JP3149853U

JP3149853U - ハンド装置

Info

Publication number: JP3149853U
Application number: JP2009000488U
Authority: JP
Inventors: 紘孝林
Original assignee: Shinmei Industry Co Ltd
Current assignee: Shinmei Industry Co Ltd
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2019-02-04

Abstract

【課題】ワークを確実に把持できると共に移動時にもワークに不必要に大きなクランプ力を加えることがないハンド装置を提供する。【解決手段】ワークＷを把持する閉じ端からワークＷを解放する開き端までの間を変位可能に構成された少なくとも一対のチャック爪１０ａ，１０ｂと、これらのチャック爪１０ａ，１０ｂによるワークＷの把持および解放を切り換えるようにチャック爪１０ａ，１０ｂを駆動する駆動手段とを有し、前記チャック爪１０ａ，１０ｂはワークＷを掛止してこれを支持する支持部１０ｃを備える。【選択図】図２

Description

本考案は、例えば工場内に点在配置されている加工ステーション間にわたって、ワーク（例えばエンジンなど）を搬送するワーク搬送装置において用いられるハンド装置を提供するものである。

従来より、例えばエンジンなどのワークを工場内に点在配置されている各種の加工装置間にわたって搬送するために、種々のワーク搬送装置が用いられている。

図７に示す従来のワーク搬送装置９０は、直線状または曲線状の走行レール９１と、この走行レール９１上を移動するローダ部９２とを備え、このローダ部９２は、搬送対象のワークＷを把持するハンド装置９３と、このハンド装置９３を上下移動させる昇降部９４とを有する。このワーク搬送装置９０では、前記ローダ部９２は走行レール９１上を移動し、この走行レール９１に沿って配置された加工機Ｍ１と対応する所定位置に停止し、ローダ部９２は、昇降部９４によってハンド装置９３を下降させ、ハンド装置９３から加工機Ｍ１へのワークＷの移載および／または加工機Ｍ１からハンド装置９３へのワークＷの移載が行われる。そして、上記操作は、ローダ部９２が加工機Ｍ２，Ｍ３に対応する所定位置に順次停止した際にも同様に行われる。

ハンド装置９３はワークＷに対してその両側部から挟み込むように押付けることによりこれを把持する一対のチャック爪９３ａと、これらのチャック爪９３ａによるワークＷの把持および解放を切り換えるようにチャック爪９３ａを移動させるための動力を供給する駆動モータ９３ｂとを備える。これにより、ワークＷを把持してこれを搬送するときには、チャック爪９３ａによって所定のクランプ力でワークＷを把持し続けた状態でワークＷを搬送する。

実用新案登録第３１２６６７４号公報

ところが、前記構成のハンド装置９３では前記チャック爪９３ａがワークＷを把持し、これをロックできる程度のクランプ力を加え続ける必要があるので、このクランプ力が何らかの原因で弱くなると、ワークＷを安定して把持できなくなるという問題がある。つまり、ワークＷを把持した状態において駆動モータ９３ｂは常にワークＷにこれを把持するための所定以上の力を出力し続ける必要があった。

また、大きな回転力を出力するためにはハンド装置９３は大型の駆動モータ９３ｂを備える必要があるので、それだけハンド装置９３が大きく重くならざるを得なかった。加えて、チャック爪９３ａによってワークＷに強いクランプ力を加え続けることにより、ワークＷに傷が残る可能性もあった。

本考案は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであり、ワークを確実に把持できると共に移動時にもワークに不必要に大きなクランプ力を加えることがないハンド装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、第１考案は、ワークを把持する閉じ端からワークを解放する開き端までの間を変位可能に構成された少なくとも一対のチャック爪と、これらのチャック爪によるワークの把持および解放を切り換えるようにチャック爪を駆動する駆動手段とを有し、前記チャック爪はワークを掛止してこれを支持する支持部を備えることを特徴とするハンド装置を特徴とするハンド装置を提供する。（請求項１）

前記構成によれば、駆動手段によってチャック爪を変位させてワークを把持する状態ではワークがチャック爪の支持部に係止することにより、ワークを吊すように持ち上げることができ、ワークが落ちないようにこれを支持することができる。ワークを移動させるときも駆動手段によって必要以上に大きな力でクランプすることがない。つまり、駆動手段は開閉時にチャック爪のみを変位させる程度の小さな駆動力を出力するものであればよい。

