特許 6688580 グリッパ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6688580

(24)【登録日】2020年4月8日

(45)【発行日】2020年4月28日

(54)【発明の名称】グリッパ

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20200421BHJP

【ＦＩ】

   B25J15/08 B

【請求項の数】15

【外国語出願】

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-184795(P2015-184795)

(22)【出願日】2015年9月18日

(65)【公開番号】特開2016-60041(P2016-60041A)

(43)【公開日】2016年4月25日

【審査請求日】2018年9月11日

(31)【優先権主張番号】62/052,761

(32)【優先日】2014年9月19日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/854,117

(32)【優先日】2015年9月15日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】501465366

【氏名又は名称】デラウエア キャピタル フォーメイション、インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100095614

【弁理士】

【氏名又は名称】越川 隆夫

(72)【発明者】

【氏名】アンソニー ビー． ツィンマーマン

(72)【発明者】

【氏名】ジョシュア モーゼス

(72)【発明者】

【氏名】ロベルト ダブリュー． マッカーサー

【審査官】 松田 長親

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１５１８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１９０２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２０１０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０１６６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−１０９００１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−１８７６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６５１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２６９５９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持部および動力部を有する本体と、
前記本体の動力部内に動力アセンブリと、
前記支持部上に固定顎と、
枢動ピンを中心にして前記支持部に枢動可能に固定される可動顎と、スロット内で前記可動顎に接続される前記動力アセンブリのロッドとを備えるグリッパであって、前記枢動ピンが前記支持部の前記固定顎から離れた位置に配置され、さらに前記枢動ピンが前記ロッドの軸をはさんで前記固定顎に対して反対側に配置され、前記可動顎の締め付けない方の端部が前記グリッパの前記固定顎側の前記本体の端面より下に伸びることができない構成とされ、前記動力部の外周面上に、ロボットの端部に固定される工具品取り付け部を保持するための保持部材をさらに備える、グリッパ。

【請求項2】

前記固定顎が部品の存在を感知するためのセンサを含む、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項3】

前記固定顎がダイ挿入のためのナイフエッジを含む、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項4】

前記可動顎のスロットが全体的に平たいＶ字形状を有する、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項5】

溝と結合して工具取り付け部を前記動力部上に保持するための取り付けキーを含む前記工具取り付け部をさらに備える、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項6】

ピストンの起動のために流体が流れることを可能にするために、軸方向の穴が、前記動力部を画定する円筒壁に形成される、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項7】

プラグが、前記動力部の外側端部において前記軸方向の穴をシールする、請求項６に記載のグリッパ。

【請求項8】

グリッパを受け入れるための端部を有するロボットと、
前記ロボットの端部と接続する機構を有するグリッパとを備えるロボットおよびグリッパであって、前記グリッパは、
顎支持部および動力部を有する本体と、
前記本体の動力部内に動力アセンブリと、
前記顎支持部上に固定顎と、
枢動ピンを中心にして前記顎支持部に枢動可能に固定される可動顎と、スロット内で前記可動顎に接続される前記動力アセンブリのロッドとをさらに備え、前記枢動ピンが前記顎支持部の前記固定顎から離れた位置に配置され、さらに前記枢動ピンが前記ロッドの軸をはさんで前記固定顎に対して反対側に配置され、前記可動顎の締め付けない方の端部が前記グリッパの前記固定顎側の前記本体の端面より下に伸びることができない構成とされ、前記動力部の外周面上に、ロボットの端部に固定される工具品取り付け部を保持するための保持部材をさらに備える、ロボットおよびグリッパ。

【請求項9】

支持部および動力部を有する本体と、
前記本体の動力部内に動力アセンブリと、
前記支持部上に一対の顎と、スロット内で前記顎の少なくとも１つに接続される前記動力アセンブリのロッドとを備えるグリッパであって、
前記動力部は、保持部材を有する外面と、
前記グリッパをロボットに取り付けるための取り付け部とを含み、前記取り付け部は、前記グリッパを前記取り付け部に固定するための前記保持部材に結合する部材を含むグリッパ。

