JP2017001113A - 把持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でワークを確実に把持することができる「把持装置」を提供する。
【解決手段】ワークを把持する把持部材６が互いの先端側を連結した内側可撓性片７と外側可撓性片８とで構成され、そのうち内側可撓性片７の上端側が支持ブロック５に固定された固定端部７ａとなっていると共に、外側可撓性片８の上端側が可動体４に固定された可動端部８ａとなっており、駆動モータ２を駆動源として可動体４上下方向に往復移動することにより、内側可撓性片７と外側可撓性片８の先端側がワークに対して近接および離反する方向へ弾性変形するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品に装着される操作つまみ等のワークを把持するための把持装置に関するものである。

ワークを把持する把持装置では、把持対象となるワークの形状や大きさ等によって種々のものが採用されており、例えば、むきエビのように不定形で変形し易いワークを把持する把持装置として、特許文献１に記載された構造のものが提案されている。

特許文献１に開示された従来の把持装置は、支持本体と、支持本体の上部に取り付けられたエアシリンダと、エアシリンダのロッドに取り付けられた円柱状のブッシュと、基端側が支持本体に固定された複数本の針状フィンガとを備えており、これら針状フィンガはワークを取り囲むように円周上で等間隔に配置されている。針状フィンガはスプリング鋼等の可撓性に富む素材で形成されており、その先端側は中心に向かって略「くの字」形状に塑性加工されている。ブッシュは各針状フィンガの中央部に配置されており、エアシリンダの伸長作動によって支持本体から押し出されるようになっている。

このように構成された把持装置において、載置台上に供給されたワーク（例えば、むきエビ）を把持して所定のステージまで搬送する場合、まず、エアシリンダを伸長作動させてブッシュを支持本体から押し出すことにより、縮径状態となっていた各針状フィンガを拡径状態に弾性変形させる。この状態で把持装置を下降させて各針状フィンガの先端をワークの周囲に位置させた後、エアシリンダを縮小作動させてブッシュを支持本体内に引き込むと、各針状フィンガが自身の弾性力で元の形状に復帰して縮径するため、ワークが各針状フィンガによって把持される。しかる後、把持装置を上昇させることにより、各針状フィンガ間に把持されたワークが載置台から取り出されるため、この状態のままワークを所定のステージまで搬送することができる。

特許第２７１６５７３号公報

前述した従来の把持装置では、予め「くの字」形状に塑性加工した複数本の針状フィンガをブッシュの押し出し動作によって拡径させた後、ブッシュの引き込み動作によって各針状フィンガを縮径させてワークの周面に当接させるという構造であるため、各針状フィンガが元の「くの字」形状に戻ろうとする弾性力によってワークが把持されることになる。このため、個々の針状フィンガの弾性力をそれ程高く設定することは困難となり、ワークを包囲するように多数の針状フィンガを配置しないと、ワークを確実に把持することができなくなるという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成でワークを確実に把持することができる把持装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の把持装置は、支持本体と、この支持本体の軸線方向における延長線上に配置されるワークを包囲するように配置された複数の把持部材と、これら把持部材を動作させる駆動手段とを備えた把持装置において、前記把持部材が互いの先端側を連結した内側可撓性片と外側可撓性片とからなり、これら内側可撓性片と外側可撓性片の後端側のうち、いずれか一方を前記支持本体に固定された固定端部となすと共に、いずれか他方を前記支持本体に対して移動可能な可動端部となし、前記駆動手段によって前記可動端部を前記支持本体の前記軸線方向に往復移動することにより、前記把持部材がワークに対して近接および離反する方向へ弾性変形するように構成した。

このように構成された把持装置では、先端側を連結した内側可撓性片と外側可撓性片の後端側が固定端部と可動端部の２つに分かれており、リニアモータ等からなる駆動手段によって可動端部を支持本体の軸線方向に往復移動すると、内側可撓性片と外側可撓性片の先端側がワークに対して近接および離反する方向へ弾性変形するため、個々の把持部材を大きな弾性力でワークの外周面に圧接させることができ、簡単な構成でありながらワークを確実に把持することができる。

上記の構成において、内側可撓性片と外側可撓性片に先端から後端部にかけて直線状に延びるスリットがそれぞれ形成されており、このスリットによって内側可撓性片と外側可撓性片が片持ち状に延びる複数の弾性爪に分割されていると、各弾性爪の先端部をワークの外周面の形状に倣って変形（追従）させることが可能となるため、異形状のワークでも確実に把持することができる。