チャック爪の変位は支点を中心とする回動であることが好ましいが、チャック爪の変位は水平方向の移動であってもよい。

前記駆動手段は油圧シリンダ、エアシリンダ、ソレノイドなどの種々のアクチュエータを用いることが可能であるが、駆動モータを用いることが好ましい。また、駆動手段は大きな力を供給する必要がないので、小型化を達成することが可能であり、それだけハンド装置を軽量化することができる。

前記支持部はワークを掛止した状態で、チャック爪が開く方向の力を加えることがないように水平面を有することが好ましい。あるいは、支持部にワークの荷重が加わった状態でチャック爪に把持方向の力が加わるように形成された傾斜面を有することが好ましい。

前記チャック爪は支点を中心に回動自在に構成され、チャック爪の前記支点から離れた位置にそれぞれ設けた節にそれぞれ一端部が回動自在に連結された少なくとも一対のチャック側リンクと、前記駆動手段に連結されて回動自在に支持される駆動側リンクと、前記チャック側リンクの他端部に設けた節および駆動側リンクの遊端部に設けた節に両端部が回動自在に連結された中間リンクとからなるリンク機構を有し、前記少なくとも一対のチャック側リンクはチャック爪の閉じ端において直線上に配置されることによりその変位をメカロック状態に保持し、前記中間リンクと駆動側リンクはチャック爪の開き端において直線上に配置されることによりその変位をメカロック状態に保持するトグル構造を備える場合（請求項２）には、チャック爪によってワークを把持した状態でチャック爪が閉じ端から開くことがないようにトグル構造によってメカロック状態に保持するので、ワークを把持した状態でたとえ駆動手段が駆動力をかけ続けなくてもチャック爪が容易に開くことがない。同様に、チャック爪を開き端に変位させた状態でもこれが容易に閉じることがない。

前記チャック爪は閉じ端に変位させた状態でその先端部を互いにオーバーラップさせてワークを保持するラップ部を備える場合（請求項３）には、ワークを把持した状態でより確実にこれを保持することができるので、搬送中にワークを落とすことがなく安全性がさらに高くなる。

前述したように、本考案によれば、ワークを確実に把持できると共に支持部にワークを掛止してワークを安定した状態で把持するので、確実に把持するために駆動手段によりワークを強くクランプする必要がなく、それだけ駆動手段の軽量化およびコンパクト化を図ることができる。また、ワークを強くクランプすることに伴う傷が付く虞なく、ワークを確実に把持することができる。駆動手段が低推力でチャック爪に変位のための動力を供給するので、万一作業者の手がチャック爪に挟まれることがあったとしても怪我をする程の大きな力が手にかかることがなく安全性が向上する。駆動手段が小さくなればなるほど製造コストを削減できるだけでなく、消費電力も低く抑えることができる。

前記チャック爪に連結されたリンクがチャック爪の閉じ端および開き端においてその変位をメカロック状態に保持するトグル構造を備えることにより、チャック爪によってワークを把持した状態（閉じ端）およびチャック爪を開いた状態（開き端）においてその状態を保持できるので、チャック爪の開閉時のみ駆動手段から動力を供給し、チャック爪が開き端または閉じ端に位置する状態では、この状態を維持する方向に弱い力をかけ続けるか、この動力供給を止めることも可能である。

また、閉じ端における両側のチャック爪の先端部にラップさせてワークを支持するラップ部を備えることにより、より安定した把持を実現できる。

本考案の実施形態に係るハンド装置を用いた搬送装置の全体構成およびハンド装置の動作を説明する図である。前記ハンド装置の開き端に変位した状態を示す側面図である。前記ハンド装置の閉じ端に変位した状態を示す側面図である。前記ハンド装置を別の角度から見た側面図である。前記ハンド装置を水平方向に一部切断して示す断面図である。前記ハンド装置の構成を一部透過して示す斜視図である。従来のハンド装置を用いた搬送装置の全体構成を示す図である。

以下、図１〜図６を用いて、本考案の実施形態に係るハンド装置１の構成および動作を説明する。図１は本発明の前記ハンド装置１を用いる搬送装置２の全体構成およびハンド装置１の動作を説明する図、図２は開き端に変位した状態におけるハンド装置１の構成を示す側面図、図３は閉じ端に変位した状態におけるハンド装置１の構成を示す側面図、図４はハンド装置１の別の側面図、図５は前記ハンド装置１を水平方向に一部切断して示す断面図、図６はハンド装置１の一部を透視して示す斜視図である。