【請求項10】

前記保持部材が、前記動力部の外周面に、前記取り付け部の前記部材に結合するための溝をさらに備える、請求項９に記載のグリッパ。

【請求項11】

２方向に取り付け可能なセンサブラケットをさらに備え、前記２方向に取り付け可能なセンサブラケットは前記クレビス部の一方の側から他方の側に移動可能である、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項12】

対称なシート止め具の摩耗耐用期間を延ばすために両面使用可能な前記対称なシート止め具をさらに備える、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項13】

前記固定顎を配置するための棚を前記支持部上にさらに備える、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項14】

前記枢動ピンを容易に取り除くことを可能にするための、前記枢動ピンに並ぶ案内穴を前記支持部にさらに備える、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項15】

前記グリッパの本体にワイヤを受け入れるためのスロットをさらに備え、前記スロットが取り付け部により覆われる、請求項１に記載のグリッパ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

＜関連出願の相互参照＞

【0002】

本出願は、２０１４年９月１９日に出願された米国特許仮出願第６２／０５２，７６１号の利益を主張するものである。上記出願の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0003】

本開示は、板金の把持に関し、具体的には軽量で設計が単純なグリッパに関する。

【背景技術】

【0004】

プレス工場の自動化のための現在の板金グリッパは、比較的大きく重い。プレス操作の速度を制限する要因は、板金をある場所から次の場所へどれほど速く移動させられるかという速度にある。ロボットの端部にかかる重量が重いほど、加えられるモーメントの増加によりロボットの動きは遅くなる。よって、把持特性を維持しながらグリッパの重量を減らすことが望まれている。

【0005】

よって、本開示は、同等の把持特性を提供しながら重量を減らしたグリッパを提供する。本開示は、アルミニウムから形成されたグリッパを提供する。移動顎は、独特のカムプロフィールのほか、可動顎の把持しない方の端部がグリッパ本体の端面より下に突出することを防止する枢着部を提供する。グリッパの設置面積は、現在市場に出ているものと比べて小さいが、同等の把持力を提供する。グリッパの速度は比較的速い。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示によると、グリッパは、クレビス部および円筒部を有する本体を備える。ピストンアセンブリが、円筒部の穴の中に配置される。固定顎が、クレビス部に固定される。可動顎が、枢動ピンを中心にしてクレビス部に枢動可能に固定される。ピストンアセンブリからのロッドが、スロット内で可動顎に固定される。枢動ピンが、ロッド軸をはさんで固定顎とは反対側でクレビス部に配置される。可動顎の締め付けない方の端部は、グリッパの固定顎側の本体の端面より下に伸びることができない。工具品取り付け部を保持するために、本体の円筒部の外周面に溝が形成される。固定顎は、部品の存在を感知するための一体型センサを含む。固定顎は、ダイ挿入のためのナイフエッジを含む。可動顎のスロットは、全体的に平たいＶ字形の形状を有する。溝と結合するための取り付けキーを含む工具取り付け部は、工具取り付け部を円筒部に保持する。円筒部の本体を画定する壁に、軸方向の穴が形成される。軸方向の穴は、ピストンの起動のために流体が流れることを可能にする。プラグが、円筒部の外面にある穴の軸端部をシールする。

【0007】

他の適用性の範囲は、本明細書中の記載から明らかになるであろう。本概要の記載および特定の例は、例示の目的のみを意図しており、本開示の範囲を制限することを意図していない。

【0008】

本明細書中の図面についての記載は、特定の実施形態についてのみ例示することを目的とし、想定される実施形態の全てについての例示を目的としていない。さらに、本明細書中の図面についての記載は、本開示の範囲を制限することを意図していない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ロボットの端部に固定されたグリッパの斜視図である。

【図2】グリッパおよび工具品取り付け部の分解斜視図である。

【図3】把持位置にあるグリッパの正面斜視図である。

【図4】グリッパの分解斜視図である。

【図5】図４の上面図である。

【図6】図５の線６−６に沿った断面図である。

【図7】図５の線７−７に沿った断面図である。

【図8】グリッパの後面斜視図である。

【図9】グリッパの底面図である。

【図10】第１のブラケットアセンブリの分解斜視図である。

【図11】第２のブラケットアセンブリの分解斜視図である。

【図12】調整具の上面図である。

【図13】調整具をグリッパに配置したグリッパの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

添付の図面を参照しながら、実施形態の例について以下により詳細に記載する。

【0011】

図面を見ると、グリッパが図示され参照符号１０で示されている。工具品取り付け部１２が、グリッパ１０を固定するように図示されている。工具品取り付け部１２は、ロボット１４の端部に固定される。

