特開 2023-182476 グリッパ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023182476

(43)【公開日】2023-12-26

(54)【発明の名称】グリッパ

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20231219BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022096100

(22)【出願日】2022-06-14

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り １．令和３年８月４日に、橋本雅弘が主催した株式会社ミスミとのＷｅｂ会議 ２．令和３年１１月２５日に、株式会社西日本エフエムにて商談 ３．令和３年１２月２１日に、有限会社橋本鋼業にて商談 ４．令和４年１月２１日に、株式会社ミスミに対してサンプルを発送 ５．令和４年５月１７日に、株式会社トーハラにサンプルの提供 ６．令和４年５月１７日に、株式会社マイティミズタニにて商談 ７．令和４年５月２５日に、株式会社トーハラにて商談 ８．令和４年６月１日に、太平洋工業株式会社にて運用試験を実施

(71)【出願人】

【識別番号】522238479

【氏名又は名称】有限会社橋本鋼業

(71)【出願人】

【識別番号】522238480

【氏名又は名称】株式会社西日本エフエム

(74)【代理人】

【識別番号】100191189

【弁理士】

【氏名又は名称】浅野 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100199761

【弁理士】

【氏名又は名称】福屋 好泰

(72)【発明者】

【氏名】橋本 雅弘

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS05

3C707CY13

3C707DS01

3C707ES03

3C707ET03

3C707EU09

3C707EV07

3C707EV10

3C707HS14

3C707LV22

3C707MT05

(57)【要約】

【課題】対象物に対する把持安定性が高く、且つ安価に製造することができるグリッパを提供する。
【解決手段】把持型のグリッパ１であって、対象物を挟む一対の指部２３０，２４０を備え、前記指部の一方２３０は、所定の間隔を維持した状態で並行移動する複数の板状体２３１，２３２を有し、前記指部の他方２４０は、前記複数の板状体２３１，２３２の間に向かって移動する板状体２４１を有する、ことを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

把持型のグリッパであって、
対象物を挟む一対の指部を備え、
前記指部の一方は、並行移動する複数の板状体を有し、
前記指部の他方は、前記複数の板状体に向かって移動する板状体を有する、
ことを特徴とする、グリッパ。

【請求項2】

前記指部の一方が有する複数の板状体は、所定の間隔を維持した状態で並行移動し、
前記指部の他方が有する板状体は、前記複数の板状体の間に向かって移動する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項3】

前記指部の一方の板状体および前記指部の他方の板状体は、金属板のレーザー切断加工により形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のグリッパ。

【請求項4】

前記他方の指部は、前記対象物に接触する揺動体を有し、
前記揺動体は、前記他方の指部が備える板状体に対して揺動可能に軸支されていることを特徴とする、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】

本発明はグリッパに関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動生産におけるロボットの使用が広まるにつれて、ロボットによる対象物ハンドリングは広く用いられるようになった。例えば、工作機械によって対象物の加工が行われる場合には、工作機械の加工位置までロボットの動作によって対象物が運ばれる。そして、エンドエフェクタの動作によって工作機械に対して対象物の受け渡しが行われる。

【0003】

ここで、特許文献１には、エンドエフェクタである把持型のグリッパが記載されている。当該グリッパは一対の腕部を有しており、腕部の各々はリンク構造を介して、軸部材の先端部に接続されている。当該軸部材の押し行程によって、一対の腕部は把持動作を行い、軸部材の引き行程によって、一対の腕部は開放動作を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－２０６２１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の通り、対象物ハンドリングが広く用いられるようになった結果、対象物に対する把持安定性が高く、且つ安価なエンドエフェクタが求められるようになった。しかしながら、上記特許文献１に記載の把持型グリッパは、その先端に形成された接触面で対象物に接触するため把持安定性は高いものの、接触面を形成するためには、鋼材を削り出して製造する必要があるため、安価に製造することは困難であった。

【0006】

そこで、本発明は、対象物に対する把持安定性が高く、且つ安価に製造することができるグリッパを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明は、把持型のグリッパであって、対象物を挟む一対の指部を備え、前記指部の一方は、並行移動する複数の板状体を有し、前記指部の他方は、前記複数の板状体に向かって移動する板状体を有する、ことを特徴とする。

【0008】

また、本発明において、前記指部の一方が有する複数の板状体は、所定の間隔を維持した状態で並行移動し、前記指部の他方が有する板状体は、前記複数の板状体の間に向かって移動する、ことを特徴とする。

