特許 7452379 チャックユニット

(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】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】チャックユニット

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20240312BHJP

   B25J 15/00 20060101ALI20240312BHJP

   B65G 47/90 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 A

B25J15/00 F

B65G47/90

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020180115

(22)【出願日】2020-10-28

(65)【公開番号】P2022071258

(43)【公開日】2022-05-16

【審査請求日】2023-03-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉田 旭弘

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－２７９４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２４２２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０５９９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】仏国特許出願公開第０２７４０４３９（ＦＲ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２６９７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３４４２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２８３１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５４２５５６５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １５／００－１５／０８

Ｂ６５Ｂ ５／０６－６１／００

Ｂ６５Ｇ ４７／９０－６１／００

Ｂ６５Ｈ ３１／００－３１／３０

Ｇ０１Ｍ ２１／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

受け台（Ｔ）上の平面に置かれた複数の直方体状の磁化される前の磁石であるワーク（Ｗ）が並列されてなる一群のワーク（Ｇ）に対し、列方向の一方及び他方の端面である被チャック端面（Ｓ１、Ｓ２）を両側から押さえ付けるように把持し、前記一群のワークを移送可能なチャックユニット（１０）であって、
前記一群のワークの上方において前記一群のワークの上面に平行に且つ昇降可能に設けられるメインプレート（２０）と、
前記メインプレートに支持された一対のチャック爪アーム（３３、３４）の先端に取り付けられ、前記一群のワークの各前記被チャック端面に当接可能な一対のチャック爪（３１、３２）と、
少なくとも一方の前記チャック爪を前記ワークの列方向に沿って駆動するアクチュエータ（４０）と、
前記一群のワークと前記メインプレートとの間において移動可能に設置され、前記メインプレートの下降に伴って前記一群のワークに向かって移動したとき、前記一群のワークの上面に当接可能なワーク押さえ（５０）と、
前記ワーク押さえの下限位置を規制するストッパ（７１、７２）が設けられており、前記メインプレートに対する前記ワーク押さえの移動を案内するガイドシャフト（６１、６２）と、
を備え、
少なくとも一方の前記チャック爪は前記一群のワークの前記被チャック端面の方向に倣うようにフローティングするチャックユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チャックユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数のワークを独立して保持可能な複数のクランプマシンを備え、間隔を空けて並べられたワークを一度に移送可能な装置が知られている。

【0003】

例えば特許文献１には、クランプマシンがパレットに載置された全てのワークを一括して保持し、コンテナに移動して載置する移送装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平６－３２１３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来技術は、複数のクランプマシンがそれぞれ独立にワークを保持するものである。これとは別に、並列された複数の直方体状ワークの列方向の両端を把持し、一群のワークを一括して移送する装置がある。一列のワーク数が多く、ワーク同士の接触面積に対する列の長さの比率が比較的大きくなると、チャック時の姿勢が不安定になりやすい。さらに、各ワークの個体ばらつきが重なって重心位置が一方に偏ると、チャックミスが生じるおそれがある。

【0006】

本発明は上述の点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、並列された複数の直方体状ワークの列方向の両端を把持する装置において、チャックの安定性を確保するチャックユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、受け台（Ｔ）上の平面に置かれた複数の直方体状の磁化される前の磁石であるワーク（Ｗ）が並列されてなる一群のワーク（Ｇ）に対し、列方向の一方及び他方の端面である被チャック端面（Ｓ１、Ｓ２）を両側から押さえ付けるように把持し、一群のワークを移送可能なチャックユニット（１０）である。このチャックユニットは、メインプレート（２０）、一対のチャック爪（３１、３２）、アクチュエータ（４０）、ワーク押さえ（５０）およびガイドシャフト（６１、６２）を備える。

