(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
ピストンをその中心軸に沿ってスライドするように収容するシリンダ室が一端側に形成され、且つ、前記中心軸周りに等間隔に形成されるとともに前記中心軸と直交する方向に延びる複数のガイド部を他端に有する本体ケースと、
前記各ガイド部には、ガイド溝が形成され、
前記各ガイド部の前記ガイド溝に案内され、且つ、正面にトップジョウを着脱可能な複数のマスタージョウと、
該各マスタージョウにそれぞれ連係する複数の連係手段を有し、前記ピストンのスライド動作に伴って前記中心軸に沿ってスライドするプランジャとを備え、
該プランジャのスライド動作により前記各連係手段が前記各マスタージョウを前記各ガイド部の前記ガイド溝に沿っていずれか一方に移動させることで前記各トップジョウがワークを挟持するか、或いは、前記ワークの挟持状態を解除するよう構成されたグリッパであって、
前記本体ケースは、前記中心軸の一方側に設けられ、前記シリンダ室が前記中心軸の他方側に開口するように形成された第1ケースと、前記中心軸の他方側に設けられ、且つ、前記各ガイド部を有する第2ケースとで構成され、
前記第1ケースは、板状をなす底部と、該底部の外周縁部から前記第2ケース側に筒状に延びる外周壁部とで構成され、
該第2ケースは、前記第1ケースにおける前記第2ケース側の開口部分を覆うように前記第1ケースに固定され、且つ、前記第2ケースには、前記複数のガイド部が設けられ、
前記各ガイド部は、突出部を有し、
前記突出部は、前記第1ケースの前記外周壁部の外周面よりも、前記中心軸と直交する方向に突出しており、且つ、前記突出部には、前記ガイド溝が形成されており、且つ、前記突出部は、取付面部を有し、
前記取付面部は、前記本体ケースを被取付体に取り付ける際の取付部が設けられ、且つ、前記取付面部は、前記マスタージョウが設けられている側とは反対側に設けられている、
グリッパ。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【0013】
図1乃至
図4は、本発明の実施形態に係るグリッパ1を示す。該グリッパ1は、産業用ロボット(図示せず)を用いてワークWを運搬等する際に当該ワークWを挟持するためのものであり、先端に取付開口部10aを有する産業用ロボットのアーム先端部10(被取付体)に取り付けられた本体ケース2を備えている。
【0014】
該本体ケース2は、有底円筒状の第1ケース3(シリンダ部)と、該第1ケース3の開口側に配置され、前記第1ケース3の筒中心線C1(中心軸)に沿う方向から見て略三角形状をなす第2ケース4とを備えている。
【0015】
すなわち、前記グリッパ1は、前記本体ケース2の一端側に前記第1ケース3が設けられる一方、前記本体ケース2の他端側に前記第2ケース4が設けられていて、前記本体ケース2の一端が前記アーム先端部10に向くように当該アーム先端部10に取り付けられて使用されるようになっている。
【0016】
前記第1ケース3は、アルミニウム材を削り出して加工した一体加工品であり、
図3及び
図4に示すように、円板状をなす円形底部31と、該円形底部31の外周縁部から前記第2ケース4側に円筒状に延びる外周壁部32とを備えている。
【0017】
前記円形底部31における前記第2ケース4の反対側中央部分には、円形凹部31aが形成されている。
【0018】
前記外周壁部32には、前記筒中心線C1と同方向に貫通する第1挿通孔32aが前記筒中心線C1周りに等間隔に3つ形成され、前記各第1挿通孔32aの前記円形底部31側の開口部分には、それぞれ第1座繰り部32bが形成されている。
【0019】
また、前記外周壁部32における各第1挿通孔32aの間には、前記筒中心線C1と同方向に貫通する第1取付孔32cがそれぞれ形成されている。
【0020】
さらに、前記外周壁部32における各第1取付孔32cのうちの2つの第1取付孔32cの周方向両隣りには、それぞれ前記筒中心線C1と同方向に直線状に延びる断面C字状の係合溝32dが一対形成され、該各係合溝32dには、後述するピストン5のスライド位置を検出可能な検出センサ(図示せず)を係合させることが可能になっている。
【0021】
前記第2ケース4は、アルミニウム材を削り出して加工した一体加工品であり、前記第2ケース4の中心を前記筒中心線C1に一致させた状態で、前記第1ケース3における前記第2ケース4側の開口部分を覆うようになっている。
【0022】
前記第2ケース4の前記各第1挿通孔32aに対応する位置には、それぞれ第1螺合穴41aが形成されている。
【0023】
