JP2000042966A - 物品把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇降フレーム内部の塵埃が落下して把持して
いる物品を汚損する恐れが無く、且つ、軽量でコンパク
トな物品把持装置を提供する。 【解決手段】 内部が密閉され、吊下部材で吊り下げら
れて昇降する昇降フレーム７と、前記昇降フレーム内で
それぞれ垂直軸線まわりに回動自在に軸受支持され、昇
降フレーム底部に形成されたシャフト通孔９を貫通して
昇降フレーム下方に突出する複数のシャフト１１と、そ
れぞれのシャフトの下端部に取り付けられ、協働して物
品を把持する複数の把持爪１２と、シャフト通孔とシャ
フトとの間をシャフトが回動できるように密封するシー
ル手段と、それぞれのシャフトを正逆両方向に同期回動
させて把持爪の開閉動作を行う駆動機構を備え、ケーシ
ング内から物品上への塵埃の落下をシール手段が防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属するの技術分野】本発明は、天井搬送車等か
ら昇降自在に吊り下げられて物品を把持する物品把持装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、工場内で物品を搬送するため
に、天井に架設された高架レールを走行し、地上のステ
ーション間を物品を吊り下げて走行する天井搬送車が広
く用いられている。

【０００３】従来の天井搬送車に設けられている物品把
持装置は、図６及び図７に示すように、複数の吊下げベ
ルトＡ１で昇降自在に天井搬送車（図示せず）から吊り
下げられている昇降フレームＡ２に、左右で対になった
複数の把持アームＡ３がそれぞれ水平軸Ａ４回りに垂直
面内で開閉回動自在に設けられている。

【０００４】これらの把持アームＡ３は、昇降フレーム
Ａ２内に設けられている正逆回転可能な回転駆動源Ａ５
の出力軸に固定されている駆動リンクＡ６と連動リンク
Ａ７及び従動リンクＡ８を介して連結されており、前記
回転駆動源Ａ５を正逆回転することによって開閉駆動さ
れ、物品Ｗの把持または開放を行うように構成されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した構造の従来の
物品把持装置は、把持アームＡ３が図７に示すように垂
直面内で両外側に両側の水平軸Ａ４回りに円弧を描く動
作で物品Ｗの開放動作を行い、物品開放時には把持アー
ムＡ３の上部は同図に仮想線で示すように、昇降フレー
ムＡ２の内部に侵入するため、昇降フレームＡ２の下面
には、開放位置にある把持アームＡ３を受け入れるため
のスリットＳを設けていた。

【０００６】そのため、昇降フレームＡ２内部から把持
アームＡ３で把持している物品上に塵埃が落下して汚損
する問題があった。

【０００７】また、従来のこの種の物品把持装置として
は、対の把持アームを水平方向にスライドさせて開閉す
る構造のものもあるが、この場合にも、把持アームを昇
降フレーム内の駆動手段によってスライドさせるための
スリットを昇降フレーム下面に設ける必要があり、同様
の問題があった。

【０００８】また、把持アームを円弧を描く動作で左右
方向に開閉したり、水平方向にスライドさせて左右方向
に開閉する前述したような従来の物品把持装置では、構
造上把持アームの開閉動作のストロークが大きく、取り
扱う物品に比較して物品把持装置のサイズや重量が大き
くなる問題があった。

【０００９】そこで、本発明は前述したような従来技術
の問題を解決し、昇降フレーム内部の塵埃が落下して、
把持している物品を汚損する恐れが無く、且つ、軽量で
コンパクトな物品把持装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的のため、本発明
の物品把持装置は、内部が密閉され、吊下部材で吊り下
げられて昇降する昇降フレームと、前記昇降フレーム内
でそれぞれ垂直軸線まわりに回動自在に軸受支持され、
昇降フレーム底部に形成されたシャフト通孔を貫通して
昇降フレーム下方に突出する複数のシャフトと、それぞ
れのシャフトの下端部に取り付けられ、協働して物品を
把持する複数の把持爪と、ぞれぞれのシャフト通孔とシ
ャフトとの間をシャフトが回動できるように密封するシ
ール手段と、前記昇降フレーム内に設けられ、それぞれ
のシャフトを正逆両方向に同期回動させて把持爪の開閉
動作を行う駆動機構とを備えたものである。