【0009】

また、本発明は、前記指部の一方の板状体および前記指部の他方の板状体が、金属板のレーザー切断加工により形成されたことを特徴とする。

【0010】

さらに、本発明は、前記他方の指部が、前記対象物に接触する接触部材を有し、
前記接触部材は、前記他方の指部が備える板状体に対して揺動可能に軸支されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、対象物に対する把持安定性が高く、且つ安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態に係るグリッパの斜視図

【図2】上記グリッパの側面図

【図3】上記グリッパの平面図

【図4】上記グリッパの正面図

【図5】（ａ）上記グリッパが備える一方の回転指を構成する板状体の側面図、（ｂ）他方の回転指を構成する板状体の側面図

【図6】本発明の第２実施形態に係るグリッパの斜視図

【発明を実施するための形態】

【0013】

［第１実施形態］

【0014】

以下、図面に基づいて、本発明の第１実施形態に係るグリッパを説明する。図１乃至図４に示すように、本実施形態に係るグリッパ１は、工作機械の加工位置までワーク（対象物）を搬送するマニピュレータに取り付けられるエンドエフェクタであって、エアシリンダ１０とグリッパ本体２０を備える。

【0015】

エアシリンダ１０は、グリッパ本体２０を動かすために用いられる動力機構であって、マニピュレータの先端に設けられた取付面に取り付けられている。当該エアシリンダ１０の給排気口１１ａ,１１ｂはホースを介して電磁弁に接続されている。当該電磁弁にはコンプレッサーから出力された圧縮空気が供給される。電磁弁は、更に、制御装置に接続されており、当該制御装置による制御によって給排気口１１ａ，１１ｂに対する圧縮空気の供給方向が切り替えられる。エアシリンダ１０が有するピストンロッド１２は、供給された圧縮空気に応じて、押し行程および引き行程が切り替えられる。

【0016】

上記エアシリンダ１０にグリッパ本体２０が取り付けられている。グリッパ本体２０は、グリッパ１の掌として機能するベース部２１０と、グリッパ１の動力伝達機構として機能する直動ジョイント２２０と、グリッパ１の指として機能する一対の回転指２３０,２４０と、を備えている。

【0017】

ベース部２１０は、一対の回転指２３０,２４０を軸支する固定部材であり、エアシリンダ１０のケーシング１３に対してボルト１５により固定されている。当該ベース部２１０は、ピストンロッド１２の両側に設けられた一対の金具２１１ａ,２１１ｂを備えている。当該金具２１１ａ,２１１ｂの各々は、プレート部２１２ａ,２１２ｂと、一対の軸支部２１３ａ,２１３ｂ,２１４ａ,２１４ｂと、により構成されている。プレート部２１２ａ,２１２ｂは、ピストンロッド１２の側方に配置され、ケーシング１３の前面に沿って延出する薄板状に形成されている。当該プレート部２１２ａ,２１２ｂの両端部には貫通穴が形成されており、当該貫通穴を介して上記ボルト１５がケーシング１３に取り付けられる。これにより、プレート部２１２ａ,２１２ｂはエアシリンダ１０に固定される。このプレート部２１２ａ,２１２ｂの両端部から、ピストンロッド１２の押し方向に向かって垂直に一対の軸支部２１３ａ,２１３ｂ,２１４ａ,２１４ｂが延出している。すなわち、金具２１１ａ,２１１ｂは、プレート部２１２ａ,２１２ｂの一端部から延出する一の軸支部２１３ａ,２１３ｂと、プレート部２１２ａ,２１２ｂの他端部から延出する他の軸支部２１４ａ，２１４ｂと、を備えている。一対の金具２１１ａ,２１１ｂは、一の軸支部２１３ａ,２１３ｂ同士が対向し、他の軸支部２１４ａ，２１４ｂ同士が対向するようにエアシリンダ１０に固定される。また、一の軸支部２１３ａ,２１３ｂの間には軸２１６（以下、「第一軸２１６」という。）が取り付けられ、当該第一軸２１６と平行な軸２１７（以下、「第二軸２１７」という。）が他の軸支部２１４ａ，２１４ｂの間に設けられている。

【0018】

直動ジョイント２２０は、エアシリンダ１０のピストンロッド１２の先端部１２ａに取り付けられており、エアシリンダ１０による駆動力を一対の回転指２３０,２４０へと伝達する動力伝達機構として機能する部材である。当該直動ジョイント２２０は、コ字状に形成されており、取付部２２１と、一対の軸支部２２２,２２３と、により構成されている。取付部２２１はピストンロッド１２の先端部１２ａに取り付けられる部分であり、ピストンロッド１２の側方に向かって（一対の金具２１１ａ,２１１ｂに向かって）平板上に延在している。当該取付部２２１の両端部からピストンロッド１２の押方向に向かって一対の軸支部２２２，２２３が延出している。当該一対の軸支部２２２，２２３の間には軸２２４（以下、「第三軸２２４」という。）が設けられている。

