JPH0442569Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、ロボツトを用いる作業装置に関す
る。

背景技術 生産ラインはもとより、日常生活では、剛体の
繰返し性のある軸方向の保持・固定には、ねじ締
結が、簡便で信頼性が高いので、広く採用されて
いる。ところが、この雄ねじを雌ねじに締込む動
作を通常の産業用ロボツト、すなわちセンサなど
によつて作業状況をリアルタイムで応答させない
組付け機械に行なわせると、部品寸法のばらつき
および部品のセツト１誤差などによつて、角度方
向の誤差すなわちこじりが生じ、完全な繰返し信
頼性でねじ込み作業をさせることは不可能であ
る。このこじりが生じると、ロボツトのアームが
ロツクし、それ以降の作業が不可能になつたり、
大事な製品のねじ部を損傷させる場合が生じる。

もつと詳しく述べると、第１１図は先行技術の
ジヤケツト１と資料容器２とを取外した状態を示
す断面図であり、第１２図はジヤケツト１に資料
容器２を取付けた状態を示す断面図である。この
ような構造は、石炭・水スラリの粘度を測定する
粘度分析計において用いられる。ジヤケツト１の
通過孔３には、試料を予め定めた温度に保つため
の媒体、たとえば水が循環される。このジヤケツ
ト１の筒４内には、試料容器２の筒５が内装され
る。筒５は有底であり、この筒５の底部にはキヤ
ツプ６が固定される。キヤツプ６には、内ねじ７
が刻設される。ねじ７は、ジヤケツト１の筒４に
形成された外ねじ８に螺合し、こうして試料容器
２の筒５に収納された資料が、ジヤケツト１の空
間３を流れる媒体によつて希望する温度に加熱ま
たは冷却される。このようなねじ７，８の締結に
よつてジヤケツト１と試料容器２とのねじ締結が
行なわれる。このようなねじ締結は、上述のよう
にロボツトで自動化を行なう際に、こじりを生じ
易いという問題がある。

考案が解決すべき問題点 本考案の目的は、ロボツトなどを用いて、前述
のこじりなどが生じることなしに、着脱を行なう
ことができるようにした着脱構造を提供すること
である。

問題点を解決するための手段 本考案は、(a)複数軸を有し、駆動手段５８によ
つて相互の近接方向および離反方向に変位する一
対のフインガ５６，５７を有する作業端５５が設
けられているアーム１７を備え、各フインガ５
６，５７は、相互に対向する内面に凹溝５９を有
する産業用ロボツト１０と、 (b) 直円筒状の軸部５０と、この軸部５０に小径
部が連なる第１円錐台部５１と、第１円錐台部
５１の大径端に連なつて半径方向外方に突出し
ている大径部５２と、大径部５２に大径端が連
なる第２円錐台部５３とが、この順序で同軸に
連なつて形成され、前記フインガ５６，５７の
凹溝５９によつて把持される被把持手段４５
と、 (c) 弾性手段４４であつて、 （c1） 軸部５０に固定される第１支持板４６
と、 （c2） もう１つの第２支持板２８と、 （c3） 第１支持板４６に一端部が固定され、
第２支持板２８に他端部が固定され、第１支
持板４６側に半径方向外方に広がるように傾
斜されており、周方向に等間隔をあけて配置
される複数の細長い弾性板４７とを有し、 （c4） 自然状態で軸線４８に関して線対称に
構成される、そのような弾性手段４４と、 (d) 複数のピン３０であつて、各ピン３０は、第
２支持板２８の弾性体４７と反対側の表面に立
設される直円柱状の軸部３１と、その軸部３１
の遊端部に固定されかつ軸部３１よりも大径で
ある頭部３２とを有し、仮想円上に周方向に等
間隔をあけて形成される、そのようなピン３０
と、 (e) 物体本体１２に固定されるアタツチメント３
４であつて、このアタツチメント３４は、各ピ
ン３０に個別的に対応して形成される複数の取
付孔３９が形成された薄板状の取付板３８を有
し、各取付孔３９は、頭部３２の外径よりも大
きい内径を有し頭部３２が挿通する一対の挿通
孔４０，４１と、この各挿通孔４０，４１に連
なりピン３０の軸部３１の外径ｄ１よりも大き
い幅ｄ３を有しかつ頭部３２の外径ｄ２よりも
小さい幅ｄ３を有する係止孔４２とを有し、係
止孔４２の長手軸線方向両端部は各挿通孔４
０，４１に連なり、各挿通孔４０，４１の中心
と係止孔４２の長手軸線とは、前記仮想円と同
一の半径を有する仮想円上にあり、取付孔３９
にピン３０が挿通係止することが可能となるよ
うに取付板３８の弾性手段４４とは反対側に、
収納空間６０を有する、そのようなアタツチメ
ント３４とを含み、 (f) アタツチメント３４は、そのアタツチメント
３４に形成されるねじ３５と、物体本体１２に
形成されるねじとが螺合して固定され、 (g) 産業用ロボツト１０の前記アーム１７によつ
てピン３０を一方の挿通孔４０に嵌り込ませて
前記ねじ３５の締結方向６０に作業端５５を角
変位してピン３０を取付孔３９に取付け、前記
締結方向６０にさらに作業端５５を角変位して
ピン３０を他方の挿通孔４１から取外すことを
特徴とするロボツトを用いる作業装置である。