【0012】

工具取り付け部１２は、ロボット１４に付着するボール１６を含む。さらに、工具品取り付け部１２は、カラー１８およびねじ付きブロック２０を含む。ボール１６は、カラー１８に固定される。取り付けキー２２は、ブロック２４とブロック２６との間に通され、ファスナ２８により固定される。取り付けキー２２は、延在部３０を有する。延在部３０は、後ほど説明するように、グリッパ１０の溝６６内に突出する。

【0013】

グリッパ１０は、本体４０を含む。本体４０は、一般的にアルミニウム製または他の軽金属製の一体型構造である。本体４０は、本明細書中で円筒部として例示される動力部４２、および本明細書中でクレビス部として例示される顎支持部４４を含む。円筒部４２は、本明細書中でピストンアセンブリとして例示される動力アセンブリ４６の筐体として機能する。ピストンアセンブリは、ピストンロッド４８、ロッドシール４９、および外側シール５２を有するピストン５０を含む。円筒部４２は、ピストンアセンブリを受け入れるための円筒形穴５４を含む。円筒穴５４の端部は、Ｏリングシール５８を有する穴プラグ５６により閉鎖される。保持スプリングクリップ６０は、クリップ６０と内周溝６２との接触により円筒形穴５４内で穴プラグ５６とシール５８とを固定する。

【0014】

円筒部４２の外周面６４は、円周溝６６を含む。円周溝６６は、取り付けキー２２の延長部３０を受け入れる。延長部３０は、工具品取り付け部１２と本体４０の円筒部４２とを位置決めして維持する。

【0015】

円筒部４２の円筒壁６８は、軸方向の穴７０を含む。軸方向の穴７０は、アウトレット７２を含む。アウトレット７２は、流体の円筒形穴５４への流入を可能にする。軸方向の穴７０は、円筒部４２の円筒壁６８を通って開けられる。軸方向の穴７０は、プラグ７４により閉鎖される。プラグ７４は、円筒壁６８の外側端面７５に挿入される。穴７０の内側端部は、穴７６と結合する。穴７６は流体導管７８を受け入れる。第２の穴８０は、流体導管８２を受け入れる。さらに、第２の穴８０は、クレビス部４４のウェブ９４に形成される。穴８０は流体アウトレット８４と結合される。流体アウトレット８４は、流体の円筒形穴５４への流入を可能にする。

【0016】

顎支持部またはクレビス部４４は、Ｕ字形であり、ウェブ部９４を介して接続された一対のアーム９０、９２を有する。ウェブ部９４は、流体導管７８、８２を受け入れる一般的にねじ付きの穴７６、８０を含む。アーム９０、９２の内面は、ガイド面９６により画定されるガイド溝９５を含んでもよい。ガイド面９６は互いに対向し、ガイド溝９５は、駆動用ジャーナルピン９８を受け入れてもよい。さらに、棚９７がガイド溝９５に隣接して配置される。棚９７は、固定下顎１１０をクレビス部４４に設置する。ジャーナルピン９８は、ブッシュも軸受けもなしで、溝内で動く。これにより小型のグリッパが提供され、可動顎１０４が本体の底面を破壊することを防止するのに役立つ。アーム９０、９２は、可動顎１０４用の枢動ピン１０２を受け入れる開口１００を含む。枢動ピン１０２は、Ｃ形クリップ１０１により開口１００内に保持される。Ｃ形クリップ１０１は、クレビス部４４のアーム９０のうちの１つにある溝１０３に嵌る。アーム９２は、穴１００よりも小さい案内穴１０５を含む。案内穴１０５は、パンチ等が案内穴１０５に受け入れられること、およびパンチ等が枢動ピン１０２と接触して枢動ピン１０２をクレビス部４４のアーム９０、９２から取り除くことを可能にする。アーム９０、９２は、ファスナ１０８がアーム９０とアーム９２との間のギャップの中を通ることを可能にする穴１０６を含む。ファスナ１０８は、棚９４に接する下顎１１０をクレビス部４４とともに固定する。光センサ１１５が、アーム９２に固定されてもよい。さらに、ダブルブランク検出センサ１１７が、アーム９０に取り付けられてもよい。止め具１２３と協働して、ダブルブランク検出センサは、異なる部品の厚みに対して調整可能である。

