JP2002168082A - 把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 限定されたスペースの場所に多数の被把持部
材を収納できる把持装置を提供する。 【解決手段】 固定された受部(25)と、移動可能なフッ
ク(21)との間に被把持部材(6)を把持する把持装置にお
いて、直動自在な移動機構(30)と、移動機構(30)の先端
部に回動自在に取付けられた片振りフック(21)と、移動
機構(30)を前進させたときにフック(21)を被把持部材
(6)から離れる方向にフック(21)を回動させる回動部材
(26)とを有する。前記移動機構(30)は、フック(21)の移
動をガイドする溝構成のガイド部材(32)とガイド部材(3
2)の溝開口部に配置されたローラ(35)とを有するガイド
部(31)と、基端部をガイド部材(32)に回動自在に取付け
られ、先端部にフック(21)を回動自在に取付けた直動型
のアクチュエータ(36)とを備え、前記受部(25)をガイド
部材(32)の先端部に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部材の把持装置に
関し、特にはドリルのロッド交換装置のロッド把持装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、部材の把持装置としては各種提案
されているが、例えば特開昭５８−１８９４９３号公
報、および実開昭６２−１５４３１号公報に開示された
ものがある。

【０００３】図５は特開昭５８−１８９４９３号公報に
開示された把持装置５０を用いたクローラドリルのロッ
ド交換装置１ａの図面である。図５において、ロッド交
換装置１ａのロッドマガジン２にはロッド４を収納する
円形のラック３ａが回動自在に取付けられている。ラッ
ク３ａの円周上には複数個のロッド４が隙間Ｅで等配さ
れている。ロッドマガジン２の先端部には把持装置５０
が軸５１により回動自在に取付けられている。把持装置
５０の先端部には対向する一対のフック２１ａ，２１ａ
がそれぞれピン５２，５２により回動自在に取付けられ
ている。把持装置５０の後端部にはグリップシリンダ５
３が固設されており、そのシリンダロッド５４の先端部
にはリンク５５の中央部がピン５６により揺動自在に取
付けられている。リンク５５の両端部と一対のフック２
１ａ，２１ａの基端部とは、ピン５７，５７により回動
自在に連結されている。把持装置５０の先端部には凹状
の受部２５が設けられている。グリップシリンダ５３を
伸長するとフック２１ａ，２１ａの先端部は閉じて受部
２５との間にロッド４を把持し、グリップシリンダ５３
を縮小するとフック２１ａ，２１ａは開くようになって
いる。

【０００４】次に作動について説明する。図５におい
て、先ず、実線に示す位置で、グリップシリンダ５３を
伸長してフック２１ａ，２１ａを閉じ、ラック３ａに収
納されているロッド４を把持する。次に把持装置５０を
軸５１を中心に回動させてロッド４を２点鎖線に示す所
定のＳ位置に搬送し、定置する。次にラック３ａを１ピ
ッチだけ矢印方向に回動させ、そしてグリップシリンダ
５３を縮小してフック２１ａ，２１ａを開く。次にＳ位
置にロッド４を残したまま把持装置５０を回動させ、元
の実線に示す位置に戻り、次のロッド４を把持する。上
記のような動作を繰り返してロッド４をラック３ａから
Ｓ位置に順次搬送する。

【０００５】図６は、実開昭６２−１５４３１号公報に
開示されたクランプ装置６０の正面面であり、締付前の
状態を示している。図６において、取付具６１には水平
取付面６２と垂直な受座２５とが設けられ、前記水平取
付面６２の中央部の長手方向には凹溝６３が形成されて
いる。取付具６１の一端部には往復シリンダ６４が配置
されており、シリンダロッド６５は前記凹溝６３内に収
納されている。また、シリンダロッド６５の先端部に
は、爪部２３を有するかぎ形のフック２１がピン６６に
より回動自在に取付けられている。

【０００６】次に、作動について説明する。図６におい
て、まず往復シリンダ６４を伸長させ、フック２１を自
重により下方に吊り下げた状態で水平取付面６２上に被
把持部材６を乗せる。次に、往復シリンダ６４を縮小す
るとフック２１はピン６６を中心として回動して凹溝６
３内に引き込まれ、図７に示すように被把持部材６を受
座２５とフック２１の爪部２３との間で締付け、クラン
プする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の構成においては以下のような問題が発生する。