作 用 本考案に従えば、ワークおよびツールなどの物
体本体１２には、アタツチメント３４が固定され
ており、このアタツチメント３４には、弾性手段
４４に取付けてあるピン３０が着脱され、この弾
性手段４４は被把持部材４５を介して産業用ロボ
ツト１０のアーム１７に設けられている作業端５
５の一対のフインガ５６，５７によつて把持され
るようにしたので、前記弾性手段４４の働きによ
つて、たとえば組立てられる部品間の水平方向お
よび角度方向の誤差が比較的大きくしても、組立
てを確実に行うことが可能になる。

またこの弾性手段４４は、被把持部材４５に設
けられており、この被把持部材４５を産業用ロボ
ツト１０のアーム１７の作業端５５によつて把持
するようにしたので、産業用ロボツト１０のアー
ム１７の可搬能力が低減されることはない。

さらにまた本考案に従えば、弾性手段４４に
は、ピン３０に挿通係止するアタツチメント３４
を介して物体本体１２が取付けられるので、その
弾性手段４４の弾性体４７には、アーム１７の作
業端５５の重力が作用することはなく、したがつ
て弾性体４７に作用する力が低減される。そのた
め産業用ロボツト１０のアーム１７の加減速時に
おける物体本体１２の動作ぶれを、制御すること
ができる。

また本考案に従えば、アタツチメント３４と物
体本体１２との固定は、そのアタツチメント３４
に形成されるねじ３５と、物体本体１２に形成さ
れるねじとが螺合して達成され、したがつてアタ
ツチメント３４と物体本体１２とを取外すことが
可能であり、アタツチメント３４が不要であると
きには物体本体１２から取外しておき、必要なア
タツチメント３４の数を低減することができる。

特に本考案に従えば、産業用ロボツト１０のア
ーム１７を用いて物体本体１２に固定されている
アタツチメント３４とピン３０との着脱を行うに
あたり、ピン３０を一方の挿通孔４０に嵌り込ま
せて前記ねじ３５の締結方向６０に作業端５５を
角変位してピン３０を取付孔３９に取付け、この
取外時には、作業端５５を前記締結方向６０にさ
らに角変位し、ピン３０を他方の挿通孔４１から
取外すようにしたので、そのような着脱時におい
て、アタツチメント３４と物体本体１２とのねじ
締結が確実であり、アタツチメント３４と物体本
体１２とのねじ締結が緩んでしまつて外れてしま
うというおそれがなく、動作が確実である。この
ような作業は、特に自動化が要求されるロボツト
を用いる分野において重要なことである。

