グリッパ３８が反転されたときに
重力が偏向可能なジａ−４２に作用する。しかし、工具
ホルダは工具交換領域から還れた反転されたグリッパ３
８に正確に位置決めする必要はない。
さらに、第１図のチェーン回路の下部屈曲部において、
工具のｌｌｌｆｆ１によりジョーは開放する傾向となる
が、リードばねの縦方向においては比較的剛性なばね定
数により、工具は第１１図に図示すように適所に維持さ
れる。
しかし、第１２図は工具ホルダ６１が変形された対称的
な実施例を図示するものであり、この場合、上部ジョー
６２及び下部ジ：＋　　６３は双方共、同様の複数の平
行なリードばね６５を介してグリッパ本体６４にばね取
り付けされており、基準軸「Ｒ＾」を中心として鏡像状
の構造体を形成する。
グリッパ本体には、各種の構造材料を使用することが出
来るが、好適な実施例においては、エンジニアリング・
プラスチックである「デルリン」が使用されている。多
くの種類のプラスチックが採用可能であり、各種の熱可
塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を使用することが出来る。さ
らに、例えば、射出成形法により製造し得るような棒状
体又は板状体の材料を使用することが出来る。設計条件
により、特定の補強材、例えば、ガラス繊維を樹脂と共
に使用し、グリッパの性能を向上させることも可能であ
る。
第１３図はグリップ工具取出力ｒ　ＴＲＦＪと工具が零
位置、即ち把持された位置から外方向に移動する距離と
の関係をプロットしたものである。これら４つの曲線は
同一物品、即ち、第１６図−第２１図の射出成形された
グリッパに対するものである。これらと異なる寸法の成
形グリッパ及び機械前ニゲリッパにも同様の曲線をプロ
ットすることが出来る。４つの曲線は、新品状態時、２
５．　Ｇｏ。
サイクル時、１１８．０００サイクル時及び２４５．０
００サイクル時におけるグリッパをそれぞれ示している
。
下部ジョーが略剛性であるとみなした場合、上部ジョー
に対する取出反撥率は略直線状となり、零から曲線６６
における初期の正の傾斜部分として表示される。ピーク
力６７は部品の弾性試験中、幾分低下し、取出力の曲線
の部分６８は実際上、負の値となる。即ち、曲線はＸ座
標より下方の位置になる。このプロットされた負の力部
分は、明確に認識される。その理由は、グリッパジョー
の固有反撥力により該ジョーは工具の直径に対して反撥
するため、部品が圧迫され従って、その部品はジョーか
ら「射出」され易くなる。
第１４図は第１図の工具キャリヤ１７の側面図であり、
グリップ３８が並列チェーン４７のリンク機構に取り付
けられる状態が詳細に図示されている。並列チェーン４
７はリンクピン７０上に軸支されたローラ６９を有して
いる。該リンクピン７０は内側及び外側リンクプレー１
−７１，７２を通って伸長し、工具グリッパ３８及びそ
の延長部分３９に取り付けられている。チェーン４７は
離間して配設された駆動スプロケット７３．７４上に連
結されている。第１６図乃至第２３図には、成形工程が
容易であるように変形させた成形による工具グリッパ７
５が図示されている。このグリッパ延長部分７６は本体
７７と一体であり、略円筒状の壁７８がピン穴７９を囲
繞している。延長部７６の主補強壁８０は肉厚が薄くし
てあり、壁８０と筒状壁７８を補強する補強リブ８１．
８２間には心抜きしたソケット８１が形成されている。
グリッパ７５は両側から中央の補強ウェブ８４（第２３
図）まで伸長する心抜きした部分８３．８９を有してい
る。平行なリードばね８５は各々、長さ及び肉厚が等し
く、本体７７の共通の基準線から伸長している。ジョー
８６．８７の心抜きした部分８３．８９は「Ｉビーム」
状の断面を形成し、上部ジ：１　８６はリードばね８５
に対する屈曲部ｒＡＪにてリブ８８によりさらに補強さ
れている。