【０００８】特開昭５８−１８９４９３号公報に開示さ
れたものにおいては、フック２１ａが対向して２個設け
られており、両フック２１ａ，２１ａが開いた時に干渉
を避けるための広い空スペースが必要となるため、ラッ
ク３ａ内に収納されるロッド４の収納位置の一箇所は必
ず空にしておかなければならないと共に、隣接するロッ
ド４間の間隔Ｅをフック２１ａが入るだけの大きな寸法
にする必要がある。このため、限られた大きさのラック
３ａ内に収納するロッド４の本数が少なくなり、よって
多数のロッド４を収納する必要のある場合には装置全体
が大型になるという問題がある。

【０００９】実開昭６２−１５４３１号公報に開示され
たものにおいては、フック２１側を下にしてクランプ装
置６０を垂直にして使用する場合に、フック２１は自重
で釣り下がるため位置が安定せず、本クランプ装置６０
を回動させて用いる場合等に使い難いという問題があ
る。また、図８に示すように、上記クランプ装置６０を
前述のようなクローラドリルのロッド交換装置に使用す
る場合を考え、往復シリンダ６４の基端部の回動支点を
Ｍ、シリンダロッド６５とフック２１との連結点をＫ、
フック２１の爪部２３と被把持部材６との接点をＮとす
る。ここで往復シリンダ６４を縮小して被把持部材６に
把持力Ｆ１を加えると、その反力はＭ，Ｎ点に加わる。
ところが、Ｋ点はＭ点とＮ点とを結ぶ直線Ｇ−Ｇ上にな
いため、Ｋ点には力Ｆ２が発生し、Ｋ点は直線Ｇ−Ｇ上
に達するまで移動しようとする。このため、フック２１
の内側が被把持部材６に当接して力Ｆ２方向に被把持部
材６を押し、被把持部材６は把持部から押し出されて脱
落する畏れがある。

【００１０】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、限られた大きさの場所に多数の被把持部
材を収納可能で、把持作業を安定した状態で行うことが
でき、かつ把持時に被把持部材を把持部から押し出す畏
れのない把持装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１発明は、固定された受部と、
移動可能なフックとの間に被把持部材を把持する把持装
置において、直動自在な移動機構と、移動機構の先端部
に回動自在に取付けられた片振りフックと、移動機構を
前進させたときにフックを被把持部材から離れる方向に
フックを回動させる回動部材とを有する構成としてい
る。

【００１２】第１発明によると、フックを移動機構によ
って後退させることによりフックは回動し、フックと受
部との間で被把持部材を把持する。本発明はフックの回
動部材を設けたため、把持装置のフックを下向き姿勢に
して作業する場合でも、フックの位置が確定していて作
業がやり易い。また、例えば、貯蔵場所に貯蔵された複
数個の被把持部材を１個ずつ把持し、把持装置を回動さ
せて所定の場所に運搬してその場に配置し、再び把持装
置を回動させて貯蔵場所に戻すという繰り返し作業を行
うような場合、以下のような効果が得られる。フックを
片振りにしたため、密集して配置されている被把持部材
を把持する場合、隣接する被把持部材相互の間隔が狭く
ても容易に把持することができる。したがって、狭い収
納場所に多数の被把持部材を収納できる。２）把持装置
を回動させる場合、フックと所定の場所に配置した被把
持部材との干渉を防止することができ、連続して円滑に
作業することができる。

【００１３】第２発明は、第１発明に基づき、前記移動
機構は、フックの移動をガイドする溝構成のガイド部材
と、ガイド部材の溝開口部に配置され、フックをガイド
するローラとを有するガイド部と、基端部をガイド部材
に回動自在に取付けられ、先端部にフックの基端部を回
動自在に取付けた直動型のアクチュエータとを備え、前
記受部はガイド部材の先端部に設けられた構成としてい
る。

【００１４】第２発明によると、フックのガイド部を溝
構成のガイド部材とローラとにより構成したため、フッ
クの把持姿勢と開放姿勢との間の移行を円滑に行うこと
ができる。また、受部をガイド部材の先端部に設けたた
め、把持装置の回動時の被把持部材との干渉を容易に防
止できる。これらにより、構造が簡単で、コストを安く
できる。

【００１５】第３発明は、第１発明または第２発明に基
づき、前記受部との間で被把持部材を把持する前記フッ
クの爪部は、被把持部材に係合する凹部を有する構成と
している。

【００１６】第３発明によると、フックの爪部に凹部を
設けたため、被把持部材を把持したときに、その位置が
確定され、安定して把持できる。特にころがって外れや
すい円形断面の被把持部材に対しては外れ防止効果が大
である。

【００１７】第４発明は、第２発明に基づき、前記アク
チュエータの先端部とフックとを連結する回動支点は、
アクチュエータの基端部の回動支点と、フックの爪部と
被把持部材との接触部の着力点とを結ぶ直線上に位置し
ている構成としている。