実施例 第１図は、本考案の一実施例の全体の構造を示
す断面図である。複数軸を有する産業用ロボツト
１０によつて粘度分析計１１のジヤケツト１２に
試料容器１３を着脱動作する。産業用ロボツト１
０は、支柱１４と複数のアーム１５，１６，１７
等を有する。粘度分析計１１は、第２図に示され
るように支柱１８と、鉛直軸線を有するジヤケツ
ト１２が設けられる。このジヤケツト１２の空間
１９には、恒温槽２０からの予め定めた温度を有
する媒体、たとえば水がポンプ２１によつて供給
されて循環し、その水は再び恒温槽２０に戻る。
ジヤケツト１９の同軸に形成された筒２２内に
は、試料容器１３の筒２３が下方から挿入され
る。この筒２３内には、第３図に示されるよう
に、石炭・水スラリなどの試料２４が貯留されて
いる。試料容器１３がジヤケツト１２に装着され
た状態で、粘度分析計１１のロータ２５が試料２
４に浸漬された状態でこのロータ２５がモータ２
６によつて鉛直軸線まわりに回転駆動される。こ
うしてロータ２５を試料２４内で回転駆動するこ
とによつて、ロータ２５の受ける反力ないしは粘
性抵抗を電気的に検出し、粘度を測定する。この
筒２３は、有底であり、その底付近の外周には、
外ねじ２７が刻設される。支持板２８には支持筒
２９が固定されており、この支持筒２９に形成さ
れた内ねじ、筒２３の外ねじ２７がねじ締結され
て筒２３と支持板２８とが固定される。

試料容器１３の支持板２８上には、ピン３０が
立設される。このピン３０は直円柱状の軸部３１
と、その軸部３１の端部に固定された頭部３２と
を有する。頭部３２の外径ｄ１は軸部３１の外径
ｄ２よりも大径である。ピン３０は周方向に等間
隔をあけて複数（この実施例では４）形成されて
おり、このピン３０の軸線は、筒２３の軸線に平
行であり、ピン３０の軸線は筒２３の軸線を中心
とする共通の仮想円周上にある。試料容器１３が
ジヤケツト１２に取付けられた状態では、筒２３
の軸線はジヤケツト１２の軸線に一致している。

第４図はジヤケツト１２の下方から見た斜視図
であり、第５図はそのジャケツト１２の底付近の
断面図である。ジヤケツト１２の下部には、アタ
ツチメント３４が固定される。このアタツチメン
ト３４は、ジヤケツト１２の筒２２に形成された
外ねじ３５に螺合する内ねじを有する外向きフラ
ンジ３６と、このフランジ３６の外周縁から下方
に延びる短筒部３７と、短筒部３７の下端から半
径方向内方に広がる薄板状の取付板３８とを有す
る。取付板３８には、周方向に等間隔をあけて複
数（この実施例では４）の取付孔３９が形成され
る。各取付孔３９は、試料容器１３のピン３０に
個別的に対応する。

第６図は、取付板３８に形成された取付孔３９
の底面図である。この取付孔３９は、一対の挿通
孔４０，４１とこれらの挿通孔４０，４１を連続
する係止孔４２とを有する。挿通孔４０，４１
は、ジヤケツト１２の周方向に間隔をあけて形成
されており、その内径はピン３０の頭部３２の外
径よりも大きい。係止孔４２は、ピン３０の軸部
３１の外径ｄ１よりも大きい幅ｄ３を有し、かつ
頭部３２の外径ｄ２よりも小さい幅ｄ３を有す
る。挿通孔４０，４１の中心と係止孔４２の軸線
は、ジヤケツト１２の軸線を中心とする共通の仮
想円上にあり、この仮想円は、ピン３０が配置さ
れた前述の仮想円と同一の半径を有する。

第７図を参照して、試料容器１３の支持板２８
には弾性手段４４が設けられ、この弾性手段４４
によつて被把持部材４５が取付けられる。

第８図は、弾性手段４４と被把持部材４５との
斜視図である。支持板２８ともう１つの支持板４
６との間には、周方向に等間隔をあけて複数（こ
の実施例では４）の弾性体４７が介在される。こ
の弾性体４７は棒状であり、ゴムなどの弾性を有
する材料から成り、ばね定数は、たとえば
3210Kgf／cmであり、その軸線方向の両端部が支
持板２８，４６にそれぞれ固定される。弾性体４
７の軸線は、支持板４６側に半径方向外方に広が
るように傾斜されており、この弾性手段４４は自
然状態で軸線４８に関して線対称に構成される。
こうして弾性手段４４によつて試料容器１３をジ
ヤケツト１２に装着する際に、水平方向および角
度方向の比較的大きな誤差をも修正することがで
き、両者の取付けが確実に行なわれる。