この場合において、複数の弾性爪の後端側が固定端部で一体化されていると共に、複数の弾性爪の後端側が可動端部で一体化されていると、把持部材の固定端部と可動端部を支持部材に組み込む作業が容易になって好ましい。

また、上記の構成において、弾性爪の先端にワークと点接触可能な球面部が設けられていると、弾性爪の先端部とワークの外周面との接触状態が安定化して好ましい。

また、上記の構成において、支持本体にワークと接触可能な当接部材が設けられており、この当接部材が複数の把持部材で囲まれた空間内に突出していると、ワークの上面を当接部材で押え付けて軸線方向の移動を規制した状態で、複数の把持部材の先端部でワークの外周面を安定的に把持することができて好ましい。

この場合において、当接部材の先端部にワークを吸着可能な吸着用開口部が設けられていると、把持後のワークを安定した姿勢で所定のステージまで搬送することができると共に、搬送後のワークを当接部材で押し込みながら把持解除することにより、ワークを対象製品の所定位置に容易に組み込むことができて好ましい。

本発明の把持装置によれば、簡単な構成でワークを確実に把持することができる。

本発明の実施形態例に係る把持装置を上方から見た斜視図である。 該把持装置を下方から見た斜視図である。 該把持装置の分解斜視図である。 図１のIV−IV線に沿う断面図である。 該把持装置の要部を示す正面図である。 該把持装置に当接部材を装着した実施例を示す斜視図である。 図６に示す把持装置の動作説明図である。 該把持装置でワークを把持した状態を示す説明図である。 該把持装置で別形状のワークを把持した状態を示す説明図である。 該把持装置に他の当接部材を装着した実施例を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態例に係る把持装置の斜視図である。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１〜図５に示すように、本実施形態例に係る把持装置は、中空構造のベース部材１と、ベース部材１の上端部に搭載された駆動モータ２と、ベース部材１の内部に上下方向（図１のＺ１−Ｚ２方向）へ移動可能に配置された連結体３と、連結体３に一体化された可動体４と、ベース部材１の下端部に固定された支持ブロック５と、ベース部材１から下方へ突出する２つの把持部材６とを備えて構成されている。

ベース部材１と支持ブロック５はネジ止め等の手段で一体化されて支持本体を構成しており、ベース部材１には上下方向へ延びるガイド溝１ａが形成されている。

駆動モータ２は直動型ステッピングモータやリニアモータのように上下動可能なるロッド２ａを有する駆動手段であり、この駆動モータ２の代わりにエアシリンダを用いることも可能である。

連結体３は駆動モータ２のロッド２ａに取り付けられており、連結体３と可動体４はネジ止め等の手段で一体化されて可動ブロックを構成している。可動体４はベース部材１のガイド溝１ａよりも若干幅狭な部材であり、駆動モータ２の作動によってガイド溝１ａ内を上下動するようになっている。

２つの把持部材６はベース部材１の中心を通る垂直軸（ロッド２ａの軸線）を挟んだ左右方向（図１のＸ１−Ｘ２方向）の対向位置に配置されており、これら把持部材６はいずれも全体的にＶ字形状をしている。把持部材６は二股状に連結された内側可撓性片７と外側可撓性片８とで構成されており、これら内側可撓性片７と外側可撓性片８の先端側（下端側）は一体化されている。内側可撓性片７の後端側（上端側）は固定端部７ａとなっており、この固定端部７ａは支持ブロック５にネジ止め等の手段を用いて固定されている。外側可撓性片８の後端側（上端側）は可動端部８ａとなっており、この可動端部８ａは可動体４の外周面にネジ止め等の手段を用いて固定されている。

内側可撓性片７と外側可撓性片８には先端から後端部にかけて直線状に延びるスリットＳが形成されており、このスリットＳはベース部材１の前後方向（図１のＹ１−Ｙ２方向）に沿って所定間隔を存して複数形成されている。これらスリットＳによって、内側可撓性片７が固定端部７ａを基端側として片持ち状に延びる複数の弾性爪に分割されると共に、外側可撓性片８が可動端部８ａを基端側として片持ち状に延びる複数の弾性爪に分割されている。また、内側可撓性片７と外側可撓性片８の連結部分である先端側、すなわち各弾性爪の先端には球面部６ａが形成されており、これら球面部６ａはワークと点接触可能な曲面形状となっている。なお、これら内側可撓性片７と外側可撓性片８は合成樹脂材料を用いて一体成形されているが、ステンレス鋼やリン青銅等のばね性に富む金属材料を用いて形成することも可能である。