【００１８】第４発明によると、アクチュエータ基端部
の回動支点と、アクチュエータの先端部とフックとの回
動支点と、フックの爪部の着力点とを同一線上に位置さ
せたため、アクチュエータとフックとの回動支点の位置
が安定し、被把持部材を安定して把持することができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る把持装置の
実施形態について図面を参照して詳述する。

【００２０】第１図は本発明に係る把持装置２０の側面
図であり、第２図は第１図のＸ矢視図である。図１、図
２において、把持装置２０は、移動機構３０と、フック
２１と、受部２５と、回動部材２６とにより構成されて
いる。移動機構３０は、フック２１をガイドするガイド
部３１と、フック２１をガイド部３１に沿って移動させ
る直動型のアクチュエータ３６とからなっている。アク
チュエータ３６は、例えば油圧シリンダ、エアシリン
ダ、又は例えばモータとボールスクリュウとを組合せた
もの等の直動自在な駆動装置で構成される。ガイド部３
１は、溝形状に構成されたガイド部材３２と、この溝の
開口部に第１ピン３４により回転自在に取付けられたロ
ーラ３５とを有している。尚ガイド部材３２は、本実施
形態においては、左右一対のプレート３２ａ，３２ａ
と、このプレート３２ａ，３２ａの長手方向の先端部寄
りで、かつ両プレート３２ａ，３２ａの一端部間に取付
けられたガイドプレート３３とを有していて、両プレー
ト３２ａ，３２ａとガイドプレート３３とで溝形状をな
しているが、一体で構成してもよい。前記ローラ３５
は、ガイドプレート３３に対向するプレート３２ａ，３
２ａの他端側に取付けられている。ガイド部材３２の基
端部には、駆動体１２が長手方向両側の調整ネジ１３，
１３を介して長手方向に移動可能に連結されている。ガ
イド部材３２の基端部および駆動体１２は支持軸１１に
よりそれぞれ回動自在に、詳細は後述するロッドマガジ
ンの先端部に設けた第１ブラケット１０に取付けられて
いる。

【００２１】また、アクチュエータ３６の基端部は第２
ピン３７によりガイド部材３２の後端部に揺動自在に取
付けられ、アクチュエータ３６の伸縮するロッドの先端
部にはフック２１の基端部が第３ピン２２により回動自
在に取付けられている。第３ピン２２の両端部に挿入さ
れ固定された一対のカラー２７，２７は、ガイド部材３
２の先端部側面（本実施形態ではプレート３２ａ，３２
ａ）に設けられた長手方向のガイド孔３８，３８にそれ
ぞれ係合している。フック２１の基端部は前記ガイド部
３１のガイドプレート３３とローラ３５との間に挿入さ
れている。フック２１の先端部には爪部２３が設けられ
ており、この爪部２３には例えば円形の被把持部材６に
係合する凹部２４が設けられている。また、ガイド部材
３２の先端部には受部２５が設けられている。

【００２２】フック２１の先端部と前記駆動体１２と
は、アクチュエータ３６の伸長時にフック２１をローラ
３５側に向けて第３ピン２２回りに回動させる回動部材
２６により連結されている。本実施形態では、この回動
部材２６はフック２１を受部２５側からローラ３５側に
離す方向に所定の付勢力で付勢しており、例えばコイル
バネ又はゴムで構成される。

【００２３】図１において、アクチュエータ３６を縮小
した実線に示す状態では、アクチュエータ３６の基端部
を支持する第２ピン３７の中心（回動支点）と、アクチ
ュエータ３６の先端部及びフック２１の基端部を連結す
る第３ピン２２の中心（回動支点）と、フック２１の爪
部２３に設けられた凹部２４の中心部（つまり爪部２３
と被把持部材６との接触部の着力点）とは、同一直線Ａ
−Ａ上に位置している。このため、爪部２３の凹部２４
に作用する被把持部材６の把持時の反力は上記直線Ａ−
Ａ上にあるので、フック２１の基端部の第３ピン２２に
作用する力も直線Ａ−Ａ方向となる。従って、被把持部
材６を押し出す畏れは無く、安定した状態で把持でき
る。