第９図は、被把持部材４５付近の断面図であ
る。この被把持部材４５は、直円筒状の軸部５０
と、円錐台部５１と、大径部５２と、円錐台部５
３と、軸部５４とから成り、大径部５２は半径方
向外方に突出している。

前述の第７図を再び参照して、ロボツトのアー
ム１７に設けられている作業端５５は、第９図に
示される一対のフインガ５６，５７を有する。こ
のフインガ５６，５７は駆動手段５８によつて相
互の近接方向および離反方向に変位する。

第１０図は、フインガ５６の斜視図である。こ
のフインガ５６はその外径が大略的には偏平な板
状であり、被把持部材４５の円錐台部５１，５３
と大径部５２とに対応する凹溝５８が形成され
る。この凹溝５８が、被把持部材４５の円錐台部
５１，５３と大径部５２とにぴつたりと嵌合する
ことによつて、被把持部材４５がフインガ５６，
５７によつて確実に把持されて装着される。フイ
ンガ５６，５７は、第９図から明らかなように、
相互に対向する内面に凹溝５９を有する。被把持
部材４５は、直円筒状の軸部５０と、この軸部５
０に小径端が連なる円錐台部５１と、円錐台部５
１の大径端に連なつて半径方向外方に突出してい
る大径部５２と、大径部５２に大径端が連なる円
錐台部５３とが、この順序で同軸に連なつて形成
される。

弾性手段４４において、支持板４６は軸部５０
に固定され、複数の細長い弾性体４７の一端部は
支持板４６に固定され、弾性体４７の他端部は支
持板２８に固定される。ピン３０は、支持板２８
の弾性体４７とは反対側の表面に立設される直円
柱状の軸部３１と、その軸部３１の遊端部に固定
され、かつ軸部３１よりも大径である頭部３２と
を有する。アタツチメント３４は、物体本体であ
るジヤケツト１２に固定され、このアタツチメン
ト３４は、取付孔３９が形成された取付板３８を
有し、取付孔３９は、各ピン３０に個別的に対応
して複数形成される。取付孔３９の一対の各挿通
孔４０，４１は、ピン３０の頭部３２の外径より
も大きい内径を有し、頭部３２が挿通する。係止
孔４２の長手軸線方向の両端部は、各挿通孔４
０，４１に連なる。このアタツチメント３４にお
いて、第５図に明らかに示されるように、取付板
３８はフランジ３６との間に収納空間６０が形成
されており、これによつて取付孔３９にピン３０
が挿通係止することが可能となる。この収納空間
６０は、取付板３８の弾性手段４４とは反対側
（すなわち第５図の取付板３８よりも上方）に形
成される。

この実施例では、アーム１７に作業端５５が取
付けられており、試料容器１３には弾性体４７を
介して被把持部材４５が取付けられている。こう
してピン３０のごく近傍に弾性体４７が存在して
いるので、筒２３の軸線とジヤケツト１２の筒２
２の軸線とが水平方向および角度方向に誤差が存
在しても、しかもその誤差が比較的大きくても、
確実に装着が可能となる。このことは、筒２３が
軸線方向に比較的長いときであつても弾性手段４
４による上述の機能が十分発揮される。

またこの実施例では、アーム１７に作業端５５
が取付けられているので、その作業端５５によつ
て移動される物体の可搬能力低減を防ぐことがで
きる。

さらにまたこの実施例では、ロボツト側、すな
わち作業端５５およびアーム１７には弾性手段４
４が取付けられていないので、作業端５５によつ
て弾性手段４４による弾性を必要としない作業に
おいて、作業端５５による可搬重量を増大するこ
とができる。

さらにまた本件実施例では、弾性体４７によつ
て試料容器１３が支持されるので、その弾性手段
４４によつて支持される重量は比較的小さくてす
み、したがつてハンドリング時におけるアーム１
７の加減速時における試料容器１３の動作ぶれを
抑制することができる。