【００１１】本発明の物品把持装置は、昇降フレーム底
部の少なくとも各シャフト通孔内周面とこれらのシャフ
ト通孔内に位置するシャフト外周部分は強磁性を有する
材料で形成されているとともに、前記シール手段にシャ
フトとシャフト通孔間の隙間を塞ぐ磁性流体が用いられ
ていることが好ましい。

【００１２】

【作用】本発明の物品把持装置によって地上に置かれた
物品を把持して吊り上げる場合には、昇降フレーム内に
設けられた駆動機構によって、各シャフトを一斉に回動
させ、全ての把持爪を開放位置に停止させ、次いで昇降
フレームを物品直上に下降させる。

【００１３】次いで、前記駆動機構によって各シャフト
を逆方向に一斉に回動させて全ての把持爪を閉じ、これ
らの把持爪で物品を把持した状態で昇降フレームを上昇
させて物品を吊り上げる。

【００１４】この際、昇降フレーム底部に形成されてい
るシャフト通孔とシャフトとの間の隙間は、シール手段
によって密封されているため、昇降フレーム内部の駆動
機構等から発生する塵埃が物品の上へ落下することはな
い。

【００１５】また、各把持爪で把持されて吊り下げられ
ている物品は、昇降フレームを下降させて物品底面を着
地させ、次いで駆動機構によって各シャフトを一斉に回
動させて全ての把持爪を開放した後、昇降フレームを上
昇させて、物品に降ろされる。

【００１６】なお、昇降フレーム底部の少なくとも各シ
ャフト通孔内周面とこれらのシャフト通孔内に位置する
シャフト外周部分が強磁性を有する材料で形成され、シ
ャフトとシャフト通孔間の隙間を塞ぐ磁性流体がシール
手段として用いられている場合には、磁性流体から受け
るシャフトの回転抵抗が小さく、把持爪の開閉動作が円
滑に行われ、且つ、シャフトとシャフト通孔との隙間の
密封度が高められる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の物品把持装置を搭載した天井搬
送車の側面図であって、物品把持装置１は、工場内に架
設されている高架レール２を走行する天井搬送車３から
複数の吊下部材４で昇降自在に吊下げられている。

【００１８】この実施例においては、吊下部材４には、
物品把持装置１の昇降時の振れを少なくするため、引張
り強度が大きい屈曲自在の樹脂製ベルトが用いられてい
る。なお、吊下部材４は樹脂製ベルトに限らず、チェー
ンやワイヤロープを用いてもよい。

【００１９】これらの吊下部材４の上端は、天井搬送車
３の車体内部に設けられている図示していない巻取ドラ
ムに巻き掛けられていて、前記巻取りドラムの正逆転動
作によって物品把持装置１の昇降を行うようになってい
る。

【００２０】天井搬送車３は、載荷位置で物品把持装置
１で物品Ｗを把持して吊り上げ、高架レール２を走行し
て脱荷位置で停止し、ここで物品把持装置１を下降させ
て物品Ｗを開放する。なお、本実施例においては、物品
把持装置１が把持する物品Ｗは、薄い円板形の半導体ウ
エハを多段に重ねて収容した容器である。

【００２１】図２は、本発明の物品把持装置の要部断面
図、図３は、図２のＡ−Ａ線位置における矢印方向に見
た断面図であって、これらの図に示すように、物品把持
装置１は、円板形の底板５と前記底板５の上面を覆って
内部に密閉された空間を形成するカバー６から構成され
る昇降フレーム７を有している。

【００２２】前記カバー６の外側面は扁平な円筒状で上
面６Ａは平坦であり、天井搬送車３から垂下されている
４本の吊下部材４の下端が、前記上面６Ａの外周付近に
周方向に等間隔に固定されている４つの連結具８にそれ
ぞれ係着されている。また、前記カバー６の下面は開放
されていて、その下端周縁部６Ｂが底板５の外周縁部に
よって密閉されている。

【００２３】一方、底板５には２つずつ近接した位置に
組になって配置された計４つのシャフト通孔９が形成さ
れており、これらのシャフト通孔９には、底板５上面に
取り付けられたスラスト荷重とラジアル荷重を支持可能
な軸受１０によってシャフト１１が垂直軸線回りに回動
自在に支持されている。

【００２４】それぞれのシャフト通孔９の内周面とこれ
らのシャフト通孔９内に位置するシャフト１１の外周部
分との間で形成される隙間にはシール手段として磁性流
体Ｍが充填されている。