そして、前記各第1挿通孔32aに前記第1座繰り部32b側から第1締結ボルトB1をそれぞれ挿通させ、且つ、前記各第1螺合穴41aに螺合させることにより、前記第1ケース3と前記第2ケース4とが一体に固定されるようになっていて、前記第1ケース3と前記第2ケース4とで囲まれる部分が本発明のシリンダ室3aを構成している。
【0024】
また、前記第2ケース4の前記各第1取付孔32cに対応する位置には、それぞれ第2取付孔41bが形成されている。
【0025】
該各第2取付孔41bにおける前記第1ケース3の反対側開口部分には、それぞれ第2座繰り部41cが形成され、前記各第1取付孔32c及び前記各第2取付孔41bに前記第2座繰り部41c側から図示しない締結ボルトをそれぞれ挿通させ、且つ、前記アーム先端部10の螺合穴(図示せず)に螺合させることにより、前記グリッパ1をアーム先端部10に固定させることが可能になっている。
【0026】
また、前記第2ケース4における前記各係合溝32dに対応する位置には、
図1及び
図2に示すように、断面U字状の凹状溝部46がそれぞれ形成され、該各凹状溝部46の溝幅は、前記係合溝32dの溝幅よりも幅広となるように形成されている。
【0027】
前記第2ケース4の前記シリンダ室3aに対応する部分は、
図3及び
図4に示すように、当該シリンダ室3aに段差状に張り出す張出段差部42が形成されている。
【0028】
該張出段差部42の外周面には、径方向外側に開口するとともに前記筒中心線C1周りに延びる第1環状凹条溝42aが形成され、該第1環状凹条溝42aには、前記外周壁部32の内周面と前記張出段差部42の外周面との間をシールする環状のゴム製第1シール部材S1が嵌め込まれている。
【0029】
前記第2ケース4の前記筒中心線C1に対応する位置には、当該筒中心線C1に沿って貫通するスライド孔43が形成されている。
【0030】
該スライド孔43の内周面には、当該スライド孔43の内方に開口するとともに前記筒中心線C1周りに延びる第2環状凹条溝43aが形成され、該第2環状凹条溝43aには、ゴム製の第2シール部材S2が嵌め込まれている。
【0031】
前記第2ケース4における前記第1ケース3の反対側には、前記筒中心線C1と直交する方向に延びる3つのガイド部44が前記筒中心線C1周りに等間隔に形成され、前記各ガイド部44は、それぞれ前記第2ケース4における前記各第2取付孔41bの間に位置している。
【0032】
前記各ガイド部44における前記筒中心線C1側は、互いに繋がっていて、この各ガイド部44の互いに繋がっている部分には、前記第1ケース3の反対側に開口するとともに前記スライド孔43に繋がる収容空間45が形成されている。
【0033】
前記各ガイド部44には、前記第1ケース3の反対側に開口するとともに前記各ガイド部44に沿って延びる断面略T字状のガイド溝44aが形成されている。
【0034】
すなわち、前記各ガイド部44は、断面略C字状をなしており、前記ガイド溝44aの一端は前記収容空間45に開放する一方、前記ガイド溝44aの他端は、前記第2ケース4の外側方に開放している。
【0035】
また、前記各ガイド部44における前記筒中心線C1の反対側には、前記外周壁部32の外周面よりも外側に突出する突出部44bが設けられ、該突出部44bの前記第1ケース3側には、前記本体ケース2を前記アーム先端部10に取り付ける際に前記取付開口部10aの開口周りの面に当接する平坦な取付面部44cが設けられている。
【0036】
該各取付面部44cの両側縁部寄りの位置には、第2螺合穴44dが一対形成され、前記アーム先端部10の貫通孔10bに締結ボルト(図示せず)を挿通させ、且つ、前記第2螺合穴44dに螺合させることにより、前記グリッパ1をアーム先端部10に固定させることが可能になっている。
【0037】
さらに、前記本体ケース2における各第1挿通孔32aの間のうちの前記各係合溝32dが形成されていない部分には、前記シリンダ室3aにエアを給排するためのエア給排通路40が一対形成されている。
【0038】
該各エア給排通路40の一端は、前記シリンダ室3aに接続される一方、前記各エア給排通路40の他端が、第1通路部40a、第2通路部40b及び第3通路部40cの3つに枝分かれしている。
【0039】
前記第1通路部40aは、
図2乃至
図4に示すように、前記第2ケース4の外周縁部に開口している。また、前記第2通路部40bは、前記取付面部44cに開口している。さらに、前記第3通路部40cは、前記円形底部31に開口している。
【0040】
尚、前記グリッパ1を使用する際、第1通路部40a、第2通路部40b及び第3通路部40cのうちの1つにエア配管(図示せず)を接続するとともに他の2つの開口部分を塞いで使用する。