ロボツトの作業端５５によつて被把持部材４５
を把持し、試料容器１３内に試料２４を収納した
状態において、ジヤケツト１２の下方から筒２
３，２２の軸線を一致したままで試料容器１３を
上昇する。こうしてピン３０の頭部３２が取付孔
３９の一方の挿通孔４０に嵌り込む。この状態で
作業端５５が第６図の矢符６０の方向に角変位す
ることによつて、頭部３２は係止孔４２の位置に
もたらされる。こうして試料容器１３がジヤケツ
ト１２に取付けられた状態となる。ジヤケツト１
２から試料容器１３を取外すには、作業端５５に
よつて試料容器１３を第６図の矢符６０の方向に
角変位する。これによつてピン３０の頭部３２は
フランジ３６，３８間の空間にある状態内で他方
の挿通孔４１に変位する。この状態で試料容器１
３を下方に変位することによつて、この試料容器
１３をジヤケツト１２から取外すことができる。

試料容器１３の着脱時における回転方向６０
は、ジヤケツト１２の筒２２に形成されたねじと
フランジ３６のねじ３５とのねじ締結状態におい
て、そのねじが締付けられる方向に一致してお
り、また同様にして試料容器１３の筒２３のねじ
２７が支持板２８に固定されている筒部２９との
ねじ締結状態におけるねじが締付けられる方向に
一致している。したがつてロボツトの作業端５５
によつて試料容器１３が一方向６０に角変位する
ことによつてジヤケツト１２との着脱が可能とな
り、ねじ締結状態が緩んだり外れたりする恐れが
なくなる。しかも仮に、試料容器１３をジヤケツ
ト１２にねじ締結するとすれば、こじりを生じる
恐れがあるけれども、本件実施例ではその恐れが
なくなり、またわずかな角変位量で、いわばワン
タツチ式で着脱が可能になる。さらにまたこの実
施例では、前述の第１１図および第１２図におい
て関連して述べた先行技術における筒４に形成さ
れた外ねじ７に、フランジ３６の内ねじを螺合す
ることによつて既存のジヤケツト１をそのまま利
用することができて都合がよい。

効 果 以上のように本考案によれば、こじりを生じる
ことなく、ロボツトなどを用いて自動的に着脱を
行なうことができるようになる。特に本考案によ
れば、物体本体１２に固定されるアタツチメント
３４の取付板３８に形成された複数の取付孔３９
には、ピン３０が個別的に挿通係止して着脱可能
であり、このピン３０は弾性手段４４を介して被
把持部材４５に設けられ、被把持部材４５は、産
業用ロボツト１０のアーム１７に設けられている
作業端５５の一対のフインガ５６，５７によつて
把持されるようにしたので、着脱をロボツトによ
つて自動的に行うことができるという優れた効果
が達成される。またフインガ５６，５７は、駆動
手段５８によつて相互の近接方向および離反方向
に変位することによつて、そのフインガ５６，５
７の相互に対向する内面に形成された凹溝５９に
よつて被把持部材４５が把持され、これによつて
フインガ５６，５７による被把持部材４５の着脱
が容易である。