【0008】

メインプレートは一群のワークの上方において一群のワークの上面に平行に且つ昇降可能に設けられる。一対のチャック爪はメインプレートに支持された一対のチャック爪アーム（３３、３４）の先端に取り付けられ、一群のワークの各被チャック端に当接可能である。アクチュエータは少なくとも一方のチャック爪をワークの列方向に沿って駆動する。ワーク押さえは一群のワークとメインプレートとの間において移動可能に設置され、メインプレートの下降に伴って一群のワークに向かって移動したとき、一群のワークの上面に当接可能である。ガイドシャフトにはワーク押さえの下限位置を規制するストッパ（７１、７２）が設けられており、ガイドシャフトはメインプレートに対するワーク押さえの移動を案内する。少なくとも一方のチャック爪は一群のワークの被チャック端面の方向に倣うようにフローティングする。

【0009】

これにより本発明では、一群のワークの上面を揃えて整列させるため、ワーク同士の接触面積に対する列の長さの比率が大きい場合や、ワークの個体ばらつきにより重心が一方に偏った場合でも、チャックの安定性を確保することができる。

【0010】

好ましくは、本発明の少なくとも一方のチャック爪は一群のワークの被チャック端面の方向に倣うようにフローティングする。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明によるチャックユニットの移送対象である「一群のワーク」を示す斜視図。

【図2】第１実施形態によるメインプレートが（ａ）上昇した状態を示す正面図、（ｂ）下降した状態を示す正面図。

【図3】ワーク押さえを用いずに「一群のワーク」を移送する場合に各ワークの重心ずれが生じて一部のワークが回転した状態を示す（ａ）正面図、（ｂ）ＩＩＩｂ方向からみた側面図。

【図4】（ａ）第２実施形態によるチャック爪のフローティング動作を示す正面図、（ｂ）第２実施形態によるチャック爪の斜視図。

【図5】その他の実施形態によるメインプレートが（ａ）上昇した状態を示す正面図、（ｂ）下降した状態を示す正面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の複数の実施形態によるチャックユニットを図面に基づいて説明する。このチャックユニットは、複数の直方体状のワークが並列されてなる一群のワークを把持して移送する装置である。

【0013】

（第１実施形態）
図１～図３を参照する。図１に示すように、複数の直方体状のワークＷが並列してひと固まりとなった一群のワークＧが受け台Ｔ上の平面に置かれている。例えば受け台Ｔは部品トレーである。直方体状のワークＷは、例えば磁化される前の磁石であり、図１の正面視において幅５ｍｍ、高さ１４ｍｍ、奥行き７ｍｍ程度の磁石が約３０個、並列されている。つまり磁石同士の接触面積に対する列の長さが比較的長い。なおこの段階では磁化前であるため、磁石同士の間に磁気吸引力は働いていない。後工程で磁化された磁石はブラシレスモータのロータ磁極として用いられる。Ｃｗは一群のワークＧの重心線である。

【0014】

並列された一群のワークＧの列方向の一方の端面を被チャック端面Ｓ１と表し、他方の端面を被チャック端面Ｓ２と表す。図２に示すように、チャックユニット１０は、一群のワークＧの被チャック端面Ｓ１及び被チャック端面Ｓ２を一対のチャック爪３１、３２で両側から押し付けるように把持し、例えばトレーからスティックマガジンに移し替える。

【0015】

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態のチャックユニット１０は、メインプレート２０、一対のチャック爪３１、３２、「アクチュエータ」としてのシリンダ４０、ワーク押さえ５０、ガイドシャフト６１、６２、及び、「弾性部材」としてのコイルばね８０を備えている。基本的にチャックユニット１０は、図２（ａ）、（ｂ）の上を天側、下を地側とし、メインプレート２０及びワーク押さえ５０が略水平となるように設置される。なお、厳密な水平に限らず、実用上許容される程度に傾斜して設置されてもよい。Ｃｃは一対のチャック爪３１、３２の重心線である。