【0017】

下顎１１０は、一対の延在するアーム１１４を有するウェブ１１２を含む。アーム１１４は、ファスナ１０８を受け入れる開口１１６を含む。ウェブ１１２は、センサ１１８を受け入れる穴１１９を含む。センサ１１８は、顎１０４と顎１１０との間にある部品の存在を感知する。基部１１２は、下顎のナイフエッジ１２０を含む。ナイフエッジ１２０は、ダイへの挿入を可能にする。

【0018】

センサ１１８が穴１１９に配置されるとき、センサ１１８はファスナによりウェブ１１２に固定される。ワイヤ１２１が、センサ１１８から伸びる。ワイヤ１２１は、下顎１１０のアーム１１４同士の間にある開口部を通り抜ける。ワイヤ１２１は、本体４０の溝１２５へと続く。溝１２５は、ワイヤを囲繞して保護し、ワイヤ１２１が本体４０上を移動することを防止する。さらに、工具取り付けカラー１８が、ワイヤを囲繞し、ワイヤを本体の所定の位置に固定する。

【0019】

可動顎１０４は、一対の延在するアーム１３２を有する本体１３０を含む。可動顎１０４は、アルミニウム、好ましくは７０７５＋６アルミニウムから製造される。アーム１３２は、枢動ピン１０２を受け入れる開口１３４を含む。さらに、アームは、駆動ジャーナルピン９８を受け入れるスロット１３６を含む。駆動ジャーナルピン９８は、ピストンロッド４８に固定されるピンクレビス１３５内に保持される。スロット１３６は全体的に平たいＶ字形状を有し、顎１０４が締め付け位置から締め付けない位置に移動することを可能にする。本体１３０は、締め付け部材１５８を受け入れる開口１３８を含む。締め付け部材１５８は、顎１０４と顎１１０との間にある部品を締め付ける。締め付け部材１５８は、締め付け部材１５８の先端およびナットの六角頭１５７、１５９により所定の位置に調整されて固定される。

【0020】

アーム１３２の端部１４０は、側面から見ると全体的に亀の甲羅の形状を有する。第１の縁１４２は弧状であり、アーム１３２の第１の部分１５０から延在する。反対側の縁１４４は、平らな部分１５２、弧状の切り欠き部１４６、および第１の部分１５０に返る突出した湾曲部１４８を有する。弧状の切り欠き部１４６は、湾曲し、平たいＶ字形のスロット１３６の端部に並ぶ。枢動開口１３４は、ピストンロッド軸をはさんで固定顎１１０から離れた方の側に配置される。可動顎１０４は、締め付けられる位置から締め付けられていない位置に移動する。動作中、アーム１３２の湾曲端部１５４は、グリッパの本体の端面１５６の面を破壊しない。これにより、グリッパ挿入のためのダイの切り欠きがかなり小さくても、板金部品を得ることができる。

【0021】

作動中、ピストンアセンブリの状態に応じて、流体がポート７６を通って穴７２に沿って流入し、シリンダ５４内へと流出する。ピストンアセンブリは、前方に移動し、可動顎１０４を締め付けない位置または後退位置に移動させる。可動顎１０４は、ポート８０を通りアウトレット８４を通ってシリンダ５４内へと流入する流体により、締め付けられる位置に移動させられる。その結果、顎１０４を締め付けられる位置に移動させながら、ピストンアセンブリが第２の方向に移動する。流体は、制御部（図示されず）により制御され、顎１０４、１１０を締め付けられる位置と締め付けられない位置との間で移動させる。