【００２５】前記磁性流体Ｍは、磁性を帯びた磁性体粉
末を潤滑油にまぜて流動状にしたものであり、鋼製のシ
ャフト１１と底板５のシャフト通孔９との間の環状の隙
間へ磁気吸引力によって侵入して密封している。

【００２６】それぞれのシャフト１１の底板５から下方
に突出している下端部にはそれぞれ把持爪１２が固定さ
れている。これらの把持爪１２は上下方向に扁平に形成
されており、図４に示すように、先端部には略Ｌ字形に
凹んだ物品支持段部１２Ａが形成されている。

【００２７】各シャフト１１の上端部には、連動ピニオ
ン１３が固定されている。相互に近接した位置に配置さ
れて組となっているシャフト１１に固定されている連動
ピニオン１３どうしは互いに噛み合っていて、これらの
対になったシャフト１１の下端に固定されている把持爪
１２が互いに反対向きに連動して水平面内で開閉運動を
行うようにしている。

【００２８】また、それぞれの組のシャフト１１の一方
には連動ピニオン１３とともに被駆動レバー１４が固定
されていて、それぞれの被駆動レバー１４の揺動端は、
ピン１５によってリンク１６の一端に回動自在に連結さ
れている。

【００２９】これに対し、それぞれの組のシャフト１１
の他方には、スプリング受けレバー１７が連動ピニオン
１３とともに一体に回動するように固定されており、こ
れらのスプリング受けレバー１７の揺動端と底板５上に
固定されている固定部材１８間にはバックラッシュ除去
用スプリング１９がそれぞれ張設されている。

【００３０】また、底板５中心部上面には、ウォームホ
イール２０が垂直な中心軸２１回りに回動自在に支持さ
れており、前記ウォームホイール２０の上面には、その
直径方向に両端部が突出する駆動レバー２２が固定され
ている。

【００３１】前記駆動レバー２２の両端部はそれぞれピ
ン２３によって前記リンク１６の他端に回動自在に連結
されていて、被駆動レバー１４、リンク１６はそれぞれ
中心軸２１を中心にして点対称に２組配置されている。

【００３２】ウォームホイール２０は、底板５上に設け
られた支持枠２４で水平軸線回りに回転自在に支持され
ているウォーム２５に噛み合っている。前記ウォーム２
５は、底板５上に設けらている正逆転可能なモータ２６
とベベルギヤ２７，２８を介して駆動連結されている。

【００３３】そして、モータ２６が回転すると、その回
転はベベルギヤ２７からベベルギヤ２８を介してウォー
ム２５に伝達され、前記ウォーム２５からウォームホイ
ール２０へ減速して伝えられ、さらに、駆動レバー２２
の両端に連結された一対のリンク１６を介して２つの被
駆動レバー１４へ伝達されて、連動ピニオン１３どうし
が噛み合っているそれぞれの組の把持爪１２は互いに反
対向きに回動し、図４に実線で示す物品把持位置と、仮
想線で示す開放位置との間で４つの把持爪が一斉に同期
回動するように構成されている。

【００３４】この際、互いに噛み合う連動ピニオン１３
間のバックラッシュは、被駆動レバー１４が設けられて
いる側の連動ピニオン１３に対して、これと噛み合う連
動ピニオン１３に前記バックラッシュ除去用スプリング
１９が常時一方向のトルクを付加していることによって
除去される。

【００３５】また、前記モータ２６によって、開閉駆動
される各把持爪１２の開閉動作範囲は、図３に示すよう
に底板５上に固定された、駆動レバー２２の側面に当接
してその回動範囲を規制する閉側ストッパ２９と開側ス
トッパ３０で機械的に制限されているとともに、図示し
ていない閉側リミットスイッチと開側リミットスイッチ
がそれぞれ被駆動レバー１４の回動位置を検出すること
によって、各把持爪１２が閉位置あるいは開位置まで回
動すると、モータ２６への通電が遮断されるようになっ
ている。

【００３６】また、図示しないが底板５には、垂直方向
に貫通する一対のロッド通孔が形成されている。これら
のロッド通孔には、底板５上に設けられているリニアベ
アリング３１で上下動自在に支持されている物品検出ロ
ッド３２が貫通している。

【００３７】なお、それぞれのロッド通孔とこれに貫通
する物品検出ロッド３３との間は、前述したシャフト通
孔９とシャフト１１との間と同様に、磁性流体等のシー
ル手段によって密封されている。

