JPS641265B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に搬送、交換等のため被加工物ま
たは工具を把持する目的で使用される如き物品把
持機構に係るものである。特に、本発明は機械ロ
ーダか末端奏効器官として把持装置を利用するロ
ボツト機械に典型的に使用できる型式のグリツパ
に係るものである。

作動せしめられる指片を有する型の物品グリツ
パが開示され、このグリツパでは１つの把持指片
または一層一般的には、１対の向かい合つた把持
指片がハウジングに枢着された圧縮ばねの如き機
械的装置により締め付けた位置に偏倚される。選
択された時点において、機械的偏倚力に打ち勝ち
指片を物品を抜き出すか差し込むため指片をクラ
ンプ外し位置に動かすため加圧流体が利用され
る。ある場合には偏倚クランプばねは主として動
力作動せしめられるクランプ要素に対して単に補
助にすぎず、動力が欠乏した場合に「安全」機構
となりクランプを保持して物品を落とさない役割
を果たす。

本発明の発明者が認識しているところによれ
ば、偏倚ばねまたは同様な型式の力付与機構によ
り締め付けられている物品の搬送中、異常に大き
い瞬間的加速度がかかるとその加速度により生じ
る力が実際に締め付け力を与えているばねの力に
打ち勝ち、物品の締め付け状態がゆるむことがあ
り得る。その場合に、物品はその後の作業に対し
て誤つて位置決めされる。事実完全に落下せしめ
られ損傷することもある。

本出願人はクランプ外し力がかけられる選択さ
れた時点までクランプ指片を運動不能にするため
の物品グリツパ用に掛け金を設けることにより従
来技術の装置に固有の欠点をなくした。

従つて、本発明の１つの目的は、錠止め型指片
の把持装置を提出することである。

本発明の他の１つの目的は、締付けおよびクラ
ンプ外し作動力を順次に容易にかけられる指片把
持装置用の錠を提供することである。

本発明は把持される部品に近接するよう運動せ
しめられることのできる物品把持装置として具体
化して示してある。この装置はクランプ外し位置
から締め付けた位置へまたはその反対に可動であ
るハウジングに枢着された少くとも１つのクラン
プ指片を支持している。クランプ指片との間に物
品を把持するためこの指片に向かい合わせにして
共働するハウジング要素が装置され、このハウジ
ング要素はハウジングに設けた同様な枢着されて
いるクランプ指片で構成できる。直線的作動子が
ベルクランクを介して枢着されたクランプ指片に
リンク式に接続されこの作動子はハウジングから
力を受ける第１の「硬い」ばねにより偏倚せしめ
られている。クランプ指片が硬め付けた位置にあ
ると、干渉くさびブロツクは作動子から力を受け
る第２の「軟かい」ばねによりクランプ指片に対
し偏倚せしめられる。くさびブロツクは指片の錠
止め部分に係合して指片が外部の力により開くこ
とを防止する。作動子とくさびブロツクとは同軸
の要素であり、作動子はくさびブロツクのシリン
ダ部分に収容されたピストン部分を有している。
作動子に内部に通じる口孔を設けるより、加圧さ
れた流体はシリンダ空所に指向せしめられること
ができ、その際にくさびブロツクは最初第２の
「軟かい」偏倚ばねに打ち勝ち、クランプ指片か
ら後退せしめられる。くさびブロツクはハウジン
グに設けた固定の肩部に接触するまで第１の後方
に向かう方向に運動し続け、固定の肩部に接触す
るとくさびブロツクは「不動」になり次いで作動
ピストンは第１の「硬い」偏倚ばねに打ち勝ち肩
部から遠ざかる第２の方向に押され指片を「開」
位置にピボツト運動させる。その後、シリンダ空
所に収容された流体圧力を解放すると順次にまず
作動子を再び偏倚させ次いで偏倚ばねの作用によ
りくさびブロツクを再び偏倚させ、従つて、指片
を「閉じた」位置にピボツト運動させ錠止めす
る。

添付図面の第１図を参照すると、回転被加工物
１１を機械加工する旋盤１０の如き工作機械が示
してある。被加工物１１は工作機械と工作機械の
一端部に位置決めされたコンベアアセンブリ１２
との間を典型的なシヤフトローダ１３により移送
され、このシヤフトローダは一般に通路機構１５
とモーター１７およびスクリユー１８により通路
機構１５に沿い位置決め可能なローダスライド１
６が設けてある天井フレーム１４を有する構造体
から成る。ローダスライド１６は１対の物品把持
アセンブリ１９を支持していて、これら把持アセ
ンブリ１９は完成した被加工物１１を機械から持
ち上げ未加工の被加工物１１を機械に差し込む作
業員の「手」として作用する。完成した被加工物
は次いで機械１０の端部にまで運ばれてコンベア
アセンブリ１２に載せられるようにし、その際に
１つの未加工の被加工物１１がコンベアアセンブ
リ１２から選択されその後交換のため、機械加工
帯域に戻される。物品把持アセンブリ１９にはそ
れを矢印方向に直線的に運動させる位置決めシリ
ンダ２０が設けてある。しかしながら、もし本発
明の物品把持アセンブリ１９が米国特許第
4068536号明細書に記載した如きロボツト腕の末
端奏効器官に取り付けられるとすれば、位置決め
のシリンダはロボツト腕が把持された被加工物を
任意の最終位置に向けるため関節運動できるので
省略できる。従つて、第１図に示したローダ１３
は本発明の一部を構成するものではなく一般的技
術の１つの実態を表わすものである。