図１に示すように、本実施形態のハンド装置１を用いるワーク搬送装置２は、加工エリアＡ１，Ａ２…に合わせて配置された直線状または曲線状の走行レール３と、この走行レール３上を移動するローダ部４とを備え、このローダ部４は、搬送対象のワークＷを把持するハンド装置１と、このハンド装置１を上下移動させる昇降部５とを有する。

前記ワーク搬送装置２において、前記ローダ部４は走行レール３上を移動し、この走行レール３に沿って配置された搬送元の加工エリアＡ１，Ａ２…と対応する所定位置に停止し、昇降部５によってハンド装置１を下降させ、ハンド装置１によって加工エリアＡ１、Ａ２…内に配置されたワークＷを把持させて、昇降部５によってハンド装置１を上昇させ、搬送先の加工エリアＡ１，Ａ２…と対応する所定位置に移動し、昇降部５によって再びハンド装置１を下降させ、ハンド装置１を開いてワークＷを解放することにより、ワークＷの移載を行うことができるように構成している。

図２〜図６に示すように、ハンド装置１はワークＷを把持する閉じ端からワークＷを解放する開き端までの間を変位可能に構成された少なくとも一対のチャック爪１０と、このチャック爪１０に連結されたリンク機構１１と、このリンク機構１１に連結されてチャック爪１０によるワークＷの把持および解放を切り換えるようにチャック爪１０を駆動する駆動手段１２とを有する。

特に図４に示すように、前記ハンド装置１は天面板１ａの両側に取り付けられた一対の側面板１ｂ，１ｃと、これらの側面板１ｂ，１ｃの更に外側に取り付けられてワークＷの上面に合わせてこれをガイドする切り欠きＣ（図２、図６（Ｂ）参照）を形成してなるガイド板１ｄ、１ｅを備え、さらに、天面板１ａの中央部から下方に垂下するガイド軸１ｇを備える。また、ＳはワークＷの把持状態を確認するセンサである。

前記チャック爪１０は図２，図３に示すように、側面視Ｊ字状に湾曲させた形状の二対の爪１０ａ，１０ｂを備え、図４に示すように、一方の爪１０ａが他方の爪１０ｂの間に入るように配置されている。また、図３に示すように、前記チャック爪１０の各爪１０ａ，１０ｂはその先端部においてワークＷを掛止してこれを支持する支持部１０ｃを備える。さらに、チャック爪１０は回転軸Ｏを支点として回動自在に支持されており、この回転軸Ｏを中心に回動することにより変位できるように構成されている。

また、チャック爪１０ａ，１０ｂは、図３に示すように、ハンド装置１を閉じ端に変位させた状態において、チャック爪１０ａ，１０ｂの先端部を互いにオーバーラップさせてワークを保持するラップ部１０ｄを備える。

前記リンク機構１１はチャック爪１０ａ，１０ｂの前記回転軸Ｏから離れた位置にそれぞれ設けた節Ｊａ，Ｊｂにそれぞれ一端部が回動自在に連結された２対のチャック側リンク１１ａ，１１ｂと、前記駆動手段１２に連結されて前記回転軸Ｏを支点にして回動自在に支持される駆動側リンク１１ｃと、前記チャック側リンク１１ａ，１１ｂの他端部に設けた節Ｊｃおよび駆動側リンク１１ｃの遊端部に設けた節Ｊｄに両端部が回動自在に連結された中間リンク１１ｄとを備える。また、１１ｅは前記節Ｊｃに連結されると共に前記ガイド軸１ｇに対して上下方向に摺動自在に取り付けられたガイドブロックである。（図６（Ａ），図６（Ｂ）も参照）

前記リンク機構１１はトグル構造を備えるものである。すなわち、図２に示すように、前記中間リンク１１ｄと駆動側リンク１１ｃはチャック爪１０ａ，１０ｂの開き端において直線Ｌ１上に配置されることによりその変位をメカロック状態に保持し、図３に示すように、前記チャック側リンク１１ａ，１１ｂはチャック爪１０ａ，１０ｂの閉じ端において水平方向の直線Ｌ２上に配置されることによりその変位をメカロック状態に保持するように構成されている。

図５，図６（Ａ）に示すように、前記駆動手段１２は駆動モータ１２ａと、この駆動モータ１２ａに取り付けられた歯車１２ｂと、この歯車１２ｂに噛み合うと共に前記回転軸Ｏに連結された歯車１２ｃとを備える。なお、駆動モータ１２ａはチャック爪１０ａ，１０ｂを開閉させるときにこれを変位させることができる程度の動力を出力可能であれば良いので、小型化を達成することができる。また、駆動手段１２は駆動側リンク１１ｃを正逆方向に回転させるものであればよいので、ソレノイド、エアシリンダ、油圧シリンダなどのその他の駆動手段を用いてもよいことはいうまでもない。