【００２４】次に把持作動について説明する。図１にお
いて、受部２５とフック２１の爪部２３との間に被把持
部材６を位置させ、アクチュエータ３６を縮小してフッ
ク２１をガイドプレート３３とローラ３５とでガイドし
て後退させると、爪部２３は受部２５との間に被把持部
材６を把持する。このとき爪部２３の凹部２４が被把持
部材６の外側面に係合するため、円形の部材でも安定し
て把持できる。アクチュエータ３６を伸長すると、フッ
ク２１はガイドプレート３３とローラ３５とにガイドさ
れて前進し、把持した被把持部材６を開放する。この後
フック２１は、所定の位置から回動部材２６の付勢力に
よりガイドプレート３３とローラ３５とに沿って第３ピ
ン２２を中心として回動を開始し、アクチュエータ３６
の最大伸長位置で図中の２点鎖線に示す位置に至る。こ
の位置において、支持軸１１の中心からフック２１の先
端部までの距離Ｃが、支持軸１１の中心から受部２５の
先端部までの距離Ｂよりも小さくなるように、ローラ３
５の位置やアクチュエータ３６の最大伸長位置、及び爪
部２３の形状、寸法等を設定している。したがってこの
フック２１の開放状態で把持装置２０を支持軸１１の回
りに回動させても、フック２１は被把持部材６と干渉す
ることはない。

【００２５】以下に、本発明の把持装置２０をドリルの
ロッド交換装置に適用した場合の構成について説明す
る。図３は本発明の把持装置２０を用いたロッド交換装
置１の図面である。ロッドマガジン２の先端部に固設さ
れた第１ブラケット１０には、駆動体１２と把持装置２
０の基端部とが支持軸１１により回動自在に取付けられ
ている。駆動体１２の上下端部と把持装置２０とは前述
のように調整ネジ１３，１３を介して把持装置２０の長
手方向（実線で図示した位置の上下方向）に移動自在に
連結されており、ロッドマガジン２に固設された第２ブ
ラケット１４と把持装置２０とは駆動シリンダ１５によ
り連結されている。駆動シリンダ１５を伸縮すると、把
持装置２０は支持軸１１を中心として回動する。ロッド
マガジン２には円形のラック３が回動自在に設けられて
おり、ラック３の外周上には複数個のロッド４が間隔Ｄ
で等配されている。ラック３に収納されるロッド４のう
ち、最初に取り出すロッド４に隣接する１個のみが把持
装置２０のフック２１との干渉を避けるために空になっ
ている。本把持装置ではフック２１を片振りにしたた
め、ロッド４の間隔Ｄを図５に示す従来のものの間隔Ｅ
より小さくでき、限られたラック３内に多数のロッド４
を収納することができる。

【００２６】次にロッド交換作動について説明する。 １）まず図４の２点鎖線で示すように、駆動体１２の調
整ネジ１３，１３を調整してロッド４の位置と、把持装
置２０との位置を微調整し、受部２５が把持対象のロッ
ド４ａよりも上方に所定隙間αを有して、かつ隣接のロ
ッド４ｂの側方Ｔに当る位置にセットし、フック２１で
把持した時ロッド４ａがラック３より浮き上がるように
する。 ２）次に図３の実線で示すように、アクチュエータ３６
を縮小してロッド４を把持する。 ３）次に図３の２点鎖線で示すように、駆動シリンダ１
５を伸長して把持装置２０を支持軸１１を中心として回
動させ、ロッド４を２点鎖線のＳ位置に位置させる。
尚、Ｓ位置については、図示しない調整ボルトにより駆
動シリンダ１５の伸び側ストロークエンドを規制するこ
とにより調整する。 ４）次に図４に示すように、アクチュエータ３６を伸長
してフック２１を実線の位置まで回動させて開放し、ロ
ッド４をＳ位置に定置させる。 ５）次に、ラック３を１ピッチだけ図４の矢印方向に回
動させる。 ６）次に駆動シリンダ１５を縮小して把持装置２０を図
４の２点鎖線の位置（上記１）の工程で調整した位置）
まで回動させる。 以上の動作を繰り返して順次ロッド４を所定のＳ位置に
搬送し、ロッド交換を行う。

【００２７】本発明よると、以下の効果を奏する。 （１）１つのフック２１による片振りの把持装置とした
ため、開閉時のフック２１の可動エリアが小さくてす
み、フック２１との干渉防止に必要な被把持部材６周囲
の空スペースを小さくできる。従って、マガジン等に密
集して配置されている被把持部材６を把持する場合、隣
接する被把持部材間の間隔が狭くても容易に把持できる
ので、限られた狭い収納場所に多数の被把持部材６を収
納してマガジン等を小型化できる。