第２１図に図示したグリッパ７５の反対側は同様に構成
されているが、心抜きした穴８９が正面側のリブ（点線
で図示）に交差するリブを形成する。この設計は、材料
を節約し適正に冷却させかつ材料が金型中にて湯口を形
成させ易いようにする。
プラスチック製グリッパの極めて重要な特徴はジ３−を
把持された部分に対して予負荷させなくとも、大きい取
出し力が得られることである。非常な荷重を受けたプラ
スチック部材は応力の弛緩及びクリープ現象に起因して
、時間の経過と共にその予荷重を喪失する傾向がある。
秤旦尖皇旦 駆動キー装置 第２４図には、そのフランジ９２にｔａｏ’の対向状態
に形成されたキー溝９１を存し、主軸９４に取り付けら
れた駆動キー９３により駆動される工具ホルダ９０が図
示されている。駆動キー９３を使用する機械において、
主軸１５は工具９４を交換するため、同一の回転位置に
反復的に方向法めされる。工具９／Ｉが格納中、正確な
方向を向いているようにするため、グリッパ９５は例え
ば、下部ジー１−９７上にキ一部分９６が形成されるよ
うに製造することが出来る。
垂直マンニング・センタ 第２５図にはＸ、Ｙ及びＺ方向の動きを有する垂直７７
ニング・センタ＋００に具現化された本発明が図示され
ており、この場合、機械主軸１０１の主回転軸は組直方
向を向いている。工具キャリヤ１０３の工具グリッパ１
０２は水平面内に位置しており、工具取り上げ位置にて
工具１ｆ）４を交換することが出来る。ジョー１０５．
１０６がグリップ１０２の本体１０７に対して誤って傾
動しないようにするため、第２６図に図示するように１
対の補強プレート４８にてグリッパ１０２を挟持してい
る。固定された本体１０７と補強プレート４８間を通る
ねじ１０８が座金１０９及びナツト１１０により組み立
てられ、積層されたプレート４８とジｓ　　１０５．１
０６間に僅かな隙間を維持する。このため、リードばね
が取り付けられた偏倚可能なジョー１０５は自由に作動
することが出来る。プレート４８は工具＋０４を通すた
めの切り欠き部１１１を有している。
第１２図の対称形のグリッパ６１は関係する荷重及び工
具のチェーンに沿った利用可能なスペースいかんにより
、垂直装置（第２５図）にも同様に適用可能である。
ワークピースローダ さらに別の実施例として、第２７図には、物品グリッパ
１１２は旋盤及び研磨機械と共に使用されることが多い
、ワークピース１１４用のガントリーローダ１１３が図
示されている。該ローダは工作機械＋１６に架橋するフ
レームまたはガントリー１１５を備え、スライド１１７
がガントリー１１５に沿ってワークピース１１４の軸方
向に動くことが出来る。一方、スライド１１７はワーク
ピース１１４の軸方向に可動であり上下に往復運動する
１対のラム１１８を担持している。このラム１１８の端
部には、一体として作用し、軸状のワークピースを把持
する一対の並列グリッパ１１９が設けられている。長さ
がより短いワークピースの場合、１つのグリッパのみで
十分である。例えば、米国特許第４．３４８．０４４号
（本発明の譲受人であるシン７ナテイ・ミラクロル・イ
ンコーホレイテッドが譲受けた）に図示されたように、
ある従来の装置においては、グリッパは開放位置と閉じ
た位置間を作動させなければならない。しかし、第２７
図の実施例の場合、グリッパは、挿入力により装荷しよ
うとするワークピース１１４の直径の上を強制され、マ
シーンに装荷する領域に移動する間、取出力がより大き
いため、ワークピース１１４を把持し続けることが出来
る。センタの間にて装荷が行われたならば、非作動のグ
リッパ１１９からはアームに対して上方向に加えられる
縦方向の取出力によりワークピース１１４が引き出され
る。上述の装荷装置は、効果的で低床かつ極めて信頼性
の高いワークピース物品グリッパを提供するという本発
明の目的を達成し得るものである。