【0041】
前記シリンダ室3aには、
図3及び
図4に示すように、前記筒中心線C1と直交する方向から見て略T字状をなすピストン5がその中心軸を前記第1ケース3の筒中心線C1に一致させた状態で収容されている。
【0042】
前記ピストン5は、前記シリンダ室3aにエアを給排させることによって前記筒中心線C1に沿ってスライドするようになっている。
【0043】
前記ピストン5は、外周面が前記外周壁部32の内周面に対面する円板部51と、該円板部51の中央部分から前記円形底部31の反対側に突出する丸棒状のスライド軸部52とを備え、前記円板部51は、前記シリンダ室3aを前記本体ケース2の一端側と他端側とに区切るようになっている。
【0044】
前記スライド軸部52には、当該スライド軸部52の突出端に開口する第3螺合穴52aが形成されている。
【0045】
前記スライド軸部52の突出端には、前記第3螺合穴52aの開口周縁に沿って環状に延びる環状段差部52bが形成され、該環状段差部の内周面には、平坦面部52cが形成されている。
【0046】
前記スライド軸部52は、前記スライド孔43にスライド可能に嵌挿され、前記第2シール部材S2が、前記スライド軸部52の外周面と前記スライド孔43の内周面との間をシールしている。
【0047】
前記円板部51の外周面には、径方向外側に開口するとともに前記筒中心線C1周りに延びる第3環状凹条溝51aが形成され、該第3環状凹条溝51aには、前記外周壁部32の内周面と前記円板部51の外周面との間をシールする環状のゴム製第3シール部材S3が嵌め込まれている。
【0048】
前記各ガイド部44のガイド溝44aには、断面略T字状をなす棒形状のマスタージョウ6がスライド可能に嵌挿され、該各マスタージョウ6は、前記各ガイド部44によって前記筒中心線C1と直交する方向に案内されるようになっている。
【0049】
前記各マスタージョウ6の前記筒中心線C1側は、当該筒中心線C1に対して直交する方向の断面が略T字状をなす切欠溝6aが形成され、該切欠溝6aは、前記第1ケース3側に行くにつれて次第に筒中心線C1から離れるように傾斜して延びる形状をなしている。
【0050】
前記各マスタージョウ6における前記第1ケース3の反対側には、前記筒中心線C1と直交する方向に延びる略角棒状のトップジョウ7が着脱可能に取り付けられている。
【0051】
前記収容空間45には、
図5に示すように、前記筒中心線C1に沿う方向から見て放射形状をなすプランジャ8が収容され、前記収容空間45の開口部分は、前記筒中心線C1に沿う方向から見て略正六角形状をなすカバープレート9で覆われている。
【0052】
前記プランジャ8の前記各マスタージョウ6に対応する位置には、当該各マスタージョウ6に向かって延びる角棒状の延出部8a(連係手段)が設けられている。
【0053】
該各延出部8aの延出端側には、その断面が前記切欠溝6aに対応する略T字状の嵌合スライド部8bが形成され、該各嵌合スライド部8bは、
図3及び
図4に示すように、前記各切欠溝6aにそれぞれスライド可能に嵌合している。
【0054】
すなわち、前記プランジャ8の各延出部8aは、前記各マスタージョウ6にそれぞれ連係している。
【0055】
前記プランジャ8の前記スライド軸部52に対応する位置には、前記筒中心線C1に沿って貫通する第3取付孔8cが形成され、該第3取付孔8cにおける前記第1ケース3の反対側には、第3座繰り部8dが形成されている。
【0056】
前記プランジャ8の前記ピストン5側には、前記第3取付孔8cの開口周縁から環状に突出する環状突条部8eが設けられ、該環状突条部8eは、前記環状段差部52bに嵌合可能となっている。
【0057】
前記環状突条部8eの外側面には、平坦な係合面部8fが形成され、前記環状突条部8eを前記環状段差部52bに嵌合させた際、前記係合面部8fが前記平坦面部52cに係合するようになっている。
【0058】
前記第3取付孔8cに前記第3座繰り部8d側から第2締結ボルトB2を挿通させ、且つ、前記スライド軸部52の第3螺合穴52aに螺合させることにより、前記ピストン5と前記プランジャ8とが一体に固定されるようになっていて、当該プランジャ8は、前記ピストン5の前記シリンダ室3aにおけるスライド動作に伴って前記筒中心線C1に沿ってスライドするようになっている。
【0059】
そして、前記グリッパ1が取り付けられた産業用ロボットで作業を行う際、前記プランジャ8を一方側へスライドさせると、
図4に示すように、前記プランジャ8の各延出部8aの嵌合スライド部8bが前記各マスタージョウ6の切欠溝6aに摺接しながら前記マスタージョウ6を前記筒中心線C1側に押圧するようになっている。