【0022】

グリッパアセンブリは、２方向に取り付け可能なセンシングブラケット１６０、１６２のほか、両面使用可能なシート止め具１６４を含む。ブラケット１６０は、本体１６６、およびブラケット１６０の横方向の調整を可能にするスロット１６８、１７０を含む。さらに、ブラケット１６０は、センサ１７４を受け入れるセンサ受け入れチャネル１７２を含む。チャネル１７２は、第１の側面１７６および第２の側面１７８を有する。チャネルの側面１７６、１７８は、互いに鏡像になっている以外は同一である。よって、ブラケット１６０が本体４０の一方の側から他方の側に付け替えられたとしても、チャネルの側面１７６、１７８はセンサ１７４を適切な方向に配置することができる。よって、ユーザは、特定の側用のブラケットの必要なく、グリッパ１０を右手側でも左手側でも使用することができる。

【0023】

ブラケット１６２は、全体的に長方形の形状を有する本体１８０を有する。本体１８０は、一対のチャネル１８２、１８４を含む。開口として機能するスロット１８６が、狭窄本体部１８８を通って形成される。チャネル１８２、１８４は、ファスナ１９０を受け入れる皿穴として機能する。ファスナ１９０は、スロット１８６を貫通する。スロット１８６は、ブラケット１６２の垂直方向の調整を可能にする。ブラケット１６２は、グリッパの左側または右側のどちらに配置されてもよく、指定の側用のブラケットセットを必要としない。

【0024】

シート止め具１６４は、対称である。止め具１６４は、長方形の形状を有し、シート止め具を一方の面から他方の面にひっくり返すことを可能にする。シート止め具の一方の面が摩耗した後に、このようにひっくり返される。よって、ユーザが同じシート止め具を使用できる期間が２倍となる。

【0025】

図１１および図１２を見ると、先端調整具２００が図示されている。先端調整具２００は、全体的に平らな本体２０２を有する。本体２０２は、グリッパ１００の進行調整を可能にする所望の厚みを有する。本体２０２は、端部２０４、２０６を含む。第１の端部２０４は、グリッパ１００が図１２に示されるような使用位置にあるときに、ピストンロッド４８の周りに配置されるＵ字形の切り欠き部２０８を含む。さらに、第２の端部２０６は、複数のチャネル２１０、２１２を含む。チャネル２１０、２１２は、同一線上に互いに隣接して配置される。先端調整具２００が締め付け部材の先端１５８を容易に調節してグリッパ１００を微調整できるように、チャネル２１０、２１２は、締め付け部材１５８の六角ナットの頭１５７、１５９に接触して回転させるための所望の幅を有する。

【0026】

作動中、部材の先端１６０は、可動顎１０４に対して調整されるまたは緩められる。可動顎１０４は、ピンクレビス１３５とクレビス部４４のウェブ９４との間に配置された先端調整具２００により開放される。Ｕ字形の切り欠き部２０８は、ピストンロッド４８に配置される。ピンクレビス１３５が先端調整具２００をクレビス部４４のウェブ９４とクレビスピン１３５との間に固定するように、グリッパ１００を作動させる。その後、工作物が顎１０４と顎１１０との間に配置される。次に、締め付け部材の先端１６０が、工作物上に締め付けられる。先端調整具２００は、第２の端部のチャネル２１０、２１２を使用してトルクを加えて部材１６０を工作物の所定の位置に固定するスパナとして使用される。よって、上部ナットのほか下部が、締め付け顎１０４と締め付け顎１１０との間に工作物を固定するために使用される。

【0027】

実施形態に関する上記の記載は、例示および記載の目的で提供されたものである。上記の記載は、網羅的であろうとするものでもなく、開示を制限するものでもない。概して、特定の実施形態の個々の要素または特徴は、その特定の実施形態に限定されず、しかも当てはまるのであれば、特に図示または記載されていなくても、相互に入れ替え可能であり、選択された実施形態において使用可能である。さらに、同一のものが多数の方法で変えられてもよい。そのように変えたものは、本開示からの逸脱であるとみなされるべきではなく、そのような変更例の全てが、本開示の範囲に含まれるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】