【００３８】それぞれの物品検出ロッド３２の上端部に
は、被検出部材３２Ａが固定されていて、物品把持装置
１を地上に置かれている物品Ｗの上方から下降させてき
て、物品検出ロッド３２の下端に設けられた検出駒３２
Ｂが前記物品Ｗの上端に当接すると、物品検出ロッド３
２は昇降フレーム７に対して相対的に押し上げられて被
検出部材３２Ａが底板５上に設けられている非接触セン
サ３３によって検出されるようになっている。

【００３９】前記非接触センサ３３としては、光センサ
や磁気センサ等を用いることができる。また、非接触セ
ンサ３３の代わりに機械的なリミットスイッチを用いて
物品検出ロッド３２の変位を検出するようにしてもよ
い。

【００４０】次に、前述したように構成されている物品
把持装置１の動作を説明する。地上に載置されている物
品Ｗの頂部中央には、４つの把持爪１２が横方向から係
合する４角形状の吊りフランジＦが形成されており、図
１に示す天井搬送車３は物品Ｗ上方に停止し、次いで物
品把持装置１を各把持爪１２が図４に仮想線で示すよう
に開放された状態で下降させる。

【００４１】そして、物品Ｗの吊りフランジＦの上面に
物品検出ロッド３２の検出駒３２の下端面が当接し、被
検出部材３２Ａが非接触センサ３３によって検出される
と、非接触センサ３３の出力する検出信号で物品把持装
置１の下降が停止し、次いでモータ２６が駆動されて、
４つの把持爪１２は閉位置に向かって回動し、図２及
び、図４の実線で示すように吊りフランジＦの４隅の下
方へ侵入する。

【００４２】この際、吊りフランジＦの４隅の側面と各
把持爪１２の物品支持段部１２Ａの垂直面が当接するこ
とによって、物品把持装置１と物品Ｗ間のセンタリング
がなされる。

【００４３】そして、各把持爪１２が閉位置へ回動した
ことを前述した図示していない閉側リミットスイッチが
検出すると、その検出信号によって天井搬送車３は吊下
部材４を巻き上げて物品把持装置１を上昇させ、図５に
示すように、各把持爪１２の物品支持段部Ａ上に物品Ｗ
の吊りフランジＦの下面を支持し、図１に示すように物
品Ｗを吊り上げた状態で脱荷位置に向けて走行する。

【００４４】天井搬送車３が脱荷位置に到着して停止し
た後、吊下部材４を繰出して物品把持装置１を下降させ
る。そして、物品Ｗが着地すると図２に示すように物品
Ｗの吊りフランジＦ上面によって物品検出ロッド３２が
押し上げられた状態となり、非接触センサ３３が被検出
部材３２Ａの検出信号を出力し、この信号によって、物
品把持装置１の下降が停止される。

【００４５】この位置で、各把持爪１２の物品支持段部
Ａと吊りフランジＦ下面との間に隙間Ｓができ、これら
の把持爪１２はモータ２６の逆転駆動によって図４に仮
想線で示す位置まで開かれる。

【００４６】そして前述した図示していない開側リミッ
トスイッチが各把持爪１２が開位置まで回動したことを
検出すると天井搬送車３は吊下部材４を巻き上げて物品
把持装置１を上昇させ物品Ｗの脱荷作業が完了する。

【００４７】なお、各把持爪を開閉するための駆動機構
は、前述した実施例の構成に限定するものではなく、各
シャフトをロータリソレノイドで直接回動させたり、エ
アシリンダを用いてリンク等で連動させて一斉に回動す
るようにしてもよい。

【００４８】また、本実施例においては把持爪を２つず
つ組にして計４つ用いているが、把持爪の数は物品の形
状や重量に応じて増減することができる。

【００４９】また、本実施例においては、各把持爪の先
端に、物品に設けられている吊りフランジＦを支持する
ための物品支持段部が形成されているが、把持爪の形状
は取り扱う物品の形状や重量に応じて適宜変更可能であ
る。

【００５０】また、本実施例においては、シール手段と
して磁性流体を用いているが、特に高いクリーン度を要
求されない場合は、シャフトとシャフト通孔との間をＯ
リング等の公知のシール手段によって密封してもよい。

【００５１】また、本実施例の物品把持装置において
は、ケーシングを底板とカバーで構成しているが、これ
に限定するものではなく、駆動機構が組み込まれる内部
の空間を密閉できる構造であればよい。