【００２８】（２）フック２１を開放方向に回動させて
支持する回動部材を設けたため、把持装置２０のフック
２１を例えば下向き姿勢にして作業する場合でもフック
２１の位置が確定していて把持作業がやり易く、安定し
た把持作業ができる。また、前記回動部材としてコイル
バネやゴム等の弾性体を用いることにより、簡単な構成
で、低コストで構成できる。 （３）マガジン等の被把持部材収納場所に対して把持装
置２０を回動自在に設けると共に、開放状態のフック２
１先端部と該把持装置２０の回動中心との距離を把持装
置先端部の被把持部材６の受部２５先端部と把持装置２
０の回動中心との距離よりも小さく設定しているので、
把持装置２０を回動させる場合に、フック２１と所定の
把持場所又は搬送場所に配置した被把持部材６との干渉
を防止できる。これにより、回動（搬送）及び把持の動
作を連続して円滑に行うことができるので、作業能率の
高い把持装置が得られる。

【００２９】（４）直動するアクチュエータ３６により
移動されるフック２１をガイドするガイド部３１を、溝
構成のガイド部材３２と、このガイド部材３２の溝開口
部に設けたローラ３５とにより構成したため、直動に伴
なうフック２１の把持姿勢と開放姿勢との間の移行を円
滑に行うことができる。フック２１は回動部材２６によ
り回動して前記ローラ３５に当接しながら開放姿勢とな
るので、確実に円滑に開放できる。また、受部２５をガ
イド部材３２の先端部に設けたため、把持装置２０の回
動時の被把持部材６との干渉を容易に防止できる。以上
により、構造を簡単化でき、コストを安くできる。

【００３０】（５）フック２１の爪部２３に凹部２４を
設け、この凹部を被把持部材に係合させて把持するよう
にしたため、被把持部材を把持したときの位置が確定さ
れ、位置を安定させて把持できる。特に、ロッド４等の
ようにころがって外れ易い円形断面の被把持部材６に対
しては外れを確実に防止できる。 （６）フック２１を直動するアクチュエータ３６の基端
部の回動中心（第２ピン３７）と、アクチュエータ３６
の先端部とフック２１との連結点（第３ピン２２）と、
フック２１の爪部２３の着力点（被把持部材６への把持
力作用点）とを同一直線上に位置させたため、アクチュ
エータ３６とフック２１との連結点（第３ピン２２）に
作用する力が同一直線上にあり、第３ピン２２の位置が
安定する。したがって、フック２１を開放させるような
力が作用しないので、被把持部材６を安定して把持でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の把持装置の側面図である。

【図２】図１のＸ矢視図である。

【図３】本発明の把持装置をロッド交換装置に用いた場
合の構成図である。

【図４】本発明の把持装置をロッド交換機に用いた場合
の作動説明図である。

【図５】従来の第１例の把持装置の構成図である。

【図６】従来の第２例の把持装置の構成図である。

【図７】従来の第２例の把持装置の作動説明図である。

【図８】従来の把持装置の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１…ロッド交換装置、３…ラック、４…ロッド、６…被
把持部材、１１…支持軸、１２…駆動体、１５…駆動シ
リンダ、２０…把持装置、２１…フック、２２…第３ピ
ン、２３…爪部、２４…凹部、２５…受部、２６…回動
部材、３０…移動機構、３１…ガイド部、３２…ガイド
部材、３２ａ…プレート、３３…ガイドプレート、３４
…第１ピン、３５…ローラ、３６…アクチュエータ、３
７…第２ピン。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定された受部(25)と、移動可能なフッ
   ク(21)との間に被把持部材(6)を把持する把持装置にお
   いて、 直動自在な移動機構(30)と、移動機構(30)の先端部に回
   動自在に取付けられた片振りフック(21)と、移動機構(3
   0)を前進させたときにフック(21)を被把持部材(6)から
   離れる方向にフック(21)を回動させる回動部材(26)とを
   有することを特徴とする把持装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の把持装置において、 前記移動機構(30)は、フック(21)の移動をガイドする溝
   構成のガイド部材(32)と、ガイド部材(32)の溝開口部に
   配置され、フック(21)をガイドするローラ(35)とを有す
   るガイド部(31)と、基端部をガイド部材(32)に回動自在
   に取付けられ、先端部にフック(21)の基端部を回動自在
   に取付けた直動型のアクチュエータ(36)とを備え、前記
   受部(25)はガイド部材(32)の先端部に設けられたことを
   特徴とする把持装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の把持装置におい
   て、 前記受部(25)との間で被把持部材(6)を把持する前記フ
   ック(21)の爪部(23)は、被把持部材(6)に係合する凹部
   (24)を有することを特徴とする把持装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の把持装置において、 前記アクチュエータ(36)の先端部とフック(21)とを連結
   する回動支点(22)は、アクチュエータ(36)の基端部の回
   動支点(37)と、フック(21)の爪部(23)と被把持部材(6)
   との接触部の着力点とを結ぶ直線(AA)上に位置している
   ことを特徴とする把持装置。