本発明の好適な実施例及び幾つかの別の実施例について
説明したが、これら説明は本発明をこれらにのみ限定す
ることを意図するものではない。
本発明は、特許請求の範囲に属する全ての構成及び変形
例をその範囲に包含するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、チェーン形式の工具格納マトリックスを有す
る多軸水平マンニング・センタの正面斜視図、第１ａ図
はディスク型式の工具格納マトリックスの正面図、第２
図は工具及び工具ホルダの側面図、第３ａ図乃至第３ｅ
図は工具交換時の動作順序を示す図、第４図は工具グリ
ッパの正面図、第５図は第４図の工具グリッパの側面図
、第６図は第４図の工具グリッパの底面図、第７図は第
４図の線７〜７に沿った工具グリッパの断面図、第８図
は第４図の線８−８に沿ったグリッパジョーの断面図、
第９図は第４図の工具グリッパの略図、第１０図は挿入
される工具を示す第９図の１具グリツパの図、第１１図
は取出される工具を示す第９図のグリッパの図、第１２
図は対称的な工具グリッパの正面図、第１３図は成形さ
れた工具グリッパの工具取出力対工具の移動距離との関
係を示すグラフ、第１４図は複数の工具グリッパを膏す
るチェーン型式の工具キャリヤの側面図、第１５図は複
数のチェーンを動かすための駆動スプロケットの部分正
面図、第１６図は射出成形された工具グ’Ｊ　ツバの止
血図、第１７図は第１６図の成形されたグリッパの底面
図、第１８図は第１６図の成形工具の平面図、第１７図
は第１６図の成形された工具グリッパの底面図、第１８
図は第１６図の成形された工具グリッパの平面図、第１
９図は第１６図の成形された工具グリッパの右側面図、
第２０図は第１６図の成形された工具グ’Ｊ　ツバの左
側面図、第２１図は第１６図の成形された工具グリッパ
の背面図、第２２図は第１６図の線２２−２２に沿った
断面図、第２３図は第１６図の線２３−２３に沿った断
面図、第２４図は駆動キー装置の工具グリッパの斜視図
、第２５図は垂直マンニング・センタの工具グリッパ装
置の斜視図、第２６図は第２５図の工具グリッパの分解
図、及び第２７図はワークピースローダ内にグリッパを
使用する旋盤の斜視図である。 １０：機械　　　　　１１ １２：コラム　　　　１３ １４：主軸キャリヤ　１５ １７：工具キャリヤ　１゛８ ２０、チェーン　　　２１ ２２、駆動モータ　　２３ ２４、工具　　　　　２５ ２６：カソタ　　　　２７ ２８：円形フランジ　２９ ３０・軸部分 ３１：テーバ付きソケット ３２：保持ノブ　　　３３ ３４：上部ジｇ−３６ ３９＝伸長ブロツク　４０ ４１：キャップねじ　４２ ４３：下部グリッパ　４４ ４５：下部ジョーの外端 ４６：ピン接続穴　　４７ ４８、強化プレート ；後部ベース ：サドル ：機械主軸 ：工具グリッパ ベース手段 ：Ｕａ車箱 工具 ：工具ホルダ 、■溝 ：保持手段 ：下部ジョー ：グリッパ本体 ：上部グリッパ ：切り欠き部 ：並列チェーン Ｆｉｇ、　７ ＼４゜ Ｆｔ’ｇ、　６ Ｆｔ’ｇ　／？ ヒ２Ｊ Ｆｔ’ｇ、２０ Ｆｉｇ、　２３ Ｆ／″ｇ、２２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、本体であって、該本体をグリッパキャリヤに取り付
    ける手段を有する前記本体と、前記本体上に取り付けら
    れ、基準軸を中心として対向状態に配設されると共に、
    前記軸から偏倚可能な第１ジョー及び第２ジョーと、 共に動き得るように接続された複数の平行なリードばね
    を有し、前記第１ジョーを前記本体に取り付けるリード
    ばね手段であって、前記リードばねが横方向に動き得る
    比較的小さいばね定数を有すると共に、前記リードばね
    に対して平行な縦方向に比較的大きいばね定数を有する