物品把持アセンブリ１９は把持機構を収容する
ハウジング２１を有していて、物品把持アセンブ
リ１９がロボツトの腕の如き関節式に接続された
腕に装着される用途では、ハウジング２１はロボ
ツトの腕に直接締め付けられるようにした形状に
される。しかしながら第１図に示した如き特定の
用途ではハウジング２１はローダ支持ブロツク２
２に摺動可能に支持された円筒形の筒として示し
てあり、この例ではヨーク２３（第２図）が可動
のハウジング２１の固定の位置決めシリンダ２０
のピストン２４とに共に取り付けられ、従つて、
ハウジング２１は矢印方向に都合よく前進および
後退せしめられる。

第１図に示した把持アセンブリ１９の１つを縦
断した第２図の断面図ではグリツパアセンブリの
ハウジング２１の筒形外面２５が支持ブロツク２
２に１対の支え２６を介し摺動可能に支持されて
いる。支持ブロツク２２はねじ（図示せず）によ
りローダスライド１６に締め付けられている調節
スロツト２８付きの複数の耳状突起２７を有して
いる。グリツパアセンブリのハウジング２１の前
端部２９はねじ状になつていて指片ハウジング３
０（ヨーク２３と一体）がねじ受けされ、従つて
ハウジング２１，３０は１つのユニツトとして支
持される。（本発明において使用した「前方」お
よび「後方」という用語は図面を見る人を図面の
方位と合わせるためにのみ使用されたものであり
グリツパアセンブリの空間的配向とは関係がな
い。）指片ハウジング３０は回転可能に軸受けさ
れた１対のピボツトピン３１を支持し、１対のク
ランプ指片３２がピボツトピン３１に固着されて
いる。クランプ指片３２は選択された被加工物１
１にはまる形状にしてありハウジング２１の中心
軸線３３を中心として向かい合わせにして配置さ
れている。クランプ指片３２はそれぞれピン３４
ａによりそれぞれのピボツトピン３１に取り付け
られ互いに接近するように延びているベルクラン
ク部分３４を有していて、このベルクランク部分
３４は直接的作動子３６の共働するテーパ付き溝
３５に収容されたずんぐりしているテーパ付き歯
の形状にしてありかつピボツトピン３１を取り巻
いている本体３４ｂを有している。直線的作動子
３６は物品把持アセンブリ１９の中心軸線３３に
沿い同軸に可動で、従つて、作動子３６はクラン
プ指片３２にリンク式に接続される。直線的作動
子３６がその軸線３３に沿い運動せしめられる
と、その運動はベルクランク部分３４により被加
工物１１に作用する指片３２の等しいが反対方向
の半径方向締付け力に変換される。テーパ面３７
がクランク部分３４の基部からグリツパアセンブ
リ１９の中心軸線３３に対し後方に分岐する角度
をなして延びている。円筒形のくさびブロツク３
８がグリツパアセンブリのハウジング２１の前側
孔３９内を運動するよう軸線方向に支持されてい
る。この孔３９はハウジング２１の前側内面肩部
４０にまで延びている。くさびブロツク３８はそ
れが正方向に動かされるとクランプ指片３２のテ
ーパ面３７に係合できる先端テーパ面４１を有し
ている。直線的作動子３６は干渉くさびブロツク
３８の前端部に設けた円筒形の孔４３を摺動する
よう軸受けされたピストン部分４２を有してい
る。円筒形の孔４３はくさびブロツク３８の終端
肩部面４４にまで延びている。作動子３６はピス
トン部分４２から後方にくさびブロツク３８の孔
４７を貫通して延びている第１の直径を縮小した
シヤフト部分４６を有していて、この第１のシヤ
フト部分４６はねじ状中間部分４８で終り、この
中間部分は止めねじ５０にねじ受けされそれに錠
止めされ作動子３６に第１の肩部５１を形成する
カラー４９を有している。直線的作動子３６はま
たねじ状中間部分４８から延び更に直径を縮少し
たねじ状端部々分５３で終る第２の直径を縮少し
たシヤフト部分５２も有している。作動子３６は
低ナツト５５，５６により第２のシヤフト部分５
２に保持されたデイスク要素５４を収容し、従つ
て、直線的作動子３６に第２の肩部５７を形成す
る。直線的作動子３６の第１のシヤフト部分４６
はまわりにスリーブ５８を収容し、このスリーブ
５８は作動子３６の第１の肩部５１に衝合する大
きい頭部６０が設けてある管状部分５８を有して
いる。予負荷された前部圧縮ばね６１がスリーブ
５８の頭部６０とくさびブロツク３８との間に配
置され、従つて、くさびブロツク３８は作動子３
６の肩部５１から遠ざかるよう前方に偏倚され
る。スリーブ５８の管状部分５９は圧縮ばね６１
の内面に少ない遊びではまりばね６１がねじ曲が
るのを防止する。グリツパハウジング２１はその
後端部６３から後部の内面肩部６４にまで延びる
後部孔６２を有している。後部孔６２から前部孔
３９にまで延びてハウジング２１にわたり間隙孔
６５が設けてある。間隙孔６７があけてあるスラ
ストデイスク６６が直線的作動子３６上に受けら
れハウジング２１の後部内面肩部６４に圧接して
位置決めされている。後部圧縮ばね６８が予負荷
されて直線的作動子３６の第２の肩部５７とスラ
ストデイスク６６との間に配置され、従つて、直
線的作動子３６はハウジング肩部６４から遠ざか
る後方に向かう方向に押される。従つて、後部ば
ね６８が作動子３６をハウジング２１に相対的に
後方に偏倚させクランプ指片３２を「閉じた」す
なわち締め付けた位置に偏倚させる傾向があるこ
とが判ろう。同様に、くさびブロツク３８が前部
ばね６１により直線的作動子３６に相対的に前方
に偏倚せしめられ、従つて、クランプ指片３２を
閉じた位置に錠止めすることが判ろう。