また本考案によれば、アタツチメント３４に形
成されている複数の各取付孔３９は、一対の挿通
孔４０，４１が、係止孔４２の長手軸線方向両端
部に連なつて形成されており、アタツチメント３
４に形成されるねじ３５と物体本体１２に形成さ
れるねじとが螺合して両者３４，１２が固定さ
れ、産業用ロボツト１０のアーム１７は、ピン３
０を、一方の挿通孔４０から係止孔４２へ、前記
ねじ３５の締結方向６０に角変位して取付け、ま
たその締結方向６０にさらに作業端５５を角変位
してピン３０を他方の挿通孔４１から取外すよう
にしたので、アタツチメント３４と物体本体１２
とのねじ３５による締結が確実であつて、その締
結状態が緩んだり外れてしまうというおそれがな
く、このことは特に産業用ロボツト１０を用いて
作業の自動化を図る上で重要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の全体の構成を示す
断面図、第２図は粘度分析計１１の斜視図、第３
図は試料容器１３の断面図、第４図はジヤケツト
１２の下方から見た斜視図、第５図はジヤケツト
１２の底部付近の断面図、第６図は挿通孔３９の
底面図、第７図は試料容器１３とそれに関連する
構成を示す側面図、第８図は弾性手段４４と被把
持部材４５とを示す斜視図、第９図は被把持部材
４５を示す断面図、第１０図はフインガ５６の斜
視図、第１１図および第１２図は先行技術を示す
断面図である。 １０……ロボツト、１１……粘度分析計、１２
……ジヤケツト、１３……試料容器、１５，１
６，１７……アーム、３０……ピン、３１……軸
部、３２……頭部、３９……取付孔、４０，４１
……挿通孔、４２……係止孔、４４……弾性手
段、４５……被把持部材、４７……弾性体、５５
……作業端、５６，５７……フインガ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (a) 複数軸を有し、駆動手段５８によつて相互の
   近接方向および離反方向に変位する一対のフイ
   ンガ５６，５７を有する作業端５５が設けられ
   ているアーム１７を備え、各フインガ５６，５
   ７は、相互に対向する内面に凹溝５９を有する
   産業用ロボツト１０と、 (b) 直円筒状の軸部５０と、この軸部５０に小径
   部が連なる第１円錐台部５１と、第１円錐台部
   ５１の大径端に連なつて半径方向外方に突出し
   ている大径部５２と、大径部５２に大径端が連
   なる第２円錐台部５３とが、この順序で同軸に
   連なつて形成され、前記フインガ５６，５７の
   凹溝５９によつて把持される被把持手段４５
   と、 (c) 弾性手段４４であつて、 （c1） 軸部５０に固定される第１支持板４６
   と、 （c2） もう１つの第２支持板２８と、 （c3） 第１支持板４６に一端部が固定され、
   第２支持板２８に他端部が固定され、第１支
   持板４６側に半径方向外方に広がるように傾
   斜されており、周方向に等間隔をあけて配置
   される複数の細長い弾性体４７とを有し、 （c4） 自然状態で軸線４８に関して線対称に
   構成される、そのような弾性手段４４と、 (d) 複数のピン３０であつて、各ピン３０は、第
   ２支持板２８の弾性体４７と反対側の表面に立
   設される直円柱状の軸部３１と、その軸部３１
   の遊端部に固定されかつ軸部３１よりも大径で
   ある頭部３２とを有し、仮想円上に周方向に等
   間隔をあけて形成される、そのようなピン３０
   と、 (e) 物体本体１２に固定されるアタツチメント３
   ４であつて、このアタツチメント３４は、各ピ
   ン３０に個別的に対応して形成される複数の取
   付孔３９が形成された薄板状の取付板３８を有
   し、各取付孔３９は、頭部３２の外径よりも大
   きい内径を有し頭部３２が挿通する一対の挿通
   孔４０，４１と、この各挿通孔４０，４１に連
   なりピン３０の軸部３１の外径ｄ１よりも大き
   い幅ｄ３を有しかつ頭部３２の外径ｄ２よりも
   小さい幅ｄ３を有する係止孔４２とを有し、係
   止孔４２の長手軸線方向両端部は各挿通孔４
   ０，４１に連なり、各挿通孔４０，４１の中心
   と係止孔４２の長手軸線とは、前記仮想円と同
   一の半径を有する仮想円上にあり、取付孔３９
   にピン３０が挿通係止することが可能となるよ
   うに取付板３８の弾性手段４４とは反対側に、
   収納空間６０を有する、そのようなアタツチメ
   ント３４とを含み、 (f) アタツチメント３４は、そのアタツチメント
   ３４に形成されるねじ３５と、物体本体１２に
   形成されるねじとが螺合して固定され、 (g) 産業用ロボツト１０の前記アーム１７によつ
   てピン３０を一方の挿通孔４０に嵌り込ませて
   前記ねじ３５の締結方向６０に作業端５５を角
   変位してピン３０を取付孔３９に取付け、前記
   締結方向６０にさらに作業端５５を角変位して
   ピン３０を他方の挿通孔４１から取外すことを
   特徴とするロボツトを用いる作業装置。