【0060】
前記各マスタージョウ6は、前記嵌合スライド部8bによって前記筒中心線C1側に押圧されると、前記各ガイド部44のガイド溝44aに案内されて前記筒中心線C1に接近して前記各トップジョウ7がワークWを挟持するようになっている。
【0061】
一方、前記プランジャ8を他方側へスライドさせると、
図3に示すように、前記プランジャ8の各延出部8aの嵌合スライド部8bが前記各マスタージョウ6の切欠溝6aに摺接しながら前記マスタージョウ6を前記筒中心線C1の反対側に押圧するようになっている。
【0062】
前記各マスタージョウ6は、前記嵌合スライド部8bによって前記筒中心線C1の反対側に押圧されると、前記各ガイド部44のガイド溝44aに案内されて前記筒中心線C1から離間して前記各トップジョウ7が前記ワークWの挟持状態を解除するようになっている。
【0063】
尚、本発明の実施形態のグリッパ1は、各マスタージョウ6を前記筒中心線C1に接近させることで各トップジョウ7がワークWをその外周面側から押圧して挟持しているが、開口部を有する内部空間がワークWに設けられている場合、グリッパ1の各トップジョウ7をワークWの内部空間に開口部から挿入するとともに、各マスタージョウ6を前記筒中心線C1から離間させることで各トップジョウ7がワークWをその内周面側から押圧して挟持することもできるようになっている。
【0064】
つまり、本発明の実施形態のグリッパ1は、前記プランジャ8のスライド動作により前記各延出部8aが前記各マスタージョウ6を前記各ガイド部44に沿っていずれか一方に移動させることで前記各トップジョウ7がワークWを挟持するか、或いは、前記ワークWの挟持状態を解除するようになっている。
【0065】
そして、前記各ガイド部44における突出部44bの突出端は、前記各マスタージョウ6が前記筒中心線C1から離間する方向に移動した際、前記各マスタージョウ6における前記筒中心線C1から遠い側の端面に接近した位置となっている。
【0066】
以上より、本発明の実施形態によると、第1ケース3に特許文献1の如き環状凹条溝を形成する必要が無いので、第1ケース3の外周壁部32における外径を大きくせずに、当該第1ケース3の外周壁部32における周壁の厚みを薄くできる。したがって、本体ケース2をコンパクトな形状にでき、しかも、ピストン5の外径を大きくすることができる。また、第1ケース3が一体に加工されたものであるため、特許文献1の如き第1ケース3を3つの部品で構成する必要が無く、コストを抑えたグリッパ1にできる。
【0067】
また、第1ケース3における外周壁部32が円形底部31の外周縁部から第2ケース4側に円筒状に延びる形状をなしており、円形底部31が外周壁部32における第2ケース4の反対側端部に位置するので、特許文献1の如き構造に比べてシリンダ室3aのシリンダ容量を減らすことなく第1ケース3のその筒中心線C1に沿う方向の寸法を短くすることができ、グリッパ1全体をコンパクトにすることができる。
【0068】
さらに、グリッパ1をアーム先端部10に取り付けた状態において、グリッパ1のアーム先端部10への取付部分からグリッパ1におけるワークWの挟持部分までの距離が短くなるので、アーム先端部10のグリッパ1周りをコンパクトな形状にできるとともに、挟持したワークWによって本体ケース2に加わるモーメントを小さくすることができる。また、シリンダ室3aを有する部分と各ガイド部44を有する部分とが本体ケース2において外径寸法が異なり、当該外形寸法が異なる部分が別部品であるので、材料歩留まりが良くなるととともに、本体ケース2の加工時間を短くすることができ、コストを低く抑えた構造にできる。
【0069】
尚、本発明の実施形態では、グリッパ1を産業用ロボットのアーム先端部10に取り付けて使用しているが、これに限らず、例えば、グリッパ1を自動機等に取り付けて使用してもよい。
【0070】
また、本発明の実施形態では、ガイド部44が筒中心線C1周りに3つ設けられているが、筒中心線C1周りに2つだけ設けた構造であってもよいし、4つ以上設けた構造であってもよい。
【0071】
また、本発明の実施形態では、シリンダ室3aに流体としてエアを給排させているが、流体としてオイル等の液体を給排する構造であってもよい。
【0072】
また、本発明の実施形態では、第1ケース3が有底円筒状をなし、円板状をなす円形底部31と、該円形底部31の外周縁部から第2ケース4側に円筒状に延びる外周壁部32とを備えているが、これに限らず、例えば、第1ケース3が有底角筒状をなし、矩形板状をなす底部と、該底部の外周縁部から第2ケース4側に角筒状に延びる外周壁部とを備えた構造であってもよい。