    前記リードばね手段と、 前記ジョー及び物品が前記軸線に沿って相対的に動いた
    とき、物品を挿入し及び取出すために、前記ジョーの間
    に形成された穴と、 前記グリッパ内に挿入される物品に接触し得るよう第１
    ジョーの上に設けられた第１カム手段と、前記グリッパ
    から取出される物品に接触し得るよう、第１ジョーの上
    に設けられた第２カム手段と、 前記リードばねに対して横断する方向に第１カム手段を
    通って画定された第１動作線であって、挿入力が前記基
    準軸に沿って物品に加えられるとき、挿入力の成分を受
    け取る前記第１動作線と、前記リードばねに対して略平
    行な方向に向けて第２カム手段を通って画定された第２
    動作線であって、取出力が前記基準軸に沿って物品に加
    えられるとき、取出力の成分を受け取る前記第２動作線
    とを備え、 前記挿入力の成分及び前記取出力の成分が前記第１ジョ
    ーを前記基準軸から偏倚させ、取出力対挿入力の比が１
    以上であるようにしたことを特徴とする物品グリッパ。 ２、前記グリッパが単一構造体であることを特徴とする
    請求項１記載の物品グリッパ。 ３、前記グリッパが成形された単一構造体であることを
    特徴とする請求項１記載の物品グリッパ。 ４、前記グリッパがプラスチックから成ることを特徴と
    する請求項２記載の物品グリッパ。 ５、前記グリッパが熱可塑性樹脂から成ることを特徴と
    する請求項２記載の物品グリッパ。 ６、前記グリッパが熱硬化性可塑性樹脂から成ることを
    特徴とする請求項２記載の物品グリッパ。 ７、前記グリッパがプラスチックから成ることを特徴と
    する請求項３記載の物品グリッパ。 ８、前記グリッパが熱可塑性樹脂から成ることを特徴と
    する請求項３記載の物品グリッパ。 ９、前記グリッパが熱硬化性可塑性樹脂から成ることを
    特徴とする請求項３記載の物品グリッパ。 １０、本体であって、該本体をグリッパキャリヤに取り
    付ける手段を有する前記本体と、前記本体上に取り付け
    られ、基準軸を中心として対向状態に配設されると共に
    、前記軸から偏倚可能な第１及び前記本体と一体の第２
    ジョーと、前記第１ジョーの上にあり、物品の外周と協
    働状態にかみ合い、前記物品の外周の一部分を離間させ
    、前記第２ジョー上に物品を保持するグリッパ面と、 共に動き得るように接続された複数の平行なリードばね
    を有し、前記第１ジョーを前記本体に取り付けるリード
    ばね手段であって、前記リードばねが横方向に動き得る
    比較的小さいばね定数を有すると共に、前記リードばね
    に対して平行な縦方向に比較的大きいばね定数を有する
    前記リードばね手段と、 前記ジョー及び物品が前記軸線に沿って相対的に動いた
    とき、物品を挿入し及び取出すために、前記ジョーの間
    に形成された穴と、 前記グリッパ内に挿入される物品に接触し得るよう第１
    ジョーの上に設けられた第１カム手段と、前記グリッパ
    から取出される物品に接触し得るよう、第１ジョーの上
    に設けられた第２カム手段と、 前記リードばねに対して横断する方向に第１カム手段を
    通って画定された第１動作線であって、挿入力が前記基
    準軸に沿って物品に加えられるとき、挿入力の成分を受
    け取る前記第１動作線と、前記リードばねに対して略平
    行な方向に向けて第２カム手段を通って画成された第２
    動作線であって、取出力が前記基準軸に沿って物品に加
    えられるとき、取出力の成分を受け取る前記第２動作線
    とを備え、 前記挿入力の成分及び前記取出力の成分が前記第１ジョ
    ーを前記基準軸から偏倚させ、取出力対挿入力の比が１