【0019】

上記ベース部２１０の第一軸２１６及び第二軸２１７に対して、上記直動ジョイント２２０の第三軸２２４は平行に設けられている。また、正面視において、第一軸２１６ないし第三軸２２４の一端を支持する各軸支部２１３ａ，２１４ａ，２２２は互いに直列的に設けられており、第一軸２１６ないし第三軸２２４の他端を支持する各軸支部２１３ｂ，２１４ｂ,２２３は互いに直列的に設けられている。

【0020】

一対の回転指２３０,２４０は、直動ジョイント２２０からの駆動力によって回転運動し、対象物に接触する。回転指の一方２３０は、第二軸２１７および第三軸２２４に軸支され、平行に配置された２つの板状体２３１,２３２を有している。当該板状体２３１,２３２は、鋼板などの金属板をレーザー切断加工によって形成されたものであり、図５（ｂ）に示すように、第二軸２１７に軸支される固定端部２３１ａ,２３２ａと、第三軸２２４に軸支される被駆動端部２３１ｂ,２３２ｂと、固定端部２３１ａ,２３２ａと被駆動端部２３１ｂ,２３２ｂの間に介在する介在部２３１ｃ,２３２ｃと、介在部２３１ｃ,２３２ｃから前方（ピストンロッド１２の押方向）に延出する延出部２３１ｄ,２３２ｄと、延出部２３１ｄ,２３２ｄの先端に形成され、対象物に接触する接触部２３１ｅ,２３２ｅと、から構成されている。

【0021】

図１乃至図４に示すように、回転指の他方２４０は、第一軸２１６および第三軸２２４に軸支された板状体２４１を有している。当該板状体２４１も、上記一方の回転指２３０の板状体２３１,２３２と同様に、鋼板などの金属板をレーザー切断加工によって形成されたものであり、図５（ａ）に示すように、第一軸２１６に軸支される固定端部２４１ａと、第三軸２２４に軸支される被駆動端部２４１ｂと、固定端部２４１ａと被駆動端部２４１ｂの間に介在する介在部２４１ｃと、介在部２４１ｃから前方（ピストンロッド１２の押方向）に延出する延出部２４１ｄと、延出部２４１ｄの先端に形成され、対象物に接触する接触部２４１ｅと、から構成されている。

【0022】

上記のように構成されるグリッパ１の解放動作を説明する。解放動作では、エアシリンダ１０の押し行程が実施される。押し行程では、ピストンロッド１２が押し出されることにより、直動ジョイント２２０が対象物に対して前進する。この際、一方の回転指２３０は第二軸２１７を中心として外側に向かって回転し、他方の回転指２４０は第一軸２１６を中心として外側に向かって回転する。これによって、一対の回転指２３０，２４０が開く方向に作動するので対象物が解放される。

【0023】

次に、グリッパ１の把持動作を説明する。把持動作では、エアシリンダ１０の引き行程が実施される。引き行程では、ピストンロッド１２が引き込まれることにより、直動ジョイント２２０が対象物に対して後退する。この際、一方の回転指２３０は第二軸２１７を中心として内側に向かって回転し、他方の回転指２４０は第一軸２１６を中心として内側に向かって回転する。これによって、一対の回転指２３０，２４０が閉じる方向に作動するので対象物が拘束される。

【0024】

ここで、本実施形態では、第三軸２２４の中央に他方の回転指２４０の被駆動端部２４１ｂが配置され、当該被駆動端部２４１ｂを挟み込む態様で一方の回転指２３０の被駆動端部２３１ｂ，２３２ｂが配置されている。すなわち、一方の回転指２３０が有する一対の板状体２３１，２３２の間に、他方の回転指２４０の板状体２４１が配置される態様で、これらの板状体２３１，２３２，２４１が第三軸２２４に軸支されている。

【0025】

また、第二軸２１７の中央には、板状体２３１，２３２，２４１の厚みと同じ幅のスペーサ２２５が配置されており、当該スペーサ２２５の両側に一対の板状体２３１，２３２（一方の回転指２３０）の固定端部２３１ａ,２３２ａが配置されている。また、第一軸２１６の中央には、板状体２４１（他方の回転指２４０）の固定端部２４１ａが配置されており、その両側にスペーサ２１８が配置されている。