以下、前記構成のハンド装置１の動作を説明する。
図２に示すように、開き端にある状態のハンド装置１は中間リンク１１ｄと駆動側リンク１１ｃが直線Ｌ１上に配置されてメカロックの状態になっているので、回転軸Ｏを図示時計回りに回動させない限り、ハンド装置１を開いた状態を保持することができる。なお、駆動手段１２は回転軸Ｏを図示反時計回りに回動させる方向に弱い回転トルクを掛け続けるものであることにより、ハンド装置１の開放状態をより安全に保持することができる。

次いで、ハンド装置１がワークＷの上方からこれを把持することができる高さまで下降すると、センサＳがこのワークＷを検知し、図６に示す駆動モータ１２ａを左回転（反時計回り）させることにより、駆動モータ１２ａに取り付けられた歯車１２ｂを左回転させて、この歯車１２ｂに噛み合っている歯車１２ｃが右回転（時計回り）する。

このとき、歯車１２ｃと回転軸Ｏで連結されている駆動側リンク１１ｃが右回転することにより、連結リンク１１ｄが引き下げられて、図３に示すように、チャック爪１０ａ，１０ｂが閉じ方向に変位（回動）する。

図３は、ハンド装置１が閉じ端にある状態を示すものであり、この状態において、チャック爪１０ａ，１０ｂの先端部がワークＷの下部に当接する水平な部分からなる支持部１０ｃを形成しているので、ワークＷがチャック爪の支持部に掛止することにより、言わばこの支持部１０によってワークＷが吊されるように支持されるので、ワークＷの自重によってハンド装置１が開くことがない。

また、ハンド装置１が閉じ端にある場合には、前記チャック側リンク１１ａ，１１ｂはチャック爪１０ａ，１０ｂの閉じ端において水平方向の直線Ｌ２上に配置されてメカロックの状態になっているので、ハンド装置１が簡単に開くことを防止できる。なお、駆動手段１２は回転軸Ｏを図示時計回りに回動させる方向に弱い回転トルクを掛け続けるものであることにより、ハンド装置１の把持状態をより安全に保持することができる。

本考案のハンド装置１では開き端と閉じ端の両方において、メカロックを掛けることができるように構成してあるので、ワークＷを把持する状態で強い回転力でワークＷを締付ける必要がなく、搬送時の消費電力を低く抑えるだけでなく、駆動モータ１２を小型化することにより、省エネルギーに寄与することができる。また、ワークＷを強い力で押付ける必要がないので、チャック爪１０ａ，１０ｂによってワークＷが傷つけられることを防止できる。加えて、チャック爪は閉じ端に変位させた状態でその先端部を互いにオーバーラップさせてワークを保持するラップ部を備えることにより、ワークＷをさらに確実に把持することができる。

１ハンド装置
１０ａ，１０ｂチャック爪
１０ｃ支持部
１０ｄラップ部
１１ａ，１１ｂチャック側リンク
１１ｃ駆動側リンク
１２駆動手段
Ｌ１，Ｌ２直線
Ｗワーク

Claims

ワークを把持する閉じ端からワークを解放する開き端までの間を変位可能に構成された少なくとも一対のチャック爪と、これらのチャック爪によるワークの把持および解放を切り換えるようにチャック爪を駆動する駆動手段とを有し、前記チャック爪はワークを掛止してこれを支持する支持部を備えることを特徴とするハンド装置。
前記チャック爪は支点を中心に回動自在に構成され、チャック爪の前記支点から離れた位置にそれぞれ設けた節にそれぞれ一端部が回動自在に連結された少なくとも１対のチャック側リンクと、前記駆動手段に連結されて回動自在に支持される駆動側リンクと、前記チャック側リンクの他端部に設けた節および駆動側リンクの遊端部に設けた節に両端部が回動自在に連結された中間リンクとからなるリンク機構を有し、前記少なくとも１対のチャック側リンクはチャック爪の閉じ端において直線上に配置されることによりその変位をメカロック状態に保持し、前記中間リンクと駆動側リンクはチャック爪の開き端において直線上に配置されることによりその変位をメカロック状態に保持するトグル構造を備える請求項１に記載のハンド装置。
前記チャック爪は閉じ端に変位させた状態でその先端部を互いにオーバーラップさせてワークを保持するラップ部を備える請求項１または請求項２に記載のハンド装置。