    以上であるようにしたことを特徴とする物品グリッパ。 １１、前記グリッパが単一構造体であることを特徴とす
    る請求項１０記載の物品グリッパ。 １２、前記グリッパが成形された単一構造体であること
    を特徴とする請求項１０記載の物品グリッパ。 １３、前記グリッパがプラスチックから成ることを特徴
    とする請求項１１記載の物品グリッパ。 １４、前記グリッパが熱可塑性樹脂から成ることを特徴
    とする請求項１１記載の物品グリッパ。 １５、前記グリッパが熱硬化性可塑性樹脂から成ること
    を特徴とする請求項１１記載の物品グリッパ。 １６、前記グリッパがプラスチックから成ることを特徴
    とする請求項１２記載の物品グリッパ。 １７、前記グリッパが熱可塑性樹脂から成ることを特徴
    とする請求項１２記載の物品グリッパ。 １８、前記グリッパが熱硬化性可塑性樹脂から成ること
    を特徴とする請求項１２記載の物品グリッパ。 １９、本体であって、該本体をグリッパキャリヤに取り
    付ける手段を有する前記本体と、前記本体上に取り付け
    られ、基準軸を中心として対向状態に配設されると共に
    、前記軸から偏倚可能な一対の同一のジョー組立体であ
    って、各々が、 前記軸から偏倚可能なジョーと、 共に動き得るように接続された複数の平行なリードばね
    を有し、前記第１ジョーを前記本体に取り付けるリード
    ばね手段であって、前記リードばねが横方向に動き得る
    比較的小さいばね定数を有すると共に、前記リードばね
    に対して平行な縦方向に比較的大きいばね定数を有する
    前記リードばね手段とを備える前記一対のジョー組立体
    と、前記グリッパ内に挿入される物品に接触し得るよう
    、第１ジョーの上に設けられた第１カム手段と、 前記グリッパから取出される物品に接触し得るよう、第
    １ジョーの上に設けられた第２カム手段と、 前記リードばねに対して横断する方向に第１カム手段を
    通って画成された第１動作線であって、挿入力が前記基
    準軸に沿って物品に加えられるとき、挿入力の成分を受
    け取る前記第１動作線と、前記リードばねに対して略平
    行な方向に向けて第２カム手段を通って画成された第２
    動作線であって、取出力が前記基準軸に沿って物品に加
    えられるとき、取出力の成分を受け取る前記第２動作線
    と、 前記ジョー及び物品が前記軸線に沿って相対的に動いた
    とき、物品を挿入し及び取出すために、前記ジョーの間
    に形成された穴と、を備え、 前記挿入力の成分及び前記取出力の成分が前記第１ジョ
    ーを前記基準軸から偏倚させ、取出力対挿入力の比が１
    以上であるようにしたことを特徴とする物品グリッパ。 ２０、前記グリッパが単一構造体であることを特徴とす
    る請求項１９記載の物品グリッパ。 ２１、前記グリッパが成形された単一構造体であること
    を特徴とする請求項１９記載の物品グリッパ。 ２２、前記グリッパがプラスチックから成ることを特徴
    とする請求項２０記載の物品グリッパ。 ２３、前記グリッパが熱可塑性樹脂から成ることを特徴
    とする請求項２０記載の物品グリッパ。 ２４、前記グリッパが熱硬化性可塑性樹脂から成ること
    を特徴とする請求項２０記載の物品グリッパ。 ２５、前記グリッパがプラスチックから成ることを特徴
    とする請求項２１記載の物品グリッパ。 ２６、前記グリッパが熱可塑性樹脂から成ることを特徴
    とする請求項２１記載の物品グリッパ。 ２７、前記グリッパが熱硬化性可塑性樹脂から成ること
    を特徴とする請求項２１記載の物品グリッパ。
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