２つの把持部材６の内側可撓性片７に形成された固定端部７ａどうしはベース部材１の下方で左右方向に離反しているため、図６に示すように、ベース部材１の下端部に２つの把持部材６で囲まれた空間内に突出する当接部材１０を取り付けることができる。この当接部材１０はウレタンゴム等の弾性材料で形成されており、その大きさや形状は把持部材６と干渉しないように配慮されている。以下、かかる当接部材１０を付設した把持装置の作用について、主に図６〜図９を参照しつつ説明する。

駆動モータ２のロッド２ａが初期位置で停止しているとき、図６に示すように、一対の把持部材６は、いずれも内側可撓性片７と外側可撓性片８が弾性変形していないＶ字形状に維持されており、一方の把持部材６の先端に形成された各球面部６ａは直線上に一列に並び、他方の把持部材６の先端に形成された各球面部６ａも直線上に一列に並んでいる。

この状態で駆動モータ２に電流を供給してロッド２ａを上方へ移動させると、連結体３と可動体４がベース部材１のガイド溝１ａ内を上方へ移動し、それに伴って把持部材６の外側可撓性片８が持ち上げられるため、図７（ａ）に示すように、内側可撓性片７と外側可撓性片８は外側へ開くように弾性変形する。

また、図６に示す状態で駆動モータ２に上記と逆向きの電流を供給してロッド２ａを下方へ移動させると、連結体３と可動体４がベース部材１のガイド溝１ａ内を下方へ移動し、それに伴って把持部材６の外側可撓性片８が押し下げられるため、図７（ｂ）に示すように、内側可撓性片７と外側可撓性片８は内側へ閉じるように弾性変形する。

このように作用する把持装置を用いて載置台上に供給されたワークを把持して所定のステージまで搬送する場合、まず、駆動モータ２のロッド２ａを上方へ作動させて外側可撓性片８を持ち上げることにより、図７（ａ）に示すように、一対の把持部材６を外側に開いた湾曲状態に弾性変形させる。

次に、この状態で把持装置を下降させて両把持部材６の先端の球面部６ａをワークの周囲に位置させた後、駆動モータ２のロッド２ａを下方へ作動させて外側可撓性片８を押し下げると、図７（ｂ）に示すように、両把持部材６が内側へ閉じるように弾性変形するため、ワークの外周面が両把持部材６の球面部６ａによって把持される。その際、当接部材１０の下端をワークの上面に押し付けた状態で両把持部材６を内側へ弾性変形させると、両把持部材６の球面部６ａでワークの外周面を安定的に把持することができる。しかる後、把持装置を上昇させることにより、両把持部材６の球面部６ａ間に把持されたワークが載置台から持ち上げられるため、この状態のままワークを所定のステージまで搬送することができる。

ここで、把持部材６を構成する内側可撓性片７と外側可撓性片８には先端から後端部にかけて直線状に延びる多数のスリットＳが形成されており、これらスリットＳによって内側可撓性片７と外側可撓性片８が片持ち状に延びる複数の弾性爪に分割されているため、各弾性爪の先端に形成された球面部６ａをワークの外周面の形状に倣って変形（追従）させることができる。

例えば、図８に示すように、把持されるワークＷが一面を湾曲させた平面視三角形状の部品（操作つまみ等）である場合、ワークＷの平坦な一面に対して一方の把持部材６の各球面部６ａが直線状配列を維持したまま圧接されると共に、ワークＷの湾曲した対向面に対して他方の把持部材６の各球面部６ａが独立変位して圧接されるため、このような異形状のワークＷを確実に把持することができる。また、図９に示すように、把持されるワークＷが全周を湾曲させた平面視円形状の部品である場合、ワークＷの相対向する湾曲面に対して両把持部材６の各球面部６ａが独立変位して圧接されるため、このような異形状のワークＷでも確実に把持することができる。

以上説明したように、本実施形態例に係る把持装置では、ワークを把持する把持部材６が互いの先端側を連結した内側可撓性片７と外側可撓性片８とで構成されており、そのうち内側可撓性片７の後端側（上端側）が支持ブロック５に固定された固定端部７ａとなっていると共に、外側可撓性片８の後端側（上端側）が可動体４に固定された可動端部８ａとなっている。そして、この可動体４を駆動モータ２等からなる駆動手段によって上下方向に往復移動することにより、二股に分かれた内側可撓性片７と外側可撓性片８の先端側がワークに対して近接および離反する方向へ弾性変形するようになっているため、一対の把持部材６を大きな弾性力でワークの外周面に圧接させることができ、簡単な構成でありながらワークを確実に把持することができる。