作動子３６の端部々分５３はハウジング２１の
後部孔６２に圧入されているカバー７０に設けた
間隙孔６９を貫通して延び、流体口孔７１が直線
的作動子３６内を軸線方向に伸び伸縮流体室すな
わち空所４５と連通している作動子３６の第１の
シヤフト部分４６に設けた横孔７２にまで延びて
いる。流体口孔７１は液圧弁７３（第３図）に接
続され加圧流体を口孔７１に供給するかまたは口
孔７１を排出管路に接続する。

後部ばね６８は比較的軟かな前部ばね６１に較
べ非常に硬く（即ち強く）これにより単一の流体
口孔を通して圧力をかける結果生じる作用が順序
正しく行われるようになる。使用できるパラメー
タの一例とこれらパラメータの結果による作用を
次に例示する。即ち、(a)シリンダとピストンとの
正味面積が10.45cm²、(b)流体圧力が56.2Kg／cm²、
(c)前部ばねのＫ＝１センチメートル毎に13.4Kg
（45.3Kg予負荷）、(d)後部ばねのＫ＝１センチメー
トル毎に107Kg（362Kg予負荷）の条件である。こ
のパラメータを使用し、液体圧力が圧力室すなわ
ち空所４５にかけられると、587Kgのスラスト力
（56.2Kg／cm²×10.45cm²）が生じてピストン部分４
２とくさびブロツク３８とを引き離す作用を行
う。最初、流体空所４５内の圧力が増大するに従
い、軟かい前部ばね６１により直線的作動子３６
に相対的に保持されたくさびブロツク３８はそれ
がハウジング２１の前部内面肩部４０に圧接して
硬くなるまで前部ばね６１の力に打ち勝ち硬く保
持されたピストン部分４６から遠ざかり動く傾向
がある。この際に、くさびブロツク３８はクラン
プ指片３２から十分に後退せしめられる。流体空
所４５内の圧力が増大せしめられるに従い、直線
的作動子３６は今では静止状態に保持されている
くさびブロツク３８から遠ざかるよう前方に運動
する傾向があり、従つて、後部ばね６８を作動子
の第２の肩部５７とハウジングのスラストデイス
ク６６との間に圧縮する。直線的作動子３６が前
進運動するとベルクランクを反転させクランプ指
片３２を「開」すなわちクランプ外し位置に動か
す。クランプ指片３２を開いた状態に保持するた
め圧力を保持する必要がある。被加工物１１を締
め付けることが望ましい時に、流体圧が単に解放
され、このときには次の順序の作用が生じる。す
なわち、(a)硬い後部ばね６８が先づベルクランク
部分３４とクランプ指片３２とを「閉じた」位置
に引つ張り、(b)その後、比較的に軟かい前部ばね
６１がくさびブロツク３８をクランプ指片３２に
錠止め係合させる。