【0016】

メインプレート２０は一群のワークＧの上方に設けられ、図示しない昇降装置によって昇降する。図２（ａ）にメインプレート２０が上昇した状態を示し、図２（ｂ）にメインプレート２０が下降した状態を示す。Ｄｄはメインプレート２０が下降する方向である。一対のチャック爪３１、３２は、メインプレート２０に支持されたチャック爪アーム３３、３４の先端にＬ字状をなすように取り付けられる。図２（ｂ）に示す位置で、一方のチャック爪３１は一群のワークＧの一方の被チャック端面Ｓ１に対向し、他方のチャック爪３２は一群のワークＧの他方の被チャック端面Ｓ２に対向する。

【0017】

シリンダ４０は、直接又はリンク４２を介して、チャック爪アーム３４をワークの列方向、すなわちシリンダの進行方向Ｄｓに沿って駆動可能である。シリンダ４０の設置位置やリンク４２の構成は装置のレイアウトに応じて適宜設計可能である。図中、リンク４２を破線で示し、具体的な構成の図示を省略する。また、本実施形態では反対側のチャック爪アーム３３はメインプレート２０に固定されている。

【0018】

ワーク押さえ５０は一群のワークＧとメインプレート２０との間に移動可能に設置されている。ガイドシャフト６１、６２は、メインプレート２０に形成された摺動孔に嵌合しており、上下方向に摺動可能である。ガイドシャフト６１、６２の下端はワーク押さえ５０に固定されている。図２（ａ）の位置で、ワーク押さえ５０はワーク押さえ５０の重力とコイルばね８０の引っ張り力とが釣り合った位置に保持されている。この位置を「初期位置」という。

【0019】

メインプレート２０が下降する途中、ワーク押さえ５０の下面は一群のワークＧの上面に当接する。メインプレート２０がさらに下降すると、図２（ｂ）に示すように、ワーク押さえ５０はメインプレート２０に近づくようにＤｄ方向に移動する。このとき、ガイドシャフト６１、６２はメインプレート２０に対するワーク押さえ５０の移動を案内する。また、ワーク押さえ５０とメインプレート２０との距離は初期位置よりも小さくなり、コイルばね８０は圧縮される。Ｄｕはコイルばね８０がワーク押さえ５０から受ける力の方向である。

【0020】

こうして、一群のワークＧがワーク押さえ５０に押さえられた状態で、図２（ｂ）に示すように、シリンダ４０はチャック爪アーム３４をワークの列方向すなわちシリンダの進行方向Ｄｓに沿って駆動する。その結果、チャック爪アーム３４の先端に取り付けられたチャック爪３２が一群のワークの被チャック端面Ｓ２に当接する。

【0021】

一方、メインプレート２０が下降したとき、固定側チャック爪３１と被チャック端面Ｓ１との間に隙間が残る場合がある。このとき、可動側チャック爪３２がシリンダ４０に駆動されることで一群のワークＧを固定側チャック爪３１に向かってスライドさせる。その結果、固定側チャック爪３１と被チャック端面Ｓ１とが当接する。そして、固定側チャック爪３１及び可動側チャック爪３２が、一群のワークＧの被チャック端面Ｓ１、Ｓ２を両側から押さえ付けて把持する。そのため、チャックユニット１０は一群のワークＧを移送可能になる。

【0022】

一群のワークＧを移送完了後、メインプレート２０が上昇して図２（ａ）の位置に戻ったとき、コイルばね８０は、付勢力によってワーク押さえ５０の位置を初期位置に戻す。これにより、１回の移送作業終了後、次の回の移送作業に移る際にメインプレート２０とワーク押さえ５０の距離がスムーズに初期位置に戻されるため、毎回同じ精度で一群のワークＧの上面を押さえることができる。この構成は、ワーク表面への傷つき防止などの理由により、自重では落下しにくい軽量材料でワーク押さえ５０を形成した場合などに有効である。