【００５２】さらに、本実施例では、物品把持装置を天
井搬送車から吊り下げて用いているが、天井クレーン等
に吊り下げて用いてもよく、また、アームクレーンやロ
ボットアームを有する移載機等のアームの先端に直接吊
下げて用いてもよい。なお、この場合には、これらのア
ーム先端部が本発明における吊下部材に相当する。

【００５３】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１記載の
発明によれば、物品を把持する複数の把持爪は、垂直軸
線まわりに回動自在に昇降フレーム内で軸受支持されて
いる各シャフトの下端部に取り付けられ、水平面内で開
閉動作が行われるため、把持爪の開閉に必要なスペース
が少なくて済み、また、各把持爪を開閉するための駆動
力が少なくて済むため、物品把持装置のサイズや重量を
低減することができる。

【００５４】また、昇降フレーム底面に形成されたシャ
フト通孔と前記シャフト通孔を貫通するシャフトとの間
の隙間がシール手段によって密封されているため、昇降
フレーム内から下方に把持されている物品上への塵埃の
落下を防止することができる。

【００５５】また、請求項２記載の発明によれば、昇降
フレーム底部の少なくとも各シャフト通孔の内周面とこ
れらのシャフト通孔内に位置するシャフト外周部分が強
磁性を有する材料で形成され、シャフトとシャフト通孔
間の隙間を塞ぐ磁性流体がシール手段として用いられて
いる場合には、磁性流体から受けるシャフトの回転抵抗
が小さいため、各把持爪の開閉動作をより小さい駆動力
で円滑に行うことができ、且つ、シャフトとシャフト通
孔との隙間の密封度をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の物品把持装置を搭載した天井搬送
車の側面図である。

【図２】 本発明の物品把持装置の要部断面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ線位置における矢印方向に見た
断面図である。

【図４】 本発明の物品把持装置の把持爪の開閉軌跡を
示す図である。

【図５】 本発明の物品把持装置が物品を把持爪で把持
して持ち上げた状態を示す断面図である。

【図６】 従来の物品把持装置の一例を示す側面図であ
る。

【図７】 従来の物品把持装置の一例を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 物品把持装置 ２ 高
架レール ３ 天井搬送車 ４ 吊
下部材 ５ 底板 ６ カ
バー ６Ａ 上面 ６Ｂ 下
端周縁部 ７ 昇降フレーム ８ 連
結具 ９ シャフト通孔 １０ 軸
受 １１ シャフト １２ 把
持爪 １２Ａ 物品支持段部 １３ 連
動ピニオン １４ 被駆動レバー １５，２３ ピ
ン １６ リンク １７ ス
プリング受けレバー １８ 固定部材 １９ バックラッシュ除去用スプリング ２０ ウォームホイール ２１ 中心軸 ２２ 駆
動レバー ２４ 支持枠 ２５ ウ
ォーム ２６ モータ ２７，２８ ベ
ベルギヤ ２９ 閉側ストッパ ３０ 開
側ストッパ ３１ リニアベアリング ３２ 物
品検出ロッド ３２Ａ 被検出部材 ３２Ｂ 検
出駒 ３３ 非接触センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F060 CA07 DA09 HA28 3F061 AA01 BA05 BB03 BB09 BC06 BC09 BD04 BD10 BE05 BF00 BF14 DD03 3F203 BA04 CA02 CC01 EC08 EC19 FA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部が密閉され、吊下部材で吊り下げら
   れて昇降する昇降フレームと、 前記昇降フレーム内でそれぞれ垂直軸線まわりに回動自
   在に軸受支持され、昇降フレーム底部に形成されたシャ
   フト通孔を貫通して昇降フレーム下方に突出する複数の
   シャフトと、 それぞれのシャフトの下端部に取り付けられ、協働して
   物品を把持する複数の把持爪と、 ぞれぞれのシャフト通孔とシャフトとの間をシャフトが
   回動できるように密封するシール手段と、 前記昇降フレーム内に設けられ、それぞれのシャフトを
   正逆両方向に同期回動させて把持爪の開閉動作を行う駆
   動機構とを備えたことを特徴とする物品把持装置。
2. 【請求項２】 昇降フレーム底部の少なくとも各シャフ
   ト通孔内周面とこれらのシャフト通孔内に位置するシャ
   フト外周部分は強磁性を有する材料で形成されていると
   ともに、前記シール手段にシャフトとシャフト通孔間の
   隙間を塞ぐ磁性流体が用いられていることを特徴とする
   請求項１記載の物品把持装置。