【0026】

したがって、グリッパ１の把持動作においては、一方の回転指２３０を構成している一対の板状体２３１，２３２は、所定の間隔（他方の回転指２４０の板状体２４１の板厚）を維持した状態で内側に向かって並行回転する。また、他方の回転指２４０を構成している板状体２４１は、一方の回転指２３０の間に向かって内側に回転する。

【0027】

本実施形態のグリッパ１は、一対の回転指２３０，２４０が板状体２３１，２３２，２４１により構成されているので、従来のグリッパの指に比べると安価に製造することができる。また、一方の回転指２３０を構成している一対の板状体２３１，２３２と、他方の回転指２４０を構成している板状体２４１が互い違いに対象物に接触することとなるので、対象物が外力を受けたときに接触部２３１ｅ,２３２ｅ,２４１ｅが滑りにくく、対象物と常に接触状態を保つことができ、把持安定性を維持することができる。さらに、一方の回転指２３０については、２つの板状体２３１，２３２の間に隙間を設けることで、上記把持安定性を維持するとともに軽量化を実現している。さらにまた、このような回転指２３０，２４０を板状体２３１，２３２，２４１で構成することで、加工も容易であり、コンパクトな設計も容易である。

【0028】

さらに、一対の回転指２３０，２４０を構成する板状体２３１，２３２，２４１は、鋼板をレーザー切断加工することによって形成されているので、レーザー照射によって生じた発熱により接触部２３１ｅ,２３２ｅ,２４１ｅに焼き加工を加えることができ、耐久性を向上させることができる。また、切断加工と焼き加工を同時に加えることができるので製造効率が良い。

【0029】

［第２実施形態］

【0030】

第２実施形態にかかるグリッパ２は、エアシリンダ１０およびグリッパ本体２０を備えている点で第１実施形態と共通している。一方で、図６に示すように、本実施形態に係るグリッパ２は、他方の回転指２４０の延出部２４１ｄの先端部に揺動体２５０を備える点で第１実施形態とは異なっている。以下、第１実施形態と異なる構成（揺動体２５０）を具体的に説明することとし、第１実施形態と共通する構成については説明を適宜省略する。

【0031】

揺動体２５０は、延出部２４１ｄの先端部に設けられた軸２５１に軸支され、当該軸２５１の周り（ピストンロッド１２の押方向および引方向、以下「前後方向」ともいう。）に揺動可能な接触部材である。当該揺動体２５０は、軸２５１の両端に吊り下げられた一対の被軸支部２５２，２５３と、一対の被軸支部２５２，２５３の先端同士を繋ぐように形成された接触部２５４と、を備えている。接触部２５４と延出部２４１ｄの先端部の間にはわずかな隙間が設けられている。接触部２５４の表面には凹凸が形成されており、当該凹凸が対象物に接することとなる。なお、このように揺動体２５０が対象物に接触することとなるので、本実施形態における他方の回転指２４０の板状体２４１には、接触部２４１ｅが形成されていない。

【0032】

第２実施形態に係るグリッパ２は、揺動体２５０の接触部２５４と、一方の回転指２３０の接触部２３１ｅ,２３２ｅが対象物を挟み込む態様で把持する。ここで、揺動体２５０が前後に揺動することで、揺動体２５０の接触部の接触角度が対象物の外面に沿って整合することとなる。よって、対象物の把持安定性を向上させることができる。

【0033】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態の態様に限定されず、下記の変形態様であっても構わない。

【0034】

［変形例１］
上記実施形態はエアシリンダ１０を用いているが、油圧シリンダであっても構わない。また、シリンダに限定されず、直動ジョイント２２０を前後に移動させるアクチュエータを用いても構わない。

【0035】

［変形例２］
ベース部２１０の態様は第１実施形態に限定されず、第三軸２２４に対して平行に設けられた第一軸２１６および第二軸２１７を軸支する態様であればよい。

【0036】

［変形例３］
また、一方の回転指２３０は２つの板状体２３１,２３２に限定されず。所定の間隔を開けて配置された３つ以上の板状体を備えても構わない。当該態様において、他方の回転指２４０は、一方の回転体２３０の複数の板状体の隙間に向かって並行回転する２つの板状体を備えても構わない。

【0037】

［変形例４］
上記実施形態は、把持型のグリッパであって、回転指をもつグリッパ（角度開閉グリッパ）を例に説明しているが、本発明は互いに並行に動く並進指をもつグリッパ（平行グリッパ）に適用しても構わない。

【符号の説明】

【0038】

１,２ グリッパ
２３０，２４０ 一対の回転指（指部）
２３１，２３２ 一方の回転指の複数の板状体
２４１ 他方の回転指の板状体
２５０ 揺動体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】