第３図、第４図および第５図には把持装置の機
能が概略で示してある。第３図には硬い後部ばね
６８が相対的に固定したグリツパアセンブリのハ
ウジング２１と直線的作動子３６の肩部との間に
作用し、従つて、クランプ指片３２を閉じた位置
に偏倚させる。軟かい前部ばね６１は可動の干渉
くさびブロツクと直線的作動子３６との間に作用
しくさびブロツク３８をクランプ指片３２のテー
パ面３７に錠止め係合させる。流体口孔７１はソ
レノイド作動ばね復帰型液圧弁７３に接続して示
してあり、この口孔は通常の位置では排出すなわ
ちタンク管路７４に接続され、流体弁７３の圧力
管路７５は阻止した位置で示してある。

第４図には流体弁７３のソレノイド７６が付勢
された直後における要素の位置が示してあり、従
つて、圧力管路７５を直線的作動子３６の流体口
孔７１に接続している。この際に、流体空所４５
内で直ちに圧力が増大してくさびブロツク３８を
後方に運動させクランプ指片３２から離し前部ば
ね６１の比較的に軟かな偏倚力に打ち勝つ。くさ
びブロツク３８はグリツパアセンブリのハウジン
グ２１の前部内面肩部４０に接触するまで後方に
運動する。

第５図には第４図に示した状態の直後の要素の
状態が示してあり、流体空所４５内の圧力が増大
し続けて直線的作動子３６を前方向に今では静止
状態に保持されているくさびブロツク３８から遠
ざかるよう動かし比較的に硬い後部ばね６８に打
ち勝ちクランプ指片３２を開位置に回転させる。
前にも述べたように、クランプ指片３２を開いた
状態に保持するよう圧力を保持する必要があり、
ソレノイド７６に信号を落とすことにより圧力が
解放された後、弁７３は第３図に示した通常の位
置に戻され、流体がばね６６，６８が順次に作用
を開始するとタンクに排出できるようにする。最
初、比較的に硬い後部ばね６８は直線的作動子３
６を後方に偏倚させ指片３２を被加工物１１に締
め付け、その後比較的に軟かい前部ばね６１がく
さびブロツク３８を直線的作動子３６に相対的に
前方向に偏倚させ、従つて、クランプ指片３２を
閉じた位置に錠止めする。

上述の構成により、本発明による物品把持装置
は、錠止め用の機構を備え尚かつ該錠止め用の機
構を作動させるためにそれ用の独立した操作を必
要とすることがないという効果を有している。よ
り詳しくは本発明においては、クランプ指片を解
放位置に動かすための操作により自動的に錠止め
機構が解除され、またクランプ指片を締め付け位
置に動かすための操作により錠止め機構が自動的
に錠止め位置に置かれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の物品把持装置を有するローダ
を使用する機械の斜視図、第２図は本発明の物品
把持装置の断面図、第３図は本発明の物品把持装
置の略図、第４図は最初流体圧力をかけた直後の
第３図の要素の略図、第５図は流体圧力を最終的
にかけた後の第３図の要素の略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハウジング２１とハウジングに枢着された１
   対の向かい合いに配置されているクランプ指片３
   ２とを有し、ハウジングがクランプ指片に接続さ
   れた直線的作動子３６を支持し、作動子がそれと
   ハウジングとに作用する第１の比較的に強い偏倚
   ばね６８により締め付け位置に偏倚され、作動子
   ３６をクランプ外し位置に駆動するため偏倚ばね
   に打ち勝つのに伸縮圧力室４５が使用される順次
   に締め付けおよび錠止めする物品把持装置におい
   て、ハウジング２１により支持され作動子３６と
   ハウジング２１とに対して可動な干渉ブロツク３
   ８が係合できる指片３２に設けた錠止め部分３７
   を有し、干渉ブロツクのシリンダ４３内を可動な
   作動子のピストン４２が前記伸縮圧力室４５を形
   成し、第２の比較的に軟かな偏倚ばね６１が干渉
   ブロツク３８と作動子３６とに作用して干渉ブロ
   ツク３８を締め付け位置にある指片３２に錠止め
   係合させ、従つて加圧流体が圧力室４５にかけら
   れると、干渉ブロツク３８が作動子３６及びハウ
   ジング２１に相対的に指片３２から遠ざかる方向
   に運動し、干渉ブロツクがハウジングの肩部４０
   に接触するまで軟かい偏倚ばね６１に打ち勝ち、
   流体が流れ続けると作動子３６を干渉ブロツク３
   ８とハウジング２１とに相対的に反対方向に運動
   させ、強い偏倚ばね６８に打ち勝ち締め付け指片
   を開位置に動かすようにしてあることを特徴とす
   る物品把持装置。