【0023】

図３（ａ）、（ｂ）を参照し、ワーク押さえ５０を用いない場合に生ずる問題について説明する。図３（ａ）に示すように、片方のチャック爪３１を一群のワークＧの一方の被チャック端面Ｓ１に単に接触させたとき、各ワークＷ同士の重心が一直線上にない場合がある。その場合、図３（ｂ）に示したように各ワークＷに回転モーメントＲｗが生じて回転してしまい、その結果、各ワークＷの重心位置の個体ばらつきが蓄積して一群のワークＧの姿勢が不安定になり、チャックミスにつながることが多かった。

【0024】

これに対し、本実施形態では上記の回転現象を防ぐため、ワーク押さえ５０が一群のワークＧの上面に当接し、整列させてからチャックする。さらに、一群のワークＧを持ち上げるときも上面を押さえ続ける。整列させた時の一群のワークＧ上面をＳｕ、下面をＳｄとして図３（ａ）に示す。なおワーク押さえ５０は上面を押さえるのみであり、各ワークＷが下側に押され過ぎてはみ出すことはない。これにより、チャック爪３１、３２が一群のワークＧの被チャック端面Ｓ１及びＳ２に当接してこれらを押さえ込んだとき、一群のワークＧはきれいに整列しているため、安定に挟持しながら移送することが可能である。

【0025】

（第２実施形態）
図４を参照する。図２に示した構成は第１実施形態と共通である一方、チャック爪がフローティング機能を有するところが異なっている。図４（ａ）に示したように、本実施形態のフローティングチャック爪３８はスプリングピン３６を介してチャック爪アーム３４の先端に連結される着脱式チャック爪であって、スプリングピン３６を回転軸として上下にフローティングする。Ｒｃはスプリングピン３６の回転方向である。図４（ｂ）にフローティングチャック爪３８の外観を示す。

【0026】

複数の直方体状のワークＷが並列された一群のワークＷをチャックするときの別の課題として、両側の被チャック端面Ｓ１、Ｓ２の平行度に着目する。このとき、各ワークＷの個々の寸法が公差範囲に収まっている場合であっても、一群のワークＧ全体としてみたとき、ばらつきが累積されるため、一方の被チャック端面Ｓ１と他方の被チャック端面Ｓ２の平行度が許容範囲を超える場合が生じ得る。そのため、チャック爪の端面を平行に固定した場合、チャック時の面当たり精度を機械的に保証することが難しいという問題があった。

【0027】

これに対し、本実施形態では、少なくとも一方のチャック爪３３をフローティングチャック爪３８とする。フローティングチャック爪３８は対応する被チャック端面Ｓ２と当接する端面の向きが被チャック端面Ｓ２の方向に倣うように回転可能である。図４の例のフローティングチャック爪３８は、ワークＷにおける寸法が相対的に大きい上下方向にフローティングし、一群のワークＧの被チャック端面Ｓ２に倣うようにする。これにより、被チャック端面Ｓ２に対して常に平行な面でチャックすることが可能となる。

【0028】

（その他の実施形態）
一群のワークＧを移送終了後、ワーク押さえ５０の位置を初期位置に戻す弾性部材は、コイルばね８０に限らず、ゴム等が用いられてもよい。また、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ワーク押さえ５０の自重による力がガイドシャフト６１、６２の摺動部の摩擦抵抗よりも大きい構成では、弾性部材を設けなくてもよい。この場合ワーク押さえ５０の下限位置を規制するため、ガイドシャフト６１、６２にストッパ７１、７２が設けられてもよい。

【0029】

チャック爪を駆動するアクチュエータはシリンダに限らず、モータ、減速ギヤ、ラックアンドピニオン等を組み合わせて構成されてもよい。

【0030】

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

【符号の説明】

【0031】

１０ ・・・チャックユニット、
２０ ・・・メインプレート、
３１、３２・・・チャック爪、
３３、３４・・・チャック爪アーム、
４０ ・・・シリンダ（アクチュエータ）、
５０ ・・・ワーク押さえ、
６１、６２・・・ガイドシャフト。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】