また、本実施形態例に係る把持装置では、把持部材６を構成する内側可撓性片７と外側可撓性片８にその先端から後端部にかけて直線状に延びる多数のスリットＳが形成されており、これらスリットＳによって内側可撓性片７と外側可撓性片８が片持ち状に延びる複数の弾性爪に分割されているため、各弾性爪の先端部をワークの外周面の形状に倣って変形（追従）させることができ、異形状のワークでも確実に把持することができる。しかも、各弾性爪の先端にワークと点接触可能な球面部６ａが形成されているため、弾性爪の先端部とワークの外周面との接触状態を安定化させることができる。

また、ベース部材１の下端部に両把持部材６で囲まれた空間内に突出する当接部材１０を取り付けることが可能となり、その場合、ワークの上面を当接部材１０で押え付けて上下方向の移動を規制した状態で、両把持部材６の先端部でワークの外周面を安定的に把持することができる。

なお、当接部材としては図６に示すような弾性材料で形成されたものに限らず、図１０に示すように、別の形態の当接部材１１を用いることも可能である。この当接部材１１は上下方向へ移動可能となっており、その先端にワークの上面を吸着可能な吸着用開口部１１ａを有しているため、両把持部材６で把持したワークを吸着用開口部１１ａで吸着しながら安定した姿勢で所定のステージまで搬送することができる。しかも、当該ステージに搬送後のワークを対象製品の所定位置に組み込む際に、当接部材１１を下方へ移動させてワークを押し込みながら把持解除すれば、ワークを対象製品の所定位置に容易に組み込むことができる。

また、上記実施形態例では、ベース部材１の中心軸を挟んだ対向位置に２つの把持部材６を配置し、これら２つの把持部材６によってワークを把持するようにしているが、把持部材６の数は２つに限定されず、図１１に示すように、例えば３つの把持部材６を周方向に等間隔をおいて配置するようにしても良い。

また、上記実施形態例では、内側可撓性片７の上端側を固定端部７ａとすると共に、外側可撓性片８の上端側を可動端部８ａとした場合について説明したが、これとは逆に、外側可撓性片８の上端側を支持本体に固定される固定端部とし、内側可撓性片７の上端側を支持本体に対して移動可能な可動端部とすることも可能である。

１ ベース部材
１ａ ガイド溝
２ 駆動モータ（駆動手段）
２ａ ロッド
３ 連結体
４ 可動体
５ 支持ブロック
６ 把持部材
６ａ 球面部
７ 内側可撓性片
７ａ 固定端部
８ 外側可撓性片
８ａ 可動端部
１０，１１ 当接部材
１１ａ 吸着用開口部
Ｓ スリット
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. 支持本体と、この支持本体の軸線方向における延長線上に配置されるワークを包囲するように配置された複数の把持部材と、これら把持部材を動作させる駆動手段とを備えた把持装置において、
   前記把持部材が互いの先端側を連結した内側可撓性片と外側可撓性片とからなり、これら内側可撓性片と外側可撓性片の後端側のうち、いずれか一方を前記支持本体に固定された固定端部となすと共に、いずれか他方を前記支持本体に対して移動可能な可動端部となし、前記駆動手段によって前記可動端部を前記支持本体の前記軸線方向に往復移動することにより、前記把持部材がワークに対して近接および離反する方向へ弾性変形するようにしたことを特徴とする把持装置。
2. 請求項１の記載において、前記内側可撓性片と前記外側可撓性片に先端から後端部にかけて直線状に延びるスリットがそれぞれ形成されており、このスリットによって前記内側可撓性片と前記外側可撓性片が片持ち状に延びる複数の弾性爪に分割されていることを特徴とする把持装置。
3. 請求項２の記載において、複数の前記弾性爪の後端側が前記固定端部で一体化されていると共に、複数の前記弾性爪の後端側が前記可動端部で一体化されていることを特徴とする把持装置。
4. 請求項２または３の記載において、前記弾性爪の先端にワークと点接触可能な球面部が設けられていることを特徴とする把持装置。
5. 請求項１の記載において、前記支持本体にワークと接触可能な当接部材が設けられており、この当接部材が複数の前記把持部材で囲まれた空間内に突出していることを特徴とする把持装置。
6. 請求項５の記載において、前記当接部材の先端部にワークを吸着可能な吸着用開口部が設けられていることを特徴とする把持装置。